據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，美國(guó)專利商標(biāo)局近日公開了蘋果（Apple）公司申請(qǐng)的一系列新專利，涉及蘋果首款混合現(xiàn)實(shí)（MR）頭顯Vision Pro的眼動(dòng)跟蹤系統(tǒng)、光柵顯示、手部追蹤等當(dāng)前及未來(lái)的迭代。其中，一份專利涵蓋了通過(guò)確定人眼反射的閃光位置來(lái)識(shí)別眼睛特征（例如凝視方向、眼睛方位等）所涉及的器件、系統(tǒng)和方法。蘋果公司的眼動(dòng)跟蹤技術(shù)是蘋果Vision Pro如此神奇的核心之一。

蘋果公司在專利背景技術(shù)中介紹稱，現(xiàn)有的眼動(dòng)跟蹤技術(shù)可以分析從用戶眼睛反射并通過(guò)圖像傳感器捕捉的閃光。但是，由圖像傳感器捕捉的圖像中呈現(xiàn)的閃光可能會(huì)出現(xiàn)飽和，例如，相對(duì)較強(qiáng)的光在眼睛表面反射產(chǎn)生的強(qiáng)閃光。這種飽和會(huì)影響系統(tǒng)準(zhǔn)確測(cè)量閃光的質(zhì)心，因而會(huì)阻礙現(xiàn)有眼動(dòng)跟蹤技術(shù)準(zhǔn)確地確定閃光位置。使得現(xiàn)有眼動(dòng)跟蹤系統(tǒng)可能缺乏準(zhǔn)確性，并且對(duì)機(jī)械沖擊敏感。因此，需要一種能夠更準(zhǔn)確識(shí)別閃光的有效方法，例如，通過(guò)更準(zhǔn)確地找到閃光質(zhì)心。

利用多區(qū)透鏡進(jìn)行閃光分析

蘋果公司新公開的這件發(fā)明專利（20230324587）涵蓋了基于準(zhǔn)確捕捉閃光位置來(lái)確定人眼特征（例如凝視方向、眼睛方位等）的器件、系統(tǒng)和方法。在方案中，閃光跟蹤系統(tǒng)利用了多區(qū)透鏡，具有分散圖像傳感器接收閃光能量的不同區(qū)域。通過(guò)使能量擴(kuò)散，利用從其他飽和場(chǎng)點(diǎn)的光擴(kuò)散（例如，擴(kuò)散到在點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)中的光暈中的光）來(lái)更準(zhǔn)確地識(shí)別閃光質(zhì)心，從而改善眼動(dòng)追蹤。此外，利用多區(qū)透鏡擴(kuò)散能量可以進(jìn)一步減小由透鏡像差、源功率、孔徑偏心等引起的誤差。

示例性頭顯設(shè)備（HMD）的系統(tǒng)框圖

示例性眼動(dòng)跟蹤系統(tǒng)

專利介紹了本發(fā)明的一個(gè)創(chuàng)新方案：在具有處理器的電子設(shè)備中，通過(guò)眼睛的一部分反射光來(lái)產(chǎn)生閃光；在傳感器處接收反射光，其中反射光在穿過(guò)具有第一區(qū)和第二區(qū)的多區(qū)透鏡之后被接收，所述第一區(qū)和第二區(qū)具有不同的能量擴(kuò)散特性；然后，基于所述傳感器接收到的反射光來(lái)確定閃光位置，最后，基于所確定的閃光位置來(lái)確定用戶的眼睛特性。

具有多區(qū)透鏡的示例性眼動(dòng)跟蹤系統(tǒng)

在一些實(shí)施例中，多區(qū)透鏡的第一區(qū)具有不同于第二區(qū)的曲率半徑。在點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)中，第一區(qū)的曲率半徑相比第二區(qū)的曲率半徑，可以更多地?cái)U(kuò)散所接收的光。第一區(qū)的曲率半徑通過(guò)分配原本飽和場(chǎng)點(diǎn)的能量在該點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)中產(chǎn)生分布的能量部分（光暈）。

用于眼動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的示例性多區(qū)透鏡

第一區(qū)在點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)中產(chǎn)生分布式能量部分，而第二區(qū)在點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)中產(chǎn)生聚焦能量部分。第一區(qū)包括一定傾斜，使得分布式能量部分與點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)中的聚焦能量部分分離。

用于眼動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的多區(qū)透鏡的示例性彗形像差

確定閃光的位置包括確定接收到的光的質(zhì)心。確定眼睛特性，包括基于確定多個(gè)閃光位置來(lái)確定眼睛的多個(gè)部分的位置。更詳細(xì)的專利內(nèi)容請(qǐng)參考專利公開原文。

編輯：黃飛

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