专利名称：光学魔盒的制作方法
技术领域：
本实用新型属于光学实验装置和儿童玩具技术领域。
本实用新型系利用光的位相延迟和显色偏振原理设计的一种盒状或筒状光学实验装置和儿童玩具。从中可以观赏到变化的各种不同彩色图象，并且各颜色和图案可以任意变换或进行组合。例如，通过部件的转动，时而出现蓝天白云、红日高照、绿水青山、金黄土地的画面，时而又变为黄空乌云、日蚀变绿、山水发紫、土地暗兰的场面；时而出现红旗飘在草地上，时而又变成白鹿飞跑彩环中；彩色画面变化多端。
本实用新型由可转动的起偏器(2)和检偏器(2)之间夹一套或多套可转动的波晶片(4)置于盒体或筒体(1、3、5)中而组成。其中起偏器检偏器(2)为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。每套波晶片构成一组图案，根据图案色彩的需要配加相应的波晶片厚度，为制作方便可采用不同层数进行调配。各套波晶片分别置于可独立转动的装置中。若所有偏振片和波晶片在转动的起始位置上均保持拉延方向的一致性，则可获得0°或180°位上的全无色效果，两偏振片处于正交时产生消光效果，而各波晶片分别转动±45°或±135°，则获得不同的彩色图案。再相应转动一偏振片至±45°或±135°或±90°，又可使各图案上的颜色呈互补色的变换(如从红变绿、从蓝变黄等)。各种部件配合转动，可产生叠加图案。因而，可以出现很多复杂而奇妙的变化。装置中的波晶片套数越多，改变的花样越多。变化的数目决定于波晶片套数与各套波晶片及其组合转动位置数的组合排列数。波晶片套数的增加对颜色和图案变化数目的影响极大，变化数目的增加不是波晶片套数的增加的代数积数而是几何积数。
本实用新型的盒体或筒体结构可以多种多样，可以是三脚卡口接圈式的全方位旋转结构(图1)也可以是开有若干可供偏振片和波晶片转动的开口的转片式结构(图2)。在盒体或筒体的一端可加灯光照明，也可以在另端安装投影显示装置。同时还可以小型化，并可配以放大镜结构。
由于本实用新型采用有卡口活接和全方位旋转等结构，所以不仅可以观赏多彩的变化图案，作为儿童的智力玩具，而且可以撤装组合，供偏振消光、波晶位相延迟和显色偏振等多种教学实验之用，实用效果极好。加之采用人造偏振片和人造波晶薄膜及其代用品等材料，至使结构简单，造价低廉。
目前尚未查到与本实用新型的原理相似或相近的魔盒。古老的万花筒是利用多面(常为三面)的反射镜对不规则的彩屑多方反射而成。玩具电影机(俗称西洋镜)实际是对转换的一幅幅画面的放大观察。均与光的位相延迟和显色偏振无关。虽然位相延迟和显色偏振的现象早已发现多年并在学校教程中有所讲述，但据之进行玩具实用新型的设计尚无报道和专利申请。
图1.三脚卡口全旋转式光学魔盒示意图，A为外观，B为纵剖面；图2.转片式光学魔盒示意图，A为外观，B为纵剖面。
1－前后透明盒盖；2－偏振片；3、5－不透明盒身接圈；4－附有图案的波晶片。
实现本实用新型的最好方式从塑料厂订制盒身接圈(3、5)和盒盖(1)；从偏振片厂购置或自拉人造偏振膜割制成偏振片(2)；以包装用的波晶薄膜叠制各种图案的波晶片(4)；扣合或粘合在一体即成。关键技术是保持每套波晶片图案内各层波晶薄膜拉延方向的一致性。
权利要求1.一种称作光学魔盒的盒状或筒状光学实验装置和儿童玩具，其特征在于由可移动的两偏振片夹一套或多套可转动的图案式波晶片，置于盒体或筒体中而组成。
2.按照权利要求1所述的魔盒的波晶片的图案，其特征在于可以是单层也可以是多层合成，其材料可由单轴晶体磨成也可以是人造波晶薄膜或其他代用品。
3.按照权利要求1所述的魔盒的盒体或筒体，其特征在于可以是接圈式的全方位旋转结构，也可以是开有若干可供偏振片和波晶片转动的开口转片式结构。
4.按照权利要求3所述的盒体或筒体的一端可加灯光照明，也可以在另端安装投影显示装置。
专利摘要本实用新型属光学实验装置和儿童玩具技术领域，系利用光的位相延迟和显色偏振原理设计的一种盒状或筒状光学实验装置和玩具。由可转动的起偏器和检偏器夹一套或多套可转动的带图案的波晶片而成。不仅可以从中观赏到各种图案和彩色变换，而且可以向青年学生和少年儿童演示偏振光的消光作用、位相延迟和显色偏振等现象，本装置还提出了利用人造波晶薄膜和代用品制作波晶片，致使结构简单灵活，造价低廉，可作为很好的光学教具和儿童玩具，启发青少年的智力。
文档编号A63H33/22GK2100931SQ91214840
公开日1992年4月8日 申请日期1991年8月14日 优先权日1991年8月14日
发明者李玉文 申请人:李玉文