蘋果AR/VR專利探索“高分辨率+低分辨率”組合顯示器解決方案

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高分辨率主顯示器+低分辨率外圍顯示器的解決方案

（映維網(wǎng) 2021年03月09日）為了允許頭顯顯示疊加到真實世界視圖的計算機生成圖像，設(shè)備需要搭載透明顯示系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)可以搭載將真實世界圖像光與計算機生成內(nèi)容合并的光學組合器。

但是，提供含有所需光學特性的頭戴式設(shè)備非常具有挑戰(zhàn)性。由于設(shè)備尺寸和技術(shù)復(fù)雜性的限制，計算機生成圖像的角度范圍常常受到限制。所以，當前的AR/MR設(shè)備往往無法在用戶的外圍視場視提供令人滿意的視覺輸出。例如，計算機生成對象在移出顯示器中心時會出現(xiàn)“攔腰折斷”的情況。另外，用戶將很難或不可能注意到本應(yīng)存在于外圍視場的計算機生成內(nèi)容。

日前，美國專利商標局公布了一份名為“Transparent display system with peripheral illumination”的蘋果專利申請。其中，蘋果探索了高分辨率主顯示器+低分辨率外圍顯示器的解決方案。

諸如頭戴式設(shè)備的電子裝置可以具有頭戴式支撐結(jié)構(gòu)。支撐結(jié)構(gòu)的一部分可以形成透明的殼體構(gòu)件。用于頭戴式設(shè)備的顯示系統(tǒng)可以具有向波導(dǎo)提供圖像光的顯示組件，并且可以具有將圖像光從波導(dǎo)耦合到視窗的耦出器。透明殼體構(gòu)件或其他結(jié)構(gòu)的外圍部分可以搭載向用戶外圍視覺發(fā)射漫射光的外圍顯示器。外圍顯示器可以使用導(dǎo)光結(jié)構(gòu)、光源、反射結(jié)構(gòu)和其他向真實世界光提供透明度的結(jié)構(gòu)。

如上圖所示，顯示器#14可以包括諸如主顯示器#14M和外圍顯示器#14P。主顯示器#14M可以是用于向用戶顯示計算機生成圖像的高分辨率顯示器。顯示器#14M可以具有光學組合器和/或其他光學結(jié)構(gòu)，并允許眼睛位于視窗#18中的用戶瀏覽真實世界對象，例如真實世界對象#20。主顯示器#14M可以包括創(chuàng)建計算機生成圖像的顯示組件。主顯示器#14M的光學組合器允許將計算機生成圖像疊加到真實世界視圖，如示例性虛擬對象#22所示。

外圍顯示器#14P可以位于設(shè)備#10的外圍邊緣，不在用戶視場的中心。外圍顯示器#14P的像素密度可以比主顯示器#14M至少小10倍、小100倍或小250倍。外圍顯示器#14P可以是透明顯示器。例如，外圍顯示器#14P可以允許從外圍顯示器#14P發(fā)射的光與來自用戶正通過外圍顯示器#14P查看的真實世界對象光合并。

主顯示器#14M和視窗#18之間包括透鏡，外圍顯示器#14P和視窗#18之間不包括透鏡。

主顯示器#14M可具有透鏡結(jié)構(gòu)，并用于向視窗#18呈現(xiàn)虛擬對象#22的對焦版本。外圍顯示器#14P可包含在用戶外圍視場中產(chǎn)生漫射光的光源。漫射光可以創(chuàng)建漫射照明對象，例如上圖中的漫射對象#24。但由于外圍顯示器#14P和視窗#18之間不包括透鏡，所以與漫射對象#24相關(guān)聯(lián)的照明通常不太對焦，不能用于向用戶顯示銳利的圖像。

對于這一點，蘋果指出：“但由于人類在外圍感知視力低，所以外圍顯示器#14P發(fā)射的光的漫射性質(zhì)可能不明顯和/或可能不會引起用戶的反感。這允許由外圍顯示器#14P提供的漫射照明來補充由主顯示器#14M產(chǎn)生的圖像?！?/p>

對于這種布置，主顯示器#14M可用于呈現(xiàn)文本、圖形和其他需要高對焦的視覺對象，而外圍顯示器#14P則有助于提供圖像感知連續(xù)性。

例如，在一個實施例中，對象#22可以是游戲中的角色。角色可以沿方向#26向右移動。當角色移動到用戶的外圍視場時，與角色對應(yīng)的漫射光區(qū)域可由外圍顯示器#14P顯示。由于外圍顯示器#14P的存在，這時整體感知畫像不會出現(xiàn)明顯的“攔腰折斷”情況，亦即角色不會突然從視圖中消失。相反，當角色到達用戶的外圍視覺時，角色將被相應(yīng)的漫射照明（如角色的模糊非對焦版本）替換。這為用戶提供了一種視覺錯覺，即角色已經(jīng)進入了用戶的外圍視覺。

相關(guān)專利：

Transparent display system with peripheral illumination

https://patent.nweon.com/17973

名為“Transparent display system with peripheral illumination”的蘋果專利申請最初在2020年6月提交，并在日前由美國專利商標局公布。

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原文鏈接：https://news.nweon.com/83680