2025年的AI/AR眼镜市场似乎很疯狂。
英伟达推出基于数字全息的无背光增强现实的AR眼镜专利：US20250004275A1专利介绍了一种创新的增强现实显示系统，该系统通过数字全息术转换光学遮挡。通过实施复杂的自干扰技术，
核心创新：
1、自干涉全息术
- 用途：使用相位调整SLM来产生与环境光的相消干涉
- 优点：无需额外光源即可实现选择性遮挡
- 功能：通过摄像机在环训练模型驱动SLM设置
- 优点：补偿光学失真和非线性
- 作用：仅在AR内容显示所需的区域中阻挡光线
- 优点：在非AR区域保持自然视觉，同时在AR区域实现高对比度
- 功能：为每只眼睛提供独立的光路
- 优点：实现适当的立体AR体验
关键部件：
- 光学系统-空间光调制器-分束器-干涉仪-四分之一波片
- 神经处理- U-Net架构-摄像机在环训练-实时推理-失真补偿
- 显示集成- 2D显示-光导-偏振控制-视口管理
技术特点：
- 无背光操作相位遮挡神经网络控制紧凑外形因子功率效率
- 双眼支持[图3A-3D：通过光学系统的光传播，示出了基于干涉的遮挡]
运作机制：
- 光处理：接收环境光、分割光路、应用相移、产生干涉
- 神经控制：分析场景、确定遮挡区域、计算相位设置、驱动SLM
- 图像形成：干涉图案、与显示内容合并、直接进入视口、呈现给用户
主要优势：
- 增强的用户体验：自然视野、更好的户外能见度、减少光学失真、舒适的长期佩戴
- 改进的外形尺寸：更轻的重量、更纤薄的设计、更少的面部覆盖、更好的热量管理
- 实用优势：在明亮环境中实现高对比度、最低功耗、简单的光学结构、更好的社会可接受性
类比：
可以把这个系统想象成自适应过渡镜头，它可以选择性地使你视野中的特定区域变暗。
然而，该系统并不像传统太阳镜那样使整个透镜均匀变暗，而是可以仅在需要显示AR内容的地方创建精确的暗区。
这种选择性变暗的方法不仅可以节省电力，还可以保持其他地方的自然视觉，类似于现代汽车窗户可以有特定的着色区域，同时保持其余部分的清晰。使用环境光而不是产生自己的光使系统更高效，就像电子纸显示器比传统的LCD屏幕更省电一样。
光学架构：
核心实现方式通过：
光管理：
- 偏振控制、
- 相位调整、
- 干涉产生、
- 路径均衡
- 区域选择、
- 相位计算、
- 干涉优化、
- 显示集成
神经控制框架：
[FIG. 2：用于SLM控制的U-Net架构]
通过以下功能实现：
网络设计：
- 收缩路径
- 扩展路径
- 跳过连接
- 特征提取
训练过程:
- 环中相机
- 失真学习
- 参数优化
- 实时推理
神经框架演示了机器学习如何克服复杂的光学失真，同时实现实时控制，这对于在不同光照条件下获得响应式AR体验至关重要。
参考文献
专利：US20250004275A1
Title：使用数字全息技术的无背光增强现实
受让人：NVIDIA Corp
发明者：Jonghyun Kim, Ward Lopes, David Luebke
申请日期: 2024-06-14
公开日期: 2025-01-02