ホントに 浮いている! 【空中ディスプレイ】

最近たまにニュースで見る
【空中ディスプレイ】って、実際に
見たことありますか?


空中ディスプレイ、若しくは 空中浮
遊リモコンといった名称で、市場に
広がりつつある製品で、空間に画像が
浮かび上がる SF のような表示装置です。

コンビニのセルフレジとか、高級トイレ
の操作パネルなど、不特定多数が利用
するパネルを、非接触で操作することが
できます。


今回はこの【空中ディスプレイ】を
簡易に自作してみました。



写真上:セブンイレブン非接触レジ/Impress Watchより
写真下:刈谷ハイウェイオアシス/くるまのニュースより

1.画像が浮かぶ光学プレート


空間に画像が浮かび上がるのは、特殊な
光学プレートのお陰です。

今回使用した光学プレートは、
(株)パリティ・イノベーションズの
「パリティミラー® 」の物です。

これ以外にも、
(株)アスカネットの「ASKA 3D」、
日本カーバイド工業(株)の「空中
ディスプレイ用リフレクター」なども、
同様の光学プレートを作っています。


そして今回、映し出したいのは、これ。
アクアリュウムです。

『スマホにこの動画を表示して、机の上の
空中を熱帯魚が泳ぐ』こんなイメージです。

非接触で操作するためには、モーション
センサーなどが必要ですが、今回は映像の
表示が目的なので、光学プレートのみで
実験可能です。

2.実際の製作手順


設計は Solidworks で行いました。

空中に結像する映像は、パリティミラーなど光学プレーを中心にして、液晶画面の対称位置に現れます。

そのため通常は、ユーザー視線や液晶画面の位置など、光学的な要件をしっかりと詰めて設計をします。

しかし今回は『見える位置に手で持って移動する』 使い方としたため、パリティミラーとスマホ画面の関係は、単純に45度の角度としました。

これにより空中に結像する画像は、パリティミラー前側45度の位置に表示されます。

設計が終われば、いつものように 3Dプリンターで部品を製作します。
今回使う 3Dプリンター は Zotrax M200です。

部品6点の印刷に、およそ14時間かかりました。

プリントが完了したら、サポートを除去してネジを締めで組み立てます。

パリティーミラーは最初のレイアウトに問題がなければ、光学的調整を必要とせず空中映像を簡単に浮き上がらせることができます。

3Dプリンターのレベルでも十分です。

液晶画面として、スマホを後ろに 載せれば完成です。

3.さて、結果は・・・

今回の目的の『空中を泳ぐ熱帯魚』

結果は残念ながら、うまく表示することが出来ませんでした。
(正面斜め上からの写真は、実際のアクアリウムを表示させています)

理由の一つが、光学プレートでは、スマホ程の細かい画像は表現出来ないこと

スマホの画面は5.8インチですがたいへん高精細で、アクアリュウム中の小さな熱帯魚もクッキリ表示されます。

しかし空中ディスプレイの光学プレートでは、まだ素子の間隔が荒く、細かい映像は全てぼやけて、つぶれてしまいます。


もう一つの理由が、光量(輝度)の不足

机の上で熱帯魚を楽しむには、スマホの明るさでは、とても足りません。

確かに空中に画像は浮かんでいるのですが、ぼんやりとして、違いが判りません。

そのため日常で使う場合は、輝度の高い表示装置を使う必要があります。


ならば、、ということで、細かい画像が苦手ならばシンプルな画像に変えてテストしてみます。

4.ホントに浮いている!


そこでアクアリュウムは断念して、空中画像の確認だけ行います。

シンプルな画像に変更して、、部屋を暗くして見たのがこの写真です。

はっきりと空間に画像が浮かんでいます。

スマホの画面は下向きに45度倒れているので、このアングルからは見えません。

画像は空中に浮いているのですが、正面視の画像のため、それが伝わりません。

空中画像の特長の一つとして、『正面からしか見えない』 という特徴がありまあす。
見える方向には、ある程度の幅は有るのですが、空中に画像が結像するため、横からは
全く見えないのです。
そのため、空間に画像が浮かんでいる雰囲気を出そうと横から写真を撮ると、何も映らないのです。

5.結果報告

今回最初のコンセプトは、『机の上で泳ぐ熱帯魚を楽しむ』ことでしたが、それは実現できませんでした。
今の時点では、まだ細かい画像が苦手で、また大きな輝度も必要になります。

しかし空中に浮かぶ画像は、非常に新鮮で、ワクワクした未来感があります。

そして非接触で操作が出来るメリットは、コンビニのレジやトイレに限らず広い用途があります。

実は弊社では、空中ディスプレイ関連のメーカー様と、数年前から協業させて頂いています。

これまでに、数アイテムの空中 表示装置の、設計や試作の対応をさせて頂きました。

今後も可能性のある実験を行っていきます。

※Solidowrks を活用して設計した事例を、分野別にたくさん掲載しています。
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