拡張現実が要求する広視野角、薄型化および高い没入感に対応するため、配列型幾何薄膜光導波路構造に基づく量産可能な薄型透過型ヘッドマウントディスプレイ光学システムを設計した。本システムはアイピースシステム、配列導波路システム、照明システムで構成される。配列導波路構造はカスタマイズされた角度選択膜系を有する半透半反射薄膜配列を光学結合器として採用し、瞳孔拡張を実現した。「二重ハーフウェーブプレート」偏光混合設計により、単一偏光の表示均一性を59.66%~61.12%から76.61%(実測)に向上させた。システムの光学シミュレーションおよび設計手法を用い、精密な切断、研磨、複雑膜系真空蒸着、精密接合プロセスを含む国内成熟の光学加工技術を活用し、ハーフウェーブプレート貼付工程を新たに加えることで、配列光導波路の量産化における主要技術的課題を突破し、試作品の製作と量産化を実現した。本設計は、ARヘッドマウントディスプレイの性能と量産化の両立問題を解決し、消費者及び産業用途の要求を満たす。

光導波路; 近眼ディスプレイ技術; 光学設計; 拡張現実; ヘッドマウントディスプレイ