設計課題
回折の厳密解を、系全体の光線追跡の中に置く
導光板方式では、入射カプラ、瞳拡張、出射カプラのすべてがサブ波長のグレーティングです。広い角度と波長にわたる回折効率が、そのままアイボックスと色の均一性になります。厳密な電磁界解析の結果を系全体の光線追跡に持ち込めなければ、素子は最適でも装置としては成立しません。最終的な合否は、実環境の輝度における人の見え方で決まります。
要件 ｜ 回折効率の厳密性アイボックスと画角が要求する角度・波長の範囲で、回折効率を厳密に求めること
要件 ｜ アイボックスと均一性瞳拡張が全画角でアイボックスを満たし、輝度と色のムラが許容内であること
要件 ｜ 実環境での視認性実際の周囲輝度のもとで、虚像が読めることを確認できること
設計・シミュレーションワークフロー
グレーティングの厳密解から、見え方の検証まで
01
方式と投影光学系の決定
導光方式を選び、画角、歪み、結像性能を設計する。
02
グレーティング配置の設計
入射、瞳拡張、出射の各グレーティングを配置し、光路を成立させる。
03
回折効率の厳密解析
入射角と波長を振り、双方向の回折効率を求める。
04
系への受け渡し
求めた応答をサブ波長モデルとして光線追跡に組み込む。
05
システム性能の評価
アイボックス、効率、色の均一性、観察位置での輝度分布を評価する。
06
知覚レベルの検証
周囲輝度への順応を含め、コントラストと可読性を評価する。
工程はプロジェクトにより異なります。導光板を用いない没入型（VR）光学系は構成が異なるため、別途ご相談ください。
関連する解析技術
各工程を支える解析手法
手法そのものの原理と適用範囲は、解析技術のページで解説しています。
関連製品
各工程で使用する製品
製品ごとの機能と対応範囲は、それぞれの製品ページに記載しています。
Ansys Speos
系全体の配光と見え方の検証を担います。ノンシーケンシャル光線追跡と人間視覚シミュレーションで、アイボックスと可読性を評価します。
対応工程 ／ 04-06
関連技術情報
関連する資料とソリューション
導光方式とグレーティング仕様から、ご相談ください
設計の現在地（方式の選定段階、画角とアイボックスの目標、既存の設計データ）をお知らせいただければ、適切な進め方をご提案します。