(57)【要約】【課題】目標地点の上空に花火玉等の光源体を打ち揚げて発光を生じさせる場合に、安全かつ確実に発光を生じさせることが可能な光表示方法を提供する。【解決手段】この光表示方法は、目標地点の上空に発光を生じさせる光表示方法であって、光源体を飛行物体に搭載するステップ（ａ）と、地球の上空を飛行している前記飛行物体から目標地点の上空に向けて前記光源体を発射し、前記目標地点の上空において前記光源体を発光させるステップ（ｂ）とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
目標地点の上空に発光を生じさせる光表示方法であって、
光源体を飛行物体に搭載するステップ（ａ）と、
地球の上空を飛行している前記飛行物体から目標地点の上空に向けて前記光源体を発射し、前記目標地点の上空において前記光源体を発光させるステップ（ｂ）と、
を備える光表示方法。
【請求項２】
前記光源体が、花火玉を含み、
ステップ（ｂ）が、前記花火玉の高度が所定の範囲内であるときに、前記花火玉に含まれている割火薬に点火することを含む、
請求項１記載の光表示方法。
【請求項３】
前記光源体が、接触する大気の断熱圧縮によって発熱した際に炎色反応によって所定の色で発光する金属又は金属化合物の発色体を含む、請求項１記載の光表示方法。
【請求項４】
花火玉であって、
容器と、
前記容器の内部に配置され、火薬と金属化合物の粒子又は金属の粒子とを各々が含む複数の星又は子玉と、
前記複数の星又は子玉の間に配置された割火薬と、
点火電流が供給されることによって発熱し、前記割火薬に点火する点火部材と、
無線で送信される制御信号を受信し、前記制御信号に従って前記点火部材に点火電流を供給する点火装置と、
を備える花火玉。
【請求項５】
花火玉であって、
容器と、
前記容器の内部に配置され、火薬と金属化合物の粒子又は金属の粒子とを各々が含む複数の星又は子玉と、
前記複数の星又は子玉の間に配置された割火薬と、
点火電流が供給されることによって発熱し、前記割火薬に点火する点火部材と、
前記花火玉の高度を計測し、計測された高度が所定の範囲内であるときに前記点火部材に点火電流を供給する点火装置と、
を備える花火玉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、目標地点の上空に花火玉等の光源体を打ち揚げて発光を生じさせる光表示方法、及び、そのような光表示方法に用いられる花火玉に関する。
【背景技術】
【０００２】
ところで、イベントの開催等を告げるために、目標地点の上空に花火玉等の光源体を打ち揚げて発光を生じさせることが行われている。例えば、打ち揚げ花火（「煙火」ともいう）は、花火大会以外においても広く使用されている。一般に、打ち揚げ花火に用いられる花火玉は、火薬等を球状に成型した複数の「星」を、「割火薬」と共に、「玉皮」又は「玉殻」と呼ばれる紙製の球体容器に詰め、割火薬に導火線を接続して製造される。
【０００３】
例えば、上方を向いた円筒の底に打ち揚げ火薬を敷き、その上に花火玉を置いて打ち揚げ火薬に点火することにより、花火玉が打ち揚げられると共に導火線に引火する。導火線が燃えながら花火玉が上昇するので、上空のある高さにおいて導火線から割火薬に引火して、割火薬が爆発する。それにより、複数の星が所定の色で発光しながら四方八方に飛散して、上空に花火の花弁を描き出す。
【０００４】
関連する技術として、特許文献１には、打ち揚げ後の玉皮のゴミを少なくすると共に、打ち揚げ用の火薬の入れ忘れによる暴発を防ぐことができる打ち揚げ花火玉が開示されている。この打ち揚げ花火玉は、中心から順に、割薬３、星４、玉皮５〜８を重ねてなり、玉皮５〜８の最も外側の層に打ち揚げ火薬８の層を設けたことを特徴とする。
【０００５】
玉皮８は、花火玉１を打ち揚げるための打ち揚げ火薬であり、瞬間的に燃焼し終わるため、隣り合う玉皮７を燃焼させることなく燃え尽きる。玉皮８は、燃焼した際に大量のガスを発生し、そのガスが打揚筒に充満して花火玉１を上空へと押し上げる。玉皮８は、その際に燃え尽き、発色しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１９６６６８号公報（要約書、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
打ち揚げ花火において、花火の開花時の直径を大きくするためには、花火玉を大きくして火薬等の量を増やす必要がある。しかしながら、それによって花火玉が重くなるので、花火玉を上空高くまで打ち揚げることが困難になってしまう。実際に、開花時の直径が推定約１ｋｍになるはずの花火玉（直径約１３０ｃｍ）を打ち揚げようとしたが、花火玉が重過ぎたために上昇せず、水中で爆発するという事故も起こっている。
【０００８】
また、花火が開く（花火玉が破裂する）タイミングは、打ち揚げ火薬に点火して導火線が燃え始めてから割火薬に引火するまでの時間によって決まってしまう。従って、所定の高度において花火玉が破裂しなかったり、花火玉の打ち揚げに失敗した場合に事故が発生したりするおそれがある。
【０００９】
そこで、上記の点に鑑み、本発明の第１の目的は、目標地点の上空に花火玉等の光源体を打ち揚げて、安全かつ確実に発光を生じさせることが可能な光表示方法を提供することである。また、本発明の第２の目的は、破裂するタイミングを外部から又は自動的に調節可能とした花火玉を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明の第１の観点に係る光表示方法は、目標地点の上空に発光を生じさせる光表示方法であって、光源体を飛行物体に搭載するステップ（ａ）と、地球の上空を飛行している前記飛行物体から目標地点の上空に向けて前記光源体を発射し、前記目標地点の上空において前記光源体を発光させるステップ（ｂ）とを備える。
【００１１】
本発明の第１の観点によれば、光源体が搭載されて地球の上空を飛行している飛行物体から目標地点の上空に向けて光源体を発射し、目標地点の上空において光源体を発光させることにより、目標地点の上空に安全かつ確実に発光を生じさせることが可能となる。
【００１２】
ここで、前記光源体が、花火玉を含み、ステップ（ｂ）が、前記花火玉の高度が所定の範囲内であるときに、前記花火玉に含まれている割火薬に点火することを含むようにしても良い。あるいは、前記光源体が、接触する大気の断熱圧縮によって発熱した際に炎色反応によって所定の色で発光する金属又は金属化合物の発色体を含むようにしても良い。
【００１３】
本発明の第２の観点に係る花火玉は、容器と、前記容器の内部に配置され、火薬と金属化合物の粒子又は金属の粒子とを各々が含む複数の星又は子玉と、前記複数の星又は子玉の間に配置された割火薬と、点火電流が供給されることによって発熱し、前記割火薬に点火する点火部材と、無線で送信される制御信号を受信し、前記制御信号に従って前記点火部材に点火電流を供給する点火装置とを備える。
【００１４】
本発明の第２の観点によれば、点火電流が供給されることによって発熱し、割火薬に点火する点火部材と、無線で送信される制御信号を受信し、制御信号に従って点火部材に点火電流を供給する点火装置とを花火玉に設けたことにより、破裂するタイミングを外部から調節可能とした花火玉を提供することができる。
【００１５】
本発明の第３の観点に係る花火玉は、容器と、前記容器の内部に配置され、火薬と金属化合物の粒子又は金属の粒子とを各々が含む複数の星又は子玉と、前記複数の星又は子玉の間に配置された割火薬と、点火電流が供給されることによって発熱し、前記割火薬に点火する点火部材と、前記花火玉の高度を計測し、計測された高度が所定の範囲内であるときに前記点火部材に点火電流を供給する点火装置とを備える。
【００１６】
本発明の第３の観点によれば、点火電流が供給されることによって発熱し、割火薬に点火する点火部材と、花火玉の高度を計測し、計測された高度が所定の範囲内であるときに点火部材に点火電流を供給する点火装置とを花火玉に設けたことにより、破裂するタイミングを自動的に調節可能とした花火玉を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光表示方法を説明するための模式図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る光表示方法を示すフローチャート。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る花火玉の構成例を示す一部断面図。
【図４】図３に示す点火装置の第１の構成例を点火部材と共に示すブロック図。
【図５】図３に示す点火装置の第２の構成例を点火部材と共に示すブロック図。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る花火玉の構成例を示す一部断面図。
【図７】本発明の第４の実施形態に係る光源体の構成例を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する。
＜光表示方法＞
本発明の第１の実施形態に係る光表示方法は、例えば、オリンピックやワールドカップ等のイベントの開催を告げたり、広告を表す図形又は文字を上空に描いたりするために、地球の上空を飛行する飛行物体を利用して目標地点の上空に光源体を打ち揚げることにより、目標地点の上空に発光を生じさせる方法である。
【００１９】
例えば、花火玉を光源体として用いて、オリンピックの開会式のオープニングセレモニーとして、五輪のマーク等を描く花火をオリンピック会場の上空に打ち揚げても良い。あるいは、接触する大気の断熱圧縮によって発熱した際に炎色反応によって発光する発色体を光源体として用いて、イベントに合わせて流れ星のようになる各種の発色体をイベント会場の上空に打ち揚げても良い。
【００２０】
上記の飛行物体としては、宇宙ステーション、人工衛星、ロケット、又は、航空機等を利用することができる。例えば、地球の周回軌道に沿って周回している宇宙ステーションや人工衛星は、地球の引力と周回運動による遠心力とが釣り合うような周回速度で地球の上空を飛行する。以下においては、飛行物体の一例として、国際宇宙ステーション等の宇宙ステーションを利用する場合について説明する。
【００２１】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光表示方法を説明するための模式図である。図１に示すように、宇宙ステーション１０は、地球の周りを高度約４００ｋｍの円軌道に沿って速度約７．７ｋｍ／秒で周回しており、約９０分で地球を一周する。宇宙ステーション１０が地球を一周する間に地球も自転するので、宇宙ステーション１０の軌道は地球に対して次第にずれることになり、宇宙ステーション１０が目標地点周辺の上空を通過する期間が存在する。その期間において、例えば、発射筒３０を用いて、光源体２０が発射される。
【００２２】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る光表示方法を示すフローチャートである。図２のステップＳ１において、光源体２０が宇宙ステーション１０に搭載される。また、この例においては、光源体２０を発射するために用いられる発射筒３０も、宇宙ステーション１０に搭載される。
【００２３】
地球の周回軌道に沿って周回している宇宙ステーション１０に光源体２０及び発射筒３０を移送するためには、例えば、宇宙ステーション補給機「こうのとり」等が用いられる。なお、飛行物体として航空機等が利用される場合には、飛行物体の離陸前に光源体２０及び発射筒３０を飛行物体に搭載しても良い。
【００２４】
発射筒３０は、宇宙ステーション１０の外側に所定の方向を向けて取り付けられる。例えば、発射筒３０の底に打ち揚げ火薬が充填されて、打ち揚げ火薬に電気導火線が接続される。さらに、発射筒３０の中に光源体２０が装填される。地球の周回軌道においては、光源体２０や発射筒３０に作用する地球の引力と周回運動による遠心力とが釣り合うことによって無重力状態が作り出されるので、光源体２０や発射筒３０の移動や取り付けに要する力を低減することができる。
【００２５】
図２のステップＳ２において、地球の上空を飛行している宇宙ステーション１０から目標地点の上空に向けて光源体２０が発射され、目標地点の上空において光源体２０を発光させる。例えば、宇宙ステーション１０内に設置された制御装置を操作して電気導火線に電流を流すことにより、電気導火線が発熱して打ち揚げ火薬に点火し、光源体２０を発射することができる。火薬には、それ自体に可燃剤と酸素供給剤との両方が含まれているので、空気のない宇宙空間においても火薬を使用することができる。あるいは、光源体２０を機械的に発射するための発射機構を発射筒３０の内部に設けても良い。
【００２６】
光源体２０の発射方向、発射速度、及び、発射タイミングは、宇宙ステーション１０の位置及び速度と目標地点の上空の位置とに基づいて予め計算される。ここで、宇宙ステーション１０の位置は、時間の関数として表される。例えば、光源体２０の飛行距離が最も短くなるように、光源体２０の発射方向、発射速度、及び、発射タイミングが決定されても良い。
【００２７】
宇宙ステーション１０の進行方向ｘと鉛直方向ｚとを含む直交座標系（ｘ、ｙ、ｚ）における宇宙ステーション１０の速度をｖｘとしたときに、光源体２０を宇宙ステーション１０に対して発射速度−ｖｘで進行方向ｘと逆方向に発射した場合には、地球から見た光源体２０の初速をゼロにして遠心力の影響をなくし、光源体２０を自由落下させることができる。
【００２８】
実際には、目標地点の上空の所定の高さに向けて光源体２０を発射する必要があるので、光源体２０は、地球の引力と遠心力との差によって鉛直方向に加速度運動を行うと共に、水平方向に等速運動を行う。従って、光源体２０は、放物線の軌道を描いて目標地点の上空に達することになる。
【００２９】
このように、宇宙ステーション１０から光源体２０を発射する場合には、光源体２０が宇宙ステーション１０に衝突するという事故は発生しない。また、予め把握している各国の人工衛星の軌道を避けるように光源体２０の軌道を決定することにより、地球の上空を飛行している人工衛星との衝突のリスクを回避しながら光源体２０を発射することができる。
【００３０】
発射筒３０を用いて光源体２０を発射する替りに、光源体２０を宇宙ステーション１０から投下しても良い。その際に、光源体２０をテザー（つなぎ綱）の先端につなぎ、テザーを宇宙ステーション１０から繰り出すことにより、光源体２０を降下させても良い。光源体２０又はテザーは、所定の高度に到達した時点で宇宙ステーション１０から切り離される。それにより、光源体２０の落下速度を制限することができる。
【００３１】
あるいは、光源体２０を搭載した人工衛星又は小型ロケット等を宇宙ステーション１０から発射して、光源体２０を比較的低い高度まで運搬しても良い。その場合には、人工衛星又は小型ロケット等が逆噴射しながらゆっくりと降下し、所定の高度（例えば、高度約１０ｋｍ〜約１００ｋｍ）に到達した時点で光源体２０が投下される。
【００３２】
次式（１）で表されるように、地球の周囲における大気の濃度ρは、地球の平均海洋面を基準として、高度ゼロ（ｈ＝０）において最も濃く（ρ＝ρ０）、高度ｈが増加するに従って指数関数的に薄くなる。
ρ＝ρ０ｅｘｐ（−ｈ／ｈ０）  ・・・（１）
ここで、ｈ０は、定数（約８ｋｍ）である。
【００３３】
ある高度における気圧は、それより上の大気の重さに比例する。気圧は高度１５ｋｍ毎に約１０分の１になり、大気のほぼ９０％は高度１５ｋｍ以内に存在している。従って、ある程度の濃度で大気が存在する高度（例えば、高度約１５ｋｍ以下）においては、パラシュートを用いて光源体２０の落下速度を低減することが可能である。ただし、その場合には、空気抵抗や気象状況によって光源体２０の速度が変動するので、光源体２０の軌道を求める際に、空気抵抗や気象状況の影響を計算に入れることが望ましい。
【００３４】
光源体２０が花火玉を含む場合には、図２のステップＳ２において、花火玉の高度が所定の範囲内であるときに、花火玉に含まれている割火薬が点火されるようにしても良い。それにより、目標地点の上空の所定の範囲内の高度において、花火玉が破裂して花火が開く。例えば、オリンピックの五輪のマーク等を表す光が、オリンピック会場の上空に表示される。このようにして、大きな花火玉を用いても所望の高度において安定して花火玉を破裂させることができる。
【００３５】
ここで、所定の範囲は、例えば、地球の平均海洋面から計測して高度約１０ｋｍ〜約３０ｋｍでも良い。この高度範囲は、高度約１０ｋｍまでの対流圏ほどには気象が活発でない成層圏に含まれており、また、低空よりも気圧が低くて空気抵抗が小さいので、大口径の花火を比較的安定して開かせることができる。
【００３６】
花火玉を破裂させるためには、無線で送信される制御信号を受信する点火装置を光源体２０に内蔵しておき、宇宙ステーション１０内又は地上に設置された制御装置から、割火薬に点火するように点火装置を無線で制御しても良い。例えば、宇宙ステーション１０又は地上から光源体２０の位置を追跡することにより、光源体２０の高度が所定の範囲内であるときに、割火薬に点火するように点火装置を制御しても良い。
【００３７】
あるいは、光源体２０の高度は時間の関数として計算可能であるので、光源体２０が発射されてから光源体２０の高度が所定の範囲内になるまでの時間を計算で求めておき、光源体２０が発射されてから当該時間が経過したときに、割火薬に点火するように点火装置を制御しても良い。
【００３８】
他の例として、光源体２０の高度を計測する点火装置を光源体２０に内蔵しておき、計測された高度が所定の範囲内であるときに、点火装置が自動的に割火薬に点火するようにしても良い。例えば、点火装置は、ＧＰＳ受信機を含み、複数のＧＰＳ衛星から受信される信号に基づいて光源体２０の位置を計算することにより、光源体２０の高度を計測しても良い。あるいは、点火装置は、光源体２０の高度を計測する高度計を含んでも良い。
【００３９】
また、光源体２０は、接触する大気の断熱圧縮によって発熱した際に炎色反応によって所定の色で発光する金属又は金属化合物の発色体を含むようにしても良い。個々の発色体は、ほぼ球状の形状を有していても良い。なお、個々の発色体は、接触する大気の断熱圧縮によって発熱することにより地表面に達する前に燃え尽きる程度の大きさを有している必要がある。
【００４０】
例えば、イベントに合わせて様々な発色体をイベント会場の上空に向けて連続的に発射することにより、それらの発色体が炎色反応によって発光して、流れ星のように見える光がイベント会場の上空に表示される。ここで、炎色反応を示す金属又は金属化合物としては、第２の実施形態に記載した材料を用いることができる。
【００４１】
このように、本発明の第１の実施形態に係る光表示方法によれば、光源体２０が搭載されて地球の上空を飛行している宇宙ステーション１０等の飛行物体から目標地点の上空に向けて光源体２０を発射し、目標地点の上空において光源体２０を発光させることにより、目標地点の上空に安全かつ確実に発光を生じさせることが可能となる。
【００４２】
＜花火玉＞
次に、本発明の幾つかの実施形態に係る花火玉について説明する。以下に説明する花火玉は、本発明の第１の実施形態に係る光表示方法において光源体として用いるのに適しているが、その他の方法によって打ち揚げられても良い。
【００４３】
＜第２の実施形態＞
図３は、本発明の第２の実施形態に係る花火玉の構成例を示す一部断面図である。図３に示すように、花火玉２０ａは、容器（玉皮）２１と、複数の星２２と、割火薬２３と、点火部材２４と、点火装置２５とを含んでいる。また、花火玉２０ａの直径は、１２０ｃｍ（４０号）よりも大きくても良い。
【００４４】
容器２１は、例えば、球形のカプセルであり、複数の部分（例えば、２つの部分）から構成される。花火玉２０ａを製造する際には、分離された複数の部分に星２２や割火薬２３等を詰めた後に、それらの部分を結合して密閉することにより、球形のカプセルが形成される。なお、点火装置２５の一部を露出させるための開口を、容器２１に形成しても良い。
【００４５】
花火玉２０ａの発射が比較的高い高度で行われる場合には、目標地点の上空に達するまでに接触する大気の断熱圧縮によって容器２１が過熱するので、容器２１の材料として、耐熱性に優れた金属又はセラミック等を用いることが望ましい。一方、花火玉２０ａの発射が比較的低い高度で行われる場合には、容器２１の材料として、紙やプラスチック等を用いても良い。
【００４６】
複数の星２２は、容器２１の内部に配置されている。花火が開いたときに所望の色の光で空に図形又は文字を描くために、各々の星２２は、黒色火薬等の火薬と、金属化合物の粒子又は金属の粒子とを含んでいる。図３に示す例においては、星２２が複数の層に配置されており、内側の第１の層に配置された複数の星２２ａと、第１の層よりも外側の第２の層に配置された複数の星２２ｂとを含んでいる。
【００４７】
例えば、星２２は、火薬と金属化合物の粒子又は金属の粒子とにバインダー等を混合し、混合物を球体、直方体、又は、錠剤型等に成型することによって製造される。金属化合物の粒子又は金属の粒子は、金属の炎色反応によって所望の色を発生する役割を果たす。そのために、炎色反応によって発生する色に応じて適切な材料が選択される。なお、星２２が燃焼している間に発光色を変化させる場合には、異なる材料の粒子を含む複数の層を各々の星２２に設けるようにしても良い。
【００４８】
基本の４色を発生するためには、次の金属化合物を用いることができる。
紅（赤）色：  炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯ３）
黄色：        シュウ酸ソーダ（Ｎａ２Ｃ２Ｏ４）
緑色：        硝酸バリウム（Ｂａ（ＮＯ３）２）
青色：        酸化銅（ＣｕＯ）
さらに、基本の４色をかけ合わせて、紫やピンクや水色等の様々な色を発生することも可能である。
【００４９】
あるいは、金属化合物の替りに金属を用いても良い。例えば、各種の色を発生するために、次の金属を用いることができる。
紅（赤）色：  ストロンチウム（Ｓｒ）
赤色：        リチウム（Ｌｉ）
赤紫色：      カリウム（Ｋ）
橙色：        カルシウム（Ｃａ）
黄色：        ナトリウム（Ｎａ）
緑色：      バリウム（Ｂａ）
青色：      銅（Ｃｕ）
金色：        チタン合金（Ｔｉ−Ｘ）
銀（白）色：  アルミニウム（Ａｌ）
【００５０】
星２２の発色持続時間を長くするために、各々の星２２は、異なる粒径を有する複数種類の粒子を含んでも良い。例えば、各々の星２２は、通常用いられる第１の範囲の粒径を有する第１群の粒子と、第１の範囲よりも大きい第２の範囲の粒径を有する第２群の粒子とを含んでも良い。それにより、第１群の粒子が燃え尽きるまでの時間と第２群の粒子が燃え尽きるまでの時間との間に差を設けることができる。
【００５１】
あるいは、各々の星２２は、第１の範囲の粒径を有する金属化合物の第１群の粒子（例えば、造粒球）と、第１の範囲よりも大きい第２の範囲の粒径を有する金属の第２群の粒子（例えば、金属球）とを含んでも良い。それにより、星２２の発色持続時間をさらに長くすることができる。
【００５２】
以上において、例えば、第１の範囲をゼロよりも大きく１ｍｍ以下とし、第２の範囲を１ｍｍよりも大きく３ｍｍ又は５ｍｍ以下としても良い。若しくは、第１の範囲をゼロよりも大きく３ｍｍ以下とし、第２の範囲を３ｍｍよりも大きく５ｍｍ以下としても良い。また、第１の層に配置された複数の星２２ａにおいて第１群の粒子を用い、第２の層に配置された複数の星２２ｂにおいて第２群の粒子を用いるようにしても良い。それにより、花火の開花時の直径を大きくして、遠くからでも花火を見易くすることができる。
【００５３】
割火薬２３は、例えば、綿の実等に黒色火薬をまぶしたものであり、複数の星２２の間に配置される。さらに、星２２が配置される層と割火薬２３が配置される層との間に、紙、プラスチック、又は、金属等の仕切り板を設けても良い。割火薬２３は、点火されると爆発して容器２１を壊し、複数の星２２に点火すると共にそれらの星２２を四方八方に飛ばす役割を有している。それにより、星２２に含まれている火薬が燃えながら星２２が飛散する。その際に、星２２に含まれている金属化合物の粒子又は金属の粒子が昇温溶融されて所定の色で発光し、さらに、粒子に接触する大気が断熱圧縮によって発熱して発光が継続されるので、花火が長時間鑑賞可能となる。
【００５４】
点火部材２４は、例えば、電気による点火の際に用いられる点火玉又は電気導火線を含み、点火電流が供給されることによって発熱し、割火薬２３に点火する。点火玉は、例えば、補強皮膜に覆われた火薬部分に２本の電極が接続されて構成され、それらの電極に接続された配線コードに通電することにより、火薬部分が発熱して発火し、割火薬２３に二次引火する。そのような点火玉が、割火薬２３に直接挿入されるか、又は、割火薬２３から導かれた速火線の一端に挿入される。
【００５５】
あるいは、点火玉の外側に補強のためにパイプ状の保護キャップを取り付けた電気導火線が用いられても良い。その場合には、点火玉がむき出しにならずに保護キャップに内包されるので、衝撃や摩擦に対して取り扱いの安全性がより高くなる。また、点火玉から発生する火花が四方に拡散するのではなく、パイプの開口部（配線コードと反対側）に向かって集中して火花が飛ぶので、点火の確実性がより高くなる。
【００５６】
＜点火装置の第１の構成例＞
図４は、図３に示す点火装置の第１の構成例を点火部材と共に示すブロック図である。図４に示す点火装置２５は、無線で送信される制御信号を受信し、制御信号に従って点火部材２４に点火電流を供給する。図４に示すように、点火装置２５は、受信装置２５１と、スイッチ回路２５２と、電源装置２５３とを含んでいる。
【００５７】
受信装置２５１は、アンテナを備えており、宇宙ステーション１０内又は地上に設けられた制御装置から無線で送信される制御信号を受信し、点火指示を表す制御信号に従って、スイッチ回路２５２を導通状態に制御する。あるいは、受信装置２５１の替りに送受信装置を設けて、送受信装置が無線で位置信号を送信することにより、宇宙ステーション１０又は地上から花火玉２０ａの位置を追跡できるようにしても良い。
【００５８】
スイッチ回路２５２は、例えば、トランジスター又はリレー等を含み、導通状態になると、電源装置２５３から供給される直流電圧を点火部材２４に印加することにより、点火部材２４に点火電流を供給する。電源装置２５３は、例えば、蓄電池又は大容量キャパシター等を含み、必要に応じて受信装置２５１及びスイッチ回路２５２に直流電圧を供給する。
【００５９】
再び図３を参照すると、点火装置２５が点火部材２４に点火電流を供給することにより、点火部材２４が割火薬２３に点火するので、割火薬２３が爆発して容器２１を壊し、割火薬２３から引火した複数の星２２が燃えながら四方八方に飛散する。このようにして、目標地点の上空において花火玉２０ａを破裂させることができる。
【００６０】
以上において、花火で所望の絵柄等を空に描き出す「型物」と呼ばれる花火玉を用いることにより、花火玉２０ａが点火爆発したときに花火で所望の図形又は文字を目標地点の上空に描くようにしても良い。例えば、オリンピックの開会式のオープニングセレモニーとして、花火で五輪のマークをオリンピック会場の上空（例えば、高度約１０ｋｍ〜約３０ｋｍ）に描くことができる。特に、高度約１０ｋｍ〜約３０ｋｍにおいては低空よりも気圧が低くて空気抵抗が小さいので、大口径の五輪のマークを描くことが可能である。それにより、国民の祭典にふさわしく、多くの人が五輪のマークを観察することができる。
【００６１】
オリンピックの五輪のマークは、単色又は５色（左から青、黄、黒、緑、赤）の輪を重ねて連結した形を有しているが、花火で５色の輪を表現する場合には、黒が他の色（例えば、紫等）に置き換えられる。また、五輪のマークの方向を所定の方向に合わせるために、花火玉２０ａが空中で落下する際に花火玉２０ａの姿勢を制御するための姿勢制御部材（紐、尻尾、矢羽、又は、パイプ等）を容器２１の所定の箇所に取り付けても良い。
【００６２】
このように、点火電流が供給されることによって発熱し、割火薬２３に点火する点火部材２４と、無線で送信される制御信号を受信し、制御信号に従って点火部材２４に点火電流を供給する点火装置２５とを花火玉２０ａ（図３）に設けることにより、破裂するタイミングを外部から調節可能とした花火玉２０ａを提供することができる。
【００６３】
＜点火装置の第２の構成例＞
図５は、図３に示す点火装置の第２の構成例を点火部材と共に示すブロック図である。第２の構成例においては、図４に示す点火装置２５の替りに、図５に示す点火装置２５ａが用いられる。
【００６４】
図５に示す点火装置２５ａは、花火玉２０ａの高度を計測し、計測された高度が所定の範囲内であるときに点火部材２４に点火電流を供給する。図５に示すように、点火装置２５ａは、計測装置２５４と、判定回路２５５と、スイッチ回路２５２と、電源装置２５３とを含んでいる。
【００６５】
計測装置２５４は、花火玉２０ａの高度を計測して、計測結果を表す計測信号を出力する。例えば、計測装置２５４は、ＧＰＳ受信機を含み、複数のＧＰＳ衛星から受信される信号に基づいて花火玉２０ａの位置を計算することにより、花火玉２０ａの高度を計測して、花火玉２０ａの高度を表す計測信号を出力する。
【００６６】
あるいは、計測装置２５４は、電波高度計又は気圧高度計等の高度計を含んでも良い。電波高度計は、電波を用いて目標物からの反射時間を計測することにより、目標物からの距離を計測する。例えば、電波高度計は、地上に対して鉛直方向に電波を送信し、地上から反射される電波を受信することにより、電波の送信から受信までの時間に基づいて地上から花火玉２０ａまでの距離を計測して、花火玉２０ａの高度を表す計測信号を出力する。また、気圧高度計は、大気の圧力を計測する一種の圧力計（気圧計）であり、花火玉２０ａの高度に応じて変化する大気の圧力を計測することにより、花火玉２０ａの高度を計測して、花火玉２０ａの高度を表す計測信号を出力する。
【００６７】
判定回路２５５は、計測装置２５４から出力される計測信号に基づいて、計測装置２５４によって計測された高度が所定の範囲内であるときに、スイッチ回路２５２を導通状態に制御する。スイッチ回路２５２は、導通状態になると、電源装置２５３から供給される直流電圧を点火部材２４に印加することにより、点火部材２４に点火電流を供給する。電源装置２５３は、必要に応じて計測装置２５４、判定回路２５５、及び、スイッチ回路２５２に直流電圧を供給する。
【００６８】
このように、点火電流が供給されることによって発熱し、割火薬２３に点火する点火部材２４と、花火玉２０ａの高度を計測し、計測された高度が所定の範囲内であるときに点火部材２４に点火電流を供給する点火装置２５ａとを花火玉２０ａ（図３）に設けることにより、破裂するタイミングを自動的に調節可能とした花火玉２０ａを提供することができる。
【００６９】
＜第３の実施形態＞
図６は、本発明の第３の実施形態に係る花火玉の構成例を示す一部断面図である。図６に示すように、花火玉２０ｂは、容器（玉皮）２１と、複数の子玉２６と、複数の子玉２６の間に配置された割火薬２３と、点火部材２４と、点火装置２５とを含んでいる。子玉２６は、より大きな花火玉の中に詰めるためのより小さな花火玉に相当する。各々の子玉２６は、複数の星２２と、複数の星２２の間に配置された割火薬２７と、割火薬２７に接続された導火線２８とを含んでいる。その他の点に関しては、第３の実施形態は、第２の実施形態と同様でも良い。
【００７０】
図６に示す例においては、オリンピックの五輪のマークに対応する５つの子玉２６が容器２１に詰められており、花火玉２０ｂが点火爆発したときに花火で五輪のマークを空に描くことができる。子玉２６としては、花火で所望の絵柄等を空に描き出す「型物」と呼ばれる花火玉が用いられ、１つの子玉２６が１つの輪を描くように構成されている。５色の五輪のマークを描くためには、５つの子玉２６が、５色で発光する５種類の星２２をそれぞれ含んでいる。
【００７１】
点火装置２５が点火部材２４に点火電流を供給することにより、点火部材２４が割火薬２３に点火するので、割火薬２３が爆発して容器２１を壊し、割火薬２３から導火線２８に引火した５つの子玉２６が５つの方向に飛散する。さらに、各々の子玉２６に含まれている割火薬２７が導火線２８によって点火されて爆発し、割火薬２７から引火した複数の星２２が燃えながら四方八方に飛散する。このようにして、目標地点の上空において花火玉２０ｂを破裂させ、花火で五輪のマークを描くことができる。
【００７２】
＜光源体＞
図７は、本発明の第４の実施形態に係る光源体の構成例を示す概略図である。第４の実施形態に係る光源体は、光源体本体２０ｃにパラシュート２９を取り付けて構成される。光源体本体２０ｃは、第２の実施形態に係る花火玉２０ａでも良いし、第３の実施形態に係る花火玉２０ｂでも良いし、接触する大気の断熱圧縮によって発熱した際に炎色反応によって所定の色で発光する金属又は金属化合物の発色体でも良い。パラシュート２９が取り付けられた光源体本体２０ｃは、所定の高度において飛行物体から投下される。
【００７３】
パラシュート２９の形状としては、マッシュルーム型でも良いし、ラムエアー型でも良い。スペースシャトルや戦闘機等の減速にも同様の形状のものが用いられるが、それらは減速のみに用いるので、ドラッグシュート（制動傘）と呼ばれている。図７には、一例として、大気中で開いた状態のマッシュルーム型のパラシュート２９が示されている。
【００７４】
図７に示すように、パラシュート２９は、例えば、平面視でほぼ円形の形状を有する傘体２９１と、傘体２９１の複数の傘縁２９１ａにそれぞれ接続された複数の吊索２９２とを含んでいる。傘体２９１及び吊索２９２は、例えば、難燃性の化学繊維等で製造される。各々の吊索２９２の一端は傘縁２９１ａに接続され、他端は光源体本体２０ｃに固定されている。光源体本体２０ｃにおいて、点火装置２５は、吊索２９２が取り付けられる部分の反対側に位置することが望ましい。
【００７５】
以上においては、花火でオリンピックの五輪のマーク等をオリンピック会場の上空に描く場合や、イベントに合わせて流れ星のような光をイベント会場の上空に描く場合について説明したが、ワールドカップ等のスポーツイベントやその他のイベントのロゴマーク（図形又は文字）を描いたり、企業等の広告を表す図形又は文字を描いたりしても良い。あるいは、観賞用に桜の花や菊の花等の絵柄を描いても良い。
【００７６】
このように、本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、当該技術分野において通常の知識を有する者によって、本発明の技術的思想内で多くの変形が可能である。例えば、以上説明した実施形態の内から選択された複数の実施形態を組み合わせて実施することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明は、目標地点の上空に花火を打ち揚げる光表示方法、及び、花火を打ち揚げるために用いられる花火玉において利用することが可能である。
【符号の説明】
【００７８】
１０…宇宙ステーション、２０…光源体、２０ａ、２０ｂ…花火玉、２０ｃ…光源体本体、２１…容器、２２、２２ａ、２２ｂ…星、２３、２７…割火薬、２４…点火部材、２５、２５ａ…点火装置、２５１…受信装置、２５２…スイッチ回路、２５３…電源装置、２５４…計測装置、２５５…判定回路、２６…子玉、２８…導火線、２９…パラシュート、２９１…傘体、２９１ａ…傘縁、２９２…吊索、３０…発射筒
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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