도파관 콤바이너라는 말은 분야에 따라 다릅니다. AR 광학에서는 외부 장면을 보면서 영상원의 가상 영상을 함께 보게 하는 광학 결합부를 뜻할 수 있습니다. 마이크로파에서는 RF 경로의 신호나 전력을 결합하는 부품을 말합니다. 두 장치를 같은 규격으로 비교하면 안 됩니다.
AR 광학 콤바이너의 기능
광학 투과형 AR에서는 실제 장면의 빛이 눈으로 들어오는 동안, 영상원에서 준비된 빛을 도파관으로 전달해 눈 방향으로 꺼냅니다. 사용자는 두 종류의 빛을 함께 봅니다.
도파관이 실제 장면을 디지털로 합성하는 프로세서라는 뜻은 아닙니다. 카메라 영상을 화면에 표시하는 비디오 패스스루 방식과도 구분합니다. 영상원, 투사 광학계와 제어부가 별도로 필요합니다.
입사·전달·출사를 나누어 본다
입사 결합부는 영상광을 기판에서 유도할 수 있는 방향으로 바꿉니다. 내부 전달과 출사 구조는 눈으로 보내는 위치와 방향을 정합니다. 회절 격자를 이용하는 방식과 반사면 등을 이용하는 방식이 있습니다.
예를 들어 Lumus는 프리즘과 반사면 배열을 사용하는 구조를 설명합니다. 모든 제품에 같은 격자 피치, 굴절률이나 RGB 적층 수가 적용되는 것은 아닙니다.
단순 경계에서 전반사는 높은 굴절률 쪽에서 낮은 쪽으로 향하는 빛에 대해 조건부로 성립합니다. 임계각은 법선 기준 θc = arcsin(n2/n1)입니다. 접착층이 있으면 공기와의 경계라고 가정할 수 없습니다.
아이박스와 시야각
아이박스는 영상이 요구 조건으로 보이는 눈 위치 범위입니다. 출사 동공 확장은 그 범위를 늘리는 설계 수단이지만 시야각과 같은 값이 아닙니다. FoV는 보이는 영상의 각도 범위를 나타냅니다.
넓은 아이박스, 넓은 FoV, 밝기와 균일도 사이에는 설계상의 절충이 있습니다. 15 × 12 mm 또는 30–50°를 모든 콤바이너의 공통 성능으로 보지 않습니다.
투과율과 영상 효율의 기준
실제 장면의 투과율과 영상원에서 눈까지의 효율은 별도 항목입니다. 높은 주변광 투과율이 곧 높은 영상 밝기를 뜻하지 않습니다. 밝은 환경에서는 대비도 중요합니다.
광량을 비교할 때 입력 기준, 색, 편광, 시야 위치와 눈 위치를 명시합니다. 색 균일도, 고스트, 외부로 새는 빛과 실제 장면의 왜곡도 살펴봅니다. 제품 한 지점의 효율을 모든 각도의 성능으로 확장하지 않습니다.
RF 도파관 합성기와 다른 점
금속 RF 도파관은 GHz 신호를 전달하며, 결합기는 입력의 주파수와 위상 관계에 따라 여러 방식으로 설계합니다. 동일 주파수의 전력 결합과 서로 다른 대역을 나누는 다이플렉서는 같은 기능이 아닙니다.
RF 부품에는 사용 모드, 삽입 손실, 반사, 포트 간 격리와 전력 조건을 지정합니다. WR-90은 금속 도파관의 내부 치수 규격이지 AR 유리의 아이박스 규격이 아닙니다. RF 손실 0.5 dB와 광학 투과율을 장치 구분 없이 병기하면 의미가 달라집니다.
비교 자료에 필요한 항목
| 광학 AR | RF 합성기 |
|---|---|
| 파장, 색과 편광. | 주파수 대역과 전파 모드. |
| FoV, 아이박스와 눈 거리. | 포트와 신호 관계. |
| 투과, 효율, 영상 균일도. | 반사, 손실, 격리와 전력. |
| 기판·외부 장면·광학 조립. | 금속 경로·플랜지·부하. |
자료를 요청할 때 먼저 어느 분야의 결합기인지 밝히십시오. 광 도파관과 Lumus의 광학 결합 설명은 AR 기능을, RF 도파관 수학은 금속 전송부의 모드를 이해하는 데 도움이 됩니다.
