СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ АЭРОЗОЛЬНОГО ПРОЕКЦИОННОГО ЭКРАНА Российский патент 2014 года по МПК H04N5/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к способу и устройству для формирования аэрозольного проекционного экрана, предназначенного для создания физически проницаемых изображений, в том числе в мультимедийных интерактивных дисплеях.

Уровень техники

Известны аэрозольные проекционные экраны, формируемые из аэродисперсной среды (аэрозоля), в частности, представляющие собой планарное облако тумана, подаваемого из сопел (выпускных каналов) генератора тумана. На сформированную плоскую поверхность экрана проецируется изображение со стороны, противоположной наблюдателю. Для уменьшения рассеивания облака тумана по мере удаления от выпускных каналов, приводящего к нарушению планарности экрана и снижению качества изображения, с обеих сторон облака тумана создают воздушные завесы, параллельные плоскости экрана (пат. США №5270752, опубл. 14.12.1993), либо облако тумана создают внутри ламинарного транспортирующего потока воздуха (пат. США №6819487, опубл. 16.11.2004), а у дальней по отношению к выпускным каналам границы экрана располагают устройство для всасывания воздушно-туманной смеси, позволяющее дополнительно стабилизировать экран.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является изобретение по пат. США №6857746, опубл. 22.02.2005, в котором предложено формирование аэрозольного проекционного экрана путем введения потока аэрозоля в ламинарный транспортирующий поток воздуха.

Характерной особенностью существующих технических решений для формирования аэрозольного проекционного экрана является ламинарный характер течения аэрозоля и транспортирующего воздуха, что позволяет ограничить расход материала для формирования экрана и обеспечить приемлемую оптическую однородность экрана, но отрицательно сказывается на устойчивости экрана при поперечном движении окружающего воздуха. Ламинарный характер течения аэрозоля также снижает устойчивость экрана при введении в область экрана каких-либо предметов, что существенно ограничивает возможности использования такого аэрозольного экрана в интерактивных системах управления и ввода информации. Кроме того, в указанных изобретениях плоскость аэрозольного экрана ориентирована вертикально. Отчасти это является следствием особенностей конструктивного решения, отчасти - обусловлено ламинарным характером течения аэрозоля. Отсутствие возможности отклонять плоскость экрана от вертикали является недостатком, существенно ограничивающим возможности использования в электронных терминалах, которые из эргономических соображений в большинстве случаев имеют наклонные экраны.

Кроме того, известной проблемой в существующих устройствах для формирования аэрозольного проекционного экрана является выпадение конденсата или агрегирование аэрозоля в крупные капли на стенках выпускных каналов, что препятствует прохождению потока аэрозоля через выпускные каналы и приводит к неоднородности оптических свойств формируемого экрана. При расположении такого устройства над формируемым экраном возможно падение капель вниз, что снижает удобство пользования экраном, особенно в интерактивных системах управления и ввода информации, где пользователь находится в непосредственной близости от экрана, а также приводит к необходимости применения впитывающих ковров или иных средств для удаления воды под экраном. Для предотвращения падения капель в патентной заявке WO2010069368, опубл. 24.06.2010, предложено использовать подвижное устройство, в котором образовавшиеся из потока аэрозоля капли высушиваются потоком воздуха, однако подобное устройство имеет сложную конструкцию и применимо только в крупноформатных дисплеях.

Раскрытие изобретения

Конструктивно-технологические решения, используемые в заявленном изобретении, обеспечивают формирование аэрозольного проекционного экрана, предназначенного для создания физически проницаемых изображений и пригодного для использования в интерактивных системах управления и ввода информации.

Устройство для формирования аэрозольного проекционного экрана содержит:

средство для подачи аэрозоля, предназначенное для создания потока аэрозоля со средним диаметром частиц дисперсной фазы менее 10 мкм в зоне формирования экрана, и

средство для подачи защитного потока воздуха, предназначенное для создания защитного потока воздуха с двух сторон потока аэрозоля,

при этом поток аэрозоля и защитный поток воздуха имеют неламинарный, локально-турбулентный характер течения вблизи препятствия на пути потока и числа Рейнольдса для упомянутых потоков вблизи выпускных отверстий находятся в диапазоне от 1300 до 3900.

Скорость потока аэрозоля и скорость защитного потока воздуха вблизи выпускных отверстий может составлять от 2 м/с до 6 м/с.

Ширина выпускного отверстия потока аэрозоля может составлять от 1 до 5 мм.

Ширина защитного потока воздуха в поперечном направлении с одной стороны потока аэрозоля может не менее чем вдвое превышать ширину защитного потока воздуха в поперечном направлении с другой стороны потока аэрозоля.

Выпускное отверстие для защитного потока воздуха может быть снабжено, по меньшей мере, одним отсекающим элементом.

Выпускное отверстие для защитного потока воздуха может быть снабжено со стороны, внешней по отношению к потоку аэрозоля, по меньшей мере, одним отклоняющим элементом с углом наклона, изменяемым в диапазоне от 45° до 90°.

Стенки выпускного канала потока аэрозоля могут иметь гидрофильное покрытие или могут быть выполнены из водопроницаемого материала.

Поток аэрозоля может иметь плоскую форму или форму, отличную от плоской.

Устройство для формирования аэрозольного проекционного экрана может содержать средство для активного подавления акустического шума.

Устройство для формирования аэрозольного проекционного экрана может содержать средство для автоматического регулирования скорости потока аэрозоля и скорости защитного потока воздуха.

Устройство для формирования аэрозольного проекционного экрана может содержать средство для автоматического регулирования плотности потока аэрозоля.

Устройство для формирования аэрозольного проекционного экрана может содержать средство для ароматизации воздуха.

Устройство для формирования аэрозольного проекционного экрана может применяться в мультимедийном интерактивном дисплее, при этом управление и ввод информации осуществляются посредством введения одного или нескольких пальцев и/или одной или нескольких ладоней в область аэрозольного проекционного экрана.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - дисплей с аэрозольным проекционным экраном.

Фиг. 2 - устройство для формирования аэрозольного проекционного экрана в поперечном разрезе.

Фиг. 3 - генератор аэрозоля в поперечном разрезе.

Фиг. 4 - отсекающие элементы.

Фиг. 5 - использование отклоняющего элемента для обеспечения наклона аэрозольного проекционного экрана.

Фиг. 6 - использование двух отклоняющих элементов для обеспечения меньшей толщины аэрозольного проекционного экрана.

Фиг. 7 - выпускные отверстия.

Фиг. 8 - схема образования пограничного слоя потока аэрозоля.

Фиг. 9 - зависимость эффективности рассеяния света от отношения диаметра частицы аэрозоля к длине световой волны.

Осуществление изобретения

Назначением изобретения является формирование аэрозольного проекционного экрана, предназначенного для создания физически проницаемых изображений, в том числе в мультимедийных интерактивных дисплеях.

На фиг. 1 представлен общий вид дисплея с аэрозольным проекционным экраном. Дисплей содержит устройство (10) для формирования аэрозольного проекционного экрана (40) в виде плоского облака аэрозоля, дисперсная фаза которого состоит, например, из капель (частиц) жидкости, т.е. в виде тумана, и проекционное устройство (30) для формирования изображения на аэрозольном проекционном экране.

На фиг. 2 представлен вид устройства для формирования аэрозольного проекционного экрана в поперечном разрезе в одном из вариантов осуществления изобретения. Устройство (10) для формирования аэрозольного проекционного экрана содержит средство (100) для подачи аэрозоля и средство (200) для подачи защитного потока воздуха. Средство (200) для подачи защитного потока воздуха содержит корпус (201) с боковыми стенками (204, 205), расположенными вдоль плоскости формируемого экрана, имеющими верхние части (202, 203) и нижние части (204, 205), при этом верхние части (202, 203) стенок имеют криволинейный профиль в поперечном сечении устройства (10) и сближаются друг с другом в направлении к верхней поверхности (206) корпуса (201), в которой выполнен проем (207) для выпуска защитного потока (210, 211) воздуха. Средство (100) для подачи аэрозоля расположено в корпусе (201) так, что образует с внутренними поверхностями верхних частей (202, 203) стенок корпуса (201) каналы (208, 209) для подачи защитного потока (210, 211) воздуха с выпускными отверстиями (215, 216) в проеме (207) верхней поверхности (206), образованными между каналом (107) выпуска аэрозоля и внешней стороной (217) проема (207). В корпусе (201) расположен один или нескольких нагнетательных вентиляторов (212), предназначенных для забора воздуха (213) из окружающего пространства через, по меньшей мере, одно заборное отверстие (214) в корпусе (201) и подачи его в каналы (208, 209).

Средство (100) для подачи аэрозоля содержит генератор (101) аэрозоля, контроллер (102) и датчик (103) скорости воздуха. Окружающий воздух (213) через, по меньшей мере, одно заборное отверстие (214) поступает внутрь корпуса (201) и далее в генератор (101) аэрозоля. По патрубкам (104) в генератор (101) аэрозоля подается среда (105) для формирования аэрозоля. В качестве такой среды может быть использована вода. Генератор (101) аэрозоля создает высокодисперсный аэрозоль (106) (например, «сухой» водяной туман), который поступает с заданной скоростью через выпускной канал (107), формируя поток (108) аэрозоля.

Вентиляторы (212) через воздуховоды в виде каналов (208, 209) подают воздух через выпускные отверстия (215, 216), формируя с обеих сторон потока (108) аэрозоля защитный поток (210, 211) воздуха, необходимый для защиты потока (108) аэрозоля от «размывания» по мере удаления от выпускного отверстия (134) вследствие трения, возникающего в граничном слое между потоком (108) аэрозоля и окружающим воздухом, и вследствие движения окружающего воздуха (ветер, сквозняк). В различных вариантах исполнения экранного модуля в качестве нагнетательных вентиляторов (212) используются один или несколько аксиальных, радиальных или тангенциальных вентиляторов. Для подачи воздуха возможно также использование компрессора.

На фиг. 3 представлена конструкция генератора (101) аэрозоля. Корпус (109) генератора выполнен с продольными боковыми стенками (110, 111), переходящими в верхней части в наклонные участки (112, 113), направленные навстречу друг другу. Наклонные участки (112, 113) совместно с внутренними поверхностями верхних частей (202, 203) стенок корпуса (201) образуют каналы (208, 209) для защитного потока (210, 211) воздуха. Внутри корпуса (109) генератора расположена камера (114) образования аэрозоля, нижней частью которой является резервуар (115) с разновысотными боковыми стенками (116, 117) и днищем (118). К более низкой стенке (117) резервуара примыкает продольная боковая стенка (119) камеры (114), а верхняя часть камеры (114) ограничена наклонным участком (112) корпуса (109) генератора. Камера (114) разделена наклонной перегородкой (120) на две области выше уровня (121) среды в резервуаре (115): область (122) образования аэрозоля и область (123) транспортировки аэрозоля, в которую выходит нижняя часть канала (107) выпуска аэрозоля. В генераторе (101) происходит распыление среды (105) и ее смешивание с воздухом с образованием аэрозоля (106).

Патрубки (104) обеспечивают подачу среды (105) к генератору (101) аэрозоля от средства для обеспечения среды (не показано) и отвод избытка среды для поддержания ее оптимального количества в резервуаре (115). Средство обеспечения среды предназначено для обеспечения генератора (101) аэрозоля средой (105), из которой формируется аэрозоль. В одном из вариантов осуществления изобретения средство обеспечения среды представляет собой средство для водоподготовки, подключаемое к водопроводной сети и обеспечивающее очистку, умягчение и обеззараживание воды. В другом варианте осуществления изобретения средство для обеспечения среды содержит емкость, вмещающую среду, для обеспечения работы устройства для формирования аэрозольного проекционного экрана без подключения к водопроводной сети. В еще одном варианте осуществления изобретения средство для обеспечения среды содержит средство для извлечения влаги из окружающего воздуха. В этом случае дополнительной функцией средства для обеспечения среды является управление влажностью воздуха в помещении, в котором установлено устройство, и поддержание ее на комфортном для человека уровне. Технические решения, примененные в средстве для обеспечения среды, известны в соответствующей области техники и их описание опущено. Управление подачей среды (105) в резервуар (115) осуществляется контроллером (102) на основании сигнала датчика (124) уровня среды.

В одном из вариантов осуществления изобретения для генерации высокодисперсного аэрозоля, например водного тумана, используются ультразвуковые генераторы (125), создающие в камере (114) туман со средним диаметром капель менее 10 мкм. В предпочтительном варианте осуществления изобретения рабочая частота ультразвуковых генераторов (125) выбирается таким образом, чтобы обеспечить формирование аэрозоля со средним диаметром частиц дисперсной фазы в пределах от 1 мкм до 1,5 мкм, что обеспечивает максимальный коэффициент рассеяния света видимого диапазона при прохождении сквозь аэрозольный экран и, соответственно, максимальную яркость проецируемого изображения. При использовании воды в качестве среды (105) для формирования аэрозоля рабочая частота ультразвуковых генераторов (125) должна составлять от 1,7 МГц до 10 МГц. Внутренний объем камеры (114) разделен наклонной перегородкой (120) с углом наклона (α) на область (122) образования аэрозоля и область (123) транспортировки аэрозоля. Оптимальная величина угла α определена экспериментально и в одном из вариантов осуществления изобретения составляет приблизительно 10°. При использовании ультразвуковых генераторов (125) в корпусе (109) генератора (101) аэрозоля с внутренней стороны наклонного участка (112) в области (122) образования аэрозоля выше перегородки (120) устанавливается отбойник (126), представляющий собой пластину особой формы, которая служит для предотвращения попадания крупных капель среды (105) из фонтанов, возникающих в области (122) над ультразвуковыми генераторами (125), в область (123) транспортировки аэрозоля. Форма поверхности отбойника (126) выбирается с учетом требования снижения аэродинамических потерь при движении аэрозоля внутри камеры (114).

В область (122) образования аэрозоля через воздуховод (128) подается воздух под давлением, причем конечная часть (129) воздуховода направлена в сторону резервуара (115). Генератор (101) аэрозоля может содержать нагнетательное средство, например, один или несколько вентиляторов (127), для обеспечения требуемого давления воздуха или использовать давление, создаваемое вентиляторами (212).

Из генератора (101) аэрозоль подается в область формирования аэрозольного экрана (40) через канал (107) выпуска аэрозоля. Канал (107) выпуска аэрозоля представляет собой удлиненную полую тонкостенную конструкцию с входной (нижней) частью (130) и выходной (верхней) частью (131), переходящими одна в другую в области переходного участка (132), причем стенки выходной части (131) образуют щелевой участок (133) канала выпуска аэрозоля, а стенки входной части (130) ниже переходного участка (132) расположены под углом (β) друг к другу, образуя участок канала (107) выпуска аэрозоля, сужающийся от кромки стенки входной части (130) к переходному участку (132), при этом выпускное отверстие (134) потока аэрозоля выходит в зону формирования аэрозольного экрана (40), а кромка стенки входной части (130) располагается в области (123) транспортировки аэрозоля. Величина угла β определяется соотношением геометрических размеров конструктивных элементов генератора (101). Внутренняя поверхность канала (107) выпуска аэрозоля имеет покрытие из гидрофильного материала (135), который служит для предотвращения образования крупных водяных капель вследствие конденсации водяного пара и агрегирования частиц водяного аэрозоля. Крупные капли, размер которых соизмерим с шириной щелевого участка (133) канала выпуска аэрозоля, способны нарушить течение аэрозоля в щелевом участке (133) канала выпуска аэрозоля и ухудшить пространственную и временную равномерность истечения потока аэрозоля (108) из выпускного отверстия (134). Сужающаяся кверху форма входной части (130) канала (107) выпуска аэрозоля обеспечивает дренирование воды по поверхности гидрофильного материала (135) в резервуар (115) под действием силы тяжести. Такая конструкция канала (107) выпуска аэрозоля обеспечивает требуемые параметры аэрозольного экрана (40) в диапазоне скоростей потока (108) аэрозоля от 2 м/с до 6 м/с. В другом варианте осуществления изобретения канал (107) выпуска аэрозоля выполнен из пористого водопроницаемого материала, обеспечивающего отвод воды образовавшихся капель со стенок щелевого участка (133) канала выпуска аэрозоля, при этом отведенная вода высушивается с внешней поверхности канала (107) выпуска аэрозоля потоком воздуха в каналах (208, 209) выпуска защитного потока воздуха. В одном из вариантов осуществления изобретения одна из стенок входной части (130) канала (107) выпуска аэрозоля является боковой стенкой (119) камеры (114).

Вентиляторы (127) через воздуховод (128) нагнетают воздух в область (122) образования аэрозоля, а из фонтанов, возникающих над ультразвуковыми генераторами (125), в область (122) образования аэрозоля попадает среда (105), в результате чего образуется аэрозоль, далее поступающий в область (123) транспортировки аэрозоля. Благодаря перегородке (120) и стенке (136) входной части (130) канала (107) выпуска аэрозоля на входе в область (123) транспортировки аэрозоля поток аэрозоля (106) ударяется о поверхность (121) среды таким образом, что в область (123) транспортировки аэрозоля поступает, преимущественно, аэрозоль со средним диаметром частиц дисперсной фазы менее 10 мкм. Из области (123) транспортировки аэрозоля гомогенный высокодисперсный аэрозоль (например, «сухой» водяной туман) проходит через канал (107) выпуска аэрозоля и поступает с заданной скоростью через выпускное отверстие (134) шириной не более 5 мм в область формирования аэрозольного экрана (40). Аэрозоль (106) может формироваться из среды (105), отличной от воды. Выбор среды (105) определяется условиями использования аэрозольного проекционного экрана (в помещении, на открытом воздухе) и способом формирования изображения (оптическая проекция видимого света, проекция инфракрасного, ультрафиолетового, когерентного или некогерентного излучения и другие виды проекции).

Помимо использования описанного выше ультразвукового генератора аэрозоля (небулайзера) в настоящем изобретении возможно применение генератора аэрозоля компрессионного типа (атомайзера), а также других видов генератора аэрозоля, например генератора аэрозоля конденсационного типа или генератора аэрозоля на основе форсунок.

Конструкция устройства (10) для формирования аэрозольного проекционного экрана предусматривает возможность управления скоростью аэрозоля на выходе из выпускного отверстия (134) и концентрацией частиц дисперсной фазы в аэрозоле посредством контроллера (102) путем изменения напряжения питания или управляющего сигнала, подаваемого на вентиляторы (127) и ультразвуковые генераторы (125). Управление указанными параметрами позволяет оптимизировать проекционные свойства аэрозольного экрана (яркость, контрастность и стабильность изображения) в зависимости от внешней освещенности, влажности воздуха в помещении и внешних воздействий, например от скорости поперечного движения окружающего воздуха (ветер, сквозняк). В одном из вариантов осуществления изобретения устройство (10) для формирования аэрозольного проекционного экрана содержит датчик (103) скорости воздуха, в соответствии с сигналом которого контроллер (102) путем управления вентиляторами (127, 212) регулирует скорость потока аэрозоля из выпускного отверстия (134) и скорость защитного потока воздуха (210, 211) из выпускных отверстий (215, 216) таким образом, чтобы отклонение аэрозольного экрана (40) от заданного положения под влиянием горизонтальных воздушных потоков не превышало заданной величины (например, 15°). Датчик (103) скорости воздуха может быть установлен на корпусе (201) или в любом другом подходящем месте и связываться с контроллером (102) известным проводным или беспроводным способом.

Выпускные отверстия (215, 216) со стороны канала (107) выпуска аэрозоля и с внешней стороны (217) проема (207) могут быть снабжены отсекающими элементами (218), которые представляют собой аэродинамические элементы и обеспечивают стабилизацию защитного потока (210, 211) воздуха за счет снижения воздействия горизонтальной составляющей скорости захватываемых потоков окружающего воздуха при выходе из выпускных отверстий (215, 216). На фиг. 4 показан один из возможных вариантов профиля отсекающих элементов (218).

В одном из вариантов осуществления изобретения поток (108) аэрозоля имеет плоскую форму. В другом варианте осуществления изобретения поток (108) аэрозоля имеет форму, отличную от плоской, например форму части стенки полого цилиндра, кривизна которой соответствует кривизне отверстия (134) выпуска аэрозоля. Возможна реализация и другой формы потока (108) аэрозоля, определяемой потребностями пользователя.

В одном из вариантов осуществления изобретения ширина защитного потока (210, 211) воздуха в поперечном направлении с одной стороны потока аэрозоля не менее чем вдвое превышает ширину защитного потока воздуха в поперечном направлении с другой стороны потока аэрозоля. Меньшая ширина защитного потока воздуха со стороны пользователя дополнительно обеспечивает уменьшение следа на изображении при введении в область экрана каких-либо предметов и способствует достижению компромисса между общей стабильностью аэрозольного экрана и его чувствительностью к движениям пользователя при управлении и вводе информации в одноточечном режиме (тачскрин), многоточечном режиме (мультитач), а также при жестовом управлении.

В одном из вариантов осуществления изобретения реализована возможность отклонения защитного потока (210, 211) воздуха от вертикали посредством, по меньшей мере, одного отклоняющего элемента (219), который вводится в защитный поток (210, 211) воздуха со стороны, внешней по отношению к потоку аэрозоля, как показано на фиг. 5. Отклонение защитного потока (210, 211) воздуха от вертикали позволяет отклонять проекционный аэрозольный экран (40), обеспечивая заданный угол γ в пределах от 45° до 90°, а также позволяет добиться уменьшения толщины потока аэрозоля и увеличения его плотности, что способствует повышению качества изображения. Отклоняющий элемент (219) представляет собой аэродинамический элемент, конструкция которого хорошо известна в аэродинамике. Для отклонения защитного потока (210, 211) воздуха от вертикали помимо отклоняющего элемента (219) могут быть использованы и другие известные технические средства.

В одном из вариантов осуществления изобретения реализована возможность обеспечения угла γ наклона аэрозольного экрана (40) в диапазоне от 45° до 90° как в направлении к пользователю, так и в направлении от пользователя либо сохранения его вертикальной ориентации посредством, по меньшей мере, двух отклоняющих элементов (219), расположенных с двух сторон потока (108) аэрозоля, как показано на фиг. 6. Применение двух или более отклоняющих элементов (219) при сохранении вертикальной ориентации аэрозольного экрана (40) позволяет добиться дополнительного уменьшения толщины потока аэрозоля и увеличения его плотности, что способствует повышению качества изображения.

Описанные выше технические решения позволяют получить на выходе из канала (107) выпуска аэрозоля гомогенный поток (108) аэрозоля со средним диаметром частиц дисперсной фазы менее 10 мкм, что обеспечивает высокую яркость, контрастность и стабильность изображения при относительно малой толщине аэрозольного экрана (приблизительно 5 мм) и небольшом расходе рабочей среды (105).

В одном из вариантов осуществления изобретения средство (200) для подачи защитного потока воздуха содержит средство для активного подавления акустического шума (не показано), предназначенное для снижения уровня акустического шума, вызванного работой вентиляторов и других механических частей устройства (10) для формирования аэрозольного проекционного экрана. Средство для активного подавления акустического шума состоит из акустического датчика, средства для обработки сигнала акустического датчика и акустического излучателя. Действие средства для активного подавления акустического шума основано на излучении акустического сигнала, амплитудные, частотные и фазовые характеристики которого зависят от шумовой обстановки и обеспечивают снижение уровня определенной части спектральных составляющих шума в определенной области пространства. Средство для активного подавления акустического шума может быть встроено в вентилятор (212) или размещено в корпусе (201) таким образом, чтобы снизить уровень шума в зоне нахождения пользователя. Технические решения, примененные в средстве для активного подавления акустического шума, известны в соответствующей области техники и их описание опущено.

В одном из вариантов осуществления изобретения устройство (10) для формирования аэрозольного проекционного экрана имеет модульную конструкцию, позволяющую легко изменять конфигурацию устройства в зависимости от потребностей пользователей. Например, базовая комплектация, в которую входят средство (100) для подачи аэрозоля и средство (200) для подачи защитного потока воздуха, может расширяться за счет добавления средства для активного подавления акустического шума, средства для автоматического регулирования скорости потока аэрозоля, защитного потока воздуха и плотности потока аэрозоля и средства для ароматизации воздуха.

Важным аспектом настоящего изобретения является выбор режима течения потока (108) аэрозоля, формирующего аэрозольный экран (40), и защитного потока (210, 211) воздуха. При малых скоростях (1 м/с и меньше), характерных для устройств существующего уровня техники, наблюдается ламинарное течение, которое обеспечивает лучшую по сравнению с турбулентным однородность аэрозольного экрана, а также позволяет уменьшить расход среды. Однако в этом случае стабильность аэрозольного экрана в значительной степени нарушается поперечными потоками внешнего воздуха (ветер, сквозняк). Кроме того, при введении в плоскость аэрозольного экрана (40) предмета, например пальца или ладони, над ним образуется область аэродинамической тени (так называемого следа) с заметно меньшей плотностью аэрозоля, в результате чего ухудшается качество изображения, спроецированного на данную область аэрозольного экрана.

Согласно [1], скорость u плоского ламинарного вертикального воздушного потока, обтекающего препятствие, ширина l которого много меньше ширины потока, на расстоянии x по горизонтали и y по вертикали от центра препятствия может быть найдена как

$$u=u_0{\left[\text{1}-\text{0}\text{,5}\left(erf\frac{x+\text{0}\text{,5}l}{cy}-erf\frac{x-\text{0}\text{,5}l}{cy}\right)\right]}^{\frac{\text{1}}{\text{2}}}$$ ,

где функция ошибок $$erft=\frac{\text{2}}{\sqrt{\pi }}{\displaystyle \underset{\text{0}}{\overset{t}{\int }}{e}^{-t^{\text{2}}}dt}$$ (t - любая величина или функция), u₀ - скорость невозмущенного потока на большом расстоянии по горизонтали от центра препятствия, с - экспериментальный коэффициент, равный 0,082.

Используя приведенное выше выражение, можно найти высоту следа за препятствием: при значении x, равном 0, значение u составляет 0,5u₀ на высоте над препятствием h, равном 8l, и значение u составляет 0,8u₀ на высоте над препятствием h, равном 18l. Таким образом, при ширине препятствия l = 2 см (палец человека) качество изображения будет заметно ухудшено в области высотой порядка 16 см и станет сравнимо с качеством изображения в невозмущенной части аэрозольного экрана лишь на высоте около 40 см над препятствием. По этой причине использование ламинарных потоков для формирования аэрозольного экрана при реализации интерактивного взаимодействия пользователя с аэрозольным экраном, при котором управление и ввод информации осуществляются посредством введения одного или нескольких пальцев и/или одной или нескольких ладоней в область аэрозольного экрана, весьма проблематично.

Высоту следа над введенным в область аэрозольного экрана предметом можно существенно уменьшить за счет локальной турбулентности, возникающей при обтекании препятствия потоком аэрозоля. В аэродинамике известно, что при обтекании цилиндра ламинарным потоком газа за цилиндром образуется турбулентный след при значениях числа Рейнольдса Re₁ > 2000, причем при Re₁ > 3500 размеры следа существенно уменьшаются и средняя скорость потока практически сравнивается с u₀ на расстоянии порядка двух-трех диаметров цилиндра от оси цилиндра [2, 3]. В данном случае число Рейнольдса вычисляется как

$${\mathrm{Re}}_1=\frac{\rho u_{0}d}{\eta }$$ ,

где ρ - плотность газа, η - его динамическая вязкость, d - диаметр цилиндра. Полагая, что форма пальца человека близка к цилиндрической, можно определить, что значению Re₁ = 3500 при диаметре цилиндра 2 см соответствует скорость невозмущенного потока аэрозоля u₀ ≈ 3 м/с. Таким образом, скорость u_ex истечения потока аэрозоля и защитного потока воздуха из выпускных отверстий должна удовлетворять условию

$$u_{ex}>3$$ (м/с).

Очевидно, что для более крупного препятствия (например, ладони) скорость истечения потока аэрозоля и защитного потока воздуха должна быть выше. Однако из практических соображений целесообразно ограничить ее значением приблизительно 6 м/с.

Другим важным аспектом настоящего изобретения является выбор ширины выпускного отверстия (134) потока аэрозоля (фиг. 7). Ширина b₁ выпускного отверстия (134) потока аэрозоля задает толщину потока (108) аэрозоля и характер его течения, которые в значительной степени определяют оптические характеристики аэрозольного проекционного экрана (40). Характер течения потока (108) аэрозоля в щелевом участке (133) канала (107) выпуска аэрозоля определяется числом Рейнольдса $${\mathrm{Re}}_2=\frac{\rho u{d}_h}{\eta }$$ , где d_h - гидродинамический диаметр щелевого участка (133), который для канала прямоугольного сечения размерами a × b₁ можно определить как $$d_h=\frac{2a{b}_1}{a+b_1}$$ , а при условии a >> b₁ - как d_h ≈ 2b₁. Для достижения наилучшего качества аэрозольного экрана, отсутствия размывающих изображение вихрей и пульсаций скорости потока аэрозоля необходимо, чтобы поток (108) аэрозоля в щелевом участке (133) был ламинарным, что имеет место при $$\mathrm{Re}<2300$$ ; отсюда получаем ограничение на ширину канала:

$$b_1\approx \frac{d_h}{2}=\frac{{\mathrm{Re}}_2\eta }{2\rho u}\Rightarrow b_1<\frac{1150\eta }{\rho u}$$ .

Чем большую толщину имеет поток (108) аэрозоля, тем более размытым представляется изображение с точки зрения наблюдателя, что становится особенно заметным вблизи краев экрана. В связи с этим величина b₁ должна быть минимально возможной. С другой стороны, для обеспечения гомогенного, близкого к ламинарному течения потока аэрозоля, необходимого для получения качественного изображения, поле вектора скорости потока аэрозоля на выходе из выпускного отверстия (134) должно быть как можно более однородным. Однако при уменьшении b₁ за счет образования вблизи стенок продольного щелевого участка (133) пристеночного пограничного слоя, толщина которого (δ) возрастает в направлении от начала щелевого участка (133), профиль скорости потока (108) аэрозоля изменяется и распределение скоростей по сечению канала становится неоднородным.

На фиг. 8 показана схема образования пограничного слоя при движении потока аэрозоля в прямоугольном канале. Однородный поток аэрозоля поступает в канал и его скорость по всему сечению одинакова. По мере продвижения потока в канале происходит затормаживание потока у поверхности канала с образованием пограничного слоя. Можно выделить следующие участки канала: участок I, называемый входным, в котором наряду с увеличивающимся пограничным слоем существует невозмущенное ядро потока; участок II, называемый участком изменения профиля скорости; и участок II, называемый участком стабилизированного потока. Очевидно, что для обеспечения как можно более однородного по скорости потока аэрозоля на выходе из выпускного отверстия (134), длина щелевого участка l₁ в направлении движения потока должна быть меньше длины участка I, для чего необходимо выполнение условия b₁ > 4δ_max, где δ_max - толщина пристеночного пограничного слоя на выходе из выпускного отверстия (134), которая согласно [4] может быть рассчитана как $${\delta }_{\max }=\sqrt{\frac{\eta l_1}{\rho u}}$$ , откуда

$$b_1>4\sqrt{\frac{\eta l_1}{\rho u}}$$ .

Объединяя это условие с условием, полученным выше, можно получить критерий, которому должна удовлетворять ширина щелевого участка (133) и равная ей ширина выпускного отверстия (134) канала выпуска аэрозоля (107):

$$4\sqrt{\frac{\eta l_1}{\rho u}}<b_1<\frac{1150\eta }{\rho u}$$ . (*)

Например, учитывая, что при температуре 25°С плотность воздуха ρ ≈ 1,18 кг/м³, а вязкость воздуха η ≈ 1,84·10^-5 Па·с, при u = 4 м/с и l₁ = 20 мм, критерий (*) дает следующий диапазон оптимальных значений b₁: 1,1 < b₁ < 4,5 (мм). В вариантах осуществления настоящего изобретения оптимальная ширина (b₁) выпускного отверстия (134) потока аэрозоля составляет от 1 до 5 мм.

В аэродинамике известно, что воздушную струю, истекающую в окружающую среду из прямоугольного отверстия длины a и ширины b (а > b), можно представить состоящей из трех участков, а именно: начального участка, участка плоской струи и участка компактной струи. В начальном участке существует ядро струи и скорость в центре струи равна скорости истечения. На последующих участках происходит утолщение пограничного слоя струи, состоящего из увлеченных частиц окружающей среды и заторможенных частиц самой струи, что приводит к «размыванию струи», т.е. к увеличению площади ее поперечного сечения и постепенному исчезновению ядра струи [1, 5].

Очевидно, что для проецирования изображения следует использовать именно начальный участок, т.к. именно на этом участке сохраняется практически неизменной ширина и скорость потока (108) аэрозоля, на который проецируется изображение. Следовательно, расстояние H от выпускных отверстий до противоположной им границы изображения не должно быть больше длины начального участка струи l₂, которая определяется меньшей стороной выходного отверстия и равна

$$l_2=\frac{b}{\sqrt{\pi }c}\approx \mathrm{6,88}b$$ ,

где с - экспериментальный коэффициент, равный 0,082 [1]. Таким образом, полагая l₂ ≥ H, можно получить условие для ширины выпускного отверстия (134): b ≥ 0,145H. Общая ширина (b) воздушного потока, содержащего поток (108) аэрозоля и защитный поток (210, 211) воздуха, составляет

$$b=b_1+2b_2+2b_3$$ ,

где b₂ - ширина выпускного отверстия (215, 216), b₃ - толщина стенок между выпускными отверстиями (215, 216) и выпускным отверстием (134). Следовательно, ширина выпускного отверстия (215, 216) защитного потока (210, 211) воздуха должна удовлетворять условию

$$b_2\ge \mathrm{0,0725}Н-b_1/2-b_3$$ .

Например, для H = 50 см, b₁ = 4 мм и b₃ = 1 мм расчет дает значение b₂ ≥ 31 мм.

Для обеспечения ламинарного характера течения воздуха и однородности поля скорости воздуха на выходе из выпускных отверстий (215, 216), эти отверстия необходимо разделять перегородками (220), расстояние между которыми удовлетворяет тому же критерию (*), что и ширина b₁ выпускного отверстия (134) потока аэрозоля.

Еще одним важным аспектом настоящего изобретения является выбор диаметра частиц аэрозоля и величины расхода среды.

Яркость изображения, спроецированного на аэрозольный экран, зависит от светового потока F₀, падающего на экран от проектора, и доли интенсивности света, рассеянной при прохождении сквозь экран $$k_{scat}=(F_0-F)/F_0$$ , где F - световой поток, прошедший сквозь экран без рассеяния. Из [6, 7] известно, что F подчиняется закону Бугера:

$$F=F_{0}e{}^{-{\gamma }_s{b}_1}$$ ,

где γ_s - коэффициент рассеяния, который для аэрозоля, состоящего из диэлектрических сферических частиц диаметра d и плотности ρ₁ с массовой концентрацией m, может быть найден согласно выражению

$${\gamma }_s=\frac{3mQ{}_{scat}}{2{\rho }_{1}d}$$ ,

где Q_scat - фактор эффективности рассеяния, являющийся функцией безразмерного параметра α_s, связывающего длину волны падающего света λ и диаметр частицы: $${\alpha }_s=\pi d/\lambda$$ . Зависимости $$Q_{scat}({\alpha }_s)$$ для аэрозолей с различными веществами диспергированной фазы могут быть найдены в литературе. В качестве примера на фиг. 9 показана зависимость $$Q_{scat}({\alpha }_s)$$ для водяного аэрозоля.

Объемный расход V среды, служащей для образования аэрозоля, может быть определен как

$$V=\frac{ma{b}_1{u}_{ex}}{{\rho }_1}=\frac{2d{\gamma }_{s}a{b}_1{u}_{ex}}{3Q_{scat}}=-\frac{2da{u}_{ex}\ln (1-k_{scat})}{3Q_{scat}}$$ . (**)

При неизменной величине падающего на аэрозольный экран светового потока F₀ яркость видимого изображения увеличивается при возрастании k_scat. Однако, как следует из выражения (**), увеличение k_scat приводит к увеличению расхода рабочей среды V, что снижает время автономной работы проекционного устройства и может привести к нежелательным последствиям, например к чрезмерному увеличению влажности воздуха в помещении.

Как показывают результаты экспериментов, приемлемая яркость изображения при использовании представленных на рынке компактных мультимедийных проекторов достигается при k_scat ≈ 0,3 для затемненных помещений и k_scat ≈ 0,5 для офисных помещений с освещенностью порядка 500 лк. В этих условиях выражение (**) позволяет рассчитать соответствующий расход рабочей среды при заданной ширине a аэрозольного экрана, скорости u истечения и диаметре d частиц аэрозоля.

Например, для a = 60 см, u_ex = 4 м/с и d = 3 мкм при использовании в качестве среды воды, расчет дает расход 9,3·10^-7 м³/с (3,3 л/час) для затемненных помещений и 1,8·10^-6 м³/с (6,5 л/час) для освещенных офисных помещений.

Выражение (**) позволяет также минимизировать расход рабочей среды при заданном $$k_{scat}$$ путем выбора оптимального диаметра d_opt частиц аэрозоля. Минимальному расходу V_min рабочей среды соответствует максимальное значение отношения $$Q_{scat}/d$$ . Аппроксимировав зависимость $$Q_{scat}({\alpha }_s)$$ полиномом и исследовав на экстремум отношение $$Q_{scat}/d$$ , можно определить оптимальный диаметр частиц аэрозоля d_opt, при котором достигается минимальный расход рабочей среды.

Например, для водяного аэрозоля, зависимость $$Q_{scat}({\alpha }_s)$$ для которого показана на фиг. 9, максимальное значение отношения $$Q_{scat}/d$$ достигается при $$d_{opt}\approx \mathrm{4,8}\lambda /\pi$$ . Для длины волны λ = 0,555 мкм, соответствующей наибольшей чувствительности человеческого глаза, d_opt ≈ 0,84 мкм. Соответствующий минимальный расход рабочей среды (воды) V_min при a = 60 см и u = 4 м/с равен 1,6·10^-7 м³/с (0,58 л/час) для затемненных помещений и 3,0·10^-6 м³/с (1,1 л/час) для освещенных офисных помещений.

В связи с вышеизложенным в предпочтительном варианте осуществления изобретения скорость истечения потока (108) аэрозоля и скорость истечения защитного потока (210, 211) воздуха рассчитаны таким образом, чтобы обеспечить приемлемое качество изображения при неламинарном, локально-турбулентном характере течения потока (108) аэрозоля, который будет наблюдаться вблизи какого-либо предмета, например пальца, введенного в область аэрозольного экрана. Наилучшее качество изображения на аэрозольном экране в условиях интерактивного взаимодействия с пользователем достигается на практике при скорости истечения потока (108) аэрозоля в пределах от 2 м/с до 6 м/с. Для используемой в изобретении геометрии выпускного отверстия (134) указанный диапазон скоростей соответствует диапазону чисел Рейнольдса от 1300 до 3900. Упомянутые скорости и геометрия обеспечивают эффект смыкания потока (108) аэрозоля и восстановления качественного изображения в пределах 1-5 см над введенным предметом (пальцем, несколькими пальцами и даже ладонью), что необходимо для управления и ввода информации в одноточечном режиме (тачскрин), в многоточечном режиме (мультитач), а также для жестового управления.

Техническим результатом, достигаемым в предложенном устройстве для формирования аэрозольного проекционного экрана, является повышение устойчивости аэрозольного экрана при поперечном движении окружающего воздуха и уменьшение следа на изображении при введении в область экрана каких-либо предметов за счет обеспечения локально-турбулентного характера течения потока аэрозоля вблизи препятствия на пути потока, применения отсекающих элементов и обеспечения ширины защитного потока воздуха в поперечном направлении со стороны пользователя не менее чем вдвое меньше ширины защитного потока воздуха в поперечном направлении со стороны потока аэрозоля, противоположной стороне пользователя; возможность наклона аэрозольного экрана за счет применения отклоняющих элементов; повышение однородности оптических свойств аэрозольного экрана и предотвращение падения капель за счет применения гидрофильного покрытия или водопроницаемого материала канала выпуска аэрозоля.

Дополнительными преимуществами заявленного изобретения являются: возможность автоматического изменения скорости движения и плотности потока аэрозоля, а также скорости защитного потока воздуха в зависимости от внешних условий (внешней освещенности, скорости поперечного движения окружающего воздуха, влажности воздуха в помещении и других), возможность ароматизации воздуха с быстрой сменой ароматов в зависимости от воспроизводимого мультимедийного контента и управляющих воздействий пользователей и возможность гибкого изменения конфигурации устройства для формирования аэрозольного проекционного экрана в зависимости от потребностей пользователя.

Устройства, средства, элементы и признаки, описанные в настоящем изобретении, могут сочетаться в различных вариантах осуществления, если они не противоречат друг другу. Описанные выше варианты осуществления настоящего изобретения приведены исключительно с иллюстративной целью и не предназначены для ограничения объема настоящего изобретения, определяемого формулой изобретения. Все разумные модификации, модернизации и эквивалентные замены в конструкции и принципе действия, выполненные в пределах сущности настоящего изобретения, входят в объем настоящего изобретения.

Непатентные источники

[1] Шепелев И.А. Аэродинамика воздушных потоков в помещении. М.: Стройиздат, 1978, 144 с.

[2] Гиргидов А.Д. Техническая механика жидкости и газа. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 1999, 395 с.

[3] Биркгоф Г., Сарантонелло Э. Струи, следы и каверны. М.: Мир, 1964, 467 с.

[4] Бреховский Л.М., Гончаров В.В. Введение в механику сплошных сред. М.: Наука, 1982, 337 с.

[5] Абрамович Г.Н. Теория турбулентных струй. М.: ЭКОЛИТ, 2011, 720 с.

[6] Грин Х., Лейн В. Аэрозоли - пыли, дымы и туманы. М.: Изд-во «Химия», 1972, 448 с.

[7] Райст П. Аэрозоли. Введение в теорию. М.: Мир, 1987, 280 с.

Предложены способ и устройство для формирования аэрозольного проекционного экрана, предназначенного для создания физически проницаемых изображений, в том числе в мультимедийных интерактивных дисплеях. Предложенное устройство содержит средство (100) для подачи аэрозоля, предназначенное для создания потока (108) аэрозоля со средним диаметром частиц дисперсной фазы менее 10 мкм в зоне формирования экрана, средство (200) для подачи защитного потока воздуха, предназначенное для создания защитного потока (210, 211) воздуха с двух сторон потока (108) аэрозоля, причем поток (108) аэрозоля и защитный поток (210, 211) воздуха имеют неламинарный, локально-турбулентный характер течения вблизи препятствия на пути потока, причем числа Рейнольдса для упомянутых потоков вблизи выпускных отверстий (134, 215, 216) находятся в диапазоне от 1300 до 3900. 17 н.п. ф-лы, 9 ил.

1. Устройство (10) для формирования аэрозольного проекционного экрана, содержащее
средство (100) для подачи аэрозоля, предназначенное для создания потока (108) аэрозоля со средним диаметром частиц дисперсной фазы менее 10 мкм в зоне формирования экрана, и
средство (200) для подачи защитного потока воздуха, предназначенное для создания защитного потока (210, 211) воздуха с двух сторон потока (108) аэрозоля,
отличающееся тем, что средство (100) для подачи аэрозоля и средство (200) для подачи защитного потока воздуха выполнены с возможностью создания соответственно потока (108) аэрозоля и защитного потока (210, 211) воздуха, числа Рейнольдса которых вблизи выпускных отверстий (134, 215, 216) находятся в диапазоне от 1300 до 3900.

2. Устройство (10) для формирования аэрозольного проекционного экрана, содержащее
средство (100) для подачи аэрозоля, предназначенное для создания потока (108) аэрозоля со средним диаметром частиц дисперсной фазы менее 10 мкм в зоне формирования экрана, и
средство (200) для подачи защитного потока воздуха, предназначенное для создания защитного потока (210, 211) воздуха с двух сторон потока (108) аэрозоля,
отличающееся тем, что средство (100) для подачи аэрозоля и средство (200) для подачи защитного потока воздуха выполнены с возможностью создания соответственно потока (108) аэрозоля и защитного потока (210, 211) воздуха, скорости которых вблизи выпускных отверстий (134, 215, 216) составляют от 2 м/с до 6 м/с.

3. Устройство (10) для формирования аэрозольного проекционного экрана, содержащее
средство (100) для подачи аэрозоля, предназначенное для создания потока (108) аэрозоля со средним диаметром частиц дисперсной фазы менее 10 мкм в зоне формирования экрана, и
средство (200) для подачи защитного потока воздуха, предназначенное для создания защитного потока (210, 211) воздуха с двух сторон потока (108) аэрозоля,
отличающееся тем, что средство (100) для подачи аэрозоля и средство (200) для подачи защитного потока воздуха выполнены с возможностью создания соответственно потока (108) аэрозоля и защитного потока (210, 211) воздуха, числа Рейнольдса которых вблизи выпускных отверстий (134, 215, 216) находятся в диапазоне от 1300 до 3900 и ширина (b₁) выпускного отверстия (134) потока аэрозоля составляет от 1 до 5 мм.

4. Устройство (10) для формирования аэрозольного проекционного экрана, содержащее
средство (100) для подачи аэрозоля, предназначенное для создания потока (108) аэрозоля со средним диаметром частиц дисперсной фазы менее 10 мкм в зоне формирования экрана, и
средство (200) для подачи защитного потока воздуха, предназначенное для создания защитного потока (210, 211) воздуха с двух сторон потока (108) аэрозоля,
отличающееся тем, что средство (100) для подачи аэрозоля и средство (200) для подачи защитного потока воздуха выполнены с возможностью создания соответственно потока (108) аэрозоля и защитного потока (210, 211) воздуха, числа Рейнольдса которых вблизи выпускных отверстий (134, 215, 216) находятся в диапазоне от 1300 до 3900, и средство (200) для подачи защитного потока воздуха выполнено с возможностью создания защитного потока (210) воздуха, ширина которого в поперечном направлении с одной стороны потока аэрозоля не менее чем вдвое превышает ширину защитного потока (211) воздуха в поперечном направлении с другой стороны потока (108) аэрозоля.

5. Устройство (10) для формирования аэрозольного проекционного экрана, содержащее
средство (100) для подачи аэрозоля, предназначенное для создания потока (108) аэрозоля со средним диаметром частиц дисперсной фазы менее 10 мкм в зоне формирования экрана, и
средство (200) для подачи защитного потока воздуха, предназначенное для создания защитного потока (210, 211) воздуха с двух сторон потока (108) аэрозоля,
отличающееся тем, что средство (100) для подачи аэрозоля и средство (200) для подачи защитного потока воздуха выполнены с возможностью создания соответственно потока (108) аэрозоля и защитного потока (210, 211) воздуха, числа Рейнольдса которых вблизи выпускных отверстий (134, 215, 216) находятся в диапазоне от 1300 до 3900, и средство (200) для подачи защитного потока воздуха содержит, по меньшей мере, одно выпускное отверстие (215, 216), снабженное, по меньшей мере, одним отсекающим элементом (218).

6. Устройство (10) для формирования аэрозольного проекционного экрана, содержащее
средство (100) для подачи аэрозоля, предназначенное для создания потока (108) аэрозоля со средним диаметром частиц дисперсной фазы менее 10 мкм в зоне формирования экрана, и
средство (200) для подачи защитного потока воздуха, предназначенное для создания защитного потока (210, 211) воздуха с двух сторон потока (108) аэрозоля,
отличающееся тем, что средство (100) для подачи аэрозоля и средство (200) для подачи защитного потока воздуха выполнены с возможностью создания соответственно потока (108) аэрозоля и защитного потока (210, 211) воздуха, числа Рейнольдса которых вблизи выпускных отверстий (134, 215, 216) находятся в диапазоне от 1300 до 3900, и средство (200) для подачи защитного потока воздуха содержит, по меньшей мере, одно выпускное отверстие (215, 216), снабженное со стороны, внешней по отношению к потоку (108) аэрозоля, по меньшей мере, одним отклоняющим элементом (219) с углом (γ) наклона, изменяемым в диапазоне от 45° до 90°.

7. Устройство (10) для формирования аэрозольного проекционного экрана, содержащее
средство (100) для подачи аэрозоля, предназначенное для создания потока (108) аэрозоля со средним диаметром частиц дисперсной фазы менее 10 мкм в зоне формирования экрана, и
средство (200) для подачи защитного потока воздуха, предназначенное для создания защитного потока (210, 211) воздуха с двух сторон потока (108) аэрозоля,
отличающееся тем, что средство (100) для подачи аэрозоля и средство (200) для подачи защитного потока воздуха выполнены с возможностью создания соответственно потока (108) аэрозоля и защитного потока (210, 211) воздуха, числа Рейнольдса которых вблизи выпускных отверстий (134, 215, 216) находятся в диапазоне от 1300 до 3900, и средство (100) для подачи аэрозоля содержит выпускной канал (107), стенки которого имеют покрытие из гидрофильного материала (135).

8. Устройство (10) для формирования аэрозольного проекционного экрана, содержащее
средство (100) для подачи аэрозоля, предназначенное для создания потока (108) аэрозоля со средним диаметром частиц дисперсной фазы менее 10 мкм в зоне формирования экрана, и
средство (200) для подачи защитного потока воздуха, предназначенное для создания защитного потока (210, 211) воздуха с двух сторон потока (108) аэрозоля,
отличающееся тем, что средство (100) для подачи аэрозоля и средство (200) для подачи защитного потока воздуха выполнены с возможностью создания соответственно потока (108) аэрозоля и защитного потока (210, 211) воздуха, числа Рейнольдса которых вблизи выпускных отверстий (134, 215, 216) находятся в диапазоне от 1300 до 3900, и средство (100) для подачи аэрозоля содержит выпускной канал (107), стенки которого выполнены из водопроницаемого материала.

9. Устройство (10) для формирования аэрозольного проекционного экрана, содержащее
средство (100) для подачи аэрозоля, предназначенное для создания потока (108) аэрозоля со средним диаметром частиц дисперсной фазы менее 10 мкм в зоне формирования экрана, и
средство (200) для подачи защитного потока воздуха, предназначенное для создания защитного потока (210, 211) воздуха с двух сторон потока (108) аэрозоля,
отличающееся тем, что средство (100) для подачи аэрозоля и средство (200) для подачи защитного потока воздуха выполнены с возможностью создания соответственно потока (108) аэрозоля и защитного потока (210, 211) воздуха, числа Рейнольдса которых вблизи выпускных отверстий (134, 215, 216) находятся в диапазоне от 1300 до 3900, и устройство (10) для формирования аэрозольного проекционного экрана имеет модульную конструкцию.

10. Устройство (10) для формирования аэрозольного проекционного экрана, содержащее
средство (100) для подачи аэрозоля, предназначенное для создания потока (108) аэрозоля со средним диаметром частиц дисперсной фазы менее 10 мкм в зоне формирования экрана, и
средство (200) для подачи защитного потока воздуха, предназначенное для создания защитного потока (210, 211) воздуха с двух сторон потока (108) аэрозоля,
отличающееся тем, что средство (100) для подачи аэрозоля и средство (200) для подачи защитного потока воздуха выполнены с возможностью создания соответственно потока (108) аэрозоля и защитного потока (210, 211) воздуха, числа Рейнольдса которых вблизи выпускных отверстий (134, 215, 216) находятся в диапазоне от 1300 до 3900, и устройство (10) для формирования аэрозольного проекционного экрана создает поток (108) аэрозоля, имеющий плоскую форму.

11. Устройство (10) для формирования аэрозольного проекционного экрана, содержащее
средство (100) для подачи аэрозоля, предназначенное для создания потока (108) аэрозоля со средним диаметром частиц дисперсной фазы менее 10 мкм в зоне формирования экрана, и
средство (200) для подачи защитного потока воздуха, предназначенное для создания защитного потока (210, 211) воздуха с двух сторон потока (108) аэрозоля,
отличающееся тем, что средство (100) для подачи аэрозоля и средство (200) для подачи защитного потока воздуха выполнены с возможностью создания соответственно потока (108) аэрозоля и защитного потока (210, 211) воздуха, числа Рейнольдса которых вблизи выпускных отверстий (134, 215, 216) находятся в диапазоне от 1300 до 3900, и устройство (10) для формирования аэрозольного проекционного экрана создает поток (108) аэрозоля, имеющий форму, отличную от плоской.

12. Устройство (10) для формирования аэрозольного проекционного экрана, содержащее
средство (100) для подачи аэрозоля, предназначенное для создания потока (108) аэрозоля со средним диаметром частиц дисперсной фазы менее 10 мкм в зоне формирования экрана, и
средство (200) для подачи защитного потока воздуха, предназначенное для создания защитного потока (210, 211) воздуха с двух сторон потока (108) аэрозоля,
отличающееся тем, что средство (100) для подачи аэрозоля и средство (200) для подачи защитного потока воздуха выполнены с возможностью создания соответственно потока (108) аэрозоля и защитного потока (210, 211) воздуха, числа Рейнольдса которых вблизи выпускных отверстий (134, 215, 216) находятся в диапазоне от 1300 до 3900, и устройство (10) для формирования аэрозольного проекционного экрана содержит средство для активного подавления акустического шума.

13. Устройство (10) для формирования аэрозольного проекционного экрана, содержащее
средство (100) для подачи аэрозоля, предназначенное для создания потока (108) аэрозоля со средним диаметром частиц дисперсной фазы менее 10 мкм в зоне формирования экрана, и
средство (200) для подачи защитного потока воздуха, предназначенное для создания защитного потока (210, 211) воздуха с двух сторон потока (108) аэрозоля,
отличающееся тем, что средство (100) для подачи аэрозоля и средство (200) для подачи защитного потока воздуха выполнены с возможностью создания соответственно потока (108) аэрозоля и защитного потока (210, 211) воздуха, числа Рейнольдса которых вблизи выпускных отверстий (134, 215, 216) находятся в диапазоне от 1300 до 3900, и устройство (10) для формирования аэрозольного проекционного экрана содержит средство для автоматического регулирования скорости потока (108) аэрозоля и скорости защитного потока (210, 211) воздуха.

14. Устройство (10) для формирования аэрозольного проекционного экрана, содержащее
средство (100) для подачи аэрозоля, предназначенное для создания потока (108) аэрозоля со средним диаметром частиц дисперсной фазы менее 10 мкм в зоне формирования экрана, и
средство (200) для подачи защитного потока воздуха, предназначенное для создания защитного потока (210, 211) воздуха с двух сторон потока (108) аэрозоля,
отличающееся тем, что средство (100) для подачи аэрозоля и средство (200) для подачи защитного потока воздуха выполнены с возможностью создания соответственно потока (108) аэрозоля и защитного потока (210, 211) воздуха, числа Рейнольдса которых вблизи выпускных отверстий (134, 215, 216) находятся в диапазоне от 1300 до 3900, и устройство (10) для формирования аэрозольного проекционного экрана содержит средство для автоматического регулирования плотности потока (108) аэрозоля.

15. Устройство (10) для формирования аэрозольного проекционного экрана, содержащее
средство (100) для подачи аэрозоля, предназначенное для создания потока (108) аэрозоля со средним диаметром частиц дисперсной фазы менее 10 мкм в зоне формирования экрана, и
средство (200) для подачи защитного потока воздуха, предназначенное для создания защитного потока (210, 211) воздуха с двух сторон потока (108) аэрозоля,
отличающееся тем, что средство (100) для подачи аэрозоля и средство (200) для подачи защитного потока воздуха выполнены с возможностью создания соответственно потока (108) аэрозоля и защитного потока (210, 211) воздуха, числа Рейнольдса которых вблизи выпускных отверстий (134, 215, 216) находятся в диапазоне от 1300 до 3900, и устройство (10) для формирования аэрозольного проекционного экрана содержит средство для ароматизации воздуха.

16. Применение устройства (10), охарактеризованного в любом из пп. 1-15, в мультимедийном интерактивном дисплее, при этом управление и ввод информации осуществляются посредством введения, по меньшей мере, одного управляющего элемента из группы, содержащей палец человека и ладонь человека, в область аэрозольного проекционного экрана (40).

17. Способ формирования аэрозольного проекционного экрана, включающий в себя следующие действия:
формируют аэрозоль (106) из среды (105),
создают поток (108) аэрозоля в зоне формирования экрана,
создают защитный поток (210, 211) воздуха с двух сторон потока (108) аэрозоля,
и отличающийся тем, что реализован устройством (10) для формирования аэрозольного проекционного экрана, охарактеризованным в любом из пп. 1-15.