5.2.2　基于光学的AR

目前比较成熟的AR技术中的光学显示方案主要分为棱镜方案、birdbath方案、自由曲面方案、全息透镜方案和波导方案。前三种方案都普遍存在一种矛盾，即视场角越大，光学镜片就越厚、体积越大，因此限制了其功能效果和用户体验，相对而言不太适用于在AR眼镜方面的应用。此处主要介绍全息透镜方案和波导方案。

全息透镜方案使用全息镜片独一无二的光学特性，其原理是将一个全息准直透镜(Hd)和一个简单的线性光栅(Hg)记录在同一个全息干板上，全息准直透镜将显示源发射出的光束准直为平面波，并衍射进基底以进行全内反射传输，同时线光栅将光束衍射进入人眼。这种方案具有大视场角、小体积的优点，但成像效果尚不完美。如Noth公司的AR眼镜采用了此种方案。

基于光波导技术的AR眼镜，由显示模组、波导、耦合器三部分组成。显示模组发出的光线被入耦合器件耦入光波导内，以全反射的形式向前传播，到达出耦合器件时被耦合出光波导后进入人眼成像。波导方案的显示原理如图5.2所示。

AR眼镜的波导技术总体又分为几何波导方案、衍射光波导方案。由于光波导方案在清晰度、视场角、设备体积等方面皆具有一定优势，因此成为当前AR眼镜的主流光学显示方案，例如Holo Lens系列、Magic Leap、谷东AR光波导模组M3010即使用的此类方案。

图5.2　波导方案原理示意图

(图源：新浪VR)