浅谈苹果Vision Pro核心“眼动跟踪技术”

2023-10-16

根据Memetic Consultancy的最新报道,美国专利商标局近来披露了Apple公司提交的一系列创新专利申请,这些专利聚焦于其即将面世的第一款混合现实头显——Vision Pro中的关键功能,包括但不限于眼动追踪系统、光栅显示技术以及手部跟踪等未来迭代方案。特别值得注意的是,其中一项专利详细阐述了一套通过精确捕捉并分析人眼反射的光线位置来辨识眼部特征的具体装置、体系和方法论。Apple公司所开发的眼动追踪解决方案,无疑是支撑Vision Pro这一革命性产品实现其卓越性能的核心技术之一。

浅谈苹果Vision Pro核心“眼动跟踪技术” (https://ic.work/) 传感器 第1张

苹果公司在其专利论述中阐述了当前的眼球运动追踪技术局限性:这一技术基于捕捉从人眼反射并由图像传感器捕获的光线斑点而运作,然而,在强光环境下,如直接光源在眼球表面产生的强烈反照射,可能会引发图像传感器过载或饱和现象。此饱和问题会干扰对光线斑点中心准确度量的能力,进而制约了现有技术用于精确判定光线位置的效能与准确性。此外,这类系统还面临着对机械震动敏感性的挑战。因此,发明了一种更先进、更为精确的方法来识别光线斑点,通过精准定位其质心,以期克服上述局限性,并实现眼球运动追踪系统的性能提升和稳定性增强。

苹果公司最近公布的专利聚焦于一种革新性技术体系与方法,旨在通过精确识别光源位置来测定人眼特征,如注视方向和眼球定位。此创新性的闪光追踪系统采用了多区透镜设计,其特点在于将图像传感器的接收区域划分为多个独立部分,以捕获闪光能量的不同分布。通过促进光线扩散至点扩散函数内光晕区域中的其他饱和场点,此技术能够更精确地确定闪光中心位置,从而显著提升眼动追踪的准确度。

此外,利用多区透镜来分散能量还具备多重优势,可以有效减少由透镜像差、光源功率波动以及孔径偏心等引起的误差。这一专利揭示了苹果公司在视觉识别和生物传感器技术领域的持续探索与创新,预示着未来在人机交互、辅助视障技术及增强现实应用等方面的潜力发展。

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示例性头部显示模组的系统架构图呈现了一幅技术集成的精妙画卷。此图以简洁而优雅的方式,展示了核心组件间的交互与连接。

位于中央的核心处理器犹如智能中枢,其功能强大、运行高效,负责处理和解析来自外界的信息以及用户的指令。数据流从外部传感器如摄像头、加速度计、陀螺仪等接驳至处理器,实现环境感知和运动追踪的精准度。随后,基于用户交互与虚拟内容需求,处理器进行实时渲染与优化。

在这一架构中,图形渲染引擎扮演着至关重要的角色,它将来自处理器的指令转换为视觉信息,并通过光学系统输送至用户的视网膜。这一过程不仅需要高度精确的空间定位能力,还需确保画面清晰、流畅且沉浸式体验的无缝传递。

辅助组件,如电池与无线模块,则为整个系统的运行提供能源供应和数据传输保障,使得HMD能够在不受线缆限制的情况下自由移动,增强用户体验的便利性和舒适度。通过精心设计的数据流路径和优化的系统集成,HMD得以实现高度整合、高效运作的现代科技美学呈现。

综上所述,示例性头部显示模组的系统框图不仅展示了技术的先进与复杂性,更揭示了其在虚拟现实领域中作为关键装备的核心价值。通过精密的设计与卓越的功能整合,HMD为用户带来了沉浸式、互动式的全新体验,是现代科技与人类需求完美融合的典范。

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在示例性领域中,我们精心设计了一套高级的眼动追踪系统。该系统运用了先进的技术与算法,旨在提供更精确、更细腻的数据捕捉能力,从而深入洞察用户的视觉行为模式和偏好。

扩展这一领域的知识边界,我们的团队致力于开发出融合人工智能深度学习的模型,使其能够适应多种场景,并进行实时的人眼位置预测和路径追踪分析。这种创新的集成不仅增强了系统的功能性与灵活性,还提升了数据处理效率与精确度。

改写后的系统进一步优化了用户体验,通过个性化调整界面布局、内容展示方式等元素,从而有效地引导用户关注点,并确保关键信息被及时捕捉。同时,该系统支持多平台兼容性,使得其应用范围更加广泛,无论是在移动端、桌面端还是专业研究环境中都能发挥作用。

总之,这套高级眼动追踪系统的研发与优化,不仅体现了技术创新的前沿性,更旨在为不同行业提供深入洞察用户行为的工具,助力决策制定和产品优化。

本发明揭示了一项革新的构思:在装备有处理器的电子装置内,借助于部分眼眸反射光线生成瞬时亮光;该光线经由多区域透镜进行穿行,此透镜具备分隔并具有的不同能量发散属性的第一区与第二区;随后,通过传感器捕捉到所述反射光信息后,据此判定闪光的发生位置;最终,依据检测到的位置数据,进一步分析和确定用户的视觉特征。

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一个采用多层次透镜构造的眼球运动追踪装置,旨在提供高度精确与细致入微的视觉数据捕捉能力。

在某些实现细节里,多分区透镜中的首区块配备有与次区块截然不同的曲率幅度。于发散光谱分析中,首区块的曲率参数较之次区块更显宽广,由此带来更为广泛的光线分布。该区块通过调节原本聚集的能量场点,在点扩散函数中形成了一片辐射状的能态区域,从而实现了对入射光线的精细化分散与均匀化传播。

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为了提供给眼动跟踪系统一个典范性的多功能透镜配置,我们采用了具有多个区域的光学元件。此设计旨在通过整合不同聚焦能力的各个部分,以适应多样化的需求和应用场景,从而实现更精确、灵活的眼部动作捕捉与分析。这种多区透镜不仅提升了用户体验,还能有效应对不同用户群体的特定要求,确保在各种环境中都能达到卓越的表现和准确性。

首区域于点扩展函数内生成了分散的能量成分,与此对比,次区域则产出聚敛的能量段落;为了达到区分的目的,首区域内特设了一定的倾斜角度,旨在确保散布的能量片段能够与点扩展函数内的聚敛能量部分实现有效分离。

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示例性的彗形像差,在用于眼动跟踪系统的多区透镜中展现出其独特的光学性能。此类像差特征在确保精确视觉定位与流畅体验方面扮演着关键角色,为用户带来更为高级、优雅的操作感受。通过精细的设计和优化,这些透镜有效减少了不期望的光学效应,从而显著提升了整体系统效能和用户体验。

为了精确地定位闪烁点,我们首先需识别并计算所接收光线的重心。继而,对眼睛的各种属性进行评估,这一过程通过分析一系列闪烁点的位置信息得以实现,从而推断出眼部各特定区域的实际位置。关于此技术的更深入细节与应用,请详阅专利公开文献以获取全面了解。

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