近日，美國(guó)專(zhuān)利商標(biāo)局發(fā)布了蘋(píng)果公司的一項(xiàng)專(zhuān)利申請(qǐng)，該專(zhuān)利涉及未來(lái)頭顯設(shè)備中的鏡片，該鏡片能夠通過(guò)使用液體填充的鏡片系統(tǒng)來(lái)提供清晰的圖像焦點(diǎn)，從而調(diào)節(jié)視覺(jué)效果，本發(fā)明的另一個(gè)關(guān)鍵方面是使用3D LiDAR傳感器。值得一提的是，蘋(píng)果公司于3月18日發(fā)布了帶有LiDAR掃描功能的新款iPad Pro。
電子設(shè)備有時(shí)會(huì)被設(shè)計(jì)為可穿戴形式。例如，頭戴式設(shè)備具有頭戴式結(jié)構(gòu)，該頭戴式結(jié)構(gòu)允許用戶(hù)將其佩戴在頭上。頭戴式設(shè)備可以包括帶有透鏡的光學(xué)系統(tǒng)。鏡頭允許設(shè)備中的顯示器向用戶(hù)呈現(xiàn)視覺(jué)內(nèi)容。
頭戴式設(shè)備通常包括具有固定形狀和特性的鏡片。這種類(lèi)型的鏡頭可能難以調(diào)整，無(wú)法向使用設(shè)備的每個(gè)用戶(hù)最佳呈現(xiàn)內(nèi)容。
蘋(píng)果公司的這項(xiàng)專(zhuān)利發(fā)明涵蓋了一種頭戴式設(shè)備，該設(shè)備具有為用戶(hù)顯示內(nèi)容的顯示器。該頭戴式設(shè)備可以具有與顯示器相應(yīng)的左、右透鏡以及相應(yīng)的左右部分。左透鏡可將圖像從顯示器的左部分引導(dǎo)到左眼盒，而右透鏡可將圖像從顯示器的右部分引導(dǎo)到右眼盒。
頭戴式設(shè)備中的透鏡模塊包括第一透鏡元件和第二透鏡元件，這兩款元件由填充了液體的間隙隔開(kāi)，該間隙具有可調(diào)節(jié)的厚度。
泵或其他組件可以控制將適當(dāng)容量的液體從儲(chǔ)液器壓入液體填充間隙中。第一和第二透鏡元件可以形成折反射透鏡，其厚度取決于液體填充間隙的可調(diào)節(jié)厚度。
頭戴式設(shè)備中的透鏡模塊還包括第一和第二流體填充室以及第一和第二柔性膜。設(shè)備中的控制電路可以控制第一流體填充室中的第一流體量和第二流體填充室中的第二流體量，以調(diào)節(jié)第一及第二柔性膜的曲率。
第一和第二柔性膜可具有不同的變化剛度分布。剛度分布的變化可能是由于柔性膜具有變化的厚度，以及具有改變?nèi)嵝阅さ膹椥阅Ａ康谋砻嫫鸱蛴筛飨虍愋圆牧闲纬傻慕Y(jié)果。
頭戴式設(shè)備中的透鏡模塊可以包括具有外圍的柔性透鏡元件和圍繞該柔性透鏡元件外圍的多個(gè)致動(dòng)器。頭戴式設(shè)備中的控制電路可以控制多個(gè)致動(dòng)器以動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)柔性透鏡元件。每個(gè)致動(dòng)器可以在柔性透鏡元件上徑向向外拉離柔性透鏡元件的中心，或者可以彎曲或壓縮柔性透鏡元件的外圍。致動(dòng)器可以是壓電致動(dòng)器或音圈致動(dòng)器。
在一些情況下，透鏡模塊可以包括流體填充室，至少部分地限定流體填充室的半剛性透鏡元件，以及至少一個(gè)構(gòu)造成選擇性彎曲半剛性透鏡元件的致動(dòng)器。
圍繞半剛性透鏡元件的外圍均勻分布的六個(gè)致動(dòng)器可用于控制半剛性透鏡元件的曲率。半剛性透鏡元件最初可以是平面或非平面的。例如，半剛性透鏡元件可以最初具有球形凸面和球形凹面。可將可調(diào)球面透鏡合并到透鏡模塊中，以抵消來(lái)自半剛性透鏡元件的寄生球面透鏡焦度。
蘋(píng)果公司的新iPad Pro包含了可以使用LiDAR掃描3D對(duì)象的相機(jī)。有趣的是，今天發(fā)布的Apple專(zhuān)利申請(qǐng)記錄了在未來(lái)的頭顯中使用3D LiDAR傳感器的情況。
蘋(píng)果公司在專(zhuān)利中指出，輸入輸出電路將包含傳感器，這些傳感器可能包括例如三維傳感器（例如，三維圖像傳感器、雙目三維圖像傳感器、三維LiDAR（光檢測(cè)和測(cè)距）傳感器、三維射頻傳感器或其他收集三維圖像數(shù)據(jù)的傳感器），攝像頭（例如紅外或可見(jiàn)數(shù)字圖像傳感器）、注視點(diǎn)跟蹤傳感器（例如基于圖像傳感器的注視跟蹤系統(tǒng)）。
蘋(píng)果的專(zhuān)利圖2是頭戴式顯示系統(tǒng)的頂視圖。透鏡模塊＃72的每個(gè)透鏡元件可以由任何期望的透明材料（例如，玻璃、諸如聚碳酸酯或丙烯酸的聚合物材料、諸如藍(lán)寶石的晶體等）形成。
蘋(píng)果的專(zhuān)利4A是具有反射折射透鏡的示例性頭戴式設(shè)備的截面?zhèn)纫晥D，該反射透鏡包括兩個(gè)透鏡元件，這兩個(gè)透鏡元件由具有可變厚度的流體填充間隙隔開(kāi)。
蘋(píng)果的專(zhuān)利10A是說(shuō)明性彈性體膜的橫截面?zhèn)纫晥D，該彈性體膜附接到被控制用于動(dòng)態(tài)剛度調(diào)整的致動(dòng)器。圖10B和10C是圖9彈性體膜的俯視圖。 圖10A示出了致動(dòng)器如何執(zhí)行動(dòng)態(tài)剛度調(diào)整。
蘋(píng)果的專(zhuān)利18A是處于非彎曲狀態(tài)的可調(diào)非平面半剛性透鏡的透視圖；圖18B是圖17A的可調(diào)非平面半剛性透鏡元件的透視圖。 圖17處于彎曲狀態(tài)。
美國(guó)專(zhuān)利局發(fā)布的這款蘋(píng)果公司專(zhuān)利申請(qǐng)20200096770已于2019年第三季度提交。考慮到這是一項(xiàng)專(zhuān)利申請(qǐng)，目前尚不知道這款產(chǎn)品是否會(huì)上市。
