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

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13355010
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 下山 勲 東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 教授 (60154332)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 星野 一憲 日本学術振興会, 特別研究員 ; 安田 隆 九州工業大学, 大学院・生命体工学研究科, 助教授 (80270883) ; 松本 潔 東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 助教授 (10282675)
• Keywords: 立体画像 / マイクロレンズアレイ / ボイスコイルモータ / 液晶ディスプレイ

Research Abstract

本研究では,MEMS技術によって集積した微小走査機構を持つ立体表示ディスプレイの開発を最終的な目標とする。研究初年度である本年は,構成に必要となる画像表示の理論や特性を評価するために,ボイスコイルモータによってマイクロレンズアレイが駆動されるプロトタイプの立体ディスプレイを製作し,評価実験を行った。
まず,フォトレジストの溶融,およびシリコンゴムを用いた形状転写などにより,表示システムに用いることのできるマイクロレンズアレイを製作した。レンズの厚さはレジスト成膜時のスピンコート回転数に依存するが,フォトレジストに含まれる溶媒の割合を多くすることで,より薄型のレンズを製作することが可能となった。
上記方法で用いたレンズを液晶ディスプレイ上で振動させるシステムを構成し,評価実験を行った。立体ディスプレイの評価基準として,各画素から発せられる光の,見込み角に対する強度の変化が重要なファクターであることが示された。実験においては,表示画像の切り替えタイミングとレンズの振動を適切に同期させることによって,ディスプレイの解像度を下げることなく立体ディスプレイを実現することが可能であることが示された。また,レンズの振幅を変化させることで,左目用画像と右目用画像の光軸の開きを調整することができるため,観察者の位置にあわせた最適な立体ディスプレイの設計を行えることが示された。
本年度の基礎実験において実現した振幅,周波数は,研究分担者らの過去の研究実績であるマイクロ静電アクチュエータによって実現できる数値であり,来年度以降のシステムの集積化に対して,理論的かつ実験による製作可能性を示せたことになる。

Research Products

• [Publications] 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)
• [Publications] A.Nakai, K.Matsumoto, I.Shimoyama: "A Stereoscopic Display with a Vibrating Microlens Array"proceedings of IEEE MEMS. pp.524-pp.527 (2002)
• [Publications] 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)