虚拟现实(Virtual Reality, VR)，是指采用计算机技术为核心的现代高科技手段生成一种虚拟环境，用户借助VR头显等设备，与虚拟世界中的物体进行自然的交互，通过视觉、听觉和触觉等获得与真实世界相同的感受。
VR头戴显示设备最重要的配置之一是两个透镜模组，透镜能修正晶状体的光源角度，人眼重新读取后，能达到增大视角、放大画面、增强立体感的作用，从而让人感觉身临其境。
目前VR设备主要采用菲涅尔透镜以及Pancake短焦光学方案，两种方式各有优劣，下面详细看一下：
菲涅尔透镜形成原理
菲涅尔透镜是普通凸透镜连续的曲面被截为一段一段曲率不变的不连续曲面，从正面看像一圈圈的螺纹。
优点：成像更加清晰，可获得更大视场角，基本大于100°，量产难度低，成本低；
缺点：搭载菲涅尔透镜的设备体积更大，且容易产生畸变，增多螺纹可以看到更清晰的图像但是会影响曲率和光线聚焦，减少的螺纹则会影响清晰度，易出现杂散光、眩光。
目前推出VR设备大多数都采用了菲涅尔透镜，视场角较大，但同时也较重。采用菲涅尔透镜的品牌有PICO、HTC、Meta Quest、大朋VR、NOLO VR、小米、创维等。
Pancake方案采用多镜片折叠光路设计，可以细分为两片式和多片式折返方案，基于Pancake技术方案的VR眼镜，图像源进入半反半透功能的镜片之后，光线在镜片、相位延迟片以及反射式偏振片之间多次折返，最终从反射式偏振片射出。通过此种光学方案，能极大的缩小产品体积。
优点：图像性能出色，畸变小；通过折叠光路，能大幅度缩小产品的体积，实现产品减重，同时提升VR头显的佩戴舒适度；支持屈光度调节。
缺点：FOV较小，大多数为70-80°；光损高，每折叠一层损失50%，所以对屏幕亮度要求较高，同时需要通过镀膜等其他工艺减少光损，加工难度较高。
我们通过部分VR设备来对比下菲涅尔透镜和Pancake短焦光学方案：
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品牌
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产品
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镜头模组类型
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视场角（FOV）
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重量
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PICO
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G2
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菲涅尔镜片
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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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菲涅尔镜片
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100°
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410g
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NOLO
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Sonic
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菲涅尔镜片
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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一体机
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菲涅尔镜片
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103°
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425g
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| 创维 |
V901
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菲涅尔镜片
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105°
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392g
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华为
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VR Glass
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短焦光学模组
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90°
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166g
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3Glasses
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X1
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短焦光学模组
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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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短焦光学模组
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95°
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200g
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通过上表可以看出，采用菲涅尔透镜方案的设备基本视场角都能达到100°以上，而Pancake短焦光学方案的FOV相对较小，但重量上明显较轻。
华为 VR Glass机身厚度仅约26.6mm，含线控约166g重，FOV 90°，支持700°以内的单眼近视独立调节。
3Glasses X1显部分的重量在150g以内，厚度约为23.5mm，视场角88.6°，并且支持0-600度屈光调节。
arpara 5K VR重量200g，体积仅为普通VR头显的一半，-100-500°屈光度调节。
除了以上两种成像解决方案，EM3去年公布了代号为ETHER的超薄VR眼镜原型机，整机厚度仅6.8mm，重量不到35g，是迄今为止全球最轻薄的VR近眼显示方案，但该产品还处于非常早期的实验性阶段，仅支持低分辨率的单色显示，离真正的产品化还有相当长的距离。未来VR头显变成VR眼镜是必然趋势，更轻薄，同时能获得更清晰的画面以及更大视场角，提升消费者佩戴体验和沉浸感是打开消费市场的必由之路。
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原文始发于微信公众号（艾邦VR产业资讯）：减重，Pancake短焦方案成VR头显镜头趋势，华为也在用
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