
デジタル日時計は、太陽光が当たることで形成される数字で現在の時刻を表示する時計です。従来の日時計と同様に、この装置には可動部品がありません。電気やその他の人工エネルギー源は使用しません。デジタル表示は、太陽の毎日の進路に応じて変化します。
技術
デジタル日時計には基本的に 2 つのタイプがあります。1 つは光導波路を使用し、もう 1 つはフラクタル幾何学にヒントを得たものです。
光ファイバー日時計
太陽光はスリットを通って装置に入り、太陽の進行に合わせて移動する。太陽光は10個の直線状に分布した光導波路ソケットに当たり、7セグメントディスプレイに光を伝達する。各ソケットファイバーは、太陽の位置に対応する数字を形成するいくつかのセグメントに接続されている。[1]
フラクタル日時計

もう一方の構築の理論的根拠はフラクタル幾何学に由来する。[2]簡単にするために、2次元(平面)バージョンについて説明する。L θ は、直交座標系の原点を通り、 x軸と角度θ ∈ [0,π)をなす直線を表すものとする。任意のF ⊂ ℝ 2に対して、 proj θ F を直線 L θへのFの垂直投影として定義する。
定理
G θ ⊂ L θ , θ ∈ [0,π)を、 G θ が平面上の測定可能な集合となるような任意の集合の族とする。すると、集合F ⊂ ℝ 2が存在し、
- G θ ⊂ 投影θ F ;
- 集合 proj θ F \ G θの測度は、ほとんどすべてのθ ∈ [0,π)に対して0になります。
ほぼすべての方向に所定の投影を持つ集合が存在する。この定理は 3 次元空間に一般化できます。族G θの非自明な選択に対して、上記の集合Fはフラクタルです。
応用
理論的には、太陽の動きに応じて表示が変化するように、数字の形で影を生成するマスクのセットを構築することが可能です。これがフラクタル日時計です。
この定理は1987年にケネス・ファルコナーによって証明された。4年後、イアン・スチュワートによってサイエンティフィック・アメリカン誌で説明された。[3]デジタル日時計の最初のプロトタイプは1994年に製作され、ファルコナーが証明したように、影ではなく光で数字を書いた。1998年にデジタル日時計が初めて公共の場所(ベルギー、ゲンク)に設置された。[4]窓用と卓上用のバージョンも存在する。[5] Julldozerは2015年10月にオープンソースの3Dプリントモデル日時計を公開した。[6]
参考文献
- ^ 米国特許4782472(1988年)はHinesLab Inc.(米国)に帰属する(US 4782472)
- ^ ファルコナー、ケネス (2003)。フラクタル幾何学: 数学的基礎と応用。ジョン・ワイリー・アンド・サンズ社。xxv。ISBN 0-470-84862-6。
- ^ イアン・スチュワート、サイエンティフィック・アメリカン、1991 年、104-106 ページ、「数学的レクリエーション-デジタル日時計とは一体何なのか?」。
- ^ ベルギーのゲンクにある日時計公園
- ^ 米国およびドイツの特許は Digital Sundials International が所有しています ( US 5590093、DE 4431817 )
- ^ Mojoptix 001: デジタル日時計
