微软再为HoloLens研究新光学方案,可翻倍到70度FOV


Qualcomm & Pico XR创新应用大赛获奖作品

文章相关引用及参考:mspoweruser

用户所看到的最终图像可以横跨70度范围。

映维网 2017年10月21日微软HoloLens的主要问题是视场有限,而这是由使用的技术物理所决定。微软写道,为了在波导中使用内反射,他们不得不将设备限制在大约35度的出射角范围内,而这决定了用户所看到的最终全息图视场。

然而,微软已经在努力探索新的技术来克服这个限制。早在2016年12月份映维网就有报道过微软欲通过叠加两种类型显示器来提高HoloLens视场的研究。现在,微软又有了新方案,欲将沿波导发送的图像分成两个元素,然后再提供两个单独的出口,这时尽管每个元素将被限制在35度的范围内,但用户所看到的最终图像可以横跨70度范围。

该专利的发明者写道:

根据本技术的特定实施例,光波导包括至少两个中间组件,而每个中间组件用于支撑FOV的不同部分。更具体地讲,输入耦合器设计成在至少两个不同的方向上衍射光(如相反方向),以将对应于图像的光引导到不同的中间组件。例如,通过适当调整输入耦合器的光栅周期,对应于FOV左半部分的光将转向左边中间组件。

另外,通过适当调整光栅周期,可以使不被引导至左边中间组件或右边中间组件的FOV的一部分(如FOV的中心部分),进入渐逝衍射顺序。

更笼统地讲,通过适当设计和放置输入耦合器,并且适当放置和设计两个或多个中间组件,FOV的不同部分可以引导至不同的方向。这样的实施例可以提供两个显着的优点。

首先,即使每个中间组件分别支持相对较小的FOV(如不超过约35度的对角FOV),这样的实施例仍然可以提供非常大的总对角FOV。

另外,由于只有FOV的期望部分被引导至每个不同的方向,因此可以显着地节省功率(如高达50%)。本技术的实施例演示已经表明,这样的实施例可以获得高达约70度的对角FOV,其中光波导的块体基板的折射率为约1.7(即n1〜1.7)。

因此已经得到证明的是,与上文参考图FIGS.1A,IB,1C和2中的示例性波导100所能实现的FOV相比,本技术的实施例可以用于加倍对角FOV。通过适当的设计,本文所述的实施例可用于提供高达约90度或甚至更大的FOV。注意,除非另有说明,本文所用的术语FOV是指对角FOV。

如果你能理解所述内容,你或许也是一名光学工程师,就像该专利的首席发明者Tuomas Vallius一样。但本专利的主要一点是:微软已经在实际的硬件中展示了这一技术,亦即解决方案不仅只停留于理论阶段。希望这能成为微软推出第二代HoloLens硬件的突破口。

本专利于2017年4月提交,更多详细信息请前往WIPO

原文链接https://yivian.com/news/37049.html
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