煕煕姸姸
26-09-04 01:00 微博认证:数码博主 超话小主持人(Apple超话)

Apple正在为下一代头戴设备研发一套全新光学架构。借助这套方案,增强现实眼镜以及后续迭代的Vision Pro,可以更好适配度数差异巨大的视力用户。

这项专利的核心思路,是把视力矫正任务拆分给头显本体与可拆卸附加镜片共同完成。

现行方案需要依靠定制插入式镜片完整承载佩戴者全部验光度数;Apple提出,头显内部的显示屏‑固定透镜系统可以先承担一部分度数矫正,剩余度数,再由一块外置附加镜片补齐。

专利覆盖的头戴硬件形态,可以是轻量化眼镜、一体式头显、头盔或者其他可佩戴显示系统。

也就是说,这套光学架构既可以用于未来轻量化AR眼镜,同样适用于Vision Pro这一类沉浸式头显,整套系统由显示屏、固定光学透镜,以及可选配的可拆卸矫正镜片构成,可拆卸镜片用于处理近视、远视以及散光。

最大的改动在于,Apple不再把矫正压力全部压在外置镜片上。

Apple通过调整显示系统的虚像距离,也就是调节显示屏与机身固定透镜之间的距离,直接生成球面度数矫正,移动显示屏与透镜之间的相对位置,就可以等效提供近视或者远视所需要的球面屈光度数,外置附加镜片只需要补齐柱镜度数也就是散光,以及验光单上其余残余参数。

专利给出了多种机身配置版本,基础版本机身不提供球面矫正;另外可以分别推出面向近视群体、面向远视群体的机身版本;如有需要,Apple也可以拓展更多机身规格。

这条路线还有进一步演化的空间,显示屏与透镜之间的距离,可以做成电动调节或者手动调节,虚像距离能够连续变化或者分档调节,跟随佩戴者验光参数动态调整。

长远来看,有可能实现一台头显光学模组适配大量不同视力的用户,不再为不同屈光度数生产不同版本的头显机身。

Apple还探索了另外一条路径,不需要物理移动显示屏,直接改变透镜本身的屈光能力。

固定光学系统可以搭载针对近视、远视定制的透镜;更关键的技术方向是可调谐透镜,透镜自身光学功率可以动态变化,单台头显就可以同时兼容近视用户和远视用户。

这条技术路线对于轻量化AR眼镜意义尤其重大,AR眼镜机身厚度、重量都受到严苛约束,很难容纳大功率定制插入镜片。

如果机身光学系统可以完成一部分屈光矫正,外置附加镜片需要承担的度数压力就会大幅下降,镜片体积、厚度也能随之缩减。

专利同时写明,外置附加镜片可以通过磁吸、卡扣、压接等多种方式固定到头显前方,机身光学模组和外置镜片协同工作,合成佩戴者完整的验光度数。

Apple在专利文档里重点提到了一个非常务实的痛点:线下零售店的样机体验。

一款头戴设备,如果沿用现在全套定制镜片的模式,理论上对应的屈光参数组合可以达到五万种以上,门店、展会不可能储备覆盖全部参数的插入镜片,大量视力条件特殊的顾客进店之后,无法清晰体验样机画面。

按照新方案,门店只需要准备若干台内置不同球面矫正档位的头显样机,搭配少量模块化外置镜片,就可以覆盖绝大多数顾客;Apple甚至提出,可以依据不同地区居民视力分布特征,或者单店客群画像,调整门店样机档位配比。

更进一步,头显可以自带视力筛查流程:系统连续调整内部可调光学参数,直到画面对焦清晰,控制电路就可以根据透镜屈光参数和虚像距离反向计算出顾客大致验光数值。

虽然专利文档用了很大篇幅讨论门店演示难题,但更大的价值,是搭建起一套全新光学平台,眼镜个性化视力矫正,不必再完全依赖外部插入镜片。

对Vision Pro后续迭代机型而言,可调虚像距离或者可调谐透镜,可以大幅简化验光适配流程,接纳更多视力条件复杂的用户。

而对于未来轻量化AR眼镜,机身内部空间极其紧张,能够把一部分屈光矫正直接集成进显示光路,重要性还要更高。

当然,申请这项专利,不等于Apple很快就会推出全自动自适应度数眼镜。

但是这份文档清晰展示出Apple正在攻克的一块关键拼图:让头显自身光学架构承担屈光矫正工作,外置镜片退居补充角色,视力矫正未来有可能从一个外挂配件,逐步变成Apple头戴设备原生内置的一项光学功能。

发布于 浙江