長い間噂されていた Apple の AR ヘッドセットには、ヘッドバンドにワイヤレス充電ポイントが組み込まれ、超音波画像処理で空間内の位置を特定し、顔の特徴の大きさに関係なく、すべてのユーザーに均等にフィットする調整可能なサポート構造が含まれる可能性があります。他の人たち。
アン拡張現実ヘッドセット少なくとも噂や憶測、そして以前の特許出願によれば、Apple ではかなり長い間開発が続けられてきました。米国特許商標庁が木曜日に公開した新しい特許出願集の中で、Appleはこの期待の高かったデバイスの継続に熱心であるようだ。
ワイヤレス充電
グループの最初のグループは、控えめな名前の「ディスプレイ システム」です。説明しますワイヤレス ヘッドセットのバッテリーをワイヤレスで充電する方法。 Apple は、ヘッドセットの装着中にユーザーの後頭部に回り込むヘッドバンド内に埋め込まれたワイヤレス充電コイルを使用してこれを行うことを提案しています。
Appleの提案では、使用の合間にヘッドセットをヘッドセットの形をした切り欠きのあるドックに置くか、エネルギー伝達のためにヘッドセットのコイルをドックの対応する部分と強制的に位置合わせすることができることを示唆している。ヘッドセット バンドには、ドックのコイルとの位置合わせを強化するための磁石などの要素が含まれている場合があります。
VR ヘッドセット充電スタンド。ヘッドバンドとスタンド ホルスターの両方でワイヤレス充電コイルが配置されている場所を示しています。
別のバージョンでは、Apple は専用スタンドの使用を提案しており、ヘッドセットはバンド要素を介してマウントから効果的に吊り下げられ、ベースのバイザー部分の重量が重くなっています。ヘッドバンドが接触するスタンドの部分にはコイルが含まれており、ヘッドセットを再度充電します。
内蔵型ヘッドセット、またはホスト デバイスとのワイヤレス伝送を使用するヘッドセットの場合、ワイヤレス充電は理にかなっており、ユーザーがセッション間で充電するためにケーブルを差し込む必要がなくなります。
出願書類には発明者としてFletcher R. Rothkopf、James W VanDyke、Grant H. Mullikenが記載されている。
サポート構造
ほとんどのヘッドセットはレンズの距離とヘッドバンドをある程度調整できますが、通常はユーザーが同じような形状の頭を持っていることに依存しており、内蔵のクッションが快適さの問題を軽減するのに役立ちます。アップルでは応用「調整可能なサポート構造を備えた電子デバイス」に関して、Apple は、人によって顔の大きさや形が異なるため、ユーザー間で何らかの変更を加える必要があることを認めています。
Apple は、ユーザーの額に当たる調整可能なサポート構造と、頬またはこめかみに当たる 2 番目と 3 番目のセクションを提案しています。これらのセクションは、ポスト、伸縮層、エラストマー材料、および膨張可能な構造の組み合わせを使用して、ユーザーの顔に合わせて拡張および収縮するように構成され得る。
VR ヘッドセットのフレーム内の調整可能な要素を誇張して示した図。
一部の領域では、フィットを補助するために柔軟な部材内にケーブルが組み込まれている場合もあります。例えば、額部分に圧力を加えると、ケーブルがこめかみ部分を互いに向かって引っ張る可能性がある。ピボットを使用して、位置をより角度的にシフトすることもできます。
この特許出願では、発明者として、Yoonhoo Jo、Thomas E. Degen、Julian Hoenig、Julian Jade、Aiden D. Mossop、Atif H. Naqvi、Scott Y. Oshita、Heidi Williamson、Edward E. Wong、Timon A. Wright を挙げています。
超音波センサー
VR を使用する際の大きな問題の 1 つは、ユーザーが周囲の状況を認識していることです。物理的に見ることができない現実世界におけるオブジェクトの位置を知ることは、オブジェクトのデジタル表現が現実世界に存在しない可能性があることを覚えておくのと同じくらい重要です。
Apple の超音波パルス計画は、ユーザーの頭の周りで送受信する複数のセンサーに依存しています。
一部のシステムには、ユーザーに周囲のエリアのオーバーレイを表示したり、近くのアイテムを検出したりする機能があり、物体認識を含める必要がある AR ベースのシステムでは、これがあれば便利です。ただし、カメラベースのシステムは、遠くにあるアイテムを正しく登録できないことや、鏡の存在を正しく検出できないことなど、常に十分な精度を備えているわけではありません。
「超音波センサー」では特許出願, Appleは、センサーが物体検出業務を処理するために環境に超音波パルスを送信できる可能性があると提案しています。複数のセンサーを使用してさまざまな視野を処理することにより、システムは周囲のエリアの詳細な画像を作成できる可能性があります。
システムは、範囲内にある物体を最初に検出するために、広視野モードで最初のパルスを送信します。次に、その結果を使用して、検出された未知の物体を正確に画像化するために二次パルスをどのように構成できるかを決定し、その後、二次パルスを送信します。
理論的には、このシステムには、ピクセル数ではなくパルス量によって制限される範囲の拡大や、平らな固体物体としてのミラーの正しい取り扱いなど、多くの利点があります。ユーザーが現実世界の景色を見ることができる必要があるアプリケーションなど、超音波システムをカメラベースのバージョンと連携して使用することは可能です。
出願書類には、発明者としてNicholas C. Soldner氏、Arthur Y. Zhang氏、Tushar Gupta氏が記載されている。
レンズ
VR または AR ヘッドセットの重要なコンポーネントはレンズです。レンズは、顔の非常に近くに配置されたディスプレイにユーザーの目の焦点を合わせるために使用されます。このレンズは、スクリーンを遠くに見せることで、仮想画像に奥行き感を与えることにも役立ち、目は遠くにあるものを実際には近くにあるように見せ、脳に錯覚を与えます。
この一環として、VR ヘッドセットの構造では通常、目とディスプレイの間にレンズが配置され、ユーザーが快適に使用できるように、また画像をできるだけ鮮明にするためにある程度の調整機能が提供されています。ただし、ヘッドセットを製造し、レンズを内蔵ディスプレイと正確に位置合わせすることが難しい場合があります。
ヘッドセットのディスプレイに直接取り付けられたレンズ アレイの例。
でアップルの提案Appleは、「レンズ要素にディスプレイが取り付けられた電子機器」について、透明な接着剤、またはディスプレイに接触するゲルレンズ要素を使用して、レンズ要素をディスプレイに直接取り付けてヘッドセットを構築できることを示唆しています。直接取り付けることで「ディスプレイの前面から空隙がなくなり、埃やその他の汚染物質によってディスプレイが見えにくくなるのを防ぐことができる」と出願書類には記載されている。
別個のレンズ要素をディスプレイの左右両方の部分に取り付けて瞳孔間距離を固定し、同時に位置合わせを改善することもできる。 Appleは、メインレンズアセンブリをディスプレイ上に移動することで、ヘッドセット自体の複雑さを軽減し、ひいては製造コストを削減できる可能性があることを示唆しています。
申請書によると、発明者はアンソニー・S・モンテビルゲン氏、イヴァン・S・マリック氏、ジャン・K・キハルボ氏、ジョン・N・ボーダー氏の4人である。
Apple は毎週多数の特許出願を行っていますが、出願の存在は Apple の研究開発努力の関心分野を示していますが、将来の製品やサービスが記載されている概念を使用することを保証するものではありません。
AR/VR の長い道のり
AppleはARグラスの開発に取り組んでいると考えられているかなりの数年同社のARKitやその他の3Dセンシング技術への取り組みは、将来のそのようなデバイスの導入に向けた小さな一歩であると考えられています。
ハードウェアの発売時期については、消費者がどれくらい待つことになるかについて、アナリストの間ではさまざまな意見が分かれている。2020年のいつかどこまでも2022年か2023年。
それでも、AR および VR ヘッドセットに関連する多数の特許出願は、製品チームによってまだ積極的に開発中であることを示しています。
このような申請の最近の例には、AR ヘッドセットが含まれます。自動的にロックが解除されるユーザーの近くのデバイス、実行深度ベースのタッチ検出現実および仮想オブジェクトとのより現実的な相互作用のために、方向と動きの検出外部マーカーの助けを借りずに、カメラの隠蔽調整可能な光学層を使用するその他のセンサー。
Isamu 
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