專(zhuān)利顯示蘋(píng)果正研發(fā)全息成像技術(shù) 旨在減輕AR/VR頭盔重量

12月13日消息，據(jù)外媒報(bào)道，最新曝光的專(zhuān)利申請(qǐng)文件顯示，蘋(píng)果公司正致力于研發(fā)在光波導(dǎo)和全息圖像傳輸技術(shù)，部分原因是為了減輕其未來(lái)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）或虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）頭盔的重量和體積。

當(dāng)前市場(chǎng)上的大多數(shù)VR頭盔都依賴(lài)于距離用戶眼睛很近的顯示器以及多個(gè)鏡頭。雖然這導(dǎo)致頭盔設(shè)備的生產(chǎn)成本相對(duì)較低，但也帶來(lái)了很多問(wèn)題。在美國(guó)當(dāng)?shù)貢r(shí)間周四曝光的專(zhuān)利申請(qǐng)文件中，蘋(píng)果稱(chēng)這種基于鏡頭的設(shè)置可能存在局限性，“近眼顯示器產(chǎn)生的部分視場(chǎng)可能無(wú)法從單眼位置看到?！?/p>

蘋(píng)果的擔(dān)憂源于當(dāng)前VR設(shè)備使用的鏡頭或小型顯示器。光學(xué)元件的改變會(huì)增加頭盔的整體成本，而價(jià)格的上漲和頭盔的尺寸和重量的增加也會(huì)產(chǎn)生連鎖效應(yīng)。

另一個(gè)問(wèn)題是顯示器本身，因?yàn)樗h(yuǎn)離面部的設(shè)定迫使其他組件和外殼距離用戶臉部位置更遠(yuǎn)，這可能促使面部承受的壓力更大。如果顯示器可以放在距離臉部更近的地方，并且使用更少或更輕的部件，那么頭盔佩戴起來(lái)可能更舒服。

在名為“用于顯示器的光學(xué)系統(tǒng)”的專(zhuān)利申請(qǐng)文件中，蘋(píng)果建議使用一個(gè)波導(dǎo)系統(tǒng)來(lái)將光從光學(xué)系統(tǒng)傳輸?shù)接脩舻难劬?。這個(gè)波導(dǎo)系統(tǒng)取代了顯示器，并用于通過(guò)重定向的光線將圖像投射到用戶的眼睛中。

為了輔助波導(dǎo)系統(tǒng)，蘋(píng)果認(rèn)為可以使用輸入和輸出耦合器，其中輸入耦合器將光從顯示單元重定向到波導(dǎo)，而輸出耦合器將光推向眼睛所在的方向。這些生成的圖像可以由全息光學(xué)元件形成，包括薄全息圖、體積全息圖和表面浮雕光柵。

蘋(píng)果專(zhuān)利申請(qǐng)中的配圖，描述了顯示單元發(fā)出的光如何通過(guò)波導(dǎo)并反射到用戶的眼睛上

蘋(píng)果的設(shè)計(jì)機(jī)制還可以幫助將“用戶視野之外的光線”重新定向或重新分配到用戶的眼睛上，方法是使用一個(gè)位于顯示單元和輸入耦合器之間的光重定向元件。

該系統(tǒng)可以使用兩個(gè)波導(dǎo)（即每個(gè)眼睛一個(gè)），或兩個(gè)輸入和輸出耦合器，但使用一個(gè)帶有全息元件的波導(dǎo)，用于將光重新定向到正確的眼睛。在這種情況下，光重定向元件也可以使用與輸出耦合器的干涉模式不平行的干涉模式，這有助于防止為一只眼睛準(zhǔn)備的光被另一只眼睛偶然看到。

蘋(píng)果每周都要提交大量的專(zhuān)利申請(qǐng)。雖然現(xiàn)有的文件表明了該公司的研究和開(kāi)發(fā)工作的興趣領(lǐng)域，但并不保證該公司會(huì)在未來(lái)將這些專(zhuān)利都變成產(chǎn)品或服務(wù)。

關(guān)于蘋(píng)果正研發(fā)某種形式的AR或VR頭盔或智能眼鏡的謠言已經(jīng)流傳了一段時(shí)間。許多專(zhuān)利文件顯示，該公司熱衷于開(kāi)發(fā)這一概念。

在9月份一項(xiàng)名為“顯示設(shè)備”的專(zhuān)利申請(qǐng)中，蘋(píng)果提議在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)頭盔中使用“反射式全息組合器”，將數(shù)字元素與現(xiàn)實(shí)世界相結(jié)合。類(lèi)似于周四的專(zhuān)利，在這個(gè)解釋中，波導(dǎo)將有助于將光束傳輸?shù)饺⒔M合器中。

蘋(píng)果對(duì)波導(dǎo)技術(shù)似乎特別感興趣，該公司工程師和關(guān)鍵人員在2019年CES上參觀了許多AR波導(dǎo)供應(yīng)商的展臺(tái)，該領(lǐng)域的公司包括DigiLens、Lumus、Vuzix和WaveOptics等。蘋(píng)果還在2018年收購(gòu)了AR頭盔鏡頭生產(chǎn)商Akoni Holographics，并在2017年收購(gòu)了AR頭盔初創(chuàng)公司Vrvana。

有關(guān)智能眼鏡“Apple Glasses”的傳言稱(chēng)，蘋(píng)果將推出一款內(nèi)部稱(chēng)為“T288”的AR設(shè)備，它運(yùn)行該公司自主開(kāi)發(fā)的“rOS”操作系統(tǒng)，使用8K顯示屏。據(jù)傳，一個(gè)單獨(dú)的處理單元會(huì)將虛擬圖像覆蓋在用戶視野中的真實(shí)物體上。

最新的專(zhuān)利申請(qǐng)中，該技術(shù)發(fā)明者包括格雷厄姆·麥爾（Graham B. Myhre）、埃里克·漢索特（Eric J. Hansotte）、古林·彭（Guolin Peng）、Hyungryul Choi、Se Baek Oh以及保羅·格辛格-奧斯?。≒aul Gelsinger-Austin）。

其中，麥爾是蘋(píng)果Display Exploration團(tuán)隊(duì)的高級(jí)工程經(jīng)理，他已經(jīng)申請(qǐng)了許多相關(guān)專(zhuān)利，包括“凹式顯示器”（Foveated Display）和其他與頭戴式顯示系統(tǒng)。

漢索特也有Display Exploration高級(jí)工程師的頭銜，古林·彭是高級(jí)光學(xué)工程師，Hyungryul Choi是光學(xué)工程經(jīng)理，Se Baek Oh是光學(xué)專(zhuān)家，格辛格-奧斯汀是Display Exploration的工程師。（騰訊科技審校/金鹿）