Ano Ang Mga Pangunahing Parameter ng Distansya na Dapat Tukuyin sa Optika ng Mga Salamin sa AR?

Ngayon, talakayin natin ang mga pangunahing parameter ng distansya sa loob ng mga optical system ng AR glasses at ang lohika sa likod ng kanilang mga kahulugan.

Una, mayroong isang parameter na—mahigpit na pagsasalita—ay hindi isang 'distansya' mismo, gayunpaman halos lahat ng iba pang mga parameter ng distansya ay likas na naka-link dito: ang laki ng 'eyebox.' Dati naming tinakpan ang konsepto ng eyebox at kung paano nakakaapekto ang mga dimensyon nito sa performance ng display.

Dito, una naming tinukoy ang mga sukat ng Eyebox bilang 12 × 10 mm.

Ang unang parameter ng key distance ay kilala bilang 'Eye Relief' (mula dito ay tinutukoy bilang ER). Gaya ng ipinahihiwatig ng pangalan, ito ay tumutukoy sa distansya sa pagitan ng mata ng tao at sa ibabaw ng waveguide. Kinakatawan ng parameter na ito ang perpektong pagpoposisyon ng mata ng tao na nauugnay sa waveguide—isang halaga na dapat isaalang-alang sa panahon ng parehong yugto ng simulation ng disenyo ng waveguide at proseso ng pang-industriya na disenyo (ID) para sa eyewear.

Sa pangkalahatan, ang laki ng EB (exit beam/pupil) na tinutukoy namin ay batay sa isang nakapirming ER (eye relief). Halimbawa, kung tutukuyin natin ang laki ng EB na 12×10 mm kung ipagpalagay na ang isang ER na 14 mm, isang mahalagang punto ang lalabas: kapag ang isang user ay nagsuot ng device at ang kanilang aktwal na ER ay lumampas sa disenyo ng ER, ang epektibong laki ng EB ay bumababa—at sa kabaligtaran, kung ang aktwal na ER ay mas maliit kaysa sa disenyo ER, ang epektibong laki ng EB ay tataas.

Ang pangalawang mahalagang parameter ng distansya ay ang Pupillary Distance (PD)—ang distansya sa pagitan ng mga sentro ng kaliwa at kanang mga mag-aaral. Ayon sa empirical data sa industriya ng optometry, ang PD para sa karamihan ng populasyon ay nasa loob ng 58–72 mm na saklaw. Katulad ng vertex distance (ang distansya sa pagitan ng lens at ng mata), isang partikular na PD ang pinipili bilang 'ideal' value sa panahon ng proseso ng disenyo; dahil ang 64 mm ay ang midpoint ng 58–72 mm na hanay, ito ay karaniwang itinatag bilang default na PD.

Batay sa kahulugan ng Exit Box (EB)—kung saan nakaposisyon ang mata ng tao sa gitna—hangga't nananatili ang mga mag-aaral sa loob ng mga hangganan ng EB, makikita ang buong larawan. Dahil dito, ang katugmang hanay ng PD para sa isang binocular AR display ay tinukoy bilang ang idinisenyong perpektong PD ± ang pahalang na dimensyon ng EB.

Ang pangatlong kritikal na parameter ng distansya ay ang pahalang/vertical na paghihiwalay sa pagitan ng gitna ng input grating at ng gitna ng exit pupil (EP). Maaari din itong maunawaan bilang ang haba ng landas na naglalakbay sa loob ng waveguide ng liwanag—na ibinubuga mula sa optical engine at isinama sa waveguide sa pamamagitan ng input grating.

Ang isang mas malaking pahalang na distansya sa pagitan ng input grating center at ng EP center ay nagreresulta sa isang mas mahabang propagation path para sa liwanag sa loob ng waveguide, na ginagawang mas mahirap na mapanatili ang parehong optical na kahusayan at pagkakapareho. Gayunpaman, dahil ang optical engine ay karaniwang nakaposisyon sa loob ng mga end-piece area sa magkabilang gilid ng front frame—ibig sabihin, ang lokasyon nito ay naka-link sa kabuuang lapad ng eyewear—at dahil ang EB (exit pupil) center ay tinutukoy ng interpupillary distance (IPD) at sa esensya ay naayos, ang saklaw para sa pagsasaayos ng distansya na ito ay medyo limitado. Sa maginoo na disenyo ng eyewear, ang lapad ng frame sa pangkalahatan ay nasa loob ng isang partikular na hanay; dahil dito, ang distansyang ito ay karaniwang sumusukat sa pagitan ng 30mm at 40mm (bagama't ito ay maaaring mag-iba para sa mga disenyong gumagamit ng 'isa-sa-dalawa' na mga configuration ng waveguide).

Ang isa pang kadahilanan ay ang patayong distansya sa pagitan ng in-coupling center at ng EB (exit pupil) center. Ang kahulugan ng K-vector sa optical na disenyo ay nakasalalay nang husto sa distansyang ito; sa madaling salita, ang partikular na lohika na ginamit upang tukuyin ang patayong distansya na ito—gaya ng kung ang EB center ay nakaposisyon sa itaas, sa parehong antas ng, o sa ibaba ng in-coupling center—ay direktang nakakaimpluwensya sa pagpili ng optical architecture. Walang nakapirming konklusyon tungkol sa epektong ito—halimbawa, ang ideya na ang paglalagay ng out-coupling point na mas mataas ay palaging mas mahusay para sa disenyo—dahil depende ito sa partikular na disenyo; samakatuwid, hindi ko na idedetalye pa.

Sinasaklaw ng nasa itaas ang tatlong pangunahing parameter ng distansya sa kahulugan ng mga optical system para sa AR glasses. Ito ay malinaw na ang kahulugan at disenyo ng optical na mga pagtutukoy ay hindi maaaring decoupled mula sa pang-industriya disenyo (ID). Sa karamihan ng mga kaso, mayroong isang likas na trade-off sa pagitan ng optical performance at aesthetic appeal: ang mga parameter na nagpapahusay ng optical metrics ay maaaring hindi tumutugma sa mga kinakailangan sa ID, habang ang labis na pagtutok sa mga layunin ng ID ay maaaring malubhang makahadlang sa proseso ng optical na disenyo.

Dahil dito, ang isang kritikal na aspeto ng kahulugan ng produkto ay nakasalalay sa paghahanap ng pinakamainam na balanse—isang 'pinakamahusay na akma' na solusyon—sa pagitan ng ID at optical na pagganap, sa gayon ay nagtatatag ng natatangi, naiibang pagkakakilanlan para sa produkto.