Pancake方案以偏振光原理為基礎，采用反射偏光片配合1/4相位延時片和分束鏡實現(xiàn)光線的多次折返，受到眾多科技公司的青睞，逐漸成為VR光學方案的發(fā)展方向。
Pancake光學方案是基于反射偏振的折疊光路，方案設計以偏振光原理為基礎，利用反射偏光片對于不同偏振光選擇性反射和投射的特性，配合1/4相位延時片調整偏振光形態(tài)，實現(xiàn)光線在半透半反鏡和反射偏光片之間的來回反射，并最終從反射偏光片透射出去。
讓自然光變?yōu)榫哂心撤N規(guī)則地變化光波的偏振光的化合物薄膜。其中線偏振光是指只沿一個固定方向震動的光，圓偏正光是指偏振面相對于傳播方向隨時間以圓頻率W旋轉的光。
把入射光分離成反射光和透射光兩部分。在Pancake方案中，分束鏡主要用來做二次反射光線使用。分束鏡可以用部分反射膜替代。
通常由塑料薄膜制成，透光性高，在正確的方向時，線偏振光以45度通過則變成圓偏正光，相位延遲1/4波長；圓偏正光通過則變成線偏振光。
選擇性反射偏振光的一種偏光膜。Pancake方案利用了反射偏振膜的選擇性反射和投射偏正光的特點，實現(xiàn)了光第一次到達反射偏振膜時被反射，第二次到達反射偏振膜時投射入眼。
- 采用Pancake方案的公司與產(chǎn)品 -
? 創(chuàng)維S6 Pro，2021
? PANCAKE1，2022
? Arpara 5K VR頭顯，2021
? Arpara AIO 5K VR，2021
? Gaming Kit，2022
Pancake方案具備模組輕薄化、可調節(jié)屈光度等優(yōu)點，大幅提升了用戶的體驗感和舒適度；同時，光線多次折返中 “鬼影”和高光損的問題不可避免，需要從材料和配套顯示方案上幫助優(yōu)化成像。
關鍵分析：Pancake光學方案通過折疊光路的設計有效壓縮了屏幕與透鏡的距離，進一步縮小了光學模組總長度，模組厚度相對傳統(tǒng)菲涅爾方案減少了一半，頭顯重量減輕50%以上，從佩戴上提升了VR產(chǎn)品使用的舒適度，是未來VR設備向消費市場滲透的進程中滿足消費者高要求不可缺少的新技術。
2、組合透鏡中鏡片可移動，
實現(xiàn)從內部調節(jié)屈光度并減弱VAC影響
關鍵分析：Pancake方案一般為多組透鏡的組合，可以通過移動其中一組鏡片調整整個光學模組的折射率，從而滿足調焦需求，解決了近視用戶佩戴的不便。相比移動屏幕來調整屈光度的外調焦方式，內調屈光度可以縮短模組總長，減少頭顯體積。
這種可變焦顯示還能通過基于眼部細微特征變化校訂模組焦距，模擬人眼自然成像，是VAC（視覺輻輳調節(jié)沖突）的有效解決方案。
關鍵分析：在光學成像系統(tǒng)中，由雜散光（透鏡界面多次反射、透鏡缺陷散射、物理結構散射等因素造成）在畫面中的某個位置形成的“像”被稱為“鬼影”(ghost)，會直接導致圖像質量的降低。Pancake方案因為光線多次折返，鬼影問題相比常規(guī)非球面/菲涅爾方案更為嚴重，可以通過改善透鏡材料、形狀等方式優(yōu)化。
2、Pancake方案光效較低，
對屏幕亮度要求更高
關鍵分析：受光學原理限制，光線每次經(jīng)過半透半反/分束鏡時光效損失50%。以單片式Pancake 簡易模組為例，光效折損已到25%，考慮光線傳播中不可避免的其他損失，通常 Pancake 模組光效僅約 20%。因此，Pancake 光學方案通常對屏幕亮度要求更高，需要搭配Micro LED和Micro OLED等新型顯示器。
Pancake模組加工關鍵難點環(huán)節(jié)包括鍍膜/貼膜和組裝調整；高質量膜材和貼膜工藝能夠實現(xiàn)更穩(wěn)定的光的偏振態(tài)傳輸，目前供應商以海外廠商為主，單組透鏡貼膜材料的成本高達近100元。
??反射偏振片和1/4 相位延遲片的準確性與穩(wěn)定性對成像質量構成關鍵影響，膜材質量的對應要求較高。目前單組透鏡貼膜材料的成本高達近100 元，供應商以海外廠商3M、旭化成等為主，國內廠商布局較少。
??平面貼膜技術難度較低，但會犧牲部分光學性能和成像質量。
?曲面貼膜可以帶來更大的 FOV 和更優(yōu)質的成像質量，但是工藝難度較大，容易邊緣褶皺和翹起。
? Pancake光路精度高敏感，進行屏幕、透鏡等組裝時需要嚴格按照既定光路設計完成，細微角度差異將嚴重影響成像效果。
? 高精度 AA 設備在效率和良率提升上起關鍵作用。
Pancake技術未來發(fā)展方向：融合變焦顯示
為優(yōu)化視覺輻輳調節(jié)沖突在VR設備使用過程中造成的眩暈感，未來Pancake產(chǎn)品將結合技術逐漸成熟的變焦顯示技術，進一步提升佩戴舒適度；機械式可變焦技術成熟度高，將被VR廠商大規(guī)模采用。
視覺輻輳調節(jié)沖突（VAC）產(chǎn)生原因
視覺輻輳調節(jié)沖突：物體時，眼睛需要根據(jù)距離來調節(jié)晶狀體厚度并旋轉眼球使視網(wǎng)膜上的物體鏡像清晰。當佩戴虛擬現(xiàn)實頭顯設備，觀眾與屏幕之間的固定距離使得焦距無法改變，輻輳和調焦的位置發(fā)生分離，因此眼睛的視覺會輻輳失調，導致眩暈疲勞，顯著降低用戶的視覺體驗舒適度。
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