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超小型化を志向したリアルタイムホログラフィックプロジェクションに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K00151
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 マルチメディア・データベース
研究機関千葉大学

研究代表者

下馬場 朋禄  千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (20360563)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2016年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
キーワードホログラフィ / ホログラフィックプロジェクション / レンズレス / ホログラム / プロジェクタ / 高速計算 / 計算機合成ホログラム / ホログラフィックプロジェクタ / 回折計算 / 応用光学・量子光工学 / 計算機システム / 画像 / 波動光学
研究成果の概要

ホログラフィを利用したプロジェクタは,ホログラム自身がレンズとして機能するため基本的にレンズレスで構築できる.そのため,投影像は無収差であり,光学系は簡略化ができるため小型化が期待できる.一方,欠点もいくつかあり,レンズを使用せずにいかにしてズームを実現するかや,投影画像に重畳するスペックルノイズの抑制方法,ホログラム計算の高速化が課題として挙げられるが,これらの問題を同時に解決する手法は知られていない.本申請課題ではレンズを使用しない極めて簡易な光学系により,低スペックルノイズかつズーム可能な投影像を得ることができるホログラフィックプロジェクタの開発を行った.

研究成果の学術的意義や社会的意義

光源や表示素子の発展により低消費電力・小型化を志向した小型プロジェクタの開発が活発に行なわれており,今日では携帯機器に搭載可能なモジュールタイプの製品も開発されるようになってきている.小型プロジェクション技術にはいろいろな方式が提案されているが,ホログラフィを利用したプロジェクションは光の波面を自由に制御できる特性を利用したプロジェクタとなっている.本申請課題ではレンズを使用しない簡易な光学系により,低ノイズかつズーム可能な投影像をビデオレートで得ることができるホログラフィックプロジェクタの開発を行う.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (49件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (25件) (うち国際共著 2件、 査読あり 23件、 オープンアクセス 9件、 謝辞記載あり 9件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 10件、 招待講演 8件) 図書 (3件)

  • [国際共同研究] ワルシャワ工科大学(ポーランド)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Miniature Holographic Projector with Cloud Computing Capability2019

    • 著者名/発表者名
      Michal Makowski, Adam Kowalczyk, Marcin Bieda, Jaroslaw Suszek, Izabela Ducin, Tomoyoshi Shimobaba, Yuki Nagahama, Tomoyoshi Ito
    • 雑誌名

      Applied Optics

      巻: 58

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Image quality improvement of random phase-free hologram based on cause of ringing artifact2019

    • 著者名/発表者名
      Yuki Nagahama, Tomoyoshi Shimobaba, Takashi Kakue, Yasuhiro Takaki, Tomoyoshi Ito
    • 雑誌名

      Applied Optics

      巻: 58 ページ: 2146-2151

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Full-color computer-generated hologram using wavelet transform and color space conversion2019

    • 著者名/発表者名
      Shota Yamada, Tomoyoshi Shimobaba, Takashi Kakue, Tomoyoshi Ito
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 27 ページ: 8153-8167

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Large-Scale Electroholography by HORN-8 from Point-Cloud Model with 400,000 Points2018

    • 著者名/発表者名
      Yota Yamamoto, Hirotaka Nakayama, Naoki Takada, Takashi Nishitsuji, Takashige Sugie, Takashi Kakue, Tomoyoshi Shimobaba, Tomoyoshi Ito
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 26 ページ: 34259-34265

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Efficient diffraction calculations using implicit convolution2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoyoshi Shimobaba, Takayuki Takahashi, Yota Yamamoto, Takashi Nishitsuji, Atushi Shiraki, Takashi Kakue, Tomoyoshi Ito
    • 雑誌名

      OSA Continuum

      巻: 1 ページ: 642-650

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] HORN-8: Special-purpose computer for computer-generated hologram2018

    • 著者名/発表者名
      Takashi Nishitsuji, Yota Yamamoto, Takashige Sugie, Takanori Akamatsu, Ryuji Hirayama, Hirotaka Nakayama, Takashi Kakue, Tomoyoshi Shimobaba, Tomoyoshi Ito
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 26 ページ: 26722-26733

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] High-performance parallel computing for next-generation holographic imaging2018

    • 著者名/発表者名
      Takashige Sugie, Takanori Akamatsu, Takashi Nishitsuji, Ryuji Hirayama, Nobuyuki Masuda, Hirotaka Nakayama, Yasuyuki Ichihashi, Atsushi Shiraki, Minoru Oikawa, Naoki Takada, Yutaka Endo, Takashi Kakue, Tomoyoshi Shimobaba, Tomoyoshi Ito
    • 雑誌名

      Nature Electronics

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fast, large-scale hologram calculation in wavelet domain2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoyoshi Shimobaba, Kyoji Matsushima, Takayuki Takahashi, Yuki Nagahama, Satoki Hasegawa, Marie Sano, Ryuji Hirayama, Takashi Kakue, Tomoyoshi Ito
    • 雑誌名

      Optics Communications

      巻: 412 ページ: 80-84

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ホログラムデータの生成・計算2018

    • 著者名/発表者名
      下馬場朋禄, 角江崇, 伊藤智義
    • 雑誌名

      映像情報メディア学会誌

      巻: -

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] ホログラフィックプロジェクタ2018

    • 著者名/発表者名
      長浜佑樹, 下馬場朋禄, 角江崇, 伊藤智義
    • 雑誌名

      映像情報メディア学会誌

      巻: -

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Convolutional neural network-based data page classification for holographic memory2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoyoshi Shimobaba, Naoki Kuwata, Mizuha Honma, Takayuki Takahashi, Yuki Nagahama, Marie Sano, Satoki Hasegawa, Ryuji Hirayama, Takashi Kakue, Atsushi Shiraki, Naoki Takada, Tomoyoshi Ito
    • 雑誌名

      Applied Optics

      巻: 56 ページ: 7327-7330

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Auto-focus System of Holographic Projector Using RGB-D Camera2017

    • 著者名/発表者名
      Yuki Nagahama, Tomoyoshi Shimobaba, Takashi Kakue,Tomoyoshi Ito
    • 雑誌名

      IWH2017 Technical Digest

      巻: -

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] スマートフォンとDFD錯視現象を利用した小型3D画像表示装置の開発2017

    • 著者名/発表者名
      三瓶卓方, 下馬場朋禄, 角江崇, 伊藤智義
    • 雑誌名

      映像情報メディア学会誌

      巻: 71

    • NAID

      130006179639

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ホログラフィックプロジェクタによるマルチプロジェクション及び画質改善2017

    • 著者名/発表者名
      山口由美, 長浜佑樹, 川島徹也, 下馬場朋禄, 角江崇, 伊藤智義
    • 雑誌名

      映像情報メディア学会誌

      巻: 71

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Acceleration of Hologram Generation by Optimizing the Arrangement of Wavefront Recording Planes2017

    • 著者名/発表者名
      Naotaka Hasegawa, Tomoyoshi Shimobaba, Takashi Kakue, Tomoyoshi Ito
    • 雑誌名

      Applied Optics

      巻: 56

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fast generation of computer-generated hologram using wavelet shrinkage2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoyoshi Shimobaba, Tomoyoshi Ito
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 25 ページ: 77-87

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Holographic micro-information hiding2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoyoshi Shimobaba, Yutaka Endo, Ryuji Hirayama, Daisuke Hiyama, Yuki Nagahama, Satoki Hasegawa, Marie Sano, Takayuki Takahashi, Takashi Kakue, Minoru Oikawa, Tomoyoshi Ito
    • 雑誌名

      Applied Optics

      巻: 56 ページ: 833-837

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Autoencoder-based holographic image restoration2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoyoshi Shimobaba, Yutaka Endo, Ryuji Hirayama, Yuki Nagahama, Takayuki Takahashi, Takashi Nishitsuji, Takashi Kakue, Atsushi Shiraki, Naoki Takada, Nobuyuki Masuda, Tomoyoshi Ito
    • 雑誌名

      Applied Optics

      巻: 56

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Holographic multi-projection using random phase-free method2016

    • 著者名/発表者名
      Yuki Nagahama, Tomoyoshi Shimobaba, Tetsuya Kawashima, Takashi Kakue, Tomoyoshi Ito
    • 雑誌名

      Applied Optics

      巻: 55 ページ: 1118-1123

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Computer-generated hologram using random phase-free method and color space conversion2016

    • 著者名/発表者名
      Tomoyoshi Shimobaba, Michal Makowski, Yuki Nagahama, Yutaka Endo, Ryuji Hirayama, Daisuke Hiyama, Satoki Hasegawa, Marie Sano, Takashi Kakue, Minoru Oikawa, Takashige Sugie, Naoki Takada, Tomoyoshi Ito
    • 雑誌名

      Applied Optics

      巻: 55 ページ: 4159-4165

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Increased depth of focus in random-phase-free holographic projection2016

    • 著者名/発表者名
      Michal Makowski, Tomoyoshi Shimobaba, Tomoyoshi Ito
    • 雑誌名

      Chinese Optics Letters

      巻: 14 ページ: 120901-120901

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 電子ホログラフィの高速計算手法2016

    • 著者名/発表者名
      下馬場朋禄, 角江崇, 伊藤智義
    • 雑誌名

      レーザー研究

      巻: 44 ページ: 423-428

    • NAID

      130007957198

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] MATLABにおける計算機合成ホログラム生成の高速化2016

    • 著者名/発表者名
      根尾敦, 角江崇, 下馬場朋禄, 伊藤智義
    • 雑誌名

      レーザー研究

      巻: 44 ページ: 458-463

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 位相移植法によるランダム位相フリーホログラムの画質改善および高速化2016

    • 著者名/発表者名
      長浜佑樹, 下馬場朋禄, 川島徹也, 角江崇, 伊藤智義
    • 雑誌名

      レーザー研究

      巻: 44 ページ: 449-453

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] ランダム位相フリー法を用いたカラー計算機合成ホログラム再生像の画質向上2016

    • 著者名/発表者名
      根尾敦, 下馬場朋禄, 長浜佑樹, 角江崇, 伊藤智義
    • 雑誌名

      画像電子学会誌

      巻: 45 ページ: 182-190

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Holographic volume reconstruction of particle fields using deep learning"2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoyoshi Shimobaba, Takashi Kakue, Tomoyoshi Ito
    • 学会等名
      PHOTONICS-2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Fast hologram calculation using wavelet transform2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoyoshi Shimobaba, Shota Yamada, Takashi Kakue, Tomoyoshi Ito
    • 学会等名
      Tenth International Conference on Information Optics and Photonics (CIOP2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] onvolutional neural network-based regression for depth prediction in digital holography2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoyoshi Shimobaba, Takashi Kakue, Tomoyoshi Ito
    • 学会等名
      27th IEEE International Symposium on Industrial Electronics (ISIE 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ランダム位相フリーホログラムにおけるリンギングアーティファクトの発生原因の解明およびその除去手法の検討2018

    • 著者名/発表者名
      長浜佑樹, 下馬場朋禄, 角江崇, 高木康博, 伊藤智義
    • 学会等名
      OPJ2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ウェーブレット変換を用いたフルカラーホログラム生成計算の高速化2018

    • 著者名/発表者名
      山田翔大, 下馬場朋禄, 角江崇, 伊藤智義
    • 学会等名
      第17回情報科学技術フォーラム(FIT2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ウェーブレット変換を用いた計算機合成ホログラム計算のGPU実装2018

    • 著者名/発表者名
      山田翔大, 下馬場朋禄, 角江崇, 伊藤智義
    • 学会等名
      3次元画像コンファレンス2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 深層学習を用いたホログラフィックメモリのデータページ分割サイズ変更による精度比較2018

    • 著者名/発表者名
      永井勝規, 下馬場朋禄, 角江崇, 伊藤智義
    • 学会等名
      第12回関東学生研究論文講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] コンピュータホログラフィの応用事例2017

    • 著者名/発表者名
      下馬場朋禄
    • 学会等名
      大阪電気通信大学視覚情報学講演会
    • 発表場所
      大阪電気通信大
    • 年月日
      2017-01-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Point cloud-based hologram calculation : WASABI and WRP methods2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoyoshi Shimobaba, Takashi Kakue, Tomoyoshi Ito
    • 学会等名
      Digital Holography & 3-D Imaging (DH2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Holographic display and its computational techniques2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoyoshi Shimobaba, Takashi Kakue, Tomoyoshi Ito
    • 学会等名
      LDC2017(Laser Display and Lighting Conference)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 深層学習を用いたホログラフィックメモリの検討2017

    • 著者名/発表者名
      下馬場朋禄, 本間みづは, 角江崇, 伊藤智義
    • 学会等名
      電子情報通信学会磁気記録・情報ストレージ研究会(MR)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ランダム位相フリーホログラムによる非平行平面スクリーンへの投影2017

    • 著者名/発表者名
      長浜佑樹,下馬場朋禄,角江崇,伊藤智義
    • 学会等名
      3次元画像コンファレンス2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 波面記録法とウェーブレット変換を用いたホログラム計算の高速化2017

    • 著者名/発表者名
      下馬場朋禄, 松島恭治, 角江崇, 伊藤智義
    • 学会等名
      3次元画像コンファレンス2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Speeding Up of Image Quality Improvement using Amplitude Inverse Filter Method in Random Phase-Free Hologram2016

    • 著者名/発表者名
      Yuki Nagahama, Tomoyoshi Shimobaba, Takashi Kakue and Tomoyoshi Ito
    • 学会等名
      Three Dimensional Systems and Applications(3DSA2016)
    • 発表場所
      Fukuoka International Congress Center, Fukuoka
    • 年月日
      2016-12-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ホログラフィによる微小情報の隠蔽2016

    • 著者名/発表者名
      高橋岳之, 下馬場朋禄, 角江崇, 伊藤智義
    • 学会等名
      PCSJ/IMPS2016
    • 発表場所
      ラフォーレ修善寺, 静岡
    • 年月日
      2016-11-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of holographic micro-information hiding2016

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Takahashi, Tomoyoshi Shimobaba, Takashi Kakue, Tomoyoshi Ito
    • 学会等名
      OSJ-OSA Joint Symposia on Plasmonics and Digital Optics
    • 発表場所
      University of Tsukuba, Tokyo
    • 年月日
      2016-10-30
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 圧縮データ上での画像処理アルゴリズムの開発2016

    • 著者名/発表者名
      赤松孝則, 下馬場朋禄, 角江崇, 伊藤智義
    • 学会等名
      FIT2016 第15回情報科学技術フォーラム
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ランダム位相フリーホログラムにおけるリンギングアーティファクト除去アルゴリズムの検討2016

    • 著者名/発表者名
      長浜佑樹, 下馬場朋禄, 角江崇, 伊藤智義
    • 学会等名
      第17回情報フォトニクス研究グループ研究会(秋合宿
    • 発表場所
      プラムイン城陽, 京都
    • 年月日
      2016-09-05
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Fast Calculation Techniques for Computer-Generated Holograms2016

    • 著者名/発表者名
      Takashi Nishitsuji, Tomoyoshi Shimobaba, Takashi Kakue, Tomoyoshi Ito
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Industrial Informatics (INDIN’16)
    • 発表場所
      University of Poitiers, Futuroscope-Poitiers, France
    • 年月日
      2016-07-18
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Random phase-free computer holography and its applications2016

    • 著者名/発表者名
      Tomoyoshi Shimobaba, Takashi Kakue, Tomoyoshi Ito
    • 学会等名
      SPIE Commercial + Scientific Sensing and Imaging, Three-Dimensional Imaging, Visualization, and Display 2016
    • 発表場所
      Baltimore Convention Center Baltimore, Maryland, USA
    • 年月日
      2016-04-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] Computer Holography: Acceleration Algorithms and Hardware Implementations2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoyoshi Shimobaba, Tomoyoshi Ito
    • 総ページ数
      216
    • 出版者
      CRC Press
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] ホログラフィックプロジェクションの投影,計算,画質改善技術2018

    • 著者名/発表者名
      下馬場朋禄, 長浜佑樹, 角江崇, 伊藤智義
    • 出版者
      技術情報協会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] ホログラフィ入門 コンピュータを利用した3次元映像・3次元計測2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤智義, 下馬場朋禄
    • 総ページ数
      184
    • 出版者
      講談社
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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