增強現實 (AR) 技術通過將計算機生成的虛擬物件或資訊疊加到現實世界中來增強現實。 AR眼鏡是利用光學顯示解決方案將虛擬資訊與真實場景融合的關鍵AR裝置。
增強現實(AR)技術由於虛擬實境和實時互動的結合,正在改變各行各業的資訊互動方式。 AR眼鏡作為AR技術的關鍵裝置之一,可以通過測量使用者與真實場景中物體之間的距離並對其進行重建,將計算機生成的虛擬物體或其他資訊疊加到現實世界中來增強真實感。 AR眼鏡需要透視,既能看到真實的外部世界,也能看到虛擬的資訊,因此光學顯示解決方案至關重要。
目前,行業內AR眼鏡的光學顯示解決方案大致可分為稜鏡、鳥浴和光波導三大類,此外還有離軸和自由曲面光學解決方案。 讓我們來看看它們各自的特點和優勢。
稜鏡光學方案主要由微型投影儀和反射稜鏡組成。 微型投影儀將影象投射出來,然後通過具有半返回和半透反射結構的反射稜鏡將影象直接反射到人眼的視網膜中,並與真實影象疊加,形成虛實融合的視覺體驗。 該方案技術成熟,成本低,但由於視場相對較小,AR體驗不夠強。
Birdbath光學解決方案利用鏡面反射原理反射部分光線,讓使用者同時看到現實世界和虛擬顯示屏。 Birdbath解決方案具有結構簡單、門檻低、視場大、光效高等優點,對微顯示要求低,因此在市場上一些觀看AR眼鏡中得到了廣泛的應用。 然而,與普通眼鏡相比,採用這種方案的眼鏡可能更厚,透光率較低,眼睛範圍有限,容易出現影象失真。 因此,Birdbath技術解決方案主要針對高價效比的低端市場。
另一種常見的光學顯示方案是光波導。 光波導利用光在玻璃透鏡中全反射的原理,在保證成像清晰、影象對比度高的基礎上,可以為使用者提供大視場。 根據光入射波導的耦合結構,光波導技術可分為衍射光波導技術和陣列光波導(幾何光波導)技術兩種。
以前,光波導由於生產工藝複雜且產量低而成本高昂。 然而,隨著技術的發展,光波導解決方案逐漸成熟,產量也逐漸提高。 光波導具有清晰、薄、透明、大視場等優點,因此成為AR機廠商首選的主流解決方案。
AR衍射光波導模組已取得階段性成果,其單色衍射光波導模組顯示解像度為720P,視場角為40度,透射率超過85%,超過10000 PPI。
AR技術已廣泛應用於工業設計製造、醫療、娛樂教育等領域,影響和改變著各行各業生產生活中的資訊交換方式,具有巨大的潛在應用價值。