微软的新专利可得到70度视场角

HoloLens推出时很让人震撼，但随着时间推移，市场上同类型的产品越来越多，相对于同类产品展现出越来越大的视场角，HoloLens的小视场就有点不尽如人意。不过，微软最近有一份专利公开，表示可以在很大程度上扩大视场角。

根据专利中的描述， 它采用的是一种用于近眼显示器使用的MEMS激光扫描器。这是一种将RGB三色激光模组与微机电系统（即MEMS）结合的投影显示技术方案，也可以说是将纯激光光源的投影显示与扫描式投影显示结合了起来。

简单来说，它的原理是应用微机电二维扫描振镜及RGB三基色激光，以激光扫描的方式成像，其输出分辨率取决于MEMS微镜的扫描频率。当扫描式投影显示与激光结合时，还可以实现更快的帧率，就专利中一个案例的说法，可以达到每秒60帧的速率，对人眼来说已经足够。

来看看它的具体结构，下面的图片中即是主要部分的结构透视图。其中标记为140的是激光发射装置，一般情况下发射组成图像的RGB光源。标记为102的是光学元件，它起到反射光源发射的光线的作用，可以是任何合适的镜面反射器件或者布拉格偏振光栅。

另外比较重要的部分就是MEMS驱动装置，这两个驱动装置与很多MEMS扫描仪类似，都起驱动整个装置在x轴和y轴两个方向上高频转动的作用，在图中由120和122表示，耦合在一起由124控制。

专利可以扩大视场角的原理实际上是将MEMS激光扫描仪所支持的FOV展开，在一些案例中，MEMS激光扫描器由多个激光二极管的显示引擎组成，包括在红，绿和蓝的波长发光设备，随后发出的光被引导到光学反射镜或布拉格偏振光栅（即前文中光学元件）处反射、偏振。

这里的光学元件可以绕两个轴进行一定程度的偏转，在专利中称为x和y轴， 我们在前面的结构图中也可以看到，以这些轴线之一x轴来说，第一时刻，它可能从在第一取向偏振显示接收到的光线，而到达第二时刻时，它已经绕轴发生了一定角度的旋转，它就会在在第二取向偏振显示接收到的光线。

也就是说，光线在光学反射镜的第一方向上反射，描绘出整体图像的第一部分。随后光线在光学反射镜的第二方向上描绘出整体图像的第二部分。这个图像的第一和第二部分可相结合，造成了看起来整体FOV放大的效果。再简单点说，就是通过不同方向的反射，将FOV在纵横两个方向进行了拉伸。不得不说，“拉伸”的效果也很不错，在一些案例中，视场角达到了70度，相比Hololens 翻了一倍。

必须说明的是，MEMS激光扫描显示本身并不是什么新方案，据说Remote EyeSight AR眼镜就采用了这种显示技术，OpusMicrosystems在2016年就有研发高清二维MEMS扫描镜以及AR激光抬头显示器，另外，也有车载HUD采用这种方案。微软这次专利受重视的的原因还是它可以在很大程度上扩展视场角。

总而言之，正如开头所述，Hololens的视场角相比现在市场上的眼镜确实小了一些，它被称为Sydney的下代产品正在研发而且很有可能明年推出，那么，适当的扩大FOV应该会是Hololens考虑的方面，如果没有更好的方案，或许MEMS激光扫描也是一个不错的选择。