光波導(dǎo)與棱鏡、自由曲面、birdbath是目前AR(增強(qiáng)現(xiàn)實(shí))眼鏡主流光學(xué)方案,其中光波導(dǎo)方案具有體積輕薄、透光率高、清晰度高、視場角大等優(yōu)勢,是AR光學(xué)系統(tǒng)主要發(fā)展方向。
光波導(dǎo)AR眼鏡主要由顯示模組、波導(dǎo)片、耦合器等部分組成,根據(jù)耦入耦出器不同,光波導(dǎo)分為幾何光波導(dǎo)(以陣列光波導(dǎo)為主)和衍射光波導(dǎo),其中衍射光波導(dǎo)是利用光柵的衍射特性設(shè)計(jì)光路,將顯示屏上的圖像耦合到波導(dǎo)中,以全反射的形式進(jìn)行傳播,再通過耦出器件進(jìn)入人眼成像。
目前國際公認(rèn)的三大衍射光波導(dǎo)技術(shù)路徑為表面浮雕光波導(dǎo)(SRG)、體全息光波導(dǎo)(VHG)及偏振體全息光波導(dǎo)(PVG)。我國衍射光波導(dǎo)量產(chǎn)始于2021年,憑借其輕薄、高透光率等優(yōu)勢,衍射光波導(dǎo)已成為近兩年AR眼鏡新品中主流技術(shù)路徑。
根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的
《2025-2029年中國衍射光波導(dǎo)市場行情監(jiān)測及未來發(fā)展前景研究報(bào)告》顯示,衍射光波導(dǎo)用于AR/AI眼鏡中,近年來,在Meta、三星、蘋果、阿里、華為、字節(jié)跳動等企業(yè)積極布局下,AR/AI眼鏡發(fā)展迅速,其中2025年我國AI眼鏡出貨量有望躍居全球第一,達(dá)270萬臺以上。隨著AR/AI眼鏡放量,市場對其成像質(zhì)量、使用場景、佩戴體驗(yàn)等將提出更高的要求,衍射光波導(dǎo)應(yīng)用前景廣闊。
在三大衍射光波導(dǎo)技術(shù)路線中,表面浮雕光波導(dǎo)布局企業(yè)較多,包括至格科技、廣納四維、歌爾光學(xué)、水晶光電等,其中至格科技建成業(yè)了內(nèi)首條衍射光波導(dǎo)全自動批量生產(chǎn)線。表面浮雕光波導(dǎo)制備工藝分為納米壓印工藝和刻蝕工藝,目前納米壓印工藝為主流工藝,刻蝕工藝在光學(xué)性能提升、穩(wěn)定性和一致性、材料與耐用性等方面具有優(yōu)勢,是未來制備工藝主要迭代方向。
體全息光波導(dǎo)及偏振體全息光波導(dǎo)布局企業(yè)相對較少,但體全息光波導(dǎo)相較于表面浮雕光波導(dǎo)理論優(yōu)勢更明顯,也已吸引三極光電、谷東科技、水晶光電、尼卡光學(xué)等企業(yè)布局。偏振體全息光波導(dǎo)由東南大學(xué)張宇寧教授團(tuán)隊(duì)提出,目前主要由南京平行視界技術(shù)有限公司加速推進(jìn)該技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。
新思界
行業(yè)分析人士表示,衍射光波導(dǎo)是最具潛力的AR眼鏡光學(xué)方案,具有輕薄、高透光率、可規(guī)模化量產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。我國衍射光波導(dǎo)量產(chǎn)時(shí)間較短,近年來其雖在顯示效果、成本優(yōu)化、佩戴體驗(yàn)等方面實(shí)現(xiàn)了提升,但在實(shí)際應(yīng)用中,仍存在彩虹效應(yīng)、漏光、光效低等問題,未來衍射光波導(dǎo)技術(shù)仍需進(jìn)一步優(yōu)化迭代。
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