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揭秘快车道上的光学摄像头行业，手机成为最大助力 | 智东西内参( 十 )

生活经验揭秘


5G 浪潮推动万物互联，AR/VR 发展迎新机 。随着 5G 时代到来，AR/VR 产业将进入新的发展阶段 。目前，因受到通讯技术限制， AR/VR 产品存在动作延迟、分辨率较低，易产生晕眩感等问题，5G 通讯建设后 ， 高带宽、传速快、低时延的网络特性将为消费者带来全新用户体验 。同时，借助于高速稳定的网络 ，  5G+云渲染技术将提升图像渲染分辨率 。华为 Cloud AR/VR 可以使得虚拟图像的生成从本地移动到云端，使终端使用更加操作简单，依托于云端的强大数据存储和计算处理能力，将减少 VR/AR 产品对高性能 CPU 的依赖，从而降低使用成本，促进 AR/VR 的广泛应用 。
华为云 AR/VR 演进及连接需求
微型显示器和光学元件组合是 AR 眼镜成像关键 。一般来说，对于 AR/VR 等智能眼镜的硬件部分由近眼显示（ NED）、应用处理系统（ AP）、外观设计等构成,其中近眼显示(Near-eye Display,简称 NED)是 AR/VR 硬件设备的核心所在，旨在将显示器上的像素通过光学元件成像，形成虚像并投射在人眼中 。其中， AR 相比于直接显示虚拟图像的 VR 技术来说，因其成像系统不能挡在视线前方，需要实现透视 ， 所以需要多加一组光学组合器以“层叠”的形式，将虚拟信息和真实场景融为一体 。目前，AR 眼镜的显示系统多为包括 LCOS、 LBS、 Micro OLED 等微型显示屏和棱镜、自由曲面、光波导、Birdbath 等光学元件的组合，这些光学元件是决定 AR 眼镜成像效果的关键 。

揭秘快车道上的光学摄像头行业，手机成为最大助力 | 智东西内参

文章插图
AR/VR 近眼显示系统比较（ NED）
视场角大小和体积的之间的矛盾是 AR 眼镜技术痛点 。AR/VR 设备成像质量不仅取决于微型显示屏的分辨率，也会受到近眼光学设计的影响，包括视场角（ Field of View，简称FOV）、眼距（ Eye Relief）、眼动范围（ Eye Box）等 。视场角大多不超过 30 度，近两年有新的技术突破，AR 眼镜成像时 ， 视场角 FOV 越大，虚拟图像越大，沉浸感越强，然而 ， 市面上的 AR 眼镜无论是采用棱镜还是自由曲面的组合方案都面临着的视场角越大，光学镜片越厚的技术痛点 ， 平衡视场角大小和设备体积的之间的矛盾是 AR 眼镜亟需解决的技术问题 。
光波导“全反射”无损成像成为主流技术 ， 推动 AR 在 C 端普及 。光波导技术包括耦入、波导、耦出三部分，可将光线耦合进入玻璃基地，并通过“全反射”原理传输至眼前方释放，实现视场折叠和复原，保证光线无损传输 。光波导的无漏损传输和高穿透性在实现了轻薄光学镜片的同时，亦可为用户提供较大的 FOV，保证眼镜成像清晰 。此外,光波导是独立于成像系统而存在的单独元件,可将显示屏和成像系统移到额头顶部或其他位置,减少对用户的视线阻挡,优化设备佩戴感受 。因此 ， 光波导技术逐渐被视为满足 AR 眼镜成像需求的主流解决方案，有望促进 AR 眼镜向 C 端普及 。
不同类型光波导原理
AR/VR 有望成为 5G 最终受益端 。目前 VR 产业逐渐步入高速发展阶段，产品形态基本成型 ， 成像画质逐渐提升，用户体验不断优化 。5G 通讯网络高速传送及云渲染技术有望推动 AR/VR 产品技术进一步更迭，刺激市场需求增长 。根据 IDC 数据， 2021 年全球独立 AR 及 VR 硬件出货量将分别达到 2700 万件、 7200 万件 。而赛迪顾问数据显示，截止 2021 年 ， 我国 AR/VR 市场规模将达到 544.5 亿元，同比增长 95.2%， AR/VR有望成为 5G 最受益终端 。
VR/AR 硬件出货量及预测
中国 VR/AR 市场规模预测
智东西认为，在手机进入存量时代下，单机摄像头数量提升已然成为趋势 。与此同时，单摄像头像素提升亦成为镜头升级重要方向，对应 CIS 向高像素方向发展 由于用户对手机摄像性能要求不断提高，手机摄像头技术不断创新升级，未来将逐渐向多摄、 CIS 高像素、 7P/8P、玻塑混合、潜望式镜头、 3D Sensing TOF等多方向发展 。随着手机全面屏需求增加，OLED 屏下光学指纹出货量持续提升，随着 LCD 屏下光学指纹技术突破； 汽车领域， ADAS 渗透率不断提升，车载摄像头需求保持强劲增长。在多中利好因素作用下，相信光学行业会迎来疫情后的快速增长 。


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