近日,美国专利局公开了一项苹果新的专利申请,该专利聚焦于 Vision Pro 头戴式显示设备未来的迭代版本,其中一项创新设计——自动调节光学模块功能,有望为设备适配性与用户体验带来质的飞跃。
从技术原理剖析,专利中提及的执行器扮演着精准定位镜筒的关键角色,它能在头戴式设备外壳内灵活运作。借助执行器的驱动,光学模块位置可根据实际需求动态调整。这一设计不仅能适配不同用户间的瞳距差异,还能满足其他多样化的参数调节需求,为用户量身打造个性化、舒适的视觉体验。
在结构设计层面,未来 Vision Pro 设备正面背离用户头部,背面朝向用户头部,背面搭载的光学模块肩负着向用户眼睛投射图像的重要使命。为确保光学模块能顺畅进行位置调节,以适应不同用户的瞳距变化及其他调节需求,苹果在设计上进行了诸多优化考量。
值得一提的是,用户可通过窗帘结构对设备背面进行遮盖。在专利里,这一组件有着多种叫法,像盖子、覆盖结构、后壳盖、后壳壁、后壳结构、装饰性遮盖物等。它的存在,一方面巧妙隐藏了设备内部可能影响美观的结构,另一方面为光学模块的移动预留了充足空间,在美观性与功能性之间实现了巧妙平衡。
而实现光学模块移动的背后是一个或多个精密设计的执行器。为达成对光学模块的主动、精准调节,这些执行器内部集成了电机组件。电机通过转动丝杠,带动光学模块移动,从而实现自动调节功能。
这些执行器具有占用空间小、易于安装的优点,却能输出足够扭矩,驱动光学模块及其他相连组件,如窗帘结构等。具体而言,执行器采用低扭矩小型电机搭配高减速比齿轮箱的设计方案,齿轮箱更是采用复合级设计的行星齿轮箱,在确保高减速比的同时,将空间占用降到最低。
在苹果专利图 2 中,帘幕 12C 能够覆盖设备后表面R,同时巧妙避让出光学模块 #40 的镜头 #30。当光学模块沿 X 方向进行相对移动,以适配不同用户的瞳距时,它会相对于固定的外壳结构产生位移。为避免帘幕 12C 在光学模块移动过程中出现不必要的褶皱或弯曲,帘幕中的织物层或其他覆盖层经过特殊设计,可实现滑动、拉伸、开合等多种自适应调整,完美契合光学模块的移动需求。
深入观察专利图 4 可知,执行器 #42 的内部构造包含电机 #44、齿轮箱 #46 以及丝杠 #48。其中,电机采用步进电机等低扭矩小型电机,满足了执行器对紧凑性与高效性的双重要求。专利图 5 则直观展示了复合行星齿轮箱的具体结构示例,让我们得以一窥这项精密技术的细节。


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