美國(guó)專利局最新公布了蘋(píng)果公司的一項(xiàng)專利申請(qǐng)，該專利聚焦于頭戴式顯示設(shè)備（HMD）技術(shù)革新。專利中詳細(xì)闡述了一種創(chuàng)新方法：利用前置攝像頭采集外部透視內(nèi)容，借助圖形渲染器生成虛擬內(nèi)容，通過(guò)對(duì)透視內(nèi)容進(jìn)行特定修改，有效減輕佩戴者復(fù)視癥狀，提升聚散舒適度，最后將透視內(nèi)容與虛擬內(nèi)容進(jìn)行融合并展示。?

蘋(píng)果在專利背景闡述中著重指出，為佩戴處方眼鏡的用戶設(shè)計(jì)頭戴式設(shè)備存在諸多技術(shù)難點(diǎn)。對(duì)于大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)眼鏡度數(shù)，即便包含需要棱鏡矯正的特殊度數(shù)，以往常采用在顯示器前加裝夾片式鏡片的方式進(jìn)行適配。棱鏡矯正作為一種特殊的眼鏡矯正技術(shù)，能夠通過(guò)調(diào)整雙眼接收的圖像，幫助復(fù)視患者實(shí)現(xiàn)正常視物。?

復(fù)視，從醫(yī)學(xué)角度而言，是指雙眼因無(wú)法協(xié)同工作，導(dǎo)致對(duì)同一物體呈現(xiàn)出兩個(gè)不同影像的視覺(jué)異?，F(xiàn)象。值得注意的是，即便用戶不存在復(fù)視問(wèn)題，棱鏡矯正技術(shù)也能有效提升其在使用頭戴式設(shè)備時(shí)的輻輳舒適度，優(yōu)化視覺(jué)體驗(yàn)。
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然而，傳統(tǒng)夾片式鏡片的使用存在明顯弊端。不僅會(huì)增加頭戴式設(shè)備整體的重量與體積，使其變得笨重，還會(huì)影響設(shè)備的準(zhǔn)確性，同時(shí)限制眼動(dòng)追蹤傳感器的有效工作范圍，降低設(shè)備性能。?

這項(xiàng)專利申請(qǐng)暗示，蘋(píng)果Vision Pro的未來(lái)版本有望在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)重大突破，提供雙倍視覺(jué)補(bǔ)償功能，并進(jìn)一步提升聚散舒適度。專利內(nèi)容顯示，該發(fā)明的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)方向是提出了一種全新的頭顯操作方法。該方法首先通過(guò)一個(gè)或多個(gè)圖像傳感器獲取透視內(nèi)容，同時(shí)由圖形渲染子系統(tǒng)生成虛擬內(nèi)容；接著對(duì)透視內(nèi)容進(jìn)行針對(duì)性修改，得到修改后的透視內(nèi)容；隨后將修改后的透視內(nèi)容與虛擬內(nèi)容進(jìn)行融合，生成合并內(nèi)容；最后，將合并后的內(nèi)容呈現(xiàn)在一個(gè)或多個(gè)顯示器上，以此達(dá)到減輕雙視現(xiàn)象、提升聚散舒適度的目的。?

在透視內(nèi)容的修改方面，可通過(guò)圖像信號(hào)處理器對(duì)左眼或右眼的透視內(nèi)容進(jìn)行裁剪、變換操作。此外，還能通過(guò)扭曲左眼或右眼透視內(nèi)容，在視野范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)橫向偏移，或在視點(diǎn)上進(jìn)行變換，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)透視內(nèi)容的深度修改。?

關(guān)于虛擬內(nèi)容的生成，圖形渲染子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)極為精妙。其可基于第一虛擬攝像機(jī)生成左眼虛擬內(nèi)容，該攝像機(jī)通過(guò)施加特定約束，定義了一個(gè)用于渲染左眼虛擬內(nèi)容的第一視點(diǎn)；同理，基于第二虛擬攝像機(jī)生成右眼虛擬內(nèi)容，第二虛擬攝像機(jī)定義的第二視點(diǎn)用于右眼虛擬內(nèi)容的渲染。并且，第一虛擬攝像機(jī)擁有獨(dú)特的第一視錐體，第二虛擬攝像機(jī)則對(duì)應(yīng)第二視錐體。?

美國(guó)專利局對(duì)外公布了一系列與頭戴式顯示器（HMD）相關(guān)的專利，其中涵蓋眾多創(chuàng)新舉措。蘋(píng)果工程團(tuán)隊(duì)正全力以赴，致力于為未來(lái)Vision Pro設(shè)備（包括智能眼鏡）打造極致舒適體驗(yàn)。?

智能眼鏡內(nèi)部通常集成了諸如處理器、顯示器等大量組件，這往往使得設(shè)備呈現(xiàn)出前重后輕的狀況。這種重量分布不均的問(wèn)題，在用戶使用設(shè)備時(shí)，會(huì)給頭部帶來(lái)額外負(fù)擔(dān)。因此，研發(fā)一款重量分布更均衡、佩戴更舒適，適合長(zhǎng)時(shí)間使用的頭戴式設(shè)備，成為當(dāng)務(wù)之急。?

蘋(píng)果提交的專利申請(qǐng)中所涉及的智能眼鏡，一般由鏡框以及從鏡框向外延伸的固定臂構(gòu)成。該智能眼鏡佩戴在用戶頭部后，光學(xué)鏡片和（或）光學(xué)顯示器恰好處于用戶眼睛前方。
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以某一具體示例來(lái)說(shuō)，智能眼鏡配備有一對(duì)從框架延伸而出的固定臂。這對(duì)固定臂能夠在用戶頭部及其周邊施加一定壓力，進(jìn)而將框架穩(wěn)固在恰當(dāng)位置，確保其始終位于用戶眼睛前方。在部分應(yīng)用場(chǎng)景下，固定臂可放置于用戶耳朵頂部，助力將頭戴式設(shè)備牢牢固定在用戶頭部。?
由于框架自身重量往往大于固定臂，這使得眼鏡的平衡點(diǎn)向框架一側(cè)偏移。如此一來(lái)，眼鏡的大部分重量便會(huì)集中落在用戶鼻子上，而剩余部分則由用戶的耳朵以及頭部其他部位分擔(dān)。?
通常情況下，眼鏡的平衡點(diǎn)處于靜態(tài)，這意味著在用戶佩戴眼鏡的整個(gè)過(guò)程中，鼻子、耳朵等部位所承受的壓力恒定不變。不過(guò)，蘋(píng)果的這款智能眼鏡還配備了一個(gè)或多個(gè)調(diào)節(jié)機(jī)制，借助該機(jī)制，能夠?qū)︻^戴式電子設(shè)備的平衡點(diǎn)進(jìn)行靈活調(diào)節(jié)。?

舉例而言，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)對(duì)頭戴式電子設(shè)備平衡點(diǎn)的近端或遠(yuǎn)端移動(dòng)操作，以此達(dá)成眼鏡在用戶鼻子與耳朵上的重量均衡分布。在用戶佩戴眼鏡期間，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)還能依據(jù)實(shí)際需求隨時(shí)調(diào)整眼鏡的平衡點(diǎn)，使眼鏡在用戶頭部呈現(xiàn)出多樣化的重量分布狀態(tài)，從而讓用戶在長(zhǎng)時(shí)間佩戴過(guò)程中始終保持舒適感。此外，該調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)還能針對(duì)不同用戶的頭部特征，為其量身定制平衡配置的眼鏡，以滿足個(gè)性化需求。?

美國(guó)專利局公開(kāi)了蘋(píng)果一項(xiàng)專利申請(qǐng)，該申請(qǐng)聚焦于可用于確定兩種生理信號(hào)的電極。從專利內(nèi)容來(lái)看，其描述的是一種更為進(jìn)階的AssistiveTouch系統(tǒng)，其中手勢(shì)支持可與HMD、Mac、Apple TV等設(shè)備協(xié)同使用。?

在計(jì)算系統(tǒng)中，可通過(guò)多種輸入方式執(zhí)行操作，諸如按鈕或按鍵、鼠標(biāo)、軌跡球、操縱桿、觸摸傳感器面板、觸摸屏等。除此之外，還存在其他類型的輸入形式，像音頻輸入（例如語(yǔ)音指令）、加速度計(jì)輸入（例如設(shè)備運(yùn)動(dòng)、搖動(dòng)等）以及用戶手勢(shì)。

具體而言，個(gè)體的物理運(yùn)動(dòng)，比如眼神注視、身體動(dòng)作等，可在一段時(shí)間內(nèi)被檢測(cè)與追蹤，作為計(jì)算系統(tǒng)的輸入信息。?

手勢(shì)尤其能夠借助觸摸感應(yīng)面板中的觸摸或接近傳感器來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。不過(guò)，這些傳感器的檢測(cè)范圍通常較為有限，所以手勢(shì)必須在靠近面板的位置執(zhí)行。?

部分計(jì)算系統(tǒng)會(huì)包含用于檢測(cè)系統(tǒng)用戶心臟特征的電路。若試圖集成除檢測(cè)心臟特征之外還能感測(cè)手勢(shì)的電路，往往需要制造復(fù)雜且笨重的計(jì)算系統(tǒng)。?

蘋(píng)果專利所列舉的例子涉及可在設(shè)備背面構(gòu)建的電極，該電極既能被配置用于檢測(cè)設(shè)備用戶手部的姿勢(shì)與運(yùn)動(dòng)，也可被設(shè)置用來(lái)檢測(cè)用戶的心跳。這一技術(shù)有望在Apple Watch上得以實(shí)現(xiàn)，未來(lái)或許還能應(yīng)用于健身追蹤器。?

在一些示例中，設(shè)備能夠配置傳感電路，通過(guò)測(cè)量電極來(lái)檢測(cè)肌電圖（EMG）信號(hào)，這是肌肉收縮時(shí)產(chǎn)生的電活動(dòng)。在部分示例里，設(shè)備會(huì)配置電極，以檢測(cè)由用戶前臂、手腕和 / 或手部的屈肌、伸肌以及肌腱活動(dòng)所產(chǎn)生的EMG信號(hào)。EMG信號(hào)可被傳輸至腕戴式設(shè)備外殼內(nèi)的處理電路。?

這些EMG信號(hào)經(jīng)處理后，能夠識(shí)別手部運(yùn)動(dòng)，例如手部的屈曲、伸展、內(nèi)旋、外旋、橈偏、尺偏、手指捏合以及手指移動(dòng)等動(dòng)作，并識(shí)別與這些手部運(yùn)動(dòng)相關(guān)的手勢(shì)和/或姿勢(shì)。在某些示例中，設(shè)備可被配置為檢測(cè)心電圖（ECG）信號(hào)，也就是由用戶心臟悸動(dòng)引發(fā)的電活動(dòng)。?

蘋(píng)果又一項(xiàng)專利曝光，其提出了一系列全新的固定概念，該項(xiàng)專利名稱為 “頭戴式設(shè)備的可調(diào)節(jié)頭部固定裝置”。值得注意的是，該專利繞過(guò)了公開(kāi)專利申請(qǐng)階段，直接從非公開(kāi)臨時(shí)專利轉(zhuǎn)變?yōu)槭跈?quán)專利。

蘋(píng)果方面指出，HMD（頭戴式設(shè)備）涵蓋了頭戴式顯示器、耳機(jī)、護(hù)目鏡、智能眼鏡、平視顯示器等多種類型。這類設(shè)備能夠執(zhí)行一系列功能，而這些功能是由可穿戴設(shè)備所附帶的組件，如傳感器、電路以及其他硬件進(jìn)行管理的。?

HMD需在用戶佩戴及操作過(guò)程中穩(wěn)固地固定在用戶頭部。為了讓用戶能夠長(zhǎng)時(shí)間使用頭戴式設(shè)備而不感到不適，最佳情況是能夠最大程度地提升用戶佩戴的貼合度與舒適度。?

部分頭戴式設(shè)備被設(shè)計(jì)為通過(guò)臂或帶子等緊緊纏繞在用戶頭部側(cè)面和/或后部的方式，固定在用戶頭部。這種設(shè)計(jì)通常旨在確保頭戴式設(shè)備能夠緊密貼合各種不同形狀和尺寸的頭部。然而，對(duì)于至少一部分用戶而言，這樣的設(shè)計(jì)可能會(huì)帶來(lái)一定程度的不適感。?

為了最大程度提升用戶舒適度，頭戴式設(shè)備可設(shè)置一種或多種不同類型的調(diào)節(jié)功能。這些調(diào)節(jié)功能有助于適應(yīng)用戶頭部的各個(gè)部位，其中就包括用戶的耳朵。?

鑒于不同用戶耳朵的位置和大小存在差異，提供調(diào)節(jié)功能以避免在保證穩(wěn)固貼合的同時(shí)，對(duì)用戶耳朵施加過(guò)大壓力，是非常有必要的。此類調(diào)節(jié)功能能夠協(xié)助分配壓力，并適應(yīng)不同用戶頭部特征的變化，比如耳朵的大小、形狀以及相對(duì)于頭部其他特征的位置等。

理想的情況是提供一種頭部固定元件，讓用戶能夠自主調(diào)整該頭部固定元件貼合耳朵的方式。?

專利中所描述的調(diào)節(jié)機(jī)制示例，能夠使用戶對(duì)頭部固定元件相對(duì)于耳朵某些區(qū)域的大小、形狀、靈活性和/或位置進(jìn)行控制。?

如此一來(lái)，用戶便能夠選擇一種可均勻分配壓力、最大程度提升舒適度的配置，從而得以更長(zhǎng)時(shí)間地享受使用頭戴式設(shè)備的樂(lè)趣。

盡管當(dāng)前Vision Pro需連接獨(dú)立的外部電池，但蘋(píng)果的一項(xiàng)新專利揭示了未來(lái)頭戴式顯示器（HMD）可能采用的電池組件設(shè)計(jì)，該組件將集成于光學(xué)模塊的內(nèi)部導(dǎo)軌之中。

蘋(píng)果專利闡述明確指出，開(kāi)發(fā)頭戴式顯示器，尤其是小尺寸外形HMD時(shí)，主要面臨的挑戰(zhàn)在于，在維持設(shè)備功能以及可接受的形狀和尺寸的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)合適的電池續(xù)航。要執(zhí)行必要的計(jì)算功能，并且讓HMD足夠時(shí)尚輕便，以便用戶能夠長(zhǎng)時(shí)間佩戴，這就需要?jiǎng)?chuàng)新性的解決方案。

鑒于HMD的電源需求以及當(dāng)前的電池技術(shù)狀況，用戶很可能需要每天多次摘下設(shè)備進(jìn)行充電，或者將設(shè)備連接到電源上。此外，可采用低功率容量的內(nèi)置電池來(lái)維持系統(tǒng)的基本操作，如內(nèi)存保留所需的電力。因此，提升HMD的電源選項(xiàng)迫在眉睫。

蘋(píng)果專利給出了解決方案，使得電池能夠集成到諸如光學(xué)模塊導(dǎo)軌這類結(jié)構(gòu)部件或結(jié)構(gòu)中，而不會(huì)增大HMD的整體尺寸或改變其形狀。

HMD可借助板載電池應(yīng)對(duì)峰值負(fù)載，或者提升便攜性。再者，HMD需做到重量輕且節(jié)省空間，以此提升用戶體驗(yàn)。HMD由眾多結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成，其中包括導(dǎo)桿（本文亦稱為導(dǎo)軌或結(jié)構(gòu)部件），它能夠讓光學(xué)模塊進(jìn)行平移調(diào)整，以適配用戶的瞳距（IPD）。在一些實(shí)例中，導(dǎo)桿可為空心結(jié)構(gòu)，以減輕重量。

蘋(píng)果構(gòu)想將導(dǎo)桿用作圓柱形電池的熱和機(jī)械外殼。在部分示例中，集成到導(dǎo)桿中的電池可以是袋式電池、方形電池或者任何其他適宜的鋰電池。電池外殼成為線性機(jī)構(gòu)表面，可將其調(diào)整至低摩擦系數(shù)，以便繼續(xù)發(fā)揮導(dǎo)軌的作用。同樣，為導(dǎo)軌外殼選用的復(fù)合材料特性，能夠提供熱阻和機(jī)械強(qiáng)度。此外，此舉消除了傳統(tǒng)電池機(jī)械外殼的復(fù)雜性，進(jìn)而降低了成本和重量，并在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了更高效的封裝方案。

美國(guó)專利商標(biāo)局正式授予蘋(píng)果一項(xiàng)專利，該專利聚焦于一種具備獨(dú)特功能的頭戴式顯示設(shè)備（HMD）。這款HMD能夠靈活調(diào)節(jié)自身尺寸和形狀，從而在存儲(chǔ)、運(yùn)輸以及充電等環(huán)節(jié)展現(xiàn)出更高的便利性。

蘋(píng)果獲授的此項(xiàng)專利，其涵蓋范圍廣泛，囊括了多種頭戴式設(shè)備，諸如頭戴式顯示器、護(hù)目鏡、智能眼鏡以及平視顯示器等。這些設(shè)備可執(zhí)行一系列豐富多樣的功能，而這些功能的實(shí)現(xiàn)與管理，則依賴于可穿戴設(shè)備所附帶的各類組件，像傳感器、電路以及其他硬件設(shè)施。

在實(shí)際應(yīng)用中，一款理想的頭戴式設(shè)備應(yīng)具備多種不同配置，用戶能夠根據(jù)自身需求在這些配置間靈活切換，以此來(lái)強(qiáng)化設(shè)備的使用體驗(yàn)與存儲(chǔ)便捷性。舉例來(lái)說(shuō)，在正常使用狀態(tài)下，頭戴式設(shè)備的顯示元件需要精準(zhǔn)地相對(duì)于用戶眼睛進(jìn)行定位，同時(shí)確保與用戶的頭部和/或面部保持良好接觸，以保障最佳的視覺(jué)效果和佩戴舒適度。而在不使用時(shí)，為了有效減少空間占用，或者便于與其他設(shè)備（比如充電站）進(jìn)行連接，最好能將頭戴式設(shè)備調(diào)整為更為緊湊的存儲(chǔ)形式。

本公開(kāi)內(nèi)容所涉及的實(shí)施例，提供了一種能夠調(diào)節(jié)尺寸和形狀的頭戴式設(shè)備，以滿足存儲(chǔ)、運(yùn)輸和/或充電的不同需求。這款頭戴式設(shè)備配備了雙穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，例如雙穩(wěn)態(tài)鉸鏈，能夠?qū)㈩^戴式設(shè)備的組件偏置到兩種既定配置中的任意一種。這種可調(diào)節(jié)特性可由頭戴式設(shè)備的光密封模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，同時(shí)還有助于折疊頭部固定元件，比如用于貼合用戶頭部的臂狀部件。

美國(guó)專利局公布了蘋(píng)果一項(xiàng)專利申請(qǐng)，涉及未來(lái)Vision頭顯電源管理。

蘋(píng)果發(fā)明涉及一種可穿戴電子設(shè)備，該設(shè)備可與充電盒交互以保持適當(dāng)功耗狀態(tài)，同時(shí)根據(jù)用戶操作輕松轉(zhuǎn)換到其他狀態(tài)。

當(dāng)可穿戴電子設(shè)備從外殼中取出時(shí)，可穿戴電子設(shè)備可比在切換到活動(dòng)狀態(tài)之前檢測(cè)到用戶時(shí)更早切換到活動(dòng)狀態(tài)。在活動(dòng)狀態(tài)下，可穿戴電子設(shè)備可執(zhí)行在睡眠狀態(tài)或關(guān)閉狀態(tài)下不執(zhí)行的各種操作中的一個(gè)或多個(gè)。

例如，通過(guò)在用戶佩戴可穿戴電子設(shè)備之前啟動(dòng)到活動(dòng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，顯示器可以準(zhǔn)備好更早輸出視圖，以便用戶不會(huì)花費(fèi)任何或大量的時(shí)間無(wú)法看到或等待顯示器變?yōu)榛顒?dòng)狀態(tài)。

如蘋(píng)果專利圖2所示，頭戴式設(shè)備#100和外殼#200可共同形成系統(tǒng)#10，其中頭戴式設(shè)備和外殼可以相互作用；如圖3所示，頭戴式設(shè)備可放置在外殼腔體#220內(nèi)；如圖3進(jìn)一步所示，外殼可包括外殼通信接口#216，其可操作連接到頭戴式設(shè)備的HMD通信接口#116；當(dāng)頭戴式設(shè)備連接到外殼時(shí)（例如通過(guò)外殼通信接口和HMD通信接口），頭戴式設(shè)備和外殼可在兩者之間進(jìn)行通信和/或傳輸電力；如圖4所示，蓋子#230可以轉(zhuǎn)換為關(guān)閉配置，以將頭戴式設(shè)備封閉在外殼的腔體內(nèi)；當(dāng)檢測(cè)到蓋子已關(guān)閉時(shí)，頭戴式設(shè)備可改變其操作狀態(tài)，例如以節(jié)省電量。在一些實(shí)施例中，當(dāng)頭戴式設(shè)備位于外殼內(nèi)且蓋子關(guān)閉時(shí)，頭戴式設(shè)備可從活動(dòng)狀態(tài)變?yōu)樾菝郀顟B(tài)。

蘋(píng)果公布了“透鏡狀圖像生成”(Lenticular Image Generation)專利申請(qǐng)。該專利于5月3日公布，涉及用于生成在透鏡顯示器上顯示的圖像的方法和設(shè)備。該專利重點(diǎn)不是電視，而是HMD(頭戴式顯示器)，該詞出現(xiàn)了大約30次。盡管該專利不限于HMD，但顯然是專利重點(diǎn)。

專利指出，固定網(wǎng)格是離線生成的，并實(shí)時(shí)映射紋理信息，在離線過(guò)程中，對(duì)象紋理和3D網(wǎng)格信息用于渲染對(duì)象的多視點(diǎn)UV貼圖視圖，視圖貼圖基于顯示校準(zhǔn)數(shù)據(jù)生成；在實(shí)時(shí)捕獲紋理信息的基礎(chǔ)上，根據(jù)透鏡到UV 映射，從紋理中采樣像素，進(jìn)行復(fù)合處理，生成多視點(diǎn)透鏡圖像。

蘋(píng)果專利圖1A和1B為示例性透鏡顯示器#120。圖1A展示實(shí)例柱狀顯示器的3D前視圖且圖1A展示實(shí)例性透鏡顯示器的3D前視圖；圖1B為示例透鏡狀顯示器的示例頂視圖。

如圖1A所示，柱狀顯示器可以包括顯示面板#122，可以是LCD、OLED、DLP或LCoS（硅基液晶）；如圖1A和1B所示，雙凸透鏡#126可以是放大透鏡#128的片材或陣列，其配置使得當(dāng)從略微不同的角度觀察透視顯示器時(shí)，顯示雙凸圖像不同視圖顯示面板上顯示的內(nèi)容從顯示器不同視點(diǎn)或視角（例如，V1、V2和V3）是可見(jiàn)的。

此外，視角半徑可為30度；支持更寬或更窄的視角，例如15至65度范圍內(nèi)。作為非限制性示例，柱狀顯示器120可以提供分布在30度視角半徑內(nèi)的22個(gè)視角，每1.6度具有不同的視角。

來(lái)源：patentlyapple