AR增強現實設備光學核心----半透半反的顯示鏡片

近眼顯示系統除了以上兩種投影技術外，鏡片也是系統的核心。大部分AR鏡片都是基于分光鏡實現，通過45度傾斜角將從投影儀投射來的光線反射入人眼，也同時允許現實世界的光透過，但此類分光鏡片通常較厚，受限于制造工藝大面積的鏡片生產成本高、良率低，所提供的視野極為有限。以色列Lumus公司一直在研發波導式AR光學方案，并實現了1.6mm厚，40度視場角的鏡片，已處于全球領先水平。在2016年的CES大會上Lumus展出的AR眼鏡DK50和DK45即配備了公司最新的透鏡顯示器，此外一款視場角高達60度的原型機也在展會上露面，這幾款眼鏡均采用了Lumus獨立開發的“光學引擎模組”，其中光導光學元件(LOE)也即半透半反的顯示鏡片是系統核心組成。位于太陽穴位置的投影設備將光線打到LOE鏡片上進而反射入人眼所帶來的觀看體驗就像“在10英寸的距離下觀看87英寸的顯示屏”，效果十分震撼。但這些方案都處于研發測試期間，不直接面向消費者。Meta根據這一顯示方案推出的可穿戴設備MetaPro售價高達3650美元，可見這一顯示器件技術超前且價格不菲。目前，國內創業公司靈犀微光掌握耦合光柵和光波導技術，其推出的AR第一代原型機中實現了在1.7毫米鏡片上顯示30~40度視場角的AR影像，未來也有望將視場角擴大至60度。

微軟的HoloLens采用的全息光波導方案可視角僅有30度，在AR體驗中會產生隱性的矩形框束縛感，而60度視場角已經可以滿足增強現實顯示需求，帶來廣闊的視野和逼真的顯示效果。未來隨著鏡片的技術研發及工藝提升，將逐步解決鏡片厚度和高昂成本等難題，實現兼具大視角、輕薄、高透光性的AR鏡片，為增強現實設備走入消費級市場打下硬件基礎。

圖79:Lumus推出的AR眼鏡原型

圖80:Lumus透鏡顯示原理