2017 Fiscal Year Annual Research Report
3次元物体の質感が表現可能な体積型ホログラムプリンタの開発
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16H02819
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
山口 健 日本大学, 理工学部, 助教 (90434125)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉川 浩 日本大学, 理工学部, 教授 (20182735)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 体積型ホログラム / フルカラー / 出力装置 / ホログラフィ / 干渉計算 / 計算機合成ホログラム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度の研究では3色のレーザを用いて出力される体積型ホログラムをフルカラーにすることを目的に行われた。初年度の研究においては，レーザの導入時期が遅くなったため2色のマルチカラー体積型ホログラムの出力にとどまってしまったが，2年目は3色のレーザを用いた出力システムを構築した。また，初年度はレーザの交換を手動で行い各色を別々に記録し，重ね合わせて再生するという手法を取っていた．これは，各色ごとに撮れるため失敗しても単色のみ取り直せばよいなど利点もあるが，記録材料を重ね合わせて露光しなくてはならない等再生する際の不便さも生じていた。また，出力される体積型ホログラムの大きさを大きくするためのステージの移動が重複してしまうため，出力時間も増加してしまう傾向にあった。3色のレーザを用いるに当たり，同じ場所に複数のレーザで記録を行う多重露光を採用し，システム全体を自動化することで露光量特性などの試行回数が多い実験も効率的に行えるシステムに変更した。初年度に作成した干渉縞計算により各波長に対応した干渉縞を計算し，フルカラーの体積型ホログラムを出力した。しかし，緑レーザの出力が安定せず出力される体積型ホログラム色が安定しない問題が生じた。そのため，レーザの出力をモニタするシステムを新たに導入し，ホログラムの出力を試みたが十分な露光量の特性を取ることができず，再生される像の色味が記録物体を忠実に再現するには至らなかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
2年目の研究は出力されるホログラムのフルカラー化と撮影システムの自動化を中心に研究を行った。
これまで，2色のレーザを利用していたが3色のレーザを用いた光学系に変更した。
しかし，緑レーザの出力が不安定となってしまい，本来一定の出力パワーが得られるはずのものが10分の1程度のパワーになったりと撮影するうえで重大な問題となってしまった。
緊急の対策として，レーザのパワーをモニタしながらの露光を行うシステムを作り上げたが，鮮明な像を得ることはできなかった。
また，このレーザの不安定さにより本来取る予定であった出力される色の再現性を左右する，露光量特性を十分にとることができなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
2年目で問題であった，レーザの不調については現在購入業者に点検と修理の依頼をしており，この不調の問題は早急に改善させる予定である。また，今後の研究の推進方策としては，2年目に達成できなかったフルカラーの光学系の構築と最適な露光量の調査を行うことがあげられる。2年目の研究において，多色を用いた再生像の出力には成功しているが中間色などの再現はまだ十分ではない。そこで，各レーザにおいて今回利用する感光材料に最適な露光量を実験結果より見つける。また，今回研究を行う出力装置は同じ露光位置に3色のレーザを多重露光させるシステムである。このため，各レーザの露光量と露光順のパターンを変えて撮影し最適な順番と比率を見つけ出す。
次にこれまで記録するCGモデルから作成した点光源データは単視点からの2次元透視図を元に生成していた。このため，再生時観察者が視点を移動すると像の欠けや重なりが生じてしまう。そこで，複数の視点から点光源データを作成し干渉縞計算に用いることで，像の欠けや重なりを軽減させる。この時，全ての点光源データを直接干渉縞計算に用いると，別の視点のデータも再生され像に重なりが生じてしまう。この影響を無くすため，生成した視点位置に応じて点光源データに計算範囲を付与する。
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