全部 高分子 智能汽车 陶瓷 消费电子 弹性体 生物降解 5G材料 光伏 医用材料 锂电 汽车材料 新消费电子 会议列表 展会 半导体 LED 氢能源 艾邦人才网
常见AR光学系统及原理对比
光学系统是AR设备中的一个重要组成部分。在AR设备中,为了实现投影中的图像和真实世界的结合,必须有一个光学系统。在这篇文章中,阐述了几种常见的光学系统及其原理,并进行了简单的对比。



在设计AR的光学系统时,需要考虑以下几个要素:


  • 光效率(投影仪到眼睛),即将光线从投影仪导入人眼的过程中传递的比例;

  • 环境光透射率;

  • 光学系统的尺寸和重量;

  • 越大越好的FOV。



图片
AR设备中的光学系统 Source: Omdia

对于现有的AR光学系统,可以简单归类为两种主要方案:

第一类是利用一些光学元件的半透半反特性,将部分显示光反射到人眼中。同时,外部光线也可以穿过此光学装置,从而实现图像与现实世界的结合。这种类型的光学装置可进一步分为三种类型:Prism、Free-space和Birdbath。

第二类解决方案是光波导类型。目前主要有三种技术:反射光波导、衍射光波导和全息光波导。


图片
AR光学系统原理图 Source: Omdia

目前不存在完美的解决方案,必须对不同的参数进行权衡

总的来说,目前还没有完美的AR光学解决方案。不同的解决方案都是在牺牲特定特性的情况下对其他方案的优化。

Prism、Free-space和Birdbath光学系统的结构需要较大的空间来实现。

Prism是谷歌眼镜选择的光学解决方案。然而,这种方案无法解决狭窄的FOV和大体积的光学元件之间的矛盾,所以消费类电子产品逐渐放弃了它。然而,由于其较高的光学效率,它仍然被用于工业和军事应用。

图片
Google Glass Enterprise Edition 2,采用了棱镜方案

Free-space和Birdbath的优点是对比度好,分辨率高,FOV大,但它对环境光的透射率低。因此更适用于室内场景。爱普生(Epson)的BT300和Nreal的产品选择了这种解决方案。

图片
Nreal Light,采用Birdbath光学方案

光波导技术有望成为AR眼镜的主流光学解决方案。在AR眼镜中,要想光在传输的过程中无损失无泄漏,光的全反射是关键。光机生成图像光影后,光波导可将光耦合进自身的玻璃基底中,并通过全反射的原理,使光传输到人眼前方实现成像。

光波导技术的优点有:


  • 通过一维和二维扩瞳技术增大动眼框;

  • 成像系统旁置,不阻挡视线并且改善配重分布;

  • 外观形态更像传统眼镜;

  • 提供了“真”三维图像的可能性。







目前开发者对此技术最感兴趣,但也有其不足之处。




其中反射式光波导的光学效率更高,但成本也更高。
图片
Lumus Maximus采用了反射光波导

衍射光波导是目前AR领域最有前途的光学解决方案,但其光效较低。AR制造商已经转向高亮度的硅基micro LED(LEDoS)来解决这个问题。

图片
微软 HoloLens 2采用衍射光波导

全息光波导具有与衍射光波导相似的特性,在成本上可能具有优势,但在全色发展上还不成熟。

图片
TCL 雷鸟发布的先锋版智能眼镜采用全息光波导

资料来源:Omdio



相关推荐
豪威集团发布世界首款产品级 CIS/EVS 融合视觉芯片 OV60B10
豪威集团发布世界首款产品级 CIS/EVS 融合视觉芯片 OV60B10
0
0
2
佳禾智能(300793):与瑞欧威尔合作开发的AR眼镜已经于今年第二季度出货
8月5日,佳禾智能在互动平台表示:公司与瑞欧威尔公司合作开发的AR眼镜已经于今年第二季度出货,另外有其它客户在进行项目交流,公司研发量产的工业级AR眼镜,是工业元宇宙的硬件入口设备类型之一。
0
0
2
诠视科技展开2022线上新品发布会,包括AR头戴单元和6DOF操控单元
诠视科技展开2022线上新品发布会,包括AR头戴单元和6DOF操控单元
0
0
5
用于AR/VR,国外团队成功研发1600 PPI Micro LED显示器
7月29日据韩媒报道,韩国高等科学技术研究院(KAIST)宣布,由电气电子工程学院的Sang-Hyun Kim教授领导的研究团队利用单片式3D集成技术,成功研发了1600 PPI等效Micro LED显示器。
0
0
3
VR/AR 2022年上半年出货量突破500万台
VR/AR 2022年上半年出货量突破500万台
0
0
5
亮亮视野再获投资
近日,亮亮视野获东方嘉富投资,公司将持续在AR光学、硬件、平台等关键要素上加大投入。
0
0
7
小米眼镜相机正式发布,搭载AR光机系统
小米眼镜相机正式发布,搭载AR光机系统
0
0
7
剑指AR眼镜消费市场,鸿蚁光电推出极致高透超轻BB光学模组
剑指AR眼镜消费市场,鸿蚁光电推出极致高透超轻BB光学模组
0
0
7
TCL华星独供创维VR新品PANCAKE 1,全球最高1512 PPI LCD
TCL华星独供创维VR新品PANCAKE 1,全球最高1512 PPI LCD
0
0
9
苹果、Meta 拟导入富采Micro LED进军AR/VR领域
​据台湾经济日报消息,苹果、Meta 正在加强进军元宇宙的步伐,据传它们已找上台湾 LED 龙头富采合作,拟导入富采的 Micro LED 技术,共同合作开发面向元宇宙的 VR / AR 装置应用。
0
0
8
欧菲光为YVR 2提供Pancake光学解决方案
2021年以来,全球科技巨头纷纷入局元宇宙,以虚拟现实为代表的高沉浸度交互方式,已成为全球普遍认可的通往元宇宙的关键交互入口,迎来了产业爆发的窗口期。
0
0
12
「新技术发布」星移眼动追踪参考设计一体机
「新技术发布」星移眼动追踪参考设计一体机
0
0
15
创维PANCAKEXR全新品牌正式发布,进军C端
创维PANCAKEXR全新品牌正式发布,进军C端
0
0
9
谷歌新款AR眼镜即将展开测试
谷歌新款AR眼镜即将展开测试
0
0
18
华为公布Micro LED巨量转移技术专利,在AR/VR上应用潜力大
华为公布Micro LED巨量转移技术专利,在AR/VR上应用潜力大
0
0
14
无辐辏调节冲突的反射式体全息光栅阵列波导AR 3D显示
无辐辏调节冲突的反射式体全息光栅阵列波导AR 3D显示
0
0
11
博世宣布30亿欧元半导体业务扩张计划,将布局AR眼镜的MEMS微投影模块
博世宣布30亿欧元半导体业务扩张计划,将布局AR眼镜的MEMS微投影模块
0
0
9
​三个版本,AR眼镜Magic Leap 2 即将发售
​三个版本,AR眼镜Magic Leap 2 即将发售
0
0
14
VR眼镜YVR 2发布,全球首款正式发售的Pancake光学一体机
VR眼镜YVR 2发布,全球首款正式发售的Pancake光学一体机
0
0
11
苹果第二代AR/VR头显采用3P Pancake透镜,三星将为苹果开发Micro-OLED面板
苹果第二代AR/VR头显采用3P Pancake透镜,三星将为苹果开发Micro-OLED面板
0
0
14