Apple获得一项传感器技术专利,这项技术用于让头戴显示设备自动适配佩戴者的面部,同时避免光学模组对鼻子造成压迫不适感。
随着Apple逐步研发更轻量化、眼镜形态的增强现实设备,这套方案的重要性会持续提升。
这项技术的核心思路看似简单,Apple设计的头戴设备拥有独立的左眼、右眼光学模组,两组模组可以相互靠近或者远离,以此匹配佩戴者的瞳距。
布置在鼻梁位置的传感器,会监测可移动光学模组与使用者鼻子之间的距离,在产生压迫感之前,传感器可以控制模组减速、停止移动,或是小幅反向后退。
对于头戴显示设备来说,准确的瞳距匹配至关重要,左右两套光学系统需要和佩戴者双眼精准对齐。
Apple方案采用后置摄像头或者其他传感器测量用户的眼间距,再通过驱动马达调整光学模组位置,让模组间距匹配实测瞳距,可以优化视觉观感,提升画面对齐效果。
难点在于每个人的面部结构存在差异。两名瞳距相近的人,鼻子外形可能差别很大。
Apple提到,部分用户在向内移动光学模组、调整到理论标准瞳距的过程中,镜筒或者周边结构会先挤压到鼻子两侧,还没有到达目标间距。
所以这套系统增加了第二层适配逻辑:设备不只是检测眼睛位置,同时还要判断硬件能否安全移动到目标位置。
这项设计对于未来轻量化AR眼镜意义很大,传统眼镜依靠镜框造型、可调节鼻托以及多规格镜框适配不同人群。
Apple的方案则走向电控自适应眼镜,依靠动态调节适配面部,不再把所有适配方案固定在镜框结构内。
Apple提出在设备贴近鼻子的区域布设电容传感器与触点式传感器,电容传感器可以在发生物理接触前,提前感知鼻子正在靠近光学模组。
设备可以先降低光学模组的移动速度,当电容数值检测到压力即将到达舒适上限时,直接停止移动;甚至在停止之前,让光学模组小幅向后退开一点。
另一种实现方案使用电阻式触点,当压力促使两个电极接触,电阻发生变化,设备就能识别光学模组已经顶到鼻子,随即控制驱动机构停止移动或者反向回退。
值得注意的是,电极并不局限于硬质零件。专利描述可以把导电纤维直接嵌入设备后盖与鼻位周边的弹性织物。
文件特别提到银纤维,导电、可弯折,同时具备抗菌特性,电极也可以选用金属箔、导电涂料或者导电高分子材料制作。
专利的描述范围覆盖眼镜、护目镜、头盔以及其他头戴产品,附图展示的样机形态更接近体积较大的头显,而非普通轻薄眼镜。
这点需要分清:这份专利并不能证明Apple会将这套机械结构直接用在面向普通消费者的轻薄AR眼镜上。
但当头显不断缩小,这项工程问题会愈发关键,轻量化AR眼镜没有充足空间放置厚衬垫、大面积面部贴合结构或是手动调节组件,佩戴舒适度更多要依靠精准贴合、重量分配,以及可以智能适配不同面部轮廓的零部件。
Apple获批的专利权利要求,正是围绕这套组合方案:可移动、适配瞳距的光学模组,根据传感器数据做出响应的驱动机构,嵌入鼻梁织物内的导电电极,以及布置在光学模组本体上的电极。
部分权利要求明确规定,驱动机构需要依据电容检测数据,停止或者减缓向内移动,防止鼻子承受过大压力。
从更广的层面来看,Apple把面部贴合度视作可以电子测量、持续动态调节的参数,而不是单纯依靠外观结构设计解决的问题。
理论上,未来Apple AR眼镜可以整合眼部位置传感、可调节光学组件与压力传感,戴上脸之后设备自动完成参数配置。
这不代表这份专利就是Apple最终轻量化AR眼镜的定型方案,但展示了Apple正在探索的方向:头戴显示设备自动平衡光学精度与佩戴舒适度。
当AR设备从封闭式头显逐步进化成轻便日常眼镜,这种无感、依靠传感器实现的个性化适配,重要程度会和显示面板本身不相上下。
