空中ディスプレイの基礎/技術のポイントおよび最新動向

映画『スターウォーズ』や『アイアンマン2』では、何もない空中に浮遊する映像が登場し、また、空中の映像を手で操るようなシーンが描かれています。このように、空中に表示された情報画面に対して物理的な接触なしに直感的に操作する技術が、新型コロナウイルス感染症のパンデミックをきっかけに、非接触操作を可能にする技術として注目されています。このような空中インターフェースは、衛生面だけでなく、ハードウェア表面から離れた手元で各種の操作を可能にします。空中インターフェースを使えば、手術中の医師が濡れた手袋をつけたままで、豊かで直感的な操作ができるようになります。このように、空中ディスプレイは非接触かつ無拘束のインタラクションのコア技術として期待されています。本講座では、空中ディスプレイの原理から最新動向、ならびに期待される応用まで、多くの図や写真を使って紹介します。 　まず、空中ディスプレイが期待される背景や空中に見える仕組みについて解説します。奥行き知覚の原理とともに従来の裸眼3Dディスプレイとの比較、日本で空中ディスプレイの研究開発が進んだ背景について講演者の分析を述べた後、代表的な空中ディスプレイの構造を概説します。 　つぎに、LEDの空中結像や熱の空中結像に適した反射型光学素子 (CMA) を説明します。続いて、再帰反射シートを用いて広い視野から観察可能な空中映像を形成する手法 (AIRR) について解説します。多重反射による薄型化などの多機能化について説明します。さらに、空中ディスプレイの社会実装の事例や市場予測、今後期待される部品や素材について述べた後、講演者がプロジェクトリーダーとして進めている国際標準化について最新動向を解説します。

1. ディスプレイとは何か?
   1. 世界最古のディスプレイ
   2. 近未来のディスプレイ
   3. 夢のディスプレイ
2. なぜ日本では3Dディスプレイよりも、空中ディスプレイの方が注目を集めつつあるのか?
   1. 3Dディスプレイ研究に関するトライ&エラーの経験
   2. 視覚による奥行き知覚のメカニズム
   3. 代表的な空中ディスプレイの構造
3. 先天盲の方に3Dディスプレイの面白さを体験していただくにはどのようなプロトタイプを作ればよいだろうか?
   1. LEDサインの空中結像であれば、地方大学の設備でも作れる
   2. 空中に熱を収束できれば目の不自由な方むけのサインにもなり得る
   3. CMAは、光、熱、だけでなく、音も収束できる
4. 空中ディスプレイ技術をオープンカーの暖房に応用できるだろうか?
   1. 空調機エンジニアとの出会い
   2. 手作りで低コストで作れる空中ヒーター素子:SPA
   3. より温かい空中ヒーターを可能にする素子:WARM
5. 再帰反射による空中結像 (AIRR)
   1. 空中結像の原理
   2. 空中ディスプレイの多機能化
   3. 空中ディスプレイの画質評価
6. 最新の空中ディスプレイの研究と開発
   1. 多感覚を刺激するマルチモーダル空中ディスプレイ
   2. テレビドラマなどのメディア応用
   3. メガネなしAR/VR/XRの取り組み
7. 空中ディスプレイ産業の発展に向けて
   1. 空中ディスプレイの利用が期待される分野
   2. 今後求められる関連技術
      • マテリアル
      • ソフトウェア等
   3. 空中ディスプレイに関する国際標準の創成に向けた取り組み