Microsoft patenterer metode til at generere 4K Mixed Reality virtuelle billeder

Opløsningen af ​​virtuelle billeder i dit synsfelt er et vigtigt element i det, der gør blandet virkelighed overbevisende og fordybende.

Mange Mixed Reality-systemer bruger laserscanning via MEMS-spejlsystemer til at generere billeder, men disse systemers fysik gør det vanskeligt at skabe billeder i høj opløsning, hvor opløsningen af ​​billedet afhænger af, hvor hurtigt spejlet reflekterer og dirigerer laserlyset. bevæge sig.

I patentet forklarer Microsoft:

Den nuværende MEMS-teknologi sætter dog en øvre grænse for spejlscanningshastigheder, hvilket igen begrænser skærmopløsningen. Som et eksempel kan en 27 kHz horisontal scanningshastighed kombineret med en 60 Hz vertikal scanningshastighed give en vertikal opløsning på 720p. Betydeligt højere lodrette opløsninger (f.eks. 1440p, 2160p) kan være ønsket, især for nær-øje-visningsimplementeringer, hvor 720p og lignende lodrette opløsninger kan virke sløret og lav opløsning. Mens en stigning i den horisontale og/eller vertikale scanningshastighed ville øge skærmopløsningen, kan førstnævnte være teknologisk umuligt, mens sidstnævnte øger strømforbruget. Yderligere kan høje scanningshastigheder i det mindste delvist begrænse spejlscanningsvinkel og blænde, hvor større værdier også ønskes. Derudover kan understøttelse af højere opløsning også kræve en større spejlstørrelse på grund af diffraktionsgrænsen forbundet med mindre "pixel"-størrelser. Brugen af ​​et sådant større spejl kan yderligere øge vanskelighederne med at opnå højere opløsninger med scanningsskærme, da det større spejl fører til en lavere scanningsfrekvens.

Microsoft har en ny løsning på problemet – i stedet for at forsøge at vibrere spejlet hurtigere, foreslår Microsoft blot at bruge en anden, offset-laser, som gør det muligt at løse det dobbelte af opløsningen uden at opgradere spejlets hardware.

De skriver:

Som beskrevet nedenfor kan en interlaced-tilstand til drift af flere lasere kombineres med variable scanningshastigheder og/eller faseforskydninger mellem interlaced frames for at opnå ønsket afstand mellem laseroutput, hvilket igen giver den ønskede billedpixelafstand og opløsning. Brugen af ​​flere lasere gør det muligt at scanne flere linjer pr. spejlperiode, hvorved der kan opnås højere opløsning uden at øge spejlscanningsfrekvenserne, og tillader også større spejle at blive brugt, hvilket kan hjælpe med at undgå problemer med pixelstørrelse pålagt af diffraktionsgrænser.

Microsoft lover også at bruge eyetracking, så Microsoft kan koncentrere sig om output med højere opløsning på den del af billedet, som brugeren faktisk ser på, hvilket sparer strøm og beregningsarbejde.

Teknologien er anvendelig til en række forskellige outputmetoder, herunder bølgeledere som i HoloLens, men også laserprojektions-tv'er og andre systemer, der bruger lasere og MEMS.

Microsoft forventes at frigive deres efterfølger til HoloLens i begyndelsen af ​​næste år, og det er stadig uvist, om de vil implementere nogle af disse teknologier i deres nye headset, især nu hvor Magic Leap har frigivet en enhed, der er blevet en del forbedret på HoloLens 1 , med funktioner såsom forbedret synsfelt.

Det fulde patent kan ses her.