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​国内25家AR光波导显示方案企业

AR技术一般通过光学元件对微型显示屏幕发出的光线束进行反射、折射、衍射,最终投射到人的视网膜上实现的。在设计AR光学系统时,需要考虑以下几个要素:光效率,即将光线从投影仪导入人眼的过程中传递的比例;环境光透射率;光学系统的尺寸和重量;越大越好的FOV(视场角)。



AR眼镜的光学成像系统由微型显示屏(LCOS、LBS、Micro OLED、Micro LED等)和光学元件(棱镜、自由曲面、BirdBath、光波导等)组成,通常有“LCos+棱镜”、“Micro OLED+自研曲面类”、“LCos/DLP/Micro LED+光波导”等。

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非光波导方案的优势在于设计和制备技术相对成熟,但是其劣势也较为明显,主要表现为对于视场角、眼动范围和体积三项指标无法兼顾,通常体积较大、眼动范围较小。

光波导方案突破了这一问题,三项指标实现相互独立,在体积上可以做得非常轻薄,有望成为 AR 眼镜的主流光学解决方案。后台回复“光波导”获取PPT资料

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光波导总体上可分为几何光波导和衍射光波导两种:


  1. 阵列光波导(几何光波导)



通过阵列反射镜堆叠来实现图像的输出和动眼框的扩大。如图所示,耦合光进入波导,通过反射面或棱镜多轮全反射后光到达眼镜前方时,会遇到一个“半透半反”镜面阵列,每一个镜面会将部分光线反射出波导进入人眼,剩下的光线透射过去继续在波导中前进。然后这部分前进的光又遇到另一个“半透半反”镜面,从而重复上面的“反射-透射”过程,直到镜面阵列里的最后一个镜面将剩下的全部光反射出波导进入人眼。

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阵列光波导可以实现图像质量包括颜色和对比度可以达到较高水准,但是存在三个难点:一是耦入部分的体积难以缩小,二是光波导固有的明暗条纹问题,三是量产难度大。由于制造工艺繁琐,良率低,能大规模的量产眼镜产品较少。


2. 衍射光波导



在衍射光波导中,立体的镜面阵列、棱镜等被几乎平面化的“衍射光栅”所取代,光学结构的特征尺寸从毫米级别提高到了微纳米级别,也对企业的微纳光学设计和生产能力提出了更高级别的要求。

兼具极致轻薄、大视场角、大眼动范围以及良好量产性优势的衍射光波导,将会成为消费级AR眼镜的最佳光学显示方案。

根据光栅的类型不同,衍射光波导又可分为表面浮雕光栅波导和体全息光栅波导。

(1)表面浮雕光栅波导

目前在衍射光波导AR眼镜产品中占比较大,通过传统半导体的微纳米加工工艺,在硅基底上通过电子束曝光和离子刻蚀等工艺制成光栅的压印模具,然后这个压印模具可以通过纳米压印技术,在玻璃基底上涂覆的一层均匀的树脂上压印出成千上万个光栅。

表面浮雕光栅波导同时具有轻薄、视场角大、眼动范围大的优势,被普遍认为是AR行业主流显示技术路线。

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表面浮雕光栅示意图 来源:中国光学

(2)体全息光栅波导

首先将一层有机薄膜涂在玻璃基底上,通过两束激光光束形成的明暗相间的干涉条纹来对薄膜进行曝光,明暗干涉条纹会引起材料不同的曝光特性,进而在分子层面形成具有折射率差的周期性空间分布。
 
体全息光栅波导具有极高的衍射效率、视场角大、透明度极高、结构轻薄、可大面积制备、加工周期短、成本低、良率高等特点,但其工艺难度较大,对材料、系统设计、制造工艺要求较高。目前受到可利用材料的限制,其在FOV、光效率、清晰度等方面都还未达到与表面浮雕光栅同等的水平。

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体全息光栅示意图 来源:中国光学

衍射波导方案也有一定的不足,如存在色散问题,主要表现为FOV和动眼框内的颜色不均匀即“彩虹效应”。加上由于衍射元件会形成多级次的衍射,在光波导显示镜片“外侧”也会显有其他级次的衍射能量,呈现出“外侧漏光”现象。


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光波导主要技术路线特点及研究单位 来源:三极光电

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国内光波导方案企业



1. 北京至格科技有限公司



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www.greatar-tech.com

北京至格科技有限公司成立于2019年,在衍射光学领域采用IDM模式,主要从事AR衍射光波导及衍射光栅研发、生产和销售的创新企业,自主掌握“光栅设计、光栅母版加工、纳米压印生产”三大核心技术,拥有功能完备的光栅母版加工中心和衍射光波导生产线,成功研发并量产增强现实衍射光波导产品,具有轻薄、视场大、眼动范围大、量产性强、全方位可定制等优点。2020年12月,至格科技建成全国首条AR衍射光波导生产线。
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成立时间:2019年
光学模组:衍射光波导
融资:A+轮


2. 北京耐德佳显示技术有限公司



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www.nedplusar.com

北京耐德佳显示技术有限公司成立于2015年,主要从事增强现实(AR)及虚拟现实(VR)智能眼镜光学模组的设计、研发、生产及技术支持。公司研发团队拥有十余年AR/VR设备设计研发及生产基础,有百余项专利及近百篇国际一流学术论文,10多项美国专利,参与两项头戴显示国家标准的制定,掌握核心关键技术,产品性能指标已达到或超过美国、日本等高科技公司相关产品,跻身国际一流增强现实光学模组供应商领域,已与多家世界知名企业建立合作关系。

耐德佳前期已经获得多个品牌厂商的批量化订单,今年有望成为全球出货量最大的AR光学模组供应商,并已开展了超薄自由曲面和全息光波导产品的研发;同时公司面向VR市场的Pancake光学模组也处于可批产阶段。

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成立时间:2015年
光学模组:自由曲面、VR Pancake、全息光波导
融资:B+轮
产能:自由曲面光学镜片产能260万片/年
终端客户:联想、高通等


3. 深圳惠牛科技有限公司



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www.huynew.com

深圳惠牛科技有限公司创立于2017年,是国家高新技术企业,也是全球首家共轴空导AR光学方案供应商。公司产品包括AR共轴空导光学模组、VR超薄光学模组、VR-FPV光学模组和光学量产测试平台。共轴空导系列获得累计订单近10万套,FPV系列累计获得万级订单,出货量业内领先。

BB模组是过去五年惠牛科技在AR领域的主打产品,具有视角(FOV)大、画质好、价格亲民、量产成熟的特点。

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VR光学模组领域,惠牛科技持续升级低鬼影性能和量产工艺,新品将超短焦方案的鬼影降到3%左右,达到跟传统菲涅尔方案相当的水平。

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光学模组:Birdbath、Pancake、衍射光波导模组。
成立时间:2017年
融资:A+轮
产能:3万套/月,针对大客户的需求,快速升级到10万套/月以上的产能。
客户:创维、MAD Gaze、3Glasses、0Glass等


4. 上海鲲游光电科技有限公司



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www.nophotonics.com

鲲游光电成立于2016年,是专注于微光学、光集成领域的高科技企业,总部位于中国上海。鲲游光电主要提供微纳光学、AR光波导、光通讯高速光链路的量产产品,同时也可以按照客户要求,为客户提供一站式的Foundry服务或提供整体解决方案,融合光学与半导体工艺,用半导体的思路做纳米级光元件。发布产品包括量产型全息光栅AR光波导「逍遥系列」、视网膜型全息光栅AR光波导「扶摇系列」以及量产型全息光栅光波导显示模组,逍遥系列主打极致轻薄(厚度<0.5mm),全彩高性价比;而扶摇系列主打色彩平衡和清晰度。

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成立时间:2016年
光学模组:衍射光波导
融资:B+轮
客户:华为、Rokid等



5. 深圳珑璟光电技术有限公司



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www.lochn.com

深圳珑璟光电技术有限公司成立于2014年,是专业从事AR光波导技术、工艺开发和光学模组生产的国家高新技术企业。公司主要产品是阵列光波导和衍射光波导光学模组,为下一代信息技术智能终端设备(AR眼镜、AR头盔等)的核心器件,广泛应用于时尚、旅游、教育、医疗、警用、应急救灾等领域。
     





公司在深圳的生产基地建筑面积1.64万平方米,装备了超精密玻璃冷加工、光学镀膜、纳米压印等生产和检测设备,是目前国内唯一的一条装备精良、工艺先进,具备稳定交付能力的AR光波导模组生产线。

公司核心团队在微显示芯片与器件、近眼成像光学、超精密结构设计与制造、图像处理和识别算法、驱动系统等方面耕耘近二十年,掌握具有自主知识产权的核心技术。

成立时间:2014年
光学模组:阵列光波导、衍射光波导、棱镜方案。
融资情况:C轮
产能:预计满产能可达100万片/年
客户:影目,亮风台,富士康等


6. 三极光电科技(苏州)有限公司






www.ncsjgd.com

三极光电科技(苏州)有限公司在全息技术,尤其是HOE以及全息光波导研发制造技术拥有数十年的经验。三极光电国内率先研制出一维波导、二维扩瞳全息波、彩色全息波导、85度超大视场角视网膜投影HOE、超大面积全息波导等产品,成像清晰,处于国内全息光波导领先地位,综合性能超过部分国际知名公司。

三极光电科技体全息光波导成像图

成立时间:2016年
光学模组:衍射光波导
产能:8K/月


7. 上海理湃光晶技术有限公司



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www.raypai.cn

上海理湃光晶技术有限公司成立于2012年,是增强现实(AR)近眼显示模组供应商,同时是集研发、生产、销售为一体的高新技术型企业。理湃光晶成立以来一直专注于光波导显示技术,是目前国内少有的拥有几何光波导模组知识产权布局的公司,核心团队拥有光学领域及AR领域多年的行业积累。公司自主研发的光学模组重量轻、体积小、显示效果卓越,被广泛应用于警用、安防、工业、教育、医疗等多个领域。

2022年理湃推出的二维扩瞳技术解决了一维扩瞳技术在FOV、EYEBOX、出瞳距和体积等方面的限制,将使得AR眼镜的形态更加接近普通眼镜,能够适配更多人群,加速消费级AR眼镜的落地。

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成立时间:2012年
光学模组:阵列光波导
融资:A+轮
产能:15万套/年
客户:Rokid等


8. 北京灵犀微光科技有限公司



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www.lx-ar.com

北京灵犀微光科技有限公司成立于2014年,于2016年作为首批科技创新企业挂牌新四板,荣获国家高新技术企业认定,中关村高新技术企业认定,是一家专注于AR底层光学显示技术的厂商和服务商,主攻核心器件光学引擎,致力于为企业用户提供消费级AR核心显示技术和光学解决方案的科技公司。

经过多年发展,灵犀微光已经在光波导领域突破了多项生产工艺难题,所采用的光波导AR显示方案在显示效果方面赶超世界水平,在国内早先实现轻量化,阵列光波导模组突破85%良率,年产10万片量产产能,产品已投入教育、医疗、安防、工业维检、军工和特种行业等专业领域使用。
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2021年12月,灵犀微光发布旗下首个轻薄型AR眼镜参考机型阿拉丁Zero,专注于轻薄型AR终端形态,基于AW70s阵列光波导模组,将光机重量控制在10g,在重量、造型和佩戴感等方面实现质的提升。

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成立时间:2014年
光学模组:阵列光波导已实现量产,体全息光波导预计2023年实现量产
融资:B轮
产能:10万片/年
客户:苹果、Meta、小米、返景科技、索尼、OPPO等


9. 杭州光粒科技有限公司



www.lightin.com

2021年光粒科技发布了全息树脂光波导 Holoresin,也是世界上第一家量产该技术并推出成熟终端产品的公司,年产量可达10万片以上,良率高达95%以上。HoloresinTM的第一代商业化产品视场角为25°,透光率超过90%。全息树脂光波导更轻且不易受损,形状处理更灵活,加工工艺更友好,显示性能和成本也有优势,性价比更高。

2022年初光粒也发布了消费级二维衍射光波导AR眼镜Lightin Me,引领AR眼镜的量产化、大众化。位于松阳的AR光波导眼镜产线也已开工,一期将形成年产20万套AR眼镜的规模,两期项目达产后可实现百万量级AR光波导镜片生产。

成立时间:2017年
光学模组:全息光波导
融资:A+轮
产能:10万片/年

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图 Lightin Me


10. 歌尔股份有限公司



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www.goertek.com

歌尔股份有限公司成立于2001年6月,2008年5月在深交所上市,主要从事声光电精密零组件及精密结构件、智能整机、高端装备的研发、制造和销售。是全球最大的AR/VR ODM企业。

提供非球面透镜、菲涅尔透镜、折叠光路模组等多种VR光学解决方案,以及Freeform,Birdbath、棱镜等AR光学解决方案,并在衍射光波导、微显示等前沿AR/VR光学技术上持续进行研发投入。

依托在光学方面强大的集成整合能力,歌尔具备VR专用镜片的设计制造能力和量产经验,保障VR产品的图像质量。

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成立时间:2001年
光学模组:棱镜、自由曲面、Birdbath、VR Pancake、衍射光波导

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11. 北京亮亮视野科技有限公司



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www.llvision.com

北京亮亮视野科技有限公司成立于2014年,致力于为企业客户提供AR+AI行业解决方案。硬件产品除工业级智能AR眼镜外,还拥有自主研发的AR光学显示模组L-PAT系列,2018年实现大规模量产。先后历经波导片功能实现、波导模组设计优化、量产测试等阶段。
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2020年亮亮视野发布了新一代超短焦AR光学模组——“八面体”,在继承了亮亮视野L-PAT系列光波导模组极薄、极轻、极高的色彩还原等优势上,将成像清晰度、重量、体积、功耗等方面上升到AR显示技术的一个新高度,并实现了量产。

成立时间:2014年
光学模组:阵列光波导
融资:C1轮
产能:10万片/年


12. 北京枭龙科技有限公司



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www.xloong.com

北京枭龙科技有限公司成立于2015年,是一家专注于增强现实(AR) 核心技术及产品研发的国家高新技术企业。除了终端产品工业级AR智能眼镜以外,还掌握AR光栅波导显示核心技术,成功研发小体积Micro LED光栅波导显示模组DW-40。


成立时间:2015年
光学模组:光栅波导显示模组
融资:pre-B轮


13. 深圳市光舟半导体技术有限公司



www.optiark.com

深圳市光舟半导体技术有限公司成立于2020年1月,公司由AR光学专家朱以胜联合业界科学家共同创办,致力于光波导(衍射光学芯片)、光引擎(微投影模组)、光学模组、微纳半导体材料与工艺等高端先进技术开发与制造,矢志成为光波导行业的领航者。

成立时间:2020年
光学模组:衍射光波导
融资:A轮
产能:1万片/月


14. 谷东科技有限公司



www.goolton.cn

谷东科技成立于2017年,是一家增强现实显示与技术的独角兽企业,致力于解决AR行业中光学显示及空间计算的“卡脖子”技术难题,拥有四大核心产品矩阵:AR智能穿戴、AR光学模组、AR高性能云服务器、AR边缘计算终端。谷东科技独家研发分光膜阵列波导片和光学结构,实现阵列光波导和衍射光波导模组的量产,同等条件下,亮度可达业内同行4倍,同时研发了吸收阵列光波导和体全息光波导两种最新技术优势的X系列混合光波导技术。

谷东服务客户逾千家,涵盖航空、海关、电力、水务、监察、轨道交通、石油化工、重型工业等领域,是中国南航、南方电网、中国石化、中国联通、阿里巴巴、腾讯、空中客车、索尼、现代、百威英博、拜尔制药等全球500强企业的长期合作伙伴。

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成立时间:2016年
光学模组:阵列光波导、体全息光波导
融资:A+轮
产能:阵列光波导已经实现量产,年产能达到80-100万片,体全息波导达到小批量试产阶段,能够满足自供和部分客户使用


15. 宁波鸿蚁光电科技有限公司



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www.hyvisiontech.com

宁波鸿蚁光电科技有限公司专注于设计和制造增强现实AR和虚拟现实VR光学模组。鸿蚁的旋光空导模组以折叠光路作为技术出发点,将偏振旋光技术引入光学设计,走出了规模化的第一步,具备体积小、重量轻和性能优越等优势,同时兼顾大规模可量产性和品质可靠性,尤其是画质极其出色,无杂散、重影,已应用于医疗、教育和观影等领域。
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成立时间:2018年
光学模组:Birdbath、反射波导RW0225开发套件、超薄VR


16. 浙江水晶光电科技股份有限公司



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www.crystal-optech.com

浙江水晶光电科技股份有限公司创建于2002年8月2日,2008年9月19日在深圳交易所挂牌上市(股票代码002273)。水晶光电在棱镜、Birdbath方案的AR产品已有完整的量产线,还推出了衍射光波导方案。投资以色列阵列波导方案代表厂商LUMUS,为其提供配套光学零部件产品。

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水晶光电AR显示模组

成立时间:2002年
光学模组:衍射波导、Birdbath


17. 舜宇光学科技(集团)有限公司



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www.sunnyoptical.com

舜宇光学科技(集团)有限公司创立于1984年,是全球领先的综合光学零件及产品制造商。公司于2007年6月在香港联交所主板上市(股票代码:2382.HK),是首家在香港上市的国内光学企业。主要产品包括光学零组件、光电产品、光学仪器三大类,目前,公司已经形成了手机行业、汽车行业、安防行业、显微仪器行业、机器人行业、AR/VR行业、工业检测行业、医疗检测行业八大事业板块。

舜宇光学的AR/VR业务包括光学器件,光学传感器和系统模块,光学模组包括衍射光栅波导以及Birdbath方案光机。

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成立时间:1984年
光学模组:衍射光栅波导、Birdbath
客户:Meta等


18. 北京驭光科技发展有限公司



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www.uphoton.com

北京驭光科技发展有限公司为客户提供完整的衍射光学解决方案,开发了具有独立自主知识产权的衍射光学设计软件,针对激光和LED的光学应用提供标准或定制的衍射光学元件,广泛用于3D扫描、智能3D传感识别、机器人视觉、三维计算机视觉、AR/VR虚拟现实、深度学习、行为大数据分析、智能监控、车载辅助系统等众多领域。

驭光科技衍射光波导产品完全自主专利设计、光学性能国际领先、可量产。以搭配MicroLED光机的衍射光波导为例,全屏亮度平均光效高于320 nit/lm,能够实现在室外明亮环境下的使用要求,而且成像均匀性超过95%,单片式设计视场角达到40º以上,各方面均超越市面上可比同类产品。

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驭光C系列衍射光波导

成立时间:2016年
光学模组:表面浮雕衍射光波导
融资:B+轮
产能:月产数千片


19. 中光学集团



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hn508.csgc.com.cn

中光学集团(股票代码002189),成立于1968年,是国有大型军民结合型光电上市企业,产品主要包括精密光学元组件、光学辅料、光敏电阻等光电产业中上游产品,以及光学器件、光电整机、光电系统集成等光电产业下游产品,并形成军品民品业务线并行发展的趋势。

中光学(002189.SZ)2021年12月31日在投资者互动平台表示,公司几何光波导已实现量产,并为多家涉及VR/AR技术厂家持续供货,衍射光波导处于研发阶段。


20. 中山联合光电科技股份有限公司



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www.union-optech.com

中山联合光电科技股份有限公司(300691)成立于2005年,是一家集光成像、光显示、光感知为核心技术的专业镜头、光电产品及系统解决方案提供商。在AR/VR领域,联合光电拥有非球面镜片、菲涅尔镜片、自由曲面镜片等核心光学器件的制造工艺,实现从光学设计、模具设计、精密加工、开发到全智能组装制造系统完整产业链,客户已包括大朋、亮亮、纳德等国内企业。掌握光波导镜片技术。


21. 欧菲光集团股份有限公司



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www.ofilm.com

欧菲光集团股份有限公司(简称“欧菲光”)正式运营始于2002年,2010年在深交所上市,股票代码为002456。公司的主营业务产品包括光学影像模组、光学镜头、微电子及智能汽车相关产品等,广泛应用于以智能手机、智能家居及智能VR/AR设备等为代表的消费电子和智能汽车领域。

为抢占VR产业发展制高点,2016年底,欧菲光与十余家VR产业链相关的知名企业发起成立了南昌虚拟现实研究院。2022年成立元宇宙事业部,在VR/AR领域的产品布局包括光学镜头、影像模组、光机模组和整机组装制造等。对LCOS光波导模组、Bird Bath双目光机模组、LED光波导模组和Pancake光机方案等技术路线进行布局。

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22. 深圳光峰科技股份有限公司



www.appotronics.com

深圳光峰科技股份有限公司(股票代码:688007.SH)成立于2006年10月24日,是一家全球领先的拥有原创技术、核心专利、核心器件研发制造能力的激光显示科技企业。

5月7日公布了自研的两款AR衍射光波导模组,一个为全彩,一个为单色。单色衍射模组可实现PPI破万,为全球首例。

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23. 奥提赞光晶(山东)显示科技有限公司



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奥提赞光晶(山东)显示科技有限公司(ARTIZAN)成立于2019年,专注于增强现实(AR)光学显示及光波导开发与制造。公司技术团队历时五年攻坚克难,成功研发出新一代信息产品——高性能体全息光波导,产品具有大视场角,超轻薄,高清透,材料可选、可量产等优点。该技术成果包含从材料配比到生产工艺、生产制造全流程,且实现了所有知识产权的自有化,已申请多项国家发明专利及国际PCT发明专利。

成立时间:2019年
光学模组:全息光波导

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24. 深圳市美誉镜界光电科技有限公司



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www.godview.cc

美誉镜界光电科技(GodView)成立于2016年12月7日,是一家专注于高科技MR(混合现实)眼镜的智能硬件公司。 
  
除智能眼镜外,美誉镜界GodView也已量产树脂阵列光波导、自由曲面模组以及激光MEMS模组,据称已达到千万级量产规模。

成立时间:2016年
光学模组:阵列光波导、自由曲面
融资:A轮


25. 杭州历历信息科技有限公司



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www.vieewer.com

杭州历历信息科技有限公司专注于增强现实(AR)智能眼镜,基于光波导的微光学投影模组、基于人工智能的人机交互等技术的的研发和销售。历历科技已投入量产的AR光学模组ZX-20和ZX-R18,分别基于阵列光波导和自由曲面技术自主研发,在亮度、功耗、重量、体积等技术领域表现突出,同时具备高透光率、正眼显示、超薄镜片等特点,可被广泛应用于轻型AR头显设备中。

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历历科技 ZX20 侧投、单双目、阵列光波导AR显示模组
成立时间:2018年
光学模组:阵列光波导、自由曲面



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2026年中国AR/VR市场规模将超130亿美元
​IDC近日发布最新预测数据,2021年全球AR/VR总投资规模接近146.7亿美元,并有望在2026年增至747.3亿美元,五年复合增长率(CAGR)将达38.5%。其中,中国市场五年CAGR预计将达43.8%,增速位列全球第一。
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TriLite 和 Dispelix 合作开发用于 AR 眼镜的超紧凑、高亮度和大视窗投影显示器
​TriLite可以开发世界上最小的投影显示器,正在与可穿戴设备透明波导的领导者 Dispelix 合作,为增强现实 (AR) 智能眼镜创建一个超紧凑、高亮度和大视窗的显示系统。该系统将 TriLite 的 Trixel 3® 激光束扫描仪 (LBS) 与 Dispelix 的先进波导相结合。
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高通XR2无线AR智能眼镜参考设计采用双OLEDoS显示器,视涯提供
​5月20日,高通技术公司宣布推出搭载骁龙®XR2平台的无线AR智能眼镜参考设计,标志着推动XR成为下一代计算平台进程中的又一里程碑。采用了由视涯技术提供的双OLEDoS显示器。
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歌尔发布基于骁龙XR2平台的AR智能眼镜参考设计
歌尔发布基于骁龙XR2平台的AR智能眼镜参考设计
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高通发布骁龙XR2无线AR智能眼镜参考设计,采用耐德佳自由曲面钻石光学模组
高通发布骁龙XR2无线AR智能眼镜参考设计,采用耐德佳自由曲面钻石光学模组
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大幅提升整机散热能力,vivo公开VR冷却专利
集微网消息(文/姜翠)企查查APP显示,5月17日,维沃移动通信有限公司公开专利“头戴显示设备及其散热方法”,发明人为唐艺,公开号为CN114513939A。
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