蘋果發(fā)布新專利 “頭戴式顯示器的光學(xué)系統(tǒng)”

在美國專利局（United States patent Office）于今日發(fā)布的一項專利申請中，蘋果公司描述了一款設(shè)計緊湊、舒適的VR頭盔。

蘋果公司的專利名為“頭戴式顯示器的光學(xué)系統(tǒng)”（Optical System for head - up Display），這一專利被蘋果公司稱為“頭戴式顯示器”，這一專利的設(shè)計旨在制造一種更為緊湊的虛擬現(xiàn)實頭戴設(shè)備，尤其是通過重新設(shè)計光學(xué)系統(tǒng)。

“如果不接受改進(jìn)的話，頭戴式顯示器可能會很笨重，而且很累。用于頭戴式顯示器的光學(xué)系統(tǒng)可以使用笨重的透鏡布置。使用這種光學(xué)系統(tǒng)的頭戴式顯示器可能會不舒服。因此，我們希望能夠提供改進(jìn)的頭戴式顯示器?！?/p>

通過專利的詳細(xì)描述，我們可以清楚地看到，“反折射”光學(xué)系統(tǒng)是這種設(shè)計的基礎(chǔ)，它使用反射和折射的元素，包括不同的偏振元素，在光學(xué)路徑上操縱光。

反射折射光學(xué)系統(tǒng)的一個簡單例子

反射光學(xué)，常用于高倍光學(xué)系統(tǒng)，如望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡，“折疊”光路以創(chuàng)造更緊湊的排列布局。光線不是在穿過一個典型的透鏡時簡單地彎曲，而是在折反射光學(xué)器件中，光線沿著其光路來回反復(fù)多次，然后最終從另一側(cè)出射。

蘋果的反射折射光學(xué)系統(tǒng)圖

微型顯示器雖然體積小，但像素密度高，但由于尺寸緊湊，便需要具有高倍率的鏡頭，所以對于VR來說是理想的。高倍放大的鏡頭通常需要非常厚，或者可以縮小到菲涅耳（Fresnel）設(shè)計（如今在消費(fèi)類VR耳機(jī)上常見的那樣），但菲涅爾方法引入了自己的一系列挑戰(zhàn)。蘋果公司似乎正在研究使用反折射光學(xué)作為創(chuàng)造一個緊湊的，高放大率的光學(xué)鏡頭，專門與微型顯示器結(jié)合使用的手段。在專利中提到的微型顯示器雖然希望專利在法律上盡可能廣泛，但也提到了其他類型的顯示器。

該專利進(jìn)一步描述了一系列的偏振元素，這些元素被用來反射一些光回到顯示器上，被偏振器吸收。該文件解釋說，這是為了保持對比度，避免被佩戴者看到的（不需要的/不對準(zhǔn)的）光線。

盡管該專利主要集中在光學(xué)元件的光學(xué)設(shè)計和布置上，但重要的部分描述了制造該設(shè)計的不同方法，據(jù)說這可能增加系統(tǒng)的耐久性和清晰度。

在其他細(xì)節(jié)中，該專利還涉及到這種耳機(jī)的可能性，其包括一組用于各種跟蹤任務(wù)的傳感器，并特別指出，可以使用相機(jī)來測量環(huán)境（如內(nèi)部跟蹤），并感知用戶的眼睛位置。后者可能被用于眼睛跟蹤應(yīng)用程序，如foveated渲染。