フルカラー3D像が空中に浮かぶ「透明ホログラム」、NHK技研が公開 30年に動画表示目指す

[林裕也，ITmedia]

　NHK放送技術研究所（以下、NHK技研）は、技術展示イベント「技研公開2026」（5月28日〜31日）において、フルカラーの3次元像を空中に映し出す「透明ホログラム」を展示している。透明なガラス基板へ光を当てると鮮やかな3次元像が浮かび上がり、ガラスの向こう側にある実物と同時に見られる仕組みで、2030年ごろには動画表示の実現を目指す。

フルカラー透明ホログラムの原理イメージ

　今回のホログラムは「表面レリーフ型ホログラム」と呼ばれる方式の応用で、基板表面に刻んだ微細な凹凸によって光の進むタイミング（位相）を変調し、3次元情報を再現する。NHK技研は今回、その基板にガラスを採用したうえで、ガラスそのものを透明化した点が特徴だ。基板の向こう側にある実物と、表示された3次元像を同時に見られるため、現実の景色と映像を重ね合わせる用途への応用が期待できる。

単色ホログラムの展示

　展示では、これを実現する3つの要素技術を紹介。基板表面の微細加工技術では、ガラス表面に多段の微細構造を、広い面積かつ高い精度で形成するプロセスを構築。加工ピッチ（隣り合う凹凸の間隔）を従来の約半分にあたる0.5μm程度まで細かくしており、大きな3次元像を広い視野で表示できるホログラムを作製できるという。

　ホログラムの透明化については、独自のデータ設計によって基板表面での光の散乱を抑え、透明性を高めた。会場では白くにじんで見える従来世代と並べて展示しており、新世代のほうが基板の向こう側をよりはっきり見通せる様子が分かる。

左が従来世代、右が新世代。基板の透明感の差がはっきり分かる

　フルカラー化の手法も独自だ。赤・緑・青の3色の光を異なる方向から当て、それぞれの像が中心で1つに重なるように設計することで、追加の光学素子なしにフルカラー化を実現。レンズなどの部品を増やさずに済むため、透明性を損なわずにカラー表示できる。

ガラス越しにフルカラーの3次元像が浮かぶ。実物との重なりも自然

　ただし、フルカラーで像を見られる範囲は正面を基準に約20度に限られ、この範囲を外れると像が崩れてしまう。ピッチをさらに細かくすれば視野角を広げられる一方、加工の難度は上がるという課題があるという。ただ、加工には半導体製造で使われるプロセスを応用しているため、半導体側の技術進化とともにホログラムの加工精度も向上していくと見込んでいる。

　今回の展示は静止画にとどまるが、NHK技研は今後、応用例の具体化と表示デバイスの開発を進め、2030年ごろのフルカラー動画表示の実現を目指す。

視野角は正面から約20度。外れると像が乱れる