智东西内参|起底VR/ 难点( 三 )
折叠光路，又称短焦距光学系统，预计是未来VR光学方案的主要方向。因为镜头需要将来自显示器的光聚焦到用户眼中，而光线的聚焦必须留以足够的距离，所以VR头显必须保持一定的厚度。折叠光路则是将距离”折叠到其自身，使光线可以在更窄的空间内穿越同样的距离。这样就可以使得整体VR设备变轻薄。
与传统光学镜头不同，折叠光路主要由偏光片、分光器和透镜等组成。缺点是光线经过多次反射会损失能量，所以需要亮度足够的显示屏加以配合。 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，注塑成型是VR光学透镜首选方案。
文章插图
光学透镜加工工艺与塑料光学系统材料
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。
影响注塑成型的关键因素主要包括模仁模具和注塑成型的仿真技术。模仁模具直接决定了镜片的性能和成本。
文章插图
注塑成型的关键因素
产业链总体可分为光学塑料、光学镜片和光学镜头。其中光学镜头和镜片厂商通常为一家，但有时镜头厂商会把镜片产能外包到第三方。
PPD决定了屏幕的清晰度。与传统手机等屏幕不同，由于VR屏幕离眼睛近，所以引入了PPI的概念。在110°的FOV下，需要2800的PPI才能满足要求，对屏幕厂商提出了很大的挑战。 为了减少余晖现象，VR设备需要高刷屏才能降低人们的眩晕感。这对驱动技术、像素材料带来了很大的挑战。
文章插图
VR核心参数示意图
为了降低用户的眩晕感，必须降低余晖，加快屏幕的刷新率。如果刷新率可以达到200hz，眩晕感将大幅降低。VR显示屏正在从LTPS IPS屏幕逐步向硅基OLED迈进。屏幕的选择主要在刷新率、PPI和亮度直接权衡。其中刷新率是最为关键的指标，其次考虑PPI和亮度，所以目前看硅基OLED是最佳方案。
硅基OLED产业链主要分为上游：硅基Driver、OLED材料、滤光片和薄膜封装材料、中游主要为OLED制造和各类显示模组、下游主要为各类终端厂商。
文章插图
硅基OLED产业链
三、AR上游，光波导+ MicroLED是未来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。
文章插图
VR与AR光学简易示意图
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。
推荐阅读
- 智能汽车|北京产业转型：从“去叶留心”到发展“高”“精”“尖”
- 大空间|不出冬奥村体验“上天入海”！这些智能设备令运动员着迷
- 智能手机|全球可折叠智能手机出货量增长264.3%
- 性价比|有性能、有续航，更有性价比！目前入手这3款手机相当明智了
- 智能手机|小米「二次创业」
- 毛巾架|聪明人必买的智能家电，用过就知道这钱花得值
- 怎样开网店卖自己的商品 用手机怎样网上卖东西
- 出货量|机构：折叠屏智能手机2024年出货量有望突破3千万台
- 这款车|华为智能座舱，真的智能吗？问界M5给你答案
- 印度制造|vivo 宣布在印度两年内投资 350 亿卢比 智能手机年产能提升至1.2亿部