JPS6022331B2 - ストロボ照明液体デイスプレイ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、一般的にはディスプレイ装置に関するもの
であり、より詳しくは液体の動きによって少なくとも一
部に視覚効果が創出されるような装置に関するものであ
る。

さらに詳しくは、この発明は、動いている液が、例えば
ストロボによって間欠的に照明されるような装置に関す
る。ストロボ照明された水によるディスプレイは公知で
ある。ミズ／（Ｍｉｚｕ血）に付与された米国特許第３
斑７７８２号に開示のディスプレイは、その典型である
。その特許に開示されたひとつのディスプレイの実施態
様においては、蒲水槽から供給された水が、環状パイプ
に沿って配設されたジェット・ノズルから噴出される。
環状パイプとジェット・ノズルは、プーリーによて回転
され、その結果、ジェット・ノズルから放出された水流
は円筒状のスクリーンを形成する。その水のスクリーン
は１ケ以上のストロボ光によって照明され、それは、そ
の特許によれば、水のスクリ−ンが交差する軌跡（ｃｒ
ｏｓｓｉｎｇｏａｃｋｓ）を持っているように見せる。
その特許の開示によれば、その装置の視覚効果は、回転
速度の整数情あるいはその近くにストロボ・レートを調
節することから生じ、それにより、各ジェット・ノズル
から噴出された水流は、環状パイプの各回転における実
質的に同一空間位置で照明される。ミズノの特許に開示
された変形例では、ひとつの水流は、一定かほぼ一定の
周期で脈動的にジェット・ノズルから放出される水滴に
分解される。

その特許によれば、その脈動の周期は、例えばパイプレ
ータによって制御されてもよい。結果的に流れのように
なっている水滴は、ストロボ光で照明される。その特許
の開示によれば、ストロボ・レートが水滴間の周期に実
質的に等しければ、噴出する流れは動かないように見え
る。ストロボ・レートが脈動周期から変化すると、水滴
は上昇するかもしくは降下するように見える。このよう
に、この実施態様の視覚効果は、１以上の水流の回転周
期に対してストロボ・レートを調節することによって視
覚効果が創出される先に述べたミズノの実施態、様と異
なり、ひとつの水流における水滴の間隔に対してストロ
ボ・レートを調節することによって創出される。他の照
明された水によるディスプレイは、米国特許第３紙７１
１３号、第父斑紙１６号、第３５餓９２７号、第３４５
５５０９号および第３４３２０９９号に開示されている
。

しかし、これらの特許で開示されたディスプレイのいず
れもストロボ照明されたものではない。米国特許第１９
７７９９７号は、噴水からの流れを制御するのに音を用
いる概念を開示している。この発明において、私は、実
質的に等間隔の液滴を有する複数の液流を発生しうる新
規なヘッドを含む新規なストロボ照明ディスプレイ装置
を開発した。ヘッドから放出される液流は、ストロボあ
るいは同様の装置で間欠的に照明され、そのストロボ・
レートはほぼ脈動レート又はその整数倍である。その結
果は、独特のすばらしい視覚効果となる。特に、液流が
脈動レートに等しいレートでストロボ照明されると、す
べての水滴が空中に静止しているように見える。もしス
トロボ・レートが脈動レート以上か又は以下になると、
水滴はそれぞれ上昇しているか又は降下しているように
見える。好ましいヘッドは、内部液室を区画する中空の
円盤を有している。

その円盤の底壁は、その周辺又は周辺近傍に好ましくは
同０円状に配置された複数の関孔を備えている。水は円
盤の上壁の関口を通して液室内に供給され、その上壁に
は通気関口として機能するもうひとつの関口が備えられ
ている。円盤は、例えばば適当なブラケットによって、
好ましい同期モータのケースの一端に固着されており、
その同期モータはそのシャフト軸心をはずしてシャフト
に固着された加重部材を有している。モータのケースの
他端は通常の振動台座に固着され、その振動台座は、例
えば天井のような、静止支持物に固着されている。従っ
て、モータが回転すると、加重部材が、振動台座と共倒
してヘッドに周期的“動揺”を与えるのは明らかであろ
う。

その結果、水滴は、モータの回転速度により決定される
等間隔をあげて円盤の底壁の関孔を通り落下する。加重
部材によってヘッドに与えられる動揺が、連続する各開
孔をわずかに異なる時間で水滴が離れるようにするので
、水滴は、ストロボ照明されたとき、集団的にラセン・
パターンを出現させる。好ましくは、モータ速度は１８
００回転／分（ｒ．ｐ．ｍ．）であり、スト。ポ・レー
トは１８００サイクル／分（ｃ．ｐ．ｍ．）か又はそれ
に近い値である。私のディスプレイ菱贋の好ましい実施
態様において、ヘッドを出た水は下方に置かれた水槽に
集められ、例えば水中ポンプによってヘッドへ再循環さ
れる。

他の場合として、ヘッドを水道ののじや口に接続するよ
うに、ヘッドを水の“際限のない”供給源に直結しても
よい。また、オーディオ信号に応じてストロボ・レート
を変えるようなコントローラを使用するのが好ましい。
これは視覚効果に連続的な変化をもたらすので好ましい
。すなわち、ラセン・パターンは、コントローラへのオ
ーディオ入力に従って、上昇し、落下し、あるいは静止
しているように見える。この発明の好ましいディスプレ
イ装置およびその変形の他の特徴と長所は、以下の説明
と添付図面とからさらに充分に明らかになろう。

まず、第１図を参照すれば、この発明に係る好ましいデ
ィスプレイ装置が参照番号１０によって一般的に示され
ている。

好ましいディスプレイ１０は、ヘッド１２、液液槽１４
、液中ポンプ１６、帰還ライン１８、ストロボ２０およ
びコントローラ２２を備えている。好ましいヘッド１２
は、第２図に最も良く示されている。

図に示すごとく、、ヘッド１２は、上壁３２と底壁３４
と環状周側壁３６とからなる中空円盤形ハウジング３０
を備えている。ハウジング３川ま、上壁３２の入口閉口
３９を通じてライン１８と連適する液室３８を区画形成
している。入口関口は、供給ライン１８と連結できるよ
うに、上方へ向って立つ剛性の管状部材４０で囲まれて
いるのが好ましい。上蟹３２はまた通気関口４２を備え
ているのが好ましい。ハウジング３０の底壁３４は、液
室３８からの水の流出を担う多数の出口関孔４４を備え
ている。現在のところ好ましいものとして示したように
、関孔４４は、ハウジング３０の周辺近傍の２つの同じ
円上に並べられており、各円上の関孔４４は互いに等間
隔である。この説明の進行につれて、当業者は、ハウジ
ング３０を適切な何らかの材料によって構成できること
を知るだろう。しかしながら、現在のところ透明なプラ
スチックが好ましく、壁３２，３４および３６は別個に
形成され適切な液着剤によって結合される。好ましいヘ
ッド１２はまた、モ−夕４６を備えており、モータ４６
の一端は、対向するＣ形のブラケット４８によってハウ
ジング３０に固着されている。理由は以下に明らかにな
るが、加重部材すなわち偏心器５２は、モータ４６のシ
ャフト３０にシャフト軸心をはずして固着されている。
モータ４６は、さらに４つのＣ形ブラケツト５６によっ
て、支持板５４に他端を固着されている。好ましくは、
ゴム円板５７がブラケツト５６と支持板５４の間に固着
される。その理由はのちに説明される。つぎに支持板５
４は、天井６２のような動かない支持物に固着された通
常の振動台座６０に固着される。好ましい振動台座６川
ま、ゴムシート６８で分離されかつボルト７０で結合さ
れた絹鉄部材６４，６６からなっている。望ましくは、
ボルト７川ま、付加的な構造支持を与える金属板７２を
介して天井６２に固着される。以下にさらに充分に説明
されるが、振動台座６０‘ま、ヘッド１２の天井６２に
対する動きを担うものである。何らかの適当なモータ４
６が、ヘッド１２に組み込まれる。

しかし、目下のところ私は、同期モータを採用したい。
というのは、以下に明らかになるが、ディスプレイ１０
１こよって創出される視覚効果は、シャフト５０の回転
速度が一定のときに最上だからである。イリノイ州シカ
ゴのボーダイン・エレクトリック・カンパニー（Ｂｏｄ
ｉｎｅＥ１ｅｃｔｒｉｃＣｏｍｐａｎｙ）社製の同期モ
ータが好適である。私の目的のためには、同期モータは
、１８０比．ｐ．ｍ．のモータ速度もつものが現在のと
ころ好ましい。同様に、ストロボ２川ま、多数の市場で
入手可能なストロボのいずれかでよい。

しかし、私はディスプレイ装置１０に使用するために私
が特に設計したストロボ・ユニットを用いたい。好まし
いストロボ・ユニット２０の回路は第３図に示されてお
り、そこで用いられる好ましい回路部品は以下のようで
ある：理由は以下に明らかとなるが、私はストロボ２０
のストロボ・レートを変化させるためにコントローラ２
２を使用したい。

コントローラ２２は、オーディオ入力信号に応じてスト
ロボ・レートを変化させ、その変化量は信号の大きさに
依存している。多様な回路をこのために用いることがで
きるが、第４図に示す私が設計した回路を私は用いたい
。コントローラ２２用の好ましい回路部品は以下のよう
である：第５図を参照すれば、コントローラ２２は、適
当な外部制御を与えるュティリティ・ボックス８０に収
容されている。

第５図において、ＲＥＳＰＯＮＳＥと標記されたッマミ
は、第４図における抵抗Ｒ９を変化させる。

抵抗Ｒ９は、コントローラ２２へのオーディオ信号の入
力から出力における制御信号の発生までの時間経過を制
御する。ＴＨＲＥＳＨＯＬＤと標記されたツマミは、応
答を議出しうる最小のオーディオ振幅を設定する抵抗Ｒ
１２（第４図）を変化させる。“Ｔ”と標記された調節
ネジは、ストロボ・レートの上限を設定する抵抗Ｒ１６
を変化させる。“Ｂ”と標記された調節ネジは、最小ス
トロボ・レートを設定する抵抗ＲＩ９を変化させる。ま
た、ュティリテイ・ボックス８０のフロント・パネルに
は、オンーオフスィツチ８２（第４図のＳ）、ユニット
２２がオンであることを表示するためのパイロット・ラ
イト８４（第４図の１）、およびマイクロホン・ジャッ
ク６６（第４図のＪＩ）がある。好ましくは、ストロボ
２０への接続に好適なジャック（第４図のＪ２）が、ボ
ックス８０の後部に段魔される。再び第１図および第２
図を参照すれば、稼動にあたり、液槽１４は水で満たさ
れ、液中ポンプ１６、ストロボ２０、コントローラ２２
およびモ−夕４６は適当なＡＣ電源に接続されて作動さ
れる。

ポンプ１６がライン１８を通して液槽１４から液室３８
へ送水するにつれて、液室３８の空気が通気開口４２か
ら押し出され、液室３８はほぼ完全に水で満たされる。
通気関口４２を構成する孔は、液室３８が水で満たされ
たときに極く小量の水だけが流出するように充分小さい
のが好ましい。

このためには、３２分の１（１／３〆）の直径の孔が容
認されることがわかっている。わずかばかりの水が孔４
２を流出し技終的に液槽１４へしたたり落ちても、ディ
スプレイ装置１０１こより創出される視覚効果は損われ
ないことがわかっている。もし望むならば、通気関口を
フロート・バルブ付通気関口とすることができる。フ。
ート・バルブ付の液室３８は、液室３８が水で満たされ
たとき、水を逃がさないように通気関口を閉じるよう働
く。しかし、これは、現在のところ好ましいものではな
い。なぜなら、それは視覚効果を高めるにしてもわずか
であり、それを用いると保守作業が増加するからである
。モータ４６が回転すると、偏」０器５２は、振動台座
６０によって可能ならしめられている動揺をモータ４６
へ与える。

この動揺が剛性ブラケット４８を介してハウジング３０
へ伝達されるのは明らかである。この動揺の結果として
、シャフト５０の回転ごとに各開孔４４を一滴の水が通
り抜ける。さらに、水滴は同時に関孔４４を通って出な
い。むしろシャフト５０の各回転中、水滴は関孔４４を
順に通り抜ける。すなわち、関孔４４を先に通り抜けた
水滴のわずか後に、各後続の水滴がその関孔４４を通り
抜ける。その結果、降下する水滴は、水槽１４へ落ち込
みつつ、ほぼラセン・パターン（第１図）を形成する。
所望の効果を得るためには、関孔４４の直径は、水滴が
通過しうるに充分な大きさであって、かつ、連続して水
が流出するほど大きくない大きさでなければならないこ
とは明らかであろう。

３２分の１インチ程度の直径の関孔４４が現在のところ
好ましい。

また私は、ゴム円板５７を用いたとき、それらが偏心器
５２の回転によってヘッド１２に与えられる動揺を円滑
にする働きをして、所望の視覚効果を得ることができる
ようになることを認めた。各関孔４４を通過する水滴は
実質的に等間隔であり、またシャフト５０の各回転ごと
に関孔４４を一滴通過するので、降下する水滴がモータ
４６の回転速度とほぼ等しいストロボ・レートでストロ
ボ照明されると、水滴は動いていないように見える。

結果としての視覚効果は、水滴でつくられたラセンが空
中に浮いているようである。モ−夕速度が１８０び．ｐ
．ｍ．の好ましい同期モータを用いた時に、水滴を動い
ていないように見せるには、、ストロボ・レートは１８
００サイクル／分とすべきである。むろん、ストロボ・
レートが正確にモータ速度の整数倍であれば、水滴はや
はり動いていないようにみえる。しかし、ストロボ・レ
ートがモータ速度に等しいときが最も効果的である。も
しストロボ・レートをモータ速度に対して減少させるか
増加させるかすれば、ラセン・パターンは、それぞれ上
昇していくか、落下していくように見えよう。しかし私
は、ストロボ・レートをモー夕速度に比してあまりに大
きく変えすぎると、結果としての視覚効果が減少するの
を認めた。従って、１８０び．ｐ．ｍ．の好ましい同期
モータを用いた時には、私はストロボ・レートを約１０
０比．ｐ．ｍ．から５４０比．ｐ．ｍ．の範囲に制限し
たい。所望ならば、複数のストロボによって降下する水
滴を照明してもよい。複数のストロボを異つた色彩にす
れば、結果としての視覚効果をさらに強めることができ
る。個々の水滴がはっきりと区分されたら、結果として
の視覚効果は、とりわけ強められる。水滴を区分するこ
とは、液の粘度、液室３８内の圧力、関孔４４のサイズ
および振動のレートを含む諸因子の変化に依存するのは
明らかであり、それらのいくつかは所望の区分を得るた
めに変えることができる。すでに述べたように、コント
ローラ２２はオーディオ入力信号に応じてストロボ・レ
ートを変化させるよう働く。

しかしながら、装置１０は、コントローラ２２なしでも
使用することができ、また、例えば予めプログラムされ
るコントローラのごとき、他の形式のストロボ・レート
を変化させるコントローラとともに使用することもでき
るのは明らかである。他の可能性として、観客とストロ
ボ・ユニットの間の距離の変化に応じてストロボ・レー
トを変化させる接近コントローラを用いることができる
。さらに他の可能性として、温度条件の変化に応じてス
トロボ・レートを変化させるコントローラを用いること
もできる。もしこのようなコントローラを用いるとする
と、体温によって生じる温度変化を検出するほどの充分
な感度を有すべきである。しかしながら、観客が話した
り、手をたたいたりするなどして単に適当なオーデイオ
信号を発生するだけでラセン・パターンを上昇させたり
、落下させたり、あるいは動かないように止めておいた
りできるから、コントロ−ラ２２を使用することが好し
い。ある応用例で、装置１０が交響曲の演奏に加えるな
どして用いられると、コントローラ２２へのオーディオ
入力の振幅が、ストロボ・レートをそれが延長されると
最大期間に設定することがある。

このときには、ラセン・パターンは一方向へ連続的に移
動する。ラセン・パターンは時々方向を変えられるのが
望ましいと思われるから、私は第６図に示すような回路
を設計した。それは、ストロボ・し−トが最大になると
コントロ−ラ２２の感度を徐々に下げるようなものであ
り、これによって最大ストロボ・レートが維持されるた
めにはどんどんオーディオ振幅が大になる必要がある。
第６図に示す回路は、第６図で×およびＹと記された端
子を第４図の対応する端子に単に接続するだけで第４図
に示すコントローラ２２の回路に組込まれる。第６図に
示す回路に対する好ましい回路部品は以下のようである
：この発明による現在のところ好ましいディスプレイ装
置の上記説明に基いて、当業者はこの発明の精神と範囲
を逸脱することないこ一定の変異ならびに変形をなしう
るものであることを知るであろう。

例えば、ヘッド１２から液槽１４へ降下する水を再循環
させる液中ポンプを用いずに、ヘッド１２を、例えば水
道のじや口のごとき、水の“際限ない”供給源に接続し
、液槽１４の水は排出するようにしてもよい。また、加
重部村５２以外のヘッド１２を振動させる手段を用いて
もよい。例えば、音響振動器又はスピーかこおいてみら
れるような電磁振動装置が、この発明のディスプレイ装
置に組み込むのに好適である。また、上記説明から、ハ
ウジング３０が例えば三角形や四角形のごとき他の形状
にされてもよいことは明らかであろう。他の変形や変更
も同様にこの発明の範囲内に入るように意図され、上記
説明は例示と解すべきであり限定されるものでないから
、この発明の範囲は、特許請求の範囲により規定される
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明による好ましいディスプレイ装置の
一部ブロック図を含む正面図である。 第２図は、第１図のディスプレイ装置に組込まれるヘッ
ドの斜視図である。第３図は、第１図のディスプレイ装
置に組込まれるストロボ用の好ましい回路の略図である
。第４図は、第１図のディスプレイ装置に組込まれるコ
ントローラ用の好ましい回路の略図である。第５図は、
第４図に示されたコントローラ回路用の好ましい収容箱
の斜視図である。第６図は、第４図のコントローラ回路
に組込まれるのに好適な回路であって、コントローラ回
路の感度を徐々に減少させる回路の略図である。１０・
・・ディスプレイ装置、１２・・・ヘッド、１４…液槽
、１６・・・液中ポンプ、１８・・・帰還ライン、２０
…ストロボ、２２…コントローラ、３０…ハウジング、
３２・・・上肇、３４・・・底壁、３６・・・側壁、３
９・・・入口関口、３８・・・液室、４２・・・通気関
口、４４・・・関口、４６・・・モータ、４８・・・ブ
ラケツト、５０・・・シャフト、５２・・・加重部材、
６０・・・振動台座。 ＦＩＧＩ． ＦＩＧ．２． ＦＩＧ．３． ＦＩＧ，４． ＦＩＧ．５ ＦＩＧ．６．

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 液室を区画するとともに、その液室に充填される液
   の供給源との連結に好適な入口開口を持ち、かつ、通気
   開口を有する上壁と、前記液室からの液の流出を担う複
   数の開孔を有する底壁と、それら上壁と底壁間に延設さ
   れる側壁とを備えているハウジング； 各開孔を次々に
   通過する液滴の間隔を実質的に均一にするよう前記ハウ
   ジングを周期的に振動する手段；および 前記液室から
   の流出液付近へ向けられたストロボ； を備えてなるデ
   イスプレイ装置。 ２ オーデイオ入力信号に応じてストロボのストロボ・
   レートを変化させるコントローラをさらに備えてなる特
   許請求の範囲第１項記載のデイスプレイ装置。 ３ ストロボ・レートが、オーデイオ入力信号の大きさ
   に応じて変化する特許請求の範囲第２項記載のデイスプ
   レイ装置。 ４ コントローラの感度を徐々に減少させる手段をさら
   に備えてなる特許請求の範囲第３項記載のデイスプレイ
   装置。 ５ ストロボのストロボ・レートが、約１０００サイク
   ル／分から約３６００サイクル／分の範囲にある特許請
   求の範囲第１項記載のデイスプレイ装置。 ６ ストロボのストロボ・レートが、約１８００サイク
   ル／分である特許請求の範囲第５項記載のデイスプレイ
   装置。 ７ ハウジングが略円盤形であり、開孔が底壁の周辺付
   近に配設されている特許請求の範囲第１項記載のデイス
   プレイ装置。 ８ 振動する手段が、シヤフト、そのシヤフトを回転す
   るモータ手段、前記シヤフトの軸心から重心をはずして
   前記シヤフトに固着された加重部材、前記モータ手段を
   ハウジングに固着する手段、静止支持物に対するハウジ
   ングおよび振動する手段の動きを担うよう静止支持物に
   前記モータ手段を固着する手段、を備えてなる特許請求
   の範囲第１項又は第７項記載のデイスプレイ装置。 ９ モータ手段が同期モータからなり、そのモータ手段
   を静止支持物に固着する手段が振動台座からなる特許請
   求の範囲第８項記載のデイスプレイ装置。 １０ 同期モータが約１８００回転／分の回転速度を有
   する特許請求の範囲第９項記載のデイスプレイ装置。 １１ 開孔が約３２分の１インチの直径を有する特許請
   求の範囲第８項記載のデイスプレイ装置。 １２ 通気開口が約３２分の１インチの直径を有する開
   口からなる特許請求の範囲第８項記載のデイスプレイ装
   置。