近眼显示光学模组是影响 AR/VR 设备性能的重要元器件,其中光学透镜通过修正晶状体的光源角度,使得人眼重新读取后,能够增大视角、放大画面、增强立体感,因此光学模组在 AR/VR 设备的沉浸式体验、交互性等方面具有重要作用。
VR 光学方案主要经历了非球面透镜、菲涅尔透镜、Pancake 方案三个阶段,当前 VR 设备光学方案仍以菲涅尔透镜为主,Pancake 方案开始逐步渗透。非球面透镜由球面透镜优化而来,能够满足最基础的 VR 使用要求,主要应用于早期VR 设备。
而非球面透镜的体积、重量偏大,无法满足 VR 设备轻薄化的设计要求,因此在 VR 领域的应用逐渐减少。
菲涅尔透镜则在传统透镜的基础上去掉直线传播的部分,保留了发生折射的曲面,在节省大量材料的同时能够达到同样的聚光效果,其重量和体积比传统透镜更小,具备成本较低、技术成熟的优势。
但随着消费市场的升级,菲涅尔透镜已逐渐无法满足用户对于舒适性和沉浸感的高要求。Pancake 光学方案通过折叠光路,使光线在镜片、相位延迟片以及反射式偏振片之间多次折返。其缩短了屏幕与透镜之间的距离,从而大幅减小体积,减轻重量,是未来 VR 轻薄化的主要方向。
根据 IDC 数据,2021 年全球 VR 出货量超 1,100 万台,2022 年因宏观经济、新品推迟和 Meta 取消补贴等因素增速放缓,但考虑到未来硬件性能升级以及后续知名品牌产品的刺激作用,2023 年后行业有望迎来新一轮景气,2026 年出货量预计超 4,000 万台,2021-2026 年复合增长率预计达到 30.5%。
AR 预计到 2023年出货量在 96 万台左右,随着显示技术的不断突破预计未来出货量将进一步上涨。根据 Wellsenn XR 预测,2023 年全球 VR 光学市场规模将达22 亿元,2030年有望达到 500 亿元。
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