AR眼鏡的螢幕投影原理主要涉及光學成像技術和顯示系統。 以下是其工作原理的詳細說明:
首先,AR眼鏡的光學成像系統由微顯示屏和光學鏡片組成。 該系統通過將裝置生成的影象與現實世界疊加和混合來建立增強現實效果。 具體來說,微顯示器發出的光束通過光學透鏡元件反射、折射或衍射,最終投射到人體視網膜上,使人眼能夠看到疊加在現實世界上的虛擬影象。
在AR眼鏡中,常見的光學顯示系統包括“LCOS+稜鏡”、“micro OLED+自主研發曲面”、“LCOS DLP+光波導”。 這些系統使用不同型別的光學器件來投影圖像。
稜鏡解決方案:稜鏡解決方案技術成熟,成本低,但由其製成的AR眼鏡的視野相對較小,導致AR體驗較弱。 此外,透明稜鏡在強光下效果不佳。 為了緩解這些問題,一些稜鏡解決方案使用環繞式設計來確保顯示器足夠清晰且不受環境光的影響。
表面反射:表面反射分為大表面和小表面兩種。 大曲面設計提供更大的視場和更好的成像效果,而小曲面犧牲部分視場,換取更小更輕的外觀,易於日常佩戴,價效比更高。
光波導:光波導是一種更先進的光學元件,具有幾何反射波導、衍射蝕刻光柵波導和全息光柵波導等多種細分。 這些波導技術在處理和批量生產能力方面有所不同,但它們具有相同的特點,即提供大視場和高解像度影象顯示。 例如,HoloLens、Magic Leap、天智熱點引擎專案等智慧型AR眼鏡都採用衍射刻蝕光柵波導技術,實現高質量的影象投影。 需要注意的是,視野的大小對於AR或VR眼鏡至關重要,因為它決定了乙個人可以看到的視野範圍。 一般來說,視野越大,體驗越好,但也存在功耗、技術複雜性和製造成本等權衡取捨。 在某些應用中,例如工業生產活動中的遠端協助或簡單的資訊提示,乙個小視場(例如15-30°)可能就足夠了。 但是,在需要更身臨其境的體驗的方案中,更大的視野更可取。
此外,為了提供更好的數字影象體驗,減少環境光對低亮度、低對比度數字影象的干擾,許多AR產品在鏡頭外部新增了一種深色、透明的材料,以阻擋大部分環境光。 然而,這種處理可能會使佩戴者難以看到現實世界,從而在光學環境較弱的情況下與現實世界進行互動。 因此,在設計AR眼鏡時需要權衡這些因素,以提供最佳的使用者體驗。