美國專利商標(biāo)局正式授予蘋果公司一項(xiàng)專利，該專利涉及一種VR頭顯和/或智能眼鏡，使用直接視網(wǎng)膜投影儀系統(tǒng)來解決會(huì)聚-適應(yīng)沖突。蘋果公司在這方面的工作已經(jīng)有幾年了，早在2021年9月，蘋果就獲得了與這個(gè)項(xiàng)目有關(guān)的另一項(xiàng)專利。蘋果公司最早的一項(xiàng)涉及直接視網(wǎng)膜投影儀的深度專利申請(qǐng)可以追溯到2019年9月，今天的專利增加了這個(gè)直接視網(wǎng)膜投影儀的工作內(nèi)容。

    在蘋果的專利背景中，他們指出，傳統(tǒng)的虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)可能會(huì)出現(xiàn)會(huì)聚-適應(yīng)不匹配問題，導(dǎo)致眼疲勞、頭痛和/或惡心的癥狀出現(xiàn)。當(dāng)VR或AR系統(tǒng)生成的場景內(nèi)容與大腦基于用戶兩只眼睛的立體會(huì)聚所預(yù)期的深度不匹配時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)適應(yīng)性會(huì)聚失配。

    例如，在一個(gè)立體系統(tǒng)中，顯示給用戶的圖像可能會(huì)欺騙用戶的眼睛，使其在較遠(yuǎn)的距離上聚焦，而實(shí)際顯示的圖像是在較近的距離上。換句話說，眼睛可能試圖聚焦在與投影圖像的焦點(diǎn)深度不同的圖像平面或焦點(diǎn)深度上，從而導(dǎo)致眼睛疲勞和/或增加精神壓力。

    會(huì)聚-適應(yīng)不匹配問題是不可取的，這種問題的出現(xiàn)可能會(huì)分散用戶的注意力，或以其他方式減弱他們對(duì)VR或AR環(huán)境的享受和耐力水平（即容忍度）。

    蘋果公司的授權(quán)專利涵蓋了提供VR或AR系統(tǒng)的方法和裝置的各種實(shí)施方案。 描述了直接視網(wǎng)膜投影儀的實(shí)施方案，例如可以解決頭戴式AR和VR系統(tǒng)中的會(huì)聚-適應(yīng)沖突。專利描述了一個(gè)VR或AR頭顯系統(tǒng)，它可以包括或?qū)崿F(xiàn)直接視網(wǎng)膜投影儀的不同技術(shù)和組件。

    專利描述了與直接視網(wǎng)膜投影儀系統(tǒng)有關(guān)的注視追蹤組件或系統(tǒng)的實(shí)施方案，該系統(tǒng)追蹤主體瞳孔的位置并自動(dòng)調(diào)整由該系統(tǒng)的投影儀組件產(chǎn)生的掃描光場的投影，以便來自投影儀的掃描光場進(jìn)入主體的瞳孔。

    在注視追蹤組件的一些實(shí)施方案中，一個(gè)光源（例如，一個(gè)紅外LED）投射出一束紅外光。一個(gè)或多個(gè)分光器有助于確保紅外光束與直接視網(wǎng)膜投影儀系統(tǒng)的投影儀組件產(chǎn)生的掃描光場中心大致相同。

    投射光和紅外光束在到達(dá)用戶的眼睛之前，都會(huì)從二維掃描鏡和弧形橢圓體鏡上反射。進(jìn)入眼睛瞳孔的一部分紅外光束從視網(wǎng)膜上反射，并再次從瞳孔中出現(xiàn)（形成一個(gè)"明亮的瞳孔"）。返回的紅外光束從弧形橢圓鏡、二維掃描鏡和分光器上反射下來，到達(dá)位置傳感檢測器（PSD），例如四象限單元技術(shù)PSD（也稱為四單元PSD）。

    設(shè)備有一個(gè)控制回路調(diào)整二維掃描鏡，使返回的紅外光束基本上集中在PSD上。這樣一來，二維掃描鏡被正確定位，使來自投影儀的掃描光場進(jìn)入主體的瞳孔。

    蘋果公司的專利圖4A說明了一個(gè)彎曲的、基本上是橢圓型的鏡子；圖4B說明了來自直接視網(wǎng)膜投影儀的彎曲橢圓鏡的光在不同的位置撞擊瞳孔。

    蘋果公司的專利圖5A和5B說明了注視追蹤系統(tǒng)的工作原理；圖6說明了包括注視追蹤系統(tǒng)的直接視網(wǎng)膜投影儀。

    蘋果公司的專利圖9說明了一種包括可調(diào)節(jié)聚焦鏡頭的直接視網(wǎng)膜投影儀。例如，圖9的投影儀#2004可用于圖6所示的直接視網(wǎng)膜投影儀系統(tǒng)。

    蘋果公司的專利圖11A說明了一個(gè)例子，即光學(xué)致動(dòng)器#3020，它可作為投影儀中光束的可調(diào)聚焦元件。

    圖12中說明了被配置為實(shí)現(xiàn)本文所述的任何或所有技術(shù)的系統(tǒng)示例。例如，圖12中說明的系統(tǒng)#400可以被配置為一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)頭顯。

    蘋果公司的專利圖17是一個(gè)VR/AR設(shè)備的框架邏輯框圖。該圖提出了一個(gè)系統(tǒng)（#900）的例子，包括一個(gè)框架（#905），該框架可被配置為容納VR/AR設(shè)備的各種元素，例如圖12系統(tǒng)#400的元素。在各種實(shí)施方案中，框架可以是眼鏡框、護(hù)目鏡框、頭顯或類似物，被配置為戴在用戶頭部，以便將弧形鏡（#415A和415B）分別置于用戶（#990）的左眼和右眼前面。