HoloLens の スクリーンの仕組みと HoloLens 2 での視野角の拡大


Mixed Reality デバイスのHoloLens はシースルーのスクリーンです。ここにどうやって映像が映るのか?私も素人ですが素人的に理解した感じでまとめてみたいと思います。

間違ってたら指摘してください。消しますw

まずは導光板?

基本的には眉間のあたりに小さいプロジェクターがあって、それが目の前にある透明な板の中を通って行きます。導光板ってやつ。

アクリル板の横から光を当てると表面を反射して逆側まで光が伝わります。同じ仕組みが光ファイバー。

そして、アクリル板に傷をつけると、そこで光が反射して曲げられそこが光ります。この仕組を使ってアクリル板で作られた光るロゴなどは見たことあるでしょう。

正確に精密に光を曲げる

スクリーンとして正確に精密に、そしてこの小さい領域の中で光を曲げるのは大変なことです。光るロゴボードは光ればいいだけなので傷をつけるだけですが、正確に曲げないといけません。

ここで光の方向を曲げるために使っているのが回折格子という技術。同時に繰り返される反射を使って、小さい映像を大きく広げています。

「Prism」の画像検索結果

回折格子は表面がひだ状になっていて、光があたって反射します。

ASPEimage002

額の小さい映像を目の前に写す

ただ回折を起こすための角度などの制約があったりして簡単では有りません(說明適当w)HoloLens のスクリーンでは3つの回折格子を使って、元の映像の光を曲げて広げています。

  1. プロジェクターの光をスクリーンの面にそった方向に曲げる
  2. 横に行った光を下方向(目の前)に曲げる
  3. 目の前に来た光を、目に向けて曲げる

こんなふうにしてます。

上下逆ですがこういう感じです。

「waveguide HoloLens」の画像検索結果

実際のHoloLens のスクリーンと、Microsoft の特許情報です。

hololens-combiner-with-patent

ちなみにコレをRGB3原色分3枚重ねてフルカラーの映像を作り出しています。なのでHoloLensのスクリーンを下から覗くと3層張り合わせたように見えるはずです。

HoloLens 2は片側左右に

細かいことは省きますが、HoloLens 2も基本的には同じような仕組みで、スクリーンに映像を表示しています。ただより広い視野角を得るために、より広い面積に映像を表示しないといけません。そして解像度は落としたくない。

そこで、HoloLens 2ではスクリーンの中央から映像をだして左右に分け、それを目の前に表示しています。HoloLens 2の両目分を片側でやっているみたいですね。

ここにはいろんな技術とアイディア、特許があるんですが、そこまで説明しきれませんが、こういうことでHoloLens2はスクリーンサイズを広げて結果として視野角を広げています。

ちゃんと知りたい人は

あるしおうねさんが、HoloLens の光学系の原理をきちんとわかりやすく說明してくれてます。HoloMagicians のセッションは素晴らしかったです。(下の動画の22分くらいから)

私の適当な說明ではなく、専門家のちゃんとした說明があります。興味ある方はぜひチェックしてみてください。

コメントを残す

以下に詳細を記入するか、アイコンをクリックしてログインしてください。

WordPress.com ロゴ

WordPress.com アカウントを使ってコメントしています。 ログアウト /  変更 )

Google フォト

Google アカウントを使ってコメントしています。 ログアウト /  変更 )

Twitter 画像

Twitter アカウントを使ってコメントしています。 ログアウト /  変更 )

Facebook の写真

Facebook アカウントを使ってコメントしています。 ログアウト /  変更 )

%s と連携中

WordPress.com で無料サイトやブログを作成.

ページ先頭へ ↑

%d人のブロガーが「いいね」をつけました。