工业行业专题研究-XR机械设备探讨一：光学模组制备

光学模组是Vision Pro 量产关键组件，贴膜/胶合难度较高限制生产效率MR 头显设备中光学模组负责近眼聚焦和扩大视场角，利用光学透镜的折射原理改变光的方向，使贴近人眼的微显示屏聚焦，同时放大屏幕图像尺寸，使用户获得更大视角的画面。Vision Pro 采用3P Pancake 三片式透镜光学模组，3P Pancake 制备的核心难点在于折叠光路复合光学膜的曲面贴合和三镜头的胶合组装，曲面贴膜过程需注意膜材受损和贴合瑕疵对模组光学性能和良率的影响，透镜组装过程需保证光路精度。3P Pancake 光学模组生产效率为Vision Pro 扩大出货规模的关键之一，高效曲面贴膜设备与高精度AA（主动对位,Active Alignment）设备在效率和良率提升方面起关键作用。
Vision Pro 3P Pancake 光学模组制程为单透镜制作-贴光学膜-三透镜组装Vision Pro 采用3P Pancake 曲面透镜光学模组，通过折叠光路的设计有效压缩了屏幕与透镜的距离，缩小光学模组总长度，降低头显设备的重量与厚度。3P Pancake 折叠光路方案需在单透镜制作后贴合光学膜，从显示屏端到人眼端分别是半透半反膜、四分之一波片(QWP)和反射偏振膜(RP)，其以偏振光原理为基础，利用反射偏振膜对于不同偏振光选择性反射和透射的特性，配合1/4 相位延时片调整偏振光形态，实现光线在半透半反镜和反射偏振膜之间的来回反射，最终从反射偏振膜透射出去。贴膜后光学模组组装厂需按照既定光路设计使用AA 设备将三个透镜胶合组装以保证光路精度。
3P Pancake 曲面贴膜难度较大耗时较长，胶合组装对位要求严格光学膜贴合工艺方面，多层高精密光学膜片贴合需考虑精度、杂散光、光轴对准调焦等问题，且Vision Pro 光学模组透镜为球面，需要技术难度更高的曲面贴膜工艺。曲面贴膜工艺通过热弯成型、拉伸技术将事先制备好的平面膜材加工成为特定的二维曲面，贴于透镜表面，可以带来更大的视场角和更优质的成像质量，但拉伸等过程会导致光学膜橘皮、破裂，贴合过程中容易边缘褶皱和翘起，影响模组的光学性能和良率，且单个模组贴膜耗时较长。
对位胶合组装方面，Pancake 光路精度高敏感，对位要求严格，细微角度差异即会影响最终成像效果，透镜组装时需严格按照既定光路设计完成。
透镜曲面贴膜设备改变膜材形状+贴合膜材，AA 胶合设备用于透镜间贴合透镜曲面贴膜设备执行工序较多，根据歌尔股份曲面工件贴膜设备专利，其曲面工件贴膜设备包括贴膜机构、位移机构、载物平台、压膜平台和贴膜平台，贴膜机构中的柔性压头吸取膜材，压膜平台加热膜材并带动柔性压头与工件仿形组件贴合得到所需形状的膜材，成型后的膜材被位移机构带动与曲面工件贴合，由于膜材被加工为与曲面工件相适配的形状，贴合过程中可一定程度避免屈曲和褶皱。高精度AA 设备在Pancake 组装过程中起关键作用，主要用于透镜间胶合。目前主流的AA 胶合设备可采用仿人眼视觉系统设计，实现自动抓取、对位、光轴纠偏、点胶、检测、固化等动作。
风险提示：Vision Pro 光学模组方案变更，3P Pancake 曲面贴膜技术变更。
【免责声明】本文仅代表第三方观点，不代表和讯网立场。投资者据此操作，风险请自担。

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