对于带显示AI眼镜来说，AI决定它有多聪明，光学显示则决定这些能力能否真正呈现在用户眼前。

AI再强，如果画面不清楚、光波导上的光栅过于显眼，或者显示时向外漏光、强光下出现彩虹纹，整体体验仍会大打折扣。

9月23日，XR研究院创始人朱殿荣来到乐奇Rokid，与研发团队就即将发布的第二代AI眼镜光学系统进行了深入交流。

说明：由于第二代产品尚未正式发布，基于乐奇Rokid保密要求，本文暂时只能以文字描述相关信息。欢迎关注『AR圈』，产品发布后，我们将第一时间为您带来更多图文及视频解读

01 更小的鼻梁“鼓包”

朱殿荣最先注意到的，是鼻梁附近。

第一代产品在这里有一处明显凸包，第二代的凸起则小了很多。这处凸包，与乐奇Rokid选择的光学架构有关。

带显示AI眼镜要把光机装进镜框，常见做法有两种。一种是一拖一，左右眼各用一颗光机，分别放在两侧镜框与镜腿相接的桩头处；另一种是一拖二，由一颗光机同时为左右眼提供图像。乐奇Rokid两代产品采用的都是一拖二。

图源：AR圈制图

一拖二的好处，是把两侧桩头空了出来。AI眼镜的摄像头通常也布置在桩头，如果光机再挤进去，桩头就不得不向外突出；光机移走后，摄像头有了足够的安放空间，桩头可以做得更接近普通眼镜。代价是这颗光机只能放在两眼之间，也就是鼻梁位置。

第一代乐奇AI眼镜一拖二光学架构，图源：乐奇Rokid

“这一块怎么能收进去这么多？”朱殿荣指着鼻梁问。

乐奇研发专家X（化名）给出的答案是，第二代产品采用了尺寸更小、集成度更高的单绿色光机，整体较上一代明显缩小。

光机由微显示器和投影镜组组成，前者产生图像，后者把图像光准直后送入光波导。光波导能把复杂光路压缩进一片薄镜片，光机却必须占据真实的体积。鼻梁附近的空间要按毫米计算，除了光机，还要兼顾镜框强度、鼻托位置和人脸适配，光机每缩小一点，都会给设计多留出一点余地。

X说，光机凸包缩小后，鼻梁附近的空间布局更加从容，镜框结构也能做得更平整，光机区域对佩戴舒适度的影响随之减少。这样一来，第二代保留了一拖二给桩头带来的好处，又把它在鼻梁处的代价压了下去。

第一代乐奇AI眼镜，图源：乐奇Rokid

02 更透明的“小方块”

看完鼻梁，朱殿荣开始观察光波导。

第一代产品的光波导上，有一块网友俗称的“小方块”，颜色相对明显，别人面对面看过来很容易注意到。

把两代产品并排放在一起，朱殿荣发现，第二代的“小方块”不仅面积小了，颜色也淡了很多，从正面看过去更像一副普通眼镜，不再那么突兀。

第一代乐奇AI眼镜，图源：乐奇Rokid

这块“小方块”，就是光波导的耦出区。光机输出的图像光先由耦入光栅送进波导，在薄玻璃基底内以全反射方式传到耦出区，再一边沿两个方向扩展，一边逐步送向眼睛。

光机输出的图像光，出瞳只有几毫米，如果直接送进眼睛，瞳孔稍一偏离就会看不到画面。二维扩瞳的作用，是让图像光在耦出区沿水平和垂直两个方向不断复制、展开，把这个很小的出瞳扩成一片足够大的Eyebox。Eyebox可以理解为眼睛能够看见完整画面的空间范围，只要瞳孔还在这个范围内，眼球轻微转动或眼镜小幅位移，画面就不会突然缺边或消失。而要同时照顾视场角和Eyebox，耦出区就得有一定面积。

图源：AR圈制图

问题在于，耦出区上布满纳米级的周期光栅结构，它与周围的普通镜片在表面形貌、等效折射率和反射特性上都不一样。即使显示没有开启，旁人也能看到镜片上有一块颜色或明暗不同的区域。

“第二代是怎么把它做小、做淡的？”朱殿荣问。

X解释，第二代从两个方向入手。一是缩小有效耦出区：两代产品都采用一拖二架构和二维扩瞳光栅，第二代重新优化了波导和光栅设计，压缩了耦出光栅的面积。二是降低压印区与非压印区之间的色差：一方面升级波导压印工艺，另一方面对整片波导做全域减反镀膜，让光栅区与周围区域的反射率和反射色更接近，两者之间的边界也就不再明显。

这项改进也不只关乎别人怎么看。耦出区就在佩戴者正前方的视野里，现实画面要先穿过这块光栅区才能进入眼睛。它与周围区域在透过率和反射率上的差异越小，看出去的视野就越通透，不容易出现一块偏色或发暗的区域，长时间佩戴也更舒服。

03 不再“绿眼放光”

接着，朱殿荣打开了两代产品的显示。“小方块”不管显示是否开启都存在，漏光则只在显示时才会出现。从正面观察，第一代光波导外侧能看到比较明显的绿色漏光，被网友戏称为“放光的绿眼”；第二代依然能看到少量漏光，但亮度已经明显降低。

第一代乐奇AI眼镜，图源：乐奇Rokid

漏光同样来自耦出光栅。它的任务是把波导里的图像光送向人眼，却很难只朝人眼一侧出光，部分图像光会从反方向漏到镜片外侧。于是佩戴者看到画面的同时，对面的人也会看到镜片发出绿光。这不是环境光照在镜片上的反射，而是显示系统自身的光，面对面交流时，会干扰眼神交流，也让旁人明显意识到显示系统正在工作。

前面提到的全域减反，在这里又起了作用。据乐奇Rokid介绍，行业里常见的做法是只在没有光栅的区域镀减反膜，第二代则把减反处理覆盖到了光栅区域，这也是“全域”的含义。测试结果显示，波导向外漏光的亮度较上一代显著降低。

“减反膜覆盖到光栅区域后，会不会改变光栅的衍射效率，进而影响入眼亮度？”朱殿荣追问。

X解释，普通镜片镀膜主要考虑如何减少表面反射；光栅则依靠精确的纳米结构，控制光线进入不同衍射级次。膜层覆盖光栅后，会改变光栅周围介质的折射率和等效结构参数，处理不当就可能降低衍射效率，画面随之变暗。为此，第二代在扩大减反范围的同时，对光栅进行了配套光学设计，把镀膜可能造成的光效损失补回来，整体显示光效不受影响。

所以，全域减反并不是给镜片“多镀一层膜”那么简单，膜层与光栅结构必须放在一起设计，才能在压低外向漏光的同时，保住入眼光效。

04 射灯下的“彩虹”

随后，朱殿荣把两代眼镜放到头顶射灯下，缓慢改变镜片与光源之间的角度。

在某些角度下，两副镜片上都出现了彩色纹理。相比之下，第二代的彩纹范围更小、强度更低。

“彩虹纹和刚才的显示漏光都与光栅有关，它们的形成机制有关联吗？”朱殿荣问。

X解释，两者虽然都与光栅有关，但光源和传播路径不同。显示漏光来自光波导内部，是一部分图像光被耦合到镜片外侧，被对面的人看到；彩虹纹则来自外部环境光，是宽谱光经过光栅衍射后，有一部分进入了佩戴者眼睛。

太阳光、车灯和室内照明都包含多个波长。它们照到衍射光栅后，不同波长的光会沿不同角度传播，其中部分衍射光一旦进入Eyebox，佩戴者就会看到彩色亮带或斑纹。因此，彩虹纹并不是显示图像发生偏色，而是环境光经过光栅后形成的杂散光。在普通室内环境中，它可能并不明显；到了太阳光、射灯或夜间车灯等方向较为集中的强光源下，就更容易进入视野。

图源：AR圈制图

据X介绍，第二代对光波导的纳米级结构进行了重新设计，通过调整光栅对不同波长和入射角光线的响应，让更多非目标衍射光避开人眼接收范围。根据乐奇Rokid的测试，在相近视场角（FOV）条件下，第二代的彩虹纹较上一代明显减少。

“相近FOV”是这一测试结果的重要前提。光栅结构会同时影响FOV、光效、Eyebox和画面均匀性，如果以缩小视场角或眼动范围为代价，彩虹纹也可能随之减少，但用户看到的画面和可活动范围同样会变小。

朱殿荣又换了几个角度反复对比。彩虹纹在第二代上并没有完全消失，但更不容易被注意到。到了阳光、射灯或夜间车灯这类强光环境下，现实视野受到的干扰也会少一些。

第一代乐奇AI眼镜，图源：乐奇Rokid

05 戴得稳，才看得全

看完光机和光波导，朱殿荣把注意力转到了镜架上。

他注意到，镜腿可以向外打开更大的角度，末端变得柔软、有弹性，内侧与皮肤接触的部分也从TR90光面材料换成了亲肤材质，整体包裹性变得更好；鼻托与鼻梁的接触面积也比上一代更大，近视磁吸镜架则换成了更轻的透明塑胶结构。

“戴着明显更舒服了。”朱殿荣说。

“其实不只是更舒服。”X接过话说，“光机和光波导负责生成画面，镜架则负责让画面始终对准眼睛。在实验室里，可以用夹具把镜片和眼点固定在设计位置；真正佩戴时，每个人的鼻梁高度、头部宽度、耳位和佩戴习惯都不一样，都会改变眼睛与光波导的相对位置。眼镜一旦下滑或偏转，瞳孔就可能偏离Eyebox，画面会缺边、亮度不均，甚至局部消失。”

图源：AR圈制图

据乐奇Rokid介绍，第二代在结构上做了几处针对性调整：镜腿的最大张开角度较上一代进一步增加，可以适应更宽的头型；镜腿脚尾采用软硬胶结合的双色注塑工艺，后端具备一定的柔性和弹性，能更好地贴合不同用户的头部，增加包裹感；鼻托采用接触面积更大的液态硅胶，在分散鼻梁压力的同时提高贴合稳定性；近视磁吸镜架则采用透明塑胶结构，以减轻重量并改善与主镜片的贴合。

第一代乐奇AI眼镜搭配磁吸近视镜片，图源：乐奇Rokid

这些调整不会改变光波导本身的FOV和Eyebox尺寸，却能让眼镜更稳地保持在正确位置。镜腿夹持更合适、鼻托不容易滑动，用户走路或低头时，眼睛就更容易持续留在Eyebox内，看到的画面也更完整、更均匀。

06 “空气”一样的光学系统

对比完两代产品，朱殿荣感叹道：“我感觉，评价一套光学系统，不能只看画面能不能显示、视场角有多大。最好的光学，是让人只记得画面，忘了光学。”

“这正是我们想做的。”X接过话说，“第二代的这些变化分别涉及光机、光波导、光栅、镀膜和镜架，看起来很分散，其实都在解决同一个问题：既要保留显示能力，又要尽量降低光学系统在外观和使用过程中的存在感。用户需要信息时，画面能够自然出现；不需要显示时，它应该尽可能接近一副普通眼镜。就像空气，离不开，但感觉不到。”

回头看这几处改进：光机缩小，为鼻梁和镜框腾出空间；耦出区变小、颜色变淡，镜片上的光栅痕迹随之减弱；全域减反降低外向漏光，又需要重新设计光栅以维持入眼光效；彩虹纹减少，则要求在保留FOV和Eyebox的同时，让环境光产生的杂散光尽量避开人眼。

用户第一次试戴时，未必能说清耦出区淡了多少、漏光少了多少，也未必知道二维扩瞳和全域减反意味着什么。但随着佩戴时间延长，更平整的鼻梁区域、更自然的镜片外观、更少的强光干扰和更稳定的显示画面，都会在不知不觉中，变成更舒服的日常体验。

END