AI AR眼镜系列报告（二）：光学方案百花齐放，光波导升级趋势明确
请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明[Table_Title][Table_Title2]AI/AR眼镜系列报告（二）[Table_Summary]光学技术持续迭代，光波导方案升级趋势明确AR光学系统作为AR眼镜最重要的组成部分，其核心是追求更轻薄的体积、更大的FOV、更好的成像质量以及更低的成本。目前AR光学系统存在多条技术路线，包括棱镜、离轴光学、自由曲面、BirdBath、光波导等。随着AR在消费级市场的逐步渗透和起量，C端用户对AR眼镜的成像质量、使用场景、佩戴体验等提出了更高的要求。相比而言，光波导方案产品形态更接近传统眼镜，并且具备体积轻薄、高透光率、大视场角等优势，因而更适合用来打造符合日常佩戴体验的轻量化AR眼镜，成为目前AR光学系统的主要发展方向。技术路线：表面浮雕光波导为主流发展趋势几何光波导：采用传统的折反射原理实现光线传播。该技术成效效果优秀（光效高、无彩虹效应、漏光率低），但制造工艺繁琐，对光学加工的精度和一致性要求较高，量产难度较大。目前布局的主要厂商包括Lumus、理湃光晶、灵犀微光等。表面浮雕光波导：采用衍射原理实现光线传播。该技术光栅的设计较为灵活且生产制造难度较低，易于实现批量生产。但同时仍存在彩虹效应、侧面漏光、光效低等问题尚待解决。目前表面浮雕光波导主要有两种制备工艺，分别是纳米压印和刻蚀工艺。其中纳米压印具备易量产、低成本、一致性高的优点，成为目前主流的技术路线；而刻蚀工艺虽然制备工艺复杂，但可大幅提升光波导的光学性能，因此成为光波导制备工艺未来主要的发展迭代方向。当下该技术的布局企业较多，包括WaveOptics、Dipelix、鲲游光电、至格科技、广纳四维等。体全息光波导：相较于表面浮雕光波导，体全息理论优势较为明显（衍射效率高、量产成本低）。但实际生产中受光敏材料的限制，体全息光波导在视场角、光效率、清晰度及色彩均匀性等方面尚未达到表面浮雕光波导的水平。目前该技术布局企业较少，主要包括Sony、Digilens、三极光电、谷东科技等。偏振体全息光波导：相较于传统体全息光波导，偏振体全息光波导在保留体全息波导技术高效率、低成本优势的同时，突破了体全息光波导在视场角的限制。但其难点在于理论基础与数理模型指导尚不完善，相关产业链仍在发展中。2024年10月25日，东南大学与立讯精密合作发布首款偏振体全息AR眼镜云雀，重量仅45g。相较于表面浮雕光波导，该产品光效提升300%，前向漏光降低80%，成本降低60%。[Table_IndustryRank]行业评级：推荐[Table_Pic]行业走势图[Table_Author]分析师：单慧伟邮箱：shanhw@hx168.com.cnSAC NO：S1120524120004联系电话：联系人：陈天然邮箱：chentr1@hx168.com.cnSAC NO：联系电话：-13%-1%11%22%34%46%2024/052024/08消费电子 请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明219626187/21/2019022816:59镜片材料：玻璃+树脂为主，Meta引领碳化硅应用玻璃：玻璃光波导产品技术较为成熟，通过采用高折射率的玻璃晶圆可以提高光波导的视场角。但其缺陷在于无法实现曲面设计，难以实现轻量化，且抗冲击性差、易碎。树脂：相较于玻璃材质，树脂光波导产品可实现轻量化，且抗跌落和抗冲击能力更强，可大幅提升产品使用寿命和佩戴安全指数。但其缺陷在于树脂材质的折射率限制了视场角的提升，并且树脂材质存在曲面设计难度大、色散问题较严重、良率低等问题，限制了树脂光波导的普及。碳化硅：2024年Meta首次发布碳化硅光波导概念产品MetaOrion，视场角可达70°，是目前市场上采用衍射光波导所达到的最大视场角的产品。Meta Orion的推出为AR眼镜在材料的选择上提出了新的思路。碳化硅材料通过高折射率和高热导率两大核心特性，系统性解决了AR眼镜的视场角窄、彩虹伪影及散热难题。但其难点在于加工工艺复杂，单片碳化硅衬底成本高，且与其他材料的集成难度大。远期随着各大厂商加速布局，碳化硅光波导有望在AR眼镜实现加速渗透。投资建议随着AI模型的搭载，叠加各大厂商的积极入局，AR眼镜有望实现加速迭代放量，潜在成长空间巨大。而光波导作为影响其显示效果的核心零部件之一，有望实现深度受益。相关受益标的：1）光波导模组：歌尔股份、水晶光电、舜宇光学、蓝特光学等；2）碳化硅材料：天岳先进，晶盛机电等。风险提示AR眼镜出货不及预期，新技术发展不及预期等 19626187/21/2019022816:59正文目录1.光学技术持续迭代，光波导方案实现加速渗透......................................................52.几何阵列光波导：成像效果优秀，量产难度较大....................................................62.1.基本原理：折反射原理实现光线传播...........................................................62.2.工艺流程：镀膜和贴合环节难度较高...........................................................72.3.主要厂商：Lumus为全球阵列光波导龙头........................................................93.衍射光波导：主流发展趋势，工艺升级提升性能...................................................113.1.表面浮雕光波导SRG：量产难度低，色散等问题亟待解决..........................................113.2.体全息光波导VHG：理论优势明显，尚处于初期发展阶段..........................................183.3.偏振体全息光波导PVG：新技术路线，静待产业化...............................................214.镜片材料：玻璃+树脂为主，碳化硅为未来发展趋势................................................235.投资建议...................................................................................256.风险提示...................................................................................26 请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明3 19626187/21/2019022816:59图表目录图1阵列光波导光学原理...........................................................................................................................................................................7图2阵列光波导工艺流程...........................................................................................................................................................................7图3胶合工艺流程图....................................................................................................................................................................................8图4键合工艺流程图....................................................................................................................................................................................8图5表面浮雕光栅波导光栅结构SEM图..............................................................................................................................................11图6表面浮雕光栅波导扩瞳方案...........................................................................................................................................................12图7彩虹效应...............................................................................................................................................................................................12图8多层堆叠...............................................................................................................................................................................................12图9母版制作工艺流程图........................................................................................................................................................................13图10纳米压印工艺流程图......................................................................................................................................................................14图11刻蚀工艺流程图...............................................................................................................................................................................14图12体全息光波导光学原理.......................................
