Apple исследует использование отраженных голограмм, чтобы свести к минимуму размер «Apple Glasses» дополненной реальности, сохраняя при этом максимально высокое качество изображения для пользователя.
Очки Magic Leap One Lightwear AR, пример гарнитуры AR
Apple уже давно работает над набором периферийных устройств дополненной реальности. Постоянный вопрос о любых будущих периферийных устройствах «Apple Glasses» был о том, как Apple может сохранить предпочтение гладких высокопроизводительных систем вместо основной массы в некоторых современных гарнитурах. Новый патент дает часть ответа.
«Оптическая система с компенсацией дисперсии» — это патентная заявка, в которой описывается метод, объединяющий небольшой «голографический оптический элемент», который может выступать на отражающую поверхность. Таким образом, голографический проектор может находиться в оправе Apple Glasses, а полностью или частично отражающая поверхность может быть линзами перед глазами пользователя.
«Монтируемые на голове дисплеи обычно используют оптику ближнего глаза для создания« виртуальных »изображений», — говорится в патенте. «В прошлом HMD сталкивались с различными техническими ограничениями, которые снижали качество изображения и увеличивали вес и размер. Кроме того, обычные зеркала и решетчатые структуры имеют внутренние ограничения».
В патенте говорится, что угол отражения между оптическим элементом и обычным зеркалом оказывает «субоптимальное» влияние на производительность. Это ухудшается, если есть много разных проекторов с «множественными отражающими осями, которые ковариально недопустимы с углом падения и / или длиной волны».
Ответ Apple — использовать отражающую поверхность, называемую «косым зеркалом». Это материал, который, хотя он и отражает свет, может отражать только определенные частоты или цвета и отражает все это под другим углом. В очках можно использовать разные наклонные зеркала, чтобы направлять цвета от разных проекторов и направлять их в глаза пользователю.
Преимущество меньшей системы очевидно, но если бы она не сопровождалась проблемами, это делали бы все. Эта проекция и отражение известны как дисперсия, и дисперсия имеет проблемы.
«Дисперсия может вызвать хроматические аберрации в оптических устройствах», — говорится в патенте. «Эти хроматические аберрации могут оказывать негативное влияние на изображение оптического отражающего устройства».
То, что может видеть владелец без такой системы, как у Apple, возможно, похоже на то, когда бинокулярные линзы не совсем выровнены, а края изображения выглядят нечеткими или имеют эффект смещения цвета радуги. В отличие от бинокля, эти типы изображений дополненной реальности также могут выглядеть отвлекающе низким разрешением.
Деталь из патента, показывающая, как оптический элемент может быть отражен в глазах владельца
Объективы в таких устройствах, как Apple Glasses, должны позволять владельцу видеть реальный мир, а также отображать сгенерированные компьютером изображения. Apple предлагает, чтобы материал также мог отражать несколько изображений в глазах пользователя — при этом пользователь, заметив, что изображение создано из более чем одного источника.
Apple предлагает, чтобы оптический элемент, проецирующий эти изображения, был голографическим. Большая часть этого патента касается того, как можно записать одну или несколько голографических проекций.
«Голографические оптические элементы могут использоваться в устройствах, устанавливаемых на голове, или в других системах и могут быть изготовлены из носителя записи», — говорится в нем. «Носитель записи иногда может упоминаться в данном документе как носитель с решеткой. Носитель с решеткой может быть расположен между подложками волновода. Входной ответвитель, такой как призма, может пропускать свет в волновод».
Имея возможность воспроизводить или передавать голографически записанные изображения, предложение Apple описывает систему, в которой линзы в очках Apple «имеют углы отражательной оси, которые варьируются менее чем на 1,0 градус».
Изобретение приписывают пять изобретателей, Джонатан Б. Пфайффер, Адам С. Урнесс, Фрисо Шлоттау, Марк Р. Айрес и Викрант Бхакта. Между ними есть десятки родственных предыдущих патентов, в том числе «Проекционное устройство с элементом расщепления поля» Бхакты и «Процесс голографического мультиплексирования» Айреса.
Этот патент следует за предыдущими другими, которые также касаются оптимизации изображений для отображения в очках AR.
