USTCは、適応可能な空間表示のためのセルフポジショニングマイクロデバイスを開発

June, 5, 2025, Anhui--中国科学技術大学(USTC)のZHUANG Taotao教授とYU Shuhong教授が率いるチームは、円偏光発光(CPL)デバイスを使用して適応可能な3次元(3D)ディスプレイパネルを開発した。研究成果は、Science Advances誌にカバーストーリーとして掲載された。

適応性のある3Dディスプレイは、情報密度とインタラクションの次元を大幅に向上させるため、人間とコンピュータの相互作用と情報伝送において非常に重要である。CPL材料は、加工性とデバイス統合において独自の利点を示し、調整可能な高性能キロプティカル(chiroptical)光信号を備えた電子制御3Dディスプレイの構築を可能にする。CPLベースの3Dディスプレイ技術は、スマート偏光メガネを使用して、視覚疲労を最小限に抑えながら、より広い視野範囲で高品質の立体画像を実現できる。しかし、デジタル信号入力による発光ユニットのリアルタイムなダイナミック変調を実現することは、依然として課題である。

直交CPL発光ディスプレイは、偏光メガネをかけた両眼に視差画像を同時に配信することで、奥行き情報付きの3D画像を生成することができる。この両眼視差の原理に基づき、研究者らは、手の動きによる対話的な操作を可能にする、奥行き情報の再構成と可視化を実現する奥行き情報検出システムを確立した。

チームは、マイクロエレクトロニクスプリンティングとセルフポジショニング機能を組み合わせた統合CPL-マイクロデバイス製造戦略を介して、一連のCPL 3Dディスプレイシステムを開発した。このシステムは、交流電界励起下で、最大発光非対称係数(glum、CPL性能を評価するための重要なパラメータ)1.0を達成した。その後、チームはこのシステムを使用して、閉じ込められた人員の救助シナリオをシミュレートした。3Dディスプレイから得られる深度情報を使用して、チームはロボットアームを遠隔操作し、閉じ込められた人員を救助すると同時に、閉じ込められた人員と救助者の安全性を最大限に高めることに成功した。

この研究は、仮想環境と現実世界の環境の間に重要な架け橋を築き、科学機器、産業機器、医療電子機器、航空宇宙システムにおける幅広い実用的な展望を秘めている。