導波路コンバイナは分野によって意味が異なります。AR光学では外の景色を透かして見ながら、映像源の光も眼へ届ける結合部を指す場合があります。マイクロ波では複数のRF経路を結合する部品です。両者を同じ損失、寸法やポート仕様で比較してはいけません。
光学シースルーARでの役割
周囲の景色からの光が眼へ届く一方、映像源で作った光を導波路に入れ、眼の方向へ取り出します。観察者は両方の光を見ることになります。
導波路そのものが景色をデジタル合成するプロセッサという意味ではありません。カメラ画像をディスプレイに表示するビデオパススルー方式とも区別します。映像源、投射光学系と制御が別に必要です。
入射、内部伝搬と出射
入射結合部は映像光を基板内で導く方向へ変えます。内部経路と出射構造が、眼へ届く位置や方向を決めます。回折格子を使う構造と、反射面を使う構造などがあります。
例えばLumusはプリズムと反射面の配列を使う方式を説明しています。すべての製品に同じ格子ピッチ、屈折率やRGB三層構造があるわけではありません。
単純な二媒質境界での全反射は、高屈折率側から低屈折率側へ向かう光に条件付きで起こります。法線から測る臨界角は θc = arcsin(n2/n1) です。接着層がある場合に空気境界と仮定しないでください。
アイボックスと視野角
アイボックスは、要求された画像が見える眼の位置範囲です。出射瞳の拡張はその範囲を広げる設計手段ですが、視野角と同じ量ではありません。FoVは表示される画像の角度範囲を表します。
広いアイボックス、広いFoV、明るさと均一性には設計上の交換条件があります。15 × 12 mmや30～50°を全コンバイナの共通性能とせず、眼位置と色ごとの条件を確認します。
外光透過率と画像効率は別
景色の透過率が高いことは、映像源から眼までの効率が高いことを意味しません。明るい場所では周囲光に対する画像のコントラストも必要です。
入力の基準、波長、偏光、視野位置と眼位置をそろえて比較します。ゴースト、色むら、外部への光漏れ、現実の景色の歪みも評価します。一点の最大効率を全視野に適用しません。
RF導波管コンバイナとの違い
金属RF導波管はGHz信号のモードを扱います。同じ周波数での電力合成と、異なる帯域を分けるダイプレクサでは、ポート間の関係と必要な仕様が異なります。
RF部品では使用モード、反射、挿入損失、隔離と電力を指定します。WR-90は金属導波管の内部寸法の呼称で、ARガラスのアイボックス寸法ではありません。
RF挿入損失0.5 dB以下、隔離20 dB以上という条件を、光学シースルーARの説明の冒頭へそのまま置くのは不適切です。用語が同じでも対象を特定します。
資料を依頼するとき
| AR光学 | RF合成部 |
|---|---|
| 波長、色と偏光。 | 周波数と伝搬モード。 |
| FoV、アイボックスと眼距離。 | ポートと信号の関係。 |
| 透過、効率と画像均一性。 | 反射、損失、隔離と電力。 |
| 基板と光学実装。 | 金属経路、フランジと負荷。 |
光導波路の基礎とLumusの光学方式はAR機能の理解に役立ちます。RF側は金属導波管のモードを参照し、用途を明記して部品を比較してください。
