VR光學方案,有非球面鏡片、菲涅爾透鏡、Pancake,目前業界公認的趨勢是Pancake,新出的VR產品越來越多采用Pancake方案,如最近發布的arpara AIO VR一體機、YVR2和創維的PANCAKE 1即將發布的Pico 4、蘋果MR、Meta的Cambria等。其原因很直接:Pancake可以極大地壓縮VR眼鏡的體積,鏡片厚度也明顯降低。如下圖,相比菲涅爾光機系統,Pancake可以縮減一半的厚度,這可以極大地提升用戶的佩戴舒適度。
圖源:YVR
因此本文針對Pancake進行一下探討,希望大家能有所收獲。Pancake中文含義為折疊光路,其壓縮體積的原因即通過光路折疊使得在更小的模組厚度下,實現同等的光路總長即同樣的放大效果。其具體結構和光路如下圖所示:
6,經過1/4波片,形成p向偏振光,此光可以通過反射偏光片,經過透鏡2到達人眼。
根據上述原理說明,Pancake光學對光的損失是比較大的,對于LCD,其自帶偏光片,因此其極限光效是25%,對于Micro OLED,其極限光效為12.5%。但Micro OLED亮度要超過LCD兩倍,同時由于PPI、響應速度、色域等優勢,高端VR的主流選擇是Pancake + Micro OLED方案。
Pancake最大的好處是體積小,其原因如上文所述。另一個好處是可以進行屈光度調節,這對廣大的近視患者是極其友好的。此外Pancake光學通過透鏡組合,可以提高透鏡邊緣成像質量,降低圖像畸變,提高成像對比度、清晰度、細膩度。
除了光損較大之外,Pancake還存在偽影和FOV小的問題。偽影是因為光路會出現雙折射從而容易形成偽影,需要通過增加透鏡數量、優化光路、優化材料等方式降低雙折射現象來改善。FOV小是因為壓縮了TTL(Total Track Length),同時一般搭配Micro OLED其屏幕尺寸一般較小(<1.4in),導致成像尺寸即FOV受限。
本文簡單介紹了Pancake相關知識,Pancake相關研究越來越熱,技術越來越成熟,相信我們將享受到體驗感更佳的VR產品,先期待一下蘋果的作業。
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