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超多眼技術を利用した遠近両用スマートグラスの開発

Research Project

Project/Area Number 22KJ0396
Project/Area Number (Other) 22J10941 (2022)
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeMulti-year Fund (2023)
Single-year Grants (2022)
Section国内
Review Section Basic Section 61020:Human interface and interaction-related
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

GARI MAGAI  筑波大学, 理工情報生命学術院, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2023-03-08 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywords超多眼表示 / 立体ディスプレイ / 3D / VR
Outline of Research at the Start

本研究では、近景と遠景の両方に拡張現実を提示できる時分割指向性バックライト式超多眼表示を応用したスマートグラスのプロトタイプシステムの開発を目的とする。高リフレッシュレートで働く小型液晶パネルとレンズからプロトタイプシステムを構築し、カメラ、オートレフケラトメーターなどを使用し、自然なデフォーカスのボケの再現効果と目の焦点位置を誘導する性能を明らかにする。実験を繰り返し、ボケの再現効果と焦点誘導性能の優れたバックライトパターンと光学システムを調べる。構築したシステムをベースにし、ウェアラブルな形のプロトタイプシステムを開発する。

Outline of Annual Research Achievements

(1). 前年度に構築した超多眼技術を用いる遠近両用スマートグラスプロトタイプシステムとして超多眼立体ディスプレイの光学システムを改良し、回折の影響を緩和した。協力者実験の結果、先行研究よりも明らかなD値の変化が観察され、観察者の目の焦点を異なる奥行に誘導できることが確認された。また、スマートグラスの形状に合わせるため、ヘッドマウントディスプレイの形に近いサイズのシステムを構築した。以上の研究内容を雑誌論文としてまとめ、発表した。
(2). セントラルフロリダ大学のLCD研究室にて、液晶をベースにした光学素子や光部品の原理と制作方法についての理解を深め、Pancharatnam-Berry位相レンズ(PBL)を使用した立体ディスプレイを開発した。このディスプレイでは、二種類の円偏光にそれぞれ凸レンズと凹レンズとして反応するPBLを使用し、一つの液晶パネルで同時に二つの像面を生成することが可能となった。この研究は遠近両用超多眼立体ディスプレイを実現するもう一つのアプローチを開拓した。さらに、ファラデー回転子を利用したVRシステムを開発し、従来のパンケーキ光学システムの効率を理論上100%まで向上させることができた。以上の二つの研究を雑誌論文としてまとめ、発表した。
(3). 前年度に行った二人固有視点から観察可能な裸眼立体ディスプレイの研究成果を雑誌論文としてまとめ、発表した。また、15.6インチの液晶パネルを使用した裸眼立体ディスプレイを開発し、ディスプレイ装置のサイズを縮小し、持ち運び可能な形にした。さらに、液晶の遅い応答速度によるクロストークの発生問題に対処するため、黒フレームを挿入する4分割の手法を提案し、クロストークを大幅に低減した。
(4). 得られた成果をSID(23年)国際学会で発表し、立体ディスプレイのプロトタイプシステムを展示した。

Report

(2 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2024 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Central Florida(米国)

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Journal Article] Breaking the optical efficiency limit of virtual reality with a nonreciprocal polarization rotator2024

    • Author(s)
      Yuqiang Ding 、Zhenyi Luo、Garimagai Borjigin、Shin-Tson Wu
    • Journal Title

      Opto-Electronic Advances

      Volume: 7 Issue: 3 Pages: 230178-230178

    • DOI

      10.29026/oea.2024.230178

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] [Paper] Near-Eye Light-Field Display with Time-Division and Color Multiplexing to Induce Focal Accommodation2024

    • Author(s)
      Borjigin Garimagai、Kakeya Hideki
    • Journal Title

      ITE Transactions on Media Technology and Applications

      Volume: 12 Issue: 1 Pages: 61-67

    • DOI

      10.3169/mta.12.61

    • ISSN
      2186-7364
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Coarse Integral Volumetric Imaging Display with Time and Polarization Multiplexing2023

    • Author(s)
      Borjigin Garimagai、Ding Yuqiang、Semmen John、Safa Hosna Tajvidi、Kakeya Hideki、Wu Shin-Tson
    • Journal Title

      Photonics

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 7-7

    • DOI

      10.3390/photonics11010007

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Viewing zone expansion of a dual-viewer autostereoscopic display with inclined interleaved linear Fresnel lens arrays and a time-division quadruplexing directional backlight2023

    • Author(s)
      Borjigin Garimagai、Kakeya Hideki
    • Journal Title

      Optics Express

      Volume: 31 Issue: 11 Pages: 17321-17321

    • DOI

      10.1364/oe.489879

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 指向性バックライト式裸眼立体ディスプレイの可搬化とクロストーク軽減2023

    • Author(s)
      GARIMAGAI、掛谷英紀
    • Organizer
      映像情報メディア学会研究会(3DMT)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Coarse Integral Imaging Displays with Interleaved Fresnel Lenses2023

    • Author(s)
      Garimagai Borjigin, Hideki Kakeya
    • Organizer
      SID Display Week 2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report 2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Autostereoscopic Display for Two Viewers Providing Images Specific to Each Viewpoint2022

    • Author(s)
      Garimagai Borjigin, Hideki Kakeya
    • Organizer
      SID Display Week 2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 二人が固有視点の立体像を観察できる時分割高精細裸眼立体表示とその評価2022

    • Author(s)
      ガリマガイ、掛谷英紀
    • Organizer
      映像情報メディア学会研究会(3DMT)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report

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Published: 2022-04-28   Modified: 2024-12-25  

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