【维深信息】从离轴透镜到光波导

近日，深圳市维深信息技术有限公司发布了一份名为“从离轴透镜到光波导”的行业研究报告。该报告系统全面地分析了AR光学方案，详细描述了光学评价参数、AR产业链以及不同AR光学方案之间的差异。它不仅追溯了AR光学的发展历程，还针对各时段主流AR光学方案及其厂商，从结构、原理出发，提供了原创性的结构图和原理图，深入分析了不同光学方案的优劣点、技术瓶颈、量产难度、发展趋势等，为行业从业者和投资者提供了宝贵的参考。这份报告是一份深入了解AR光学技术发展和市场趋势的重要资料，对于相关领域的专业人士来说，其中包含了丰富的行业洞察和数据分析，具有很高的参考价值。

增强现实技术（AR）正在快速发展，特别是在光学显示领域。AR光学方案经历了从棱镜方案、离轴透镜方案、自由曲面方案、Birdbath方案到光波导方案的五个发展阶段。光波导方案因其轻薄、高透光率和成熟的量产工艺，逐渐成为消费级AR市场的主要发展方向。

AR光学的核心在于实现虚拟信息与现实环境的无缝叠加。光波导技术通过延长光路，利用半透半反镜面阵列、光栅等元件实现光的折叠和传播，既传递屏幕光，又不影响环境光的入眼，满足AR显示需求。光波导方案的优势在于其轻薄设计和高透光率，这对于消费级市场来说尤为重要。随着技术的进步，光波导方案有望在未来三到五年内成为消费级AR设备的首选。

光波导技术的进步也推动了AR设备的轻薄化和高性能化。例如，雷鸟、INMO、Xreal、魅族等厂商已经推出或即将推出基于光波导的AR设备。这些设备不仅在设计上更加轻便，而且在显示效果上也更加出色。光波导方案的光学参数，如视场角（FOV）、亮度、透光率和光学效率，都是评价AR光学性能的关键指标。

在视场角方面，AR设备需要足够大的FOV以提供沉浸感。人眼的水平视场角最大可达160°，但目前市场上主流的AR方案FOV仍在30°-70°之间。亮度也是AR设备面临的一大挑战，尤其是在阳光直射的环境中。AR设备的入眼亮度需要达到300尼特以满足室内需求，1500尼特以满足正常户外需求，而3000尼特才能达到全天候AR眼镜的亮度需求。

透光率决定了现实世界在AR设备中的清晰度。理想的透光率是100%，但现有技术还难以达到。光波导的透光率一般在85%-90%之间，这对于提供清晰的现实环境视图至关重要。光学效率则是指人眼接收到的光与发光元件发出的光的比例。不同的光学方案由于设计和制造的不同，光学效率也有很大差异。

眼动范围（Eyebox）和出瞳距离（Eye relief）也是AR光学设计中的重要参数。Eyebox是指近眼显示光学模组与眼球之间的一块区域，是显示内容最清晰的区域。出瞳距离则是指能够看清整个视场时眼睛与光学镜片间的距离。这些参数直接影响用户的佩戴舒适度和视觉体验。

随着技术的发展，光波导方案也在不断进化。例如，通过探索二维扩瞳、波导拓展、光栅构造、镜片材料、偏振复用等技术，光波导方案的性能得到了进一步提升。这些技术有助于压缩模组的厚度和重量，提高光学参数，实现普通眼镜形态的同时，提供优秀的显示交互体验。

全息元件和超表面光学也是AR光学领域的前沿技术。全息元件通过微纳工艺实现卓越的光学性能，而超表面光学则利用亚波长尺寸器件在二维空间中的排布来实现特定的电磁特性。这些技术为AR光学提供了新的解决方案，有望成为产业和资本追踪的赛道。

总的来说，AR光学的发展正朝着更轻薄、更大视场角、更高亮度和透光率的方向前进。光波导方案以其独特的优势，正在成为消费级AR市场的新宠。随着技术的不断进步，我们可以期待未来AR设备将更加轻便、舒适，提供更加沉浸和真实的增强现实体验。

这篇文章的灵感来自于维深信息发布的《从离轴透镜到光波导》报告。除了这份报告，还有一些同类型的报告也非常有价值，推荐阅读。这些报告我们都收录在同名星球，可以自行获取。

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