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Apple的一项新专利专注于用于未来头戴式显示器的光学模块

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  • 2019-11-12 12:24:37
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美国专利商标局发布了Apple的一项专利申请,涉及光学模块和具有该光学模块的头戴式显示器。

显示系统可以包括头戴式显示单元(HMD)。头戴式显示器可包括向佩戴头戴式显示器的用户显示数字图像的一个或多个显示器(例如,屏幕)以及用户通过其观看数字图像的一个或多个相应的透镜。

数字图像可以包括具有前景和背景特征的场景,例如前景中的人和背景中的地标。为了模拟随着用户在数字图像的前景和背景特征之间看而改变的焦距,可以在一个或多个显示器与系统的一个或多个透镜之间改变距离。

在较大的图中,下面进一步说明的头戴式显示器(HMD)和显示单元的实施例用于显示系统,例如那些用于计算机生成的现实(例如,虚拟现实或混合现实)的系统。

显示单元包括显示器,透镜以及使显示器和透镜相对于彼此移动的移动机构。每个显示单元还包括在显示器和透镜之间限定的腔室。

密封腔室,以防止或阻止碎屑(例如,灰尘,湿气滴等)进入腔室,从而干扰用户在显示器上看到的数字图像。

随着显示器和透镜相对于彼此移动,腔室的容积改变,使得腔室内的压力改变。这种体积和压力的变化是由与腔室连通的通风口,材料或机构中的一个或多个来解决的,这些通风,材料或机构减轻了(例如,阻碍了)压力变化,从而可能导致运动机构的力量减小,从而,更轻和/或更紧凑的显示单元。

从技术上讲,Apple的发明涵盖了光模块的实现以及具有该光模块的头戴式显示器。

在一方面,一种用于显示系统的光学模块包括透镜,显示屏,移动机构以及一个或多个减压特征。

一方面,头戴式显示器包括壳体,支撑件,传感器和光学模块。支撑件联接至壳体,以将壳体支撑在使用者的头部上。

传感器测量用户的眼睛的参数。光学模块包括透镜,显示屏,移动机构以及吸附剂材料或无源辐射器中的一种或多种。

无源辐射器的一种或多种吸附剂材料与腔室流体连通,以在透镜和显示器相对于彼此移动时阻止腔室内的压力变化。

甲沸石或在显示器上的柔性膜被动救治空气压力。被动泄压功能阻碍了腔室内的压力变化。

苹苹果的专利图。下面的图1A是显示系统的头戴式显示器的侧视图,该显示系统具有用虚线示出的隐藏组件;图。图1B是图1A的头戴式显示器的顶视图。1A。头戴式显示器#100可以被视为计算机生成的现实系统(例如,虚拟或混合现实系统)或一部分。

更具体地,头戴式显示器被配置为使用光学模块#130显示用于计算机生成的现实的图像。例如,如上所述,头戴式显示器可以包括控制器#122和传感器#124。

传感器可以检测与头戴式显示器和/或用户有关的各种参数。例如,传感器可以测量头戴式显示器内的位置,方向和/或变化,从而测量用户的头部“ H”的位置。传感器还可包括右眼传感器#124r和左眼传感器#124l,其分别测量与用户的右眼和左眼相关联的一个或多个参数,诸如凝视方向或焦点特性。

控制器#122基于从传感器接收到的传感器信息,将图像信号发送到光学模块#130,据此,光学模块显示图像。例如,传感器可以检测头戴式显示器的方向变化,从而检测用户的头部(例如,向左移动),并且控制器将图像信号发送到光学模块,以显示在计算机内适当平移的图像。生成的现实环境(例如,向左平移)。

在苹果的专利中,无花果。在下面的图2A-2D中,我们可以看到每个光学模块#130包括显示屏#232,透镜#234,外壳#236和移动机构#238,该移动机构#238将显示屏和透镜相对于彼此之间更改屏幕到镜头的距离。

苹果公司指出,物理环境是指人们无需电子系统即可感知和/或互动的物理世界。物理环境(例如物理公园)包括物理物品,例如物理树木,物理建筑物和物理人。人们可以直接通过视觉,触觉,听觉,味觉和嗅觉来感知和/或与物理环境互动。

相反,计算机生成的现实(CGR)环境是指人们通过电子系统感知和/或交互的完全或部分模拟的环境。在CGR中,跟踪人的身体运动的子集或其表示,并作为响应,以符合至少一项定律的方式调整CGR环境中模拟的一个或多个虚拟对象的一个​​或多个特征。物理学。

例如,CGR系统可以检测人的头部转动,并且作为响应,以类似于在物理环境中这种视图和声音将如何改变的方式来调整呈现给人的图形内容和声场。在某些情况下(例如,出于可访问性原因),可以响应于物理运动(例如,语音命令)的表示,对CGR环境中的虚拟对象的特征进行调整。

一个人可以使用他们的任何一种感觉来感知CGR对象和/或与之交互,包括视觉,声音,触觉,味觉和嗅觉。例如,人可以感测创建3D或空间音频环境的音频对象和/或与该音频对象交互,该音频对象或空间音频环境提供对3D空间中的点音频源的感知。在另一个示例中,音频对象可以启用音频透明性,该透明性有选择地并入有或没有计算机生成的音频的来自物理环境的环境声音。在某些CGR环境中,人只能感知音频对象和/或与之互动。

美国专利局今天发布的苹果专利申请20190339523已于2018年第三季度提交。考虑到这是一项专利申请,目前尚不知道这种产品上市的时机。

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