苹果专利允许AR/VR头显调节透镜位置,防止鼻子压力过大

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确保透镜不会过度按压用户的鼻子

映维网 2021年11月17日)人的面型和尺寸不尽相同,为了适配尽可能多的用户并向其提供清晰的画像,并且确保设备不会给鼻子造成不适,大多数现代头显都提供透镜调整机制。正在积极研发AR/VR头显的苹果同样有探索类似的机制。实际上,这家公司早前已经提交过多份相关的发明。

日前,美国专利商标局又公布了一份名为“Head-mounted electronic display device with lens position sensing”的苹果专利申请,其主要描述了用于调整透镜的方法和系统。

为防止用户鼻子表面压力过大,可使用接近传感器自动检测用户鼻子表面。然后,头戴式设备中的控制电路可以将左右透镜以及显示器的相应左右部分放置在相对于用户鼻子的舒适位置。在特定情况下,透镜间距镜可以匹配用户的瞳孔间距;在其他情况下,透镜间距可以略大于用户的瞳孔间距,以确保透镜不会过度按压用户的鼻子。

在一个实施例中,诸如接近传感器电路之类的传感器电路可用于向控制电路提供关于透镜相对于用户鼻子位置的实时反馈,从而确保系统能够令人满意地调整左透镜和右透镜的位置。

头戴式设备可以具有控制电路,而控制电路可包括用于控制头戴式透镜位置调整操作的处理电路。头戴式设备同时可以具有通信电路。在操作期间,设备的通信电路可用于支持电子设备之间的通信。

图2是一个示例性设备的俯视图。如图2所示,电子设备可包括支撑结构,其用于将组件封装并将头戴式设备穿戴到用户头部。

显示器14可包括分别装承在分别对应于用户左眼和右眼的左、右显示模块70中的左、右显示面板。可使用定位电路相对于外壳结构和相对于用户眼睛单独定位,如相应的左定位器58和右定位器58。定位器58可为步进式每个电机、压电致动器、电机、线性电磁致动器和/或用于调整透镜模块位置的其他电子部件。

在头戴式设备运行期间,定位器58可由控制电路12控制。例如,定位器58可用于调整左右显示模块70之间的间距(因此模块70的左右透镜之间的透镜间距)以匹配用户眼睛的瞳孔间距IPD。这允许用户在左右透镜模块中查看显示器14的左右显示部分。

如上面图3所示,当头戴式设备穿戴于用户头部时,左、右透镜模块70的内边缘可能与用户鼻子40的相应侧面42相邻。控制电路12将致力于将透镜中心LC与用户眼睛的中心PC对齐。同时,控制电路12使用传感器电路(如接近传感器20)检测透镜模块70的内边缘70E相对于鼻子侧面42的位置,以确保透镜模块70不会过度压在鼻子40并引起不适。

在用户鼻子小的场景中,可能有足够的空间将透镜中心LC与眼睛中心PC对齐。在用户鼻子大的场景中,控制电路12可以定位模块70,如图3所示,其中透镜中心LC到透镜中心LC的间距LD大于眼睛中心PC到眼睛中心PC的距离。这种更宽的间距有助于确保透镜模块70的边缘70E不会在鼻子40的表面42施加超过用户舒适程度的向内力,并同时允许用户通过透镜72满意地查看显示器14的内容。

镜头模块表面70E可以放置在非零d位置与相应相邻表面42的距离(间隙),如图3所示,或可轻轻靠在表面42上。用户可选择这些选项中对用户最舒适的选项和/或可向控制电路12提供默认设置。

任何合适的检测电路可用于测量每个透镜模块70的鼻表面42和边缘70E之间的距离。例如,每个透镜模块70可具有一个接近传感器20,所述传感器20具有一组多个电容式接近传感器电极44,并用于检测鼻表面42的直接接触和/或接近。例如,接近传感器20可以是超声波接近传感器,通过使用扬声器或其他换能器发射超声波音频信号,并使用麦克风检测相应的反射音频信号来收集关于鼻表面42和边缘70E之间距离的信息。

如果需要,接近传感器20可以包括发光传感器装置,例如发射红外光的红外光发光二极管和相应的光检测器,以及检测来自鼻表面42的相应反射光的红外光电检测器,从而测量传感器20和鼻表面42之间的距离。

相关专利Apple Patent | Head-mounted electronic display device with lens position sensing

名为“Head-mounted electronic display device with lens position sensing”的苹果专利申请最初在2021年7月提交,并在日前由美国专利商标局公布。

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