进入2022下半年，消费电子迎来新品季，技术进步推动新一代VR产品陆续面世。值得关注的是，这些产品普遍采用Pancake技术路线。与此同时，随着消费者对VR的轻薄度、成像质量、佩戴体验提出更高要求，Pancake方案在未来将得到更广泛的应用，已成为各家厂商的主要布局方向。
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得益于公司在VR/AR及核心光学领域的深厚积累与探索，欧菲光成功研发新一代VR Pancake光机模组。该产品采用折叠光路3P镜片设计，使用曲面贴膜技术，具备短镜头总长、近视调节、屈光调节FOV无变化、低色散、高PPD（像素密度）等优势，能大幅降低VR头戴设备的重量和体积，带给用户更出色的视觉效果。
作为连接显示屏和人眼的重要桥梁，光学模组直接影响到最终的显示效果与使用体验，是VR设备结构中最为关键的组件之一。与传统非球面透镜、菲涅尔透镜相比，欧菲光VR Pancake光机模组在轻薄化、成像质量、可调节屈光度等方面实现一系列重大突破。
传统VR 镜头采用非球面镜片或菲涅尔镜片，光学系统后焦长，导致镜头总高>25mm。欧菲光采用折叠光路设计，短后焦设计带来更短的镜头总长（20mm），使VR更加轻薄化。
模组利用适度环调整，能实现50度~500度近视调节，近视患者无需配戴眼镜即可清楚对焦。
使用欧菲光VR Pancake 3P镜片设计，使得不同屈光度(0.5D~5D)对应的FOV差异小于0.2 degree，不同度数使用者看到的画面大小一致，无需因视角变化而进行后处理画面调整，减少系统演算耗能。
传统3P Pancake，色散大至100~200um。欧菲光VR Pancake镜片设计采用3P结构，并使用低色散材料，使Lateral color 缩小至9.9um (<1 pixel)，无需经过后处理色彩校正，减少整机CPU耗能。
▲色散效果对比图
模组使用单眼2K屏，并搭配欧菲光VR Pancake 3P镜片设计，可使得PPD提高至25，整体影像更加细腻，解析度上升。
▲PPD（像素密度）效果对比图
按照光路设计原理，Pancake的折叠光路需依赖偏振光特性达成, 因此偏振膜材是光路设计的重要原材，而膜材需贴附于镜片表面。碍于工艺技术限制，目前市面产品多以镜片平面设计贴附膜材为主，导致光路设计自由度降低并且牺牲模组的光学性能。相比之下，曲面贴膜可以获得更大的FOV和更优的成像质量，但工艺难度较大。
欧菲光自主开发新型贴膜设备，拥有多种贴膜方式，可适用不同镜片曲率，实现偏振膜与镜片曲面均匀贴合，是国内少数掌握曲面贴膜技术并可实现量产的光学企业。
该设备适用直径＜60mm曲面镜片，贴付位置精度≤0.1mm，角度精度≤0.6°。采用高精度相机和电机，实现自动识别、对位和贴合，制程品质稳定，良率高。
Pancake光路精度高敏感，对位要求严苛，在进行屏幕、透镜等组装时需严格按照既定光路设计完成，否则细微角度差异就会对最终成像效果产生很大影响，因此高精度AA设备在Pancake组装过程中起到关键作用。
欧菲光自主开发VR单目AA设备，采用仿人眼视觉系统设计，搭配高精度AA六轴平台，拥有AA核心算法，并使用高精度AOI，具备异形画胶及自动胶线检测功能，能实现自动抓取、AA、画胶、检测、固化等动作。
此外，为达到高标准测试规范，建立近眼显示(Near-Eye Display)测量评价体系，欧菲光自研VR光机单目性能检测设备及算法，实现点、线、斑、畸变、FOV、透过率、MTF、SFR、Flare、Ghost等性能测试。同时，欧菲光还自主开发VR双目标定&校正设备及算法，该设备具有六自由度运动能力，模拟人眼眼球转动、人眼观察虚像效果，能有效提高左右光机合像效果，充分减少用户体验眩晕感。
随着元宇宙概念的爆火及相关技术的发展，VR/AR市场规模不断扩大。IDC统计数据显示，2021年全球VR/AR终端出货量达到1123万台，同比增长92.1%，其中VR头显设备出货量达到1095万台；预计2022年全球VR头显设备出货1573万台，同比增长43.6%。
头部先行布局玩家有望率先享受市场增长带来的行业红利。深耕光学赛道20年的欧菲光，早在2015年就对VR/AR领域进行前瞻布局，并于今年4月宣布整合元宇宙事业部，负责VR/AR领域的光学镜头、影像模组、光机模组和整机组装制造等业务。目前，欧菲光已有多个VR/AR项目处于定点开发中，并有部分项目成功实现转量产，客户与合作伙伴涵盖国内外知名厂商。
在VR Pancake光机领域，欧菲光开发Pancake VR光机平贴、曲贴两套方案，并根据合作伙伴的需求提供ODM/JDM/OEM服务。
欧菲光将深耕VR光机领域的研发与生产，不断根据市场需求进行迭代升级，争取在光机技术方面踩中每一代VR技术的跃迁点。同时，在整机制造上也多方预研，提前布局新一代产品的功能要点，在每一代整机升级迭代之前实现功能的落地及量产，以适应VR科技日新月异的变化。
原文始发于微信公众号（欧菲光）：3P曲贴屈光调节，欧菲光成功研发新一代VR Pancake光机模组
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