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JP5581045B2 - Aurora generating device and aurora generating method - Google Patents
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Description

本発明は人工的にオーロラを発生する装置に係り、特にエキシビション用として好適となるように改良したオーロラ発生装置及びオーロラ発生方法に関するものである。   The present invention relates to an apparatus for artificially generating an aurora, and more particularly to an aurora generating apparatus and an aurora generating method improved to be suitable for an exhibition.

この種のオーロラ発生装置の初期のものとしては、照明用光源を用いた光ファイバー等の光学機器によってオーロラに似せた光の幕を現出させるものが存在していた。その後、放電発光を利用して実際のオーロラに近い色彩を有するカーテン状発光が得られるようになった。   As an early one of this kind of aurora generating device, there was an apparatus in which a curtain of light resembling an aurora was revealed by an optical device such as an optical fiber using an illumination light source. Thereafter, curtain-like light emission having a color close to that of an actual aurora was obtained using discharge light emission.

図10は、従来の単純な真空放電を利用したオーロラ発生装置の構成を模式的に示す斜視図である。
密閉された減圧室1内は、図外の真空ポンプによって3000Pa以下の真空状態に保たれている。図10のX軸方向に延伸する棒状の正極2と、同じく板状の負極3とは、Z軸方向に離間して配置され、この正極2と負極3間に電源4により直流の高電圧を印加すると、負極3と正極2間の放電により生じた荷電粒子(電子)が気体分子と衝突して発光5を生じる。しかしながら、この発光は、蛍光灯の発光と似て減圧室1内部に幅広く拡散した状態であり、オーロラを再現するエキシビションとして使用するには満足できるものではなかった。
尚、本発明において使用する真空状態とは、完全な真空(0Pa)ではなく、大気圧と比較して十分に低い気圧を意味している。そして、その真空状態の放電空間に封入されるガスの種類に応じて、放電発光の色が異なることは知られている。
FIG. 10 is a perspective view schematically showing a configuration of a conventional aurora generator using simple vacuum discharge.
The sealed decompression chamber 1 is kept in a vacuum state of 3000 Pa or less by a vacuum pump (not shown). The rod-like positive electrode 2 extending in the X-axis direction and the plate-like negative electrode 3 in FIG. 10 are spaced apart from each other in the Z-axis direction, and a DC high voltage is applied between the positive electrode 2 and the negative electrode 3 by the power source 4. When applied, charged particles (electrons) generated by the discharge between the negative electrode 3 and the positive electrode 2 collide with gas molecules to generate light emission 5. However, this light emission is in a state of being widely diffused inside the decompression chamber 1 like the light emission of a fluorescent lamp, and is not satisfactory for use as an exhibition to reproduce the aurora.
The vacuum state used in the present invention is not a complete vacuum (0 Pa) but means a sufficiently low atmospheric pressure as compared to the atmospheric pressure. It is known that the color of discharge light emission varies depending on the type of gas sealed in the vacuum discharge space.

図11は、図10のプラズマ放電による発光をオーロラ状にすべく改良したオーロラ発生装置の従来例を示している。この図11に示すオーロラ発生装置は、図10の構成に加え、減圧室1の外周を水平方向に巻回する透明な材料からなるコイルCを設けており、正極2と負極3の間に、下から上へのZ軸方向の磁力線mを有する磁場を発生させている。そして、コイルCにより減圧室1内に磁場を発生させることにより、拡散していた発光が磁力線mにより下から上に向かうカーテン状発光6となる。しかしながら、コイルCによって生じる磁場には、直線状の磁力線m以外に曲線状の磁力線m'も含んでいることから、正極2の近傍のカーテン状発光6は、放電発光が拡散する肉厚の形状にならざるを得なかった。   FIG. 11 shows a conventional example of an aurora generating device improved to make light emission by plasma discharge of FIG. 10 into an aurora shape. The aurora generating device shown in FIG. 11 is provided with a coil C made of a transparent material that winds the outer periphery of the decompression chamber 1 in the horizontal direction in addition to the configuration of FIG. A magnetic field having magnetic field lines m in the Z-axis direction from the bottom to the top is generated. Then, by generating a magnetic field in the decompression chamber 1 by the coil C, the diffused light emission becomes the curtain-like light emission 6 directed from the bottom to the top by the magnetic lines of force m. However, since the magnetic field generated by the coil C includes a curved magnetic field line m ′ in addition to the linear magnetic field line m, the curtain-like light emission 6 in the vicinity of the positive electrode 2 has a thick shape in which discharge light emission diffuses. I had to be.

図12は、図11のカーテン状発光を実際のオーロラに近づけるように更に改良したオーロラ発生装置の従来例を示す。減圧室1内に、正極2と負極3と、減圧室1の外周を水平方向に巻回して下から上へのZ軸方向の磁力線mを生じる主コイル19が設けられている。そして、観覧者18が対向する減圧室1の前面には、Y軸方向の磁力線Mを生じる透明な材料からなる偏向コイル7が上下方向に複数列(本実施例では3列)設けられる。
正極2と負極3間の発光は、主コイル19によりカーテン状となる。3列の偏向コイル7の内、上から1番目と3番目の偏向コイル7は観覧者18側の減圧室1正面に向かう磁力線Mを発生し、2番目の偏向コイル7は逆の裏面に向かう磁力線M'を発生する。これにより前述したカーテン状発光は、磁力線MによってY軸方向に引き寄せられたり、磁力線M'によって反発させられたりすることにより、X−Z面において下から上に波打つように湾曲させられる。すなわち、矢印Y方向の磁力線Mによってカーテン状発光がY方向に引き寄せられ、矢印Y'方向の磁力線M'によってカーテン状発光がY'方向に反発させられる。このようにして波形カーテン状発光8が形成される。
FIG. 12 shows a conventional example of an aurora generating device that is further improved so that the curtain-like light emission of FIG. In the decompression chamber 1, a positive electrode 2, a negative electrode 3, and a main coil 19 that winds the outer periphery of the decompression chamber 1 in the horizontal direction to generate a magnetic field line m in the Z-axis direction from bottom to top are provided. A plurality of rows (three in this embodiment) of deflection coils 7 made of a transparent material that generates magnetic force lines M in the Y-axis direction are provided on the front surface of the decompression chamber 1 facing the viewer 18.
Light emission between the positive electrode 2 and the negative electrode 3 becomes a curtain shape by the main coil 19. Among the three rows of deflection coils 7, the first and third deflection coils 7 from the top generate a magnetic field line M toward the front of the decompression chamber 1 on the side of the viewer 18, and the second deflection coil 7 is directed to the reverse back surface. Magnetic field lines M ′ are generated. As a result, the above-described curtain-like light emission is bent in the XZ plane so as to undulate from the bottom by being attracted in the Y-axis direction by the magnetic force lines M or repelled by the magnetic force lines M ′. That is, curtain light emission is attracted in the Y direction by the magnetic force lines M in the arrow Y direction, and curtain light emission is repelled in the Y ′ direction by the magnetic force lines M ′ in the arrow Y ′ direction. Thus, the corrugated curtain light emission 8 is formed.

図13は、負極をX−Y面において曲線状に形成し、かつその曲線形状を時間と共に変化させるように、工夫を凝らす変形例である。
図13(A)に示す例は、形状を変えられる柔軟性を有する線状の電極を示し、X軸に沿って配置した柔軟性を有する負極35に対し、Y軸方向に駆動する複数個のシリンダSを取り付け、このシリンダSを前後に移動させることにより線状の負極35をX−Y面内で波形に湾曲させるものである。
同様に、図13(B)に示す例は、X−Y面に点状の電極をマトリクス状に配列して形成したXY配列電極群36を示し、図示しない制御装置によりXY配列電極群36における電極となる導通部分を線状に設定し、この線状の導通部分からなる電極を時間とともに波のように動かすものである。
FIG. 13 shows a modified example in which the negative electrode is formed in a curved line on the XY plane and the curved shape is changed with time.
The example shown in FIG. 13A shows a linear electrode having flexibility in which the shape can be changed, and a plurality of negative electrodes 35 arranged along the X axis are driven in the Y axis direction. A cylinder S is attached, and the linear negative electrode 35 is bent into a waveform in the XY plane by moving the cylinder S back and forth.
Similarly, the example shown in FIG. 13B shows an XY array electrode group 36 in which dot-like electrodes are arranged in a matrix on the XY plane. In the XY array electrode group 36 by a control device (not shown). The conductive part to be an electrode is set in a linear shape, and the electrode composed of the linear conductive part is moved like a wave with time.

図13(A)に示す柔軟性を有する線状の負極35を用いたオーロラ発生装置の従来例を図14(A)に、図13(B)に示すXY配列電極群36を用いたオーロラ発生装置の従来例を図14(B)に、それぞれ示す。図14(A)、(B)とも、負極を波のように動かすことにより、波形カーテン状発光8を生じさせるものである。   FIG. 14A shows a conventional example of an aurora generating apparatus using a flexible linear negative electrode 35 shown in FIG. 13A, and aurora generation using an XY array electrode group 36 shown in FIG. 13B. A conventional example of the apparatus is shown in FIG. 14A and 14B both generate the corrugated curtain-like light emission 8 by moving the negative electrode like a wave.

国際公開第07/010947号パンフレットInternational Publication No. 07/010947 Pamphlet

しかしながら、図12に示した従来例のオーロラ発生装置により発生される人工オーロラは、観覧者18から見る波形カーテン状発光8が上下の電極間に張られた変化のない光の幕であるため、実際のオーロラと比べて不自然なものであった。   However, since the artificial aurora generated by the conventional aurora generating device shown in FIG. 12 is a curtain of light with no change, the corrugated curtain-like light emission 8 viewed from the viewer 18 is stretched between the upper and lower electrodes. It was unnatural compared to the actual aurora.

本発明の目的は、観覧者を包み込むように迫ってくる実際のオーロラを感じさせる変化に富んだカーテン状発光を発生することができるオーロラ発生装置及びオーロラ発生方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide an aurora generating device and an aurora generating method capable of generating curtain-like light emission rich in change that makes an actual aurora approaching to envelop a viewer.

オーロラとは、太陽風によって地球の近傍へ到達した荷電粒子(プラズマ)が、地球の磁場に沿って極に集まり、周囲の気体分子と衝突して励起エネルギーをもたらし、この励起エネルギーが発散されるときに、気体分子を構成する原子の固有スペクトルに応じた波長の可視光が生じる結果、観測される現象である。
本発明は、このオーロラ現象を機械的に再現させる装置であり、その原理について図15を参照して説明する。
図外の真空吸引手段によって1000Pa以下に減圧されている減圧室1内の下方に、負極21と、正極22とを、水平方向かつ平行に対向配置し、正極22と負極21間に電源4により高圧の直流電圧を印加する。さらに、図示しないコイルを、両電極が対向する方向と平行に設けて、強い磁場Mを生じさせる。両電極間の放電によって発生した荷電粒子(電子)は、磁場Mに影響され、進行方向と直角にLorentz力を受ける。このLorentz力は仕事をしないので、荷電粒子は円運動するが、荷電粒子の速度ベクトルは、磁場方向の成分をも含むので、結局、荷電粒子は、磁場Mに沿って螺旋を描きながら移動する。一方、気体分子を封入した減圧室1内において、荷電粒子は、これらの気体分子を構成する原子と衝突し、励起エネルギーをもたらす。この励起エネルギーは、短時間に発散され、そのときに当該原子の固有スペクトルに応じた波長の可視光を生じさせる。そして、封入される気体の種類によって、異なる色彩の光、すなわちオーロラを再現するカーテン状発光6を生じさせるものである。
負極21から正極22への荷電粒子(電子)の流れは、磁場Mにより上方向に伸びてカーテン状発光6を生じさせ、その先端は磁場Mの方向に湾曲され、そして荷電粒子(電子)の先端は励起エネルギーを失い、可視光を生じさせることなく正極22に到達する。本発明においては、負極からカーテン状発光が伸びるので、本発明においては該負極を発光電極とも呼ぶ。
An aurora is when charged particles (plasma) that reach the vicinity of the Earth by the solar wind gather at the pole along the Earth's magnetic field, collide with surrounding gas molecules, and produce excitation energy, which is then emitted. In addition, this phenomenon is observed as a result of the generation of visible light having a wavelength corresponding to the intrinsic spectrum of atoms constituting the gas molecule.
The present invention is a device that mechanically reproduces this aurora phenomenon, and its principle will be described with reference to FIG.
A negative electrode 21 and a positive electrode 22 are disposed opposite to each other in the horizontal direction and parallel to the lower side of the decompression chamber 1 that has been decompressed to 1000 Pa or less by a vacuum suction means (not shown). Apply high voltage DC voltage. Further, a coil (not shown) is provided in parallel with the direction in which both electrodes are opposed to generate a strong magnetic field M. Charged particles (electrons) generated by the discharge between both electrodes are affected by the magnetic field M and receive a Lorentz force perpendicular to the traveling direction. Since this Lorentz force does not work, the charged particle moves circularly, but the velocity vector of the charged particle also includes a component in the magnetic field direction, so that the charged particle eventually moves while drawing a spiral along the magnetic field M. . On the other hand, in the decompression chamber 1 in which gas molecules are enclosed, the charged particles collide with atoms constituting these gas molecules to bring about excitation energy. This excitation energy is diffused in a short time, and at that time, visible light having a wavelength corresponding to the intrinsic spectrum of the atom is generated. Then, depending on the type of gas to be sealed, light of a different color, that is, curtain-like light emission 6 that reproduces the aurora is generated.
The flow of charged particles (electrons) from the negative electrode 21 to the positive electrode 22 extends upward by the magnetic field M to generate curtain-like light emission 6, the tip of which is curved in the direction of the magnetic field M, and the charged particles (electrons) The tip loses excitation energy and reaches the positive electrode 22 without generating visible light. In the present invention, since curtain light emission extends from the negative electrode, the negative electrode is also referred to as a light-emitting electrode in the present invention.

本願発明のオーロラ発生装置は、少なくとも一つの透明な面を有し、内部が所定の真空状態に保たれつつ1種類又は2種類以上のガスが封入される減圧室と、該減圧室内に設置され、直流電圧が印加される線状の負極及び正極と、該負極と正極間の放電により生じる荷電粒子に作用する磁場を発生させる磁場発生手段とを具備し、該磁場発生手段が発生する磁場により前記荷電粒子の流れを前記透明な面に向かうように偏向させ、前記ガスの固有スペクトルに応じた波長の可視光を生じさせることを特徴とする。
本願発明のオーロラ発生装置によれば、負極から伸びる可視光の発光を、減圧室の透明な面に向かうように偏向させ、この透明な面を観覧者に向けることにより、発光の先端が向かってくる実際のオーロラのような発光が得られる。
The aurora generating device of the present invention is provided in a decompression chamber having at least one transparent surface, in which one or more kinds of gases are enclosed while the inside is maintained in a predetermined vacuum state. A linear negative electrode and a positive electrode to which a DC voltage is applied, and a magnetic field generating means for generating a magnetic field that acts on charged particles generated by a discharge between the negative electrode and the positive electrode, and the magnetic field generated by the magnetic field generating means The charged particle flow is deflected toward the transparent surface to generate visible light having a wavelength corresponding to the natural spectrum of the gas.
According to the aurora generating device of the present invention, the emission of visible light extending from the negative electrode is deflected toward the transparent surface of the decompression chamber, and the transparent surface is directed toward the viewer so that the tip of the light emission is directed. Light emission like an actual aurora is obtained.

また、本願発明のオーロラ発生装置は、前記磁場発生手段を、前記減圧室の透明な面の周囲に配設したコイルとし、該コイルは前記減圧室内部から前記透明な面に向かう磁場を発生することを特徴とする。
これによれば、磁場を発生させるコイルが減圧室の透明な面の周囲に配設されるので、観覧者はコイルを視認することなく、しかも観覧者と発光との間に、電極やコイル等が存在しないので違和感がなく、実際のオーロラに似た発光を観覧させることができる。
In the aurora generating device according to the present invention, the magnetic field generating means is a coil disposed around the transparent surface of the decompression chamber, and the coil generates a magnetic field from the inside of the decompression chamber toward the transparent surface. It is characterized by that.
According to this, since the coil for generating the magnetic field is disposed around the transparent surface of the decompression chamber, the viewer does not visually recognize the coil, and between the viewer and the light emission, the electrode, the coil, etc. There is no sense of incongruity, and it is possible to view light emission similar to an actual aurora.

また、本願発明のオーロラ発生装置は、前記減圧室の透明な面を観覧者に対向させることを特徴とする。
これにより、減圧室の透明な面が観覧者の正面に対向して、観覧者が発光を眼前に見たり、減圧室の透明な面が観覧者の頭上に位置して発光を真上に仰ぎ見たりすることができ、その上負極から伸びる発光の先端が観覧者の方へ向かうことから、観覧者に実際のオーロラに似た発光を観覧させることができる。
The aurora generating device of the present invention is characterized in that a transparent surface of the decompression chamber is opposed to a viewer.
As a result, the transparent surface of the decompression chamber faces the front of the viewer so that the viewer can see the light emission in front of him or the transparent surface of the decompression chamber is located above the viewer's head and looks up the light emission directly above. In addition, since the tip of the light emission extending from the negative electrode is directed toward the viewer, the viewer can view the light emission similar to an actual aurora.

また、本願発明のオーロラ発生装置は、前記負極を柔軟性を有する部材とし、前記負極に振動を加えることにより揺動させる揺動手段を具備することを特徴とする。
揺動手段が負極を揺動させることにより、負極から伸びる発光は波打つように変化して、実際のオーロラに似た発光が得られる。
The aurora generating device of the present invention is characterized in that the negative electrode is a member having flexibility, and rocking means for rocking the negative electrode by applying vibration is provided.
When the swinging means swings the negative electrode, the light emitted from the negative electrode changes so as to wave, and light emission similar to an actual aurora is obtained.

また、本願発明のオーロラ発生装置は、前記減圧室内に負極からの荷電粒子の流れを遮る誘電体を配設することを特徴とする。
本願発明のオーロラ発生装置は、負極から伸びる発光を誘電体部分で途切れさせて、発光の先端を自在に切り取るようにすることにより、発光をより一層複雑な形状にすることができる。
The aurora generating device of the present invention is characterized in that a dielectric that blocks the flow of charged particles from the negative electrode is disposed in the decompression chamber.
The aurora generating device of the present invention can make light emission more complicated by interrupting light emission extending from the negative electrode at the dielectric portion and freely cutting off the front end of the light emission.

また、本願発明のオーロラ発生装置は、前記誘電体を、前記減圧室の透明な面に対して傾斜して配置することを特徴とする。
誘電体が傾斜して、発光の先端が斜めに切り取られることにより、発光が複雑な形状となる。
The aurora generating device of the present invention is characterized in that the dielectric is disposed to be inclined with respect to the transparent surface of the decompression chamber.
The dielectric is inclined, and the light emission tip is cut off obliquely, so that the light emission has a complicated shape.

また、本願発明のオーロラ発生装置は、前記誘電体を、前記減圧室の透明な面に対して移動若しくは回動することを特徴とする。
誘電体が移動したり回動したりすることによって、発光の先端の切り口の形状が複雑に変化して、実際のオーロラに近い発光が生じる。
The aurora generating device of the present invention is characterized in that the dielectric is moved or rotated with respect to the transparent surface of the decompression chamber.
As the dielectric moves or rotates, the shape of the cut end of the light emission changes in a complicated manner, and light emission close to the actual aurora occurs.

また、本願発明のオーロラ発生装置は、前記ガスを、ヘリウム、酸素、二酸化炭素、窒素、アルゴン及びネオンからなる群から選択される少なくとも1種類のガスとすることを特徴とする。
これにより、減圧室内に封入したガスの種類に応じて、発光の色を変化させることができる。
The aurora generating device of the present invention is characterized in that the gas is at least one gas selected from the group consisting of helium, oxygen, carbon dioxide, nitrogen, argon and neon.
Thereby, the color of light emission can be changed according to the kind of gas enclosed in the decompression chamber.

また、本願発明のオーロラ発生装置は、前記ガスの選択、ガスの混合又はガスの選択と混合を経時的に変化させるガス放出手段を備えることを特徴とする。
ガス放出手段が、ガスの選択とガスの混合を適宜に組み合わせて、かつ経時的に変化させることにより、発光の色を選択したり、発光の色が順次変化したりする効果が得られる。
The aurora generating device of the present invention is characterized by comprising gas release means for selecting the gas, mixing the gas, or selecting and mixing the gas over time.
The gas discharge means appropriately combines gas selection and gas mixing and changes over time, so that the effect of selecting the color of light emission or sequentially changing the color of light emission can be obtained.

また、本願発明のオーロラ発生装置は、前記ガス放出手段によるガスの放出と、荷電粒子を偏向させる磁場を発生させる磁場発生手段と、荷電粒子の流れを遮る誘電体の駆動とを、一括して制御する制御手段を設けることを特徴とする。
制御手段を用いて発光の色の変化と発光面の形状変化とを相互に関連させて行うことにより、実際のオーロラのような発光を発生することができる。
Further, the aurora generating device of the present invention comprises a gas discharge by the gas discharge means, a magnetic field generation means for generating a magnetic field for deflecting charged particles, and a drive of a dielectric that blocks the flow of charged particles. Control means for controlling is provided.
By using the control means to correlate the color change of the light emission and the shape change of the light emitting surface, light emission like an actual aurora can be generated.

本発明のオーロラ発生方法は、少なくとも一つの透明な面を有し、内部を所定の真空状態に保ちつつ1種類又は2種類以上のガスを封入する減圧室内に、直流電圧が印加される線状の負極と正極を設置し、前記減圧室の透明な面の周囲に配設したコイルにより前記減圧室内部から前記透明な面に向かう磁場を発生する磁場発生手段によって、前記負極と正極間の放電により生じる荷電粒子に磁場を作用させ、当該荷電粒子の流れを前記磁場発生手段により前記透明な面に向かうように偏向させ、前記ガスの固有スペクトルに応じた波長の可視光を生じさせることを特徴とする。
本願発明のオーロラ発生方法によれば、負極から伸びる可視光の発光を、減圧室の透明な面に向かうように偏向させ、この透明な面を観覧者に向けることにより、発光の先端が向かってくる実際のオーロラのような発光が得られる。
The aurora generation method of the present invention is a linear shape in which a DC voltage is applied to a decompression chamber having at least one transparent surface and enclosing one or more kinds of gases while keeping the inside in a predetermined vacuum state. The discharge between the negative electrode and the positive electrode is performed by a magnetic field generating means for generating a magnetic field from the inside of the vacuum chamber toward the transparent surface by a coil disposed around the transparent surface of the vacuum chamber. A magnetic field is caused to act on the charged particles generated by the above, and the flow of the charged particles is deflected toward the transparent surface by the magnetic field generating means to generate visible light having a wavelength corresponding to the natural spectrum of the gas. And
According to the aurora generation method of the present invention, the emission of visible light extending from the negative electrode is deflected toward the transparent surface of the decompression chamber, and the transparent surface is directed toward the viewer so that the tip of the light emission is directed. Light emission like an actual aurora is obtained.

本発明のオーロラ発生装置の第1の実施例の説明図である。It is explanatory drawing of the 1st Example of the aurora generator of this invention. 本発明のオーロラ発生装置の第2の実施例の説明図である。It is explanatory drawing of the 2nd Example of the aurora generator of this invention. 本発明におけるカーテン状発光が延伸する長さ(延伸方向長さ)をアクリル板によって制御する状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the state which controls the length (stretching direction length) which curtain-like light emission in this invention extends | stretches with an acrylic board. 前記と異なるカーテン状発光の延伸方向長さを制御する状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the state which controls the extending | stretching direction length of curtain light emission different from the above. 前記と更に異なるカーテン状発光の延伸方向長さを制御する状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the state which controls the extending | stretching direction length of curtain-like light emission further different from the above. 本発明のオーロラ発生装置におけるカーテン状発光の形状を変化させるための構成部分を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the component part for changing the shape of curtain light emission in the aurora generator of this invention. 本発明のオーロラ発生装置におけるカーテン状発光の色彩を変化させるための構成部分を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the component for changing the color of curtain light emission in the aurora generator of this invention. 本発明のオーロラ発生装置における主要機器の制御系統を示す概要的な系統図である。It is a general | schematic system diagram which shows the control system of the main equipment in the aurora generator of this invention. 本発明のオーロラ発生装置におけるカーテン状発光の色彩を変化させるための構成部分を示す詳細な模式図である。It is a detailed schematic diagram which shows the component for changing the color of curtain light emission in the aurora generator of this invention. 真空放電発光の公知技術を説明する概要的な模式図である。It is a general | schematic schematic diagram explaining the well-known technique of vacuum discharge light emission. 真空放電発光をカーテン状とする公知技術を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the well-known technique which makes vacuum discharge light emission curtain. 真空放電発光を湾曲したカーテン状とする公知技術を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the well-known technique which makes the vacuum discharge light emission the curved curtain shape. 真空放電発光を波形に変形するカーテン状とする公知技術における駆動手段を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the drive means in the well-known technique made into the curtain form which deform | transforms vacuum discharge light emission into a waveform. 真空放電発光を波形に変形するカーテン状とする公知技術を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the well-known technique made into the curtain shape which deform | transforms vacuum discharge light emission into a waveform. 本発明の原理を説明する概要的な模式図である。1 is a schematic diagram illustrating the principle of the present invention.

図1は、本発明の第1の実施例を示す模式的な斜視図である。
観覧者18の頭上に配設される減圧室1内部の上方部分には、棒状の負極21と正極22がほぼ平行に配置され、負極21と正極22間に電源4により直流の高電圧が印加されている。減圧室1における観覧者18と対向する下面は、透明な壁面1aであり、その周囲に磁場Mを発生させる主コイル19が配設されている。そして、その磁場(磁力線)Mの方向は、図1の上から下へと観覧者18に向かう方向とする。
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a first embodiment of the present invention.
A rod-shaped negative electrode 21 and a positive electrode 22 are arranged substantially in parallel in the upper part of the decompression chamber 1 disposed above the viewer 18, and a high DC voltage is applied between the negative electrode 21 and the positive electrode 22 by the power supply 4. Has been. A lower surface facing the viewer 18 in the decompression chamber 1 is a transparent wall surface 1a, and a main coil 19 for generating a magnetic field M is disposed around the transparent wall 1a. The direction of the magnetic field (lines of magnetic force) M is the direction from the top to the bottom of FIG.

そして、負極21から正極22への放電による荷電粒子(電子)の流れは、磁場Mにより下方に曲げられて、その荷電粒子(電子)によるプラズマ発光は上方の負極21から下方に伸びるカーテン状発光24となって観覧者18に向かってくるものである。   The flow of charged particles (electrons) due to the discharge from the negative electrode 21 to the positive electrode 22 is bent downward by the magnetic field M, and the plasma emission by the charged particles (electrons) extends from the negative electrode 21 above to the curtain-like light emission. 24 and comes to the viewer 18.

観覧者18は、透明な壁面1aを通してカーテン状発光6を仰ぎ見ることにより、実際のオーロラのようにカーテン状発光6が自分に向かってくるように感じる。   The viewer 18 looks at the curtain-like light emission 6 through the transparent wall 1a, and feels like the curtain light-emitting 6 is directed toward him like an actual aurora.

図2は、本発明装置の第2の実施例を示し、減圧室1内の下部には棒状の負極21と正極22が並列して配置され、両極間には電源4により直流の高電圧が印加されている。また、観覧者18が対向する減圧室1の前面は、透明な壁面1aになっており、その周囲には、荷電粒子を吸引する方向、すなわち図2の後ろから前に向かう方向の磁場Mを発生させる主コイル19が配設されている。
また、主コイル19以外に、減圧室1の後面に別のコイル20を設け、荷電粒子に対し反発する方向の磁場を生じさせることにより、磁場Mを生じさせてもよい。主コイル19と別のコイル20とは、どちらか一方でも、また双方とも配設してよいものである。
FIG. 2 shows a second embodiment of the device according to the present invention, in which a rod-like negative electrode 21 and a positive electrode 22 are arranged in parallel in the lower part of the decompression chamber 1, and a DC high voltage is applied between both electrodes by a power source 4. Applied. In addition, the front surface of the decompression chamber 1 facing the viewer 18 is a transparent wall surface 1a, and a magnetic field M in a direction in which charged particles are attracted, that is, a direction from the rear to the front in FIG. A main coil 19 to be generated is disposed.
In addition to the main coil 19, another coil 20 may be provided on the rear surface of the decompression chamber 1, and the magnetic field M may be generated by generating a magnetic field in a direction repelling charged particles. Either one or both of the main coil 19 and the other coil 20 may be disposed.

観覧者18は、透明な壁面1aを通してカーテン状発光6を見ることができる。しかもカーテン状発光6は、下方から湾曲して観覧者18に向かってくるように見えるので、観覧者18は大自然の中に包み込まれるような迫真の臨場感を得ることができ、多大なエキシビション効果が得られる。   The viewer 18 can see the curtain-like light emission 6 through the transparent wall 1a. Moreover, since the curtain-like light emission 6 is curved from below and appears to come to the viewer 18, the viewer 18 can obtain a realistic presence that is wrapped in nature, and a great exhibition. An effect is obtained.

次に、オーロラ発生装置におけるカーテン状発光の制御技術について説明する。
図3(A)は、前掲の図1から負極21と正極22とカーテン状発光6と主コイル19とを抽出して電源4を付記した模式図である。カーテン状発光6は負極21から発し、主コイル19に向かって垂直方向に延びている。
図3(B)に示すごとく、前記カーテン状発光6の途中に誘電体であるアクリル板34を差し入れると、該カーテン状発光6はアクリル板34により遮られる。すなわち、カーテン状発光6における負極21から見てアクリル板34の影になる部分が消滅する。尚、アクリル板以外の誘電体、すなわち電気的絶縁体であっても同様の効果が得られる。この場合、アクリル板34は透明であることが望ましいが、必ずしも板材でなくても良い。
Next, a curtain-like light emission control technique in the aurora generating device will be described.
FIG. 3A is a schematic diagram in which the negative electrode 21, the positive electrode 22, the curtain light emission 6, and the main coil 19 are extracted from FIG. The curtain-like light emission 6 is emitted from the negative electrode 21 and extends in the vertical direction toward the main coil 19.
As shown in FIG. 3B, when an acrylic plate 34 that is a dielectric is inserted in the middle of the curtain-like light emission 6, the curtain-like light emission 6 is blocked by the acrylic plate 34. That is, the shadowed portion of the acrylic plate 34 as seen from the negative electrode 21 in the curtain-like light emission 6 disappears. The same effect can be obtained even with a dielectric other than an acrylic plate, that is, an electrical insulator. In this case, the acrylic plate 34 is preferably transparent, but it is not necessarily a plate material.

図3(C)に示すごとく、カーテン状発光6の途中に、2枚のアクリル板34a、34bを段差を設けて挿入すると、カーテン状発光6をさらに複雑な形状にすることができる。また、アクリル板34の縁に凹凸を形成することにより、カーテン状発光6をさらに複雑な形状にすることができる。そして、アクリル板34aやアクリル板34bを上下左右に移動すると、その移動に伴ってカーテン状発光6の形状を変化させることができる。   As shown in FIG. 3C, when the two acrylic plates 34a and 34b are inserted in the middle of the curtain-like light emission 6 with a step, the curtain-like light emission 6 can be made into a more complicated shape. Further, by forming irregularities on the edge of the acrylic plate 34, the curtain-like light emission 6 can be made more complicated. And if the acrylic board 34a and the acrylic board 34b are moved up and down, right and left, the shape of the curtain-like light emission 6 can be changed with the movement.

図4は、オーロラ発生装置の更に他の実施形態を示す。図示しない減圧室内部の上方に、波形の負極21と正極22が設けられており、両極間に直流の高電圧が印加されている。負極21から伸びる波形カーテン状発光8を遮るように、透明な誘電体であるアクリル板34が斜めに傾斜して配設されている。
この例では、波形カーテン状発光8が上下方向、すなわちZ軸方向に形成されていて、このZ軸に直交するX−Y面である面Hを設定する。前記アクリル板34は、面Hに対して角θだけ傾斜している。このアクリル板34により、波形カーテン状発光8の下方部分は斜めに切り取られる。
そして、図4(B)に示すごとく、アクリル板34を矢印FのY方向に動かすことにより、波形カーテン状発光8の下方部分が縮み、またアクリル板34を矢印Fと反対方向に動かすことにより波形カーテン状発光8の下方部分が伸びるように見えるものである。
FIG. 4 shows still another embodiment of the aurora generating device. A corrugated negative electrode 21 and a positive electrode 22 are provided above a decompression chamber (not shown), and a high DC voltage is applied between the two electrodes. An acrylic plate 34, which is a transparent dielectric, is disposed obliquely so as to block the corrugated curtain-like light emission 8 extending from the negative electrode 21.
In this example, the corrugated curtain-like light emission 8 is formed in the vertical direction, that is, the Z-axis direction, and a plane H that is an XY plane orthogonal to the Z-axis is set. The acrylic plate 34 is inclined with respect to the surface H by an angle θ. By this acrylic plate 34, the lower part of the corrugated curtain light emission 8 is cut off obliquely.
Then, as shown in FIG. 4B, by moving the acrylic plate 34 in the Y direction of the arrow F, the lower part of the corrugated curtain light emission 8 is contracted, and by moving the acrylic plate 34 in the direction opposite to the arrow F, The lower part of the corrugated curtain light emission 8 appears to extend.

図5は、図4と異なる実施形態を示し、図5(A)は図4(A)と同じ状態を示している。そして、アクリル板34が面Hに対する傾斜する角θを角φまで増加するように、アクリル板34をX軸に平行なχ軸を中心として回動すると、図5(B)に示すごとく、波形カーテン状発光8の下方部分の角度が鋭くなる。
図示を省略するが、アクリル板34の動かし方は他にも種々考えられる。複数枚の、平板状でないアクリル板を、様々な方法で動かすことによって、波形カーテン状発光を実際のオーロラが踊るような状態とすることができる。
実際のオーロラの観察は、気候、気象の変化に影響され、幸運に恵まれなければ充分な観察はできないとされている。しかしながら、本発明によれば気候、気象に妨げられることなく、安全に、かつ快適にオーロラを疑似体験することができる。
FIG. 5 shows an embodiment different from FIG. 4, and FIG. 5 (A) shows the same state as FIG. 4 (A). Then, when the acrylic plate 34 is rotated around the χ axis parallel to the X axis so that the angle θ at which the acrylic plate 34 is inclined with respect to the surface H is increased to the angle φ, as shown in FIG. The angle of the lower part of the curtain-like light emission 8 becomes sharp.
Although illustration is omitted, there are various other ways of moving the acrylic plate 34. By moving a plurality of non-flat acrylic plates by various methods, the corrugated curtain light emission can be brought into a state where an actual aurora dances.
The actual observation of aurora is influenced by changes in climate and weather, and it is said that sufficient observation is not possible unless you are lucky. However, according to the present invention, it is possible to experience the aurora safely and comfortably without being disturbed by the climate and weather.

図6に示す例は、オーロラ発生装置の波形カーテン状発光に変化を与えるための実施形態である。
図6(A)に示すごとく、モータ44の回転軸10には柔軟性を有する負極12が装着されている。モータ44の回転軸10を、わずかな角度で正転と逆転を交互に繰り返すと、図6(B)に示すごとく、負極12は波打つように変形し、これにより前記波形カーテン状発光の形状を波打つように変化させることができる。
図6(C)の実施形態は、柔軟性を有する負極35を多数のスプリング41によって揺動梁46から吊持するものである。2個の同期モータ44a、44bにより、クランクアーム44cを介して揺動梁46を駆動すると、負極35は揺動して複雑に曲がりくねる。そして、負極35から伸びる発光は、複雑に波打つように変化する。
The example shown in FIG. 6 is an embodiment for changing the corrugated curtain light emission of the aurora generating device.
As shown in FIG. 6A, the rotating shaft 10 of the motor 44 is provided with a flexible negative electrode 12. When the rotation axis 10 of the motor 44 is alternately rotated forward and reverse at a slight angle, as shown in FIG. 6B, the negative electrode 12 is deformed so as to wave, thereby changing the shape of the corrugated curtain light emission. It can be changed to wave.
In the embodiment of FIG. 6C, the flexible negative electrode 35 is suspended from the swing beam 46 by a large number of springs 41. When the swing beam 46 is driven by the two synchronous motors 44a and 44b via the crank arm 44c, the negative electrode 35 swings and bends in a complicated manner. The light emitted from the negative electrode 35 changes in a complicated manner.

図7は、本発明に係るオーロラ発生装置における色調制御機構の原理を説明するための模式図である。
減圧室1の中に希薄なガスを封入して真空放電させることにより、ガスの種類に応じた種々の色彩が現れることは周知であるが、本発明は更に色調を改良するため、複数種類のガスを混合して減圧室1内へ送るものである。
透明な前面の周囲に主コイル19が設けられた減圧室1の中に、正極2と負極3が対向して配置されるとともに、真空吸引手段26が真空吸引管31を通じて減圧室1内を真空状態にする。
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the principle of the color tone control mechanism in the aurora generating apparatus according to the present invention.
It is well known that various colors depending on the type of gas appear by filling a vacuum with a rare gas in the decompression chamber 1. However, in order to further improve the color tone, the present invention provides a plurality of types. The gas is mixed and sent into the decompression chamber 1.
A positive electrode 2 and a negative electrode 3 are arranged opposite to each other in a decompression chamber 1 provided with a main coil 19 around a transparent front surface, and a vacuum suction means 26 evacuates the interior of the decompression chamber 1 through a vacuum suction tube 31. Put it in a state.

そして、減圧室1に2本のガス供給管30a、30bを接続する。例えばガス供給管30aからヘリウムガスを、ガス供給管30bからネオンガスを減圧室1内に注入すると、負極3から上方に肌色のカーテン状発光6が伸びる。
また、減圧室1内に酸素ガスとヘリウムガスを注入すると黄緑色のカーテン状発光6が発生し、ヘリウムガスと二酸化炭素ガスを注入すると青白色のカーテン状発光6が発生し、酸素ガスとアルゴンガスとを注入すると白色のカーテン状発光6が発生する。
Then, two gas supply pipes 30 a and 30 b are connected to the decompression chamber 1. For example, when helium gas is injected into the decompression chamber 1 from the gas supply pipe 30a and neon gas from the gas supply pipe 30b, the flesh-colored curtain-like light emission 6 extends upward from the negative electrode 3.
Further, when oxygen gas and helium gas are injected into the decompression chamber 1, yellow-green curtain-like light emission 6 is generated, and when helium gas and carbon dioxide gas are injected, blue-white curtain-like light emission 6 is generated, and oxygen gas and argon are emitted. When the gas is injected, white curtain-like light emission 6 is generated.

真空放電の発光色は、封入するガスにより変わることは知られており、例えばヘリウムガス単独では緑色、酸素ガス単独では黄色、二酸化炭素ガス単独では青紫色、アルゴンガス単独では橙色、ネオンガス単独では桃色となる。本実施例によれば、複数のガスを混合することにより、あらゆる色の発光色を自在に得ることができる。
従来、真空状態における複合ガスによる放電発光の色については研究されていた。しかしながら、それはあくまで工業生産的レベルであって、放電発光によるカーテン状発光を実際のオーロラに似せて、任意の色調に彩色する技術としては未だ知られていない。
The emission color of vacuum discharge is known to vary depending on the gas to be enclosed. For example, helium gas alone is green, oxygen gas alone is yellow, carbon dioxide gas alone is blue-violet, argon gas alone is orange, neon gas alone is pink It becomes. According to the present embodiment, by mixing a plurality of gases, it is possible to freely obtain light emission colors of all colors.
Conventionally, the color of discharge light emission by a composite gas in a vacuum state has been studied. However, this is only an industrial production level, and it is not yet known as a technique for coloring curtain-like light emission by discharge light emission to an actual aurora and coloring it in an arbitrary color tone.

図8は、本発明に係るオーロラ発生装置の主要な構成部分を描いた系統図である。
減圧室1に主コイル19が設けられるとともに、発光電極として機能する負極3と、補助電極として機能する正極2とが放電空間を隔てて設けられている。そして、真空吸引手段26によって適宜の真空状態(例えば1〜4Pa)に保たれている減圧室1中に、ガス供給部27から発光色を得るためのガスが注入される。
電源29から主コイル19に対して、磁場発生のための電流が印加され、かつ、該電源29から正極2と負極3間に直流の高電圧が印加される。符号28を付したのは、前記真空吸引手段26、ガス供給部27、電源29の制御、そしてそれら以外にもモータ44、及び誘電体のアクリル板34の傾斜・回動・移動を総合的にコントロールすることができる制御部である。
FIG. 8 is a system diagram depicting the main components of the aurora generator according to the present invention.
A main coil 19 is provided in the decompression chamber 1, and a negative electrode 3 that functions as a light emitting electrode and a positive electrode 2 that functions as an auxiliary electrode are provided with a discharge space therebetween. Then, a gas for obtaining a luminescent color is injected from the gas supply unit 27 into the decompression chamber 1 maintained in an appropriate vacuum state (for example, 1 to 4 Pa) by the vacuum suction means 26.
A current for generating a magnetic field is applied from the power source 29 to the main coil 19, and a high DC voltage is applied between the positive electrode 2 and the negative electrode 3 from the power source 29. Reference numeral 28 designates the vacuum suction means 26, the gas supply unit 27, the power source 29, and in addition to these, the motor 44 and the dielectric acrylic plate 34 are tilted, rotated and moved in a comprehensive manner. This is a control unit that can be controlled.

前述したガスの混合による発光色について、さらに詳細な技術について以下に述べる。
人工オーロラ装置のエキシビションを演出するに当たって、発光色を2色にしたい場合や、1枚のカーテン状発光の半分をヘリウムガスで緑色に彩るとともに、残りの半分を窒素ガスで赤紫色に彩りたい場合がある。しかしながら、ガスの原子によっては、電離し易いものや、電離し難いものがあって、発光をきれいに2色に分けることは難しかった。すなわち、窒素原子は大きいため多数の電子の衝突を受けるので電離し易いのに対して、ヘリウム原子は小さいため少数の電子の衝突しか受けないので電離し難いのである。
A more detailed technique will be described below with respect to the above-described emission color by mixing gases.
When directing the artificial aurora device to the exhibition, if you want to change the emission color to two colors, or if you want half of one curtain-like emission to be green with helium gas and the other half to be reddish purple with nitrogen gas There is. However, some gas atoms are easily ionized or difficult to ionize, and it is difficult to neatly divide the light emission into two colors. That is, since the nitrogen atoms are large, they are easily ionized because they are subjected to collisions with a large number of electrons, whereas the helium atoms are small and are difficult to ionize because they are only subjected to collisions with a small number of electrons.

そこで、電離し難いガスを負極21に近い箇所に放出し、電離し易いガスを負極21から遠い箇所に放出することにより、荷電粒子(電子)が均等にガス分子と衝突して励起エネルギーをもたらす。
図9に示すごとく、減圧室1に負極21と正極22と主コイル(図示を省略)とが設けられ、真空吸引手段26によって減圧室1内が所定の真空状態に保たれている。ガス供給部27は、各種の彩色用ガスを貯蔵していて、ガス切換部32によって所望種類のガスが減圧室1内に供給される。
Therefore, by releasing a gas that is not easily ionized to a location close to the negative electrode 21 and a gas that is easily ionized to a location far from the negative electrode 21, the charged particles (electrons) collide with gas molecules evenly to bring about excitation energy. .
As shown in FIG. 9, a negative electrode 21, a positive electrode 22, and a main coil (not shown) are provided in the decompression chamber 1, and the interior of the decompression chamber 1 is maintained in a predetermined vacuum state by a vacuum suction means 26. The gas supply unit 27 stores various coloring gases, and a desired type of gas is supplied into the decompression chamber 1 by the gas switching unit 32.

前記ガス切換部32と減圧室1との間に、2本のガス供給管30a、30bが接続されている。一方のガス供給管30aは、負極21から離れた箇所に開口し、他方のガス供給管30bは、多数のガス噴出孔45a〜45fを有するガス供給マニホールド(多岐管)45に接続され、ガス供給マニホールド45は負極21近傍に配置されている。
そして、ガス切換部32は、電離し易い窒素ガスを、ガス供給管30aにより負極21から離れた減圧室1の中央部に送出し、電離し難いヘリウムガスをガス供給マニホールド45から負極21の近傍に送出する。これにより、負極21から伸びるカーテン状発光(図示を省略)は、その基端側はヘリウムガスによる緑色に彩色され、先端付近は窒素ガスによる赤紫色に彩色される。
Two gas supply pipes 30 a and 30 b are connected between the gas switching unit 32 and the decompression chamber 1. One gas supply pipe 30a is opened at a location away from the negative electrode 21, and the other gas supply pipe 30b is connected to a gas supply manifold (manifold) 45 having a number of gas ejection holes 45a to 45f to supply gas. The manifold 45 is disposed in the vicinity of the negative electrode 21.
The gas switching unit 32 sends nitrogen gas that is easily ionized to the central portion of the decompression chamber 1 separated from the negative electrode 21 by the gas supply pipe 30 a, and helium gas that is difficult to ionize from the gas supply manifold 45 to the vicinity of the negative electrode 21. To send. Thereby, the curtain-like light emission (not shown) extending from the negative electrode 21 is colored green with helium gas at the base end side, and reddish purple with nitrogen gas near the tip.

上述した構成からなる本発明のオーロラ発生装置を実際のエキシビションに適用する際は、図1及び図2に示すごとく、カーテン状発光が観覧者に向かってくるようにし、また図3〜図5に示すようにカーテン状発光の先端を整形し、また図6及び図13に示すようにカーテン状発光を波打たせ、そして図9に示すようにカーテン状発光を多色に彩らせるものである。
図8に描かれている制御部28は、上記カーテン状発光の先端形状や、発光面の曲がりによる波打ちや、発光の多色の彩りを、場内に流す音楽に合わせて変化させることによって、カーテン状発光をオーロラのごとく効果的に演出することができる。
When the aurora generating device of the present invention having the above-described configuration is applied to an actual exhibition, as shown in FIGS. 1 and 2, the curtain light emission is directed toward the viewer, and FIGS. As shown, the tip of the curtain light emission is shaped, the curtain light emission is waved as shown in FIGS. 6 and 13, and the curtain light emission is colored in multiple colors as shown in FIG. .
The control unit 28 depicted in FIG. 8 changes the curtain-shaped light emission tip shape, the undulation due to the bending of the light-emitting surface, and the multicolored color of the light emission according to the music flowing in the field, thereby changing the curtain. It is possible to effectively produce a light emission like an aurora.

本発明のオーロラ発生装置及びオーロラ発生方法は、エキシビション等に使用される科学体験設備を製造する産業において有用に利用することができるものである。   The aurora generating device and the aurora generating method of the present invention can be usefully used in the industry for manufacturing scientific experience equipment used for exhibitions and the like.

1…減圧室 1a…透明な壁面 2…正極 3…負極 4…電源 5…不定形の発光 6…カーテン状発光 7…偏向コイル 8…波形カーテン状発光 10…回転軸 12…負極 18…観覧者 19…主コイル 21…負極 22…正極 24…カーテン状発光 26…真空吸引手段 27…ガス供給部 28…制御部 31…真空吸引管 32…ガス切換部 34…アクリル板 35…負極 36…XY配列電極群 41…スプリング 44…モータ 45…ガス供給マニホールド 46…揺動梁 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Decompression chamber 1a ... Transparent wall surface 2 ... Positive electrode 3 ... Negative electrode 4 ... Power supply 5 ... Irregular light emission 6 ... Curtain-like light emission 7 ... Deflection coil 8 ... Waveform curtain-like light emission 10 ... Rotating shaft 12 ... Negative electrode 18 ... Visitor DESCRIPTION OF SYMBOLS 19 ... Main coil 21 ... Negative electrode 22 ... Positive electrode 24 ... Curtain-like light emission 26 ... Vacuum suction means 27 ... Gas supply part 28 ... Control part 31 ... Vacuum suction pipe 32 ... Gas switching part 34 ... Acrylic board 35 ... Negative electrode 36 ... XY arrangement Electrode group 41 ... Spring 44 ... Motor 45 ... Gas supply manifold 46 ... Oscillating beam

Claims (10)

少なくとも一つの透明な面を有し、内部が所定の真空状態に保たれつつ1種類又は2種類以上のガスが封入される減圧室と、
該減圧室内に設置され、直流電圧が印加される線状の負極及び正極と、
該負極と正極間の放電により生じる荷電粒子に作用する磁場を発生させる磁場発生手段とを具備し、
前記磁場発生手段は、前記減圧室の透明な面の周囲に配設したコイルとし、
該コイルは前記減圧室内部から前記透明な面に向かう磁場を発生することにより、前記荷電粒子の流れを前記透明な面に向かうように偏向させ、前記ガスの固有スペクトルに応じた波長の可視光を生じさせることを特徴とするオーロラ発生装置。
A decompression chamber having at least one transparent surface and enclosing one or more kinds of gases while maintaining a predetermined vacuum state inside;
A linear negative electrode and a positive electrode that are installed in the decompression chamber and to which a DC voltage is applied;
Magnetic field generating means for generating a magnetic field acting on charged particles generated by discharge between the negative electrode and the positive electrode,
The magnetic field generating means is a coil disposed around a transparent surface of the decompression chamber,
The coil generates a magnetic field from the interior of the decompression chamber toward the transparent surface, thereby deflecting the flow of the charged particles toward the transparent surface, and visible light having a wavelength corresponding to the natural spectrum of the gas. An aurora generating device characterized by producing
前記減圧室の透明な面を観覧者に対向させることを特徴とする請求項に記載のオーロラ発生装置。 The aurora generating device according to claim 1 , wherein a transparent surface of the decompression chamber faces a viewer. 前記負極は柔軟性を有する部材からなり、前記負極に振動を加えることにより揺動させる揺動手段を具備することを特徴とする請求項に記載のオーロラ発生装置。 The aurora generating device according to claim 1 , wherein the negative electrode is made of a flexible member, and includes swinging means for swinging the negative electrode by applying vibration. 前記減圧室内に負極からの荷電粒子の流れを遮る誘電体を配設することを特徴とする請求項1に記載のオーロラ発生装置。   The aurora generating device according to claim 1, wherein a dielectric that blocks a flow of charged particles from the negative electrode is disposed in the decompression chamber. 前記誘電体は、前記減圧室の透明な面に対して傾斜して配置されることを特徴とする請求項に記載のオーロラ発生装置。 The aurora generating device according to claim 4 , wherein the dielectric is disposed to be inclined with respect to a transparent surface of the decompression chamber. 前記誘電体は、前記減圧室の透明な面に対して移動若しくは回動することを特徴とする請求項に記載のオーロラ発生装置。 The aurora generating device according to claim 4 , wherein the dielectric moves or rotates with respect to a transparent surface of the decompression chamber. 前記ガスは、ヘリウム、酸素、二酸化炭素、窒素、アルゴン及びネオンからなる群から選択される少なくとも1種類のガスとすることを特徴とする請求項1に記載のオーロラ発生装置。   The aurora generator according to claim 1, wherein the gas is at least one gas selected from the group consisting of helium, oxygen, carbon dioxide, nitrogen, argon, and neon. 前記ガスの選択、ガスの混合又はガスの選択と混合を経時的に変化させるガス放出手段を備えることを特徴とする請求項に記載のオーロラ発生装置。 The aurora generating device according to claim 7 , further comprising gas discharge means for changing the selection of gas, mixing of gas, or selection and mixing of gas over time. 前記ガス放出手段によるガスの放出と、荷電粒子を偏向させる磁場を発生させる磁場発生手段と、荷電粒子の流れを遮る誘電体の駆動とを、一括して制御する制御手段を設けることを特徴とする請求項に記載のオーロラ発生装置。 The present invention is characterized in that there is provided a control means for collectively controlling gas discharge by the gas discharge means, a magnetic field generating means for generating a magnetic field for deflecting charged particles, and driving of a dielectric that blocks the flow of charged particles. The aurora generating device according to claim 6 . 少なくとも一つの透明な面を有し、内部を所定の真空状態に保ちつつ1種類又は2種類以上のガスを封入する減圧室内に、直流電圧が印加される線状の負極と正極を設置し、前記減圧室の透明な面の周囲に配設したコイルにより前記減圧室内部から前記透明な面に向かう磁場を発生する磁場発生手段によって、前記負極と正極間の放電により生じる荷電粒子に磁場を作用させ、当該荷電粒子の流れを前記磁場発生手段により前記透明な面に向かうように偏向させ、前記ガスの固有スペクトルに応じた波長の可視光を生じさせることを特徴とするオーロラ発生方法。 A linear negative electrode and a positive electrode to which a DC voltage is applied are installed in a decompression chamber having at least one transparent surface and enclosing one or more kinds of gases while keeping the inside in a predetermined vacuum state. A magnetic field generating means for generating a magnetic field from the inside of the decompression chamber toward the transparent surface by a coil disposed around the transparent surface of the decompression chamber acts on charged particles generated by the discharge between the negative electrode and the positive electrode. The aurora generation method is characterized in that the flow of the charged particles is deflected toward the transparent surface by the magnetic field generation means to generate visible light having a wavelength corresponding to the natural spectrum of the gas.
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