JP5294587B2 - ウォータディスプレイ装置 - Google Patents

Description

この発明はウォータディスプレイ装置に関し、特に、落下する水流によって空中に文字，図形等を描くことができるようにした装置に関する。

高所に配置されたマニホールドから水滴を落下させ、該水滴にストロボライトを照射することにより、空中において多彩なイメージを形成するように構成されたウォータディスプレイ装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。
米国特許第４２９４４０６号公報

前記従来のウォータディスプレイ装置により空中に形成できるイメージには、その方式に起因して自ずと限界がある。特に、形成しようとするイメージをどのような手法によって指示するのかに関する開示はない。そこで前記従来装置と異なる方法によって空中にイメージを描くことのできる装置、特に目標とするイメージの入力が容易確実である装置が要請されている。

本発明はかかる従来の実情に鑑み、容易確実な方法で目標とするイメージを入力でき、かつより独創的な手法で空中に図形等のイメージを描くことのできるウォータディスプレイ装置を提供することを課題としている。

請求項１の発明は、水が貯留されたタンクと、該タンク内の水を噴出させる複数のノズルと、前記タンクと前記各ノズルとを接続する各給水通路を開閉する開閉弁と、該各開閉弁の動作を制御する制御装置とを備えたウォータディスプレイ装置であって、前記制御装置は、文字又は図形等の目標イメージを入力するイメージ入力手段と、前記ノズルの個数に対応するよう割り付けられた横軸方向のマス目と、水の落下時間と開閉弁の応答時間に基づいて割り付けられた縦軸方向のマス目とを有する割り付け画面における前記縦軸方向のマス目の、前記入力された目標イメージに対応する部分をオン信号又はオフ信号となるように割り付けるデータ処理手段と、割り付けられたオン，オフ信号に基づいて前記開閉弁を開，閉させるデータ出力手段とを備えたことを特徴としている。

請求項２の発明は、請求項１に記載のウォータディスプレイ装置において、前記イメージ入力手段は、タッチパネル上で前記文字又は図形等を描くことにより前記目標イメージを入力するように構成されていることを特徴としている。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載のウォータディスプレイ装置において、前記データ処理手段は、前記縦軸方向のマス目については前記入力された目標イメージと同一又は異なる比率となるよう割り付けることを特徴としている。

請求項４の発明は、請求項３に記載のウォータディスプレイ装置において、前記データ出力手段は、前記横軸方向の各マス目に対応する前記開閉弁を、前記縦軸方向のオン信号となっているマス目に対応する時間だけ開とし、オフ信号となっているマス目に対応する時間だけ閉とすることを特徴としている。

請求項５の発明は、請求項１ないし４の何れかに記載のウォータディスプレイ装置において、前記タンク内の水位は常に一定に保持されており、前記開閉弁は開，閉機能を有する電磁弁であり、前記タンク内の水が前記電磁弁の開期間に前記水圧に応じて噴出し、自重で落下することを特徴としている。

請求項６の発明は、請求項１ないし４の何れかに記載のウォータディスプレイ装置において、前記タンク内は常に一定の圧力に保持されており、前記開閉弁は開，閉機能を有する電磁弁であり、前記タンク内の水が前記電磁弁の開期間に前記水圧に応じて噴出し、自重で落下することを特徴としている。

請求項１の発明によれば、文字又は図形等の目標イメージが入力されると、該入力された目標イメージが、予め設定されたマス目の前記目標イメージに対応する部分がオン信号又はオフ信号となるように割り付けられ、該割り付けられたオン，オフ信号に基づいて前記開閉弁が開，閉制御される。

すると前記開閉弁が、開又は閉している期間において、各ノズルから水が噴出し、又はその噴出が止められる。各ノズルからの水は、前記目標イメージに対応して噴出し、またはその噴出が停止されるので、このようにして様々な文字，図形等の目標イメージを空中に実行イメージとして描くことが可能となる。

請求項２の発明によれば、前記イメージ入力手段は、タッチパネル上で前記文字又は図形等を描くことにより前記目標イメージを入力するように構成されているので、目標イメージの入力が極めて容易であり、その結果、空中に描きたい図形等の目標イメージを子供でも自由に入力できる。

請求項３の発明によれば、前記データ処理手段は、横軸方向のマス目については前記ノズルの個数に対応するよう割り付け、縦軸方向のマス目について前記入力された目標イメージと同一又は異なる比率となるよう割り付けられているので、目標イメージの割り付け処理が簡単かつ確実であり、コンピュータの負担を軽減できる。

請求項４の発明によれば、前記データ出力手段は、前記横軸方向の各マス目に対応する前記開閉弁を、前記縦軸方向のオン信号となっているマス目に対応する時間だけ開とし、オフ信号となっているマス目に対応する時間だけ閉とするよう構成されているので、割り付け処理されたデータの出力処理が簡単かつ確実であり、コンピュータの負担を軽減できる。

請求項５の発明によれば、前記タンク内の水位は常に一定に保持され、また請求項６の発明によれば、タンク内の水圧が一定に保持されており、つまり前記開閉弁ひいてはノズルに作用する水圧が一定であり、該一定圧の水が電磁弁の開期間にノズルから噴出するので、噴出する水の状態が常に安定し、空中に描かれる図形等の実行イメージを安定させることができる。

以下、本発明を図面に示す具体例に基づいて詳細に説明する。図１，図２は本発明の第１実施形態を説明するための図であり、図１はウォータディスプレイ装置の全体構成を示す模式図、図２はコントローラの機能を説明するための模式図である。

図において、１は本発明の一実施形態に係るウォータディスプレイ装置である。このウォータディスプレイ装置１は、水が貯留されたタンク２と、該タンク２内の水を噴出させる多数のノズル３と、前記タンク２と前記各ノズル３とを接続する各給水通路４を開閉する電磁弁（開閉弁）５と、該各電磁弁５の開閉動作を制御するコントローラ（制御装置）６とを備えている。なお、前記各給水通路４の上流端４ａは前記タンク２の底壁に接続され、該タンク２内に開口している。

前記タンク２は、形成しようとするウォータカーテンＷのサイズ（横幅）に対応した長さを有する直方体状の、大気開放型のものであり、前記ウォータカーテンＷのサイズ（高さ）寸法を確保できる高所に設置されている。

また本実施形態のウォータディスプレイ装置１は、前記タンク２内に水を供給する給水機構７と、該タンク２内の水位を所定高さＬに保持するオーバーフロー管９と、該タンク２内の水位を検出する水位センサ８とを備えている。該水位センサ８によりタンク２内の水位が前記所定高さＬより低下したことが検出されると、前記給水機構７によりタンク２内に水が供給される。タンク２内の水位が前記オーバーフロー管９の排水口９ａの高さより高くなると、その分、該オーバーフロー管９から排水され、従ってタンク２内の水位、ひいては水圧は常に一定値に保持されている。

前記ノズル３は、前記タンク２の下方に配置されており、該ノズル３の噴出口は、所定の一定間隔を開けて、かつ直線Ａ上に位置している。このノズル３の数量が多いほど、またノズル３同士の間隔が狭いほど文字，図形等を鮮明に描くことができる。

前記コントローラ６には、文字，図形等の目標イメージを入力するイメージ入力手段として機能するタッチパネル１０が接続されている。このタッチパネル１０は、ディスプレイモニタ１０ａと、該ディスプレイモニタ１０ａ上に配置されたマトリクス・スイッチ（図示せず）を組み合わせた装置である。なお、マトリクス・スイッチは、碁盤の目のように多数の電極が並んでいるスイッチであり、操作者Ｍが、タッチペン１０ｂ等で、前記ディスプレイモニタ１０ａ、ひいては前記電極の一部を押さえると、該押さえられた部分の縦と横の位置情報を検出する機能を有する。

操作者Ｍが、前記ノズル３から落下する水流ｗによって空中に形成されるウォータカーテンＷ内に描きたいと考える実行イメージＩに対応した文字等からなる目標イメージ１１等をタッチペン１０ｂ等を使って、ディスプレイモニタ１０ａ上に描くと、該描かれた文字等が目標イメージ１１としてコントローラ６に入力される。

前記コントローラ６は、前記タッチパネル１０から入力された目標イメージ１１を処理イメージｉとし、予め設定されたマス目の該処理イメージｉに対応する部分がオン信号となるよう又はオフ信号となるように割り付けるデータ処理機能６ａを有する。

このデーテ処理機能６ａでは、割り付け画面６ｃにおける横軸方向のマス目の大きさについては前記ノズル３の個数に対応するよう割り付けられる。例えば本実施形態の場合、前記ノズル３を１００個備えているので、１００等分される。また、縦軸方向のマス目の大きさについては、前記電磁弁５の応答時間、即ち最小開期間（例えば１／１００秒）に対応するよう割り付けられる。具体的には、例えば、前記ウォータカーテンＷの高さ寸法に対応した水流ｗの落下時間を、前記応答時間で分割した時間に割り付けられる。

そして前記縦軸方向の割り付けでは、例えば前記入力された目標イメージ１１と同一比率となるように、あるいは異なる比率となるよう割り付けられる。なお、異なる比率となるようにとは、例えばタッチパネル１０に入力された目標イメージ１１より縦長の文字を処理イメージｉ′とするように、あるいは横長の文字を処理イメージｉ′′とするように割り付けるとの意味である（図２（ｂ）参照）。

前記コントローラ６は、さらに前記割り付けられたオン，オフ信号に基づいて前記電磁弁５を開，閉させるデータ出力機能６ｂを有する。このデータ出力機能６ｂでは、例えば前記横軸方向の各マス目に対応する前記電磁弁５を、前記縦軸方向のオン信号となっているマス目に対応する時間だけ開とし、オフ信号となっているマス目に対応する時間だけ閉とする。又はその逆に前記縦軸方向のオン信号となっているマス目に対応する時間だけ閉とし、オフ信号となっているマス目に対応する時間だけ開とする。

本実施形態に係るウォータディスプレイ装置１では、操作者Ｍがタッチペン１０ｂ等を使用してタッチパネル１０のディスプレイモニタ１０ａ上に、例えば「あ」という文字からなる目標イメージ１１を描くと、これがコントローラ６に入力される。そしてこの目標イメージ１１は、コントローラ６のデータ処理機能６ａにより処理イメージｉとして処理される。具体的には、図２（ｂ）において、例えば左から２０番目の電磁弁５に対応する左から２０番目の縦方向のマス目２０ｇについて見ると、該縦方向のマス目２０ｇのうち処理イメージｉと重ならない部分ａはオン信号とし、重なる部分ｂはオフ信号とする。そして残りの９９個の電磁弁に対する縦方向のマス目についても同様に割り付けされる。このようにして本実施形態では、目標イメージ１１は、落下する水流ｗの途切れた部分ｗ′で描かれる。

そして前記コントローラ６のデータ出力機能６ｂにより、前記割り付けられたオン，オフ信号に基づいて前記電磁弁５を開，閉させるデータ出力処理が行なわれる。具体的には、例えば左から２０番目の電磁弁５は、前記横軸方向の各マス目２０ｇにおいてオン信号となっている時間だけ開かれ、オフ信号となっている時間だけ閉じられる。そして、残り９９個の電磁弁についても、前記と同様にして開閉制御される。

このようにして、多数のノズル３からの水流ｗによりウォータカーテンＷが形成されるとともに、該各水流ｗの、前記目標イメージ１１に対応して途切れた部分ｗ′により、該ウォータカーテンＷ内に前記文字「あ」に対応する実行イメージＩが形成される。

以上のように、本実施形態装置１では、例えば文字「あ」からなる目標イメージ１１が入力されると、予め設定されたマス目の前記目標イメージ１１に対応する部分がオン信号又はオフ信号となるように割り付けられ、該割り付けられたオン，オフ信号に基づいて電磁弁５が開閉制御される。該電磁弁５の開期間に各ノズル３から水が噴出し、閉期間には水の噴出が停止され、このようにして様々な文字，図形等を空中に描くことが可能となる。

そして本実施形態では、タッチパネル１０のディスプレイモニタ１０ａ上にタッチペン１０ｂ等を使って文字等を描くことにより目標イメージ１１を入力するように構成されているので、目標イメージの入力が極めて容易であり、空中に描きたい図形等を子供でも自由に入力できる。

また、割り付け画面６ｃの横軸方向のマス目については前記ノズル３の個数に対応するよう割り付け、縦軸方向のマス目について入力された目標イメージと同一又は異なる比率となるよう割り付けるように構成したので、目標イメージの割り付け処理が簡単かつ確実であり、コンピュータの負担を軽減できる。

さらにまたデータ出力にあたっては、前記横軸方向の各マス目に対応する電磁弁５を前記縦軸方向のオン信号となっているマス目に対応する時間だけ開とし、オフ信号となっているマス目に対応する時間だけ閉とするよう構成されているので、割り付け処理されたデータの出力処理が簡単かつ確実であり、コンピュータの負担を軽減できる。

また、本発明では、タンク２内の水位を常に一定に保持しているので、つまり電磁弁５ひいてはノズル３に作用する水圧が一定であり、該一定圧の水が電磁弁５の開期間にノズルから噴出するので、噴出する水の状態が常に安定し、空中に描かれる図形等を安定させることができる。

なお、前記実施形態では、水流ｗの途切れた部分ｗ′により実行イメージＩを形成したが、本発明では、図３に示すように、水流ｗの存在する部分′′により実行イメージＩ′を形成することも勿論可能である。この場合、図２（ｂ）において、縦軸方向のマス目２０ｇにおいて、処理イメージｉと重ならない部分ａをオフ信号とし、重なる部分ｂをオン信号とする。従って電磁弁５の開閉は図２（ｃ）の場合と逆になる。

また前記実施形態では、タンク２が大気開放式のものである場合を説明したが、本発明では、図４に第２実施形態を示すように、タンクは密閉式のものであっても良い。

本第２実施形態では、密閉式タンク２０に、供給タンク２１から加圧ポンプ２２，定圧弁２３を介して一定圧力で水が供給されるようになっている。なお、電磁弁５，ノズル３の配置等については、前記第１実施形態と同様である。

本実施形態では、電磁弁５ひいてはノズル３に所望の水圧を作用させることができる。その結果、ノズル３からの水流ｗの流速，流量のコントロール上の自由度が高まり、より一層多彩な実行イメージＩを形成することが可能となる。

なお、前記実施形態では、開閉弁が電磁弁である場合を説明したが、本発明の開閉弁は電磁弁に限られるものではない。例えば、水の噴出を遮蔽板で遮断し、又は許容するよう構成されたものであっても良い。

また、前記実施形態では、目標イメージが二次元的なものである場合を説明したが、本発明は、目標イメージが三次元的なものである場合にも適用できる。この場合、前述のノズルを複数列配設し、それぞれのノズルを開閉弁で開閉制御することで実現できる。

本発明の第１実施形態に係るウォータディスプレイ装置の概略構成を示す模式斜視図である。 前記ウォータディスプレイ装置のコントローラの機能を説明するための模式図である。 前記実施形態装置の変形例を示す模式斜視図である。 本発明の第２実施形態に係るウォータディスプレイ装置の概略構成を示す模式斜視図である。

符号の説明

１ ウォータディスプレイ装置
２ タンク
３ ノズル
４ 給水通路
５ 電磁弁（開閉弁）
６ コントローラ（制御装置）
６ａ データ処理機能（手段）
６ｂ データ出力機能（手段）
１０ タッチパネル（イメージ入力手段）
１１ 目標イメージ

Claims (6)

1. 水が貯留されたタンクと、該タンク内の水を落下させる複数のノズルと、前記タンクと前記各ノズルとを接続する各給水通路を開閉する開閉弁と、該各開閉弁の動作を制御する制御装置とを備えたウォータディスプレイ装置であって、
   前記制御装置は、文字又は図形等の目標イメージを入力するイメージ入力手段と、
   前記ノズルの個数に対応するよう割り付けられた横軸方向のマス目と、水の落下時間と開閉弁の応答時間に基づいて割り付けられた縦軸方向のマス目とを有する割り付け画面における前記縦軸方向のマス目の、前記入力された目標イメージに対応する部分をオン信号又はオフ信号となるように割り付けるデータ処理手段と、
   割り付けられたオン，オフ信号に基づいて前記開閉弁を開，閉させるデータ出力手段と
   を備えたことを特徴とするウォータディスプレイ装置。
2. 請求項１に記載のウォータディスプレイ装置において、前記イメージ入力手段は、タッチパネル上で前記文字又は図形等を描くことにより前記目標イメージを入力するように構成されていることを特徴とするウォータディスプレイ装置。
3. 請求項１又は２に記載のウォータディスプレイ装置において、前記データ処理手段は、前記縦軸方向のマス目については前記入力された目標イメージと同一又は異なる比率となるよう割り付けることを特徴とするウォータディスプレイ装置。
4. 請求項３に記載のウォータディスプレイ装置において、前記データ出力手段は、前記横軸方向の各マス目に対応する前記開閉弁を、前記縦軸方向のオン信号となっているマス目に対応する時間だけ開とし、オフ信号となっているマス目に対応する時間だけ閉とすることを特徴とするウォータディスプレイ装置。
5. 請求項１ないし４の何れかに記載のウォータディスプレイ装置において、前記タンク内の水位は常に一定に保持されており、前記開閉弁は開，閉機能を有する電磁弁であり、前記タンク内の水が前記電磁弁の開期間に前記水圧に応じて噴出し、自重で落下することを特徴とするウォータディスプレイ装置。
6. 請求項１ないし４の何れかに記載のウォータディスプレイ装置において、前記タンク内は常に一定の圧力に保持されており、前記開閉弁は開，閉機能を有する電磁弁であり、前記タンク内の水が前記電磁弁の開期間に前記水圧に応じて噴出し、自重で落下することを特徴とするウォータディスプレイ装置。

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