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ウェアラブル眼光学計測と光変調による視覚の自在制御技術の提案

研究課題

研究課題/領域番号 20H04222
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
研究機関東京大学 (2021-2022)
東京工業大学 (2020)

研究代表者

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)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2022年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2021年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2020年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
キーワード拡張現実感 / HMD / 光学シースルー / 視覚拡張 / 光学透過型 / AR / 波面計測 / 網膜投影 / Beaming Displays / 人間拡張 / 光学透過型HMD
研究開始時の研究の概要

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。

研究成果の概要

主要成果は2カテゴリに分かれている。①波面計測を用いた眼の焦点距離・収差の推定や視界の見え方推定である。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ARディスプレイ技術を開発し、被写界深度に応じたレンダリングにおける奥行知覚の評価実験も行った。②空間光変調を用いた映像最適化と視覚との連携である。新しいARディスプレイ方式であるStainedViewを提案し、光学シースルーな光学遮蔽システムを構築するために空間光変調技術を応用し、光学的に連続的な奥行きを再現することに成功した。最終年度では、フォトクロミックとホログラフィック材料を用いたコンパクトな光学遮蔽システムを構築した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は「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?」という課題に取り組んでいる。この課題に対して、本研究成果は目の状態を計測しながら最適な映像を提示するという先進的な拡張現実感(AR)ディスプレイ技術につながる。また光の制御のため、一般のARディスプレイで問題となる映像が半透明になる課題に対して新しい解決策を提案し、今後よりリアルなAR映像を再現する技術開発の先駆けともなっている。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 3件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 6件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] Trinity College Dublin(アイルランド)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Otago(ニュージーランド)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] University College London(英国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] NVIDIA(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] A Compact Photochromic Occlusion Capable see-Through Display with Holographic Lenses2023

    • 著者名/発表者名
      Chun Wei Ooi、Yuichi Hiroi、Yuta Itoh
    • 雑誌名

      Proceedings of 2023 IEEE Conference Virtual Reality and 3D User Interfaces (VR), pp 237-242, Shanghai, China, Mar. 25-9, 2023

      巻: tbd ページ: 237-242

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Neural distortion fields for spatial calibration of wide field-of-view near-eye displays2022

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Hiroi, Kiyosato Someya, Yuta Itoh
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 30 号: 22 ページ: 40628-40628

    • DOI

      10.1364/oe.472288

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] NeARportation: A Remote Real-time Neural Rendering Framework2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroi Yuichi、Itoh Yuta、Rekimoto Jun
    • 雑誌名

      Proceedings of the 28th ACM Symposium on Virtual Reality Software and Technology

      巻: 23 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1145/3562939.3565616

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Focus-Aware Retinal Projection-based Near-Eye Display2021

    • 著者名/発表者名
      Kaneko Mayu、Hiroi Yuichi、Itoh Yuta
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE ISMAR 2021, Bari, Italy, Oct. 4-8, 2021

      巻: n.a. ページ: 207-208

    • DOI

      10.1109/ismar-adjunct54149.2021.00049

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Towards Indistinguishable Augmented Reality2021

    • 著者名/発表者名
      Itoh Yuta、Langlotz Tobias、Sutton Jonathan、Plopski Alexander
    • 雑誌名

      ACM Computing Surveys

      巻: 54 号: 6 ページ: 1-36

    • DOI

      10.1145/3453157

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Focal surface occlusion2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroi Yuichi、Kaminokado Takumi、Ono Shunsuke、Itoh Yuta
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 29 号: 22 ページ: 36581-36581

    • DOI

      10.1364/oe.440024

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Beaming Displays2021

    • 著者名/発表者名
      Itoh Yuta、Kaminokado Takumi、Aksit Kaan
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics

      巻: 27 号: 5 ページ: 2659-2668

    • DOI

      10.1109/tvcg.2021.3067764

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] StainedView: Variable-Intensity Light-Attenuation Display with Cascaded Spatial Color Filtering for Improved Color Fidelity2020

    • 著者名/発表者名
      Kaminokado Takumi、Hiroi Yuichi、Itoh Yuta
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics

      巻: 26 号: 12 ページ: 3576-3586

    • DOI

      10.1109/tvcg.2020.3023569

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Stencil Marker: Designing Partially Transparent Markers for Stacking Augmented Reality Objects2020

    • 著者名/発表者名
      Zhang Xuan、Lundgren Jonathan、Mesaki Yoya、Hiroi Yuichi、Itoh Yuta
    • 雑誌名

      IEEE ISMAR 2020 poster paper

      巻: - ページ: 255-257

    • DOI

      10.1109/ismar-adjunct51615.2020.00073

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] A Compact Photochromic Occlusion Capable see-Through Display with Holographic Lenses2023

    • 著者名/発表者名
      Chun Wei Ooi、Yuichi Hiroi、Yuta Itoh
    • 学会等名
      IEEE Conference Virtual Reality and 3D User Interfaces (VR) 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] NeARportation: A Remote Real-time Neural Rendering Framework2023

    • 著者名/発表者名
      Hiroi Yuichi、Itoh Yuta、Rekimoto Jun
    • 学会等名
      The 28th ACM Symposium on Virtual Reality Software and Technology
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Focus-Aware Retinal Projection-based Near-Eye Display2021

    • 著者名/発表者名
      Kaneko Mayu、Hiroi Yuichi、Itoh Yuta
    • 学会等名
      IEEE ISMAR 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Beaming Displays2021

    • 著者名/発表者名
      Itoh Yuta、Kaminokado Takumi、Aksit Kaan
    • 学会等名
      IEEE VR 2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] StainedView: Variable-Intensity Light-Attenuation Display with Cascaded Spatial Color Filtering for Improved Color Fidelity2020

    • 著者名/発表者名
      Kaminokado Takumi、Hiroi Yuichi、Itoh Yuta
    • 学会等名
      IEEE ISMAR 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Stencil Marker: Designing Partially Transparent Markers for Stacking Augmented Reality Objects2020

    • 著者名/発表者名
      Zhang Xuan、Lundgren Jonathan、Mesaki Yoya、Hiroi Yuichi、Itoh Yuta
    • 学会等名
      IEEE ISMAR 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [産業財産権] 拡張現実ディスプレイ、ビューアおよびプロジェクタ2021

    • 発明者名
      伊藤 勇太、カーン アクシット、神之門 拓己
    • 権利者名
      伊藤 勇太、カーン アクシット、神之門 拓己
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2021-051323
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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