光学设计内参·自由曲面简述

由耐德佳光学博士团撰写的文章揭示了当前AR光学领域中广泛采用的技术路径，包括传统的同轴光路、波导技术和自由曲面方法。虽然Magic Leap公可声称实现了“光场显示”，但其实其关键技术仍然是波导显示，仍无法完全摆脱波导显示存在的固有问题。自由曲面AR光学，因其在成像效果、成本和产量方面的优势，已经得到了国内外众多公司，如联想、悉见、爱普生、亮风台、Meta、ODG、高通等青睐，并成为了当前可量产销售的AR产品的核心部件。这充分展现出了自由曲面AR光学在推动AR行业发展过程中的关键作用。




光学领域的前沿理论——自由曲面，不仅在AR设计中发挥了重要效果，还在其他光学设计领域展现了巨大潜力。文章将从“自由曲面的发展”、“自由曲面的应用”和“自由曲面AR光学”三个方面，对这一技术进行系统性介绍。

首先，文章探讨了光学系统从球面到非球面最终发展至自由曲面的过程，体现了光学设计和加工自由度的提升。这一进化反映出CAD技术及生产制造技术的蓬勃发展，使得自由曲面通过其复杂表面形状与易于批量生产的特点，为传统技术无法实现的功能提供了可能。当今光学系统中自由曲面的广泛应用，显示出其在体积微小化、性能优化等方面的优势，对现代光学系统的发展产生了深远影响。

然后，文章深度介绍了自由曲面技术的广泛应用领域。在成像系统、照明系统和光伏系统等方面，自由曲面技术展现出其独特的优势。无论是通过简化成像系统结构、提升成像质量、矫正影像畸变，还是通过复杂面型工艺适应特定照明需求、优化能量传输路径、实现光学效率的飞跃，均体现了自由曲面技术的强大功能。

最后，文章聚焦于自由曲面在AR技术领域的应用。以耐德佳、爱普生等公司的产品为例，展示了自由曲面技术如何助AR设备实现了视场角增大、成像质量增强、体积减小的目标，满足了AR用户对沉浸度、舒适度及应用范围的需求。在此基础上，文章指出综合交付能力——从光学设计到量产实现，才是衡量AR技术是否达到黑科技标准的关键指标。

本文系统阐述了自由曲面技术从理论到实践的全过程，展现了其在光学设计中无与伦比的创新潜力及其在各种应用场景中的广泛价值，对推动光学技术的发展与应用提供了深刻的洞见。