近日，《元宇宙產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展三年行動計劃（2023－2025年）》發(fā)布。文件提出，要探索工業(yè)關鍵流程的元宇宙化改造，加快重點行業(yè)工業(yè)元宇宙布局，探索工業(yè)元宇宙創(chuàng)新應用模式。同時，要引導金融資本支持元宇宙發(fā)展，推動減稅降費政策向元宇宙相關產業(yè)傾斜，營造健康可持續(xù)的產融合作環(huán)境。

隨著芯片、AI、云計算等基礎技術的快速發(fā)展，5G網絡的廣泛覆蓋以及國家政策的積極推動，VR/AR硬科技的價值逐漸開始成規(guī)模落地，行業(yè)進入新一輪飛速上升期，預計2024年，AR方向更將迎來一波新的投資高潮。

“用AI+AR手段助力企業(yè)數字化轉型，這是個百億級的市場。”，谷東科技創(chuàng)始人崔海濤說，“我們一直以來的定位都是基于核心光學顯示技術，為企業(yè)提供整體解決方案的服務商。用創(chuàng)新為企業(yè)賦能服務。”

作為AR智能眼鏡最核心的技術之一,光學決定著產品體積重量、外觀設計、佩戴體驗、產品定位和應用場景等,重要性不言而喻。

在我國各個工業(yè)領域產業(yè)中，工業(yè)AR有各種各樣的形態(tài)，針對不同的場景，即便是在相同的行業(yè)中也會有2-3種不同形態(tài)，不僅有雙目的AR頭盔、AR眼鏡，還有AR頭環(huán)形態(tài)的產品，培訓、實訓、虛實結合的呈現(xiàn)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(xiàn)實”。

“真感現(xiàn)實即在陽光直射環(huán)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(yè)場景的安全性”谷東科技創(chuàng)始人崔海濤解釋道。

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(yè)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(yè)鏈著手，打造真正適用于工業(yè)具體場景需求的透明光學定制方案，并有了今天的技術突破。

AR光學突破，體全息波導解決全彩和二維擴瞳難題

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(yè)領域的普及。

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。谷東以二維矢量反射式體全息光柵做為耦出元器件，對現(xiàn)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(yōu)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(tài)，并大大節(jié)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(tǒng)設計和圖像處理算法，實現(xiàn)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顯示效果

谷東科技自主研發(fā)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(huán)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。

幾何光波導+Micro OLED實現(xiàn)高亮大視野

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(yōu)勢。

崔海濤表示，像軍工實戰(zhàn)演習、工業(yè)作業(yè)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(xù)航的問題。”

當前，LCOS、DLP技術雖成熟，且可優(yōu)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(xiàn)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(huán)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(xiàn)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(guī)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。

瞄準“卡脖子”技術，自主研發(fā)國產光刻膠

解決了性能指標，最后立在體全息模組商業(yè)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(tǒng)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(yè)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(fā)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(wěn)定的問題，又在一些關鍵指標上實現(xiàn)了領先。例如：

在體全息方面，實現(xiàn)了RGB全彩顯示。不僅如此，全息干涉前膜形態(tài)為柔性彈性體，相較于其他的膠水狀材料具有更長期穩(wěn)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(tài)的發(fā)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(xiàn)，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(fā)驗證之中，目前已實現(xiàn)國產原料創(chuàng)新研發(fā)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(yè)也將成為一個巨大的市場。

“H3040系列的發(fā)布，標志著谷東科技將成為國內第一家實現(xiàn)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(yè)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(yè)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。

業(yè)內首創(chuàng)單目40mm長出瞳幾何光波導

縱觀這兩年的行業(yè)新品，單目AR眼鏡越來越稀有，雙目越來越主流。然而現(xiàn)實需求其實并非如此。

作為賦能中國智造的行業(yè)級AR品牌，谷東一直走在行業(yè)數字化轉型的最深處，深知確保質量安全是許多企業(yè)對巡檢運維最大的訴求，特別是在能源，電力等類型企業(yè)，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(yè)視覺測量等方面的作業(yè)。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(yōu)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(guī)模化落地。在谷東科技走訪了近百家企業(yè)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(lián)合設計優(yōu)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(xiàn)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(xiàn)場作業(yè)的效率。

 國內多款波導產品爭相亮相，這預示著AR產業(yè)鏈發(fā)展進入一個新的成熟階段。

崔海濤認為，對于AR眼鏡的核心部件，谷東科技必須要有自研能力，自主能把控。在所有AR眼鏡組件中，最核心也是最有門檻的是光學部分，它不只是光學本身，還包含了多個學科，崔海濤找來光學模組、光學材料專家和能幫助解決量產關鍵問題的專家加入團隊，并與著名光學研究所、實驗室合作，建立了業(yè)內一流的高精度納米級全息光學實驗室。

目前谷東科技多個光波導模組系列產品已實現(xiàn)量產，在公安、消防、電網等有嚴苛要求的特殊工作場景下，谷東科技是許多客戶目前唯一可選擇的光學模組提供商。

“目前AR眼鏡的成本大頭在于光學顯示，而光學模組能占到眼鏡整機成本的30%-40%。我們的光學做到了材料級別，而材料都是按公斤算的，價格可以壓得很低，當成本需要一分一毫地削減時，我們的體全息絕對是最有效的方案。”“如果不采取這樣的策略，前面可能會跑得比較快，現(xiàn)在可能得求著別人供應光波導模組，受制于人，后程力不足，整個服務流程受到嚴重影響，無法用高定制方案滿足B端客戶需求。”崔海濤向記者表示。

基于對核心光學技術的篤定、對B端用戶的理解，谷東科技的堅持自研策略，已經為其贏得了市場先行優(yōu)勢。未來，隨著AR眼鏡行業(yè)的進一步發(fā)展，谷東科技將繼續(xù)秉持自主研發(fā)的理念，深入研究和開發(fā)更先進的光學技術，以滿足不斷變化的市場需求，保持其市場領先地位。