光学設計とは? 概要・用途例・一般的な流れについて解説します。
今回は光学設計の基礎知識を理解するために、光学設計の概念や定義、用途れいや光学設計を実現する一般的な流れをご紹介します。光学設計に関連する製品も併せてご紹介していますので、ぜひ参考にしてみてください。
タナカ技研「会社案内」
1977年の創業以来、光学及び電子部品の製造を行っております。 蒸着、印刷、切断の一貫生産は勿論、各工程のみの加工もお引き受けしております。 内容詳細につきましては、お気軽にお問合せ下さい。
次世代ディスプレイ不良評価解析事例
次世代ディスプレイとして有機ELディスプレイが広がり始めている中、Mini-LEDディスプレイ、Micro-LEDディスプレイ、量子ドットディスプレイ等の開発が盛んになってきています。 既存LEDは300~350μmレベルで既にデジタルサイネージディスプレイとして市場に普及しています。 LEDチップを100~200μmレベルまで微細化したMini-LED、さらに100μm以下レベルやnmレベルまで微細化することで、LCDやOLEDディスプレイを凌駕する性能を持つディスプレイも多くの研究機関や企業が積極的な開発を見せています。 これらは、今後の市場拡大が見込まれるAR(拡張現実)/VR(仮想現実)/MR(複合現実)/SR(代替現実)、車載用のヘッドアップディスプレイ(HUD)やマイクロプロジェクターなどの空中に画像を映し出す新しいアプリケーションにも最適なデバイスと言われております。 本資料は微細化された次世代ディスプレイの開発・設計及び量産時の評価としてOLEDなどを例とした不良解析事例集です。
光学製品の試作開発・受託製造 「製作事例集」
光学製品の試作開発・受託製造:迅速対応、提案力、リーズナブル価格でお応えします
当社は、光学製品をはじめ、複合光学素子などの特殊な光学素子の試作開発と受託製造を得意としています。 迅速かつ柔軟な対応、経験豊富なエンジニアによる堅牢な機構設計、そしてリーズナブルな価格でお客様にご満足いただけるサービスを提供いたします。
光学設計とは?
光学設計は、光を制御するためのシステムを設計することです。光学設計の基本概念には、以下のものが含まれます。
| 光源 | 光学設計の最初のステップは、光源を選択することです。光源は、設計されたシステムに必要な光の量、色、方向性を提供するために選択されます。 |
|---|---|
| レンズ | レンズは、光を集めたり、分散したり、屈折させたりするために使用されます。レンズは、設計されたシステムに必要な光学的機能を提供するために選択されます。 |
| 収差 | 光学設計において、収差は、光学システムの性能を決定する重要な要素です。収差は、光学システムが理想的な像を生成する能力に影響を与えます。 |
| 最適化 |
光学設計では、最適化は、設計されたシステムが最適な性能を発揮するように、レンズの配置や形状を調整するプロセスです。最適化は、設計されたシステムの性能を向上させるために使用されます。 光学設計は、照明光学系の設計や結像光学系の設計など、さまざまな分野で使用されます。光学設計の理論や概念を学ぶことで、より効率的で正確な光学システムを設計することができます。 |
光学設計の用途例
製造業における「光学設計」の用途は以下のようなものが挙げられます。
光学機器製造
光学設計は、デジタルカメラ、望遠鏡、顕微鏡などの光学機器の設計に使用されます。光学設計によって、光学機器の性能や機能を最適化することが可能です。
照明器具の設計
光学設計は、照明器具の設計にも使用されます。光学設計によって、照明の明るさや指向性を調整することができます。
人工衛星の光学系設計
光学設計は、人工衛星の光学系の設計にも使用されます。人工衛星の光学系は、地球の観測や通信などの目的に使用されます。
半導体加工装置の光学系設計
光学設計は、半導体加工装置の光学系の設計にも使用されます。半導体加工装置の光学系は、微細なパターンの形成やエッチングなどのプロセスに使用されます。
医療機器の光学設計
光学設計は、医療機器の設計にも使用されます。例えば、内視鏡や顕微鏡などの医療機器の光学系は、正確な観察や診断に必要です。
光学設計は、さまざまな製造業分野で使用されており、製品の性能や機能を向上させるために重要な役割を果たしています。
光学設計のステップ
光学設計の一般的な流れは以下のようになります。
光学系の設計
光学系の設計は、レンズやミラーなどの光学部品を配置するプロセスです。光学システムの性能を最適化するために、光学部品の形状や材料を調整することが必要です。
最適化
光学設計における最適化は、設計されたシステムが最適な性能を発揮するように、レンズの配置や形状を調整するプロセスです。最適化は、設計されたシステムの性能を向上させるために使用されます。
評価
光学システムの評価は、設計されたシステムが要件を満たしているかどうかを確認するために行われます。評価には、光学システムの性能を測定するための実験やシミュレーションが含まれます。
製造
光学設計が完了したら、光学システムを製造することが必要です。製造には、光学部品の加工や組み立てが含まれます。
光学設計の流れは、設計されるシステムの種類や目的によって異なる場合がありますが、一般的には上記のステップが含まれます。
光学設計に関連するおすすめ製品
光学関連での幅広いサービス
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蒸着、印刷、切断の一貫生産は勿論、各工程のみの加工もお引き受けしております。
分光放射計SR-5A
大幅リニューアルしたSR-5Aは0.0005cd/m2から最大500,000,000cd/m2までの計測が可能なHDR(ハイダイナミックレンジ)計測に対応。
光学系のリニューアルによる感度向上や内部アルゴリズムの改善により大幅な測定時間の短縮を実現。
また大画面カラータッチパネルの採用により操作性も大幅に向上しました。
光学ユニット・光学機器(システム)の設計・試作・受託開発
光学ユニットや光学システムの受託製造をご希望であれば、ぜひ当社をご検討ください。 株式会社オプトラインは1982年に設立され、長年にわたり光学関連製品の製造・販売に携わっています。
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さいごに
光学設計は、光の性質と素材の特性を活用して光学機器を設計するプロセスです。幅広い分野で活用されており、近年ではホログラムの特性を活かした光学部品の研究や実用化も進んでおり、新たな可能性が広がっています。
evortでは、光学設計の技術を提供する企業をはじめ、様々なおすすめのソリューションや製品を掲載しています。光学関連の技術を活用したものづくりを検討中の企業様は、ぜひご覧になってみてください。
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●レーザ加工事業 1984年のCO2レーザ導入を皮切りにレーザによる受託加工事業を開始し、近年のファイバーレーザに至るまでレーザ発振器の発展と共に加工需要に応えてきました。 溶接・切断・孔あけ・表面改質など多様なレーザ加工の経験を基に新たな生産技術への挑戦をお手伝いします。 ●レーザ周辺機器事業 1984年のレーザ加工事業開始以来、多くのお客様とともに多くのレーザ加工を行ってきました。その経験とノウハウを基にお客様の用途に適したレーザ加工ヘッド・システムの提案を行っています。 【レーザー加工の導入は、まずはレーザックスにお問い合わせください】 ★1個の試作からでもOK♪ ★試作やテスト加工後の対応もバッチリ♪ →「継続的な試験」「レーザー設備の導入」「試作加工、量産加工」「代替え生産」など、これからレーザー加工を導入するお客様へ様々な角度からサポート致します。 ★しっかりした品質保証体制で安心♪ →レーザックスでは航空機部品の加工を25年以上携わっており、自動車、医療等の業界のお仕事も行っています。画像測定器やX線検査装置など計測機器も充実しております。
Figure4
Figure4という3Dプリンタは、これまでの試作用の樹脂プリンタと比べて、非常に高速で高精度な造形を実現しています。 小型製品造形に適していて、造形スピードはこれまでの樹脂プリンタの6倍から10倍となっています。 特徴は【高速・高精度・高精細】 自動車パーツから電子機器まで多岐にわたる産業で活躍頂いております。 あらゆる素材を取り揃えておりますので、製品特性に合ったものを選択いただけます。 最大造形サイズ (幅 x 奥行き x 高さ): 124.8 x 70.2 x 196 mm (4.9x 2.8 x 7.7 インチ)
RFID関連製品
株式会社サーランド・アイエヌイーは、急速に発展するユビキタス社会の到来を見据え、具体化に必要なRFID関連製品を幅広く取り扱っております。 企画・開発・製造に至るまでのハード機器のご提案や、ソフト構築を含めたソリューション提案、またOEMはもちろん、ODMでの対応も可能となる事で、それぞれのお客様にあったベストな製品をご提供致します。
DesktopMetal 3Dプリンター
DesktopMetalは、マサチューセッツ州バーリントンの3Dプリンターメーカーで、同社プリンターは、複合材もしくは、小規模生産用、量産用の金属3Dプリントを可能とします。 - 複合材プリント 独自技術のμAFP技術(Micro Automated Fiber Placement)により、炭素繊維やガラス繊維の連続長繊維テープを積層。高密度に強化されたパーツは、鋼の2倍の強度を持ちながら、アルミの半分の軽さを誇ります。 - 金属プリント 材料押出堆積方式(Bound Metal Deposition)であり、密度96~99.8%のパーツをプリント可能。治具、固定具、工具用の複雑なパーツやアセンブリを製造することができる Studio System 2 メタルバインダージェッティング方式であり、焼結後Ra 4µmの表面粗さを実現、レーザー粉末床溶融方式の最大10倍の速度で高品質の金属プリント、1日あたり最大70kgの金属パーツを製造可能な Shop System
AIエッジカメラ Eeye(イーアイ)
『Eeye(イーアイ)』は、高い認識率と処理速度を実現したAIカメラです。 顔認証によりドアロックの解除や、監視カメラ、商業店舗でのマーケティングなどに幅広く活用が可能です。 高性能な暗視機能により、暗い場所での認証もスムーズにおこなえます。手のひらサイズで、USBからデータ出力と電源供給をおこなうことができ、簡単に取り付け・運用が可能です。インターフェイスへの影響も最小限で、カメラを設置することで顧客に与えるストレスを軽減することも可能です。 カメラ本体とEeye開発キットの買い切り販売のため、ランニングコストも最小限に抑えることができます。
高速3Dスキャナ 「HDI Carbon 3D scanner」
HDI Carbon はコンパクトで軽いため簡単に持ち運ぶことができ様々な場所でのスキャンを可能にします。カメラの位置を変更することで様々な大きさの被写体に対応できる柔軟性の高い3Dスキャナーです。付属のソフト ウェアで自動位置合わせを行うためマーカーレスで作業を行うことができます。
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12ビット色深度で、ダイナミックレンジが広く、明暗をクリアに描写できます。 また、背面照射型CMOS採用し、高感度と低ノイズを実現。 さらに、転送速度が速く、金属解析や清浄度分析など解析用に最適です。
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創業25年のスマートカメラの老舗Vision Components GmbHです。 スマートカメラ一筋で開発、製造を続けて参りました。 コンパクトなカメラの筐体で撮像から画像処理まで完結することによりビジョンシステムの小型化・省エネ化を促進します。 レーザーとスマートカメラを一つの筐体に統合して3D計測が可能なレーザープロファイラーVC nano 3D-Z、ステレオカメラを重機に搭載して後方の作業員の検出を行うEmitrace安全運転支援システム、半導体ウエハや医療器具のIDリーダー、駐車場のゲートコントロールを行う防塵・防水仕様のVC Pro Z など様々な分野のビジョンシステムとして活躍しています。 2021年にはイメージセンサー、CPU、メモリ、及びリアルタイムOSをわずか22 mm x 23.5 mmの基板上に統合したおそらく現時点では世界最小のエンベッデッドビジョンモジュールを発表しました。
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標準品として光切断用のライン光源やDOE(回折光学素子)を使用し幾何学パターンを照射する光源などを提供させていただいていますが、その他各種のオプトメカトロニクスの開発案件を手掛けています。 今回は近年開発依頼が多い下記の案件をご紹介いたします。 ■レーザースキャニングシステム ■LiDAR開発 ■パーティクルセンサ開発
TOF(三次元距離計測)センサーユニット
三次元距離計測センサーに独自の光学系を組合せ、面で距離を捉えます。 暗い環境でも高精度に距離を測定することが可能です。 さらに人物や物体の検出やカウントなど幅広い用途に応できます。 各種シーンに合わせた最適なセンシングを提案します。
蒸着による光学薄膜
CBCオプテックスは誘導体多層膜、金属膜、透明電極膜をはじめ、光学薄膜製品全般の設計・開発・製造及び販売をおこなっています。 試作・開発で培った高度な技術とノウハウを活かした光学薄膜製品を提供いたします。小ロット(1個)の試作、開発段階の性能確認から量産まで対応可能です。
CTL : スイープ型波長可変レーザー
CTLは広帯域かつ連続的なモードホップフリーチューニングを可能にした波長可変レーザーシステムです。波長ラインナップは880nm ~ 1630nm。高出力・低ノイズ & 低ドリフト (線幅<10kHz)を同時に実現し量子限界の超高分解能測定を可能にします。 また、制御はDLC PROコントローラから直感的操作が可能なタッチパネル操作 やPCからのリモート制御が利用可能です。各種の波長安定化オプション、波長計等もご用意していますので自由なシステム設計が可能です。 DUT特性試験などの各種データコム・テレコム向けアプリケーションだけでなくマイクロ共振器励起、量子ドット、狭線幅レーザー分光など様々な基礎物理アプリケーションにご利用頂くことが可能です。
LDドライバー
基板上にLCDモニタ、LD ON/OFFボタン、各パラメータ設定用ロータリーエンコーダを配備、さらに外部PCコントロール可能なUSBポートも備えています。 また、付属の子基板を取り替えることでほとんどのメーカのLDモジュールに対応します。用途に応じて、2シリーズでそれぞれ500mA/2A(3Aオプション対応)の4タイプをご用意しております。 ☆コンパクト一体型ACC/APC対応 LDドライバ、温度コントローラ ☆ほとんどのメーカのLDモジュールに対応 ☆SOA(半導体光増幅器)も対応(モニタPD及び光カプラを接続することで、APC駆動も可能) ☆LDモジュール内蔵PDモニタ電流による光出力パワーモニタ表示 ☆外形寸法:わずか100mm×100mm ☆内部変調機能:(サイン、矩形、ノコギリ、任意波(最大8パルス))、1Hz〜10KHz、変調度:5〜90% ☆装置化にも対応、OEM供給可能