編譯/VR陀螺

本月初，蘋果公司獲得了一項(xiàng)授權(quán)專利，該專利涵蓋用于iTunes、電影、電視節(jié)目、游戲和應(yīng)用程序的未來入門級(jí)頭顯。自2008年第三季度以來，蘋果一直在不斷地研究和開發(fā)這個(gè)項(xiàng)目。近日，蘋果公司又獲得了一項(xiàng)關(guān)于這款入門級(jí)頭顯的授權(quán)專利，名為 "帶有光學(xué)組合器的顯示設(shè)備"。

圖源：patentlyapple

蘋果的這項(xiàng)新授權(quán)專利為這個(gè)項(xiàng)目帶來了一個(gè)重要的新維度，即增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)。

蘋果公司在其專利背景中指出，光學(xué)系統(tǒng)可用于向觀看者提供圖像。在一些光學(xué)系統(tǒng)中，如果能同時(shí)觀看計(jì)算機(jī)生成的圖像和真實(shí)世界的圖像將帶來更好的效果。在這種類型的系統(tǒng)中，可以使用一個(gè)光學(xué)組合器來合并來自顯示器的圖像光和真實(shí)世界的圖像光。然而，如果不注意，光學(xué)組合器中的雜散光反射或來自外部物體的過多光線會(huì)對(duì)系統(tǒng)性能產(chǎn)生不利影響。

蘋果公司授予的專利涵蓋了一種光學(xué)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可包括帶有外殼的設(shè)備，該外殼被配置為接收外部設(shè)備，如移動(dòng)電話（iPhone）。該外殼可以是一個(gè)頭戴式外殼（HMD）。

iPhone可以有一個(gè)安裝在正面的顯示屏，并有額外的組件，如一個(gè)前置攝像頭。設(shè)備中的通信電路可以支持與iPhone進(jìn)行有線和無線通信。

設(shè)備中的光學(xué)組合器可用于將從顯示器中的像素發(fā)出的顯示圖像光與從外部物體接收的真實(shí)世界的圖像光相結(jié)合。

光學(xué)組合器可以有一個(gè)具有凹透鏡形狀的反射器，該反射器將來自顯示器的光線重新定向并聚焦到用戶眼睛所在的眼盒上。

在一種設(shè)計(jì)中，反射器可以是部分反射鏡。諸如圓偏振器的光學(xué)元件可以與前置攝像頭重疊，但不與移動(dòng)電話正面的顯示屏重疊，以抑制來自顯示屏的雜散光反射到前置攝像頭。

而在另一種設(shè)計(jì)中，反射器可以是一個(gè)反射式偏振片。反射式偏振器和額外的組件，如電極層、額外的偏振器層和液晶層，可用于實(shí)現(xiàn)可調(diào)整的色調(diào)層。

在一些混合現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中，顯示器呈現(xiàn)計(jì)算機(jī)生成的內(nèi)容，這些內(nèi)容被疊加在真實(shí)世界的圖像之上。一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)可以使用一個(gè)光學(xué)組合器來結(jié)合來自真實(shí)世界的圖像光和來自顯示器的圖像光。光學(xué)組合器可以包括一個(gè)可調(diào)整的色調(diào)層。

可調(diào)色調(diào)層可用于調(diào)整相對(duì)于顯示器的計(jì)算機(jī)生成（虛擬現(xiàn)實(shí)）內(nèi)容，選擇性地傳遞給觀看者真實(shí)世界圖像光的數(shù)量。

圖源：patentlyapple

蘋果公司的專利圖1是一個(gè)示例性光學(xué)系統(tǒng)的圖；圖2是一個(gè)示例性詳細(xì)光學(xué)系統(tǒng)的橫截面?zhèn)纫晥D。

該系統(tǒng)還將允許用戶享受其他類型的內(nèi)容，如電影、電視和游戲。

在圖1中，蘋果公司列出了與組合設(shè)備的HMD部分相關(guān)的輸入-輸出設(shè)備#16。輸入-輸出設(shè)備可用于收集用戶的輸入，以及對(duì)HMD周圍環(huán)境進(jìn)行測(cè)量，并向用戶提供輸出，和/或可用于向外部電子設(shè)備提供輸出。

輸入-輸出設(shè)備可包括按鈕、操縱桿、鍵盤、觸摸傳感器、觸控板、顯示器、觸摸屏顯示器、麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器、用于向用戶提供視覺輸出的發(fā)光二極管和/或激光器，用于為用戶提供視覺輸出，以及傳感器（例如，力傳感器、溫度傳感器、磁傳感器、加速計(jì)、陀螺儀和/或其他用于測(cè)量光學(xué)系統(tǒng)#8的方向、位置和/或運(yùn)動(dòng)的傳感器、接近傳感器、電容觸摸傳感器、應(yīng)變儀、氣體傳感器、壓力傳感器、環(huán)境光傳感器和/或其他傳感器）。

設(shè)備還可以包括攝像頭（數(shù)字圖像傳感器），用于捕捉用戶周圍的圖像，攝像頭用于執(zhí)行注視點(diǎn)檢測(cè)操作。此外，設(shè)備可以包括深度傳感器（例如，使用結(jié)構(gòu)光的傳感器和/或使用雙目攝像頭）。在一些配置中，基于光和/或基于射頻的傳感器可用于外部物體追蹤（例如，激光雷達(dá)、雷達(dá)和/或其他探測(cè)和測(cè)距應(yīng)用）。

最后，HMD的外殼可以由玻璃、聚合物、金屬、織物、天然材料、陶瓷和/或其他材料形成。

要深入了解光學(xué)組合器背后的細(xì)節(jié)，請(qǐng)查閱蘋果公司于2021年8月24日獲得的授權(quán)專利11,099,386。

來源：patentlyapple