近日，美國(guó)專(zhuān)利商標(biāo)局正式授予蘋(píng)果一項(xiàng)專(zhuān)利，涉及解決 " 調(diào)節(jié) - 融合不匹配問(wèn)題 "，這些問(wèn)題可能導(dǎo)致某些用戶(hù)出現(xiàn)眼睛疲勞、頭痛和 / 或惡心。在 Apple Vision Pro 的介紹中，蘋(píng)果技術(shù)發(fā)展部副總裁 Mike Rockwell 表示：" 傳感器和顯示器之間的延遲會(huì)導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)不適。蘋(píng)果全新 R1 處理器通過(guò)在 12 毫秒內(nèi)將新圖像流式傳輸?shù)斤@示器，幾乎消除了延遲。"

蘋(píng)果專(zhuān)利涵蓋了 AR 和 / 或 MR 直接視網(wǎng)膜投影儀系統(tǒng)的各種實(shí)施例，例如，可以解決頭戴式 AR、MR 和 VR 系統(tǒng)中的會(huì)聚 - 調(diào)節(jié)沖突系統(tǒng)。

該專(zhuān)利描述了 AR 頭顯（例如，頭盔、護(hù)目鏡或眼鏡）的實(shí)施例，其可以包括或?qū)崿F(xiàn) AR 系統(tǒng)的不同技術(shù)和組件。

【資料圖】

在一些實(shí)施例中，AR 頭顯可以包括反射全息組合器，以將來(lái)自投影儀光引擎的光引導(dǎo)到用戶(hù)眼睛中，同時(shí)還傳輸來(lái)自用戶(hù)環(huán)境的光，從而提供現(xiàn)實(shí)的增強(qiáng)視圖。

在一些實(shí)施例中，全息組合器可以用一系列點(diǎn)對(duì)點(diǎn)全息圖記錄；一個(gè)投影點(diǎn)與多個(gè)全息影像交互，將光線(xiàn)投射到多個(gè) eye box 上。在一些實(shí)施例中，全息圖被布置成使得相鄰的 eye box 被從不同的投影點(diǎn)照亮。

在一些實(shí)施例中，全息組合器和光引擎可以分別布置成具有不同視場(chǎng)和分辨率的光場(chǎng)，以?xún)?yōu)化性能、系統(tǒng)復(fù)雜性和效率，從而匹配眼睛的視敏度。在一些實(shí)施例中，光引擎可以包括中央凹投影儀，其通常在較小的中心視場(chǎng)上投射較寬直徑的光束，以及通常在較寬視場(chǎng)上投射較小直徑光束的外圍投影儀。

在一些實(shí)施例中，光引擎可以包括多個(gè)獨(dú)立的光源（例如，激光二極管、LED 等），這些光源可以從不同的投影點(diǎn)獨(dú)立地投射，其中一部分是中央凹投影儀，一部分是外圍投影儀。

在一些實(shí)施例中，光引擎包括兩個(gè)或多個(gè)雙軸掃描鏡來(lái)掃描光源；對(duì)光源進(jìn)行適當(dāng)調(diào)制以生成所需的圖像。

在一些實(shí)施例中，光引擎包括一系列具有全息或衍射光柵的光波導(dǎo)，其移動(dòng)來(lái)自光源的光以產(chǎn)生適當(dāng)角度和位置的光束以照亮掃描鏡；然后將光引導(dǎo)到帶有衍射光柵記錄的全息薄膜層的其他光波導(dǎo)中，以擴(kuò)大投影儀的孔徑并將光操縱到全息組合器所需的投影位置。

在一些實(shí)施例中，光引擎包括用于每個(gè)投影儀的透鏡，以聚焦發(fā)射的光束，使得一旦從全息組合器反射，當(dāng)光線(xiàn)進(jìn)入主體的眼睛時(shí)，該光基本上再次準(zhǔn)直。所需的焦點(diǎn)表面可能因全息合路器的散光而復(fù)雜化，但合路器前面是曲面。

對(duì)于不同的 eye box 位置，理想的焦距表面是不同的，誤差可能導(dǎo)致準(zhǔn)直輸出減少。然而，在一些實(shí)施例中，這可以通過(guò)減小不同角度的光束直徑來(lái)補(bǔ)償，其中理想焦點(diǎn)表面和實(shí)際最佳擬合焦點(diǎn)表面之間的誤差最大，這通過(guò)增加 F 值來(lái)緩解問(wèn)題，從而增加光束的聚焦深度。在一些實(shí)施例中，這些特征可以并入到全息鏡頭中。

在一些具體實(shí)施例中，可以為每個(gè)投影點(diǎn)設(shè)置主動(dòng)光束聚焦元件，這可以減少或消除隨角度改變光束直徑的需要。這也可以使發(fā)散到眼睛中的光束而不是準(zhǔn)直，與光引擎投射虛擬物體的假定深度光束發(fā)散相匹配。

使用上述方法和設(shè)備，AR 系統(tǒng)可能不需要額外的運(yùn)動(dòng)部件或機(jī)械活性元件來(lái)補(bǔ)償 eye box 眼睛位置的變化或掃描過(guò)程中全息組合器的光功率變化，與其他直接視網(wǎng)膜投影儀系統(tǒng)相比，這簡(jiǎn)化了系統(tǒng)架構(gòu)。

蘋(píng)果專(zhuān)利圖 5 說(shuō)明了 AR 系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于反射式全息組合器將光從光引擎引導(dǎo)到用戶(hù)眼睛，同時(shí)還將來(lái)自環(huán)境的光傳輸。

蘋(píng)果專(zhuān)利圖 6 說(shuō)明了一個(gè) AR 頭顯，其中包括一個(gè)反射全息組合器，可將光從光引擎引導(dǎo)到主體的眼睛中，同時(shí)還將光線(xiàn)從環(huán)境傳輸?shù)绞茉囌叩难劬Α?/p>蘋(píng)果專(zhuān)利圖 7 說(shuō)明了 AR 系統(tǒng)的高級(jí)組件；圖 8 說(shuō)明了 AR 頭戴式設(shè)備中光引擎的中央凹和外圍投影儀。蘋(píng)果專(zhuān)利圖 9 說(shuō)明了 AR 系統(tǒng)中中央凹投影儀的光束；圖 27 說(shuō)明了 AR 系統(tǒng)中中央凹投影的最佳擬合焦點(diǎn)曲線(xiàn)和聚焦元件。

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