レーザーポインターとは何なのか、何が便利なのか、何が危ないのかのまとめ
あなたはレーザーポインターと聞いて、どの様な製品かイメージ出来ますでしょうか？
ビジネスでプレゼンをよくする人や、大学やセミナーの講師の方にはお馴染みかもしれません。
しかしながら未だ未だ一般の方には認知度が低いのがレーザーポインター。
そもそもレーザーポインターとは？
因みに一般的にレーザーポインターと呼ばれる製品は、この様な金属製の筐体のペンタイプが主流です。
本体のボタンを押すと先端からレーザー光が出力されます。
その出力されたレーザー光で、離れたポイントを ” ここが！ ” と、時にはクルクル回して照射して指示するのがレーザーポインターと言うツールなのです。
他にはプラスチック製のリモコンの様な形状などの製品も有り、多機能なタイプのレーザーポインターも人気です。
レーザー光とは？普通の光と何が違うの？
それでは太陽光や懐中電灯の様な光と、レーザー光は何が違うのでしょうか？
レーザーとは英語でLASERと綴りますが、Light Amplification by Stimulated Emission of Radiationの頭文字を繋ぎ合わせたもので、これは輻射の誘導放出に因る光増幅と言うレーザーの発振原理を表しているのです。
簡単に噛み砕くと、レーザー光とは科学的に増幅された特殊な強い光と言う事です。
その特殊な光の特徴は以下の４つに集約されます。
- 単色性
- 指向性
- エネルギー密度
- 可干渉性
普通の光は様々な色の波長が混じっていますが、レーザー光は基本的に赤や緑の単色です。
” 波長 ” とは光を表す一つの単位なのですが、簡単には ” 波長 = 目に見える色 ” と考えて下さい。
色の足し算では色が足されれば足されるほど光が吸収されてしまい黒くなって見えますが、光の足し算では足されれば足されるほど明るく白くなって見える様になるのです。
実は身の回りの普通の光は赤や緑や青などの様々な波長が混ざり合い、結果として白っぽく見えているのです。
だから普通の光はプリズムに通すと様々な波長の光に分解されてしまうのです。
普通の光は拡がってしまいますが、レーザー光は真っ直ぐに飛びます。
電球の光からわかる様に、通常の光は光源から四方八方に満遍なく広がります。
また懐中電灯の光からわかる様に、通常の光は反射板やレンズで補正しても、遠方では限りなく広がってしまいます。
実はレーザーダイオードなどの光源から出ている光はある程度の拡がり角を持っていますが、レーザー光は複数枚のレンズにより平行光に補正されています。
この様にレンズでの補正が効くのは、普通の光と異なり、上で説明した様にレーザー光には単色性が有るからです。
結果としてレーザー光は遠方に照射しても拡がらないので、その特長を活かした製品がレーザーポインターと言えるのです。
レーザー光は単色性が有るので、レンズを用いて回析限界まで絞り込む事が可能なので、エネルギー密度を上げる事が可能です。
様々な波長が混ざっているとレンズを用いてもそれぞれの屈折率が異なるので、上手く集光する事が出来ないのです。
レーザー光は指向性などの空間的だけでなく、時間的にも可干渉性に優れています。
少し難しい話になりますので、ここでは割愛させてもらいます。
レーザーポインターの使われ方
それではレーザーポインターはどの様なシーンで使われるのでしょうか？
レーザーポインターは非接触で遠方や高所の暗所でも指示出来る唯一無二のツールです。
ここではその様な特長を持つレーザーポインターが活躍する、幾つかの代表的なシーンを紹介します。
- プレゼンテーションや授業
- 建築や倉庫などの現場
- 患部や美術品などのデリケートな対象物
- 動物に対して
レーザーポインターが最も活躍しているシーンは、プレゼンテーションや授業です。 手で指し示すと身体で周辺が隠されてしまったり、指示棒ではどうしても長さに限界が出て来ます。 近年ではプロジェクターやモニターの投影サイズが大型化して来ている事も有り、遠方から簡単に指し示す事が可能なレーザーポインターが重宝がられているのです。
レーザーポインターが二番目に活躍しているのは、建築や倉庫などの現場での指示です。 建築現場の屋根や天井など、高所はレーザーポインターでしか指し示せません。 また倉庫の中など広くて暗所でも、光であるレーザーポインターは簡単に指し示す事が出来るのです。
開腹して患部の特定の箇所を指示するのにはレーザーポインターは唯一無二のツールです。
デリケートな箇所には直接触る事が出来ませんが、レーザーポインターなら非接触なのでデリケートな箇所にもピンポイント指示をする事が可能なのです。
また同様に美術品も直接触らず、レーザーポインターなら非接触で説明する事が可能になるのです。
動物は人間以上に光に敏感です。
だから動物に対してレーザーポインターは効果覿面なのです。
- 犬や猫と遊ぶ
- 害鳥の駆除
犬や猫の周りにレーザーポインターを照射すると、好奇心にかられて最初は足だけで捕まえ様としますが、段々と走り回って追い掛ける様になってきます。
上手く使えば可愛いペットを遊んであげる事が出来る訳ですが、くれぐれもペットの目に入らない様に注意しなければなりません。
動物は人間よりも光に対して敏感なので、なるべく弱いレーザーポインターの方が良いでしょう。
これは逆に動物を追い払う為なので、なるべく強いハイパワーのレーザーポインターの方が効果は高いと考えられます。
遠方や高所に居る害鳥にも届きますので、効果的に追い払えると言われています。
しかしながらその様なレーザーポインターは大変危険なので、日本では規制対象となっていると言う事に注意して下さい。
危険なレーザーポインター
レーザーポインターから発せられるのはとても強力な光の塊です。
光の強さはW（ワット）と言う単位で表され、日本で許可されているレーザーポインターは単純に1mW未満と考えて下さい。
このmW（ミリワット）と言う単位は、W（ワット）の1,000分の１の単位です。
この出力が高ければ高いほど、危険なレーザーポインターと言えるのです。
目へのダメージは光の波長、出力、照射時間、照射面積の４要素に依存します。
強力な光が目に入ってしまうと、とても深刻な視力障害が想定されてしまいます。
実は光兵器での目への攻撃と言うのはあまりにも効果的なので、特定通常兵器使用禁止制限条約と言う国際条約で禁止されている程なのです。
しかしながら恐ろしい事に、戦争に使ってはいけないとされている様な兵器クラスと考えられる、W（ワット）を超えるハイパワーレーザーポインターが、今やインターネットで簡単に入手可能と言うのが恐ろしい事実なのです。
光は簡単に反射します。
ハイパワーレーザーポインターの意図しない反射光、そして散乱光でさえも目には危険です。
他人に照射して傷付けるのは論外ですが、意図せず使用者自身も簡単に視力障害に陥ってしまいます。（だからプロは保護メガネを必ず着用しています。）
また電気回路に保護回路が付いていない場合は、何らかの弾みで意図しない高出力のレーザー光が突如出て来る危険性が否めないので注意して下さい。
別サイトとなりますが、こちらの記事には危険レーザーポインターで起きた事故や事件の歴史をまとめています。
安全なレーザーポインター
それでは安全なレーザーポインターとはどの様に見分ければ良いのでしょうか？
その答えは極めて単純明快で、こちらのPSCマークが付いているレーザーポインターを選べば良いだけです！
数々のハイパワーレーザーポインターに因る視力障害事件・事故の報告を受け、経済産業省はレーザーポインターに対する規制を2001年に始めました。
消費生活用製品安全法と言う法律の中で、特別特定製品と分類した製品群には上の画像にあるPSCマークを付けなければならないのですが、その中に携帯用レーザー応用装置を追加し、これにレーザーポインターが含まれているのです。
※消費生活用製品安全法、略して消安法の詳細については下記URLの経済産業省のサイトにてご確認いただけます。
https://www.meti.go.jp/policy/consumer/seian/shouan/act_outline.html
このPSCマークを付ける為には、下記の様な厳しい安全規格をクリアしなければなりません。
- レーザー光が放出状態にあることを確認できる機能を有するもの
- 日本工業規格 JIS C6802(2011)レーザ製品の安全基準 3.18 クラス1レーザ製品又は3.20 クラス2レーザ製品であること
- 出力安定化回路を有すること
- 国への届け出
- 製品検査の義務
- 国が認定した第三者検査機関による適合性検査への合格
これらに因り日本国内で流通している合法なレーザーポインターは通電表示ランプが搭載されていたり、出力が１ｍW未満と統一され、単一故障状態時でも安心な様にコントロールされています。
更にその品質を担保する為、下記の様な厳しい安全管理も義務付けられています。
それら全ての厳しい基準をクリアしなければ、日本国内では「製造」又は「輸入」、及び「販売」を許されていません。
更に販売を目的とした場合は、陳列する事も許されていないと言う厳しい規制なのです。
レーザーポインターの明るさと距離
レーザーポインターの明るさと距離は、基本的に単位がmW（ミリワット）で表される出力に比例します。
だから結論から言えば…日本国内で販売されているレーザーポインターは波長が同じであれば、最大出力の規制により頭打ちとなっているので、全て明るさも距離も然程変わる事は有り得ません！
勿論、出力1mWを超える事は有りませんが、それ以下の出力でどれくらいにチューニングしているかと言う微差は有るかと思います。
しかしながらレーザーポインターの明るさと距離には厳密な規格が無い為に、言った者勝ちと言うのが現状なのです。
また厳密に言えばビームの拡がり角に因り、単位面積当たりの明るさは変わるでしょう。
それよりもどちらかと言えば、製品の個体差と言うよりも、光ですから環境によって見え方は大きく異なります。
暗い所の方が見え易いですし、照射した対象物に因って反射は大きく変わりますので、結果としての見え方は大きく異なります。
また明るさは同じ筈ですが、人間の目はレーザー光の波長＝色によって見え易さが変わると言う面白い特性を持っているので、明るさや距離に因る見えた見えないと言うのはとても難しい話と言えるのです。
一般的にはレーザーポインターの到達距離は、
- レッドレーザーポインター 最大到達距離100m
- グリーンレーザーポインター 最大到達距離200m
くらいの… ” イメージ ” で捉えてもらえればと思います。
レーザーポインターの軌跡は見えないのが普通です
レーザーポインターの製品案内には、よくこの様にレーザー光の軌跡が描かれていたりします。
だから勘違いしてしまうかもしれませんが、レーザー光の軌跡の描写はあくまでも只のイメージです！
レーザーポインターの出力１ｍWでは、レーザー光の軌跡は暗くしても普通の環境では絶対に見えません！！
私達に見えているレーザー光の軌跡は、空気中に舞っている塵に反射した散乱光です。
１ｍW程度の出力しか無ければ、私達の視力では真っ暗闇でも軌跡を見る事は出来ないでしょう。
数十mW以上のハイパワーのレーザーポインターであれば、少し暗くすれば軌跡は見える様になって来ますが、安全規格の数十倍以上の出力になりますので遊び半分で行うには極めてリスクが高過ぎます。
若しどうしてもレーザーポインターの軌跡が見たいのであれば、ステージなどで行われている様にスモークなどを利用する方が安全です。
例えば湯気＝水蒸気が蔓延している浴室であれば、レーザー光の軌跡は簡単に見る事が出来る様になります。
グリーンレーザーポインターとレッドレーザーポインター
日本で販売されているレーザーポインターには、３つの波長＝レーザー光の色のタイプが存在しています。
波長はnm（ナノメートル）と言う単位で表され、人の目は波長に因って色が異なって感じられるのです。
- レッドレーザーポインター（ 赤色の波長 ＝ 635nm / 650nm ）
- グリーンレーザーポインター( 緑色の波長 ＝ 515nm / 532nm )
- ブルーレーザーポインター( 青色の波長 ＝ 450nm )
しかしながら実はブルーレーザーポインターは高価な割りに見え辛いので、実際に市場で見る事はあまり無いかと思います。
海外ではオレンジレーザーポインターも散見されますが、DPSS方式（後述）で比視感度も然程なので、これもまた実用途的に中途半端と考えられます。
だから市場では安価なレッドレーザーポインター、そして見え易いけれども大凡２倍ほど高価なグリーンレーザーポインターの２つが圧倒的な売れ筋となっています。
波長に因る人間の目の感じ易さを表す比視感度曲線
下記は波長と人間の目の見え易さの相関関係を表した、比視感度曲線と呼ばれているグラフです。人間の目が感じられる波長範囲は400-700nmで、その範囲の光は可視光線と呼ばれています。
短い400nmの波長の紫色に見える光から段々と見え易さは強くなり、緑色に見える真ん中近くの555nmが明るい明所では最大視感度、一番見え易いピークと言われています。
555nmから波長が長くなっていくと段々と黄色から赤色に見える様になり、700nm付近で普通の人には見えなくなってしまいます。
この比視感度曲線のグラフからわかる様に、グリーンレーザーの波長はレッドレーザーの８倍ほど人間の目には見え易いと言われているのです。
色覚障害を持つ人にも見え易いグリーンレーザーの波長
日本人を含む黄色人種では、何らかの色覚障害者を持つ男性は5%程の割合で存在していると言われています。
つまり１００人聴衆が居る様な大会場では、単純計算で５人は色覚障害を持つ人が居る事になります。
色覚障害者の中にはレッドレーザーの650nm付近の長い波長は、見え辛いと言うかほとんど見えません。
グリーンレーザーの波長は色覚障害を持つ人にも、それ以外の一般の人にも見え易い波長なので、プレゼンテーションなどで全ての人に届けたいのであれば、やはりグリーンレーザーを使うべきだと考えられています。
DPSS方式とダイレクトグリンレーザーモジュールのグリーンレーザーポインター
今迄のグリーンレーザーポインターは、グリーンのレーザーダイオードが存在しなかったので ” DPSS（Diode Pumped Solid State)方式 ” でグリーンの波長に変換していました。
- 電気回路
- 赤外波長域のレーザーダイオード
- 非線形結晶（YAG）
- 非線形結晶（KTP)
通信分野などでよく使われていた②の赤外域の808nmのレーザーダイオードを、③のYAGで更に長い1,064nmへ波長変換し、④のKTPで第二高調波へと二段階で波長変換させる事により、ようやくグリーンの532nmの波長を実現していました。
赤外域の波長は熱的なエネルギーも高く、波長変換させる結晶の品質も元々不安定だったので、グリーンレーザーの光を⑤のビームスプリッターで一部反射させ、⑥のフォトダイオードで出力をモニタリングし、①の電気回路にフィードバックする際に電気的に補正を掛ける事で出力を安定させていたのです。
その様な複雑な構造だったので、グリーンレーザーポインターは大きく、熱を発し、出力は不安定で結果として目にチラツキを感じ、電池寿命も短く、品質管理も大変だった為に高価だったのです。
近年ではようやく待望のグリーンレーザーダイオードが市販化され、波長変換の必要も無いので小型で出力や品質も安定し、電池寿命が長くなりました。
グリーンレーザーダイオードの波長は515nmと若干短いので、比視感度は若干落ちるのですが、エメラルドグリーンの様な綺麗な光線色が特長となります。
未だ量産効果が乏しいのか、グリーンレーザーダイオードは未だ然程安く手に入らないのが現状です。
レーザーポインターの種類
こちらではレーザーポインターの種類を分ける機能について列挙します。
市場にあるレーザーポインターは、下にある機能を幾つか掛け合わせたものがほとんどとなります。
- 波長に因る違い
- レッドレーザー（赤色光）
- グリーンレーザー（緑色光）
- 波長変換が必要なDPSS方式
- レーザーダイオードからダイレクトに出力される方式
- 使用電池の違い
使用電池の違いにより、筐体の大きさやデザイン、そして電池寿命が異なります。 - 単４や単３の一次電池が１〜２本で動作するタイプ
- 単４の充電池２本で動作するタイプ
- レーザー光の形状が変えられる有無
- 点形状のみのレーザー光が照射されるタイプ
- レンズでレーザー光の直径が変えられるタイプ
- レンズやホログラムやモーターやピエゾ素子でレーザー光が円や線状に照射されるタイプ
- ホログラムで決められたイラストがレーザー光で投影するタイプ
- レーザー光の照射角度の工夫の有無
- 電池残量表示の有無
- 防水・防塵機能の有無
- PCのリモートコントロール機能
こちらのグリーンレーザーの違いは上で説明した通りです。
ホログラムで矢印や企業ロゴなどを投影するタイプは非常に面白いのですが、レーザー光を引き伸ばして投影しているのでどうしても明るさが微妙になってしまいます。
ホログラムと比べると超高速で一筆書きをするピエゾ素子のタイプは、明るさは十分と言うメリットが得られますが、機械的に大掛かりで高価になると言うのがデメリットとなります。
普通はレーザー光は真っ直ぐ出て来ますので、目の前を指すには手首をかなり曲げなければなりません。
更に下の方を指す時には腕全体を使わざるを得ません。
気の利いたレーザーポインターでは内部にミラーを搭載し、若干打ち下ろす様にレーザー光が出ますので、手首に負担が掛からない様に操作が可能となっています。
大切なプレゼンテーションの最中に、電池切れで使えなくなってしまったら大変です！
だから比較的必要な機能と言えます。
現場やアウトドアで使用するのであれば必要な機能と言えるでしょう。
レーザーポインターのほとんどはプレゼンテーションで使用されるので、PCをリモートコントロールする機能も重要です。
特にパワーポイントのスライドを前後に移動する機能は、近年のデジタルプレゼンテーションのシーンではとても重宝され、今や定番化されて来ています。
レーザーポインターのまとめ
ここまできちんと読み切ってくださった方は、かなりのレーザーポインター通になっている事を保証します！
たかがレーザーポインター…されどレーザーポインターと言うのが、かなり理解していただけたのでは無いでしょうか。
レーザーと言う技術は２０世紀の三大発明の一つと言われています。
半導体やコンピューターと並ぶ、偉大な発明品であるレーザーと言う技術を利用して作られたのがレーザーポインターなのです。
当時は音を聞く為のCD（Compact Disc）、映像を見る為のLD（Laser Disc）やDVD(Digital Versatile Disc)などの光ディスクの読み取りの為にレッドレーザーダイオードの開発が進み、そのレッドレーザーダイオードを転用したのがレーザーポインターの始まりと言われています。
因みにブルーレーザーポインターは、近年開発されたBlu-ray Discの読み取りの為に開発されたブルーレーザーダイオードを転用した製品なのです。
その後レーザーTVやレーザープロジェクターの開発と共にようやくダイレクトグリーンダイオードも開発され、その御蔭でグリーンレーザーポインターは近年飛躍的な進歩を遂げています。
レーザーポインターは品質の向上のみならず、実用途に即した様々な機能が追加される事で、インドアのみならずアウトドアでも便利に利用出来る製品が沢山出て来ています。
その様に便利なレーザーポインターだからこそ、是非安全にお使いいただければと思います！