之前我們在談智能眼鏡單、雙目的時候（點此訪問），簡單提到了光波導等光學顯示系統相關的問題，今天這篇文章我們就來聊聊AR眼鏡中的光學技術吧！

ONE

AR眼鏡的光學成像系統

AR眼鏡的光學成像系統由微型顯示屏和光學鏡片組成，可以將其理解為智能手機的屏幕。 增強現實，從本質上說，是將設備生成的影像與現實世界進行疊加融合。這種技術基本就是通過光學鏡片組件對微型顯示屏幕發出的光線束進行反射、折射、衍射，最終投射到人的視網膜上實現的。

TWO

常見成像系統及其差別

市面上常見的光學顯示系統有“LCos+棱鏡”、“Micro OLED+自研曲面類”、“LCos/DLP+光波導”等。這篇文章中，我們主要介紹棱鏡、曲面反射、光波導三大類光學元件。

棱鏡

棱鏡方案技術成熟、成本低，但做出來的AR眼鏡視場角都比較小，AR體驗感不強。透明棱鏡在強光下的顯示效果也不太好。所以現在一些比較好的棱鏡方案是包裹式的，以確保顯示的內容足夠清晰且不受環境光線影響。

曲面反射

曲面反射分為大曲面和小曲面，大曲面的視場角更大、成像效果更好，小曲面則犧牲了一點視場角，使眼鏡外觀更為小巧輕便，便于日常佩戴，性價比更高。

光波導

光波導的細分分類有很多，如幾何反射波導、衍射刻蝕光柵波導、全息光柵波導等，他們之間在加工工藝、量產能力上都有一些區別。Hololens、Magic Leap、Vuzix 4000等智能AR眼鏡用的都是衍射刻蝕光柵波導技術，它們的視場角大、分辨率高，非常輕便，很適合大規模量產的半導體加工工藝。

AR眼鏡光學元件分類及其特點、產品：

THREE

光學元件視場角越大越好？

視場角越大表明人能看到的視野越大。對于AR或VR眼鏡來說，一般視場角越大，體驗越好。不過視野的大小還與功耗、技術復雜度和制造成本相關，如果你只是需要用于工業生產活動中的遠程協助，或是一些簡單的信息提示功能，那么15-30°的視場角基本就能夠提供清楚的視覺顯示，沒必要再去追求更大的視場角。因為比這更大的視場角反而會容易造成視覺遮擋或干擾，影響正常工作視野。

FOUR

亮度高低對使用體驗的影響

這個問題涉及到一個叫“光效率”的技術名詞。光效率包括兩個方面，一方面是數字圖像從物理屏幕到達視網膜的顯示效率，另一方面是現實世界到達視網膜的效率。 這兩個效率從理論上說當然是越大越好。但“魚與熊掌，不可得兼”，我們很難同時將這兩個效率都做的很好。此外，不同的光學成像系統所能達到的效率也有很大差別，這與光源能量損失、功耗、續航、發熱等諸多因素相關。

目前較多的AR產品為了讓用戶有更好的數字圖像體驗，一般會在鏡片外部加上一層深色透明的材料來遮擋大部分的環境光，以減弱對低亮度和低對比度的數字圖像的干擾。但在光學環境較弱的環境中，這種處理方法會使得雙目AR眼鏡佩戴者難以看清現實世界的存在，只能看到眼鏡屏幕生產的數字圖像，從而不能與現實世界進行交互。 不過，對單目式眼鏡來說，它本身對視野基本上沒有遮擋，所以即便廠家直接用不透明的黑色外殼包裹住整個透鏡，佩戴者在任何光線環境下也都能夠清晰地看到眼鏡中的圖像。

亮度、對比度對眼鏡的成像來說是一個很重要的問題。我們在挑選智能眼鏡時可以針對場景對智能眼鏡做一下相關環境光影響的試用，以檢驗眼鏡的成像效果是否滿足自身需求。

此外，光效率其實還會直接影響到智能眼鏡功耗和電池續航能力，關于這個問題，我們會在后面的技術文章里與大家討論，期待大家持續關注~

責任編輯：haq