指向性バックライトと回折偏向フィルムで VR システムの光学効率を 2 倍に

方向性のバックライトと回折偏向フィルム（DDF）に基づいて、仮想現実（VR）システムの光学効率を2倍にするアプローチを実証します。方向性のバックライトは、商用コリメートライトエミッティングダイオード（LED）アレイと2層プライバシーフィルムで構成されていますが、DDFは3ドメインパンチャラトナムベリー（PB）位相レンズです。このようなPB相レンズは、ゾーン露出とスピンコーティング方法によって製造されました。各ドメインの焦点距離は、VRシステムのイメージング光学系に従って設計されています。私たちのアプローチは、フレネルと「パンケーキ」VRシステムの両方でうまく機能します。また、ライトツールで対応するモデルを構築し、シミュレーション結果は実験とよく一致しています。実験では、両方のシステムで2.25倍の光学効率向上を達成しました。これは、シミュレーション結果（フレネルの場合は2.48倍、「パンケーキ」システムで2.44倍）と一致しています。高効率VRディスプレイの潜在的なアプリケーションは予見可能です。

We demonstrate an approach to double the optical efficiency of virtual reality (VR) systems based on a directional backlight and a diffractive deflection film (DDF). The directional backlight consists of a commercial collimated light-emitting diode (LED) array and a two-layer privacy film, while the DDF is a three-domain Pancharatnam-Berry (PB) phase lens. Such a PB phase lens was fabricated by the zone exposure and spin-coating method. The focal length of each domain is designed according to the imaging optics of the VR system. Our approach works well in both Fresnel and "pancake" VR systems. We also build the corresponding models in LightTools, and the simulation results are in good agreement with experiment. In experiment, we achieved a 2.25x optical efficiency enhancement for both systems, which agrees with the simulation results (2.48x for Fresnel and 2.44x for "pancake" systems) well. Potential application for high efficiency VR displays is foreseeable.