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フェムト秒レーザー励起プラズマの再結像を用いた空中ボリュメトリックディスプレイ

研究課題

研究課題/領域番号 20K23338
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 1002:人間情報学、応用情報学およびその関連分野
研究機関宇都宮大学

研究代表者

熊谷 幸汰  宇都宮大学, オプティクス教育研究センター, 助教 (90879628)

研究期間 (年度) 2020-09-11 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードボリュメトリックディスプレイ / フェムト秒レーザー / 計算機ホログラム / 空中ディスプレイ / バーチャルリアリティ / 空中映像
研究開始時の研究の概要

ボリュメトリックディスプレイは,体積的画素を実空間に生成することで,裸眼で観察できる広視野な3次元映像表示を可能にする技術であり,仮想空間と実空間を繋ぐ未来社会へ向けて,映像コンテンツの多様化に対応する新たな映像インターフェースとして期待される.本研究では,体積映像のフルカラー化やサイズ拡大を実現し,さらには視触覚融合の付加価値をもたらす,フェムト秒レーザー励起空中プラズマの再結像に基づくボリュメトリックディスプレイの研究を遂行する.

研究成果の概要

空中再結像による描画空間と視認空間の分離を用いて,フェムト秒レーザー励起ボリュメトリックディスプレイのカラー化に関する研究を行った.本研究では,レーザー励起プラズマの発光色が可視領域を網羅している点に注目し,任意色を抽出できるデバイスの作製と,それを適用したディスプレイシステムを構築した.システムは,画素単位でカラー化できる体積映像表示を実現した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

ボリュメトリックディスプレイは,人や物と映像が実空間において共存するような社会を実現する可能性を有しているが,物体が当たり前にもつ数多くの性質を映像として表現するために,いまだ研究段階にある分野である.空中体積映像の色表示に取り組んだ本研究により得られた技術は,映像に体積的な3D情報と実空間とのシームレスな関係に加えて,色情報を付加できるものであり,分野の発展に寄与する成果である.

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 7件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Colour volumetric display based on holographic-laser-excited graphics using drawing space separation2021

    • 著者名/発表者名
      Kota Kumagai, Shun Miura and Yoshio Hayasaki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1038/s41598-021-02107-3

    • 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] Volumetric bubble display with a gold-nanoparticle-containing glycerin screen2020

    • 著者名/発表者名
      Kota Kumagai
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 28 号: 23 ページ: 33911-33920

    • DOI

      10.1364/oe.405297

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Holographic-laser-excited volumetric display with re-projected aerial graphics based on drawing space separation2022

    • 著者名/発表者名
      Kota Kumagai and Yoshio Hayasaki
    • 学会等名
      International Workshop on Holography and Related Technologies (IWH2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Volumetric display with multicolor based on re-imaging of aerial graphics rendered by femtosecond laser excitation2021

    • 著者名/発表者名
      Kota Kumagai, Shun Miura and Yoshio Hayasaki
    • 学会等名
      The 21st International Meeting on Information Display (IMID2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Color volumetric display based on drawing space separation2021

    • 著者名/発表者名
      Kota Kumagai and Yoshio Hayasaki
    • 学会等名
      The 11th Japan-Korea Workshop on Digital Holography & Information Photonics (DHIP2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 計算機ホログラムとフェムト秒レーザー励起ボクセルを用いたボリュメトリックディスプレイ2021

    • 著者名/発表者名
      熊谷幸汰,早崎芳夫
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会 第41回年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 放物面鏡による再結像を用いたレーザー励起ボリュメトリックディスプレイ2021

    • 著者名/発表者名
      熊谷幸汰,三浦駿,早崎芳夫
    • 学会等名
      第68回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ホログラフィック紫外フェムト秒レーザー励起型体積ディスプレイ2021

    • 著者名/発表者名
      對馬優斗,熊谷幸汰,早崎芳夫
    • 学会等名
      第68回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] フェムト秒レーザー誘起音を利用したレーザー焦点位置の適応的制御2021

    • 著者名/発表者名
      三浦拓真,熊谷幸汰,早崎芳夫
    • 学会等名
      第82回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 希ガス充填描画空間の空中投影を用いた多色体積映像2021

    • 著者名/発表者名
      熊谷幸汰,早崎芳夫
    • 学会等名
      第82回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 描画・視認空間分離に基づく空中体積映像の多色化と像サイズ拡大2021

    • 著者名/発表者名
      熊谷幸汰,早崎芳夫
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] フェムト秒レーザー穴あけ加工における誘起音強度を用いた対物レンズ位置の制御2021

    • 著者名/発表者名
      熊谷幸汰,三浦拓真,早崎芳夫
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] In-process observation of femtosecond laser processing with induced acoustic waves2021

    • 著者名/発表者名
      Takuma Miura, Kota Kumagai, Satoshi Hasegawa and Yoshio Hayasaki
    • 学会等名
      The 22nd International Symposium on Laser Precision Microfabrication (LPM2021)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Laser-excited volumetric display using aerial re-imaging by parabolic mirrors2021

    • 著者名/発表者名
      Kota Kumagai, Shun Miura and Yoshio Hayasaki
    • 学会等名
      SPIE Digital Optical Technologies (DOT2021)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Aerial re-imaging of femtosecond-laser-excited graphics for volumetric display2021

    • 著者名/発表者名
      Kota Kumagai, Shun Miura and Yoshio Hayasaki
    • 学会等名
      Digital Holography and Three-Dimensional Imaging (DH2021)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Volumetric graphics of microbubble2020

    • 著者名/発表者名
      Kota Kumagai, Shun Miura and Yoshio Hayasaki
    • 学会等名
      SPIE/COS Photonics Asia 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] Kota Kumagai web

    • URL

      https://kotakumagai.uu-core.com/

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2020-09-29   更新日: 2023-01-30  

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