光学显示方案是AR眼镜的核心技术壁垒，也是决定产品体验的关键。华西证券报告指出，当前AR眼镜市场以“Micro-OLED+Birdbath”方案为主，但Birdbath存在外界透光率低、体积较大等问题，MicroOLED亮度不足限制了与光波导的结合。光波导方案在体积、清晰度、FOV等方面具备优势，MicroLED亮度可达数十万甚至数百万nit，被认为是AR近眼显示应用的终极方案。本文基于报告，深入分析AR光学方案的演进趋势与技术路线。
当前主流：Birdbath+MicroOLED方案主导观影类AR眼镜
当前AR眼镜市场以分体式观影类产品为主，主要采用“Birdbath+MicroOLED”方案。2024年Q1国内分体式AR眼镜出货4.4万台，占比约84.62%。Birdbath方案由偏振分束器、曲面偏光镜和四分之一波片组成，核心优势在于成像质量佳、制造成本低且重量更轻。MicroOLED得益于CMOS技术和OLED技术的紧密结合，屏幕体积和重量大幅下降，像素密度高、对比度高、功耗低。但Birdbath存在外界透光率低、模组体积较大、光损较高等问题，MicroOLED亮度仅3000-5000nit，限制了与光波导方案的结合。因此，Birdbath+MicroOLED被市场认为是过渡方案。
表：AR眼镜三大显示方案对比| 方案 | 亮度 | 优点 | 缺点 | 代表产品 |
|---|
| LCos | 大于10万nit | 技术成熟、模组成本低 | 模组体积大、功耗高、响应慢 | Magic Leap 2、HoloLens 1 |
| Micro-OLED | 3000-5000nit | 响应快、功耗低、体积小 | 亮度低、寿命短、量产难 | 雷鸟Air 2、Rokid Max |
| Micro-LED | 数十万-百万nit | 亮度高、响应快、寿命长 | 成本高、红光效率问题 | 雷鸟X2、MYVU探索版 |
光波导方案：体积、FOV优势显著，阵列与衍射两条路径并行
光波导被认为是未来AR眼镜的主流光学方案。光机产生的虚像在轻薄透明的玻璃基底中进行全反射传输，根据光进出波导的耦合结构不同可分为几何光波导和衍射光波导。几何光波导以阵列光波导为代表，成像效果优秀，但其制造工艺流程繁冗导致量产难度高。衍射光波导分为表面浮雕光栅光波导（SRG）和体全息光波导（VHG），目前AR眼镜多采用具备可量产性的SRG方案。光波导方案有效解决了视场角和体积的矛盾，且透光率高，是目前性能最好的AR光学方案。但其仍存在设计门槛高、彩虹效应、光学效率较低等不足。
MicroLED：亮度百万nit，AR近眼显示的终极方案
MicroLED被视为AR近眼显示应用的终极方案。MicroLED发光亮度可达数十万甚至数百万nit，远高于MicroOLED的3000-5000nit，足以匹配光效极低的光波导技术。此外，MicroLED在响应速度（纳秒级vs微秒级）、功耗、体积、使用寿命（无机材料）等方面均具备优势。但由于MicroLED面临像素间距问题、成本高、红光效率问题、量产存在巨大难度、全彩混色方案稀缺等挑战，目前仅少量产品如雷鸟X2、MYVU探索版等采用MicroLED方案。随着全彩MicroLED量产技术逐步成熟，MicroLED+光波导有望成为AR眼镜的最优先显方案。
产业现状：国内厂商主导全球AR市场，价格带2000-4000元
全球AR市场由国内厂商主导。2023年全球AR市场排名前五的厂商分别是Xreal（45%）、Rokid（14%）、雷鸟创新（13%）、INMO（6%）和Magic Leap（4%）。2022年至今，AR眼镜新产品层出不穷，价格多位于2000-4000元区间。代表产品包括：荣耀观影眼镜（2499元）、Rokid Max（2999元）、雷鸟Air Plus（2499元）、XREAL Air2（2499元）、雷鸟X2（4999元）、MYVU Discovery（9999元）等。随着光波导技术持续迭代和MicroLED量产突破，AR眼镜形态将趋近于普通眼镜，有望推动C端市场加速渗透。
