三星展示1.5毫米AR镜片，日光下清晰可见
日光下清晰可见
（映维网Nweon 2026年11月12日）三星与浦项科技大学的研究人员开发出了一项增强现实眼镜核心技术：通过仅1.5毫米厚的镜片，即可在户外强烈阳光下呈现清晰图像。研究在保持镜片纤薄的同时最大限度减少光损耗，使可像普通眼镜一样轻盈舒适佩戴的商用AR眼镜距离现实更近一步。
AR眼镜将导航提示、文字和视频等数字信息叠加在现实世界视野之上。若要实现日常使用，AR眼镜必须像普通眼镜一样轻薄，同时要在户外强烈阳光下保持显示内容清晰可读。现有技术面临一个瓶颈：镜片越薄或视窗区域越大，光损耗就越多，图像也随之变暗。
针对这个问题，三星与浦项科技大学共同开发了一项基于超表面的AR光学技术，并展示了一款基于空间变化交织超表面的可全天佩戴AR眼镜原型。其中，超表面可提供多个光栅矢量以实现多方向光调控。由此得到的双层超表面波导（meta-WG）在1.5毫米厚的外形尺寸内实现了30度视场角和8×8 mm²二维视窗，同时保持平均亮度效率为1,938 nits lm⁻¹（最高达4,225 nits lm⁻¹）。
原型在户外环境光照下可产生明亮且稳定的虚拟图像，证明meta-WG与实际可穿戴显示需求相兼容。通过突破传统衍射波导在光路调控自由度上的限制，所述方法提供了一个用于平衡效率、范围和外形尺寸的可扩展框架，使高性能AR眼镜更接近实际消费级应用。
研究团队主要利用超表面技术解决了这一难题，通过排列小于光波长的纳米结构来调控光的传播方向。先前的研究主要关注镜片表面单个微结构的透光效率，而本研究则对光在镜片内部传播的完整路径进行了精确设计。这减少了光向非目标方向逸散，增加了到达人眼的光量。
研究人员同时将主要承载蓝绿光的层与主要承载红绿光的层叠加，从而缩小了各颜色之间的亮度差异。在每一层内，纳米结构在29个区域采用不同的设计方案，以提升透射效率。最终，在总厚度1.5毫米的光学系统中实现了30度的对角线视场角。当眼睛距镜片15毫米时，即便眼睛在水平和垂直方向各8毫米的范围内移动，图像依然可见。
研究团队还将1.5毫米光学系统与紧凑型显示器结合，制作了一副AR眼镜原型。在测试中，该原型成功地在户外明亮环境下将白色文字叠加于周围景物之上，并在室内呈现彩色视频。在室内，即使将显示器输出功率降至30%，彩色视频仍能正常呈现。这表明在保持镜片纤薄的同时，亮度和视窗范围可以兼得。
所述技术有望应用于下一代可穿戴设备的光学系统，支持设备在视场实时投射导航或任务信息。降低光损耗同时有助于减少显示器功耗。然而，若要实现商业化，开发者还需减轻外部光线与镜片微结构相遇时产生的彩虹状模糊，并改善因眼睛位置不同而导致的色彩和亮度变化问题。建立可量产的制造工艺是另一项挑战。
相关论文：Metasurface waveguides for all-day augmented reality glasses
团队表示：“这一结果表明，精确控制光在镜片内部的传播路径，使得即使使用纤薄镜片也能在户外呈现明亮、清晰的图像。接下来，我们将改善彩虹状模糊问题，攻克量产技术，并将该研究与基于AI的定制化图像处理相结合，开发出日常使用舒适的AR眼镜。”
