پارامترهای کلیدی فاصله برای تعریف در اپتیک عینک های AR چیست؟

امروز، بیایید در مورد پارامترهای کلیدی فاصله در سیستم های نوری عینک های AR و منطق پشت تعاریف آنها بحث کنیم.

اول، پارامتری وجود دارد که - به بیان دقیق - خود یک 'فاصله' نیست، اما تقریباً تمام پارامترهای فاصله دیگر به طور ذاتی با آن مرتبط هستند: اندازه 'eyebox.

در اینجا ابتدا ابعاد Eyebox را 12×10 میلی متر تعریف می کنیم.

اولین پارامتر فاصله کلیدی به عنوان 'Eye Relief' شناخته می شود (از این پس به عنوان ER نامیده می شود). همانطور که از نام آن پیداست، به فاصله بین چشم انسان و سطح موجبر اشاره دارد. این پارامتر نشان‌دهنده موقعیت ایده‌آل چشم انسان نسبت به موجبر است - مقداری که باید هم در مرحله شبیه‌سازی طراحی موجبر و هم در فرآیند طراحی صنعتی (ID) برای عینک لحاظ شود.

به طور کلی، اندازه EB (پرتو/مردمک خروجی) که ما تعریف می کنیم بر اساس یک ER ثابت (تسکین چشم) است. برای مثال، اگر اندازه EB 12×10 میلی‌متر را با فرض ER 14 میلی‌متر تعریف کنیم، یک نکته کلیدی مطرح می‌شود: وقتی کاربر دستگاه را می‌پوشد و ER واقعی او از ER طراحی شده بیشتر می‌شود، اندازه EB مؤثر کاهش می‌یابد – و برعکس، اگر ER واقعی کوچکتر از ER طراحی باشد، اندازه EB مؤثر افزایش می‌یابد.

دومین پارامتر مهم فاصله، فاصله مردمک مردمک (PD) است - فاصله بین مراکز مردمک چپ و راست. بر اساس داده های تجربی در صنعت بینایی سنجی، PD برای اکثریت قریب به اتفاق جمعیت در محدوده 58-72 میلی متر قرار می گیرد. مشابه فاصله راس (فاصله بین لنز و چشم)، یک PD خاص به عنوان مقدار 'ایده‌آل' در طول فرآیند طراحی انتخاب می‌شود. با توجه به اینکه 64 میلی متر نقطه وسط محدوده 58-72 میلی متر است، معمولاً به عنوان PD پیش فرض تعیین می شود.

بر اساس تعریف جعبه خروج (EB) - جایی که چشم انسان در مرکز قرار دارد - تا زمانی که مردمک ها در محدوده EB باقی می مانند، کل تصویر قابل مشاهده خواهد بود. در نتیجه، محدوده PD سازگار برای یک صفحه نمایش AR دوچشمی به عنوان PD ایده آل طراحی شده ± بعد افقی EB تعریف می شود.

سومین پارامتر فاصله بحرانی، جدایی افقی/عمودی بین مرکز توری ورودی و مرکز مردمک خروجی (EP) است. این را می‌توان به‌عنوان طول مسیری که نور منتشر شده از موتور نوری و از طریق گریتینگ ورودی به موجبر متصل می‌شود، درک کرد.

فاصله افقی بیشتر بین مرکز توری ورودی و مرکز EP منجر به یک مسیر انتشار طولانی‌تر برای نور در موجبر می‌شود که حفظ بازده نوری و یکنواختی را به طور فزاینده‌ای دشوار می‌کند. با این حال، از آنجایی که موتور نوری معمولاً در قسمت‌های انتهایی در دو طرف قاب جلو قرار می‌گیرد - به این معنی که محل آن به عرض کلی عینک مرتبط است - و از آنجا که مرکز EB (مردمک خروجی) توسط فاصله بین مردمکی (IPD) تعیین می‌شود و اساساً ثابت است، دامنه تنظیم این فاصله کاملاً محدود است. در طرح های معمولی عینک، عرض فریم به طور کلی در محدوده خاصی قرار می گیرد. در نتیجه، این فاصله معمولاً بین 30 میلی‌متر و 40 میلی‌متر اندازه‌گیری می‌شود (اگرچه ممکن است برای طرح‌هایی که از پیکربندی‌های موجبر «یک به دو» استفاده می‌کنند، متفاوت باشد.

عامل دیگر فاصله عمودی بین مرکز داخل کوپلینگ و مرکز EB (مردمک خروجی) است. تعریف بردار K در طراحی نوری به شدت به این فاصله بستگی دارد. به عبارت دیگر، منطق خاصی که برای تعریف این فاصله عمودی استفاده می‌شود - مانند اینکه آیا مرکز EB در بالا، در همان سطح یا پایین مرکز کوپلینگ قرار گرفته است - مستقیماً بر انتخاب معماری نوری تأثیر می‌گذارد. هیچ نتیجه‌گیری ثابتی در مورد این اثر وجود ندارد - برای مثال، این تصور که قرار دادن یک نقطه اتصال بیرونی بالاتر همیشه به طراحی خاص بستگی دارد. بنابراین، من توضیح بیشتری نمی دهم.

موارد فوق سه پارامتر کلیدی فاصله را در تعریف سیستم های نوری برای عینک های AR پوشش می دهد. واضح است که تعریف و طراحی مشخصات نوری را نمی توان از طراحی صنعتی (ID) جدا کرد. در بیشتر موارد، یک معاوضه ذاتی بین عملکرد نوری و جذابیت زیبایی‌شناختی وجود دارد: پارامترهایی که معیارهای نوری را افزایش می‌دهند ممکن است با الزامات ID هماهنگ نباشند، در حالی که تمرکز بیش از حد بر اهداف ID می‌تواند به شدت فرآیند طراحی نوری را محدود کند.

در نتیجه، یک جنبه حیاتی از تعریف محصول در یافتن یک تعادل بهینه - یک راه حل 'بهترین مناسب' - بین شناسه و عملکرد نوری است، در نتیجه یک هویت منحصر به فرد و متمایز برای محصول ایجاد می شود.