編譯/VR陀螺

近日，美國(guó)專利商標(biāo)局發(fā)布了蘋果公司的一項(xiàng)專利申請(qǐng)，專利涉及未來的HMD設(shè)備，該設(shè)備包括色散補(bǔ)償結(jié)構(gòu)和用于具有全息光學(xué)元件的光學(xué)反射設(shè)備的方法，該全息光學(xué)元件具有反射投影圖像的能力并允許用戶體驗(yàn)高質(zhì)量的AR圖像。

全息圖可以在全息光學(xué)元件的光學(xué)介質(zhì)內(nèi)實(shí)現(xiàn)。穿過某些色散邊界的光在不同頻率上可能會(huì)出現(xiàn)波形分離。對(duì)于不同的頻率，一種介質(zhì)的折射率與另一種介質(zhì)的折射率之間的色散關(guān)系可以用于補(bǔ)償光學(xué)裝置中光的色散的技術(shù)。

使用色散關(guān)系的色散補(bǔ)償技術(shù)可以應(yīng)用于確定補(bǔ)償某些色散邊界的色散效應(yīng)的全息圖。所得的全息光學(xué)元件（HOE）可以基本上與在光學(xué)設(shè)備或特定操作環(huán)境近似（例如，在使用投影光學(xué)器件，在使用邊緣耦合的情況下，或在空氣或水之類的流體介質(zhì)中）。

蘋果公司進(jìn)一步指出，HMD通常使用近眼光學(xué)器件來創(chuàng)建“虛擬”圖像。過去，HMD面臨著各種技術(shù)限制，這些技術(shù)限制降低了圖像質(zhì)量并增加了重量和尺寸。

過去的設(shè)備通常包括常規(guī)光學(xué)器件，以反射、折射或衍射光，但是設(shè)計(jì)趨于笨重。另外，常規(guī)的鏡子和光柵結(jié)構(gòu)也很有局限性。

例如，常規(guī)的鏡子具有必須與表面法線重合的反射軸。傳統(tǒng)反射鏡的反射軸可能導(dǎo)致反射鏡的取向或性能欠佳。而且，常規(guī)的光柵結(jié)構(gòu)通常包括與入射角或波長(zhǎng)呈凹形的多個(gè)反射軸。

因此，在蘋果的專利中用于反射光的裝置可以包括以下特征：其圍繞不限于表面法線的反射軸反射光，并且對(duì)于給定的入射角，其反射角在多個(gè)波長(zhǎng)處是恒定的。裝置的實(shí)施例可以在給定波長(zhǎng)的入射光的整個(gè)入射角范圍內(nèi)具有基本恒定的反射軸（例如，反射軸的反射軸角變化小于1.0度）。

在蘋果的專利圖1中，我們能夠看到頭戴式顯示器（HMD）＃100的圖示，其中可以實(shí)現(xiàn)此處包含的原理。 HMD可以包括眼鏡或頭飾，其中近眼顯示器（NED）＃105可以被粘貼在用戶的眼睛前面。

NED可以包括布置在HMD的透鏡組件內(nèi)或與HMD的透鏡組件結(jié)合的衍射元件部分。在一些示例中，衍射元件部分是全息光學(xué)元件（HOE），其可以包括偏斜鏡＃110。

蘋果公司進(jìn)一步指出，偏斜鏡是一種反射裝置，可以在其中包括光柵介質(zhì)，體積全息圖或其他光柵結(jié)構(gòu)。

偏斜鏡可包括附加層，例如玻璃蓋或玻璃基板。附加層可以用于保護(hù)光柵介質(zhì)免受濕氣、氧氣、反應(yīng)性化學(xué)物質(zhì)的污染和損壞等。附加層也可以具有與光柵介質(zhì)匹配的折射率。

蘋果的專利圖7是說明性輸入棱鏡和說明性偏光鏡的側(cè)視圖，該說明性偏光鏡具有偏斜軸隨光柵大小而變化的光柵。圖12是具有不同色散特性的不同區(qū)域的說明性輸入棱鏡的側(cè)視圖。

美國(guó)專利局發(fā)布的這款蘋果專利申請(qǐng)20200117003已于2019年第四季度提交?？紤]到這是一項(xiàng)專利申請(qǐng)，目前尚不知道這種產(chǎn)品上市的時(shí)間。

這項(xiàng)專利背后的關(guān)鍵工程師之一是Vikrant Bhakta博士，他在蘋果從事的一些項(xiàng)目包括光學(xué)成像、投影顯示器、照明工程、用于3D感測(cè)和超分辨率的結(jié)構(gòu)化光照明、AR和VR頭戴式顯示器、計(jì)算成像、輻射度和光度建模和分析、傅立葉光學(xué)、成像和非成像光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。

來源：patentlyapple