近日,美國專利局對外公開了蘋果一項新專利申請。該專利將研發重點聚焦於新型面部界面與動態連杆組件,從目前透露的資訊來看,極有可能應用於未來 Vision Pro 的疊代升級版本。這一技術核心目標在於為廣大用戶顯著提升設備佩戴的舒適度、自適應能力以及光學隔離效果,全方位優化 MR 頭顯的使用體驗。
面部界面作為直接與用戶面部接觸的關鍵部件,承擔著多項至關重要的核心功能。首先,它具備強大的精準貼合能力。由於不同用戶的面部特徵存在顯著差異,包括多樣化的頭型、差異化的骨骼結構以及各異的眼位分布等,而這款面部界面能夠憑藉其獨特的設計,緊密適配每一位用戶的面部特徵,確保佩戴的貼合度。
其次,它能夠有效阻擋周邊環境光線進入設備的「眼罩」區域。在 MR 體驗中,外界光線的干擾會極大地影響視覺沉浸感,而面部界面的這一功能可以大幅提升用戶的視覺沉浸體驗,讓用戶仿佛置身於一個獨立且真實的虛擬世界中。最後,在舒適度方面,該面部界面經過科學設計,即便用戶長時間佩戴,也能保持舒適體驗,解決了傳統頭顯久戴不適的痛點問題。
動態聯動系統在面部界面與耳機框架之間搭建起了一座靈活的連接橋樑,能夠根據實際的佩戴情況自適應地調整形態,為設備的佩戴適配性提供了有力保障。這一組件主要由中央臂與側臂/翼兩部分巧妙構成。
中央臂以中心或偏移點為樞軸支點,通過精準的接口傳遞作用力,確保整個聯動系統能夠穩定運行。側臂/翼則與中央臂緊密相連,並藉助特殊結構與面部界面進行銜接。其中,採用的球窩接頭可實現約 30° 的多角度運動,為用戶提供了更大的活動自由度;加長插座則滿足了滑動與平移的需求,使得面部界面能夠更加靈活地調整位置。
為了確保聯動系統的運動精準可控,力控制功能應運而生。運動限制部件能夠有效限制或引導手臂的運動軌跡,確保各個部件的運動在預定的範圍內進行。例如,彈簧結構或許會將組件自動偏向最佳佩戴位置,減少用戶手動調整的麻煩,讓用戶能夠更加便捷地佩戴設備。同時,面部界面上的減壓切口設計也是一大亮點。這一設計允許界面進行適度拉伸與變形,在佩戴過程中能夠更好地適應面部輪廓,進一步提升佩戴的適配性與舒適度。
在光學隔離方面,它能夠進一步增強與環境光的隔絕效果,讓用戶在使用過程中幾乎不受外界光線的干擾,使視覺沉浸感更上一層樓。在人體工程學適應性方面,設備的適應性顯著增強,可有效減少面部壓力點,即便用戶在運動過程中也能保持穩定佩戴,不會因為身體的晃動而導致設備移位或不適。而且,該設計充分考慮了各種面部輪廓,實現了更廣泛的適用性,無論是何種臉型的用戶,都能獲得舒適的佩戴體驗。
蘋果專利圖 1C 展示了框架 #104 與面部界面 #108 的頂部透視圖。從圖中可以看出,頭戴式顯示器(HMD)包含了多種組件,這些組件共同構成了位於顯示器 #105 與用戶皮膚之間的頭戴設備的結構,包括織帶、蓋板、織物或框架等部分。
在特定實施例中,面部界面會與用戶面部形成密封狀態。這種密封可以是多種類型的,如光密封、環境密封、防塵密封、氣密封等,不同類型的密封能夠進一步提升設備在不同場景下的實用性,滿足用戶多樣化的需求。框架能夠附著或安裝到包含剛性材料的顯示單元上,憑藉剛性材料的特性抵抗形狀變化,保證設備結構的穩定性,即使在受到外力作用時,也能保持設備的正常形態,確保用戶的使用體驗不受影響。
連杆 #106 將框架與面部界面巧妙地連接起來。在一些示例中,多個連杆的設計允許面部界面相對於框架進行多種運動,如彎曲、伸縮、平移、旋轉等。這種靈活的運動方式使得連杆 #106 能夠以可移動的方式限制顯示器相對於面部界面的移動,確保設備各部分配合精準,為用戶提供穩定、清晰的視覺效果。
連杆機構更是賦予了面部界面自由適應各種面部地形、尺寸和形狀的能力。面部界面 #108 可以靈活地進行樞轉、彎曲和伸縮動作,能夠完美貼合每一位用戶的面部。同時,連杆機構能夠將負載,比如不同面部地形施加的力或來自帶子的壓力,均勻或不均勻地分布在用戶臉上,進一步優化佩戴的舒適度與穩定性。