(57)【要約】【課題】空間上の所定位置に視認可能な点や線を表示できるようにする。【解決手段】プラズマ発生装置３０により、レーザ光を所定の位置に焦点を結ばせ、この焦点上において水蒸気等の微粒子を発生させ、直線光発生装置２０により、焦点を通過するように直線光を照射する。これにより、直線光が焦点の近傍に拡散された微粒子に反射され視認可能となる。また、線を表示する場合には、プラズマ発生装置３０により、この焦点Ｆを線に沿って移動させ、直線光発生装置２０をプラズマ発生装置３０と同期させて、焦点Ｆに常時直線光を照射する。【選択図】図６
2010008163.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間上に視認可能なマークを生成する装置であって、
レーザ光を照射するレーザ照射部と、当該レーザ照射部が照射したレーザ光を集光して焦点を結ばせる集光部とからなり、該集光部により焦点を結んだ位置でプラズマを発生させる、姿勢を調整可能なプラズマ発生装置と、
直線光を照射し、その直線光が、前記レーザ光が焦点を結んだ位置を通るように姿勢を調整可能な直線光発生装置と、を備えることを特徴とするマーク生成装置。
【請求項２】
請求項１記載のマーク生成装置であって、
前記集光部は、その焦点距離を変更可能であることを特徴とするマーク生成装置。
【請求項３】
請求項１記載のマーク生成装置であって、
前記プラズマ発生装置及び前記直線光発生装置は、支持部材に固定されており、当該支持部材の姿勢を調整することにより、前記プラズマ発生装置及び前記直線光発生装置の姿勢を調整することを特徴とするマーク生成装置。
【請求項４】
請求項１又は２記載のマーク生成装置であって、
前記プラズマ発生装置及び前記直線光発生装置は、夫々、その姿勢を調整可能に支持部材に取り付けられていることを特徴とするマーク生成装置。
【請求項５】
空間上に視認可能なマークを生成する装置であって、
レーザ光を発射するレーザ装置と、
前記レーザ光を光学的に分岐するハーフミラーと、
前記分岐された一方のレーザ光を反射する、その姿勢が可変な第１のミラーと、
前記第１のミラーの前段又は後段において、前記分岐された一方のレーザ光が通過し、前記分岐された一方のレーザ光を集光して焦点を結ばせ、当該焦点においてプラズマを発生させる、焦点距離を調整可能な集光装置と、
前記分岐された他方のレーザ光を反射する、その姿勢が可変な第２のミラーと、を備えることを特徴とするマーク生成装置。
【請求項６】
空間上の所定の位置に視認可能な点状のマークを生成する方法であって、
レーザ光を集光して前記所定の位置に焦点を結ばせ、当該焦点においてプラズマを発生させ、
前記所定の位置に直線光を照射することを特徴とするマーク生成方法。
【請求項７】
空間上に視認可能な直線状又は曲線状のマークを生成する方法であって、
レーザ光を集光して焦点を結ばせて、当該焦点においてプラズマを発生させながら、当該焦点を表示すべき直線又は曲線に沿って移動させるとともに、前記移動する焦点を結んだ位置に前記直線光を照射することを特徴とするマーク生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光を用いて、空間上に点状又は線状のマークを生成する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、建設や土木の現場において杭や鉄骨の建て方時には、測量器やレーザ視準器を用いて基準となる位置を測定し、測定した位置を建物や地面に目印を記して（いわゆる墨出し作業）、この目印の位置に杭や鉄骨が位置するように建て方作業を行っている。しかしながら、このような目印が他の作業により消えてしまい、杭や鉄骨の建て方位置が不明確になるという問題がある。
【０００３】
また、杭や鉄骨は、その姿勢が鉛直方向に延びるように建て込む必要があり、杭や鉄骨を建て込んだ後、測量器やレーザ視準器により建て込んだ杭や鉄骨の建て込み誤差を測定し、杭や鉄骨の姿勢を調整している。このような杭や鉄骨の姿勢を調整する作業を効率よく行うため、空間上に鉛直の基準となる目印を表示することが望まれる。
【０００４】
なお、レーザ光により空間上に点を表示する技術として、例えば、非特許文献１には、レーザ光を空間中の１点に強く集光させ、焦点近傍の空気中の酸素や窒素の分子をプラズマ発光させることにより、空間上の任意の位置に点を表示する方法が記載されている。
【非特許文献１】独立行政法人  産業技術研究所“「空間立体描画（３Ｄディスプレー）」技術の高性能化実験に成功”、プレスリリース  ２００７年７月１０日発表［online］、［平成２０年５月２０日検索］、インターネット＜URL : http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2007/pr20070710/pr20070710.html＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、本願出願人らは、この方法を建築や土木の現場における杭や鉄骨の建て方時に応用することが考えた。しかしながら、非特許文献１記載の方法により空間上に表示した点は、レーザ光を一点に集光しているため、発光する領域が非常に小さい。このため、上記の方法により空間上に表示した点は、視認し難く、土木や建築の現場に適用することは難しいという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、空間上の所定位置に視認可能な点や線を表示できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のマーク生成装置は、空間上に視認可能なマークを生成する装置であって、レーザ光を照射するレーザ照射部と、当該レーザ照射部が照射したレーザ光を集光して焦点を結ばせる集光部とからなり、該集光部により焦点を結んだ位置でプラズマを発生させる、姿勢を調整可能なプラズマ発生装置と、直線光を照射し、その直線光が、前記レーザ光が焦点を結んだ位置を通るように姿勢を調整可能な直線光発生装置と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
上記のマーク生成装置において、前記集光部は、その焦点距離を変更可能であってもよい。
また、前記プラズマ発生装置及び前記直線光発生装置は、支持部材に固定されており、当該支持部材の姿勢を調整することにより、前記プラズマ発生装置及び前記直線光発生装置の姿勢を調整してもよい。
【０００９】
また、前記プラズマ発生装置及び前記直線光発生装置は、夫々、その姿勢を調整可能に支持部材に取り付けられていてもよい。
【００１０】
また、本発明のマーク生成装置は、空間上の所定の位置に点状のマークを視認可能に表示する装置であって、レーザ光を発射するレーザ装置と、前記レーザ光を光学的に分岐するハーフミラーと、前記分岐された一方のレーザ光を反射する、その姿勢が可変な第１のミラーと、前記第１のミラーの前段又は後段において、前記分岐された一方のレーザ光が通過し、前記分岐された一方のレーザ光を集光して焦点を結ばせ、当該焦点においてプラズマを発生させる、焦点距離を調整可能な集光装置と、前記分岐された他方のレーザ光を反射する、その姿勢が可変な第２のミラーと、を備えることを特徴とする
【００１１】
また、本発明のマーク生成方法は、空間上の所定の位置に点状のマークを視認可能に表示する方法であって、レーザ光を集光して前記所定の位置に焦点を結ばせ、当該焦点においてプラズマを発生させ、前記所定の位置に直線光を照射することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のマーク生成方法は、空間上に直線又は曲線を視認可能に表示する方法であって、レーザ光を集光して焦点を結ばせ、当該焦点においてプラズマを発生させるとともに、当該焦点を表示すべき直線又は曲線に沿って移動させるとともに、前記移動する焦点を結んだ位置に前記直線光を照射することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
プラズマ発生装置によりプラズマを発生させると、空間上のプラズマが発生した位置に水蒸気等の微粒子が発生する。このように発生した水蒸気等の微粒子はわずかに空間的に広がりを有する。このため、本発明によれば、これら微粒子に直線光発生装置により直線光を照射することで、微粒子により直接光の光が散乱されるため、空間上に視認可能な点、直線又は曲線などのマークを生成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明のマーク生成装置の一実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本実施形態のマーク生成装置により空間上に点や線を表示する原理を説明するための図である。従来技術の欄に記載したように、レンズなどの集光装置２を用いてレーザ光１を空間中の１点に強く集光させることにより、レーザ光１の焦点においてプラズマが発生し、水蒸気等の微粒子３が発生する。この際、レーザ光１の焦点においてプラズマ発光が生じるが、従来技術の欄に記載したように、プラズマ発光する領域は非常に小さく、この光を視認することが難しいという問題がある。
【００１５】
そこで、本実施形態のマーク生成装置では、図１（Ｂ）に示すように、レーザ光１を集光することにより微粒子を発生させた領域に、例えば、レーザ光などの直線光４を照射することとした。レーザ光１を集光することで焦点に発生した粒子３は焦点近傍に留まらず、焦点の周囲に拡散する。この拡散した微粒子３に直線光４を照射することにより、直線光４が微粒子３により散乱される。これにより、光を発する領域が大きくなり、空間上に視認可能な点を表示することが可能となる。
【００１６】
また、上記の説明では空間上に点を表示する場合について説明したが、直線及び曲線を表示することも可能である。このような場合には、空間上の直線又は曲線にあたる位置を、集光装置の焦点を高速移動させるとともに、これと同期させて、この焦点に直線光を照射する。これにより、観察者の目には移動する発光して見える点が残像として残り、線状に視認されることとなる。さらに、直線及び曲線を組み合わせることで様々な形状の図形を表示することも可能となる。
【００１７】
なお、直線又は曲線を表示する際には、集光装置の焦点を連続的に移動させ、これと同期させてこの焦点に直線光を照射してもよいし、焦点を直線又は曲線上の複数の点を所定の時間間隔で移動させて、これと同期させて、焦点に直線光を照射することとしてもよい。後者の場合であっても、残像が残り、連続的な直線又は曲線として視認される。
【００１８】
以下、本実施形態のマーク生成装置について説明する。図２は、本実施形態のマーク生成装置１０の構成を示す図である。同図に示すように、本実施形態のマーク生成装置１０は、棒状の支持部材１１に固定されたプラズマ発生装置３０及び直線光発生装置２０と、これらプラズマ発生装置３０及び直線光発生装置２０と電気的に接続され、これら装置に制御信号を送信する制御装置４０とにより構成される。
【００１９】
図３は、直線光発生装置２０の構成を示す図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は上面図である。同図に示すように、直線光発生装置２０は、支持部材１１に固定された架台２１と、架台２１の上部に設置された水平回転装置２２と、水平回転装置２２の上部に設置された鉛直回転装置２３と、鉛直回転装置２３に保持された直線光発生部２４とにより構成され、制御装置４０から制御信号が入力される。
【００２０】
水平回転装置２２は、アクチュエータなどにより上部に設置された鉛直回転装置２３を水平面内に回転させ、鉛直回転装置２３により保持された直線光発生部２４を制御部から入力される制御信号に応じた角度に傾けて保持する装置である。
【００２１】
鉛直回転装置２３は、アクチュエータなどにより直線光発生部２４を鉛直面内で回転させ、直線光発生部２４を制御部から入力される制御信号に応じた角度に傾けて保持する装置である。
【００２２】
直線光発生部２４は、直線的に進行する直線光を照射することができる装置である。このような直線光としては連続的なレーザ光を用いてもよいし、直線的に進行する光であればレーザ光以外の光を用いてもよい。
【００２３】
かかる構成により、直線光発生装置２０は、制御信号により直線光発生部２４を水平方向及び鉛直方向に回転させて、その姿勢を調整することにより、いかなる方向にも直線光を照射することが可能である。
【００２４】
図４は、プラズマ発生装置３０の構成を示す図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は上面図、（Ｃ）は、プラズマ発生部３４の構成を示す図である。同図に示すように、プラズマ発生装置３０は、架台３１と、水平回転装置３２と、鉛直回転装置３３と、鉛直回転装置３３に保持されたプラズマ発生部３４とにより構成される。プラズマ発生装置３０における架台３１、水平回転装置３２、及び鉛直回転装置３３の構成は、夫々、上記説明した直線光発生装置２０における架台２１、水平回転装置２２、及び鉛直回転装置２３と同様である。
【００２５】
図４（Ｃ）に示すように、プラズマ発生部３４は、レーザ光を発生するレーザ光発生部３５と、レーザ光発生部３５により発生されたレーザ光が通過し、通過したレーザ光を集光する集光部３６とにより構成される。
【００２６】
レーザ光発生部３５は、レーザ光を照射可能な装置である。このようなレーザ光としてはエネルギーの大きいプラスレーザが適している。
【００２７】
集光部３６は、通過するレーザ光をレンズにより屈折させて、所定の距離（焦点距離）の位置に焦点を結ばせる装置であり、その焦点距離を制御装置４０から入力される制御信号に応じて、その焦点距離を変更する機構を備えている。かかる機構としては、例えば、複数のレンズ３７の間隔を変更することにより焦点距離を変更する機構などを用いることができる。
【００２８】
したがって、プラズマ発生装置３０は、制御信号に応じてプラズマ発生部３４を水平方向及び鉛直方向に回転させてその姿勢を調整するとともに、集光部３６の焦点距離を調整することにより、空間上の任意の位置に焦点を位置させることが可能である。
【００２９】
制御装置４０は、図形情報入力部４３と、照射情報作成部４２と、制御部４１とにより構成される。
図形情報入力部４３は、操作員による空間上に表示する図形の３次元位置に関する図形情報の入力を受け付ける。
【００３０】
照射情報作成部４２は、図形情報入力部４３が受け付けた図形情報に基づき、プラズマ発生装置３０及び直線光発生装置２０の動きに関するプラズマ発生装置制御情報及び直線光発生装置制御情報を作成する。
【００３１】
具体的には、照射情報作成部４２は、図形情報入力部４３が受け付けた図形情報が空間上の所定の位置に点を表示する旨の情報である場合には、プラズマ発生部３４がプラズマを発生させる点（すなわち、レーザ光の焦点）が、図形情報に含まれる所定の位置と一致するような、プラズマ発生装置３０の水平回転装置３２の水平角度、鉛直回転装置３３の鉛直角度、集光部３６の焦点距離に関するプラズマ発生装置制御情報を作成し、また、直線光発生装置２０の直線光発生部２４により照射された直線光が図形情報に含まれる３次元位置を通過するような水平回転装置２２の水平角度、鉛直回転装置３３の鉛直角度に関する直線光発生装置制御情報を作成する。
【００３２】
また、本実施形態のマーク生成装置１０では、空間上に直線又は曲線を表示する場合には、プラズマが発生する焦点を、所定の時間間隔でこの直線又は曲線上の所定の間隔の点上を離散的に移動させるとともに、これと同期させて焦点に直線光を照射することにより、直線又は曲線を表示する。すなわち、照射情報作成部４２は、図形情報入力部４３が受け付けた図形情報が空間上の所定の位置に直線又は曲線を表示する旨の情報である場合には、レーザ光の焦点が図形情報により指定される直線又は曲線上の複数点を所定の時間間隔で移動し、かつ、これら直線又は曲線上を残像が残る程度の時間（１／３０〜１／２０秒程度）で往復移動するように、所定の時間間隔ごとのプラズマ発生装置３０の水平回転装置３２、鉛直回転装置３３、及び集光部３６の水平角度、鉛直角度、焦点距離に関するプラズマ発生装置制御情報を作成し、また、直線光発生装置２０の直線光発生部２４により照射された直線光が、移動する焦点に追従して、焦点の位置を通過するように、各時間における水平回転装置３２、及び鉛直回転装置３３の水平角度、鉛直角度に関する直線光発生装置制御情報を作成する。
【００３３】
制御部４１は、照射情報作成部４２が作成した直線光発生装置制御情報に基づき、所定時間ごとに直線光発生装置２０の水平回転装置３２及び鉛直回転装置３３がこの情報により指定された水平角度、鉛直角度を向くように制御信号を出力する。
【００３４】
また、これと同様に、制御部４１は、照射情報作成部４２が作成したプラズマ発生装置制御情報に基づき、所定時間ごとにプラズマ発生装置３０の水平回転装置３２、鉛直回転装置３３がこの情報により指定された水平角度、鉛直角度を向き、また、その集光部３６の焦点距離がこの情報により指定された焦点距離となるように制御信号を送信する。
【００３５】
以下、本実施形態のマーク生成装置１０により３次元的に曲線を表示する流れを、図５を参照しながら説明する。
まず、ＳＴＥＰ１において、図形情報入力部４３が、利用者による曲線の３次元的な位置を含む図形情報の入力を受け付ける。
【００３６】
次に、ＳＴＥＰ２において、照射情報作成部４２が、図形情報入力部４３が受け付けた図形情報に基づき、この図形情報に含まれる曲線上に所定の間隔をあけて複数の点を設定し、所定の時間間隔で焦点が設定した複数の点を位置するように、所定の時間間隔ごとのプラズマ発生装置３０の水平回転装置３２、鉛直回転装置３３、及び集光部３６の水平角度、鉛直角度、焦点距離に関するプラズマ発生装置制御情報を作成する。また、直線光発生部２４により照射された直線光が上記の所定の時間間隔ごとの焦点の位置を通過するように、各時間の直線光発生装置２０の水平回転装置３２、及び鉛直回転装置３３の水平角度、鉛直角度に関する直線光発生装置制御情報を作成する。
【００３７】
次に、ＳＴＥＰ３において、制御部４１が、所定時間ごとに、プラズマ発生装置制御情報に基づき、プラズマ発生部３４がこの情報により指定された水平角度、鉛直角度を向き、さらに、その集光部３６の焦点距離がプラズマ発生装置制御情報により指定された焦点距離となるようにプラズマ発生装置３０へ制御信号を送信する。また、これと同時に、制御部４１が、直線光発生装置制御情報に基づき、プラズマ発生装置３０と同期して、直線光発生装置２０の直線光発生部２４が直線光発生装置制御情報により指定された水平角度、鉛直角度を向くように制御信号を出力する。
【００３８】
これにより、図６に示すように、プラズマ発生装置３０が、図形情報により指定された曲線上の複数の点において所定の時間間隔で焦点Ｆを結び、各点において微粒子を発生させるとともに、これと同期して、この点を直線光発生装置２０が直線光により照射することとなる。これにより、上述したように、直線光が微粒子により散乱され、３次元空間における光を発するする領域が大きくなり、これらの点が視認可能となる。また、上記のように、焦点Ｆは曲線上を１／３０〜１／２０秒程度の期間で往復移動しており、これにより、観察者には発光する点の離間的な移動が残像として残り、空間上に表示された曲線として視認されることとなる。
【００３９】
以上説明したように、本実施形態によれば、プラズマ発生装置３０により焦点Ｆにプラズマを発生させることで焦点の近傍に水蒸気等の微粒子を発生させ、この微粒子が拡散した領域に、直線光発生装置２０により直線光を照射することとしたため、直線光が焦点Ｆの周囲に拡散した微粒子により散乱され、３次元空間における光を発する領域が大きくなり、容易に視認することが可能となる。
【００４０】
また、プラズマ発生装置３０により焦点Ｆを空間上の図形情報により指定された曲線にあたる位置を移動させ、さらに、直線光発生装置２０をプラズマ発生装置３０に同期させて、常時、焦点Ｆにあたる位置に直線光を照射させることにより、観察者には光を発するする領域の移動が残像として残り、３次元空間に表示された曲線又は直線として視認することができる。さらに、このように曲線又は直線を組み合わせることにより各種図形を表示することも可能となる。
【００４１】
このように、本実施形態のマーク生成装置１０は、空間上に視認可能な点や直線又は曲線を表示可能であるため、建築や土木現場における墨出し作業に用いることも可能である。図７は、マーク生成装置１０により建物の窓５０や家具５１などの位置を空間上に表示している様子を示す図である。このような場合には、基準点に対して所定の姿勢となるようにマーク生成装置１０を設置し、窓５０や家具５１などの位置情報を制御装置４０に入力する。これにより、窓５０や家具５１などが３次元的に表示されるため、例えば、建物の建設作業中でも窓５０や家具５１の配置などを３次元的に視覚により検討することが可能になる。
【００４２】
また、図８は、マーク生成装置１０により杭６０や鉄骨柱６１の位置を表示している様子を示す図である。同図に示すように、マーク生成装置１０により杭６０や鉄骨柱６１にあたる位置に直線を表示し、この表示された直線を基準として杭６０や鉄骨柱６１を建て込むことで、測量器やレーザ視準器により建て込み誤差を測定し、調整作業を行う必要がなくなり、施工効率を向上することができる。
【００４３】
なお、本実施形態では、直線又は曲線を表示する場合に、プラズマ発生装置３０の焦点Ｆを所定の時間間隔で直線又は曲線上に設定された複数の点を移動させるとともに、この焦点Ｆを直線光発生装置２０により直線光で照射することとしたが、これに限らず、焦点Ｆを連続的に直線又は曲線上を移動させ、直線光発生装置２０をこれに同期させて、常時、焦点Ｆを直線光で照射するようにしてもよい。
【００４４】
また、本実施形態ではプラズマ発生装置３０を固定しておき、プラズマ発生装置３０の集光部３６により焦点距離を調整し、水平回転装置３２により水平角度を調整し、鉛直回転装置３３により鉛直角度を調整して所定の３次元位置に焦点Ｆが位置するようにしたが、これに限らず、例えば、焦点距離を固定しておき、ロボットアーム等を使用して焦点が所定の３次元位置に位置するようにプラズマ発生部３４を移動させたり、その姿勢を変化させたりしてもよく、要するに所望の３次元位置に焦点が位置するようにできればその方法は問わない。
【００４５】
これと同様に、本実施形態では直線光発生装置２０を固定しておき、直線光発生装置２０の水平回転装置２２により水平角度を、鉛直回転装置２３により鉛直角度を調整して直線光が焦点Ｆを通過するようにしたが、これに限らず、焦点Ｆを直線光が通過するようにその姿勢や位置を調整可能であればその方法は問わない。
【００４６】
すなわち、例えば、図９に示すように、支持部材１１の一端に焦点距離が固定されたプラズマ発生装置３０を固定しておき、支持部材１１の他端にプラズマ発生装置３０の焦点Ｆにあたる位置を直線光が通過するように直線光発生装置２０を固定する。これにより、支持部材１１に対して一定の位置に、常時、プラズマ発生装置３０の焦点が位置し、さらに、この焦点Ｆを直線光発生装置２０が直線光により照射することとなる。かかる構成のマーク生成装置２１０によれば、３次元空間上の所定の位置に点を表示する場合には、マーク生成装置２１０を支持部材１１ごと、この所定の位置にプラズマ発生装置３０の焦点Ｆが位置するように保持すればよく、また、３次元空間上に直線又は曲線を表示する場合には、同図に示すように、マーク生成装置２１０を支持部材１１ごと、この直線又は曲線上を焦点Ｆが連続的に移動するように、移動させればよい。
【００４７】
また、本実施形態では、プラズマ発生装置３０の焦点にあたる位置を一台の直線光発生装置２０により照射することとしたが、これに限らず、複数台の直線光発生装置により照射することとしてもよい。これにより、一部の直線光発生装置の直線光が障害物により遮られても、他の直線光発生装置により焦点を照射することができる。
【００４８】
さらに、本実施形態では、プラズマ発生装置３０と直線光発生装置２０とを別々に設ける構成としたが、これらのレーザ光発生装置（レーザ光発生部３５と、直線光発生部２４と）を共有させて、一体に構成することも可能である。図１０は、プラズマ発生装置と直線光発生装置とを一体に構成したマーク生成装置１１０の構成を示す図である。同図に示すように、マーク生成装置１１０は、制御装置１４０と、レーザ光発生装置１１１と、レーザ光発生装置１１１が発生したレーザ光を光学的に分岐するハーフミラー１１２と、ハーフミラー１１２により分岐された一方のレーザ光が通過する集光装置１１３と、集光装置１１３を通過したレーザ光の進行方向を変更する３次元回転可能なミラー１１４と、ハーフミラー１１２により分岐された他方のレーザ光の進行方向を変更する３次元回転可能なミラー１１５とにより構成される。なお、本実施形態では、集光装置１１３をミラー１１４の前段に配置しているが、ミラー１１４の後段に配置することとしてもよい。
【００４９】
集光装置１１３は、その焦点距離を制御装置１４０から入力される制御信号に応じて変化させる機能を有する。また、ミラー１１４、１１５は、制御装置１４０から入力される制御信号に応じて多軸回転し、その姿勢を変化させる機能を有する。
【００５０】
図形情報入力部１４３は、操作員による表示する図形の３次元位置に関する図形情報の入力を受け付ける。
照射情報作成部１４２は、図形情報入力部１４３が受け付けた図形情報に基づき、ミラー１１４、１１５の姿勢及び集光装置１１３の焦点距離に関する制御情報を作成する。
【００５１】
すなわち、図形情報が空間上の所定の位置に点を表示する旨の情報である場合には、ハーフミラー１１２により反射され、集光装置１１３を通過し、ミラー１１４により反射されたレーザ光が、図形情報で指定される位置において焦点を結ぶように、集光装置１１３の焦点距離及びミラー１１４の姿勢を求め、ハーフミラー１１２を通過し、ミラー１１５により反射されたレーザ光が、図形情報で指定される位置を通過するように、ミラー１１５の姿勢を求め、これらの求めた情報を制御情報とする。
【００５２】
また、図形情報が空間上の所定の位置に直線又は曲線を表示する旨の情報である場合には、集光装置１１３を通り、ミラー１１４により反射されたレーザ光の焦点が表示情報に含まれる直線又は曲線上の間隔をあけた複数の点を、所定の時間間隔ごとに移動するとともに、これら直線又は曲線上を残像が残る程度の期間（１／３０〜１／２０秒程度）で往復移動するように、所定の時間間隔ごとのミラー１１４の姿勢及び集光装置１１３の焦点距離を求める。また、ミラー１１５により反射されたレーザ光が、所定の時間ごとに、対応する時間における焦点位置を通過するように、ミラー１１５の姿勢を求める。そしてこれら求めた情報を制御情報とする。
【００５３】
制御部１４１は、照射情報作成部１４２が作成した制御情報に基づき、所定時間ごとにミラー１１４、１１５に制御情報により指定された姿勢となるように制御信号を出力し、また、これと同時に、集光装置１１３にその焦点距離が制御情報により指定された距離となるように制御信号を出力する。
【００５４】
かかる構成のマーク生成装置１１０によっても、レーザ光発生装置１１１から照射されたレーザ光が、ハーフミラー１１２により反射され、集光装置１１３を通過し、ミラー１１４により反射された後、図形情報により指定された点において焦点を結びプラズマを発生させることで、この焦点において水蒸気等の微粒子が発生する。さらに、レーザ光発生装置１１１から照射され、ハーフミラー１１２を通過し、ミラー１１５により反射されたレーザ光が焦点に発生した微粒子を照射する。これにより、３次元空間上に視認可能な点を表示することができる。さらに、ミラー１１４の姿勢及び集光装置１１３の焦点距離を変化させることにより、上記の焦点を高速で連続的又は離散的に移動させ、これと同期させて、ミラー１１５により反射したレーザ光が焦点を通過するようにミラー１１５の姿勢を変化させることで、直線や曲線を表示することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本実施形態のマーク生成装置により空間上に点や線を表示する原理を説明するための図である。
【図２】本実施形態のマーク生成装置の構成を示す図である。
【図３】直線光発生装置の構成を示す図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は上面図である。
【図４】プラズマ発生装置の構成を示す図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は上面図、（Ｃ）は、プラズマ発生部の構成を示す図である。
【図５】本実施形態のマーク生成装置により３次元的に曲線を表示する流れを示すフローチャートである。
【図６】空間上に曲線が表示されている様子を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は立面図である。
【図７】マーク生成装置により建物の窓や家具などの位置を空間内に表示している様子を示す図である。
【図８】マーク生成装置により杭や鉄骨柱の位置を表示している様子を示す図である。
【図９】プラズマ発生装置及び直線光発生装置を支持部材に固定した場合のマーク生成装置を示す図である。
【図１０】別の実施形態のマーク生成装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０  マーク生成装置                          １１  支持部材
２０  直線光発生装置                    ２１  架台
２２  水平回転装置                      ２３  鉛直回転装置
２４  直線光発生部
３０  プラズマ発生装置                  ３１  架台
３２  水平回転装置                      ３３  鉛直回転装置
３４  発生部                            ３５  光発生部
３６  集光部                            ３７  レンズ
４０  制御装置                          ４１  制御部
４２  照射情報作成部                    ４３  図形情報入力部
５０  窓                                ５１  家具
６０  杭                                ６１  鉄骨柱
１１０  マーク生成装置                        １１１  光発生装置
１１２  ハーフミラー                    １１３  集光装置
１１４  ミラー                          １１５  ミラー
１４０  制御装置                        １４１  制御部
１４２  照射情報作成部                  １４３  図形情報入力部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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