“メガネ不要の3Dテレビ”の製品化を経て
福 島 りえこ

1．3D ディスプレイの開発に着手した理由

晶ディスプレイの研究者ならカラーフィき換えるにあたっての課題の一つは、解像都議会議員になる前、22 年間務めていルタの材料として当たり前に知っている、度の低下です。レンズを経由して再生するた東芝の研究開発センターでメガネが不金属薄膜を蒸着したガラスマスクを作製

光線の数は、割り当てられる画素の数で決要な（裸眼）3D ディスプレイの研究開発したところ、とても喜ばれたのを覚えていまりますが、これをN とすると、3D 映像のに着手したのは2001 年。

ます。異なる専門を持つ仲間が集まる大切解像度は、元のディスプレイの解像度の1/さを実感した出来事でした。

N に低下します。我々は連続的な運動視

2．
インテグラルイメージング（II）
方式の差（観察者が左右に動いたときの見え方

一人で試作、その年の社内向け展示会に出した後のプロジェクトリーダーからは、ディスプレイの高精細化が進むなかで、リ採用の違い）の実現には、最低でも9 視差は必アリティを追求したその先には必ず3D 表

3D-TV をはじめとする3D 映像が市場要だと考えていたので、立体視に最低限必示があること、そして、映像が3D になるにに普及するためには、専用のメガネを使わ要な水平方向にだけ視差（見る位置に応は、表示システムだけでなく、撮影や伝送ないことはもちろん、“自然で見やすい”こじた見え方の違い）を提供する、シリンドなど、世の中の映像関連のインフラの全てとが大切であると考え、我々は、
3D 写真のリカルレンズを選択することにしましたを置き換える必要があることから、東芝の撮影・再生技術であるインテグラルフォト（1 次元インテグラルイメージング（1D-II）

ような総合電機メーカーが手掛けるべきグラフィ（IP）方式 をディスプレイに応方式：図1）。3D 映像の画素単位の視差情だと考えた、と聞いています。

用することにしました。IP 方式は、レンズ報は水平方向にサブ画素単位で割り当て、私がこの3D ディスプレイの開発に参アレイの焦点距離にフィルムを置いて撮一方、垂直方向については、RGB の3 原色画したのは、それから遅れること１年、産影し、そのフィルム上に撮影に用いたレンを縦方向に割り付けました（図1）。この休・育休明けの2002 年でした。リーダー

ズアレイを置いて3D 映像を再生するといため、3D 映像の解像度は水平、垂直ともは半導体の研究者で、当初は構成要素であう、1908 年に発明された歴史ある方式でに1/3 に低下、フルハイビジョン（1920

る液晶ディスプレイに詳しくなかったたす。レンズアレイ、すなわち、位置が異なる画素×1080 画素）の液晶ディスプレイをめ、液晶ディスプレイの研究の経験がある

複数のレンズ越しに記録した物体からの使っても、3D 映像の解像度は640×360

私や、回路の専門家、光学設計の研究者な光を、進行方向だけ逆転して再生するといにとどまります。

どの数人で、最初のチームが結成されましう原理から、光線再生方式とも呼ばれてい

1) Y. Hirayama et al.,“ODF2002 Tech. Digest”,た。前述の裸眼3D ディスプレイの試作機ます。記録する光線の数を増やすことがででは、液晶ディスプレイの画素からの光のきれば3D 映像を実物さながらに回り込ん

射出方向を制御するために、金属の薄板にで視聴することも可能な理想的な方式でスリットを設けたバリアを使っていたのす。

ですが、平坦度と精度を高めるために、液16FDI・2020・091)

IP 方式のフィルムをディスプレイに置

2002, 93, (2002).

3．東芝の1D-II 方式の特徴と 21 世紀発明表彰
加えて私は、
1D-II 方式3D ディスプレイの別の課題、すなわち、特に短い視聴距

“メガネ不要の3Dテレビ”の製品化を経て離で視域（3D が視聴できる領域）が狭くなるという問題に気が付きました。レンズに割り当てられた 9 サブ画素を超えてしまうと、隣のレンズのための視差情報を表示したサブ画素からの光線、すなわち、誤った光線情報が目に入ります。そして、画面の端から端まで正しく見える領域は、ディスプレイに近づくほど狭くなります（図3(a)）
。
そこで私は、視聴者に向かう光線を効率よく再生するよう、レンズに対応するサブ画素を決めることを考案しました。具体的には、ディスプレイの中心から離れるにつれ、レンズに対してやや外側のサブ画素をなわち運動視差（とモアレの抑制；表1）入れていたのが、「平置き型」（図4）です。

割り当てます（図3(b)） 。サブ画素側かを提供することで、広い視域を実現する

人間が両眼視差で奥行き知覚している

らみると、視聴者に向かう光線が経由する1D-II 方式に適用してこそ、意味がありまのは、数m の範囲で、それより遠いものはレンズに応じた視差情報を表示することす。

運動視差や前後関係など、その他の手がかになります。この「視域最適化技術」
が、東「視域最適化技術」を考案したのは 3Dりで奥行きを知覚していることが知られ芝の裸眼3D ディスプレイの特徴のひとつディスプレイの研究を始めてわずか半年ています 。つまり、身体の干渉を考えるとなり、2010 年に発明協会の「21 世紀後でした。それまでに学んだ液晶ディス必要のある距離について、積極的に立体を発明表彰」を受賞 しました。

プレイに関する知識と、新たに学んだ 3D知覚しているのです。そういう意味では、

ちなみに、1D-II 方式以外にも、眼間距ディスプレイの知識が結びつき、パズルを3D 元年と言われた2010 年に各社が製離で集光点を設け、観察者の両目がその位解くように解けたことを今でも良く覚え品化したメガネ式（2 眼式）、そして我々置にきたときに立体画像が見られる2 眼ています。専門分野が変わること、すなわが製品化した裸眼式の3D-TV のいずれも式や、集光点の数を増やして、不連続ではち変化はチャンスだと思います。

その後続かなかったのは、身体の干渉を想あるものの運動視差を実現する多眼式も、

2) R. Fukushima et al.,“Proceedings of SPIE”,5291, 81,(2004).
3) 特許第3892808 号
4) http://koueki.jiii.or.jp/hyosho/zenkoku/2010/hyosho_top_zenkoku.html

定した映像がほとんどない、TV という用

4．
「平置き型」の探求

ました）
。

2)、
3)

4）

裸眼３D 表示方式として知られています。
これらは、視聴空間に集光点を発生させるために、サブ画素× 視差数の幅より、レンズピッチを狭く設計するのですが、両眼視5）途にあったようにも思います（東芝では、2013 年に、開発した1D-II 方式3D ディスプレイを、医療用ディスプレイに搭載し差による立体視を重視するため、隣接した開発した1D-II 方式の技術を搭載した世「平置き型」は、自然に視距離が縮まると視差の混ざり合い（クロストーク）を許容

界初の裸眼3D ディスプレイの製品は、3Dともに、限られた奥行きでもそれなりの存しません（その代わりに、大きな飛び出し液晶テレビでしたが、研究所では、ディス在感を示すことができます。我々は例え/ 奥行きを表現できます）。
「視域最適化プレイの利用シーン技術」は、集光点は設けず、隣の視差と混ざについても、様々検討ることで連続的な視差画像の切り替え、すしました。中でも力を17

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“メガネ不要の3Dテレビ”の製品化を経てば、手に持ったペンの位置をマイクロソフ

レンチキュラーレンズを、ガラス板にUVドが主導した3D 映画の普及により、3D

ト社の位置検出技術「Kinect」で認識し、硬化樹脂でレンズを成形する構造に変更

映像の楽しさを知った消費者が増え、電気平置き型3D ディスプレイに表示したボタし、さらに、レンズ面を液晶ディスプレイメーカー各社がメガネ式3D-TV を市場投ンをつつくと、色が変わるとともに触感がに押し当てる構造にすることで、量産構造入したからです。このような時代背景の振動でフィードバックされる、3D 空間のにおける狭ギャップと面内均一化を目指もと、当時の社長が、2010 年初頭の社内操作のデモや、多視点映像をリアルタイムしました。

展示会で見た量産型の中型高精細3D ディに撮影・伝送し、平置き型3D ディスプレ量産構造に求められるのは、歩留まりスプレイを、TV として早期に製品化するイに表示することで、模擬的に共同作業をの良さです。これを補償するには、必要数ことを決定、東芝のTV 製品群の画像処理行うデモ、手に持った3D ディスプレイのを試作し、加熱や加湿、振動などの信頼性を開発している研究開発センターのメン

角度の変化をジャイロで検出し、ディスプ試験にかけ、X の評価をする必要がありバーやTV 事業部のメンバー等が参加す

レイの角度に応じた3D 映像を、視域を制ます。このため、研究時に比べて関わる人る、社を挙げてのプロジェクトが発足しま御して見せることで、視域の制限を解消、数は飛躍的に増加しましたが、多くのメンした。

垂直視差を付与し、より完全な3D 映像をバーと信頼関係を築き牽引するのは非常見られる「Hands-on システム」など、様々にハードルの高い仕事でした。

ここで主に開発されたのが、全ての2D映像を3D 映像に変換するための画像処

しかしながらここでも、異分野から参加理技術です。メガネの要らない3D-TV にれる社内向け展示会で発表しました。

したメンバーに助けられました。そのメン表示するためには、最低でも9 視点の映像

５) J. E. Cutting et al.,“ Academic Press ”, 69,

バーは、薄型化する液晶ディスプレイの反が必要なのですが、地上放送含めコンテンりを抑える研究をしており、我々が集めたツはほぼ2D 映像であり、3D 映像があっ信頼性試験のデータから、片面だけUV 樹

たとしてもステレオ（2 視点）映像でしか脂が形成されたガラスと、両面に偏向板とありません。そこで、2D 映像または2 視いう延伸したポリマーフィルムが貼られた点映像から奥行き情報を推定し、9 方向のなデモを試作、研究開発センターで開催さ(1995).

5．量産検討これらのデモの評判が良かったこともあり、2006 年にLCD を製造する関係会社との量産検討が決まりました。とても嬉しかったことをよく覚えています。しかし、そこからが大変でした。
研究者が数台を手で組み立てるのとは異なり、量産では、ユーザーからみた信頼性を保証しつつ、生産者からすると、妥当なコストで仕上げなければならなりません。高信頼性構造と低コスト構造は、これも二律背反の傾向にあり、良品の基準（Y）を上げると、部品に要求される精度（X）が上がりコストがかさみます（図5）。構造案（X）はこの二律背反の関係からぎりぎりのところを目指すことから、信頼性試験の結果は良いものばかりとは限りません。
最も大変だったのが、3D 映像のボケ（Y）につながるレンズの焦点距離（X）の制御です。レン
ズアレイの焦点距離に液晶ディスプレイの画素が位置するように、研究所の試作ではアクリルやポリカーボネートで作っていた

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液晶ディスプレイを張り合わせた、いわゆる多層構造を形成する各層の熱膨張と収縮の時定数の違いが原因だと見抜いてくれたのです。この仮説に基づいて、量産構造を決めことできました。ここでも、問題解決には、多様なメンバーによる協力が不可欠であることであることを学びました。
6．グラスレス3D レグザとしての製品化
前述したように、2010 年は、業界では「3D 元年」と呼ばれていました。ハリウッ“メガネ不要の3Dテレビ”の製品化を経てりました。その中でも、これまでの経験か金を使う、都職員の時間を使うことに配慮ら以下の姿勢を変わらず大切にしていまし、都民からの要望をそのまま伝えるのです。

はなく、調査研究し、提案の質を高めて質・ ピンチはチャンス問に臨むべきと考えています。

液晶ディスプレイの研究から、3D ディ・ 乗り越えた苦難が自信につながるスプレイの研究という、新しい分野に踏み知っているのと自ら経験しているのは出すのは不安もありましたが、その分野で大きな違いがあります。高い壁を乗り越えの第一人者になれるチャンスでもありまた経験があるからこそ、次の壁にチャレンした。議員としても、例えば都議会の議事ジできるのではないでしょうか。

録のテキストマイニングなど、研究者だか都民の皆様の声を代弁し、政策や予算をらこそできることに取り組んでいます。

チェックするという重責を果たすにあた・ 多様性の価値

り、分野は違いますが、これまでの経験が一人でできていることは限られていま力になっています。

絵を再生できるようにしました（図6）。

す。得意分野が異なる仲間に何度も助け従来の議員は、都民の要望を受け、都に地上波の場合、放送を受信してから3D 映られましたし、私自身、子育て中でも責任対処を求めればよかったのかもしれませ

像にするまでにタイムラグがあってはいある仕事を任せてもらえるという、多様性ん。

けないことから、グラスレス３D 専用のが認められる環境があって、世界初につなしかしながらこれからの都政を預かるCELL レ グ ザTM エ ン ジ ン を 開 発・搭 載がるような研究開発に関わることができ議員の役割は、現状分析を踏まえつつ将来し、2010 年末に世界初のメガネ無し3D-ました。議員としても、会派の多様なメンの東京の姿を描き、都民や都職員の共感をTV、グラスレス3D レグザの製品化が実現

バーと協力し、女性をはじめ、多様性を活得るとともに、最新の技術をも踏まえた解しました（図7）。

かす社会の実現に取り組んでいます。

決策を示すことであると考え、日々取り組・ チーム力の源は志んでいます。

このように、業界動向が東芝のメガネ無し3D-TV に関する事業判断に影響したこ

無かったものを創るというのは、逆境の-------------------------------------------------------------とは間違いありません。そして、関係会社連続です。
「いつになったら製品化できる【著者プロフィール】とともに量産構造確立を進めていたからんだ」とか、「 だから反対したんだ」という世田谷区選出

こそ、社長判断に即応できたといえます。

声は、いつも付きまといます。それを乗り議会議員 福島理恵子

7．都議会議員になって越えられたのは、たった一人で試作を始め

1995 年 東北大学大学

2017 年 に、22 年 間 勤 め た 東 芝 を 定たプロジェクトリーダーの「3D 映像は、院理学研究科化学専攻

年退職、研究者として学んだ知識や経験を医療分野や教育分野の質を高め、安全安心修了、同年㈱東芝入社、活かして社会課題解決にあたりたいと、都や豊かな暮らしにつながる」という志で研究開発センター配

議会議員選挙に出馬、一期目を務めています。私はこの言葉に共感し、何としてでも属、22 年間勤務。2010 年 発明協会／全す。研究者の頃は、自ら新しい解決策を考プロジェクトを成功させたいと思いまし

国発明表彰21 世紀発明賞（第二表彰区分、案し、社内ではありますが、その意義を説た。

2010 年 映像メディア学会／丹羽高柳賞

東京都

明し、投資を得て形にするのが仕事でした

都議会は、行政のチェック機関という役（業績賞）、2010 年 ウーマン・オブ・ザ・が、議員になって実感しているのは、①扱割を担っていますが、都の職員に動いてもイ ヤ ー2011 ／ 大 賞、2011 年 文 部 科 学う領域の広さ、②先進性よりは実績が大らうには、ビジョンを持ち、説明し、共感し大臣表彰／科学技術賞（研究部門）、2011

切、であることです。ついつい、自ら（新してもらうというプロセスが大切だと思っ

年 Women and the Economy Summitい）解決策を考案したくなるのですが、都ています。

(APEC USA 2011) ／APEC 女性イノベー

民の皆様からお預かりした税金を使って・ 客観性の重要さ

ター賞他受賞。2017 年 7 月 2 日

取り組む政策においては実効性がなによ

想いだけで製品はできません。客観的り重要です。解決策は視点の一つにとどな目で厳しくチェックをして、初めて世のめ、現場に足を運び、当事者や専門家の話中に送り出すことができます。

を聞いたり、先進事例などの情報や先を収政策や事業も、これからは効果検証が集、必要に応じて分析、提案する仕事にな

これまで以上に求められます。議員も、税世田谷区で70,471 票を集め、トップ当選、現、文教委員会理事、婦人発明家協会会長。
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