微軟為HoloLens發明4K MR影像生成方法

對於混合現實的真實感與沉浸感而言，虛擬影像的解析度十分重要。許多混合現實系統都採用基於MEMS反射鏡系統的鐳射掃描來生成影像，但這種系統的物理構成難以實現高解析度的影像，因為影像的解析度取決於反射鏡反射和鐳射引導的速度。

微軟在專利中解釋道：

“然而，當前的MEMS技術對反射鏡掃描速率設定了上限，進而限制了顯示解析度。例如，27 kHz水平掃描速率與60 Hz垂直掃描速率相結合可產生720p的垂直解析度。但混合現實可能需要明顯更高的垂直解析度（如1440p，2160p），特別是對於近眼顯示器而言，其中720p和類似垂直解析度可能會看起來模糊不清。

儘管水平和/或垂直掃描速率的增加會提高顯示解析度，但前者在技術上可能無法實現，而後者則會增加功耗。另外，高掃描速率會至少部分地約束反射鏡掃描角度和孔徑。而且由於與較小‘畫素’尺寸所相關聯的衍射極限，支援更高解析度也可能需要更大的反射鏡尺寸。使用這種較大的反射鏡可能進一步增加通過掃描顯示器實現更高解析度的困難，因為較大的反射鏡會導致較低的掃描頻率。

微軟對此提出了一種全新的解決方案。他們不是專注於加快反射鏡的震動速率，而是簡單地採用第二個偏置鐳射器，從而在不升級反射鏡硬體的基礎上解決使解析度加倍問題。

他們寫道：“如下所述，對於操作多個鐳射器的隔行掃描模式，其可以與隔行掃描幀之間的可變掃描速率和/或相位偏移相結合，從而實現鐳射器輸出之間的所需間隔，進而產生所需的影像畫素間隔和解析度。多個鐳射器的使用允許每個反射週期掃描多條線，從而允許在不增加反射鏡掃描頻率的情況下實現更高的解析度，同時還允許使用更大的反射鏡，這可以幫助避免由於衍射極限所帶來的畫素尺寸問題。”

微軟同時指出，眼動追蹤的應用可以幫助系統專注於為使用者實際注視區域輸出更高解析度，從而節省功耗和計算。

微軟的發明技術可用於一系列不同的輸出方法，包括用於HoloLens的波導，以及鐳射投影電視和其他基於鐳射和MEMS的系統。

預計微軟將於明年年初發布新一代的HoloLens，而他們是否會將以往申請的專利技術用於下一款頭顯身上仍有待觀察，尤其是因為Magic Leap已經推出了一款在某種程度上優於HoloLens的產品，比如說更優的視場。

完整專利請訪問美國專利及商標局官網。

from：映維

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