AR | 新專利顯示蘋果VR或AR設備顯示屏可移動并使用菲涅爾透鏡減重

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CINNO Research產業資訊, 據最新專利透露,蘋果 頭戴式 AR 設備 —— “Apple Glass”可能 使用可移動顯示器來補償運動模糊, 另外還會通過 菲涅耳透鏡 的使用 幫助用戶減 小設備 的重量。
 
根據外媒Apple insider報道,長期以來,市場上一直有傳言稱蘋果正在開發某種形式的頭戴式顯示器,可能是VR也可能是AR類型。當然,更具體的產品被稱為“Apple Glass”,據說這是一款具有增強現實功能的智能眼鏡。

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由于開發保密性,市場上更多是通過專利申請對其產品開發期間遇到的一些潛在問題和解決方案獲得一些信息。在本周二美國專利商標局授予蘋果公司的兩項專利中,蘋果把重心放在了顯示方面,這些問題的解決有助于增加該傳聞設備相對于其競爭品的優勢。 
 
運動模糊


第一項專利名稱為“通過顯示器致動(Display Actuation)補償運動模糊”,這是處理運動模糊問題的一種非尋常方式。 
 
一般情況下,設計者都會通過降低顯示器的像素持久性(Pixel Persistence)來減輕運動模糊。不過這種方式有一個很大的問題,那就是它同時也會降低顯示器本身的感知亮度。理想情況下,顯示器需要保持像素點亮足夠長的時間才能讓用戶感到明亮,而較少該時間就會使顯示器變暗。

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在這份專利中,蘋果在該頭戴式設備中增加一些檢測設備運動情況的傳感器,比如“搖頭“傳感器。一旦這些傳感器偵測到幀間運動時,例如方向和速度,系統會將它當作運動模糊改善方案實行的起點。

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實際上,系統會根據這些傳感器感測到的數據來調整和顯示器安裝在一起的屏幕致動器,最終通過屏幕的移動來改善幀間位置變化帶來的運動模糊問題。據描述,這種通過屏幕移動可以補償整個設備移動的影響,從而能夠改善運動模糊問題。
 
另外,蘋果還建議系統獲取顯示器上像素的幀間移動情況,進而據此調整致動器對屏幕的移動幅度。另一種方案使用時間作為計算的一部分,同樣計算出致動器應在何處向顯示器施加“動力”。
 
該專利最初于2019年8月29日提交,其發明人為Tobias Eble。
 
菲涅爾透鏡

蘋果的第二項專利名稱為“帶有菲涅爾透鏡的頭戴式顯示設備”,蘋果在此專利中提供了一種新的顯示系統設計,可以為其用戶帶來一種更為輕巧的頭戴式顯示設備。
 
通常,VR頭顯需要依靠一系列透鏡組來讓用戶清楚地看到離眼睛非常近的屏幕。不過在使用透鏡組后,雖然屏幕看起來很清晰,而且看起來很遠,但是整個設備的重量也增加了很多。 
 
菲涅爾透鏡是一種特殊的透鏡,它沒有明顯的凹凸曲率,通過楔形、凹槽和環來調整不同區域的光線通過情況,這種調光最終可以像普通透鏡一樣實現光學成像。實際上,燈塔就使用菲涅爾透鏡將光線聚焦到海上部分區域(不是照亮整個海面)。
 
具體到蘋果的這篇專利,這種菲涅爾透鏡由指向顯示器的彎曲凸面組成,它帶有斜坡面和拔模面(Draft Facets),同樣可以讓用戶看到屏幕。這里的屏幕本身可以是平面的或彎曲的,如果有設計需要,這種菲涅爾透鏡還可以設計成和屏幕的曲率匹配。

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為了減少光散射,設計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類似材料的同心環。
 
這種輕薄的顯示系統也可以使用成對的菲涅爾透鏡,其中一個可以將來自顯示器的光調整為特定的分布模式,第二個可以收集以上述分布模式照射在它身上的光線,并將其對準用戶的視野。
 
通過菲涅爾透鏡使用,蘋果可以切實可行地減少這些產品設計中的透鏡數量,這顯然可以大幅減少該頭顯設備本身的重量。
 
這篇專利提交于2018年2月1日,其發明人被列為 Victoria C. Chan、John N. Border、Jeffrey C. Olson、Yury A. Petrov、Edward S. Huo 和 Brandon Clarke。
 
蘋果每周都會提交大量專利申請,這些專利的申請實際上只能表明公司目前的興趣領域,并不能保證這些想法一定會出現在未來的產品或服務中。

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