오늘은 AR 안경의 광학 시스템 내 주요 거리 매개변수와 해당 정의의 논리에 대해 논의해 보겠습니다.
첫째, 엄밀히 말하면 '거리' 자체는 아니지만 거의 모든 거리 매개변수가 본질적으로 여기에 연결되어 있는 매개변수, 즉 '눈 상자'의 크기가 있습니다. 우리는 이전에 눈 상자의 개념과 그 크기가 디스플레이 성능에 어떤 영향을 미치는지 다루었습니다.
여기서는 먼저 Eyebox 크기를 12×10mm로 정의합니다.
첫 번째 주요 거리 매개변수는 'Eye Relief'(이하 ER)로 알려져 있습니다. 이름에서 알 수 있듯이 인간의 눈과 도파관 표면 사이의 거리를 나타냅니다. 이 매개변수는 도파관에 대한 인간 눈의 이상적인 위치를 나타냅니다. 이 값은 도파관 설계 시뮬레이션 단계와 안경의 산업 디자인(ID) 프로세스 모두에서 고려해야 합니다.
일반적으로 우리가 정의하는 EB(출구 빔/동공) 크기는 고정된 ER(눈 릴리프)을 기반으로 합니다. 예를 들어, ER이 14mm라고 가정하고 EB 크기를 12×10mm로 정의하면 중요한 점이 발생합니다. 사용자가 장치를 착용하고 실제 ER이 디자인 ER을 초과하면 유효 EB 크기가 감소하고, 반대로 실제 ER이 디자인 ER보다 작으면 유효 EB 크기가 증가합니다.
두 번째 중요한 거리 매개변수는 동공 거리(PD), 즉 왼쪽과 오른쪽 동공 중심 사이의 거리입니다. 검안 업계의 경험적 데이터에 따르면 대다수 인구의 PD는 58~72mm 범위에 속합니다. 정점 거리(렌즈와 눈 사이의 거리)와 유사하게 특정 PD가 설계 과정에서 '이상적인' 값으로 선택됩니다. 64mm가 58~72mm 범위의 중간점이므로 일반적으로 기본 PD로 설정됩니다.
사람의 눈이 중앙에 위치하는 EB(Exit Box)의 정의에 따라 눈동자가 EB 경계 내에 있는 한 전체 이미지가 표시됩니다. 결과적으로, 양안 AR 디스플레이의 호환 PD 범위는 설계된 이상적인 PD ± EB의 수평 치수로 정의됩니다.
세 번째 임계 거리 매개변수는 입력 격자 중심과 사출 동공(EP) 중심 사이의 수평/수직 분리입니다. 이는 광학 엔진에서 방출되어 입력 격자를 통해 도파관에 결합된 빛이 도파관 내에서 이동하는 경로 길이로도 이해될 수 있습니다.
입력 격자 중심과 EP 중심 사이의 수평 거리가 길어지면 도파관 내 빛의 전파 경로가 길어져 광 효율성과 균일성을 모두 유지하기가 점점 더 어려워집니다. 그러나 광학 엔진은 일반적으로 전면 프레임의 양쪽 끝부분 영역 내에 위치하므로(즉, 위치가 안경의 전체 폭과 연결됨) EB(출구 동공) 중심이 동공간 거리(IPD)에 의해 결정되고 기본적으로 고정되어 있기 때문에 이 거리를 조정하는 범위는 상당히 제한됩니다. 기존 안경 디자인에서 프레임 너비는 일반적으로 특정 범위 내에 속합니다. 결과적으로 이 거리는 일반적으로 30mm에서 40mm 사이로 측정됩니다(단, '1:2' 도파관 구성을 활용하는 설계에서는 다를 수 있음).
또 다른 요인은 커플링 내 중심과 EB(출구 동공) 중심 사이의 수직 거리입니다. 광학 설계에서 K-벡터의 정의는 이 거리에 크게 좌우됩니다. 즉, 이 수직 거리를 정의하는 데 사용되는 특정 논리(예: EB 중심이 인커플링 센터 위, 동일한 레벨 또는 아래에 위치하는지 여부)는 광학 아키텍처 선택에 직접적인 영향을 미칩니다. 이 효과에 관해 고정된 결론은 없습니다. 예를 들어, 아웃커플링 지점을 더 높은 곳에 배치하는 것이 특정 설계 방식에 따라 다르므로 항상 설계에 더 좋다는 개념은 없습니다. 그러므로 더 자세히 설명하지 않겠습니다.
위 내용은 AR 안경용 광학 시스템 정의의 세 가지 주요 거리 매개변수를 다루고 있습니다. 광학 사양의 정의와 디자인이 산업 디자인(ID)과 분리될 수 없다는 것은 분명합니다. 대부분의 경우 광학 성능과 미적 매력 사이에는 본질적인 상충 관계가 있습니다. 광학 측정 기준을 향상시키는 매개변수는 ID 요구 사항과 일치하지 않을 수 있으며, ID 목표에 과도하게 초점을 맞추면 광학 설계 프로세스가 심각하게 제한될 수 있습니다.
결과적으로, 제품 정의의 중요한 측면은 ID와 광학 성능 간의 최적의 균형('최적' 솔루션)을 찾아서 제품에 대한 독특하고 차별화된 아이덴티티를 확립하는 것입니다.
