眼动追踪、ToF、AI眼镜，Metalens的商业化路径逐渐清晰

文/VR陀螺

在刚刚结束的CIOE 2026上，除了Micro-OLED、Micro-LED、光波导等XR产业已经较为成熟的显示与光学路线，Metalens也明显增加了存在感。

展会期间，NIL Technology展示了基于Metalens技术、面向AR/VR眼动追踪的metaEye，并计划于今年第四季度发布并推进量产。同期，由中国国际光电博览会、复旦大学、清华大学等主办的“超构&微纳光学制造技术论坛”，也集中讨论了超透镜设计、制造以及近红外超表面的量产问题。

这种变化并不只发生在展会上。今年5月，POSTECH团队将RGB消色差Metalens与OLED面板结合，完成全彩VR近眼显示验证；6月，MetaOptics开始向欧洲、日本和菲律宾客户发送搭载彩色Metalens摄像系统的AI眼镜评估机，与此同时9月CIOE，阿法龙又展示了采用SiC-Metalens的“飞鱼”超透镜以及MicroLED+Metalens光引擎方案。

与此前主要集中在ToF、3D感知等近红外应用相比，Metalens今年在XR相关场景中的应用边界正在进一步扩大，开始更频繁地出现在彩色成像、微显示光机和AI/AR眼镜整机验证中。

一、一块“平”的透镜，为什么让XR行业如此期待？

对于XR设备而言，光学始终绕不开一组现实矛盾，设备要越来越轻、越来越薄，同时又不能明显牺牲视场、清晰度和光效。

当显示、芯片、电池和传感器都被压缩进有限的头戴空间后，光学模组的体积直接影响整机重量和产品形态。近年来，VR/MR从菲涅尔逐步转向Pancake，AR则沿着光波导路线持续在FOV、光效、彩虹纹和轻薄度上寻找最佳平衡点。但随着AR进一步向普通眼镜形态靠拢，体积、效率、视场和系统复杂度之间的平衡也越来越难。

在VR/MR设备中，传统折射光学主要依靠透镜曲率和材料折射率控制光线，Pancake则通过偏振与多次反射进一步折叠光路；在AR眼镜中，主流方案通常由微显示光机与光波导共同完成近眼成像。而Metalens可以通过平面基底上的亚波长微纳结构直接调控光线，让一块近乎平坦“镜面”也可以承担聚焦、准直、像差校正等功能。

Metalens的价值在于其有机会整合部分光学功能，过去需要由多组镜片完成的工作，可以尝试集中到更少的元件中。对于空间高度敏感的XR设备而言，减少镜片数量、缩短装调距离，都能够直接影响整机设计。

图源：ACS Nano（100 mm全玻璃Metalens与传统折射透镜对比。前者厚度约0.5 mm、重量14.6 g，传统透镜厚度约21 mm、重量242.2 g）

但Metalens出现多年，却始终没有进入XR主流显示方案。其主要原因是，Metalens难以同时兼顾宽光谱、大口径、高NA和高效率。但今年围绕XR近眼显示的一些研究，又进一步把Metalens推向了更加完整的光学系统。

今年5月，韩国浦项科技大学（POSTECH）团队在《Nature Communications》发表全彩近眼显示研究，通过面向制造约束的逆向设计实现RGB消色差Metalens，并将其与OLED面板结合，搭建全彩VR近眼显示系统进行验证。

图源：Nature Communications（POSTECH将RGB消色差Metalens与OLED结合，完成全彩VR近眼显示验证）

6月初，POSTECH又公布了另一项面向制造的研究，通过灰度纳米模板与纳米压印工艺复制具有不同高度结构的3D消色差Metalens，并同样接入OLED近眼显示完成全彩图像验证。两项研究一前一后，分别从光学设计和复制工艺推进全彩Metalens，也反映出相关研究正在从单片器件性能逐渐转向显示系统和制造能力。

清华大学团队也公布了一款电调变焦Metalens，通过超表面与液晶结构组合，在约6mm厚度内实现8档焦距切换，焦距范围覆盖3.6—9.6mm，并将AR/VR列为潜在应用方向。对于长期受到辐辏调节冲突困扰的近眼显示而言，这类研究也说明Metalens正在从固定焦距元件向可调焦光学功能延伸。

图源：清华大学（清华大学团队将Metalens与液晶结构结合，在约6 mm厚度内实现8档电调焦距）

整体来看，近年来围绕XR的Metalens研究正在从单片器件逐渐向完整近眼显示系统靠近，全彩消色差、动态调焦以及规模化复制等方向都已经出现新的进展。但从实验室验证走向产业应用，Metalens仍要面对全彩效率、大口径、良率、一致性和制造成本等问题，距离直接进入主流显示系统还有一定距离。

二、比起显示，XR感知模组已经先用上Metalens

在2026光博会期间，陀螺君与香港应用科技研究院CTO Jason交流时获悉，尽管近年来学术界在宽光谱消色差、RGB多波长成像等方向取得了一系列进展，但Metalens距离成熟的全彩应用仍有一定距离。

其中一个核心难点仍然来自色散。不同波长经过同一组纳米结构时会产生不同的相位响应和聚焦位置，而XR主显示还需要同时兼顾可见光谱、效率、视场和成像质量。相比之下，眼动追踪、ToF等感知模组通常工作在固定或较窄的近红外波段，对宽光谱消色差的要求更低，也因此成为Metalens更容易率先落地的方向。

2022年，Metalenz与STMicroelectronics确认超表面光学元件已经进入VL53L8 dToF模组，此后双方继续扩大合作。根据Metalenz最新披露，截至2026年，其第一代超构光学元件在市场中的数量已经超过3亿颗。相比面向人眼的可见光显示，ToF、3D感知等模块通常工作在固定的近红外波段，对连续光谱和宽光谱消色差的要求更低，因此也成为Metalens最早实现规模商业化的场景之一。

如今VR/MR和AR设备除了显示模组，还需要眼动追踪、虹膜识别、ToF和手势识别等感知组件。这些模块同样受到镜框空间和整机重量限制，但并不需要承担全彩成像任务，因此成为Metalens更现实的切入口。

今年，NIL Technology与Pupil Labs已经开始将metaEye用于下一代眼动追踪产品验证。NILT最新公布的信息显示，相关评估套件和Beta样品已经向客户提供，并计划在2026年第四季度推进产品发布和量产爬坡。Samsung与POSTECH此前也利用Metalens开发红外眼动追踪摄像头，在120°视场下将光学系统总光程压缩至约1.76mm，用于瞳孔追踪和虹膜识别。

国内厂商也开始出现类似动作，水晶光电今年将Metalens与眼动追踪模组一并纳入AR光学产品布局。与此同时，深圳迈塔兰斯（MetaLenX）已经建立近红外超透镜产线，公开产能达到每月200万颗，近红外产品已经进入稳定交付阶段。

从这些进展来看，当前商业化较快的厂商几乎都是先从眼动追踪、ToF、3D感知和微型成像等尺寸更小、功能更明确的光学节点切入。这种先压缩具体模组、减少传统镜片数量的路径，也更符合Metalens现阶段的产业化节奏。

三、不只眼动追踪，Metalens进一步进入参考设计与显示光机

Metalens率先进入眼动追踪等感知模组，是现阶段全彩应用尚未成熟下的现实选择，也恰好顺应了AI眼镜不断增加感知能力的发展趋势。

不过，相比前几年主要集中在ToF、眼动追踪等单一感知器件中，今年更值得关注的变化是，Metalens开始进一步进入AI/AR眼镜整机，并向彩色成像和显示光机延伸。2023年，分析师郭明錤曾预测，苹果可能先在Face ID等3D感知系统中导入Metalens，并在后续逐步延伸至AR眼镜。当时市场对Metalens的想象仍主要停留在“未来某一天进入眼镜”，但到了2026年，这种设想开始出现更具体的产业案例。

今年6月，MetaOptics开始向欧洲、日本和菲律宾的消费电子品牌、运营商及ODM发送搭载Metalens的AI智能眼镜评测机。不同于此前主要面向近红外感知的产品，这款AI眼镜采用紧凑型彩色Metalens摄像系统，并搭载高通Snapdragon AR1平台，用于图像获取和手势交互。MetaOptics目前仍将该产品标注为原型和送样阶段，但Metalens已经从单独的感知器件进一步进入完整AI眼镜参考设计。

除摄像头模组外，Metalens也在真正进入AI眼镜的光学系统中。近期，阿法龙发布的“飞鱼”超构透镜采用SiC基底，单片尺寸约Φ4×0.5 mm，整套光学模组体积约0.1 cc，应用方向已经覆盖微型成像和近眼显示。同期展出的方案还将MicroLED与SiC-Metalens组合成超透镜光引擎，通过单片超透镜替代传统多片透镜组，进一步压缩光机体积。

虽然Metalens尚未直接进入光波导，但阿法龙推出了基于超表面微纳结构的MGW超表面光波导方案。与Metalens利用亚波长结构完成聚焦、准直等功能类似，MGW同样基于对光场的微纳尺度调控，但其作用对象不再是单片透镜，而是光波导中的耦合与传播结构。官方数据显示，其波导镜片重量约3 g、厚度约0.5 mm，FOV可达53°以上，透过率和色彩均匀性均超过90%。具体来看，阿法龙对超表面技术的应用不只停留在Metalens或微显示光机端，而是进一步延伸到了AR光波导本身。

除了阿法龙，广纳四维也展示了一套超表面光波导方案，将“蛾眼超表面结构”直接集成进纳米压印模板，通过一次压印形成相应微纳结构，减少部分后续镀膜工序。该方案重点改善光栅边缘区域的畸变以及非光栅区域的增透问题，官方标称非光栅区域透过率超过99%，目前已经进入小批量阶段。

据MoneyDJ报道，今年瑞仪也透露正在与品牌客户开发AI眼镜相关技术，其中已经包括Waveguide与Metalens的整合方案。从今年的产业动作来看，Metalens的商业化边界已经开始向外扩展。

与此前ToF、眼动追踪等应用相比，Metalens正在从波段相对单一、功能明确的感知模组，向彩色摄像、微显示光机以及完整眼镜参考设计扩展。对于产业端而言，下一步需要验证的，是这些器件能否稳定集成进AI/AR眼镜的光学系统，并形成可量产的产品方案。

写在最后

从菲涅尔到Pancake，再到光波导，XR光学过去十余年的演进，本质上都在尝试用更小的空间完成更加复杂的光线控制，Metalens受到关注，也是因其对于机身重量、空间的进一步压缩。

不同的是，它不再只是通过折叠、反射或引导光路来压缩光学系统，而是进一步回到光学元件本身，通过纳米结构重新定义一块透镜能够承担的功能。对于不断向普通眼镜形态靠拢的XR设备而言，很多改变并不需要从一套光学架构被彻底替代开始。

当然，从实验室中的一片Metalens，到能够稳定进入XR产品，还有效率、色差、视场角、制造良率、成本以及系统适配等一系列工程问题需要继续验证。现阶段，它更像是在既有光学路线之外增加了一种新的设计自由度，而不是已经确定的终局方案。