苹果全新MR头显专利曝光,含可调节镜头的波导显示系统

编译/VR陀螺

今天,美国专利商标局公布了苹果公司的一项专利申请20200049996,该申请与苹果公司未来的混合现实头显设备(HMD)有关,该设备将使用带有可调节镜头的波导管显示系统。这将使该头显设备看起来更薄更现代,而不是笨重。此外新系统还将展现出所需的光学性能水平。

苹果公司的这项专利发明涉及一种MR头戴式设备,该设备可用于向用户提供覆盖在真实世界内容之上的数字内容,该HMD将与iPhone、Pad或Mac连接起来。

苹果指出,处于AR模式时,用户可以通过光学系统的透明部分直接查看真实世界的内容。在另一种模式下,真实世界将由HMD上的面部摄像头捕获,光学系统可以用于将图像从显示系统中的一个或多个像素阵列或扫描设备直接呈现在用户的眼前。

设备的光学系统中包括诸如由数个薄的平面波导组成的波导,该薄的平面波导由如玻璃或塑料之类的一层或多层透明材料或其他材料制成,以将图像光从像素阵列传送到用户眼前。

照明系统可以包括为显示器提供照明的光源。发光的显示器产生图像光,输入光耦合器可用于将来自光源的光耦合到照明系统的波导中。

输出光耦合器可以用于将显示照明耦合出波导。输入和输出耦合器还可用于将来自显示器的图像光耦合到光学系统中的波导中,并将图像光耦合出波导,以供用户观看。

头戴式设备的输入和输出耦合器可以形成诸如布拉格光栅、棱镜、成角度的透明结构或将光耦合到波导中并且将光耦合出波导的透镜结构。

输入和输出光耦合器可以由诸如体积全息图、其他全息耦合元件或其他衍射耦合结构之类的衍射耦合器形成。

输入和输出耦合器可以例如由光敏聚合物的薄层或厚层或其他光耦合器结构形成,在光耦合器结构中使用激光来记录全息图。

在一些配置中,光耦合器可以由诸如液晶部件的动态可调节装置(例如,可调谐液晶光栅、聚合物分散的液晶装置)或其他可调节光耦合器形成。

苹果的专利图1是头戴式设备的示意图;图3是用于具有波导和液晶透镜的头戴式设备的说明性显示系统的顶视图。

苹果公司未来的MR头显的体系结构极其复杂。虽然苹果的专利FIG.1简化了系统,您可能需要查看当今专利申请中考虑用于其头显的多种技术。

例如所考虑的传感器包括:运动传感器(如指南针、陀螺仪、加速度计或其他用于监视头显的位置、方向和运动的设备,卫星导航系统的电路系统(例如全球定位系统的电路系统,用于监视用户位置等),使用来自#26的传感器。在图1中,控制电路#12可以监视用户的头部的相对方向和位置,还可以使用传感器来监视用户的头部移动(例如,向左或向右的运动以追踪屏幕上的对象或查看其他真实世界中的对象)。

如果需要,传感器可以包括测量环境光强度或环境光颜色的环境光传感器、力传感器、温度传感器、触摸传感器、电容式接近传感器、基于光的接近传感器、其他接近传感器、应变仪、气体传感、压力传感器、湿度传感器、磁传感器等。

尽管该专利申请的重点涉及未来的头显设备,但苹果公司指出,本发明的方面可以应用于其他未来的设备,例如iPad,iPhone,智能眼镜,驾驶舱,汽车等的平视显示器,以及基于显示的设备(电视,投影仪等)。

来源:patentlyapple

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