“元宇宙”概念火爆出圈VRAR蓝海解锁上游供应格局

随着市场对于元宇宙的理解逐渐加深,可以肯定的是从消费互联网到产业互联网都将在未来迎接线上线下一体化的元宇宙时代。从硬件技术层面来看,VR/AR技术所能拥有的的3D显示,高分辨率水准,大视场角的设备基础,进一步提升了直观体感交互,是目前最佳的现实与虚拟世界接口。

华西电子分析师团队预判,VR时代已经到来,随着上游核心元件光学和显示配套日渐成熟,下游软件生态逐步完善,随着SONY、Oculus和HTC在今年下半年和明年会陆续推出新款产品,预计2022年VR出货量有望翻倍。而虽然AR上游核心供应链技术暂时还不成熟,下游软件生态也并不完善,但各大科技巨头如苹果和Facebook都在重点在该领域投入,AR依然是巨头们看好的下一个大蓝海,其蕴含广阔产业发展红利,有望成为下一个类手机终端市场。

TrendForce集邦咨询预估,2022年全球VR/AR装置出货量将上涨至1,202万台,年成长率达26.4%,其中Oculus与Microsoft依旧分别占据消费与商用市场的领先地位。

从上游供应端看,光学和显示是目前VR和AR的核心硬件。华西电子分析师们认为在VR端光学和显示的组合是折叠光路+硅基OLED;AR端光学和显示的组合方案是光波导+MicroLED。

元宇宙与显示相关资讯详见:“元时代”即将来临,新型显示行业迎来高亮时刻?

光学镜片起到了放大屏幕图像提供合适的FOV,其次是帮助人眼聚焦清晰的看到屏幕。是VR系统中最重要的零部 件。目前主要厂商产品FOV可以达到90°- 110°左右,未来产品向着160°方向进展。通常VR光学系统主要遇到以下几点问题:球面像差、色像差、畸变等。特别是为了消除像差问题,目前VR 通常需要采用非球面镜。非球面镜表面曲率不同,可以让近轴光线与远轴光线所形成的焦点位置重合,从而消除球面像差的问题。除此之外,非球面边缘厚度小,可以降低光学系统的重量。

光学透镜目前主要使用光学塑料材料和注塑成型工艺作为首选方案,优势在于低成本和轻量化。

注塑成型主要工艺流程:整体加工过程主要分为填充阶段、保压阶段和冷却阶段。精密注塑成型是把注塑机料桶内的塑料熔融体精确的填充到模具型腔,塑料熔融体与模具型腔之间进行冷热交换 而造成塑料熔融体的快速冷却,形成注塑零件的工艺过程。

AR的光学元件和VR有很大不同。AR需要See Through,与真实环境发生交互。所以AR的显示是不能直接放在眼 前,需要放到眼睛旁边,这时需要一组光学元件将屏幕的像耦合到眼前。AR光学元件正在由自由曲面/Birdbath等向光波导演进。自由曲面等传统光学元件由于体积过大,使用它们制作 出来的产品笨重,所以主流AR厂商都在选择使用光波导方案,可以让眼睛尺寸大幅缩减。但光波导的光学损耗 很大,效率只有20%左右,需要光机进行配合。

光波导大致分为两类,一类是几何光波导,另一类是衍射光波导。其中几何光波导分为锯齿光波导和阵列光波 导,主要代表光学公司是以色列的Lumus,市场上还未出现大规模的量产眼镜产品。衍射光波导分为全息光波导 和表面浮雕光栅波导。HoloLens 2,Magic Leap One均使用表面浮雕光栅波导,苹果公司收购的Akonia公司采 用的是全息体光栅。

几何阵列光波导的概念最先由以色列公司Lumus提出并一直致力于优化迭代,至今差不多二十年。几何光波导主 要由一系列半透半反镜面组成,其中镜面是嵌入到玻璃基底里面并且与传输光线形成一个特定角度的表面,每一 个镜面会将部分光线反射出波导进入人眼。几何光波导运用传统几何光学设计理念,不牵扯到任何微纳米级结构。因此图像质量包括颜色和对比度可以达到 很高的水准。

在9月圆满落幕的CIOE 2021上,也有不少企业展示了AR光波导显示模组、AR成像检测设备、体全息波导光学显示模组、MR设备、AR眼镜、BirdBath光学模组、自由曲面AR光学模组、菲涅尔镜片、AR/VR部件等产品,点击查看详情👉CIOE 2021 VR/AR相关展品合集(一),VR/AR相关展品合集(二)

CIOE精密光学展&摄像头技术及应用展将于2022年9月7-9日在深圳国际会展中心(宝安)隆重展出,分区重点展示AR&VR新产品、新技术、新趋势及新应用,其中歌尔股份、Insta360 影石、 欧菲光、耐德佳、水晶光电、 EPSON、 珑璟光电、 首镜科技、 鲲游光电、灵犀AR、亮亮视野、理湃光晶、谷东科技、至格科技、 奥提赞光晶、 舜宇光学、多普光电、 视涯、 昇旸、 天仁微纳等VR/AR产业链相关企业都将带来精彩展出。

歌尔股份有限公司成立于2001年6月,2008年5月在深交所上市,是全球布局的科技创新型企业。在VR/AR领域,歌尔股份提供非球面透镜、菲涅尔透镜、衍射光学元器件等多种VR光学解决方案,以及分光曲面反射、棱镜反射等AR光学解决方案,并在自由曲面、光波导、微显示等前沿AR、VR光学技术上持续进行研发投入。同时,公司还提供VR一站式垂直整合的系统解决方案,包括光学、ID、结构、电子电路、射频、软件在内的整体设计方案,以及零部件,模具,注塑,校准,组装,自动化在内的整体制造方案。

Insta360 影石是一家智能全景影像品牌,为客户提供硬件、软件、行业赋能的产品与服务,不仅全面搭建产品体系,满足各类影像需求,更将AI与影像相结合,引领智能影像新趋势,构建智慧影像新未来。成立起,Insta360 影石旗下专业级VR相机产品全球市场占有率超80%、消费级全景相机领域市场份额跃居全球第一位。

欧菲光集团股份有限公司成立于2002年,主营业务包括微摄像头模组、光学镜头、微电子业务、新材料、智能汽车电子产品与服务等,广泛应用于以智能手机、平板电脑、可穿戴电子产品等为代表的消费电子和智能汽车领域,公司于2018年收购天津富士胶片后,开始涉足非手机类光学镜头制造的业务,产品种类包含车载镜头、消费类的红外镜头、VR/AR、3D准直、运动相机,未来布局产品有HUD、激光雷达和智能大灯等业务。欧菲光在深圳成立了VR/AR光学研发中心,与天津大学深度合作研发自由曲面技术,具备国内唯一的全套自由曲面解决方案,PICO项目已实现量产。

浙江水晶光电科技股份有限公司创建于2002年,经过多年的发展,成为涉及五大产业板块的研发与制造企业,产品包括光学元器件、生物识别、薄膜光学面板、新型显示、反光材料等。公司主导产品光学低通滤波器(OLPF)、红外截止滤光片及组立件(IRCF)和窄带滤光片(NBPF)产销量居全球前列。3D深度成像、光学元器件、增强显示(AR)组件、半导体封装光学元器件、微纳结构加工光学元器件等,薄膜光学元器件、生物识别、薄膜光学面板、AR新型显示、汽车电子、半导体光学等领域继续加大技术研发投入,以智能手机、智能安防、智能家居、智能汽车等为场景,提供世界一流水平光学解决方案。

日本精工爱普生集团自2011年发布第一代AR眼镜至今,已发布4代AR眼镜并于2020在中国市场发售第四代光学引擎模组,采用自由曲面光学技术,为中国市场提供科技加本土化的服务。

北京耐德佳显示技术有限公司成立于2015年,是一家由美国亚利桑那大学、清华大学、华中科技大学、北京理工大学、中科院博士团队及资深光学工艺师团队创立的高新技术公司。公司主要从事增强现实(AR)及虚拟现实(VR)智能眼镜光学模组的设计、研发、生产及技术支持。公司研发团队拥有十余年增强现实及虚拟现实的设计研发及生产基础,在增强现实智能眼镜光学模组设计研发方面有百余项专利及近百篇国际一流学术论文,并有多项美国专利,掌握核心关键技术。

深圳珑璟光电科技有限公司成立于2014年,是专业从事AR光波导显示技术和产品开发的“国家高新技术企业”,致力于成为领先的AR近眼显示光学模组供应商,和AR光学行业的领军企业。主要产品涵盖通过反射镜堆叠实现图像输出的阵列光波导模组,和基于光刻技术的表面浮雕光栅波导模组。公司服务了众多AR客户,并与国内外诸多科研机构展开深度合作,助推AR产业的快速发展。

上海首镜科技有限公司成立于2019年,是一家专注于增强现实(AR)产品和服务的高科技公司。公司提供的光学模组、硬件产品、应用引擎可广泛应用于军工、安防、工业等领域。公司拥有资深的光学、硬件、软件工程师及市场调研人员,提供专业的AR解决方案。

鲲游光电是专注于微光学、光集成领域的高科技企业,总部位于中国上海。公司由国际国内光电子领域顶级学者、多年光电产业经验的行业资深人员组成。依托自身深厚的技术积累、独特的制造工艺,鲲游光电能够以无与伦比的性价比为国内外客户提供设计、定制、生产一站式的精密微光学产品及服务。公司提供微纳光学、AR光波导、光通讯高速光链路的量产产品,可以按照客户要求,为客户提供一站式的Foundry服务,也可以根据客户的需求,为客户提供整体解决方案。

灵犀微光致力于为消费级AR提供核心显示技术。灵犀微光已经在光波导领域突破了多项生产工艺难题,在全球范围内率先实现低成本量产光波导镜片,正着力布局集核心显示技术、硬件产品定制开发、行业应用解决方案等一体化的综合服务能力,促进AR眼镜向消费市场更快普及。产品已投入教育、医疗、安防、工业维检、消防、特种行业等专业领域使用。

北京亮亮视野科技有限公司成立于2014年,致力于为企业客户提供AR+AI行业解决方案。经过7年B端市场深耕,形成端到端的全栈产品布局,从核心技术到商业场景落地,实现了全产业链覆盖。深度整合5G、IOT、大数据,并建设形成多产业协同,为企业提供高效AR交互体验。当前,亮亮视野的产品及解决方案广泛服务于工业、能源、航空、安防、制造、交通汽车等行业领军企业,业务涉及66 个国家和地区,开拓了 20 余个生态伙伴,服务于全球超过5000家企业用户。

上海理湃光晶技术有限公司成立于2012年,已完成数千万A轮融资,是高品质、量产级几何光波导显示模组供应商,专注于AR近眼显示模组的研发、设计及生产。其核心团队在近眼显示领域具有近10年经验累积,在波导显示技术方面具有数十项发明专利。依托领先的显示技术并结合独特的生产工艺,理湃光晶打造了超薄、高透、全彩、轻巧,并具有国际领先水平的几何光波导显示模组,率先实现了几何光波导的量产、批量出货,目前已累计完成10K级出货。公司产品被广泛的应用于警用反恐侦查、军用头盔、智能医疗、工业制造、教育文化等领域。

谷东科技是“AI驱动AR、智慧赋能行业”的最佳实践推动者,致力于人与人、人与数据、人与机器的联合融合,帮助客户取得最佳商业价值。谷东坚持光学、AI的核心技术算法自主研发,多项创新技术已达到国际领先水平,专利申请数量业内遥遥领先。拥有国内最先进的高精度纳米级全息光学实验室,唯一同时具备阵列光波导、全息光波导全谱系技术研发能力,唯一能够提供光学、硬件、整机设计、行业AI算法软件和开发套件全体系深度定制。

北京至格科技有限公司是由清华大学精密仪器系孵化出的高新技术企业。公司核心团队包括教育部长江学者、国家杰出青年基金获得者、清华大学教授、博士以及前上市公司管理层和业务骨干。公司依托于清华大学二十余年的光栅领域科研成果进行产业转化,自主掌握“光栅设计、光栅母版加工、纳米压印生产”三大核心技术,拥有功能完备的光栅母版加工中心和衍射光波导产线,致力于AR衍射光波导光学显示模组及衍射光栅的研发、生产和销售。

奥提赞光晶(山东)显示科技有限公司(ARTIZAN),是一家集研发,设计,制造,销售为一体的高科技光电技术企业。公司致力于增强现实(AR)光学显示技术与光波导的开发与制造。公司技术团队已成功研发出新一代信息产品——高性能全息波导,处于国际领先水平。该技术成果从材料配比到生产工艺、生产制造全流程已完全成熟,已申请多项国家发明专利及国际PCT发明专利。公司产品及解决方案可广泛应用于AR安全巡检、智慧工业、多元教育、AI赋能、游戏娱乐、智慧医疗等领域。

舜宇光学科技(集团)有限公司聚焦于光电产业,主要从事光学、光电、仪器三大领域产品的开发、制造和销售,亦是首家在香港联交所主板上市的光学企业。公司目前为主流VR厂商供货光学零组件产品,可提供定制设计球面镜片、滤光片、阵列光谱导、棱镜组、菲涅尔镜片等产品。

广州市多普光电科技有限公司成立于2003年,公司在超短焦聚光、高清成像与投影、窄角准直、高光密度聚光模组及超大功率固态光源矩阵等领域开发了一系列创新和高质量光学方案,它们在各种专业级的照明、成像投影设备、检测设备、工业生产设备、可穿戴视觉设备中扮演了重要角色,广泛应用到柱如高清影视拍摄、户外远程投光、高清成像投影、VR/AR、紫外光固化、紫外光消毒杀菌等诸多领域。

昇旸光学专注于“超短焦光学镜头”的设计制造,这是新型显示(投影、XR、HUD)的核心部件。其创始人李文宗博士,是原海信激光电视技术副总,台湾“投影技术发展五年计划”相关负责人。

合肥视涯技术有限公司创立于2016年10月,是一家专业从事新一代半导体OLEDoS显示器研发、设计、生产和销售的高科技企业。视涯技术致力于打造OLEDoS显示应用生态链,为客户提供端到端微显示相关解决方案。

青岛天仁微纳科技有限责任公司成立于2015年,是世界领先的微纳加工设备和解决方案提供商。公司专注于纳米加工领域,尤其是纳米压印技术。核心竞争力是为客户提供纳米压印整体解决方案,产品与服务涵盖纳米压印相关的设备、模具、材料、工艺以及生产咨询服务。天仁微纳致力于拓展纳米压印技术在创新产品领域的应用,例如发光二极管(LEDs)、微纳机电系统(MEMs/NEMs)、虚拟现实和增强现实光波导(AR Waveguides)、3D传感、生物芯片、显示以及太阳能等。

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