市场数据显示,2024年全球实现AR眼镜出货量78万台,同比增长36.8%,其中中国市场销量约48万台,占全球总量超60%。2024年AR智能音频眼镜开始兴起,全球出货量156.8万副,同比增长119%。
智能音频眼镜的加入,大大降低了智能眼镜的开发难度和销售价格;AR眼镜关键部件光波导和显示技术也在逐渐成熟,再加上AI智能助手的加持,未来几年智能眼镜领域或将实现较大增长。
应用在AR眼镜上的材料解决方案主要分为两种:
一种是结构材料解决方案:AR眼镜对重量要求很高,结构件小型且精密,材料需要兼顾低密度、机械性能和加工性能,也需要考虑到亲肤性;
一种是光学材料解决方案,需要高透光性,高折射率和低双折射率,减少成像畸变,提升视觉清晰度,同时作为眼镜镜片需要抗冲击性能和尺寸稳定性,减少AR镜片形变和损坏。
下面看看具体有哪些材料应用在AR眼镜上:
1. 尼龙PA
尼龙(Nylon)化学名为聚酰胺,是世界上第一种合成纤维,是分子主链上含有重复酰胺基团的热塑性树脂的总称。尼龙具有优良的力学性能和电绝缘性能,机械强度高,韧性好,还具有优良的耐热性、耐候性和耐摩擦性。
尼龙在AR眼镜上是一种低密度、轻量化解决方案,用作AR眼镜镜腿、外壳等。具有优异的翘曲度和易于涂层处理,良好平衡刚性和韧性,流动性高,便于加工,提高设计自由度。
· 艾曼斯Grivory尼龙材料应用于Rokid AR眼镜;
· 巴斯夫轻质和生物基Uitramid聚酰胺(PA)材料应用于华为智能眼镜镜腿;
· 塞拉尼斯PA610应用于Grawoow AR 眼镜;
· 金发科技、阿科玛等材料企业也可提供低密度PA材料。
2. TPU
TPU多功能性的关键在于其硬度的高度可定制性,可以像橡胶一样柔软,也可以像硬质塑料一样坚硬。TPU的高弹性与生物相容性使其成为AR眼镜镜腿的理想材料,例如雷鸟Air 3镜腿采用双色注塑工艺,尾部使用高弹性TPU软胶提升佩戴舒适性。
3. 碳纤维复合材料
碳纤维复合材料密度为1.8~2.2g/cm³左右,具有重量轻,但强度高且坚硬的特征。用于AR/VR眼镜外壳和框架,提供更轻薄、坚固和耐用的设计。碳纤维的高强度和刚性可以实现设备外壳的减薄设计,从而降低设备的重量,同时提供更好的抗冲击性能,但在产品设计时需要解决电磁屏蔽的问题。
小米无线 AR 眼镜探索版使用镁锂合金结构、碳纤维部件等一系列轻量材料。
4. COC/COP
COC/COP具有非常优越的光学特性,拥有高透光性(大于95%)、高折射率及低双折射率(<0.05%),光学性能优于PC/PMMA材料;密度仅为玻璃的1/5-1/2,能显著降低设备重量,满足小型/轻量的光学设计需求。
COC/COP还具有低吸水性和耐高温、耐化学腐蚀性能,提升AR塑胶光波导镜片的光学稳定性,避免镜片形变。
国内COC材料供应商拓烯科技已与歌尔光学达成深度合作,成为其供应链中的重要一环。
5. PC
聚碳酸酯(PC)既具有类似有色金属的强度,同时又兼备延展性及强韧性,耐冲击强度高。科思创将聚碳酸酯应用于光粒科技智能AR泳镜的保护罩,具有重量轻、耐老化、耐摔、绝缘性能优良(在潮湿环境下也能保持电性能稳定),以及透光性足够好等优点。
光学PC材料有良好的透光率,通常在90%以上;折射率为1.5-1.6,耐冲击性能良好,所以也可用在AR眼镜光波导树脂镜片,或电致变色镜片。
除了上述材料之外,还有一些材料厂商推出了新型光学材料应用于AR眼镜:
· 三井化学开发了名为“Diffrar”的8英寸树脂光波导晶圆,采用高折射率的树脂材料,可以实现清晰、宽广的AR视野;
· 旭化成AZP™树脂具有优异的耐擦伤性、与玻璃相当的低双折射率和高光谱透射率,能呈现清晰、鲜明的视觉体验。7月4日,在艾邦举办的第六届AR产业发展论坛上,旭化成将展示其先进的AR眼镜材料解决方案。
使用环烯烃聚合物(COP)制造的VR眼镜镜片(右图)与使用AZP™的VR眼镜镜片对比