中國(guó)光學(xué)的下一個(gè)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(fā)明，還有愿意讓技術(shù)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(xué)家。上世紀(jì)八十年代，他發(fā)明了世界上第一臺(tái)無塵袋吸塵器。戴森沒有讓這項(xiàng)技術(shù)停留在工業(yè)領(lǐng)域，而是將其帶入了普通家庭生活。那些曾經(jīng)埋藏在實(shí)驗(yàn)室里的流體力學(xué)方程，被他轉(zhuǎn)化成了家家戶戶可感知的體驗(yàn)——更安靜的氣流、更穩(wěn)定的風(fēng)壓、更潔凈的空間。

“當(dāng)代畢昇”王選也有這樣的故事。上世紀(jì)八十年代，當(dāng)時(shí)中國(guó)尚無成熟的計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)，王選帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)發(fā)明了漢字激光照排系統(tǒng)，讓印刷業(yè)進(jìn)入數(shù)字化時(shí)代，也使信息傳播第一次擺脫了鉛與火的束縛。

他們都體現(xiàn)了一種科學(xué)精神：在攀登技術(shù)高峰的同時(shí)，不忘惠及普通人。

這種精神，正是程德文所認(rèn)同的。

程德文一直站在光學(xué)技術(shù)前沿。他是北京理工大學(xué)與美國(guó)亞利桑那大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)的博士、博士生導(dǎo)師、國(guó)家級(jí)領(lǐng)軍人才，也是中國(guó)最早系統(tǒng)研究自由曲面光學(xué)系統(tǒng)的專家之一。二十多年來，他一直專注于AR/VR光學(xué)顯示領(lǐng)域——一門與未來圖像和空間感知直接相關(guān)的學(xué)科。

2015年，程德文創(chuàng)立了耐德佳，一家以光學(xué)設(shè)計(jì)為核心的技術(shù)企業(yè)。憑借高研發(fā)壁壘和穩(wěn)定的全球客戶群，耐德佳逐漸被視為“中國(guó)光學(xué)硬科技”的代表之一。他和團(tuán)隊(duì)為聯(lián)想、小米、華碩、高通等多家世界500強(qiáng)企業(yè)提供光學(xué)模組方案，使虛擬影像在極短光路內(nèi)就能實(shí)現(xiàn)高精度成像和低畸變呈現(xiàn)。搭載耐德佳光學(xué)模組的聯(lián)想 ThinkReality A3 更被《TIME》雜志評(píng)為“年度百項(xiàng)最佳發(fā)明”。

北京理工大學(xué)博導(dǎo)、耐德佳CEO程德文

就在團(tuán)隊(duì)為下一代 AR/VR 光學(xué)方案進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，程德文發(fā)現(xiàn)了另一件無法忽視的事情：被技術(shù)武裝的虛擬“眼睛”越來越強(qiáng)大，而真實(shí)的人眼卻越來越脆弱。

“我們?nèi)ジ咧行v，一個(gè)教室里，很難找到一個(gè)孩子不戴眼鏡。”程德文意識(shí)到，這是一場(chǎng)嚴(yán)峻的公共健康危機(jī)——根據(jù)國(guó)家衛(wèi)健委 2022 年發(fā)布的《中國(guó)兒童青少年近視防控白皮書》，全國(guó)兒童青少年的近視率已高達(dá) 53.6%。近視低齡化趨勢(shì)日益嚴(yán)重，正逐漸演變?yōu)橛绊懸淮私】档纳鐣?huì)問題。

那一刻，他的注意力從虛擬影像轉(zhuǎn)向了真實(shí)世界。這對(duì)他來說，與其說是“轉(zhuǎn)行”，不如說是一種回歸——回到科技的原點(diǎn)，回歸科學(xué)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(zhàn)技術(shù)極限，更希望科學(xué)能夠創(chuàng)造更廣泛的社會(huì)價(jià)值。他說：“光學(xué)造成的問題，應(yīng)該用光學(xué)的方法去解決。”

這一刻成為程德文科研生涯的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。他帶領(lǐng)耐德佳走出了 AR/VR 光學(xué)的實(shí)驗(yàn)室，跳脫出產(chǎn)品技術(shù)模組的局限，開啟了一場(chǎng)新的探索。

追求光學(xué)的極限

在光學(xué)領(lǐng)域，幾乎沒有另一項(xiàng)技術(shù)能像自由曲面（Freeform Surface）那樣兼具復(fù)雜性與價(jià)值。傳統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)常見的球面或非球面元件具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱結(jié)構(gòu)，而自由曲面則沒有固定的幾何對(duì)稱性。它允許設(shè)計(jì)師在任意方向上調(diào)整曲率，讓光線以非對(duì)稱路徑折射或反射，卻依然能夠精準(zhǔn)聚焦。

打破對(duì)稱賦予了光學(xué)系統(tǒng)前所未有的自由度，可以在極小的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距顯示、廣角成像和極低畸變，因此被視為現(xiàn)代光學(xué)設(shè)計(jì)中最具挑戰(zhàn)性的頂級(jí)技術(shù)之一。

程德文正是中國(guó)最早攻克這項(xiàng)技術(shù)的學(xué)者之一。

從本科到博士，程德文一路攀登著光學(xué)技術(shù)的高峰。早在本科階段，他就在北京理工大學(xué)開始研究自由曲面。碩士期間，他師從光學(xué)工程專家王涌天教授，專攻自由曲面光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化、仿真及頭戴顯示技術(shù)。隨后，他赴美國(guó)亞利桑那大學(xué)攻讀博士學(xué)位，繼續(xù)深耕自由曲面光學(xué)顯示領(lǐng)域。

2011年，他回到母校北京理工大學(xué)任教。一個(gè)想法在他腦中越來越清晰：中國(guó)在光學(xué)技術(shù)上不僅缺乏科研，更缺乏成果轉(zhuǎn)化。他說：“好的研究成果不應(yīng)局限于學(xué)術(shù)領(lǐng)域。我希望科研成果能切實(shí)推動(dòng)社會(huì)發(fā)展，產(chǎn)生社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，而這些效益反過來又能持續(xù)推進(jìn)技術(shù)進(jìn)步。”

對(duì)程德文而言，技術(shù)領(lǐng)先固然重要，但誰(shuí)能使用同樣重要。光學(xué)不該只屬于科學(xué)家，更不該局限在實(shí)驗(yàn)室。基于這樣的信念，他在2015年創(chuàng)立了耐德佳。僅用短短幾年時(shí)間，耐德佳便成長(zhǎng)為國(guó)內(nèi)光學(xué)模組領(lǐng)域的頭部企業(yè)。

在自由曲面光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，耐德佳已全面布局自由曲面、Birdbath、光波導(dǎo)等關(guān)鍵技術(shù)，與高通、聯(lián)想、小米等行業(yè)巨頭建立了緊密合作，并獲得多家知名投資機(jī)構(gòu)的青睞。耐德佳掌握了從光學(xué)設(shè)計(jì)、模具制造到檢測(cè)裝調(diào)的全鏈路能力。這意味著中國(guó)在 AR 顯示光學(xué)領(lǐng)域首次擁有了可與豪雅、蔡司、愛普生等國(guó)際巨頭相抗衡的底層技術(shù)。

耐德佳實(shí)驗(yàn)室

當(dāng)技術(shù)回望“人”，科學(xué)開始有溫度

經(jīng)過二十多年的積累，程德文團(tuán)隊(duì)已在光學(xué)領(lǐng)域確立了頭部地位——擁有300余項(xiàng)光學(xué)技術(shù)專利（其中美國(guó)專利10余項(xiàng)），參與制定了三項(xiàng)頭戴顯示國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并承擔(dān)著多個(gè)國(guó)家重點(diǎn)項(xiàng)目的科技成果轉(zhuǎn)化任務(wù)。

在多年的科研與合作過程中，他發(fā)現(xiàn)中國(guó)在顯示光學(xué)上的突破主要服務(wù)于工業(yè)和虛擬現(xiàn)實(shí)，而與大眾生活直接相關(guān)的“視覺健康”領(lǐng)域反而缺乏經(jīng)過科學(xué)驗(yàn)證的技術(shù)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(zhǎng)為孩子選燈、配鏡、做訓(xùn)練，但一直不能回答：為什么孩子會(huì)近視？光學(xué)上能不能預(yù)防？

于是，在行業(yè)仍追逐“更輕、更亮、更沉浸”的 AR/VR 敘事時(shí)，程德文將研究方向從虛擬顯示轉(zhuǎn)向真實(shí)護(hù)眼，從工業(yè)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向視覺科學(xué)，從挑戰(zhàn)技術(shù)極限轉(zhuǎn)向關(guān)注人的感受與健康。

這一轉(zhuǎn)向在外界看來頗為冒險(xiǎn)。直到今天，AR/VR 依然是資本競(jìng)相追逐的熱門賽道，而護(hù)眼設(shè)備對(duì)資本而言依舊相對(duì)冷門，對(duì)消費(fèi)者來說也需要付出高昂的教育成本，稱不上一個(gè)成熟的市場(chǎng)。

但程德文的邏輯很簡(jiǎn)單：“一方面，要利用光學(xué)技術(shù)推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，將產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸轉(zhuǎn)換成科學(xué)問題進(jìn)行研究；另一方面，光學(xué)技術(shù)要通過成果轉(zhuǎn)化普惠人們的工作和生活，讓技術(shù)產(chǎn)生價(jià)值，回饋社會(huì)。”

在決定進(jìn)入視覺健康這一陌生領(lǐng)域之前，他也看到了其中的混亂現(xiàn)狀。

從按摩儀、眼貼，到各種訓(xùn)練儀乃至聲稱“治愈近視”的設(shè)備，近視防控市場(chǎng)充斥著大量短期功效的產(chǎn)品。它們大多只是提供心理安慰或營(yíng)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(guī)律入手。近視的本質(zhì)在于長(zhǎng)期近距離用眼——眼睛長(zhǎng)時(shí)間聚焦在近處，睫狀肌持續(xù)過度緊張，調(diào)節(jié)得不到放松，眼軸被動(dòng)拉長(zhǎng)，最終發(fā)生結(jié)構(gòu)性改變。

“當(dāng)問題的根源在光學(xué)層面，任何脫離光學(xué)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(tái) Pro 和 DOT 讀寫臺(tái) Max。

程德文的思考源自他最熟悉的領(lǐng)域。在 AR 顯示時(shí)代，他們追求的是讓影像“更近”，即在幾厘米的距離內(nèi)模擬真實(shí)遠(yuǎn)景，以實(shí)現(xiàn)沉浸式體驗(yàn)。而在近視防控中，他們做的是相反的事情——讓眼睛“看得更遠(yuǎn)”，將光學(xué)帶回人眼生理舒適的狀態(tài)。

于是，團(tuán)隊(duì)開始設(shè)計(jì)一種全新的系統(tǒng)：通過特殊的光學(xué)結(jié)構(gòu)，將20～33厘米處的畫面投射到3～8米之外，讓孩子在桌前學(xué)習(xí)時(shí)也能獲得類似戶外遠(yuǎn)眺的視覺體驗(yàn)。

這個(gè)原理后來被稱為“遠(yuǎn)像”。它并非簡(jiǎn)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(xué)設(shè)計(jì)方法，簡(jiǎn)單來說就是“化近為遠(yuǎn)”。“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(yuǎn)處的光聚成一點(diǎn)，而遠(yuǎn)像技術(shù)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(yuǎn)的放松狀態(tài)。”

起初，他們的靈感來自 AR/VR 頭顯。耐德佳具備完整的產(chǎn)業(yè)化能力，因此最早嘗試的護(hù)眼設(shè)備也是頭戴式結(jié)構(gòu)。然而經(jīng)過數(shù)輪測(cè)試，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)問題很現(xiàn)實(shí)——樣機(jī)重量超過100克，孩子根本戴不住；更關(guān)鍵的是，佩戴這種設(shè)備本身會(huì)改變用戶的行為方式，對(duì)未戴眼鏡的孩子并不友好。

于是，他們將目光轉(zhuǎn)向了桌面設(shè)備。2017年，團(tuán)隊(duì)著手開發(fā)桌面方案——將原本封裝在頭顯中的光學(xué)系統(tǒng)“平面化”，把光機(jī)模組和照明系統(tǒng)集成進(jìn)一臺(tái)讀寫臺(tái)中。

真正的難點(diǎn)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(yuǎn)處依然保持低畸變、高亮度且無閃爍，就必須運(yùn)用自由曲面和分光技術(shù)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行極高精度的設(shè)計(jì)與調(diào)校。

制造環(huán)節(jié)的復(fù)雜程度同樣超出想象：每臺(tái)設(shè)備要經(jīng)歷上百道工序、10納米級(jí)的精密加工、數(shù)十次裝調(diào)檢測(cè)，最后還需人工目視檢驗(yàn)。正如程德文笑言：“有家長(zhǎng)看完生產(chǎn)線才明白，這東西可不是把兩面鏡子一拼那么簡(jiǎn)單。”

與此同時(shí)，團(tuán)隊(duì)還設(shè)計(jì)了符合兒童書寫姿勢(shì)的人體工學(xué)角度，讓孩子使用時(shí)頸椎保持自然舒展，避免趴在桌上的姿勢(shì)對(duì)頸椎造成額外負(fù)擔(dān)。

這一創(chuàng)新首次讓“護(hù)眼”從行為提醒變成了技術(shù)解決方案。遠(yuǎn)像護(hù)眼技術(shù)推出后，還一舉斬獲了2024日內(nèi)瓦國(guó)際發(fā)明獎(jiǎng)。

產(chǎn)品問世后，耐德佳隨即與溫州醫(yī)科大學(xué)展開臨床研究。結(jié)果證明：遠(yuǎn)像技術(shù)能夠減緩兒童近距離用眼后出現(xiàn)的短暫性視力近視化（屈光度向近視方向偏移）和眼軸延長(zhǎng)，從而降低近距離用眼對(duì)近視發(fā)生與進(jìn)展的潛在影響。

與此同時(shí)，外部環(huán)境也在發(fā)生變化。

國(guó)家衛(wèi)健委、教育部等多部門近年來密集發(fā)布兒童青少年近視防控行動(dòng)計(jì)劃，從照明標(biāo)準(zhǔn)、戶外活動(dòng)時(shí)長(zhǎng)到電子產(chǎn)品使用，都制定了規(guī)范化指導(dǎo)。政策信號(hào)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(dòng)、社會(huì)認(rèn)知提升和科技進(jìn)步的共同作用下，一個(gè)新的行業(yè)拐點(diǎn)正在形成。

科技，進(jìn)一步普惠

十年來，耐德佳一直在追求光學(xué)參數(shù)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(gè)問題：當(dāng)技術(shù)足夠強(qiáng)大，它能不能照亮更多的人？

這正是耐德佳推出 DOT 讀寫臺(tái) Pro 和 Max 的初衷所在。2025年，全新一代 DOT 讀寫臺(tái) Pro 和 Max 相繼推出，標(biāo)志著耐德佳在遠(yuǎn)像護(hù)眼領(lǐng)域的布局進(jìn)入了成熟階段。

DOT 讀寫臺(tái) Pro 延續(xù)了遠(yuǎn)像光學(xué) 3～8 米的精準(zhǔn)望遠(yuǎn)成像特性，并升級(jí)配備通過 TüV 認(rèn)證的健康光源，實(shí)現(xiàn)無頻閃、無藍(lán)光危害。其光學(xué)系統(tǒng)經(jīng)過進(jìn)一步優(yōu)化，DOT 圖案實(shí)現(xiàn) 360° 低對(duì)比度全覆蓋，并配合可調(diào)節(jié)支架設(shè)計(jì)，為用戶提供“夠遠(yuǎn)、夠亮、夠清晰”的護(hù)眼體驗(yàn)。

DOT 讀寫臺(tái) Max 則主打更大的視野，適用于更寬廣的訓(xùn)練和學(xué)習(xí)環(huán)境。

耐德佳DOT讀寫臺(tái)Pro

在硬件設(shè)計(jì)上，團(tuán)隊(duì)秉持嚴(yán)謹(jǐn)匠心，自主研發(fā)了一系列核心解決方案——DOT 讀寫臺(tái) Max 搭載的超大視野遠(yuǎn)像光機(jī)，為用戶呈現(xiàn)無干擾的高清純凈畫面；創(chuàng)新研發(fā)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(shí)現(xiàn)功能集成化突破。畢竟，一臺(tái)護(hù)眼設(shè)備不能僅僅是一件光學(xué)儀器，它更需要融入孩子的日常，成為他們?cè)敢忾L(zhǎng)期使用的物件，才能真正發(fā)揮護(hù)眼價(jià)值。

這一次，耐德佳不再只是幕后技術(shù)提供者，而是以自主品牌的身份進(jìn)入家庭消費(fèi)市場(chǎng)。產(chǎn)品定價(jià)也從上萬(wàn)元降至約 4000 元，團(tuán)隊(duì)還計(jì)劃在未來 3 年通過技術(shù)迭代和規(guī)模化生產(chǎn)進(jìn)一步降低成本，實(shí)現(xiàn)更大范圍的普及。

與此同時(shí)，他們也在國(guó)際市場(chǎng)邁出了新步伐。耐德佳以“NEDLX”品牌進(jìn)軍海外，并與多家國(guó)際知名企業(yè)展開了專利合作。這意味著中國(guó)光學(xué)正從產(chǎn)業(yè)鏈底層供應(yīng)商向全球標(biāo)準(zhǔn)制定者邁進(jìn)。

行業(yè)能否良性發(fā)展，取決于標(biāo)準(zhǔn)能否建立起來。

標(biāo)準(zhǔn)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(guó)首個(gè)《桌面視遠(yuǎn)式電子顯示設(shè)備技術(shù)規(guī)范》，對(duì)光源安全、光路設(shè)計(jì)、虛像距離誤差等核心指標(biāo)作出規(guī)定，首次將“護(hù)眼”從模糊概念變成了可量化的光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。

對(duì)行業(yè)而言，這意味著科學(xué)監(jiān)管體系的建立；對(duì)耐德佳而言，這是從技術(shù)領(lǐng)先邁向行業(yè)引領(lǐng)的里程碑。“任何一個(gè)新行業(yè)，最怕的不是競(jìng)爭(zhēng)，而是劣幣驅(qū)逐良幣。”程德文說，“標(biāo)準(zhǔn)能保護(hù)消費(fèi)者，也能保護(hù)真正做技術(shù)的人。”

隨著標(biāo)準(zhǔn)落地，耐德佳的品牌定位也完成了升級(jí)——公司既是光學(xué)模組制造商，也是視覺健康品牌，從 To B 工程項(xiàng)目供應(yīng)商成長(zhǎng)為 To C 智能硬件公司。

但這仍只是起點(diǎn)。

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(fèi)電子領(lǐng)域的現(xiàn)象級(jí)產(chǎn)品。AI 的崛起正在重新定義光學(xué)系統(tǒng)的角色，并加速相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用落地。

程德文認(rèn)為，未來十年，光學(xué)將與 AI 深度融合，重新定義智能硬件的交互方式。“光學(xué)會(huì)成為 AI 硬件的重要入口。”他預(yù)測(cè)，“未來三到五年內(nèi)，帶顯示功能的 AI 眼鏡會(huì)普及，而光學(xué)顯示仍是其中的核心。”

在他眼中，遠(yuǎn)像護(hù)眼技術(shù)只是光學(xué)普惠的第一步。隨著 AI 視覺、空間計(jì)算和人機(jī)協(xié)同的演進(jìn)，人類與光的關(guān)系也將被重新定義。

從自由曲面到遠(yuǎn)像，從 AR/VR 光學(xué)到兒童護(hù)眼，從技術(shù)突破到社會(huì)普惠，程德文和耐德佳走的正是一條中國(guó)科學(xué)家在新工業(yè)時(shí)代的“追光之路”。