JP6357699B1 - 霧描画装置 - Google Patents
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Description
超音波振動子を備え、
前記超音波振動子を収容する筐体を備え、
前記筐体上に配置された振動部材を備え、
前記振動部材は、前記超音波振動子の超音波振動を前記振動部材上の液体に伝播することにより、前記振動部材上の液体を霧化させる、
霧描画装置である。
霧描画装置の構成について説明する。図1は、本実施形態の霧描画装置の構成を示す概略図である。図2は、図1の霧描画装置をI−I線で切断したときの断面図(図2A)、及び、霧描画装置の上面図(図2B)である。本実施形態の霧描画装置1の動作原理を説明する。
霧描画装置1は、筐体10と、振動部材11と、ネジ12と、超音波振動子13と、制御部14と、を備える。
振動部材11の上面11aは、平面である。
振動部材11は、例えば、以下の材料の少なくとも1つを含む。
・金属(一例として、アルミニウム、ステンレス、真鍮、又は、それらの合金)
・金属箔(一例として、アルミニウム、ステンレス、真鍮、又は、それらの合金からなる金属箔)
・ガラス
・セラミック
・樹脂(一例として、プラスチック)
図2に示すように、XZ平面において、超音波振動子13の直径は、振動部材11の辺より長い。つまり、上面視において、超音波振動子13の上方Y+は、振動部材11に覆われる。
超音波振動子13の中心13cの位置は、鉛直方向(Y方向)に直交する方向(X方向及びZ方向)について、振動部材11の中心11cと一致する(つまり、振動部材11及び超音波振動子13は、X方向及びZ方向について、同心に位置する)。
超音波振動子13は、例えば、以下の少なくとも1つを含む。
・ボルト締めランジュバン振動子
・圧電素子
・磁歪素子
突出部11bは、下方Y−に突出する。突出部11b及び超音波振動子13は、ネジ12を介して、鉛直方向(Y方向)に接合される。
図2A及び図2Bに示すように、X方向及びZ方向について、振動部材11の幅は、超音波振動子13の径より大きい。
超音波振動子13は、駆動制御信号に従って駆動することにより、超音波振動を発生させる。つまり、制御部14は、駆動制御信号を生成することにより、超音波振動子13の超音波振動を制御するように構成される。
本実施形態の霧描画装置の動作原理を説明する。図3は、図1の霧描画装置の使用方法を示す図である。図4は、図3の霧描画装置をII−II線で切断したときの断面図(図4A)、及び、霧描画装置の上面図(図4B)である。図5は、図1の霧描画装置の動作原理の説明図である。
本実施形態の霧描画装置1によって霧化された液体の形態を説明する。図6は、図1の超音波振動装置によって霧化された液体の形態の一例を示す概略図である。図7は、図6の状態から時間が経過した後の液体の形態の一例を示す図である。
つまり、上面視(Y−方向の視点)において、霧柱L2は、振動分布に応じた霧化分布を描く。換言すると、上面視(Y−方向の視点)では、霧柱L2が存在しない空間は、上面11aを含むXZ平面において振動が著しく弱い位置又は振動しない位置に対応する。
一般に、砂によって振動分布が可視化された図形をクラドニ図形と言う。霧描画装置1は、クラドニ図形のように、霧柱L2を用いて、振動分布に応じた図形を空中に描画する。
・振動部材11の弾性率(例えば、ヤング率)
・上面11aの形状(一例として、四角形、円形、星形、又は、ハート形)
別の例として、振動部材11の上面11aに滞留する液滴L1が少なくなると、図7Cに示すように、霧柱L2は、XZ平面において細くなる。つまり、ユーザは、霧柱L2のサイズが振動部材11上で変化する様子を観察することができる。
本実施形態の変形例について説明する。
変形例1について説明する。変形例1は、振動部材11の形状の変形例である。図8は、変形例1の振動部材の上面の形状の一例を示す概略図である。
この場合、液滴L1が凹部(つまり、特定の位置)に滞留する。このように、凹凸11aaは、滞留部として機能する。
この場合、液滴L1がくぼみ11ab(つまり、特定の位置)に集まる。このように、くぼみ11abは、滞留部として機能する。
この場合、液滴L1が中心11c(つまり、特定の位置)に滞留する。このように、傾斜面11acは、滞留部として機能する。
変形例2について説明する。変形例2は、液体を滞留させる流路を有する振動部材11の例である。図9は、変形例2の振動部材の上面の形状の一例を示す概略図である。
この場合、液滴L1が流路11adに沿って移動しながら滞留する。このように、流路11adは、一定範囲内で移動する液滴L1を滞留させる滞留部として機能する。
これにより、時間の経過と共に、霧柱L2の形態がより複雑に変化する様子を演出することができる。
変形例3について説明する。変形例3は、霧描画装置1に対して着脱可能なカートリッジに収容された原液L0を振動部材11の上面11aに供給する例である。図10は、変形例3の霧描画装置の構成を示す概略図である。
供給パイプ21の一端は、カートリッジ受入部20に挿通され、供給パイプ21の他端は、供給孔22に挿通される。供給パイプ21は、カートリッジ受入部20に取り付けられたカートリッジCAに収容された原液L0を供給孔22から上面11aに供給するように構成される。
供給部は、制御部14によって生成された供給制御信号に従って、カートリッジ受入部20に取り付けられたカートリッジCAから原液L0を吸い出す。
供給部によって吸い出された原液L0は、供給パイプ21を通って振動部材11の供給孔22から上面11aに供給される。
変形例4について説明する。変形例4は、霧描画装置1内に配置された収容部に収容された原液L0を振動部材11の上面11aに供給する例である。図11は、変形例4の霧描画装置の構成を示す概略図である。
筐体10は、収容部30を収容する。つまり、収容部30は、筐体10内に配置される。
供給パイプ31の一端は、収容部30に挿通され、供給パイプ31の他端は、供給孔32に挿通される。供給パイプ31は、収容部30に収容された原液L0を供給孔32から上面11aに供給するように構成される。
供給部は、制御部14によって生成された供給制御信号に従って、収容部30から原液L0を吸い出す。
供給部によって吸い出された原液L0は、供給パイプ31を通って振動部材11の供給孔32から上面11aに供給される。
変形例5について説明する。変形例5は、複数の超音波振動子を備える霧描画装置1の例である。
振動部材11には、同時に複数の超音波振動が伝播する。従って、振動分布は、本実施形態より複雑になる。
これにより、本実施形態より複雑な形態を有する霧柱L2を形成することができる。
振動部材11には、異なる位相の超音波振動が伝播する。つまり、振動部材11は、フェーズドアレイを形成する。従って、振動分布は、各超音波振動子13に駆動制御信号が供給されるタイミングに応じて変化する。
換言すると、制御部14は、各超音波振動子13に駆動制御信号を供給するタイミングを動的に変えることにより、振動分布を動的に変化させることができる。その結果、霧柱L2の形態は、液滴L1の残量、及び、駆動制御信号が供給されるタイミングの両方に応じて変わる。
これにより、本実施形態より複雑な形態を有する霧柱L2を形成することができる。
変形例6について説明する。変形例6は、振動部材11の突出部11bの形態の変形例である。図12は、変形例6の振動部材の突出部の形態の一例を示す概略図である。
突出部11bは、接合部11dから下方Y−に突出する。
接合部11dのX方向及びZ方向のサイズは、Y+側の端部である上端が最も大きく、Y−側の端部である下端が最も小さい。つまり、接合部11dは、鉛直方向(Y方向)に沿って、X方向及びZ方向のサイズが変化する。
変形例7について説明する。変形例7は、霧柱L2によって描画される図形と光とを組み合わせた演出を提供する例である。図13は、変形例7の霧描画装置の構成を示す概略図である。
光源40は、例えば、LED(Light Emitting Diode)である。
光源40は、発光制御信号に従って発光する。つまり、制御部14は、発光制御信号を生成することにより、光源40の発光を制御するように構成される。
本実施形態について小括する。
霧を用いて空中に図形を描画する霧描画装置1であって、
超音波振動子13を備え、
超音波振動子13を収容する筐体10を備え、
筐体10上に配置された振動部材11を備え、
振動部材11は、超音波振動子13の超音波振動を振動部材11上の液体に伝播させさせることにより、振動部材11上の液体を霧化させる、
霧描画装置1である。
振動部材11の上面は、液体を滞留させる滞留部(例えば、凹凸11aa、くぼみ11ab、傾斜面11ac、又は、流路11ad)を有する。
霧を用いて空中に図形を描画する霧描画装置1であって、
超音波振動子13を備え、
超音波振動子13の上方に配置された振動部材11を備え、
振動部材11の上面11aは、液体を滞留させる滞留部を有し、
振動部材11は、超音波振動子13の超音波振動を滞留部に滞留する液体に伝播することにより、液体を滞留部の上方に向かって霧化させるように構成される、
霧描画装置1である。
滞留部は、凹凸11aa、くぼみab、傾斜面11ac、及び、流路adの少なくとも1つである。
振動部材11は、霧描画装置1に対して着脱可能である。
液体を収容するカートリッジを受け入れるカートリッジ受入部20を備え、
カートリッジ受入部20によって受け入れられたカートリッジに収容された液体を振動部材11上に供給する供給部を備える。
液体を収容する収容部30を備え、
収容部30に収容された液体を振動部材11上に供給する供給部を備える。
振動部材11と超音波振動子13は鉛直方向(Y方向)に接合され、
鉛直方向(Y方向)に対して直交する方向(X方向及びZ方向)について、振動部材11の幅は、超音波振動子13の径より大きい。
振動部材11は、鉛直方向(Y方向)に沿って、鉛直方向(Y方向)に対して直交する方向(X方向及びZ方向)のサイズが変化する部分を含む。
その他の変形例について説明する。
10 :筐体
11 :振動部材
11b :突出部
11aa :凹凸
11ab :くぼみ
11ac :傾斜面
11ad :流路
11d :接合部
12 :ネジ
13 :超音波振動子
14 :制御部
20 :カートリッジ受入部
21 :供給パイプ
22 :供給孔
30 :収容部
31 :供給パイプ
32 :供給孔
40 :光源
Claims (9)
- 霧を用いて空中に図形を描画する霧描画装置であって、
超音波振動子を備え、
前記超音波振動子を収容する筐体を備え、
前記筐体上に配置された振動部材を備え、
前記振動部材の上面は、その全体が露出し、
前記振動部材の上面は、前記振動部材の上方から滴下された液体を滞留させる滞留部を有し、
前記振動部材は、前記超音波振動子の超音波振動を前記滞留部に滞留する液体に伝播することにより、前記滞留部に滞留する液体を霧化させるように構成される、
霧描画装置。 - 前記滞留部は、前記振動部材の上面の凹凸により形成される、
請求項1に記載の霧描画装置。 - 前記滞留部は、前記振動部材の上面のくぼみにより形成される、
請求項1に記載の霧描画装置。 - 前記滞留部は、前記振動部材の上面の傾斜面により形成され、
前記傾斜面は、前記振動部材の上面の中心に向かうほど低位になっている、
請求項1に記載の霧描画装置。 - 前記滞留部は、前記振動部材の上面の流路により形成される、
請求項1に記載の霧描画装置。 - 前記振動部材と前記超音波振動子は鉛直方向に接合され、
前記鉛直方向に対して直交する方向について、前記振動部材の中心は、前記超音波振動子の中心と一致する、
請求項1〜5の何れかに記載の霧描画装置。 - 前記振動部材は、前記霧描画装置に対して着脱可能である、
請求項1〜6の何れかに記載の霧描画装置。 - 前記振動部材と前記超音波振動子は鉛直方向に接合され、
前記鉛直方向に対して直交する方向について、前記振動部材の幅は、前記超音波振動子の径より大きい、
請求項1〜7の何れかに記載の霧描画装置。 - 前記振動部材は、鉛直方向に沿って、前記鉛直方向に対して直交する方向のサイズが変化する部分を含む、請求項8に記載の霧描画装置。
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