2025年の大阪・関西万博では、最先端技術と文化表現が見事に融合した舞台の中で、来場者の五感を刺激するプロジェクター技術が存分に活用されていました。パビリオンの内外で展開される没入型映像演出やインタラクティブな展示体験は、高輝度・高解像度・広色域を備えたプロジェクションによって実現されています。今さらかもしれませんが、改めて「プロジェクターがこれからの映像表現の鍵を握るのでは？」という視点から、プロジェクターに使われる光学部品について、5分で理解できる内容にまとめてみました。ぜひ気軽にお読みください。

【1】プロジェクター市場の変遷

1990年代から2000年代初頭、プロジェクターはオフィスプレゼンや教育用途の主役でした。当時は高圧水銀ランプを光源とし、LCD（透過型液晶）やDLP（反射型マイクロミラー）方式が主流でした。光学フィルターの役割は、主に以下の2点に集約されていました。

🟥UV／IRカット：高圧ランプの強い紫外線・赤外線から光学部品を保護する。
🟥色分離・色合成：ダイクロイックフィルターでRGBに分離し、色再現性を確保する。

しかし、2000年代後半からは液晶テレビやLEDディスプレイの大画面化と低価格化が進行し、会議室や教室といった日常用途の市場は縮小しました。市場の停滞期を経て、近年は再び成長傾向にあります。その背景には、レーザー光源による長寿命化（20,000時間以上）と高輝度維持や、4K/8K対応による超高解像度映像の普及、短焦点・超短焦点投影で狭小スペースでも大画面化が可能、プロジェクションマッピング・没入型映像演出の拡大、といった技術革新と用途の高度化があります。これらの進化は、光学フィルターに対しても従来以上に厳しい仕様を求めるようになりました。

【2】LCD、DLP、LCOSの比較

プロジェクターに用いられる代表的な映像変調技術には、LCD（液晶ディスプレイ）、DLP（デジタルマイクロミラー装置）、LCOS（液晶オンシリコン）の3方式があります。それぞれに特徴と適応分野があり、光学フィルターとの関係性も異なります。

🟨LCD方式

液晶パネルを通過する光の偏光状態を制御し、映像信号に応じて透過量を変化させます。高輝度かつ高解像度が可能ですが、偏光フィルターの使用が必須であり、偏光効率や熱耐性が性能を左右します。UVやIRカットフィルターによる偏光素子の保護も重要です。製造コストは比較的低めで、小型軽量化にも向いています。

🟨DLP方式

マイクロミラーで光を反射制御し映像を形成します。高速応答性と高コントラストが強みで、レーザー光源との相性が良いのが特徴です。光路内の偏光制御が不要なため、光損失が少なく高効率ですが、光学系内のダイクロイックミラーの精度が映像の色純度に直結します。高輝度機に適し、大規模イベント向けに広く利用されています。

🟨LCOS方式

シリコン基板上に液晶を配置し、反射型の透過制御を行う方式です。LCDの高解像度とDLPの高コントラストの中間的特性を持ち、高精細映像に適しています。光学系は比較的複雑で、偏光管理や薄膜設計の高度化が求められます。医療やシミュレーション用途での採用が増加しています。

【3】一般的なプロジェクターの光学構造

一般的なプロジェクターは「光源 → 光学エンジン → 映像変調 → 光合成 → 投影レンズ」という流れで光を制御し、映像をスクリーンに投影します。光学フィルターは、特に光学エンジン内部や光合成部で重要な役割を果たします。

光源部では、高圧ランプやRGBレーザー、LEDが使われますが、それぞれに合わせたUV/IRカットフィルターが必須です。光学エンジンではダイクロイックミラーや偏光コンバータを使って光を分離・変換し、その精度が画質に直結します。映像変調部ではLCDやDMDが光を映像信号に応じて変調し、ここでも偏光制御フィルターの品質が重要です。最後に光合成部でRGBを再合成し、投影レンズを通してスクリーンへ投射します。

近年の高輝度レーザー機では、光学エンジン内部の温度が80〜120℃に達することも珍しくありません。こうした環境下では、膜材の熱安定性や角度依存性の抑制が必須条件となります。

部位	主な構成要素	役割	フィルターとの関係
光源部	高圧ランプ / RGBレーザー / LED	光を発生させる	光源特性に応じたUV/IRカットが必須
光学エンジン	ダイクロイックミラー、偏光コンバータ、リレーレンズ	光の色分離・偏光変換	波長選択精度・耐熱性・角度依存性が重要
映像変調部	液晶パネル（LCD） / DMD（DLP） / LCoS	光を映像信号に応じて変調	偏光制御フィルターの性能が画質に直結
光合成部	ダイクロイックプリズム	RGBを再合成	膜設計精度と透過率が輝度に影響
投影レンズ	ズーム・短焦点・超短焦点レンズ	像をスクリーンに投影	レンズ表面にもAR（反射防止）膜が必要

【4】プロジェクター用光学フィルターの種類と要求仕様

✅ ダイクロイックフィルター（色分離・色合成用）

ダイクロイックフィルターは、高屈折率膜と低屈折率膜を交互に数十層から百層近く積層した多層干渉膜構造で構成されます。特定の波長帯を精密に反射または透過させることで、光源からの白色光を赤・緑・青の三原色に分離し、またそれらを再合成する役割を果たします。レーザー光源搭載プロジェクターでは、レーザー光の狭帯域性に対応するため、波長ズレを高精度に抑える膜厚制御が求められます。さらに、透過率・反射率ともに95%以上の高効率を維持することが必須です。高出力レーザー光による吸収発熱を抑えるためには低吸収で高純度な材料を使用し、膜の均一性や純度管理を厳密に行うことが重要となります。

✅ UV／IRカットフィルター

UV／IRカットフィルターは、可視光域の透過率を95%以上確保しつつ、400nm以下の紫外線（UV）および780nm以上の赤外線（IR）を効果的に遮断する多層膜で構成されます。このフィルターは、光学系の各部材を紫外線や赤外線による劣化や熱ダメージから保護する重要な役割を担います。特に高輝度光源下においては、連続5,000時間以上の長時間照射試験で膜剥離や性能劣化が発生しないことが求められ、耐久性・熱安定性に優れた膜設計と成膜プロセスが不可欠です。※標準在庫を準備しています。開発のスピードアップにご検討ください。

✅ 偏光フィルター・偏光コンバータ

偏光フィルターは、LCDパネルなどの映像変調素子で利用される偏光光の生成や制御を担い、光利用効率の向上と映像のコントラスト改善に大きく寄与します。高輝度化に伴い、偏光膜が受ける熱ストレスも増加するため、熱による変形や劣化を防ぐための高耐熱構造の採用が必要となっています。さらに、反射型偏光素子（Polarizing Beam Splitter）や偏光コンバータの導入により、偏光制御の効率化が進み、映像品質の向上が期待されています。

✅ NDフィルター

NDフィルターは、投射光の光量を制御することで映像の階調表現を安定させる役割を持ちます。特に高解像度映像を実現する4K/8Kプロジェクターにおいては、膜厚の均一性が非常に重要となり、膜厚ムラを高精度に抑える成膜技術が要求されます。膜の均一性が確保されていない場合、映像の明るさムラや色むらの原因となるため、膜厚管理のための高度な成膜装置や検査技術が不可欠です。※標準在庫を準備しています。開発のスピードアップにご検討ください。

【5】今後のプロジェクター動向と日本の薄膜メーカーのポジション

プロジェクター市場は、従来の会議室向け低価格モデルから、より高付加価値な特殊用途へとシフトしています。今後の成長分野として注目されているのは、以下のような領域です。

大規模イベントやプロジェクションマッピング

10万ルーメン級という高輝度を実現し、長時間連続稼働に耐える高耐久の薄膜技術が必須です。特に光学フィルターは、高出力レーザー光による吸収発熱に耐える低吸収材料の採用と、膜の熱安定性確保が求められます。

医療・産業シミュレーション

BT.2020規格に準拠した広色域かつ高コントラストを実現するため、波長選択精度が±0.5nm以内に管理された光学フィルターが必要です。色再現の微細なズレが診断や検査の精度に直結するため、高精度膜厚制御と耐久性が重要視されます。

ドームや曲面投影

広視野角で均一な色再現を実現するため、入射角度に対する波長シフトを最小化した薄膜設計が不可欠です。大面積基板への均一成膜技術も求められ、膜厚ムラ±0.5％以下の高精度成膜が強みとなります。

これらの分野において、日本の薄膜メーカーは確かな技術力を持ち、波長特性の微細な制御を実現しています。また、耐久試験5,000時間以上をクリアする長寿命かつ熱安定性に優れた膜製造能力も備えています。さらに、試作から量産まで一貫して国内で行えるため、高品質を維持しつつ短納期対応が可能であり、柔軟なカスタム対応力は国内外の顧客から高く評価されています。

結び ― それでも安達新産業は国産にこだわる

プロジェクター市場は技術革新のスピードが速く、レーザー光源や高解像度化によって求められる光学フィルターの性能もかつてないほど高度化しています。この激動の中で、品質のばらつきや納期遅延が許されないお客様の信頼を得るためには、単なる大量生産ではなく、一枚一枚の製品に対する丁寧な設計・成膜・検査が不可欠です。安達新産業株式会社は、設計から成膜、加工、検査に至る全工程を国内自社工場で一貫管理し、「日本製」ならではの精密な膜厚制御、高耐熱性、高耐久性を実現しています。

海外生産のコスト競争力には到底及ばないかもしれませんが、
✅膜厚誤差の精密さ
✅5,000〜10,000時間の過酷な耐久試験に合格する堅牢な膜質
✅短納期の試作対応や小ロットカスタムへの柔軟性

これらはすべて、安達新産業が長年培ってきた独自技術と熟練の職人技が支えています。私たちは、「ただ作る」だけではなく、お客様の求める**「最高の映像体験」を支える光学パーツを届ける**ことを使命と考えています。だからこそ、私たちはこれからも、国産の品質にこだわり続ける。映像の未来を創る、プロジェクター用光学フィルターに、ぜひ安達新産業の技術力と信頼性をご活用ください。