几何光波导AR行业出货第一，理湃光晶完成数千万元B轮融资

近日上海理湃光晶技术有限公司（以下简称“理湃光晶”）完成数千万元人民币的B轮融资。本轮融资由视源股份、紫建电子、农银国际联合投资。

理湃光晶成立于2012年，是业内领先的增强现实（AugmentedReality，AR）近眼显示模组供应商，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。

作为元宇宙的核心技术之一，AR已经成为引领核心生产力的科技创新前沿，能搭建下一代移动运算平台。其中AR眼镜可以在轻薄如普通镜片的AR显示镜片上，在眼前3-5米处呈现超过120寸的虚拟屏幕，完美解决了“解放双手”和高清大屏幕的需求。行业预计未来，通过AR眼镜可以替代手机、替代实体屏幕，能够实现手机等电子设备的大部分功能，提供在近眼端显示任意虚拟屏幕的非凡体验，带领我们进入全新的元宇宙。

光学显示器件是AR和元宇宙的核心器件，AR设备的光学显示系统通常由微型显示屏和光学元件组成。概括来说，目前市场上的AR眼镜采用的显示系统就是各种微型显示屏和棱镜、自由曲面、BirdBath、光波导等光学元件的组合，其中光学组合器的不同，是区分AR显示系统的关键部分。

BirdBath（简称“BB”）以成像质量佳的优势，主要用于观影等用途。这类产品大多采用分体式设计，可将整机重量控制在80g左右水平，保证了便携性，但劣势在于光学模组体积较大，镜片较厚，透过率低，更无法看清现实场景。

其中光波导技术是应AR眼镜需求而生的一个比较有特色的光学组件，因它的轻薄与外界光线的高穿透特性而被认为是消费级AR眼镜的必选光学方案，微软Hololens两代产品以及MagicLeapOne等设备采用的就是光波导技术方案。它的优势在于轻薄、透过率高，FOV大等，因初期成本偏高，更多用于B端产品。而随着成本降低，越来越多的消费级AR眼镜已经采用光波导技术，高集成的整机已经达到了80g以内的轻量化水平。目前这一方案真正有助于打造符合日常佩戴体验的轻量化的AR眼镜。

光波导的定义是能够实现视场折叠和复原，并且通过全反射无损传输的光系统。光波导系统包括耦入、波导、耦出三部分。具体的流程是，首先，一个大视角的完整图片会被切割成若干块，然后折叠起来形成一个视场细条，这样就可以通过很小的光学镜片耦入，耦出部分再将切割后的图片复原完整。

耦入部分其实做的事情就是视场折叠，耦出部分实现的是视场复原，波导实现光线无损传输。这样一来，光波导就可以在轻薄的光学镜片实现大的视场角。

光波导总体上可以分为几何光波导（GeometricWaveguide）和衍射光波导（DiffractiveWaveguide）两种，几何光波导就是所谓的阵列光波导，其通过阵列反射镜堆叠实现图像的输出和动眼框的扩大。“几何光波导”的概念最先由以色列公司Lumus提出并一直致力于优化迭代，至今差不多快二十年了。

光波导的镜片可以做到2毫米以下，加上光机的综合体积可以做到非常小巧，在AR眼镜的ID设计上是最接近普通眼镜外观的，实现最小化遮挡用户视野，大幅提升了AR眼镜全天候佩戴的可行性，接近于光学透视（OST）类AR可穿戴设备的最佳选择。

几何光波导运用传统几何光学设计理念、仿真软件和制造流程，没有牵扯到任何微纳米级结构。因此图像质量包括颜色和对比度可以达到很高的水准。不仅有助于实现轻量化，光波导模组在视场角、分辨率、亮度、光线透过率、Eyebox等方面同样具备优势，当然客观来讲彩色显示、对比度等相比BirdBath等方案确实存在差距，当然这也会随着制造工艺优化和MicroLED等高亮度光机成熟而逐渐改善。

但是几何光波导工艺流程比较繁冗，其中一步是“半透半反”镜面阵列的镀膜工艺。由于光在传播过程中会越来越少，那么阵列中这五六个镜面的每一个都需要不同的反射透射比(R/T)，以保证整个动眼框范围内的出光量是均匀的。

早期业内几何光波导厂商主要以一维扩瞳产品形态出货，光机体积过大，难于匹配消费者对于AR眼镜终极形态的心理画像。二维扩瞳光波导不仅对光学设计要求提高一个台阶，也在生产工艺上更为严苛。

扩瞳技术复制出瞳导致总的出光面积增大，自然而然在每一个出瞳的位置看到的通光量就减小了，这也是引起波导技术光效率比传统光学系统偏低的原因之一。同时随着工艺的优化镜面阵列已经几乎做到“不可见”，但在关掉光机的情况下仍然可以看到镜片上的一排竖条纹(即镜面阵列)，可能会遮挡一部分外部视线，也影响了AR眼镜的美观。

例如，传统一维扩瞳光波导仍能使用光学胶水进行波导间粘合，虽说良率会有所下降，但光学性能仍在可接受范围内。升级到二维扩瞳光波导，若想实现较佳的显示效果以及高光效，二维波导涉及到的波导贴合面高达20-30层，若在高数量贴合面的情况下使用胶粘，良率将直线下降并且整体光学效果也将因胶水而产生一系列连锁问题。

因此，无胶键合式的波导贴合工艺，已经成为了各家几何波导厂商不得不面对以及需要攻克的技术难关。目前业内拥有该技术能力并用键合方式量产的主要有以色列的Lumus和国内的理湃光晶。

其中理湃光晶独立研发的几何光波导技术和“二维扩瞳”技术达到国际先进水平，二维几何光波导产品具有优秀的光学性能，同时兼具小型化、轻量化的产品形态，为深沉浸、强交互和高度集成的AR智能眼镜提供基础支撑。理湃最新推出的二维几何光波导产品实现视场角突破50°、光效超过2000nit/lm，已与国内外知名头部企业合作开发消费级AR几何光波导器件。

在贴合工艺上，理湃光晶自主开发的应用于高性能光学玻璃的分子键合生产工艺，突破了传统胶合工艺的缺陷，实现大规模产业化生产，大幅提升了产品的技术性能、量产性、一致性和良率，超过85%的良率保持业界领先。

理湃光晶的分子键合工艺则在分子层面使贴合层形成新的稳定的分子键，以分子作用力使贴合面紧密平整地结合在一起，从而加强键合强度、提升贴合面平整度、减小相对间距，有利于提升产品的键合良率和显示效果。另外，分子键合工艺采用自动化设备加工，可以同时完成多批次、大批量的生产，从而解决产品的量产性，并大幅度提高生产良率。基于这些优势，分子键合工艺成为“二维扩瞳”产品解决技术突破和量产良率的技术保障和工艺基础。

理湃光晶已投资数亿元建立了现代化的生产基地，建成了标准化的光学玻璃加工和高精密集成组装生产线，包括100级、1,000级的光学洁净车间，几何光波导镜片及其显示模组的产能达到12万套/年，已实现全线投产运营，目前累计出货量暂居细分行业第一。

理湃光晶已经推出了十多款AR几何光波导显示器件，应用于消费终端、智能工业、智慧医疗、智能安防、文旅教育等领域，代表产品有QIDIONE、RokidGLASS2、视享G510、首镜GX1/MG1/MC1、钜星X20/X21、形意007Pro等，其AR几何光波导显示器件的突破，极大的推动了全球AR眼镜的推广速度。