蘋果獲新VR/AR頭顯專利 專注于眼鏡式設計

　　2018年11月26日，據Patentlyapple報道，蘋果日前在歐洲獲批了一份與光學系統有關的專利。更具體地說，這份蘋果專利與頭顯設備的光學系統相關。盡管專利確實涵蓋了用于觀看影視內容和開玩VR游戲的傳統頭顯設備，但文件的大部分筆墨都訴諸于可以實現混合現實影像的智能眼鏡身上。

　　諸如虛擬現實/增強現實頭顯之類的頭戴式設備是通過顯示器來生成圖像，并使用透鏡將其呈現給用戶眼睛。當前頭顯相對笨重，難以穿戴使用比較難受。用于這種設備的光學系統同樣巨大且笨重，并且可能無法進行有效調節。搭載這種類型光學系統的頭顯不適合長時間穿戴，而蘋果的發明則旨在克服這些負面因素。

　　蘋果發明涉及一種頭戴式顯示設備，其包括顯示系統和光學系統。顯示系統可以包含產生圖像的顯示器。

　　定位器可以相對于用戶眼睛移動顯示器，并可用于調整顯示器的水平間隔以適應不同用戶瞳孔間距離的差異。另外，定位器可以調整垂直顯示位置以適應不同用戶的面部解剖結構差異，并能夠用于調整眼睛-顯示器間距以改變焦點。

　　光學系統可包括可調透鏡，如可調諧柱狀液晶透鏡。用戶可通過透鏡感知顯示器。光學系統可以包括結合可調諧柱狀透鏡使用的固定球面透鏡。

　　頭顯可以集成傳感器以測量用戶眼睛的屈光不正。系統通過相對于用戶眼睛位置調整顯示位置，和/或根據顯示器內容和眼睛屈光不正數據來調整透鏡設置，從而增強觀影舒適度。

　　傳感器可以包括波導和體三維全息圖，以及用于采集從用戶眼睛視網膜反射光線的攝像頭。

　　系統可以通過調整透鏡和/或調整顯示器位置來校正諸如遠視，近視和散光之類的屈光不正。

　　頭顯可用于虛擬現實和增強現實系統。例如，用戶佩戴的一對虛擬現實頭顯可用于向用戶提供虛擬現實內容。如圖1所示，諸如虛擬現實頭顯這樣的頭戴式設備可用于向用戶提供虛擬現實內容。

　　頭戴式顯示器#10可以包括生成影像的顯示系統#40，并且可以搭載光學系統#20，用戶(參見眼睛#46)可以通過光學系統#20瀏覽朝方向#48查看顯示系統生成的圖像。

　　顯示系統可以基于液晶顯示器，有機發光二極管顯示器，搭載晶體半導體發光二極管裸片陣列的顯示器，硅上液晶顯示器，微機電系統顯示器，和/或基于其他顯示技術的顯示器。對于用戶的左眼和右眼，系統#40中可以包括單獨的左和右顯示器，或者橫跨雙眼的單個顯示器。

　　設備可以通過控制電路#42，和/或頭顯外部的控制電路來提供視覺內容。

　　控制電路可以包括存儲器，例如硬盤存儲器，易失性和非易失性存儲器，用于形成固態驅動器的電可編程存儲器，以及其他存儲器。它還可以包括一個或多個微處理器，微控制器，數字信號處理器，圖形處理器，基帶處理器，專用集成電路和其他處理電路。

　　控制電路中的通信電路可用于發送和接收數據(例如，無線和/或通過有線路徑)。它還可以通過顯示系統來顯示內容，如虛擬現實內容，用于電影或其他媒體的預錄制視頻，或其他圖像。

　　接下來，圖1中的輸入輸出設備#44可以耦合到控制電路，并可以用于采集來自用戶的用戶輸入，對頭顯設備周圍環境進行測量，向用戶提供輸出，和/或被作為外部電子設備提供輸出。輸入輸出設備可以包括按鈕，鍵盤，鍵盤鍵，觸摸傳感器，顯示器，觸摸屏顯示器，麥克風，揚聲器，用于向用戶提供視覺輸出的發光二極管，以及傳感器(如磁傳感器，加速度計，陀螺儀，接近傳感器，電容式觸摸傳感器，應變儀，氣體傳感器，壓力傳感器，環境光傳感器等)。

　　如果需要，輸入輸出設備可以包括測量用戶眼睛特征的感測系統。例如，Shack-Hartmann波前傳感器等波前傳感器，Tscherning傳感器或射線追蹤傳感器可用于測量用戶眼睛中的屈光誤差，例如散光，遠視和近視。

　　設備輸入同時可以包括用于捕捉用戶周圍環境的攝像頭。

　　設備形狀可以是眼鏡框架形狀，可以是頭顯形狀，或者是允許用戶穿戴在頭部的任何合適形狀。

　　頭顯外殼可以由塑料，金屬，纖維復合材料組成，如碳纖維材料，木材等其他天然材料，玻璃，以及其他材料。

　　準直光學組件#71可僅包括LED#73和復合拋物面聚光器#77B。通過放置在空心拋物面鏡#77C的焦點位置，準直光學組件可以采集和準直光線#74。

　　組件#71可包含透鏡陣列#77C和聚光透鏡#79。

　　諸如體三維全息圖或其他全息耦合器的輸入和輸出耦合器可用于將光線耦合到或耦合出圖6A中的波導端部。耦合器存在方向性，意味著光線可以在一個方向上進入體三維全息圖。

　　蘋果在專利文件中指出：“用戶輸入包括醫學鏡片，而控制電路配置為根據醫學鏡片調整顯示器與定位器的位置。”

　　蘋果專利申請最初于2018年5月提交，并于2018年11月22日在歐洲發布。考慮到這是一項專利申請，目前尚未知道這項技術將于何時登陸市場。