苹果新AR头显光学系统新专利_减少设备体积及图像失真

　　最近，关于苹果首款AR眼镜产品会在未来两年内上市的传言受到人们的关注，但就目前而言，这只是一个谣言。当这些谣言在四处流传时，美国专利商标局又发布了苹果公司的另一项光学系统专利申请。

　　去年，苹果公司在头戴式显示设备和智能眼镜以及配件方面的专利申请量一直在加速增长。仅在2020年的前五个月中，就披露了23项与专利相关的发明。

　　在近日发布的苹果专利的申请背景中，他们指出，诸如一副虚拟现实或混合现实眼镜之类的头戴式设备可能具有用于为用户显示图像的显示器。可以使用光学系统将来自显示器的图像光引导到用户的眼睛。

　　在头戴式设备中使用光学系统将图像从显示器提供到用户眼睛的过程可能会引起图像失真。在形成足够紧凑结构的光学系统时也会有许多挑战。如果不小心，用于电子设备的光学系统可能会过于庞大，并且可能无法表现出令人满意的光学性能。

　　苹果的发明涵盖了下一代头戴式设备，其他电子设备也可用于虚拟现实和混合现实（增强现实）系统。

　　可以将诸如戴在用户头上的一对增强现实眼镜之类的头戴式设备用于向用户提供覆盖在真实世界内容之上的计算机生成的内容。用户可以通过光学系统的透明部分直接查看真实世界的内容。

　　光学系统可以用于将图像从显示系统中的一个或多个像素阵列路由到用户的眼睛。可以在光学系统中包括诸如由诸如玻璃或塑料之类的透明材料的片材形成的薄平面波导或其他光导，以将图像光从像素阵列传送到用户。

　　该显示系统可以包括反射型显示器，例如硅上液晶显示器、微机电系统（MEM）显示器或其他显示器。

　　苹果在本专利申请中的主要重点之一是在带有像素阵列的头戴式设备上。苹果公司指出：“光源可能会照亮像素阵列以产生图像光。当照亮像素阵列时，来自光源的光可能会穿过棱镜。反射的图像光可能会穿过棱镜到达多元件透镜。图像光可以穿过多元件透镜，并且可以使用输入耦合器（例如棱镜）耦合到波导中。”

　　输出耦合器（例如衍射光栅）可以将图像光从波导中导出并射向用户。用户可以观看图像光，并可以同时通过波导观察现实世界中的物体。

　　苹果的专利图2是说明性光学系统的图，该光学系统将来自显示器的图像光提供给用户。图5是用于光学系统的说明性多元件透镜的截面侧视图。

　　尽管苹果的智能眼镜发明并没有为我们带来令人兴奋的功能，例如“X射线模式”或学生专用的“Cheat模式”，但它确实向我们表明，苹果公司正在克服当前可用的笨重的AR智能眼镜设计。

　　更重要的是，今天专利所展示的苹果光学系统经过精心设计，可提供卓越的光学性能。可以肯定的是，其他很酷的东西也将会在以后出现。

　　美国专利局发布的这项苹果专利申请20200159020于2019年第四季度提交，相关工作至少可以追溯到2017年。考虑到这是一项专利申请，目前尚不知道这种产品上市的时机。