本文尝试以产品的外观，成像效果，使用场景和成本等分类，再加以技术细分，让大家更容易明白和记住。本文把AR光学，分成小棱镜类，曲面反射类（大曲面，小曲面），光波导类（反射光波导，蚀刻光栅波导，全息光栅波导），小孔成像等其他类别。
Google Glass上使用的光学方案。通过投影到带有切割反射面的小棱镜上成像，光的传播路径上，较多采用半透半反平面和球面的反射的方式（称为Birdbath）。也有采用其他镜面做反射的产品，但普遍以棱镜为主。一般视场角约20度，重量约50克。
棱镜的光学部分成本大概只需小几十美金，方案比较成熟，技术门槛低，已经有多家厂家推出过类似产品。由于重量轻，容易布置到普通眼镜上，在很多信息提示的应用场景中被推荐使用，例如公安执法，工业远程协助。因为不会遮挡人眼的视线，有案例指出，工人在工业使用中认为棱镜类方案甚至比微软Hololens2更方便实用。
曲面反射类主要利用镜面反射的原理成像，在光传播路径的设计上，可采用Birdbath方式，或投影到镀膜曲面上进行反射（称为离轴反射）等光学方案。但以光路和组合镜的方式来划分对普通读者过于复杂，所以我们只简单分为大曲面与小曲面类。大曲面与小曲面的类别的区分其实并不严格，市场上有一些产品已处于分类的边界。
1. 大曲面类Big Curved
视场角最大（110度）的光学方案，也就是前些年星战AR头显的方案。成本低（小几十美元），技术成熟，良好的成像效果和超大视场角，带来很高的沉浸体验，但体积过大，不便于日常长时间佩戴，但用户可以戴眼镜，市场机会在线下AR游戏，主题乐园，教育和工业培训等。目标市场明显，但技术门槛低。
（如图：眼前一块较大反射镜片或虫眼式镜片，体积一般较大类似头盔，覆盖到额头的位置，整体眼镜向前突出）
2. 小曲面类Small Curved
接近普通眼镜外观的曲面反射眼镜，市场上目前具有高性价比。小曲面类可以有棱镜组合或镀膜反射镜组合，原理基本上与大曲面类似，但是得益于超小的显示器件，垂直高度非常紧凑，集成传感电路后，体积和厚度也可做到太阳眼镜大小。一般地，视场角可以做到30-50度，空心的小曲面模组重量很轻只有约10克。
不过，小自由曲面依然需要一定的厚度来形成反射镜，所以无法最终做到如同普通眼镜的厚度。还有大多数镜片表面有明显的反射图案，影响佩戴者形象上的亲切感。
小曲面模组一般单个带显示电路的模组价格在200美金左右。
光波导方案，利用光在玻璃镜片中的全反射原理，可以做到在一块仅为2mm厚度的镜片上传输影像。产品在重量大小和形态上是最接近传统眼镜，长远来说是最有潜力的消费级AR光学方案。
我们将其分为以下三类。
1. 反射光波导Reflective Waveguide
市场上最早出现的近似普通眼镜的AR方案。反射光波导利用投影光在超薄玻璃中全反射，到特定位置反射入眼成像。视场角约30-50度，重量可以到100克以内。
但是以色列厂商LUMUS在此方案上积累了很多的专利，国内外大部分厂家要出口产品的话，目前都很难绕过。而且阵列反射光波导因为本身工艺的复杂（玻璃的切割，镀膜，粘贴，打磨），造成了生产良率较低，很难提高，所以单片光学模组成本较贵。
反射光波导带显示电路的模组价格高达数百美元。
2. 蚀刻光栅波导DOE
目前微软和Magic Leap的AR眼镜方案采用的光学方案。衍射光波导利用投影光在超薄玻璃中全反射，在特定位置遇上蚀刻的光栅，发生衍射现象，折射成像。视场角目前大约30-50度，整机重量数百克。
但是光的衍射会造成色散，使得画面成像时需要按照色彩的分布规律重新绘制图案，需要一定的算法设计能力，由于原理上的缺陷，依然会出现色彩与原图案的差别，普遍存在色彩还原度较差的问题，画面出现彩虹效应。
目前带显示电路的衍射波导模组，价格高达数百美元，但长远来讲，量产成本会逐步降低。
3. 全息光栅波导HOE
最接近普通眼镜形态的全彩色AR眼镜，但也是最不成熟的方案。全息光波导利用光在超薄玻璃中全反射，在特定位置遇上全息材料的薄膜，反射成像。虽然名称中有全息，但只是利用了全息照相的原理在镜片上制作一层薄膜，并非代表成像效果具有全息景深。一般视场角约30-40度，整机重量可以在100克以内。
全息光波导可以在曲面形状的单层镜片上进行曝光形成全息膜，所以可以生产出最接近传统有曲面的眼镜的AR产品。而且不需要大型的生产设备，成本只依赖玻璃和全息膜，可以做到最便宜的光波导方案。
全彩色的全息波导的光学镜片，价格一般几十美元，甚至有团队宣称未来可以做到接近20美元。
顺便提一下，部分采用全息成像的AR眼镜无需光波导材料作为传播介质，直接反射成像，可称为全息光栅透镜技术。产品轻便度和成像效果与全息波导类产品类似。例如下图的North Focals。
1. 小孔组合镜类Pinhole Mirror
异军突起的高性价比AR方案。利用光波导与带微结构的小孔阵列进行成像。小孔微结构可避免了一般组合镜较复杂的合并工艺，可以在很薄的镜片上实现，而且折射角度可以更大。视场角号称80度，重量可以100克内。
小孔组合镜通过波导材料传输图像到几个小孔中发生反射，完成成像，需要一定的设计能力。生产成本只依赖于镜片与小孔加工的难度和一致性。而且小孔成像的视场角很宽，光线没有散射现象，图像还原度高。
目前根据看过样品的人的反映，需要靠近到镜片很近的位置，才可以看到成像效果，但是画面清晰。
韩国的Letin AR是此领域的领先者，目前市场上还没有量产产品。
此外Vive X第二期的旧金山初创公司Kura AR近期推出了名为Gallium的AR眼镜，其中也采用了Pinhole Mirror类的技术，号称视场角可以做到150度。
2. 视网膜投影
坊间有不同的名字，包括视网膜成像，激光扫描等。
因为任何视网膜的损伤，都是不可逆转的，尽管激光的功率多低，直接用激光投到视网膜，都是有一定的风险，最终用户和厂家大概不太愿意承担。
我们曾经在国外亲身体验视网膜成像，和精确的眼球追蹤，光度足以在白天的天空中成像，但产品原型的体积仍然较大，基于保密原因，我们不能透露更多的信息。
如图为日本半导体激光器研发、制造和销售公司QD Laser的RETISSA Display II眼镜。
3. See Through模式
通过VR设备的前置摄像头采集周围环境，再在屏幕中展示合成的图像。优点是FOV很大，技术成熟，虚拟影像可以深度融合现实世界，举个极端例子，你可以把眼前的女生实时换脸，换装，这是之前所说的AR技术都做不到的。
目前主要问题是VR设备比较大，像素相比视网膜还不算高。而且重新合成图像比肉眼观察周围实景有一定的延迟。但未来的VR设备会越来越轻薄高清，延迟的问题也会因算力的提升和5G而解决。See Through也有可能成为未来AR的一个强力选项。
4. 其他组合镜
AR光学依然在发展阶段，下图是 SIGGRAPH 2019 上出现的NVIDIA AR光学方案，融合了棱镜，小曲面，全息HOE等等光学组件。
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