專利顯示：蘋果正在研發支持VR/AR和全息內容的新頭顯

蘋果公司在歐洲申請了一個與顯示器設備相關的專利，準備地說是支持VR/AR和全息內容的頭顯。蘋果表示，這種透鏡是可調的，且頭顯能使用Siri進行控制等。據了解，該專利於2018年第一季度提交，於9月13日在歐洲發布。

專利範圍：蘋果的頭顯系統發明的範圍還包括攜帶型消費電子產品（例如行動電話、平板電腦、眼鏡和其他可穿戴設備等）、駕駛艙和車輛等平視顯示器、基於顯示器的設備（如投影儀和電視等）。這些設備可以包括顯示器和其他光學組件。該系統將為這些設備提供混合現實（虛擬現實和/或增強現實）內容。

專利背景：頭顯可用於顯示VR和AR內容。顯示AR內容的頭顯可以在現實世界對象上覆蓋計算機生成的圖像。顯示器和光學系統可用於創建圖像，並將這些圖像呈現給用戶。

但是，如果不加以注意，為用戶顯示內容所用的組件可能會比較難看和笨重，而且可能無法實現理想的光學性能。

像頭顯這樣的電子設備需要有一個能產生圖像的顯示系統。搭載一個或多個波導，以及輸入和輸出耦合器系統的光學系統可用於圖像分發給用戶。

顯示系統可以有一個或多個像素陣列，例如硅基液晶（LCos）像素陣列。來自顯示系統的圖像可以通過輸入耦合器系統耦合到一個或多個波導中，也可以使用輸出耦合器系統在多個圖像平面中耦合出波導。

輸入和輸出耦合器系統可以包括單個耦合器、成組耦合器和耦合器的平鋪陣列。耦合器可以是薄的平面體全息圖，也可以是其他光學耦合器，用於將光耦合到細長條形波導的上下表面。

下面的專利圖1是蘋果頭顯示意圖：

頭顯#10可包括輸入輸出電路#52，其可以用於支持頭顯從外部設備（如PC、筆記本和其他攜帶型設備）接收數據，並允許用戶為頭顯提供用戶輸入。電路#52的輸出組件可以允許頭顯向用戶提供輸出，並可用於與外部電子設備通信。

此外，輸入輸出電路#52中的攝像頭或其他設備可以面向用戶的眼睛，並可能跟蹤用戶的注視。感測器#70可包括位置和運動感測器，如陀螺儀、加速度計、和/或用於監控頭顯的#10位置、方向和移動的其他裝置，以及衛星導航系統電（如全球定位系統電路）等。

例如，使用感測器#70，控制電路#50可以監控用戶頭部相對於周圍環境的當前方向。另外，還可以使用感測器監控用戶頭部的移動，如向左/向右移動以跟蹤屏幕上的物體或查看其他真實世界的物體。

在專利圖2中，支撐結構#16可以配置成一副眼鏡框架（如左右鏡腿和其他框架構件），也可以配置成頭顯形式，或者配置成護目鏡，又或者其他頭戴式形式。

光學系統可以配置為在不同的圖像平面#94中顯示來自顯示器#26的不同圖像。例如，與用戶#90不同的相應距離處的虛擬圖像位置。這允許遠距離物體（如景觀中的山峰）可以呈現在遠處的圖像平面中（參見如遠場圖像平面#94D），並且允許近距離物體（如用戶視野中的人臉）在近距離圖像平面中呈現（參見近場圖像平面#94N），從而為用戶提供三維圖像內容。然而，其他對象（如虛擬對象30V）則可以呈現在中間位置的圖像平面。通過在遠處圖像平面上顯示遠物，在近處圖像上顯示近物，系統就可以自然地為用戶顯示三維圖像，以降低眼鏡疲勞和不適感。

專利圖2主要說明了頭顯的外觀：

全息系統：蘋果專利圖6是一個光學系統的橫截面側視圖，該系統包含波導、橫向相鄰（平鋪）像素陣列，以及相關的全息輸入耦合器和堆疊全息輸出耦合器，每個耦合器都能對不同方位範圍的光線做出響應，以便在頭顯中的多個圖像平面中呈現圖像。

可調透鏡：專利圖13說明了包含可調透鏡、波導，以及用於在多個圖像平面中呈現圖像的可調透鏡、輸入輸出耦合器。

感測器：蘋果指出，他們的頭顯將包括感測器、溫度感測器、觸摸感測器、電容式接近感測器、基於光的接近感測器、其他接近感測器、應變儀、氣體感測器、壓力感測器、濕度感測器和磁感測器等。

音頻組件：音頻組件可以包括用於收集語音命令和其他音頻輸入的麥克風，以及用於提供音頻輸出的揚聲器（如耳塞、骨導揚聲器或用於向用戶的左右耳提供聲音的其他揚聲器）。

觸覺：輸入輸出設備可以包括觸覺輸出設備（如振動組件）、發光二極體和其他光源，以及其他輸出組件。

無線通信：電路可以包括有線和無線通信電路，其支持頭顯與外部設備（如遙控器、操縱桿和其他輸入控制器、攜帶型電子設備、計算機、顯示器等）進行通信，並允許在頭顯不同位置的組件（電路）之間傳輸信號。

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