空中ディスプレイの薄型筐体を自作して実験をしてみた

超薄型の空中ディスプレイ筐体を作成した事例を紹介する

最近は空中ディスプレイを用いたコンテンツの展示が増え、色々な場所でSF映画に出てくる空中操作のシーンを実際に体験できるようになりました。

しかし、その製品は工学的に非常に多くのスペースが必要で、なかなか小型で薄い製品が世に出てこないのも事実です。

なので今回はASKA3Dと光を偏向させるプリズムシートを利用して作ってみました。

空中ディスプレイが実現する体験価値は、とてもすばらしい可能性を秘めている素敵な技術です。

それを実現するための機構には、まだまだ様々な課題があります。

業務用として利用するにはさらに改良が必要にはなりますが、「個人レベルではここまで薄型の筐体に出来るよ」という事例を本記事で解説していきたいと思います。

この記事の内容
  1. 空中ディスプレイの構造が分かる
  2. 空中ディスプレイの部材紹介
  3. 薄型筐体の製作工程

空中ディスプレイの基本構造

空中ディスプレイの基本構造

空中ディスプレイを実現化する製品を提供している有名な国内企業は3社程あります。

製品を販売している国内の会社

  1. 株式会社アスカネットの「ASKA3D」
  2. 日本カーバイド工業株式会社の「空中ディスプレイ用の再帰反射シート」
  3. 株式会社パリティ・イノベーションズの「パリティミラー」

それぞれ、空中に映像として表示する光を結像する機構や構造は別の物になってはいるのですが、ユーザーとして体験できる表現は一緒です。

空中結像の原理

ディスプレイなどから発生する光を様々な構造で反射をさせて光を結像させています。

それぞれの結像の原理は、製品を販売している会社で詳しく説明されているのでそちらご覧いただくと、様々な手法で実現されていることがわかります。

各製品構造のリンク
  1. 株式会社アスカネット:エアリアルイメージング事業 ASKA3D特設サイト
  2. 日本カーバイド工業株式会社 : 空中ディスプレイ用リフレクター
  3. 株式会社パリティ・イノベーションズ : 技術紹介サイト

空中結像するには広い空間が必要

空中ディスプレイは基本的に構造上、筐体内に広い空間を必要とします。

これまで体験をされた方はわかると思いますが、全てが大きな筐体の中で設置されています。

参考動画:ASKA3Dを組み込んだ空中ディスプレイの小型デモ機|ユニコチャンネル®(YouTube)

薄型空中ディスプレイを作る

薄型空中ディスプレイを作る

空中ディスプレイは、自作で作成することが可能です。

難しい部分としては、空中ディスプレイを実現するための光学部品が、法人や教育機関などでないと購入できないところでしょうか。

この辺りについては、微力ながらASKA3Dを複数枚所有して、今後も少しずつ枚数を増やしていき、無料で貸し出していきます。

現在はASKA3D 樹脂版 200mm角が2枚の状況で、2020年3月末まで2枚とも貸し出している状況です。

2021年もASKA3Dを買い足していく予定なので、どうしてもASKA3Dの購入が困難な場合はご相談ください。

空中ディスプレイの部材を紹介

空中ディスプレイの部材

私が所有しているものはアスカネット社の「ASKA3D」の樹脂素材で製造された200mmx200mm角の製品になります。

  1. 空中結像プレート
  2. 高輝度のディスプレイ
  3. 空中操作するための赤外線センサーなど
  4. パソコンやSTB
  5. 部材を格納する筐体

の5つがあれば空中ディスプレイ製品を工作することが可能です。

本当は、LITEMAX社制の超高輝度ディスプレイを使用したいのですが、記事の一番上にあるYouTubeの動画では、iPhone7を使用しています。

上記の部材とも被るのですが、空中ディスプレイコンテンツ投影環境を整えるための参考機材などの情報を紹介します。

空中ディスプレイ化を実現する『ASKA3D』

ASKA3Dは、2021年02月23日現在では、販売代理店制度は行っていないのでアスカネット社からしか購入できません。

例えば、筆者(法人)がアスカネットからASKA3Dを購入して、別の会社に販売することも可能ですが、価格が高くなるだけです。

⇒ASKA3Dの購入連絡先

空中に映像を投影するための高輝度ディスプレイ

HDMIインタフェースでもUSBのType-A、Type-Cでも、13.3inchのモバイルモニター(できれば高輝度)で、コンテンツ制御の中心になるPCと繋がれば問題ないです。

なるべく高輝度のディスプレイを選びましょう。

空中ディスプレイの映像に触れるための赤外線センサー

参考商品:PC パソコンがタブレットやスマホのようにタッチパネルに スマートタッチパネル変換デバイス Airbar エアバー 14インチ

LEAP MOTIONなどのセンサーも利用可能ですが、そうするとコンテンツの奥行き情報を制御する必要が出てきたり、利用環境がUnityやUnreal Engineなどのゲームエンジンを実装する必要があるので、まず簡単に始めるのであれば、AirBarをおすすめします。

空中ディスプレイのコンテンツを制御するPC

参考商品:CHUWI GemiBook Pro 14インチ ノートパソコン J4125 ノートPC高速CPU搭載 メモリー16GB+512GB SSD Windows10搭載2160*1440 Type-C SATA3.0 ラップトップ 2.4G/5G BT5.1 WIFI 無線LAN内蔵 軽量

先ほど紹介している高輝度ディスプレイのほとんどがType-C対応なのでこのPCです。

高輝度ディスプレイがHDMIインターフェイスの物を選んだ場合は、それに合わせてHDMI-OUTが付いているノートPCを利用しましょう。

また、始めから手作り筐体を作る感じであれば、Intel Compute Stick スティック型コンピューター Intel Core m3-6Y30搭載モデル BOXSTK2M3W64CCを、最初から利用するのも有りです。

この場合、追加でBluetoothキーボードが必要になるのでご注意ください。

STBで運用する場合は、BrightSign製のSTBが1番です。

筆者はかなりの種類のSTBで検証しましたが、BrightSign製はまず不具合が起きません。

参考商品:BrightSign BS/XT1144 4Kデジタルサイネージプレーヤー BrightSign XT1144

STBの中ではダントツに高いのですが、イベント開催前や、開催中の不具合に巻き込まれることを考えると総合的に安くなります。

薄型筐体の工作

空中ディスプレイの薄型筐体

筐体制作ということですが、当社には工作機械がある環境ではないのでホームセンターで買える工作部材を買ってきました。

工作部材を揃える

工作の道具
  1. スチレンボード
  2. カッター
  3. カッターマット
  4. 接着剤
  5. 筆記類

どれも小学校などの図工で扱うような工具ですが、試作筐体なのでこれで作成していきます。

寸法などは「ASKA3D」から測ってしまえばいいのでそれほど難しいものではないです。

薄型化にはプリズムシートが必要

空中ディスプレイの薄型化に使用するプリズムシート
100mm x 100mm 角のプリズムシート

本当はディスプレイに対してASKA3Dを並行に置いてあげたいのですが、今回制作する筐体に角度がついて三角になってしまっているのは、現在使用している「プリズムシート」の都合です。

超薄型を作るためには、理想の偏光角度になっている部材が欲しいのですが、これがなかなか1枚だけの単品購入だと大変高価なものになってしまうのでパッと購入するにはちょっと気が引けてしまいます。

薄型筐体完成

空中ディスプレイの薄型筐体

「ASKA3D」だけを支える構造になっていればいいので、試行錯誤はありながらもこのように筐体が出来上がりました。

いよいよ結像して投影

今回はプリズムシートが小さいのでスマホを筐体の中に入れてから、「ASKA3D」を上に乗せて投影した動画を撮影しました。

参考動画:ASKA3Dを利用した薄型の空中ディスプレイ筐体の試作品|ユニコチャンネル®(YouTube)

以前に比べて空中ディスプレイを可能にするプレートやシートはだいぶ価格が下がったので、実験にかかる費用もかなり下がっています。1枚だけだとプリズムシートの方が高いかも。

他にも筐体を薄型化して空中ディスプレイを制作する方法はありますので、是非皆さんもチャレンジすると面白いです。

空中ディスプレイに関する情報は、こちらの記事でもまとめてあります。

空中ディスプレイを利用している画像

最後まで読んでいただきありがとうございました。

  • ASKA3Dは、株式会社アスカネットの商標です。
  • パリティミラーは、株式会社パリティ・イノベーションズの商標です。

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WebサイトデザインのテーマにはSTORK19を利用しています。

ABOUT US
小林 玲王奈ユニコーンコンサルティング株式会社 代表取締役

起業して法人化した初期の頃は、自分と同じく起業する人や、スタートアップ企業と事業の共同立ち上げ立ち上げを中心に活動していました。

現在は、Webメディア運営を中心に、Webアプリの開発、キャラクターデザインからのLINEスタンプ制作やLINE絵文字等の販売及び、3DCGによるコンテンツ制作事業としてAR(拡張現実)やVR(仮想現実)、MR(複合現実)向けのプラットフォームへコンテンツ提供を行っています。

公式ブログサイトのユニコブログ®では、「会社の収入だけに依存しない生活を実現する」ことをテーマにブログ記事を書いたり、無償でブログ運営を始める人のサポートを行っています。

主な経歴としては、2003年から放送及び映像業界向けの様々な新規事業立ち上げを15年以上担当していました。

2014年からは、会社員として働きながら経営/メディアコンサルティング業を開始して、2020年01月に法人化し、ユニコーンコンサルティング株式会社を設立しました。

現在、公式として公開しているユニコブログ®以外にも、数十サイトの特化ブログ型Webメディアや、サイト型Webメディアを運用しています。

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所有資格や認定ライセンスとしては、SMPTE Professional Engineer Member、一般社団法人 日本ポストプロダクション協会認定 映像音響処理技術者などを所有しています。デジタル認定証についてはプロフィール詳細から確認できるようになっています。

著書 : 『保存版 売上を向上させるためのYouTube活用術』

教育関連でも複数の教育機関で定期的に講演を行っています。主な活動実績としては、2020年度と2021年度の 学校法人調布学園 田園調布学園 中等部・高等部「豊かな教養を培う 未来へつなぐ土曜コアプログラム『探究』」にて空中ディスプレイコンテンツ制作及びWebサイト制作の特別講師を担当。

2022年度は土曜プログラム(マイプログラム)『仕事最前線』での講演などになります。

2023年以降は、オンライン講演での活動が多くなっています。

著述家 / ブロガー兼コンテンツクリエイター

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