专利名称:色彩变幻器的制作方法
本实用新型涉及一种利用偏振光干涉原理对独立光源的颜色按需要选通的一种光学装置，它特别适用于广告灯箱、美术片制片及可调滤色镜等领域。也可制成玩具、教具等。
现有的变色广告灯箱或其它变色装置往往不能做到使整个画面各个区域各自独立地、连续地、均匀地变色。所谓“连续”就是指光的颜色渐变，如由深红→淡红→橘红→橘黄→橙黄→黄…等等而不是突变。所谓“均匀”指的是一个画面中的一个区域整个地发生颜色渐变而不是象目前一般园盘式滤色片所能做到的那样由某一个角开始变化然后逐步扩展到整个区域。至于要做到各个区域独立地变化，目前不是不可能，但往往十分麻烦和复杂，特别是区域很多如几十到上百个时。而本实用新型的任务就是提供一种能使整个画面各个区域能各自独立地、连续地、均匀地变色的方便、廉价的方法和装置。
本实用新型的任务是以如下方式完成的首先使一般照明光源(如日光灯)发出的光通过一片起偏振片使其变为偏振光，然后让该偏振光照到一片各向异性的薄膜上，该薄膜被剪、拼成所需图案，图案的各个部分其薄膜的光轴方向和层数(可由数层同光轴方向的薄膜叠成)是不同的，光透过该薄膜后又经过一片偏振片(扦偏振片)而射向观察者。当转动起偏振片时，由于偏振光的干涉就会发生画面的各个区域独立、连续、均匀的色彩变化。下面将其光学原理简述如下一片光学各向异性的透明片(如经过拉伸工序处理的涤纶或塑料薄膜)相当于一片单轴晶体，拉伸方向即为光轴方向，今以X轴代表，它的前后各有一片可转动的偏振膜片(用人造偏振片制成)通光的偏振方向分别以N1及N2表示。分别令N1与X轴的夹角为α，N2与X轴的夹角为β，则当入射光(灯源的自然光)振幅为A0时，透射光振幅A为A2＝A02〔cos2(β－α)－sin2α·sin2β·sin2(△φ)/2 〕－(1)其中 △φ＝ (2π)/(λ) (ne－no)·t －(2)其中ne，no分别是光学各向异性膜片的e光及o光的折射率，t为其厚度，λ是入射光的波长。由(1)式可见，对于一定的波长λ1，当α，β改变时在某些值上A有可能变为零或最小，即这种波长对应的颜色在透射光中消失，而在另一些α，β值时可能是另一种波长λ2的光的振幅A变为零或最小，则另一种颜色消失，因而当转动偏振膜片之一，或同时转动夹在其中的透明各向异性薄膜片时透射光会呈现各种颜色(干涉相消光的补色)。
下面将结合实施例对本实用新型作进一步的详细描述。附图1是色彩变幻器作为广告灯箱时的实施例非限定型结构图，现说明如下它有一扁形(园或方)框架〔5〕，其内从上到下依次按放偏振片〔1〕，光学各向异性薄膜〔3〕，偏振片〔1〕，毛玻璃(或毛的有机玻璃片)〔4〕，环形日光灯管〔6〕，及在环形灯管中央放置的慢速(如5转／分钟)小马达〔7〕，其中偏振片采用人造偏振膜片(浸碘化物的聚合塑料薄膜拉伸而成，有商品)，它二边由厚约2－3mm的玻璃板或无色透明的有机玻璃板〔2〕夹持，由中性树胶(对玻璃板)或氯仿(对有机玻璃板)互相粘贴。下偏振片〔1〕(包括夹持它的玻璃板)与下面固定在框架中的小马达相连结(用胶)(马达轴穿过毛玻璃板〔4〕)，当马达〔4〕转动时下偏振片(即起偏振片)随之转动。光学各向异性薄膜〔3〕的材料选用是本实用新型的关键，它选用廉价的、市场上可方便买到的经拉伸工序处理的涤纶薄膜、塑料薄膜或醋酸纤维酯薄膜，在制作上采用叠层选择法及交角选择法，即光学各向异性薄膜，安放可以不同层数叠用及不同角度(薄膜光轴方向相对于上偏振片或下偏振片的通光方向之间的角度)安放，这样可搭配出各种不同的色彩。该薄膜用中性树胶或压敏胶粘贴在玻片上或无色透明的有机玻璃板上。当小马达徐徐转动时就能看到画面的各个区域颜色各自独立地连续地均匀变化起来。色彩变幻器作为广告灯箱时对偏振片的偏振度无严格要求。
权利要求
1.由二片人造偏振膜片及一片光学各向异性的透明膜片利用偏振光干涉原理构成色彩变幻器，其特征是下偏振片[1]还与一个小马达[7](慢速，如5转/分钟)相连接，在下偏振片[1]与光源[6]之间还有一片固定的毛玻璃[4]。
2.按权利要求
1规定的色彩变幻器，其特征是偏振膜片采用人造偏振片，它是浸碘化物的聚合塑料薄膜拉伸而成，对偏振度无严格要求，它被夹持在薄的玻璃片(2～3mm厚)或无色透明的有机玻璃片中，並以中性树胶(对玻片情况)或氯仿(对有机玻璃片情况)粘贴。
3.按权利要求
1规定的色彩变幻器其特征是采用拉伸过的涤纶薄膜、塑料薄膜或醋酸纤维脂薄膜作为透明的光学各向异性薄膜〔2〕，並以不同的方向或不同层数组成所需的字型或图案，用中性树胶或压敏胶粘贴在玻璃板或无色透明的有机玻璃片上，置于二偏振片〔1〕之间。
专利摘要
本实用新型公开了一种由二片人造偏振片及夹于其中的光学各向异性薄膜组成的色彩连续变幻的光学装置，当转动偏振片之一时，入射的白光就变成色彩连续变化的彩色光。它能用于广告灯箱、电影，特别是美术片的画面及背景色彩需要连续变换的特技摄影，以及玩具、教具等方面，经过改造也可制成色彩连续可调的滤色镜，用于拍照及拍摄电影。
文档编号G09F19/20GK87207240SQ87207240
公开日1988年6月29日 申请日期1987年6月26日
发明者徐怀方 申请人:徐怀方导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan