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本文援引于报告《2020年中国VR/AR设备领域光学应用研究概览》，首发于头豹科技创新网（www.leadleo.com）。
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VR/AR领域的研发步伐从未停止，其商业化进程不断加速
2020年11月，德国福伊特集团宣布将瑞欧威尔智能可穿戴终端——头戴计算HMT-纳入其视听通信系统，帮助客户可随时随地获得技术专家的协助和支持。头戴计算机设备帮助用户通过随时随地的在线视频沟通，快速解决问题并缩短停机时间，从而提高机器的可用性和生产效率，使福伊特的数字解决方案流程更高效，充分提高福伊特的市场竞争力。同期，康奈尔大学科研团队宣布研发出一种可伸缩的光纤传感器，将LED与染料结合在一起，形成了一种可拉伸的“皮肤”，该研发以手套的外形呈现，可精准检测到压力、弯曲和内在的变形，将为机器人和VR/AR技术的应用带来丰富的感知触觉可能。全球各领域持续投入VR/AR领域研发，为VR/AR实现商业化、产业化提供多种可能。
光学元件是VR/AR设备的必要组成部分，决定其使用体验
VR/AR光学系统由微显示器和成像光学元件组成。在VR设备中，光学元件负责将显示器上的图像引导至用户眼睛。在AR设备中，光学元件组合负责将显示器上的图像与现实世界融合。AR近眼显示系统需要同时呈现现实场景与虚拟场景画面，成像系统不能挡在视线前方，因此需要多加一个或一组光学组合器件，通过层叠形式，将虚拟信息和真实场景融为一体，互相补充，互相增强。光学元件直接决定VR/AR设备的成像效果，使用不当，会出现视觉辐辏调节等问题，如出现彩虹效应、眩晕感等，给用户带来不良体验，光学元件直接影响VR/AR设备的沉浸体验感。目前，VR设备使用的光学透镜及AR设备使用的光学组件均发展出较多类型，但每种类型均未成熟，随着VR/AR设备光学元件的发展和进化，设备的体积、成像问题及用户体验感将得到改善。
AR主流光学技术尚无定论，光波导技术成聚焦热点
AR近眼显示设备包括图像源器件（又称微显示器）和显示光学器件两部分，图像源器件产生图像并将图像投射至显示光学器件，显示光学器件将图像反射至人眼。AR设备中的光学应用主要指显示光学器件，目前市面上的AR光学方案主要有小棱镜类、曲面反射类（大曲面、小曲面）、光波导类（反射光波导、蚀刻光栅波导、全息光栅波导）及小孔成像等类别。曲面光学方案是棱镜光学方案的进阶版，视场角有所提升，但体积大、镜片厚问题难改善；
光波导方案可满足AR设备保持轻薄且视场角大，但成本过高，存在量产难题。
VR主流光学应用方案已确立，菲涅尔透镜方案占主导
光学镜片决定VR头显设备的视场角，影响头显设备的体积与重量。若在VR头显中使用较薄的镜片，视场角增大，但会导致镜片与显示屏的距离增加，头显设备尺寸增加。若在VR头显中使用较厚的镜片，镜片焦距较短可获得更强放大倍率，缩短与显示屏的距离，但较厚的镜片会导致头显设备重量增加。目前，菲涅尔透镜是解决VR头显设备视场角及重量问题的较佳方案。菲涅尔透镜较为轻薄，其锯齿状侧面结构有利于保证近距离画面呈像效果的稳定性，目前市面上的VR头显设备多采用菲涅尔透镜作为光学元件。
VR/AR设备市场的快速发展，为光学元件市场提供新的增长动力
现阶段，由于AR技术要求较VR高，AR设备量产少，VR设备出货量占主导，未来5年，AR市场将迎来高速增长。VR设备市场逐渐向拥有更佳体验的中高端产品形态过渡，一体式头戴显示器开始取代头戴式手机盒子和外接式头戴显示器，行业生态将更全面快速发展。随着VR应用在商业场景不断深入与扩展，行业生态体系得到进一步成熟，企业大规模采购案例逐渐增多，未来商用端市场将持续稳定增长。未来AR设备市场仍将重点布局在商业应用领域，但行业的持续发展还需要更多的内容开发者加入到产业生态中，促进更高效便捷的内容平台建立。
深度见解：
5G应用加速带动AR/VR产业化进程加快，推动光学器件及模组销量提升
5G应用加速带动AR/VR产品性能优化，助力VR/AR设备向医疗、游戏、零售等领域渗透。预计至2023年中国AR/VR市场规模达4,300亿元，AR与VR设备销量分别达3,218万台、3,620万台。AR/VR终端设备由光学器件及模组、显示面板及模组等硬件组成。随着AR/VR市场发展，应用在VR/AR设备领域的光学器件及模组销量将提升，带动光学镜头、摄像模组等市场快速发展。
光波导技术有望成为AR近眼显示系统的主流光学解决方案
目前市面上出现的是各种微型显示屏和棱镜、自由曲面、光波导等光学元件的组合。波导是实现图像稳定和清晰传输的关键部件，光波导技术有望成为AR近眼显示系统的主流光学解决方案。光波导体积小，比棱镜、曲面等方案轻薄，对优化头戴的设计和美化外观有很大优势，重量分布更符合人体工程学，改善了设备佩戴体验，可助力AR显示设备向更轻、更薄、更智能的方向发展。
