2020 Fiscal Year Annual Research Report
Compact aerial display by use of multiple reflections and its applications for aquatic CAVE for VR Biology
| Project/Area Number |
20H05702
|
|---|
| Research Institution | Utsunomiya University |
|---|
Principal Investigator |
山本 裕紹 宇都宮大学, 工学部, 教授 (00284315)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉浦 康寿 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水研機構(廿日市), 主任研究員 (90372052)
大谷 幸利 宇都宮大学, 工学部, 教授 (10233165)
八杉 公基 宇都宮大学, 工学部, 研究員 (50722790)
陶山 史朗 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 教授 (70457331)
伊藤 篤 中央大学, 経済学部, 教授 (80500074)
石川 智治 宇都宮大学, 工学部, 准教授 (90343186)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-08-31 – 2025-03-31
|
| Keywords | 空中ディスプレイ / 水中ディスプレイ / 水中CAVE / VRバイオロジー |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，光工学・生物学・水産学・感性メディア工学・情報工学の異分野融合研究である．本年度は各分野において要素技術を開発した．
光工学において，空中ディスプレイの薄型化を実現する光学の基本設計に必要な計測と原理検証を行った．再帰反射による空中結像 (AIRR: aerial imaging by retro-reflection)の光学系の最適化を行うにあたり，結像性能の定量評価が必要となる．キーデバイスとなる再帰反射素子は単位光学素子がアレイ状に並んで構成される．斜めナイフエッジ法によるAIRRの結像光学系の変調伝達関数 (MTF: modulation transfer function) を測定する手法を開発した．プリズム型ならびにビーズ型の再帰反射素子を用いたAIRRのMTFを測定した結果，再帰反射素子の単位光学素子の回折がMTFを低下させることがわかった．そこで，これまでの空中結像向けの再帰反射素子よりも開口を大きくした再帰反射素子を製作する金型を製作した．さらに，偏光イメージングによるディスプレイの偏光分布の測定，AIRRに多重反射を導入する空中ディスプレイの光学設計を行った．
感性メディア工学においては，空中映像の画質評価実験系を構築するとともに，水中映像に対する大きさ知覚実験のための光学設計を行った．
水産研究・教育機構において，来年度以降の実験に用いるための高産肉性トラフグの親魚養成を行うとともに，実験用水槽システムを構築した．さらに，情報工学分野研究者と合同で，ニューラルネットワークを用いて魚を個体識別する実験のために識別用のICタグをつけたフグの撮影を行った．
VRバイオロジー実験として，水中映像で周囲を囲まれたメダカの行動実験系を構築した．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究の目的は，空中ディスプレイの薄型化を実現する光学系を開発し，薄型化された空中ディスプレイを水槽の中に設置して水中の没入型映像空間（水中CAVE）を実現して，魚への水中映像提示の有効性を実験により明らかにすることである．この目的を達成するために，光工学・生物学・水産学・感性メディア工学・情報工学の各分野における要素技術および実験に関して初年度に予定した内容を達成している．
|
| Strategy for Future Research Activity |
新型コロナウイルス（SARS-CoV-2）による感染症（COVID-19）の感染拡大防止の観点から，空中映像の画質の主観評価や水中像に対する3次元知覚など被験者による知覚実験に関して当面は実験の量よりも質を重視する形で慎重に進める一方で，本研究で開発する空中ディスプレイ技術の操作パネルのタッチレス化への応用の期待が高まっているところであるため，学術研究の推進とともに派生技術の実用化や空中ディスプレイに関する国際標準の創成など研究成果の社会還元についても前倒しで適宜取り組みたい．
|
