VR眼镜Pancake规划中的光学膜
据 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%
这其中使用了多种光学膜材，一套膜材， 2 片约莫 2 英寸显示屏那么大， 4cmX3cm ，市面价值可能在 20-100 元左右，那么固然单平方的价值很贵， 1500 万套的话，目前差不多 100 亿左右的市场，当然此刻是初始阶段，随着更多利用场景的开发，也许未来像手机一样遍及呢？
VR 产业的日益发展，其一些新兴的技术也慢慢出现，我们会听到一些新的名词，好比 Pancake ，这到底是一个什么样的技术呢？今天我们来相识一下 。
首先，使用那些光学技术，无非就是将眼睛前面的显示屏放大，并且清澈可见 。那么就使用放大镜，比力成熟的技术如下：
非球面透镜
菲涅尔透镜
工作道理是如果一个透镜的折射能量仅仅产生在光学表表（如：透镜表表），拿掉尽可能多的光学资料，而保留表表的弯曲度 ；蛘吣芄唤颇妇档拿扛霭疾鄱寄芄豢醋鲆桓龆懒⒌挠淄妇，把光线调整成平行光或聚光 。这种透镜还可能解除部门球形像差 。
以上是两种传统的成熟工艺，但是 VR 业界也都看好发展中的 pancake 技术路线，英文原意是幼薄饼，用在这里，翻译为折叠光路 。这类工艺中，就会用到好多光学膜行业的产品，蕴含圆偏光片，线偏光片， 1/4 相位延时片，半透半反的分束镜，反射型偏光片等等 。若是不是光学专业的伴侣，弄懂这些但是很不容易的 。
先学一些基础知识，把握这些，你能力够看懂一点光路，当然也只是入门遍及的知识 。
光的偏振
光的波粒二象性，初中的物理知识，光既拥有粒子性，也拥有颠簸性 。
由于光是一种电磁波，也是一类横波 。从偏振性的角度来说，光能够分为天然光、部吩飓振光和偏振光（蕴含线偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光） 。
天然光是大量的分歧振动方向的彼此无关的无优势振动方向取向的线偏振光的集中 . 天然光相对于传布方向呈轴对称性 . 通常光源发的光都是天然光，如阳光、烛光、钠灯光等 。
部吩飓振光是相对于传布方向就不呈轴对称性而是有一个优越的振动方向 . 天然光经过反射或折射通常造成部吩飓振光，天然光经过散射通常也会造成部吩飓振光 。
偏振光则不显得那样杂乱无章 。线偏振光在观察功夫内，光矢量的大幼随功夫扭转，但振动方向始终不变；圆偏振光的光矢量的大幼不变，但方向却随功夫扭转，沿（逆）着传布方向看矢量端点的轨迹是圆周，对于左旋圆偏光取正，而对于右旋圆偏光取负 。椭圆偏振光的路理和圆偏振光类似，光矢量的大幼和方向都随功夫扭转，矢量端点的轨迹是椭圆 。
回到凯时尊龙人生就是博熟悉的显示行业，偏光片是接触最多的光学薄膜产品，利用了碘系或染料系作为二向性介质使 PVA 膜产生极性化偏光 。光线垂直于偏光片吸光轴方向的通过，平行于光轴的被吸收 。
偏光片常见的结构如下，是一个多层光学膜结构，其中最重要的是 PVA 层，由于 PVA 怕水汽等问题，两面有 TAC 膜； PVA 膜，目前高端一点的产品，也有使用 COP 膜代替 TAC 膜 。再由于必要贴合在液晶玻璃面上，必要涂布一层丙烯酸类的压敏胶，这也是 OCA 光学通明胶的原型，光电类产品，必要预防在出产中划伤等问题，在最名义必要贴合一层；つ，这层膜实现组装后会被撕掉，不随产品一路 。
目前这个偏光片产业，险些所有膜类原料都在日本厂商，好比 PVA 膜是 Kuraray 的， TAC 膜和光学赔偿膜是 Fujikura 和 Konica 的，；つな Fujimori 和 Nitto 的，离型膜是 Misubishi 和 Toray 的 ？醋藕艿ヒ坏哪，国内的技术水平还是有很大差距，光学 PET 也没有，干净度也达不到，精密涂布设备也没有，国内的几家涉足这个领域的，如世华洁美等，根基上都是要使用更上游的日本设备和原料 。而国内的上市公司，胜波三利谱等，也是拿日本的膜材，进行拉伸和贴合，占有的主题技术不多，而那些号称加工偏光片的模切厂，锦富冠石等，固然不是单所有一下，但是技术含量也不高 。所以高端的光学膜材，依然有好多被“卡脖子”的处所，中国业界伴侣仍需致力 。
QWP ， 1/4 相位延长片 , Quarter Wave Plate
相迸宗传统的 LCD 显示屏， OLED 屏用的是圆偏振片，由于 OLED 用的线路是金属的，如铝，银等，其表表反射光线 。若是在显示屏使用环境亮度高的情况下，显示对比度降低且线路可见 。圆偏振片就是在 LCD 用线偏振片上加了一层 1/4 相位延长片 。如下图 Circular polarizer 圆偏光片就是 1/4 相位延长片和 Linear Polarize 线偏光片的组合 。
这个 1/4 相位延长片在 OLED 显示上会用，在 VR 显示光路上也会单独拿出来再被使用 。如下图示：入射天然光 Incident light 通过偏光片后造成线偏振，再通过 QWP1/4 波片后 , 造成右旋圆偏振光 , 在 OLED 面反射后 , 造成左旋圆偏振光 , 第二次过 QWP 后 , 相位延长了 1/2, 相当于偏振方向扭转了 90 度 , 而无法穿透偏光片 , 所以人眼就不容易看见 OLED 上的线路反射出来的印记了 。而 OLED 屏上出来的光，不受大的影响 。
波片，也称相位延长器，它能够使偏振光的两个相互垂直的线偏振光之间产生相位延长，从而扭转光的偏振态，而光强不会扭转 。入射光必须是偏振光，若是是天然光透过还是天然光 。
目前这一类产品，市场上只有日本的 Zeon 瑞翁一家能够提供，国内涵钻研阶段 。 COP 聚烯烃膜，成膜的工艺设备也是分歧于传统的 MDTD 横向纵向的拉伸，而是依照肯定角度的拉伸，使用的 COP 粒子，根基上也只有日本的 Zeon ，三井，住友等公司能提供 。
反射型偏光片， RP ， R efl ective Polarizer
由于光的偏振性，有时辰用 S 光和 P 光来暗示分歧的偏振方向， S 和 P 别离是两个德语单词的首字母，即 Senkrecht 和 Parallel ，所以 S 暗示垂直偏振光， P 暗示 平行偏振光 。 VR 领域用的 RP 也是利用了光的偏振性 。
只管在 VR 领域， 3M 不把这个拳头产品叫做 HARP ，多层聚合物偏振片，但是它的工作道理还是类似于他们现有的成熟产品 DBEF 。
好多显示领域的伴侣，都听过 DBEF 双层增亮膜，用在背光里，能够大幅增长显示屏的亮度，节俭电量等成效 。
DBEF 性质上也是一个偏光片，当背光源的光， P 偏振光和 S 偏振光，不用 DBEF 的化，直接通过液晶 cell ，那么会有 50% 的亮度损失，由于 S 偏振光不能透过液晶的下偏光片；而 DBEF 使 P 光透过，但是反射 S 光，让 S 光反射回背光后，再次造成 P 和 S 光入射过来，持续来回反复，尽可能的将原来不能透的 S 光造成 P 光，增长了光的利用率 。
BS ， Beam Splitter ，分光镜，半透半反镜
3M 有类似的产品，而业界也有索性在棱镜表表蚀刻光栅的规划来尝试代替这个膜 。
以 3M 公司出产的 PBS 膜来看，不及 0.1mm 厚度的膜内的微观结构，拥有如下的机能 。对分歧偏振方向的光线，透过率有巨大的差距 。
最后，我们有了前面的储蓄知识后，来看 Pancake 的光路图 ：
1， 由于显示屏通常使用 OLED 屏，屏上使用了圆偏光片，当然若是 LCD 屏，就能够再加一层 QWP ，所以发出右旋偏振光，经过 BS 膜，光的强度损失 50% ，但是偏振态不变；
2， 通过 QWP ，右旋圆偏振光造成了 P 线偏振光；
3，P 光在 RP 膜面上反射，不能通过；
4，P 光再次过 QWP ，变回右旋偏振光；
5， 右偏振光在 BS 膜被反射回，且两次相位的变动，造成左旋圆偏振光；
6， 第三次通过 QWP ，左旋偏振光造成 S 线偏振光；
7，S 线偏振光能够通过 RP 膜，进入人眼 。
在现实设计中，可能在人面前再加一面凸透镜，这样屡次反射折射放大以来，就有很好的显示成效 。