苹果为AirPods、智能眼镜和AR头显改进音频系统

今天，美国专利商标局公布了苹果公司的一项延续性专利，该专利涉及可穿戴电子设备，AirPods Pro或智能眼镜，这些设备会产生能让佩戴者感觉到的触觉输出。更重要的是，这些触觉可以为用户提供独特的方向感，例如能在虚拟会议等场景中引导用户的注意力朝着指定的方向看。该专利讨论了在视频会议中使用空间音频的问题，这在WWDC21上刚刚进行过展示。

苹果公司的这项专利针对的是包含触觉制动器的可穿戴电子设备，更具体地说，该设备可以针对虚拟对象(该虚拟对象可以对应或代表人、音源、仪器、图形对象等)相对于电子设备佩戴者的位置进行触觉输出。

可穿戴电子设备可以包括触觉致动器的阵列（例如，两个或更多触觉致动器），该触觉致动器可以根据致动模式来致动，以便将佩戴者的注意力引向特定方向。

例如，与佩戴者头部各个位置接触的触觉致动器阵列可以以产生具有不同方向分量感觉的模式来致动。更特别地是，用户可以感觉到图案向左或向右移动。然后，设备可以激励用户在触觉模式指示的方向上转动头部或身体。

能够指示方向的触觉输出还可以用于增强与音频或视觉等各种类型内容的交互，特别是增强佩戴者与有虚拟位置的内容的交互。

苹果的专利图2A-B、3A-B、4A-C表示三种不同的带有触觉附件的头戴式可穿戴设备（AirPods，眼镜和头带）；图9描绘了示例图表，其示出了各种头戴式触觉配件之间的差异。

在苹果公司的专利图10A-10B和11示出了定向触觉输出的一种使用情况，其中在电话会议的环境中使用定向触觉输出来将用户的注意力引向特定音频源。例如，用户1000可能正在与多个参与者1002-1、1002-2和1002-3一起参加电话会议。

设备可以为参与者分别分配相应的虚拟位置。当检测到参与者＃1002-3之一正在讲话时，设备＃1001可以产生定向触觉输出＃1006，该定向触觉输出被配置为将用户的注意力引向参与者＃1002-3的虚拟位置。

例如，可以通过耳机产生定向触觉输出，以产生方向感，该定向输出将建议用户将头部或身体转向面对参与者＃1002-3的方向。图10B示出了用户在确定音频源的虚拟位置（参与者＃1002-3）后转身对准。

苹果公司的专利图12A-B示出了定向触觉输出的另一个例子，可用于将用户的注意力引向AR/VR环境中图形对象的位置；图14A-14B描述了用户和两个音频源的空间排列。

今天，美国专利商标局公布了苹果公司的延续性专利，其中苹果公司完全取消了他们覆盖这项发明的20项原始专利权利要求。

由于这是一项重要的发明，苹果已将其部分整合到iOS 15及以后的系统中，在这项新的延续专利中，苹果推出了20项新的专利权利要求，现在涵盖了 "一种头戴式电子系统"。

大多数新的权利要求涉及将空间音频带入苹果未来的头戴式设备，如上面专利图12A和12B中描述的AR头戴式设备。下面是一些新的专利要求：

专利权利要求#21："一种头戴式电子系统，包括：显示装置，被配置为显示虚拟现实环境，该环境包括虚拟物体；音频装置，被配置为产生与该虚拟现实环境相关的音频输出；以及触觉输出系统，被配置为产生与该虚拟现实环境相关的触觉输出，其中该触觉输出表示该虚拟物体在虚拟现实环境中的虚拟位置。"

专利权利要求#22："如权利要求21的头戴式电子系统，其中：头戴式电子系统进一步包括：传感器系统，被配置为确定佩戴者头部的方向；以及处理器，被配置为至少部分基于虚拟物体的虚拟位置和佩戴者头部的方向确定触觉输出系统的执行模式；以及执行模式被配置为将佩戴者的注意力指向虚拟物体的虚拟位置。"

专利权利要求#28：一种头戴式电子系统，包括：一个头戴式配件、一个被配置为向佩戴者显示计算机生成的虚拟物体的显示器、一个触觉执行器阵列，被配置为产生定向的触觉输出，以沿着一个方向引导佩戴者的注意力，以及一个音频系统，被配置为产生音频输出。

专利权利要求#29："如权利要求28的头戴式电子系统，其中触觉执行器阵列包括：第一触觉执行器，被配置为对佩戴者身体的第一区域产生第一触感；以及第二触觉执行器，被配置为对佩戴者身体的第二区域产生第二触感。"

专利权利要求#40：可穿戴电子系统还包括：第一镜架，被配置为在穿戴者的第一只耳朵上支撑可穿戴电子系统；以及第二镜架，被配置为在穿戴者的第二只耳朵上支撑可穿戴电子系统；第一头戴式触觉执行器被定位在第一镜架上；第二头戴式触觉执行器被定位在第二镜架上。

想了解更多具体的专利权利要求，请查看苹果公司的延续专利20210176548。今天公布的这项专利中的部分已经实现，空间音频将进入iOS 15 FaceTime。这项专利的下一个也是更重要的阶段将针对苹果的AR头显、智能眼镜和头部配件，其中触觉组件将发挥作用。