レーザープロジェクター

レーザープロジェクターは、変化するレーザービームをスクリーンに投影して、娯楽や業務用の動画を作成する装置です。 ^{[1]レーザー、}ミラー、ガルバノメータースキャナー、その他の光学部品を収納したハウジングで構成されています。レーザープロジェクターには、単色投影用のレーザー光源が1つ、またはRGB（赤、緑、青）フルカラー投影用の光源が3つ含まれている場合があります。

レーザーは、従来のプロジェクターと比較して、より鮮やかな色彩でより明るい画像を投影できる可能性があります。

• 産業用レーザープロジェクターは、さまざまな製造プロセスにおいてステンシルのようなガイドとして使用されます。
• ホームエンターテイメント用レーザープロジェクターは、色域が広く、寿命が長くなります。

産業用レーザー プロジェクターは、2000 年代初頭から市場に出回っています。レーザー プロジェクターは主に光学誘導システムとして使用されます。材料をどのように配置または取り付ける必要があるかをワークピース上に直接表示することで、多くの製造プロセスでテンプレートなしで作業できるようになり、従業員は手動または半自動の生産プロセスを視覚的にガイドされます。

• 高い繰り返し率（50 Hz）による高速で安定した投影
• 2Dおよび3Dオブジェクトに最適化
• 最高の投影精度
• 広い光学角度（80°×80°）により、より広い作業現場が可能
• 巨大で複雑な投影を実現するマルチ投影システム

• 風力タービン用ブレード
• 3Dでの組み立てサポートとワークピース制御
• 積層梁製造
• ボートの建造
• キャラバン建設
• 接着テーブル – CNC-BAZ – リップソー（階段建設）
• 釘トラス
• ロール紙
• ケーブルハーネス製造
• 航空宇宙
• レザーネスティング
• CNC加工センター
• 鋼板のアライメント
• 金属表面の検査
• レーザー支援によるコンクリート階段の型枠設置
• プレハブコンクリート部​​品：壁と天井の要素

投影する素材に応じて異なる色を使用できます。

• 最適化されたワークフローによる材料と時間の節約
• 即時の視覚的品質管理
• 生産性の向上
• 高い表現精度と品質を備えたレーザー投影

• 赤：635nm  、 638nm、642nm、650nm、660nm
• 緑: 515 nm、520 nm
• 青: 445 nm
• 紫: 405 nm

• 赤: 671 nm
• 緑: 532 nm
• 青: 473 nm、457 nm

• 赤: HeNe (ヘリウムネオン) @ 632.8 nm、クリプトン @ 647.1 nm
• 緑:アルゴン@ 514.5 nm
• 青: アルゴン @ 488 nm または 457.9 nm
• マルチカラー（白色光）：アルゴン/クリプトン混合ガス647.1 nm、514.5 nm、488 nm、476.5 nm、457.9 nm

ガルバノメータ(「スキャナ」または「ガルボ」とも呼ばれる) は、回転軸の端に取り付けられたミラーを動かすコンピュータ制御の電磁装置です。ミラーはレーザー ビームを反射して画像を「描画」します。ガルバノメータは通常、Kpps (キロ ポイント/秒) で測定される動作速度で識別されます。使用可能な速度には、8k、12k、20k、30k、35k、50k、および 60k があります。ガルバノメータが高速であるほど、投影される画像はより滑らかでちらつきが少なくなります。各ガルバノメータは、ビームを X 軸または Y 軸のいずれかの 1 つの平面で移動します。ガルバノメータを互いに 90 度で近づけて配置すると、定義された正方形の領域内でレーザー ビームを完全に移動できます。レーザー ショーで使用するガルバノメータ ペアの最も有用な仕様は、ポイントを描画できる速度と、この速度を実現する角度です。ガルバノメータには、オープン ループとクローズド ループの 2 つの主なグループがあります。最も一般的なクローズド ループは、ガルバノメータがサーボシステムによって制御されることを意味します。制御回路は、ミラーの動きによって生成されたフィードバック信号を使用して、動作コマンドを修正します。オーディオパワー アンプに似たアンプがミラーを駆動します。

コンピューターを使用してレーザー プロジェクターを制御する場合、コンピューターからのデジタル制御信号をレーザー プロジェクターのスキャナーを制御するアナログ信号に変換するためのデジタル/アナログ コンバーター(DAC) が必要です。通常、2 つのチャネルが xy 位置制御に使用され、3 つのチャネルが RGB プロジェクターの RGB 値の制御に使用されます。単色プロジェクターの場合は、RGB チャネルの代わりに強度チャネルが使用されます。市販されているほとんどのプロジェクターと DAC は、プロジェクターの 25 ピン D-SUB 入力コネクタのチャネルとピン配置を指定する ILDA 標準と互換性があります。

多くのレーザー プロジェクターとガルバノメーター セットには、デジタルマルチプレクシング(DMX) 入力が含まれています。DMX はもともと劇場の照明を制御するために設計されましたが、長年にわたってレーザー プロジェクターにも普及してきました。

DMX を使用すると、ユーザーはプロジェクターに組み込まれたパターンを制御できます。これらの機能には、サイズ、パターン、色、回転などがあります。ただし、DMX では、ユーザーが独自のグラフィックやアニメーションを設計して表示することはできません。これは、レーザー プロジェクターに組み込まれたパターンを制御する方法にすぎません。

ダイクロイックミラーは、 2 つの異なる波長で異なる反射特性または透過特性を持つミラーです。レーザープロジェクターで使用される一般的なダイクロイックミラーは、赤色の光を通過させて緑色と青色を反射するか、緑色の光を通過させて赤色と青色を反射します。ダイクロイックミラーは、異なる色のレーザービームを結合するために必要です。たとえば、赤色、緑色、青色のビームを 1 つの白色光ビームに結合する場合などです。その後、個々の赤色、青色、緑色のレーザーの明るさを制御 (変調) して、最終的なビームで任意の色を生成します。一般的なアナログ変調 RGB プロジェクターでは、各レーザーに 256 の明るさレベルがあります。これにより、16,777,216 の異なる色が可能になります (最新のコンピューターモニターと同じ)。

ブランキングとは、ミラーの位置が画像の作成中に変わる間、レーザー ビームがオフになる状態です。ブランキングは通常、1 秒間に数百回発生します。新しい固体レーザーでは、レーザー ソースを直接電子制御してブランキングを行います。アルゴンやクリプトンなどのガス レーザーではこれは不可能で、ブランキングはビームを機械的に遮断する 3 番目のガルバノメータを使用して実行されました。新しいテクノロジによって、多色音響光学変調器( PCAOM )が登場し、高速電子ブランキング、強度制御、および多色レーザー ビームの色選択が可能になりました。

レーザー プロジェクターで使用されるほとんどの DPSS レーザーは変調をサポートしています。変調はブランキングに関係しますが、やや広い意味を持ちます。DPSS レーザーは、アナログ変調、TTL 変調、またはその両方をサポートしています。変調は通常、kHz で指定されます。2 kHz は低いと考えられ、30 kHz は高いと考えられます。メーカーは通常、この数値とレーザーの動作との正確な関係を指定しません。

出力ビームの強度を制御するためにアナログ信号が使用されます。この信号は通常、0 V ～ 5 V の範囲の電圧です。RGB レーザーとアナログ変調を使用すると、8 ビット システムで合計 1670 万色を使用できます。

ただし、ほとんどのレーザー ショー ソフトウェアでは、レーザーの明るさの調整に 0 ～ 100% の制御 (255 段階ではなく 100 段階) を使用しているため、使用できる色の合計は 100 万色しかありません。さらに、通常のレーザー ソースは 1 ～ 2 ボルトの電圧から始まり、3.5 ～ 4 ボルトの電圧で最大の明るさに達しますが、これらのポイント間の電力/電圧曲線は通常、完全に直線的ではありません。その結果、実際のレーザー ショーのカラー パレットのダイナミクスは、可能な色数数千色にまで減少します。

TTL 変調は、レーザーが出力のアナログ変調をサポートせず、オン/オフ制御のみをサポートすることを示します。ブランキングを参照してください。RGB レーザーと TTL ブランキングでは、赤、緑、青、シアン、マゼンタ、黄、白の 7 色を使用できます。

国際レーザーディスプレイ協会。レーザーディスプレイの使用促進を目的とした業界団体。

スキャン角度とは、1 組のスキャナが通常、1 秒あたり一定のポイント速度で達成する光学角度です。角度が広いほど、スキャンがカバーする領域は広くなりますが、スキャナ機構の物理的な制限により、スキャナが動きを正確に追跡することが難しくなります。たとえば、角度が 20 度の場合、スキャナから画面までの距離が 10 メートルのところで 3.5 メートルのスキャン領域が提供されます。スキャン角度は、三角法を使用して計算できます。

• レーザーテレビ

• レーザー照明プロジェクター協会 – 違い: ランプ vs. レーザー照明プロジェクター
• CNET – レーザーがプロジェクターの未来である理由