VR 광학계에 사용되는 Pancake Lens: 원리와 적용

1. Pancake Lens란 무엇인가?

Pancake Lens는 VR(가상 현실) 헤드셋에 사용되는 초박형 광학 렌즈로, 기존의 볼록 렌즈 대신 사용됩니다. 이 렌즈는 **편광(polarization)**과 **반사(reflection)**의 원리를 활용해 광로를 효과적으로 접어, 장치의 두께를 대폭 줄이는 것이 특징입니다.

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2. Pancake Lens의 원리

Pancake 렌즈는 편광 필터와 반사 코팅을 이용하여 빛의 경로를 반복적으로 반사시킵니다. 이 과정을 통해 렌즈의 전체 길이를 줄이면서도 높은 화질을 유지할 수 있습니다.

작동 원리:

1. 광원이 방출한 빛이 렌즈를 통과.
2. 편광 필터에 의해 빛이 선형 편광됨.
3. 편광된 빛이 반사 표면에 닿아 경로가 꺾임.
4. 빛이 다시 렌즈를 통과하면서 초점이 맞춰짐.

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3. 왜 Pancake Lens를 사용할까?

VR 헤드셋은 더 가볍고 얇은 디자인을 요구합니다. Pancake Lens는 기존의 프레넬 렌즈(Fresnel Lens) 대비 더 얇고 가볍게 만들 수 있어 최신 VR 장비에서 선호됩니다.

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4. Pancake Lens의 장점과 단점

장점단점

1. 얇고 가벼운 디자인	1. 높은 제조 비용
2. 이미지 왜곡 및 색수차 감소	2. 광효율 감소(빛 손실)
3. 더 넓은 시야각(FOV) 제공	3. 더 높은 전력 소비
4. 화질 향상 및 눈 피로 감소	4. 복잡한 설계로 유지보수 어려움

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5. Pancake Lens의 실제 적용 사례

1. Meta Quest Pro
2. Pico 4
3. Apple Vision Pro

7. 결론

Pancake 렌즈는 VR 헤드셋의 경량화와 고화질 구현을 가능하게 하는 핵심 기술로 자리잡고 있습니다. 향후 AR(증강 현실) 및 MR(혼합 현실) 장비에도 폭넓게 적용될 것으로 기대됩니다.

 

아래 link를 참조하면 더 자세한 정보를 볼 수 있습니다.

https://kguttag.com/2023/06/26/apple-vision-pro-part-4-hypervision-pancake-optics-analysis/

Apple Vision Pro (Part 4) – Hypervision Pancake Optics Analysis