書籍 | レーザー
商品コード：
9784902312539
解説 レーザー照明・ディスプレイ
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42
Pt
(一社)日本光学会 レーザーディスプレイ技術研究グループ 企画
黒田 和男・山本 和久 編
A5判 約400頁
究極の照明・ディスプレイを目指して
オプトロニクス社
編者・執筆者
編 者
黒田 和男 宇都宮大学
山本 和久 大阪大学
執筆者
石野 正人 パナソニック(株)
大内 敏 (株)日立製作所
大瀬 憲寛 ソニー(株)
上島 俊司 セイコーエプソン(株)
木下 順一 大阪大学
栗村 直 物質・材料研究機構
黒田 和男 宇都宮大学
新澤 滋 MicroVision,Inc
菅原 充 (株)QDレーザ
年吉 洋 東京大学
豊田 周平 豊田産業(株)
長濱 慎一 日亜化学工業(株)
藤 寛 大阪府立大学
藤枝 一郎 立命館大学
的場 修 神戸大学
宮本 智之 東京工業大学
村田 博司 大阪大学
八木 哲哉 三菱電機(株)
山口 雅浩 東京工業大学
山本 和久 大阪大学
目次
第1章 総説
1. はじめに
2. 研究開発の歴史
3. 分類と特徴
4. 主要技術
4.1 レーザー光学系
4.1.1 レーザーディスプレイ光学系
4.1.2 レーザー照明光学系
4.2 スペックルノイズ除去
4.3 レーザー光源
4.3.1 半導体レーザー
4.3.2 半導体レーザーの波長変換
4.4 安全性確保
5. 応用
5.1 レーザーTV
5.1.1 レーザーリアプロジェクションTV
5.1.2 レーザー液晶TV
5.1.3 将来TV
5.2 レーザープロジェクタ
5.2.1 超小型プロジェクタ
5.2.2 中型?大型プロジェクタ
5.2.3 ヘッドアップディスプレイ
5.3 ヘッドマウントディスプレイ
5.4 レーザー照明
5.5 レーザー照明応用
6. まとめと展望
第2章 光源技術
2.1 赤色半導体レーザー
1. はじめに
2. ディスプレイ用赤色LDの波長
3. 横マルチモード赤色LD
4. 横シングルモード赤色LD
5. 大型ディスプレイ向け赤色LDアレイ
6. まとめ
2.2 青色・緑色半導体レーザー
1. はじめに
2. 青色半導体レーザー
3. 緑色半導体レーザー
2.3 面発光半導体レーザー
1. 面発光半導体レーザーとは
2. 面発光レーザーの特徴
3. 面発光レーザーの歴史
4. 面発光レーザーの応用分野
5. 面発光レーザーの基本構成
6. 面発光レーザーのしきい値条件
7. 面発光レーザーの高反射率反射鏡
8. 面発光レーザーの大きさと電流狭窄
9. 赤色面発光レーザー
10. 青・緑色面発光レーザー
11. 波長変換型可視光面発光レーザー
12. 近赤外面発光レーザー
13. 面発光レーザーの波長可変技術
2.4 波長変換方式
1. はじめに
2. 波長変換材料
3. デバイスの形態
4. 緑色SHGの進展
5. 波長変換小型グリーンレーザー
(a) バルク結晶と内部共振器型波長変換
(b) バルク結晶とマルチパス波長変換もしくは外部共振器型波長変換
(c) 導波路型シングルパス波長変換
6. まとめ
第3章 スペックル
3.1 スペックル現象とスペックル低減方法
1. はじめに
1.1 レーザーディスプレイとスペックル
1.2 スペックルの分類と特性
1.2.1 スペックルの分類
1.2.2 スペックルコントラスト
1.2.3 スペックルサイズ
2. スペックルの基礎
2.1 粗面による散乱
2.2 スペックルの数理モデル
2.3 特性関数とモーメント
2.4 スペックルコントラスト
2.5 相関関数
2.5.1 振幅相関関数と強度相関関数
2.5.2 位相因子の相関関数と共分散
2.5.3 表面形状の相関関数と波面の相関関数
2.6 相関関数の伝搬
2.6.1 点像分布関数
2.6.2 像面での相関関数
2.6.3 フレネル回折
2.7 補足: 統計平均と空間平均
2.8 補足:モーメント定理
3. スペックル低減技術
3.1 独立なスペックルの重畳
3.1.1 コントラスト
3.1.2 確率密度関数
3.2 波長多重
3.3 角度多重
3.4 偏光多重
3.5 移動スクリーン
3.6 移動拡散板
3.7 その他の平均化法
3.8 移動拡散板法の数理
4. カラースペックル
4.1 三刺激値と色度
4.2 白色
4.3 数値シミュレーション
4.3.1 スペックルの形成
4.3.2 十分発達したスペックル
4.3.3 平均化スペックル
4.3.4 u′v′ 色度空間におけるカラースペックル
4.3.5 表示色依存性
4.4 カラースペックルの分散と共分散
4.5 カラースペックルの分散式の導出
第4章 投射、制御および周辺技術
4.1 MEMSによるレーザー光走査技術
1. MEMS光学系
2. MEMS光スキャナの性能指数
3. MEMS光スキャナの駆動方式
4. MEMS光スキャナの例
4.1 静電駆動MEMS光スキャナ
4.2 電磁駆動MEMS光スキャナ
4.3 圧電駆動型MEMS光スキャナ
4.4 通電加熱駆動MEMS光スキャナ
5. MEMS光スキャナの検討課題
5.1 静電駆動ヒステリシス
5.2 温度依存性
5.3 動的面変形
5.4 高次モードの抑制
5.5 ミラー面の光損傷
4.2 空間変調素子を用いたプロジェクション光学技術
1. はじめに
2. マイクロディスプレイ搭載プロジェクタ
3. プロジェクタの基本原理と特徴
3.1 プロジェクタの分類
3.2 HTPS方式
3.3 LCOS方式
3.4 DLP方式
3.5 MEMSスキャン方式
3.6 その他,LEDアレイ方式,OLED方式
4. プロジェクタ用光源
4.1 超高圧水銀ランプ
4.2 LED光源
4.3 レーザ光源
5. プロジェクタの市場と技術動向
6. 今後の展望
6.1 社会潮流
6.2 ヘッドマウントデイスプレイ(HMD)
6.3 LD光源を活用したヘッドアップディスプレイ(HUD)
6.4 LD光源を用いたフラットパネル
6.5 大型LDプロジェクタ
6.6 LD を用いた3D プロジェクタ
6.7 LD における新規デバイス
6.8 プロジェクタ技術を応用した車載ライティング技術
4.3 レーザー光制御
1. 光変調
2. 電気光学変調器
2.1 ポッケルス効果
2.2 ポッケルス効果による光制御
2.3 電気光学変調器の構成
3. 音響光学変調器
4. 電界吸収効果を用いた光変調器
5. 光偏向器
6. 半導体レーザーの直接変調とスペックルノイズ
7. むすび
4.4 色再現
1. 人間の色の知覚とその数値による表現
1.1 視細胞・錐体・桿体
1.2 色順応と色恒常性
1.3 カテゴリカル色知覚
1.4 等色関数
1.5 XYZ 表色系
1.6 xy 色度図
1.7 均等色空間と色差
2. 照明光源の影響
2.1 色温度・相関色温度
2.2 演色性
3. 物体の光学的特性と色
3.1 反射物体の色
3.2 透過物体の色
3.3 発光物・蛍光他の色
4. カラー画像システムにおける色再現
4.1 カラー画像の表示
4.2 カラー画像の印刷
4.3 カラー画像の入力
4.4 ホワイトバランス
4.5 ガンマ補正
5. カラーマネージメント
5.1 デバイス独立な色
5.2 デバイス特性のモデル化(キャラクタライゼーション)
6. 広色域の画像入出力
6.1 広色域映像システム
6.2 高彩度三原色を用いた広色域ディスプレイ
6.3 多原色を用いた広色域ディスプレイ
7. 分光的色再現
7.1 分光画像を用いた色再現
7.2 分光ディスプレイ・分光印刷
8. 広ダイナミックレンジ
9. おわりに
4.5 レーザー安全
1. はじめに
2. レーザー光源プロジェクターに係わる関連法令,規格のアウトライン
3. レーザー光源プロジェクターの上市状況
4. 評価機関による規格,法律への適合性の確認
5. レーザ製品の安全基準(IEC 60825-1/JIS C 6802)
6. ランプおよびランプシステムの光生物的安全性(IEC 62471/JIS C 7550)
7. オーディオ/ ビデオ及び情報/ 通信技術機器の安全性(IEC 62368-1)
8. JBMIA レーザを光源とするプロジェクタの安全に関する要求事項
9. 消費生活用製品安全法
10. 電気用品安全法
11. まとめ
第5章 応用
5.1 レーザー走査型プロジェクタ
1. はじめに
2. プロジェクタの方式と構造
3. レーザー走査型プロジェクタ
3.1 レーザー走査型プロジェクタの原理
3.2 レーザー光源
3.3 MEMSマイクロミラー
3.4 レーザービーム走査による描画
4. レーザー走査型プロジェクタの特徴と性能
5. レーザー製品の安全基準と規制
6. おわりに
5.2 ヘッドアップディスプレイ
1. はじめに
2. ヘッドアップディスプレイ(HUD)
3. HUDの動作原理
4. Virtual Imaging 方式HUD
5. レーザー走査型ディスプレイ
6. レーザー走査型HUD
6.1 レーザー走査型ディスプレイ
6.2 EPE(Exit Pupil Expander)
6.3 リレー光学系
6.4 コンバイナ
7. レーザー走査型HUD方式の特長と課題
8. おわりに
5.3 ウェアラブル視覚情報端末 ─網膜投影型レーザアイウェア─
1. はじめに
2. ウェアラブル視覚情報端末の分類
3. 網膜レーザ投影
3.1 マックスウエル視
3.2 網膜レーザ投影の基本的構成
4. 網膜投影型レーザアイウェア
5. 安全性
6. ロービジョンケア
7. まとめ
5.4 プロジェクター
1. はじめに
2. ビジネスプロジェクターにおけるレーザーディスプレイ技術
3. ホームプロジェクターにおけるレーザーディスプレイ技術
4. 蛍光体レーザー光源の高輝度化技術
5. デジタルシネマプロジェクターにおけるレーザーディスプレイ技術
6. レーザープロジェクターに期待されるスクリーン要素技術
7. まとめと展望
5.5 液晶TV用バックライト
1. はじめに
2. 従来のバックライト技術
2.1 基本構成と動作
2.2 研究の方向性
2.2.1 諸性能の向上
2.2.2 機能の付与
3. レーザーバックライト
3.1 サブ導光板を追加する構成
3.2 光ファイバでレーザー光を導光板に導く構成
3.2.1 青色LDと蛍光体を用いる構成
3.2.2 3種のレーザーを用いる構成
3.3 光ファイバを平面上にレイアウトする構成
3.3.1 溝付きの光ファイバを用いる構成
3.3.2 曲げ損失を利用する構成
4. まとめ
5.6 レーザー照明
1. はじめに
2. レーザー照明の特長
3. 高輝度点光源の実現性
4. 光ファイバーの利用と線光源
4.1 光ファイバーの利用
4.2 ファイバー線光源
5. 演色性とハイブリッド構成
6. 蛍光体を用いた高輝度二次光源部の構成
7. レーザー照明の効率
8. スペックルとその抑制
9. 車載照明への応用
10. 究極の照明を実現するレーザー照明 ─将来への展望─
11. レーザー照明の分類とまとめ
第6章 将来展開
6.1 立体映像
1. 立体映像
2. 立体映像技術
3. インテグラル式
4. ホログラフィー
5. まとめ
6.2 レーザー照明の新たな応用
1. はじめに
2. 一般照明
3. 屋外照明,施設照明
4. 道路照明
5. 店舗照明
6. 演出照明
7. ライトアップ照明
8. ネオンサイン(屋外広告)
9. イルミネーション
10. 特殊環境下での照明
11. 一般エンターテイメント照明,ウェアラブル
11.1 照明ディスプレイ融合型照明
11.2 自転車用ランプ
11.3 ウェアラブル
12. まとめ
6.3 第1次産業への応用
1. はじめに
2. 植物工場
2.1 人工光による植物育成の原理
2.2 植物工場の現状
2.3 レーザー植物工場の可能性
3. 水中応用
3.1 水中での光エネルギー減衰特性
3.2 微細藻類育成
3.3 漁業・海中プラント応用
4. その他の第1 次産業(畜産業,林業)
5. まとめ
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