VR 整机设备性能指标达到”部分沉浸”要求
2023 年左右，多款VR 头显待出，产品性能跃升。光学和显示方面，技术方案由菲涅尔透镜 FastLCD 向超短焦 Mini LED/Micro OLED 演进；交互方面，手势追踪、眼动追踪和面部追踪等功能成为标配，并探索触觉反馈。重点关注 Meta Quest Pro 和Apple MR 这两款高端头显，有望带动全行业技术升级，更优性能助力出货量可持续增长。同时，Meta Quest 3 和 Pico 4 作为爆款续作也可能拉高出货量。
Pico 已成为自 Meta Quest 后的第二大 VR 整机厂商，2021 年出货量超 50 万台，据AR 圈 22M5 披露，2022 年目标出货 180 万台。国产 VR 厂商也在积极布局出海。根据 Counterpoint 数据，大朋 VR 20Q4 在新加坡、马来西亚、日本的业务占比超 30%，同时 Pico 已进军欧洲消费市场，开始向英国、德国、法国等市场销售。国内消费电子厂商也向 VR 领域延伸布局，如创维数字（000810.SZ）于 22 年 7 月 25 日发布采用超短焦光学的 PANCAKEXR VR 一体机。国产 VR 品牌的崛起利好国内产业链的建立，惠及零部件等上游厂商。
近期发布或待出的重点 VR 头显性能参数整理
3、光学：超短焦基本成熟，厂商布局加速量产制造
光学模组实现近距离成像，是 VR 与手机等 2D 屏幕的主要区别。以下性能指标被光学模组决定，影响沉浸感和舒适性，成为选择光学方案的关键考量：
1） 视场角 FOV，即视野范围。视场角是最为关键的 VR 参数之一，人类双眼视场角最大可达 200°，为实现完全沉浸 VR 头显的视场角应接近人眼；
2） 光学效率。光线穿过透镜、反射、折射直至入眼的过程，未被损耗的比例；
3） 透镜厚度。舒适性需求要求头显轻薄化，对透镜的厚度和重量带来要求；
4） 成像质量。出现图像畸变（变形，与实物不符导致失真感）和杂光现象（除成像光线，其他非成像光线在光学系统上面扩散，导致光斑）等问题。
VR 光学模组中，菲涅尔透镜和超短焦的方案对比
超短焦方案技术领先，相比菲涅尔透镜帮助性能提升，具体表现在 1）更加轻薄，增强舒适性；2）拉高 FOV、分辨率上限；3）改善成像质量。
传统透镜-菲涅尔透镜-超短焦的技术路径，VR 轻薄化趋势明显。现阶段 VR 头显多采用菲涅尔透镜和短焦两种方案，传统透镜已被淘汰。菲涅尔透镜减去传统透镜除边缘齿纹以外的冗余光学元件，实现减重和体积缩小。超短焦方案使光线在镜片、延迟片、反射式偏振片中多次折返后耦出，将光路压缩至 2-3 片偏振片这一更窄空间内，打破菲涅尔透镜对焦距的要求，帮助头显重量降至200g 以内，厚度缩减至传统终端的三分之一，大幅提升佩戴舒适性。
超短焦方案大幅减少头显厚度、重量和体积
提升视场角、分辨率的理论上限，改善成像质量，技术潜力可观。超短焦方案能在轻薄外观的同时，获得更清晰的画面以及更大视场角，分辨率理论无上限，视场角理论上限也由菲涅尔透镜的 140°提升至 200°。目前 2P 超短焦方案视场角为 95°-100°，未来 3P 超短焦方案将进一步提升超过现有菲涅尔透镜水平。同时，超短焦方案没有边缘画质模糊和画面畸变等缺陷，成像效果更佳。
超短焦性能上限优于菲涅尔透镜，技术迭代后仍有较大提升空间，因此超短焦取代菲涅尔透镜的技术发展路径清晰。但超短焦也有缺陷待解决：1）每次光路折叠将损失 50%能量，低光效特点需搭配高亮度显示屏，如 Micro OLED/LED显示；2）多次反射折射，导致杂光和鬼影问题，需使用高精度反射式偏振片。
超短焦目前量产制造方面仍在爬坡期，实际性能、量产能力、制造成本仍距市场预期有提升空间，多应用于高端和企业级 VR 头显。光路设计复杂，目前制造工艺导致视场角和轻薄冲突，实际表现距离理想性能存在差距；另一方面，偏振膜门槛高，在材料、耐热性、精密加工上存在问题，多片镜片贴合难度大、精度要求高，导致量产良率低，成本相比菲涅尔透镜高近 10 倍。3P 等多片式超短焦方案能提升性能，但对产能、成本和良率等制造工艺提出更大挑战。菲涅尔透镜制造工艺成熟，能以低廉价格大规模量产，存在一定制造端的优势。
4、显示：Fast LCD 先行、Micro OLED 过渡，MicroLED 有望 25 年铺开
显示屏影响沉浸感，其中清晰度和视觉暂留等相关指标最为重要：
1） 清晰度指标：图像清晰将提高沉浸感，指标①分辨率，即水平像素和纵向像素的数量，理想应达到 8K 或 12K 以上；②像素密度（PPI），VR 显示屏面积有限，反映每英寸面积像素数的像素密度比分辨率更重要，800ppi将有效缓解“纱窗效应”，达到 2000ppi 以上才可呈现肉眼般的清晰度；
2） 视觉暂留指标：视觉暂留（Persistence）是视网膜产生的视觉在光停止后，仍保留一段时间的现象，又称“余晖效应”，是致使眩晕的原因之一。低余晖技术包括①提高刷新率，帮助减少动画中各静态图片的重影，画面变化流畅，理想指标为 150-240Hz；②降低响应时间，液晶对输入信号转暗或转亮的时间应尽可能短。显示屏的延迟由两者的短板项决定；
3） 对比度：是屏幕最白和最黑亮度的比值，决定屏幕呈现的色彩饱和程度；
4） 亮度：亮度高有利于提升对比度，丰富图像细节，电视屏亮度多在 200-500nit，日光下应达到 700nit。但 VR 的入眼亮度由屏幕亮度和光学效率决定，因此，若采用光效低的光学方案，应搭配高亮度的显示屏；
5） 功耗：低功耗的显示屏，可减少散热，延长续航时间，提升舒适性需求。除以上重要指标外，显示屏的色域、寿命、重量和厚度等也可做辅助参考。
Fast LCD 是目前 C 端 VR 头显大规模量产的主流显示技术，但性能仅处于初级水平，仍需研发新的显示技术促进体验升级。Fast LCD 因低成本和良好性能助力 VR 的消费级渗透。早期 VR 沿用其他消费级设备的 AMOLED 屏幕，但存在纱窗效应和高成本问题。2019 年，Fast LCD因制造成熟，大幅降低成本，进入 VR 厂商视野。Fast LCD 显示性能良好，双眼分辨率提升至 4K，有效缓解“纱窗现象”；铁电液晶材料和超速驱动技术，将刷新率提升至 90Hz。2020 年，Meta Quest 2 采用 Fast LCD，爆款产品促进产业链整合，近两年 VR 显示屏方案选择趋于统一。
Fast LCD 下层为背光源，电流操控中层的液晶分子改变背光源光线照在上层彩色滤光片的比例，产生色彩。Fast LCD 的显示原理致使诸多显示性能较差：
1） 亮度低，功耗大：背光源永远全亮，和滤光片带来的能量损耗，使屏幕亮度低、功耗大。Fast LCD 难以满足低光效的超短焦方案所需的亮度；
2） 对比度差：背光源特性使屏幕无法呈现纯黑，对比度差，存在漏光现象；
3） 刷新率低：工作原理导致刷新率远低于 OLED 等方案，且难以提升；
4） 清晰度受限：驱动电路放置于像素间隙，像素间隔限制分辨率和 ppi 提升。
显示厂商大力研发投入，涌现出多种显示方案，其中可分为基于 Fast LCD 进行背光源改造的 Mini LED 和 QLED，以及自发光的 Micro OLED，均搭载 VR 头显实现规模量产，成为过渡期的显示技术。
Mini LED 将背光源分区调控，有效改善对比度、刷新率和亮度。Mini LED 将Fast LCD 的整块 LED 背光源改为数万个 LED 灯珠，各区域可单独控光，提升对比度，实现 HDR 效果，画面质量媲美 AMOLED。同时，亮度和刷新率大幅提升，目前最高可实现局域亮度 2000 Nit。京东方、鸿利智汇等多家公司进行量产，Pimax、Varjo、创维等已推出搭载 Mini LED 的 VR 设备，Meta QuestPro 也采用 Mini LED 背光。
Mini LED 仍有 LCD 固有缺陷，良率提升使原本高昂的成本快速下降。LCD 存在可视角度差和色域窄的固有缺陷。实际制造时，受限于 LED 灯珠尺寸，背光分区数量少，出现屏幕模块化、黑白画面不均等问题。同时数万灯珠导致良率处于爬坡阶段，模组打件和检测费用高，推高成本。目前 Mini LED 整体良率提升至 90%，随着制造工艺的不断完善，预计每年成本降低 20%-30%。
QLED 是 Mini LED 的高色域版本，多用于高端设备。QLED 将 Mini LED 的白光 LED 背光源转换成蓝光，并加入量子点强化膜，产生纯净的红、绿、蓝光，大幅减少亮度损失，并拉高色域至 110%以上，色彩效果鲜艳饱和。但量子点膜增加成本，常用于高端 VR 上。
Micro OLED 融合硅晶圆和 OLED 优势，将像素点置于硅晶圆上，硅晶圆作为驱动背板。全然不同于 LCD 的显示原理，使其突破 LCD 局限，显示性能跃升：1） 高清晰度：硅晶圆帮助像素尺寸缩小至原来的 1/10，同时取消驱动电路，像素密度提升明显，ppi 高达 3000 ，HTC、松下等已推出 5K VR 头显；
2） 高刷新率：OLED 材料使响应时间小于 1μs，刷新率进一步提升；
3） 功耗低：OLED 自发光，各像素点独立开关光线，功耗相比 LCD 降低 20%；
4） 高对比度：自发光实现高色域和对比度，arpara5K 头显对比度高达 10M:1；
5） 轻薄：单晶硅为基底将减少器件的外部连线，相比其他方案减重 50 %。
对比 Mini LED 和 Micro OLED 两方案，Micro OLED 在核心显示参数均有更好表现。然而，Mini LED 落地场景更为广泛，覆盖笔电、电视、车载等众多领域，厂商布局快速制造水平，良率和产能更优；Micro OLED 专注小尺寸领域，市场相对局限，规模化水平偏低。但随着 Meta、苹果等 VR/AR 龙头厂商的重视，有望吸引众多显示屏厂商投入和布局。
