镜头 贴膜,vr镜头( 二 )


从图中来看,Pancake光学方案实现折叠光路的关键,在于利用偏振分光膜和分束器对不同偏振光的“选择性透射”原理,实现光路的折叠与压缩 。
【镜头 贴膜,vr镜头】听起来似乎并不复杂,回溯时间线也会发现,最早从2016年开始,就已经有Pancake光学方案的技术布局了 。
为什么直到2022年,这项技术才逐渐成为行业的新趋势?
事实上 , 要想做好Pancake方案并不容易 。从技术和生产两方面来看,主要难点就至少有四个:
其一,容易产生寄生反射(Parasitic reflectio,透明物体底部表面产生的不必要的反射) 。多余的光线在透镜中反复折返,可能会产生鬼影或眩光,进而降低图像质量 。

镜头 贴膜,vr镜头

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其二,光损高导致亮度低 。由于光线每次经过半透半反膜,会损失50%的光强 , 因此Pancake理论最高光学效率在25% , 这样对显示器和工艺精度的要求更高 。
镜头 贴膜,vr镜头

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其三 , 视场角(FOV)较小 。Pancake方案随着镜片增多,理论上能实现的视场角更加有限,这也与设备轻薄相悖 。
其四,成本高、良率提升难 。据中信证券调研,光学膜是Pancake方案的核心成本项目,合计占比在70%左右,其中尤以反射式偏振膜成本占比最高 。
为了解决这些研发难题,目前有几种不同的Pancake折叠光路设计的技术实现,包括单片(1p)、两片(2p)和多片式 。
虽然核心都是基于偏振光的原理、用上面4种组件打出“组合拳” , 但这几种方案的优缺点并不一样 。
目前,最主流的Pancake方案是双片式 。在清晰度较高、厚度较薄的情况下,也能将成本控制在一个较低的范围内 。
但作为VR赛道中的实力玩家,PICO 4这次交出的Pancake技术答卷却有点与众不同 。
不止是“非主流”Pancake光学技术这种不同,首先体现在Pancake光学方案的路线选择上 。
与大多数采用双片式方案的设备不同,PICO 4这次选择了单片式Pancake光学方案,基于单个镜片 贴膜的方式实现折叠光路 。
如下图,灰色的膜代表偏振片,粉色的膜代表四分之一波片,橙色的膜代表反射偏振片,分别贴在单个镜片和屏幕上:
镜头 贴膜,vr镜头

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其中 , 屏幕上贴着的偏振片和四分之一波片分别用于将入射光转变成线偏振光和圆偏振光;
镜片上贴着的四分之一波片、反射偏振片和偏振片,则分别用于产生不同的偏振光、透射或反射不同的偏振光、过滤杂光确保线偏振光出射等 。
相比双片式和多片式等方案 , 单片式更容易在重影、光损和视场角等Pancake光学方案的“天然瓶颈”中取得突破 。
然而与之相对,面对双片和多片式在清晰度和总厚度方面取得的优势,单片式Pancake光学方案也必须想办法做出改变 。
从整体方案来看,PICO 4采用了“扬长”“补短”两种方式,去进一步扩大单片式Pancake光学方案带来的优势,并想办法改善了厚度等问题 。
一方面是扬长 , 尽可能将单片式Pancake光学方案的自身优势发挥出来,包括更大的视场角(105°)、更高的MTF值等 。
镜头 贴膜,vr镜头

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△PICO 4(左)比PICO Neo3(右)视场角更大
MTF(模量传递函数),用于评估镜头明锐度的数值,能反映光学镜头的解析力 。与分辨率不同 , 明锐度反映的是图像的亮暗细节、微小色彩变化和鲜明反差度等 。