增强现实AR头显是一类结构最为紧凑而复杂的可穿戴设备，需要具备完整的移动计算平台所需的各类部件，除此之外AR所独有的光学部分更是决定影像输出效果的核心器件。
不同AR头显的体验可能存在巨大的差异，很多都是因为光学设计的不同。在这篇文章中，将与大家一起探讨光学设计，重点分析三种具有代表性的方案和代表作：“Birdbath”；曲面反射镜（又名“虫眼”）；以及反射/衍射波导。
1. Birdbath光学设计
联想Mirage AR头显的Birdbath光学设计
工作原理：Birdbath光学设计把来自显示源的光线（上图中的蓝线）投射至45度角的分光镜（垂直于前额的黑色矩形）。分光镜具有反射和透射值（R / T），允许光线以R的百分比进行部分反射，而其余部分则以T值传输。同时具有R/T允许用户同时看到现实世界的物理对象，以及由显示器生成的数字影像。从分光镜反射回来的光线弹到合成器上。这是一个凹面镜，可以把光线重新导向眼睛（上图中的虚线）。
采用这种光学设计的主要头显包括：联想Mirage AR头显与ODG R8和R9。
2. 曲面镜/“虫眼”光学设计
虫眼光学设计
工作原理：虫眼头显采用了相对简单的光学设计。它搭载了低成本的LCD显示源，以及带反射/透射（R/T）值的曲面反射镜。显示器发出的光线直接射至凹面镜/合成器，并且反射回眼内。显示源的理想位置居中，并与镜面平行。从技术上讲，理想位置是令显示源覆盖用户的眼睛，所以大多数设计都将显示器移至“轴外”，设置在额头上方。凹面镜上的离轴显示器存在畸变，需要在软件/显示器端进行修正。
Meta 2头显
采用这种光学设计的头显主要包括：Mira Prism，Meta 2，Leap Motion，Dream World。
3. 反射/衍射波导
Digilens衍射波导
工作原理：波导代表了光学技术的一种新形式，在形状尺寸，清晰度和重影方面提供了显著的优势，但技术仍然处于开发阶段。显示源通常使用LCOS（硅基液晶）或DLP显示器。LCOS和DLP都通过衍射光栅发射准直光线。该衍射光栅可以重新导向光线，并最终形成扩大的图像，然后再将其投射到眼内。
虽然波导显示器和高分辨率AR体验令人兴奋，但它们的制造成本非常高昂，而且存在明显的废品率。预计波导价格将随着制造工艺的发展而降低，但它们目前仍是高端头显的成本大头。波导头显的零售价在3000美元至5000美元之间。
采用波导的头显主要包括：微软HoloLens，Maigc Leap One，DAQRI。
所有在探索阶段的技术都存在阻碍发展的各种严重的问题，就看在技术创新中怎么扬长避短了。虽然现阶段受良品率、成本因素等与技术成熟度相关的制约，我们看到不同的AR光学方案都在被使用，但可以预见AR光学技术最终将会殊途同归，也许更加轻便、效果更好的硅基OLED微显示加全息波导最终胜出，但作为产业观察者和消费者，我们只希望能快快实现技术的成熟和低成本的量产，希望我们的颈椎能撑到手机被AR眼镜替代的那一天。
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