智能眼镜是一项复杂的技术。智能部分通常非常简单——微处理器和软件非常容易理解，并且很容易集成到甚至非常紧凑的软件包中。眼镜部分往往具有挑战性——找出正确的光学器件来创建距离眼睛仅几毫米的可行视觉界面。
戴夫·肯尼迪对这个世界并不陌生。他来到 2024 年 Hackaday Supercon 发表演讲，向我们所有人介绍光子学、光学堆栈以及智能眼镜领域的技术。
良好的光学
戴夫的谈话以道歉开始。他指出，不可能在简短的演示中传达整个光子学和光学教学大纲，这是可以理解的。不管怎样，他的警告是，他的演讲尽可能深入，以最大限度地洞察他所提供的技术信息。
随着 Dev 深入研究可用于构建智能眼镜的所有不同基本技术，事情很快变得繁重。在一张幻灯片上，他全面列出了所有这些优点和缺点。照明和投影技术多种多样，从微型 OLED 显示器到用于借助激光照明创建图像的精美硅基液晶 (LCOS) 设备。然而，当您构建智能眼镜时，这只是故事的一半。
Dev 解释了 AR 中涉及的各种光学技术及其优点和缺点。
一旦你有了用来制作图像的东西，你就需要一些东西把它放在眼前。德夫接着讨论了实现这一目标的不同技术，从反射波导到名字有趣的水盆组合器。最终，您正在寻找一种能够在所有条件下为用户提供清晰可见的图像，同时仍能提供周围世界的绝佳视图的东西。这在高亮度条件下尤其具有挑战性，例如在白天在户外行走。
演讲还重点讨论了 Dev 面临的一个特殊问题——AR 和 VR 并没有得到应有的区别对待。 “VR 是一堆煎饼，”Dev 说道。 “为什么它是一堆煎饼？因为所有 PCB、光学器件、光的发射源都在用户的鼻子前面。”因为 VR 只是将图像投射到眼睛中，而不考虑外部世界，所以它更简单一些。 “它基本上是从眼睛缓解点到设备背面的一堆技术。”戴夫解释道。
然而，当涉及到 AR 时，解决方案一定会更加复杂。 “不同的是 AR 实际上是一个弓箭手，”Dev 说，指的是此类设备必须四处投射光线的方式。 “弓箭手所做的就是在手臂的一侧发射光线，它可能必须以某种方式弯曲它，在横杆上向上，然后通过波导将其散开，并且在存在点……在耦合输出部分……光线必须再右转……朝向你的眼睛。”最终，所涉及的光学和显示硬件往往与 VR 显示器中使用的硬件有很大差异。 “这些技术本质上是不同的，”德夫说。 “人们将它们归为同一类别，这在很大程度上让我感到压力。”
Snapchat 的第五代 Spectacles 有一些有趣的光学器件，但在 Dev 看来，它们可能还没有完全上市。
这次演讲也不再讨论原始硬件，而是涵盖了市场上的一些设备以及多年前就已经退出市场的设备。 Dev 不经意地提到了 2013 年诞生的谷歌眼镜，然后还提到了微软在这一年中在 Hololens 上取得的进展。至于目前的发展状况，Dev 提到了 Meta 的 Project Orion，以及第五代 Snapchat Spectacles。
他特别赞扬 Meta 在改进与智能眼镜界面范例配合使用的输入模式方面所做的工作。与此同时，他指出，考虑到 Snapchat 目前的产品体积庞大，他们需要在“舒适度、重量和外观”方面下功夫。总的来说，这些产品在真正成为日常使用的主流工具之前还需要克服一些问题。 “重要的是这些设备的相关性，”Dev 继续解释道。 “我们还没有看到这样的情况，Meta 的一款售价 25,000 美元的设备，以及 Snapchat 的太厚而无法被社会接受的设备。
从根本上说，正如 Dev 的演讲所强调的那样，AR 仍然是一项仍处于发展初期阶段的技术。值得记住的是，我们花了几十年的时间才开发出可以放入我们口袋（智能手机）或手腕（智能手表）的计算机。一旦解决了技术和光学问题，并且软件和界面解决方案真正帮助人们的日常生活，预计智能眼镜将真正成为主流。
原文： https://hackaday.com/2025/04/30/supercon-2024-photonics-optical-stack-for-smart-glasses/