1. 首頁 > 生活百科 > >

中國光學的下一個故事，從孩子的書桌上開始

ar護眼近視曲面

中國光學的下一個故事，從孩子的書桌上開始

文章圖片

中國光學的下一個故事，從孩子的書桌上開始

在科技世界里 ， 真正令人敬佩的 ， 不只是那些顛覆想象的發明 ， 還有愿意讓技術回歸初心的人 。
詹姆斯·戴森（James Dyson）便是這樣一位工程師型科學家 。 上世紀八十年代 ， 他發明了世界上第一臺無塵袋吸塵器 。 戴森沒有讓這項技術停留在工業領域 ， 而是將其帶入了普通家庭生活 。 那些曾經埋藏在實驗室里的流體力學方程 ， 被他轉化成了家家戶戶可感知的體驗——更安靜的氣流、更穩定的風壓、更潔凈的空間 。
“當代畢昇”王選也有這樣的故事 。 上世紀八十年代 ， 當時中國尚無成熟的計算機產業 ， 王選帶領團隊發明了漢字激光照排系統 ， 讓印刷業進入數字化時代 ， 也使信息傳播第一次擺脫了鉛與火的束縛 。
他們都體現了一種科學精神：在攀登技術高峰的同時 ， 不忘惠及普通人 。
這種精神 ， 正是程德文所認同的 。
程德文一直站在光學技術前沿 。 他是北京理工大學與美國亞利桑那大學聯合培養的博士、博士生導師、國家級領軍人才 ， 也是中國最早系統研究自由曲面光學系統的專家之一 。 二十多年來 ， 他一直專注于AR/VR光學顯示領域——一門與未來圖像和空間感知直接相關的學科 。
2015年 ， 程德文創立了耐德佳 ， 一家以光學設計為核心的技術企業 。 憑借高研發壁壘和穩定的全球客戶群 ， 耐德佳逐漸被視為“中國光學硬科技”的代表之一 。 他和團隊為聯想、小米、華碩、高通等多家世界500強企業提供光學模組方案 ， 使虛擬影像在極短光路內就能實現高精度成像和低畸變呈現 。 搭載耐德佳光學模組的聯想 ThinkReality A3 更被《TIME》雜志評為“年度百項最佳發明” 。
北京理工大學博導、耐德佳CEO程德文
就在團隊為下一代 AR/VR 光學方案進行優化時 ， 程德文發現了另一件無法忽視的事情：被技術武裝的虛擬“眼睛”越來越強大 ， 而真實的人眼卻越來越脆弱 。
“我們去高中宣講 ， 一個教室里 ， 很難找到一個孩子不戴眼鏡 。 ”程德文意識到 ， 這是一場嚴峻的公共健康危機——根據國家衛健委 2022 年發布的《中國兒童青少年近視防控白皮書》 ， 全國兒童青少年的近視率已高達 53.6% 。 近視低齡化趨勢日益嚴重 ， 正逐漸演變為影響一代人健康的社會問題 。
那一刻 ， 他的注意力從虛擬影像轉向了真實世界 。 這對他來說 ， 與其說是“轉行” ， 不如說是一種回歸——回到科技的原點 ， 回歸科學家最初的使命感 。 程德文很清楚 ， 自己真正想做的不只是挑戰技術極限 ， 更希望科學能夠創造更廣泛的社會價值 。 他說：“光學造成的問題 ， 應該用光學的方法去解決 。 ”
這一刻成為程德文科研生涯的轉折點 。 他帶領耐德佳走出了 AR/VR 光學的實驗室 ， 跳脫出產品技術模組的局限 ， 開啟了一場新的探索 。

追求光學的極限在光學領域 ， 幾乎沒有另一項技術能像自由曲面（Freeform Surface）那樣兼具復雜性與價值 。 傳統光學系統常見的球面或非球面元件具有旋轉對稱結構 ， 而自由曲面則沒有固定的幾何對稱性 。 它允許設計師在任意方向上調整曲率 ， 讓光線以非對稱路徑折射或反射 ， 卻依然能夠精準聚焦 。
打破對稱賦予了光學系統前所未有的自由度 ， 可以在極小的空間內實現遠距顯示、廣角成像和極低畸變 ， 因此被視為現代光學設計中最具挑戰性的頂級技術之一 。
【中國光學的下一個故事，從孩子的書桌上開始】程德文正是中國最早攻克這項技術的學者之一 。
從本科到博士 ， 程德文一路攀登著光學技術的高峰 。 早在本科階段 ， 他就在北京理工大學開始研究自由曲面 。 碩士期間 ， 他師從光學工程專家王涌天教授 ， 專攻自由曲面光學系統的設計優化、仿真及頭戴顯示技術 。 隨后 ， 他赴美國亞利桑那大學攻讀博士學位 ， 繼續深耕自由曲面光學顯示領域 。
2011年 ， 他回到母校北京理工大學任教 。 一個想法在他腦中越來越清晰：中國在光學技術上不僅缺乏科研 ， 更缺乏成果轉化 。 他說：“好的研究成果不應局限于學術領域 。 我希望科研成果能切實推動社會發展 ， 產生社會經濟效益 ， 而這些效益反過來又能持續推進技術進步 。 ”
對程德文而言 ， 技術領先固然重要 ， 但誰能使用同樣重要 。 光學不該只屬于科學家 ， 更不該局限在實驗室 。 基于這樣的信念 ， 他在2015年創立了耐德佳 。 僅用短短幾年時間 ， 耐德佳便成長為國內光學模組領域的頭部企業 。
在自由曲面光學技術領域 ， 耐德佳已全面布局自由曲面、Birdbath、光波導等關鍵技術 ， 與高通、聯想、小米等行業巨頭建立了緊密合作 ， 并獲得多家知名投資機構的青睞 。 耐德佳掌握了從光學設計、模具制造到檢測裝調的全鏈路能力 。 這意味著中國在 AR 顯示光學領域首次擁有了可與豪雅、蔡司、愛普生等國際巨頭相抗衡的底層技術 。
耐德佳實驗室

當技術回望“人” ， 科學開始有溫度經過二十多年的積累 ， 程德文團隊已在光學領域確立了頭部地位——擁有300余項光學技術專利（其中美國專利10余項） ， 參與制定了三項頭戴顯示國家標準 ， 并承擔著多個國家重點項目的科技成果轉化任務 。
在多年的科研與合作過程中 ， 他發現中國在顯示光學上的突破主要服務于工業和虛擬現實 ， 而與大眾生活直接相關的“視覺健康”領域反而缺乏經過科學驗證的技術方案 。 “大量低視、弱視、近視人群迫切需要更好的視力解決方案 。 ”他說 。
家長為孩子選燈、配鏡、做訓練 ， 但一直不能回答：為什么孩子會近視？光學上能不能預防？
于是 ， 在行業仍追逐“更輕、更亮、更沉浸”的 AR/VR 敘事時 ， 程德文將研究方向從虛擬顯示轉向真實護眼 ， 從工業設計轉向視覺科學 ， 從挑戰技術極限轉向關注人的感受與健康 。
這一轉向在外界看來頗為冒險 。 直到今天 ， AR/VR 依然是資本競相追逐的熱門賽道 ， 而護眼設備對資本而言依舊相對冷門 ， 對消費者來說也需要付出高昂的教育成本 ， 稱不上一個成熟的市場 。
但程德文的邏輯很簡單：“一方面 ， 要利用光學技術推動產業發展 ， 將產業發展瓶頸轉換成科學問題進行研究；另一方面 ， 光學技術要通過成果轉化普惠人們的工作和生活 ， 讓技術產生價值 ， 回饋社會 。 ”
在決定進入視覺健康這一陌生領域之前 ， 他也看到了其中的混亂現狀 。
從按摩儀、眼貼 ， 到各種訓練儀乃至聲稱“治愈近視”的設備 ， 近視防控市場充斥著大量短期功效的產品 。 它們大多只是提供心理安慰或營銷噱頭 。
在他看來 ， 要真正解決用眼健康問題 ， 尤其是近視 ， 必須從光的傳播規律入手 。 近視的本質在于長期近距離用眼——眼睛長時間聚焦在近處 ， 睫狀肌持續過度緊張 ， 調節得不到放松 ， 眼軸被動拉長 ， 最終發生結構性改變 。
“當問題的根源在光學層面 ， 任何脫離光學的方案都不可能真正起作用 。 ”正是出于這樣的洞見 ， 耐德佳推出了 DOT 讀寫臺 Pro 和 DOT 讀寫臺 Max 。
程德文的思考源自他最熟悉的領域 。 在 AR 顯示時代 ， 他們追求的是讓影像“更近” ， 即在幾厘米的距離內模擬真實遠景 ， 以實現沉浸式體驗 。 而在近視防控中 ， 他們做的是相反的事情——讓眼睛“看得更遠” ， 將光學帶回人眼生理舒適的狀態 。
于是 ， 團隊開始設計一種全新的系統：通過特殊的光學結構 ， 將20～33厘米處的畫面投射到3～8米之外 ， 讓孩子在桌前學習時也能獲得類似戶外遠眺的視覺體驗 。
這個原理后來被稱為“遠像” 。 它并非簡單的放大鏡反射 ， 而是融合了自由曲面、分光、折射和反射等多種光學設計方法 ， 簡單來說就是“化近為遠” 。 “可以把它理解成一種反向的放大鏡 ， ”他舉例說 ， “放大鏡能把遠處的光聚成一點 ， 而遠像技術則反過來 ， 把眼前二三十厘米的書本‘投’到3～8米外 ， 讓眼睛獲得望遠的放松狀態 。 ”
起初 ， 他們的靈感來自 AR/VR 頭顯 。 耐德佳具備完整的產業化能力 ， 因此最早嘗試的護眼設備也是頭戴式結構 。 然而經過數輪測試 ， 團隊發現問題很現實——樣機重量超過100克 ， 孩子根本戴不?。 桓丶氖?， 佩戴這種設備本身會改變用戶的行為方式 ， 對未戴眼鏡的孩子并不友好 。
于是 ， 他們將目光轉向了桌面設備 。 2017年 ， 團隊著手開發桌面方案——將原本封裝在頭顯中的光學系統“平面化” ， 把光機模組和照明系統集成進一臺讀寫臺中 。
真正的難點在于“清晰”和“舒適” 。 用一塊凸透鏡匯聚光線很容易 ， 但要讓幾張A4紙大小的畫面投射到遠處依然保持低畸變、高亮度且無閃爍 ， 就必須運用自由曲面和分光技術 ， 對系統進行極高精度的設計與調校 。
制造環節的復雜程度同樣超出想象：每臺設備要經歷上百道工序、10納米級的精密加工、數十次裝調檢測 ， 最后還需人工目視檢驗 。 正如程德文笑言：“有家長看完生產線才明白 ， 這東西可不是把兩面鏡子一拼那么簡單 。 ”
與此同時 ， 團隊還設計了符合兒童書寫姿勢的人體工學角度 ， 讓孩子使用時頸椎保持自然舒展 ， 避免趴在桌上的姿勢對頸椎造成額外負擔 。
這一創新首次讓“護眼”從行為提醒變成了技術解決方案 。 遠像護眼技術推出后 ， 還一舉斬獲了2024日內瓦國際發明獎 。
產品問世后 ， 耐德佳隨即與溫州醫科大學展開臨床研究 。 結果證明：遠像技術能夠減緩兒童近距離用眼后出現的短暫性視力近視化（屈光度向近視方向偏移）和眼軸延長 ， 從而降低近距離用眼對近視發生與進展的潛在影響 。
與此同時 ， 外部環境也在發生變化 。
國家衛健委、教育部等多部門近年來密集發布兒童青少年近視防控行動計劃 ， 從照明標準、戶外活動時長到電子產品使用 ， 都制定了規范化指導 。 政策信號十分明確：視覺健康正成為公共健康的重要組成部分 。
在政策推動、社會認知提升和科技進步的共同作用下 ， 一個新的行業拐點正在形成 。

科技 ， 進一步普惠十年來 ， 耐德佳一直在追求光學參數的極限——更短的光路、更低的畸變、更高的光效 。 如今 ， 他們開始追問另一個問題：當技術足夠強大 ， 它能不能照亮更多的人？
這正是耐德佳推出 DOT 讀寫臺 Pro 和 Max 的初衷所在 。 2025年 ， 全新一代 DOT 讀寫臺 Pro 和 Max 相繼推出 ， 標志著耐德佳在遠像護眼領域的布局進入了成熟階段 。
DOT 讀寫臺 Pro 延續了遠像光學 3～8 米的精準望遠成像特性 ， 并升級配備通過 TüV 認證的健康光源 ， 實現無頻閃、無藍光危害 。 其光學系統經過進一步優化 ， DOT 圖案實現 360° 低對比度全覆蓋 ， 并配合可調節支架設計 ， 為用戶提供“夠遠、夠亮、夠清晰”的護眼體驗 。
DOT 讀寫臺 Max 則主打更大的視野 ， 適用于更寬廣的訓練和學習環境 。
耐德佳DOT讀寫臺Pro
在硬件設計上 ， 團隊秉持嚴謹匠心 ， 自主研發了一系列核心解決方案——DOT 讀寫臺 Max 搭載的超大視野遠像光機 ， 為用戶呈現無干擾的高清純凈畫面；創新研發的“一板三用” 防窺板 ， 集防偷窺、視野凈化與均勻照明三大核心功能于一體 ， 實現功能集成化突破 。 畢竟 ， 一臺護眼設備不能僅僅是一件光學儀器 ， 它更需要融入孩子的日常 ， 成為他們愿意長期使用的物件 ， 才能真正發揮護眼價值 。
這一次 ， 耐德佳不再只是幕后技術提供者 ， 而是以自主品牌的身份進入家庭消費市場 。 產品定價也從上萬元降至約 4000 元 ， 團隊還計劃在未來 3 年通過技術迭代和規模化生產進一步降低成本 ， 實現更大范圍的普及 。
與此同時 ， 他們也在國際市場邁出了新步伐 。 耐德佳以“NEDLX”品牌進軍海外 ， 并與多家國際知名企業展開了專利合作 。 這意味著中國光學正從產業鏈底層供應商向全球標準制定者邁進 。
行業能否良性發展 ， 取決于標準能否建立起來 。
標準化恰恰是程德文最重視的部分 。 2023年 ， 耐德佳牽頭制定了中國首個《桌面視遠式電子顯示設備技術規范》 ， 對光源安全、光路設計、虛像距離誤差等核心指標作出規定 ， 首次將“護眼”從模糊概念變成了可量化的光學標準 。
對行業而言 ， 這意味著科學監管體系的建立；對耐德佳而言 ， 這是從技術領先邁向行業引領的里程碑 。 “任何一個新行業 ， 最怕的不是競爭 ， 而是劣幣驅逐良幣 。 ”程德文說 ， “標準能保護消費者 ， 也能保護真正做技術的人 。 ”
隨著標準落地 ， 耐德佳的品牌定位也完成了升級——公司既是光學模組制造商 ， 也是視覺健康品牌 ， 從 To B 工程項目供應商成長為 To C 智能硬件公司 。
但這仍只是起點 。

追光之旅 ， 不停過去一年里 ， 以 Ray-Ban Meta 為代表的 AI 眼鏡成為消費電子領域的現象級產品 。 AI 的崛起正在重新定義光學系統的角色 ， 并加速相關技術的應用落地 。
程德文認為 ， 未來十年 ， 光學將與 AI 深度融合 ， 重新定義智能硬件的交互方式 。 “光學會成為 AI 硬件的重要入口 。 ”他預測 ， “未來三到五年內 ， 帶顯示功能的 AI 眼鏡會普及 ， 而光學顯示仍是其中的核心 。 ”
在他眼中 ， 遠像護眼技術只是光學普惠的第一步 。 隨著 AI 視覺、空間計算和人機協同的演進 ， 人類與光的關系也將被重新定義 。
從自由曲面到遠像 ， 從 AR/VR 光學到兒童護眼 ， 從技術突破到社會普惠 ， 程德文和耐德佳走的正是一條中國科學家在新工業時代的“追光之路” 。

    推薦閱讀