菲涅爾透鏡原理及應用 菲涅爾透鏡原對VR頭顯的重要性

菲涅爾透鏡(Frensnellens),又名螺紋透鏡，多由聚烯烴材料注壓而成，也有以玻璃微材料制作。與普通透鏡不同的是，菲涅爾透鏡的一面為光面，另一面刻錄了不同大小的同心圓，其紋理是根據光的干涉即擾射以及相對靈敏度和接收角度設計。菲涅耳透鏡實際是普通凸透鏡連續的曲面被截為一段一段曲率不變的不連續曲面，每個凹槽都與相鄰凹槽之間角度不同，但都將光線集中一處，形成中心焦點，也就是透鏡的焦點，因此每個凹槽都可以看做一個獨立的小透鏡，把光線調整成平行光或聚光。由于菲涅爾透鏡除去了玻璃中直線傳播的部分，而保留了發生折射的曲面，因此可以節省大量的材料，達到相同的聚光效果。其最大的特點是焦距短(普遍可以達到100度以上視場角)，重量與體積小。目前菲涅爾透鏡在國內外技術都已經非常成熟，供貨穩定，是當前VR頭顯中使用的主流光學器件。

雖然菲涅爾透鏡在普通透鏡上做出了改進，大大縮短了角度，但其仍然是基于傳統光學原理通過透鏡成像，即便透鏡本身可以做到很薄，但是由于光學特性導致在透鏡和顯示模組之間必須有保留一個用于確保對焦的空間，因此VR頭顯的體積仍然很大，而短焦方案可以很好的解決這一問題。