要理解虛擬實境頭顯透鏡的工作原理，首先要搞懂眼睛是如何看到事物的。
眼睛瞳孔後有晶狀體，也就是眼珠子。眼睛的背面有感官器，可以將入射光轉換成有用的可視的信息。
晶狀體將光折射到感官器。晶狀體彎曲率取決於眼睛與物體的間距。如果物體距離近，晶狀體就需要大幅彎曲，呈現清晰的圖像。如果物體距離較遠，晶狀體只需稍微彎曲就可以。
這就是為什麼當你在電腦前長時間工作時，應該每間隔一小時就需要朝遠方看看。這有效防止視覺疲勞，放鬆晶狀體。
隨著年紀增長，晶狀體失去彈性，折射光的能力就會變差。這就是為什麼青少年能看清7cm近的物體，而老年人卻做不到。
所以，想要看清距離我們眼睛3-7cm的頭顯內的事物，事實上是不容易的。這就是虛擬實境透鏡的作用，它可以折射光，方便人眼看清事物。HTC Vive內置菲涅爾透鏡；Oculus Rift CV1內置混合菲涅爾透鏡，使得透鏡更薄，折射光的方式更便於人眼看清事物。
醫學鏡片便是基於這樣的工作原理糾正散光、近視、遠視等問題的。鏡片修正入射光，使眼睛可讀取信息。
理解菲涅爾透鏡
如果眼睛注視著遠方，那注視點是無限遠的。也就意味著光線是平行的，晶狀體處於休息狀態。
如果物體像這隻小蒼蠅靠近你的眼睛，你要一直看著它，那晶狀體就會彎曲，光線平行狀態就會打破。想要一直看著這隻蒼蠅的話，所有從蒼蠅身上發出的單一的光，都需要聚焦在眼睛的一點上。
如果蒼蠅靠近太近的話，晶狀體彈性不夠，無法彎曲，眼睛就失去了焦點。
這就是為什麼頭顯需要特製的透鏡，以便能修正晶狀體的光源的角度，重新被人眼讀取。
因為光束是從不同角度射到晶狀體上的，所以會感覺眼睛與事物的距離較遠，而事實上距離並沒有那麼遠。
為了頭顯透鏡能更薄更輕，部分頭顯使用了菲涅爾透鏡。這款透鏡與普通透鏡的曲率一致，但其一面刻錄了大小不一的螺紋。
但使用菲涅爾透鏡意味著你需要做出一定的犧牲。你可以製作出多螺紋透鏡，從而能看到更清晰的圖像。但是光線無法聚焦在一點上，曲率也總是不正確的。
另外，你也可以使用螺紋較少的菲涅爾透鏡，有助於光束集中和提高對比度，但圖像的清晰度就會受損。
這就是虛擬實境頭顯透鏡的基本工作原理。
來源：Yivian
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