複数の２次元情報を記録・表示する次世代新規ボリュームディスプレイの研究

记录和显示多种二维信息的下一代新型体积显示器的研究

• 批准号: 15J07684
• 负责人: 平山 竜士
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Chiba University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J07684/
• 关键词: フォトクロミック材料; ボリュームディスプレイ; 指向性画像表示; 量子ドット

本研究では3次元アンビグラムを応用した，次世代情報伝達システムの開発を行なっている．これは，複数の人へと同時に，それぞれ独立した情報を提供できるシステムである．これまで，ボリュームディスプレイで表示する立体像は先行研究で開発された画像記録アルゴリズムによって設計されていた．しかし，このアルゴリズムでは，記録・表示される画像の画質が劣化してしまい，表示できる画像枚数には制限があった．そこで，反復計算による画質改善アルゴリズムを新たに考案し，定量的および定性的な評価を行った．3Dクリスタル加工技術を用いた試作では4枚の画像を記録・表示することに成功した．これらの成果の一部を映像情報メディア学会年次大会，SIGGRAPH Asia 2015で発表し，さらにまとめたものを国際光学会の論文誌Optics Expressで発表した．上述の研究では，立体像を表示させるデバイスとしては3Dクリスタルを用いた．一方で，より高精細・高解像度のフルカラー画像を表示させるため，光で制御するボリュームディスプレイの開発を行なっている．前年度に，量子ドットという発光材料を画素とする光制御ボリュームディスプレイの開発に成功し，今年度はCC3DMR 2015，秋季応物講演会で成果発表を行った．材料開発を行っている研究者との議論の結果，フォトクロミック材料という光によって発色状態を制御可能な材料に新たな可能性を見出した．フォトクロミック材料を用いた「動画化」を実現可能な新たな光制御ボリュームディスプレイ方式を提案した．単色のフォトクロミック材料を用いた実験によって，任意の位置での発色制御原理を実験的に示し（OPJ 2015）さらに，複数種類のフォトクロミック材料を用いた実験によって，フルカラー化の実現可能性を示すことに成功した（春季応物講演会）．これらについてまとめた成果は現在，論文誌に投稿中である．

在这项研究中，我们正在开发一种应用三维双向图的下一代信息传输系统。这是一个可以同时向多人提供独立信息的系统。到目前为止，体积显示器上显示的 3D 图像都是使用先前研究中开发的图像记录算法来设计的。然而，使用这种算法，记录和显示的图像质量下降，并且可以显示的图像数量受到限制。因此，我们利用迭代计算设计了一种新的图像质量改进算法，并进行了定量和定性评估。采用3D晶体处理技术的原型机成功记录并显示了四幅图像。其中部分成果已在图像信息与媒体工程师学会年会 SIGGRAPH Asia 2015 上发表，进一步的总结发表在国际光学学会的《Optics Express》杂志上。在上述研究中，3D晶体被用作显示立体图像的器件。另一方面，为了显示更高清晰度和分辨率的全彩图像，我们正在开发一种由光控制的体积显示器。去年，我们成功开发了一种使用量子点发光材料作为像素的光控体积显示器，今年我们在 CC3DMR 2015（秋季应用物理会议）上展示了我们的成果。经过与材料开发研究人员的讨论，我们发现了光致变色材料的新可能性，即可以通过光控制着色状态的材料。我们提出了一种新的光控体积显示方法，可以利用光致变色材料实现“动画”。通过使用单色光致变色材料的实验，我们实验证明了在任意位置控制显色的原理（OPJ 2015）。此外，通过使用多种类型光致变色材料的实验，我们证明了实现全彩色的可行性（Spring.生物科学讲座）。上述总结的结果目前正在提交给一家期刊。

项目成果

多色ボリュームディスプレイのためのフォトクロミック材料混合体

用于多色体积显示器的光致变色材料混合物

• 发表时间: 2016
• 作者: Ryuji Hirayama;Hirotaka Nakayama;Atsushi Shiraki;Takashi Kakue;Tomoyoshi Shimobaba and Tomoyoshi Ito;平山竜士，成瀬誠，白木厚司，中山弘敬，角江崇，下馬場朋禄，伊藤智義
• 通讯作者: 平山竜士，成瀬誠，白木厚司，中山弘敬，角江崇，下馬場朋禄，伊藤智義

フォトクロミック材料と2制御光によるボリュームディスプレイ

采用光致变色材料和 2 个受控灯的音量显示

• 发表时间: 2016
• 作者: Ryuji Hirayama;Hirotaka Nakayama;Atsushi Shiraki;Takashi Kakue;Tomoyoshi Shimobaba and Tomoyoshi Ito;平山竜士，成瀬誠，白木厚司，中山弘敬，角江崇，下馬場朋禄，伊藤智義;鈴木智孝，平山竜士，成瀬誠，白木厚司，中山弘敬，角江崇，下馬場朋禄，伊藤智義;川島史也，平山竜士，成瀬誠，白木厚司，中山弘敬，角江崇，下馬場朋禄，伊藤智義;平山竜士，白木厚司，角江崇，成瀬誠，中山弘敬，下馬場朋禄，伊藤智義
• 通讯作者: 平山竜士，白木厚司，角江崇，成瀬誠，中山弘敬，下馬場朋禄，伊藤智義

Image quality improvement for a 3D structure exhibiting multiple 2D patterns and its implementation

• DOI: 10.1364/oe.24.007319
• 发表时间: 2016-04-04
• 期刊: OPTICS EXPRESS
• 影响因子: 3.8
• 作者: Hirayama, Ryuji;Nakayama, Hirotaka;Ito, Tomoyoshi
• 通讯作者: Ito, Tomoyoshi

複数画像を同時に表示するフォトクロミック材料を用いたボリュームディスプレイ

使用光致变色材料的体积显示可同时显示多个图像

• 发表时间: 2015
• 作者: Ryuji Hirayama;Atsushi Shiraki;Hirotaka Nakayama;Takashi Kakue;Tomoyoshi Shimobaba and Tomoyoshi Ito;平山竜士，白木厚司，成瀬誠，中山弘敬，角江崇，下馬場朋禄，伊藤智義;鈴木智孝，平山竜士，白木厚司，成瀬誠，中山弘敬，角江崇，下馬場朋禄，伊藤智義;川島史也，平山竜士，白木厚司，成瀬誠，中山弘敬，角江崇，下馬場朋禄，伊藤智義
• 通讯作者: 川島史也，平山竜士，白木厚司，成瀬誠，中山弘敬，角江崇，下馬場朋禄，伊藤智義

フォトクロミック材料を用いたボリュームディスプレイにおける濃淡表現

使用光致变色材料的体积显示器中的阴影表达

• 发表时间: 2016
• 作者: Ryuji Hirayama;Hirotaka Nakayama;Atsushi Shiraki;Takashi Kakue;Tomoyoshi Shimobaba and Tomoyoshi Ito;平山竜士，成瀬誠，白木厚司，中山弘敬，角江崇，下馬場朋禄，伊藤智義;鈴木智孝，平山竜士，成瀬誠，白木厚司，中山弘敬，角江崇，下馬場朋禄，伊藤智義;川島史也，平山竜士，成瀬誠，白木厚司，中山弘敬，角江崇，下馬場朋禄，伊藤智義
• 通讯作者: 川島史也，平山竜士，成瀬誠，白木厚司，中山弘敬，角江崇，下馬場朋禄，伊藤智義