JP2003131560A - プラネタリウムにおける投映装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プラネタリウムにおける投映装置の消費電力
を軽減すると同時に小型化を図る。 【解決手段】 透過パターンＰを施した投映原板３に光
源１からの照明光を照射し、透過画像を投映レンズを介
してドームスクリーンＳに投映する投映装置において、
光源を指向性を持った発光を行うＬＥＤランプＬ１の集
合により構成し、個々のＬＥＤランプからの光束を投映
原板に指向させて集光するように個々のＬＥＤランプの
照射方向を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はプラネタリウムに
おける投映装置に関し、特に恒星投映装置や惑星投映装
置以外の補助投映装置に有用な発明に関する。

【０００２】

【従来の技術】プラネタリウムにおいては、恒星投映装
置や惑星投映装置等の天体を投映する投映装置以外に、
演出効果を高めるために各種の補助投映装置を使用して
いる。そして、これらの投映装置として、透過パターン
Ｐを施した投映原板５３に光源５１からの照明光をコン
デサーレンズ５２を介して照射し、透過画像を投映レン
ズ５４を介してドームスクリーンＳに投映する、所謂ス
ライド投映機が広く普及している（図１１参照）。以上
の投映装置においては光源５１としては電球が採用され
ており、電球からの光を反射鏡５５により反射させ、こ
の反射光もコンデンサーレンズ５２により集光して投映
原板５３に照射していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、補助投映装
置で投映する映像には投映原板全域に透過パターンが分
布しているものの他に、例えば星座絵や宇宙船等の絵模
様や、赤道等の座標系等のように透過パターンの領域が
投映原板の一部のみを占めているに過ぎないものがあ
る。例えば、図１２は赤道の透過パターンＰを有する投
映原板５３を示すものであるが、この場合、透過パター
ンの領域Ｐ１は図中で一点鎖線で囲んだ部分のみであ
る。しかしながら、単一の光源として電球を採用してい
る従来技術の投映装置においては、光源からの光は円錐
状に拡散した後、コンデンサーレンズ５２により円錐状
に集光されて投映原板５３に照射されるので透過パター
ンの領域Ｐ１より外側の非透過部分Ｂにも無駄な照射が
行われていた。

【０００４】従って、従来技術の投映装置においては、
無駄な照射の分余分な電力を消費することになり不経済
であり、更に余分な熱を生じることもなった。その結
果、投映装置が大型化し、一方、内部が高熱化するため
に耐熱性が低いフィルム原板を投映原板として使用でき
ず、コストを要し、製作性が悪く、汎用性に欠けるガラ
ス原板を使用せざるを得ない問題があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は以上の従来技
術の問題点を解消すると共に、新たな利点を有する投映
装置を提供することを目的として創作されたものであ
り、ここでは次の４つの発明を開示する。第１発明は、
透過パターンを施した投映原板に光源からの照明光を照
射し、透過画像を投映レンズを介してドームスクリーン
に投映する投映装置において、光源を複数の発光ダイオ
ードの集合により構成したことを特徴とする。

【０００６】又、第２発明は前記の第１発明において、
投映原板における被照射領域を透過パターンの透過領域
をカバーできる最小範囲に止めるよう、発光ダイオード
の配列形状を設定したことを特徴とする。

【０００７】又、第３発明は前記の第１発明又は第２発
明において、発光ダイオードとして指向性を持った発光
を行うＬＥＤランプを採用し、個々のＬＥＤランプから
の光束を投映原板に指向させて集光するように個々のＬ
ＥＤランプの照射方向を設定したことを特徴とする。

【０００８】又、第４発明は前記の第１発明から第３発
明の何れかの発明において、投映像がドームスクリーン
上の水平線を跨いだ際に、集合を構成する発光ダイオー
ドの内の一部のものを消灯することにより、水平線以下
の投映を停止する発明も開示することを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１乃至図４はこの発明の第１発
明及び第２発明の投映装置の実施例を示す図である。図
中符号３は投映原板であり、ここでは星座絵を投映する
投映装置を想定している。投映原板３の前方には透過画
像をドームスクリーンＳに投映するための投映レンズ４
が配される。

【００１０】星座絵の透過パターンＰは、図示したよう
に上方の幅がやや狭く、肩部分の幅が最大で、下方の幅
が狭い左右対称の輪郭をなし、これがこの透過パターン
の透過領域の外延となる。図中符号１は光源であり、こ
の光源は複数個の発光ダイオードＬの集合により構成さ
れ、これがこの発明の特徴部分となる。ここでは発光ダ
イオードＬを１２個使用し、上から順に横３個、横４
個、横３個、横２個の上下４列の左右対称形状に配する
ことにより、投映原板３への被照射領域を透過パターン
Ｐの透過領域をカバーできる最小範囲に止めている。

【００１１】図中符号２は光源１と投映原板３との間に
配されるコンデンサーレンズであり、ここでは非球面フ
レネルレンズを使用している。尚、投映像に対する照度
が小さくて済み場合はこのレンズは設けるに及ばない。
このフレネルレンズは成型性に優れたプラスチック製の
ものを採用しており、電球のように高熱にならない発光
ダイオードを光源に使用することにより初めて採用可能
となる。

【００１２】次に図５乃至図７は同じく第１発明及び第
２発明において異なる透過パターンＰを施した投映原板
３を使用する場合を示す図であり、ここでは赤道の座標
線を投映する投映装置を想定している。この座標線の透
過パターンＰは、図示したように上下の線の横に数字部
分が突出した輪郭をなし、これがこの透過パターンの透
過領域の外延となる。図中符号１はこの場合の光源であ
り、ここでは発光ダイオードＬを上下に５個線状に配す
ると共に中央の発光ダイオードの横に発光ダイオードを
更に１個に配することにより、投映原板３への被照射領
域を透過パターンＰの透過領域をカバーできる最小範囲
に止めている。

【００１３】又、非球面フレネルレンズからなるコンデ
ンサーレンズ２は、ここでは上記の光源１からの被照射
領域をカバーできる最小範囲に止めるよう、上下に長い
矩形としている。

【００１４】次に図８はこの発明の第３発明の投映装置
の実施例を示す図であり、スクリーンＳ、投映原板３、
投映レンズ４は前記の発明と共通する。この発明におい
ては、光源２０を構成する発光ダイオードとして指向性
（ここでは一例として配光半値角が２０度のものを想定
している）を持った発光を行うＬＥＤランプＬ１を採用
し、個々のＬＥＤランプからの光束を投映原板３に指向
させて集光するように個々のＬＥＤランプの照射方向を
設定したことを特徴とするものであり、その結果コンデ
ンサーレンズは不要となる。更にこの場合、投映原板３
における被照射領域を透過パターンの透過領域をカバー
できる最小範囲に止めるよう、個々のＬＥＤランプから
の照射方向を設定してもよい。

【００１５】ここでは、投映原板３に対する個々のＬＥ
ＤランプＬ１同士の照射方向を変えることにより隣り合
うＬＥＤランプ同士の光束の一部を重なり合わせて集光
する例を示している。この実施例の場合は、個々のＬＥ
Ｄランプの光束が隣り合うＬＥＤランプの光束と重なる
程度に投映原板から距離を離せばよいので投映装置を非
常にコンパクトに構成することが可能となる。

【００１６】又、図９はこの発明の第３発明の投映装置
の異なる実施例を示す図であり、ここでは投映レンズ４
に対し個々のＬＥＤランプＬ１を放射状に配することに
より個々のＬＥＤランプから投映レンズまでの距離を一
定として集光する例を示している。この実施例の場合
は、投映画面の周辺と中心の明るさの差を少なくするこ
とが可能となる。

【００１７】尚、ドームスクリーンに投映される座標線
は識別しやすいように色分けされているのが通常である
が、熱により投映原板に施した色彩が褪色するおそれが
あった。以上の各発明の場合においては光源は複数の発
熱の少ない発光ダイオードの集合により構成されている
ので、それぞれ発光色の異なる発光ダイオードを組み合
わせることにより、投映像を容易に色分けすることが可
能となる。

【００１８】図１０は以上の各発明の投映装置の光源１
（２０）の点灯回路の実施例を示すブロック図である。
この実施例においては光源１の個々の発光ダイオードＬ
（Ｌ１）はプラネタリウムのメインコンピュータ１０に
より制御されるＬＥＤドライバー１１により個々に点灯
制御される。この場合、メインコンピュータ１０ではプ
ラネタリウムの運転に伴い変化する投映装置の位置情報
１０Ａと、投映装置の光源の各発光ダイオードＬ（Ｌ
１）の座標情報１０Ｂと、ドームスクリーン上の水平線
の位置情報１０Ｃを参照し、投映像がドームスクリーン
上の水平線を跨いだ際に、集合を構成する発光ダイオー
ドＬの内の一部のものを消灯する命令を演算により実行
することにより、水平線以下の投映を停止するシャッタ
ー作用を実現する（第４発明）。

【００１９】

【発明の効果】以上の構成よりなるこの発明は次の特有
の効果を奏する。 (1) 光源に発光ダイオードを使用する結果、電球に比し
消費電力が少なく、特に投映原板における被照射領域を
透過パターンの透過領域をカバーできる最小範囲に止め
るよう発光ダイオードの配列形状を設定した場合は、消
費電力がより少なくなる。 (2) 同様に従来の電球を使用した投映装置に比し熱の発
生が少なく、投映原板に従来採用が困難であったフィル
ム原板、特にカラーフィルム原板を使用でき、コスト
面、製作性、汎用性において有利となる。 (3) コンデンサーレンズに平板状のフレネルレンズを採
用することにより、光源の厚みが薄いことと相まって投
映装置の長さを短くすることが可能となり、同時に前記
の(1) に記したように発光ダイオードの配列形状を設定
し、更にコンデンサーレンズの形状を設定することによ
り幅や上下方向の大きさを小さくすることが可能とな
り、こうした場合でも前記したように発熱が少ないため
内部の過熱の心配がないので、全体として投映装置を格
段に小型化することが可能となる。 (4) それぞれ発光色の異なる発光ダイオードを組み合わ
せることにより、投映像を容易に色分けすることが可能
となるので、熱によるカラーの投映原板の褪色のために
投映像のカラー化に制約があった問題が解消される。 (5) 第３発明においては、個々のＬＥＤランプからの光
束を投映原板に指向させて集光するのでコンデンサーレ
ンズが不要となり、その結果、コンデンサーレンズの場
合に必要である光源とコンデンサーレンズの間の必要距
離が不要となり、投映装置の長さをより短くすることが
可能となり、更にコンデンサーレンズによる光量損失の
問題も解消される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１発明の投映装置の光学系を示す側面図。

【図２】 同上、投映原板の正面図。

【図３】 同上、光源の正面図。

【図４】 同上、コンデンサーレンズの正面図。

【図５】 同上、投映原板の異なる実施例の正面図。

【図６】 同上、光源の異なる実施例の正面図。

【図７】 同上、コンデンサーレンズの異なる実施例の
正面図。

【図８】 第３発明の投映装置の光学系を示す側面図。

【図９】 同上、異なる実施例の光学系を示す側面図。

【図10】 この発明の光源の点灯回路のブロック図。

【図11】 従来技術の投映装置の光学系を示す側面図。

【図12】 同上、投映原板の正面図。

【符号の説明】

Ｌ 発光ダイオード Ｌ１ ＬＥＤランプ Ｐ 透過パターン １ 光源 ２ コンデンサーレンズ ３ 投映原板 １０ 光源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 因 博顯 東京都府中市矢崎町４丁目16番地 株式会 社五藤光学研究所内 Ｆターム(参考） 2C032 EB03 2K103 AA08 AB07 BA02

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透過パターンを施した投映原板に光源か
   らの照明光を照射し、透過画像を投映レンズを介してド
   ームスクリーンに投映する投映装置において、光源を複
   数の発光ダイオードの集合により構成したことを特徴と
   するプラネタリウムにおける投映装置。
2. 【請求項２】 投映原板における被照射領域を透過パタ
   ーンの透過領域をカバーできる最小範囲に止めるよう、
   発光ダイオードの配列形状を設定した請求項１記載のプ
   ラネタリウムにおける投映装置。
3. 【請求項３】 発光ダイオードとして指向性を持った発
   光を行うＬＥＤランプを採用し、個々のＬＥＤランプか
   らの光束を投映原板に指向させて集光するように個々の
   ＬＥＤランプの照射方向を設定した請求項１又は２記載
   のプラネタリウムにおける投映装置。
4. 【請求項４】 投映原板における被照射領域を透過パタ
   ーンの透過領域をカバーできる最小範囲に止めるよう、
   個々のＬＥＤランプからの照射方向を設定した請求項３
   記載のプラネタリウムにおける投映装置。
5. 【請求項５】 投映原板に対する個々のＬＥＤランプ同
   士の照射方向を変えることにより隣り合うＬＥＤランプ
   同士の光束の一部を重なり合わせて集光する請求項３又
   は４記載のプラネタリウムにおける投映装置。
6. 【請求項６】 投映レンズに対し個々のＬＥＤランプを
   放射状に配することにより個々のＬＥＤランプから投映
   レンズまでの距離を一定として集光する請求項３又は４
   記載のプラネタリウムにおける投映装置。
7. 【請求項７】 投映像がドームスクリーン上の水平線を
   跨いだ際に、集合を構成する個々の発光ダイオードの内
   の一部のものを消灯することにより、水平線以下の投映
   を停止する請求項１から６の何れかに記載のプラネタリ
   ウムにおける投映装置。