演示系统及演示方法与流程

1.本发明涉及一种演示系统和演示方法，其可使泡沫的集合体等悬浮体悬浮于空中。


背景技术：

2.以往，作为利用泡沫进行预定的演示的装置，例如已知有专利文献1所记载的肥皂泡照明装置或专利文献2所记载的泡沫光雕投影系统。
3.专利文献1的肥皂泡照明装置，具备：容器，其储存肥皂液；肥皂泡产生单元，其用以对此容器内的肥皂液输入气体并使肥皂泡产生；以及光源，其对产生于此容器内的肥皂泡进行光照射。如此，在专利文献1中，点亮光源并对肥皂泡进行光照射，借此光会通过肥皂泡而扩散，因此散发出柔和的光芒，进而可在视觉上美丽地营造出作为展示的趣味。
4.专利文献2的泡沫光雕投影系统，具备：泡沫检测装置，其检测泡体所存在的位置及范围的至少一项；以及图像投影装置，其对检测到的泡体投影图像。在此系统中提案有例如将敦促使用泡体清洗手指的信息等作为投影图像进行投影，促使孩童等厉行洗手。
5.现有技术文献
6.专利文献
7.专利文献1：日本特开平8-287709号公报
8.专利文献2：日本特开2018-200393号公报


技术实现要素：

9.发明所欲解决的课题
10.但是，专利文献1及专利文献2所记载的装置，皆是预想在泡沫与容器或人的手指接触的状态下投影光或图像的装置，并无充分活用泡沫质量轻且能够悬浮的特性。于是，本发明的主要目的在于，提供一种崭新的演示系统和演示方法，其有效地活用泡沫等悬浮体的特性。
11.解决课题的技术方案
12.本发明的第一方面是涉及演示系统。本发明的演示系统具备旋风风扇以及悬浮体的供给装置。旋风风扇是包含多个送风机而构筑成的系统。旋风风扇构成为多个送风机分别进行送风，以使在被多个送风机的排气口围绕的演示空间内，于俯视下产生呈顺时针旋转或逆时针旋转的漩涡状的气流。包含于旋风风扇的送风机的数量为两具以上即可，优选为三具以上或四具以上。例如在送风机的数量为两具的情形下，将各排气口以从彼此的排气口排出的空气会交错的方式进行配置，借此可在演示空间内产生漩涡状的气流。又，例如在送风机的数量为四具的情形下，在演示空间的四个角落配置送风机的排气口，并以顺时针旋转或逆时针旋转的方式从各排气口排出空气，借此可在演示空间内产生漩涡状的气流。供给装置对以上述的方式产生漩涡状气流的演示空间内供给悬浮体。“悬浮体”是拥有乘着气流悬浮且随时间推移而消失(包括人眼无法辨识的现象)的性质(暂时性)的物体。悬
浮体的例子是泡沫、雾气(雾)、水蒸气、云及烟，但不限定于此。在本发明中，供给装置尤其优选为对演示空间内供给泡沫的气泡泵。如此，在本发明中，通过漩涡状的气流而会在演示空间的中央附近形成悬浮体(泡沫的集合体等)。又，亦能够使悬浮体悬浮。
13.本发明的演示系统优选为在演示空间的上方进一步具备一个或多个吸引口，所述一个或多个吸引口吸引由旋风风扇的各送风机所送风的空气。如此，通过在演示空间的上方设置吸引口，可在演示空间内产生龙卷风状的上升气流。借此，会较容易维持悬浮体的悬浮状态。
14.在本发明的演示系统中，多个送风机的吸气口优选为分别设置于吸引口的周围。如此，将送风机的吸气口设置于演示空间上方的吸引口的周围，借此可将从送风机的排气口排出的几乎所有量的空气自该送风机的吸气口进行吸气。如此使供给至演示空间内的风量与从演示空间排出的风量几乎相等，借此维持悬浮体(泡沫的集合体等)的悬浮状态的同时，容易使此悬浮体停留在演示空间内。
15.本发明的演示系统优选为进一步具备天花板风扇。天花板风扇是在演示空间的上方设有排气口，且从所述排气口朝向吸引口送风。如此，通过除了旋风风扇以外还设置天花板风扇，并朝向吸引口进行送风，可在吸引口附近破坏龙卷风状的上升气流的安定性。借此，可抑制悬浮体被吸进吸引口内。
16.本发明的演示系统优选为进一步具备地板风扇。地板风扇是在演示空间的地面附近设有排气口，并从此排气口在沿着地面的方向上送风。例如，地板风扇的排气口优选为设置于从地面算起高度1m以内。如此，除了旋风风扇以外还事先设置地板风扇，借此通过沿地面流动的风而可抑制悬浮体接触到地面。借此，会容易维持悬浮体的悬浮状态。
17.在本发明的演示系统中，供给装置也可是对演示空间内供给雾气的雾气喷雾装置。此情形下，也可以将雾气当作悬浮体处理。又，也能够将上述的气泡泵与雾气喷雾装置并用。此情形下，利用雾气的目的是提高演示空间内的湿度。亦即，对演示空间内供给雾气并提高演示空间内的湿度，借此可提高从气泡泵供给的泡沫的持续力。
18.本发明的演示系统优选为进一步具备感测器和控制部。感测器检测演示空间的状态及悬浮体的状态两者或任一者。感测器的例子为光感测器(例如tof感测器)及温湿度感测器。控制部根据感测器的检测信息控制旋风风扇的风量或风速。如此，利用感测器的检测信息，将旋风风扇的风量或风速进行回馈控制，借此容易维持悬浮体的悬浮状态。此外，在旋风风扇的控制中，也可对于悬浮体的状态设定特定的条件或阈值以控制旋风风扇的风量或风速，也可以利用深度学习或强化学习等众所周知的机器学习演算法。
19.本发明的演示系统优选为进一步具备对悬浮体(例如泡沫或其集合体)投影影像光的投影仪。如此，在演示空间内的中央附近对悬浮体实时地投影影像光，借此可对观众提供崭新的影像效果。
20.本发明的第二方面是演示方法。本发明的演示方法包含：多个送风机分别在一定方向上进行送风，以使在被多个送风机的排气口围绕的演示空间内，于俯视下产生呈顺时针旋转或逆时针旋转的漩涡状气流的工序以及对此演示空间内供给悬浮体的工序。
21.发明功效
22.根据本发明，可提供一种崭新的演示系统和演示方法，其充分活用泡沫等悬浮体质量轻且能够悬浮的特性。
附图说明
23.图1是示意性地表示构成本发明的一种实施方式的泡沫演示系统的各装置的配置的一例的立体图。
24.图2是示意性地表示在图1所示的天花板水平面上构成泡沫演示系统的各装置的配置的一例与来自各风扇的排气方向的一例的俯视图。
25.图3是示意性地表示旋风风扇的构成的一例的俯视图。
26.图4是表示构成泡沫演示系统的各装置的一例的方块图。
27.图5是表示实际产生泡沫的集合体(泡沫云)的模样的照片图。
具体实施方式
28.以下，用附图针对用以实施本发明的实施方式进行说明。本发明并不限定于以下说明的方式，也包含本领域技术人员由以下方式在显而易见的范围内进行适当变更者。在本案说明书中，作为本发明优选的实施方式，举泡沫演示系统作为例子，并具体说明本发明的内容。但，本发明的范围广泛涉及对演示空间内供给悬浮体的装置。悬浮体的例子为泡沫、雾气(雾)、水蒸气、云及烟等物体，其拥有会随时间推移而消失(包含人眼无法辨识的现象)的性质(暂时性)。
29.图1是表示泡沫演示系统100的概要的立体图，且主要表示配置于设置有该系统的房间的天花板附近(天花板水平面)的各装置的配置。此外，位于天花板水平面的各装置离地面的高度并非一定要全部一致，即使高度位置上下偏差也没有问题。又，图2是表示泡沫演示系统100的概要的俯视图，且主要表示各装置的配置与来自各风扇的排气方向。图3表示泡沫演示系统100内的旋风风扇11的构成的一例。图3所示的旋风风扇11基本上配置于比图1及图2所示的天花板水平面更上方，因此省略图1及图2中的图示。在图4所示的方块图中，一览地表示包含于泡沫演示系统100的各装置。在图5中，表示通过泡沫演示系统100所产生的泡沫的集合体悬浮于演示空间内的实际状态。
30.本发明的泡沫演示系统100基本上目的是在于使泡沫的集合体悬浮于室内的演示空间内。泡沫演示系统100通过旋风风扇11等各种风扇，控制演示空间内的气流。在此演示空间内优选为通过未图示的墙壁或隔板，或是风淋等限制空间内的气流，以使除了泡沫演示系统100具备的各种风扇所供给的空气以外的空气不会流入。又，演示空间具有能够使人员进入的程度的容积(宽度、深度及高度)。例如，演示空间的宽度、深度及高度分别优选为至少2m～5m以上，且也能够确保所述以上的容积。
31.如图1所示，在本实施方式中，预想为将演示空间作为平面四角形状(尤其是平面正方形状)，且在此演示空间的四个角落立设有空气柱1，所述空气柱1为排气用的柱子。在四根空气柱1分别设有包含于旋风风扇11的送风机110的排气口114，且通过送风机110所送出的空气从设置于此空气柱1的排气口114排出。如图1至图3所示，分别设置于四个空气柱1的四个排气口114(a)～(d)是以在俯视下在演示空间内产生顺时针旋转或顺时针旋转的漩涡状气流的方式，设定各排气口114(a)～(d)的空气的排出方向。若具体说明，则在图2所示的例子中，第一排气口114(a)在朝向第二排气口114(b)的方向上排出空气，第二排气口114(b)在朝向第三排气口114(c)的方向上排出空气，第三排气口114(c)在朝向第四排气口114(d)的方向上排出空气，第四排气口114(d)在朝向第一排气口114(a)的方向上排出空气。此
外，当然也能够在与图2所示的方向呈相反的方向上设定各排气口114(a)～(d)的排出方向。如此设定各排气口114(a)～(d)的排气方向，借此漩涡状的气流会在演示空间内产生。
32.又，在演示空间的中央附近的上方设有吸引口2，所述吸引口2吸引从各排气口114排出的空气。吸引口2设置于演示空间的天花板附近，例如设成从地面到吸引口2为止的高度为2～10m即可。又，如图1所示，在本实施方式中，各排气口114设置于空气柱1的中间部分。例如，设定于从地面到各排气口114为止的高度为0.5～1m以上且比上述吸引口2还低1～2m以上的位置。借此，可在从各排气口114排出的空气被吸引口2吸引时，在被各排气口114围绕的演示空间内产生龙卷风状的上升气流。
33.又，在图3中，表示有旋风风扇11的详细构造。旋风风扇11的构成要素除了所述排气口114以外，基本上会配置于比图1及图2所示的天花板水平面更上方。如图3所示，旋风风扇11构成为包含多个送风机110。在本实施方式中，如前所述在演示空间的四个角落设有作为排气用柱子的空气柱1，因此送风机110也准备有四具。在各送风机110连接有具可挠性的吸气用导管111与排气用导管112，在吸气用导管111设有吸气口113，在排气用导管112设有排气口114。亦即，被从吸气口113吸引的空气会经由吸气用导管111而被供给至送风机110。送风机110通过马达等的旋转而将被从吸气口113吸引的空气经由排气用导管112而从排气口114排出。在本实施方式中，第一至第四送风机110(a)～(d)构成为分别从所述第一至第四排气口114(a)～(d)排出空气。
34.又，如图3所示，与各送风机110(a)～(d)连接的吸气用导管111各自的吸气口113配置在位于演示空间中央的上方的吸引口2的周围。因此，通过各送风机110的吸气，演示空间内的空气会被引导至吸引口2。亦即，各送风机110(a)～(d)是构成为分别通过吸气口113从演示空间中央的上方的吸引口2对空气进行吸气，并将在此所吸气的空气从排气口114往演示空间的四个角落排气。因此，各送风机110(a)～(d)从演示空间吸引的空气量与各送风机110(a)～(d)往演示空间内排气的空气量会几乎相等。如此，通过送风机110的吸气功能及排气功能而使演示空间的空气循环。此时，可在演示空间内产生龙卷风状的上升气流。
35.如图1及图2所示，在包含演示空间的房间的天花板水平面设置有气泡泵12。气泡泵12是利用贮留在液贮留部13(参照图4)的肥皂液而生成大量泡沫的装置。此外，液贮留部13事先配置在室外即可。气泡泵12例如将从液贮留部13供给的肥皂液与空气进行混合，并对所述气液混合体一边施加压力一边使其通过筛网等具有细网目的过滤器而挤出，借此生成泡沫。又，气泡泵12也可是通过将肥皂液以风扇等进行搅拌而生成泡沫，也可以采用其他众所周知的构成。又，在气泡泵12的内部或其附近设有气泡风扇14，所述气泡风扇14用以将通过气泡泵12所生成的大量泡沫往被送风机110的排气口114所围绕的演示空间送出。通过气泡泵12所生成的泡沫会乘着从气泡风扇14被送风的风而到达演示空间内。然后，此泡沫会乘着演示空间内的气流而悬浮。又，将气泡泵12事先配置在天花板水平面，借此通过气泡泵12所生成的泡沫最初会从演示空间的上方降落。通过如此在演示空间的上方生成泡沫，而使泡沫容易在此空间内悬浮。
36.在包含演示空间的房间的地面附近设置有地板风扇15。地板风扇15在演示空间的地面附近设有排气口，并从此排气口在朝向演示空间且沿着地面的方向上进行送风。例如，地板风扇15的排气口配置在包含演示空间的房间的壁面，并从所述排气口以与地面呈平行的方式进行送风。地板风扇15的排气口例如优选为设置于从地面算起1m以内或2m以内的高
度，尤其优选为高度0.7m以内或0.5m以内。又，如图1及图2所示，地板风扇15的排气口优选为横越相邻的两个空气柱1之间而于横方向上延伸。例如，在将相邻的两个空气柱1之间的间隔设为100％的情形下，地板风扇15的排气口的长度优选为设为80％以上或100％以上。如此，通过地板风扇15而生成与地面呈平行的气流，借此漂浮于演示空间的泡沫的集合体会较难以附着于地面。借此，容易将泡沫的集合体从地面剥离，并维持其悬浮状态。
37.在包含演示空间的房间的天花板附近进一步设置有天花板风扇16。天花板风扇16在演示空间的上方配置有排气口，并朝向吸引口2进行送风。例如，天花板风扇16的排气口配置在包含演示空间的房间的壁面，并从此排气口沿着房间的天花板面进行送风。如此，通过天花板风扇16而形成朝向吸引口2的与天花板面呈平行的气流，借此可将通过旋风风扇11的送风效果而形成于演示空间内的龙卷风状的气流在吸引口2附近进行破坏。借此，可防止演示空间内的泡沫乘着此龙卷风状的气流而被吸进吸引口2。
38.在包含演示空间的房间进一步设有雾气喷雾装置17。雾气喷雾装置17通过将雾气进行喷雾而提高演示空间内的湿度。借此，可提高在演示空间内悬浮的泡沫的持续力。又，如后所述，在本系统中虽会进行以各种照明装置照射演示空间内的演示，但通过对演示空间内供给雾气而可得到奇幻的照明效果。
39.泡沫演示系统100进一步具备用以检测演示空间的状态或泡沫的集合体的状态的感测器21、22。在本实施方式中，使用光感测器21与温湿度感测器22。又，如图4所示，通过各感测器21、22而得到的检测信息会被输入至以众所周知的pc等所构成的感测器控制部20。光感测器21的例子是tof(time of flight，飞行时间法)感测器。具体而言，光感测器21会从发光元件脉冲照射红外线等激光，并测量此激光被对象物(泡沫的集合体)反射而回到受光元件为止的时间。感测器控制部20可根据以光感测器21所测量到的时间而计算出从感测器到对象物为止的距离或演示空间内的对象物的坐标值。如此，从光感测器21对泡沫的集合体整体照射激光，借此可取得演示空间内泡沫集合体的轮廓的坐标信息。又，借此也能够推测泡沫的悬浮状态或泡沫的集合体的容积。又，温湿度感测器22测量包含演示区空间的室内的温度及/或湿度。具体而言，室内的温度越高，泡沫的持续力越高，因此为了推测泡沫的持续力而测量室内的湿度是有效的。
40.各感测器21、22的检测信息会被利用于泡沫的控制。如图4所示，感测器控制部20会将各感测器21、22的检测信息或通过根据此检测信息进行预定的演算处理而得到的信息通过主总线传达到泡沫控制部10。泡沫控制部10是内建有控制泡沫用的程序的pc，并与旋风风扇11、气泡泵12、气泡风扇14、地板风扇15、天花板风扇16及雾气喷雾装置17连接，进行控制这些各装置。具体而言，泡沫控制部10会对各种风扇11、14～16进行风量或风速(以下称风量等)的控制，针对气泡泵12进行泡沫的生成量的控制，针对雾气喷雾装置17进行雾气的喷雾量的控制。泡沫控制部10会根据光感测器21或温湿度感测器22的检测信息等，以泡沫的集合体在演示空间内持续悬浮的方式进行这些各装置11～17的控制。
41.作为泡沫控制部10的控制方法的一例，可举例如下：将各装置11～17运作的条件与泡沫的集合体的坐标值、泡沫的集合体的容积值或演示空间内的湿度值连动，预先编程到泡沫控制部10。例如，在泡沫的集合体的坐标值位置接近地面时，提高旋风风扇11及/或地板风扇15的风量等，将泡沫的集合体抬至上方。又，在泡沫的集合体的坐标位置接近吸引口2时，降低旋风风扇11的风量等，或提高天花板风扇16的风量等，借此使泡沫不被吸入吸
引口2即可。又，在泡沫的集合体的容积变小的情形下，增加由气泡风扇14所生成的泡沫的生成量，或降低各风扇11、14～16的风量等，使泡沫难以被风破坏，或增加由雾气喷雾装置17所进行的雾气的喷雾量而提高泡沫的持续力即可。在泡沫的集合体的容积变得过大的情形下，则进行与上述相反的控制。又，在演示空间内的湿度下降的情形下，则有泡沫的持续力会下降的疑虑，因此增加由雾气喷雾装置17所进行的雾气的喷雾量即可。
42.又，上述由泡沫控制部10所进行的控制处理也可以利用人工神经网路(深度学习等)或强化学习等机器学习来实现。例如，可以将各种装置11～17的运作和其运作所引起的泡沫的举动的数据组作为教学数据进行深度学习，并将作为其结果得到的学习完成模型用于泡沫控制部10的控制处理。借此，只要参照该学习完成模型，即可因应泡沫的举动，以泡沫的容积或悬浮状态被最优化的方式使各种装置11～17有效率地运作。又，在实施强化学习的情形下，则对于泡沫的集合体的容积在适当的范围内且维持着所述悬浮状态的环境给予报酬，或对于泡沫的集合体的容积在适当的范围外或附着于地面或天花板的环境给予惩罚，并以报酬最大化或惩罚最小化的方式进行各种装置11～17的控制即可。如此，利用机器学习，借此可将因演示空间内的环境而复杂地变化的泡沫的集合体的举动有效率地进行最优化。
43.演示系统100进一步具备各种灯31～33，所述各种灯31～33用以照明演示空间或泡沫的层积体。天花板灯31设置于包含演示空间的房间的天花板附近(天花板水平面)。移动灯32在图1所示的一例中设置于演示空间的中央的上方，且位于吸引口2的上方，并通过此吸引口2对泡沫的层积体照射照明光。地板灯33设置于包含演示空间的房间的地面。这些灯31～33与众所周知的pc等所构成的灯控制部30连接。灯控制部30控制各灯31～33的照明光的光量(亮度)或光的颜色、明灭。尤其，灯控制部30针对移动灯32可以控制光的照射方向。具体而言，灯控制部30可通过主总线从感测器控制部20接收泡沫集合体的轮廓的坐标信息，并根据此坐标信息控制移动灯32的照射方向。例如，可控制移动灯32的照射方向以使光对泡沫的集合体照射。借此，即使是形状或位置会实时地变化的泡沫的集合体，也能够适当地照明。
44.演示系统100在包含演示空间的房间内进一步具备扬声器41。尤其，在图1所示的一例中，扬声器41设置于房间的天花板附近(天花板水平面)。又，此扬声器41与众所周知的pc等所构成的音响控制部40连接。音响控制部40进行控制从扬声器41放出的bgm或效果音等的音响效果。又，音响控制部40也可通过主总线从感测器控制部20接收各感测器21、22的检测信息等，并根据此检测信息控制从扬声器41输出的音响。例如，能够因应演示空间内的泡沫的集合体的位置或容积而使音响变化。
45.演示空间100进一步具备对泡沫的集合体投影影像光的投影仪51。在图1及图2所示的实施方式中，投影仪51于隔着演示空间的中心且呈对称的位置设置有两台。因此，对于聚集在演示空间内的中心附近的泡沫的集合体，可通过两台投影仪从左右两侧投影影像光。借此，能够对几乎整体的泡沫的集合体投影影像光。此外，投影仪51的台数例如可考虑演示空间的大小或预想的泡沫的集合体的大小而适当增减。又，如图1所示，各投影仪51事先设置于包含演示空间的房间的天花板附近即可。各投影仪51与众所周知的pc等所构成的影像控制部50连接，并依照此影像控制部50的控制而对泡沫的集合体投影影像光。
46.影像控制部50控制各投影仪51并对泡沫的集合体进行所谓的光雕投影。影像控制
部50存储对泡沫的集合体投影的cg影像等，并从各投影仪51投影此影像。又，影像控制部50通过主总线从感测器控制部20取得泡沫的集合体的轮廓的坐标信息。根据此泡沫的集合体的坐标信息，影像控制部50会实时地使从各投影仪51投影的影像变化，或控制影像光的投影方向。例如，影像控制部50也可因应泡沫的集合体的大小、形状或悬浮位置，而使对该集合体投影的影像内容或光的颜色变化。借此，可将悬浮于演示空间的泡沫的集合体当作投影面，进行有效的光雕投影。
47.在图1及图2中，示意性地表示一个演示空间和用于在那里形成泡沫的集合体的一个系统100。但，也可在同个室内排列并配置多个系统100，借此在一个室内形成多个演示空间。
48.图5表示在室内实际使泡沫的集合体悬浮并对此集合体施加照明的模样。如图5所示，根据本发明的泡沫演示系统100，可在演示空间内实际使泡沫的集合体悬浮，因此人也能够进入其中。如此，泡沫具有质量轻所以容易悬浮并会形成如云一般的集合体的特性。本发明的系统100在演示空间内人为地产生龙卷风状的上升气流，并通过使泡沫承载于此气流，而可提供有效地活用上述泡沫特性的崭新的演示效果。
49.以上，在本案说明书中，为了表现本发明的内容，一边参照附图，一边进行了本发明的实施方式的说明。但，本发明并不限定于上述实施方式，而是包含本领域技术人员根据本案说明书所述的事项进行显而易见的方式变更或方式改良。
50.产业利用性
51.本发明涉及可使泡沫的集合体悬浮于空中的泡沫演示系统和泡沫演示方法。因此，本发明可适用于娱乐业或广告业。
52.附图标记说明
53.1：空气柱
54.2：吸引口
55.10：泡沫控制部
56.11：旋风风扇
57.12：气泡泵(供给装置)
58.13：液贮留部
59.14：气泡风扇
60.15：地板风扇
61.16：天花板风扇
62.17：雾气喷雾装置
63.20：感测器控制部
64.21：光感测器
65.22：温湿度感测器
66.30：灯控制部
67.31：天花板灯
68.32：移动灯
69.33：地板灯
70.40：音响控制部
71.41：扬声器
72.50：影像控制部
73.51：投影仪
74.100：泡沫演示系统
75.110：送风机
76.111：吸气用导管
77.112：排气用导管
78.113：吸气口
79.114：排气口