2019 Fiscal Year Annual Research Report
Holographic Display Technique Using MEMS SLM and Pulse Illumination
| Project/Area Number |
19H02189
|
|---|
| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
|---|
Principal Investigator |
高木 康博 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50236189)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長浜 佑樹 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60833598)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | ホログラフィー / MEMS / 空間光変調器 / 立体表示 / 光走査 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
(1) MEMS空間光変調器による光走査の確認
最初に、MEMS空間光変調器による光走査の原理確認実験を行った。MEMS空間光変調器としては、Digital Micromirror Device (DMD)を用いた。光源にはパルス変調が容易な半導体レーザーを用いた。DMDに同期したパルス光の発生タイミングの制御にFPGAを用いた。黒画像と白画像を交互に表示し、すべてのMEMSミラーが一斉に回転するようにし、黒画像から白画像に切り替わる際に光パルスを照射するようにした。実験には、解像度が1,024×768、フレームレートが22,727 HzのDMDを用いた。MEMSミラーの間隔は13.12 μm、回転角は±12°、回転時間は3.83 μsであった。波長488 nmの半導体レーザーを用い、FPGAでパルス駆動することで20 nsの光パルスを発生した。その結果、192方向への光走査を59.2 Hzの周波数で実現できた。最大走査角として48°を実現できたが、最外位置でMEMSミラーの振動の影響があり、有効な走査角は41°であることが判明した。
(2) MEMS空間光変調器のパルス光照明によるホログラム表示の確認
つぎに、本研究で提案するホログラム表示の原理確認実験を行った。上記のDMDを用いた光走査システムを用いて、黒画像とホログラムパターンを交互に表示した。黒画像を挿入することで、すべてのMEMSミラーの傾きを揃える。光走査に対応したホログラムパターンの計算法を開発した。最初に、対応する走査角の方向から３次元物体をみた再生像が得られる物体波を計算する。つぎに、これをフーリエ変換して、光走査位置に合わせて必要部分を切り出し複素共役成分を加えて、逆フーリエ変換する。さらに、２値化処理を行いMEMS空間光変調器の表示パターンを得る。以上により、実際に再生像の表示に成功した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当該年度の研究計画はすべて実施できている。
|
| Strategy for Future Research Activity |
当初の研究計画に従って、研究を推進する予定でいる。なお、令和２年度のホログラム表示モジュールの実現においては、当初計画に加えてホログラム光学素子を利用した性能向上も検討する予定でいる。
|
