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プロジェクターの技術と応用

(2005年『プロジェクターの最新技術』普及版)

商品コード: B0935

  • 監修: 西田信夫
  • 発行日: 2010年8月
  • 価格(税込): 3,888 円
  • 体裁: A5判、240ページ
  • ISBNコード: 978-4-7813-0260-7

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  • プロジェクター,液晶パネル,LCOS,DLP,LED,超短焦点,デジタルシネマ,3D

刊行にあたって

 プロジェクターに対する評価は、長い間、表示画像が暗い、解像度が低い、色ずれを生じ易い、などとはかばかしくなかった。
 しかし、プロジェクターの性能は着実に向上し、特にTFT(薄膜トランジスター)液晶テレビパネルを用いた装置(液晶プロジェクター)やディジタルマイクロミラーデバイス(DMD)を用いた装置(ライトスイッチ式プロジェクター)が商品化され、投写画像が明るく、高解像度になるにつれて、プロジェクターに対する評価は次第に高くなり、今日では、データプロジェクターとして会議に欠かせないものになっている。
 プロジェクターの高輝度化・高解像度化のためには、液晶テレビパネル、DMDなど画像形成素子の高性能化だけでなく、ランプ、光学系、スクリーンなどコンポーネント・要素技術の向上も不可欠である。また、プロジェクターをさらに普及させるためには、その使い方に関わる各種の要求に応える必要がある。
 そこで、本書では、第1章で、プロジェクターの各種方式について、今や過去のものとなった装置も含めて述べ、第2章から第4章で、現在使われているCRTプロジェクター、液晶プロジェクター、ライトスイッチ式プロジェクターの表示原理、構成、特徴などを解説し、第5章で、主要なコンポーネントや要素技術について解説した。
 第6章では、プロジェクターの使われ方の例として、各種の応用システムについて解説した。また、プロジェクターによって投写された画像は人間の目によって観察されるわけであるので、第7章で、視機能から見たプロジェクターの評価を取り上げた。
 執筆者は、それぞれの分野で現在第一線でご活躍の方々である。
 本書がプロジェクターの一層の発展にいささかでも貢献できれば幸いである。
(「はじめに」より抜粋)

2005年6月  西田信夫

<普及版の刊行にあたって>
 本書は2005年に『プロジェクターの最新技術』として刊行されました。普及版の刊行にあたり、内容は当時のままであり加筆・訂正などの手は加えておりませんので、ご了承ください。

2010年8月  シーエムシー出版 編集部

著者一覧

西田信夫   徳島大学 工学部 光応用工学科 教授
         (現)徳島大学 大学院ソシオテクノサイエンス研究部 客員教授
福田京平   (現)徳島文理大学 理工学部 教授
菊池 宏   日本放送協会 放送技術研究所 主任研究員
東 忠利   ウシオ電機(株) 顧問(非常勤)
八木隆明   ルミレッズライティングジャパン セールスグループ テクニカルサポート マネージャー 
永瀬 修   (現)リコー光学(株) PJ事業室 サブリーダー(課長)
小川恭範   セイコーエプソン(株) LCP設計部 課長
松本研二   HOYA(株) コンポーネント事業部 技術開発部 開発グループ グループリーダー
織田訓平   (現)大日本印刷(株) 研究開発センター 機能性材料研究所 所長
後藤正浩   (現)大日本印刷(株) オプトマテリアル事業部 オプトマテリアル研究所 エキスパート
大島徹也   (株)日立製作所 材料研究所 画像デバイス研究部 研究員
中島義充   三菱電機(株) 京都製作所 所長室 専任/プロジェクトリーダ(新リアプロジェクタ技術開発)
鹿間信介   三菱電機(株) 情報技術総合研究所 光・マイクロ波回路技術部 次長
         (現)摂南大学 理工学部 電気電子工学科 准教授
寺本浩平   三菱電機(株) リビング・デジタルメディア事業本部 デジタルメディア事業部(京都製作所駐在) 主管技師長
藤井哲郎   (現)東京都市大学 環境情報学部 情報メディア学科 教授
清川 清   (現)大阪大学 サイバーメディアセンター 准教授
奥井誠人   日本放送協会 放送技術研究所 テレビ方式 主任研究員
関口治郎   (株)NHKテクニカルサービス 事業開発センター 制作 立体ハイビジョン チーフエンジニア
         (現)(株)ハーツ 機材センター
坂本幹雄   NECビュ-テクノロジ-(株) 開発本部 本部長代理
小川 潤   (現)NECディスプレイソリューションズ(株) 先行技術開発室 開発G グループマネージャー
鵜飼一彦   早稲田大学 理工学部 応用物理学科 教授

 執筆者の所属表記は、注記以外は2005年当時のものを使用しております。

目次

第1章 プロジェクターの基本原理と種類
1. はじめに
2. プロジェクターの基本原理
3. CRTプロジェクター
4. ライトバルブ式プロジェクター
4.1 油膜ライトバルブ式プロジェクター
4.2 電気光学ライトバルブ式プロジェクター
4.3 液晶ライトバルブ式プロジェクター
5. ライトスイッチ式プロジェクター

第2章 CRTプロジェクター
1. はじめに
2. 基本構成
3. 背面投射型と前面投射型
4. 背面投射型CRTプロジェクターの構成要素
4.1 ミラー
4.2 投射レンズ
4.3 CRT
4.4 液冷直結方式
4.5 スクリーン
4.6 3色の投射像の合成

第3章 液晶プロジェクター
1. はじめに
2. 基本構成
3. 液晶ライトバルブ
3.1 電気アドレス型液晶ライトバルブ
3.1.1 透過型液晶ライトバルブ
3.1.2 反射型液晶ライトバルブ
3.2 光アドレス型液晶ライトバルブ
4. 投影システム
4.1 透過型液晶プロジェクター
4.2 反射型液晶プロジェクター
4.2.1 3板式
4.2.2 単板式
4.3 光書込み型液晶プロジェクター
4.4 超高精細映像表示システム
4.4.1 スーパーハイビジョンにおける画素ずらし法
4.4.2 マルチ画像システム

第4章 ライトスイッチ式プロジェクター
1. はじめに
2. ディジタルマイクロミラーデバイスの構造と動作原理
3. ディジタルマイクロミラーデバイスの製作方法
4. ディスプレイへの応用
4.1 暗視野投写光学系
4.2 パルス幅変調による階調表示
4.3 投写型ディスプレイ装置
5. おわりに

第5章 コンポーネント・要素技術
1. ランプ
1.1 はじめに
1.2 ハロゲンランプ
1.3 メタルハライドランプ
1.3.1 製作方法
1.3.2 封入物
1.3.3 点灯方式
1.3.4 入力電力とアーク長
1.3.5 分光エネルギー分布
1.3.6 効率と寿命
1.4 超高圧水銀ランプ
1.4.1 製作方法
1.4.2 点灯方式
1.4.3 反射鏡
1.4.4 定格電力およびアーク長
1.4.5 分光エネルギー分布および輝度分布
1.4.6 効率と寿命
1.5 キセノンランプ
1.5.1 石英ガラス製キセノンランプ
1.5.2 セラミックス製キセノンランプ

2. プロジェクター用LED光源
2.1 はじめに
2.2 プロジェクターの明るさ
2.3 LED光源の白色面輝度
2.4 ライトバルブのEtendueと光源のLED数
2.5 LEDプロジェクター光束

3. 照明光学系
3.1 はじめに
3.2 プロジェクターの照明系
3.2.1 基本構成
3.2.2 フィルムから液晶パネルへの転換
3.2.3 液晶プロジェクターの光学系
3.3 インテグレータ光学系
3.3.1 フライアイインテグレータ
3.3.2 ロッドインテグレータ
3.4 偏光変換光学系
3.5 偏光変換インテグレータ光学系
3.6 プロジェクターにおける投射レンズと照明系のマッチング
3.7 おわりに
 
4. 色分離・色合成光学系
4.1 はじめに
4.2 色分離・色合成光学系の基本構成
4.2.1 単板式プロジェクター
4.2.2 3板式プロジェクター
(1) ミラー順次光学系
(2) プリズム合成光学系
4.3 構成部品
4.3.1 ダイクロイックミラー
4.3.2 クロスダイクロイックプリズム
4.4 色設計
4.4.1 基本的な考え方
4.4.2 色むら
4.4.3 フィルターの構成
4.5 まとめ

5. マイクロレンズアレイ
5.1 はじめに
5.2 実効開口率向上
5.3 要求性能
5.4 液晶プロジェクター用マイクロレンズアレイの各種製法
5.4.1 イオン交換法によるマイクロレンズアレイの製法
5.4.2 2P(Photo-Polymerization)法によるマイクロレンズアレイの製法
5.4.3 レジストリフローと反応性イオンエッチングによるマイクロレンズアレイの製法
5.4.4 ウエットエッチングによるマイクロレンズアレイの製造方法
5.5 液晶プロジェクター用マイクロレンズアレイの構成材料
5.5.1 ガラス基板
5.5.2 マイクロレンズアレイ用高分子材料
(1) 高屈折率化に関して
(2) 高耐光性化に関して
(3) マイクロレンズアレイ用樹脂
5.6 マイクロレンズの用語と定義
 
6. 背面投射型スクリーン
6.1 リアプロジェクションディスプレイとスクリーン
6.2 MDプロジェクター
6.3 MDプロジェクター用スクリーン
6.4 光吸収部(ブラックストライプ)付きスクリーン
6.5 ウルトラ・ハイ・コントラスト・スクリーン(UCS)
6.6 新規高効率スクリーン
6.7 薄型プロジェクションディスプレイ用スクリーン
6.8 まとめ
 
7. 指向性反射スクリーン方式投射型立体ディスプレイ
7.1 はじめに
7.2 裸眼立体表示の原理
7.3 複数人鑑賞用スクリーン
7.4 画面輝度均一化スクリーン
7.5 水平鑑賞範囲拡大ディスプレイ
7.6 卓上ディスプレイ
7.6.1 小型・省電力LEDプロジェクター
7.6.2 高効率LEDアレイ光源
7.6.3 試作ディスプレイ
7.7 おわりに

第6章 応用システム
1. リアプロジェクションテレビ
1.1 はじめに
1.2 テレビの基礎
1.2.1 テレビ方式と視覚
(1) 画面サイズと最適視距離
(2) 解像力と視力
(3) 明るさと弁別
(4) 毎秒像数とフリッカ
(5) 色の弁別
(6) 運動視
1.2.2 画質
(1) 画質評価
(2) テレビ信号と信号処理
1.3 リアプロ・テレビの概要
1.3.1 PTV技術史
1.3.2 リアプロ・テレビの製品と特長
1.4 リアプロ・テレビ向け光学技術
1.4.1 DMDTMによる空間光変調原理
1.4.2 屈折式光学エンジン
(1) DMDTM素子と光学系の構成
(2) 投写系
(3) 照明系
1.4.3 屈折・反射式光学エンジン
(1) 新光学系
(2) ハイブリッドフレネルスクリーン
(3) リアプロジェクターの特性
1.5 キーコンポーネントの最新動向
1.5.1 光源
1.5.2 スクリーン
(1) 偏光スクリーン
(2) 薄膜スクリーン
(3) クロスレンチキュラーレンズ
1.5.3 ライトバルブ
1.5.4 画素ずらし素子
 
2. リアプロ・マルチディスプレイの必要技術と最新動向
2.1 はじめに
2.2 光学系
2.3 スクリーン
2.3.1 広い視野特性
2.3.2 斜め方向からみたマルチ画面での一体感
2.3.3 細目地スクリーン構造
2.4 画面マルチ化の信号処理技術
2.4.1 CSC色域補正回路
2.4.2 グラデーション補正回路
2.4.3 輝度センサーフィードバックシステム
2.5 省スペース化技術
2.5.1 超薄型マルチプロジェクター
2.5.2 フロントメンテナンスシステム
 
3. デジタルシネマ
3.1 はじめに
3.2 映画の電子化の進展
3.3 ハリウッドを中心に進む世界標準
3.4 デジタルシネマの画質の階層化
3.5 4K映画用機器の開発状況
3.6 4Kデジタルシネマ配信システム
3.7 ネットワーク配信実験
3.8 デジタルシネマの将来
 
4. 広視野ディスプレイ
4.1 はじめに
4.2 スクリーン形状
4.3 投影方式
4.4 周壁面ディスプレイの事例
4.5 曲面ディスプレイの事例
4.6 広視野ディスプレイの高精細化
4.7 任意形状へのプロジェクション
 
5. プロジェクターによる立体映像システム
5.1 はじめに
5.2 奥行き感と再生像
5.2.1 奥行き手がかりと視差
5.2.2 視差と再生像の位置
5.3 立体表示装置の特性と立体映像表示
5.3.1 クロストーク
5.3.2 幾何学ずれ
5.3.3 輝度
5.4 プロジェクターによる立体映像表示装置
5.4.1 偏光メガネ方式
5.4.2 時分割方式
5.4.3 色フィルタによる方式
5.4.4 眼鏡なし方式
5.5 偏光フィルタによる立体映像システムの基本構成と導入例
5.6 2台のプロジェクターを用いて立体映像を投影する際の手順と留意点
5.7 立体映像展示施設の事例紹介
5.7.1 ナショナルセンター東京 CYBER DOME
5.7.2 山梨県三珠町 歌舞伎文化公園文化資料館3Dハイビジョンシアター
 
6. 超短焦点非球面ミラーを用いた反射型投射方式
6.1 はじめに
6.2 ミラ-による反射型投写方式の必要性
6.3 反射型投写方式の基本
6.4 製品WT600の光学設計と構成
6.5 実際のミラ-レンズ特性
6.6 投写性能
6.7 使用状況と今後

第7章 視機能から見たプロジェクターの評価
:色順次提示方式プロジェクターにおけるカラーブレイクアップ現象とその観賞者への影響
1. はじめに
2. 色順次提示方式プロジェクターにおけるカラーブレイクアップ現象とその観賞者への影響
3. CBUの機序
4. CBUによる影響
5. むすび
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