AR眼鏡被視為最有可能取代智能手機的下一代個(gè)人終端。
在過(guò)去的一年中，全球廠(chǎng)商AR眼鏡產(chǎn)品扎堆發(fā)布，國內AR企業(yè)，如雷鳥(niǎo)創(chuàng )新、Rokid、XREAL、INMO影目科技等企業(yè)接連發(fā)布新品并完成新一輪融資進(jìn)程，以錘子科技前合伙人吳德周創(chuàng )立的AR眼鏡品牌ARknovv為代表的一批初創(chuàng )企業(yè)新入局AR賽道，還有不少互聯(lián)網(wǎng)大廠(chǎng)都發(fā)布了AR眼鏡新品：小米正式發(fā)布無(wú)線(xiàn)AR眼鏡探索版，OPPO展出新一代智能眼鏡OPPO Air Glass 2，中興努比亞推出AR智能眼鏡nubia Neovision Glass，聯(lián)想發(fā)布新一代輕量化AR眼鏡晨星G2 light等。
競爭格局的形成是促使AR技術(shù)即將爆發(fā)的關(guān)鍵因素。國際科技巨頭如蘋(píng)果、谷歌、微軟等積極布局AR領(lǐng)域，計劃在未來(lái)幾年推出創(chuàng )新的AR眼鏡產(chǎn)品，為AR行業(yè)注入了新的活力，也增強了其他企業(yè)和投資者對市場(chǎng)的信心。同時(shí)，新興的科技公司和創(chuàng )業(yè)企業(yè)通過(guò)技術(shù)創(chuàng )新和市場(chǎng)細分，不斷探索AR技術(shù)的新應用場(chǎng)景和商業(yè)模式，推動(dòng)了行業(yè)的多元化發(fā)展。
除此之外，AR技術(shù)的爆發(fā)背后還由多個(gè)維度的因素進(jìn)行推動(dòng)，包括技術(shù)進(jìn)步、市場(chǎng)需求、資本推動(dòng)、政策支持、社會(huì )影響以及生態(tài)系統構建等等。
首先，風(fēng)險投資和產(chǎn)業(yè)資本對AR領(lǐng)域的投資持續增加，各地政府對高新技術(shù)的扶持政策，包括資金支持、稅收優(yōu)惠等，為AR技術(shù)的研究和應用提供了充足的資金支持，創(chuàng )造了有利條件。同時(shí)，消費者對于新奇體驗的追求，推動(dòng)了AR應用在游戲、教育、醫療等領(lǐng)域的廣泛嘗試，吸引了越來(lái)越多的用戶(hù)關(guān)注。同時(shí)，科技公司和創(chuàng )業(yè)公司對AR領(lǐng)域的熱情和投資不斷增加，加快了AR技術(shù)和產(chǎn)品的迭代與發(fā)展。
當然，技術(shù)進(jìn)步是推動(dòng)AR發(fā)展的核心動(dòng)力。在硬件方面，新型顯示技術(shù)和光學(xué)方案如Micro LED和幾何光波導的發(fā)展，顯著(zhù)提升了AR眼鏡的顯示效果和用戶(hù)體驗。這些技術(shù)使得AR眼鏡在亮度、對比度和反應速度等方面有了大幅改進(jìn)，同時(shí)設備的體積和重量也得到了優(yōu)化。軟件平臺方面，蘋(píng)果、谷歌等公司推出的AR開(kāi)發(fā)平臺如ARKit和ARCore，極大地簡(jiǎn)化了AR應用的開(kāi)發(fā)過(guò)程，促進(jìn)了AR內容的豐富和多樣化。
一直以來(lái)，顯示方案是限制AR眼鏡的發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。
2012年，谷歌推出全球第一款消費級AR眼鏡，將AR技術(shù)拉進(jìn)大眾視野。但是，這款AR眼鏡采用的棱鏡方案在透光率有天然缺陷，無(wú)法實(shí)現完全透明和全天候佩戴的AR光學(xué)要求，而符合該要求的光波導當時(shí)在技術(shù)成熟度和良品率等層面都還有欠缺。
就在這個(gè)時(shí)候，理湃光晶成立，成為國內最早開(kāi)展AR近眼顯示和光波導技術(shù)及其產(chǎn)品的研發(fā)的企業(yè)。
目前，理湃光晶已經(jīng)成為全球領(lǐng)先的AR光波導顯示器件及其方案的提供商，在幾何光波導領(lǐng)域擁有完全獨立自主的核心知識產(chǎn)權，實(shí)現幾何光波導二維擴瞳技術(shù)的量產(chǎn)，其針對高性能光學(xué)玻璃的分子鍵合工藝，解決了量產(chǎn)中幾何光波導良品率低的問(wèn)題，提供了一套AR近眼顯示的更優(yōu)解決方案。
01 自主創(chuàng )新分子鍵合技術(shù)，攻克量產(chǎn)難題
比起AR技術(shù)，VR（虛擬現實(shí)）是一個(gè)獨立的、可替換現實(shí)的人工虛擬環(huán)境，在大眾的日常生活中更為常見(jiàn)，主要應用于游戲娛樂(lè )。VR的視覺(jué)呈現方式是阻斷人眼與現實(shí)世界的連接：戴上VR設備，用戶(hù)可以體驗到一個(gè)完全不同且栩栩如生的數字世界，獲得沉浸式體驗。
雖然都是虛擬成像，但是AR是將虛擬信息投射到現實(shí)物理環(huán)境中，在空間上增強物理世界，達到虛實(shí)融合、相互增強的效果，在人眼與現實(shí)世界連接的情況下，疊加全息影像，加強其視覺(jué)呈現，其應用范圍更為廣闊，能夠融入大眾生活工作的各個(gè)場(chǎng)景當中。
理湃光晶董事長(cháng)李偉認為，VR的使用場(chǎng)景是客廳，最終的市場(chǎng)體量將與游戲機相似，而AR的使用場(chǎng)景更為廣泛，其市場(chǎng)體量可以達到智能手機的量級。
由于A(yíng)R是一種將虛擬信息與真實(shí)世界巧妙融合的技術(shù)，所以戴上AR眼鏡后，用戶(hù)的視野中仍然要有真實(shí)世界的影像，這也就要求AR的光學(xué)方案需要同時(shí)滿(mǎn)足兩個(gè)功能，一方面要透過(guò)真實(shí)環(huán)境的場(chǎng)景信息，另一方面將微顯示屏輸出的虛擬圖像信息傳輸到人眼，從而實(shí)現圖像增強。
AR眼鏡的光學(xué)成像系統由微型顯示屏（LCOS、LBS、Micro OLED、Micro LED等）和光學(xué)元件（棱鏡、自由曲面、BirdBath、光波導等）組成，其中，光波導作為形態(tài)上最接近現有近視眼鏡的顯示器件，被普遍認為是未來(lái)AR眼鏡的主流光學(xué)解決方案。
光波導可以分為幾何光波導和衍射光波導兩種。
理湃光晶選擇的幾何光波導由陣列排布的反射或折射棱鏡組成，基于傳統的折反射光學(xué)原理，在“反射－折射”的重復過(guò)程中，避免衍射光波導的色散問(wèn)題，同時(shí)實(shí)現高分辨率、全彩顯示、超薄等優(yōu)點(diǎn)。
在此之前，幾何光波導的專(zhuān)利主要由以色列企業(yè)Lumus掌握，如果想要生產(chǎn)幾何光波導則需要獲得專(zhuān)利授權或者構建專(zhuān)利池來(lái)突破封鎖。在公司成立一年后，理湃光晶研發(fā)出幾何光波導鏡片并申請了國內首個(gè)幾何光波導的核心專(zhuān)利。截至目前，理湃光晶在幾何光波導領(lǐng)域已經(jīng)擁有完全獨立自主的核心知識產(chǎn)權。
幾何光波導的主要難點(diǎn)在于二維擴瞳的設計和量產(chǎn)中的良率控制。
幾何光波導的生產(chǎn)過(guò)程可以看作是玻璃的切割、拋光、鍍膜和貼合。其中，玻璃的切割、拋光、鍍膜三個(gè)步驟由于過(guò)去消費電子產(chǎn)品的快速發(fā)展，已經(jīng)積累了相當成熟的產(chǎn)業(yè)鏈，主難點(diǎn)體現在貼合，原本采用的人工膠水貼合需要一次性貼合30片玻璃，不能出現操作偏差，因此這一步驟的良品率較低，很難實(shí)現大規模量產(chǎn)。2015年，理湃光晶研發(fā)出不需要膠水能夠一次性貼合所有玻璃的分子鍵合技術(shù)。李偉表示，“分子鍵合技術(shù)通過(guò)破壞原有的分子鍵后，再將分子鍵重組的方式進(jìn)行生產(chǎn)，這樣既可以保證產(chǎn)品的顯示效果，也能保證產(chǎn)品的良率。經(jīng)過(guò)多年的迭代升級，我們在貼合這一步驟的良率已經(jīng)接近100%，能夠保證產(chǎn)品在實(shí)驗室階段和量產(chǎn)階段的性能一致性。”
此外，基于分子鍵合技術(shù)，理湃光晶還開(kāi)拓了手機、光通信等零部件生產(chǎn)中的玻璃貼合工序的加工服務(wù)，在A(yíng)R爆發(fā)之前實(shí)現自我造血。“這些產(chǎn)品已有成熟的市場(chǎng)，分子鍵合技術(shù)不僅能夠保證生產(chǎn)良率，還能夠提升顯示效果。我們向國內外手機廠(chǎng)商以及光通訊領(lǐng)域企業(yè)進(jìn)行送樣，目前的反饋都還不錯，預計將成為我們業(yè)務(wù)的新拓展點(diǎn)。”
02 堅定幾何光波導技術(shù)路線(xiàn)，突破二維擴瞳
幾何光波導這一概念從以色列企業(yè)Lumus提出至今已有近20年的時(shí)間，主要以一維擴瞳產(chǎn)品形態(tài)出貨，但是一維擴瞳的光機體積較大，不符合AR企業(yè)和用戶(hù)接近于近視眼鏡的AR眼鏡形態(tài)預期。
二維擴瞳能夠同時(shí)實(shí)現垂直和水平雙向出瞳拓展，能夠保障更大的眼動(dòng)范圍，更符合人眼的活動(dòng)特征，同時(shí)還能將光機體積縮小至近視眼鏡鏡腿大小，被認為是消費級AR眼鏡的更優(yōu)解。
李偉表示，由于衍射光波導的二維擴瞳設計更容易實(shí)現，在過(guò)去的幾年中，無(wú)論是投資人還是客戶(hù)都曾建議理湃光晶布局衍射光波導，兩個(gè)方向同時(shí)推進(jìn)。“我們團隊都是光學(xué)行業(yè)背景出身，我們堅定地選擇幾何光波導是因為二維擴瞳幾何光波導在光效和顯示效果層面都有突出的表現。”據筆者了解，衍射光波導是的漏光嚴重，帶來(lái)雙面顯示的問(wèn)題，一方面對于用戶(hù)而言存在隱私保護性和倫理風(fēng)險，另一方面漏光導致其他人無(wú)法與佩戴者進(jìn)行眼神交流，這是技術(shù)難以解決的問(wèn)題。
2022年，理湃光晶成功突破幾何光波導二維擴瞳技術(shù)。
二維擴瞳光波導不僅對光學(xué)設計要求提高一個(gè)臺階，也在生產(chǎn)工藝上也更為嚴苛。一維擴瞳光波導通過(guò)膠水貼合進(jìn)行生產(chǎn)的顯示效果還在可接受范圍內，那么二維擴瞳光波導更多的反射面數量不僅會(huì )導致良率直線(xiàn)下降，還會(huì )導致顯示效果不佳等問(wèn)題。理湃光晶基于自主創(chuàng )新的分子鍵合技術(shù)，輕松克服了二維擴瞳在貼合工序上的難題。
李偉表示，幾何光波導的另一優(yōu)勢體現在生產(chǎn)制造中設備和材料的技術(shù)成熟度和供應鏈完備度，所有的設備材料都可以實(shí)現國產(chǎn)自主可控。衍射光波導分為表面浮雕光柵和體全系光柵，通過(guò)納米壓印和全息材料曝光的方式，配合半導體刻蝕工藝進(jìn)行生產(chǎn)。目前納米壓印工藝因模板設計、壓印誤差、投入產(chǎn)出比等問(wèn)題工藝難度大；體全系光柵受制于光敏材料的研發(fā)和穩定性等問(wèn)題不確定性更高。
2023年末，理湃光晶實(shí)現二維擴瞳幾何光波導的量產(chǎn)，并于今年2月面向市場(chǎng)推出二維擴瞳產(chǎn)品，目前已獲得海外廠(chǎng)商訂單。
03 推進(jìn)更大產(chǎn)能落地，等待行業(yè)爆發(fā)
對于理湃光晶的企業(yè)定位，李偉表示，理湃光晶不只是一家技術(shù)研發(fā)企業(yè)，還是一家能夠實(shí)現大批量生產(chǎn)的生產(chǎn)制造企業(yè)。“對生產(chǎn)制造型企業(yè)，質(zhì)量是最關(guān)鍵的部分。”
2022年，理湃光晶在江蘇建成了昆山生產(chǎn)基地，該工廠(chǎng)面積超3000平方米，能夠支撐一年10萬(wàn)套的產(chǎn)能，并通過(guò)完善的上游供應商的管控體系以及來(lái)料、生產(chǎn)過(guò)程和出貨產(chǎn)品的全流程檢查體系，保證產(chǎn)品質(zhì)量和一致性。“在與海外廠(chǎng)商對接的過(guò)程中，他們表現出對我們的技術(shù)、專(zhuān)利和工藝的認可，但對我們的量產(chǎn)能力有所質(zhì)疑，因此，我們計劃在今年推進(jìn)更大廠(chǎng)房的建設，廠(chǎng)房面積將在1.5萬(wàn)至2萬(wàn)平方米。”
目前，理湃光晶的產(chǎn)品主要以光波導鏡片和光機的模組形式進(jìn)行銷(xiāo)售，已經(jīng)廣泛應用于B端的工業(yè)、醫療、教育、安防等場(chǎng)景和C端消費市場(chǎng)。
面向未來(lái)，李偉透露，理湃光晶要做更大的屏幕、更高的清晰度和色彩還原，持續提升。他們將在繼續保證B端市場(chǎng)訂單交付的同時(shí)，加大對C端市場(chǎng)的投入。他表示，“B端的生態(tài)搭建已經(jīng)趨于完善，例如在工業(yè)場(chǎng)景中已經(jīng)有很多標準軟件可以使用。但是C端是真正決定AR能夠走入大眾生活的，目前還沒(méi)有真正大批量銷(xiāo)售的C端產(chǎn)品。據了解，今年meta將發(fā)布第一款光波導智能眼鏡，于明后年進(jìn)行批量銷(xiāo)售，2026年，蘋(píng)果也將發(fā)布首款智能眼鏡，因此我們認為明年會(huì )是行業(yè)爆發(fā)的時(shí)間點(diǎn)，而我們要做的就是等待。”
在行業(yè)爆發(fā)前夕，理湃光晶已經(jīng)做好準備。
