光學是信息技術革命中最重要的環節之一，也是AR行業能否順利發展的“勝負手”。
今年6月，Apple Vision Pro問世，將我們帶進了空間計算時代，向人們展示了那極具臨場感的虛擬現實未來世界。這其中，雙目8K、3D顯示、無限畫布，再加上那能里能外的透明EyeSight功能，Vision Pro整套的光學系統尤為搶眼。
然而，最受爭議的恰恰也是這個部分，過高的頭顯重量、過大的體積、驚人的成本，以及即便是蘋果也難以說服大眾，引起業內反復討論的VST技術，只能說，這一次的蘋果，在光學顯示這條路上確實帶給了行業一些參考與思路，但仍未能給行業帶來明確的方向。
AR光學，如何更好地成為打開虛擬與現實的任意門？9月6日至8日，在第24屆中國國際光電博覽會上，來自光學、電子、產業應用各領域的領袖級人物正同臺齊聚，一起探討整個中國廣電行業的未來。與此同時，眾多企業也在此首發重磅展品和技術，向世界展示中國的光力量。
作為全球化領先的AR技術公司，谷東一直致力于光學和光學技術的開發和生產，并將光學技術應用于AR眼鏡、應用于工業數智化變革的方方面面。本次大會，谷東科技創始人崔海濤不僅帶來 “如何針對工業AR場景選擇光學技術方案”主題演講，更 “多箭齊發”揭開了自主首創的二維矢量反射式體全息、45°大視場角Micro OLED幾何光波導模組、40mm長出瞳單目波導等產品的神秘面紗。
從打破封鎖到行業首創，這一次，谷東向全球展示了中國AR企業厚積薄發的實力。
“真感現實”+匹配客戶需求的量身定制版，比什么都重要
這是崔海濤在主題演講環節反復重復的一句話。崔海濤表示，深入行業才能理解行業，認清當下才能創造未來。
他談到，在我國各個工業領域產業中，工業AR有各種各樣的形態，針對不同的場景，即便是在相同的行業中也會有2-3種不同形態的產品。例如培訓、實訓、虛實結合的呈現等場景對硬件與軟件的要求都是多樣化的。而在多樣化之中，有一項訴求是共需的，那就是“真感現實”。
何為“真感現實”，崔海濤進一步解釋到，即可以在陽光直射環境中也能看清圖像，并擁有大視野、高透過率，不漏光等特性，以保障復雜工業場景的安全性。
這樣的觀點在海內外也有較多共識，例如，知名AR/VR光學專家Karl Guttag就表示，目前AR光學市場面臨的一個問題是，眼鏡廠商、光學供應商致力于突破AR的亮度、分辨率，但實際上更高的顯示配置并不是決定AR眼鏡好壞的關鍵。相比之下，尋找AR眼鏡的應用場景更加關鍵，因為AR的用途將決定硬件需要什么樣的設計。
此外，Karl Guttag也多次在公開場合從使用安全性的角度提及他心中理想的AR眼鏡/頭顯，那就是不僅要具備高透光度，還要不遮擋視線。
正是基于對行業的理解和前瞻性的判斷，谷東科技一直在致力從光學的全產業鏈著手，打造真正適用于工業具體場景需求的透明光學定制方案，并有了今天的累累碩果。
下面我們就為您一一揭開。
唯一獨創，二維矢量反射式體全息
一直以來，AR光學技術始終面臨著“輕”與“清”的兩大困擾：前者是光學元件的體積與重量較大，導致產品笨重不便攜；后者則是光學元件與虛擬影像的整合存在困難，影響了用戶的視覺體驗和產品的應用領域。這兩大難題很大程度上制約了AR眼鏡在工業領域的普及。
對于這些問題，其實業內也早已有所共識，在亮度、清晰度、透明度、成本等方面均占有優勢的體全息光波導技術無疑是解決問題的最優解。體全息光波導也成為業內爭奪的焦點，像蘋果公司收購的Akonia公司采用的便是全息光學元件。
而當下，體全息光波導的綜合性能還有很大的提升空間，如重量、入眼亮度、視場角、色彩等關鍵指數，可以隨著材料的特性、制造光路的升級、工藝技術制備等大幅度改進而得以提升。
此次，谷東科技研制出全新的二維矢量反射式體全息模組，與衍納米壓印波導相比，體全息波導具有更好的顏色均勻性，并且效率大約是衍納米壓印波導的3-7倍，效率優勢轉化為他們支持給定視場的更高亮度。同時，體全息波導僅需十分細薄的反射鏡即可引導光線并將其投射至眼睛，嵌入波導幾乎不可見。
谷東以二維矢量反射式體全息光柵做為耦出元器件，對現有通用的三光柵（耦入光柵、轉折光柵、耦出光柵）二維擴瞳技術進行優化，使光機更加輕巧，模組整體造型更能貼近于真實的眼鏡形態，并大大節約全息波導制作時間以及成本。
此外，該模組改善了光柵數量，其數量的減少進一步提升了體全息波導片光效，從而提高入眼亮度。通過獨特的光學系統設計和圖像處理算法，實現了光學元件與虛擬影像的完美整合。
H3040-V-M二維矢量彩色體全息
光博會上，谷東科技帶來了完全國產自主的H3040-V-G二維矢量單綠色體全息及H3040-V-M二維矢量彩色體全息兩款產品。其視場角可達30°，相當于3米外看到86英寸巨屏；透光率超過80%，確保了室外和室內環境中的安全可視性；而模組重量僅為15g，使AR眼鏡的重量控制在30g以下成為可能。
突破封鎖，自主高端國產光刻膠
解決了性能指標，最后立在體全息模組商業化前方的障礙就只剩“量產”。
體全息光波導是一項制造工藝非常復雜的技術，門檻是綜合性的，涉及到材料體系、設計軟件、系統設計仿真、體全息光柵制造工藝、體全息光柵后處理工藝等等。
在國內企業的紛紛努力下，體全息光波導的許多門檻其實已經打破。但在半導體、光電子領域最關鍵的耗材“光刻膠”方面，仍然是我國的短板，隨時存在卡脖子的風險。
這一次，谷東科技在二維矢量反射式體全息模組中采用了自主研發的共聚物全息光敏樹脂材料、高折樹脂復合材料，既解決了材料供應不夠穩定的問題，又在一些關鍵指標上實現了領先。例如：
在體全息方面，實現了RGB全彩顯示。不僅如此，全息干涉前膜形態為柔性彈性體，相較于其他的膠水狀材料具有更長期穩定的儲存性和更好的可加工性，便捷運輸性；全高分子材料的組分讓體全息光波導的制造成本更低，也簡化了體全息光波導的制造工藝，可加速AR生態的發展。最后，相比國外材料，其在FoV、透光度、亮度、機械性能等方面均有更出色表現，一舉將打破海外長期壟斷高端材料的局面。
此外，在高折射率樹脂方面，谷東自主組件材料合成配方實驗室也正在積極開發驗證之中，目前已實現國產原料創新研發合成高折樹脂單體（>1.8）。高折樹脂是當前光學領域的研究熱點，前沿的合成路線、選材和配方體系能極大的賦予材料極高的透過率和折射率，應用于光學膜、微透鏡、生物芯片各個領域。在AR領域，則能顯著降低產品種類，提高視場角，同時，它還擁有疏水、疏油、硬度高、不易臟、容易清潔等極其適合智能穿戴類產品的特性，隨著AR產品的增多及市場需求的逐漸增加，高折樹脂產業也將成為一個巨大的市場。
“H3040系列的發布，標志著谷東科技將成為國內第一家實現了二維矢量反射式體全息光波導量產的公司，更重要的是，這有望將體全息光波導技術在國內的商業化縮短3-5年。我們希望它的到來，能給一直緊鑼密鼓進行中的中國工業數字化改造提供更強勁的燃料，同時，能推動輕薄型全天候AR設備在消費級市場的全面普及，讓AR眼鏡成為更多人的生產力工具。
打破限制，讓幾何波導也能配上高亮大視野Micro OLED
雖然體全息光波導體是AR眼鏡普及化的一個非常重要的主流方向，但在當下，幾何光波導在清晰度、視場角、透光率等方面仍具有一定優勢。
崔海濤表示，像軍工實戰演習、工業作業培訓等場景，大視場角，且具有一定沉浸式體驗的顯示效果更佳。“這方面核心要解決的是亮度和續航的問題。”
當前，LCOS、DLP技術雖成熟，且可優化高亮度，但其功耗大、體積也大，這與大眾期待的輕薄、持久相違背； 單色Micro LED則成本高昂，難以適用于前面所述的軍工或培訓場景。
而在色彩、視場角、分辨率、能耗比等等方面都更加匹配的Micro OLED則也被認為Hold不住幾何光波導，只因其彩色亮度過低。
目前包括蘋果在內，更多的是形成Micro OLED+Pancake這樣的VST方案，為了實現更高像素、更大視場角。但在透視上指得依賴透視攝像頭，其始終具有VR頭顯的問題，比如對周邊環境感知力差（即使在透視模式），不適合戴著自由行走等等。
“結合現有光學技術情況，自身的技術積累，我們從設計、生產制造以及量產規模化等多個角度綜合考慮，認為突破Micro OLED的亮度限制是眼下更具可行性的方案。”崔海濤表示。
最終，谷東科技終于完成了M3045高亮大視野Micro OLED+幾何光波導模組，分辨率可達1952*1232全高清級別，視場角達到45°以上，不論是顯示效果還是視野范圍都已經幾乎與今天的BirdBath方案相當，提供近似的沉浸感。
而其超過80%的透光率以及800nit的入眼亮度，不僅遠超BirdBath，相比DLP、LCOS的幾何光波導方案亦不遑多讓，保證室內室外看得清。
“高亮大視野Micro OLED幾何光波導解決了當下既透明又沉浸這一魚與熊掌不可兼得的問題。”體驗M3045的媒體記者對此表示道。
業內首次，單目40mm長出瞳幾何光波導
除了極為重量級的二維矢量反射式體全息和高亮大視野的Micro OLED幾何光波導模組外，一個重視程度逐漸下滑的單目光波導產品成為了此次光博會上又一個獨特的存在。
縱觀這兩年的行業新品，單目AR眼鏡越來越稀有，雙目越來越主流。然而現實需求其實并非如此。
作為賦能中國智造的行業級AR品牌，谷東一直走在行業數字化轉型的最深處，深知確保質量安全是許多企業對巡檢運維最大的訴求，特別是在能源，電力等類型企業，最核心的還是實施移動工單、紅外識別與測溫、儀器儀表自動讀數、工業視覺測量等方面的作業。而這些，單目產品不僅就可以勝任，其產品在重量、耐用度、低價格方面的優勢仍然是雙目產品無法比擬的。
那么是什么原因限制了單目AR眼鏡的規模化落地。在谷東科技走訪了近百家企業之后終于找到了答案——出瞳距離。
在展會上，谷東科技在不犧牲輕薄（僅14g）、高透（80%透光率）、大視場角（30°，等效3米63英寸）顯示的基礎上再度擴大Eyebox，通過對光機和波導片的聯合設計優化，帶來了史上首個40mm長出瞳單目波導產品——M2030Q。
40mm的長出瞳距意味著解決了使用者長期佩戴使用出現的單眼聚焦問題，可以獲得接近雙目AR眼鏡的自然觀感，既能緩解使用者的用眼疲勞，也能進一步提升現場作業的效率。
“AR眼鏡行業的發展不能只依賴于光學，但沒有光學的進步也是萬萬不能的。”此次多款波導產品的亮相，預示著AR產業鏈發展進入一個新的成熟階段。谷東也會盡快將其應用起來，為行業客戶提供頂級技術加持的AR眼鏡。同時，谷東也將竭盡自己的創新之力，持續投入到光學顯示問題的突破當中，為國內外 AR 行業發展帶來堅實可靠的技術后盾。
