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マイクロレンズアレイと微小光線走査機構を用いた薄型立体表示デバイス

研究課題

研究課題/領域番号 13355010
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 知能機械学・機械システム
研究機関東京大学

研究代表者

下山 勲  東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 教授 (60154332)

研究分担者 松本 潔  東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 助教授 (10282675)
安田 隆  九州工業大学, 大学院・生命体工学研究科, 助教授 (80270883)
星野 一憲  東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 講師 (30361546)
研究期間 (年度) 2001 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
51,090千円 (直接経費: 39,300千円、間接経費: 11,790千円)
2004年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
2003年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
2002年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
2001年度: 25,350千円 (直接経費: 19,500千円、間接経費: 5,850千円)
キーワード立体視ディスプレイ / MEMS / マイクロミラー / マイクロレンズアレイ / LEDマトリックス / 立体画像表示装置 / 回折・干渉ディスプレイ / 静電アクチュエータ / 立体画像 / ボイスコイルモータ / 液晶ディスプレイ
研究概要

本研究では,画像表示装置から出力される光情報を時系列のデータとして扱い,マイクロミラーを動的に制御することでその反射光を空間上に走査する.これにより,観察者の見る画像の解像度を落とすことなく空間分解能を上げることが可能となる.DMDのような反射型のミラーアレイを用いた立体視ディスプレイの研究は既に行なわれているが,反射型の場合光源とミラーアレイを向かい合わせに配置する必要があり,複雑な光学系及び一定以上の光路を確保する観点からシステムが大規模になる傾向がある.一方本研究では,画素と同サイズのマイクロミラーの両面を用いて反射させることで,ミラーアレイの直下に配置した光源からの光を透過させる構造となっている.これによりシステム全体をシンプルに,かつ薄型にすることが可能である.
まず,外部磁場,及びローレンツ力により駆動されるマイクロミラーの設計を行ない,ミラー面のサイズが400μmx500μm,厚さが20μmのマイクロミラーを試作した.次に,一対の固定・可動ミラーのペアを用いてレーザ光線を空間上に走査し,多眼化が可能であることを示した.その後,マトリックス状に配置されたマイクロミラーアレイとLEDマトリックス,マイクロレンズアレイ等を組み上げることで,透過型立体視ディスプレイのプロトタイプを試作した.ディスプレイへの見込み角を変化させながら出射される光強度を測定することで,試作したプロトタイプが立体視ディスプレイとして適切な光強度分布を示していることを確認した.さらに,隣り合うミラー同士を逆位相で振動させるなど幾つかの駆動方法を実験し,特徴ある光強度分布が得られることも明らかにした.上記手法では表示画像の解像度を落とすことなく多眼化が実現できることから,このマイクロミラーアレイを大規模に集積することで,高解像度・高分解能な立体視ディスプレイが実現できることが示された.

報告書

(5件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (12件) 産業財産権 (3件) 文献書誌 (9件)

  • [雑誌論文] Thin Compound Eye Camera with a Zooming Function by Reflective Optics2005

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Kinoshita, Kazunori Hoshino, Kiyoshi Matsumoto, Isao Shimoyama
    • 雑誌名

      Proceedings of the 18th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems

      ページ: 235-238

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] "Pop-up" Display with 3-Dimensional Microlens Structures2005

    • 著者名/発表者名
      Masakazu Tohara, Eiji Iwase, Kazunori Hoshino, Kiyoshi Matsumoto, Isao Shimoyama
    • 雑誌名

      Proceedings of the 18th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems

      ページ: 231-234

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] SPRセンサのための表面弾性波音響光学偏向素子2005

    • 著者名/発表者名
      高畑智之, 星野一憲, 松本潔, 下山勲
    • 雑誌名

      第21回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム予稿集

      ページ: 275-278

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] マイクロミラーの振動を用いた高解像度多眼立体視ディスプレイ2005

    • 著者名/発表者名
      中井亮仁, 星野一憲, 松本潔, 下山勲
    • 雑誌名

      第21回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム予稿集

      ページ: 27-30

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Pop-up Display with 3-Dimensional Microlens Structures2005

    • 著者名/発表者名
      Masakazu Tohara, Eiji Iwase, Kazunori Hoshino, Kiyoshi Matsumoto, Isao Shimoyama
    • 雑誌名

      Proceedings of the 18th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems

      ページ: 231-234

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Thin Compound Eye Camera with a Zooming Function by Reflective Optics2005

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Kinoshita, Kazunori Hoshino, Kiyoshi Matsumoto, Isao Shimoyama
    • 雑誌名

      proceedings of the IEEE International on Conference Micro Electro Mechanical Systems Proceedings

      ページ: 235-238

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Pop-up display with 3-dimensional microlens structures2005

    • 著者名/発表者名
      Masakazu Tohara, Eiji Iwase, Kazunori Hoshino, Kiyoshi Matsumoto, Isao Shimoyama
    • 雑誌名

      proceedings of the IEEE International on Conference Micro Electro Mechanical Systems Proceedings

      ページ: 231-234

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] SPRセンサのための表面弾性波音響光学偏向素子2005

    • 著者名/発表者名
      高畑智之, 星野一憲, 松本潔, 下山勲
    • 雑誌名

      第21回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム予稿集 講演論文集

      ページ: 275-278

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] マイクロミラーの振動を用いた高解像度多眼立体視ディスプレイ2005

    • 著者名/発表者名
      中井亮仁, 星野一憲, 松本潔, 下山勲
    • 雑誌名

      第21回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム予稿集 講演論文集

      ページ: 27-30

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] レーザ走査による立体視ディスプレイ2005

    • 著者名/発表者名
      實國 幸夫, 北川 広明, 星野一憲, 松本潔, 下山勲
    • 雑誌名

      ロボティクス・メカトロニクス講演会予稿集 (発表予定)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Surface Acoustic Wave Optical Deflector for Surface Plasmon Resonance Sensor2004

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Takahata, Kazunori Hoshino, Kiyoshi Matsumoto, Isao Shimoyama
    • 雑誌名

      Proceedings of the 21st Sensor Symposium on Sensors, Micromachines, and Applied Systems

      ページ: 275-278

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] High-resolution Multi-view Stereoscopic Display with Vibrating Micromirrors2004

    • 著者名/発表者名
      Akihito Nakai, Kazunori Hoshino, Kiyoshi Matsumoto, Isao Shimoyama
    • 雑誌名

      Proceedings of the 21st Sensor Symposium on Sensors, Micromachines, and Applied Systems

      ページ: 27-30

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] 表面弾性波素子、及び表面弾性波速度変調方法2004

    • 発明者名
      下山, 松本, 星野, 高畑
    • 権利者名
      東京大学
    • 産業財産権番号
      2004-127063
    • 出願年月日
      2004-04-22
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] 特許出願2004

    • 発明者名
      高畑, 星野, 松本, 下山
    • 権利者名
      東京大学
    • 産業財産権番号
      2004-127063
    • 出願年月日
      2004-04-22
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [産業財産権] 画像表示装置及び画像表示方法2003

    • 発明者名
      下山, 松本, 星野, 中井
    • 権利者名
      東京大学
    • 公開番号
      2005-084530
    • 出願年月日
      2003-09-10
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Eiji Iwase, Kiyoshi Matsumoto, Isao Shimoyama: "The Structural-Color Based on the Mechanism of Butterfly Wing Coloring for Wide Viewing Angle Reflective Display"17th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS '04). 105-108 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Tetsuji Dohi, Kiyoshi Matsumoto, Isao Shimoyama: "The Optical Blood Test Device with the Micro Fabry-Perot Interferometer"17th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS '04). 403-406 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Koichi Yamada, Kazunori Hoshino, Kiyoshi Matsumoto, Isao Shimoyama: "Electro-static trapping and deposition of nanoparticles in a submicron narrow gap for a lateral-electrode LED"17th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS '04). 49-52 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Masanao Motoyama, Kazunori Hoshino, Kiyoshi Matsumoto, Isao Shimoyama: "Electro-Statically Actuated Light Emitting Device Using OLED"The 12th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems (Transducers '03). 1506-1509 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kazzunori Hoshino, Koichi Yamada, Kiyoshi Matsumoto, Isao Shimoyama: "A Diffraction-limited-resolution Full-color Display with a 10-μm-square Visual Field"Proceedings of the 16th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems, Kyoto, Japan. 283-286 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Motoyama, K.Hoshino, K.Matsumoto, I.Shimoyama: "Electro-Statically Actuated Light Emitting Device Using OLED"The 12th International Conference on Solid-State Sensors and Actuators 2003. Vol.2. 1506-1509 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Hoshino, F.Mura, I.Shimoyama: "A One-Chip Scanning Retina with an Integrated Micromechanical Scanning Actrator"Journal of Microelectromechanical Systems. vol.10, no.4. pp.492-pp.497 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] A.Nakai, K.Matsumoto, I.Shimoyama: "A Stereoscopic Display with a Vibrating Microlens Array"proceedings of IEEE MEMS. pp.524-pp.527 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 中井 亮仁, 下山 勲: "マイクロレンズアレイを用いた立体ディスプレイ"日本ロボット学会 学術講演会 予稿集. 3G31 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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