華泰證券：VR光學方案下一次革新的方向是什么？

智通財經(jīng)APP獲悉，華泰證券發(fā)布研究報告稱，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(yōu)秀的成像質(zhì)量及逐步成熟的量產(chǎn)工藝成為多數(shù)VR/MR首選光學方案。Pancake方案會基于當前的技術進一步進化，該行認為可變焦顯示為重要方向之一。針對不斷提升的Pancake模組性能及生產(chǎn)效率需求，光學模組制造工藝也持續(xù)更新，除當前主流的平面/曲面貼膜外，該行認為膜內(nèi)COC注塑工藝有望成為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(nèi)注塑/前沿技術結(jié)合等方向升級

光學模組作為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(yōu)成像質(zhì)量以及更低成本。發(fā)展初期菲涅爾透鏡以低成本和可控成像質(zhì)量成為多數(shù)頭顯選擇的方案，近年來Pancake的方案以輕薄、優(yōu)秀的成像質(zhì)量及逐步成熟的量產(chǎn)工藝成為多數(shù)VR/MR首選光學方案。Pancake方案會基于當前的技術進一步進化，該行認為可變焦顯示為重要方向之一；其制造工藝也在不斷進步，膜內(nèi)COC注塑等制造方式可提升生產(chǎn)效率及成像質(zhì)量。未來Pancake還有望通過與全息元件、光波導等結(jié)合方式，逐步將折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(fā)展以改善眩暈，電子變焦或為未來

人眼通過輻輳和調(diào)焦的同步協(xié)作，判斷物體的距離、大小以及位置。但VR屏幕發(fā)出的光線沒有深度信息，容易產(chǎn)生視覺輻輳調(diào)節(jié)沖突，引發(fā)視覺疲勞，甚至是現(xiàn)眩暈等感覺。光學可變焦設計可解決視覺輻輳調(diào)節(jié)沖突，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(xiàn)變焦，如Meta Half Dome2采用音圈致動器和彎曲鉸鏈陣列實現(xiàn)無極的可變焦調(diào)節(jié)。電子變焦通過對液晶層施加不同的電壓分布，調(diào)整折射率進而調(diào)節(jié)圖像的焦距，調(diào)整只需100-300毫秒，而人眼需300毫秒，組件體積小，變焦更快，范圍更大，是目前的主流技術方向。Meta Half Dome3已采用可變焦液晶透鏡系統(tǒng)。

光學模組制造工藝不斷創(chuàng)新，膜內(nèi)COC注塑可提升生產(chǎn)效率及成像質(zhì)量

針對不斷提升的Pancake模組性能及生產(chǎn)效率需求，光學模組制造工藝持續(xù)更新，除當前主流的平面/曲面貼膜外，該行認為膜內(nèi)COC注塑工藝有望成為未來重要技術路徑之一。歌爾光學聯(lián)合3M公司在2024年CES上推出采用COC材料模內(nèi)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最新研制的膜片置于模內(nèi)同步注塑，簡化工藝制程, 提供更高的鏡片設計自由度，降低鏡片表面粗糙度并改善橘皮現(xiàn)象。耐德佳是國內(nèi)首家采用曲面模內(nèi)注塑技術實現(xiàn)Pancake偏振光學元件的供應商，其曲面模內(nèi)注塑技術可使光學方案顯示清晰度增加20%。

VR/MR光學系統(tǒng)經(jīng)歷三次革新，未來多種前沿技術方案待量產(chǎn)驗證

VR光學按照光路設計可分成垂直光路方案、折疊光路方案、復合光路以及特定光路方案四種方案。垂直光路方案一般采用單透鏡設計，包括非球面透鏡、菲涅爾透鏡：折疊光路方案采用多透鏡組合，以Pancake為代表；復合光路方案采用多透鏡陣列，利用光的反射、折射等原理融合成像。特定光路采用超表面/超透鏡光學元件，利用亞波長微納結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)對光路的特定調(diào)制。VR光學發(fā)展經(jīng)歷了非球面透鏡、菲涅爾透鏡和折疊光路三次革新，目前較為前沿的VR光學技術包括多疊折返式自由曲面光學，異構(gòu)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(chǎn)驗證。

風險提示：Vision Pro光學模組方案變更，光學模組鏡頭制備技術變更。