拡張現実と仮想現実

仮想現実(VR)、拡張現実(AR)、複合現実(MR)機器は、シームレスな没入体験や統合体験を提供するために、ニア・アイ・ディスプレイ(NED)の品質に依存している。AR/VR/MRディスプレイは、ユーザーの視野角全体をカバーするように、人間の目の近くに視覚的なオブジェクトや情報を投影するため、ディスプレイの輝度や色の変化によって生じる視覚的な細部が拡大され、シミュレートされた世界や拡張された世界を作り出します。しかし、この近接性は、離れて見れば気づかないようなディスプレイの欠陥も拡大してしまう。

微妙な欠陥や異常には以下のようなものがある:

  • 輝度や色度の不均一性
  • コントラストの問題
  • ムラ(曇り)
  • 線とピクセルの欠陥
  • フォーカス方式の問題
  • 歪みやゴースト
  • 画像の保持/固着(または画素切り替えの応答時間)

ディスプレイの欠陥はユーザーの体験に重大な影響を及ぼし、視覚化とデバイスの操作性を阻害する可能性があります。さらに、画像の歪みや、目から目への不一致(色、角度、視差)なども考慮しなければなりません。これらは、ユーザー・エクスペリエンスにさらに影響を与え、眼精疲労や乗り物酔いを引き起こす可能性があります。

顧客が求める製品品質を実現するためには、優れた検査機能が必要です。Radiant Vision SystemsはAR/VR技術のディスプレイ検査におけるパイオニアであり、微妙な光の均一性の問題やピクセルおよびサブピクセルの欠陥を検出、分類、防止するための光と色度測定において最高の空間分解能を提供しています。ラディアントは、人間の目の視覚反応を広範囲に再現する検査ソリューションを開発しました:

  • 視覚体験(没入型またはシースルー)
  • ディスプレイタイプ(LCD、OLED、マイクロLED、LCoS、DLP)
  • 視聴チャンネル(単眼、両眼、両眼)
  • 光学設計(不透明ディスプレイ、フリースペース、フリーフォーム、ライトガイド/ウェーブガイド、メタサーフェス、ホログラフィック、カーブミラー、バードバス、カスタムオプティクス)

マイクロディスプレイ試験

高解像度、ピクセル密度の高いディスプレイ

今日のニアアイ・ディスプレイ・デバイスには、最高解像度のLCD、OLED、microLED、プロジェクション、その他のディスプレイ技術が統合されており、ひとつあたりのピクセル数が増えることで、ユーザー体験のリアリズムに貢献している。取付メーカーはまた、ヘッドマウントディスプレイ(HMD)デバイスのようなウェアラブルのハードウェアサイズを縮小しており、最新のマイクロディスプレイ技術を採用して軽量化と小型化を図っている。このようなディスプレイの微小領域における高ピクセル密度では、デバイスの精度と投影画像の鮮明さを評価するために高解像度の画像解像度が必要です。

Radiantのイメージング色彩計・輝度計ProMetricシリーズは、超微細な画素内・画素内の均一性欠陥を捉えるための高解像度センサーバリエーションを提供しています。これらのイメージセンサは、画像取り込み時のノイズを低減するように最適化されており、信号対雑音比(SNR)を高めて精度を向上させ、分析用の最高品質の画像を確保します。

ProMetricイメージャは、小物体解析や視野角解析を行うための特殊光学系と簡単に組み合わせることができます。RadiantのAR/VRレンズは、人間の瞳孔サイズ(3.6mm)とヘッドセット内の目の位置を再現した光学設計を特徴としています(ヘッドセットのレンズに撮像入射瞳を配置するための外部開口部を備えています)。これと水平方向視野角120度の組み合わせにより、このシステムは人間のユーザーの視点からディスプレイを測定することができる。

同じProMetricシステムは、ヘッドセットの外側でマイクロディスプレイを測定するために使用することができ、交換可能なレンズにより、幅広い測定距離と視野角での測定に対応します。視野角特性測定のために、RadiantのFPDコノスコープレンズは、1つの測定ポイントでセンサー画像あたり0.06度までディスプレイを評価する。このレンズは、輝度、放射輝度、角度コントラスト、CIE色度、相関色温度(CCT)を同時に取得し、すべての視野角で一貫性を保ちます。

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拡張投影の測定

ARやMRディスプレイの投影は、現実世界をデジタル情報で補完するために、ユーザーの目に見える周囲に重ね合わされる。最新の自動車や航空宇宙技術で使用されるヘッドアップディスプレイ(HUD)と同様に、これらの投影は、さまざまな場所や深さで視界に入る物理的要素とシームレスに融合し、相互作用しなければならない。ARやMRプロジェクションが正しく機能するためには、無限平面上で見るための位置、光、色を正確に制御する必要がある。

ARおよびMRディスプレイは、投影が視差(目から目までの水平方向の距離を考慮する)に対して正しくマッピングされていない場合、視覚的奥行きの誤差の影響を非常に受けやすい。デバイスは、それぞれのレンズで、あるいは両眼デバイスの場合はそれぞれのディスプレイで見た投影画像のサイズ、形状、位置を一致させることができなければならない。対象物の位置、明るさ、色、コントラストは、奥行きや周囲との位置関係の重要な基準となります。設計者や製造者としては、投影されたコンテンツが見えるのに十分な明るさでありながら、ユーザーの現実世界の視界を妨げないように、各要素を制御できなければなりません。

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正確なAR計測を可能にするProMetricの電源

ProMetricイメージャは、投影データの精度が重要な安全要素である自動車および航空宇宙産業におけるHUDのベースラインSAE(Society of Automotive Engineers)テストパラメータの定義に役立っています。Radiantの高精度視覚ディスプレイ測定における専門知識は、ARやMRディスプレイにも応用されています。当社のイメージャは、高感度の研究用グレードのイメージセンサを使用して、周囲環境に投影された重畳オブジェクトの位置を特定し、無限遠に投影されたオブジェクトを測定することができます。ProMetricカメラの特徴:

  • 電子制御方式のレンズで、カメラのフォーカスや絞りの設定を遠隔で調整できる。これらのカメラは、独自に拡張投影の位置を特定することができます。
  • 焦点設定を使用してサイズと位置を測定し、焦点深度を計算することなく実測で対象物の「距離」を決定する高度なソフトウェア・アルゴリズム。
  • 照明および色度測定により、環境に対する正確な明るさ(ハイライトまたはシャドウ)を決定し、投影の視認性に貢献。
  • 輝度、色、空間オフセットについて定義された許容誤差に対する評価。人工物の位置、深さ、サイズを正確に判断できます。
  • 斜めエッジコントラストを測定するためのチェッカーボードパターンや、物体の明瞭度を確認するための変調伝達関数(MTF)などのテストやパターンのライブラリ
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AR/VRディスプレイテスト用ソフトウェアツール

RadiantのTrueTest™ソフトウェアプラットフォームは、AR/VRの設計者や製造者があらゆる光源ディスプレイ技術の品質を維持できるよう支援します。TrueTestには、絶対輝度と色度の特性評価および解析のための主要なディスプレイ試験アルゴリズムが含まれています。標準テストには以下が含まれます:

  • 明るさ
  • 均一性
  • ライン欠陥
  • ピクセル欠陥
  • コントラスト
  • さまざまなムラ(シミ)テスト

また、RadiantはAR/VRディスプレイ解析用に、以下のような特殊なテストスイートも提供しています:

  • ラインペアまたはスラントエッジコントラスト(ISO 12233に基づくMTF測定用)
  • 画像歪み(歪み特性評価用)
  • フォーカス方式の均一性
  • 画像ゴースト
  • x,y位置の単位は度(°)です。

これらの試験は、AR/VRディスプレイ試験特有の要件を満たすように開発されており、近視眼で見る高解像度ディスプレイの光と色の品質と画像精度を達成することができます。

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RadiantのAR/VRレンズは、ヘッドセット内で人間の瞳孔位置を再現し、統合された高解像度ディスプレイの全視野を、ユーザーが見ているように捉えます。

工場校正されている

Radiantが提供するすべてのシステムは、それぞれの測定アプリケーション(お客様指定のフィルター、光学系、その他のモデルを使用)に合わせて工場で校正されており、お客様の施設で測定に使用される際に絶対値が確実に取得されるようになっています。AR/VRディスプレイ測定用に開発された光学ソリューションの一般的な影響として、フルディスプレイ測定に使用される広視野光学系で撮影された画像に固有の歪みがあります。Radiantは各カメラ/レンズソリューションの歪み校正を行い、測定アプリケーション用に納品されたシステムがテスト用に正規化された画像をキャプチャすることを保証します。

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ディストーション校正前後のカメラ/レンズソリューションで撮影された広視野画像。各システムのディストーション校正は、広視野画像におけるレンズの影響を排除し、テスト前にソフトウェアによって正確な空間データが取得されるようにします。

ワールドワイドのトータル・プロジェクト・サポート

米国、ヨーロッパ、中国、日本、韓国に広がる販売、技術サポート、エンジニアリングリソースのグローバルネットワークにより、各地のプロフェッショナルがお客様のプロジェクトを最初から最後までサポートいたします。Radiantのポートフォリオには、カスタマイズ可能なソフトウェア、モジュラーイメージングシステム、アクセサリーが含まれ、お客様のテストおよび測定アプリケーションのあらゆる側面に対応する単一のソリューションプロバイダーを提供します。研究開発用、品質管理用、生産用、あるいはトータルなデバイス製造サイクルを通してのシステムなど、どのような用途においても、ラディアントのスタッフがお客様のパートナーとして、お客様独自のソリューションをご提案・導入し、システム導入後も長期にわたる技術サポートをご提供いたします。

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