만화경

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만화경은 빛과 거울로 마법을 만듭니다. 이것은 어린이용 장난감(또는 모든 연령대를 위한 장난감)으로 간주될 수 있지만 디자이너와 패턴 제작자를 위한 기술 응용 프로그램이 있는 단순한 광학 장치이기도 합니다. 그리스어 단어가 이름의 출처입니다. kalos, eidos, 및 스코피오 각각 아름답다, 형태, 전망을 의미한다.

배경

만화경의 본체는 두 개의 주요 부분, 즉 관찰 튜브(한 쪽 끝에 접안렌즈가 있음)와 튜브의 반대쪽 끝에 개체 상자 또는 케이스가 있습니다. 물체 상자는 두 개의 유리 원반과 가장자리를 둘러싸고 있는 띠로 구성된 얇고 평평한 상자이며 원반과 동봉된 물체를 고정합니다. 이러한 물체는 유색 유리 조각, 구슬, 반짝이 또는 기타 반사 재료입니다.

개체 상자의 외부 디스크는 접지되어 들어오는 빛을 확산시킵니다. 즉, 화면처럼 작동합니다. 관찰 튜브의 한쪽 끝에는 유리 접안 렌즈가 있습니다. 일반 유리 또는 확대 속성이 있는 광학 렌즈일 수 있습니다. 튜브 내부에서 세 개의 거울 스트립이 결합되어 삼각형을 형성합니다. 거울의 각도는 만화경을 통한 시야에도 영향을 미칩니다. 일반적으로 45° 또는 60°로 기울어져 있습니다. 물체 상자를 돌리거나 두드리면 내부의 유리나 물체가 자유롭게 움직이고 구르게 됩니다. 관찰자가 접안렌즈를 통해 광원을 바라볼 때 거울은 텀블링하는 물체에서 대칭적인 질서를 생성하고 거울의 각도에 따라 6, 8 또는 그 이상을 곱합니다.

만화경의 변형인 망원경은 관찰자가 멀리 있는 물체를 보고 여러 개로 볼 수 있도록 하는 다른 렌즈로 물체 상자를 대체합니다. 또 다른 변형은 더 많은 거울을 사용합니다. 두 개의 거울은 중심 패턴을 생성하는 이점이 있습니다. 여러 거울이 이미지를 여러 번 분할하고 복제합니다. 만화경은 패턴과 조합이 끝이 없고 사진으로 찍지 않는 한 영구적이지 않기 때문에 무한히 재미있습니다.

연혁

수학자 프톨레마이오스를 비롯한 고대 그리스인들이 여러 거울을 접하는 효과를 고려했지만 만화경은 한 사람의 창조물입니다. 데이비드 브루스터(David Brewster, 1781-1868)는 스코틀랜드에서 태어나 에든버러 대학교에서 목사가 되기 위해 교육을 받았습니다. 그러나 대학 연구는 그를 과학의 경이로움에 노출시켰고, 그는 빛의 속성을 연구하기 위해 교회를 떠났습니다. 그는 빛의 편광(빛의 선형 및 평면 특성), 금속을 사용한 빛의 반사 및 빛 흡수의 전문가가 되었습니다. 그의 과학적 발견으로 브루스터는 1815년에 왕립 학회(영국의 주요 과학 단체)의 회원으로 선출되었고 1831년에 기사 작위를 받았습니다.

브루스터는 1816년 만화경을 발명하고 특허를 받았습니다. 그는 만화경에 대한 논문이라는 제목의 174페이지 분량의 과학 논문에서 만화경의 구조와 작동에 대해 설명했습니다. 그의 논문에서 Brewster는 만화경의 개체 상자에 있는 24개의 유리 조각이 1.4 x 1033 이상의 짧은 뷰를 생성할 수 있다고 계산했습니다. 그는 또한 빛의 속성을 기반으로 한 만화경의 가장 효과적인 색상 조합에 대해서도 설명했습니다. 1840년대에 그는 두 개의 렌즈를 사용하여 입체경을 만들 때 3차원 효과를 냈습니다. 그는 또한 영국인이 등대용으로 채택한 평면 프레넬 렌즈의 주요 옹호자였으며 난파선으로부터 선박을 보호함으로써 수천 명의 생명을 구한 공로를 인정받았습니다. 브루스터는 스코틀랜드의 에딘버러 대학교와 세인트 앤드류 대학교에서 가르쳤으며 브리태니커 백과사전 의 최초 편집자 중 한 명이었습니다. 그리고 많은 책과 과학 논문을 출판했습니다.

만화경은 1816년 발명에 이어 서유럽 전역에서 인기를 얻었고 1870년 미국에 최초로 등장한 것으로 보고되었습니다. 만화경은 입체 사진 감상과 같은 응접실 게임에서 아이들에게 가장 좋아하는 장난감이 되었지만 어른들을 위한 오락이 되었습니다. 그리고 뻔한 이야기를 하고 있습니다. Brewster의 원본 외에 가장 유명한 만화경은 보스턴의 Charles G. Bush가 제작했습니다. Bush 만화경은 줄무늬가 있는 검은색 판지로 만든 황동 관으로 제작되었습니다. 물체 상자를 돌리는 바퀴와 나무 받침대. 부시의 버전을 독특하게 만든 것은 바로 그 물건이었습니다. 그는 다양한 색상과 모양의 35가지 오브제를 사용했지만 일부는 기포가 포함된 액체로 채워져 있었습니다. 관찰자가 물체 케이스를 가만히 잡고 있어도 기포는 액체를 통해 이동했습니다. Bush는 액체로 채워진 물체(앰플), 상자를 완전히 분리하지 않고 물체를 더하고 빼는 방법, 스탠드 및 기타 만화경 액세서리에 대한 특허를 확보했습니다.

디자이너를 위한 도구인 만화경은 깔개, 스테인드 글라스, 보석, 건축 패턴, 벽지, 직물 태피스트리 및 화가를 위한 아이디어를 만드는 데 사용되는 다양한 색상과 패턴을 생산합니다. 만화경은 20세기 초반 대중의 관심에서 사라졌지만, 골동품 만화경의 새로운 스타일과 소장 가치가 새로운 세대의 호기심을 불러일으킬 때인 1970년대 후반에 다시 부활했습니다. 1873년에 $2.00에 판매된 액체로 채워진 물체가 있는 부시의 만화경; 21세기 초반의 수집가들은 기꺼이 $1,000 이상을 지불합니다.

원자재

만화경을 만드는 데 사용할 수 있는 재료의 유형은 거울이 만들어내는 이미지만큼이나 무궁무진합니다. 관찰 튜브는 종이, 판지, 플라스틱, 아크릴, 나무, 플렉시 유리, 황동, 구리, 순은 및 기타 금속 및 재료로 만들 수 있습니다. 아이홀을 포함하는 엔드캡은 관찰 튜브와 호환되는 재료로 만들어집니다. 눈구멍 또는 엿보기 구멍과 개체 케이스의 양면은 일반적으로 플라스틱 또는 유리로 만들어집니다. 상자에 들어 있는 물건은 암석이나 광물 조각, 보석, 구슬, 유리 또는 플라스틱 앰플(채워져 있거나 채워져 있지 않음), 조개 껍질, 유리 조각, 금속 조각, 작은 장신구 또는 이들의 조합일 수 있습니다. 색상의 유사성 또는 다양성에 따라 개체를 선택할 수 있습니다. 튜브 내부에서 거울은 이미지를 형성하는 데 필수적입니다. 테이프는 신문지, 면 과 같은 패딩이나 충전재를 함께 고정합니다. 또는 스티로폼은 거울이 튜브 내부에 덜컥거리는 것을 방지합니다. 테이프를 사용하여 엔드캡과 개체 상자를 제자리에 고정할 수도 있습니다. 다른 커넥터 또는 고정 재료, 부착물 및 트림은 만화경의 모양과 일치하도록 만들 수 있습니다.

디자인

만화경의 디자이너는 크기, 케이스의 재료, 거울의 방향, 물체 케이스 또는 회전하는 바퀴의 유형, 보기를 형성할 물체를 선택합니다. 이 모든 선택은 디자이너가 만들고자 하는 이미지의 종류만큼이나 만화경의 가격(생산 및 구매)에 영향을 미칩니다. 키가 사람 키만한 사람도 열쇠고리에 달 수 있는 미니어처 만화경이 ​​만들어졌다. 케이스는 종이, 플라스틱 및 나무와 같은 단순한 재료로 제조할 수 있습니다. 많은 종류의 금속이 황동에서 스털링 실버 및 금도금 모델에 이르기까지 선택됩니다. 만화경 끝이 회전하는 바퀴인 경우 그 바퀴는 보석, 스테인드 글라스, 얇은 마노 조각 및 기타 광물과 암석 등으로 ​​만들어질 수 있습니다. 개체 상자는 수정, 내장된 실이 포함된 유리(라티치노 유리), 값싼 물건, 보석, 조개 껍질, 유리 조각 또는 액체로 채워진 캡슐(앰플)로 채워질 수 있습니다. 만화경은 자연광 이외의 광원이나 조명 필터를 사용할 수도 있습니다. 전자 스코프, 오일 서스펜션 스코프, 편광 스코프 및 프로젝터 스코프가 그 예입니다.

디자이너는 개별 스타일, 선호하는 재료, 만들고 싶은 특정 유형의 이미지 또는 보기 또는 고객 만족과 관련된 목표를 가질 수 있습니다. 일부는 이상적인 선물로 만들어졌으며 일부는 수집가를 위한 독특한 작품입니다. 다시 말하지만, 많은 문제와 아이디어가 만화경 디자이너에게 동기를 부여할 수 있습니다. 국제적으로 알려진 디자이너 Carolyn Bennett는 아크릴로 만화경을 만듭니다. 그녀의 관찰 튜브는 종종 정사각형 또는 직사각형이며 외부에서 흥미로운 조각처럼 보이지만 내부에서 화려한 이미지를 생성합니다. 비용을 낮추기 위해 그녀는 플라스틱 및 기타 재료의 재고 크기를 사용하지만 디자인은 항상 제조 용이성보다 환경이나 수집가 또는 디자이너의 특성을 반영합니다. 그녀의 디자인 중 약 절반은 박물관과 기업을 포함한 고객의 색상과 예산에 맞게 만들어집니다. 상점을 위해 만들어진 그녀의 디자인은 엔지니어링 측면과 시공 가능성에 대한 약간의 고려와 함께 그녀의 예술가의 눈에 맞습니다.

만화경은 조명 조정 기능, 재료 및 구성을 설명하는 어휘를 생성했습니다. 이색 유리는 빛이 비추는 각도에 따라 다른 색상을 만듭니다. 번쩍이는 유리는 두 가지 색상으로 만들어진 거울로, 하나는 다른 색상 위에 놓입니다. 오일 서스펜션 스코프에는 오일에 떠 있는 유리 조각이나 기타 재료와 함께 개체 케이스에 오일이 들어 있습니다. 슬럼프 유리는 구부러질 때까지 가열됩니다. 슬럼프 유리 조각이 일부 디자인의 개체 상자에 들어 있습니다. 뜨거운 유리는 용융 될 때까지 가열 한 다음 페인트하는 스크랩 유리입니다. 망원경(망원경과 만화경의 결합)은 물체 케이스를 다른 렌즈로 대체하여 망원경을 통해 본 나무나 새가 배수로 반사됩니다. 이러한 용어와 기타 많은 용어는 만화경에서 사용할 수 있는 다양성을 특징으로 합니다.

제조 공정

이 섹션에서 설명하는 만화경은 간단한 버전이며 많은 자료가 세부적으로 항목화되어 있지 않습니다. 위의 섹션에서 알 수 있듯이 신진 만화경 설계자가 사용할 수 있는 선택은 거의 제한이 없습니다. 일부 만화경(특히 장난감)은 대량 생산되지만 만화경의 "제조"는 창의적이고 예술적입니다.

<울>

1 튜브의 내경은 삽입될 거울의 크기를 결정합니다. 튜브를 선택하거나 만들고 내부 원을 종이에 그립니다. 나침반은 원을 이등분하고 6개의 동일한 부분으로 세분화하여 정삼각형(길이가 같고 내각이 모두 60°인 삼각형)을 형성하는 세 개의 거울 시스템을 측정하고 계획하는 데 사용됩니다. 원의 6분할 중 하나의 점을 하나씩 연결하여 세 거울의 윤곽을 그릴 수 있고 거울의 너비를 측정할 수 있습니다. 거울의 두께를 고려하여 각 거울의 너비에서 약 0.13-0.25인치(0.32-0.64cm)를 뺍니다. 제작자는 다른 많은 구성을 선택할 수 있지만 세 조각을 사용하여 선명한 이미지를 만듭니다. 거울의 길이는 관의 길이에서 물체 챔버를 위한 관 끝의 공간을 뺀 것과 같습니다. 기본 휴대용 만화경에는 0.5리터(1.27-2.54cm) 정도가 허용되어야 합니다.

2 만화경 제작자는 자신의 거울을 자르거나 유리 가게에서 자르도록 할 수 있습니다. 표면에 은색이 있는 첫 번째 표면 거울이 일반적으로 선택됩니다. 다음으로, 거울은 관찰 튜브 내부에 맞도록 함께 테이프로 붙입니다. 이것은 한 손으로 튜브를 모방하고 다른 손으로 테이프에 자유롭게 거울을 맞추는 방식으로 이루어집니다. 거울은 한 거울의 가장자리가 인접한 거울의 표면이나 면에 안착되도록 정렬되고, 차례로 그 가장자리가 세 번째 거울의 면에 안착됩니다. 거울이 가장자리와 면이 아닌 가장자리와 가장자리를 연결하면 이미지가 비뚤어집니다. 세 개의 거울을 함께 잡은 상태에서 테이프가 외부에 나선형으로 감겨 있습니다.

3 아이홀이 있는 엔드캡은 튜브를 구성하는 재료와 일치하거나 호환되는 재료에서 관찰 튜브의 외경만큼 큰 원을 잘라서 만듭니다. 엔드 캡에서 동심의 작은 원을 자르고 플라스틱 조각을 테이프로 붙이거나 캡 내부의 구멍 위에 고정합니다. 이 구멍은 덮지 않은 채로 둘 수 있지만 투명한 덮개는 상자나 튜브 내부의 물체가 보는 사람의 눈에 떨어지지 않도록 하는 좋은 안전 예방 조치입니다. 아크릴, 마일라, 아세테이트 또는 광학 렌즈를 엿보기 구멍에 사용할 수 있습니다. 그런 다음 엔드 캡을 튜브 끝에 조심스럽게 붙이거나 테이프로 붙일 수 있습니다. 보다 정교한 디자인에서는 나사로 고정하거나 튜브에 특별히 장착할 수 있는 피팅으로 공식적으로 만들어집니다.

4 이제 관찰 끝이 닫힌 상태에서 제작자는 조립된 거울 세트를 튜브에 밀어 넣습니다. 거울 삼각형이 덜덜 떨린다면 거울의 다른 각도는 만화경을 통해 다른 보기를 만듭니다. 튜브에서 꺼내고 종이, 천 또는 기타 보호 재료가 단단히 맞을 때까지 거울 외부를 감쌉니다. 플라스틱 스티로폼 "팝콘"이나 종이 조각을 거울 옆으로 눌러 고정할 수 있지만 중심에서 벗어날 가능성이 있어 다시 이미지가 왜곡됩니다. 거울은 끝단 캡과 접하고 튜브의 다른 쪽 끝에 개체 상자를 위한 공간을 남기기 위해 밀어 넣습니다.

5 이전에 밴으로 만든 튜브의 내경 도면은 이제 개체 상자의 두 끝을 위한 플라스틱 조각을 만드는 데 사용됩니다. 투명한 플라스틱 원을 잘라내어 튜브에 삽입하여 거울의 끝 부분에 맞춥니다. 튜브 벽에 수직이 되도록 맞춰야 합니다. 이 플라스틱 조각과 튜브의 열린 끝 사이의 거리는 챔버의 두께입니다. 이 두께를 측정한 후, 메이커는 챔버 두께만큼 넓고 튜브의 내부 둘레만큼 긴 판지를 절단합니다. 메이커는 판지를 손가락 사이로 움직여 튜브 내부에 감을 수 있도록 판지를 부드럽게 합니다. 부드럽게 맞는지 테스트한 다음 튜브에서 꺼내서 붙이고 고정해야 합니다. 이 판지 조각은 개체 상자의 내부 플라스틱 끝을 제자리에 고정하고 플라스틱 조각의 틈을 매끄럽게 만들어 보이지 않도록 합니다. 그런 다음 외부 플라스틱 원이 절단됩니다. 이것은 또한 투명한 플라스틱으로 만들거나 표면을 반투명하게 만들기 위해 사포로 만들 수 있습니다. 투명하거나 투명하게 두면 오브젝트 케이스를 통해 외부 세계의 일부가 드러납니다. 반투명 마감은 들어오는 빛(및 이미지)을 흐리게 하여 내부 구슬에 초점이 맞춰진 개체입니다.

6 이제 만화경 제작자는 개체 케이스에 구슬이나 기타 재료를 추가할 수 있습니다. 위의 설명에서 알 수 있듯이 거의 모든 다채로운 항목을 개체로 선택할 수 있습니다. 제작자는 케이스에 구슬이나 물건을 추가하고 색상 균형을 확인하기 위해 보는 끝을 통해 엿봅니다. 개체의 올바른 조합을 선택하면 서리로 덥은 끝 원이 제자리에 테이프로 붙거나 접착됩니다. 이 간단한 만화경의 경우 물체 케이스가 관찰 튜브에 대해 뒤틀려 있지 않습니다. 대신 전체 튜브를 회전하여 이미지를 변경합니다.

부산물/폐기물

만화경 제작은 낭비를 거의 발생시키지 않습니다. 제조된 버전은 엄격한 사양으로 만들어지므로 튜브와 거울은 해당 표준에 맞게 절단됩니다. 일부 재료(특히 플라스틱)는 결함이 있는 경우 재활용할 수 있습니다. 오브제 케이스에 사용하는 비즈나 아이템에 다소의 훼손이 생깁니다. C. Bennett Scopes, Inc.와 같은 회사는 예술 프로젝트에 사용할 여분의 구슬을 학교에 가져갑니다. 만화경 공장에서 발생하는 대부분의 폐기물은 역시 재활용되는 포장 상자에서 발생합니다.

품질 관리

직원의 안전은 중요한 문제입니다. 플라스틱이나 아크릴을 사용하는 경우 아크릴 용제가 필요하며 두 연방 기관인 OSHA(Occupational Health and Safety Administration) 및 EPA(Environmental Protection Agency)의 규정에 따라 각 작업자 주위에 적절한 환기가 제공되어야 합니다. 기타 안전 문제에는 장비 역학이 포함됩니다. 띠톱은 특히 프로토타입용 부품을 절단하는 데 사용할 수 있으며 소음이 심하고 액체 챔버를 밀봉하는 데 사용되는 음파 용접기는 상자 절연체 내부에서 작동됩니다. 플라스틱과 거울의 길이는 모서리가 날카로우므로 취급에 주의해야 합니다.

거울과 렌즈의 품질에 관한 규정도 확인됩니다. 어떤 물체도 눈에 떨어지지 않도록 렌즈를 단단히 부착해야 합니다. 또한 거울의 칩이나 균열은 새로운 재료로 교체해야 합니다. 앰플이 새지 않는지 확인하기 위해 개체 상자도 확인합니다.

미래

1970년대 초, 만화경은 관심의 대상으로 다시 태어났으며 이후 30년 동안 봉우리와 계곡이 작아졌습니다. 21세기에 만화경은 예술 형식, 잠재적인 선물 및 모든 연령대의 어린이를 위한 호기심의 대상으로 잘 정립된 것 같습니다. Brewster Society에서 개최하는 대회는 만화경의 웰빙에 대한 훌륭한 척도입니다. 일본과 스위스를 포함한 국가, 30개 이상의 상점, 수백 개의 제조업체와 애호가가 매년 만나 David Brewster의 발명과 아이디어를 교환합니다. 다른 애호가 및 열성팬과 마찬가지로 협회 회원은 "눈을 위한 사탕"이라고 부르는 만화경에서 가능한 무한한 변형을 굳게 믿습니다.