Realization of Seamless Augmented Reality by Reproduction of Light Field

本研究の目的は、空間解像度を高く保ちながら、自然な焦点調節による奥行き感提示を実現する技術の構築である。それを実現する方法として、時分割パラックスバリア方式、粗インテグラルイメジングなどの技術の開発に取り組んだ。まず、時分割パララックスバリア式の立体表示においては、これまでカラーパネル２枚を用いていた状態から、アクティブバリアを表示するパネルとして新たに120Hzのリフレッシュレートで表示可能なモノクロパネルを開発し、それを組み込むことで同じ輝度の画像を従来の約4割の消費電力で表示することを達成した。また、同じ消費電力の低減目的で開発したLEDライトバーとレンチキュラレンズを組み合わせたアクティブバリアにおいて、点灯時間を制限することによるクロストーク低減に成功した。さらに時分割パララックスバリアを用いて観察者の焦点調節をディスプレイ面から離れた奥行き面に誘導する方法として、２種類の傾きを持つパララックスバリアを交互に高速で切り替えながら適用することで、任意の傾きの線に対して焦点調節を誘導する超多眼表示法（瞳孔内に複数視点の画像を同時に入射する方法）を開発し、その有効性を確かめた。また、ディスプレイ面と異なる奥行きに焦点調節を誘導する別の方法として、粗インテグラルイメジングの改良を行った。従来方法では要素レンズの継ぎ目の不連続性が目立ち、それによる提示像の画質低下が顕著であったが、要素レンズとして隣り合うレンズを構成する要素プリズムをその幅を徐々に変化させながら入り合いに配置することで、滑らかな運動視差提示を実現した。この方法は画像の空間解像度はパネルのそれより低下するが、4Kの解像度を持つパネルを使用することで、空間解像度の高い立体像を提示することに成功した。

本研究の目的は、空間解像度を高く保ちながら、自然な焦点調節による奥行き感提示を実現する技術の構築である。それを実現する方法として、時分割パラックスバリア方式、粗インテグラルイメジングなどの技術の開発に取り組んだ。まず、時分割パララックスバリア式の立体表示においては、これまでカラーパネル２枚を用いていた状態から、アクティブバリアを表示するパネルとして新たに120Hzのリフレッシュレートで表示可能なモノクロパネルを開発し、それを組み込むことで同じ輝度の画像を従来の約4割の消費電力で表示することを達成した。また、同じ消費電力の低減目的で開発したLEDライトバーとレンチキュラレンズを組み合わせたアクティブバリアにおいて、点灯時間を制限することによるクロストーク低減に成功した。さらに時分割パララックスバリアを用いて観察者の焦点調節をディスプレイ面から離れた奥行き面に誘導する方法として、２種類の傾きを持つパララックスバリアを交互に高速で切り替えながら適用することで、任意の傾きの線に対して焦点調節を誘導する超多眼表示法（瞳孔内に複数視点の画像を同時に入射する方法）を開発し、その有効性を確かめた。また、ディスプレイ面と異なる奥行きに焦点調節を誘導する別の方法として、粗インテグラルイメジングの改良を行った。従来方法では要素レンズの継ぎ目の不連続性が目立ち、それによる提示像の画質低下が顕著であったが、要素レンズとして隣り合うレンズを構成する要素プリズムをその幅を徐々に変化させながら入り合いに配置することで、滑らかな運動視差提示を実現した。この方法は画像の空間解像度はパネルのそれより低下するが、4Kの解像度を持つパネルを使用することで、空間解像度の高い立体像を提示することに成功した。