ما هي معلمات المسافة الأساسية التي يجب تحديدها في بصريات نظارات الواقع المعزز؟

اليوم، دعونا نناقش معلمات المسافة الرئيسية داخل الأنظمة البصرية لنظارات الواقع المعزز والمنطق الكامن وراء تعريفاتها.

أولاً، هناك معلمة - بالمعنى الدقيق للكلمة - ليست 'المسافة' في حد ذاتها، ومع ذلك فإن جميع معلمات المسافة الأخرى تقريبًا مرتبطة بها بشكل جوهري: حجم 'صندوق العين'. لقد قمنا سابقًا بتغطية مفهوم صندوق العين وكيف تؤثر أبعاده على أداء العرض.

هنا، نحدد أولاً أبعاد Eyebox بـ 12×10 ملم.

تُعرف معلمة المسافة الرئيسية الأولى باسم 'Eye Relief' (يشار إليها فيما بعد باسم ER). وكما يوحي الاسم، فهو يشير إلى المسافة بين العين البشرية وسطح الدليل الموجي. تمثل هذه المعلمة الموضع المثالي للعين البشرية بالنسبة إلى الدليل الموجي - وهي القيمة التي يجب أخذها في الاعتبار أثناء كل من مرحلة محاكاة تصميم الدليل الموجي وعملية التصميم الصناعي (ID) للنظارات.

بشكل عام، يعتمد حجم EB (شعاع الخروج/التلميذ) الذي نحدده على ER ثابت (إراحة العين). على سبيل المثال، إذا حددنا حجم EB بمقدار 12 × 10 مم بافتراض أن ER يبلغ 14 مم، تنشأ نقطة أساسية: عندما يرتدي المستخدم الجهاز ويتجاوز ER الفعلي الخاص به ER التصميمي، ينخفض ​​حجم EB الفعال - وعلى العكس من ذلك، إذا كانت ER الفعلية أصغر من ER التصميمية، فإن حجم EB الفعال يزداد.

معلمة المسافة المهمة الثانية هي مسافة الحدقة (PD) - المسافة بين مركزي الحدقتين اليمنى واليسرى. وفقًا للبيانات التجريبية في صناعة قياس البصر، يقع معدل PD للغالبية العظمى من السكان ضمن نطاق 58-72 ملم. على غرار المسافة الرأسية (المسافة بين العدسة والعين)، يتم تحديد PD محدد كقيمة 'مثالية' أثناء عملية التصميم؛ نظرًا لأن 64 مم هي نقطة المنتصف للنطاق 58-72 مم، فإنه يتم تحديده عادةً باعتباره PD الافتراضي.

استنادًا إلى تعريف صندوق الخروج (EB) - حيث يتم وضع العين البشرية في المركز - طالما بقي التلاميذ داخل حدود EB، ستكون الصورة بأكملها مرئية. وبالتالي، يتم تعريف نطاق PD المتوافق لشاشة AR مجهر على أنه PD المثالي المصمم ± البعد الأفقي لـ EB.

معلمة المسافة الحرجة الثالثة هي الفصل الأفقي/الرأسي بين مركز صريف الإدخال ومركز تلميذ الخروج (EP). يمكن أيضًا فهم ذلك على أنه طول المسار الذي ينتقل فيه الضوء - المنبعث من المحرك البصري والمقترن بالدليل الموجي عبر شبكة الإدخال - داخل الدليل الموجي.

تؤدي المسافة الأفقية الأكبر بين مركز شبك الإدخال ومركز EP إلى مسار انتشار أطول للضوء داخل الدليل الموجي، مما يزيد من صعوبة الحفاظ على الكفاءة البصرية والتوحيد. ومع ذلك، نظرًا لأن المحرك البصري يتم وضعه عادةً داخل مناطق القطعة النهائية على جانبي الإطار الأمامي - مما يعني أن موقعه مرتبط بالعرض الإجمالي للنظارة - ولأن مركز EB (حدقة الخروج) يتم تحديده من خلال المسافة بين الحدقتين (IPD) وهو ثابت بشكل أساسي، فإن نطاق ضبط هذه المسافة محدود للغاية. في تصميمات النظارات التقليدية، يقع عرض الإطار بشكل عام ضمن نطاق معين؛ وبالتالي، تتراوح هذه المسافة عادةً بين 30 مم و40 مم (على الرغم من أن هذا قد يختلف بالنسبة للتصميمات التي تستخدم تكوينات الدليل الموجي 'واحد إلى اثنين').

هناك عامل آخر وهو المسافة الرأسية بين مركز الاقتران ومركز EB (تلميذ الخروج). يعتمد تعريف ناقل K في التصميم البصري بشكل كبير على هذه المسافة؛ بمعنى آخر، يؤثر المنطق المحدد المستخدم لتحديد هذه المسافة الرأسية - مثل ما إذا كان مركز EB أعلى أو على نفس المستوى أو أسفل مركز الاقتران الداخلي - بشكل مباشر على اختيار البنية البصرية. لا يوجد استنتاج ثابت بخصوص هذا التأثير - على سبيل المثال، فكرة أن وضع نقطة اقتران خارجية أعلى هو دائمًا أفضل للتصميم - لأنه يعتمد على مخطط التصميم المحدد؛ ولذلك، لن أتناول المزيد من التفاصيل.

يغطي ما ورد أعلاه ثلاثة معلمات رئيسية للمسافة في تعريف الأنظمة البصرية لنظارات الواقع المعزز. ومن الواضح أنه لا يمكن فصل تعريف وتصميم المواصفات البصرية عن التصميم الصناعي (ID). في معظم الحالات، هناك مقايضة متأصلة بين الأداء البصري والجاذبية الجمالية: قد لا تتوافق المعلمات التي تعزز المقاييس البصرية مع متطلبات الهوية، في حين أن التركيز المفرط على أهداف الهوية يمكن أن يقيد بشدة عملية التصميم البصري.

وبالتالي، يكمن الجانب الحاسم لتعريف المنتج في إيجاد التوازن الأمثل - الحل 'الأفضل' - بين المعرف والأداء البصري، وبالتالي إنشاء هوية فريدة ومتميزة للمنتج.