裸眼立体視(3D)ディスプレイの技術動向と今後の展望

裸眼3Dディスプレイは、その開発の歴史が長く、2000年代には多くのディスプレイが上市され、また 2010年代以降には大手企業が更に画質の優れたディスプレイの開発に本格的に資本を投入した。その後、 一人用としてアイトラッキングを採用した高画質の裸眼3Dディスプレイが実用化されている。裸眼3D ディスプレイには大まかに下記の課題がある。これらについて本書では詳述する。

各種業種に於けるDx化推進の流れの中で、裸眼3Dディスプレイの新たな応用が拡大しようとしてい る。医療用途やメタバース関連はその最前線となる可能性が高い。裸眼3Dディスプレイの応用の一例と しての現代の臨床診療は、CT、MRI、関連技術など、本質的に3D画像モダリティに大きく依存している。 優れたレンダリング技術が発明されて以来、患部臓器のバーチャルモデル上で術前検査を行うことが一 般的になり、多くの場合、標準的な立体視技術、例えば3Dメガネや適切なヘッドトラッキング装置を使 用している。この場合一人のビューアーに限られる作業環境となり、臨床応用のための共同3D環境が研 究課題となっている。医療用途に限らず、裸眼3Dディスプレイの応用は、メタバースやアミューズメン ト用途、VR/AR用ディスプレイ用途、ロボットや機械を遠隔操縦する用途、など、今後のデジタルツイン 技術の進展も伴い、こうした用途の拡充が期待される。

目次

1 はじめに

2 Executive Summary

3 裸眼立体視概要

• 3.1 眼鏡方式立体視システム
  • 3.1.1 映画館での眼鏡方式立体システムの登場
  • 3.1.2 家庭向け眼鏡方式立体テレビの登場
  • 3.1.3 眼鏡方式立体視方式概要
• 3.2 3D ディスプレイにおける視覚的な不快感の原因
• 3.3 裸眼3D ディスプレイ表示技術方式と課題
  • 3.3.1 裸眼3D ディスプレイ表示技術方式の課題
  • 3.3.2 3D ディスプレイ方式の技術開発の歴史
  • 3.3.3 裸眼3D ディスプレイの方式と特性
• 3.4 映画館に於ける3D 表示技術

4 裸眼3D ディスプレイの個別技術概説

• 4.1 光線再生型（ライトフィールド）ディスプレイ
  • 4.1.1 光線再生型ディスプレイ（ライトフィールド） 概説
  • 4.1.2 レンズアレイ型（フルパララックス）
  • 4.1.3 レンズアレイ型（水平視差）
  • 4.1.4 アイトラッキング（視点追従型）技術開発例
  • 4.1.5 レイヤー型
  • 4.1.6 拡散スクリーン方式
• 4.2 回折格子による3D 映像表示システム
  • 4.2.1 回折格子による3D 映像表示システム研究
  • 4.2.2 バックライトに回折格子を使用した光線制御型3D ディスプレイ製品
• 4.3 メタサーフェスによる3Ｄディスプレイ
• 4.4 体積表示型
• 4.5 波面再生型
  • 4.5.1 ホログラムディスプレイの概要
  • 4.5.2 ホログラムディスプレイ 研究動向
• 4.6 マイクロLED が重要な役割を果たす可能性

5 裸眼ディスプレイ技術と関連する企業・研究機関・製品リスト

• 5.1 研究機関とその概要
• 5.2 裸眼3D ディスプレイ 製品リスト

6 裸眼3D ディスプレイの応用分野

• 6.1 裸眼3D ディスプレイの応用分野概要
• 6.2 VR/AR 分野における裸眼3D ディスプレイ
  • 6.2.1 AR における裸眼3D ディスプレイ応用
  • 6.2.2 VR における裸眼3D ディスプレイ
• 6.3 医療など業務用分野に於ける裸眼3D ディスプレイ応用
• 6.4 民生用機器応用（TV,タブレット、スマートフォンなど）
• 6.5 その他分野に於ける裸眼3D ディスプレイ応用
  • 6.5.1 その他利用分野
  • 6.5.2 特殊な利用分野

7 裸眼3D ディスプレイ 市場規模動向

8 あとがき

図の目次

• FIG. 1 ホイートストーン教授によるステレオスコープ
• FIG. 2 Executive Summary
• FIG. 3 眼鏡方式立体視技術
• FIG. 4 3D 表示に関する必須要素
• FIG. 5 裸眼3D の技術開発概略
• FIG. 6 3D の市場実績 歴史トピックス
• FIG. 7 裸眼3D の2010 年代 歴史トピックス
• FIG. 8 各種方式での課題
• FIG. 9 MIT による裸眼立体シネマ
• FIG. 10 空間像再生方式
• FIG. 11 レンズアレイ型光線再生
• FIG. 12 レンズ方式裸眼3D
• FIG. 13 斜めレンチキュラ方式
• FIG. 14 Looking Glass Factory, Inc. 製品
• FIG. 15 Looking Glass Factory, Inc. 特許例1
• FIG. 16 Looking Glass Factory, Inc. 特許例2
• FIG. 17 HOLOGRAFIKA－1
• FIG. 18 HOLOVIZIO Light Field ディスプレイ
• FIG. 19 回折格子とLED によるHolografika 新製品
• FIG. 20 誘電性光学流体によるレンズ形成方法
• FIG. 21 AR 3D HUD
• FIG. 22 NIR による視点検出
• FIG. 23 裸眼立体ディスプレイのコンセプト
• FIG. 24 視点追従による輝度制御特許
• FIG. 25 バリア部分の光電変換特許
• FIG. 26 バックライト輝度制御
• FIG. 27 バックライト輝度制御と視点追従
• FIG. 28 ソニー空間再生ディスプレイ
• FIG. 29 視点位置検出
• FIG. 30 リアルタイムレンダリング
• FIG. 31 視点追従アルゴリズム
• FIG. 32 Acer SpatialLab
• FIG. 33 RealImage システム構成
• FIG. 34 主な機能
• FIG. 35 ディズニー:テーブル形ディスプレイ
• FIG. 36 レイヤー型3D ディスプレイ
• FIG. 37 拡散フィルムとプロジェクタアレイによるシステム
• FIG. 38 回折格子による3D 映像表示
• FIG. 39 多層回折格子による3D 映像表示
• FIG. 40 バックライト回折格子 LUME PAD
• FIG. 41 OEM 生産のnubia タブレット
• FIG. 42 メタサーフェスによる3D 表示
• FIG. 43 体積表示型3D ディスプレイ
• FIG. 44 リコー体積表示型3D ディスプレイ
• FIG. 45 エスプランニング 浮遊型3D Hologram Display
• FIG. 46 ホログラムの原理
• FIG. 47 ZEBRAIMAGING の超立体ホログラム写真
• FIG. 48 ZEBRAIMAGING 出願特許
• FIG. 49 ホログラム研究動向
• FIG. 50 マイクロLED による光線再生
• FIG. 51 裸眼3D ディスプレイ応用例
• FIG. 52 多層回折格子とレンチキュラ複合化
• FIG. 53 AIplay
• FIG. 54 裸眼3D ディスプレイの推定市場規模（億円）