專利名稱：光學魔盒的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于光學實驗裝置和兒童玩具技術領域。
本實用新型系利用光的位相延遲和顯色偏振原理設計的一種盒狀或筒狀光學實驗裝置和兒童玩具。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行組合。例如，通過部件的轉動，時而出現藍天白云、紅日高照、綠水青山、金黃土地的畫面，時而又變為黃空烏云、日蝕變綠、山水發紫、土地暗蘭的場面；時而出現紅旗飄在草地上，時而又變成白鹿飛跑彩環中；彩色畫面變化多端。
本實用新型由可轉動的起偏器(2)和檢偏器(2)之間夾一套或多套可轉動的波晶片(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。每套波晶片構成一組圖案，根據圖案色彩的需要配加相應的波晶片厚度，為制作方便可采用不同層數進行調配。各套波晶片分別置于可獨立轉動的裝置中。若所有偏振片和波晶片在轉動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產生消光效果，而各波晶片分別轉動±45°或±135°，則獲得不同的彩色圖案。再相應轉動一偏振片至±45°或±135°或±90°，又可使各圖案上的顏色呈互補色的變換(如從紅變綠、從藍變黃等)。各種部件配合轉動，可產生疊加圖案。因而，可以出現很多復雜而奇妙的變化。裝置中的波晶片套數越多，改變的花樣越多。變化的數目決定于波晶片套數與各套波晶片及其組合轉動位置數的組合排列數。波晶片套數的增加對顏色和圖案變化數目的影響極大，變化數目的增加不是波晶片套數的增加的代數積數而是幾何積數。
本實用新型的盒體或筒體結構可以多種多樣，可以是三腳卡口接圈式的全方位旋轉結構(圖1)也可以是開有若干可供偏振片和波晶片轉動的開口的轉片式結構(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。同時還可以小型化，并可配以放大鏡結構。
由于本實用新型采用有卡口活接和全方位旋轉等結構，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實驗之用，實用效果極好。加之采用人造偏振片和人造波晶薄膜及其代用品等材料，至使結構簡單，造價低廉。
目前尚未查到與本實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)的反射鏡對不規則的彩屑多方反射而成。玩具電影機(俗稱西洋鏡)實際是對轉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。雖然位相延遲和顯色偏振的現象早已發現多年并在學校教程中有所講述，但據之進行玩具實用新型的設計尚無報道和專利申請。
圖1.三腳卡口全旋轉式光學魔盒示意圖，A為外觀，B為縱剖面；圖2.轉片式光學魔盒示意圖，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。
實現本實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。關鍵技術是保持每套波晶片圖案內各層波晶薄膜拉延方向的一致性。
權利要求1.一種稱作光學魔盒的盒狀或筒狀光學實驗裝置和兒童玩具，其特征在于由可移動的兩偏振片夾一套或多套可轉動的圖案式波晶片，置于盒體或筒體中而組成。
2.按照權利要求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結構，也可以是開有若干可供偏振片和波晶片轉動的開口轉片式結構。
4.按照權利要求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。
專利摘要本實用新型屬光學實驗裝置和兒童玩具技術領域，系利用光的位相延遲和顯色偏振原理設計的一種盒狀或筒狀光學實驗裝置和玩具。由可轉動的起偏器和檢偏器夾一套或多套可轉動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，致使結構簡單靈活，造價低廉，可作為很好的光學教具和兒童玩具，啟發青少年的智力。
文檔編號A63H33/22GK2100931SQ91214840
公開日1992年4月8日 申請日期1991年8月14日 優先權日1991年8月14日
發明者李玉文 申請人:李玉文