Apple、ウェアラブルARの性能向上に向け、調整可能なレンズとソフトウェアの組み合わせを評価中

Appleは、「Apple Glass」を使って仮想オブジェクトを現実世界とよりシームレスに融合させる方法や、装着者の視界の周辺にARを正しく表示する方法を研究している。

「Apple Glass」の画質に関する過去の多くの報道を受け、Appleは装着者がApple ARをいつ、どのように見るのかを研究し続けています。新たに公開された3つの特許出願は、いずれも仮想オブジェクトと現実オブジェクトの融合に関する問題に焦点を当てています。

「タイムインターリーブによるディスプレイシステム」は、AR、VR、現実世界を融合した画像品質と速度に重点を置いています。

「現実世界とディスプレイ上のコンテンツを融合させるための適切な光学システムを提供するには、課題が生じる可能性があります」とAppleは述べている。「注意を怠ると、光学品質やその他の性能特性に問題が生じる可能性があります。」

このアプリケーションでは「スピード」という言葉は使われていませんが、仮想物体と現実物体の間に遅延が生じないようにすることを目的としています。Appleが提案する方法の一つは、「Apple Glass」を使用して仮想画像を現実環境に合わせて表示することです。

「光学システムは、時間インターリーブ技術や偏光効果を用いて、現実世界と表示画像を融合させる可能性があります」とAppleは続ける。「偏光スイッチやチューナブルレンズなどの切り替え可能なデバイスは、表示画像のフレームと同期して制御される可能性があります。」

このように同期させるために、「Apple Glass」には「3次元センサー」、LiDAR、あるいは「3次元無線周波数センサー」などのセンサーが搭載される可能性がある。これらのセンサーは、ユーザーの視線がどこに向けられているかを記録する他のセンサーと連携することになる。

特許の詳細。一連の

特許の詳細。一連の「調整可能な」レンズ層を示す。

「（例えば）視線追跡システムは、イメージセンサーをベースにしたものになる可能性があり、必要に応じて、ユーザーの目から反射した光線をイメージセンサーで追跡する 1 つ以上の光線を発する光源もベースにできる」と Apple は述べている。

新たに公開された2つ目の特許「幾何位相レンズを備えたディスプレイシステム」は、最初の特許とほぼ同一で、同じ3人の発明者によって発明されています。全体的な目的は同じですが、同期のタイミングに関する側面よりも、Appleが「幾何位相レンズ」と呼ぶものの使用に重点を置いています。

これらは通常のレンズ、あるいはレンズアレイのようなものですが、偏光レンズであるため、特定の光だけを通過させます。レンズは複数の異なる偏光層で構成することができ、Appleによると、これは光学系を「交互に変化する画像フレームと同期して調整」できることを意味します。

これは、「Apple Glass」がどのようにして「表示画像を目からそれぞれ異なる焦点面距離に配置するか」ということに関係しています。

新たに公開された 3 番目の特許出願では、異なる焦点距離の問題を取り上げ、それを視野の周辺にある仮想オブジェクトの見え方に応用しています。

Apple は「トランジショナルビジュアルを使用した狭い視野のディスプレイの緩和」の中で、「仮想コンテンツは、ディスプレイの周辺部分では見にくい場合があります」と述べています。

「例えば、仮想コンテンツがディスプレイの周辺部に近づくと、切り取られたり途切れたりする可能性があります」と報告書は続ける。「透明ディスプレイのダイナミックレンジが限られているため、光学シースルーディスプレイの視野の限界では、仮想コンテンツを見たり理解したりすることが困難になる可能性があります。」

Appleの提案は、仮想オブジェクトがユーザーの視野（FOV）に入ったり出たりすると、フェードインしたりフェードアウトしたりするというものだ。「Apple Glass」は「デバイスのFOVを認識」する必要がある。つまり、ベゼルの位置とユーザーが頭をどの方向に向けているかの両方を認識する必要がある。

どこに何を表示すべきかを認識することで、デバイスはオブジェクトが「クリップ」されたり、切り取られたりすることを防ぐことができます。

「たとえば、ビジュアルが FOV 制限に近づくにつれて、「トランジションイン」と「トランジションアウト」の動作を提示することによって」と Apple は続けます。「(例: スケールイン/スケールアウト、フェードイン/フェードアウト、アプリのロゴからアプリの起動、アプリのスリープから起動、ポリゴンの反転、実体化/非実体化など)。」

ユーザーの視界の周辺にある仮想オブジェクトは、不自然に遮断されるのではなく、フェードインまたはフェードアウトする可能性があります。