挖掘数百篇AR/VR专利,苹果XR全方位探索

近期大家也看了很多苹果XR的消息 , 与其看各种爆料、不如从专利入手来看看苹果XR头显可能会有哪些不同的玩法 。于是 , 我们就从苹果近年来有关AR/VR的数百篇专利中 , 选出可能会直接决定和影响XR产品体验的部分汇总出来 。当然 , 这些专利不会集中在一款产品上 , 我们也无法准确告诉你苹果XR到底长啥样 , 但仍可透过专利窥探一二 。
在整理近年来苹果AR/VR专利时 , 主要发现以下几个特点:
1)部分AR/VR专利来自此前收购的公司 , 比如、、、SMI、等等;
2)结构光、LiDAR测距、VST透视、数码旋钮、动态变焦等是苹果的创新重点;
3)探索多种不同的光学方案 , 衍射光波导、视网膜投影等等;
4)后期多项专利描述一种多透镜组的AR/VR显示方案 , 预计将与头显的VST摄像头阵列搭配使用 。
目录
一 , 光学显示
◎ LBS微镜扫描方案+衍射光波导:编号等
有多种不同的光路设计 , 甚至可能在相位光栅和波导之间插入反射偏振器 , 特点是可切换光束 , 改变反射光线、衍射光线的相对偏光 。
◎视网膜扫描:编号
苹果描述了一种AR/VR视网膜投影系统 , 原理是利用微镜将像素逐个扫描到用户的视网膜上 , 好处是支持动态变焦 , AR/VR图像中物体、表面可以显示在正确的视觉深度上显示 。
◎可调光透镜波导
在2018年时 , 苹果曾探索基于LCoS+光波导的AR/VR显示方案 , 光学引擎位于眼镜框左右两侧 , 向用户眼前的光波导注入图像 。除此之外 , 该方案的特点是搭载了可调焦透镜 。
而在另一项专利()中 , 苹果则指出调焦透镜可采用一个或多个液晶透镜 , 或是流体填充透镜、透镜 , 特点是支持视力调节 , 缓解近视、远视等视力问题 。
◎全息光波导+Micro LED
编号 , 苹果在专利中描述了一种结合全息光学薄膜的光波导方案 , 采用Micro LED光源 , 特点是光线可根据观看角度重定向 , 从而形成立体视觉观感 。
除了全息光波导外 , 苹果在另一项2019年的专利中(编号) , 曾提到一种基于反射全息组合器的AR光学方案 , 具有半反半透特性 。
◎折反射式光学系统
编号 , 指出了一种折反射式方案的AR/VR挂钩难学系统 , 特点是由多层高透光透镜(玻璃或塑料材质)组成 , 可能包含平凸镜和平凹镜 , 具有折射和反射特性 。而采用折叠光路设计的目的 , 是为了缩减头显光学模组的厚度 。
◎流体调节透镜
专利编号 , 指出了一种可动态调节的AR/VR透镜组 , 特点是在透镜之间加入流体夹层 , 以实现动态调焦、屈光调节的效果 。液体层由电子机械泵控制 , 透镜之间的液体越多 , 距离就越远 , 由于左右眼光学模组是独立的 , 所以左右眼焦距可独立控制 。
◎微透镜阵列方案( )
在编号、、、、、等专利中 , 均提到了基于多个柱状透镜/微透镜组成的阵列光学方案(以圆弧形排列) , 好处是比单孔径透镜更薄 , 有助于缩小头显体积 , 而且FOV大 , 支持动态视角切换 , 适配多摄像头阵列的VST透视模组 。
此外还详细描述了该光学方案的优化方式 , 比如采用薄膜来控制显示屏光线发射角度 , 从而减少串扰 , 或是加入反射镜来改变透视角度 , 将透视场景向用户“视觉拉近” , 以显示更准确的场景深度/距离 。