Apple の VR または AR ヘッドセットは、流体を使用してレンズの形状を変形し、ユーザーの目の前に配置されたレンズを自動的に調整して、ユーザーの視力を改善できる可能性があります。
拡張現実（AR）と仮想現実（VR）の根本的な要素は、ユーザーが仮想コンテンツを視認できることです。VRヘッドセットでは、通常、ユーザーの目の近くにディスプレイを配置する必要があり、長時間焦点を合わせるのが難しい場合があります。そこでVRヘッドセットメーカーは、目とスクリーンの間に光学レンズを配置することで、ユーザーの視覚的な焦点距離を調整し、より快適に視聴できるようにしています。
現代のシステムには、ユーザーの瞳孔間距離やレンズと目の距離に合わせてレンズ間の距離を調整するなど、ユーザーに合わせてレンズの機能を調整する機構が搭載されています。ユーザーが眼鏡をかけていて、ヘッドセットを装着するために眼鏡を外す必要がある場合など、状況によってはレンズの交換が必要になる場合があります。
距離に関する変化は比較的些細な問題ですが、レンズの交換は現実的ではないかもしれません。これは、おそらく同じ視力の問題を抱えていない個々のユーザー間でレンズを交換する必要があることを意味します。
「調整可能なレンズを備えた電子機器」と題された特許において、Appleはレンズの選択と切り替えの問題を、単一のレンズシステムを用いることで軽減できる可能性を示唆しています。これは、流体と圧力を利用して、より柔軟なレンズを素早く、比較的少ないユーザー操作で調整できるシステムです。
要約すると、Appが提案しているのは、中央の液体チャンバーの周囲に一連のレンズ部品を配置し、接続されたポンプとリザーバーによって液体を膨らませたり排出したりできるというものです。チャンバーに液体を送り込むと容積が増加し、接続されたレンズが押し出されたり、曲がったりして光学特性が変化し、結果としてユーザーが見ることができるものが変わります。
液体貯蔵庫から液体を空隙に注入してレンズを厚くすることができます。
レンズの配置に応じて、さまざまな要素が反射屈折レンズを形成することができ、その厚さは液体が充填された部分に依存します。
これを拡張すると、異なる剛性プロファイルを持つ複数の流体チャンバーを使用することで、厚いレンズの充填材としてではなく、液体セクションを成形することで様々なタイプのレンズを作成できるようになります。剛性プロファイルは、セクションごとに膜を厚くするだけで定義できます。
このコンセプトをさらに推し進めると、Appleはフレキシブルレンズの縁に複数のアクチュエーターを搭載することを示唆しています。これにより、圧電アクチュエーターやボイスコイルアクチュエーターなど、レンズの形状をより細かく調整できるようになります。これらのアクチュエーターはフレキシブル素子の縁を曲げたり圧縮したりすることで、光学特性をさらに変化させることができます。
Apple は毎週多数の特許を申請しているが、特許の存在は Apple の研究開発活動の関心領域を示すものではあっても、そのアイデアが将来の製品やサービスに現れることを保証するものではない。
この特許には、発明者としてJames E. Pedder、Igor Stamenov、Cheng Chen、Enkhamgalan Dorjgotov、Graham B. Myhre、Victoria C. Chan、Xiaonan Wen、Peng Lv、Yuan Li、Yu Horie、およびSiddharth S. Hazraが記載されています。この特許は2019年7月23日に出願されました。
アクチュエータは、液体で満たされたレンズを偏向させ、その光学特性を調整することができます。
液体を使ってレンズを調整するというアイデアは目新しいものではなく、これまでも様々な用途で使われてきました。例えば、慈善団体では、注射器で調整できる水入りレンズを搭載した眼鏡を配布する取り組みが行われました。
Appleは、ARまたはVRヘッドセットの開発に取り組んでいると考えられており、仮称「Apple Glass」と呼ばれるスマートグラスの開発も検討している。当然のことながら、これらの取り組みは多くの関連特許出願につながっている。
これには、ヘッドセットの重量を軽くしサイズを最小化するためにホログラフィックイメージングを使用する可能性、デジタル要素を現実世界の視界と組み合わせるための導波管、および画像処理を改善するための「中心窩ディスプレイ」の検討が含まれます。
