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什麽是波光導鏡片

光波導,因其輕薄和外界光線的高穿透特性而被認為是消費級AR眼鏡的必選光學方案,又因其價格高和技術門檻高讓人望而卻步。隨著主流AR設備微軟HoloLens2、Magic Leap One等對光波導技術的采用和設備量產,以及AR光學模組廠商DigiLens、耐德佳、靈犀微光等近期融資消息的頻繁披露,導致光波導的討論熱度也持續增加了不少。

那麽,光波導的工作原理是怎樣的?市面上林林總總的陣列光波導、幾何光波導、衍射光波導、全息光波導、多層光波導又有什麽不同?它又是如何壹步步改變AR眼鏡市場格局的?

壹、光波導,壹個應AR眼鏡需求而生的光學方案

增強現實(AR)與虛擬現實(VR)是近年來廣受關註的科技領域,它們的近眼顯示系統都是將顯示器上的像素, 通過壹系列光學成像元件形成遠處的虛像並投射到人眼中。

不同之處在於,AR眼鏡需要透視(see-through),既要看到真實的外部世界,也要看到虛擬信息,所以成像系統不能擋在視線前方。這就需要多加壹個或壹組光學組合器(optical combiner),通過“層疊”的形式, 將虛擬信息和真實場景融為壹體,互相補充,互相“增強”。

AR設備的光學顯示系統通常由微型顯示屏和光學元件組成。概括來說,目前市場上的AR眼鏡采用的顯示系統就是各種微型顯示屏和棱鏡、自由曲面、BirdBath、光波導等光學元件的組合,其中光學組合器的不同,是區分AR顯示系統的關鍵部分。

微型顯示屏,用來為設備提供顯示內容。它可以是自發光的有源器件,比如發光二極管面板像micro-OLED和現在很熱門的micro-LED,也可以是需要外部光源照明的液晶顯示屏(包括透射式的LCD和反射式的LCOS),還有基於微機電系統(MEMS)技術的數字微鏡陣列(DMD, 即DLP的核心)和激光束掃描儀(LBS)。

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