华泰证券：VR光学方案下一次革新的方向是什么？

智通财经APP获悉，华泰证券发布研究报告称，光学模组是VR/MR头显重要的组成部分，近年来Pancake的方案以轻薄、优秀的成像质量及逐步成熟的量产工艺成为多数VR/MR首选光学方案。Pancake方案会基于当前的技术进一步进化，该行认为可变焦显示为重要方向之一。针对不断提升的Pancake模组性能及生产效率需求，光学模组制造工艺也持续更新，除当前主流的平面/曲面贴膜外，该行认为膜内COC注塑工艺有望成为未来重要技术路径之一。

华泰证券观点如下：

光学模组方案不断演进，向可变焦/膜内注塑/前沿技术结合等方向升级

光学模组作为VR/MR头显重要的组成部分，其核心是追求更小体积、更大FOV、更优成像质量以及更低成本。发展初期菲涅尔透镜以低成本和可控成像质量成为多数头显选择的方案，近年来Pancake的方案以轻薄、优秀的成像质量及逐步成熟的量产工艺成为多数VR/MR首选光学方案。Pancake方案会基于当前的技术进一步进化，该行认为可变焦显示为重要方向之一；其制造工艺也在不断进步，膜内COC注塑等制造方式可提升生产效率及成像质量。未来Pancake还有望通过与全息元件、光波导等结合方式，逐步将折叠光路方案进化成类眼镜的液晶偏振全息方案和全息波导方案等。

Pancake可向融合变焦显示发展以改善眩晕，电子变焦或为未来

人眼通过辐辏和调焦的同步协作，判断物体的距离、大小以及位置。但VR屏幕发出的光线没有深度信息，容易产生视觉辐辏调节冲突，引发视觉疲劳，甚至是现眩晕等感觉。光学可变焦设计可解决视觉辐辏调节冲突，目前存在机械和电子两种方式。机械变焦通过移动透镜的位置实现变焦，如Meta Half Dome2采用音圈致动器和弯曲铰链阵列实现无极的可变焦调节。电子变焦通过对液晶层施加不同的电压分布，调整折射率进而调节图像的焦距，调整只需100-300毫秒，而人眼需300毫秒，组件体积小，变焦更快，范围更大，是目前的主流技术方向。Meta Half Dome3已采用可变焦液晶透镜系统。

光学模组制造工艺不断创新，膜内COC注塑可提升生产效率及成像质量

针对不断提升的Pancake模组性能及生产效率需求，光学模组制造工艺持续更新，除当前主流的平面/曲面贴膜外，该行认为膜内COC注塑工艺有望成为未来重要技术路径之一。歌尔光学联合3M公司在2024年CES上推出采用COC材料模内注塑技术的Pancake显示模组星际M41。星际M41利用COC材料的流动性，将3M最新研制的膜片置于模内同步注塑，简化工艺制程, 提供更高的镜片设计自由度，降低镜片表面粗糙度并改善橘皮现象。耐德佳是国内首家采用曲面模内注塑技术实现Pancake偏振光学元件的供应商，其曲面模内注塑技术可使光学方案显示清晰度增加20%。

VR/MR光学系统经历三次革新，未来多种前沿技术方案待量产验证

VR光学按照光路设计可分成垂直光路方案、折叠光路方案、复合光路以及特定光路方案四种方案。垂直光路方案一般采用单透镜设计，包括非球面透镜、菲涅尔透镜：折叠光路方案采用多透镜组合，以Pancake为代表；复合光路方案采用多透镜阵列，利用光的反射、折射等原理融合成像。特定光路采用超表面/超透镜光学元件，利用亚波长微纳结构，实现对光路的特定调制。VR光学发展经历了非球面透镜、菲涅尔透镜和折叠光路三次革新，目前较为前沿的VR光学技术包括多叠折返式自由曲面光学，异构微透镜方案以及液晶偏振全息方案、超透镜方案等，各前沿技术方案亟待量产验证。

风险提示：Vision Pro光学模组方案变更，光学模组镜头制备技术变更。