从离轴透镜到光波导

AR光学经历了棱镜、离轴透镜、自由曲面、Birdbath和光波导五个阶段，目前Birdbath方案凭借低成本和优秀成像质量成为主流，但光波导方案因其轻薄、高透光率和成熟工艺，逐渐成为消费级AR市场发展方向。光波导方案可分为几何光波导、衍射光波导、混合光波导和孔阵光波导，其中几何光波导和衍射光波导为主流方案。

几何光波导利用半透半反镜面阵列反射图像信息，具有色彩还原度高、色差小等优点，但制造工艺复杂，良率低，成本高。衍射光波导依靠光的衍射进出光波导，可分为表面浮雕光栅波导（SRG）、体全息光栅波导（VHG）和偏振体全息光栅波导（PVG），具有结构轻薄、透明度高、成本较低等优点，但存在彩虹效应、光效低等问题。混合光波导结合Birdbath和传统波导优点，可实现大视场角和轻薄产品形态，但处于研发验证阶段。孔阵光波导利用小孔成像原理，可提升视场角，但存在光效低、镜片厚重等问题，目前应用较少。

AR光学关键参数包括视场角（FOV）、亮度、透光率、光学效率、眼动范围（Eyebox）、出瞳距离（Eye relief）和厚度。不同方案在这些参数上各有优劣，例如Birdbath方案具有高亮度和好的成像质量，但厚度较大；光波导方案具有轻薄、高透光率等优点，但光学效率较低。

AR光学产业链上游为原料设备，中游为各类型光学方案，下游为终端应用品牌。目前上游技术壁垒高，中游竞争激烈，下游C端生态不足。

未来发展趋势：光波导方案将朝着更高FOV、更高透光率、更轻薄的方向发展，并结合Micro LED技术，成为消费级AR升级的首选方案。同时，混合光波导和全息光学元件等前沿技术也将推动AR光学方案的多元化发展。