Appleは、将来のARやVRヘッドセットの軽量化と小型化を目的として、光導波路とホログラフィック画像配信の取り組みを進めている。
一般的なVRヘッドセットは、ユーザーの目から数インチ離れた位置に設置されたディスプレイとレンズの組み合わせに依存しています。これにより、ヘッドセットの製造コストは比較的低くなりますが、同時に問題も生じます。
木曜日に公開された特許出願書類の中で、Appleはこれらのレンズベースの構成には限界がある可能性を示唆している。Appleは、「近眼ディスプレイによって生成される視野の一部は、片眼の位置からは見えない可能性がある」と主張している。
Appleの懸念は、レンズや小型ディスプレイの使用に起因しています。光学部品の変更はヘッドセット全体のコストに影響を与え、さらにコストが増大するにつれて、価格上昇とヘッドセットのサイズと重量の増大という連鎖的な因果関係を引き起こします。
もう一つの問題はディスプレイ自体にあります。ディスプレイが顔から離れているため、他の部品や筐体もユーザーから遠く離れ、顔にかかる圧力が大きくなる可能性があります。ディスプレイをもっと近くに配置でき、部品数を減らしたり軽量化したりできれば、ヘッドセットの装着感はより快適になる可能性があります。
「ディスプレイ用光学システム」と題されたこの申請において、Appleは導波管システムを用いて光学系からユーザーの目に光を伝達することを提案しています。この導波管はディスプレイの代わりに使用され、光の方向を変えてユーザーの目に画像を投影します。
導波路を補助するために、入力カプラと出力カプラが用いられます。入力カプラはディスプレイユニットからの光を導波路に導き、出力カプラは光を眼の方向に送り出します。生成された画像は、薄型ホログラム、体積ホログラム、表面レリーフ格子などのホログラフィック光学素子によって形成されます。
ディスプレイユニットからの光が導波管を通過してユーザーの目に向かって反射される様子を示す図。
Apple が意図するメカニズムは、ディスプレイユニットと入力カプラの間に配置された光方向転換要素を使用して、「ユーザーの視野外にある光をユーザーの目に向ける」または再分配するのにも役立つ可能性がある。
このシステムは、導波路を1つではなく2つ、つまり両目に1つずつ使用するか、あるいは入力と出力を2つ備えつつ、光を正しい目に導くホログラフィック素子を備えた1つの導波路を使用するという方法も考えられます。この場合、光方向転換素子は、出力カプラの干渉パターンとは非平行な干渉パターンを利用することも可能で、これにより、片方の目に向けられた光がもう片方の目に誤って映ってしまうのを防ぐことができます。
Appleは毎週多数の特許を出願しています。出願の存在は、同社の研究開発活動における関心領域を示すものですが、そのアイデアが将来の製品やサービスに採用されることを保証するものではありません。
AppleがARやVRヘッドセット、あるいはスマートグラスを開発するという噂は、しばらく前から流れている。同社がこのコンセプトの開発に熱心であることを示す特許出願が多数提出されている。
導波管とホログラフィック素子を組み合わせたシステムは、9月に出願された「ディスプレイデバイス」と題された特許出願において既に提案されており、ARヘッドセットにおいて「反射型ホログラフィックコンバイナ」を用いてデジタル要素と現実世界の映像を合成する仕組みが提案されています。木曜日の特許と同様に、この解釈では導波管が光線をホログラフィックコンバイナへと導く役割を果たします。
Appleは導波管に特に関心を寄せており、CES 2019ではエンジニアや主要関係者がAR導波管サプライヤーを訪問する姿が見られました。イベントにはDigiLens、Lumus、Vuzix、WaveOpticsといったこの分野の企業が参加していました。Appleはまた、2018年にARヘッドセットレンズメーカーのAkoni Holographicsを、2017年にはARヘッドセットのスタートアップ企業Vrvanaを買収しました。
「Apple Glasses」と呼ばれるスマートグラスに関する噂によると、社内では「T288」と呼ばれるARヘッドセットの開発が示唆されています。このヘッドセットは独自の「rOS」オペレーティングシステムを搭載し、8Kディスプレイを搭載しています。また、ユーザーの視界にある現実世界の物体に仮想画像を重ね合わせるための別個の処理ユニットが搭載されると噂されています。
最新の特許出願では、発明者を Graham B. Myhre、Eric J. Hansotte、Guolin Peng、Hyungryul Choi、Se Baek Oh、および Paul Gelsinger-Austin と特定しています。
Myhre 氏は Apple のディスプレイ探索部門のシニアエンジニアリングマネージャーで、「Foveated Display」やヘッドマウントディスプレイシステムに関連するその他の特許を申請しています。
Hansotte 氏はシニア ディスプレイ探索エンジニアという同様の役職に就いており、Peng 氏はシニア光学エンジニア、Choi 氏は光学部門のエンジニアリング マネージャー、Oh 氏は光学スペシャリスト、Gelsinger 氏はディスプレイ探索エンジニアです。
名前が挙がっている発明者の多くは、車載ディスプレイを扱う「ヘッドアップディスプレイ」や「アクティブグレア抑制システム」の出願など、他の特許や出願にも一緒に記載されており、どちらも将来のApple Carに採用される可能性がある。
