Wearable ophthalmology measurement and light modulation for flexible control of vision
| Project/Area Number |
20H04222
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 61020:Human interface and interaction-related
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| Research Institution | The University of Tokyo (2021)
Tokyo Institute of Technology (2020) |
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Principal Investigator |
伊藤 勇太 東京大学, 大学院情報学環・学際情報学府, 特任准教授 (10781362)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2020: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000)
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| Keywords | 拡張現実感 / 波面計測 / 光学シースルー / 網膜投影 / AR / HMD / 視覚拡張 / Beaming Displays / 人間拡張 / 光学透過型HMD |
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| Outline of Research at the Start |
本提案の問いは「視界の見え方推定と眼に入る光の制御によって個人毎の視覚を高度に制御できるか？」である。
視覚拡張は、人の能力を技術で補助・増幅する人間拡張学の一領域であり、申請者は、スマートフォンや眼鏡、補聴器のように、将来多くの人が日常的に視覚拡張システムを身につけて生活する「スマート知覚社会」が実現すると考えている。
本研究では視界の見え方の推定と視界に入る光の制御が出来ない問題を解決し、自在な視覚の拡張を実現する。長期的には、個人毎の視覚に応じた、視覚機能の制御を実現が見込まれる。想定成果はARディスプレイ技術にも転用可能であるため短期的には現在発展中のAR産業にも寄与することが可能である。
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| Outline of Annual Research Achievements |
視覚の自在化を目指した本研究では、今年度光学シースルー頭部搭載型ディスプレイにおける研究において下記のような成果があった。
■【１．波面計測による眼の焦点距離・収差の推定】網膜投影ディスプレイと波面計測センサを組み合わせた拡張現実感向け（AR）ディスプレイを試作した。これにより、視線計測等の既存のシステムから一歩進み、個人の視覚を直接計測しながら映像提示を行えるディスプレイ技術の道を示した。
■【２．空間光変調による映像最適化と視覚との連携】光の減算によってAR映像を生む新しいARディスプレイ方式であるStainedViewを提案した。これは既存の加算方式の光学シースルーARディスプレイの欠点を補う新しい方式であり、本研究によりARディスプレイの新しい分野を開拓した。通常のARディスプレイはLCD等のマイクロディスプレイからの映像を視界に重畳する。提案したStainedViewでは空間光変調器による偏光干渉色を用いて、視界に空間的なカラーフィルターを再現することが可能になる。いわゆるステンドグラスのように、カラーフィルターによる模様を出力することで、視界に減算による映像を再生することができる。
■別軸の研究成果として、ARディスプレイのトレードオフ（例えば、重さと性能）を解消するBeaming Displaysを提案した。これは既存のARディスプレイと異なり、空間に設置した投影方向を制御可能な小型プロジェクタにより、光学部品のみからなる電子部品を含まないメガネに映像を投影する。これにより軽い眼鏡のままで高品質なAR映像を体験できる。
こうした研究成果は、トップ国際論文誌であるIEEE TVCGに２報、VR/ARに関するトップ国際会議であるIEEE ISMAR2020のポスター論文１件として発表された。
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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
本研究提案のロードマップに照らし合わせ、計画通りに進んでいる。
COVID-19により実験を在宅で行う等の制限があったが、リモートでの実験環境等の整備により乗り切った。
初年度で目標であったディスプレイ向けの目の収差計測に関する研究はコンセプトを提案し試作することができた。
また空間光変調における映像最適化に関しては減算ディスプレイという形で新しい研究分野を開拓でき、成果をトップ国際論文誌で発表することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
ディスプレイ向けの目の収差計測に関する研究に関しては試作システムの検証を進め、成果を学術論文として公開することを目指す。
空間光変調（SLM)を用いた映像最適化に関しては、SLMをプログラマブルレンズとして用いたARディスプレイ技術に関する研究を継続する。
現在のCOVI-19による状況を踏まえ、実験室の機材をリモートで操作できる環境を引き続き模索していく。
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Report
(1 results)
Research Products
(8 results)
