苹果为未来的VR和AR头显发明了一种光学系统

来源:虚拟现实 时间:2018-02-09

 今天,美国专利商标局公布了苹果公司的一项专利申请。该申请涉及光学系统,更具体地说,涉及用于头戴式显示器的光学系统。在提到AR时,本专利主要是应用于VR。该头戴式显示系统用于观看VR内容、电影以及包括使用Voxel技术的电影和游戏的专业内容。苹果首席执行官在英国接受采访时表示,AR眼镜是一种很好的选择,但这种说法不适用于VR头显

苹果在文件中指出,诸如VR眼镜之类的头戴式显示器通过镜头为用户呈现图像。VR头显需要2个显示器分别为用户的两只眼睛呈现图像。只有当两个显示器放在用户两只眼睛之间的合适位置时才可以为用户呈现VR内容。
目前市面上的VR头显大部分都很笨重切佩戴不易。VR头显上的光学系统太过于笨重。长时间佩戴这种笨重的VR头显可能引发不适的体验。苹果的发明的专利旨在克服这些系统所带来的负面影响。
头戴式显示器可用于VR和AR系统。例如,戴在用户头部上的一对VR眼镜可向用户提供VR内容。
图片FIG.1为大家展示了苹果的专利的工作原理。#10部件包括了一个显示系统,也就是图中的#40。#40部件可以呈现内容图像,并且通过#20光学部件实现VR效果。用户可以通过图片中的#48箭头来决定观看的方向。
苹果的FIG.1还显示,通过控制电路#42可以使用显示系统来显示视觉内容,如VR内容,并且为电影或其他媒体预先录制的视频或图像。
上面图1中提到的输入输出设备# 44可以耦合到控制电路# 42。输入- 输出设备可用于收集来自用户的输入信息,以及测量眼镜#10周遭的环境,可以用于向用户提供输出或者是向外部电子设备提供输出。输入输出设备可以包括按钮,操纵杆、小键盘、键盘键、触摸传感器、追踪板、显示器、触摸屏显示器,麦克风、扬声器、用于向用户提供视觉输出的发光二极管、传感器(例如力传感器、温度传感器、磁传感器、加速度计、陀螺仪和/或用于测量眼镜的方向、位置和/或移动、临近检测传感器、电容式触摸传感器、应变仪、气体传感器、压力传感器、环境光传感器和/或其它传感器)。如果需要,输入输出设备可以包括一个或多个相机(例如,用于捕获用户周围的图像的相机、用于通过观察眼睛和/或其它相机凝视方向的检测操作)。
上面提到的苹果专利图2是眼镜# 10的横截面侧视图,展示了#12结构是如何支撑光学系统#20和显示系统#40。外壳可以是一副眼镜框架的形状和相似性,也可以是头盔的形状,或者可以是一副护目镜的形状,也可以具有能让外壳戴在使用者头部的任何合适的形状。
壳体可以由塑料、金属、纤维复合材料形成,例如碳纤维材料、木材和其它天然材料、玻璃、其它材料和/或这些材料中的两种或多种的组合。
显示系统和眼镜的光学部件可以是轻巧和紧凑的。比如,光学系统可以是折反射透镜。
苹果的专利图8和9分别是柱面透镜元件的顶视图和侧视图。

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