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CPU|VR眼镜厚度6.8mm，重量不足35g，EM3的超轻薄秘密与未来“大计”( 二 )


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从目前已曝光的视频以及官方公布的信息来看 ， Cambria采用的也是Pancake光学 ， 其厚度似乎相比Quest 2缩小一半以上 ， 猜测其重量将超过200g（Quest 2重量为507g） 。
Cambria
HTC Vive也在不久前发布其最新的短焦VR产品——Vive Flow ， 相对于Vive之前的所有VR产品都要更轻薄 ， 厚度和重量都降低了三分之二 。
Vive Flow
几乎所有VR硬件企业都在解决VR头显轻薄化的问题 ， 而为了在这么多巨头都在重金投入的赛道上 ， EM3这家初创公司为何能脱颖而出 ， 实现巨头都没有做到的事？
轻薄秘诀：利用全息技术控制每一条入眼光线的相位

据VR陀螺了解 ， 目前VR头显的光学主要分为三种 ， 采用菲涅尔透镜的“大个头”形态、多层透镜折射式光学以及折叠光路Pancake方案 ， 三种形态各有优劣 ， 并且体积从大到小 ， 即便是最薄的Pancake方案厚度也有25mm左右 ， 再往下降极其困难 。
图源：VR陀螺
Ether这款VR头显为何能如此轻薄？据袁野透露 ， 实现这样轻薄效果的光学方案 ， 并非“瘦身良器”短焦 ， 更非菲涅尔透镜 ， 而是其自研的“NEO－M 超薄透镜” 。

眼睛与屏幕之间需要一定距离才能实现对焦 。 所以通常来说VR头显通过一组凸透镜实现成像 ， 需要保持屏幕与人眼50mm以上的间隔才能看清屏幕 ， 菲涅尔透镜方案的VR头显大多如此 。
而基于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 ， 比如华为VR Glass通过3次折叠从而让眼镜体积大幅缩小 。 虽然折叠光路能缩小体积 ， 但由于每折叠一次都会50％亮度 ， 因此需要高亮度屏幕（需达到2000尼特） ， 但屏幕亮度高又会带来相应的功耗和发热 ， 因此仍然有许多亟待解决的问题 。

图源：VR陀螺
Ether厚度仅6．8mm ， 屏幕几乎就在眼前 。 正常来说是几乎不可能看清屏幕 ， 就如手机屏幕直接贴在眼前 ， 眼睛完全无法聚焦 。

EM3用一组实验图片展示了NEO－M的成像效果 ， 实验用一部手机屏幕作为图像来源 ， 另一部手机的摄像头模拟人眼 ， 当镜头距离手机200mm时 ， 可以清晰地看到屏幕上的内容；而当镜头距离屏幕15mm时 ， 屏幕一片模糊 ， 镜头完全无法聚焦；而当镜头与屏幕之间加上一层EM3研发的超薄透镜后 ， 即便在极限微焦距离也能够清晰成像 。
图源：EM3
这款“超薄透镜”所利用的光学原理与传统透镜甚至是短焦的光学方案并不相同 ， 它利用亚波长体结构堆叠、让光产生衍射从而改变方向 ， 可以将其简化理解为“衍射透镜” 。

据袁野介绍 ， “传统透镜利用折射来汇聚光线 ， 当屏幕离眼睛太近时 ， 屏幕边缘的光线超出了透镜折射能力 ， 无法准确地进入人眼 ， 从而导致图像模糊 ， 并造成视野损失 。 而衍射技术能让光路进行大幅度的改变 ， 即使是距离很近 ， 也可以清晰成像 ， 并保证足够大的FOV 。 “
这一套原理听起来不难理解 ， 但实现难度非同一般 。
“我们要对每一条光线的路径进行控制 ， 通过设计体衍射器件去对其光路进行调节 。 对于色散、衍射透镜的离轴畸变等理论设计问题、以及电子束加工工艺等重要问题 ， 无论是仿真计算还是生产工艺的优化 ， 都需要调动巨大的研发资源 。 我们在很久之前就开始了相关研究 ， 历经多种技术方案 。 但是图像级产品的要求是极其苛刻的 ， 最终公司基于在车载显示方面的长期技术积累基础上、形成新方案 ， 并在今年年初实现了技术突破 。 “我们也希望在不远的未来 ， 配合高亮度micro LED面板 ， 该技术在AR显示方面应用落地 。

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