レーザープロジェクターの内部構造について

レーザープロジェクターは、エンターテイメント用にレーザー光を投影するレーザーシステムです。ショー用レーザープロジェクターは、一般的に1つ以上のレーザー光源（一般的には赤、緑、青）を光走査システム、各種駆動電子機器と組み合わせ、レーザー筐体に組み込んで構成されることがほとんどです。

これにより、2Dおよび3Dのレーザーコンテンツやオブジェクトをレーザー投影することができます。レーザープロジェクターは多くの異なる方法で制御することができます。しかし、最も一般的なのは、PC、照明、DMXコンソールから制御する方法です。レーザープロジェクターは、FB4ハードウェアデバイスから制御される場合、スタンドアロンまたは「オートモード」で制御することも可能です。

FB4商品ページはこちら

レーザープロジェクター各部機能

以下はプロ用レーザープロジェクターの一般的な構造です。高品質のレーザープロジェクターは、IP54、IP65、IP67のいずれかの規格のハウジングを利用します。IP54は、屋内外のイベントに適しており、穏やかな気象条件に耐えることができます。IP65は、すべての屋外イベントに適しており、完全な防水性を備えています。IP67は、完全な耐候性と防水性を備えています。また背面には、コントロール入力のほか、一般的に使用されているさまざまな調整オプションや安全オプションが表示されています。

進化を続けるプロ用レーザープロジェクター

レーザー技術は常に進化しており、新しいプロ用レーザーシステムは、FB4などのネットワークベースのレーザーコントローラーを使用して、レーザープロジェクター内に統合されています。これにより、レーザーショーのセットアップが容易になり、さらに複数のレーザープロジェクターの制御がよりシンプルになりました。

業界標準のネットワークベースのレーザー制御システムは “FB4 “と呼ばれています。このレーザー制御ハードウェアは、レーザー内部に直接組み込まれており、より高度な制御の可能性を提供します。

FB4内臓レーザープロジェクターはこちら

FB4は基本的にレーザー内の小型コンピューターで、プロジェクターの全パラメーター（色、安全性、ジオメトリック補正などを含む）を制御することが可能です。さらに、すべてのレーザーおよび照明プロトコル（ネットワーク、DMX、ArtNet、ILDA、オートモード）をサポートしており、レーザーを他の制作機器とより簡単にインターフェースすることができます。また、フルカラーディスプレイ、リアルタイムクロック（RTC）搭載のオンボードメモリーシステムを搭載しています。

レーザープロジェクターの内部 – レーザープロジェクターってどうなってるの？

レーザーショープロジェクターは一般的に、赤、緑、青のレーザー光源と、光学走査システム、ダイクロイックフィルター、各種駆動電子機器を組み合わせ、筐体に組み込んで構成されています。

レーザーモジュール / レーザーダイオードについて

レーザーモジュールは、レーザープロジェクターの内部にある光源です。ランプの中の電球のようなものと考えていただければ、大筋は同じです。
レーザーモジュールの内部には、さまざまなレーザーダイオードと光学部品があります。レーザーダイオードは、モジュール自体の中でレーザー光を発する部品です。

レーザーモジュールの歴史

ここでレーザーモジュールの歴史を少しご紹介します。
レーザーモジュールは特定のガス、アルゴン、またはガスとヘリウムネオンの混合物を保持するガスレーザー管として最初に導入されました。
大量の電力を使用してガスを励起し、レーザービームを生成しました。
この技術は後に、DPSS（Diode-Pumped Solid Stateの略）へと発展しました。 DPSS レーザーは非常に強力な赤外光源を使用し、特定の結晶 (Nd:Yag) に焦点を合わせてさまざまな波長（色）のレーザーを作り出しました。

最近、レーザーショーのレーザーモジュールの標準となったのが、ダイオードレーザー技術です。この技術は、レーザーダイオードに電流を流し、それをレーザー結晶に通してレーザー光を発生させるものです。その信頼性と長寿命という利点から、レーザーショー用レーザーモジュールのスタンダードとなっています。

レーザーモジュールの構造

下図はプロ用ダイオードレーザーモジュールの内部と外観の写真です。

業務用レーザーモジュールは完全に密閉されているため、レーザーダイオードや光学部品が内部に侵入したり損傷したりすることはありません。レーザーモジュールの内部には、レーザーダイオードと、レーザービームを生成するために使用されるさまざまな光学部品があることがわかります。

上記の内部写真に、各レーザーダイオードに接続されているLASORBと呼ばれる部品が写っているのがわかると思います。LASORBはプロ用レーザープロジェクターに使用されている重要な保護装置で、内部のダイオードをESD（静電気放電）および電源サージから保護するものです。ESDと電源サージはレーザーの早期故障の2大原因ですが、LASORBはレーザーモジュールとレーザーダイオードを、これらの要素から守る働きをしています。

レーザーを購入する際、そのレーザーがLASORBで保護されているかどうかを確認する必要があります。LASORBで保護されていない場合は、レーザーシステムの全体的な寿命に大きな違いをもたらすからです。

なぜモジュール内にLASORBを搭載したいかは、下のビデオをご覧いただくとわかります。

OPSL

もう一つのレーザー光源は、超高級レーザープロジェクターにのみ採用されている「OPSL」技術です。OPSLとはOptical Pumped Solid Stateの略で、簡単に言うと、ビームの拡がりが非常に小さい（つまり、レーザービームが細く、明るく見える）のが特徴です。OPSLレーザーモジュールは、主にハイエンドのレーザーショープロジェクターに組み込まれ、大規模な屋外アプリケーションやスタジアムサイズのショーに使用されています。

光学スキャンシステムとは

光学スキャンシステムは、レーザーショープロジェクターの心臓部です。
これは、X 軸と Y 軸のマウント内に配置された 2 つの小さな電子モーターで構成されています。各モーターにはミラーが接続されており、レーザー光を反射します。また、モーターの下部には位置検出器があり、レーザー制御システムからの制御信号を受信します。これらのモーターは、サーボアンプによって駆動されます。

レーザーショーコントロールシステムからの信号を受信すると、スキャナーは非常に速いスピードで前後に動き、レーザー光を反射して、2Dおよび3Dレーザーショーの画像やディスプレイを投影することができます。

ガルボ /スキャナ/ サーボアンプについて

「Galvo(ガルボ)」は光学ガルボの別名です。ガルボはモーターそのものを論じるときに使われる科学用語です。また「Scanner(スキャナー)」はガルボの別名です。「ガルボ」がレーザービームをスキャンしているのを見て、その名前が付けられました。サーボアンプ（略してアンプ）は駆動用電子部品であり、スキャナーに信号を送るために使用されます。