苹果公布专利:其未来MR头显或配备全息视网膜投影仪系统

近日,美国专利商标局公布了一项来自苹果公司的延续专利,该专利涉及一种混合现实头显,其中包括一个 "场景相机",它是全息视网膜投影仪系统的一部分,旨在将现实世界和增强现实图像的视图无缝地融合在一起(www.1wai.cn)。

苹果公司指出,可以利用虚拟现实系统的模拟环境和/或混合现实系统的混合环境,为多种应用提供互动的用户体验,例如将虚拟内容添加到观看者环境的实时视图中的应用、生成3D虚拟世界的应用、与虚拟训练环境互动、游戏、远程控制无人机或其他机械系统、观看数字媒体内容、与互联网互动、探索虚拟景观或环境,或类似应用。

在一些实施方案中,还可以对图像进行分析以确定场景的深度信息。例如,从分析中获得的信息可用于将虚拟内容放置在视网膜投影仪系统提供的现实混合视图中的适当位置。

为了更准确地表现用户的视角,场景相机位于MR头显的侧面,并面向透镜的内表面。

透镜包括一个记录有一个或多个透射全息图的全息介质,它将来自场景的一部分光线衍射到用户的眼睛上。通过这种方式,场景相机可以从与用户眼睛基本相同的角度捕捉环境的图像。

图源:patentlyapple

苹果公司的专利图1说明了一个混合现实(MR)系统,该系统包括一个带有投影全息图的透镜,将光束从光引擎重定向到用户的眼睛,同时也将环境中的直接光线传到用户的眼睛。

苹果公司的专利图8说明了一个MR系统的例子,其中光引擎和场景相机包含在一个机身上。

苹果公司这项 "场景相机"的专利实际上是一项专利更新,但却引起了人们的极大兴趣,因为从首席执行官Tim Cook开始,苹果公司的高层管理人员认为增强现实技术将成为计算机领域下一个伟大的事物之一。因此,即使它是一个专利更新,也仍然包括了很多重要内容。

尽管苹果在2021年3月就获得了这项专利,但苹果最近公布的延续专利显示,苹果已经决定完全废除原来的20项专利权利要求,并用20项新的专利权利要求取代它们。

专利权是每项专利的核心,它可以保护发明不受竞争对手和专利巨头的影响。显然,苹果的工程和法律团队认为,这项新的重要专利需要以不同的方式呈现。以下是这项专利的几项新专利权利要求。

延续专利的专利权利要求的数字顺序必须是21到40,而不是1-20,因为它必须从发明首次授权的地方 "继续",即使之前权利要求已经被废止了。以下是前四项新的专利要求。

专利权利要求21:"一个系统,包括:一个头显,头显中包括一个透镜,在透镜的至少一个表面上或嵌入透镜的至少一个表面上有多个全息介质层;一个场景相机,位于头显的一侧,面向透镜的内表面;以及一个光引擎;其中全息介质层中至少有一个记录有透射全息图,该全息图将从场景到用户眼睛的部分直射光衍射到场景相机,以便场景相机从与用户眼睛通过透镜观看场景基本相同的角度拍摄场景。其中,全息介质的至少一层记录有点对点投影全息图;其中,光引擎向投影全息图发射光束;以及,投影全息图将从光引擎接收的光束重定向到与用户的眼睛相对应的设备位置中。 "

专利权利要求28:"如权利要求21所述的系统,其中,场景相机被配置为:从与用户的眼睛通过镜头观看场景基本相同的角度捕获场景的图像;并将捕获的图像提供给头显的控制器;其中,控制器被配置为分析捕获的图像以确定关于场景的信息;并使用关于场景的确定信息将虚拟内容置于系统提供的混合现实视图中的适当位置。“

专利权利要求34:"一种方法,包括通过记录在透镜上的全息膜中的透射全息图,将来自真实环境中场景的一部分波长的直射光衍射到一个场景相机上,由该场景相机捕获该场景的图像;至少部分地基于由该场景相机捕获的场景图像产生虚拟内容。通过光引擎,将用于虚拟内容的光束扫描到记录在透镜上的全息膜中的投影全息图;以及通过投影全息图,将光束从光引擎重定向到与用户眼睛相对应的位置,以形成混合现实视图,该视图包括适当地放置在用户通过透镜观看的真实环境视图中的虚拟内容。 "

专利权利要求40:"一种用于混合现实(MR)系统的光学部件,包括:一个透镜,在该透镜的至少一个表面上或嵌入该透镜的多个全息介质层,其中该多个层包括,至少一个记录有透射全息图的层,该层将从场景到用户眼睛的部分直射光衍射到场景相机,以便场景相机从与用户眼睛通过透镜观看场景基本相同的角度捕获场景;以及至少一个记录有点对点投影全息图的层,该层将从光引擎接收的光束重定向到与用户眼睛对应的位置。 "

要查看其他16项专利权利要求,可查看苹果公司的延续专利20210208405。

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