2018 Fiscal Year Annual Research Report
次世代HMDのための1000volume/s超高速体積ディスプレイの開発
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18H03271
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
奥 寛雅 群馬大学, 大学院理工学府, 准教授 (40401244)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 高速 / 三次元ディスプレイ / 可変焦点レンズ / 体積表示 / ヘッドマウントディスプレイ / DMD |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，1000Hzの高速な周波数で映像更新可能な体積表示型三次元ディスプレイを構築することで，人間の焦点調節と整合し，かつ動的な現実世界と時間的にも幾何学的にも整合した映像提示を可能にする原理を創出することを目的としている．2018年度は，特に単眼における高速体積表示の原理確認と光学系構築を中心に行った．
（2018-1) 本研究に要求される高速性はないが扱いが容易な市販の液体可変焦点レンズを用いて簡易型体積表示光学系を構築した．構築した光学系について，模擬眼カメラで提示される像位置を計測し，想定されている像提示位置の奥行変化を得られることを確認した．また，次に人間の眼で認識される像の奥行き位置を計測し，こちらも奥行変化が得られることを確認した．
（2018-2）次に，共振型の可変焦点レンズであるTAGレンズを用いて，高速体積表示原理検証用光学系を構築した．TAGレンズは約69kHzで焦点距離が振動するため，そのままでは特定の焦点距離での像提示ができない．そこで，LEDを焦点距離の振動に同期させて特定のタイミングで短時間光らせることで，特定の焦点距離での像提示を可能とした．この系について，(2018-1)で構築した模擬眼カメラで提示される像位置を計測し，提示位置の奥行変化を得られることを確認した．
（2018-3）（2018-2）で構築した光学系に組み合わせるためのDMDを導入し，高速な提示像切替と提示像制御が可能であることを確認した．
（2018-4）DMDの提示像をLEDで短時間照明することで特定焦点位置での像提示が可能となるが，この際にDMDの提示面に一様な明るさで照明する必要があるため，LEDによる一様照明系を構築し，その一様性を実験から確認した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初予定した計画にほぼ沿った内容の実験結果を得ており，おおむね順調に進展している．なお，今のところ外部発表がないが，特許出願を考慮して意図的に控えているものであり，研究の進展に問題はない．
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで動作原理を確認した高速体積表示原理検証用光学系にDMDを組み合わせ，提示像の高速切り替えと複数焦点面の高速提示動作を組み合わせた超高速体積ディスプレイを構築し，評価実験を行う．問題なければ，超高速体積ディスプレイをもう一組構築し，焦点調節ならびに輻輳と整合する超高速ヘッドマウントディスプレイ原理の検証を行う．
また，当該原理に関する知的財産権の獲得を目指す．
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