空中ディスプレイの開発と応用展開

Recent Developments and Prospective Applications of Aerial Display

【第Ⅰ編　総論】
第1章　空中ディスプレイが拓く空間インタフェースの展望
1　はじめに　～空中ディスプレイとインタフェース～
2　空中ディスプレイに関連したインタフェースの概要
3　透過型空中虚像ディスプレイと,そのインタフェース
4　空中実像ディスプレイと,そのインタフェース
5　空中実像ディスプレイの例(実像に近い立体知覚像,レンズ型)
6　空中像の不安定性とそのインタフェースによる改善
7　おわりに

第2章　奥行き知覚と両眼視機能の基礎
1　はじめに
2　奥行き知覚
　2.1　生理的要因
　2.2　心理的要因
3　輻湊と調節の関係性と快適な映像観察
　3.1　輻湊と調節の相互作用
　3.2　輻湊と調節の不整合による視覚疲労
4　おわりに

第3章　空中ディスプレイの開発動向
1　はじめに
2　空中映像の特長と機能化
3　インタラクティブ空中ディスプレイ
4　今後の展望
5　おわりに

【第Ⅱ編　要素技術】
第1章　ASKA3Dプレート―対面ミラー型マイクロ反射素子を用いた面対称光学結像素子―
1　緒言
2　原理と構造
　2.1　構造
　2.2　原理
　2.3　光学シミュレーション
3　製造方法
　3.1　積層方式
　3.2　成形方式
4　応用システム
　4.1　光学レンズとして
　4.2　非接触タッチパネルとして
　4.3　空中サイネージ
　4.4　その他
5　おわりに

第2章　2面コーナーリフレクタアレイを用いた空中映像表示技術とその応用
1　はじめに
2　空中映像が見える仕組みと空中映像表示の実現方法
3　2面コーナーリフレクタアレイ
　3.1　2面コーナーリフレクタアレイによる結像の原理
　3.2　2面コーナーリフレクタアレイによる結像のシミュレーション
　3.3　2面コーナーリフレクタアレイによる空中映像表示
4　2面コーナーリフレクタアレイを用いた空中映像表示技術の応用
5　おわりに

第3章　再帰反射シート
1　はじめに
2　再帰反射シートの構造と特徴
　2.1　ビーズ型再帰反射シート
　2.2　ビーズ型再帰反射シートの種類
　2.3　プリズム型再帰反射シート
　2.4　プリズム素子の形状
　2.5　プリズム型再帰反射シートの種類
3　再帰反射性能の評価
4　空中ディスプレイ用の再帰反射シート
　4.1　再帰反射シートの設計
　4.2　再帰反射シートの表面処理
5　おわりに

第4章　ビームスプリッター(コレステリック液晶フィルム)
1　はじめに
2　材質およびビームスプリッター原理
　2.1　液晶とは
　2.2　液晶で円偏光を発現させるためには
　2.3　ビームスプリッター原理
3　日本ゼオンのフィルム(開発中)
　3.1　概略
　3.2　ピッチ調整方法
　3.3　フィルムの作製
　3.4　実際にねじれているかどうかの検証
　3.5　円偏光度
4　空中映像への応用例
5　おわりに

第5章　精密シートレンズ
1　はじめに
2　シートレンズについて
　2.1　フレネルレンズ
　2.2　レンチキュラーレンズ
　2.3　シートプリズム
　2.4　フライアイレンズ・マイクロレンズアレイ
3　シートレンズの空中ディスプレイへの応用
4　シートレンズの設計と製造技術
　4.1　シートレンズの設計
　4.2　シートレンズの金型製造と留意点
　4.3　シートレンズの成形方法と留意点
5　おわりに

第6章　空中ハプティクスがもたらす価値
1　超音波が触感生成する仕組み
2　ウルトラハプティクスの技術
3　安全性について
4　空中ディスプレイに触感を加える利点
　4.1　空中ハプティクスのメリット
　4.2　空中ハプティクスのアプリケーション事例

第7章　空中ヒーター
1　はじめに
2　直交ミラーアレイCMA(crossed-mirror array)
3　角パイプアレイSPA(square-pipe array)
4　二層矩形ミラーアレイWARM(double-layered arrays of rectangular mirrors)
5　おわりに

【第Ⅲ編　デバイス・システム】
第1章　テーブルトップ直立空中像ディスプレイ
1　まえがき
2　ミュージアム展示システム
3　メディアの限界をコンテンツでカバー
4　テーブルトップシステムへ
5　むすび

第2章　再帰反射による空中結像AIRR(aerial imaging by retro-reflection)
1　はじめに
2　再帰反射による空中結像(AIRR)
　2.1　AIRRの原理
　2.1　AIRRの特長
3　Arc3D AIRR
4　おわりに

第3章　体積走査型3次元ディスプレイ
1　はじめに
2　体積走査表示方式の原理
3　傾斜像面による体積走査型3次元ディスプレイ
4　2面コーナーリフレクタアレイを用いた体積走査型3次元ディスプレイ
5　ルーフミラーアレイを用いたヘテロジニアス結像光学系に基づく体積走査型3次元ディスプレイ
6　おわりに

第4章　ライトフィールドディスプレイの基本原理
1　ライトフィールドとは
2　ライトフィールドの表現
　2.1　Plenoptic function
　2.2　ライトフィールドの座標系
3　インテグラルフォトグラフィ
4　ライトフィールドディスプレイ
　4.1　インテグラルイメージング方式
　4.2　テンソルディスプレイ方式
　4.3　2方式の本質的な違い
5　まとめ

第5章　ライトフィールドの取得と再生技術

第6章　浮遊球体ドローンディスプレイ
1　はじめに
2　ドローンを用いた空中映像表示技術
3　浮遊球体ドローンディスプレイ
　3.1　概要
　3.2　提案方式
4　おわりに

第7章　ホログラフィ活用型立体ディスプレイ
1　はじめに
2　ホログラフィ
3　電子ホログラフィ
4　ホログラフィック光学スクリーン
5　スクリーンを使った光線再生型立体ディスプレイ
6　スクリーンを使った波面再生型立体ディスプレイ
7　おわりに

第8章　 多視点観察可能なインタラクティブフォグディスプレイの開発
1　はじめに
2　不定形なスクリーンを用いるディスプレイ
3　多視点観察可能なフォグディスプレイ
　3.1　フォグによる光の散乱
　3.2　提案するフォグディスプレイの原理
　3.3　フォグスクリーンの生成
　3.4　映像の投影
　3.5　バーチャル物体とのインタラクション
4　試作したディスプレイ装置と映像提示結果
　4.1　試作システム構成
　4.2　多視点画像の投影結果
　4.3　点拡がり関数の推定と逆フィルタによる画質向上
5　おわりに

第9章　流れの表現に着目したインタラクティブフォグディスプレイ
1　はじめに
2　フォグディスプレイシステムの全体構成
　2.1　半円筒状のフォグスクリーンに対する投影映像のキャリブレーション
　2.2　Leap Motionによる手の位置および姿勢の検出と剛体モデルの生成
　2.3　パーティクルシステムによる流体・落下物体の動作表現と映像生成
3　評価実験とエンターテインメント性を志向した応用コンテンツ
4　おわりに

第10章　空中超音波触覚ディスプレイ
1　はじめに
2　超音波による力の発生
　2.1　音響放射圧
　2.2　音響放射圧の空間的制御
　2.3　音響放射圧の時間的制御
3　映像との同期
　3.1　空中触覚タッチパネル
　3.2　触覚プロジェクタ
　3.3　視触覚クローン
4　おわりに

第11章　匂いディスプレイ
1　空中ディスプレイと匂い
2　香気生成手段
3　香気調合手段
4　香気搬送手段と匂いの時空間制御
5　香りプロジェクタによる匂いの空中提示
6　まとめ

【第Ⅳ編　応用展開】
第1章　通り抜けられる大型空中ディスプレイの開発とその応用
1　はじめに
2　空中映像表示技術
3　大型空中映像の課題
4　反射像の不可視化
5　大型空中映像の画質低下
6　ガイド映像を用いたゲートシステム
7　試作機の開発結果と今後の課題
8　おわりに

第2章　博物館・商業施設への応用
1　はじめに
2　空間映像の種類と構成
　2.1　虚像系システム
　2.2　実像系システム
　2.3　ホログラフィ
3　博物館での応用
4　商業施設での利用
5　おわりに

第3章　テーブルトップでの作業に適した裸眼3次元ディスプレイ技術「fVisiOn」
1　はじめに
2　テーブルトップでの作業に適した3D映像
3　fVisiOnにおける全周3D映像の再生技術
　3.1　大量の光線群による3D形状の再現
　3.2　試作した3Dディスプレイの外観と内部の構成
　3.3　要素画像(多重視点画像)のレンダリング
　3.4　全周から観察できる3D映像とその利用例
4　おわりに

第4章　Smart Cockpit®における空中エージェント
1　はじめに
2　ドライバへの情報伝達方法が抱える課題
　2.1　Smart Cockpit®ソリューションのユースケース
　2.2　ユースケースの実現のために必要な技術とその課題
3　車載情報機器への空中ディスプレイ技術の応用
　3.1　AIエージェントにおけるHMIの検討
　3.2　AIエージェントに用いる表示デバイスの選定と試作
4　空中エージェントのコンテンツ制作と仮説検証
　4.1　空中エージェントのコンテンツ制作
　4.2　空中エージェントの評価による仮説検証
5　おわりに

第5章　空中操作ディスプレイ「AIplayⓇ」
1　はじめに
2　AIplayとは
　2.1　AIplayの概要
　2.2　AIplayの基本構成
　2.3　フィンガージェスチャー(AIplay版)
3　AIplayの採用事例
　3.1　ハウステンボス株式会社　変なホテル ハウステンボス　無人チェックインカウンター
　3.2　大手旅行事業会社A社　接客用テーブル
　3.3　JMACS株式会社　非接触サイネージシステム Nadis“ナディス”
　3.4　その他
4　AIplayの有効な利用分野について
5　製品紹介
　5.1　AIplayによる受付端末ソリューション:AIplay-Info
　5.2　AIplayによる医療向けソリューション:AIplay-Air Mouse
　5.3　AIplayによる清潔・衛生・予防ソリューション:AIplay-Clean
　5.4　エアリーBOX(仮称)
　5.5　超音波触覚ユニット
6　今後の取り組み
7　空中ディスプレイの将来展望
8　おわりに

第6章　AirWitch―「まずはやってみる」をサポートする卓上空中ディスプレイ―
1　はじめに
2　空中ディスプレイの課題
3　「まずはやってみる」ことの重要性
4　「AirWitch」とは
5　「AirWitch」は「まずはやってみる」をサポートするキット
6　「AirWitch」の空中映像表示技術
7　空中ディスプレイの特徴―スクリーンレスと実在感―
8　空中ディスプレイの特徴―リアルとバーチャルの融合―
9　楽しさの調節
10　「AirWitch」デモ
　10.1　ひつじタッチ
　10.2　Beat Module
　10.3　OMIKUJI―マーケティング調査用途例―
　10.4　PIPEROID® SLOT―複数同期使用例―
11　おわりに