HOME >> Japanese >> スパース最適化による焦点可変レンズの高速焦点制御

スパース最適化による焦点可変レンズの高速焦点制御

薄膜で液体を挟み込む構造で、その液体の厚みを変えることで焦点距離を切り替えることのできる焦点可変レンズは、口径の大きいものが販売されており、顕微鏡等の光学機器のみならず、最近ではVR/ARの分野での利用も進んでいます。具体的には、頭部搭載型ディスプレイ(HMD)のフォーカス位置をコンテンツに応じて切り替えたり、スクリーンとの距離に関わらずプロジェクタのピントを合わせることが提案されてきています。一方、その物理性質上、高速に焦点距離を変えることが難しいという問題がありました。本研究では、スパース最適化の原理を採用することで、キビキビと高速に目標焦点距離に追従させる、焦点距離制御を実現しました。これにより、上述の顕微鏡・VR/AR機器の性能向上が期待できます。


高速焦点制御の実験結果:(上段)青色のような周期的な階段状の波を入力した場合、レンズの焦点距離は目標となる階段状にはならず乱れます。一方、提案法で最適化した入力信号を用いると、より目標の階段波に近づきます。(中段)青色の入力波の場合、3地点に置いた対象の全てにフォーカスを合わすことが出来ません。(下段)提案法で最適化した入力信号を用いると、それら全てに焦点をあわせることができるようになります。

Publications

  • Daisuke Iwai*, Hidetoshi Izawa*, Kenji Kashima*, Tatsuyuki Ueda, and Kosuke Sato, "Speeded-Up Focus Control of Electrically Tunable Lens by Sparse Optimization," Scientific Reports, Vol. 9, Article No. 12365, 2019. (*equal contribution) [Open access]