从下一代 AI 眼镜到 MR 空间计算，歌尔光学带来数款 XR 光学新品
文/VR 陀螺 冉启行
一年一度的中国光博会，是观察 XR 光学技术与产业演进的重要风向标。
9 月 9 日，第二十七届中国国际光电博览会（CIOE 中国光博会）在深圳国际会展中心举办，来自 30 多个国家和地区，累计超 4000 家的优质参展企业参展。XR 方面，AI 眼镜依旧是主旋律，围绕轻薄化、显示效果与量产能力的光学竞争持续升温。
作为 XR 供应链的头部企业之一，歌尔光学在本届光博会上带来了一系列覆盖 AR、VR/MR、智能投影、车载光学及工业视觉的新品。
01
从 0.5mm 超轻薄到 50°大 FOV
AR 全彩光波导多路线并行
从歌尔光学本届展示的数款 AR 光学方案可以看到，全彩适配已经成为这批新品共同的基础能力。进一步形成差异化的是镜片能做到多薄、彩虹纹能压到什么程度、透过率能否进一步提高，以及更高性能波导方案能否稳定地规模生产。
（一）超轻薄高光效 AR 全彩光波导，光栅可见性进一步优化
首先来看纳米压印路线。歌尔光学此次带来的 F20Gi，是一款面向轻量化 AR 眼镜的全彩衍射光波导方案，其镜片厚度仅 0.5mm、重量 3.2g。
为了进一步降低镜片本身的重量和视觉存在感，F20Gi 采用低密度玻璃基板，结合复杂光栅结构与人因优化，在轻薄基础上继续提升色彩均匀性、透过率以及杂散光控制能力。据称，该方案在室内环境下彩虹纹已经可以做到不可见，同时在小 FOV 条件下进一步优化漏光表现，光栅区域透过率超过 94%。
目前，基于纳米压印工艺的表面浮雕光栅波导已经具备较成熟的规模制造基础和成本优势，F20Gi 则在此基础上继续强化轻薄、全彩与杂散光控制。对于目前以信息显示为主要需求的消费级 AI 眼镜而言，这类全彩 Micro-LED+ 纳米压印衍射光波导方案，有望成为下一阶段兼顾显示体验与成本的一条重要迭代路径。
（二）全贴合 + 低密度玻璃，刻蚀全彩波导给镜片“减负”
除了纳米压印路线，歌尔光学此次还带来了两款玻璃刻蚀全彩光波导新品，分别从全贴合结构和低密度玻璃两个方向继续给镜片“减负增效”。
其中，全贴合刻蚀全彩衍射光波导 F20Ge-FL 最大的技术亮点就在“全贴合”。目前市面上的光波导大多采用框贴结构，波导基底与盖板之间保留一层空气层；F20Ge-FL 则通过镜片全贴合工艺消除了这层空气层，在包含两层盖板的情况下，镜片总厚度仍控制在 0.65mm，重量仅 4g，同时兼顾低色差、高均匀度以及光栅无感，光栅区域透过率同样超过了 94%。
对于需要长期佩戴的 AR 眼镜而言，波导镜片本身既承担显示功能，又直接决定了框体的厚度和视觉观感。当波导、盖板之间的空气层被进一步压缩，镜片结构能够更紧凑，同时也有利于提升整体结构的可靠性。
另一款 F25Ge_LT 刻蚀全彩衍射光波导，采用低密度玻璃材料，在保持机械强度与光学性能的同时，将波导基底厚度压缩至 0.5mm，进一步降低镜片厚度与重量。
从现场展示的样品来看，在 0.2cc 体积的全彩 Micro-LED 光引擎搭配下，该方案可实现 25°FOV，整片波导从中心到边缘保持较高的色彩一致性，色彩偏差Δu'v'控制在 0.015 以内。正面观看，镜片整体保持了较高的通透度，光栅区域的存在感也比较低。点亮全彩画面后，图形显示十分干净，在展馆复杂灯光环境下，无彩虹纹干扰。
手机特殊视角拍摄，显示效果存在一定偏差
（三）国内首条 12 英寸晶圆 DUV 光刻刻蚀产线投产，加速刻蚀波导规模化应用
今年光博会，歌尔光学还带来了刻蚀波导制造工艺上的进一步升级——F25Ge_DUV，搭配小体积全彩 Micro-LED 光机，在 25° FOV 下可实现 3200nits 高亮度，亮度均匀度达到 55%，色彩均匀度Δu'v'<0.015，对比度 70:1，兼顾高亮与色彩均衡。该方案采用 DUV 光刻 + 刻蚀工艺，重点提升光栅加工精度、产品一致性以及晶圆级量产能力。
从现场展示效果来看，F25Ge_DUV 的全彩画面入眼亮度较高，在展馆较为复杂的环境光下，画面清晰度较高；色彩表现均匀。
手机特殊视角拍摄，显示效果存在一定偏差
产品之外，F25Ge_DUV 更值得关注的，是这套工艺已经进一步走向 12 英寸晶圆级量产。据介绍，歌尔光学位于上海临港的国内首条 12 英寸晶圆 DUV 光刻刻蚀量产线已经建成投产。该产线具备高精度套刻对准能力，可支持多层光栅结构加工，并采用非接触式加工，减少表面划伤与污染，在提升产能的同时进一步降低制造成本。
（四）单片全彩做到 50°，SiC 继续突破大 FOV 上限
在轻薄化之外，歌尔此次还把全彩光波导的另一项关键指标——FOV，进一步推到了 50°。
今年初的 SPIE AR|VR|MR 大会上，歌尔光学首次发布 50°大视场角碳化硅刻蚀全彩光波导模组 F50Se，本届光博会则是该方案在国内首次公开亮相，并展出了迭代升级版本。
与前面几款基于玻璃基底的方案不同，F50Se 采用了折射率达到 2.65 的碳化硅（SiC）作为波导材料。以往需要多层玻璃堆叠或更厚重光学模组实现的大视场显示，如今可以在单片波导结构下做到 50°。与 F50Se 搭配的是歌尔光学全新的 0.75cc 全彩小型化 LCoS 光机，入眼亮度超过 1500nits。
手机特殊视角拍摄，显示效果存在一定偏差
02
双目 8K、TTL 压至 12.5mm
Pancake 继续向轻薄与高清演进
相比 AR 光波导仍在材料、工艺等多个方向同时探索，Pancake 折叠光路设计已经成为当前 VR/MR 设备较为成熟的近眼显示方案。但成熟并不意味着迭代停滞，今年歌尔光学带来的星际 C61 与星河 LE62，分别从大视场、高清画质，以及小体积、色差控制几个方向继续推进。
（一）双目 8K、120°+ 大视场，星际 C61 兼顾轻薄与高清画质
面向下一代高清、轻量化 VR 终端，歌尔光学此次带来了新一代 4K Pancake 模组——星际 C61。
据介绍，C61 采用了曲面贴膜和胶合一体化镜片工艺，在结构、视野和成像画质三个方向进行升级。首先是轻薄化，模组厚度被压缩至 15.4mm，相比前代产品减薄超过 10%，为整机进一步优化厚度、重量和佩戴舒适度提供更多空间。
视野则是星际 C61 另一项比较明显的升级。配合 1.35 英寸 Micro-OLED，其单目水平视场角达到 105°，最大可达 110°（对角线），双目系统协同后可实现 120°及以上的超大视野。在显示画质上，星际 C61 支持双目 8K 超高分辨率，同时进一步扩大了清晰成像的甜蜜区。
实际体验时，C61 的大 FOV 带来的变化比较直观，虚拟画面能够覆盖更大的视觉范围，尤其是在观看沉浸式视频时，视野边缘的“框感”进一步减弱，整体包围感也更强。与此同时，画面中心区域保持了较高锐度，当视线从中心向边缘移动时，清晰度下降相对平缓，边缘区域依然具备较好的可读性。
据介绍，星际 C61 将在年内实现终端应用落地，为下一代轻量化、高清化 VR/MR 设备提供成熟的 Pancake 光学方案。
（二）TTL 压至 12.5mm，星河 LE62 探索色差极限
另一款星河 LE62 同样采用了曲面贴膜和胶合一体化镜片工艺，不过其优化重点放到了小体积、色差控制上。
星河 LE62 以 1.03 英寸 Micro-OLED 为光源，通过折叠光程将整个光学总长（TTL）压缩至仅 12.5mm，同时实现 90°视场角。从现场展示的光学模组来看，LE62 的体积十分紧凑，可适配轻量化 VR/MR 眼镜形态的商业化需求。
在显示质量方面，星河 LE62 创新采用复消色差技术，通过优化光学设计，让 RGB 三色光更加精准地合焦，从而降低系统色差，并提升全视场清晰度。星河 LE62 还为后续更小尺寸显示屏预留了空间。据歌尔光学介绍，该方案未来可兼容更高分辨率的 0.8—0.9 英寸显示屏，进一步提升显示质量。
03
从激光投影到智能车灯，歌尔光学向更多场景延伸
XR 近眼显示之外，歌尔光学还将产品线延伸至智能投影、汽车电子和工业视觉。
其中，在智能投影领域，本届重点展示的是一款三色激光投影光机。它采用 TI 0SST 架构 0.47 英寸 DMD 芯片。根据歌尔光学提供的数据，新架构 DMD 支持的极限亮度提升 300%、对比度提升 40%，搭配新一代三色激光器之后，整套光机能够实现 3400lm 高亮输出。
手机特殊视角拍摄，显示效果存在一定偏差
高亮之外，歌尔光学还对光路与散热进行了集成设计。光机采用全金属主体和全玻镜片，并针对镜组热形变及 DMD 工作温升进行系统补偿，以降低设备从开机到热稳态过程中出现焦点漂移的问题。0.9—1.5 倍光学变焦镜头则可以在 2 米距离覆盖 60—100 英寸画面。
汽车电子方面，歌尔此次带来了两款全新智能大灯方案。其中，双模 DLP 投影大灯采用双光路设计，可让 1450 流明白光照明与 500 流明 RGB 彩色投影独立运行；另一款 Micro LED 数字矩阵大灯则拥有 25600 像素，支持像素级 ADB 精准遮蔽，并将光学畸变控制在 1.5% 以内。
工业视觉方面，歌尔光学还展示了 3D 轮廓仪激光模组及高精度系列工业镜头。其中，3D 轮廓仪采用高斯度超过 90% 的线激光，通过扫描物体表面实现微米级 3D 轮廓测量，可用于 3C 电子、锂电池和 PCB 等产品检测；工业镜头则覆盖 3D 扫描、高精度测量及缺陷检测等机器视觉场景。
04
写在最后
从今年的新品来看，“轻薄化”仍在继续。AR 端，全彩波导已经做到 0.5mm、3.2g，全贴合和低密度玻璃继续压缩镜片厚度与重量；MR 端，Pancake 的 TTL 进一步压至 12.5mm。但在做“减法”的同时，光学也开始做更多“加法”：SiC 将单片全彩 FOV 推至 50°，Pancake 迈向单眼 4K 和更好的全视场画质，12 英寸 DUV 光刻刻蚀产线则进一步解决一致性与规模量产。
无论终端最终长成什么样，光学仍然是决定下一代 XR 设备能做多薄、能显示多少，以及最终能够卖到什么价格的关键底层变量。
而一年一度的光博会，恰好让我们看到这些变化正在一点点发生。
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