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空中ディスプレーは社会実装が始まったとはいえ、今後の普及に向けて、パッシブ(受動)型光学素子の大型化や低コスト化以外に解決すべき技術課題も多い。また、非接触インターフェースとして使う際には、物理的なフィードバックがないためユーザーが操作に戸惑うことがあるという指摘も出ている。課題解決に向けた種々の取り組みを紹介する。

 三菱電機の先端技術総合研究所は、2015年に空中ディスプレー技術の研究開発を開始した。以来、再帰性反射プレートを使ったシステムの開発を進めてきた。「当社は空中ディスプレーを表示装置の一種とみており、再帰性反射なら大型化に対応できるためだ」(先端技術総合研究所 情報制御プラットフォーム技術部 組込システム技術グループ研究員の菊田勇人氏)という。

 16年には開発成果として、対角56インチ(幅886mm×高さ1120mm)の「人が通り抜けられる」大型空中映像のデモを披露。19年の展示会「CEATEC 2019」には、構成部材を天井に配置して人が通行する視線上に空中映像が見える天吊り型の空中サイネージを展示した。非接触入力インターフェースのみならず、社会インフラでの活用を視野に入れた研究も進めている注1)

注1)空中ディスプレー技術の事業化は子会社の三菱電機エンジニアリングが担当している。同社は20年10月に「空中タッチディスプレイ」の試作機を開発したことを発表している。

 こうしたなかで直面している技術課題の1つが、空中映像のぼやけである。再帰性反射プレートやビームスプリッターといったシステム構成要素の配置やサイズに応じて結像光路にずれが生じ、空中映像がぼやけて明るさや鮮鋭さが低下するという。

 そこで同社はぼやけの解析と映像の信号処理によって、空中映像の画質を改善する技術を開発した(図1)。実際に空中映像を撮影してぼやけを解析。その結果、ぼやけは映像源からの光が再帰性反射プレートで反射する際の入射角度に依存することを究明し、ぼやけを関数化した。空中映像の表示時には、ぼやけ関数の逆フィルターを生成し、映像源に対して信号処理を施してぼやけを補正することに成功した。

図1 ぼやけの解析と信号処理で空中映像の画質を改善
図1 ぼやけの解析と信号処理で空中映像の画質を改善
三菱電機は空中映像の画質改善技術を開発した。空中映像を撮影・解析し、ぼやけを関数化。空中映像の表示時には、ぼやけ関数の逆フィルターを生成し、映像源に対して畳み込みの信号処理を施すことでぼやけを補正する。(図:三菱電機の図を基に日経クロステックが一部改訂)
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