VR设备轻薄化趋势明确Pancake有望成为主流光学方案

1、VR 进入快速放量期，光学组件迎来发展机遇技术生态逐渐成熟，疫情催化产业发展VR，全称 Virtual Reality，即虚拟现实。VR 利用计算机生成一种虚拟环境，用户通过佩戴头部设备进入虚拟环境，通过手部设备或者其他传感器与虚拟环境进行互动，产生沉浸式体验。虚拟环境生成：VR 呈现的虚拟环境由计算机生成。立体画面呈现：人的双眼看到的画面有所差别，这种差别可以通过大脑处理，让事物以立体形式呈现给人。VR 眼镜利用了这种视觉差别，给双眼投影不同的画面，从而产生立体效果。与虚拟环境互动：通过各种追踪技术实现对用户动作、视线的追踪，实现虚拟场景与用户动作的统一。部分 VR 设备实现了碰撞检测等功能

2、，使用户与虚拟物件的接触感更真实。图 1：VR 一体机产品（眼镜+手柄）图 2：VR 实景效果（索尼 8K 头显）Pimax 官网，资料来源：索尼产品发布视频，中国信通院发布的虚拟（增强）现实白皮书将 VR 分为五个阶段：无沉浸阶段、初级沉浸阶段、部分沉浸阶段、深度沉浸阶段和完全沉浸阶段。2014 年 Facebook 收购 Oculus，是 VR 发展的里程碑事件。此前，VR 也经历过一些发展，但是产品体型较大、交互能力不强、沉浸效果较差。2014 年以后，受益于计算机技术的进步，各公司对追踪等交互技术的探索加速，限制 VR 沉浸效果的技术难题被逐步攻克，VR 发展较为迅速。2015-201

3、8 年，多款 VR 产品的诞生使得VR 热度增加。2019 年后，网络基础设施升级、VR 生态内容不断积累优化、受众群体快速扩张，以及 VR 新品频出等利好因素共同促进了 VR 产业发展。根据 VR 陀螺统计，2019 年发布上市的 VR 设备将近 30 款，产品沉浸水平达到部分沉浸，部分指标达到深度沉浸水平。图 3：虚拟现实沉浸体验产业发展阶段资料来源：中国信通院，VR 行业进入景气周期源于技术进步、生态完善、价格下探、疫情催化等多重因素共振：1）VR 技术进步，沉浸式体验效果上升。2016 年以来，限制 VR 沉浸式体验效果的诸多技术逐渐成熟，使得 VR 体验上升。例如，屏幕刷新率的提升使

4、得 VR 场景更加真实；眼球追踪、动作追踪等交互技术进步提升了 VR 交互体验；CPU、GPU 升级换代大幅提升了渲染计算能力，提高了虚拟环境的质量。2）5G 网络加速普及，网速提升。受 4G 等网络基础设施限制，网速无法满足 VR 的低延迟要求，存在体验延迟和眩晕等问题，不利于产品的推广。5G 普及、网速提升后，延迟率得以降低，VR 设备的体验感得到增强。内容生态逐步丰富，VR 体验效果上升。经历多年发展，VR 内容生态逐步丰富，应用场景逐步增加。适配 VR 的视频、游戏等资源的数量和质量逐步提升，部分影视、游戏平台开设 VR 专区，并逐步形成 VR 社区，为用户提供更多高质量的 VR 服务

5、。以 VR 游戏为例，目前 Viveport、Oculus Store、SteamVR 等平台提供大量优质 VR 游戏作品，满足玩家 VR游戏交互体验的需求。设备价格下探，性价比提高。早期 VR 高端设备需搭配高端主机、外部设备使用，价格较为昂贵，不适合推广。新型 VR 一体机一般不需要搭配主机使用，且价格相对较低。例如， Pico Neo3 一体机价格为 390 美元，小米 VR 一体机价格也在两千人民币以内。疫情催化 VR 产业快速发展。自疫情以来，受到防疫政策的影响，远程办公、居家学习等应用场景快速普及，手机、电脑、VR 等信息终端设备的需求上升。VR 设备作为新型信息终端设备，相对于手

6、机电脑等传统设备，传递信息更丰富，沟通效率高，在远程办公、线上宣传、线上学习等应用前景广泛。同时，VR 设备提供丰富的游戏、视频资源等，能够满足用户在疫情期间的娱乐需求。表 1：虚拟现实关键技术一览表技术分类具体项目全息显示、超薄 VR、折返式、自由曲面、光波导LBS 激光显示、快速响应液晶、OLEDoS、LCOS、Micro LED光学显示近眼显示内容制作弱交互个性化视频、常态化VR 直播、六自由度视频强交互全身型虚拟化身、虚拟化身（半身）网络通讯支持技术接入网承载网预处理OPENXR、适配虚拟现实 OS、WebXR5G RAN、10G PON、802.11ax/ad、8.2.11 ay、5

7、0G PON、 60GHz WIFI边缘计算、云网协同、架构简化、网络分片H.265 编码、H.266 编码、FOV 传输渲染计算感知互动渲染 1.0多分辨率渲染、畸变补偿渲染、异步空间扭曲、MultiView、异步时间扭曲渲染 2.0注视点渲染、混合云渲染、注视点光学、深度学习渲染未来渲染光场渲染、实时路径追踪感知Inside-Out、Outside-in、环境理解、三维重建、云 AR、肌电传到、脑机接口交互虚拟移动、沉浸声场、收拾追踪、气味模拟、眼球追踪、语音识别、触觉反馈资料来源：中国信通院、VRPC、VR 设备年出货破千万台，Oculus 龙头地位稳固全球 VR 设备出货突破千万台，行

8、业迎来高速发展期。1）全球：据智研咨询数据，2021 年全球 VR 头显出货量达 1095 万台，预计 2022 年全球 VR 设备的出货量达到 1573 万台，同比增长 43.65%；2024 年全球 VR 设备的出货量有望达到 2631 万台，同比增长 20.74%。2）中国：据 IDC 数据，2021 年中国 VR 市场出货量为 138 万台，发展略滞后于海外市场；随着中国市场潜力不断激发，预计 2022 年中国市场出货量将突破 300 万台，2025 年有望达到 1162 万台，4 年 CAGR 为 70.3%。图 4：2016-2024E 全球 VR 出货量图 5：2021-2025

9、E 中国 VR 出货量300025002000150010005000全球VR出货量（万台）yoy2631217915731095670180375 350 3902016201820202022E2024E120%100%80%60%40%20%0%-20%1400120010008006004002000中国AR/VR市场出货量（万台）yoy116281254430213820212022E2023E2024E2025E140%120%100%80%60%40%20%0%资料来源：智研咨询、IDC、VR 头显设备厂商主要分为互联网厂商、硬件厂商、专业 VR 厂商三大阵营。其中，互联网阵营份

10、额超过 80%，代表厂商有 Oculus、Pico、Valve 等；硬件阵营的代表厂商有索尼、 HTC、华为、苹果等；专业 VR 阵营的代表厂商有DPVR、arpara、3Glasses 等。Oculus 占据主导地位，市占率达 80%。VR 头显设备品牌包括 Oculus、DPVR、Sony、Pico、 HTC 等。据 IDC 统计，2021 年 Oculus 市场份额高达 80%，DPVR、Pico 分别占比约 4%。图 6：2021 年全球 VR 头显设备主要品牌占比图 7：Steam 平台前十大 VR 品牌市场份额 OculusHTCValveWindows10%2%4%80%Rift

11、catPicoSonyPimaxOculus4DP VRPicoSony其他80%70%60%50%40%30%20%10%0%IriunALVR 2022/062022/052022/042022/032022/022022/012021/122021/112021/102021/092021/082021/072021/062021/052021/042021/032021/022021/01IDC，Steam，VR 一体机为终端发展趋势，显示屏、芯片、光学器件成本占比最高根据赛迪2021 年虚拟现实产业发展白皮书，VR 产业链主要包括了硬件、软件、内容制作和分发、应用与服务四大环节。硬件

12、：包括核心器件、终端设备以及配套外设。核心器件主要指芯片、传感器、显示屏、光学器件、通信模组；终端设备主要指 PC 端设备、移动端设备、一体机；配套外设主要指手柄、摄像头、体感设备等。软件：包括了支持软件和软件开发工具包两个部分。支持软件主要包含 UI、OS、中间件等；软件开发工具包包括 SDK、3D 引擎等。内容制作与分发：包括内容制作和分发两部分。内容制造主要包括游戏、视频、直播、社交领域内 VR 技术能够实现的内容；分发主要依于托应用程序平台（例如 steamVR）。应用与服务：指由 VR 技术来提供的应用和服务，包括应用场景以及整体解决方案。图 8：VR 产业链资料来源：赛迪电子信息研

13、究所，从结构简单的 VR 眼镜，到 VR 头显，再到近年来兴起的 VR 一体机，VR 设备硬件逐步升级换代。VR 眼镜是人们根据外观对早期 VR 设备的非专业性称呼。随着 VR 设备硬件完善和应用普及，VR 头显的概念应时而生，头显即是头戴显示器。最初为了画面的清晰呈现，VR 头显需要和电脑或手机连接，以此提高芯片处理性能和储存能力。但随着消费者对 VR 设备无绳化、轻便化的需求提高，市面上便出现了具备独立处理器的 VR 一体机。无论是 VR 头显，还是 VR 一体机，完整的 VR 硬件系统都具备四个部分：头戴式显示设备、主机系统、追踪系统、控制器。表 2：VR 硬件系统组成部分结构与功能头显

14、设备头戴设备，将人对外界的视觉、听觉封闭，引导用户产生身在虚拟环境中的感觉。主机系统为头显设备提供各种功能保证的设备，决定了头显设备的智能化和自动化程度。 追踪系统般包括内置传感器、陀螺仪和磁力计，通过捕捉用户运动来创造沉浸式的体验。控制器般作为手持设备出现，追踪用户自己的动作和手势。VR 全球吧、对于 VR 头显来说，四个 VR 硬件系统彼此分离。头显设备即是其主体头戴设备；主机系统则一般是外置的手机或者电脑；追踪系统通常是是外设的，通过外接摄像头定位，即采用 outside-in 方案；控制器是独立的手持设备。行业深度分析/其他元器件对于 VR 一体机来说，前三大部分可以进行整合。主机系统

15、被集成在头显设备中，体现于其拥有强大性能的独立处理器；大多数 VR 一体机把追踪系统也整合进了头显设备中，在头显设备上内置摄像头定位，即采用 inside-out 方案；控制器仍然是独立手持设备。头显设备是VR 头显与VR 一体机最重要的硬件系统，也是人们通常认为的“VR 设备”，其主要由以下部分组成：显示屏、光学器件、摄像机、无线连接、存储及电池等；由于 VR 一体机集成了主机系统和追踪系统，因此比传统的 VR 头显（即分体机）多了处理器和传感器两部分。表 3：VR 头显与 VR 一体机的硬件差异硬件介绍VR 头显VR 一体机显示屏大多数VR 设备都拥有一块或两块屏幕，主要使用 4K UHD

16、 或更高分辨率屏幕光学器件大多数 VR 设备广泛采用菲涅尔透镜，因其成本低且成像质量可控，但近来Pancake 方案逐步得到采用摄像机VR 设备通过摄像头进行眼球追踪、位置追踪和环境映射。VR 头显拥有内外置摄像头，VR一体机仅有内置摄像头机系统的计算能力传感器VR 头显的传感器是外设的，VR 一体机的传感器则内置到头显设备中-无线连接VR 和控制器之间未来的发展趋势是采用无线连接存储/电池内存主要用于存储/缓存 VR 图像和视频，电池用于续航处理器VR 一体机包含个或多个处理单元。VR 头显并不需要自己的处理器，因为其可以利用主-VR 全球吧，据华经产业研究院 2021 年数据，显示屏、芯片

17、、光学器件占据了 VR 一体机的主要成本， 分别占比约 33.9%、43.7%、5.5%。我们认为价值量较高的 Pancake 光学方案的成本占比 相对更高。据立鼎产业研究院，以 Oculus Rift 为代表的VR 头显由于不需要独立处理器，计 算能力通过外接主机实现，其成本主要集中在显示屏、电机和机械器件上，分别占比约 34.6%、 12.3%、14.7%。图 9：2021 年 VR 一体机成本构成及相关厂商IHS、华经产业研究院、普像网、图 10：2016 年分体机 Oculus Rift 成本构成30.20%0.30% 2.40%5.50%14.70%34.60%12.30%显示屏电机

18、机械器件摄像机 传感器 存储其他资料来源：立鼎产业研究院、Pancake 有望接力菲涅尔透镜成为未来主流 VR 光学方案Pancake 可实现轻薄化，但光损、成本等问题仍待优化VR 光学按照光路设计可以分成垂直光路、折叠光路，复合光路以及特定光路四种方案。自菲涅尔透镜接替非球面透镜成为了主流光学方案后，今年新发布的或即将发布的 VR 设备大都采用了 Pancake 方案，我们认为折叠光路 Pancake 有望接力菲涅尔透镜成为未来主流 VR 光学方案。垂直光路方案包括非球面透镜和菲涅尔透镜，一般采用单透镜设计，利用光的折射原理；折叠光路方案利用光的折射、反射和偏振原理，通过折叠式光学元件实现更

19、短的光路；复合光路方案利用光的反射、折射等原理融合成像，可实现动态变焦；特定光路所采用的元件超表面/超透镜，是由亚波长尺度单元构成的二维平面结构，能够实现对光路的任意调控。图 11：VR 光学方案分类Wellsenn XR三大主流方案各具优势，Pancake 方案在轻薄化、成像质量、屈光调节等方面表现更佳。综合来看，Pancake 方案实现了光学模组的轻薄化升级，但技术门槛和制造成本相应更高；非球面透镜具有成本低的优势，但模组较为厚重；菲涅尔透镜则是介于非球面透镜和 Pancake方案之间的折中方案。图 12：VR 光学主流方案比较VR 陀螺，Wellsenn XR，KARL GUTTAG,非

20、球面透镜非球面透镜可达到最基础的 VR 体验标准，因此被早期 VR 设备采用。非球面透镜由球面透镜优化而来，最显著的优点是能够校正球面像差。球面透镜是指从透镜的中心到边缘具有恒定的曲率，而非球面透镜则是从中心到边缘曲率连续发生变化。球面像差是一种光学效应，在成像时会使入射光线聚焦在不同的点上，从而导致成像模糊。球差通常出现在球面透镜中，如平凸或双凸透镜形状，但非球面透镜能将光聚焦到一个小点，从而提高成像质量。图 13：球面透镜与非球面透镜中的球差Edmudoptics、菲涅尔透镜菲涅尔透镜作为目前的成熟方案之一，是成像质量、模组厚度、技术门槛和生产成本平衡的高性价比之选。菲涅尔透镜是法国物理学

21、家奥古斯丁菲涅尔发明的一种透镜，由一系列蚀刻在塑料中的同心凹槽组成，这些槽面作为单个折射面，将平行光线弯折到公共焦点。菲涅尔透镜的特点是焦距短，比传统透镜的材料用量更少，重量和体积更小。同时，菲涅尔透镜方案成熟，可大规模量产。Edmudoptics、折叠光路 PancakePancake 方案进一步压缩了模组厚度，提升了用户的舒适度和沉浸感。折叠光路 Pancake方案利用半透半反偏振膜的透镜系统折叠光学路径，光线在镜片、相位延迟片以及反射式偏振片之间多次折返，最终从反射式偏振片射出进入人眼。Pancake 方案能够实现更短的光路设计，从而大幅缩小产品体积，实现产品减重，同时提升 VR 头显的

22、佩戴舒适度。图 15：Pancake 方案原理KARL GUTTAG、图 16：Pancake 方案优点资料来源：艾邦 VR/AR 网、中国信通院、VR 陀螺、VR 设备光学方案的演进史：从非球面、菲涅尔再到 Pancake主流 VR 头显光学部件经历了非球面透镜、菲涅尔透镜和 Pancake 方案三个阶段，整体而言，VR 光学方案向产品总量和体积更小、画面质量更高、舒适性更好的方向发展。视觉质量、体积重量、视场角、光学效率与量产成本等关键指标的优化作为 VR 技术创新的主要动因，最优组合将会成为市场主流选择。非球面透镜凭借成本低、成像质量可控的优势为初期 VR 设备采用，如 3Glasses

23、 D1 和 Oculus Rift。但非球面透镜在色彩、畸变、厚度等方面的问题仍旧棘手，随着更先进的光学方案的迭代，非球面透镜正在逐渐淡出市场。目前主流的头显大多采用菲涅尔透镜，相较于非球面透镜，菲涅尔透镜在一定程度上降低镜片厚度、重量的同时能够基本满足 VR 设备的成像质量要求，并且具备成本较低、技术成熟、可大规模量产的优势，目前 Oculus Quest2、Pico Neo3 Link 等主流VR 设备正在使用菲涅尔透镜。但随着 VR 设备在消费市场的渗透，成像质量较低且厚重的菲涅尔透镜已经不能满足用户的舒适性和沉浸感的高需求。折叠光路 Pancake 逐渐成为 VR 光学方案的发展方向。

24、Pancake 方案以折叠光路为原理，使光学模组进一步轻薄化，大大降低了头显的质量和体积，并且具备成像质量好、画面畸变小、可调节屈光度等优点，大幅提升了用户的体验感和舒适度，目前 Meta、华为、松下、 HTC、苹果等已经推出或即将推出采用 Pancake 方案的头显。我们预测在科技巨头的引领下，Pancake 方案在未来会有更明显的催化和应用，有望成为多数消费级 VR 的首选光学方案。但当前技术门槛和成本高成为制约厂商加入的重要因素，同时产品效果有待进一步优化。此外，业界正逐步探索液晶、自由曲面、全息元件等前沿方案，有望进一步压缩光学模组的厚度和重量，为用户提供更好的沉浸体验。资料来源：产品

25、官网、VRcompare、 表 4：2020-2022 年主流 VR 产品相关参数发布时间品牌产品名称光学方案刷新率视角场重量价格OculusOculus quest2菲涅尔透镜72/90/120Hz100503gUS$299/399PicoPico Neo2菲涅尔透镜75Hz101350/670gUS$6993Glasses3Glasses X1SPancake90Hz92151.9g45992020 年Pimax Artisan菲涅尔镜片120Hz130500/514gUS$449PIMAXPimax 5K Super菲涅尔镜片180Hz150500/750gUS$749/1049/129

26、9华为HUAWEI VR Glass6Pancake70/90Hz90166g3999Vive Pro2菲涅尔透镜90/120Hz120850gUS$1399HTCVive Focus3菲涅尔透镜90Hz120785gUS$1300Vive FlowPancake75Hz100189gUS$499Pico Neo3菲涅尔透镜90Hz98395gUS$390PicoPico Neo3 Pro菲涅尔透镜90Hz98395/620gUS$699Pice Neo3 Pro Eye菲涅尔透镜90Hz98395/620g-2021 年奇遇 3非涅尔透镜90Hz115340g3299奇遇 Dream非球面透

27、镜72Hz93348g2499创维创维S6 ProPancake90Hz94170g2599PIMAXPimax Reality 12K QLED菲涅尔透镜+非球面透镜200Hz200-US$2399DPVRP1 Pro Ultra 4K菲涅尔透镜-100410g3899arparaarpara 5K VR 头显Pancake120Hz95200g3999arpara AIO 5K VR 一体机Pancake70/90Hz95380g-PicoPice Neo3 Link菲涅尔透镜90Hz98395/620gUS$449爱奇艺奇遇 Dream Pro非球面透镜72Hz93348g2499PIM

28、AXPimax Crystal QLED非球面透镜160Hz110-US$1899创维PANCAKE1Pancake90Hz95189g39992022 年索尼PSVR2菲涅尔透镜90/120 Hz110-待上市PicoPico4Pancake-105-待上市MetaCambriaPancake-待上市arparaGaming Kit 游戏套装Pancake120Hz95200g待上市ShiftallMeganeXPancake120 Hz-250g待上市2023 年苹果MR 头戴设备Pancake-待上市爱奇艺资料来源：各产品官网，VRcomparePancake 方案加速商用化进程，为多款

29、 VR/MR 新品采用。2022 年 1 月，松下子公司 Shfitall发布了采用 Pancake 方案的超短焦 VR 头显 MeganeX。2022 年 4 月，arpara 发布了采用 Pancake 方案的VR 设备 Gaming Kit。2022 年 7 月，创维 VR 发布的全新产品PANCAKE1也是采用Pancake 方案的超短焦VR 一体机。据科创版日报，Meta 代号为 Projecet Cambria的 Pancake 方案 VR 头显将于 2022 年 10 月的 Connect 大会上正式发布。据新浪新闻，美国 Fcc 的一份文件显示Pico 的下一代 VR 一体机P

30、ico4 将采用 Pancake 方案。图 19：Pancake 光学方案应用情况Wellsenn XR 、Pancake 方案将光线进行多次折叠，缩短了人眼与显示屏之间的距离，缩减了 VR 设备的体积与重量，使其比采用菲涅尔透镜时更加轻薄。Pancake 方案还具备菲涅尔透镜无法实现的屈光调节功能。此外，Pancake 方案理论上可实现 220视场角和视网膜级分辨率，能有效解决画面畸变，显著提高 VR 设备画质。而菲涅尔透镜最高只能达到单眼分辨率 4K 和 140视场角。因此，Pancake 方案在分辨率及视场角方面有着更高的成长上限。但折叠光路会使光损增加、光效降低，所以 Pancake

31、方案需搭配更高亮度显示屏幕使用，而且 Pancake 光学器件生产工艺较复杂，良率较低，仍有一定改进空间。表 5：菲涅尔和 Pancake 模组对比菲涅尔透镜80FOV Pancake 模组100FOV Pancake 模组模组示意图模组尺寸52*65*6mm50*50*21.6mm49*49*25.8mm视场角（FOV）9580100理论视场角（FOV）上限140200200出瞳距离（Eye relief）17mm13mm13mm模组厚度（TTL）44mm18mm23.4mm屏幕尺寸3.52.12.1材质PMMA眼动范围（Eye shift）43mm43mm资料来源：歌尔股份官网，Meta图

32、 20：重影（“鬼影”）原理图 21：Pancake 方案光学效率图示资料来源：艾邦 AR/VR 网、Meta、根据Wellsenn XR 预测，2023 年全球 VR 光学市场规模将达到 22 亿元，2030 年有望达到 500 亿元。VR 光学模组是 VR 头显的核心元件，其市场规模取决于 VR 设备的出货量和光学模组价格。目前 Pancake 光学膜组的成本高、良率低、产量低，单个 Pancake 模组价格约为 150-200 元。随着未来方案的成熟和产量的提升，Pancake 光学模组的成本有望逐渐下降， VR 终端价格下沉进一步激发消费者购买欲，加速 VR 普及。目前HTC Flow

33、 系列、Pico VR Glasses、3Glasses X 系列、创维 S6 及Pancake 1、arpara、 Huawei、Shiftall 等头显设备均已采用 Pancake 方案，Pico 4、Meta Cambria、苹果 MR 等新品亦蓄势待发。Pancake 光学方案能极大地提升用户的沉浸感和舒适感，未来 Pancake方案有望为更多 VR 厂商采用，预计市场规模将持续扩大。图 22：全球 VR 光学市场规模和增速图 23：全球 VR 头显出货量 2021Q1 品牌占比 全球VR光学市场规模(亿元）全球VR光学市场增速60050040030020010002017201920

34、21 2023E 2025E 2027E 2029E140%5004013122161451.7 1.4 1.4 2.5 4.2 92243 81120%100%80%60%40%20%0%-20%-40%Oculus DPVR HTC Valve Pico Sony 其他%2%2%5%6%4675% Wellsenn XR、52audio、Pancake 与菲涅尔透镜方案实例比较3Glasses X1 VS 3Glasses D32019 年 4 月，3Glasses 发布了采用Pancake 光学方案的VR 头显 3Glasses X1。 在整机设计上，3Glasses X1 VR 裸机重

35、量小于 150g，机身尺寸为 165*62*24mm。相较于 3Glasses在 2017 年发布的采用菲涅尔透镜的 VR 头显 3Glasses D3，3Glasses X1 的厚度缩减了 56mm，重量减轻了一半，整体上更加轻薄。在显示配置上，X1 单眼分辨率为 1200*1200，视场角为 105 度，支持 0600的屈光度调节。由此可见，3Glasses X1 拥有比 D3 更大的视场角，且支持屈光度调节，但在采用同款 Fast-LCD 显示屏的情况下，其分辨率略低于3Glasses D3。图 24：3Glasses X1图 25：3Glasses D33Glasses 官网、3Gla

36、sses 官网、表 6：3Glasses X1 VS 3Glasses D3产品光学方案屏幕单眼分辨率视场角屈光度机身尺寸重量3Glasses D3菲涅尔透镜Fast-LCD1280*1440100无193*88*80mm317g3Glasses X1PancakeFast-LCD1200*12001050600165*62*24mm150g3Glasses 官网、创维 S6 VS 创维 V901 VS 创维 PANCAKE12020 年创维发布了采用 Pancake 光学方案的 VR 分体式眼镜创维S6。在整机方面，创维将 S6 整机眼镜重量降至 130g，机身厚度仅 58mm。在显示方面，

37、S6 单眼分辨率为 1600*1600，视场角为 94,支持 0800的屈光度调节。相较于 2019 年 4 月创维发布的采用菲涅尔透镜的VR 头显创维V901,创维S6 显著缩小了机身尺寸及降低了重量，但在采用同款Fast-LCD屏幕的情况下，其单眼分辨率及视场角略低于 V901。2022 年 7 月 25 日，创维发布了超短焦 Pancake 光学方案新品VR 一体机PANCAKE 1，PANCAKE 1 镜片体积仅为传统菲涅尔镜片的 1/4，厚度减少 50%以上，相较于前两款产品有着更高的分辨率。图 26：创维 S6图 27：创维 V901创维官网、创维官网、图 28：创维 PANCAK

38、E1创维官网、表 7：创维 S6 VS 创维 V901 VS 创维 PANCAKE1产品光学方案屏幕单眼分辨率视场角屈光度机身尺寸重量创维 V901菲涅尔透镜Fast-LCD1920*2160105无260*194*169mm323g创维 S6PancakeFast-LCD1600*1600940800193*158*58mm130g创维 PANCAKE1PancakeFast-LCD2280*2280950500-189g创维官网、Pico VR Glasses VS Pico Neo32020 年 1 月 Pico 发布了采用 Pancake 光学方案的 Pico VR Glasses，使

39、用双 2.1 英寸 TFT-LCD 显示屏，单眼分辨率达 1600*1600。此款产品搭配 3DoF 控制器，其视场角为 90度，并支持 0-800 度屈光度调节。作为短焦产品，其机身尺寸为 160*79*26mm，重量仅为 119 克。相较于 2021 年 4 月 Pico 发布的采用菲涅尔透镜的VR 头显Pico Neo3，Pico VR Glasses 支持屈光度调节，且机身尺寸更小、重量更轻，但其分辨率及视场角略低于 Pico Neo3。图 29：Pico VR Glass图 30：Pico Neo3VR 陀螺、Pico 官网、表 8：Pico VR Glass VS Pico Neo

40、3产品光学方案屏幕单眼分辨率视场角屈光度头显尺寸重量Pico Neo3菲涅尔透镜Fast LCD1832*192098无190 x95x86mm395gPico VRGlassPancakeTFT LCD1600*1600900800160*79*26mm119gPico 官网、其他 VR 设备光学方案对比下列VR 设备光学方案对比情况显示，采取Pancake 光学方案的VR 设备普遍具有机身轻薄、支持屈光度调节的优点，但是目前由于技术原因，视场角表现较弱，方案潜力尚未被完全发掘。表 9：VR 设备光学方案对比产品光学方案屏幕分辨率单眼视场角屈光度头显尺寸重量Vive Focus菲涅尔透镜OL

41、ED1440*1600110无282*255*128mm754Oculus quest2菲涅尔透镜Fast-LCD1832*1920100无191*142*102mm503GearVR-SR325菲涅尔透镜101无207.1*120.7*98.6mm345DPVR E3 4K菲涅尔透镜Fast-LCD1920*2160110无265*195*130mm300奇遇 SE非球面透镜Fast-LCD1920*2160110无320*175*149mm310HUAWEI VR GlassPancakeFast-LCD1600*1600900700164.9*51.5*26.6mm166arpara 5

42、K VRPancakeMicro-OLED2560*256095100500250*164*55mm200各产品官网、从上述案例对比来看，相较于菲涅尔透镜，Pancake 光学方案在缩小机身尺寸、降低VR 设备重量以及屈光度调节方面有着较大优势，但在显示方面仍然与工艺成熟的菲涅尔透镜有一定差距，受光损高、透镜直径被压缩等因素影响，目前分辨率和视场角表现还未达到理想水平。预计短期内，菲涅尔透镜仍会被部分 VR 厂商采用，但 Pancake 光学方案的优势愈发凸显，越来越多的 VR 厂商将其应用于新品中，Pancake 方案有望在中长期内实现大规模商用。VR 光学技术壁垒高，目前仅少数几家厂商可提

43、供高性能光学方案VR 光学产业资本投入大、研发周期长、技术壁垒高，因此拥有较高的进入门槛。目前全球范围内能够提供高性能光学方案的企业仅有少数几家，而 VR 设备对高性能光学方案需求量大，因此 VR 光学方案供应商有较大的议价权。头部光学方案供应商为全球中高端主流 VR厂商代工和供货，客户黏性强，量产经验多，有相对稳定的供应链和产品定制能力，具备较强的竞争力。歌尔股份于 2012 年开始布局光学器件领域，2017 年与中科院长春光机合作建立歌尔长光研究院布局 VR 高端光学，2020 年投入 11.1 亿用于 VR 光学模组项目，能提供非球面透镜、菲涅尔透镜、Pancake，具备量产能力。公司与

44、全球几家头部 VR 厂商几乎都达成了合作，包括索尼、Meta、Pico 及华为。据公司公告，2021 年公司在中高端 VR/AR 产品的市场占有率已达 80%。公司拥有众多专利、代工优势和 VR 行业龙头合作伙伴，将持续受益行业发展。舜宇光学专注于光学领域研究，2017 年实现 VR 菲涅尔镜片的量产，2021 年完成双菲涅尔镜片的研发并实现量产，2022 年完成 Pancake 一体化方案的研发，已实现量产。公司作为光学方案核心供应商供货于 Oculus、HTC、Pico 等头部 VR 厂商。舜宇光学有多年光学方面的积累，在技术研发、结构件、规模化和自动化生产有较大优势，业内口碑良好。玉晶光

45、作为中国台湾光学企业，在 VR 产业布局较久，在索尼的菲涅尔透镜供货商内具有较强竞争力，在 Oculus 的 Pancake 透镜供货商中也能与舜禹光学竞争获得部分份额。据集微网，公司董事长陈天庆预计 2022 年 VR 镜头出货有望放量，未来三至五年后非手机镜头营收占比将拉高至三四成，公司对于在 VR/AR 产业的发展持有较好预期。Kopin 是一家微型显示器厂商，致力于研发 XR 行业的显示模组和光学元件，并推出了全塑料 P95 Pancake 光学模组。据映维网，Kopin 定制的 Pancake 光学器件将与公司的 LCD 结合供给给美国陆军“武器瞄准具系列”（FWS-I）热瞄准系统中

46、的关键部件。3M 公司从2017 年开始研发折叠光学，2021 年与和硕合作开发了一款短焦光学一体机VX6。设备采用 3M 研发的新型折叠光学透镜组件，内置曲面玻璃透镜和 3M 独有的 High AcuityReflective Polarize（r 3M 高锐度反射偏振器）。3M 研发的新型折叠光学镜头有更高的分辨率、透过率和更宽的视场角，能为用户提供更舒适的体验，3M 在折叠光学领域先进的研发和生产能力是其核心竞争力。VR 光学检测设备行业存在技术和客户壁垒，国产替代仍有提高空间VR 光学检测设备行业主要存在技术壁垒和客户壁垒，进入门槛较高。技术壁垒方面，在激光/光学智能装备领域，由于技术

47、集成度高、研发难度大、工艺流程复杂、精密度要求高，激光精密检测主要被少数几家国际知名公司垄断，国内进入厂家相对较少。客户壁垒方面，下游消费电子产品客户新品推出时间较快、新技术和新功能更新迭代频繁，对设备厂商的工艺适配性、品质稳定性、新方案提出能力、保密性等有较高要求，因此下游客户对设备供应商能力与资质要求严格，一般不会轻易更换已进入合格供应商体系内的厂商，这对新进入者造成了较高的进入壁垒。华兴源创是行业领先的工业自动化测试设备与整线系统解决方案提供商，目前也是国内唯一能提供 SIP128 工位高并测测试机加分选机整体解决方案的厂商，而各类 SIP 先进封装模块以及 Micro OLED 均是未

48、来 VR/AR/MR 不可或缺的核心零部件，华兴源创的平板显示事业部和半导体事业部在 2021 年均获得行业龙头企业认可完成了SIP 和 Micro OLED 量产或小批量产订单验收。客户方面，华兴源创与国际知名平板厂商三星、夏普、LG、JDI 等建立了长期稳定的合作关系，并与主要终端客户苹果公司建立了稳定的信任壁垒，公司与苹果自 2013 年合作至今，截止目前公司的测试解决方案已经用于苹果公司的手机、平板、手表、耳机等主力产品的测试，在测试工艺节点上已经覆盖了整机、系统、模块以及 SIP 系统级芯片的测试。智立方深耕行业多年，经过近 10 年的发展，公司围绕精度、速度、稳定性三项工业自动化设

49、备性能的关键指标，先后开发出光学成像球面分布属性测试技术、光学感应灵敏度标定测试技术、光学测量与校准技术、成像模组自动调焦技术、高稳定性成像模组定位技术、振动模拟仿真控制技术、精密滑台及相关机构组件技术等多项核心技术，形成技术优势及产品先发优势。智立方是行业内较早的一批追踪下游客户高端光学测试设备需求的企业之一，并在特定光学测试设备领域成为下游核心客户的重要合作伙伴。公司主要客户包括苹果公司、Juul Labs, Inc.、Facebook、Carnival Corporation& plc、思摩尔国际等全球知名高科技公司，以及歌尔股份、鸿海集团、立讯精密、致伸科技、舜宇集团、广达集团、普瑞姆

50、集团等全球知名电子产品智能制造商。杰普特具备较突出的自主研发能力， 是中国首家商用“脉宽可调高功率脉冲光纤激光器（MOPA 脉冲光纤激光器）”生产制造商和领先的光电精密检测及激光加工智能装备提供商，公司生产的激光器、激光/光学智能装备均由公司自主研发，截至 2021 年底，杰普特已申请知识产权 636 项。2021 年杰普特核心激光器的研发工作取得重大进展，VR/AR 眼镜模组测试机可应用于 VR/AR 透镜成像畸变检测，并可以兼容头戴式眼镜成品和单眼模组阶段产品的检测，针对高速发展的 VR/AR 市场，杰普特为客户定制了一系列广视场角测试设备，部分设备形成订单并开始交付。公司生产的各类核心激

51、光器及激光/光学智能装备产品已获得苹果公司、英特尔、国巨股份、厚声电子、意法半导体、顺络电子以及宁德时代、比亚迪、国轩高科等全球领先的消费电子、半导体、光电元器件及动力电池头部厂商的认可。相关标的立讯精密：苹果产业链龙头企业，VR 整机+零部件全面布局全球消费电子领先企业，拥有完整、体系化的消费电子供应链体系。立讯精密成立于 2004年 5 月 24 日，2010 年在深圳证券交易所上市，。公司产品、业务布局呈现多元化和垂直一体化的特点，综合覆盖零组件、模组与系统组装，公司研发生产的连接器、连接线、马达、无线充电、FPC、天线、声学和电子模块等产品广泛应用于消费电子、通讯、企业级、汽车及医疗等

52、全球多个重要领域。公司 5 月在股东大会表示，公司不会缺席 AR、VR 市场的零件、模组和系统领域；6 月在互动平台上表示，AR、VR 是消费电子板块重要的产品线，公司一直都有做相关方面的技术储备和发展布局，无论整机、零部件均有涉及，目前相关业务进展如公司管理层所预期，也一直持续在与客户沟通。从财务数据来看，2012-2021 年公司营业收入稳步增长，从 2012 年 31.45 亿元增长到 2021年 1539.46 亿元，增速稳重有进，2021 年同比增长 66.43%。2012-2020 年公司毛利率表现较为稳定，围绕在 20%左右的水平运行， 2021 年毛利率有所下降，主要是海内外疫

53、情的不断反复导致产业上游供应链出现停工和物流通道阻断现象，全球“缺芯少料”、宗原材料价格和物流运输成本单边上扬，部分新产品量产落地与出货时间出现不同程度递延。2022Q1公司实现营业收入 415.99 亿元，同比增长 97.91%，主要是受汇率的影响，公司作为出口型企业，人民币贬值对于营收有利；2022Q1 公司毛利率为 11.81%。图 31：2012-2022Q1 立讯精密营业收入及增速图 32：2012-2022Q1 立讯精密毛利率 毛利率（%）毛利率（%）营业收入(亿元)YoY1800160014001200120%1539.5925.0625.2358.5416.031.5 45.9

54、 73.0 101.4 137.6228.3100%80%25%20%21.17%23.29%22.88%21.50%21.05%18.09%100080060040020060%40%20%15%10%5%20.69%20.00%19.91%11.81%12.28%00%201220142016201820202022Q10%201220142016201820202022Q1 公司年报，公司年报，从公司主营业务消费电子业务来看，公司在消费电子领域深耕已久，营业收入从 2015 年44.16 亿元增长到 1346.38 亿元，在总体营业收入和总体毛利中的占比稳步提升，消费电子营业收入占比从2

55、015 年43.56%提升至2021 年87.46%，消费电子毛利占比从2015 年43.78%提升至 80.96%。图 33：立讯精密消费电子营业收入及增速和占比图 34：立讯精密消费电子毛利率及毛利占比消费电子毛利率(%)消费电子在总体毛利占比(%)75.27%83.50% 87.27% 80.96%64.71%43.78% 48.93%23.00% 20.98% 19.45% 21.19% 19.99% 17.85%11.36% 消费电子营业收入(亿元)1600140012001000800600400200044.16 69.01YoY151.88268.07519.901346.38

56、818.18140%120%100%80%60%40%20%0%100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%2015 2016 2017 2018 2019 2020 20210%2015201620172018201920202021公司年报，公司年报，从技术研发和客户方面来看，公司拥有自主产品的核心技术和知识产权，发明专利、实用新型专利及外观设计专利达 2300 多项。公司实验室于 2007 年通过国家认可委认证，并获“深圳市测试平台”称号。据 Digitimes，苹果首款 AR/VR 设备有望在今年年底到 2023 年初启动量产。歌尔股份：VR 龙头地位稳固，整机+零件

57、一体化布局全球 VR&AR 先行者，研发制造测试一站式服务厂商。歌尔股份有限公司成立于 2001 年 6月，2008 年 5 月在深交所上市，是全球布局的科技创新型企业，主要从事声光电精密零组件及精密结构件、智能整机、高端装备的研发、制造和销售，公司可为客户提供 VR/AR 产品研发制造一站式服务，在 VR 相关的光学精密零组件领域内具有丰富的技术积累和量产经验，可提供非球面、菲涅尔、Pancake 折叠光路等多种光学器件和模组的产品解决方案，具备 VR/AR 产品的大规模量产交付经验，并与全球知名客户建立了长期友好的合作关系。图 35：歌尔股份 VR 历史沿革资料来源：公司官网、从财务数据来

58、看，2018-2021 年公司包含VR/AR 业务的智能硬件板块营收稳步增长，从 2018年 66.26 亿元增长到 2021 年 328.09 亿元。2018-2021 年智能板块毛利率分别为 14.84%/11.23%/12.51%/13.91%。2021 年公司智能硬件板块营收同比增长 85.87%。公司预计 2022H1 净利润为 20.77 亿元-24.23 亿元，同比增长 20%-40%，主要是因为 VR 虚拟现实、智能游戏主机等产品销售收入增长，盈利能力提升。图 36：2013-2022Q1 歌尔股份营收及增速图 37：2013-2022Q1 歌尔股份毛利率 毛利率毛利率营业收入

59、（亿元）yoy90080070070%782.2577.4351.5192.9255.4 237.5201.1100.5 127.0 136.660%50%30% 26.86%25%24.90%22.01%60050040%30%20%15%27.43%22.39%15.43%18.82%14.13%40030020020%10%0%10%5%0%16.03%13.72%100020132015201720192021-10%-20%20132015201720192021 公司年报、公司年报、图 38：2018-2021 年歌尔股份智能硬件营收及增速图 39：2018-2021 年歌尔股份智

60、能硬件毛利率智能硬件毛利率智能硬件营收（亿元）yoy 智能硬件毛利率350300250200150100500328.09176.5166.2685.132018201920202021120%100%80%60%40%20%0%-20%-40%16%14%12%10%8%6%4%2%0%14.84%13.91%11.23%12.51%2018201920202021资料来源：公司年报、资料来源：公司年报、从技术研发方面来看，2021 年公司共申请专利 3,468 项，其中发明专利 2,539 项，获得专利授权 2,675 项，其中发明专利授权 1,036 项。截止 2021 年 12 月 3