今年のインターナショナルデイ・オブ・フォトニクスを迎えるにあたり、私たちを取り巻く世界で光学とフォトニクスが果たす役割が大きくなっていることを振り返り、認識する良い機会となりました。この 1 年間、私は、ライフサイエンスから製造業、航空宇宙、防衛、コンシューマエレクトロニクス、エンターテインメントに至るまで、幅広い産業における光学とフォトニクスの重要性を強調してきました。最近開催された Envision カンファレンスでは、Zemax のソリューションがこれらの分野のさまざまなアプリケーションの設計や開発にどのように影響を与えているかを観察することができました。特に、自動車業界では、光学とフォトニクスがさまざまな形で貢献していることに感銘を受けました。

光学系は、高度な運転支援システムや、自動走行車のレベル 5 の自律性実現をサポートするために重要です。関連する光学システムには、可視画像カメラと LiDAR があります。LiDAR 技術は以前から利用されていましたが、従来のシステムは大型で高価なため、大量に導入することができませんでした。このような問題を解決するために新技術の開発に多大な投資が行われており、シリコンフォトニクスの役割はますます重要になっています。フォトニック集積回路を用いれば、光源から送受信光学系、イメージセンサまで、LiDAR 全体を直接チップ上に配置することができ、サイズ、コスト、消費電力を削減することができます。このようなデバイスでは、ビームステアリングのための機械的な動きはもはや必要なく、代わりに光学的フェーズドアレイ、VCSELアレイ、または回折格子を使用することができます。例えば、Zemax Envision Americas 社のBaraja 氏は、長距離での高解像度を実現するために、ビームステアリングに回折光学素子を使用していると述べています [1]。CMOS 製造技術は、これらの LiDAR システムをチップ上に製造するために業界全体で活用されており、低コストのシステムを大規模に製造することを可能にしています。

光学系は、車両の撮像システムと照明・イルミネーションシステムの両方を支えています。近年、車内・車外の照明モジュールは大幅に進化しており、その多くはマイクロオプティック技術や回折光学技術によって駆動されています。例えば、テキサスインスツルメンツ社は、デジタルマイクロミラーデバイス[2] を用いたダイナミックな地上投影技術を開発し、高度なターンインジケータやライトカーペットの開発に利用しています。また、Zemax Envision Europe では、SUSS MicroOptics 社[3] が、マイクロレンズアレイをはじめとする微小光学技術をヘッドライト、テールライト、インテリアプロジェクション照明の開発に活用した例を紹介した。自律走行車を安全に走らせるためには、カメラや LiDAR などの画像処理システムが重要ですが、外界を感知する能力を高めるための照明システムも同様に重要な役割を果たします。

インターナショナルデイ・オブ・フォトニクスの目的は、光学とフォトニクスが、世界中で起きているイノベーションを可能にする重要な技術であることをアピールすることです。この現実を祝うのに、これ以上の機会はありません。今日は、自動車分野における光学とフォトニクスの役割を紹介しましたが、光学とフォトニクスは、私たちの生活のあらゆる部分に組み込まれており、その役割はますます大きくなっています。皆さん、インターナショナルデイ・オブ・フォトニクスをお祝いしましょう！

著者：

Sanjay Gangadhara
Chief Technology Officer
Zemax

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参照：

1. https://www.baraja.com/wp-content/uploads/2021/01/BarajaSpectrumScanTMWhitepaper.pdf
2. https://www.ti.com/lit/wp/slyy187/slyy187.pdf
3. https://www.suss-microoptics.com/en