Apakah Parameter Jarak Utama Untuk Ditakrifkan dalam Optik Cermin Mata AR?

Hari ini, mari kita bincangkan parameter jarak utama dalam sistem optik cermin mata AR dan logik di sebalik takrifannya.

Pertama, terdapat parameter yang—secara tegasnya—bukan 'jarak' itu sendiri, namun hampir semua parameter jarak lain secara intrinsik dipautkan kepadanya: saiz 'kotak mata.' Sebelum ini kami telah membincangkan konsep kotak mata dan cara dimensinya mempengaruhi prestasi paparan.

Di sini, kami mula-mula mentakrifkan dimensi Eyebox sebagai 12×10 mm.

Parameter jarak utama pertama dikenali sebagai 'Eye Relief' (selepas ini dirujuk sebagai ER). Seperti namanya, ia merujuk kepada jarak antara mata manusia dan permukaan pandu gelombang. Parameter ini mewakili kedudukan ideal mata manusia berbanding dengan pandu gelombang—nilai yang mesti diambil kira semasa fasa simulasi reka bentuk pandu gelombang dan proses reka bentuk industri (ID) untuk cermin mata.

Secara umumnya, saiz EB (rasuk keluar/murid) yang kami takrifkan adalah berdasarkan ER tetap (pelepasan mata). Sebagai contoh, jika kita mentakrifkan saiz EB 12×10 mm dengan mengandaikan ER 14 mm, satu perkara penting timbul: apabila pengguna memakai peranti dan ER sebenar mereka melebihi ER reka bentuk, saiz EB berkesan berkurangan—dan sebaliknya, jika ER sebenar lebih kecil daripada ER reka bentuk, saiz EB berkesan meningkat.

Parameter jarak penting kedua ialah Jarak Pupillary (PD)—jarak antara pusat murid kiri dan kanan. Menurut data empirikal dalam industri optometri, PD bagi sebahagian besar populasi berada dalam julat 58–72 mm. Sama seperti jarak bucu (jarak antara kanta dan mata), PD tertentu dipilih sebagai nilai 'ideal' semasa proses reka bentuk; memandangkan 64 mm ialah titik tengah julat 58–72 mm, ia biasanya ditetapkan sebagai PD lalai.

Berdasarkan takrifan Peti Keluar (EB)—di mana mata manusia diletakkan di tengah—selagi murid kekal dalam sempadan EB, keseluruhan imej akan kelihatan. Akibatnya, julat PD yang serasi untuk paparan AR binokular ditakrifkan sebagai PD ideal yang direka bentuk ± dimensi mendatar EB.

Parameter jarak kritikal ketiga ialah pemisahan mendatar/menegak antara pusat jeriji input dan pusat murid keluar (EP). Ini juga boleh difahami sebagai panjang laluan yang cahaya—yang dipancarkan daripada enjin optik dan digabungkan ke dalam pandu gelombang melalui parut masukan— bergerak dalam pandu gelombang.

Jarak mendatar yang lebih besar antara pusat parut input dan pusat EP menghasilkan laluan perambatan yang lebih panjang untuk cahaya dalam pandu gelombang, menjadikannya semakin sukar untuk mengekalkan kecekapan dan keseragaman optik. Walau bagaimanapun, memandangkan enjin optik biasanya diletakkan dalam kawasan bahagian hujung pada kedua-dua sisi bingkai hadapan—bermaksud lokasinya dikaitkan dengan lebar keseluruhan kaca mata—dan kerana pusat EB (murid keluar) ditentukan oleh jarak antara murid (IPD) dan pada asasnya tetap, skop untuk melaraskan jarak ini agak terhad. Dalam reka bentuk cermin mata konvensional, lebar bingkai biasanya berada dalam julat tertentu; akibatnya, jarak ini biasanya mengukur antara 30mm dan 40mm (walaupun ini mungkin berbeza untuk reka bentuk yang menggunakan konfigurasi pandu gelombang 'satu-ke-dua').

Faktor lain ialah jarak menegak antara pusat gandingan dalam dan pusat EB (murid keluar). Takrif K-vektor dalam reka bentuk optik banyak bergantung pada jarak ini; dalam erti kata lain, logik khusus yang digunakan untuk mentakrifkan jarak menegak ini—seperti sama ada pusat EB diposisikan di atas, pada tahap yang sama dengan, atau di bawah pusat gandingan dalam—secara langsung mempengaruhi pilihan seni bina optik. Tidak ada kesimpulan tetap mengenai kesan ini—contohnya, tanggapan bahawa meletakkan titik gandingan keluar lebih tinggi sentiasa lebih baik untuk reka bentuk—kerana ia bergantung pada reka bentuk tertentu; oleh itu, saya tidak akan menghuraikan lebih lanjut.

Di atas merangkumi tiga parameter jarak utama dalam definisi sistem optik untuk cermin mata AR. Jelas sekali bahawa definisi dan reka bentuk spesifikasi optik tidak boleh dipisahkan daripada reka bentuk industri (ID). Dalam kebanyakan kes, terdapat pertukaran yang wujud antara prestasi optik dan daya tarikan estetik: parameter yang meningkatkan metrik optik mungkin tidak sejajar dengan keperluan ID, manakala tumpuan yang berlebihan pada matlamat ID boleh mengekang proses reka bentuk optik dengan teruk.

Akibatnya, aspek kritikal definisi produk terletak pada mencari keseimbangan optimum—penyelesaian 'paling sesuai'—antara ID dan prestasi optik, dengan itu mewujudkan identiti unik yang dibezakan untuk produk.