众力资讯网

Apple最新专利申请,聚焦头戴显示设备核心实用技术:精准定位头显内部光学组件,

Apple最新专利申请,聚焦头戴显示设备核心实用技术:精准定位头显内部光学组件,实现显示屏、镜片与人眼精准光路对位。

该专利介绍一款头戴设备,配备左右独立光学组件,每套组件包含显示屏、镜片及承载支架。光学组件可沿导向杆双向滑动,调节间距适配不同用户瞳距。

瞳距适配是头戴设备、AR眼镜、混合现实设备的通用技术难题。用户双眼间距存在个体差异,光学组件对位偏移,会降低画面清晰度、加剧视疲劳、压缩可视范围,大幅破坏沉浸式观感。Apple本次专利,将位置感应模块集成于光学模组导向结构,解决光路对位偏差问题。

瞳距即双眼瞳孔间距。头戴设备需保证双眼通过专属光路接收画面,光学组件间距不当会造成画面失真。专利光学组件可横向滑动,适配宽窄不同的用户瞳距。

瞳距调校并非舒适性附加功能,而是核心光学硬性标准。即便设备搭载高端屏幕与处理器,镜片对位失误,画面依旧模糊畸变、佩戴不适。

设备头戴外壳分为前部、后部、鼻托及绑带结构,内置投射画面的光学组件。组件搭载像素屏幕与成像镜片,镜片可加装可拆卸近视矫正镜片。

光学组件支架沿导向杆滑轨滑动,由电机丝杆、联动螺母驱动双向移动,电控调节组件间距,支持自动、手动两种调节模式。

专利核心创新:将位置传感器集成于导向杆或机身固定结构,无需额外加装独立大型传感器。

头戴设备内部空间极度稀缺,需容纳屏幕、镜片、各类传感器、芯片、电池、马达等大量元器件。传感模块集成于导向杆后,大幅节省内部空间,集成式导向杆厚度仅数毫米。

这是典型Apple工程设计逻辑:不新增外置功能部件,直接将检测功能融合设备原有结构件。

Apple提供五种位移检测技术方案:电位计传感:导向杆附着电阻层,支架电刷滑动改变电位值,判定组件位置。

压力传感:导向杆凸起弹片接触支架压力传感器,压力变化测算位移。

磁编码器:导向杆布设磁铁,支架磁传感器捕捉磁场变化定位。

光学传感:导向杆蚀刻刻度纹路,光学传感器读取纹路判定位置。

气压传感:支架与导向杆密封气腔,气压变化监测移动距离。

五类传感技术各有优劣,适配不同产品工程限制:电位计小巧精准,但机械接触存在磨损;磁编码器无磨损风险,但存在电磁干扰、堆叠难度问题;光学传感精度高,但需保持光路洁净;气压传感适配密闭结构,对密封校准工艺要求高。

Apple未锁定单一技术,可根据产品厚度、成本、精度、量产难度选型:高端头显、轻量化AR眼镜、高精度机型,可分别选用单一传感或混合传感方案,设计自由度极高。

设备搭载眼动追踪、头部佩戴传感器:红外眼动模组可捕捉眼部信息,测算视线、镜眼距、瞳距,电控电机自动收拢/拉开光学组件,适配用户眼部参数。

同时配备多类型佩戴感应器,识别设备佩戴状态,仅在头戴状态下启动自动调校,免去用户手动调试步骤,降低使用门槛。

设备支持按键手动电控调节,打造自动+手动双调控模式。自动模式完成基础适配,用户可手动微调光路,优化画面清晰度与佩戴舒适度;位置传感器实时反馈模组位置,保障两种模式精准可控。

除导向杆集成传感外,传感器也可安装于机身机壳、底座等固定结构,依旧可监测支架滑动位移。

该设计拓宽专利适用范围,适配导向杆尺寸过小、造型特殊、材质受限等特殊机身设计,灵活适配各类头戴产品结构。

精准调校光学组件,可提升画面清晰度、缓解用眼疲劳,优化沉浸式体验。

一方面适配多人共用场景,可快速适配不同使用者眼部参数,统一使用体验;另一方面消除微小对位偏差带来的长期佩戴不适感,长效保障光路对齐。

光路适配是头戴设备大众化、舒适化的核心技术瓶颈,硬件必须贴合人体眼部特征。

本次集成式传感方案,无需额外占用空间即可实现模组定位,适配Vision Pro头显、轻量化AR智能眼镜全系产品,解决各类头戴设备人眼光路对齐痛点。

一体化传感设计:将定位传感器整合滑轨结构,兼顾模组可调性、定位精度,节省机身内部空间,助力设备轻量化。

多技术路线储备:同步研发五类传感方案,覆盖高中低端头戴产品研发需求。

全自动瞳距适配:依托眼动感应自动调校光路,简化开机设置流程。

头戴设备综合体验,不仅取决于芯片、屏幕、软件,更依托光学精准调校能力。

该专利属于底层基础适配专利,赋予头戴设备机械感知能力,自主识别组件位置、适配用户眼部数据。既能提升佩戴舒适度、适配多元人群,也能缩小设备体积,让未来Apple穿戴设备佩戴即适配,观感清晰、佩戴舒适、个性化程度更高。