近日根據(jù)美國商標(biāo)和專利局(USPTO)公示的技術(shù)專利，蘋果獲得了第二項關(guān)于VisionPro頭顯液態(tài)透鏡的技術(shù)專利，概述了不同的實現(xiàn)方式。

8月份蘋果曾獲批的一份液態(tài)鏡頭專利示意圖顯示，頭顯設(shè)備中的透鏡采用可調(diào)節(jié)的液態(tài)透鏡，每個透鏡可以具有填充有液體的透鏡腔，透鏡室可以具有形成光學(xué)透鏡表面的剛性和/或柔性壁。通過可調(diào)節(jié)的液態(tài)透鏡腔可形成光學(xué)透鏡的表面，再借助液態(tài)透鏡中諸如致動器、泵和儲液器等元器件來調(diào)整透鏡表面，從而實現(xiàn)改變折射率和焦距的問題。

此次新增的液態(tài)鏡頭專利在上述基礎(chǔ)上，新增了不同的模塊控制方式，該模塊包括透明透鏡元件、耦合到透明透鏡元件的透鏡成形結(jié)構(gòu)以及被配置為調(diào)整透鏡成形結(jié)構(gòu)的位置的多個致動器，通過兩側(cè)下壓的方式，控制液態(tài)透鏡的折射率。

透鏡模塊還可以包括一個附加的透明透鏡元件和一個在兩個透明透鏡元件之間的充液腔，形成液態(tài)鏡頭組。

透鏡塑形結(jié)構(gòu)可以包括多個擴展部分，每個擴展部分連接到相應(yīng)的致動器。為了確保透鏡塑形結(jié)構(gòu)在擴展部分之間具有所需的曲率，透鏡塑形結(jié)構(gòu)可以在相鄰擴展之間的一個或多個段中設(shè)置一部分，該部分具有與透鏡塑形結(jié)構(gòu)的附加部分不同大小的屬性。相對于透鏡塑形結(jié)構(gòu)的附加部分，相鄰擴展段之間的部分可能具有更高或更低的硬度。

蘋果專利圖3和圖4是一個說明性透鏡模塊的橫截面?zhèn)纫晥D，該模塊包括致動器和透鏡塑形元件；圖5是說明性透鏡塑形元件的俯視圖，該元件包括用于耦合到各個致動器的擴展部分；圖11是一個說明性透鏡塑形元件的俯視圖，該透鏡塑形元件具有不同彈性的局部修改部分。

與透鏡塑形結(jié)構(gòu)的附加部分相比，透鏡塑形結(jié)構(gòu)的相鄰擴展之間的部分可能具有不同的寬度、厚度或楊氏模量。透鏡塑形結(jié)構(gòu)的相鄰擴展部分可以有彎曲。透鏡塑形結(jié)構(gòu)的相鄰擴展部分可以具有多個突起或多個凹槽。

蘋果專利圖14A和14B是說明性鏡片塑形元件的橫截面?zhèn)纫晥D，該元件具有每個致動器的多個致動點，以在鏡片塑形元件的圓周周圍更均勻地分配力。

這些專利顯示，蘋果或?qū)岩簯B(tài)鏡頭技術(shù)應(yīng)用在VisionPro或未來版本空間計算HMD設(shè)備中的應(yīng)用中，主要是為了解決視力不佳的用戶，需要額外增加近視或遠(yuǎn)視鏡片夾的難題。為了適應(yīng)具有不同類型視力(近視、遠(yuǎn)視等)的用戶和/或以不同的圖像距離顯示圖像(例如，在不同的圖像平面中創(chuàng)建虛擬圖像)，鏡頭組中間的可調(diào)液態(tài)透鏡將能夠根據(jù)佩戴者的情況動態(tài)調(diào)整焦距和折射率，從而提供更舒適的佩戴體驗。

這個復(fù)合的液態(tài)鏡頭組將使得視力矯正用戶能夠享受到與其他用戶相同的高質(zhì)量虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實體驗，而無需額外的眼鏡或夾片。而且與為每個用戶定制的實際透鏡相比，液態(tài)透鏡系統(tǒng)將大大降低成本。

在WWDC23上，蘋果方面推出了旗下首款XR頭顯VisionPro。但這款產(chǎn)品自亮相以來就受到了諸多爭議，其中包括3499美元的價格過于高昂、頭顯重量過大、續(xù)航僅為2小時、視角邊緣有遮擋、對近視用戶不友好等。

根據(jù)官方公布的信息顯示，雖然VisionPro的重量達(dá)到了約450克，但其頭帶及頂帶能夠分散重量、降低用戶佩戴的不適感。

針對近視用戶，VisionPro設(shè)置了用于安裝磁性鏡片的開孔，蘋果的鏡片供應(yīng)商蔡司將合作推出用于VisionPro具備磁性的處方鏡片，但具體價格暫時尚未公布，目前市場上蔡司這類相似的磁性處方鏡片的價格高達(dá)300-600美元。

這項服務(wù)也可能意味著蘋果需要在銷售產(chǎn)品時對用戶的視力進行測量，或是要求用戶給出具備醫(yī)學(xué)效力的鏡片處方，可能還要在銷售端預(yù)備不同度數(shù)的鏡片，甚至是配備驗光師來提供相應(yīng)的服務(wù)，對于蘋果后續(xù)推廣VisionPro或未來版本空間計算HMD設(shè)備造成更多的困難。

液態(tài)透鏡此前主要用于工業(yè)、天文、醫(yī)療內(nèi)窺鏡等領(lǐng)域，市場上已有的液態(tài)鏡頭包括不同折射率的液態(tài)鏡頭組、陣列液態(tài)透鏡等。

近年來隨著消費電子的影像功能越來越強大，需要的鏡頭數(shù)量也越來越多，對攝像頭模組的VCM驅(qū)動能力帶來了極大的挑戰(zhàn)，因此包括液態(tài)鏡頭和半導(dǎo)體超表面鏡頭等超薄、超輕鏡頭開始進入研發(fā)快車道，但一般主要集中在智能手機攝像頭應(yīng)用領(lǐng)域，如華為、榮耀等就曾提交過用于智能手機的液態(tài)鏡頭專利，用在普通主攝鏡頭組和潛望鏡頭組上。

蘋果近期曾先后提交液態(tài)鏡頭和半導(dǎo)體超表面鏡頭等超薄、超輕鏡頭用于HMD頭顯，似乎為這些新技術(shù)的真正上市，找到了另一條出路。