Vol.7 No.2 2014
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シンセシオロジー 研究論文−118−Synthesiology Vol.7 No.2 pp.118-128(May 2014)1 はじめに家庭内の通信の中で非圧縮映像の伝送は、かなり広い帯域が要求されている。近年、急速に普及したハイビジョンテレビの映像フォーマット(画素数1920×1080、毎秒60フレーム、インターレース)は、消費者には十分な高画質であると思われてきたが、リビングルームのテレビ画面サイズが年々大型化してきており、それに伴い同じ精細度では画素が拡大されて画質が落ちることから、さらなる高精細映像技術が必要とされ、研究開発が盛んに進められている。例えば画面サイズが2倍になった場合、リビングルームの同じ距離から視聴して同じ解像度を得るためには、画素数を縦横2倍ずつ、合計4倍に増やし、さらに動きの速い映像に対応したフレームレートである4Kフォーマット(画素数3840×2160、毎秒60フレーム、プログレッシブ)が必要で、データサイズはフルハイビジョンの8倍、伝送には、10 Gbpsを超える帯域が必要になってくる。立体視(3D)映像を高精細にデュアル伝送するにはさらに2倍のデータ転送速度を要する。こうした高精細映像の非圧縮伝送には、目標伝送速度を達成するために、既存の銅線、例えば同軸ケーブル、DVI (Digital Visual Interface)、HDMI (High-Definition Multimedia Interface) 等では不十分であり、銅線に代わる光通信の宅内導入が必要となっている。一般に短距離の光データ通信には、石英系マルチモード光ファイバー当麻 哲哉1,2*、瀧塚 博志1,2、鳥飼 俊敬3、鈴木 等3、小木 哲朗2、小池 康博1ハイビジョン映像の品質を超える高精細なビデオ·フォーマットが開発されているが、その伝送のための高速データ通信技術は必ずしも一般家庭への適用が容易ではない。家庭向けには、高速通信というテクニカルな要求だけではなく、取り扱い易さ、接続不良のない信頼性、入手しやすい価格等の条件が満たされる必要があり、高速通信で代表的な石英系光ファイバーは、脆く折れやすい上、低コストで精度のよい簡単接続が困難なため、消費者のニーズに合わない。この研究では、折れにくく高速通信が可能な屈折率分布型プラスチック光ファイバーの端面に、球状のガラス・コリメータレンズを組み込んだ超小型ビーム拡大インターコネクトを、低コストで精度の高いボールペン製造技術の応用で実現し、4K3D高精細非圧縮映像伝送実験によるシステム検証を行った。ボールペン技術による家庭用高精細映像光伝送システム開発− 安価で簡易な光接続を可能とするボールペン型光インターコネクトの提案 −Tetsuya Toma1,2*, Hiroshi Takizuka1,2, Toshitaka Torikai3, Hitoshi Suzuki3, Tetsuro Ogi2 and Yasuhiro Koike1High quality video formats beyond HDTV are being developed, but these formats require data communication rates greater than 10 Gbps, which are not easily adaptable to household applications. Moreover, household usage requires ease of handling, robustness against poor connectivity, and affordable cost. Conventional silica optical fibers are not suitable for applications that involve high-speed, short-range communication, because of their fragility, and difficulty in achieving precise connectivity with a low cost connecting method. We proposed a novel expanded-beam interconnect using a graded-index plastic optical fiber (GI POF) with a glass spherical collimator lens uniquely fabricated by low cost ballpoint-pen technologies at both ends. Our power budget evaluation verified its suitability for consumer applications. Successful validation was then conducted by transmitting 4K-3D uncompressed video content.キーワード:光通信、コリメータレンズ、光学デザイン、ボールペン、プラスチック光ファイバーKeywords:Optical communications, collimator lens, optical system design, ballpoint pen, plastic optical fiber 1 慶應義塾大学 フォトニクス・リサーチ・インスティテュート 〒212-0032 川崎市幸区新川崎7-1、2 慶應義塾大学大学院 システムデザイン・マネジメント研究科 〒223-8526 横浜市港北区日吉4-1-1、3 三菱鉛筆株式会社 横浜研究開発センター 〒221-8550 横浜市神奈川区入江2-5-121. Keio Photonics Research Institute, Keio University 7-1 Shin-Kawasaki, Saiwai-ku, Kawasaki 212-0032, Japan *E-mail: , 2. Graduate School of System Design and Management, Keio University 4-1-1 Hiyoshi, Kohoku-ku, Yokohama 223-8526, Japan, 3. Research and Development Center, Mitsubishi Pencil Co., Ltd. 2-5-12 Irie, Kanagawa-ku, Yokohama 221-8550, JapanOriginal manuscript received November 6, 2013, Revisions received November 21, 2013, Accepted November 25, 2013Development of a household high-definition video transmission system based on ballpoint-pen technology- A low cost, easily deployed optical connection using a ballpoint-pen type interconnect -

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