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AR眼镜的光学成像系统由微型显示屏和光学镜片组成#xff0c;可以将其理解为智能手机的屏幕。
增强现实#xff0c;从本质上说#xff0c;是将设备生成的影像与现实世界进行叠加融合。这种技术基本就是通过光学镜片组件对微型显示屏幕发出的光线…AR智能眼镜的光学成像系统
AR眼镜的光学成像系统由微型显示屏和光学镜片组成可以将其理解为智能手机的屏幕。
增强现实从本质上说是将设备生成的影像与现实世界进行叠加融合。这种技术基本就是通过光学镜片组件对微型显示屏幕发出的光线束进行反射、折射、衍射最终投射到人的视网膜上实现的。 常见成像系统及其差别
市面上常见的光学显示系统有“LCos棱镜”、“Micro OLED自研曲面类”、“LCos/DLP光波导”等。这篇文章中我们主要介绍棱镜、曲面反射、光波导三大类光学元件。
棱镜方案技术成熟、成本低但做出来的AR眼镜视场角都比较小AR体验感不强。透明棱镜在强光下的显示效果也不太好。所以现在一些比较好的棱镜方案是包裹式的以确保显示的内容足够清晰且不受环境光线影响。
曲面反射分为大曲面和小曲面大曲面的视场角更大、成像效果更好小曲面则牺牲了一点视场角使眼镜外观更为小巧轻便便于日常佩戴性价比更高。
光波导的细分分类有很多如几何反射波导、衍射刻蚀光栅波导、全息光栅波导等他们之间在加工工艺、量产能力上都有一些区别。Hololens、Magic Leap、Vuzix 4000等智能AR眼镜用的都是衍射刻蚀光栅波导技术它们的视场角大、分辨率高非常轻便很适合大规模量产的半导体加工工艺。
AR眼镜光学元件分类及其特点、产品 光学元件的视场角越大越好
视场角越大表明人能看到的视野越大。对于AR或VR眼镜来说一般视场角越大体验越好。不过视野的大小还与功耗、技术复杂度和制造成本相关如果你只是需要用于工业生产活动中的远程协助或是一些简单的信息提示功能那么15-30°的视场角基本就能够提供清楚的视觉显示没必要再去追求更大的视场角。因为比这更大的视场角反而会容易造成视觉遮挡或干扰影响正常工作视野。 亮度高低对使用体验的影响
这个问题涉及到一个叫“光效率”的技术名词。光效率包括两个方面一方面是数字图像从物理屏幕到达视网膜的显示效率另一方面是现实世界到达视网膜的效率。
这两个效率从理论上说当然是越大越好。但“鱼与熊掌不可得兼”我们很难同时将这两个效率都做的很好。此外不同的光学成像系统所能达到的效率也有很大差别这与光源能量损失、功耗、续航、发热等诸多因素相关。
目前较多的AR产品为了让用户有更好的数字图像体验一般会在镜片外部加上一层深色透明的材料来遮挡大部分的环境光以减弱对低亮度和低对比度的数字图像的干扰。但在光学环境较弱的环境中这种处理方法会使得双目AR眼镜佩戴者难以看清现实世界的存在只能看到眼镜屏幕生产的数字图像从而不能与现实世界进行交互。
不过对单目式眼镜来说它本身对视野基本上没有遮挡所以即便厂家直接用不透明的黑色外壳包裹住整个透镜佩戴者在任何光线环境下也都能够清晰地看到眼镜中的图像。 亮度、对比度对眼镜的成像来说是一个很重要的问题。我们在挑选智能眼镜时可以针对场景对智能眼镜做一下相关环境光影响的试用以检验眼镜的成像效果是否满足自身需求。
此外光效率其实还会直接影响到智能眼镜功耗和电池续航能力关于这个问题我们会在后面的技术文章里与大家讨论期待大家持续关注~
