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摘要：看下一代XR近眼顯示光學技術進化 當XR行業(yè)在消費級市場的探索逐步邁入深水區(qū)，市場要實現(xiàn)從 “小眾嘗鮮” 到 “規(guī)模爆發(fā)” 的跨越，硬件形態(tài)的突破與視覺體驗的革新，必然是引爆行業(yè)奇點的前提。 而近眼顯示光學系統(tǒng)作為核心影響因子，在很大程度上直接決定了產品體積尺寸與虛像畫面清晰度，其每一次技術迭代與變化都牽動著整個產業(yè)鏈的神經(jīng)。 恰逢光博會，我們得以看見又一年的XR光學變革。2025年9月10日，第二十六屆中國國際光電博覽會（CIOE）在深圳正式拉開帷幕，超3800家企業(yè)參展。 在眾多展商中，歌爾光學帶來一系列AR/VR光學新品，從刷新行業(yè)紀錄的碳化硅刻蝕光波導，到叩響全彩AR眼鏡普及之門的超小光機模組，再到單眼4K的VR/MR Pancake方案，三色激光投影光機等解決方案，毫無疑問地成為了本屆展會的焦點之一。 一、AR光學：向上破壁，向下普及 當前，行業(yè)尚處于市場探索的初期階段，受技術迭代方向、應用場景需求差異等因素影響，AR光學領域尚未形成統(tǒng)一的技術標準與路徑，各類方案各具特色、呈百花齊放之勢。 基于目前的行業(yè)發(fā)展階段，不同客戶的產品需求，圍繞提升AR眼鏡“佩戴體驗” 與 “視覺效果” 兩大維度，歌爾光學帶來了一系列光學解決方案。 （一）全貼合「碳化硅」光波導登場，探索AR眼鏡光學極致 對于追求極致光學的AR眼鏡而言，光波導的材料是決定其上限的關鍵。歌爾光學此次首發(fā)的碳化硅（SiC）刻蝕全彩衍射光波導F30Se，無疑是向材料“天花板”發(fā)起的一次沖擊。 作為第三代半導體，碳化硅以其超高折射率著稱，這一特性從物理層面就能大幅削弱衍射光波導長期存在的彩虹紋等雜散光問題。 據(jù)介紹，歌爾光學通過復雜的結構光柵設計，在30° FOV 下實現(xiàn)了高對比度與高色彩均勻度。此外，更值得關注的是，F(xiàn)30Se率先在行業(yè)內采用鏡片全貼合工藝，消除了主流框貼架構中的空氣層，將鏡片總厚度壓縮至0.65mm，重量僅3.5g，刷新了行業(yè)輕薄紀錄，其大幅提升了光波導鏡片的結構強度和佩戴舒適性。 手機拍攝圖片，略有壓縮和色差，以實際體驗為準 在“寸土寸金”的AR眼鏡內部設計中，更高色彩均勻性、更加輕薄的波導片，為輕量級AR眼鏡的設計提供了關鍵支持。現(xiàn)場體驗中，該AR光波導片色彩表現(xiàn)優(yōu)秀，搭配全彩Micro-LED微顯示器，室內強光環(huán)境下畫面清晰通透，鏡片透過率超過90%，整體鏡片色彩均勻性好，邊緣清晰，無漏光，彩虹紋幾乎不可見。 2024 年， Meta在Orion上首次將碳化硅作為AR光波導基底材料，帶入大眾視野，在玻璃和樹脂之外，提供了又一個全新材料選擇。基于目前的技術、成本和AR眼鏡市場接受度來看，碳化硅光波導雖普及周期較長，但具備較強技術潛力，值得持續(xù)研發(fā)、做技術儲備。 （二）0.2cc全彩光引擎+衍射光波導，加速全彩AR眼鏡進程 如果說碳化硅光波導代表了對AR光學“上限”的探索，那么另一款超高光效全彩衍射光波導AR光學模組，則更聚焦于當下的實際落地需求。 AR眼鏡要真正走向大眾，成本是繞不開的門檻。目前，顯示效果更優(yōu)的玻璃基底刻蝕光波導受限于工藝、良率等因素，成本依舊偏高，很大程度上會抑制消費者的購買意愿。為此，歌爾光學打造了一條更具性價比的技術路徑：成熟的納米壓印工藝衍射光波導+自研Micro-LED全彩光引擎。 據(jù)介紹，該光學模組搭載的全彩Micro-LED光引擎體積僅有0.2立方厘米，重量0.5g，是目前業(yè)內體積最小的彩色Micro-LED光引擎。與之匹配的衍射光波導F22Gi，通過低密度玻璃基板、復雜的光柵微結構設計與人因工程優(yōu)化，在小FOV下將彩虹紋和漏光抑制到了優(yōu)于部分刻蝕方案的水平，并最終實現(xiàn)6000 nits的峰值入眼亮度，并控制在單目6g以內的重量。 手機拍攝圖片，略有壓縮和色差，以實際體驗為準 從現(xiàn)場可以看到，該全彩Micro-LED光機非常微小，僅有黃豆粒大小，很難想象這是在cube合色方案下，融入R、G、B三色Micro-LED基板下形成的產物。搭配玻璃基板的衍射光波導F22Gi，在保證全彩高清虛像顯示的同時，物理世界透過率表現(xiàn)也相當不錯，彩虹紋大幅削弱。 成熟的納米壓印工藝衍射光波導+自研全彩Micro-LED光機，提供了一條可快速落地、成本相對可控的AR全彩眼鏡顯示路徑，有望加速“信息提示類”AI眼鏡從單綠到全彩的迭代進程。公開資料顯示，早在2020年，歌爾光學就已經(jīng)完成了12英寸晶圓衍射光波導納米壓印量產線，具備量產能力。 （三）全彩刻蝕光波導、單色樹脂光波導持續(xù)迭代 除全新產品線外，歌爾光學還帶來了全彩Micro-LED+刻蝕光波導模組升級版—F25Ge，以及單綠色Micro-LED+樹脂衍射光波導模組升級版—G25Pi，以滿足不同品牌客戶商業(yè)化需求。 據(jù)介紹，F(xiàn)25Ge光學模組搭載了歌爾光學全新自研的0.2cc Micro-LED全彩光引擎，光波導片采用迭代單片全彩架構，模組的峰值入眼亮度達2400nits，同時進一步優(yōu)化了光波導的亮度均勻性和彩虹紋。在整機光學設計上，從原有的單目顯示升級為雙目顯示，更貼合人眼自然視差，可實現(xiàn)雙目異顯的3D視覺效果。 作為消費級光波導基底材料選擇之一，樹脂在安全性與輕量化上具備優(yōu)勢顯著。歌爾光學全新迭代版AR光學模組 G25Pi升級了更高折射率、更低密度的樹脂材料，鏡片厚度與重量同步下降；光柵結構經(jīng)算法迭代后，彩虹紋在室內及大部分室外場景下幾乎不可察覺；另外，該樹脂光波導透過率提升至88%以上，帶來更通透的AR視野。依托成本更具優(yōu)勢的單綠色Micro-LED光引擎，該光學方案在針對信息提示、翻譯等輕量級應用場景用途的AR眼鏡上具備較高性價比。 二、VR/MR光學：單眼4K方案再升級，Pancake光學的不同「形態(tài)」 在VR/MR領域，自Pancake折疊光路設計成為主流后，“輕薄化”便取代“性能提升”，成為光學模組創(chuàng)新的主旋律。然而，市面上多數(shù)VR/MR設備離“長時間舒適佩戴”仍有距離。作為全球可量產Pancake光學模組的頭部廠商，歌爾光學此次在“輕薄化”的道路上，再次加碼。 （一）1.03''Micro-OLED+Pancake折疊光路，「VR/MR眼鏡」的新選擇 本屆光博會，歌爾光學展出了“星河”系列Pancake光學模組新品——星河LE51系列，包括星河LE51和星河LE51-D。 其中，星河LE51-D光學模組以2.5K分辨率的1.03英寸Micro-OLED微顯示器為底，通過多片式Pancake折疊光路設計以及曲面貼膜工藝，實現(xiàn)了85.5°的視場角，29 PPD，TTL僅14mm。 得益于多片式Pancake折疊光路的設計，該模組還支持-700°~+200°的屈光調節(jié)。這意味著屈光在此區(qū)間的人群無需再額外適配近視鏡或遠視鏡，就能直接使用，大幅降低了上手門檻。區(qū)別于星河LE51-D，在相同屏幕模組下，星河LE 51不支持屈光調節(jié)，TTL為13.5mm。 星河LE 51-D整體定位在高端MR頭顯與低成本XR觀影眼鏡之間，提供了一個更大FOV，可調屈光，成本可控、輕量化且可適配VR/MR眼鏡形態(tài)的光學方案。 從現(xiàn)場可以看到，星河LE 51系列光學模組只有礦泉水瓶蓋大小，Pancake折疊光路帶來的光機厚度壓縮明顯。光學表現(xiàn)上，相對于普通Fast-LCD方案整體入眼亮度提升明顯，色彩鮮明，從光學鏡頭中心區(qū)域延伸至邊緣位置，畫質表現(xiàn)出色，解析度較高，一致性較好。85.5°的FOV并不大，不過在觀影，輕量級游戲娛樂場景也足夠使用。 （二）從單眼4K空間計算旗艦方案到性價比光學全覆蓋 除了全新的星河LE 51系列，歌爾光學還同步帶來了其他針對不同細分市場的VR/MR Pancake光學解決方案。 針對高端VR/MR頭顯，歌爾光學帶來了升級版的“星際C51”模組。據(jù)介紹，星際C51采用了單眼4K分辨率的1.3英寸Micro-OLED+Pancake折疊光路，F(xiàn)OV達到了110°，TTL為17.5mm。得益于曲面貼膜&膠合工藝，相對于上一代，星際C51整體視場角提升了15度，進一步增強了用戶使用時的臨場感。 自Apple Vision Pro發(fā)布以來，單眼4K分辨率已逐漸成為高端MR空間計算頭顯的標配。無論是今年國內發(fā)布的vivo vision，還是即將發(fā)布的三星Project Moohan，都印證了這一行業(yè)趨勢。星際C51模組憑借單眼4K，大視場角的旗艦級光學，直指高端觀影、硬核游戲乃至MR辦公等全場景應用，可以說是高端MR空間計算頭顯的不二之選。 面向主流VR/MR市場，歌爾光學則推出了高性價比的“星際P51”模組。該模組依托成熟的2.24英寸Fast-LCD屏與Pancake方案，在保證高畫質顯示的同時，實現(xiàn)100°的大視場角，TTL為21.6mm。其核心優(yōu)勢在于，結合成熟的光學方案，以及領先的平面貼膜與注塑工藝，在良率和成本控制上出色，可實現(xiàn)快速規(guī)模化量產。Fast-LCD+Pancake光學的搭配也是目前C端頭顯，如Quest 3、PICO 4系列所采用的主流方案。 在更小尺寸的VR/MR觀影市場上，歌爾光學還帶來了“星河LE52” Pancake模組。與上述的LE51有所不同，它所采用的Micro-OLED微顯示器更小，僅為0.68英寸，成本更低；在曲面貼膜工藝的加持下，通過Pancake折疊光路，其FOV達到了80°，TTL為13.6mm。與主流的VR觀影頭顯相比，該光學方案在光學質量、成本與視場角間實現(xiàn)更優(yōu)平衡，可以適配輕量化便攜設備的需求。 三、不止于XR，光電技術的外延 除XR光學之外，基于在精密光學設計及半導體光學等領域的積累，歌爾光學在本屆光博會上也帶來了其在其他前沿應用領域的最新成果。 在智能家居領域，歌爾光學展示了家用三色激光投影光機產品梯隊： • 旗艦級4K方案：基于TI 0.47" DMD芯片的4K機型，具備2900流明的超高亮度和1700:1的高對比度，配備全玻璃+全金屬鏡頭，主攻家庭影院與高端影音室等存量升級市場。 • 主流4K方案：基于TI最新的0.39" DMD芯片，在單顆三色激光引擎下實現(xiàn)了體積與性能的平衡，940流明亮度與4K畫質足以應對觀影、游戲等多樣化需求，是一款高性價比的投影方案 • 入門級1080P方案：針對便攜與教育演示等新興需求，打造了基于TI 0.23" DMD芯片的1080P入門級產品，兼顧便攜與亮度需求。 車載光學方面，歌爾光學展示了DLP投影大燈模組，以130萬像素級的光束控制能力、1800 流明高亮度與300:1高對比度，讓動態(tài)迎賓、禮讓行人、安全提醒等智能化交互場景成為可能，讓車燈從單純的照明工具進化為交互語言。 工業(yè)視覺方面，歌爾光學展示了3D輪廓儀激光模組，利用高斯度超過90%的線激光，可實現(xiàn)對3C電子、鋰電池和PCB等精密元器件3D輪廓的微米級檢測。同步推出的高精度工業(yè)鏡頭，為智能制造、檢測與自動化提供一站式工業(yè)機器視覺方案。 四、結語 從2025光博會展出的新品矩陣來看，歌爾光學在AR方面，主要押注“衍射光波導”；VR方面，則全面鎖定“Pancake折疊光路”方案。不過，其在具體的產品落地戰(zhàn)術上，又展現(xiàn)出高度的靈活性，通過差異化的光學矩陣，覆蓋不同產品需求的客戶。 作為國內 XR 光學領域的頭部廠商，歌爾光學憑借多年技術積累與研發(fā)實力，所打造的相關光學解決方案已成功應用于海內外眾多主流廠商的 XR 產品中。伴隨著市場、行業(yè)對于 AI 眼鏡、AR 眼鏡和 MR 頭顯等產品需求的增長，歌爾光學有望進一步抓住增長機遇，釋放技術紅利。 |
