北京镜头设计-湖北墨光科技-手机光学镜头设计

菲涅耳透镜一直受到一些高1端VR厂商如HTC，Oculus等的青睐，其高1端VR头显均采用菲涅耳透镜。然而菲涅耳透镜的建模一直是光学设计的难点，尤其是复杂的锯齿结构，菲涅耳透镜的采用是区分高1端、低端VR厂商的重要分水岭，其技术也一直掌握在一些占据先机的大厂商手里，这些大厂商也不惜巨力，不断改进完善菲涅耳透镜方案。因为传统的光学设计软件无法很好的建模，也导致其他小型厂商无法望其项背，只能在中低端徘徊。HTC的VIVE○R 及Oculus的Rift○R VR头显均采用了菲涅耳透镜方案。

菲涅耳透镜设计优点：

1.透镜可以做的更薄，质量更轻，因此穿戴体感更舒服

2.大批量成本、价格相对便宜

3.透过率更高，因此亮度高，并且节能

4.可以解决传统透镜画面成像不均匀、边角变暗、模糊等现象

5.视场角FOV可以做的更高，手机光学镜头设计，沉浸感更强

菲涅耳透镜设计难点：

1.存在杂散光（原理性）

2. 设计及评价困难

3.杂散光的存在使得像质评价（光斑点）较为困难，光学手机镜头设计，并且优化几乎无法进行。

4.还必须考虑公差特性，来综合评定加工难度。

5.平面基底菲涅尔透镜设计相对容易，但像差矫正极为困难。目前国外一些主流VR大厂，将弧面（球面）基底菲涅耳透镜作为将来的研发重点。

6.现有的几乎所有光学软件，都没有针对性的模块，使得菲涅耳透镜从建模构型到优化等较为困难

现有方法的一些局限性（用于评定面型及斜率公差）

A.对非球面系数直接进行公差分析

不可取！非球面系数与这两项没有直接的相关性，不符合加工实际！

B: 外部拟合数据，然后导入离散点阵

比如外部通过Matlab○R生成离散点阵，然后导入到光学软件中。费时，费力，只能评估不规则度，斜率公差很难直接评估，系统比较复杂时，计算速度很慢，速度难以接受。

C: Zernike多项式形式

相比较于前两种方法要好，但只能评估圆域，北京镜头设计，只能评估不规则度，斜率公差难于评估。目前只支持球面，圆锥曲面，偶次非球面。

但是不支持扩展多项式面型（Extended Polynomial），该面型AR/MR，HMD/HUD经常用！