在美國專利局(United States patent Office)于今日發(fā)布的一項專利申請中,蘋果公司描述了一款設(shè)計緊湊、舒適的VR頭盔。
蘋果公司的專利名為“頭戴式顯示器的光學系統(tǒng)”(OpTIcal System for head - up Display),這一專利被蘋果公司稱為“頭戴式顯示器”,這一專利的設(shè)計旨在制造一種更為緊湊的虛擬現(xiàn)實頭戴設(shè)備,尤其是通過重新設(shè)計光學系統(tǒng)。
“如果不接受改進的話,頭戴式顯示器可能會很笨重,而且很累。用于頭戴式顯示器的光學系統(tǒng)可以使用笨重的透鏡布置。使用這種光學系統(tǒng)的頭戴式顯示器可能會不舒服。因此,我們希望能夠提供改進的頭戴式顯示器。“
通過專利的詳細描述,我們可以清楚地看到,“反折射”光學系統(tǒng)是這種設(shè)計的基礎(chǔ),它使用反射和折射的元素,包括不同的偏振元素,在光學路徑上操縱光。
反射折射光學系統(tǒng)的一個簡單例子
反射光學,常用于高倍光學系統(tǒng),如望遠鏡和顯微鏡,“折疊”光路以創(chuàng)造更緊湊的排列布局。光線不是在穿過一個典型的透鏡時簡單地彎曲,而是在折反射光學器件中,光線沿著其光路來回反復多次,然后最終從另一側(cè)出射。
蘋果的反射折射光學系統(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,所以對于VR來說是理想的。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(如今在消費類VR耳機上常見的那樣),但菲涅爾方法引入了自己的一系列挑戰(zhàn)。蘋果公司似乎正在研究使用反折射光學作為創(chuàng)造一個緊湊的,高放大率的光學鏡頭,專門與微型顯示器結(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,但也提到了其他類型的顯示器。
該專利進一步描述了一系列的偏振元素,這些元素被用來反射一些光回到顯示器上,被偏振器吸收。該文件解釋說,這是為了保持對比度,避免被佩戴者看到的(不需要的/不對準的)光線。
盡管該專利主要集中在光學元件的光學設(shè)計和布置上,但重要的部分描述了制造該設(shè)計的不同方法,據(jù)說這可能增加系統(tǒng)的耐久性和清晰度。
在其他細節(jié)中,該專利還涉及到這種耳機的可能性,其包括一組用于各種跟蹤任務(wù)的傳感器,并特別指出,可以使用相機來測量環(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。