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2024-05-10 11:00:46
研究者らは、通常のスマートフォンの画面から放射される光を使用してホログラムを作成し、事実上 iPhone をホログラフィック プロジェクターに変えました。
科学者たちは、空間光変調器（SLM）と呼ばれるデバイスを使用して、iPhone 14 Proに表示される2D画像を3D画像に変換しました。 ホログラム。 彼らは、4月2日にジャーナルに掲載された研究でその発見を詳しく説明した 光学文字。
研究者らは、「ホログラムのカスケード」と呼ばれる技術を採用しました。これにより、静止画像からの光が繰り返し変更されて、多層の 3D 画像が作成されます。
この研究では、iPhone に表示された静止カラー画像からカスケードが始まりました。 そこから放射される光波は、光波の位相 (タイミング)、振幅 (強さまたは明るさ)、偏光 (方向) を制御および調整するために使用されるデバイスである SLM を通じて精製されました。 SLM を使用して、科学者は光波を徐々に洗練し、重ね合わせて 3D 画像を段階的に構築しました。
科学者たちはiPhone 14 Proに表示された2D画像を3D画像に変換した ホログラム。 (Image credit: shigematsu.sys7)
ホログラフィック効果を実現するために、科学者たちは、iPhone の画面に表示された画像から 3D ホログラムを作成するために必要な光の具体的な調整を決定する必要がありました。
これには、ホログラムを正確に再現するために、iPhone ディスプレイから SLM までの各段階での光の位相と振幅に必要な特定の調整を決定するために、目的の出力から逆算して作業することが含まれていました。
彼らは、カラー イメージ センサーを使用して 2 つの重要なポイントで画像をキャプチャしました。 最初の点は、フーリエ変換レンズ (FTL) の焦点にありました。フーリエ変換レンズ (FTL) は、光の焦点を正確に合わせて鮮明な画像にするように設計された特殊なタイプの光学レンズです。
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2 番目の記録点は焦点から 0.6 インチ (1.5 センチメートル) 離れたところに設定されました。 これにより、センサーが深さの変化を記録できるようになり、ホログラフィック ディスプレイが 3D で画像を投影できることが実証されました。
この研究は、スマートフォンやラップトップなどの日常的なデバイスからの「インコヒーレントな」光をホログラフィックディスプレイの作成にどのように使用できるかを実証しているため、ユニークであると科学者らは論文で述べた。 インコヒーレント光とは、一貫した位相または波長を持たない光源を指します。
従来、コンピュータ生成ホログラフィー (CGH) には、次のような「コヒーレントな」光源が必要です。 レーザー、均一な位相と波長を持ち、正確に制御するのが容易です。 そのため、鮮明な高解像度のホログラムを生成するのに最適です。
ただし、レーザーは高価ですので、 目に有害な可能性がある、研究者らは、日常のシナリオでは実用的ではないと述べています。 また、「スペックル ノイズ」のような視覚的なアーチファクトが発生する可能性があります。これは、視覚的な品質や鮮明さを低下させる可能性のある、画像内のランダムで粒状の干渉です。
「私たちの方法ではレーザーを使用しないため、スペックルノイズが除去されます」と研究主任著者 Ryoichi Horisaki東京大学大学院情報理工学系研究科准教授はLive Scienceに語った。
インコヒーレント光は、その波が同期しておらず、制御が難しいため、ホログラフィーにはあまり適していません。 しかし、チームはホログラムのカスケードを使用して、iPhone からの無秩序な光波を構造化し、正確な 3D 画像を形成しました。
彼らは、このアプローチは、広く利用可能なデバイスを使用してホログラフィックディスプレイを開発するための「よりコスト効率が高く、より複雑ではない方法」を提供できる可能性があると述べた。 インターフェイスの作成にも使用できます。 増強された そして バーチャルリアリティ 将来の（AR/VR）デバイス。
「私たちの方法は、スマートグラスを含む、コンパクトでコスト効率が高く、安全なニアアイディスプレイへの応用に利点があります」と堀崎氏は述べた。
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