專利名稱：光學(xué)魔盒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于光學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置和兒童玩具技術(shù)領(lǐng)域。
本實(shí)用新型系利用光的位相延遲和顯色偏振原理設(shè)計(jì)的一種盒狀或筒狀光學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置和兒童玩具。從中可以觀賞到變化的各種不同彩色圖象，并且各顏色和圖案可以任意變換或進(jìn)行組合。例如，通過部件的轉(zhuǎn)動(dòng)，時(shí)而出現(xiàn)藍(lán)天白云、紅日高照、綠水青山、金黃土地的畫面，時(shí)而又變?yōu)辄S空烏云、日蝕變綠、山水發(fā)紫、土地暗蘭的場(chǎng)面；時(shí)而出現(xiàn)紅旗飄在草地上，時(shí)而又變成白鹿飛跑彩環(huán)中；彩色畫面變化多端。
本實(shí)用新型由可轉(zhuǎn)動(dòng)的起偏器(2)和檢偏器(2)之間夾一套或多套可轉(zhuǎn)動(dòng)的波晶片(4)置于盒體或筒體(1、3、5)中而組成。其中起偏器檢偏器(2)為了降低成本可用人造偏振薄膜加工制作；同理，波晶片(4)也可使用人造波晶薄膜和其他代用品。每套波晶片構(gòu)成一組圖案，根據(jù)圖案色彩的需要配加相應(yīng)的波晶片厚度，為制作方便可采用不同層數(shù)進(jìn)行調(diào)配。各套波晶片分別置于可獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置中。若所有偏振片和波晶片在轉(zhuǎn)動(dòng)的起始位置上均保持拉延方向的一致性，則可獲得0°或180°位上的全無色效果，兩偏振片處于正交時(shí)產(chǎn)生消光效果，而各波晶片分別轉(zhuǎn)動(dòng)±45°或±135°，則獲得不同的彩色圖案。再相應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)一偏振片至±45°或±135°或±90°，又可使各圖案上的顏色呈互補(bǔ)色的變換(如從紅變綠、從藍(lán)變黃等)。各種部件配合轉(zhuǎn)動(dòng)，可產(chǎn)生疊加圖案。因而，可以出現(xiàn)很多復(fù)雜而奇妙的變化。裝置中的波晶片套數(shù)越多，改變的花樣越多。變化的數(shù)目決定于波晶片套數(shù)與各套波晶片及其組合轉(zhuǎn)動(dòng)位置數(shù)的組合排列數(shù)。波晶片套數(shù)的增加對(duì)顏色和圖案變化數(shù)目的影響極大，變化數(shù)目的增加不是波晶片套數(shù)的增加的代數(shù)積數(shù)而是幾何積數(shù)。
本實(shí)用新型的盒體或筒體結(jié)構(gòu)可以多種多樣，可以是三腳卡口接圈式的全方位旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)(圖1)也可以是開有若干可供偏振片和波晶片轉(zhuǎn)動(dòng)的開口的轉(zhuǎn)片式結(jié)構(gòu)(圖2)。在盒體或筒體的一端可加燈光照明，也可以在另端安裝投影顯示裝置。同時(shí)還可以小型化，并可配以放大鏡結(jié)構(gòu)。
由于本實(shí)用新型采用有卡口活接和全方位旋轉(zhuǎn)等結(jié)構(gòu)，所以不僅可以觀賞多彩的變化圖案，作為兒童的智力玩具，而且可以撤裝組合，供偏振消光、波晶位相延遲和顯色偏振等多種教學(xué)實(shí)驗(yàn)之用，實(shí)用效果極好。加之采用人造偏振片和人造波晶薄膜及其代用品等材料，至使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉。
目前尚未查到與本實(shí)用新型的原理相似或相近的魔盒。古老的萬花筒是利用多面(常為三面)的反射鏡對(duì)不規(guī)則的彩屑多方反射而成。玩具電影機(jī)(俗稱西洋鏡)實(shí)際是對(duì)轉(zhuǎn)換的一幅幅畫面的放大觀察。均與光的位相延遲和顯色偏振無關(guān)。雖然位相延遲和顯色偏振的現(xiàn)象早已發(fā)現(xiàn)多年并在學(xué)校教程中有所講述，但據(jù)之進(jìn)行玩具實(shí)用新型的設(shè)計(jì)尚無報(bào)道和專利申請(qǐng)。


圖1.三腳卡口全旋轉(zhuǎn)式光學(xué)魔盒示意圖，A為外觀，B為縱剖面；圖2.轉(zhuǎn)片式光學(xué)魔盒示意圖，A為外觀，B為縱剖面。
1－前后透明盒蓋；2－偏振片；3、5－不透明盒身接圈；4－附有圖案的波晶片。
實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的最好方式從塑料廠訂制盒身接圈(3、5)和盒蓋(1)；從偏振片廠購(gòu)置或自拉人造偏振膜割制成偏振片(2)；以包裝用的波晶薄膜疊制各種圖案的波晶片(4)；扣合或粘合在一體即成。關(guān)鍵技術(shù)是保持每套波晶片圖案內(nèi)各層波晶薄膜拉延方向的一致性。
權(quán)利要求1.一種稱作光學(xué)魔盒的盒狀或筒狀光學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置和兒童玩具，其特征在于由可移動(dòng)的兩偏振片夾一套或多套可轉(zhuǎn)動(dòng)的圖案式波晶片，置于盒體或筒體中而組成。
2.按照權(quán)利要求1所述的魔盒的波晶片的圖案，其特征在于可以是單層也可以是多層合成，其材料可由單軸晶體磨成也可以是人造波晶薄膜或其他代用品。
3.按照權(quán)利要求1所述的魔盒的盒體或筒體，其特征在于可以是接圈式的全方位旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，也可以是開有若干可供偏振片和波晶片轉(zhuǎn)動(dòng)的開口轉(zhuǎn)片式結(jié)構(gòu)。
4.按照權(quán)利要求3所述的盒體或筒體的一端可加燈光照明，也可以在另端安裝投影顯示裝置。
專利摘要本實(shí)用新型屬光學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置和兒童玩具技術(shù)領(lǐng)域，系利用光的位相延遲和顯色偏振原理設(shè)計(jì)的一種盒狀或筒狀光學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置和玩具。由可轉(zhuǎn)動(dòng)的起偏器和檢偏器夾一套或多套可轉(zhuǎn)動(dòng)的帶圖案的波晶片而成。不僅可以從中觀賞到各種圖案和彩色變換，而且可以向青年學(xué)生和少年兒童演示偏振光的消光作用、位相延遲和顯色偏振等現(xiàn)象，本裝置還提出了利用人造波晶薄膜和代用品制作波晶片，致使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單靈活，造價(jià)低廉，可作為很好的光學(xué)教具和兒童玩具，啟發(fā)青少年的智力。
文檔編號(hào)A63H33/22GK2100931SQ91214840
公開日1992年4月8日 申請(qǐng)日期1991年8月14日 優(yōu)先權(quán)日1991年8月14日
發(fā)明者李玉文 申請(qǐng)人:李玉文