Método de patentes da Microsoft para gerar imagens virtuais 4K Mixed Reality

A resolução de imagens virtuais em seu campo de visão é um elemento importante do que torna a realidade mista convincente e imersiva.

Muitos sistemas de Realidade Mista usam varredura a laser por meio de sistemas de espelho MEMS para gerar imagens, mas a física desses sistemas dificulta a criação de imagens de alta resolução, com a resolução da imagem dependendo da rapidez com que o espelho reflete e direciona a luz do laser. jogada.

Na patente a Microsoft explica:

No entanto, a tecnologia MEMS atual coloca um limite superior nas taxas de varredura de espelho, limitando por sua vez a resolução da tela. Como exemplo, uma taxa de varredura horizontal de 27 kHz combinada com uma taxa de varredura vertical de 60 Hz pode produzir uma resolução vertical de 720p. Resoluções verticais significativamente mais altas (por exemplo, 1440p, 2160p) podem ser desejadas, particularmente para implementações de exibição próxima ao olho, onde 720p e resoluções verticais semelhantes podem parecer borradas e de baixa resolução. Enquanto um aumento na taxa de varredura horizontal e/ou vertical aumentaria a resolução da tela, a primeira pode ser tecnologicamente inviável, enquanto a segunda aumenta o consumo de energia. Além disso, altas taxas de varredura podem restringir pelo menos parcialmente o ângulo de varredura do espelho e a abertura, onde valores maiores também são desejados. Além disso, o suporte a uma resolução mais alta também pode exigir um tamanho de espelho maior devido ao limite de difração associado a tamanhos de “pixel” menores. O uso de um espelho maior pode aumentar ainda mais as dificuldades em alcançar resoluções mais altas com telas de varredura, pois o espelho maior leva a uma frequência de varredura mais baixa.

A Microsoft tem uma nova solução para o problema – em vez de tentar vibrar o espelho mais rápido, a Microsoft propõe simplesmente usar um segundo laser offset, permitindo que ele resolva o dobro da resolução sem atualizar o hardware do espelho.

Eles escrevem:

Conforme descrito abaixo, um modo entrelaçado de operação de vários lasers pode ser combinado com taxas de varredura variáveis ​​e/ou deslocamentos de fase entre quadros entrelaçados para obter o espaçamento desejado entre a saída do laser, produzindo por sua vez o espaçamento e a resolução de pixel de imagem desejados. O uso de vários lasers permite que várias linhas sejam digitalizadas por período de espelho, permitindo assim que uma resolução mais alta seja alcançada sem aumentar as frequências de varredura de espelho, e também permite o uso de espelhos maiores, o que pode ajudar a evitar problemas com o tamanho do pixel imposto pelos limites de difração.

A Microsoft também promete usar o rastreamento ocular para que a Microsoft possa se concentrar na saída de resolução mais alta na parte da imagem que o usuário está realmente olhando, o que economiza energia e trabalho computacional.

A tecnologia é aplicável a uma variedade de métodos de saída, incluindo guias de onda, como no HoloLens, mas também TVs de projeção a laser e outros sistemas que usam lasers e MEMS.

Espera-se que a Microsoft lance seu sucessor do HoloLens no início do próximo ano, e resta saber se eles implementarão algumas dessas tecnologias em seu novo fone de ouvido, principalmente agora que o Magic Leap lançou um dispositivo que melhorou um pouco no HoloLens 1 , com recursos como campo de visão aprimorado.

A patente completa pode ser visto aqui.