據麥姆斯咨詢報道，美國專利商標局近日公開了蘋果（Apple）公司申請的一系列新專利，涉及蘋果首款混合現實（MR）頭顯Vision Pro的眼動跟蹤系統、光柵顯示、手部追蹤等當前及未來的迭代。其中，一份專利涵蓋了通過確定人眼反射的閃光位置來識別眼睛特征（例如凝視方向、眼睛方位等）所涉及的器件、系統和方法。蘋果公司的眼動跟蹤技術是蘋果Vision Pro如此神奇的核心之一。

蘋果公司在專利背景技術中介紹稱，現有的眼動跟蹤技術可以分析從用戶眼睛反射并通過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的閃光可能會出現飽和，例如，相對較強的光在眼睛表面反射產生的強閃光。這種飽和會影響系統準確測量閃光的質心，因而會阻礙現有眼動跟蹤技術準確地確定閃光位置。使得現有眼動跟蹤系統可能缺乏準確性，并且對機械沖擊敏感。因此，需要一種能夠更準確識別閃光的有效方法，例如，通過更準確地找到閃光質心。

利用多區透鏡進行閃光分析

蘋果公司新公開的這件發明專利（20230324587）涵蓋了基于準確捕捉閃光位置來確定人眼特征（例如凝視方向、眼睛方位等）的器件、系統和方法。在方案中，閃光跟蹤系統利用了多區透鏡，具有分散圖像傳感器接收閃光能量的不同區域。通過使能量擴散，利用從其他飽和場點的光擴散（例如，擴散到在點擴散函數中的光暈中的光）來更準確地識別閃光質心，從而改善眼動追蹤。此外，利用多區透鏡擴散能量可以進一步減小由透鏡像差、源功率、孔徑偏心等引起的誤差。

示例性頭顯設備（HMD）的系統框圖

示例性眼動跟蹤系統

專利介紹了本發明的一個創新方案：在具有處理器的電子設備中，通過眼睛的一部分反射光來產生閃光；在傳感器處接收反射光，其中反射光在穿過具有第一區和第二區的多區透鏡之后被接收，所述第一區和第二區具有不同的能量擴散特性；然后，基于所述傳感器接收到的反射光來確定閃光位置，最后，基于所確定的閃光位置來確定用戶的眼睛特性。

具有多區透鏡的示例性眼動跟蹤系統

在一些實施例中，多區透鏡的第一區具有不同于第二區的曲率半徑。在點擴散函數中，第一區的曲率半徑相比第二區的曲率半徑，可以更多地擴散所接收的光。第一區的曲率半徑通過分配原本飽和場點的能量在該點擴散函數中產生分布的能量部分（光暈）。

用于眼動跟蹤系統的示例性多區透鏡

第一區在點擴散函數中產生分布式能量部分，而第二區在點擴散函數中產生聚焦能量部分。第一區包括一定傾斜，使得分布式能量部分與點擴散函數中的聚焦能量部分分離。

用于眼動跟蹤系統的多區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心。確定眼睛特性，包括基于確定多個閃光位置來確定眼睛的多個部分的位置。更詳細的專利內容請參考專利公開原文。

編輯：黃飛

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