摘要：随着增强现实（AR）和虚拟现实（VR）技术的迅猛发展，AR/VR眼镜作为核心硬件，已经广泛应用于娱乐、医疗、教育等多个领域，推动了相关技术的创新与进步。然而，要实现真实、沉浸的用户体验，AR/VR眼镜的光学系统设计面临着多个挑战，如视觉清晰度、视场角（FOV）

随着增强现实（AR）和虚拟现实（VR）技术的迅猛发展，AR/VR眼镜作为核心硬件，已经广泛应用于娱乐、医疗、教育等多个领域，推动了相关技术的创新与进步。然而，要实现真实、沉浸的用户体验，AR/VR眼镜的光学系统设计面临着多个挑战，如视觉清晰度、视场角（FOV）优化、眼动追踪和长时间佩戴的舒适性等问题。设计者需要在有限的空间内布置复杂的光学元件，同时保证图像质量与用户体验，特别是在光线折射、透明度控制和反射率优化方面需要精确调校。此外，眼动追踪与图像校正技术也对响应速度和精度提出了更高要求。

倚光科技公司，凭借其在光学工程领域的深厚技术积累，专注于解决AR/VR眼镜设计中的难题。通过先进的光学模拟技术和模块化光学设计，倚光科技能够在优化图像清晰度、亮度和广角视野的同时，有效减小光学系统的体积和重量。公司还提供定制化解决方案，满足不同客户的需求，无论是高端虚拟现实设备还是轻便的增强现实眼镜，都能提供精准的光学支持。

公司部分AR/VR眼镜设计展示：

Birdbath 结构由一个45°斜置平面偏振反射镜和一个半反半透凹面反射镜以及一个活多个透镜构成，通过偏振折返，实现了体积的压缩以及保持了轴对称性。

在Birdbath结构中，显示器发出的光经过反射镜折射，并通过透镜投射到用户眼睛上。这种设计利用反射镜和透镜的组合来扩展视场角，同时减少光学元件的体积。

倚光科技设计特点：

1. 提供40°-55°范围的视场角。

2. 经过半反半透镜片以及偏振平面镜片后，透过率为25%。

3. 制造成本低,装配灵敏度低。

4. 低功耗、高效能。

Pancake 结构使用多片反射镜和透镜，通过折射、反射和多次路径折返等方式，将显示图像从显示屏引导至眼睛。其核心原理是通过复杂的反射路径将光线压缩成更薄的光学路径。

倚光科技设计特点：

1. 能够压缩传统VR的厚度至于10mm左右。

2. 提供超过90°的视场角和良好的图像质量。更低视野边缘的图像畸变，更高的边缘成像质量。

3. 能量利用率约为25%。

Pancake结构非常适合高端VR眼镜，特别是那些追求轻薄、沉浸感强的虚拟现实体验的产品。

自由曲面棱镜通过设计非对称的曲面来精确控制光的传播路径，从而在多个轴向上优化图像质量，减少畸变，特别是在大视场角和高分辨率的情况下。光线通过自由曲面镜片的折射与反射形成最终图像，能够有效地将显示内容引导至用户眼睛。

倚光科技设计特点：

1. 单片注塑，量产成本低。

2. 视场角40°到55°左右较佳。

3. 透过率高，能实现大于50%的透过率。

4. 显著降低图像失真、眩光、色差等问题，提供更加清晰、精准的视觉效果。

离轴折返系统的核心设计是将显示器的光线通过一个或多个反射镜进行反射，从而改变光的路径，并将图像折返到眼睛。这种设计不采用传统的对称折射路径，而是通过精密设计的反射路径，将图像以更紧凑的方式引导至眼睛。

倚光科技设计特点：

1. 视场角可大可小，20°-120°范围均可设计，可减少大视场畸变。

2. 头盔场景更加适用。

3. 结构复杂多变，可根据具体需求进行特定设计。

4. 透过率高。

光波导通过光机+全内反射波导片+耦合光栅或者阵列反射镜实现轻薄的显示。是最接近眼镜形态的显示方式。光波导系统的核心技术是全内反射（Total Internal Reflection，TIR），即光线从显示屏发射后，通过波导材料的内部多次全内反射，最终引导光线到用户眼睛。光波导通常是透明的（如玻璃或塑料材料），并具有高度折射率，使得光线可以在其内部传播，并最终通过光学元件（如微透镜或反射镜）将图像投射到用户的视网膜上。

倚光科技设计特点：

1. 超薄设计：可薄至1mm以下。

2. 大视场角：通过光机以及波导折射率的配合，视场角从30°到70°均可实现。

3. 透明性。

4. 高光效能

倚光科技公司光学设计部门汇聚了一批来自法国斯特拉斯堡大学光学工程博士、中科院长春光机所硕士等光学设计与加工领域的优秀人才，拥有扎实的光学设计理论基础和娴熟的光学设计工具应用能力。团队在AR/VR、投影系统、相机镜头以及内窥镜系统等多个领域积累了丰富的实践经验，尤其在AR/VR光学设计与研发方面深耕细作，取得了显著成就。团队对光波导、自由曲面、VR超短焦和Birdbath等前沿技术进行了深入的研究，并提出了多种创新的光学解决方案，已有多篇原创性设计论文发表在权威期刊上，并获得了30多项国际国内发明专利授权。在光波导领域，团队提出了具有突破性的柱面波导理论，使得低折射率波导的视场角得以扩展至80°。此外，结合团队的深入研究，提出了AR光学的“对称性理论”，并成功研发出性能达到理论极限的球对称AR技术，为行业发展带来了新的创新机遇和可能性。

倚光（深圳）科技有限公司创立于2021年，公司位于深圳市南山区软件产业基地6栋腾讯众创空间。倚光科技是一家专注于先进光学设计服务和超精密加工的创新型公司，由海归博士团队领衔，致力于将最前沿的光学技术应用于AR/VR、精密光学元件、成像与照明系统、光电系统集成等领域。公司拥有包括中国、新加坡、美国、德国、日本等多个合作加工厂，熟悉光学复杂工艺的验证和加工方案， 能够为客户从原型快速验证到批量生产的服务。我们的使命是通过卓越的设计，推动科技的边界，为全球客户提供定制化的光学解决方案。倚光科技隶属于动力光子（北京）科技有限公司。由知名投资机构英诺天使、厚天资本（小米生态链）、惟一资本、疆亘资本、未来黑科技等投资。

来源：生活无线精彩