AR | 新专利显示苹果VR或AR设备显示屏可移动并使用菲涅尔透镜减重

原创 CINNOResearch 2021-07-12 17:04



CINNO Research产业资讯,据最新专利透露,苹果头戴式AR设备——“Apple Glass”可能使用可移动显示器来补偿运动模糊,另外还会通过菲涅耳透镜的使用帮助用户减小设备的重量。
 
根据外媒Apple insider报道,长期以来,市场上一直有传言称苹果正在开发某种形式的头戴式显示器,可能是VR也可能是AR类型。当然,更具体的产品被称为“Apple Glass”,据说这是一款具有增强现实功能的智能眼镜。


由于开发保密性,市场上更多是通过专利申请对其产品开发期间遇到的一些潜在问题和解决方案获得一些信息。在本周二美国专利商标局授予苹果公司的两项专利中,苹果把重心放在了显示方面,这些问题的解决有助于增加该传闻设备相对于其竞争品的优势。 
 
运动模糊


第一项专利名称为“通过显示器致动(Display Actuation)补偿运动模糊”,这是处理运动模糊问题的一种非寻常方式。 
 
一般情况下,设计者都会通过降低显示器的像素持久性(Pixel Persistence)来减轻运动模糊。不过这种方式有一个很大的问题,那就是它同时也会降低显示器本身的感知亮度。理想情况下,显示器需要保持像素点亮足够长的时间才能让用户感到明亮,而较少该时间就会使显示器变暗。


在这份专利中,苹果在该头戴式设备中增加一些检测设备运动情况的传感器,比如“摇头“传感器。一旦这些传感器侦测到帧间运动时,例如方向和速度,系统会将它当作运动模糊改善方案实行的起点。

 
实际上,系统会根据这些传感器感测到的数据来调整和显示器安装在一起的屏幕致动器,最终通过屏幕的移动来改善帧间位置变化带来的运动模糊问题。据描述,这种通过屏幕移动可以补偿整个设备移动的影响,从而能够改善运动模糊问题。
 
另外,苹果还建议系统获取显示器上像素的帧间移动情况,进而据此调整致动器对屏幕的移动幅度。另一种方案使用时间作为计算的一部分,同样计算出致动器应在何处向显示器施加“动力”。
 
该专利最初于2019年8月29日提交,其发明人为Tobias Eble。
 
菲涅尔透镜

苹果的第二项专利名称为“带有菲涅尔透镜的头戴式显示设备”,苹果在此专利中提供了一种新的显示系统设计,可以为其用户带来一种更为轻巧的头戴式显示设备。
 
通常,VR头显需要依靠一系列透镜组来让用户清楚地看到离眼睛非常近的屏幕。不过在使用透镜组后,虽然屏幕看起来很清晰,而且看起来很远,但是整个设备的重量也增加了很多。 
 
菲涅尔透镜是一种特殊的透镜,它没有明显的凹凸曲率,通过楔形、凹槽和环来调整不同区域的光线通过情况,这种调光最终可以像普通透镜一样实现光学成像。实际上,灯塔就使用菲涅尔透镜将光线聚焦到海上部分区域(不是照亮整个海面)。
 
具体到苹果的这篇专利,这种菲涅尔透镜由指向显示器的弯曲凸面组成,它带有斜坡面和拔模面(Draft Facets),同样可以让用户看到屏幕。这里的屏幕本身可以是平面的或弯曲的,如果有设计需要,这种菲涅尔透镜还可以设计成和屏幕的曲率匹配。


为了减少光散射,设计可以在拔模面上涂上不透明的掩蔽材料,或者在透明基板上制作类似材料的同心环。
 
这种轻薄的显示系统也可以使用成对的菲涅尔透镜,其中一个可以将来自显示器的光调整为特定的分布模式,第二个可以收集以上述分布模式照射在它身上的光线,并将其对准用户的视野。
 
通过菲涅尔透镜使用,苹果可以切实可行地减少这些产品设计中的透镜数量,这显然可以大幅减少该头显设备本身的重量。
 
这篇专利提交于2018年2月1日,其发明人被列为 Victoria C. Chan、John N. Border、Jeffrey C. Olson、Yury A. Petrov、Edward S. Huo 和 Brandon Clarke。
 
苹果每周都会提交大量专利申请,这些专利的申请实际上只能表明公司目前的兴趣领域,并不能保证这些想法一定会出现在未来的产品或服务中。

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