智通財經APP獲悉,華泰證券發佈研究報告稱,光學模組是VR/MR頭顯重要的組成部分,近年來Pancake的方案以輕薄、優秀的成像質量及逐步成熟的量產工藝成爲多數VR/MR首選光學方案。Pancake方案會基於當前的技術進一步進化,該行認爲可變焦顯示爲重要方向之一。針對不斷提升的Pancake模組性能及生產效率需求,光學模組製造工藝也持續更新,除當前主流的平面/曲面貼膜外,該行認爲膜內COC注塑工藝有望成爲未來重要技術路徑之一。
華泰證券觀點如下:
光學模組方案不斷演進,向可變焦/膜內注塑/前沿技術結合等方向升級
光學模組作爲VR/MR頭顯重要的組成部分,其核心是追求更小體積、更大FOV、更優成像質量以及更低成本。發展初期菲涅爾透鏡以低成本和可控成像質量成爲多數頭顯選擇的方案,近年來Pancake的方案以輕薄、優秀的成像質量及逐步成熟的量產工藝成爲多數VR/MR首選光學方案。Pancake方案會基於當前的技術進一步進化,該行認爲可變焦顯示爲重要方向之一;其製造工藝也在不斷進步,膜內COC注塑等製造方式可提升生產效率及成像質量。未來Pancake還有望通過與全息元件、光波導等結合方式,逐步將摺疊光路方案進化成類眼鏡的液晶偏振全息方案和全息波導方案等。
Pancake可向融合變焦顯示發展以改善眩暈,電子變焦或爲未來
人眼通過輻輳和調焦的同步協作,判斷物體的距離、大小以及位置。但VR屏幕發出的光線沒有深度信息,容易產生視覺輻輳調節衝突,引發視覺疲勞,甚至是現眩暈等感覺。光學可變焦設計可解決視覺輻輳調節衝突,目前存在機械和電子兩種方式。機械變焦通過移動透鏡的位置實現變焦,如Meta Half Dome2採用音圈致動器和彎曲鉸鏈陣列實現無極的可變焦調節。電子變焦通過對液晶層施加不同的電壓分佈,調整折射率進而調節圖像的焦距,調整隻需100-300毫秒,而人眼需300毫秒,組件體積小,變焦更快,範圍更大,是目前的主流技術方向。Meta Half Dome3已採用可變焦液晶透鏡系統。
光學模組製造工藝不斷創新,膜內COC注塑可提升生產效率及成像質量
針對不斷提升的Pancake模組性能及生產效率需求,光學模組製造工藝持續更新,除當前主流的平面/曲面貼膜外,該行認爲膜內COC注塑工藝有望成爲未來重要技術路徑之一。歌爾光學聯合3M公司在2024年CES上推出採用COC材料模內注塑技術的Pancake顯示模組星際M41。星際M41利用COC材料的流動性,將3M最新研製的膜片置於模內同步注塑,簡化工藝製程, 提供更高的鏡片設計自由度,降低鏡片表面粗糙度並改善橘皮現象。耐德佳是國內首家採用曲面模內注塑技術實現Pancake偏振光學元件的供應商,其曲面模內注塑技術可使光學方案顯示清晰度增加20%。
VR/MR光學系統經歷三次革新,未來多種前沿技術方案待量產驗證
VR光學按照光路設計可分成垂直光路方案、摺疊光路方案、複合光路以及特定光路方案四種方案。垂直光路方案一般採用單透鏡設計,包括非球面透鏡、菲涅爾透鏡:摺疊光路方案採用多透鏡組合,以Pancake爲代表;複合光路方案採用多透鏡陣列,利用光的反射、折射等原理融合成像。特定光路採用超表面/超透鏡光學元件,利用亞波長微納結構,實現對光路的特定調製。VR光學發展經歷了非球面透鏡、菲涅爾透鏡和摺疊光路三次革新,目前較爲前沿的VR光學技術包括多疊折返式自由曲面光學,異構微透鏡方案以及液晶偏振全息方案、超透鏡方案等,各前沿技術方案亟待量產驗證。
風險提示:Vision Pro光學模組方案變更,光學模組鏡頭製備技術變更。