AR眼镜光学原理解析｜行业常用技术路线与应用特点说明

AR眼镜之所以能够在佩戴者眼前叠加数字信息，其核心在于光学系统如何将影像投射至人眼。对于企业在进行 AR 方案选型、应用落地时，理解基础光学原理有助于判断设备是否适合特定使用环境，如室外巡检、工业制造、能源作业等。

下面将从光学路径、模组类型、影响显示质量的关键要素三个方向进行系统说明。

一、AR眼镜光学成像的基本原理

绝大多数 AR 眼镜的工作流程可概括为三步：

内容生成：运算单元输出画面。

光学模组重定向光线：将显示内容折射、反射或透射到用户视野。

人眼与真实环境叠加：虚拟内容“漂浮”在现实场景之上。

核心难点在于：

如何让虚拟影像“看上去”处于远处，减少眼部负担？

如何保持透明性，同时保证亮度？

如何让图像在不同环境下稳定清晰？

这就是光学模组设计的关键。

二、AR眼镜常见光学模组类型

1. Birdbath（浴盆式）结构

特点：

通过半反半透镜与曲面反射镜组合，使影像进入视场。

显示亮度较高，成像清晰。

模组体积略大，适合对沉浸感要求高的场景。

适用行业：

培训教学、设备装配、室内指导。

2. 光波导（Waveguide）结构

光波导是目前工业 AR 眼镜中较常见的技术路线，分为：

几何光波导（Geometric Waveguide）

衍射光波导（Diffractive Waveguide）

特点：

模组轻薄，可做到接近普通眼镜的外观。

透明度高，适合长时间佩戴。

亮度表现与环境光影响较强，需要针对强光场景进行适配。

适用行业：

电力、制造业、巡检、能源行业等需要“边看环境边看信息”的作业。

3. MicroLED / LCoS / DLP + Waveguide

不同的显示源会带来不同的成像质量：

企业在评估时可从亮度、色彩、功耗、体积等维度综合判断。

三、影响 AR 光学体验的关键指标

1. 视场角（FOV）

FOV 决定“能看到多少内容”。
过小会造成显示内容有限，过大则对光学结构要求提高。

2. 亮度（Nits）

工业使用中非常关键。亮度不足，会导致强光下虚拟信息不清晰。

3. 透光率

关系到佩戴者能否清晰观察真实现场。
透光率越高，越适合现场作业。

4. 畸变与边缘清晰度

特别影响阅读指令、查看图纸时的效率。

5. 眼盒（Eye-box）范围

眼睛位置稍有移动仍能看到完整画面，这对频繁动作的行业用户非常重要。

四、企业在选型 AR 光学系统时的关注点

对工业与能源领域的企业来说，光学系统的适配性关系到现场使用体验。以下几点通常更受关注：

强光环境下能否稳定识别内容

长时间佩戴是否舒适

户外、车间、风场等多环境适配程度

是否支持高清视频、远程协作等复合型场景

光学原理越稳定、越成熟，企业在部署时的异常率越低，后期维护成本也更可控。

龙影AR在工业级光学系统上的实践

龙影AR在面向企业级场景时，围绕高稳定性光学模组、多环境适配能力、清晰度与亮度优化进行了深度研发，并结合 AR 远程指导与巡检系统，为工业、能源、电力等行业提供可靠的数字化协作工具。