隨著小米入局國內AI(AR)眼鏡品類的競爭,其首款AI智能眼鏡——xiaomi AI Glasses正式亮相,拉開了AR產品市場的新局面。該款AI智能眼鏡具備AI識物、視頻拍攝方面的能力,同時還可以與其進行“小愛同學”的語音交互,解放雙手、第一人稱高度沉浸感,是其拍攝的突出特點。
小米AI眼鏡
根據供應鏈信息,小米或采用高通AR1+恒玄2700的雙芯組合。歌爾股份依然是小米AI眼鏡代工的首選,此外,還有瑞聲科技的揚聲器、歐菲光的光學模組、舜宇光學的鏡頭、索尼的CMOS圖像傳感器。
小米AI眼鏡關鍵組件配置及供應商預測,來源:Wellsenn XR
當下,中國消費級AR市場正借助國家補貼駛入“快車道”:CINNO Research數據顯示,2025年4月,分體式頭顯銷量躍至2.3萬臺,環比增長3.8%,在“補貼—降價—換新”循環下,XREALONE、VITUREONEPro等機型紛紛下調至2,000–3,000元區間,使該檔銷量份額升至40%以上;而StarVView等入門級產品下探至1,000–2,000元區間,貢獻了接近5成的銷量占比。
與此同時,AR設備的顯示與光學格局也在悄然重塑:在屏幕技術方面,MicroOLED憑借出色畫質占據59%的份額,FastLCD占29%,MicroLED占11%;在光學方案上,BirdBath以結構簡單、成本可控占80%以上占據主導,但多重反射帶來的光損與視場受限讓其增長受限,光波導則憑借輕薄、高透光優勢已快速攀升至18%的份額,尤其以雷鳥X3Pro等雙目全彩MicroLED光波導產品最為突出。隨著上游MicroLED芯片和全息、衍射等光波導技術的不斷突破,光波導正逐步成為高端AR產品的標配方向。
AR眼鏡光學方案
AR 眼鏡要同時兼顧對外部世界的透視與虛擬信息的疊加,必須通過“微顯示屏+光學組合器”的架構來實現。在這一系統中,微顯示屏負責輸出圖像,而光學組合器則將圖像以半透的方式注入視野。近年來,隨著納米刻蝕、冷加工等工藝成熟,制造良率大幅提升,模組成本較2024有顯著下降,多種光學方案在輕薄化與量產化之間找到了新的平衡。
當前較為成熟的方案包括:棱鏡、自由曲面、BirdBath 和光波導。
1、棱鏡方案
棱鏡方案由微型投影儀與半透半反射棱鏡組成,投影儀將虛擬圖像發射至棱鏡,棱鏡再將圖像折射或反射到人眼。該方案技術最早應用于 Google Glass、Vuzix M300 等產品,工藝成熟、單位成本最低,對光學對準的容忍度高。
Google Glass
但由于光線僅發生一次折射或反射,入眼亮度往往不足,視場角一般受限在 30° 左右,且棱鏡本身會在視野中造成一定遮擋,因此在追求更寬視場和更高亮度的場景中,棱鏡方案正逐步被更先進的布局所替代。
2、自由曲面方案
自由曲面光學元件摒棄了傳統球面結構,通過非常規曲面設計來優化像差和視場。它大致分為兩類:
(1)自由曲面反射鏡結構:僅使用單個曲面反射鏡來收集微顯示屏與環境光,光線僅反射一次,光損最小;代表產品有 MiraPrism、Meta2、DreamGlass。
MiraPrism
(2)自由曲面折射棱鏡結構:將兩個折射面與一個全內反射面集成于一體,可將視場角提高至 40° 以上,但由于內部曲面復雜,元件厚度通常在 5mm 以上;典型應用如愛普生 BT?300、耐德佳 X2。
自由曲面方案在視場和清晰度上較棱鏡有顯著提升,但厚度與制造難度也相應增加,更多用于中高端工業與專業領域。
3、BirdBath 方案
BirdBath 方案得名于其光路形似“鳥浴盆”:微顯示屏的光線先由準直透鏡平行化,再經半透半反射鏡進入凸透鏡聚焦入眼。結構上比棱鏡和自由曲面都要簡單,光學元件外型可設計得與普通太陽鏡接近,且工藝成熟度高,ODGR9、聯想 Mirage、RokidAir、XREALAir 等消費級產品均采用此方案。
XREAL Air
其主要瓶頸在于光路中需多次反射,光損較高,視場也多維持在 35°–45° 之間。但憑借與 MicroOLED 等高對比度自發光微顯示屏的結合,BirdBath 方案仍以更高性價比主導中低端市場。
4、光波導方案
光波導通過“耦入—全反射—出射”三段式光路,將微顯示屏的圖像注入薄如隱形眼鏡的波導片,再以全反射形式傳輸至出射區,最終進入人眼。相對于其他方案,光波導更輕薄、透光率高、可做到類普通眼鏡形態,被視為未來發展趨勢;但技術復雜、成本較高。
光波導主要分為幾何光波導(反射光波導)、衍射光波導(表面浮雕光柵波導、體全息光柵波導):
(1)幾何光波導:通過陣列反射鏡堆疊,利用光學冷加工工藝,成像質量更佳。
(2)衍射光波導:屬于衍射光學范疇,光柵結構可更靈活地實現擴瞳,具有較大發展潛力,谷歌、蘋果、索尼、三星等大廠均在積極布局。
雷鳥X3 Pro
采用光波導的相關產品包括:雷鳥X3 Pro、魅族MYVU、影目INMO AIR 3、Rokid Glasses、Ultralite等。以雷鳥 X3Pro 為例,其陣列光波導+MicroLED 組合帶來 2,500尼特的入眼亮度、僅 8克的模組重量并有效消除了“彩虹紋”偽影。
AR眼鏡的未來主流顯示光學方案
AR眼鏡主流顯示方案包括五種:LCoS、DLP、LBS、Micro OLED、Micro LED。而AR眼鏡主流光學方案包括四種:棱鏡、自由曲面、birdbath、光波導。通過適配的光學、顯示方案相結合,可發揮出1+1>2的效果,預計兩大未來主流方案為:Micro OLED+Bird Bath、Micro LED+光波導。
1、BirdBath光學與MicroOLED深度融合
BirdBath光學方案以其簡潔的“微顯示→準直透鏡→半透半反射鏡→凸透鏡”光路而著稱,能夠以最少的元件實現虛擬圖像與真實場景的疊加。正因結構簡單、制造工藝成熟,它在早期AR產品中獲得了廣泛應用。
然而,隨著用戶對更大視場和更高亮度的需求不斷攀升,多次反射帶來的較大光損以及較窄的視場極限逐漸顯露局限。為了彌補這些不足,行業里普遍將BirdBath與MicroOLED微顯示屏結合:MicroOLED自發光、高對比度、廣色域的特性,讓BirdBath方案在畫面質量上有了質的飛躍。
典型的MicroOLED面板在0.5英寸規模下即可實現2K至4K分辨率,像素間距縮小至3μm以內,峰值亮度突破1,000尼特,對比度超過100,000∶1;同時,面板厚度僅約1.5mm,功耗控制在200mW以下。這種組合不僅在室內環境中帶來細膩生動的視覺體驗,而且憑借更易于量產和調試的優點,持續穩固了中低端以及入門級AR市場的格局。
2、光波導架構與MicroLED的前沿突破
相比BirdBath,光波導技術以其“耦合—全反射—出射”三段式光路,實現了真正輕薄的眼鏡形態和更高的透光率,成為高端AR設備的首選。
然而,真正量產并非易事:陣列光波導需要在微米級尺度上完成精確的多點注光,制備工藝極為復雜,良率提升困難;同時還要克服雜散光控制、色彩均勻性以及 EyeBox(可用眼動區域)的設計挑戰,這些都直接影響成像質量與佩戴舒適度。此外,衍射光波導雖在光柵設計自由度上更靈活,工藝相對簡單,但主流的表面浮雕光柵體積仍偏大,且存在明顯的色散現象。
目前,不少廠商正嘗試布局體全息光柵(VHG)光波導,其在單色顯示時展現出色的波長選擇性和抗散射能力,但其復雜的光學原理與成本考量,尚需進一步攻關。光波導無需外置顯示屏、形態貼近傳統眼鏡,未來會是高端 AR 光學方案的主要方向,其正在在工藝、材料與封裝等環節實現多項突破,加速平民化。
2025年6月,寧波溢彩芯光發布的鈣鈦礦量子點全彩 MicroLED 芯片,為光波導方案注入了新的動力。這款芯片在傳統 MicroLED 基礎上,將亮度提升150%以上,配合光波導可實現 2,500尼特以上的入眼亮度,使用戶在戶外強光環境下依舊保持清晰視野;單顆功耗低于 500mW,壽命超過 3 萬小時,且杜絕了重金屬鎘污染。
隨著衍射光柵與幾何陣列光波導工藝的持續成熟,以及國產 MicroLED 芯片的批量供貨,光波導+MicroLED 有望在未來引領行業向更大視場、更高亮度、更超薄、更低功耗的方向邁進。
BirdBath、光波導方案市場格局
在過去兩年中,AI 眼鏡市場呈現出多元化競爭的態勢。BirdBath以其結構簡潔、成本可控的優勢在消費級市場迅速鋪開,主要廠商包括視涯科技、耐德佳、惠??萍?、水晶光電與歐菲光,其中視涯科技憑借早期技術積累與渠道優勢,占據了較大市場份額。隨著用戶對入眼亮度與佩戴舒適度需求的提升,BirdBath廠商也在積極探索與MicroOLED、LCoS等高性能微顯示屏的深度耦合,以期在中低端與入門級細分市場繼續保持競爭優勢。
另一方面,光波導方案正逐步從小眾高端走向更廣闊的應用領域。就光波導模組環節而言,Lumus、舜宇光學、水晶光電、歐菲光、中光學、蘇大維格與騰景科技等龍頭爭相布局,不僅覆蓋反射型與衍射型兩大技術路線,還在陣列式注光、納米光柵刻蝕等關鍵工藝上展開激烈比拼。
水晶光電作為國內光學頭部企業,不僅自身深耕BirdBath和多種光波導技術,也參股全球反射光波導領軍廠商Lumus,加速了技術與市場的雙向協同。在細分領域,鯤游光電在體全息光柵(VHG)方面具有獨到優勢,致格科技專注衍射光波導,理湃光晶與靈犀微光則分別在幾何陣列與陣列光波導工藝上實現差異化突破。理湃光晶背后的資本支持也頗為亮眼,比依股份、天邑股份及紫建電子相繼入股,為其技術放量提供了堅實保障。
從上游來看,光波導片及棱鏡等光學元件的原材料——玻璃晶圓與非球面透鏡主要由藍特光學與美迪凱等廠商供應。藍特光學不僅提供高精度棱鏡和非球面透鏡,也向康寧、舜宇光學、AMS、Magic Leap 等國際客戶供貨,其技術與產能水平均處于行業前列;美迪凱則在高透明度玻璃晶圓制備方面持續優化,為衍射光柵和全息波導的后端刻蝕與封裝提供了可靠基礎。
整體而言,隨著國內外廠商在技術、資本與供應鏈環節的深度協作,中國 AI 眼鏡產業鏈正從“點”到“面”加速擴展,為未來光波導+MicroLED、BirdBath+MicroOLED 等第二代方案的大規模普及打下堅實基礎。
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