據(jù)外媒報道，最新曝光的專利文件顯示，蘋果公司正致力于研究光波導(dǎo)和全息圖像傳輸技術(shù)，以便幫助減輕未來的增強(qiáng)現(xiàn)實(AR)或虛擬現(xiàn)實(VR)頭盔體積和重量。

圖1：VR頭盔Oculus Quest使用了最常見的顯示器+鏡頭組合

　　目前最常見的VR頭盔依賴于放置在距離用戶眼睛很近的顯示器，外加多個鏡頭。雖然這導(dǎo)致頭盔的生產(chǎn)成本相對低廉，但也帶來了許多問題。蘋果在專利申請文件表示，這些基于鏡頭的設(shè)置可能會存在局限性，“近眼顯示器產(chǎn)生的部分視場可能無法從單眼位置看到”。

　　另一個問題是顯示器本身，因為其遠(yuǎn)離面部的佩戴位置迫使其他組件和外殼也要被放置在距離用戶臉部更遠(yuǎn)的地方，這可能會對面部帶來更多壓力。如果顯示器可以放在更近的位置，并且使用更少或更輕的組件，則頭盔佩戴起來可能會更舒適。

　　在這份名為“用于顯示器的光學(xué)系統(tǒng)”的專利文件中，蘋果提出使用波導(dǎo)系統(tǒng)將光線從光學(xué)系統(tǒng)傳輸?shù)接脩舻难劬χ小２▽?dǎo)取代了顯示器，并用于通過重定向的光線將圖像投射到用戶的眼睛中。

圖2：專利中描述了顯示單元發(fā)出的光如何通過波導(dǎo)并反射到用戶的眼睛上

　　為了輔助波導(dǎo)系統(tǒng)，蘋果提議使用輸入和輸出耦合器，其中輸入耦合器將光線從顯示單元重定向到波導(dǎo)中，而輸出耦合器則將光線推向眼睛的方向。這些生成的圖像可以由全息光學(xué)元件形成，包括薄全息圖、體積全息圖和表面浮雕光柵。

　　蘋果的設(shè)計還可以幫助將“用戶視野之外的光線”重新定向或重新分配到用戶的眼睛上，方法是使用位于顯示單元和輸入耦合器之間的光重定向元件。

　　該系統(tǒng)可以使用兩個波導(dǎo)(即每個眼睛一個)，或兩個輸入和輸出耦合器，再加上一個帶有全息元件的波導(dǎo)，用于將光重新定向到正確的眼睛里。在這種情況下，光重定向元件也可以使用與輸出耦合器的干涉模式不平行的干涉模式，這有助于防止為一只眼睛準(zhǔn)備的光被另一只眼睛偶然看到。

　　關(guān)于蘋果研發(fā)某種形式的AR或VR頭盔或智能眼鏡的傳言已經(jīng)流傳了很長時間。許多專利文件顯示，該公司熱衷于開發(fā)這一概念。

　　在9月份名為“顯示設(shè)備”的蘋果專利申請中，蘋果曾提及由波導(dǎo)和全息元件組成的系統(tǒng)，其中AR頭盔中使用“反射式全息組合器”來將數(shù)字元素與真實世界視圖結(jié)合起來。

　　蘋果對波導(dǎo)技術(shù)似乎特別感興趣，其工程師和關(guān)鍵人員在2019年CES展會上參觀了AR波導(dǎo)供應(yīng)商的展臺，這些公司包括DigiLens、Lumus、Vuzix和WaveOptics等。蘋果還在2018年收購了AR頭盔鏡頭生產(chǎn)商Akoni Holographics，并在2017年收購了AR頭盔創(chuàng)企Vrvana。

　　關(guān)于被稱為“Apple Glasses”的智能眼鏡傳聞暗示，蘋果致力于推出一款內(nèi)部稱為“T288”的AR設(shè)備，它運行該公司開發(fā)的rOS操作系統(tǒng)，采用8K顯示器。有傳言稱，單獨的處理單元會將虛擬圖像覆蓋在用戶視覺中存在的現(xiàn)實世界對象上。

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