虛擬現實(Virtual Reality, VR)，是指采用計算機技術為核心的現代高科技手段生成一種虛擬環境，用戶借助VR頭顯等設備，與虛擬世界中的物體進行自然的交互，通過視覺、聽覺和觸覺等獲得與真實世界相同的感受。
VR頭戴顯示設備最重要的配置之一是兩個透鏡模組，透鏡能修正晶狀體的光源角度，人眼重新讀取后，能達到增大視角、放大畫面、增強立體感的作用，從而讓人感覺身臨其境。
目前VR設備主要采用菲涅爾透鏡以及Pancake短焦光學方案，兩種方式各有優劣，下面詳細看一下：
菲涅爾透鏡形成原理
菲涅爾透鏡是普通凸透鏡連續的曲面被截為一段一段曲率不變的不連續曲面，從正面看像一圈圈的螺紋。
優點：成像更加清晰，可獲得更大視場角，基本大于100°，量產難度低，成本低；
缺點：搭載菲涅爾透鏡的設備體積更大，且容易產生畸變，增多螺紋可以看到更清晰的圖像但是會影響曲率和光線聚焦，減少的螺紋則會影響清晰度，易出現雜散光、眩光。
目前推出VR設備大多數都采用了菲涅爾透鏡，視場角較大，但同時也較重。采用菲涅爾透鏡的品牌有PICO、HTC、Meta Quest、大朋VR、NOLO VR、小米、創維等。
Pancake方案采用多鏡片折疊光路設計，可以細分為兩片式和多片式折返方案，基于Pancake技術方案的VR眼鏡，圖像源進入半反半透功能的鏡片之后，光線在鏡片、相位延遲片以及反射式偏振片之間多次折返，最終從反射式偏振片射出。通過此種光學方案，能極大的縮小產品體積。
優點：圖像性能出色，畸變小；通過折疊光路，能大幅度縮小產品的體積，實現產品減重，同時提升VR頭顯的佩戴舒適度；支持屈光度調節。
缺點：FOV較小，大多數為70-80°；光損高，每折疊一層損失50%，所以對屏幕亮度要求較高，同時需要通過鍍膜等其他工藝減少光損，加工難度較高。
我們通過部分VR設備來對比下菲涅爾透鏡和Pancake短焦光學方案：
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品牌
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產品
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鏡頭模組類型
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視場角（FOV）
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重量
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PICO
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G2
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菲涅爾鏡片
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101°
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278g
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大朋VR
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P1 Ultra 4K
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菲涅爾鏡片
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100°
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410g
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NOLO
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Sonic
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菲涅爾鏡片
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101°
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502g
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小米
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Oculus合作款VR一體機
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菲涅爾鏡片
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103°
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425g
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| 創維 |
V901
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菲涅爾鏡片
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105°
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392g
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華為
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VR Glass
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短焦光學模組
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90°
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166g
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3Glasses
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X1
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短焦光學模組
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88.6°
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150g
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arpara
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5K VR
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短焦光學模組
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95°
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200g
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通過上表可以看出，采用菲涅爾透鏡方案的設備基本視場角都能達到100°以上，而Pancake短焦光學方案的FOV相對較小，但重量上明顯較輕。
華為 VR Glass機身厚度僅約26.6mm，含線控約166g重，FOV 90°，支持700°以內的單眼近視獨立調節。
3Glasses X1顯部分的重量在150g以內，厚度約為23.5mm，視場角88.6°，并且支持0-600度屈光調節。
arpara 5K VR重量200g，體積僅為普通VR頭顯的一半，-100-500°屈光度調節。
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除了以上兩種成像解決方案，EM3去年公布了代號為ETHER的超薄VR眼鏡原型機，整機厚度僅6.8mm，重量不到35g，是迄今為止全球最輕薄的VR近眼顯示方案，但該產品還處于非常早期的實驗性階段，僅支持低分辨率的單色顯示，離真正的產品化還有相當長的距離。未來VR頭顯變成VR眼鏡是必然趨勢，更輕薄，同時能獲得更清晰的畫面以及更大視場角，提升消費者佩戴體驗和沉浸感是打開消費市場的必由之路。
原文始發于微信公眾號（艾邦VR產業資訊）：減重，Pancake短焦方案成VR頭顯鏡頭趨勢，華為也在用
