美国专利商标局公布了苹果公司的一项新专利申请，该专利涉及头戴式设备，特别是头戴式设备（如眼镜和MR头显）光学组件校准机制的重要性。该专利进一步深入揭示了其眼镜配备的传感器，包括面部识别和深度面部检测系统，用于收集情绪、情感、眼球追踪等数据。

苹果公司指出，头戴式设备，如智能眼镜、头戴式显示器（HMD）、头显、面罩、平视显示器等，可以执行一系列的功能，这些功能由可穿戴设备所包含的组件（如传感器、电路和其他硬件）决定。专利中指出，较好的方式是将头戴式设备的组件以提供所需的光学特性的方式排列，包括从显示元件正确排列输出视觉特征。

头戴式设备显示组件的正确操作可以基于正确的排列。例如，在光投射显示元件被配置为将光投射到波导上的情况下，让显示元件和波导相对对齐能获得更好的性能。

组件的错位会导致显示元件输出的视觉特征被投射到波导上所需位置之外的地方。虽然这种错位可以通过转移显示元件的输出来适应（例如，根据已知的偏移量转移视觉特征），但这种措施可能需要牺牲显示元件的某些输出区域。因此，显示元件的整个显示能力可能无法得到完整利用。

通过苹果公司的发明，头戴式设备可以提供调整机制，以便在头戴式设备内装配期间和/或之后实现光学元件位置的对齐。校准机制可以集成到头戴式设备本身，投射光线的显示元件可以根据感知到的显示元件与波导的相对位置和/或方向进行调整。调整机构可以在初始装配时调整显示元件，或者由执行器进行操作，随着时间的推移主动调整排列。执行器可以在闭环反馈下运作，以确保准确和快速的对齐。

苹果公司的专利图1说明了一个头戴式设备，如眼镜或MR HMD的俯视图。

图源：patentlyapple

苹果公司的专利图2说明了一个头戴式设备的方框图。在这里，苹果公司深入研究了可能包括在其未来眼镜中的许多传感器。

传感器系统可以包括一个或多个针对外部环境的环境传感器。这种环境传感器可以包括检测头戴式设备环境中的一个或多个条件的传感器。例如，环境传感器可以包括成像设备、热传感器、接近传感器、运动传感器、湿度传感器、化学传感器、光传感器、磁力计、陀螺仪、加速计、全球定位传感器、倾斜传感器或紫外线传感器。环境传感器可以被配置为基本上能够感知任何类型的特征，例如，图像、压力、光、触摸、力、温度、位置、运动等等。

此外，传感器也可以包括一个或多个用户传感器，用于跟踪佩戴头戴式设备10的用户的特征。例如，用户传感器可以进行面部特征检测、面部运动检测、面部识别、眼动追踪、用户心情检测、用户情绪检测、语音检测等。

眼动追踪还可用于确定将由显示元件#80(图1)显示的信息的位置或将由头戴式设备分析的视图的一部分(例如，对象)。

通过进一步的示例可以看到，用户传感器可以是一个生物传感器，用于跟踪生物特征，如健康和活动指标。

图源：patentlyapple

苹果公司的专利图6说明了一个光学组件的示意性视图。

更具体地说，图6描绘了显示模块#90的一个示例性实施方案的侧视图，该模块具有致动器系统，例如，根据至少部分实施方案，可用于移动显示元件#80并为小尺寸头戴式设备的调节提供磁感应。

如图6所示，外壳#60可包括和/或支持一个或多个显示元件传感器（例如，霍尔效应传感器、隧穿磁阻传感器、巨磁阻传感器等）和一个或多个致动器，这至少可以部分地实现磁感测功能，例如，通过检测显示元件目标元素的磁体运动来进行位置检测。

要深入了解本发明的更多细节，请查阅美国专利商标局今天公布的专利20210149203。

考虑到这是一项专利申请，目前还不知道这种产品的上市时间。