VRAR 是消費電子產業下一階段確定性較高的創新方向。2021 年全球 VR 出貨量邁過 1000 萬臺生態繁榮門檻，行業進入“硬件迭代升級—內容生態繁榮—用戶數量/滲透率持續增加”的良性循環上升通道。Wellsenn XR 預計全球 VR 光學市場規模將于 2023 年達到 22 億元，2030 年有望達到 500 億元。

　　VR 光學方案主要經歷了非球面透鏡、菲涅爾透鏡、Pancake 方案三個階段，當前 VR設備光學方案仍以菲涅爾透鏡為主，Pancake 方案開始逐步滲透。Pancake 方案的落地不僅是光學系統自身的重大創新，同時也為 VR 頭顯整機設計預留空間，預計將是未來幾年 VR 頭顯主流的光學方案選擇。

　　本期的智能內參，我們推薦安信證券和德邦證券的報告《VR 設備輕薄化趨勢明確，Pancake 有望成為主流光學方案》《VR 行業專題 1：Pancake 光學落地加速，把握硬件創新機遇》，解析Pancake技術及該技術對VR產業鏈的影響。

　　來源 安信證券 德邦證券

　　原標題：

　　《VR 設備輕薄化趨勢明確，Pancake 有望成為主流光學方案》

　　《VR 行業專題 1：Pancake 光學落地加速，把握硬件創新機遇》

　　作者：馬良 陳海進

　　一、Pancake, VR光學的拯救者 1、Pancake下一階段 VR 光學主要升級方向

　　VR 光學發展大致經過傳統透鏡—菲涅爾透鏡—折疊光路（Pancake）三個階段，體積重量不斷減小。目前菲涅爾透鏡是市場主流方案，Pancake 因為在輕薄化方面的重大突破，有望成為下一階段 VR 光學主要升級方向。

　　傳統透鏡在 VR 應用以非球面透鏡為主，體積/重量較大，應用逐漸減少?；谕雇哥R基本原理，如果想使其焦距變短，滿足近眼成像模組體積縮小的需求，主要有兩種路徑：1）增加透鏡厚度：通過增加透鏡中央與邊緣厚度差，增強透鏡對光線的折射能力；2）多組透鏡疊加：縮短整體透鏡模組焦距。但是，無論采用哪種方式，短焦距與輕薄化的設計訴求在傳統透鏡上必然存在嚴重沖突，這也限制了傳統透鏡在 VR 頭顯上的進一步應用深化。

　　▲非球面透鏡可有效解決球差問題，在早期 vr 頭顯應用較多

　　菲涅爾透鏡本質是扁平版凸透鏡，因體積較小且工藝成熟被目前市場上多數 VR 頭顯采用。光傳播的方向在介質中不會改變（除非是散射光），而是在介質的表面偏離。因此，透鏡中心的大部分材料只會增加系統內的重量和吸收量?；诖嗽?，菲涅爾透鏡在傳統透鏡的基礎上去掉直線傳播的部分，而保留發生折射的曲面，從而達到省下大量材料同時又達到相同的聚光效果。

　　Pancake 方案進一步壓縮了模組厚度，提升了用戶的舒適度和沉浸感。折疊光路 Pancake方案利用半透半反偏振膜的透鏡系統折疊光學路徑，光線在鏡片、相位延遲片以及反射式偏振片之間多次折返，最終從反射式偏振片射出進入人眼。

　　Pancake 光學方案通過讓光路在鏡片間多次折返，實現屏幕與鏡頭之間成像工作距離的變相縮短，整個光學模組長度也隨之顯著縮小，頭顯輕薄化設計實現了里程碑式突破。以創維PANCAKE 1 為例，采用 Pancake 光學模組厚度僅為 17mm，相對傳統菲涅爾透鏡光學模組厚度 39mm，縮小了 50%以上，主機對比傳統 VR 頭顯主機體積減小了四分之三以上，主機重量也僅 189g。

　　根據 Wellsenn XR 預測，2023 年全球 VR 光學市場規模將達到 22 億元，2030 年有望達到500 億元。VR 光學模組是 VR 頭顯的核心元件，其市場規模取決于 VR 設備的出貨量和光學模組價格。目前 Pancake 光學膜組的成本高、良率低、產量低，單個 Pancake 模組價格約為 150-200 元。隨著未來方案的成熟和產量的提升，Pancake 光學模組的成本有望逐漸下降，VR 終端價格下沉進一步激發消費者購買欲，加速 VR 普及。

　　目前 HTC Flow 系列、Pico VR Glasses、3Glasses X 系列、創維 S6 及 Pancake 1、arpara、Huawei、Shiftall 等頭顯設備均已采用 Pancake 方案，Pico 4、Meta Cambria、蘋果 MR 等新品亦蓄勢待發。Pancake 光學方案能極大地提升用戶的沉浸感和舒適感，未來 Pancake方案有望為更多 VR 廠商采用，預計市場規模將持續擴大。

　　2、 Pancake 與菲涅爾透鏡方案實例比較

　　3Glasses X1 VS 3Glasses D3：2019 年 4 月，3Glasses 發布了采用 Pancake 光學方案的 VR 頭顯 3Glasses X1。 在整機設計上，3Glasses X1 VR 裸機重量小于 150g，機身尺寸為 165*62*24mm。相較于 3Glasses在 2017 年發布的采用菲涅爾透鏡的 VR 頭顯 3Glasses D3，3Glasses X1 的厚度縮減了56mm，重量減輕了一半，整體上更加輕薄。

　　在顯示配置上，X1 單眼分辨率為 1200*1200，視場角為 105 度，支持 0~600°的屈光度調節。由此可見，3Glasses X1 擁有比 D3 更大的視場角，且支持屈光度調節，但在采用同款 Fast-LCD 顯示屏的情況下，其分辨率略低于3Glasses D3。

▲3Glasses X1

▲3Glasses D3

　　創維 S6 VS 創維 V901 VS 創維 PANCAKE1：2020 年創維發布了采用 Pancake 光學方案的 VR 分體式眼鏡創維 S6。在整機方面，創維將S6 整機眼鏡重量降至 130g，機身厚度僅 58mm。在顯示方面，S6 單眼分辨率為 1600*1600，視場角為 94°,支持 0~800°的屈光度調節。

　　相較于 2019 年 4 月創維發布的采用菲涅爾透鏡的VR頭顯創維V901,創維S6顯著縮小了機身尺寸及降低了重量，但在采用同款Fast-LCD屏幕的情況下，其單眼分辨率及視場角略低于 V901。2022 年 7 月 25 日，創維發布了超短焦 Pancake 光學方案新品 VR 一體機 PANCAKE 1，PANCAKE 1 鏡片體積僅為傳統菲涅爾鏡片的 1/4，厚度減少 50%以上，相較于前兩款產品有著更高的分辨率。

▲創維 S6

▲創維 V901

　　Pico VR Glasses VS Pico Neo3：2020 年 1 月 Pico 發布了采用 Pancake 光學方案的 Pico VR Glasses，使用雙 2.1 英寸TFT-LCD 顯示屏，單眼分辨率達 1600*1600。此款產品搭配 3DoF 控制器，其視場角為 90度，并支持 0-800 度屈光度調節。作為短焦產品，其機身尺寸為 160*79*26mm，重量僅為119 克。相較于 2021 年 4 月 Pico 發布的采用菲涅爾透鏡的VR 頭顯 Pico Neo3，Pico VRGlasses 支持屈光度調節，且機身尺寸更小、重量更輕，但其分辨率及視場角略低于 PicoNeo3。

▲Pico VR Glass

▲Pico Neo3

　　VR設備光學方案對比情況顯示，采取Pancake光學方案的VR設備普遍具有機身輕薄、支持屈光度調節的優點，但是目前由于技術原因，視場角表現較弱，方案潛力尚未被完全發掘。

　　從上述案例對比來看，相較于菲涅爾透鏡，Pancake 光學方案在縮小機身尺寸、降低 VR 設備重量以及屈光度調節方面有著較大優勢，但在顯示方面仍然與工藝成熟的菲涅爾透鏡有一定差距，受光損高、透鏡直徑被壓縮等因素影響，目前分辨率和視場角表現還未達到理想水平。預計短期內，菲涅爾透鏡仍會被部分 VR 廠商采用，但 Pancake 光學方案的優勢愈發 凸顯，越來越多的 VR 廠商將其應用于新品中，Pancake 方案有望在中長期內實現大規模商用。

　　二、 Pancake 方案落地加速，帶來產業鏈新增機遇

　　VR 光學重要創新，Pancake 推動 VR 行業發展進入新階段。VR 頭顯硬件創新主要體現在光學方案、交互方式、整體設計三方面，Pancake 是光學方案中的重大升級。預計隨著 Pancake 方案的逐步推廣應用，VR 頭顯在重量體積和佩戴舒適性上將迎來較大幅度提升，同時 Pancake 模組體積的減少為頭顯整體設計提供了更多的空間預留，協同推進行業發展進入新的階段。

▲Pancake 為 VR 行業硬件迭代重要一步

　　光學膜卡位 Pancake 方案價值高地，產業鏈核心供應商新增從 0 到 1 彈性機會。

　　Pancake 方案在 VR 領域的應用帶來增量光學膜市場機會，根據測算，假設2026 年全球 VR 頭顯出貨量 3473 萬臺，Pancake 滲透率 80%，單目光學膜成本100 元，對應市場規模約為 56 億元。考慮到目前 Pancake 光學膜達標供應商較少，對于單家企業來說從 0 到 1 彈性增長機會較大。此外，隨著面板產業轉移，我國偏光片市場需求不斷增加，但是供給端高度依賴進口，國產化率提升同樣是本土偏光片企業的發展良機。

▲Pancake 光學膜市場空間測算(億元)

　　Pancake 方案對屏幕亮度要求較高，Mini led/Micro oled 光源配套升級，滲透率 有望加速提升。VR 顯示方案主要在像素密度、響應速度、亮度、功耗、對比度、成本等性能方面不斷優化。Mini led/Micro oled 相比傳統 Fast-Lcd 方案整體性能表現更優，在 Pancake 方案的配套升級需求下，滲透率有望加速提升。

　　短期內 Mini led 方案依據成本優勢落地更快，中長期隨著技術的持續創新發展和終端規模上量，Micro oled 具備成本競爭力的時候，有望憑借高分辨率、高刷新率等全方位優勢快速大面積鋪廣。

　　智東西認為，Pancake方案，可以極大改善目前VR頭顯的“短板”。展望未來，Oculus、Pico、奇遇等頭部廠商的下一代新品、以及蘋果MR都或將搭載Pancake光學模組，產業趨勢已高度確定。