本文主要讨论目前主流的AR头戴设备的光学方案，主要类型为：Birdbath方案，弧形曲面反射镜（又称“Bug Eye”）方案 和 反射/衍射波导。
Birdbath方案
迪士尼和联想的AR头戴式设备就采用该方案
工作原理
birdbath 设计中光（上图中蓝色的线）从显示源（垂直于前额的黑色矩形）射向一片45度夹角的分光镜上。这块镜片（分束器）的反射值（R）和透射值（T）分别将光以R的百分比反射，其余部分以T的值透射。R和T都允许用户在显示器产生的数字图像以外的区域看到真实世界。分束器的光线反射到合束器上，合束器是一个凹面镜，可以将光线在重定位向眼镜的位置（图片中的红色虚线）。
使用这种方案的设备Lenovo Disney Jedi Challenge 和 ODG R8 and R9。
上图为 Disney Lenovo Headset 设备
硬件： 像联想这种低成本的设备，可以使用LCD显示屏（部分手机也采用此类屏幕），而更高级的设备如ODG R9 则使用OLED显示屏。OLED显示屏具有尺寸小，价格高的特点。
视野： 此设计方案，通常FOV为50度，于波道技术比处于较高的视野范围，但小于弧形曲面反射镜设计。
光损失： 在50/50的分束器中，第一次反射就有 50% 的光损失，当光线击中合束器时又会损失额外的光。为了弥补光线的大量损失，一般镜片会非常黑，类似室内带墨镜。
外形尺寸： 如果使用LCD作为显示源，则围绕光学器件会有更大的尺寸。而微型OLED可大大减小尺寸。
上图为 ODG R9 设备
图像质量：当光源从合束器的内部和外部反射时，可能会导致产生不需要的图像，通常称为重影，请参见下图。由于显示源上的1080p图像被扩展，因此LCD显示器也将具有较大的像素（低像素密度）。微型OLED显示器提供了更高的像素密度，因此它们可以以很小的尺寸产生高分辨率，但以降低亮度为代价。
镜片透明度： 如前所述，深色镜片通常放在眼镜的前面，很难看清用户的眼睛，尤其是在室内。
弧形曲面反射镜（Bug-Eye）设计方案
工作原理
Bug-Eye耳机的光学设计相对简单。它使用廉价的LCD显示源和具有反射/透射（R / T）值的曲面镜，用作镜子和合束器。显示器发出的光直接撞击凹面镜/组合镜，然后反射回眼睛。显示源的理想位置是居中，并与反射镜成平行角。从技术上讲，理想的位置应使显示源覆盖用户的眼睛，因此大多数设计将显示“偏离轴”移动到前额上方。凹面镜上的离轴显示器具有失真，需要在软件/显示器一侧进行校正。
Meta 2耳机
使用此光学设计的耳机： Mira Prism， Meta 2， Leap Motion， Dream World
硬件： LCD显示屏可以是电话或现成的LCD面板。虽然可以制造用于这些设备的镜片，但它们需要定制的光学涂层应用。
视野：显示器离眼睛更远时，FOV可能比波导目前可能的大得多（FOV的范围为50到105度）。
光损失：由于光仅通过单个组合器/透镜传播，因此光损失仅限于“单次通过”，并且远低于Birdbath设计。
Leap Motion’s North Star
外形尺寸： 要扩展数字图像并使其足够大以能够放置在现实世界中，LCD信号源必须与镜头保持足够的距离，从而为耳机提供保护性的遮阳板外观。
图像质量： 像素密度可能是这种设计的问题，尤其是在使用手机作为光源的情况下。改善像素密度的一种方法是双LCD显示器。Leap Motion耳机使用了两个1600 X 1440 LCD显示屏。
镜头透明性：明亮的LCD和更少的基板可通过，从而减轻了光损耗问题，这些显示器可提供更清晰的镜头（更高的R / T值）。如上图所示，Mira镜头足够透明，一个人可以与戴着耳机的人进行接触。
反射和衍射波导
工作原理
波导代表了光学技术的一种新形式，而仍在开发中的波导在外形，清晰度和重影方面具有明显的优势。显示源通常是侧面安装的，使用硅上液晶（LCOS）或DLP显示器。LCOS和DLP均通过衍射光栅发射准直的光线，该衍射光栅将光线重定向并最终形成扩展图像，然后将其投射到眼睛中。
虽然波导显示器和高分辨率的AR体验令人兴奋，但它们也是最昂贵的制造方法，并且具有很高的废品率。波导的价格预计将随着更好的制造工艺而下降，但是今天，对于高端头戴式耳机而言，它们仍然是一笔不菲的成本。带有波导的耳机的零售价在3000到5000美元之间。
使用波导的耳机： Microsoft Hololens， Magic Leap One， DAQRI
硬件组件： 衍射波导光学器件是多层的，每种颜色都有一层。由于难以在纳米尺度上对准衍射RGB层，因此制造中的拒绝率很高。Lumus拥有专利的反射波导，避免了多层方法，使其更易于制造。硅基液晶（LCOS）通常用作显示源，因为它结构紧凑并提供准直光，这是波导技术的要求。
Microsoft Hololens
视野： 与其他显示器相比，FOV非常小。这是Hololens的主要抱怨。如今，40度FOV是标准，而公司正在努力获得50度而不会降低质量。
图像质量： 波导显示器是所有光学设计中最亮的，并且没有重影效果。如今，大多数可用的显示器均为720p，但这很快就会改变。在CES 2018上，Lumus展示了OE vision ，它具有1080p显示屏和40度FOV。
外形： 这项技术越来越接近像外形这样的眼镜，但是构建AR头戴式还要考虑其他硬件设备。
镜头透明性： 无需着色，如您在下面的DAQRI照片中所见，镜头非常清晰，可以在室内使用。
DAQRI Headset
