2015 Fiscal Year Annual Research Report
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25280074
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
木島 竜吾 岐阜大学, 工学部, 准教授 (80283282)
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2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 光学素子 / ヘッドマウンテッドディスプレイ / バーチャル・リアリティ / 再帰透過性 / 虚像プロジェクタ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
再帰透過を起こす光学的基本構造を直交ルーバー鏡に絞り、試作、評価を行った。
ルーバー鏡列は、まず0.5mm厚のガラス板表面にストライプ鏡をフォトリソグラフィを用いて生成し、多数精密に積層し接着してインゴットとし、切断することによって作成した。精密積層は、１枚づつの位置合わせは可能なものの、積層の数が多くなるに従って誤差が蓄積することから必要な10um程度の精度は得られなかった。ガラス端面とフォトリソグラフィの相対位置を10um以下に保ち、基準側板への突き当てにより全体の精度を保つ方法に変更したが、接着のための紫外線硬化樹脂が基準側板とガラス間に存在し、硬化前に板のドリフトが生じる、という問題があった。ガラス板を押当てる方法、積層板全体を押さえる方法を工夫し、予備試作を繰り返し20-30um程度の精度を得た。
このルーバー鏡列板を２枚直交させ再帰透過性を得、さらに虚像プロジェクタを構成し、画像を結像させ、人間及びカメラにより観察評価を行った。
鏡列板の必要な直交精度は、今までの1分程度から数度にまで緩和された。以前の試作による虚像プロジェクタと比較して画像ははるかに鮮明となった。画像歪みが見られたが、変動しない歪みなので、補正は比較的簡単で問題にはならない。
片側性／両側性ルーバー鏡列型両方について、虚像形成の光効率、迷光率、透過率の理論式を構築した。1cm程度の大型モックアップで実験検証し、理論値との差はおおむね数%以内、傾向も極めて類似であったため、理論式は正しいと考える。
本方式では、光の入射角度により各種効率が大きく変わる。それは鏡の深さ、幅、密度などによって支配されるのだが、変数が多く設計の最適化が難しかった。構築した理論式では、鏡のアスペクト比によって光の入射・射出角度の正接を正規化し、鏡の形状と入射角の２変数まで縮退させたことで、虚像プロジェクタの効率設計が容易となった。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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