この 1 年半の間に、私たちは COVID-19 パンデミック対策のために開発された診断、消毒などの製品を通して、光学が生活をより良くするために果たす役割を見てきました。しかし、私たちの生活の質は、作業を容易にしたり、余暇の楽しみを増やしたりするツールやサービスによっても向上します。これらの改善は、ワイドスクリーンプロジェクタやフラットスクリーンテレビ、携帯電話やバーチャルリアリティヘッドセットなどのコンシューマーエレクトロニクス機器によってもたらされます。光学部品はこれらの製品の多くで重要な役割を果たしており、コンシューマーエレクトロニクス機器の設計・開発で起きている大きなイノベーションは、光学部品の進歩によってもたらされています。

コンシューマーエレクトロニクス機器分野における革新の主な要因は、小型化の推進です。この推進力を支えているのは、最新の形状（非球面や自由曲面）や回折光学系の使用が増えていることと、コンピュータによる画像化の役割が大きくなっていることです。これらの技術を活用して次世代の電子機器を作るには、正確なシミュレーションと堅牢な製造の両者が必要であり、消費者市場に必要な規模で高品質の製品を生産することが求められます。Zemax のお客様はこの 2 つの分野で最先端を走っており、米国と欧州諸国で開催される Envision カンファレンスは、その様子を観察するのに最適です。プレゼンテーションでは、カメラレンズやバーチャルリアリティシステムなどのアプリケーションのためのメタサーフェスやメタレンズの設計および製造の進歩から、複合現実感ヘッドセットのための複雑な自由形状のデザインやコンピュータ生成ホログラフィの使用まで、さまざまなトピックが取り上げられます。さらに、これらのシステムの設計革新とスケーラブルな生産を可能にする材料と製造技術の進歩についても紹介します。

プロジェクタ、テレビ、複合現実感システム（その他のコンシューマ機器）において、システム照明は製品設計において重要な役割を果たします。Zemax OpticStudio は、統合されたパッケージでシーケンシャルおよびノンシーケンシャルモデリングをサポートしており、システムのイルミネーションコンポーネントとイメージングコンポーネントの両方のシミュレーション機能を提供するユニークな製品です。これは、システム全体の性能を最適化する際に非常に重要であり、特にシステムの小型化に伴い、高効率の小型光源を設計する必要があります。最近、私はマッキンゼー・アンド・カンパニーのパネルディスカッションに参加し、同社が発表した光学・フォトニクス業界におけるレーザー技術の役割の拡大に関する論文[1]を見直しました。その中では、製造業、通信、防衛などの分野でレーザーが高い成長を遂げていることが紹介されていましたが、VR ディスプレイ[2]や、携帯電話の顔認識システム[3,4]など、コンシューマーエレクトロニクス機器の照明光源としてもレーザーシステムの存在感が高まることが予想されています。

競争の激しいコンシューマーエレクトロニクスの世界では、次世代デバイスの開発を優位に進めるためには、イノベーションが不可欠です。これらのデバイスを構成する光学部品のシミュレーションと製造の進歩により、コンシューマーエレクトロニクス市場は現在も、そして予測可能な将来も、急速な成長を続けることができるでしょう。

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著者：

Sanjay Gangadhara
Chief Technology Officer
Zemax, LLC

参照：

1. https://www.mckinsey.com/industries/advanced-electronics/our-insights/the-next-wave-of-innovation-in-photonics 
2. https://research.fb.com/blog/2020/06/holographic-optics-for-thin-and-lightweight-virtual-reality/
3. https://ii-vi.com/vcsel-technology/
4. https://www.osram.com/os/press/press-releases/homogeneous-illumination-for-facial-recognition-thanks-to-vcsel-technology-from-osram.jsp