輻輳と調節が矛盾しない２眼ステレオ超多眼方式網膜投影型３次元ディスプレイの開発

• 研究課題/領域番号: 18H03277
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分61020:ヒューマンインタフェースおよびインタラクション関連
• 研究機関: 大阪市立大学
• 研究代表者: 高橋 秀也 大阪市立大学, 大学院工学研究科, 教授 (30197165)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円); 2021年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2020年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2019年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2018年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
• キーワード: 網膜投影ディスプレイ / ヘッドマウントディスプレイ / ３次元表示 / 拡張現実感表示 / 超多眼 / 超多眼表示 / ３次元ディスプレイ

研究成果の概要

単眼の超多眼方式網膜投影型ヘッドマウントディスプレイ(HMD)を2台組み合わせて2眼ステレオ表示が可能な3D-HMDを開発した。提案した3D-HMDは、水晶体の調節作用と両眼の輻輳および両眼視差を伴った自然な3D仮想映像を、輻輳と調節に矛盾なく表示できる。試作した3D-HMDは、瞳孔からの距離が200mmから3500mmの範囲の任意の位置に3D映像を提示できる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

提案手法の特色は、水晶体の調節作用と両眼の輻輳に乖離が無く両眼視差を伴った高画質で自然な3D表示ができること、必要な情報だけを選択的に提示できることである。一般的な2眼ステレオ表示では、水晶体の調節と両眼の輻輳に乖離が生じ疲れやすい欠点があるが、提案手法では調節と輻輳に乖離が生じない。
本研究成果の応用例は、①車の運転時などの外界の動きが速い状況における的確なAR表示、②外科手術における精度の高い手術支援、③網膜投影方式の特長である高齢者や低視力者の視覚を補助する情報提示などが考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] Retinal projection type super multi-view stereoscopic head-mounted display (2022)
  • 著者名/発表者名: Kazuya Fujikawa, Kayo Yoshimoto, Hideya Takahashi
  • 雑誌名: Proc. SPIE 12024, Advances in Display Technologies XII 巻: 12024 ページ: 32-32
  • DOI: 10.1117/12.2608438
  • 査読あり
• [雑誌論文] Retinal projection type super multiview 3D head-mounted display with the variable function shutter using a DMD (2021)
  • 著者名/発表者名: Takuro Ohara, Kayo Yoshimoto, Hideya Takahashi
  • 雑誌名: Proc. SPIE 11304, Advances in Display Technologies XI 巻: 11708 ページ: 27-27
  • DOI: 10.1117/12.2577440
  • 査読あり
• [雑誌論文] Retinal image generation method for retinal projection type super multi-view 3D head-mounted display (2020)
  • 著者名/発表者名: Junya Kohno, Kayo Yoshimoto, Hideya Takahashi
  • 雑誌名: Proc. SPIE 11304, Advances in Display Technologies X 巻: 11304 ページ: 1130413
  • DOI: 10.1117/12.2545393
  • NAID: 120006860887
  • URL: https://ocu-omu.repo.nii.ac.jp/records/2020687
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of displayable depth range for retinal projection type super multi-view 3D head-mounted display using the time division projection optical system (2019)
  • 著者名/発表者名: Maeda Hiroaki、Kohno Junya、Yoshimoto Kayo、Takahashi Hideya
  • 雑誌名: Proc. of SPIE 10942, Advances in Display Technologies IX 巻: 10942 ページ: 109420X
  • DOI: 10.1117/12.2506983
  • NAID: 120006775610
  • URL: https://ocu-omu.repo.nii.ac.jp/records/2020686
  • 査読あり
• [学会発表] Retinal projection type super multi-view stereoscopic head-mounted display (2022)
  • 著者名/発表者名: Kazuya Fujikawa, Kayo Yoshimoto, Hideya Takahashi
  • 学会等名: Photonics West 2022 On Demand, Advances in Display Technologies XII
  • 国際学会
• [学会発表] Retinal projection type super multiview 3D head-mounted display with the variable function shutter using a DMD (2021)
  • 著者名/発表者名: Takuro Ohara, Kayo Yoshimoto, Hideya Takahashi
  • 学会等名: Photonics West 2021 Digital Forum, Advances in Display Technologies XI
  • 国際学会
• [学会発表] Retinal image generation method for retinal projection type super multi-view 3D head-mounted display (2020)
  • 著者名/発表者名: Junya Kohno, Kayo Yoshimoto, Hideya Takahashi
  • 学会等名: Photonics West 2020, Advances in Display Technologies X
  • 国際学会
• [学会発表] Analysis of displayable depth range for retinal projection type super multiview 3D head-mounted display using the time division projection optical system (2019)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Maeda, Junya Kohno, Kayo Yoshimoto, Hideya Takahashi
  • 学会等名: Photonic West 2019, Advances in Display Technologies IX
  • 国際学会