(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を投影するための光散乱ボリューム／表面を作り出す方法であって、
可視スペクトルの入射光を散乱、反射および／または消散させない所定粒子サイズの２つの霧状粒子部分を作り出すことと、
前記２つの霧状粒子部分を対向方向から互いに向けて放出すること、を含み、
前記２つの霧状粒子部分が互いに衝突または接触することで凝集し、それによって、特定の空間領域内において、前記入射光が凝集粒子によって反射および／または消散される前記光散乱ボリューム／表面が出現し、前記２つの霧状粒子部分が凝集した直後に消散することにより前記光散乱ボリューム／表面が速やかに消滅する、前記光散乱ボリューム／表面を作り出す、方法。
【請求項２】
前記凝集粒子の濃度が最大値に到達する瞬間と同期して前記光散乱ボリューム／表面上に画像を投影することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記２つの霧状粒子部分は液体物質からなる液体微小滴を含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記液体微小滴は、衝突または接触時の接着および凝集を促進する所定の表面張力を有する、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記液体微小滴の粒子サイズは、４マイクロメートル以上１０マイクロメートル以下である、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記２つの霧状粒子部分は固体物質からなる固体粒子を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記固体粒子の粒子サイズは、４マイクロメートル以上１０マイクロメートル以下である、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記２つの霧状粒子部分は液体物質からなる霧または液体を含む、請求項１から５のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記２つの霧状粒子部分は、通常の昼光条件下において観察者に対し実質的に透明かつ不可視である蛍光または燐光物質から構成される、請求項１から５のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記２つの霧状粒子部分は、衝突または接触によって蛍光または燐光物質となる２つの異なる物質を含む、請求項１、２および請求項９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記凝集粒子を不可視スペクトルのレーザ・ビームを照射することで活性化させ、人間が視認可能な蛍光または燐光物質とすることを更に含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記２つの霧状粒子部分を正にまたは負に帯電させることで、それによって、凝集効率を増加させることを更に含む、請求項１から１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
前記凝集粒子を重力によって落下させ、または、前記凝集粒子に外力を加えることで加速および消散させることを更に含む、請求項１から１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
前記２つの霧状粒子部分は、衝突または接触によって香りを発する物質を含む、請求項１から１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
前記２つの霧状粒子部分は、衝突または接触によって発光する物質を含む、請求項１から１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
前記２つの霧状粒子部分は、レーザ・ビームの照射によって香りを発する物質を含む、
請求項１から１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
前記２つの霧状粒子部分は、レーザ・ビームの照射によって発光する物質を含む、請求項１から１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
画像を投影するための光散乱ボリューム／表面を作り出す装置であって、
可視スペクトルの入射光を散乱、反射および／または消散させない所定粒子サイズの２つの霧状粒子部分を作り出し、前記２つの霧状粒子部分を対向方向から互いに向けて放出するように構成された、２つの霧／スプレー発生器を含み、
前記２つの霧状粒子部分が互いに衝突または接触することで凝集し、それによって、特定の空間領域内において、前記入射光が凝集粒子によって散乱、反射および／または消散される前記光散乱ボリューム／表面が出現し、前記２つの霧状粒子部分が凝集した直後に消散することにより前記光散乱ボリューム／表面が速やか消滅する、前記光散乱ボリューム／表面を作り出す、装置。
【請求項１９】
前記凝集粒子の濃度が最大値に到達する瞬間と同期して前記光散乱ボリューム／表面上に画像を投影するように構成された投影手段を更に含む、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記凝集粒子に外力を加えることで加速および消散させるよう構成された加速手段を更に含む、請求項１８または１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記霧／スプレー発生器は、その噴霧部の仰角を回転調整するよう構成された枢支支持部を有し、
前記枢支支持部による前記仰角の調整を制御するよう構成された電子制御手段が与えられる、請求項１８から２０のいずれかに記載の装置。
【請求項２２】
前記霧／スプレー発生器は、前記霧／スプレー発生器全体の仰角を回転調整するよう構成された枢支支持部に支持されており、
前記枢支支持部による前記仰角の調整を制御するよう構成された電子制御手段が与えられる、請求項１８から２０のいずれかに記載の装置。
【請求項２３】
前記枢支支持部は、前記霧／スプレー発生器全体の方位角を更に回転調整するよう構成されている、請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記霧／スプレー発生器と前記投影手段とを搭載する回転プラットフォームを更に含む、請求項１９に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投影平面（スクリーン）または投影ボリュームを作り出すための方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、作り出された後に速やかに消滅する投影平面（スクリーン）または投影ボリュームを作り出すための方法および装置にする。
【背景技術】
【０００２】
投影スクリーンとは、通常、光を反射するか、または異なるタイプの散乱および／または吸収に起因して光ビームを可視化する表面のことを言う。特に、任意直径の球形粒子による光のミー散乱現象は、霧、ガス、液体、または特定の物質（雪、塵埃、またはこれらの類）を噴射することによって空気中に投影スクリーンを作り出すことを可能にする。
【０００３】
同様に、投影ボリュームとは、光を反射するか、または異なるタイプの散乱および／または吸収に起因して光ビームを３次元のパターンとして可視化する３次元オブジェクトのことを言う。
【０００４】
特に、特許文献１の中で開示されている３Ｄ表示システムは、背面投影スクリーンとしての霧または微小水滴の平面シートと、プロジェクタおよび視聴者の両目に３Ｄコンテントを投影および観覧させるのに適切な光学フィルタリング・メカニズムを使用する。スクリーンは、実質的に平面であり、観覧エリアに面するフロント表面および反対側のリア表面を有する。
【０００５】
特許文献２に開示された別のシステムにおいては、著者は、噴水を放出してプロジェクタが画像を投影する水霧を生み出すべく複数のノズルをアレンジすることを提案する。コントローラは、異なる時点でプロジェクタから異なる距離に画像が現われるようなシーケンスで水霧を生み出すべく、プロジェクタと、複数のノズルのうちの少なくとも１つを同期できる。さらにコントローラは、各ノズルの向きをコントロールして水面に関して水霧の平面を傾けることによって距離を変更できる。その種の設備は、大きな水溜（噴水または水泳プールまたはこれらの類）のための充分なスペースがあり、余分の湿分が周囲状況の改善さえもたらすとき、ホテル、遊園地、およびショッピングセンター等の公共場所について良好に機能できる。しかしながらこの種の解決策または特許文献１１内に開示された解決策は、３Ｄグラフィック・コンテントの投影およびそれとのインタラクションのためのポータブル・デスクトップ装置には適さない。
【０００６】
リアルな３Ｄディスプレイを開発するべくいくつかの努力が別の会社によってすでに行なわれている。しかしながら、いずれのテクノロジも限界を呈している。
【０００７】
たとえば、特許文献１５または特許文献４に記載されるヘリオディスプレイ空中投影システムは、実際に平面投影スクリーンを形成することが可能であり、したがって空気から凝縮された水霧の散乱表面上に単なる２Ｄ投影像を形成できる。とはいえ、ヘリオディスプレイの価格は、モデルＬの３９，０００米ドルからモデルＸＬの６６，０００米ドルまでの範囲にわたり、それはこのシステムの限定された機能に対応するものではない。
【０００８】
特許文献１３に開示されたシステムにおいては、降雪機の使用を伴って投影スクリーンを作り出すことが提案された。織布、ペイントされた木、金属、プラスチック、またはそのほかの固体物質等の種々の材料から製造された通常のスクリーンを摸することによって降雪が実質的に薄い平面シートで出力される。多くのこのほかのアプローチ（特許文献７、特許文献８、特許文献１０、特許文献１２）と同様に、平面散乱スクリーン表面を形成することによって、このシステムは、異なる観察角度から裸眼によって観察されるリアルな３Ｄ画像の表示が可能でない。
【０００９】
ホロダスト・システム（特許文献３）は、真の野外立体ディスプレイであり、迅速な赤外線レーザの掃引による限定されたボリュームにわたって確率論的に分散された塵埃粒子の検出、およびシミュレーションされる３Ｄモデルに対応する位置にある粒子（ボクセル）のみの第２の（色の）レーザ（不可視のそれと同軸）によるハイライト／「ライトアップ」に基づく。とはいえ、著者らは、ボリューム内に光散乱粒子を適切に浮遊させる方法ではなく、粒子を選択的に照明する方法により重きをおいている。それには、塵埃粒子を長さにおいて約０．５‐１．０ｍｍの比較的大きな織布の粒子（糸くず、羊毛、またはこれらの類）とし得ること、および通常の照明条件の下に粒子の雲が肉眼で可視となるべきでないことだけが述べられている。３Ｄ画像の品質はレーザ‐スキャン・ディスプレイのためのベクトル指向グラフィック描画方法（非特許文献２、特許文献１４）の使用によって有意に向上したかも知れないが、浮遊する粒子を作り出すためのプロトタイプに使用されるシステムは扱いにくく、コンパクトなフォームファクタでの製作に成功していない。
【００１０】
塵埃発生器に代えて、たとえば特許文献５、特許文献９または非特許文献１に開示されているとおり、何らかのほかの解決策を使用することも可能であろう。しかしながら、特許文献５および非特許文献１の技術は投影ボリュームを作り出すことが可能ではあるが、ホロダスト・システム（特許文献３）と同じく大型でかさばる。機能を限定して提案されている霧発生器のいずれかをコンパクトなフォームファクタの形で作成することが可能であったとしても、前述した特許に開示された方法は、新しく出現している多くの需要（たとえば特許文献１５）、を支持できない。なぜならば、全体のボリューム内の霧の濃度が高いほど３Ｄコンテントのより多くの部分が不明瞭になり、かつ歪められ、その一方、半透明な画像が互いにオーバーラップし、干渉することから、低濃度の霧は貧弱な解像度の原始的なグラフィックのみの表示を可能にする。
【００１１】
今日では、立体およびホログラフ画像を作成することをはじめ、観察者がディスプレイ・スクリーンを覗き込んだときに、眼鏡を必要とすることなく観察者が２つの裸眼で２つの異なる画像を知覚することを可能にする商業的なディスプレイ／モニタを製造する多くのテクニックおよび変形が存在する。しかしながら、３Ｄ画像としてオブジェクトを希薄な空気中に表示することが可能であり、かつ異なる観察角度から観察者が２つの裸眼を用いて異なるコンテントを観察できる霧／靄ベースのディスプレイは存在しない。多くの著者が３Ｄと主張するところの幻視画像は、実際、高濃度散乱スクリーン表面またはボリュームの『シェル』（外側層）にわたる平面（２Ｄ）画像投影を提示し、深さ的に複数の投影を同時に投影／反射することを可能にはしない。霧／靄／流体は、オーバーラップする画像と干渉するか、またはそれらの部分を不明瞭にする半透明な物質を提供する（前述した文献を参照）。
【００１２】
すでに実現されている解決策は、平面散乱スクリーン表面またはボリュームの濃度を増加し、かつ安定させることによって投影される平面画像の品質を改善することをねらいとしていた。しかしながら、散乱スクリーンがより安定になり、かつ透明度が低くなるほど、周知のテクニック（層流の放出を基礎とする）を用いて、散乱中心の空間的な位置を３Ｄボリュームの１つのスライスから別のスライスへ変更するために要する時間がより長くなる。複数の画像またはスライスのうちのいつかのシーケンスをオーバーラップおよび干渉することなく立体的な領域に表示するためには、非特許文献２、特許文献３、特許文献１４などに開示されている方法を使用してフレームがハイライトされた直後に散乱ボリューム／表面を消失させる必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】米国特許第８５６７９５４号明細書
【特許文献２】米国特許第８５１１８２８号明細書
【特許文献３】米国特許第６９９７５５８号明細書
【特許文献４】米国特許第６８５７７４６号明細書
【特許文献５】米国特許第６８１９４８７号明細書
【特許文献６】特開平０８―１１００６９号公報
【特許文献７】米国特許第５４４５３２２号明細書
【特許文献８】米国特許第５３６８２２８号明細書
【特許文献９】米国特許第５２７０７５２号明細書
【特許文献１０】米国特許第５２６５８０２号明細書
【特許文献１１】米国特許第５０６７６５３号明細書
【特許文献１２】米国特許第３３３４８１６号明細書
【特許文献１３】米国特許出願公開第２０１１／０２８５９６４号明細書
【特許文献１４】国際公開第２００８／１２６０１８号パンフレット
【特許文献１５】米国特許出願公開第２００４／０００１１８２号明細書
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】Ｐｌａｓｅｎｃｉａ  Ｄ．Ｍ．  他、「ＭｉｓＴａｂｌｅ：Ｒｅａｃｈ−ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｓｃｒｅｅｎｓ  ｆｏｒ  Ｔａｂｌｅｔｏｐｓ」、ＡＣＭ  ＣＨＩ  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｈｕｍａｎ  Ｆａｃｔｏｒｓ  ｉｎ  Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍｓ、２０１４年、ｐ．２４９３−３５０２
【非特許文献２】Ｈａｌａｂｉ  Ｏ．  他、「Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｖｅｃｔｏｒ−ｏｒｉｅｎｔｅｄ  ｇｒａｐｈｉｃ  ｄｒａｗｉｎｇ  ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  ｌａｓｅｒ−ｓｃａｎｎｅｄ  ｄｉｓｐｌａｙ」、Ｄｉｓｐｌａｙｓ、２００９年、第３０巻、ｐ．９７−１０６
【非特許文献３】「Ｌｉｇｈｔ  Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ」、インターネット＜URL：http://en.wikipedia.org/wiki/Light_scattering＞
【非特許文献４】Ｐａｚｈｉ  Ｄ．Ｇ．  他、「Ｂｓｉｃｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ｏｆ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｓｐｌａｙｉｎｇ」、モスクワ  Ｋｈｉｍｉｙａ（化学）出版社、１９８４年、ｐ．４７−５１
【非特許文献５】Ｇｕｅｔｔｌｅｒ  Ｃ．  他、「Ｎｏｒｍａｌ  Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎｓ  ｏｆ  Ｓｐｈｅｒｅｓ：Ａ  Ｌｉｔｅｒａｔｕｒｅ  Ｓｕｒｖｅｙ  ｏｎ  Ａｖａｉｌａｂｌｅ  Ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｓ」、２０１３、＜URL：http://arxiv.org/pdf/1204.0001.pdf＞
【非特許文献６】Ｈｕ  Ｋ．Ｃ．、博士学位論文「Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  Ｒａｔｅ  ａｎｄ  Ｓｍａｌｌ−Ｓｃａｌｅ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  ｏｆ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ  ｉｎ  Ｔｕｒｂｕｌｅｎｔ  Ｆｌｏｗｓ」、フロリダ大学、１９９８年
【非特許文献７】Ｓｏｄｈｉ  Ｒ．  他、「ＡＩＲＥＡＬ：Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ  Ｔａｃｔｉｌｅ  Ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｓ  ｉｎ  Ｆｒｅｅ  Ａｉｒ」、Ｊｏｕｒｎａｌ  ＡＣＭ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｇｒａｐｈｉｃｓ、２０１３年、第３２巻、第４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、上記のような課題を考慮してなされ、高速に消滅する光散乱ボリューム／平面（スクリーン）を作り出すための方法または装置を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の一つの態様は、画像等を投影するための高速消滅光散乱ボリューム／表面を作り出す方法であって、可視スペクトルの入射光を散乱、反射および／または消散させない所定粒子サイズの２つの霧状粒子部分を作り出すことと、前記２つの霧状粒子部分を対向方向から互いに向けて放出すること、を含み、前記２つの霧状粒子部分が互いに衝突または接触することで凝集し、それによって、特定の空間領域内において、前記入射光が凝集粒子によって散乱、反射および／または消散される前記高速消滅光散乱ボリューム／表面を作り出す、方法、を提供する。
【００１７】
本発明の別の態様は、画像等を投影するための高速消滅光散乱ボリューム／表面を作り出す装置であって、可視スペクトルの入射光を散乱、反射および／または消散させない所定粒子サイズの２つの霧状粒子部分を作り出し、前記２つの霧状粒子部分を対向方向から互いに向けて放出するように構成された、２つの霧／スプレー発生器を含み、前記２つの霧状粒子部分が互いに衝突または接触することで凝集し、それによって、特定の空間領域内において、前記入射光が凝集粒子によって散乱、反射および／または消散される前記高速消滅光散乱ボリューム／表面を作り出す、装置、を提供する。
【発明の効果】
【００１８】
上記の特徴により、高速に消滅する光散乱ボリューム／平面を作り出すための、コスト効果の高い方法または装置が提供される。高速消滅光散乱ボリューム／表面および適切なレーザ‐ベース画像形成テクニックを使用することで、異なる時点および異なる観察角度においてプロジェクタから異なる距離に現われる複数の瞬時的な画像が空中に表示されることを可能にし、
それにおいて、光散乱物質上の画像が互いに干渉することはない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１Ａ】スプレー／霧の２つの離散的な部分（雲に類似した部分）の衝突または接触に基づく高速消滅光散乱ボリュームの作成の基本（上向き）原理と、実施態様に係わる瞬時的画像のレーザ・プロジェクタの使用を図解している。
【図１Ｂ】図１Ａと同じ原理を図解しているが、霧の２つの離散的な部分を、微小滴が伝播する空間を限定する２つの立体角（または円錐）として条件付きで示している。その種の霧の画像は、ほかの図解中で簡明のために使用される。
【図２Ａ】加湿器アッセンブリの例示的なアレンジメントを図解している。反対側の対称な構成要素は示されていない。
【図２Ｂ】複数のカートリッジのような加湿器のアレイを使用して拡張された高速消滅光散乱ボリューム／表面を作り出す方法を図解している。反対側の対称な構成要素は示されていない。
【図３】実施態様に係わる高速消滅光散乱ボリュームの作成および瞬時的画像のレーザ・プロジェクタの代替（下向き）例を図解している。
【図４】実施態様に係わる高速消滅光散乱ボリューム作成の基本（上向き）原理および画像投影の時点における液滴サイズの濃度分布を図解している。
【図５】プロジェクタから異なる距離に現われる高速消滅光散乱ボリュームの空間的な位置の変位をコントロールする可能性および方法を図解している。
【図６Ａ】２つの加湿器のコントローラの機能ブロック図を図解している。
【図６Ｂ】図６Ａに関係する時間間隔のシーケンスの波形を図解している。
【図７Ａ】実施態様に係わるコントロール可能な時間遅延の結果として霧粒子の２つの対向する部分の予測される非弾性衝突／接触の空間的な位置からの可能性のある偏差を図解している。
【図７Ｂ】加湿器／ノズルの傾きのコントロールを通じて光散乱ボリュームの空間的な位置の偏差を補償する方法を図解している。
【図８】各瞬間に観察されることになる３Ｄコンテントまたは観察角度に関して光散乱ボリュームおよび画像投影システムを回転する可能性のある方法を図解している。
【図９】異なる時点および異なる観察角度においてプロジェクタから異なる距離に現われる複数の光散乱ボリュームおよび瞬時的な画像を空中に作り出す例示的な方法を図解している。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
実施態様は、スプレー／靄／霧／塵埃の光散乱表面／ボリュームが、織布またはそのほかの固体材料から作られる通常の投影スクリーンを摸することによって連続的に支持されるときに呈される問題を回避する。以下、添付図面を参照して実施態様を説明する。図面および説明においては、同一または類似する部品の参照に同一の参照番号が使用される。
【００２１】
レーザ発光に基づく瞬時的な画像表示テクニックは周知である（たとえば非特許文献２、特許文献３、特許文献１４）。しかしながら、空中に厳密に位置決めされなければならない高速消滅光散乱ボリューム／表面は、互いに干渉することのない複数の瞬時的画像を表示するために解決されるべき問題をいまだに呈する。
【００２２】
理論上は、散乱強度が、概して、波長に強く依存せず、むしろ粒子サイズに敏感であることが知られている（非特許文献３、非特許文献４）。光の波長より大きな粒子についてのミー散乱強度は粒子直径の平方に比例する。他方、非特許文献５および非特許文献６によれば、マイクロメートル‐サイズの粒子衝突は接着特性を示し、その結果、対にした２つの流れの衝突の間に、オリジナルの霧微小滴の直径より大きいサイズを有する凝集粒子のボリュームを出現し得る。
【００２３】
特許文献６は、コンパクトなサイズを有し、かつ必要な表面張力を有する水またはそのほかの液体物質の霧の部分および必要とされるマイクロメートル‐サイズの微小滴を特定の方向の所定の距離の空中に噴射できる超音波加湿器を開示している。また、そのほかにも、正確な空間的な位置にガス状物質の部分を届けることが可能な磁歪トランスデューサおよびそのほかの液体噴霧方法（非特許文献４）に基づくテクニック、および空気圧ジェット・システム（非特許文献７）に基づくテクニックが存在する。
【００２４】
放出された霧粒子は距離の増加とともに速度およびエネルギを失って消散する。とはいえ、霧の対向する部分の微小滴の容易な融合／合体を可能にすることによって、それらの衝突または接触が非弾性となり、光を効率的に反射および散乱するサイズまで増加するときの最適な霧／液体パラメータおよび対となる加湿器またはそのほかの噴霧システムの間の距離を割り当てることが可能である。
【００２５】
低いエネルギを有する凝集した微小滴は、直線路内または弾道軌道に沿った伝播を継続できなくなる。より濃度の高い霧は、重力に起因して落下するか、かつ／または消散する。とはいえ、非特許文献２または特許文献３に開示された方法は、２つの霧部分の衝突または接触の結果として凝集した微小滴の濃度が最大値に到達する瞬間に同期して可視コンテントを投影することを可能にする。
【００２６】
異なる時点および異なる観察角度においてプロジェクタから異なる距離に放射状の順序で順番に散乱スクリーンまたはボリュームを生成し、提示することが可能であり、
それにおいて、光散乱物質上の画像が互いに干渉することはない。
【００２７】
本発明によれば、投影スクリーンを摸する実質的に平面の霧または水微小滴のシートを形成する方法において、光散乱中心が連続および／または層流として供給される必要がない。それに代えて、光散乱ボリュームが、空中の正確な空間的な位置にあらかじめ定義済みの短い時間期間にわたって出現し、かつ霧粒子の衝突／接触および凝集が生じた直後に消失しなければならない。当該時間期間は、瞬時的な画像の画像形成およびそれの知覚に充分である必要があるが、正確な時間は、画像コンテントの複雑性および観察条件に依存する。
【００２８】
衝突または接触の結果、２つの雲／霧の部分／スプレーは、正確に平面の光散乱表面を形成できない。しかしながらそれは、非特許文献２または特許文献１４の観点からは、レーザ投影方法（特許文献３）にとっては必要とされない。とはいえ、光散乱ボリュームは、擬似平面形状を有することが可能であるか、または必要な場合に充分に厚くすることが可能であり、また光散乱ボリュームは、瞬時的な画像投影と同期されて可能な限りの非常に短い時間で存在しなければならない。散乱ボリュームの存在する時間は、雲および放出される霧／スプレー微小滴のサイズによって、また霧／スプレー物質の特性、特に表面張力によってあらかじめ定義され得る。
【００２９】
もちろん、本発明が、凝集した微小滴の重力の下における受動的な消散に限定されることはない。任意の適切なテクニックが、光散乱中心の消失および／または消散のプロセスを加速できる。たとえば、最上部から短い空気圧パルスを加えることで、光散乱ボリュームの消散を加速できる。
【００３０】
実質的に、放出される霧／スプレー微小滴のサイズは、凝集される光散乱中心のサイズの少なくとも約半分より小さい必要がある。したがって、凝集される微小滴は、放出される霧／スプレー微小滴より４倍の強さで光を散乱することになる。すなわち、放出される霧／スプレー微小滴は、実質的に透明であり、観察者に不可視である。合体効率を増加させるために、微小滴の部分がメッシュ・トランスデューサの表面を出るときに、それらを正および負に帯電させることができる。
【００３１】
図１Ａは、スプレー／霧の２つの離散的な部分（雲に類似した部分）１０６および１０８の衝突または接触の結果として出現する高速消滅光散乱ボリューム１１０を上向きの方向で作り出す基本原理と、実施態様に係わる瞬時的画像のレーザ・プロジェクタ１１２の使用を図解している。２つの加湿器１０２および１０４が、対向する方向から霧／スプレーの２つの離散的な部分１０６および１０８を互いに向けて放出できる。加湿器１０２および１０４は、霧／スプレー発生器として機能する。しかしながら、以降は図解の簡明のために、霧部分の図は、微小滴が伝播する空間を限定する立体角（円錐）として条件付きで示される（図１Ｂ）。
【００３２】
高速消滅光散乱ボリューム１１０は、所定の空間的な位置に、所定の短い時間期間にわたって出現し、凝集した粒子の濃度が最大値に到達する瞬間と同期して高速消滅光散乱ボリューム１１０上にレーザ・プロジェクタ１１２から可視コンテントが投影される。
【００３３】
高速消滅光散乱ボリューム１１０は、その後速やかに、凝集した微小滴が重力で落下して消散する。これに加えて・代えて、上部から短い空気圧パルスを加えることでも、光散乱ボリュームの消散を加速できる。
【００３４】
スプレー／霧の２つの離散的な部分１０６および１０８は、衝突／接触による接着および凝集、あるいはレーザ・ビームの照射によって香りを発する成分が含まれていてもよい。
【００３５】
スプレー／霧の２つの離散的な部分１０６および１０８は、衝突／接触による接着および凝集、あるいはレーザ・ビームの照射によって発光する成分が含まれていてもよい。
【００３６】
所定の方向に部分的な噴霧ができるようにするには加湿器１０２を異なる設計および構造とする必要が有るが、カートリッジの外形をたとえば図２Ａに示されているようなあるいは別の形状とすることは、設計能力のある当業者にとって明らかである。
【００３７】
加湿器１０２および１０４が液体物質のための特別な容器を含んでもよいし、または容器が放出器１０２Ａおよび１０２Ｂ（メッシュ・トランスデューサを備える噴霧部）から分離可能であってもよい。拡張された光散乱ボリューム／表面を作り出すために、たとえば図２Ｂに示されているとおりにいくつかの加湿器をアレイ状に組み立てることができる。
【００３８】
図３は、加湿器１０２および１０４の下向き方向で高速消滅光散乱ボリューム１１０を作り出す代替例を図解している。
【００３９】
図３において、微小滴が伝播する空間を限定する立体角（円錐）を塗りつぶした（色付き）の濃度は、実施態様による画像投影の時点における実際の液滴サイズの濃度分布を反映してはいない。したがって図４の上端のグラフ１１４が、衝突／接触位置からの距離の関数として霧濃度が迅速に低下することを図解している。
【００４０】
加湿器１０２および１０４は、図５に示されているとおり、所定の開始時間シフト１１６を伴って順次起動できる。そのような場合においては、霧の２つの部分１０６および１０８による衝突／接触１１０の空間的な位置を変更することが可能である。図６Ａは、実施態様によるそのような場合のためのコントローラの機能ブロック図を図解している。
【００４１】
特に、約１００ｋＨｚの共振周波数にて超音波トランスデューサを励振させることを意図した２つの霧発生器１２４および１３０のコントローラ１１８は、４つのタイマー１２０、１２２、１２６、および１２８からなる。
【００４２】
タイマー１２０は基準時間間隔Ｔ１（図６Ｂ）を維持し、それに関してタイマー１２６はタイマー１２８の開始をシフトすることが可能であるが、タイマー１２２の開始は固定されている。したがって、間隔Ｔ４は、霧粒子の２つの部分の衝突または接触が生じることになる空間的な位置を定義することによって間隔Ｔ３に関してシフト可能である。時間間隔Ｔ２およびＴ４の持続時間は、加湿器１０２および１０４によって放出される霧粒子の部分１０６および１０８（図５）を定義する。
【００４３】
霧発生器１２４および１３０の時間シフト起動（開始）は、加湿器１０２と１０４の間の長さ方向に沿った衝突／接触位置に影響を与えるだけでなく、霧粒子の２つの部分の垂直速度成分の間の差によって生じる垂直方向における小さい偏差１３２（図７Ａ）にも影響を与える。
【００４４】
放出方向を調整可能にすることによってその種の偏差を補償できる（図７Ｂ）。たとえば、ボイスコイル線形アクチュエータを使用することで、高速かつ正確に加湿器１０２／１０４の傾きを調整することができる。ボイスコイル線形アクチュエータは、電子手段でコントロールできる。各種の形式および態様、例えば、圧電式、磁歪式、電磁式（ボイスコイル）、空気圧式、油圧式、絶縁エラストマー式などのアクチュエータを用いることができる。
【００４５】
それに加えて、加湿器１０２／１０４の傾斜が調整可能であると、光散乱ボリュームの傾斜が任意に変更可能となるので、画像形成システムの機能を拡張できる。
【００４６】
加湿器１０２／１０４は、回転可能な支持部（不図示）の上に支持され、その仰角および／または方位角が調整されてもよい。あるいは、加湿器１０２／１０４の放出器１０２Ａ／１０４Ａ（メッシュ・トランスデューサを備える噴霧部）が回転可能な支持部（不図示）の上に支持されてもよい。この回転可能な支持部は、電子手段によってその仰角および／または方位角が調整されてもよい。
【００４７】
加湿器１０２および１０４、および支持部１３８を伴ったレーザ・プロジェクタ１１２は、回転プラットフォーム１３６上に搭載することが可能であり、瞬時的な画像の観察角度の調整を可能にすることによって時計方向および反時計方向に回転できる（図８）。
【００４８】
プラットフォームの回転に代えて、または回転の能力に加えて、複数対の加湿器（１０２、１０４）および／またはレーザ・プロジェクタ１１２を図９に示されているとおり、プラットフォーム１３６上に搭載することが可能であり、それにおいてはプロジェクタ１１２が同一または異なるコンテント、具体的な特徴、または瞬時的な画像の部分を表示できる。
【００４９】
しかしながら、本発明は、単一プラットフォーム上に搭載される対の加湿器の特定の数および水平アレンジメントに限定されない。底面のプラットフォームが、それの上方に対向する対となる部分を有することが可能である。すなわち、図１および図３に示されている方法の組合せを使用して光散乱ボリュームを同様に形成できる。
【００５０】
それに加えて複数の加湿器の調整可能な傾斜が、擬似平面の光散乱ボリューム／表面だけでなく、周知のテクニックのいずれを用いても実現できない特に複雑な『霧タイル』のレリーフ／パターンの形成も可能にする。
【００５１】
いくつかのタイルをほかのタイルの上に生じさせること、反対の方向に傾斜させることが可能であり、それらのコンテントおよび空間パラメータ（位置、向き）を動的に変更することが可能である。
【００５２】
本発明は、様々な態様で実現できる。
好ましい態様を以下に列挙する。
【００５３】
本発明は、画像のシーケンスを投影するための高速消滅光散乱ボリュームを作り出す方法であって、可視スペクトルの光の効率的な散乱および／または反射／消散が可能でない所定サイズの粒子の２つの部分（雲）を作り出すことと、２つの対向する方向から互いに向けて最適上下角でそれらの２つの粒子の部分（雲）を放出することと、特定の空間領域内において前記粒子の衝突／接触状態を作り出し、可視スペクトルの光の散乱および／または反射／消散を可能にするべく散乱中心のサイズを増加させるためそれらを合体させることと、を包含する、方法を提供する。
当該方法が、さらに、凝集した粒子の濃度が最大値に到達する瞬間と同期して光散乱ボリューム上に可視コンテントを投影することと、時間的なパラメータおよび、霧／スプレー発生器および画像投影手段等の電子構成要素の同期をコントロールすることと、を包含してもよい。
【００５４】
本発明において、粒子の２つの部分（雲）は液体物質から形成してもよい。
【００５５】
本発明において、粒子は、衝突／接触時の接着および凝集を促進する所定の表面張力を有する液体の微小滴を呈することが好ましい。
【００５６】
本発明において、微小滴のサイズは、可視光に影響を及ぼすほど充分小さく（たとえば、４〜１０マイクロメートル）であることが好ましい。すなわち微小滴の雲は、前記可視スペクトルの光の効率的な散乱または反射／消散が可能でないことが好ましい。
【００５７】
本発明において、粒子の２つの部分（雲）は、固体物質から形成してもよい。
【００５８】
本発明において、固体粒子のサイズは、可視光に影響を及ぼすに充分小さく（たとえば、４〜１０マイクロメートル）であることが好ましい。すなわち粒子の雲は、前記可視スペクトルの光の効率的な散乱または反射／消散が可能でないことが好ましい。
【００５９】
本発明において、粒子の２つの部分（雲）は、霧または液体のスプレーを呈することが好ましい。
【００６０】
本発明において、粒子の２つの部分（雲）は、通常の昼光条件下において観察者に対し実質的に透明かつ不可視である蛍光または燐光物質を含んでもよい。
【００６１】
本発明において、液体の粒子の２つの部分は、衝突または接触に起因して融合されるかまたは接触する２つの異なる物質を呈し、活性化されると蛍光または燐光発光できる新しい物質を生み出すようにしてもよい。
【００６２】
本発明において、凝集された粒子の前記物質は、不可視スペクトルを有するレーザ・ビームによって活性化されることが可能であり、蛍光または燐光は視覚的に（裸眼／肉眼によって）検出され得るようにしてもよい。
【００６３】
本発明において、２つの対向する方向からの粒子の２つの部分（雲）は、前記加湿器のメッシュ・トランスデューサの表面を離れるときに相応じて正および負に帯電されて合体効率を増加させるようにしてもよい。
【００６４】
本発明において、加湿器または別の、互いに向けて２つの対向する方向から前記粒子を放出する手段は、メッシュ・トランスデューサまたは（前記液体または固体物質のタンクを伴う）加湿器全体の最適上下角度の調整を可能にする枢支された支持部が追加されてもよい。すなわち前記枢支された支持部は、少なくとも垂直方向において前記加湿器の回転を提供し、その種の機能をコントロールする電子手段を含んでもよい。
【００６５】
本発明において、メッシュ・トランスデューサの最適上下角および方位角の調整を可能にする枢支された支持部は、その種の機能をコントロールし、かつ同期する電子手段を有してもよい。
【００６６】
本発明において、枢支された支持部を伴う少なくとも２つの加湿器および投影手段が回転プラットフォーム上に搭載され、それが観察者の場所に関して、またはほかの任意の方法でそれの位置のコントロールおよび同期を可能にする別の電子手段を有してもよい。
【００６７】
本発明において、枢支された支持部を伴う複数対の加湿器を、擬似平面光散乱表面／ボリュームを形成できる２つの対向するアレイに組み立てることができるようにしてもよい。
【００６８】
本発明において、複数対の加湿器は、『霧タイル』のそれぞれの空間パラメータが空中で動的に調整され得るとき（すなわち、たとえば、光散乱ボリュームが互いに関して異なる傾斜の角度およびプロジェクタからの距離を有する）『霧タイル』の複雑なレリーフ／パターンを形成できるようにしてもよい。
【００６９】
本発明において、凝集した微小滴または前記光散乱中心は、重力または前記光散乱ボリュームの消散を加速できる手段が追加されたシステムに起因して落下／消散するようにしてもよい。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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