今天，美國(guó)專(zhuān)利商標(biāo)局公布了蘋(píng)果公司的一項(xiàng)專(zhuān)利申請(qǐng)20200049996，該申請(qǐng)與蘋(píng)果公司未來(lái)的混合現(xiàn)實(shí)頭顯設(shè)備（HMD）有關(guān)，該設(shè)備將使用帶有可調(diào)節(jié)鏡頭的波導(dǎo)管顯示系統(tǒng)。這將使該頭顯設(shè)備看起來(lái)更薄更現(xiàn)代，而不是笨重。此外新系統(tǒng)還將展現(xiàn)出所需的光學(xué)性能水平。

蘋(píng)果公司的這項(xiàng)專(zhuān)利發(fā)明涉及一種MR頭戴式設(shè)備，該設(shè)備可用于向用戶提供覆蓋在真實(shí)世界內(nèi)容之上的數(shù)字內(nèi)容，該HMD將與iPhone、Pad或Mac連接起來(lái)。

蘋(píng)果指出，處于AR模式時(shí)，用戶可以通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)的透明部分直接查看真實(shí)世界的內(nèi)容。在另一種模式下，真實(shí)世界將由HMD上的面部攝像頭捕獲，光學(xué)系統(tǒng)可以用于將圖像從顯示系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)像素陣列或掃描設(shè)備直接呈現(xiàn)在用戶的眼前。

設(shè)備的光學(xué)系統(tǒng)中包括諸如由數(shù)個(gè)薄的平面波導(dǎo)組成的波導(dǎo)，該薄的平面波導(dǎo)由如玻璃或塑料之類(lèi)的一層或多層透明材料或其他材料制成，以將圖像光從像素陣列傳送到用戶眼前。

照明系統(tǒng)可以包括為顯示器提供照明的光源。發(fā)光的顯示器產(chǎn)生圖像光，輸入光耦合器可用于將來(lái)自光源的光耦合到照明系統(tǒng)的波導(dǎo)中。

輸出光耦合器可以用于將顯示照明耦合出波導(dǎo)。輸入和輸出耦合器還可用于將來(lái)自顯示器的圖像光耦合到光學(xué)系統(tǒng)中的波導(dǎo)中，并將圖像光耦合出波導(dǎo)，以供用戶觀看。

頭戴式設(shè)備的輸入和輸出耦合器可以形成諸如布拉格光柵、棱鏡、成角度的透明結(jié)構(gòu)或?qū)⒐怦詈系讲▽?dǎo)中并且將光耦合出波導(dǎo)的透鏡結(jié)構(gòu)。

輸入和輸出光耦合器可以由諸如體積全息圖、其他全息耦合元件或其他衍射耦合結(jié)構(gòu)之類(lèi)的衍射耦合器形成。

輸入和輸出耦合器可以例如由光敏聚合物的薄層或厚層或其他光耦合器結(jié)構(gòu)形成，在光耦合器結(jié)構(gòu)中使用激光來(lái)記錄全息圖。

在一些配置中，光耦合器可以由諸如液晶部件的動(dòng)態(tài)可調(diào)節(jié)裝置（例如，可調(diào)諧液晶光柵、聚合物分散的液晶裝置）或其他可調(diào)節(jié)光耦合器形成。

蘋(píng)果的專(zhuān)利圖1是頭戴式設(shè)備的示意圖；圖3是用于具有波導(dǎo)和液晶透鏡的頭戴式設(shè)備的說(shuō)明性顯示系統(tǒng)的頂視圖。

蘋(píng)果公司未來(lái)的MR頭顯的體系結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜。雖然蘋(píng)果的專(zhuān)利FIG.1簡(jiǎn)化了系統(tǒng)，您可能需要查看當(dāng)今專(zhuān)利申請(qǐng)中考慮用于其頭顯的多種技術(shù)。

例如所考慮的傳感器包括：運(yùn)動(dòng)傳感器（如指南針、陀螺儀、加速度計(jì)或其他用于監(jiān)視頭顯的位置、方向和運(yùn)動(dòng)的設(shè)備，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的電路系統(tǒng)（例如全球定位系統(tǒng)的電路系統(tǒng)，用于監(jiān)視用戶位置等），使用來(lái)自＃26的傳感器。在圖1中，控制電路＃12可以監(jiān)視用戶的頭部的相對(duì)方向和位置，還可以使用傳感器來(lái)監(jiān)視用戶的頭部移動(dòng)（例如，向左或向右的運(yùn)動(dòng)以追蹤屏幕上的對(duì)象或查看其他真實(shí)世界中的對(duì)象）。

如果需要，傳感器可以包括測(cè)量環(huán)境光強(qiáng)度或環(huán)境光顏色的環(huán)境光傳感器、力傳感器、溫度傳感器、觸摸傳感器、電容式接近傳感器、基于光的接近傳感器、其他接近傳感器、應(yīng)變儀、氣體傳感、壓力傳感器、濕度傳感器、磁傳感器等。

盡管該專(zhuān)利申請(qǐng)的重點(diǎn)涉及未來(lái)的頭顯設(shè)備，但蘋(píng)果公司指出，本發(fā)明的方面可以應(yīng)用于其他未來(lái)的設(shè)備，例如iPad，iPhone，智能眼鏡，駕駛艙，汽車(chē)等的平視顯示器，以及基于顯示的設(shè)備（電視，投影儀等）。