苹果新申请『视力校正光学系统』AR/VR专利

(映维网 2020年06月05日)映维网在今年年初曾分享过两份与未来头显相关的苹果透镜系统专利。所述发明技术都是为了支持存在远近视、散光、老花眼等视力问题的用户群体，这样用户在使用设备的时候就无需穿戴日用眼镜。日前，美国专利商标局又公布了一份与之相关的专利申请。

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名为“Head-Mounted Display Device With Vision Correction”的专利申请介绍了苹果未来的头显和眼镜设备，并主要涉及一个强大的视力校正光学系统。所述系统能够纳入用户的视力参数，并用来调整光学透镜，从而解决散光、远视和近视等视力问题，这样所述人群在使用苹果头显时就不必穿戴日用眼镜。

这对苹果而言可能是一种杀手级功能，因为根据GlassesCrafter一份未注明日期的报告，美国视力委员会声称大约75%的美国成年人需要使用某种视力校正手段。

下面的苹果专利图1是说明性头显的基本概览图;图2是一个包含可调节显示器和透镜的说明性头显的基本概览图。

苹果指出，图1中的输入输出设备#44可以包括测量用户眼睛特性的传感系统。可以使用诸如Shack Hartmann波前传感器、Tscherning传感器或光线追踪传感器之类的波前传感器来测量用户眼睛中的折射误差，如散光、远视和近视。

输入设备同时可以包括用于捕获用户周围图像的摄像头(数字图像传感器)，用于追踪用户眼睛以执行注视点检测操作的摄像头和/或其他摄像头。

对于图2专利，设备#10可以具有用于一副眼镜框架的形状，例如，头戴式设备#10的形状参数可以类似于普通眼镜，或者具有常规视频头显或护目镜的形状。

苹果从专利图4开始介绍所述视力校正系统的核心。下图说明了如何调整可调谐圆柱形透镜的焦距。

除了基本说明外，专利进一步指出，为了调整透镜，可以将另一个平滑变化的电压剖面应用于液晶材料，从而创建折射率剖面#68。

透镜系统的设计有助于校正散光用户的视力，并可以使用专利申请中描述的特定透镜技术控制沿X和/或Y尺寸延伸的圆柱形透镜透光率。

在操作期间，控制电路可以调整显示器的位置，例如，左显示器在Z方向与用户的左眼分离，右显示器在Z方向与用户的右眼分离。又如，可以调整光学系统中的可调谐透镜，从而在校正散光、远视、近视和用户视力中的其他屈光不正时将显示内容带到焦点。

可基于所显示内容的性质来调整焦点，以最小化调节边缘失配，同时考虑用户偏好和用户折射误差，比如说内容是诸如山脉这样的远距离元素还是诸如附近人员这样的近距离元素。

苹果进一步指出，头显用户可能没有完美的视力。例如，用户可能存在近视、可能远视和/或散光情况。

为了校正不完美的视力，可以将视力校正透镜耦合到设备。例如，特定透镜可以具有固定部分和可移动视力校正部分。

专利文件继续解释道：“例如，一个开玩游戏的用户可能是在一个封闭的空间里，并且周围充斥着各种近距离物体。为了允许用户眼睛在操作期间获得放松，可以将远处的山景插入到游戏中，从而避免需要用文本消息(“放松眼睛”)或其他可能扰乱用户享受游戏的内容来中断用户。”

对于专利图9，我们能够看到操作头戴式设备所涉及的说明性流程图;图10是说明性透镜及关联视觉校正透镜的侧视图;图11是耦合到镜架的说明性视觉校正透镜的前视图。

在专利图11中，磁铁是作为视觉系统的一部分。苹果表示：“为了将视觉校正透镜#130相对于结构#134和头显其余部分放置在期望的旋转对准中，环#132可以配备一个或多个磁铁，例如磁铁#138和#140，以及结构#134可以配备一个或多个相应的磁铁#136和#142。”

当视觉校正透镜安装到头显中时，磁铁#138和磁铁#136之间的磁引力，以及磁铁#140和磁铁#142之间的磁引力将有助于将透镜#130对准和保持在期望的角度方向，从而确保视觉校正透镜能够合适地校正用户的散光。

最后，用户输入包括用户的视力参数，而控制电路配置成根据用户视力参数调整并通过定位器调整显示器的位置。

相关专利：Apple Patent | Head-Mounted Display Device With Vision Correction

名为“Head-Mounted Display Device With Vision Correction”的专利申请是在2019年第四季度提交，其中的技术可追溯到2017年5月。考虑到这是一项专利申请，目前尚不清楚苹果将于何时商业化所述的发明。