随着小米入局国内AI(AR)眼镜品类的竞争,其首款AI智能眼镜——xiaomi AI Glasses正式亮相,拉开了AR产品市场的新局面。该款AI智能眼镜具备AI识物、视频拍摄方面的能力,同时还可以与其进行“小爱同学”的语音交互,解放双手、第一人称高度沉浸感,是其拍摄的突出特点。
小米AI眼镜
根据供应链信息,小米或采用高通AR1+恒玄2700的双芯组合。歌尔股份依然是小米AI眼镜代工的首选,此外,还有瑞声科技的扬声器、欧菲光的光学模组、舜宇光学的镜头、索尼的CMOS图像传感器。
小米AI眼镜关键组件配置及供应商预测,来源:Wellsenn XR
当下,中国消费级AR市场正借助国家补贴驶入“快车道”:CINNO Research数据显示,2025年4月,分体式头显销量跃至2.3万台,环比增长3.8%,在“补贴—降价—换新”循环下,XREALONE、VITUREONEPro等机型纷纷下调至2,000–3,000元区间,使该档销量份额升至40%以上;而StarVView等入门级产品下探至1,000–2,000元区间,贡献了接近5成的销量占比。
与此同时,AR设备的显示与光学格局也在悄然重塑:在屏幕技术方面,MicroOLED凭借出色画质占据59%的份额,FastLCD占29%,MicroLED占11%;在光学方案上,BirdBath以结构简单、成本可控占80%以上占据主导,但多重反射带来的光损与视场受限让其增长受限,光波导则凭借轻薄、高透光优势已快速攀升至18%的份额,尤其以雷鸟X3Pro等双目全彩MicroLED光波导产品最为突出。随着上游MicroLED芯片和全息、衍射等光波导技术的不断突破,光波导正逐步成为高端AR产品的标配方向。
AR眼镜光学方案
AR 眼镜要同时兼顾对外部世界的透视与虚拟信息的叠加,必须通过“微显示屏+光学组合器”的架构来实现。在这一系统中,微显示屏负责输出图像,而光学组合器则将图像以半透的方式注入视野。近年来,随着纳米刻蚀、冷加工等工艺成熟,制造良率大幅提升,模组成本较2024有显著下降,多种光学方案在轻薄化与量产化之间找到了新的平衡。
当前较为成熟的方案包括:棱镜、自由曲面、BirdBath 和光波导。
1、棱镜方案
棱镜方案由微型投影仪与半透半反射棱镜组成,投影仪将虚拟图像发射至棱镜,棱镜再将图像折射或反射到人眼。该方案技术最早应用于Google Glass、Vuzix M300 等产品,工艺成熟、单位成本最低,对光学对准的容忍度高。
Google Glass
但由于光线仅发生一次折射或反射,入眼亮度往往不足,视场角一般受限在30° 左右,且棱镜本身会在视野中造成一定遮挡,因此在追求更宽视场和更高亮度的场景中,棱镜方案正逐步被更先进的布局所替代。
2、自由曲面方案
自由曲面光学元件摒弃了传统球面结构,通过非常规曲面设计来优化像差和视场。它大致分为两类:
(1)自由曲面反射镜结构:仅使用单个曲面反射镜来收集微显示屏与环境光,光线仅反射一次,光损最小;代表产品有MiraPrism、Meta2、DreamGlass。
MiraPrism
(2)自由曲面折射棱镜结构:将两个折射面与一个全内反射面集成于一体,可将视场角提高至 40° 以上,但由于内部曲面复杂,元件厚度通常在 5mm 以上;典型应用如爱普生 BT‑300、耐德佳 X2。
自由曲面方案在视场和清晰度上较棱镜有显著提升,但厚度与制造难度也相应增加,更多用于中高端工业与专业领域。
3、BirdBath 方案
BirdBath 方案得名于其光路形似“鸟浴盆”:微显示屏的光线先由准直透镜平行化,再经半透半反射镜进入凸透镜聚焦入眼。结构上比棱镜和自由曲面都要简单,光学元件外型可设计得与普通太阳镜接近,且工艺成熟度高,ODGR9、联想 Mirage、RokidAir、XREALAir 等消费级产品均采用此方案。
XREAL Air
其主要瓶颈在于光路中需多次反射,光损较高,视场也多维持在35°–45° 之间。但凭借与 MicroOLED 等高对比度自发光微显示屏的结合,BirdBath 方案仍以更高性价比主导中低端市场。
4、光波导方案
光波导通过“耦入—全反射—出射”三段式光路,将微显示屏的图像注入薄如隐形眼镜的波导片,再以全反射形式传输至出射区,最终进入人眼。相对于其他方案,光波导更轻薄、透光率高、可做到类普通眼镜形态,被视为未来发展趋势;但技术复杂、成本较高。
光波导主要分为几何光波导(反射光波导)、衍射光波导(表面浮雕光栅波导、体全息光栅波导):
(1)几何光波导:通过阵列反射镜堆叠,利用光学冷加工工艺,成像质量更佳。
(2)衍射光波导:属于衍射光学范畴,光栅结构可更灵活地实现扩瞳,具有较大发展潜力,谷歌、苹果、索尼、三星等大厂均在积极布局。
雷鸟X3 Pro
采用光波导的相关产品包括:雷鸟X3 Pro、魅族MYVU、影目INMO AIR 3、Rokid Glasses、Ultralite等。以雷鸟 X3Pro 为例,其阵列光波导+MicroLED 组合带来 2,500尼特的入眼亮度、仅8克的模组重量并有效消除了“彩虹纹”伪影。
AR眼镜的未来主流显示光学方案
AR眼镜主流显示方案包括五种:LCoS、DLP、LBS、Micro OLED、Micro LED。而AR眼镜主流光学方案包括四种:棱镜、自由曲面、birdbath、光波导。通过适配的光学、显示方案相结合,可发挥出1+1>2的效果,预计两大未来主流方案为:Micro OLED+Bird Bath、Micro LED+光波导。
1、BirdBath光学与MicroOLED深度融合
BirdBath光学方案以其简洁的“微显示→准直透镜→半透半反射镜→凸透镜”光路而著称,能够以最少的元件实现虚拟图像与真实场景的叠加。正因结构简单、制造工艺成熟,它在早期AR产品中获得了广泛应用。
然而,随着用户对更大视场和更高亮度的需求不断攀升,多次反射带来的较大光损以及较窄的视场极限逐渐显露局限。为了弥补这些不足,行业里普遍将BirdBath与MicroOLED微显示屏结合:MicroOLED自发光、高对比度、广色域的特性,让BirdBath方案在画面质量上有了质的飞跃。
典型的MicroOLED面板在0.5英寸规模下即可实现2K至4K分辨率,像素间距缩小至3μm以内,峰值亮度突破1,000尼特,对比度超过100,000∶1;同时,面板厚度仅约1.5mm,功耗控制在200mW以下。这种组合不仅在室内环境中带来细腻生动的视觉体验,而且凭借更易于量产和调试的优点,持续稳固了中低端以及入门级AR市场的格局。
2、光波导架构与MicroLED的前沿突破
相比BirdBath,光波导技术以其“耦合—全反射—出射”三段式光路,实现了真正轻薄的眼镜形态和更高的透光率,成为高端AR设备的首选。
然而,真正量产并非易事:阵列光波导需要在微米级尺度上完成精确的多点注光,制备工艺极为复杂,良率提升困难;同时还要克服杂散光控制、色彩均匀性以及EyeBox(可用眼动区域)的设计挑战,这些都直接影响成像质量与佩戴舒适度。此外,衍射光波导虽在光栅设计自由度上更灵活,工艺相对简单,但主流的表面浮雕光栅体积仍偏大,且存在明显的色散现象。
目前,不少厂商正尝试布局体全息光栅(VHG)光波导,其在单色显示时展现出色的波长选择性和抗散射能力,但其复杂的光学原理与成本考量,尚需进一步攻关。光波导无需外置显示屏、形态贴近传统眼镜,未来会是高端 AR 光学方案的主要方向,其正在在工艺、材料与封装等环节实现多项突破,加速平民化。
2025年6月,宁波溢彩芯光发布的钙钛矿量子点全彩 MicroLED 芯片,为光波导方案注入了新的动力。这款芯片在传统 MicroLED 基础上,将亮度提升150%以上,配合光波导可实现 2,500尼特以上的入眼亮度,使用户在户外强光环境下依旧保持清晰视野;单颗功耗低于500mW,寿命超过 3 万小时,且杜绝了重金属镉污染。
随着衍射光栅与几何阵列光波导工艺的持续成熟,以及国产MicroLED 芯片的批量供货,光波导+MicroLED 有望在未来引领行业向更大视场、更高亮度、更超薄、更低功耗的方向迈进。
BirdBath、光波导方案市场格局
在过去两年中,AI 眼镜市场呈现出多元化竞争的态势。BirdBath以其结构简洁、成本可控的优势在消费级市场迅速铺开,主要厂商包括视涯科技、耐德佳、惠牛科技、水晶光电与欧菲光,其中视涯科技凭借早期技术积累与渠道优势,占据了较大市场份额。随着用户对入眼亮度与佩戴舒适度需求的提升,BirdBath厂商也在积极探索与MicroOLED、LCoS等高性能微显示屏的深度耦合,以期在中低端与入门级细分市场继续保持竞争优势。
另一方面,光波导方案正逐步从小众高端走向更广阔的应用领域。就光波导模组环节而言,Lumus、舜宇光学、水晶光电、欧菲光、中光学、苏大维格与腾景科技等龙头争相布局,不仅覆盖反射型与衍射型两大技术路线,还在阵列式注光、纳米光栅刻蚀等关键工艺上展开激烈比拼。
水晶光电作为国内光学头部企业,不仅自身深耕BirdBath和多种光波导技术,也参股全球反射光波导领军厂商Lumus,加速了技术与市场的双向协同。在细分领域,鲲游光电在体全息光栅(VHG)方面具有独到优势,致格科技专注衍射光波导,理湃光晶与灵犀微光则分别在几何阵列与阵列光波导工艺上实现差异化突破。理湃光晶背后的资本支持也颇为亮眼,比依股份、天邑股份及紫建电子相继入股,为其技术放量提供了坚实保障。
从上游来看,光波导片及棱镜等光学元件的原材料——玻璃晶圆与非球面透镜主要由蓝特光学与美迪凯等厂商供应。蓝特光学不仅提供高精度棱镜和非球面透镜,也向康宁、舜宇光学、AMS、Magic Leap 等国际客户供货,其技术与产能水平均处于行业前列;美迪凯则在高透明度玻璃晶圆制备方面持续优化,为衍射光栅和全息波导的后端刻蚀与封装提供了可靠基础。
整体而言,随着国内外厂商在技术、资本与供应链环节的深度协作,中国AI 眼镜产业链正从“点”到“面”加速扩展,为未来光波导+MicroLED、BirdBath+MicroOLED 等第二代方案的大规模普及打下坚实基础。
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