Apple、ARグラスとVRヘッドセットで完璧な画像を目指す

画像の最適化、仮想現実または拡張現実内での物理コントローラーの複製から、完璧なオーディオの確保に至るまで、噂の内容を網羅する Apple の最新の公開作品にすべてが含まれています。ヘッドマウントディスプレイまたはARグラス。

Appleは、次のような計画があることをほとんど秘密にしていない仮想現実と拡張現実しかし、一連の 5 つの新しい特許出願は、それらの計画がどれほど詳細になったかを示しています。これらの特許は個別に申請され、それぞれ異なる発明者チームの功績が認められており、着用しているときに見えるものからすべてをカバーしています。ヘッドマウントディスプレイ— 見ていないときに見えるもの。

5 つのうち 3 つは主に、均一な照明と十分な明るさで、ユーザーに表示される画像がくっきりと鮮明であることを確認することに関係しています。それぞれは、ヘッドマウントディスプレイの制約内でこれをどのように達成できるかにも関心を持っています。

高解像度の AR または VR 画像を表示する

」導波路ディスプレイシステム」では、ヘッドマウントディスプレイに煩わしい機器を使用せずに高品質の画像を取得する方法を具体的に説明しています。

「ディスプレイを備えた電子機器は、ユーザーにコンテンツを表示するために使用される場合があります」と説明されています。「注意を怠ると、電子機器でユーザーにコンテンツを表示するために使用されるコンポーネントは見苦しくてかさばり、望ましいレベルの光学性能を発揮できない可能性があります。」

VR は、画像を作成するプロジェクターとユーザーが見るレンズを分割することでこの問題を回避します。拡張現実システムの場合、その画像はユーザーが見ている現実世界の画像と結合されます。 AR 画像のルーティングと実際の画像との結合は、導波路と呼ばれる光学システムに依存します。 Appleは、ARと現実の異なる光レベルの一貫性を保つために「ビームスプリッター構造」を埋め込むことを計画している。

「電子デバイスは、画像光を発するディスプレイ、導波路、および画像光を導波路に結合する入力カプラを備えている場合がある」と特許は続けている。「ビームスプリッター構造は、二次元にわたって（たとえば、導波管の側方領域にわたって）ビームを複製することができます。このようにして、アイボックスには、その領域全体にわたって、広い視野にわたってディスプレイからの均一強度の光が提供されます。」視界の。」

この導波路の特許は、Guolin Peng、Eric J. Hansotte、および以前の「ディスプレイ用光学システム「特許。

煩わしい接眼レンズを避けるために、VR ヘッドマウントディスプレイはミラーを使用して画像を反射できます。 (ここで示されているのは、Magic Leap One Lightwear AR ゴーグルです。)

次に、別の特許出願、「スキャニングディスプレイシステム」もユーザーが見る画像に関係しますが、特にその明るさと解像度に関係します。

この特許には、「十分な光学的輝度、ディスプレイ解像度、拡張可能な用途に適したコンパクトさを備えた投影および表示システムを形成することは困難である」と記載されており、ヘッドマウントディスプレイは堅牢でなければならないとも述べられている。「落下衝撃や熱負荷を含むユーザーケースを考慮するには、さらに注意を払う必要があります。」

ヘッドセットの誤用によりミラーが損傷する可能性がありますが、一部のシステムでは通常の動作でもミラーが変形する可能性があります。説明されているシステムは走査または回転ミラーを使用しており、ミラーのサイズと回転速度に問題があります。

「一般に、」と特許は続けている、「遠視野領域での画像解像度を最大化するには、光学システム内の走査ミラーにできるだけ大きな反射領域（たとえば、直径1.2～2.0 mm）を設けることが望ましい」。」

「しかし、ミラーを高速で走査すると、ミラーに物理的な変形が生じる可能性があり（特に比較的大きなミラーの場合）、それが画像光を発散させ、遠視野での画像の解像度を制限するのに役立ちます。」と研究書は続けています。

ここで提案されているシステムでは、代わりに「斜めの行と整列した垂直列に配置された千鳥配置の発光素子のアレイ」が使用されます。目的は、「これらの困難を克服して、光学システムを[ヘッドセット]の制約されたフォームファクタ内に適合させながら、高フレームレートで高解像度(低発散)画像を提供する」ことができる光学システムを提供することである。

ヘッドマウントディスプレイでは、ユーザーが見ている現実世界のビューと一緒に AR 画像を表示するだけでなく、ユーザーが外部のオブジェクトを見て操作できる必要があります。完全に仮想現実空間を見ている場合、ユーザーはコントローラーなどのデバイスを持っていることさえ見えません。

」トラッキングとドリフト補正発明家のモハメド・セリム・ベン・ヒマネ氏による「」は、それを支援することを目的としています。

Vuzix Blade スマートグラス 1 組

この特許には、「[既存の]システムは、コンテンツ提供デバイスに対してそのような個別のデバイスの位置を適切に追跡することができず、したがって、そのような個別のデバイスやその表現を表示して、ユーザーの対話をガイドすることができない」と述べられている。

「たとえば、CGR [Computer Generated Reality] 環境を表示するヘッドマウントデバイス (HMD) を装着しているユーザーは、タッチスクリーンを使用するために、CGR 環境で自分の携帯電話の表示を見る必要があります。入力デバイスとしての携帯電話」と続けています。「しかし、HMD に対する携帯電話の相対的な位置を正確、一貫して、効率的に追跡できなければ、現実世界の位置に対応する CGR 環境内の位置に携帯電話の表現を表示することはできません。」

Apple が提案したシステムでは、現実世界の電話機が正確に追跡されるため、仮想バージョンが正しい場所に表示されます。「ユーザーが仮想リモコンの仮想ボタンに仮想的に触れると、ユーザーは実際に 2 番目のデバイスのタッチスクリーンの対応する部分に触れます。これは、仮想環境を制御する、または仮想環境との対話を開始する入力として認識されます。」

オーディオの問題

これらの特許はそれぞれ、方法とアプリケーションを詳細に規定していますが、そのすべてがユーザーに表示される画像だけに関係しているわけではありません。」マルチモーダルオーディオを備えたディスプレイデバイス」は、ユーザーが聞くことに集中します。

画像を表示するニアアイディスプレイに加えて、ヘッドマウントディスプレイには、表示される音声の種類に合わせて調整できるイヤピースが付いています。

「オーディオ操作の柔軟性は、さまざまな設定や環境でのシステムの使用を可能にするという点で、多くの場合望ましいものです」と、この特許には 5 人の発明者がクレジットされていると記載されています。その中には、最近「Apple Glasses」の取り外し可能なイヤホンに関する特許の発明者として記載されたRobert D. Silfvast氏、Christopher T. Eubank氏、Neal D. Evans氏が含まれます。

Apple は、ボウリングのボールを見るのと同じように、その音を聞いてほしいと考えています。

「たとえば、仮想現実 (VR) のコンテキストでは、より没入型のオーディオ体験が望ましい場合があります (たとえば、外部ノイズを遮断またはキャンセルするため)。一方、拡張現実 (AR) または複合現実 (MR) のコンテキストでは、、外部の騒音はあまり重要ではないかもしれません」と述べています。

頭に装着しないヘッドマウントディスプレイ

おそらく 5 つの特許の中で最も予想外のものアプリケーションは、Paul X. Wang による「内部ディスプレイと外部からアクセス可能な入出力デバイスを備えた電子デバイス」です。これは、ヘッドマウントディスプレイが頭に装着されていないときに何が起こるかについてです。

ユーザーがそのようなヘッドセットを外しても、何らかの方法で使用できるようにするという考えです。

この特許には、「状況によっては、ユーザーが頭部装着型電子機器などの電子機器と対話することが困難になる場合がある。しかし、頭部装着型電子機器が装着されていないときは、ユーザーはそれを行うことができない」と述べられている。ディスプレイ上にコンテンツが表示され、ユーザーがデバイスや関連機器を操作する能力が妨げられます。」

このシステムは、ヘッドマウントディスプレイの接眼レンズに画像を投影するのではなく、画像を「近くの表面」に投影することができます。たとえば、Apple は、これによりユーザーがデバイスを制御する方法を提供できる可能性があると示唆しています。

「画像には、ユーザーが操作できる仮想キーボードが含まれる可能性がある」と書かれている。

Apple は、AR/VR ヘッドマウントディスプレイが頭に装着したときにどのように見え、音が聞こえるか、また、装着していないときにどのように活用できるかを研究しています。これら 5 つの新しい特許出願は広範囲に及びますが、これらは過去に遡る一連の特許出願の最新のものにすぎません。10年以上。