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揭秘工业ar眼镜中的光学技术

发布时间：

2022-12-07 09:15

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　　工业ar眼镜的光学成像系统由微型显示屏和光学镜片组成，增强现实，本质上是设备生成的图像和现实世界的叠加融合。这种技术基本上是通过光学透镜组对微显示屏发出的光束进行反射、折射和衍射，然后投射至人的视网膜上来实现。

　　常见的成像系统及其差异

　　棱镜技术成熟，成本低，但是做出来的工业ar眼镜视场角比较小，体验不强。强光下透明棱镜的显示效果也不是很好。所以现在包裹了一些比较好的棱镜方案，保证显示的内容足够清晰，不受环境光的影响。

　　光波导的细分有很多，比如几何反射波导，衍射刻蚀光栅 波导，全息光栅波导等。两者在加工工艺和量产能力上存在一定的差异。工业ar眼镜都采用了衍射刻蚀光栅 波导技术。视场大，分辨率高，而且很轻，非常适合半导体加工技术的大规模生产。

　　光学元件的视角越大越好

　　视野越大，人能看到的视野就越大。对于AR或者VR眼镜，一般来说，视角越大，体验越好。然而，视场的大小还与功耗、技术复杂性和制造成本有关。如果只是在工业生产活动中需要远程辅助或者一些简单的信息提示功能，那么视场角基本可以提供清晰的视觉显示，没必要追求更大的视场角。因为较大的视场角会遮挡或干扰视线，影响正常工作视野。

　　亮度对体验的影响

　　这个问题涉及到一个技术术语，叫做“光效”。光效率包括两个方面，一是数字图像从物理屏幕到视网膜的显示效率，二是现实世界到视网膜的效率。理论上讲，两者效率越大越好。但是“鱼和熊掌不可兼得”，很难两者都做好。此外，不同光学成像系统的效率也有很大差异，这与光源能量损耗、功耗、电池寿命、发热等诸多因素有关。

　　目前，为了让用户有更好的数码影像体验，更多的工业ar眼镜一般会在镜片外增加一层深色透明材料，阻挡大部分环境光，以减少对低亮度、低对比度数码影像的干扰。但在弱光学环境下，这种处理方式会让双目工业ar眼镜佩戴者很难看清真实世界，只能看到眼镜屏幕产生的数字图像，无法与真实世界进行交互。


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