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                  ARVR頭顯光學(xué)專(zhuān)利曝光 蘋(píng)果即將入局

                  今天,美國專(zhuān)利商標局公布了蘋(píng)果公司的一項專(zhuān)利申請。該申請涉及光學(xué)系統,更具體地說(shuō),涉及用于頭顯的光學(xué)系統。在提到AR時(shí),該申請表示本專(zhuān)利主要應用于VR。該頭顯系統用于觀(guān)看VR內容、電影以及包括使用Voxel技術(shù)的電影和游戲的專(zhuān)業(yè)內容。蘋(píng)果******執行官在英國接受采訪(fǎng)時(shí)表示,AR眼鏡是一種很好的選擇,但這種說(shuō)法不適用于VR頭顯。
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                   蘋(píng)果在申請文件中指出,VR眼鏡之類(lèi)的頭顯是通過(guò)鏡頭為用戶(hù)呈現圖像。VR頭顯需要2個(gè)顯示器,以分別為用戶(hù)的兩只眼睛呈現圖像。只有當兩個(gè)顯示器被放在兩只眼睛之間的合適位置時(shí),才可以為用戶(hù)呈現VR內容。

                    如果不注意的話(huà),VR頭顯可能會(huì )很笨重而且不易佩戴。VR頭顯上的光學(xué)系統可能會(huì )使用這種笨重的鏡頭安排。長(cháng)時(shí)間佩戴這種笨重的VR頭顯可能引起不適。蘋(píng)果的發(fā)明的專(zhuān)利旨在克服這些系統所帶來(lái)的這些負面影響。

                    VR和AR系統都可能會(huì )用到頭顯。例如,戴在用戶(hù)頭部上的一對VR眼鏡可向用戶(hù)提供VR內容。

                    圖片FIG.1為大家展示了蘋(píng)果的專(zhuān)利的工作原理。#10部件(VR眼鏡,即頭顯)包括了一個(gè)顯示系統,也是圖中的#40。#40部件可以呈現內容圖像,并且通過(guò)#20光學(xué)部件實(shí)現VR效果。用戶(hù)(他們的眼睛#46)可以通過(guò)圖片中的#48箭頭來(lái)決定觀(guān)看的方向。
                   蘋(píng)果的FIG.1還顯示,通過(guò)控制電路#42可以使用顯示系統來(lái)顯示視覺(jué)內容,如VR內容,并且為電影或其他媒體預先錄制的視頻或圖像。

                    上面圖1中提到的輸入輸出設備# 44可以耦合到控制電路# 42。輸入-輸出設備可用于收集來(lái)自用戶(hù)的輸入信息,以及測量眼鏡#10周?chē)沫h(huán)境,可以用于向用戶(hù)提供輸出或者是向外部電子設備提供輸出。輸入輸出設備可以包括按鈕,操縱桿、小鍵盤(pán)、鍵盤(pán)鍵、觸摸傳感器、追蹤板、顯示器、觸摸屏顯示器,麥克風(fēng)、揚聲器、用于向用戶(hù)提供視覺(jué)輸出的發(fā)光二極管、傳感器(例如力傳感器、溫度傳感器、磁傳感器、加速度計、陀螺儀和/或用于測量眼鏡的方向、位置和/或移動(dòng)、臨近檢測傳感器、電容式觸摸傳感器、應變儀、氣體傳感器、壓力傳感器、環(huán)境光傳感器和/或其它傳感器)。如果需要,輸入輸出設備可以包括一個(gè)或多個(gè)相機(例如,用于捕獲用戶(hù)周?chē)鷪D像的相機、用于通過(guò)觀(guān)察眼睛和/或其它相機凝視方向的檢測操作)。

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                  上面提到的蘋(píng)果專(zhuān)利圖2是眼鏡#10的橫截面側視圖,展示了#12這樣的頭顯支撐結構是如何支撐光學(xué)系統#20和顯示系統#40的。該外殼的形狀可以是一副眼鏡框架或類(lèi)似結構,也可以是頭盔的形狀,或者護目鏡的形狀,也可以是能讓外殼戴在使用者頭部的任何合適的形狀。

                    殼體可以由塑料、金屬、纖維復合材料形成,例如碳纖維材料、木材和其它天然材料、玻璃、其它材料和/或這些材料中的兩種或多種的組合。

                    顯示系統和眼鏡的光學(xué)部件也可以是輕巧和緊湊的。比如,光學(xué)系統可以以折反射透鏡為基礎。

                    蘋(píng)果的專(zhuān)利圖8和9分別是柱面透鏡元件的頂視圖和側視圖。

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                  蘋(píng)果指出到,在裝配光學(xué)系統的過(guò)程中,四分之一波膠片的平面薄片可以被放置在鏡片#32和#26部件之間,且其任何一側的四分之一波膠片都有光學(xué)膠粘劑。

                    鏡頭部件可能會(huì )被迫放在一起以分配膠粘劑和在軸Y(一個(gè)Y軸平行于軸)彎曲四分之一波膠片。彎曲柱狀表面S6和S7能減少鏡片的厚度。

                    在表面S6和S7上使用彎曲柱狀能夠讓鏡片的厚度更加均勻,從而提高鏡片的可塑性。

                    在注塑鏡片元件成型時(shí),模具腔內厚度的均勻性可以幫助改善熔融塑料的流動(dòng)均勻性,讓其注入模具腔內的熔體前流。在成型過(guò)程中,均勻流動(dòng)對于防止流體滯留在成型鏡片中是很重要的,尤其是當鏡片的邊緣比中心的更厚時(shí)。

                    更均勻的流動(dòng)也可以讓成型鏡片部件的雙折射更低。對于反射光系統,鏡片的低雙折射有助于保持對圖像光偏振狀態(tài)的控制,從而減少雜散光和陰影,給用戶(hù)呈現高對比度的圖像,而不含散光。

                    關(guān)于該發(fā)明的其它看點(diǎn)

                    該顯示系統可能有一個(gè)像素陣列,可以產(chǎn)生與圖像相關(guān)的圖像光。該顯示系統也可能有一個(gè)線(xiàn)性偏振器,來(lái)自于像素陣列的圖像光會(huì )經(jīng)過(guò)這個(gè)部件,之后再穿過(guò)四分之一波片。

                    光學(xué)系統可能是一個(gè)反射式光學(xué)系統,它有一個(gè)或多個(gè)由玻璃或塑料等透明材料組成的鏡片元件,并具有反射結構。鏡片元件可能包括一個(gè)平面凸透鏡元件和一個(gè)平面凹透鏡元件。平面凸透鏡可能有凸面和一個(gè)相反的平面。平面凹透鏡可能有一個(gè)凹面和一個(gè)朝向凸透鏡的相反的平面。

                    平凸透鏡單元的凸面上可以形成部分反射鏡。平凸透鏡的平面表面或平凹透鏡的凹面上可以形成反射偏振。另一個(gè)四分之一波片可能位于反射偏振鏡和部分反射鏡之間。


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