一、名词解释

介质：光波、声波等借以传播的物质。

透射：当光从一个介质入射到另一个介质，穿过另一个介质的现象。

反射：当光从一个介质入射到另一个介质的表面，传播方向改变，回到原介质的现象。

折射：当光从一个介质入射到另一个介质的里面，传播方向改变的现象。

全反射：当光从一个介质入射到另一个介质的表面，全部被反射，回到原介质的现象。

衍射：当光遇到障碍物，偏离原来直线传播的现象。

分光镜：按照一定比例，将光一部分反射，一部分透射，分成两束光的光学元件。

二、微型显示屏

AR眼镜的显示部分主要是微型显示屏和光学元件。微型显示屏应用在相机的电子取景器，现在也应用在AR眼镜上。

微型显示屏主要有以下几种：

OLED（Organic Light-Emitting Diode）：有机发光二极管

micro-LED：微米发光二极管

LCD（Liquid Crystal Display）：液晶显示

LCoS（Liquid Crystal on Silicon）：硅基液晶

DLP（Digital Light Porsessor）：数字光处理器

三、VR眼镜和AR眼镜的显示区别

区别1：怎么观看微型显示屏画面？

如果将微型显示屏置于眼镜前方，但是人们无法看清楚这么近的画面。VR眼镜的做法是使用凸透镜将显示画面光线折射到人眼中。

AR眼镜需要显示画面和周围环境叠加，既能看见显示信息又能看见周围环境。为了不遮挡眼镜前方，将微型显示屏安装在眼镜的上方或者侧方，还需要光学元件将显示画面投射到眼睛。

区别2：怎么观看周围环境？

VR眼镜为了解决在虚拟世界中查看周围环境的问题，使用了See-Through方案。使用摄像头录制周围环境，将摄像头画面和虚拟物体叠加。这种VR眼镜也称为MR眼镜。

AR眼镜直接看见周围环境，而MR眼镜以摄像头的画质查看周围环境。

四、光学元件

1、棱镜

使用棱镜，将微型显示屏的光线折射到眼睛中。例如Google Glass。

眼镜侧方显示屏画面的颠倒字母F，经过棱镜折射变成正常字母F，呈现在眼镜前方。

2、自由曲面

使用凹面镜，将眼镜上方微型显示屏的光线反射到眼睛中。例如Meta 2。

3、BirdBath（形状像供鸟戏水的水盆）

使用分光镜将眼镜上方微型显示屏的光线，反射到眼镜前方的凹面镜，接着凹面镜将光线反射到眼睛。

分光镜除了反射，也将眼镜前方的自然光线透射到眼睛，同时看见了显示画面和周围环境。

早期的分光镜和凹面镜的镜片都比较厚， 只能做成头盔的样式，例如联想Mirage AR。

现在的分光镜和凹面镜的镜片薄，可以做成眼镜的样式，例如Nreal Air。

从眼镜侧面看。

鸿蚁光电的光学模组

普通型：厚度15-20毫米

菲涅尔光场：厚度10-15毫米

曲面成膜反射：厚度7-10毫米

激光曲面扫描：厚度小于7毫米

光学模组的上方是微型显示屏的位置，左边是分光镜，右边是凹面镜，3条直线表示光线。

微型显示屏的光线从上到下（直线1），分光镜的光线从左到右（直线2），凹面镜的光线从右到左（直线3）。

微型显示屏的光线 -> 分光镜反射 -> 凹面镜反射 -> 人眼

周围环境的光线 -> 分光镜透射 -> 人眼

4、几何光波导

类似光纤传输，将微型显示屏的光线全反射，传播到眼睛。目前没有该类产品。

5、衍射光波导

在材料表面上雕刻出浮雕光栅，将微型显示屏的光线多次衍射，传播到眼睛。例如HoloLens。

五、小结

棱镜：光的折射，视场角较小。

自由曲面：光的反射，成像有畸变，需要畸变校正算法纠正。

BirdBath：光的2次反射，比较均衡。

几何光波导：光的全反射，量产性不足。

衍射光波导：光的衍射，性能需改善。