JP2009276441A - 球面形状スクリーンおよびスクリーン装置 - Google Patents

Abstract

【課題】継ぎ目なく滑らかなスクリーン表面を実現する一方、容易に折りたため、吸引ポンプ等の付属品を減らすことで可搬性を高め、設置場所の状況にある程度柔軟に対応できる球面形状スクリーンおよびスクリーン装置を提供すること。
【解決手段】球面形状スクリーン１は、折り畳み可能なリング状の型枠体２と、スクリーン用半球面膜体３と、後面膜体４と、係止具５とを有し、型枠体２の径方向にスクリーン用半球面膜体３と後面膜体４の膜周囲をこの順に密封状態に取り付け、後面膜体４にはその任意箇所に係止具５を設け、空気量調整弁７を取り付ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、折り畳み自在で簡単に組み立てられる球面形状スクリーンおよびスクリーン装置に関する。

従来、プラネタリュウム、映画等を映写するための曲面を有するスクリーン構造物、シミュレーション装置や娯楽用装置において、曲面を多数の小さな部分に分割して硬質の板を形成し、この曲面を構成する多数の板を寄せ集めて接続する事により構成している。
しかしながら、この曲面を的確に形成する事が非常に困難で手数を要することになる。また、多数の曲面を接続するには高度の技術と多くの手数を要し、多額の費用を必要とするとともに作業性も悪いものとなっていた。

これらの問題点を少しでも解消するものとして、曲面を有するスクリーン構造物を簡易に形成する事を可能とするとともに、この曲面構造を球状に形成したり、半球状に形成したり、半円状としたり、種々の形状を必要に応じて簡易に形成する事を可能にするために、曲面を有する適宜の形状に剛骨格を形成し、この剛骨格に対応させた多種類のスクリーンを得るようにするものが、例えば、特許文献１および特許文献２に示されるように提案されている。

図６は、特許文献１のスクリーン説明図である。
特許文献１の曲面を有するスクリーン構造物は、形成すべきスクリーン形状に対応させた剛骨格１を形成し、この剛骨格１の外周面４及び内周曲面３を、非通気性の素材で形成した外周被膜５及び内周被膜６にて被覆する構成とする。この外周被膜５と内周被膜６間を、空気が流入する事のない気密空間８とし、この気密空間８に排気装置１０を接続して減圧可能とする。また、内周被膜６を、剛骨格１の内周曲面３よりも小さな表面積で内周曲面３に対応した形状とする事により、気密空間８の減圧時に、剛骨格１の内周曲面３と内周被膜６とが接触しないように形成する（特許文献１参照）。

図７は、特許文献２のスクリーン説明図である。
特許文献２のドーム形スクリーン装置は、内面に画像が投影される略半球形をなすドーム部２と、このドーム部２が搭載されると共に見物者の周囲を囲う胴体部３とから構成する。胴体部３は、無段階又は有段階に高さ調整可能に構成し、ドーム部２は、内面に画像が投影される略半球形をなす内側皮膜５と、所定の隙間を空けて内側皮膜５に被せられる略半球形をなす外側皮膜６と、内側皮膜５と外側皮膜６との間に形成され且つ常時吸引されることにより圧力が外部よりも低くされる略半球形をなす気体室９とから構成する。
特開平１１−０９５７０８号公報 特開２００５−１７３９９号公報

上記両特許文献の膜体を使用した球面形状スクリーンでは、気密な後室を設けてそこを吸気して負圧にするため、現場での組み立てが困難で、持ち運びができなかった。
特に、特許文献１の技術では、球面形状に合わせて半球状の骨格構造物を構築し、内外に膜体を被せ、吸気ポンプで負圧を得て内側膜を球面形状スクリーンとして維持することで、現場での設置工程を容易にしている。
しかし、内部に形状を支える骨格構造物を入れる必要があるため、膜体の全部または一部を開口して施工する必要があり、施工後気密を得た段階で吸気ポンプ等の装置によって負圧を得ることが必須となる。また、外側膜に必然的に接触する骨格構造物の施工には膜体を損傷しない配慮が必要となるとともに、全体を気密に保ちつつ骨格構造を含めたスクリーンを固定するためには工夫を要する。
また、特許文献２の技術は、基本的な構造は特許文献２と同様であるが、骨格構造物を折りたたみ可能とし、内外の膜体を面ファスナーで固定するため、可搬性は向上しているといえる。

しかし、組み立て後、吸気ポンプ等の装置によって負圧を得なければならないことに
変わりはない。さらに組み立て方式としたことで可搬性が向上した反面、気密性が犠牲に
なっていると考えられ、常時吸気して負圧を維持する必要があると考えられる。また骨格
構造物は突起部を持たず、膜形状に配慮した形状とすることが必要である。
このように、従来の球面形状スクリーンは、プラネタリウムや環境映像等とともに、立体映像スクリーンとしても高い没入感が得られ、有効であるが、容易に持ち運びできる構造のものがなかった。

本発明の目的は、継ぎ目なく滑らかなスクリーン表面を実現する一方、容易に折りたため、吸引ポンプ等の付属品を減らすことで可搬性を高め、設置場所の状況にある程度柔軟に対応できる球面形状スクリーンおよびスクリーン装置を提供することにある。

本発明の球面形状スクリーンは、折り畳み可能なリング状の型枠体と、スクリーン用半球面膜体と、後面膜体と、係止具と、空気量調節弁とを有し、型枠体の径方向にスクリーン用半球面膜体と後面膜体の膜周囲をこの順に密封状態に取り付け、後面膜体にはその任意箇所に係止具と１つの空気量調節弁を設ける。これによって、折りたたまれたスクリーンを床面等に広げ、空気量調節弁を開き、後面膜体を持ち上げることで適量の空気を内部へ送り込んだ後、空気量調節弁を閉じ、係止具によってフレーム等に固定することによって、スクリーン用半球面膜体が後面膜体と接触せずに滑らかなスクリーン表面を得る。
スクリーン用半球面膜体および後面膜体を、ゴム材料又は合成樹脂材料で形成する。
骨格構造物を内部に入れる必要がないため、簡便なゴム栓状の空気量調節弁だけがあればよく、膜間の気密性を保つことができる。
半球面のスクリーン用半球面膜体の代わりに略球面のスクリーン用球面膜体を用いることもできる。
スクリーン装置は、かご形フレームを円形枠と複数本の半楕円形枠１２から構成し、円形枠に半楕円形枠の両端をそれぞれ固着して半楕円形枠の中心が１点で重なるように設け、円形枠に型枠体を設け、半楕円形枠に後面膜体を設けて構成する。

本発明の球面形状スクリーンを、折り畳み可能なリング状の型枠体と、スクリーン用半球面膜体と、後面膜体と、係止具と、空気量調節弁とを有し、型枠体の径方向にスクリーン用半球面膜体と後面膜体の膜周囲をこの順に密封状態に取り付け、後面膜体にはその任意箇所に係止具を設けて構成したので、スクリーンを、簡単な構成で組み立て容易に構成できると共に、スクリーン用半球面膜体を容易に半球面に構成することができる。
本発明の球面形状スクリーンは、２重膜の一方を外側に引くことで負圧を得て、内側の膜体によって滑らかな球面形状スクリーンを得ることができる。
スクリーンの設置場所の壁面等の適切な箇所に設置した係止具または係止するための骨材があれば使用可能である。
膜体は中に骨材等が不要なため折り畳みが可能である。
気密性が確保された状態で運搬して設置施工ができるため、吸気ポンプ等も必要なく、機材がコンパクトになり、可搬性が高い。
本発明の球面形状スクリーンを用いれば、教室や会議室等においても手軽に設置でき、手軽に様々な映像コンテンツを視聴することが出来るようになる。また、医療や人間工学分野などにおける球面スクリーンを用いた視野測定装置等においても出先に持ち運んで検診や実験が可能となる。
本発明のフレームも携帯可能で組み立て容易に構成できるので、フレームに球面形状スクリーンを組み合わせてフレーム装置を構成しても、組み立て容易で携帯自在に構成することができる。

本発明の実施の形態を図に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の球面形状スクリーンの構成図である。
本発明の球面形状スクリーン１は、内側に円形開孔を設けた折り畳み可能な薄形の型枠体２と、この型枠体２の内側円形開孔の縁に沿って膜周囲が密封状態に取り付けられたスクリーン用半球面膜体３と、円形開孔の縁から所定距離離れた位置（径方向（中心から放射状に延びる方向）で外方位置）であって且つ支持キャンバスの円形開孔に沿って膜周囲が密封状態に取り付けられた後面膜体４とからなり、後面膜体４には係止具５と空気量調整弁７が設けられている構成を基本とする。
型枠体２は、折り畳み可能なリング状の板状体で、内側に円形開孔を設けるので、内周部が円形となり、外周部が円形や多角形等任意の形状になる。特に、外周部は型枠体２を相手部材へ係止し、膜体を支持する応力がかかる枠体２の形状を保持するためにハトメ６やスリーブの数に合わせた多角形が好ましい。
型枠体２は、内周部を除く部分、主に外周部に、係止具５を取り付けるためのハトメ６やスリーブを任意数有する。係止具５の位置は、均等に係止応力が働くように、等間隔、又は、多角形の角に合わせるように設ける。

型枠体２は、引っ張り強度が高く、面方向に変形が少ない材料、例えば、自然界に存在する材料からなる生地、合成繊維、木材、金属等からなり、このスクリーンを組み立てたときに内周部が円形を保持できる材料や各部寸法を有する。
スクリーン用半球面膜体３は、予め半球面形状に形作られた機密性のある膜体で、弾力性を有し、片側を負圧に吸引することで球面形状に形を維持する膜体である。
スクリーン用半球面膜体３の材料は、可撓性を有する材料、例えば、ゴム材料、合成樹脂材料とし、特にゴム材料が好ましい。

後面膜体４は、内側に半球面体であるスクリーン用半球面膜体３を少ないギャップで収納できる形状に構成されている。上記「少ないギャップ」は、枠体を固定し、後面膜体を適切な力により係止具で引っ張るとき、スクリーン用半球面膜体３が半球状になることができるギャップ（間隔）をいう。
スクリーン用半球面膜体３の材料は、気密性およびスクリーン用半球面膜体３の形状を保持するために必要な負圧に耐える強度を有する材料、例えば、ゴム材料、合成樹脂材料、および繊維をこれらの材料でコーティングした材料が好ましい。
後面膜体４は、図１の場合、内部のスクリーン用半球面膜体３に近接する箇所を有する多面体構成になっている。図１の係止具は５箇所に設けられている。
図１の球面形状スクリーン１は、リング状の型枠体２と、スクリーン用半球面膜体３と、後面膜体４と、係止具５とを有し、型枠体２の径方向にスクリーン用半球面膜体３と後面膜体４の膜周囲をこの順に密封状態に取り付け、後面膜体４にはその任意箇所に係止具５を設け、空気量調整弁７を取り付ける。

図２は、本発明のかご形フレームの構成図である。
本発明のかご形フレーム１０は、各部分が合成樹脂、金属等を材料とした棒、パイプやワイヤ等の枠の構成を有し、図１の型枠体を固定すると共に係止具を張設（引っ張った状態に設ける）する。好ましくは、組み立ててかご形フレーム１０を構成できるように、各部分は相互に分離できるように構成する。また、半楕円形枠の代わりに半円形枠とすることもできる。
図２のかご形フレーム１０の各部分は、円形枠１１と、４本の半楕円形（楕円形の半分）枠１２からなり、円形枠１１の円の中心を通る対角位置に半楕円形枠１２の両端をそれぞれ固着して４本の半楕円形枠１２の中心１３が１点で重なるように設ける。必要に応じて、４本の半楕円形枠１２の重なる中心１３に開孔（図示省略）を設け、開孔にボルト（図示省略）を挿通して４本の半楕円形枠１２を固定する。
図２（ｄ）に示されるように、かご形フレーム１０の円形枠１１に図１の球面形状スクリーン１の型枠体２を取り付け、後面膜体４の係止具５を半楕円形枠１２の中心１３に係止し、後面膜体４の適当な点を半楕円形枠１２に係止すると、内側に半球面体であるスクリーン用半球面膜体３が形成される。
好ましくは、スクリーン用半球面膜体３に適切な負圧が掛かるように、必要に応じて後面膜体４の任意の点を半楕円形枠１２の対応する位置に係止する。

図３は、本発明の球面形状スクリーンの他の取り付け態様の説明図である。
図３（ａ）は、壁面フックへの吊り下げ態様の説明図である。図３（ｂ）は、自立スタンドへの取り付け態様の説明図である。
図３（ａ）では、壁面２１に固定してあるフック２２へ紐２３で球面形状スクリーンの係止具やハトメやスリーブを係止する。紐は、ゴム、合成樹脂、自然の繊維等からなる。紐は強靭で伸縮性および弾性を有するものが好ましい。
図３（ａ）の例は、部屋全体を使用した大画面を形成することができる。
図３（ｂ）では、三脚２４をジョイント２５で可動に取り付けた直方体の箱形フレーム２６に、球面形状スクリーン１の係止具５やハトメ６を係止する。箱形フレーム２６は三脚２４のジョイント２５に任意の取り付け角度および任意の取り付け位置で着脱自在に取り付けることができる。
箱形フレーム２６は、各部分に合わせて折り曲げられたパイプや棒を組み立てて構成されている。組み立ては固着や螺着等任意の手段で行うことができる。
図３（ｂ）の例は、任意の場所で、任意の取り付け角度で球面形状スクリーン１を配置することができる。

図４は、本発明の球面形状スクリーンにおける内側のスクリーン用半球面膜体の他の構成図である。図４（ａ）は正面図、図４（ｂ）は側面図、図４（ｃ）は底面図である。
図４の例は、より開口部の面積が小さい略球面の球面スクリーンの例である。
図４に示す略球面のスクリーン用球面膜体２７は、ドーム形で、下方に３１０ｍｍの開口２８を有し、最長の直径が６３０ｍｍを有する。この例で示した寸法は、例示であり、任意の大きさのものを形成することができる。また、開口２８の径も同様に任意の値にすることができる。

図５は、本発明の球面形状スクリーンにおける後面膜体の他の構成図である。
図５（ａ）は斜視図、図５（ｂ）は角度を変えた斜視図、図５（ｃ）はスクリーン用球面膜体に映像を投影した状態を示す説明図である。
図５には、後面膜体４を上段領域、中段領域、下段領域において対象な４箇所で、合計１２箇所で引っ張る態様が示されている。図５（ｄ）の例では、スクリーン用球面膜体２７の映像は歪みが認められない。
図５の例から、紐を引っ張る方向も含めて、後面膜体の係止点を対称に多数設けることにより、より球面に近いスクリーンを構成することができることがわかる。

本発明の球面形状スクリーンの構成図である。 本発明のかご形フレームの構成図である。 本発明の球面形状スクリーンの他の取り付け態様の説明図である。 本発明の球面形状スクリーンにおける内側のスクリーン用半球面膜体の他の構成図である。 本発明の球面形状スクリーンにおける後面膜体の他の構成図である。 特許文献１のスクリーン説明図である。 特許文献２のスクリーン説明図である。

符号の説明

１ 球面形状スクリーン
２ 型枠体
３ スクリーン用半球面膜体
４ 後面膜体
５ 係止具
６ ハトメ
７ 空気量調整弁
１０ かご形フレーム
１１ 円形枠
１２ 半楕円形枠
１３ 中心
２１ 壁面
２２ フック
２３ 紐
２４ 三脚
２５ ジョイント
２６ 箱形フレーム
２７ スクリーン用球面膜体
２８ 開口

Claims (4)

1. 折り畳み可能なリング状の型枠体と、スクリーン用半球面膜体と、後面膜体と、係止具と、空気量調整弁とを有し、前記型枠体の径方向に前記スクリーン用半球面膜体と前記後面膜体の膜周囲をこの順に密封状態に取り付け、前記後面膜体にはその任意箇所に係止具を設けたことを特徴とする球面形状スクリーン。
2. 前記スクリーン用半球面膜体および前記後面膜体を、ゴム材料又は合成樹脂材料としたことを特徴とする請求項１記載の球面形状スクリーン。
3. 半球面の前記スクリーン用半球面膜体の代わりに略球面のスクリーン用球面膜体を用いることを特徴とする請求項１又は２記載の球面形状スクリーン。
4. かご形フレームは、円形枠と、複数本の半楕円形枠１２からなり、前記円形枠に前記半楕円形枠の両端をそれぞれ固着して前記半楕円形枠の中心が１点で重なるように設け、前記円形枠に請求項１乃至３のいずれか１項記載の前記型枠体を設け、前記半楕円形枠に請求項１乃至３のいずれか１項記載の前記後面膜体を設けたことを特徴とするスクリーン装置。