蘋(píng)果發(fā)布新專利 “頭戴式顯示器的光學(xué)系統(tǒng)”

在美國(guó)專利局（United States patent Office）于今日發(fā)布的一項(xiàng)專利申請(qǐng)中，蘋(píng)果公司描述了一款設(shè)計(jì)緊湊、舒適的VR頭盔。

蘋(píng)果公司的專利名為“頭戴式顯示器的光學(xué)系統(tǒng)”（Optical System for head - up Display），這一專利被蘋(píng)果公司稱為“頭戴式顯示器”，這一專利的設(shè)計(jì)旨在制造一種更為緊湊的虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴設(shè)備，尤其是通過(guò)重新設(shè)計(jì)光學(xué)系統(tǒng)。

“如果不接受改進(jìn)的話，頭戴式顯示器可能會(huì)很笨重，而且很累。用于頭戴式顯示器的光學(xué)系統(tǒng)可以使用笨重的透鏡布置。使用這種光學(xué)系統(tǒng)的頭戴式顯示器可能會(huì)不舒服。因此，我們希望能夠提供改進(jìn)的頭戴式顯示器?！?/p>

通過(guò)專利的詳細(xì)描述，我們可以清楚地看到，“反折射”光學(xué)系統(tǒng)是這種設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，它使用反射和折射的元素，包括不同的偏振元素，在光學(xué)路徑上操縱光。

反射折射光學(xué)系統(tǒng)的一個(gè)簡(jiǎn)單例子

反射光學(xué)，常用于高倍光學(xué)系統(tǒng)，如望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡，“折疊”光路以創(chuàng)造更緊湊的排列布局。光線不是在穿過(guò)一個(gè)典型的透鏡時(shí)簡(jiǎn)單地彎曲，而是在折反射光學(xué)器件中，光線沿著其光路來(lái)回反復(fù)多次，然后最終從另一側(cè)出射。

蘋(píng)果的反射折射光學(xué)系統(tǒng)圖

微型顯示器雖然體積小，但像素密度高，但由于尺寸緊湊，便需要具有高倍率的鏡頭，所以對(duì)于VR來(lái)說(shuō)是理想的。高倍放大的鏡頭通常需要非常厚，或者可以縮小到菲涅耳（Fresnel）設(shè)計(jì)（如今在消費(fèi)類(lèi)VR耳機(jī)上常見(jiàn)的那樣），但菲涅爾方法引入了自己的一系列挑戰(zhàn)。蘋(píng)果公司似乎正在研究使用反折射光學(xué)作為創(chuàng)造一個(gè)緊湊的，高放大率的光學(xué)鏡頭，專門(mén)與微型顯示器結(jié)合使用的手段。在專利中提到的微型顯示器雖然希望專利在法律上盡可能廣泛，但也提到了其他類(lèi)型的顯示器。

該專利進(jìn)一步描述了一系列的偏振元素，這些元素被用來(lái)反射一些光回到顯示器上，被偏振器吸收。該文件解釋說(shuō)，這是為了保持對(duì)比度，避免被佩戴者看到的（不需要的/不對(duì)準(zhǔn)的）光線。

盡管該專利主要集中在光學(xué)元件的光學(xué)設(shè)計(jì)和布置上，但重要的部分描述了制造該設(shè)計(jì)的不同方法，據(jù)說(shuō)這可能增加系統(tǒng)的耐久性和清晰度。

在其他細(xì)節(jié)中，該專利還涉及到這種耳機(jī)的可能性，其包括一組用于各種跟蹤任務(wù)的傳感器，并特別指出，可以使用相機(jī)來(lái)測(cè)量環(huán)境（如內(nèi)部跟蹤），并感知用戶的眼睛位置。后者可能被用于眼睛跟蹤應(yīng)用程序，如foveated渲染。