在该文章中，我们介绍了近眼光学，并分析了波导技术的演变，然后将领域限制在全息波导技术之中。我们也将说明在波导技术OEM市场（原始设备制造商）的巨头玩家，并以位于森尼维尔的DigiLens作结。该文章并非学术论文，读者将能够在该文中获得波导市场最基础的了解，以及光学领域的进展如何改变智能眼镜市场。
近眼光学基础
大部分人对用于谷歌Glass上的显示屏有着大致的了解，它显得非常基础：一块微型显示屏（在谷歌Glass中是LCoS(硅晶液晶显示屏））位于连接到一边的电子器件上，将单一棱镜的光折射90度进入佩戴者右上方的视野中。在该案例下，走出台湾的奇景光电公司（光学OEM厂商），能提供组合光学单元，也能够容纳两块LCoS显示屏以及棱镜光学。
现在想象将两块折射90度光线的棱镜分别设置在每一边，在这个配置中能够实现180度的图像折射。此外，两块棱镜也能够抵消此前的行为，使光线继续按此前的方向发射。这里展示的是最简单的形式，当我们谈论到波导技术时，显示的改变仍然是一个重要的原理。
波导基础
从本质上来说，波导并非新技术。波导显示采用了相同的技术进而使得单向光波被光纤光缆所引导。当你从一边观看光纤光缆时，你无法看到光，仅仅能在末端看到一个小圆点。波导透镜采用了单向光波相同的特性来引导光波穿过透镜或者平面（平面波导），并从一端到另一端。
一些最基本的波导首次被Lumus光学（来自以色列的军事工业研究）所商业化。Lumus最近成为了Daqri和Atheer的双方的OEM厂商。
谷歌和索尼两者都有着实质上与波导设计相似的知识产权。此外，一系列的波导联合研究也正在进行中，比如HiMax和法国的Optivent;HiMax和Lumus；Lumus和法国的Essilor。Essilor（依视路）是世界最大的透镜生产制造商，最近与意大利公司Luxottica——世界上最大的眼镜架公司——实现了合并。
表面浮雕波导
至于更复杂的波导设计，你可以想象一下将棱镜缩小到非常小的规模，并延长。再将其镌刻到透镜的表面。这些微小凸起（micro-ridges）常因“表面浮雕”（surface relief）波导而被提及。图像实质上被切割成一系列垂直的条纹，并通过透镜末端相应的微小凸起重新组合，呈现在人眼前。该表面浮雕波导由诺基亚获得专利并首次实现了商业化。
微软HoloLens采用的正是诺基亚的波导技术，并有所改进，将外罩设置为垂直，而微型显示屏则位于眼睛的上方。
诺基亚的专利之所以著名是因为它已经被证明能够用于大批量生产。不仅如此，除HoloLens之外，诺基亚将其设计授权给了Vuzix——一家由英特尔投资，并在工厂中制造他们的波导，出售给中国企业市场联想旗下的品牌。这表明诺基亚的设计不仅可以大规模生产，其制造业也能够成规模。
而其他波导技术均纷纷受到表面浮雕设计的启发。
芬兰的Dispelix公司不仅生产了表面浮雕波导，他们也在制造过程中做出了标志性的贡献。除了雕刻技术与诺基亚的表面浮雕波导相似，Dispelix展示了通过一个增添的工序，微小凸起也能够被创造，能够“打印”这个微小凸起在透镜上。
Magic Leap
对于神秘的Magic Leap，我们能够从专利申请和相关收购中了解很多信息，换句话说他们并没有清晰的路径来执行他们的愿景。
成立者Rony Abovitz此前将MAKO外科手术台带向大众。它是一个机械臂手术平台。MAKO在上市后被Stryker——医疗设备巨头（在美国高达500亿美元的市值）所收购，据报道共花费了16.5亿美元。鉴于他从此前的独角兽退出，Abovitz收获了来自投资界的信任。我们完全可以假设那是一个令人印象深刻的DEMO(在控制的环境下），并且他有能力筹集到数量惊人的资金。
Magic Leap尝试了各种光学设计，只为发现可行的能被批量生产的光场显示。光场能够产生景深的效果，并使得焦点中的物体呈现清晰的效果，而非焦点中的物体则呈现模糊效果。光场允许虚拟内容实现更为逼真的渲染。
在去年四月，Abovitz伴随其“光子芯片”登陆了《连线》杂志的封面。该名称中“芯片”的名称使用参考了需要被用来创造他们的理论显示屏的制造方法。
在2013-2014年的专利申请探索了大量奇特的光学设计，但均是纸面上的功能，其规格是现目前制造方法无法实现的。理论上能够采用用于制造CPU的科技来使这些显示屏成为可能。但如果人们暂且停止对Magic Leap成功可能的怀疑，以及在制造上的努力（怀疑同样存在），他们仍然将面临两大主要障碍：
首先是成本花费：比起现有的CPU来说，单眼镜片透镜是CPU的数倍大，此外一副框架要求两只透镜。这意味着即使Magic Leap在该方式上获得成功，每一幅眼镜单是透镜制造的成本就将花费数千美元，他们将缺少像英特尔大量生产芯片而获得的规模经济。用这种方式制造镜片将是奢侈的。其二，埋在这些专利申请中的是透镜的规格建议，需要在1到1.5厘米厚。Magic Leap正在针对消费者市场——即便他们能够制造，即便无视制造成本——即使将交付给消费者市场的是最卓越的显示屏，也存在着空想家的因素。细节往往决定成败。
在这点上，Magic Leap似乎返回到了绘图板上。公司的专利还包括表面浮雕波导的改动，在层次上进行堆积。这让我们不得不返回此前提到的被Dispelix利用的微小凸起的印刷技术。
去年Magic Leap悄悄收购了一家名为Molecular Imprints的公司，其专有技术正是打印微小凸起，但并非与Dispelix的技术不相似。
迭代的显示屏能够在薄镜面上很好的传输Magic Leap能够产生光场的波导，同时负担也不算大。但是Dispelix已经生产了打印表面浮雕波导的技术，Avegant最近也展示了光场显示（采用更老式的分光板技术），Magic Leap可能失去了其新颖性。
全息波导
这是一个容易引起误会的名字。“全息波导”中的“全息图”并非指穿戴者在眼前看到的图像，而是那些由纳米全息图构成的透镜内部的光学。想象你在信用卡上看到的全息图。全息图裸露于粘附着反射支持的薄膜上（信用卡下的反射表面，全息图在这对其进行照明，而全息图本身位于前面。）
全息波导，利用了相似的技术——暴露在激光下的薄膜光敏聚合物嵌入镜像光学纳米全息图，并嵌入到透镜之中，进而取代了在传统波导中的棱镜的角色。大部分与此前相同，微型显示器投射进入透镜的一端，全息图光学转变光线，引导单向光波穿过表面，另一组则将光线转向人的眼睛。利用棱镜基础的波导在薄薄的镜片中实现波导技术无疑是一非凡的壮举。
DigiLens几乎在十年前为美国军队创建航空HUD系统时便完善了该技术。
全息波导光学队伍正在壮大，包括：TruLife和WaveOptics，二者都在英国。还有最近的科罗拉多的Akonia Holographic。Akonia此前花了十年时间，在并不成功的全息存储上投入了1亿美元。这三家公司似乎都已经在实验室环境中进行了展示，而设计与2010年Digilens生产的相似。
但从那之后，DigiLens继续进行着革新。所有此前提到的波导设计仍然是“被动的”透镜。被动是指透镜本身并没有电子元件，它们单纯的通过微型显示屏接收光线投射，被动的通过透镜改变光线，并将其投射入使用者的双眼。
积极的全息波导
DigiLens则有着“积极”的全息波导。采用建立于薄膜聚合物的液晶，DigiLens波导内全息镜像光学有能力改变状态，当电流通过时会显得有活性。
有着军事显示屏的开始，DigiLens一直处于航空电子设备中并发展到创建用于喷气式飞机的仪表安装波导显示屏，并再一次与Rockwell Collin合作。他们的第一款消费者产品，是为宝马而生产的智能头盔的显示屏，其将在今年晚些时间出货。
此外，上述所有提到的波导技术都被限于一个平坦的表面。今年早些时候DigLens宣布他们能够应用他们积极的全息波导技术进入弯曲的透镜，这意味着他们能够应用于普通的眼镜穿戴。而最近则完成了由索尼和富士康共同主导的2200万美元的融资。
在最近对DigiLens的成立者的采访中，其主席，CEO兼CTO——Dr.Jonathan Waldern透露他们正致力于制成材料并将其应用于透镜中。在他们的波导显示器中他们利用了相似的技术，运行了一个相机而非微型显示屏，而在另一个类似的薄的轮廓中则实现了眼动追踪。
DigiLens暂未触及的仅仅是光场光学这一新鲜事物。但是如果Magic leap正通过多层波导实现光场显示，DigiLens也已经在他们现有的设计中采用了多层波导技术——将红色光谱分离出来进入自己的波导，顶部层次则是蓝绿波导。此外，DigiLens已经利用重叠波导来扩展视野。如果他们没有采用多层波导来实现光场显示，这只是因为他们的客户尚未提出要求——他们迄今为止仍专注于上下文相关联的导航数据，而非娱乐。如果付费顾客要求光场显示，也能假设他们将依顺序进行建立，并通过采用他们现存的波导分层技术进而实现。
DigiLens是一只沉睡的独角兽。消费者可接受的智能眼镜的成功与近眼光学因素密不可分，Digilens在该领域可能至少领先其他波导OEM厂商七年时间。然而DigiLens为美国军方制作的内容可能需要保密。知晓美军正在建造任何钢铁侠般的HUD并不违反安全机密，而用来建造它的就是DigiLens的显示屏。
