特許 6963803 投影装置及びオブジェクト

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6963803

(24)【登録日】2021年10月20日

(45)【発行日】2021年11月10日

(54)【発明の名称】投影装置及びオブジェクト

(51)【国際特許分類】

   G02B 27/08 20060101AFI20211028BHJP

【ＦＩ】

   G02B27/08

【請求項の数】4

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2017-223664(P2017-223664)

(22)【出願日】2017年11月21日

(65)【公開番号】特開2019-95549(P2019-95549A)

(43)【公開日】2019年6月20日

【審査請求日】2020年6月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】596175854

【氏名又は名称】有限会社クリスタルガーデン白金

(74)【代理人】

【識別番号】100180275

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 倫太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100161861

【弁理士】

【氏名又は名称】若林 裕介

(74)【代理人】

【識別番号】100194836

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷部 優一

(72)【発明者】

【氏名】依田 満

(72)【発明者】

【氏名】依田 百合子

【審査官】 小濱 健太

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−０９３１２７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ２７／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光源と、
前記光源の光軸に沿って配置されたミラー中空筒体と、
前記光軸上で前記ミラー中空筒体と前記光源との間に配置されており、被投影体に投影する映像の要素となるオブジェクトとを備え、
前記オブジェクトは、
前記映像の要素となる複数のオブジェクト片と共に充填液が入れられたオブジェクトケースと、
前記オブジェクトケースの内側から前記オブジェクトケースの外側まで貫通するシリンダと、
前記シリンダ内に挿入されたロッドとを有し、
前記ロッドは、前記オブジェクトケース内の圧力に応じて前記シリンダ内で動作する
ことを特徴とする投影装置。

【請求項2】

前記オブジェクトケースは略円筒形状であり、
前記オブジェクトケースの中心軸を回転軸として回転させるオブジェクト駆動機構をさらに備え、
前記シリンダ及び前記ロッドは、前記回転軸を中心に回転するように配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の投影装置。

【請求項3】

前記オブジェクトケースは、第１の開口部を備える瓶形状であり、
前記第１の開口部には、蓋が取り付け可能な構成となっており、
前記蓋の天面には、前記シリンダを挿入可能な第２の開口部が設けられている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の投影装置。

【請求項4】

光源と、前記光源の光軸に沿って配置されたミラー中空筒体とを備える投影装置で、前記光軸上で前記ミラー中空筒体と前記光源との間に配置されるものであって、被投影体に投影する映像の要素となるオブジェクトにおいて、
前記映像の要素となる複数のオブジェクト片と共に充填液が入れられたオブジェクトケースと、
前記オブジェクトケースの内側から前記オブジェクトケースの外側まで貫通するシリンダと、
前記シリンダ内に挿入されたロッドとを備え、
前記ロッドは、前記オブジェクトケース内の圧力に応じて前記シリンダ内で動作する
ことを特徴とするオブジェクト。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、投影装置及びオブジェクトに関し、例えば、透明円筒形のオブジェクトケースに封入されたオブジェクト片に基づく万華鏡の映像を被投影体(例えば、スクリーン、建築物、庭園等)に投影する投影装置に関する。

【背景技術】

【0002】

万華鏡はオブジェクトケースの内部に入っているさまざまな形状の色ガラス片でできたオブジェクトを多角ミラー中空筒体（ミラーシステム）の中で多重反射させた映像（以下、「万華鏡映像」と呼ぶ）をオブジェクトと反対側のアイホールから見て楽しむものである。そして。万華鏡では、多角ミラー中空筒体の視野に入るオブジェクト片の光の透過や反射により一期一会の美しい万華鏡映像となる。

【0003】

そして、従来、この万華鏡の技術を応用して万華鏡映像をスクリーン（被投影体）に投影する投影装置（いわゆる映華鏡）として特許文献１の記載技術が存在する。

【0004】

特許文献１に記載された装置では、さまざまな形状の色ガラス片等により構成されるオブジェクト片と、グリセリンやシリコンオイル等の粘性のあり透明な充填液が入れられた透明円筒型オブジェクトに、光源からの光を入射させ、オブジェクト片を含む透明円筒型オブジェクトを透過した光を、多角ミラー中空筒体に入射させ、さらに当該多角ミラー中空筒体内で多重反射することにより形成される万華鏡映像を、結像レンズにより拡大させ、スクリーンに投影させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１０−１２８４８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１に記載の投影装置では、より明るい万華鏡映像を投影しようとすると、より明るい光源を用いる必要がある。そして、明るい光源の光を、充填液が充填された透明円筒型オブジェクトに照射すると、熱により充填液が膨張し、その膨張の程度と透明円筒型オブジェクトの強度によっては、透明円筒形オブジェクトが破損する場合がある。

【0007】

また、透明円筒形オブジェクトの周囲で温度が低下すると、充填液が冷却されて収縮し、充填液が収縮した分透明円筒形オブジェクトに外部から空気が入り込んで気泡が発生する場合がある。空気と充填液とは光の屈折率が著しく異なるため、透明円筒形オブジェクト内に気泡が入り込むと、万華鏡映像に黒色の影が映りこみ、万華鏡映像の品質が著しく低下することになる。

【0008】

以上のような問題に鑑みて、高品質かつ安定的に、充填液（例えば、グリセリンやシリコンオイル等の透明な液体）が入れられたオブジェクト（例えば、透明円筒形オブジェクト）を透過して得られる映像を投影することができる投影装置及びオブジェクトが望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0009】

第１の本発明の投影装置は、（１）光源と、（２）前記光源の光軸に沿って配置されたミラー中空筒体と、（３）前記光軸上で前記ミラー中空筒体と前記光源との間に配置されており、被投影体に投影する映像の要素となるオブジェクトとを備え、（４）前記オブジェクトは、（４−１）前記映像の要素となる複数のオブジェクト片と共に充填液が入れられたオブジェクトケースと、（４−２）前記オブジェクトケースの内側から前記オブジェクトケースの外側まで貫通するシリンダと、（４−３）前記シリンダ内に挿入されたロッドとを有し、（４−４）前記ロッドは、前記オブジェクトケース内の圧力に応じて前記シリンダ内で動作することを特徴とする。

【0010】

第２の本発明は、光源と、前記光源の光軸に沿って配置されたミラー中空筒体とを備える投影装置で、前記光軸上で前記ミラー中空筒体と前記光源との間に配置されるものであって、被投影体に投影する映像の要素となるオブジェクトにおいて、（１）前記映像の要素となる複数のオブジェクト片と共に充填液が入れられたオブジェクトケースと、（２）前記オブジェクトケースの内側から前記オブジェクトケースの外側まで貫通するシリンダと、（３）前記シリンダ内に挿入されたロッドとを備え、（４）前記ロッドは、前記オブジェクトケース内の圧力に応じて前記シリンダ内で動作することを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、高品質かつ安定的に、充填液が入れられたオブジェクトを透過して得られる映像を投影する投影装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施形態に係る投影装置の全体構成を示す図である。

【図2】実施形態に係るオブジェクト駆動機構を構成するカムを取り外した状態で示す斜視図である。

【図3】実施形態に係るコネクタ部の構成について示した平面図である。

【図4】実施形態に係るオブジェクトを取り外した状態で示した平面図である。

【図5】実施形態に係るオブジェクトの断面図である。

【図6】実施形態に係るシリンダを取り外した状態で示す平面図である。

【図7】実施形態に係るシリンダキャップを取り外した状態で示す斜視図である。

【図8】実施形態に係るシール部材を取り外した状態で示す斜視図である。

【図9】実施形態に係る内蓋を取り外した状態で示す斜視図である。

【図10】実施形態に係るシリンダと、シリンダ内部に挿入されたロッドとの関係について示した説明図である。

【図11】実施形態に係るシリンダ内に挿入されたロッドの動作示した説明図である。

【図12】実施形態に係るオブジェクト（ガラス瓶）内においてオブジェクト片が移動する軌道について示した説明図である。

【図13】実施形態に係るオブジェクト（ガラス瓶）内におけるオブジェクト片の移動速度の変化について示した説明図である。

【図14】実施形態に係るシリンダによるオブジェクト片の移動制御機能について示した説明図である。

【図15】実施形態の変形例に係るロッド（その１）の斜視図である。

【図16】実施形態の変形例に係るシリンダと、シリンダ内部に挿入されたロッドとの関係について示した説明図である。

【図17】実施形態の変形例に係るロッド（その２）の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

（Ａ）主たる実施形態
以下、本発明による投影装置及びオブジェクトの一実施形態を、図面を参照しながら詳述する。

【0014】

（Ａ−１）第１の実施形態の構成
図１は、この実施形態の投影装置１の全体構成を示す図である。

【0015】

図１では、制御系の構成についてはブロック図を用いて示し、機構系及び光学系の構成については平面図を用いて示している。

【0016】

投影装置１は、被投影体としてのスクリーンＳＣに、オブジェクト片Ｂに基づく映像（万華鏡映像）を投影する装置である。オブジェクト片Ｂは、例えば、様々な色／形状のガラス片やアクリル片等で形成される。

【0017】

投影装置１は、大別すると、オブジェクト１０、電源部２０、光源制御部３０、光源４０、モータ制御部５０、オブジェクト駆動機構６０、及びミラー筒７０を有している。

【0018】

電源部２０は、電源Ｖ（例えば、商用電源）からの電力供給を受けて、適切な変換処理を行い、光源制御部３０及びモータ制御部５０に対して電力分配を行うものである。電源部２０としては種々の電源装置を適用することができる。

【0019】

オブジェクト１０は、万華鏡映像の要素であるオブジェクト片Ｂを入れるためのオブジェクトケースとして、透明のガラス瓶１１を備えている。この実施形態では、ガラス瓶１１は、略円筒形状であるものとする。そして、当該ガラス瓶１１の中は、複数のオブジェクト片Ｂとともに充填液Ｌで満たされている。

【0020】

光源４０は、投影装置１がスクリーンＳＣに万華鏡映像を投影するための光源である。光源４０としては、例えば、ハイパワー（例えば、３Ｗ〜７０Ｗ程度）のＬＥＤランプやハロゲンランプ等の小型で明るい光源（例えば、３００ルーメン〜４０００ルーメン程度の光源）を用いることが望ましい。この実施形態では、光源４０としては、ハイパワーのＬＥＤランプを適用するものとして説明する。

【0021】

光源制御部３０は、電源部２０から供給された電力に基づき光源４０を点灯制御させるものである。光源制御部３０としては、例えば、種々のＬＥＤランプやハロゲンランプを点灯させる回路を適用することができる。

【0022】

オブジェクト駆動機構６０は、オブジェクト１０を支持すると共に、モータ６１を駆動源（動力元）としてオブジェクト１０を動作させる機構である。オブジェクト駆動機構６０は、オブジェクト１０（ガラス瓶１１）における円筒形の中心軸を回転軸（図１に示すＲＡ）として、オブジェクト１０（ガラス瓶１１）を回転動作させると共に、回転軸ＲＡの方向にオブジェクト１０（ガラス瓶１１）を揺動動作（往復動作）させる。

【0023】

モータ制御部５０は、電源部２０から供給された電力に基づきモータ６１を駆動させるものである。モータ制御部５０としては、例えば、種々のモータ駆動回路を適用することができる。

【0024】

ミラー筒７０は円筒形状であり、円筒の中空部分に万華鏡映像を形成するためのミラーシステム７１が配置されている。また、ミラー筒７０の端部（スクリーンＳＣ側の端部）には、万華鏡映像を投影（拡大）するための結像レンズ７２が配置されている。ミラーシステム７１の具体的な構成は限定されないものであるが、種々の万華鏡で利用されるミラーシステムを適用することができる。万華鏡におけるミラーシステムは、通常、内面が鏡面加工された筒体（以下、「ミラー中空筒体」とも呼ぶ）の構造となっており、複数の鏡を組み合わせて断面が多角形となる多角ミラー中空筒体（例えば、「２ミラーシステム」、「３ミラーシステム」、「４ミラーシステム」等のミラーシステム）や、円筒の内面が鏡面加工されたもの等が存在する。この実施形態の例では、ミラーシステム７１は、鏡を３枚組み合わせて断面が三角形となるミラー中空筒体を形成する３ミラーシステムの構造であるものとして説明する。

【0025】

次に、投影装置１における光学系の概要について説明する。

【0026】

光源４０で発光した光は、集光レンズ４１で収束され、光の斑をなくすための拡散板４２を透過し、オブジェクト１０のガラス瓶１１部分に入射する。

【0027】

ガラス瓶１１に入射した入射光は、内部のオブジェクト片Ｂを透過して多彩な色や形を映して、ガラス瓶１１のスクリーンＳＣ側から出射し、ミラーシステム７１内（中空筒体の内部）に入射される。そして、ミラーシステム７１内に入射した光は、ミラーシステム７１内で多重反射しながらスクリーンＳＣ側の端部に配置された結像レンズ７２に入射される。結像レンズ７２は、入射された多重反射光を、スクリーンＳＣに投影する。

【0028】

ここで、図１に示すように、光源４０で発光した光の光軸ＯＡと、オブジェクト１０（ガラス瓶１１）における円筒形の中心軸（回転軸ＲＡ）とは概ね直交するように各要素が配置されているものとする。また、ここではミラーシステム７１（ミラー中空筒体）の中心軸は、光源４０の光軸ＯＡに沿うように配置されているものとする。

【0029】

次に、オブジェクト駆動機構６０の詳細構成について説明する。

【0030】

上述の通り、オブジェクト駆動機構６０は、オブジェクト１０（ガラス瓶１１）を、回転軸ＲＡを中心に回転させると共に、回転軸ＲＡの方向に揺動動作（往復動作）させる。以下では、回転軸ＲＡの一方の方向（図１では左方向）をＹ方向と呼び、他方の方向（図１では右方向）をＸ方向と呼ぶものとする。

【0031】

オブジェクト駆動機構６０では、モータ６１の回転軸にピニオンギア６２が取り付けられており、ピニオンギア６２には、スパーギア６３が噛み合わされている。スパーギア６３は、ピニオンギア６２の回転を減速して回転する。

【0032】

そして、オブジェクト１０は、ピニオンギア６２と同じ回転軸で回転するように、ピニオンギア６２の側面に取り付けされている。この実施形態では、図１に示すように、オブジェクト１０の底面（ガラス瓶１１の底面）がピニオンギア６２のＸ方向の側面に脱着可能に取り付けされている。すなわち、オブジェクト駆動機構６０では、ピニオンギア６２とスパーギア６３とが両方とも回転軸ＲＡで回転することになる。

【0033】

そして、スパーギア６３のＹ方向（左側）の側面には、スパーギア６３同じ回転軸で回転するシャフト６４が固定されている。

【0034】

そして、シャフト６４は、３つの軸受け６５、６６、６７により回転自在に支持されている。言い換えると、軸受け６５、６６、６７は、回転軸ＲＡで回転するシャフト６４、スパーギア６３及びオブジェクト１０を、１つの回転体として安定的に支持（回転自在に支持）している。

【0035】

そして、図１に示すように、シャフト６４上で軸受け６６と軸受け６７との間の区間に、シャフト６４、スパーギア６３及びオブジェクト１０で形成される回転体を、一体としてＸＹ方向に揺動させるカム６４１が形成されている。また、軸受け６６のＹ方向の側面には、カム６４１を接触させる凸形状の接触子６６１が設けられている。

【0036】

さらに、シャフト６４上でカム６４１と軸受け６７との間に、つるまきバネ形状のスプリング６４３が配置されている。このスプリング６４３は、カム６４１をＹ方向（左方向）に付勢させるための付勢部材として機能する。

【0037】

図２は、カム６４１を取り外した状態で示す斜視図である。

【0038】

カム６４１は、図２に示すように、傾斜面６４１ａが形成された円斜切円柱形状となっている。また、カム６４１には、中心軸にシャフト６４を貫通させるための孔６４１ｂが形成されている。カム６４１は、孔６４１ｂに貫通するシャフト６４に固定され、一体となっている。したがって、カム６４１は、シャフト６４の回転に伴って、同じ回転軸ＲＡで回転する。

【0039】

図１に示すように、カム６４１は、シャフト６４において、傾斜面６４１ａが、軸受け６６の接触子６６１に当接するように配置されている。また、上述のように、カム６４１は、スプリング６４３により、Ｙ方向（左方向）に付勢されているため、スプリング６４３の付勢力により常に傾斜面６４１ａが接触子６６１に当接（押圧）することになる。したがって、カム６４１（傾斜面６４１ａ）は、常に接触子６６１に当接しながら回転することになるため、回転に伴ってＸＹ方向に動作（揺動動作）する。上述のようにカム６４１はシャフト６４と一体となっているため、カム６４１のＸＹ方向の動作（揺動動作）に伴って、上述の回転体（シャフト６４、スパーギア６３及びオブジェクト１０で形成される回転体）もＸＹ方向に動作することになる。

【0040】

以上のように、カム６４１、接触子６６１、及びスプリング６４３により、上述の回転体（シャフト６４、スパーギア６３及びオブジェクト１０で形成される回転体）を、ＸＹ方向に揺動させるための揺動機構（カム機構）が構成されている。

【0041】

次に、オブジェクト１０をオブジェクト駆動機構６０に取り付ける構成について説明する。

【0042】

上述の通り、オブジェクト１０の底面（ガラス瓶１１の底面）がピニオンギア６２のＸ方向の側面に脱着可能に取り付けされている。

【0043】

オブジェクト１０を、ピニオンギア６２の側面に脱着可能に取り付ける方式については限定されないが、この実施形態では、マグネットの磁力を用いる構成について説明する。

【0044】

図３は、ガラス瓶１１の底面に取り付けられるコネクタ部１２を取り外した状態で示す平面図である。

【0045】

図３に示すようにコネクタ部１２は、非磁性体の材料（例えば、プラスチック等の樹脂）で輪形の板形状に形成されており、中央の円形の穴に、当該穴と同形状のマグネット部１２１がはめ込まれた構成となっている。

【0046】

また、オブジェクト駆動機構６０側のコネクタ部６８についてもコネクタ部１２と同様の構成となっているものとする。したがって、コネクタ部６８の構成についても同様に図３を用いて示すことができる。図３において括弧内の符号は、コネクタ部６８に対応する符号である。図３に示すように、コネクタ部６８も、輪形の板形状に形成されており、中央の円形の穴に当該穴と同形状のマグネット部６８１がはめ込まれた構成となっている。

【0047】

したがって、オブジェクト駆動機構６０のコネクタ部６８に、オブジェクト１０のコネクタ部１２が近づけられると、互いのマグネット部１２１、６８１の磁力で引き合う。これにより、オブジェクト１０（コネクタ部１２）は、オブジェクト駆動機構６０（コネクタ部６８）に脱着可能に取り付けされる。

【0048】

図１に示すように、オブジェクト駆動機構６０では、コネクタ部６８のＹ方向の側面（オブジェクト１０のコネクタ部１２と当接する側の面）にスペーサ６９が設けられている。

【0049】

スペーサ６９は、例えば、シリコンゴム等の摩擦の大きい材料であることが望ましい。

【0050】

スペーサ６９は、オブジェクト駆動機構６０側のコネクタ部６８（マグネット部６８１）の回転（トルク）を、より確実にオブジェクト１０側のコネクタ部１２（マグネット部１２１）に伝達させる部材である。仮に、オブジェクト駆動機構６０側のコネクタ部６８と、オブジェクト１０側のコネクタ部１２とを直接接触させた場合、接触部分の摩擦が小さいと、オブジェクト駆動機構６０側のコネクタ部６８が回転しても、そのトルクがオブジェクト１０側のコネクタ部１２に伝達されず、オブジェクト駆動機構６０側のコネクタ部６８は空転することになる。そこで、この実施形態では、オブジェクト駆動機構６０側のコネクタ部６８と、オブジェクト１０側のコネクタ部１２との間に、滑り止めとしてスペーサ６９を挟むことで、オブジェクト１０側のコネクタ部１２をオブジェクト駆動機構６０側のコネクタ部６８にグリップさせ、より確実にオブジェクト１０側のコネクタ部１２を回転させることができる。

【0051】

また、コネクタ部６８（マグネット部６８１）とコネクタ部１２（マグネット部１２１）との間の引力が強すぎると、オブジェクト１０の脱着が容易でなくなる。そのため、オブジェクト駆動機構６０では、コネクタ部６８とコネクタ部１２との間の引力を調整するためにスペーサ６９が設けられている。スペーサ６９を厚くするほど、当該引力は弱くなる。したがって、元々コネクタ部６８とコネクタ部１２との間の引力が、オブジェクト１０の脱着に好適な強さである場合には、スペーサ６９は除外することができる。

【0052】

オブジェクト駆動機構６０（コネクタ部６８）に、オブジェクト１０を脱着可能な構成とすることで、オブジェクト１０の交換やメンテナンスを容易とすることができる。例えば、オブジェクト１０に入れるオブジェクト片Ｂの数や組み合わせを変更することで、スクリーンＳＣに映し出される万華鏡映像の色調や模様も変化する。

【0053】

次に、オブジェクト１０の構成について説明する。

【0054】

図４は、オブジェクト１０を取り外した状態で示した図である。

【0055】

図５は、オブジェクト１０の回転軸ＲＡを通る線で切断した場合の断面図である。

【0056】

ガラス瓶１１には、胴部１１１と、胴部１１１よりも径の小さい首部１１２とが形成されている。首部１１２の端部には開口部１１３が設けられている。

【0057】

図５に示すように、ガラス瓶１１の首部１１２（開口部１１３）には、内蓋１４が取り付けられている。なお、ガラス瓶１１の首部１１２の外周面、及び内蓋１４の内周面に図示しないねじ切りを設けることで、ガラス瓶１１の首部１１２（開口部１１３）に内蓋１４を脱着可能に取り付けるようにしてもよい。そして、内蓋１４は、さらに外蓋１３により覆われている。ガラス瓶１１の開口部１４２には、外縁部分の口天部１１４も含めて覆うシール部材１５が配置されている。すなわち、シール部材１５は、ガラス瓶１１の口天部１１４（開口部１１３）と、内蓋１４の天面１４１との間に挟み込まれた状態となっている。

【0058】

図６は、シリンダ１６を取り外した状態で示す平面図である。図７は、シリンダキャップ１８を取り外した状態で示す斜視図である。

【0059】

図５、図６に示すように、シリンダ１６は、Ｘ方向の端部に開口部１６１が設けられ、Ｙ方向の端部に孔１６２（開口部１６１よりも狭められた孔）が設けられた管である。シリンダ１６の材質はガラス瓶１１と同じく無色透明な材質（例えば、ガラスやアクリル）であればよい。この実施形態では、シリンダ１６の材質はガラス瓶１１であるものとする。

【0060】

また、図５に示すように、シリンダ１６の内部には、円柱形状のロッド１７が挿入されており、一端が、シリンダ１６内に流れ込んだ充填液Ｌの液面に接触している。ロッド１７の材質はガラス瓶１１と同じく無色透明な材質（例えば、ガラスやアクリル）であればよい。この実施形態では、ロッド１７の材質はアクリルであるものとする。

【0061】

さらに、図５に示すように、シリンダ１６のＸ方向の端部に設けられた開口部１６１は、シリンダキャップ１８が設けられている。図７に示すように、シリンダキャップ１８には、天面１８１に、孔１８２が設けられている。シリンダキャップ１８の材質は限定されないものであるが、例えば、種々のラバーやアクリル等の材料を適用することができる。

【0062】

図８は、シール部材１５を取り外した状態で示す斜視図である。また、図９は、内蓋１４を取り外した状態で示す斜視図である。

【0063】

図８に示すように、シール部材１５には、シリンダ１６を貫通させるための円形の孔１５１が設けられている。また、図９に示すように、内蓋１４の天面１４１にも、シリンダ１６を貫通させるための開口部１４２が設けられている。すなわち、内蓋１４はいわゆるオープントップキャップの形状となっている。なお、ガラス瓶１１と内蓋１４については、既存のオープントップキャップのついたガラス瓶を用いて安価に構成することも可能である。

【0064】

図５に示すように、シリンダ１６は、内蓋１４の開口部１４２、及びシール部材１５の孔１５１を貫通して、ガラス瓶１１の内部（胴部１１１）まで挿し込まれた構造となっている。

【0065】

すなわち、シール部材１５は、シリンダ１６をガラス瓶１１の内部に挿入させつつ、ガラス瓶１１の開口部１４２から充填液Ｌの漏れを防ぐ機能を担っている。したがって、シール部材１５の孔１５１の直径は、シリンダ１６の外径と同じかわずかに小さいことが望ましい。シール部材１５の材質としては、例えば、種々のラバー等を適用することができる。

【0066】

（Ａ−２）第１の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有するこの実施形態の投影装置及びオブジェクトの動作を説明する。

【0067】

まず、投影装置１の全体の動作概要について説明する。

【0068】

投影装置１では、電源部２０がＯＮとなると、光源制御部３０及びモータ制御部５０に電力が供給される。

【0069】

光源制御部３０は、電力が供給されると駆動を開始し、光源４０を制御して発光させる。光源４０で発光した光は、集光レンズ４１で収束され、光の斑をなくすための拡散板４２を透過し、オブジェクト１０のガラス瓶１１部分に入射する。ガラス瓶１１に入射した入射光は、内部に不入されたオブジェクト片Ｂを透過して多彩な色や形を映して、ガラス瓶１１のスクリーンＳＣ側から出射し、ミラーシステム７１内（中空筒体の内部）に入射される。そして、ミラーシステム７１内に入射した光は、ミラーシステム７１内で多重反射しながらスクリーンＳＣ側の端部に配置された結像レンズ７２に入射される。結像レンズ７２は、入射された多重反射光による映像（万華鏡映像）を、拡大してスクリーンＳＣに投影する。

【0070】

一方、モータ制御部５０は、電力が供給されると駆動を開始し、モータ６１の回転駆動を開始させる。モータ６１が回転駆動を開始すると、その回転力は、ピニオンギア６２を介してスパーギア６３を回転させる。スパーギア６３の側面にはシャフト６４及びオブジェクト１０が取り付けられており、シャフト６４、スパーギア６３及びオブジェクト１０は一体の回転体（回転軸ＲＡを回転軸とする回転体）として、所定の速度（モータ６１の回転速度、及びピニオンギア６２とスパーギア６３のギア比に基づく速度）で回転する。また、上述の回転体（シャフト６４、スパーギア６３及びオブジェクト１０）は、シャフト６４に付けられたカム６４１を利用したカム機構により、回転軸ＲＡで回転しながら、回転軸ＲＡ方向（ＸＹ方向）に揺動動作する。

【0071】

次に、シリンダ１６と、シリンダ１６内部に挿入されたロッド１７との関係について説明する。

【0072】

図１０は、シリンダ１６とシリンダ１６内部に挿入されたロッド１７との関係について示した説明図である。図１０は、図５に示すオブジェクト１０におけるシリンダ１６の部分（シリンダキャップ１８及びロッド１７を含む）のみを抜き出して図示した断面図となっている。

【0073】

図１０では、円柱形状のロッド１７の外周面の径をＤ１、円筒形状のシリンダ１６の内径（内周面の径）をＤ２と図示している。

【0074】

図１０に示すように、Ｄ１はＤ２よりも僅かに小さくなっている。したがって、図１０に示すように、ロッド１７の外周面とシリンダ１６の内周面との間には、隙間Ｇが形成される。

【0075】

次に、ガラス瓶１１にシリンダ１６及びロッド１７を、最初にセット（挿入）する工程の例について説明する。ガラス瓶１１内にシリンダ１６が挿入されると、シリンダ１６内には、Ｘ方向の端部の孔１６２から、ガラス瓶１１内に充填された充填液Ｌが流れ込む。そして、孔１６２からシリンダ１６内に流れ込んだ充填液Ｌが、ロッド１７の端部（Ｘ方向の端部）に接触すると、充填液Ｌは隙間Ｇに流れ込み、表面張力（毛細管現象）により、隙間Ｇは充填液Ｌで満たされ、図１０のような状態となる。例えば、ガラス瓶１１及びシリンダ１６内を充填液Ｌで満たした状態で、ロッド１７をシリンダ１６に挿入して内部に推し進めてゆくと、孔１６２からシリンダ１６内に流れ込んだ充填液Ｌが、隙間Ｇを経由して開口部１６１側に流れこむことになる。したがって、最初に、ガラス瓶１１及びシリンダ１６内を充填液Ｌで満たした状態で、ロッド１７を所望の位置（ロッド１７の初期位置）まで差し込むことで、シリンダ１６内及びガラス瓶１１内における気泡残留を抑止することができる。

【0076】

隙間Ｇの幅は、表面張力（毛細管現象）を発生させることができる程度である必要があるため、０．１ｍｍ程度であることが望ましい。例えば、ロッド１７の外周面全体にわたって、０．１ｍｍの幅の隙間Ｇを設ける場合、Ｄ１とＤ２の差分は０．２ｍｍ程度（Ｄ２−Ｄ１＝０．２ｍｍ）となる。

【0077】

次に、シリンダ１６内に挿入されたロッド１７の動作について説明する。

【0078】

図１１は、シリンダ１６内に挿入されたロッド１７の動作を示した説明図である。

【0079】

光源制御部３０が駆動し、光源４０が点灯すると、光源４０から発光した光はオブジェクト１０（ガラス瓶１１）に照射されることになる。

【0080】

光源４０から発光した光がガラス瓶１１に照射され、その光がガラス瓶１１及び内部の充填液Ｌを透過すると、ガラス瓶１１及び充填液Ｌが過熱されて温度が上昇することになる。

【0081】

図１１（ａ）は、光源４０が発光を開始する前のロッド１７の位置（シリンダ１６内におけるＸＹ方向の位置）について示している。

【0082】

上述の通り、充填液Ｌとしては、グリセリンやシリコンオイル等の粘性で無色透明な液体が用いられるが、これらの液体は、温度上昇に伴って膨張するため体積が増える。従来のようにガラス瓶１１が完全に密閉されていれば、ガラス瓶１１は充填液Ｌの膨張にともなって内部の圧力が高まり、圧力が所定以上となると破損することになる。しかし、この実施形態のオブジェクト１０では、ガラス瓶１１の内部から外部まで貫通するシリンダ１６と、シリンダ１６内に挿入されたロッド１７が設けられているため、ガラス瓶１１内の充填液Ｌが膨張すると、膨張した分の充填液Ｌは、孔１６２からシリンダ１６に流れ込み、シリンダ１６内のロッド１７をＸ方向に押圧し、図１１（ｂ）に示すような状態に遷移する。したがって、オブジェクト１０では、ガラス瓶１１内の充填液Ｌが膨張した分シリンダ１６内に充填液Ｌが流れ込み、シリンダ１６内に充填液Ｌが流れ込んだ分、シリンダ１６内でロッド１７がＸ方向に移動するため、ガラス瓶１１にかかる内部圧力上昇（加圧）が抑制される。

【0083】

逆に、図１１（ｂ）のような状態から、光源４０が消灯して、ガラス瓶１１内の充填液Ｌの温度が下がると、ガラス瓶１１内の充填液Ｌは収縮して体積が減ることになる。この場合、ガラス瓶１１内の充填液Ｌが収縮した分シリンダ１６内から充填液Ｌが流れ出し、シリンダ１６内のロッド１７をＹ方向に吸引し、図１１（ａ）に示すような状態に遷移する。したがって、オブジェクト１０では、ガラス瓶１１内の充填液Ｌが収縮した分シリンダ１６内の充填液Ｌが流れ出し、シリンダ１６内に充填液Ｌから流れ出した分、シリンダ１６内でロッド１７がＹ方向に移動するため、ガラス瓶１１にかかる内部圧力降下（負圧）が抑制される。

【0084】

ただし、ガラス瓶１１の内圧変動によってシリンダ１６内でロッド１７が動作する場合でも、ロッド１７のＸ方向の端が視野Ａ内にはいりこまないように、ロッド１７の形状（ロッドの長さ）や、ロッド１７をセットする際の位置が調整されていることが望ましい。これは、万華鏡映像に映る対象となる視野Ａ内にシリンダ１６内の空気（気泡）が映りこむと、万華鏡映像に黒色の領域を発生させる要因となるためである。一方、シリンダ１６及びロッド１７には、充填液Ｌ（グリセリンやシリコンオイル等）と屈折率が近い材料（例えば、アクリルやガラス等）を用いることで万華鏡映像の品質低下を抑制できる。したがって、予め、投影装置１の設置環境（外気温の変動）に基づくロッド１７の最大移動量を考慮して、シリンダ１６内にロッド１７をセットする必要がある。

【0085】

また、図１０に示すように、ロッド１７の外周面とシリンダ１６の内周面との間には、隙間Ｇが形成されているため、隙間Ｇに入り込んだ充填液Ｌは、シリンダ１６内におけるロッド１７の移動を滑らかにする潤滑剤として機能する。シリンダ１６内におけるロッド１７の移動を滑らかにすることで、ガラス瓶１１内の圧力を安定させることに寄与する。

【0086】

さらに、シリンダ１６には、ガラス瓶１１の外側の端の開口部に１６１に、シリンダキャップ１８がはめ込まれている。上述の通り、シリンダキャップ１８の天面１８１には、シリンダ１６の通気孔として機能する孔１８２が設けられている。孔１８２の径は、開口部に１６１の径よりも小さいため、表面張力により、隙間Ｇから外側（開口部１６１側）に漏れ出した充填液Ｌ（シリンダ１６の内周面に密着することにより漏れ出した充填液Ｌ）は、シリンダキャップ１８の天面１８１により堰き止められ、外部に漏れだすことを抑止できる。

【0087】

以上のように、オブジェクト１０では、ガラス瓶１１内の圧力（温度）に応じて、シリンダ１６内でロッド１７が移動して、ガラス瓶１１内の圧力調整手段として機能する。

【0088】

次に、オブジェクト１０（ガラス瓶１１）内におけるオブジェクト片Ｂが移動する際の軌道について説明する。

【0089】

図１２は、オブジェクト１０（ガラス瓶１１）内におけるオブジェクト片Ｂの動作示した説明図である。

【0090】

図１２は、オブジェクト１０（ガラス瓶１１）を、光軸ＯＡを通る線で切断した際の断面について示した図である。図１２では、説明を簡易とするため、オブジェクト１０（ガラス瓶１１）に入れられた１つのオブジェクト片Ｂと、当該オブジェクト片Ｂが移動する軌道Ｔの例を示している。なお、図１２では、下方向を鉛直方向と図示している。また、以下では、鉛直方向を下方向と呼び、鉛直方向と反対の方向を上方向と呼ぶものとする。さらに、図１２では、オブジェクト１０（ガラス瓶１１）は、回転軸ＲＡで時計回りに回転する状態について示している。なお、オブジェクト１０（ガラス瓶１１）の回転方向は、図１２に示す方向と逆の方向（反時計回り）としてもよい。

【0091】

上述の通り、ガラス瓶１１は、時計回りに回転するため、ガラス瓶１１の回転に伴い、内部の充填液Ｌも、その回転に沿って時計回りに流れることになる。また、ガラス瓶１１の回転軸ＲＡの周囲には、シリンダ１６が存在するため、ガラス瓶１１の回転に伴い、ガラス瓶１１の内部では、シリンダ１６の周囲にも充填液Ｌの流れが発生することになる。

【0092】

ガラス瓶１１の内周面に密着した充填液Ｌや、シリンダ１６の外周面に密着した充填液Ｌは、ガラス瓶１１の回転にともない流れる（移動する）。そして、ガラス瓶１１の内周面に密着した充填液Ｌや、シリンダ１６の外周面に密着した充填液Ｌがガラス瓶１１の回転にともなって流れると、その流れに引っ張られて、シリンダ１６の外周面とガラス瓶１１の内周面との間に存在する充填液Ｌも同じ方向（時計回りの方向）に流れることになる。特に、充填液Ｌに粘性のある液体を用いる場合、ガラス瓶１１の内周面やシリンダ１６の外周面に密着する力や、シリンダ１６の外周面とガラス瓶１１の内周面との間に存在する充填液Ｌを引っ張る力が強くなる。すなわち、充填液Ｌに粘度に応じて、ガラス瓶１１の回転に伴い充填液Ｌの流れる力をより強くする（流れを速くする）ことができる。また、オブジェクト１０では、シリンダ１６を中心に回転するため、ガラス瓶１１の内部の充填液Ｌは、外側（ガラス瓶１１の内周面）と内側（シリンダ１６の外周面）の両方に密着するため、シリンダ１６がない場合と比較して、ガラス瓶１１の回転に伴う充填液Ｌの流れる力をより強くする（流れを速くする）ことができる。

【0093】

この実施形態では、オブジェクト片Ｂ（ガラスやアクリル等）は、充填液Ｌ（グリセリンやシリコンオイル等）よりも比重が重いため、オブジェクト１０が静止していれば、オブジェクト片Ｂは緩やかに下方向（鉛直方向）に沈んでゆくことになる。しかし、上述のように、ガラス瓶１１内では、ガラス瓶１１の内周面とシリンダ１６の外周面との間に、ガラス瓶１１の回転に沿った流れ（強制対流）が発生するため、その流れに伴って、図１２に示す軌道Ｔのようにオブジェクト片Ｂも移動（シリンダ１６の周りを周回移動）することになる。ここでは、オブジェクト片Ｂが自重により鉛直方向に沈み込む力より、充填液Ｌが流れる力の方が強くなるように、オブジェクト駆動機構６０によるオブジェクト１０（ガラス瓶１１）の回転速度が調整されているものとする。言い換えると、オブジェクト１０（ガラス瓶１１）の回転速度は、少なくともオブジェクト片Ｂが、シリンダ１６の周囲を回転する程度に速くなるように調整される必要がある。

【0094】

オブジェクト１０（ガラス瓶１１）を速く回転させれば、充填液Ｌの流れも速くなり、オブジェクト片Ｂの動きも速くなる。そして、オブジェクト片Ｂの動きはスクリーンＳＣに映し出される万華鏡映像の変化する速度に直結する。したがって、オブジェクト１０（ガラス瓶１１）の回転速度は、万華鏡映像の創作者（オブジェクト１０に封入するオブジェクト片Ｂの内容を決定した者）の所望の速度に調整されていることが望ましい。

【0095】

次に、図１２を用いて、オブジェクト片Ｂの移動速度の変化について説明する。

【0096】

図１２に示す軌道Ｔは、回転軸ＲＡを中心とした回転角ごとの位置を示している。また、図１２では、回転軸ＲＡからミラー筒７０（ミラーシステム７１）側の方向（光軸ＯＡに沿った方向）を０度（３６０度）とし、ガラス瓶１１の回転方向（時計回りの方向）に沿った回転角度を示している。さらに、図１２に示す位置Ｐ１〜Ｐ６は、時系列ごとのオブジェクト片Ｂの位置を示している。

【0097】

位置Ｐ１に位置するオブジェクト片Ｂは、充填液Ｌの流れる力に伴い、重力（下方向への力）に逆らって、上側に移動（上昇）し、角度９０度の位置Ｐ２で最上点（頂点）に達する。そして、位置Ｐ２に位置するオブジェクト片Ｂは、その後、充填液Ｌの流れる力に伴い下側に移動し、位置Ｐ３（角度１８０度の位置）を経由して、位置Ｐ４（角度２７０度の位置）で最下点まで移動（下降）する。そして、位置Ｐ４（最下点）に位置するオブジェクト片Ｂは、充填液Ｌの流れる力に伴い、再び上側に移動（上昇）して角度０度の位置Ｐ５を経由して位置Ｐ６（最上点）まで移動する。

【0098】

以上のように、オブジェクト片Ｂは、ガラス瓶１１の回転に伴い、シリンダ１６の周囲を周回移動し続けることになる。

【0099】

図１３は、オブジェクト１０（ガラス瓶１１）内におけるオブジェクト片Ｂの移動速度の変化について示した説明図である。

【0100】

オブジェクト片Ｂは、上昇移動する際には、充填液Ｌの流れる力で重力（下方向への力）に逆らって加速する。一方、オブジェクト片Ｂは、下降移動する際には、充填液Ｌの流れる力と重力の２つの力によって加速する。したがって、図１３に示すように、ガラス瓶１１の内部では、回転軸ＲＡよりミラー筒７０（ミラーシステム７１）側に存在するオブジェクト片Ｂ（角度２７０度から９０度までに存在するオブジェクト片Ｂ）はゆっくりとした速度で上昇移動し、回転軸ＲＡより光源４０側に存在するオブジェクト片Ｂ（角度９０度から角度２７０までに存在するオブジェクト片Ｂ）は上昇するときよりも速い速度で下降移動（落下）することになる。

【0101】

ところで、光源４０から発光した光は、光源４０の側からガラス瓶１１に入射し、ミラー筒７０（ミラーシステム７１）の側から出射し、ミラー筒７０（ミラーシステム７１）に入射することになる。そして、光源４０からの光が、ガラス瓶１１内のオブジェクト片Ｂを透過することで、万華鏡映像の元となる映像が形成される。ここでは、図１３に示すように、ガラス瓶１１及びその内容物は、レンズ（両凸レンズ）として機能し、その焦点Ｆ１がミラーシステム７１（ミラー中空筒体）の開口部付近に位置するように、光源４０、オブジェクト１０、及びミラーシステム７１の位置関係が調整されているものとする。そうすると、ＸＹ方向で光軸ＯＡ周辺におけるミラーシステム７１の視野Ａ（ミラーシステム７１に入射する映像の視野）は、例えば、図１３に示すような範囲となる。なお、上側から見た視野Ａの範囲は図１に示す範囲となる。言い換えると、スクリーンＳＣに映し出される万華鏡映像は、ミラーシステム７１の視野Ａ内に存在するオブジェクト片を透過した光により形成されることになる。そうすると、ミラーシステム７１の視野Ａ内には、ゆっくりとした速度で上昇移動するオブジェクト片Ｂと、速い速度で下降移動するオブジェクト片Ｂとが混在した映像が形成されることになる。上述のように、焦点Ｆ１を、ミラーシステム７１（ミラー中空筒体）の開口部付近に設定することで、ミラーシステム７１（ミラー中空筒体）に、より効率的に光を入光させる（より多くの光量の光を入光させる）ことができる。また、ミラー筒７０（ミラーシステム７１）につけられた結像レンズ７２は、ミラーシステム７１から出射した映像を拡大（スクリーンＳＣの側に向けて拡大）する凸レンズ（片凸レンズ）である。図１、図１３では、結像レンズ７２の焦点Ｆ２を図示している。図１、図１３に示すように結像レンズ７２の焦点Ｆ２は、光軸ＯＡ上で、かつ、ガラス瓶１１内の回転軸ＲＡよりミラー筒７０（ミラーシステム７１）側に設定されているものとする。そうすると、スクリーンＳＣに映し出される万華鏡映像では、視野Ａ内で焦点Ｆ２に近い位置のオブジェクト片Ｂに基づく映像はボケのない鮮明な映像となり、視野Ａ内で焦点Ｆ２から遠い位置のオブジェクト片Ｂに基づく映像はボケた映像（不鮮明な映像）となる。したがって、スクリーンＳＣに映し出される万華鏡映像において、ゆっくりとした速度で上昇移動するオブジェクト片Ｂに基づく映像は鮮明となり、速い速度で下降移動するオブジェクト片Ｂに基づく映像はボケた映像となる。

【0102】

このように、投影装置１では、１つのオブジェクト１０（ガラス瓶１１）に、シリンダ１６を設けることによって、万華鏡映像内に移動速度及び鮮明度（ボケの有無）の異なる映像を混在させ、万華鏡映像の多様性（変化）に寄与することができる。

【0103】

次に、シリンダ１６によるオブジェクト片Ｂの移動制御機能について、図１４を用いて説明する。

【0104】

図１４（ａ）は、仮に、ガラス瓶１１内に、シリンダ１６が挿入されない場合における５個のオブジェクト片Ｂの分布状況の例について示した説明図である。

【0105】

図１４（ａ）、図１４（ｂ）に示すように、ガラス瓶１１内に、シリンダ１６が挿入されない場合、光軸ＯＡに並行に多数のオブジェクト片Ｂが並ぶ状態となる確率が高くなる。光軸ＯＡに並行に多数のオブジェクト片Ｂが並ぶ状態となると、万華鏡映像には、それらすべてのオブジェクト片Ｂを透過した映像が発生することになる。ガラス瓶１１内で光を透過させる際に、透過させるオブジェクト片Ｂの色数が多いほど、その透過光の色の彩度が低下し、黒色に近くなってゆく。２色程度のオブジェクト片Ｂを透過した透過光であれば、その透過光は２つの色が混ざった色となり万華鏡映像の多様性に寄与するが、それ以上の数（色数）のオブジェクト片Ｂを透過した光は、彩度が低くなり過ぎ、万華鏡映像の品質を低下させる（色が鮮やかでなく美しさを損なう）可能性がある。また、ガラス瓶１１内に、多くの色のオブジェクト片Ｂを入れた方が万華鏡映像の多様性や品質（美しさ；鮮やかさ）が向上することになる。したがって、ガラス瓶１１内では、色の異なるオブジェクト片Ｂが多数光軸ＯＡと並行に並ぶことを抑制することが望ましい。

【0106】

特に、図１４（ａ）の状態では、シリンダ１６が存在せず、回転軸ＲＡ付近の充填液Ｌの動きが少ない（充填液Ｌの流れに偏りがある）ため、回転軸ＲＡ付近にオブジェクト片Ｂが滞留しやすい傾向にあり、色の異なるオブジェクト片Ｂが多数光軸ＯＡと並行に並ぶ状態を起こしやすい。

【0107】

一方で、この実施形態のガラス瓶１１内では、図１４（ｂ）に示すように、シリンダ１６が挿入されているため、回転軸ＲＡ付近にオブジェクト片Ｂが移動することを規制し、さらに、シリンダ１６自体もガラス瓶１１と共に回転するため、ガラス瓶１１における充填液Ｌの流れの偏りを抑制している。すなわち、実施形態のガラス瓶１１内では、シリンダ１６が挿入されているため、図１４（ｂ）に示すように、ガラス瓶１１の回転に沿ったオブジェクト片Ｂの移動を促進しつつ偏在を抑制するため、万華鏡映像の品質を向上させることができる。

【0108】

なお、オブジェクト駆動機構６０により、オブジェクト１０は、回転軸ＲＡで回転しながら回転軸ＲＡ方向（ＸＹ方向）に揺動動作を行うため、オブジェクト１０内のオブジェクト片Ｂは、ＸＹ方向にも移動することになる。図１に示すように、ミラーシステム７１の視野Ａは、ミラーシステム７１のＸＹ方向の幅となる。したがって、オブジェクト片ＢがＸＹ方向に移動することにより、オブジェクト片Ｂがミラーシステム７１の視野Ａの内外を行き来するため、万華鏡映像を多彩に変化させることができる。透明円筒タイプのオブジェクト構造の万華鏡はその映像が単調になることが多く、特に据え置き型や壁などに固定するタイプでは多様性の高い（変化に富んだ）映像が作りにくかった。一方、この実施形態の投影装置１では、オブジェクト１０（ガラス瓶１１）をＸＹ方向（回転軸ＲＡの方向）にも移動させることで、同じ万華鏡映像が発生することを防ぎ、多様性の高い（変化に富んだ）万華鏡映像を得ることができる。

【0109】

上述のカム機構により揺動させる揺動幅や揺動動作の速度については、実際にオブジェクト１０に入れたオブジェクト片Ｂが移動して所望の万華鏡映像を得られる好適な条件を実験等により確認した上で設定することが望ましい。上述のカム機構により揺動させる揺動幅や揺動動作の速度は、斜切円柱形状のカム６４１の径（底面の径）や傾斜面６４１ａの角度（底面に対して傾斜させる角度）等により調整することができる。なお、スパーギア６３とピニオンギア６２は噛み合っているが、図１に示すようにピニオンギア６２はスパーギア６３よりも幅（ＸＹ方向の寸法）が広い。したがって、スパーギア６３は、ピニオンギア６２の幅の分だけ揺動動作させることができるため、ピニオンギア６２の幅は上述のカム機構による揺動幅以上とする必要がある。

【0110】

（Ａ−３）実施形態の効果
この実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。

【0111】

（Ａ−３−１）この実施形態では、オブジェクト１０のガラス瓶１１に、ロッド１７が挿入されたシリンダ１６を設けている。上述の通り、このシリンダ１６及びロッド１７には、ガラス瓶１１内の圧力調整機能や、オブジェクト片Ｂの移動を促進しつつ偏在を抑制する機能や、ミラーシステム７１の視野の中に移動速度の異なるオブジェクト片Ｂを混在させる機能等を発揮する。したがって、この実施形態では、オブジェクト１０のガラス瓶１１に、ロッド１７が挿入されたシリンダ１６を設けるだけで、上述のような複数の機能に基づく複合的な効果（ガラス瓶１１の破損防止、万華鏡映像の多様性向上、及び万華鏡映像の品質向上等）を同時に奏することができる。

【0112】

特に、オブジェクト１０では、シリンダ１６及びロッド１７による圧力調整機能を備えるため、ガラス瓶１１の中を充填液Ｌで満たし、気泡のない状態で安全に利用することができる。この実施形態では、シリンダ１６及びロッド１７を用いたガラス瓶１１内の圧力調整機能により、ガラス瓶１１内の圧力（ガラス瓶１１内の充填液Ｌにかかる圧力）を外気圧と等しくなるように保つため、ガラス瓶１１の外部から空気が入り込んで気泡が発生することを抑制することができる。

【0113】

充填液Ｌとして好適な材料（例えば、グリセリンやシリコンオイル）と空気とは、光の屈折率が大きく異なるため、ミラーシステム７１の視野Ａに気泡が映りこむと、万華鏡映像に黒色の部分が発生し、万華鏡映像の品質が劣化することになるため、可能な限りガラス瓶１１内には気泡がないことが望ましい。

【0114】

なお、オブジェクトケースとして、ガラス瓶１１ではなく、アクリルやプラスチック等の樹脂製の素材を用いることで内部圧力上昇に伴う破損を抑制することも考えられるが、樹脂製の素材はその性質上、熱により白濁等の変色が発生しやすいことや、熱により変形しやすいことや、表面に凹凸が多いこと等の理由から、両凸レンズとしての精度が乏しく、万華鏡映像の品質上オブジェクトケースとして好適ではない。以上のような理由から、万華鏡映像の品質上、最もオブジェクトケースとして適している材料はガラスであるため、この実施形態の投影装置１のように、ガラス瓶１１を破損させずに明るい光源４０を用いることができる点で、本発明の意義は大きい。

【0115】

（Ａ−３−２）仮にシリンダ１６にロッド１７を挿入しない構成としても、シリンダ１６の内部に発生する表面張力（毛細管現象）により、ガラス瓶１１内の内圧（充填液Ｌの圧力）に応じて、シリンダ１６内の液面（充填液Ｌの液面）が、ＸＹ方向に動作する。すなわち、シリンダ１６にロッド１７を挿入しない構成としても、ガラス瓶１１内の圧力調整機能を発揮することは可能である。しかしながら、シリンダ１６にロッド１７を挿入しない構成とした場合、シリンダ１６内の液面よりもＸ側（開口部１６１側）に、充填液Ｌが滞留（残存）する状態となる。これは、シリンダ１６内の液面がＹ側に移動しても、シリンダ１６の内周面に密着した充填液Ｌがその粘性により残存するためである。以下では、この滞留（残留）する充填液Ｌを「滞留液」とも呼ぶものとする。そして、その滞留液の量が多くなるとシリンダ１６の開口部１６１側から滞留液が溢れてしまうという問題がある。これは、ガラス瓶１１内でオブジェクト片Ｂを上述のような軌道で移動させる都合上、オブジェクト１０（ガラス瓶１１）を水平方向に寝かせた状態で使用せざるを得ないために発生しやすくなる事象である。滞留液が多くなり、シリンダ１６から滞留液が溢れると、投影装置１内を汚すだけでなく、ガラス瓶１１（シリンダ１６）内の充填液Ｌも不足して、シリンダ１６内に空気が多く入り込み、万華鏡映像の品質を著しく低下させる原因にもなる。

【0116】

シリンダ１６にロッド１７を挿入しない構成としても、シリンダ１６の内径を小さくして、充填液Ｌの液面における表面張力（毛細管現象）の力を発揮しやすくすることで、ある程度、滞留液の量を低減することもできるが、今度はシリンダ１６の内径を狭めた分、シリンダ１６の長さを長くする必要がある。これは、ガラス瓶１１内の圧力上昇（充填液Ｌの膨張）を吸収できる分、シリンダ１６内部の体積を確保しなければならないためである。したがって、シリンダ１６にロッド１７を挿入しない構成とした場合、少なくとも滞留液が発生し難い程度にシリンダ１６を細く且つ長くしなければならないことになる。さらに、シリンダ１６にロッド１７を挿入しない構成としても、万華鏡映像の品質を保つため、視野Ａ内にシリンダ１６内の空気が映りこまないように構成する必要もある。そのため、シリンダ１６にロッド１７を挿入しない構成とする場合、シリンダ１６の長さは、滞留液の発生を抑制し、かつ、液面が変動しても視野Ａ内にシリンダ１６内の空気が映りこまない程度に長くする必要がある。

【0117】

以上のように、シリンダ１６にロッド１７を挿入しない構成とした場合、シリンダ１６をより長くしなければならないため、その分オブジェクト１０全体のサイズも大きくしなければならないという問題が発生する。

【0118】

これに対して、この実施形態のオブジェクト１０では、シリンダ１６内に、ロッド１７を挿入することで、ロッド１７が動作する場合でも滞留液の発生を大きく抑制することができる。これは、ロッド１７が移動する場合でも、ロッド１７により、シリンダ１６内の充填液ＬがＸ側（開口部１６１側）に移動することを堰き止められるからである。なお、上述の通り、ロッド１７の外周面とシリンダ１６の内周面との間には、隙間Ｇが形成されているため、僅かに隙間Ｇから漏れ出した充填液Ｌが滞留することはあるが、長時間継続的に使用した場合でもシリンダキャップ１８で堰き止められる程度の滞留液しか発生しないことが発明者の行った実験により確認されている。

【0119】

以上のように、この実施形態のオブジェクト１０では、シリンダ１６内にロッド１７を挿入することで、ロッド１７を挿入しない場合と比較して、滞留液の発生を十分に抑制することができる。また、この実施形態のオブジェクト１０では、シリンダ１６内に、ロッド１７を挿入することで、ロッド１７を挿入しない場合と比較して、シリンダ１６を太くすることができるため、オブジェクト１０のサイズ（長さ）を小さくすることが可能となる。

【0120】

（Ａ−３−３）この実施形態のオブジェクト１０では、シリンダ１６及びロッド１７の材質として、ガラス瓶１１や充填液Ｌ（例えば、グリセリンやシリコンオイル）と近い屈折率の素材（例えば、ガラスやアクリル）を用いることで、万華鏡映像のムラや歪みを抑制している。

【0121】

（Ａ−３−４）この実施形態の投影装置１（オブジェクト駆動機構６０）では、シャフト６４、スパーギア６３及びオブジェクト１０で形成される回転体を、軸受け６５、６６、６７で支持しつつ、シャフト６４と同軸に回転するカム６４１を用いたカム機構によりＸＹ方向に揺動させる構成となっている。これにより、この実施形態の投影装置１（オブジェクト駆動機構６０）では、従来（例えば、特許文献１の装置）よりも簡便な構造（少ない部品数）で、オブジェクト１０を回転させつつ揺動動作させることができる。

【0122】

以上のように、投影装置１では、上述の通りカム６４１を用いた揺動機構により、オブジェクト１０が回転しながらＸＹ方向に揺動するため、各オブジェクト片ＢのＸＹ方向の移動も発生する。したがって、視野Ａ内では、各オブジェクト片ＢがＸＹ方向の移動することに伴い、各オブジェクト片ＢのＸＹ方向の位置関係（配列）が変化し続けることになる。これにより、投影装置１において、一期一会の万華鏡映像（変化に富んだ万華鏡映像）を得ることが可能となる。

【0123】

（Ａ−３−５）この実施形態の投影装置１では、コネクタ部１２、６８（マグネット部１２１、６８１）を設けることで、オブジェクト１０を脱着可能に取り付けることができるため、オブジェクト１０の交換を容易としている。

【0124】

（Ｂ）他の実施形態
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するような変形実施形態も挙げることができる。

【0125】

（Ｂ−１）上記の実施形態では、本発明のオブジェクトを投影装置（映華鏡）に適用する例について説明したが、本発明のオブジェクトは投影装置に限定されず、通常の万華鏡に適用するようにしてもよい。

【0126】

（Ｂ−２）上記の実施形態において、ガラス瓶１１や充填液Ｌは無色透明であるものとして説明したが、他の色に着色するようにしてもよい。

【0127】

（Ｂ−３）上記の実施形態において、図１５、図１６に示すように、ロッド１７の両端の周囲に弾性のある材料でリング形状（Ｏ形状）に形成されたシール部材１９を付けるようにしてもよい。

【0128】

図１５は、ロッド１７の両端にシール部材１９を取り付けた状態で示す斜視図である。

【0129】

図１６は、シリンダ１６とシリンダ１６内部に挿入されたロッド１７（図１５に示すシール部材１９が付けられたロッド１７）との関係について示した説明図である。図１６は、オブジェクト１０におけるシリンダ１６の部分（シリンダキャップ１８及びロッド１７を含む）のみを抜き出して図示した断面図となっている。

【0130】

上述の通り、シール部材１９は、弾性のある材料で形成されているため、ロッド１７のＹ側の端部にシール部材１９を取り付けることにより、ロッド１７とシリンダ１６との間の隙間Ｇにロッド１７よりＹ側の充填液Ｌが入り込まないように堰き止め、滞留液の発生を抑止することができる。ただし、この場合、万華鏡映像の品質を保つため、隙間Ｇに充填液Ｌを満たした状態（空気が入り込んでいない状態）とすることが望ましい。例えば、シール部材１９の付けられたロッド１７をシリンダ１６内にセット（挿入）する際、予めロッド１７の外周面全体に充填液Ｌを塗布しておくようにしてもよい。

【0131】

シール部材１９は、透明で充填液Ｌと近い屈折率の弾性材料を用いることが望ましい。シール部材１９としては、例えば、透明のシリコンゴム等を用いることができる。また、シリンダ１６内でのロッド１７の移動を滑らかとするため、シール部材１９の表面は、摩擦を少なくする加工（例えば、コーティングや研磨等）がなされていることが望ましい。

【0132】

なお、シール部材１９の形状は、リング形状（Ｏ形状）に限定されず、ロッド１７の端部で充填液Ｌを堰き止められる形状であれば良い。例えば、シール部材１９の形状は、図１７に示すように円盤形状（円形の板形状）としてもよい。また、必ずしもロッド１７の両端にシール部材１９を取り付ける必要はなく、いずれか一方のシール部材（Ｘ側又はＹ側の端部のシール部材１９）は除去するようにしてもよい。

【符号の説明】

【0133】

１…投影装置、１０…オブジェクト、１１…ガラス瓶、１２…コネクタ部、１３…外蓋、１４…内蓋、１５…シール部材、１６…シリンダ、１７…ロッド、１８…シリンダキャップ、２０…電源部、３０…光源制御部、４０…光源、４１…集光レンズ、４２…拡散板、５０…モータ制御部、６０…オブジェクト駆動機構、６１…モータ、６２…ピニオンギア、６３…スパーギア、６４…シャフト、６５…軸受け、６６…軸受け、６７…軸受け、６８…コネクタ部、６９…スペーサ、７０…ミラー筒、７１…ミラーシステム、７２…結像レンズ、１１１…胴部、１１２…首部、１１３…開口部、１１４…口天部、１２１…マグネット部、１３１…マグネット、１４１…天面、１４２…開口部、１５１…孔、１６１…開口部、１６２…孔、１８１…天面、１８２…孔、２７０…角度、６４１…カム、６４１ａ…傾斜面、６４１ｂ…孔、６４３…スプリング、６６１…接触子、６８１…マグネット部、Ａ…視野、Ｂ…オブジェクト片、Ｆ…焦点、Ｇ…隙間、Ｌ…充填液、ＯＡ…光軸、ＲＡ…回転軸、ＳＣ…スクリーン、Ｔ…軌道、Ｖ…電源。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】