HoloLens推出時很讓人震撼,但隨著時間推移,市場上同類型的產(chǎn)品越來越多,相對于同類產(chǎn)品展現(xiàn)出越來越大的視場角,HoloLens的小視場就有點(diǎn)不盡如人意。不過,微軟最近有一份專利公開,表示可以在很大程度上擴(kuò)大視場角。
根據(jù)專利中的描述, 它采用的是一種用于近眼顯示器使用的MEMS激光掃描器。這是一種將RGB三色激光模組與微機(jī)電系統(tǒng)(即MEMS)結(jié)合的投影顯示技術(shù)方案,也可以說是將純激光光源的投影顯示與掃描式投影顯示結(jié)合了起來。
簡單來說,它的原理是應(yīng)用微機(jī)電二維掃描振鏡及RGB三基色激光,以激光掃描的方式成像,其輸出分辨率取決于MEMS微鏡的掃描頻率。當(dāng)掃描式投影顯示與激光結(jié)合時,還可以實(shí)現(xiàn)更快的幀率,就專利中一個案例的說法,可以達(dá)到每秒60幀的速率,對人眼來說已經(jīng)足夠。
來看看它的具體結(jié)構(gòu),下面的圖片中即是主要部分的結(jié)構(gòu)透視圖。其中標(biāo)記為140的是激光發(fā)射裝置,一般情況下發(fā)射組成圖像的RGB光源。標(biāo)記為102的是光學(xué)元件,它起到反射光源發(fā)射的光線的作用,可以是任何合適的鏡面反射器件或者布拉格偏振光柵。
另外比較重要的部分就是MEMS驅(qū)動裝置,這兩個驅(qū)動裝置與很多MEMS掃描儀類似,都起驅(qū)動整個裝置在x軸和y軸兩個方向上高頻轉(zhuǎn)動的作用,在圖中由120和122表示,耦合在一起由124控制。
專利可以擴(kuò)大視場角的原理實(shí)際上是將MEMS激光掃描儀所支持的FOV展開,在一些案例中,MEMS激光掃描器由多個激光二極管的顯示引擎組成,包括在紅,綠和藍(lán)的波長發(fā)光設(shè)備,隨后發(fā)出的光被引導(dǎo)到光學(xué)反射鏡或布拉格偏振光柵(即前文中光學(xué)元件)處反射、偏振。
這里的光學(xué)元件可以繞兩個軸進(jìn)行一定程度的偏轉(zhuǎn),在專利中稱為x和y軸, 我們在前面的結(jié)構(gòu)圖中也可以看到,以這些軸線之一x軸來說,第一時刻,它可能從在第一取向偏振顯示接收到的光線,而到達(dá)第二時刻時,它已經(jīng)繞軸發(fā)生了一定角度的旋轉(zhuǎn),它就會在在第二取向偏振顯示接收到的光線。
也就是說,光線在光學(xué)反射鏡的第一方向上反射,描繪出整體圖像的第一部分。隨后光線在光學(xué)反射鏡的第二方向上描繪出整體圖像的第二部分。這個圖像的第一和第二部分可相結(jié)合,造成了看起來整體FOV放大的效果。再簡單點(diǎn)說,就是通過不同方向的反射,將FOV在縱橫兩個方向進(jìn)行了拉伸。不得不說,“拉伸”的效果也很不錯,在一些案例中,視場角達(dá)到了70度,相比Hololens 翻了一倍。
必須說明的是,MEMS激光掃描顯示本身并不是什么新方案,據(jù)說Remote EyeSight AR眼鏡就采用了這種顯示技術(shù),Opus Microsystems在2016年就有研發(fā)高清二維MEMS掃描鏡以及AR激光抬頭顯示器,另外,也有車載HUD采用這種方案。微軟這次專利受重視的的原因還是它可以在很大程度上擴(kuò)展視場角。
總而言之,正如開頭所述,Hololens的視場角相比現(xiàn)在市場上的眼鏡確實(shí)小了一些,它被稱為Sydney的下代產(chǎn)品正在研發(fā)而且很有可能明年推出,那么,適當(dāng)?shù)臄U(kuò)大FOV應(yīng)該會是Hololens考慮的方面,如果沒有更好的方案,或許MEMS激光掃描也是一個不錯的選擇。
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原文標(biāo)題:微軟的補(bǔ)丁。新專利可得到70度視場角
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