苹果最新AR专利可以实现更紧凑的AR眼镜光学系统

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头戴式显示设备、智能眼镜以及相关配件的苹果专利正在加速增长

（映维网 2020年05月23日）最近社区关于苹果的首款AR眼镜产品充满了猜测，包括计划在未来一两年内发布，以及采用圆形镜框的乔布斯特别版等等。或许我们能够在2030年看到它的出现，但目前这只是传闻幻想。尽管传闻满天飞，但日前美国专利商标局却实实在在地公布了潜在的苹果眼镜细节。

在过去一年间，头戴式显示设备、智能眼镜以及相关配件的苹果专利正在加速增长。仅在2020年的前5个月就有23项相关的专利发明披露。

日前公布的苹果专利申请在背景中指出，一款诸如虚拟现实或混合现实眼镜的头戴式设备可以包含用于为用户显示图像的显示器，而光学系统可用于将图像光从显示器引导到用户眼睛。

在头戴式设备中，使用光学系统从显示器向用户眼睛提供图像的过程可能会出现图像失真的情况。

形成足够紧凑的光学系统以由用户穿戴同样存在恶挑战。如果不注意，电子设备的光学系统可能过于巨大，并且可能无法展示令人满意的光学性能。

苹果的发明可用于下一代头戴式设备，及其他可能用于虚拟现实和混合现实系统的电子设备。

对于由用户穿戴的增强现实眼镜等头戴式设备，其可用于向用户提供叠加在现实世界内容之上的计算机生成内容。用户可以通过光学系统的透明部分直接感知现实世界的内容

光学系统可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眼睛。光学系统可以包括由玻璃或塑料等透明材料或其他导光板形成的波导，并将图像光从像素阵列传送给用户。

相关专利：Apple Patent | Optical Systems For Electronic Devices With Displays

显示系统可包括反射式显示器，例如硅基液晶显示器，微电子机械系统显示器或其它显示器。

这份专利申请中的一个关键要点是一款带有像素阵列的头戴式设备。苹果指出，“光源可以照亮像素阵列以产生图像光。当照亮像素阵列时，来自光源的光线可以通过棱镜。反射的图像光可以通过棱镜并到达多晶透镜。图像光可通过多晶透镜，并可使用棱镜等耦入器将其耦合到波导之中。”

诸如衍射光栅这样的耦出器可以将图像光从波导耦出给用户。用户可以感知图像光，并且可以通过波导管同时查看现实世界的对象。

下面的专利图2是从显示器向用户提供图像光的光学系统示意图；图5是光学系统中的多晶透镜的横截面侧视图。

尽管苹果的智能眼镜发明并没有为我们介绍“X光模式”或面向学生的“作弊模式”等令人兴奋的功能，但它确实表明，苹果正努力克服目前过于笨重的AR智能眼镜设计挑战。

更重要的是，专利描述的苹果光学系统旨在提供卓越的光学性能。当然，苹果毫无疑问地会给我们带来其他酷炫的技术发明。

专利号为20200159020的苹果专利申请最初于2019年Q4季度提交，而相关工作至少可以追溯到2017年。

对于希望深入发明细节的工程师，你可以点击阅读映维网的专利库页面 。考虑到这只是一份专利申请，目前尚不清楚苹果将于何时商业化所述的发明技术。