苹果AR/VR专利深入探讨，或在研发复杂VR控制器、VR游戏主机

来源：映维网 

美国专利商标局公布了两份与头戴设备/眼戴设备相关的 苹果 专利申请。第一份发明主要是针对AR， VR 和MR 游戏 ，重点是光学追踪和全景光学扫描仪。苹果谈到了未来可能会出现的先进游戏主机。实际上，苹果在2019年就一直将游戏主机纳入到一系列的商标申请之中。这家公司的专利文件深入讨论了游戏控制器，但没有提供用于供手部握持的控制器图像。但是，未来版本的苹果手表可以配备所述的光学追踪系统，并允许用户如同操纵游戏控制器一样使用手腕姿势进行输入。

苹果在专利背景中指出，在某些情况下，需要确定一对设备的测距信息（相对位置和距离）和/或相对姿态信息（相对位置和方向）。

相关专利 ：Optical Tracking System

例如，当开玩增强现实，虚拟现实或混合现实游戏时，系统可能需要确定游戏控制器相对于游戏主机的范围或姿态。

在某些情况下，系统可能需要确定多个游戏控制器，头戴设备/眼戴设备等相对于游戏主机的范围或姿态，并确定游戏控制器相对于彼此的范围或姿态。

作为另一个示例，系统可能希望确定参与视距光通信的设备的范围和/或相对姿态信息。

1. 光学追踪与全景光学扫描仪

苹果的发明涵盖了与光学追踪相关的系统，设备，方法和装置实施例。根据所描述的技术，全景光学扫描仪可以构造成具有更少和/或更轻的移动构件。

全景光学扫描仪同时可以构造成具有沿着或围绕单个轴设置的组件，其中相关组件配置为沿着或围绕单个轴接收，引导或操纵电磁辐射（如可见或不可见光）。

全景光学扫描仪的电磁辐射具有进入全景视野的一组电磁辐射边缘。例如，全景光学扫描仪可以将环形电磁辐射引导到轴的一侧，并且围绕轴扫掠环形电磁辐射。

2. AR, VR, MR游戏

光学追踪器可以配备一组能够检测全景光学扫描仪发射的电磁辐射边缘的多个光电探测器，并且可以识别边缘的时序，同时将时序与全景光学扫描仪的时序参考相关联。

全景光学扫描仪和一个或多个光学追踪器可以应用的一种环境是AR，VR或MR游戏。其中，每名用户都可以穿戴一副头戴设备/眼戴设备并握持多个游戏控制器。

举例来说，每个游戏控制器可以具有耦合到手柄的圆形感测组件，并且每名用户的每只手都可以握持游戏控制器。

遗憾的是，苹果没有提供用户握持游戏控制器的图像。当然，这种概念十分常见，如Oculus Rift等系统。

可替代地，用户能够握持一个或多个游戏控制器，或者是与零个，一个或多个游戏控制器相关联，并且不同用户可以与不同数量的游戏控制器相关联。可替代地，用户可以不穿戴头戴设备/眼戴设备，并且只是握持或操纵一个或多个诸如智能 手机 的游戏控制器。

在一些实施例中，游戏控制器可以具有其他配置或形状。例如，游戏控制器的形状可能是它所代表的特定对象，如武器，手套或方向盘。另外，某些游戏控制器可能一次由两名或更多用户握持，或者可能是用户穿戴，就坐，站立或骑行的对象。

3. 先进的游戏主机

苹果指出，用户开玩的游戏可以由游戏主机或其他设备托管，而所述游戏主机或其他设备可以位于游戏所处环境之内或之外。举例来说，游戏主机可以安放于房间内的桌子之上。

在一些实施例中，游戏主机可以向用户佩戴的头戴设备/眼戴设备无线提供游戏视频，或者游戏主机可以通过与彼此接入的无线网络相连向头戴设备/眼戴设备提供游戏视频。

游戏的音频可以以相同的方式提供，或通过游戏主机的扬声器提供，或者从连接到游戏主机的有线或无线扬声器进行广播。在一些实施例中，游戏主机可以是执行其他功能的设备。

例如，游戏主机同时可以用作立体声接收器，计算机，个人助理，安全系统等的一个或多个。

在开玩游戏时，游戏可能需要确定头戴设备/眼戴设备，游戏控制器和/或游戏主机相对于彼此的姿态。姿势可以促使相关项目（或其虚拟表示）能够呈现在AR，VR或MR游戏环境中，或者可以根据头戴设备/眼戴设备，游戏控制器，和/或游戏主机地姿态相应地渲染场景，结构，事物，人物，动物等。

在一些实施例中，可以通过操作包括在游戏主机中的全景光学扫描仪，以及包括在每个头戴设备/眼戴设备中的光学追踪器来确定头戴设备/眼戴设备，游戏控制器和/或游戏主机相对于彼此的相对姿态。在其他实施例中，可以通过操作包括在一个或多个头戴设备/眼戴设或游戏控制器中的全景光学扫描仪，以及其余设备中的光学追踪器来确定头戴设备/眼戴设，游戏控制器和/或游戏主机的姿态。

一般来说，考虑到移动设备在短距下的光通信速度比人类移动速度大多个量级，在确定设备的相对姿态时，可以忽略在移动设备中包括全景光学扫描仪或光学追踪器的影响。

在一些实施例中，全景光学扫描仪可以具有360度，270度或其他角度范围的全景视场。

例如，位于游戏主机上方的全景光学扫描仪可具有360度全景视场，而一组头戴设备/眼戴设备可将全景光学扫描仪纳入至镜腿部分，其中每个全景光学扫描仪具有270度全景视场，而且视场与其他全景光学扫描仪的270度全景视场重叠。

苹果再次就游戏主机的外观进行保密，甚至没有提供任何概念说明。

4. 作为游戏控制器的苹果手表

图9是作为游戏控制器的苹果手表，如游戏控制器和手势输入设备等。它可以搭载光学追踪器，后者包括成组或单独分布在各个位置的光电探测器＃902 （如902a，902b，902c，902d和902e）。通过示例所述的方式，控制器＃900可以是可穿戴设备，如手表，健身监视器或健康状况监控器。可替代地，控制器可以配置为手镯，袖子或手持设备等。

通过将光电探测器的表面配置为垂直于三个或更多轴（优选正交轴但不一定是正交轴）定向，可以以六自由度追踪控制器的移动或佩戴者做出的手势。

5. 头戴设备/眼戴设备

头戴设备/眼戴设备同样可以搭载包括光电探测器的光学追踪器。在一些实施例中，控制器或头戴设备/眼戴设备设可包括位于位置902a，902b，902c，902d，902e的四个或更多个光电探测器集合。

光电探测器可以分布在控制器或头戴设备/眼戴设备更多或更少的表面之上，或以更高或更低的密度分布在控制器或头戴设备/眼戴设备的一个或多个表面之上。替代地，控制器900或头戴设备/眼戴设备可在一个或多个位置包括全景光学扫描仪。

例如，头戴设备/眼戴设备的每个镜腿包括全景光学扫描仪。当诸如头戴设备/眼戴设备之类的设备具有多个全景光学扫描仪时，全景光学扫描仪可以具有重叠的全景视场，如重叠的270度视场）。

当控制器＃900是具有主体＃904（如手表主体）和表带＃906（如表带）的可穿戴设备时，光电探测器可以设置在主体和/或表带中。

图15C是＃1500全景光学扫描仪的一个示例；图16C则说明可以全景光学扫描仪或光学追踪仪执行过程的各个阶段。

专利号20200057147的苹果专利申请最初于2019年Q3季度提交。由于这只是一项专利申请，目前尚不知道苹果是否会 商业 化或于何时商业化所述的发明技术。

6. 发明者

光学传感器设计工程经理Mark Winkler光学感知工程师Tong Chen工程经理Wenrui Cai

第二份专利名为“Display Illumination Systems（显示照明系统）”，专利号为20200057308。

苹果指出：““诸如穿戴在用户头上的增强现实眼镜等头戴式设备可用于向用户提供叠加于真实世界视图的计算机生成内容。用户可以通过光学系统的透明部分直接感知真实世界内容。所述光学系统可以用于将图像从显示系统中的一个或多个像素阵列路由到用户的眼睛。”

相关专利 ：Display Illumination Systems

可以在光学系统中包括由玻璃或塑料等透明材料的片材形成的平面波导或其他光导，从而将图像光从像素阵列传送到用户。这种类型的波导同时可以用于在照明系统中传输光线。照明系统配置为向显示系统提供照明。显示系统可以包括反射型显示器，如硅基液晶显示器，微机电系统显示器或其他显示器。”

原文链接：https://yivian.com/news/72150.html