3D空中ディスプレイ~再帰反射による空中結像(AIRR)~

技術指導:宇都宮大学 山本裕紹教授

こんにちは。今回僕は3D空中ディスプレイを作りました。簡単に言うと3Dホログラムみたいなものです。3Dホログラム?けっ、聞いたこともないわ!!という人もいると思いますのでまず説明から。

ホログラムとは

まず、ホログラムで思い当たるものといえば、映画の奴ですね。何もないとこらからファ~~と出てくる奴です。ですが、ホログラムは何もない所から映像が出てくるというわけではないのです。ホログラムとは3Dに画像を映すことです。意味が分からないと思う(自分でも分からない)ので、補足説明。基本的に私たちが画像を見るときはディスプレイ(スクリーン)を通してみます。

ここが重要です。僕たちが見ているのはスクリーンである、つまり二次元でしか見れないということなんです。例えば有名な芸人がいたとしましょう。その時、生で見るともちろん立体感がありますよね。だが、スクリーンを通してみるとどうしても立体ではなくなります。もちろん録画などをするときも平面で録画されます。

しかし、このホログラムを使えば、立体的に撮った映像を立体的に見ることができます。これが3Dホログラムの利点です。では。次に、僕が2年前作った3Dホログラムもどきの説明をします。

前回のホログラム

まず、前回作ったのはCDケースに3Dを投影するというものでした。CDケースというのは二つの性質を持ちます。

一つ目は光を反射する、もう一つは光を透過する。という性質を持つことです。

この性質を利用して、3Dホログラム専用画像を自分から見えない90度の角度で設置し、そこにCDケースをまるで鏡で画面をのぞくように45度で置くと、あらま不思議、画像が見えるではありませんか。だけど背景は変わってないから空中に浮かんで見える。

これが前回行ったことです。(こっから先は勝手な話です。興味ない方は飛ばしてください。)ですが僕は満足しませんでした。本来の3Dホログラムは空中に出していたはずだ!という 昔のとよりない自分の記憶からそう判断したのです。そのためいろいろなところを回り作ろうとしましたが資料が無く、そんなものはなかったかもと思っていた時に見つかりました。

それは、どこかの博物館だったような気がします。そこで僕が目にしたのは3Dホログラムによる展示物の解説でした。そこで、やっぱり僕は正しかったと思いまた、3Dホログラムの資料を探しました。

そしてついに、夢ナビライブという場である教授の方がそれを教えてくれました。その先生は山本。宇都宮大学の教授です。山本教授は光の研究をされていて、ちょうど僕がやりたかった空中に像を出すというのを教えてくれました。

そのときに、山本教授との質問ができる機会があったので、お伺いしたところ息が合うようになり、空中ディスプレイに特別な材料ををもらい、ついに製作に取りかかることができました。話が脱線しましたが(大幅に)続けます。今回作ったのは、先にも述べた通り空中ディスプレイです。

仕組み

下に原理のイメージを乗せときます。

3Dホログラムの仕組みの画像

この仕組みはとても複雑です。まず、前提と用語の解説から行います。用語としてビームスプリッターとは光を通すもののことを指します。次に、再帰反射シートとは入ってきた光をそのまま入ってきた方向に返す特別なシートです。

また、ビームスプリッターには反射型偏光板というものが敷かれてます。この反射型偏光板とは、一面がある角度の偏光は反射し、ある角度の偏光は透過させるという性質を持っている。これを利用したものがこの空中ディスプレイだ。

原理はまず、ディスプレイから光が出る。当然光だから拡散する。その光が、反射型偏光フィルムによって反射します。そのまま、再起反射シートにあたりそのまま光が跳ね返ります。その光が反射型偏光シートのもどりそのまま透過します。そして再び光は集まり、空中に像が生まれるという構造です。

まあ、紙で書いてもよくわからないと思います。実際僕もよくわかりませんでした。なので実物を見てもらえたらと思います。もし質問があれば周りの人に聞いてください。(たぶん)優しく対応してくれます。