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蘋果AR\u002FVR專利深入探討,或在研發(fā)復(fù)雜VR控制器、VR游戲主機(jī)

2020-04-30 06:08:21  閱讀:-  來源:

來源:映維網(wǎng)

美國專利商標(biāo)局公布了兩份與頭戴設(shè)備/眼戴設(shè)備相關(guān)的蘋果專利申請。第一份發(fā)明主要是針對AR,VR和MR游戲,重點是光學(xué)追蹤和全景光學(xué)掃描儀。蘋果談到了未來可能會出現(xiàn)的先進(jìn)游戲主機(jī)。實際上,蘋果在2019年就一直將游戲主機(jī)納入到一系列的商標(biāo)申請之中。這家公司的專利文件深入討論了游戲控制器,但沒有提供用于供手部握持的控制器圖像。但是,未來版本的蘋果手表可以配備所述的光學(xué)追蹤系統(tǒng),并允許用戶如同操縱游戲控制器一樣使用手腕姿勢進(jìn)行輸入。

蘋果在專利背景中指出,在某些情況下,需要確定一對設(shè)備的測距信息(相對位置和距離)和/或相對姿態(tài)信息(相對位置和方向)。

相關(guān)專利:Optical Tracking System

例如,當(dāng)開玩增強現(xiàn)實,虛擬現(xiàn)實或混合現(xiàn)實游戲時,系統(tǒng)可能需要確定游戲控制器相對于游戲主機(jī)的范圍或姿態(tài)。

在某些情況下,系統(tǒng)可能需要確定多個游戲控制器,頭戴設(shè)備/眼戴設(shè)備等相對于游戲主機(jī)的范圍或姿態(tài),并確定游戲控制器相對于彼此的范圍或姿態(tài)。

作為另一個示例,系統(tǒng)可能希望確定參與視距光通信的設(shè)備的范圍和/或相對姿態(tài)信息。

1. 光學(xué)追蹤與全景光學(xué)掃描儀

蘋果的發(fā)明涵蓋了與光學(xué)追蹤相關(guān)的系統(tǒng),設(shè)備,方法和裝置實施例。根據(jù)所描述的技術(shù),全景光學(xué)掃描儀可以構(gòu)造成具有更少和/或更輕的移動構(gòu)件。

全景光學(xué)掃描儀同時可以構(gòu)造成具有沿著或圍繞單個軸設(shè)置的組件,其中相關(guān)組件配置為沿著或圍繞單個軸接收,引導(dǎo)或操縱電磁輻射(如可見或不可見光)。

全景光學(xué)掃描儀的電磁輻射具有進(jìn)入全景視野的一組電磁輻射邊緣。例如,全景光學(xué)掃描儀可以將環(huán)形電磁輻射引導(dǎo)到軸的一側(cè),并且圍繞軸掃掠環(huán)形電磁輻射。

2. AR, VR, MR游戲

光學(xué)追蹤器可以配備一組能夠檢測全景光學(xué)掃描儀發(fā)射的電磁輻射邊緣的多個光電探測器,并且可以識別邊緣的時序,同時將時序與全景光學(xué)掃描儀的時序參考相關(guān)聯(lián)。

全景光學(xué)掃描儀和一個或多個光學(xué)追蹤器可以應(yīng)用的一種環(huán)境是AR,VR或MR游戲。其中,每名用戶都可以穿戴一副頭戴設(shè)備/眼戴設(shè)備并握持多個游戲控制器。

舉例來說,每個游戲控制器可以具有耦合到手柄的圓形感測組件,并且每名用戶的每只手都可以握持游戲控制器。

遺憾的是,蘋果沒有提供用戶握持游戲控制器的圖像。當(dāng)然,這種概念十分常見,如Oculus Rift等系統(tǒng)。

可替代地,用戶能夠握持一個或多個游戲控制器,或者是與零個,一個或多個游戲控制器相關(guān)聯(lián),并且不同用戶可以與不同數(shù)量的游戲控制器相關(guān)聯(lián)??商娲?,用戶可以不穿戴頭戴設(shè)備/眼戴設(shè)備,并且只是握持或操縱一個或多個諸如智能手機(jī)的游戲控制器。

在一些實施例中,游戲控制器可以具有其他配置或形狀。例如,游戲控制器的形狀可能是它所代表的特定對象,如武器,手套或方向盤。另外,某些游戲控制器可能一次由兩名或更多用戶握持,或者可能是用戶穿戴,就坐,站立或騎行的對象。

3. 先進(jìn)的游戲主機(jī)

蘋果指出,用戶開玩的游戲可以由游戲主機(jī)或其他設(shè)備托管,而所述游戲主機(jī)或其他設(shè)備可以位于游戲所處環(huán)境之內(nèi)或之外。舉例來說,游戲主機(jī)可以安放于房間內(nèi)的桌子之上。

在一些實施例中,游戲主機(jī)可以向用戶佩戴的頭戴設(shè)備/眼戴設(shè)備無線提供游戲視頻,或者游戲主機(jī)可以通過與彼此接入的無線網(wǎng)絡(luò)相連向頭戴設(shè)備/眼戴設(shè)備提供游戲視頻。

游戲的音頻可以以相同的方式提供,或通過游戲主機(jī)的揚聲器提供,或者從連接到游戲主機(jī)的有線或無線揚聲器進(jìn)行廣播。在一些實施例中,游戲主機(jī)可以是執(zhí)行其他功能的設(shè)備。

例如,游戲主機(jī)同時可以用作立體聲接收器,計算機(jī),個人助理,安全系統(tǒng)等的一個或多個。

在開玩游戲時,游戲可能需要確定頭戴設(shè)備/眼戴設(shè)備,游戲控制器和/或游戲主機(jī)相對于彼此的姿態(tài)。姿勢可以促使相關(guān)項目(或其虛擬表示)能夠呈現(xiàn)在AR,VR或MR游戲環(huán)境中,或者可以根據(jù)頭戴設(shè)備/眼戴設(shè)備,游戲控制器,和/或游戲主機(jī)地姿態(tài)相應(yīng)地渲染場景,結(jié)構(gòu),事物,人物,動物等。

在一些實施例中,可以通過操作包括在游戲主機(jī)中的全景光學(xué)掃描儀,以及包括在每個頭戴設(shè)備/眼戴設(shè)備中的光學(xué)追蹤器來確定頭戴設(shè)備/眼戴設(shè)備,游戲控制器和/或游戲主機(jī)相對于彼此的相對姿態(tài)。在其他實施例中,可以通過操作包括在一個或多個頭戴設(shè)備/眼戴設(shè)或游戲控制器中的全景光學(xué)掃描儀,以及其余設(shè)備中的光學(xué)追蹤器來確定頭戴設(shè)備/眼戴設(shè),游戲控制器和/或游戲主機(jī)的姿態(tài)。

一般來說,考慮到移動設(shè)備在短距下的光通信速度比人類移動速度大多個量級,在確定設(shè)備的相對姿態(tài)時,可以忽略在移動設(shè)備中包括全景光學(xué)掃描儀或光學(xué)追蹤器的影響。

在一些實施例中,全景光學(xué)掃描儀可以具有360度,270度或其他角度范圍的全景視場。

例如,位于游戲主機(jī)上方的全景光學(xué)掃描儀可具有360度全景視場,而一組頭戴設(shè)備/眼戴設(shè)備可將全景光學(xué)掃描儀納入至鏡腿部分,其中每個全景光學(xué)掃描儀具有270度全景視場,而且視場與其他全景光學(xué)掃描儀的270度全景視場重疊。

蘋果再次就游戲主機(jī)的外觀進(jìn)行保密,甚至沒有提供任何概念說明。

4. 作為游戲控制器的蘋果手表

圖9是作為游戲控制器的蘋果手表,如游戲控制器和手勢輸入設(shè)備等。它可以搭載光學(xué)追蹤器,后者包括成組或單獨分布在各個位置的光電探測器#902 (如902a,902b,902c,902d和902e)。通過示例所述的方式,控制器#900可以是可穿戴設(shè)備,如手表,健身監(jiān)視器或健康狀況監(jiān)控器??商娲?,控制器可以配置為手鐲,袖子或手持設(shè)備等。

通過將光電探測器的表面配置為垂直于三個或更多軸(優(yōu)選正交軸但不一定是正交軸)定向,可以以六自由度追蹤控制器的移動或佩戴者做出的手勢。

5. 頭戴設(shè)備/眼戴設(shè)備

頭戴設(shè)備/眼戴設(shè)備同樣可以搭載包括光電探測器的光學(xué)追蹤器。在一些實施例中,控制器或頭戴設(shè)備/眼戴設(shè)備設(shè)可包括位于位置902a,902b,902c,902d,902e的四個或更多個光電探測器集合。

光電探測器可以分布在控制器或頭戴設(shè)備/眼戴設(shè)備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頭戴設(shè)備/眼戴設(shè)備的一個或多個表面之上。替代地,控制器900或頭戴設(shè)備/眼戴設(shè)備可在一個或多個位置包括全景光學(xué)掃描儀。

例如,頭戴設(shè)備/眼戴設(shè)備的每個鏡腿包括全景光學(xué)掃描儀。當(dāng)諸如頭戴設(shè)備/眼戴設(shè)備之類的設(shè)備具有多個全景光學(xué)掃描儀時,全景光學(xué)掃描儀可以具有重疊的全景視場,如重疊的270度視場)。

當(dāng)控制器#900是具有主體#904(如手表主體)和表帶#906(如表帶)的可穿戴設(shè)備時,光電探測器可以設(shè)置在主體和/或表帶中。

圖15C是#1500全景光學(xué)掃描儀的一個示例;圖16C則說明可以全景光學(xué)掃描儀或光學(xué)追蹤儀執(zhí)行過程的各個階段。

專利號20200057147的蘋果專利申請最初于2019年Q3季度提交。由于這只是一項專利申請,目前尚不知道蘋果是否會商業(yè)化或于何時商業(yè)化所述的發(fā)明技術(shù)。

6. 發(fā)明者

光學(xué)傳感器設(shè)計工程經(jīng)理Mark Winkler光學(xué)感知工程師Tong Chen工程經(jīng)理Wenrui Cai

第二份專利名為“Display Illumination Systems(顯示照明系統(tǒng))”,專利號為20200057308。

蘋果指出:““諸如穿戴在用戶頭上的增強現(xiàn)實眼鏡等頭戴式設(shè)備可用于向用戶提供疊加于真實世界視圖的計算機(jī)生成內(nèi)容。用戶可以通過光學(xué)系統(tǒng)的透明部分直接感知真實世界內(nèi)容。所述光學(xué)系統(tǒng)可以用于將圖像從顯示系統(tǒng)中的一個或多個像素陣列路由到用戶的眼睛?!?/p>

相關(guān)專利:Display Illumination Systems

可以在光學(xué)系統(tǒng)中包括由玻璃或塑料等透明材料的片材形成的平面波導(dǎo)或其他光導(dǎo),從而將圖像光從像素陣列傳送到用戶。這種類型的波導(dǎo)同時可以用于在照明系統(tǒng)中傳輸光線。照明系統(tǒng)配置為向顯示系統(tǒng)提供照明。顯示系統(tǒng)可以包括反射型顯示器,如硅基液晶顯示器,微機(jī)電系統(tǒng)顯示器或其他顯示器?!?/p>

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