「空間立体描画（3Dディスプレー）」技術の高性能化実験に

㈱バートン・産総研・浜松ホトニクス㈱共同プレス発表資料
解禁日時：資料配付と同時
【平成 19 年 7 月 10 日 14:00】
「空間立体描画（３Ｄディスプレー）」技術の高性能化実験に成功
実用化に向けて前進
平成 19 年 7 月 10日
株式会社 バートン
■ ポイント ■
１） 浜松ホトニクスが開発した高繰り返しレーザーの採用で、空間の発光点の数を１秒間
に１０００個に。
２） スムーズな映像が実現し、動画表現の自由度が大きくなった。
■ 概 要 ■
株式会社バートン【代表取締役 木村 秀尉】
（以下「
（株）バートン」という）、独立行政
法人 産業技術総合研究所【理事長 吉川 弘之】
（以下「産総研」という） 光技術研究部門
【部門長 渡辺 正信】
、浜松ホトニクス株式会社【代表取締役会長兼社長 晝馬 輝夫】（以
下「浜松ホトニクス（株）
」という）は共同で「空間立体描画（３Ｄディスプレー）」技術
の高性能化実験に成功した。
本技術は、空間に発光したドット（点）をつくるもので、レーザー光の焦点で空気中の
酸素や窒素の分子をプラズマ発光させる仕組み。（昨年２月開発記者発表）空間の任意の
位置に自在に発光させることにより、立体画像の動画を実現する。今回の実験では、１秒
間に１０００個の発光点ができるため、スムーズな描画が可能になった。「テレビの父」
高柳健次郎博士らが、世界で初めてブラウン管に「イ」の字を映し出したのが大正１５年。
テレビ誕生から８０年を経て、同じ浜松の地で「イ」の字が３次元空間に映し出されるこ
とになった。
空間に描画した「イ」の字（大きさ約 40cm）
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（Nikon D70 18-70mmF3.5-4.5G
ISO200 F5.6
露出時間 1/8 秒）
㈱バートン・産総研・浜松ホトニクス㈱共同プレス発表資料
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【平成 19 年 7 月 10 日 14:00】
■ 研究の背景 ■
現在、３次元的に立体視できる映像技術の開発が盛んに進められている。しかしながら、
ほとんどは人間の視差のみを利用した擬似的な３次元表示技術で、視野制限や疑似感覚に
よる生理的不快感などの問題があり、長時間の鑑賞には適していなかった。これらの問題
を全て解決するため、直接３次元空間に自由に描画できる技術が求められていた。
■ 研究の経緯と技術概要 ■
（株）バートン、産総研、慶應義塾大学は、昨年２月に、世界に先駆けて、集光レーザ
ー光で焦点近傍の空気をプラズマ化し発光させることにより、空気以外に何も存在しない
空間に、ドットからなる“３次元映像”を実像として描画する「空間立体描画」技術を開
発発表した。
「空間立体描画」技術は、史上初めて映像にスクリーンという束縛がなくなった革新的
な技術。３次元スキャニングシステムを用いて自在に、かつ正確にレーザー光の焦点位置
を決め、空間の任意の位置に光のドットをつくることができる。また、１ドットあたりの
パルス数を制御することで、発生するプラズマの輝度、コントラストを制御する。
一方、浜松ホトニクス（株）は、一昨年１１月に、独立行政法人 科学技術振興機構（以
下「ＪＳＴ」という）の委託を受け、財団法人 光科学技術振興財団が実施した静岡県地域
結集型共同研究事業「超高密度フォトン産業基盤技術開発」に参画し、高繰り返しで高ピ
ーク出力の「高強度フェムト秒全固体レーザーシステム」を開発していた。
このレーザーシステムは、繰り返し周波数１キロヘルツ、ピーク出力０.１テラワット、
パルス幅１００フェムト秒を実現した、世界に例のない小型で高強度な全固体フェムト秒
レーザーシステム。レーザー光は、０.１兆ワットの光パルスを１０兆分の１秒間、超高密
度にして照射される。国内唯一の自社生産する高出力半導体レーザーを用いて全固体にし
たことで、産業用に必須の高繰り返しと小型化を実現して、産業への応用が促進されると
期待されている。
（株）バートン、産総研、浜松ホトニクス（株）は、三者の持つ技術を合わせ「空間立
体描画」技術の高性能化を実現するために共同研究を開始した。
■ 研究の内容 ■
実験装置には、レーザー光源部分に浜松ホトニクス（株）が「高強度フェムト秒全固体
レーザーシステム」をベースにして、本技術のために開発した高繰り返し（１０００ヘル
ツ）で高平均出力（２００ワット）のレーザーを導入した。走査系には、川崎市産学共同
研究開発プロジェクト助成事業の支援の下に開発した３次元スキャニングシステムを使用
した。
レーザーの繰り返し性能の向上に併せて、光学系の調整も同時に行うことにより、３次
元映像をスムーズに描画することに成功した。本技術では、毎秒最高で１０００ドットを
描画することが可能である。
１秒当りの発光数が大幅に向上したことにより、
従来に比べ３次元の描画がスムーズにな
り、動画表現の自由度も大きく広がった。これにより、“空間立体表示”の実用化に向けて
一歩前進した。８０年前にブラウン管に映し出された画像が「イ」の字だったのが、現在ハ
イビジョンテレビになっているように、
技術革新によって、
これまで概念でしかなかった
“立
体テレビ”など新世代の描画装置の実現につながることが期待される。
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（左）今回の描画装置による映像
（Nikon D70 18-70mmF3.5-4.5G ISO200
F6.3 露出時間 1/8 秒）
(上) 昨年発表の描画装置による映像
（Finepix4900Z ISO200 F6.3 露出時間
2.8 秒）
新世代“立体テレビ”の想像図
（写真部分：Nikon D70 18-70mmF3.5-4.5G ISO200 F9.0 露出時間 1/8 秒）
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新世代“空間立体表示”
（信号機）の想像図
夜間に横断する人がいた場合に、空中に明るい人物像を表示することで交通事故を未然
に防ぐといった利用法が考えられる。
（写真部分：Nikon D70 18-70mmF3.5-4.5G ISO200 F9.0 露出時間 1/8 秒）
「テレビの父」高柳健次郎博士とテレビ受像器に映し出された「イ」の字
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■ 今後の予定 ■
今後、
（株）バートン、産総研、浜松ホトニクス（株）は、共同で空間立体表示装置の高
性能化を進めていく予定である。さらに、ＪＳＴの戦略的創造研究推進事業（ＣＲＥＳＴ）
研究領域「デジタルメディア作品の制作を支援する基盤技術」（研究総括 原島 博 東京大
学教授）
、研究課題「自由空間に３次元コンテンツを描き出す技術」
（チームリーダー 斎藤
英雄 慶應義塾大学教授）において、慶應義塾大学、株式会社 エリオ、産総研、東京大学、
株式会社 電通の共同研究として、「空間立体描画」技術のハードウェア技術とコンテンツ
技術の開発、および市場化研究を推進していく。
■ 本件担当者 ■
○株式会社 バートン
代表取締役
開発部
開発部
開発部
木村 秀尉
相田 繁夫
浅野 明
Songkran Jarusirisawad (慶応大学 インターン)
〒210-0851 神奈川県川崎市川崎区浜町1-2-10
TEL：044-366-4301 FAX：044-366-2346 E-mail：[email protected]
○独立行政法人 産業技術総合研究所
光技術研究部門
主任研究員
島田 悟
主任研究員
欠端 雅之
主任研究員
佐々木 史雄
研究員
木村 龍実
主任研究員
屋代 英彦
グループ長
森 雅彦
副部門長
鳥塚 健二
〒305-8565 茨城県つくば市東 1-1-1 産業技術総合研究所 つくば中央第５
TEL：029-861-6312 FAX：029-861-6293 E-mail：[email protected]
○浜松ホトニクス 株式会社
中央研究所 取締役
開発本部
専任部員
中央研究所 研究主査
中央研究所 部員
中央研究所
中央研究所
菅 博文
中村 俊一
久保村 浩之
松岡 伸一
吉井 健裕
佐藤 方俊
〒434-8601 静岡県浜松市平口５０００番地
TEL：053-584-0227 FAX：053-584-0228 E-mail：[email protected]
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【プレス発表／取材に関する窓口】
株式会社 バートン
〒210-0851 神奈川県川崎市川崎区浜町1-2-10
TEL：044-366-4301 FAX：044-366-2346 E-mail：[email protected]
独立行政法人 産業技術総合研究所 広報部 広報業務室
〒305-8568 茨城県つくば市梅園 1-1-1 中央第 2 つくば本部・情報技術共同研究棟 8Ｆ
TEL：029-862-6216 FAX：029-862-6212 E-mail：[email protected]
浜松ホトニクス 株式会社 広報グループ 海野 賢二
〒430-8587 静岡県浜松市中区砂山町 325-6
TEL：053-452-2141 FAX：053-452-7888 携帯電話 090-4080-3501
E-mail：[email protected]
用語の説明
◆ レーザー
レーザー (Laser)とは、光を増幅し、コヒーレントな光を発生させる装置（レーザー装置）または
その光（レーザー光）をさす。レーザーは大別すると連続的に光を発生する連続発振レーザーと瞬
間的に光を発生するパルスレーザーに分かれる。連続発振レーザーはコンパクトディスクのピック
アップ光源やレーザーポインタなどで使われている。パルスレーザーはある瞬間にしか光を発生
しないが、瞬時光強度が大きく（一般にはパルス発光時間が短いほど高強度である）、プラズマ発
生に適している。
◆ プラズマ
正の電荷をもつ粒子（イオン）と負の電荷をもつ電子が電離状態で同程度存在し、全体としてほ
ぼ中性である気体状の粒子集団のこと。一般に気体中で放電することによって生成される。 身近
な例としては、点灯している蛍光灯の内部も水銀ガスがプラズマになったものである。レーザー光
を強く集光すると、その焦点近傍で気体が瞬間的にプラズマ化し、それに伴う発光が観測される。
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