AR眼镜成像原理解析：光学结构、显示机制与技术特点

AR眼镜能够在用户视野中叠加虚拟信息，其核心在于独特的“成像原理”。
通过光学模组、微显示屏与光波导结构协同工作，AR眼镜将数字内容清晰地呈现在透明镜片上，实现虚实融合的效果。

本文将围绕光学成像机制、主要技术路线及其行业应用进行深入解析，帮助企业更好理解AR眼镜的技术基础。

一、AR眼镜成像的核心概念

AR眼镜的成像过程可以概括为三步：

生成—微显示器输出虚拟画面；

传输—光学结构将画面导入视野；

叠加—虚拟内容与外界景象同时呈现给使用者。

整个路径依靠光学模组的精密设计，确保虚拟画面在透明场景中保持清晰、稳定、准确。

二、AR眼镜的主要成像技术路线

当前主流AR眼镜使用以下几种成像方案，各自有不同的视觉表现与应用方向。

1. 光波导成像（最主流）

光波导技术通过特殊的光学材料，将投射光线在镜片内部进行折射、反射并最终送入人眼。
它具有：

镜片透明度高；

设备轻量化；

画面稳定一致。

光波导分为：

衍射光波导

反射光波导

几何光波导

其中，衍射式因适合量产、外观轻薄，被广泛应用于工业级与消费级AR眼镜。

2. Birdbath成像（半反半透）

采用半透镜与曲面反射镜结构，让微显示器的光线经过反射后进入视野。
特点：

亮度高

成本相对可控
但设备体积通常较大，适用于室内或特殊场景。

3. 自由曲面光学成像

利用复杂曲面的镜组精准折射光线，使虚拟影像呈现在用户眼前。
优点：

色彩表现优秀

失真度低
缺点是生产与调校成本较高。

4. 其他成像方案

如激光扫描、体积光学等，多用于特定领域产品，未来有可能进一步发展。

三、AR眼镜成像流程解析：虚拟画面如何进入眼睛？

下面以光波导方案为例，拆解成像流程。

步骤 1：微显示器生成画面

常用设备包括：

MicroLED

LCOS

DLP微投影

这些微型显示器生成高亮度、高对比度的图像。

步骤 2：投射系统将画面导入光学模组

通过准直镜、反射镜等结构控制光线方向，使其满足入射光波导的要求。

步骤 3：光波导在镜片内部多次折射，传递光线

光线沿镜片传播，不影响使用者看到外界景象。

步骤 4：光线从出射区进入人眼

最终，虚拟画面稳定地叠加在现实视野上，实现“增强现实”效果。

四、成像原理对AR眼镜性能的影响

亮度与清晰度
光学路径越短、显示器越亮，户外可视性越强。

视场角（FOV）
与光学模组结构密切相关，FOV越大，沉浸感越强。

透明度与视觉自然度
光波导技术更有利于保持高透明度。

重量与佩戴舒适性
光学模组越简化、越轻量，长时间使用体验越好。

五、企业级应用中，对成像技术的要求

企业对AR眼镜成像效果的需求往往更具体，包括：

户外可视性强（抗环境光能力）

画面稳定不卡顿（实时性要求高）

信息叠加精准（用于巡检、维护、培训）

佩戴轻便可靠

因此光波导与高亮微显示器成为主流选择。

六、龙影AR的光学成像优势

在AR成像技术不断提升的背景下，龙影AR采用适用于工业环境的光学方案，并结合自研捕融技术，实现高精度的视频融合与动作捕捉。
其设备兼容多端协作，支持安卓、iOS与Web系统，为企业提供高可靠度的AR远程指导与巡检能力，适用于电力、制造、能源等多行业场景。