【手続補正書】
【提出日】平成16年10月27日(2004.10.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】      明細書
【発明の名称】  
【特許請求の範囲】
【請求項１】  不可視域のレーザービームを出射するレーザー光源と、前記レーザービームを走査する走査手段と、空中の描画予定箇所に前記レーザービームを集光させて、気体をプラズマ発光させる集光光学系と、前記レーザー光源の発振タイミングと前記走査手段の走査タイミングとを制御して前記描画予定箇所に前記プラズマ発光を時系列的に生成し、該プラズマ発光の残像現象として可視像を描く制御手段とを有することを特徴とする空中可視像形成装置。
【請求項２】  前記不可視域のレーザービームは赤外レーザービームであることを特徴とする請求項１に記載の空中可視像形成装置。
【請求項３】  外部と内部とを仕切る隔壁を有するドームを備え、前記可視像は前記隔壁の内部の空中に形成され、該隔壁は前記可視像を外部から観察できる材料でかつ前記レーザービームの透過を阻止する材料によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の空中可視像形成装置。
【請求項４】  前記隔壁の内部は減圧され、前記不可視域のレーザービームは紫外線であることを特徴とする請求項３に記載の空中可視像形成装置。
【請求項５】  前記隔壁の内部に希ガスが充填されていることを特徴とする請求項３または４に記載の空中可視像形成装置。
【請求項６】  不可視域のレーザービームを出射する不可視域レーザー光源と、前記不可視域のレーザービームと同軸とされて可視域のレーザービームを出射する可視域レーザー光源と、前記各レーザービームを同軸的に走査する走査手段と、空中の描画予定箇所に前記不可視域のレーザービームに集光させ、描画予定箇所の気体を急加熱して屈折率のゆらぎを生じさせるための集光光学系と、前記レーザー光源の発振タイミングと前記走査手段の走査タイミングとを制御して、前記描画予定箇所に前記屈折率のゆらぎを時系列的に生じさせると共に、前記可視域レーザービームの照射により散乱輝点の残像現象を時系列的に生成させて可視像を描く制御手段とを有することを特徴とする空中可視像形成装置。
【請求項７】  不可視域のレーザービームを出射する不可視域レーザー光源と、前記不可視域のレーザービームと同軸とされて可視域のレーザービームを出射する可視域レーザー光源と、前記各レーザービームを同軸的に走査する走査手段と、空中の描画予定箇所に前記不可視域のレーザービームを集光させ、描画予定箇所をプラズマ状態にするための集光光学系と、前記レーザー光源の発振タイミングと前記走査手段の走査タイミングとを制御して、前記描画予定箇所を時系列的に前記プラズマ状態を形成して、前記可視域レーザービームの照射により時系列的に発光を生じさせ、該発光の残像現象として可視像を描く制御手段とを有することを特徴とする空中可視像形成装置。
【請求項８】  前記不可視域レーザー光が赤外レーザー光であり、前記可視域レーザー光が赤色レーザー光、青色レーザー光、緑色レーザー光の少なくとも一つのレーザー光であることを特徴とする請求項６または７に記載の空中可視像形成装置。
【請求項９】  前記可視域レーザー光源が赤色レーザー光源と緑色レーザー光源と青色レーザー光源とを備えていることを特徴とする請求項６または７に記載の空中可視像形成装置。
【請求項１０】  前記集光光学系が集光レンズ又は凹面鏡から構成されていることを特徴とする請求項１、６または７に記載の空中可視像形成装置。
【請求項１１】  不可視域のレーザービームを出射する不可視域レーザー光源と、前記不可視域のレーザービームと同軸とされて可視域のレーザービームを出射する可視域レーザー光源と、前記各レーザービームを同軸的に走査する走査手段と、空中の描画予定箇所に前記不可視域のレーザービームに集光させ、描画予定箇所の気体を急加熱して屈折率のゆらぎを生じさせるための集光光学系と、 前記レーザー光源の発振タイミングと前記走査手段の走査タイミングとを制御して、前記描画予定箇所に屈折率のゆらぎを時系列的に生じさせると共に、前記可視域レーザービームの照射により散乱輝点を時系列的に生成し、該散乱輝点の残像現象として前記空中に可視像を描く制御手段とを有し、前記集光光学系は前記不可視域レーザービームを拡散光として反射させる凸面鏡と、該凸面鏡により反射された不可視域レーザービームを前記各描画予定箇所に集光させる凹面鏡とからなり、前記凹面鏡には前記不可視域のレーザー光を透過させる透過窓が同軸形成されていることを特徴とする空中可視像形成装置。
【請求項１２】  前記集光光学系はそのレーザー光源から前記各描画予定箇所までの距離を変更可能とするためにその焦点距離を変更可能とし、空中に可視像を立体的に描くことができることを特徴とする請求項１、６、７、１１のいずれかに記載の空中可視像形成装置。
【請求項１３】  前記集光光学系は焦点距離の異なる複数の集光レンズを有し、前記焦点距離の変更を前記集光レンズの交換により行うことを特徴とする請求項１２に記載の空中可視像形成装置。
【請求項１４】  前記集光光学系はズームレンズを有し、前記焦点距離の変更を前記ズームレンズにより行うことを特徴とする請求項１２に記載の空中可視像形成装置。
【請求項１５】  前記集光光学系は集光レンズを有し、該集光レンズから前記各描画予定箇所までの距離を変更するために前記集光レンズが前記レーザー光源の光軸に沿って可動とされることを特徴とする請求項１、６、７または１０のいずれかに記載の空中可視像形成装置。
【請求項１６】  前記集光光学系は集光レンズを有し、該集光レンズから前記各描画予定箇所までの距離を変更するための光路長変更光学素子を備えていることを特徴とする請求項１、６、７または１０のいずれかに記載の空中可視像形成装置。
【請求項１７】  前記レーザー光源はパルス幅が５０ｎｓ以下でかつ繰り返し周波数が１０Ｈｚ以上でしかも集光点での出力パワー密度が１０８ Ｗ／cm２ 以上のレーザービームを出射することを特徴とする請求項１に記載の空中可視像形成装置。
【請求項１８】  前記走査手段がポリゴンミラーを有することを特徴とする請求項１に記載の空中可視像形成装置。
【請求項１９】  前記不可視域のレーザー光源がポリゴンミラーの走査方向と直交する方向に複数個配列され、前記制御手段は該複数個の不可視域のレーザー光源の発振停止の制御をすることを特徴とする請求項１８に記載の空中可視像形成装置。
【請求項２０】  前記走査手段は、前記不可視域のレーザー光源から出射された不可視域のレーザービームを前記ポリゴンミラーの走査方向と直交する方向に走査する可動ミラーを有することを特徴とする請求項１８に記載の空中可視像形成装置。
【請求項２１】  不可視域のレーザービームを出射するレーザー光源と、前記レーザービームを走査する走査手段と、前記レーザー光源の発振タイミングと前記走査手段の走査タイミングとを制御して空中の描画予定箇所に発光を時系列的に生成し、上記生成された発光の残像現象として前記空中に可視像を描く制御手段とを有し、前記レーザー光源は自己収束作用を有する不可視域のレーザービームを発射することを特徴とする空中可視像形成装置。
【請求項２２】  レーザー光源が、１光軸からなる不可視域のレーザービームを出射してなることを特徴とする請求項１または２１に記載の空中可視像形成装置。
【請求項２３】  不可視域レーザー光源と可視域レーザー光源とが、１光軸からなる不可視域と可視域のレーザービームを出射してなることを特徴とする請求項６、７または１１に記載のいずれかの空中可視像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザービームを使用して文字、画像等の可視像を空中に描くことのできる空中可視像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、レーザー光を走査してスクリーンや壁に可視像を描く可視像形成装置が知られている。また、空中にスモークを用いてスクリーンを形成し、このスクリーンにレーザー光を照射して、スクリーン上でのレーザー光の散乱反射による輝点の描く軌跡により可視像を形成する可視像形成装置も知られている（例えば、特開２００１−３１２２３７号公報参照）。これらの可視像形成装置は、情報を表示する表示装置として用いられる。
【０００３】
更に、空中に立体的に可視像を形成する可視像形成装置としては、ホログラフィ技術を用いるものも知られているが、このホログラフィは可視像を形成するためにその可視像を形成するための情報を二次元的にフィルムに記録し、このフィルムを用いて三次元的に可視像を形成する構成のものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、空中に可視像を描かせる場合、可視域のレーザー光を用いると、可視像を描く際にその可視域のレーザー光の軌跡が見えるために具合が悪い。
また、スクリーンに可視レーザー光を当てて空中に可視像を描く場合には、空中に予めスクリーンを形成しなければならないために、スクリーンが見えて具合が悪い。
更に、可視像を空中にカラーで描きたいという要求もある。
本発明の第１の目的は、レーザー光の走査軌跡を視認させることなく可視像を空中に描くことのできる可視像形成装置を提供することにある。
本発明の第２の目的は、空中にスクリーンを形成することなく可視像を空中に描くことのできる可視像形成装置を提供することにある。
本発明の第３の目的は、平面的だけでなく立体的な可視像を空中に描くことができる可視像形成装置を提供することにある。
本発明の第４の目的は、カラーの可視像を空中に描くことのできる可視像形成装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明では、不可視域のレーザービームを出射するレーザー光源と、前記レーザービームを走査する走査手段と、空中の描画予定箇所に前記レーザービームを集光させて、気体をプラズマ発光させる集光光学系と、前記レーザー光源の発振タイミングと前記走査手段の走査タイミングとを制御して前記描画予定箇所に前記プラズマ発光を時系列的に生成し、該プラズマ発光の残像現象として可視像を描く制御手段とを有することを特徴とする。
【０００６】
請求項６の発明では、不可視域のレーザービームを出射する不可視域レーザー光源と、前記不可視域のレーザービームと同軸とされて可視域のレーザービームを出射する可視域レーザー光源と、前記各レーザービームを同軸的に走査する走査手段と、空中の描画予定箇所に前記不可視域のレーザービームに集光させ、描画予定箇所の気体を急加熱して屈折率のゆらぎを生じさせるための集光光学系と、前記レーザー光源の発振タイミングと前記走査手段の走査タイミングとを制御して、前記描画予定箇所に前記屈折率のゆらぎを時系列的に生じさせると共に、前記可視域レーザービームの照射により散乱輝点の残像現象を時系列的に生成させて可視像を描く制御手段とを有することを特徴とする。
【０００７】
請求項７の発明では、不可視域のレーザービームを出射する不可視域レーザー光源と、前記不可視域のレーザービームと同軸とされて可視域のレーザービームを出射する可視域レーザー光源と、前記各レーザービームを同軸的に走査する走査手段と、空中の描画予定箇所に前記不可視域のレーザービームを集光させ、描画予定箇所をプラズマ状態にするための集光光学系と、前記レーザー光源の発振タイミングと前記走査手段の走査タイミングとを制御して、前記描画予定箇所を時系列的に前記プラズマ状態を形成して、前記可視域レーザービームの照射により時系列的に発光を生じさせ、該発光の残像現象として可視像を描く制御手段とを有することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項１１の発明では、
不可視域のレーザービームを出射する不可視域レーザー光源と、前記不可視域のレーザービームと同軸とされて可視域のレーザービームを出射する可視域レーザー光源と、前記各レーザービームを同軸的に走査する走査手段と、空中の描画予定箇所に前記不可視域のレーザービームに集光させ、描画予定箇所の気体を急加熱して屈折率のゆらぎを生じさせるための集光光学系と、 前記レーザー光源の発振タイミングと前記走査手段の走査タイミングとを制御して、前記描画予定箇所に屈折率のゆらぎを時系列的に生じさせると共に、前記可視域レーザービームの照射により散乱輝点を時系列的に生成し、該散乱輝点の残像現象として前記空中に可視像を描く制御手段とを有し、前記集光光学系は前記不可視域レーザービームを拡散光として反射させる凸面鏡と、該凸面鏡により反射された不可視域レーザービームを前記各描画予定箇所に集光させる凹面鏡とからなり、前記凹面鏡には前記不可視域のレーザー光を透過させる透過窓が同軸形成されていることを特徴とする。
【０００９】
また請求項２１の発明では、不可視域のレーザービームを出射するレーザー光源と、前記レーザービームを走査する走査手段と、前記レーザー光源の発振タイミングと前記走査手段の走査タイミングとを制御して空中の描画予定箇所に発光を時系列的に生成し、上記生成された発光の残像現象として前記空中に可視像を描く制御手段とを有し、前記レーザー光源は自己収束作用を有する不可視域のレーザービームを発射することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
図１は本発明に係る空中可視像形成装置１の概要図である。この空中可視像形成装置１は、レーザー光源２、走査手段３、集光光学系４、制御手段５、操作入力手段６を有する。
【００１１】
レーザー光源２には、例えばＮｄ：ＹＡＧレーザー装置、Ｎｄ：Ｇｌａｓｓレーザー装置、ＣＯ２レーザー装置が用いられ、これらは、いずれも、波長１μ以上の波長領域で発振し、不可視域のレーザービーム、すなわち、赤外レーザービームを出射する。この赤外レーザービームは大気による吸収、散乱の影響を受けることが少なく、遠方まで伝播する特性を有する。
【００１２】
走査手段３は回転ミラー７、揺動ミラー８から大略構成される。回転ミラー７は回転軸９を中心に回転され、揺動ミラー８は回転軸１０を中心に回転される。その回転ミラー７と揺動ミラー８とは赤外レーザービームをＸーＹ方向に走査する役割を果たす。
【００１３】
集光光学系４は集光レンズ１１を有する。レーザー光源２から出射された赤外レーザービームは走査手段３によりＸーＹ方向に振られて集光レンズ１１に導かれる。集光レンズ１１はその赤外レーザービームを集光する役割を果たし、赤外レーザービームの出射光軸Ｏに沿って可動され得る構成とされ、１２はその駆動装置である。
【００１４】
制御手段５はレーザー光源２、走査手段３、駆動装置１２を制御する役割を有し、操作入力手段６は空中に形成すべき可視像その他の制御に必要な情報を入力するために用いられる。
【００１５】
レーザー光源２は制御手段５によってＱスイッチモードで発振される。そのレーザー光源２はＱスイッチモードで発振すると、１０ナノセカンド（ｎｓ）程度のパルスビームを発射する。そのパルスビームのエネルギー密度が１パルス当たり１０ミリジュール（ｍＪ）であるとしたとき、このパルスビームを直径０．１ｍｍのスポットビームに絞り込むと、約１０10Ｗ／ｃｍ2のピーク出力が得られる。
【００１６】
ここでは、そのレーザー光源２には、Ｎｄ：ＹＡＧレーザーが用いられ、その発振波長は１．０６μｍ、１パルス当たりのエネルギー密度は１０ｍＪ、繰り返し周波数は２０Ｈｚであり、間欠的に発振される。この赤外レーザービームの絞り込みによって、空気中の気体に絶縁破壊を起こさせ、局所的に気体が高密度のプラズマ状態となり、これにより、局所的に閃光が発生する。また、閃光と共に衝撃音が生じる。
【００１７】
すなわち、空中の可視像形成予定箇所（描画予定箇所）１３に集光レンズ１１により赤外レーザービームを集光させると、その可視像形成予定箇所１３に存在する気体が局所的にプラズマ状態となり、空中の可視像形成予定箇所１３に閃光が発生し、この可視像形成予定箇所１３は遠方から視認すると、発光点として認識される。
【００１８】
そこで、図２に示すように、時刻ｔ１において、空中の可視像形成予定箇所１３ａに赤外レーザー光が導かれるように走査手段３をＸ方向に制御し、かつ、直後にレーザー光源２を発振させて可視像形成予定箇所１３ａの気体をプラズマ発光させ、次いで、時刻ｔ２において、空中の可視像形成予定箇所１３ｂに赤外レーザー光が導かれるように走査手段３をＸ方向に制御し、かつ、直後にレーザー光源２を発振させて可視像形成予定箇所１３ｂの気体をプラズマ発光させ、次に、時刻ｔ３において、空中の可視像形成予定箇所１３ｃに赤外レーザー光が導かれるように走査手段３をＸ方向に制御し、かつ、直後にレーザー光源２を発振させて可視像形成予定箇所１３ｃの気体をプラズマ発光させる。これにより、Ｘ方向に例えば「ー」の線分が描かれる。
【００１９】
次に、時刻ｔ４において、空中の可視像形成予定箇所１３ｄに赤外レーザー光が導かれるように走査手段３をＹ方向に制御して、可視像形成予定箇所１３ｄの気体をプラズマ発光させ、次いで、時刻ｔ５において、空中の可視像形成予定箇所１３ｅに赤外レーザー光が導かれるように走査手段３をＹ方向に制御して、可視像形成予定箇所１３ｅの気体をプラズマ発光させる。
【００２０】
これを例えば、０．１秒以内の間隔で、繰り返し行うと、人間の目に残像としてあたかも連続して発光しているように見え、図３に示すように、全体として空中に可視像「Ｔ」が描かれているように見える。
すなわち、時刻ｔ１から時刻ｔ５までのプラズマ発光を１秒間に１０回以上繰り返すと、可視像Ｔが静止状態として空中に描かれているようにして視認される。
【００２１】
ここでは、制御手段５は、空中の各描画予定箇所１３ａ〜１３ｅに時系列的に生成される発光の残像現象として空中に可視像を描くためにレーザー光源２の発振タイミングと走査手段３の走査タイミングを制御する。
【００２２】
集光レンズ１１が出射光軸Ｏの方向に沿って可動されると、集光レンズ１１の集光位置が変更され、これによって、レーザー光源２、すなわち、装置本体から描画予定箇所１３までの距離が変更される。例えば、集光レンズ１１が実線で示す位置から右方向に可動されると、その集光位置が右方向にずれる。その結果、描画予定箇所は描画予定箇所１３から描画予定箇所１３’に変更され、走査手段３と駆動装置１２とを制御することにより、赤外レーザービームをＸＹＺ方向に三次元的に走査でき、空中に可視像が立体的に描かれることになる。
【００２３】
従って、この空中可視像形成装置１を消防署等の建築構造物１４の屋上に設置し、火災等が発生したときに、この空中可視像形成装置１を作動させて、「火災発生」等の非常時の情報を空中に可視像として表示させるようにすれば、居住民に火災情報を一度に知らせることができる。
この実施例１によれば、レーザービームの走査軌跡を意識させることなく、可視像を空中に描くことができるので、見え具合がよい。
【００２４】
なお、ここでは、集光レンズ１１を出射光軸Ｏに沿って可動させることによりレーザー光源２から描画予定箇所までの距離を変更することにしたが、焦点距離の異なる複数個の集光レンズ１１を集光光学系４に設け、集光レンズ１１を切り換えることによりレーザー光源２から描画予定箇所までの距離を変更するようにしても良い。
【００２５】
また、集光光学系４にズームレンズを設け、このズームレンズにより焦点距離を変更して、レーザー光源２から描画予定箇所までの距離を変更するようにしても良い。更に、光路長変更光学素子を集光レンズ１１のレーザービーム出射側に設け、光路長変更光学素子の挿脱により、レーザー光源２から描画予定箇所までの距離を変更するようにしても良い。
【００２６】
また、なお、理論的には、レーザー光源２にとしてパルス幅が５０ｎｓ以下で繰り返し周波数が１０Ｈｚ以上でしかも集光点での出力パワー密度が１０８Ｗ／ｃｍ２以上のレーザービームを出力できるものを用いれば、可視像を空中に支障なく描くことができるものと思われる。
【００２７】
（実施例２）
ここでは、図５、図６に示すように、可視像形成装置１の走査手段３にはポリゴンミラー装置１５が用いられる。このポリゴンミラー装置１５は、スピンドルモータ１６とポリゴンミラー体１７とから構成されている。符号１８はそのポリゴンミラー装置１５の回転軸、符号１９はそのポリゴンミラー体のミラー面である。また、レーザー光源２には、３個のレーザー光源２ａ〜２ｃから構成されている。各レーザー光源２ａ〜２ｃはポリゴンミラーの走査方向と直交する方向に配列されている。その各レーザー光源２ａ〜２ｃとポリゴンミラー装置１５とは制御手段５によって制御される。
【００２８】
その各レーザー光源２ａ、２ｃから出射された赤外レーザービームは反射ミラー２０、２１により適宜反射されて、ミラー面１９に導かれ、そのポリゴンミラー装置１５によりＸ方向に走査される。また、各レーザー光源２ａ、２ｂ、２ｃを時系列的に発振させることにより、レーザービームがＹ方向に走査される。
【００２９】
その各レーザー光源２ａ〜２ｃの発振制御と、ポリゴンミラー体１７のミラー面１９との回転により、空中に適宜可視像を描くことができる。
ここでは、そのレーザー光源２の個数を「３」としたが、これに限るものではなく、４個以上でもよい。
この実施例２によれば、走査手段３の走査を一次元方向のみとすることができ、実施例１に比べて、走査手段３の簡略化を図ることができる。
【００３０】
（実施例３）
ここでは、図７、図８に示すように、走査手段３をポリゴンミラー装置１５と反射ミラー２０Ａと可動ミラー２１Ａとから構成したものである。レーザー光源２は唯１個である。反射ミラー２０Ａと可動ミラー２１Ａとはレーザー光源２とポリゴンミラー体１７のミラー面１９との間に設けられている。
レーザー光源２から出射された赤外レーザービームは反射ミラー２０Ａによって反射されて可動ミラー２１Ａに導かれ、可動ミラー２１Ａはその反射ミラー２０Ａによって反射された赤外レーザービームをミラー面１９に向けて反射する。
【００３１】
その可動ミラー２１Ａはポリゴンミラーの走査方向と直交する方向、言い換えると、反射ミラー２０Ａの反射光軸Ｏ１に沿って可動され、赤外レーザービームは、可動ミラー２１Ａの可動によってＹ方向に走査される。
この実施例３によれば、レーザー光源２の個数を増やさなくとも、走査手段３の構造の簡単化を図ることができる。
【００３２】
（実施例４）
ここでは、空中可視像形成装置１は、図９に示すように、ドーム２２内の空中に可視像を形成するもので、符号２３はそのドーム２２を構成する隔壁である。  空中可視像形成装置１のレーザー光源２には、実施例１と同様に赤外レーザー光源を用いても良いが、ここでは、不可視域のレーザービームを出射するレーザー光源として紫外域のレーザービームを出射するレーザー光源を用いる。このレーザー光源には、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧのＦＨＧ、すなわち、第４次高調波（波長２６６ｎｍ）を用いる。
【００３３】
ドーム２２は隔壁２３によって外部と内部とが仕切られ、そのドーム２２の内部は真空ポンプ装置２４によって空気が抜かれ、空気の代わりにリザーバー２５から供給された希ガスに置換され、ドーム２２内の希ガスの圧力は１気圧以下に減圧されている。その希ガスにはアルゴン、ネオン、クリプトンが用いられる。隔壁２３には可視光を透過しかつ紫外域のレーザービームを吸収する特性を有する材料、例えば、アクリル樹脂材料に紫外線吸収コート膜を形成したものを用いることができる。
【００３４】
そのレーザー光源２、走査手段３、制御手段５の作用は実施例１と同様であり、ドーム２２内には希ガスが封入されているので、レーザー光源２としては高出力の用いなくとも、希ガスの分子・原子の電離エネルギーよりも大きな光子エネルギーを有するものを用いれば良く、紫外線域の低出力のレーザー光源を用いても、可視像形成予定箇所１３に存在する気体をプラズマ発光させることができる。
【００３５】
希ガスがネオンの場合には、紫外線域のレーザービームにより可視像形成予定箇所１３に存在する気体がピンクに発光し、希ガスがアルゴンの場合には、青色に発光し、希ガスがプラズマ状態となったときに希ガスに固有の発光色で発光し、これによって、空中にカラーの可視像を立体的に描くことができる。
なお、レーザー光源としては、多光子吸収を生じさせる赤外レーザー光源を用いることもでき、要は、希ガス分子原子を発光させるに足る光子エネルギーを生成できるものであれば良い。この赤外レーザー光源を用いた場合には、隔壁２３には赤外レーザーを吸収するものを用いる。
【００３６】
また、なお、ここでは、ドーム２２の内部に希ガスを封入することにしたが、ドーム２２の内部に窒素ガス、酸素ガスを減圧して封入する構成とすることもできる。
この実施例４の場合には、レーザービームの走査軌跡を認識させることなく、空中にカラーの可視像を立体的に描くことができる。
【００３７】
（実施例５）
図１０は、不可視域のレーザービームを発生するレーザー光源２と可視域のレーザービームを発生するレーザー光源２６とを同軸にして走査手段３に導く構成を示す図である。
可視域のレーザー光源２６にはＮｄ：ＹＡＧレーザーのＳＨＧ（波長５３２ｎｍ又は４７３ｎｍ又は６６０ｎｍ）、Ｈｅ−Ｎｅレーザー、Ａｒレーザーを用いることができるが、ここでは、そのレーザー光源２６は緑色（Ｇ）のレーザービームを出射するものとする。
このレーザー光源２６は制御手段５によりレーザー光源２と同期して間欠的に発振される。
【００３８】
レーザー光源２には、炭酸ガス（ＣＯ２）レーザー、Ｎｄ：ＹＡＧレーザーを用いる。レーザー光源２と回転ミラー７との間には、ダイクロイックミラー２７が設けられ、このダイクロイックミラー２７は不可視域のレーザービームを透過し、緑色波長域のレーザービームを反射する光学特性を有する。
【００３９】
レーザー光源２からの不可視域のレーザービームとレーザー光源２６からの可視域のレーザービームとはダイクロイックミラー２７により同軸とされて、走査手段３に導かれ、この走査手段３によりＸＹ方向に走査される。
レーザー光源２の出力パワーは、描画予定箇所１３に存在する気体を急加熱してその描画予定箇所に屈折率のゆらぎを生じさせる程度のものであれば十分である。
【００４０】
屈折率の揺らぎが生じた描画予定箇所１３に可視域のレーザービームが当たると、可視域のレーザービームが散乱され、この散乱によりその描画予定箇所１３に輝点が生じる。
その不可視域のレーザービームと可視域のレーザービームとを同時に照射して、各描画予定箇所１３ａ〜１３ｅに散乱に基づき発生する散乱輝点の軌跡を時系列的に描くことにより、輝点の時系列的な残像現象として空中に可視像が描かれる。
【００４１】
この可視像を描くために、制御手段５は、各レーザー光源２，２６の発振タイミングと、走査手段３の走査タイミングと、駆動装置１２の駆動タイミングとを制御する。
この実施例によれば、大気の空中にカラーの可視像を三次元的に描くことができる。
【００４２】
（変形例）
図１１は不可視域のレーザービームを発生するレーザー光源２と、Ｒ色のレーザービームを出射する赤色レーザー光源２８と、Ｇ色のレーザービームを出射する緑色レーザー光源２９と、Ｂ色のレーザービームを出射する青色レーザー光源３０とを同軸にして走査手段３に導く構成を示す図である。
【００４３】
レーザー光源２と走査手段３との間には、ダイクロイックミラー３１、３２、３３が設けられている。
ダイクロイックミラー３１は不可視域のレーザービームを透過しかつ赤色レーザービームを反射する反射特性を有する。
【００４４】
ダイクロイックミラー３２は不可視域のレーザービームと赤色レーザービームとを透過しかつ緑色レーザービームを反射する特性を有する。
ダイクロイックミラー３３は不可視域のレーザービームと赤色レーザービームと緑色レーザービームとを透過しかつ青色レーザービームを反射する特性を有する。
【００４５】
各レーザービームはそのダイクロイックミラー３１、３２、３３により同軸とされて、走査手段３に導かれ、この走査手段３により走査されて空中に可視像が描かれる。
その各レーザー光源２８、２９、３０の発振タイミングとその発振停止とは制御手段５によって制御され、これによって、所望のフルカラーの可視像が空中に描かれる。
【００４６】
（実施例６）
図１２は集光光学系４を凸面鏡３４と凹面鏡３５とから構成し、各レーザー光源の２、２６のレーザービームを凸面鏡３４により拡散させ、その凸面鏡３４により拡散されたレーザービームを凹面鏡３５により可視像形成予定箇所１３に集光させる構成としたものであり、凹面鏡３５には各レーザービームを透過させる透過窓３６が形成されている。
【００４７】
その凸面鏡３４の曲率半径と凹面鏡３５の曲率半径、その凸面鏡３４と凹面鏡３５との位置関係はレーザー光源２から像形成予定箇所１３までの距離、すなわち、装置本体から可視像形成予定箇所１３までの距離を設定する。
このものによれば、装置本体から可視像形成予定箇所１３までの距離の遠方化を図ることができる。
以上、各実施例では、集光光学系４を設ける構成としたが、自己収束作用を有する不可視域のレーザービームを発射するレーザー光源を用いることも考えられる。
【００４８】
【発明の効果】
以上この発明によれば、レーザー光の走査軌跡を意識させることなく、空中に可視像を描くことができる。
また、空中にスクリーンを形成することなく、所望の色の可視像を描くことができる。
この可視像は二次元だけでなく、三次元的にも描くことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の空中可視像形成装置の第１実施例を示す概要図である。
【図２】
空中に可視像を時系列的に形成する状態を説明するための説明図である。
【図３】
残像現象として空中に形成された可視像の静止状態を示す図である。
【図４】
空中可視像形成装置を建築構造物に設置した状態を示す外観図である。
【図５】
本発明の空中可視像形成装置の第２実施例を示す概要図である。
【図６】
図５に示す空中可視像形成装置の側面図である。
【図７】
本発明の空中可視像形成装置の第３実施例を示す概要図である。
【図８】
図７に示す空中可視像形成装置の側面図である。
【図９】
本発明の空中可視像形成装置の第４実施例を示す概要図である。
【図１０】
本発明の空中可視像形成装置の第５実施例を示す概要図である。
【図１１】
図１０に示す空中可視像形成装置の変形例を示す概要図である。
【図１２】
本発明の空中可視像形成装置の第６実施例を示す概要図である。
【符号の説明】
１・・・空中可視像形成装置
２・・・レーザー光源
３・・・走査手段
４・・・集光光学系
５・・・制御手段
１３・・・可視像形成予定箇所（描画予定箇所）