学院来信903：VR

TK

光学

透镜

痛点

方案

厂商

球面

一体机

非球面

光路

折叠

VR行业发展历史比较长，1995年任天堂发布了便携式头戴3Dxina，2013-2014年Oculus VR、Google推出了VR 设备及游戏分发平台，此后VR软硬件开始迭代加速，《头号玩家》、《半衰期：爱莉克斯》等游戏也逐步发布。

从分类看，VR可分为分体式和一体机。分体式VR需要外接计算机及电源等设备，尽管性能显著提升但降低了使用体验。一体机将是未来趋势。




一、行业现状。

当前VR的主要痛点有二：沉浸感、舒适度。沉浸感痛点包括分辨率低、音频效果一般、交互效果差等，显示和光学方案是其中主要致因。舒适度痛点主要为串流效果差、体积笨重、续航时间短等。

目前，VR产业链已逐步打通，从硬件层面看，零部件厂商包括索尼、三星等，代工厂商包括富士康、歌尔声学等，终端厂商包括Meta、Pico、HTC等。苹果布局多年的MR业务也有望落地，或成2023年的最大创新。


随着Oculus在2014年被Meta收购，行业进化大幅加速。截至最新数据，Meta、Pico出货量分别占全球出货量的66%、11%。根据维深信息Wellsenn XR的拆分，Pico4 VR一体机综合硬件成本约为368.25元，其中芯片最贵，占总成本的31%左右；屏幕、光学、传感器分别占比23%、12%、9%左右。


Oculus quest Pro不含税综合成本约617.6元，芯片占比37%，屏幕、摄像头、光学分别占比17%、14%、8%。




二、光学方案。

VR光学方案可分为垂直光路、折叠光路、复合光路、特定光路等。其中，垂直光路可分为非球面透镜及菲涅尔透镜，折叠光路包含Pancake及液晶偏振全息，复合光路包括多叠自由曲面及异构微透镜阵列，特定光路包含超表面/超透镜等。


非球面透镜，即镜片表面并非球面的镜片，相对于球面透镜有两大优势：①可以极大减小球面像差，②可避免不同介质之间折反射引起的光损失，同时可以降低成本、减小体积。

法国物理学家奥古斯丁·菲涅尔发明了菲涅尔透镜，即由一系列同心槽构成，表面可以为球面也可以为非球面，材质可为塑料或玻璃。在省下大量材料的同时达到聚光效果。目前，菲涅尔透镜技术非常成熟且成本较低。


Pancake方案则是通过反射元件进行光路折叠，大幅压缩光学模组厚度。总体而言，Pancake的优势较为突出，一是因为折叠光路很轻薄，二是可以实现屈光度调节，而菲涅尔透镜无此功能。


之前说过，VR的主要痛点有二：沉浸感、舒适度。所以，VR光学方案进化方向就是：高清、便携。因此，Pancake成为主流的趋势日益明朗。


2022年上新VR 机型中，显示端以Fast-LCD为主，光学端以Pancake为主。根据艾邦产业制造的数据，2022年上新16款机型中，显示端除两款未确定外有9款采用Fast-LCD方案，光学端除一款未确定外有七款采用Pancake显示方案。展望未来，我们认为Pancake 光学+Micro OLED显示方案有望成为主流。




三、结语。

利润方面，制造商的毛利最低，上游光学膜材环节和应用端的品牌渠道商的毛利较高。从显示行业微笑曲线来看，光学膜毛利率可达40%左右，价值量处于行业各环节相对高点。

目前，国内LCD面板市场规模达超100亿美金。前三大厂商分别为住友化学、日东电工、杉金光电，三家的市场份额达63%左右。国内三利谱、杉杉股份、深纺织等厂商较为领先。




祝大家生活愉快。

更多文章欢迎关注公众号99Degree。