2025-01-14-维深信息-从离轴透镜到光波导_91页_34mb

AR 光学方案总结

AR光学技术经历了多个发展阶段，光波导方案凭借其轻薄、高透光率及成熟的量产工艺，逐渐成为消费级AR设备的首选。不同类型方案及其特点如下：

1. 光波导方案

光波导技术通过光学元件实现光路折叠和光耦合，分为几何光波导（基于反射原理）和衍射光波导（基于光栅衍射）。

• 几何光波导：
  利用半透半反镜面阵列反射图像，色彩还原好，光学效率高，但光机体积大，专利壁垒高，量产成本高。

• 衍射光波导：
  采用光栅结构实现光耦合，包括表面浮雕光栅（SRG）和体全息光栅（VHG）。

  • SRG：制造工艺较成熟，纳米压印技术提高良率，适合消费电子，但存在彩虹效应和光效低的问题。
  • VHG：利用全息干涉工艺，成本低，但色散严重，FOV受限，尚未大规模量产。

• 混合波导（PWG）：
  结合传统波导高画质与Birdbath低成本特性，采用偏振折返式光学，实现轻量化、窄边框设计，已进入市场验证阶段。

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2. 其他主流光学方案对比

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3. 前沿光学方案

• 全息光学元件（HOE）：
  将人眼也纳入光学系统，通过激光扫描实现视网膜投影，目前主要试用于单色应用，彩色方案尚在实验室验证。

• 超表面光学：
  利用亚波长单元调控光场，体积比传统透镜更小巧，精度要求高，面临色散、制造工艺挑战，尚未商业应用。

综上，光波导（尤其是衍射光波导）与混合波导技术在消费级AR中处于主导地位，并逐步取代以往厚度较大的光学方案，向轻量化、高画质发展。