JP2022113278A - meteor projector - Google Patents

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貴之 大平
Takayuki Ohira
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OHIRA GIKEN KK
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OHIRA GIKEN KK
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Abstract

To provide a meteor projector capable of projecting meteor images in a highly expressive manner.SOLUTION: A meteor projector (10) is provided, comprising an optical bright spot projector (23) configured to output a bright sport representing a body of a meteor, a deflection mechanism (38) configured to move at least a projected position of the bright spot, and a video projector (31) configured to output a video image representing a trail of the meteor corresponding to the bright spot.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、流星投影機に関する。 The present invention relates to meteor projectors.

プラネタリウムにおいて、流星を投影することがあり、流星を投影するための装置が知られている。例えば、螺旋状のスリットパターンを持つ円板と、放射状のスリットパターンを持つ円板とを重ねて異なる速度で回転させ、これらの両パターンを透過した光を投影することで、線状に移動する流星像を投影する装置が知られている。例えば、特許文献1には、このような投影装置に関する技術が開示されている。 Meteors are sometimes projected in planetariums, and devices for projecting meteors are known. For example, a disk with a spiral slit pattern and a disk with a radial slit pattern are superimposed and rotated at different speeds. A device for projecting a meteor image is known. For example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2002-200002 discloses a technology related to such a projection device.

特開昭57-116382号公報JP-A-57-116382

実際の流星を観察すると、移動する輝点のみではなく、明るく移動する輝点とそれが通過した位置に淡く線状に現れる痕とが見られることがある。プラネタリウムにおける流星投影機においても、このような輝点と痕とからなる流星像を投影できるような高い表現力が求められている。 Observing an actual meteor, we sometimes see not only a moving bright spot but also a bright moving bright spot and a faint line-like mark where it passes. Meteor projectors in planetariums are also required to have high expressive power so as to be able to project such meteor images consisting of bright spots and traces.

本発明は、高い表現力を有して流星の映像を投影できる流星投影機を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a meteor projector capable of projecting images of meteors with high expressiveness.

本発明の一態様によれば、流星投影機は、流星の本体を表す輝点光を出射するように構成された光学式の輝点投影機と、少なくとも前記輝点光の投影位置を移動させることができるように構成された偏向機構と、前記本体に応じた流星の痕を表す映像の映像光を出射するように構成されたビデオプロジェクターとを備える。 According to one aspect of the present invention, the meteor projector includes an optical bright point projector configured to emit a bright point light representing the main body of the meteor, and moving at least the projection position of the bright point light. and a video projector configured to emit image light of an image representing meteor traces corresponding to the main body.

本発明によれば、高い表現力を有して流星の映像を投影できる流星投影機を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a meteor projector capable of projecting images of meteors with high expressiveness.

図1は、一実施形態に係るプラネタリウムシステムの構成例の概略を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an outline of a configuration example of a planetarium system according to one embodiment. 図2は、第1の実施形態に係る流星投影機の構成例の概略を模式的に示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view schematically showing an outline of a configuration example of the meteor projector according to the first embodiment. 図3は、第1の実施形態に係る流星投影機の光学系を模式的に示す図である。FIG. 3 is a diagram schematically showing the optical system of the meteor projector according to the first embodiment. 図4は、流星について説明するための模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a meteor. 図5は、流星像を投影する際の、偏向ミラーの角度、小型ビデオプロジェクターから出射される画像、及び輝点投影機から出射される流星の本体を表す輝点を模式的に示す図である。FIG. 5 is a diagram schematically showing the angle of the deflection mirror, the image emitted from the small video projector, and the bright spots representing the body of the meteor emitted from the bright spot projector when projecting the meteor image. . 図6は、各タイミングでの偏向ミラー、輝点投影機、及び小型ビデオプロジェクターの動作の概略を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an outline of operations of the deflecting mirror, the bright spot projector, and the small video projector at each timing. 図7は、第2の実施形態に係る流星本体投影機の構成例の概略を模式的に示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view schematically showing an outline of a configuration example of a meteor body projector according to the second embodiment.

[第1の実施形態]
第1の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態は、プラネタリウムシステム、特に、流星を投影するための流星投影機を有するプラネタリウムシステムに関する。本実施形態の流星投影機は、流星の本体である輝点と輝点の軌跡に沿って現れる痕とを含む実際の流星の様子をよく表す流星の映像を投影できる。
[First embodiment]
A first embodiment will be described with reference to the drawings. This embodiment relates to a planetarium system, in particular a planetarium system having a meteor projector for projecting meteors. The meteor projector of the present embodiment can project an image of a meteor that well represents the appearance of an actual meteor, including a bright spot that is the body of the meteor and traces appearing along the trajectory of the bright spot.

〈プラネタリウムシステムの構成〉
図1は、本実施形態に係るプラネタリウムシステム1の構成例の概略を示す模式図である。図1に示すように、本実施形態のプラネタリウムシステム1は、内面がスクリーン2になっている半球状のドーム3を備える。ドーム3の中央部には、プラネタリウム投影機4が配置されている。プラネタリウム投影機4は、ドーム3の内面のスクリーン2に、星の像を投影する。ドーム3の外周近くには、複数のデジタル式のビデオプロジェクター5が配置されている。各ビデオプロジェクター5は互いに異なる位置に映像を投映することで、全体としてスクリーン2の全面に映像を投影することができる。ビデオプロジェクター5は、スクリーン2に星空や景色や星座を表す絵などを投影する。また、ドーム3内には、本実施形態に係る流星投影機10が配置されている。流星投影機10は、スクリーン2に流星像を投影する。
<Configuration of planetarium system>
FIG. 1 is a schematic diagram showing an outline of a configuration example of a planetarium system 1 according to this embodiment. As shown in FIG. 1, the planetarium system 1 of this embodiment comprises a hemispherical dome 3 with a screen 2 on its inner surface. A planetarium projector 4 is arranged in the center of the dome 3 . A planetarium projector 4 projects a star image onto the screen 2 on the inner surface of the dome 3 . A plurality of digital video projectors 5 are arranged near the outer periphery of the dome 3 . Each video projector 5 can project an image on the entire surface of the screen 2 as a whole by projecting an image at a position different from each other. A video projector 5 projects a picture representing a starry sky, scenery, constellations, etc. onto the screen 2 . A meteor projector 10 according to this embodiment is arranged in the dome 3 . The meteor projector 10 projects a meteor image on the screen 2 .

プラネタリウムシステム1は、プラネタリウム投影機4、ビデオプロジェクター5及び流星投影機10の動作を制御する制御装置6を備える。制御装置6は、コンピュータを備える。制御装置6は、Central Processing Unit(CPU)、Application Specific Integrated Circuit(ASIC)、又はField Programmable Gate Array(FPGA)等の集積回路を備える。また、制御装置6は、Read Only Memory(ROM)、Random Access Memory(RAM)、ストレージ、入力装置、表示装置、各種インターフェースなどを備える。制御装置6は、プログラム又はハードウェアに従って動作する。 The planetarium system 1 comprises a controller 6 that controls the operations of the planetarium projector 4 , the video projector 5 and the meteor projector 10 . The control device 6 comprises a computer. The control device 6 comprises an integrated circuit such as a Central Processing Unit (CPU), an Application Specific Integrated Circuit (ASIC), or a Field Programmable Gate Array (FPGA). The control device 6 also includes a Read Only Memory (ROM), a Random Access Memory (RAM), a storage, an input device, a display device, various interfaces, and the like. The control device 6 operates according to programs or hardware.

制御装置6は、ビデオプロジェクター5又は流星投影機10を用いて投影する画像に関する各種画像処理を行って画像データを出力する、画像処理装置を含む。制御装置6は、プラネタリウム投影機4、ビデオプロジェクター5及び流星投影機10の動作の制御や画像処理に関する機能を有していれば、いくつの装置によって構成されていても、それらがどこに配置されていてもよい。 The control device 6 includes an image processing device that performs various types of image processing on images projected using the video projector 5 or the meteor projector 10 and outputs image data. As long as the control device 6 has functions related to controlling the operations of the planetarium projector 4, the video projector 5, and the meteor projector 10 and performing image processing, the control device 6 can be configured by any number of devices, regardless of where they are arranged. may

〈流星投影機の構成〉
図2は、本実施形態に係る流星投影機10の構成例の概略を模式的に示す斜視図である。流星投影機10は、流星の本体である輝点と、輝点の軌跡に沿って現れる痕とを含む流星像を投影できるように構成されている。
<Configuration of meteor projector>
FIG. 2 is a perspective view schematically showing an outline of a configuration example of the meteor projector 10 according to this embodiment. The meteor projector 10 is configured to project a meteor image including a bright spot, which is the body of the meteor, and a trace appearing along the trajectory of the bright spot.

流星像を投影するための光学系20は、図2においては模式的にその底板のみが描かれている筐体13内に設けられている。図3は、この光学系20を模式的に示す図である。図2及び図3に示すように、流星投影機10の光学系20は、流星の本体の輝点を投影するための輝点投影機23と、流星の痕の映像を投影するための小型のデジタル式ビデオプロジェクターである小型ビデオプロジェクター31とを備える。輝点投影機23は、輝点光を出射するように構成された光学式の機器である。光学系20は、輝点投影機23による輝点光と小型ビデオプロジェクター31による痕の映像の映像光とを重ね合わせて流星を表す合成光をつくり、この合成光をスクリーン2に投影するように構成されている。 An optical system 20 for projecting a meteor image is provided inside a housing 13, of which only the bottom plate is schematically depicted in FIG. FIG. 3 is a diagram schematically showing this optical system 20. As shown in FIG. As shown in FIGS. 2 and 3, the optical system 20 of the meteor projector 10 includes a luminescent spot projector 23 for projecting the luminescent spot of the meteor body and a small optical system 23 for projecting the image of the meteor trail. and a small video projector 31, which is a digital video projector. The bright spot projector 23 is an optical device configured to emit bright spot light. The optical system 20 superimposes the luminescent spot light from the luminescent spot projector 23 and the image light of the trace image from the small video projector 31 to create synthetic light representing a meteor, and projects this synthetic light onto the screen 2. It is configured.

図3に示すように、輝点投影機23は、光源LED25と、ピンホール原板26と、投影レンズ27とを有する。光源LED25から放射された光は、ピンホール原板26のピンホールを通過し、投影レンズ27によって平行光にされ、輝点投影機23から輝点光として出射する。この輝点光は、ハーフミラー33を透過して、偏向ミラー35に至る。偏向ミラー35で反射してスクリーン2に投影された輝点光は、スクリーン2に流星の本体を表す点状の像を形成する。輝点投影機23は、輝点光の輝度を変化させることができるように構成されている。輝度の変化は、例えば、光源LED25から放射される光の強度を変更することで行われても、光路中に設けられた図示しない絞りの開閉によって行われてもよい。 As shown in FIG. 3 , the bright point projector 23 has a light source LED 25 , a pinhole original plate 26 and a projection lens 27 . Light emitted from the light source LED 25 passes through the pinholes of the pinhole master plate 26, is collimated by the projection lens 27, and is emitted from the bright spot projector 23 as bright spot light. This bright spot light is transmitted through the half mirror 33 and reaches the deflecting mirror 35 . The bright spot light reflected by the deflecting mirror 35 and projected onto the screen 2 forms a point-like image representing the body of the meteor on the screen 2 . The bright point projector 23 is configured to change the brightness of the bright point light. The brightness may be changed, for example, by changing the intensity of light emitted from the light source LED 25, or by opening and closing a diaphragm (not shown) provided in the optical path.

小型ビデオプロジェクター31は、上述の流星の本体に応じた流星の痕を表す映像の映像光を出射する。図2及び図3に示すように、小型ビデオプロジェクター31から出射した痕の映像光は、輝点投影機23から偏向ミラー35に至る輝点光の光路の途中に設けられたハーフミラー33で反射して、偏向ミラー35に至る。偏向ミラー35で反射してスクリーン2に投影された映像光は、スクリーン2に流星の痕を表す映像を形成する。 The small-sized video projector 31 emits image light of an image representing the trail of the meteor according to the main body of the meteor. As shown in FIGS. 2 and 3, the image light of the marks emitted from the compact video projector 31 is reflected by the half mirror 33 provided in the optical path of the bright spot light from the bright spot projector 23 to the deflection mirror 35. , and reaches the deflecting mirror 35 . The image light reflected by the deflecting mirror 35 and projected onto the screen 2 forms an image representing meteor marks on the screen 2 .

このように、光学系20では、輝点投影機23による輝点光と小型ビデオプロジェクター31による痕の映像光とがハーフミラー33で重ね合わされて流星を表す合成光がつくられ、この合成光が偏向ミラー35を介してスクリーン2に投影される。なお、痕は比較的暗いので、ハーフミラー33による小型ビデオプロジェクター31からの映像光の反射率は数パーセントでもよく、ハーフミラー33は実質的にガラスでもよい。 Thus, in the optical system 20, the luminescent point light from the luminescent point projector 23 and the image light of the scar from the small video projector 31 are superimposed by the half mirror 33 to create synthetic light representing a meteor. It is projected onto the screen 2 via the deflecting mirror 35 . Since the marks are relatively dark, the reflectance of the image light from the small video projector 31 by the half mirror 33 may be several percent, and the half mirror 33 may be substantially made of glass.

星が高速で流れるという流星の動きを表現するために、本実施形態の流星投影機10は、偏向機構38を備える。偏向機構38は、上述の偏向ミラー35と、偏向ミラー35を回転させる偏向モータ37とを有する。偏向モータ37が、合成光を反射する偏向ミラー35を回転させることで、スクリーン2に投影される流星像はスクリーン2上で移動する。こうして、流星の動きが表現される。このように、偏向ミラー35及び偏向モータ37を有する偏向機構38は、流星を表す合成光の投影位置を移動させる。偏向ミラー35の回転のみによって投影光を移動させるので、高速での移動が可能となり、速い流星の動きを適切に再現できる。 The meteor projector 10 of the present embodiment includes a deflection mechanism 38 in order to express the motion of a meteor, i.e., a fast-moving star. The deflection mechanism 38 has the deflection mirror 35 described above and a deflection motor 37 for rotating the deflection mirror 35 . The meteor image projected on the screen 2 moves on the screen 2 by the deflection motor 37 rotating the deflection mirror 35 that reflects the combined light. In this way, the movement of the meteor is expressed. Thus, the deflection mechanism 38 having the deflection mirror 35 and the deflection motor 37 moves the projection position of the combined light representing the meteor. Since the projection light is moved only by the rotation of the deflecting mirror 35, it is possible to move at high speed, and the motion of a fast meteor can be appropriately reproduced.

なお、偏向ミラー35の回転に伴って、小型ビデオプロジェクター31から出射してスクリーン2に投影される映像は回転することになる。そこで、スクリーン2に投影される痕の映像が回転しないように、小型ビデオプロジェクター31において出力される痕の映像は、偏向ミラー35の回転に応じて回転するように制御されている。このような映像の調整は、例えば制御装置6に設けられた画像処理部によって行われる。 As the deflection mirror 35 rotates, the image emitted from the small video projector 31 and projected onto the screen 2 rotates. Therefore, in order to prevent the image of the mark projected on the screen 2 from rotating, the image of the mark output from the compact video projector 31 is controlled to rotate according to the rotation of the deflecting mirror 35 . Such image adjustment is performed by an image processing unit provided in the control device 6, for example.

流星投影機10は、偏向ミラー35の回転によって表現する流星の移動の方向を変更できるように、光学系20が設けられた筐体13全体を回転可能に支持する回転支持部16を備える。回転支持部16には放射角モータ17が接続されており、回転支持部16は、放射角モータ17の動力によって軸15周りに筐体13を回転させることができる。このように回転支持部16と放射角モータ17とによって回転機構18が構成されている。回転機構18による回転によって、偏向ミラー35の回転による投影光の移動方向は、軸15とスクリーン2との交点を中心とした半径方向の何れの方向ともすることができる。 The meteor projector 10 includes a rotation support 16 that rotatably supports the entire housing 13 provided with the optical system 20 so that the movement direction of the meteor represented by the rotation of the deflecting mirror 35 can be changed. A radial angle motor 17 is connected to the rotation support section 16 , and the rotation support section 16 can rotate the housing 13 around the shaft 15 by the power of the radial angle motor 17 . In this manner, the rotation support portion 16 and the radiation angle motor 17 constitute the rotation mechanism 18 . By rotating the rotating mechanism 18 , the direction of movement of the projection light due to the rotation of the deflecting mirror 35 can be any radial direction about the intersection of the axis 15 and the screen 2 .

回転支持部16は、台座19によって支持されている。台座19は、軸15を任意の方向に向けることができるように構成されていることが好ましい。軸15を流星群の輻射点に向けることで、流星投影機10は、偏向ミラー35による投影位置の移動の方向を輻射点から放射状とすることができ、輻射点を中心として放射状に現れる流星群の流星を再現することができる。 The rotation support portion 16 is supported by a pedestal 19 . The pedestal 19 is preferably configured so that the shaft 15 can be oriented in any direction. By directing the axis 15 to the radiant point of the meteor shower, the meteor projector 10 can make the direction of movement of the projection position by the deflecting mirror 35 radial from the radiant point, and the meteor shower appears radially around the radiant point. You can reproduce the meteor of

〈流星投影機の動作〉
まず、一般的にみられる流星について、図4を参照して説明する。流星は、流れながらその明るさを変化させる。例えば、流星の明るさは、発光し始めてから徐々に明るくなり、途中で急激に明るくなり、その後暗くなって消滅する過程を辿る。また、ときには、流星の明るさは不規則に変化する。流星の痕の明るさは、この流星の本体の明るさに概ね追従し、痕の各位置における明るさは、その位置を通過したときの本体の明るさに比例する傾向がある。
<Operation of Meteor Projector>
First, a commonly seen meteor will be described with reference to FIG. Meteors change their brightness as they flow. For example, the brightness of a meteor follows a process in which it gradually brightens after it begins to emit light, rapidly brightens midway, then darkens and disappears. Also, sometimes the brightness of meteors varies irregularly. The brightness of a meteor trail generally follows the brightness of the body of the meteor, and the brightness at each position of the trail tends to be proportional to the brightness of the body when it passes that position.

図4において、(a)~(e)は、時間の経過に応じた流星の様子を模式的に示している。図中の星印は、流星の本体61を表し、その大きさで明るさを表現している。図の(a)から(d)まで、流星の本体61は、右から左に移動している。発光し始めた(a)から途中の(c)に至るまで明るさが徐々に明るくなっており、その後、(d)に至るまで徐々に暗くなってその後消滅している。本体61がその位置を通過した瞬間の明るさを破線の星印で示すが、痕63の明るさは、本体61がその位置を通過したときの明るさに応じた明るさとなっている。 In FIG. 4, (a) to (e) schematically show how the meteor changes over time. The asterisk in the figure represents the body 61 of the meteor, and its size expresses the brightness. From figures (a) to (d), the meteor body 61 is moving from right to left. The brightness gradually increases from (a) when the light starts to emit light to (c) in the middle, then gradually darkens until (d), and then disappears. The brightness at the moment when the main body 61 passed the position is indicated by a dashed star, and the brightness of the mark 63 corresponds to the brightness when the main body 61 passes the position.

流星の本体61の消滅後、痕63は、多くの場合には1秒未満で消滅するが、特に明るい流星の場合には数十秒以上残ることもある。痕63が長時間残る場合、流星の本体61の明るさの変化のパターンがそのまま空に残像のように残る。そしてこれが徐々に消滅していく過程で、高層大気の影響によって、その形は次第に不規則に変化していくことがある。図4(e)は、このような変形した痕64の様子を模式的に示している。 After the main body 61 of the meteor disappears, the scar 63 disappears in less than one second in many cases, but may remain for several tens of seconds or more in the case of a particularly bright meteor. If the trace 63 remains for a long time, the pattern of change in brightness of the body 61 of the meteor remains as it is in the sky like an afterimage. And in the process of this gradual disappearance, the shape may gradually change irregularly due to the influence of the upper atmosphere. FIG. 4(e) schematically shows the appearance of such a deformed trace 64. As shown in FIG.

以上のような流星の像を投影するための流星投影機10の動作について説明する。図5は、図4に示した(a)~(e)の各状態の流星像を投影する際の、地平面からの高度として表現した偏向ミラー35の角度、小型ビデオプロジェクター31から出射される画像、及び輝点投影機23から出射される流星の本体を表す輝点光を模式的に示す。 The operation of the meteor projector 10 for projecting a meteor image as described above will be described. FIG. 5 shows the angles of the deflecting mirror 35 expressed as altitudes from the ground plane when projecting meteor images in the states (a) to (e) shown in FIG. 1 schematically shows an image and a bright point light representing the main body of a meteor emitted from a bright point projector 23. FIG.

流星が上から下に流れる(a)~(d)において、偏向ミラー35は回転して、図5に示すように地平面からの高度ALTは徐々に小さくなる。流星が消滅する(d)のタイミングにおいて、偏向ミラー35の回転は停止する。 In (a) to (d) when the meteor flows downward, the deflecting mirror 35 rotates and the altitude ALT from the ground gradually decreases as shown in FIG. At the timing (d) when the meteor disappears, the deflection mirror 35 stops rotating.

(a)~(d)の間、流星の本体、すなわち、輝点投影機23から出射する輝点71の明るさは、輝点71が出現する(a)以降(c)まで徐々に明るくなり、その後、(c)から(d)まで徐々に暗くなって、最後に消滅する。 During (a) to (d), the main body of the meteor, that is, the brightness of the luminescent spot 71 emitted from the luminescent spot projector 23 gradually brightens from (a) until (c) when the luminescent spot 71 appears. , then gradually darkens from (c) to (d), and finally disappears.

小型ビデオプロジェクター31で出力される画像72には痕の映像73が含まれる。輝点投影機23による輝点71は画像72の中央に重ね合わされるので、痕の映像73は、画像72の中央から進行方向後側に描画される。流星本体の移動量に応じて映像73の痕は徐々に長くなり、長くなるにしたがって、痕の映像73は、進行方向後側に徐々にずれていくことになる。また、上述のとおり、偏向ミラー35の回転に伴ってスクリーン2に投影される映像も回転するので、この回転を打ち消すように小型ビデオプロジェクター31から出力される画像72において映像73の痕の向きは回転するように変化する。すなわち、図5に示すように画像72中の痕の映像73の角度θは、(a)~(d)の間で徐々に変化する。また、偏向ミラー35の回転が止まって輝点71が消えた(e)の場合において、画像72は変形した痕の映像74を含む。 An image 72 output by the small video projector 31 includes an image 73 of a mark. Since the bright spot 71 by the bright spot projector 23 is superimposed on the center of the image 72, the trace image 73 is drawn from the center of the image 72 to the rear side in the traveling direction. The trace of the image 73 is gradually lengthened according to the amount of movement of the meteor body, and as it becomes longer, the image 73 of the trace is gradually displaced rearward in the traveling direction. As described above, the image projected on the screen 2 also rotates as the deflecting mirror 35 rotates. Change to rotate. That is, as shown in FIG. 5, the angle θ of the trace image 73 in the image 72 gradually changes between (a) to (d). Also, in the case (e) where the deflection mirror 35 stops rotating and the bright spot 71 disappears, the image 72 includes an image 74 of a deformed mark.

図6は、各タイミングでの偏向ミラー35の位置及び速度、輝点投影機23の動作、並びに小型ビデオプロジェクター31の動作の概略を示す図である。 FIG. 6 is a diagram schematically showing the position and speed of the deflecting mirror 35, the operation of the bright point projector 23, and the operation of the compact video projector 31 at each timing.

初期状態のステップS1において、偏向ミラー35は原点に位置して停止している。このとき、輝点投影機23は輝点光を出射せず、小型ビデオプロジェクター31は映像光を出射しない。なお、原点はどのような位置に設定されてもよい。 At step S1 in the initial state, the deflection mirror 35 is positioned at the origin and stopped. At this time, the bright point projector 23 does not emit bright point light, and the compact video projector 31 does not emit image light. Note that the origin may be set at any position.

流星を投影する前段階のステップS2において、偏向モータ37によって偏向ミラー35は任意の速度で回転して、流星の出現位置の少し上流側の位置を目標位置として移動する。目標位置に到達したステップS3において、偏向ミラー35は停止し、流星の投影まで待機する。 In step S2, which is a stage prior to projecting the meteor, the deflection mirror 35 is rotated at an arbitrary speed by the deflection motor 37 and moved to a position slightly upstream of the appearance position of the meteor as a target position. At step S3 when the target position is reached, the deflecting mirror 35 stops and waits until the meteor is projected.

流星の投影の動作を開始するステップS4において、偏向ミラー35は、回転を開始し、加速して、回転速度が流星の移動速度に対応する所定速度となったら、当該所定速度での回転を維持する。 In step S4 for starting the meteor projection operation, the deflecting mirror 35 starts rotating, accelerates, and when the rotational speed reaches a predetermined speed corresponding to the moving speed of the meteor, it maintains rotation at the predetermined speed. do.

偏向ミラー35が流星の出現位置に対応する位置に到達したステップS5において、輝点投影機23による輝点71の投影を開始し、小型ビデオプロジェクター31による痕の映像73の投影を開始する。 In step S5 when the deflection mirror 35 reaches the position corresponding to the appearance position of the meteor, the bright point projector 23 starts projecting the bright point 71, and the small video projector 31 starts projecting the image 73 of the trace.

流れている流星を投影しているステップS6の間、偏向ミラー35は所定速度で回転する。この間、輝点投影機23は、流星本体の明るさの変化を表現するように所定のパターンで輝点光の輝度を変化させる。また、小型ビデオプロジェクター31は、上述したように、徐々に長くなりながら位置がずれていき角度が変化する痕の映像73に係る映像光を出射する。 During step S6 of projecting the flowing meteor, the deflecting mirror 35 rotates at a predetermined speed. During this time, the bright point projector 23 changes the brightness of the bright point light in a predetermined pattern so as to represent the change in brightness of the meteor itself. Further, as described above, the small video projector 31 emits the image light associated with the image 73 of the trace whose position is shifted and whose angle changes while gradually lengthening.

偏向ミラー35が流星の消滅位置に対応する位置に到達したステップS7において、偏向ミラー35は、速やかに回転を停止する。このとき、輝点投影機23も輝点光の出射を停止する。小型ビデオプロジェクター31は、変形した痕の映像74に係る映像光を出射する。 In step S7 when the deflecting mirror 35 reaches the position corresponding to the meteor disappearance position, the deflecting mirror 35 immediately stops rotating. At this time, the bright point projector 23 also stops emitting the bright point light. The small video projector 31 emits image light corresponding to the image 74 of the deformed mark.

痕が消えるステップS8において、小型ビデオプロジェクター31は映像光の出射を停止し、偏向ミラー35は原点に向けて任意の速度で移動する。原点に到達したステップS9において、偏向ミラー35は停止し、初期状態のステップS1に戻る。 At step S8 where the trace disappears, the small video projector 31 stops emitting the image light, and the deflecting mirror 35 moves toward the origin at an arbitrary speed. In step S9 when the origin is reached, the deflecting mirror 35 stops, and the process returns to the initial state of step S1.

以上のような動作によって、流星投影機10は、流星像をスクリーン2に投影する。場合によっては、流星投影機10は、以上の動作を繰り返して、流星像を次々とスクリーン2に投影する。 By the operation described above, the meteor projector 10 projects a meteor image on the screen 2 . In some cases, the meteor projector 10 repeats the above operation to project meteor images on the screen 2 one after another.

なお、流星の出現及び消滅する位置、出現位置から消滅位置までの移動速度、流星本体の輝度の変化のパターン、痕が残る時間など、投影される流星の態様を決定する情報は、どのような方法で得られてもよい。予め複数のパターンのデータが用意されており投影時にその中の何れかのデータが選択されてもよいし、投影時に所定の関数に基づいてそれらデータが算出されてもよい。例えば、流星本体の輝度の変化が、時間の関数又は角位置の関数によって得られてもよい。また、例えば、現実の空における流星の3次元座標に基づいて角位置が算出され、流星の物理的な光度変化に基づいて見た目の明るさが算出されて輝点の輝度が決定されてもよい。このとき、流星の出現する初期位置は、乱数に基づいて決定されてもよい。また、このとき、流星の進行方向は、流星群に属する流星ならば該当する流星群ごとに決められている固有値に基づいて算出されてもよい。あるいは、輝点の輝度は、流星の物理シミュレーションに基づいて算出されてもよい。輝度の変化のパターン又はそれを算出する関数は、例えば、観測データ、物理シミュレーション、人為的な創作など、種々の方法の何れかで決定され得る。 What kind of information determines the appearance of the projected meteor, such as the position where the meteor appears and disappears, the speed of movement from the appearance position to the disappearance position, the pattern of change in brightness of the meteor itself, the time when the trace remains, etc. may be obtained by the method Data of a plurality of patterns may be prepared in advance and one of the data may be selected at the time of projection, or these data may be calculated based on a predetermined function at the time of projection. For example, the change in brightness of the meteor body may be obtained as a function of time or as a function of angular position. Further, for example, the angular position may be calculated based on the three-dimensional coordinates of the meteor in the actual sky, the apparent brightness may be calculated based on the physical luminosity change of the meteor, and the brightness of the bright spot may be determined. . At this time, the initial position at which the meteor appears may be determined based on random numbers. At this time, if the meteor belongs to a meteor shower, the traveling direction of the meteor may be calculated based on the eigenvalue determined for each meteor shower. Alternatively, the brightness of the bright spot may be calculated based on a meteor physics simulation. The pattern of luminance change or a function for calculating it can be determined in any of a variety of ways, such as observation data, physical simulation, artificial creation, and the like.

本実施形態に係る流星投影機10は、輝点投影機23と小型ビデオプロジェクター31とを組み合わせて用いることで、高い輝度を有する流星本体と様々なパターンがあり得る痕とを含む流星の像を投影することができ、高い表現力を有する。また、輝点投影機23による輝点と小型ビデオプロジェクター31による痕の映像とを重ね合わせた合成光を、偏向ミラー35の回転によって移動させるので、プロジェクタ画面上での輝点に相当する位置は、偏向ミラー35による像の投影位置変化によらず固定である。したがって、流星が高速で移動した場合でも、痕と輝点との位置関係を容易に正確に保つことができる。 The meteor projector 10 according to the present embodiment uses a combination of the bright point projector 23 and the small video projector 31 to produce an image of a meteor that includes a meteor body with high brightness and traces that can have various patterns. It can be projected and has high expressive power. In addition, since the combined light obtained by superimposing the luminescent point by the luminescent point projector 23 and the image of the mark by the small video projector 31 is moved by the rotation of the deflection mirror 35, the position corresponding to the luminescent point on the projector screen is , is fixed regardless of changes in the projection position of the image by the deflecting mirror 35 . Therefore, even if the meteor moves at high speed, the positional relationship between the trace and the bright spot can be easily maintained accurately.

なお、上述の実施形態は、一例であり、適宜に変更され得る。例えば、光学系20の構成は同様の機能を果たせれば適宜に変更され得る。例えば、輝点投影機23の出射光と小型ビデオプロジェクター31から出射される映像光とが重ね合わされるように、ハーフミラー33に代えて、輝点投影機23から出射した光が通過する穴を有するミラーが設けられてもよいし、その他の光学素子が設けられてもよい。また、輝点投影機23の出射光と小型ビデオプロジェクター31の出射光とが平行になるように近接して配置される構成が取られてもよい。また、流星の投影位置を移動させる偏向機構は、偏向ミラー35及び偏向モータ37からなる構成に限らず、例えば輝点投影機23及び小型ビデオプロジェクター31を含む構造物全体を回転させることなどを含め、投影位置を移動させることができればどのような構成を有していてもよい。 In addition, the above-mentioned embodiment is an example, and can be changed suitably. For example, the configuration of the optical system 20 can be appropriately changed as long as it can perform the same function. For example, instead of the half mirror 33, a hole through which the light emitted from the bright point projector 23 passes is provided so that the light emitted from the bright point projector 23 and the image light emitted from the compact video projector 31 are superimposed. A mirror may be provided, or other optical element may be provided. Also, a configuration may be adopted in which the light emitted from the bright point projector 23 and the light emitted from the compact video projector 31 are arranged close to each other so as to be parallel. Further, the deflection mechanism for moving the projection position of the meteor is not limited to the configuration consisting of the deflection mirror 35 and the deflection motor 37. , and may have any configuration as long as the projection position can be moved.

[第2の実施形態]
第2の実施形態について説明する。ここでは、第1の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。第1の実施形態の流星投影機10は、輝点投影機23と小型ビデオプロジェクター31とを備え、流星本体の輝点光と痕の映像光とを重ね合わせた状態で同時に投影する。これに対して、第2の実施形態では、第1の実施形態の流星投影機10の代わりに、流星本体投影機90を用いる。
[Second embodiment]
A second embodiment will be described. Here, the points of difference from the first embodiment will be described, and the same parts will be denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. The meteor projector 10 of the first embodiment includes a bright point projector 23 and a small video projector 31, and simultaneously projects the bright point light of the meteor body and the image light of the trace in a superimposed state. In contrast, in the second embodiment, a meteor body projector 90 is used instead of the meteor projector 10 of the first embodiment.

図7は、第2の実施形態に係る流星本体投影機90の構成例の概略を示す斜視図である。流星本体投影機90は、第1の実施形態の流星投影機10から小型ビデオプロジェクター31とハーフミラー33とが取り除かれた光学系91を有する。したがって、流星本体投影機90は、流星の本体を表す輝点のみを投影する。第2の実施形態の流星本体投影機90のその他の構成は第1の実施形態の流星投影機10の構成と同様である。 FIG. 7 is a perspective view showing an outline of a configuration example of a meteor body projector 90 according to the second embodiment. A meteor body projector 90 has an optical system 91 obtained by removing the compact video projector 31 and the half mirror 33 from the meteor projector 10 of the first embodiment. Therefore, the meteor body projector 90 projects only the bright spots representing the body of the meteor. Other configurations of the meteor body projector 90 of the second embodiment are the same as those of the meteor projector 10 of the first embodiment.

本実施形態のプラネタリウムシステム1では、流星の痕の映像をドーム3内に設けられたビデオプロジェクター5が投影する。したがって、流星本体投影機90によって投影された流星本体を表す輝点と、ビデオプロジェクター5によって投影された流星の痕の映像とによって、流星の様子が再現される。このように、本実施形態では、流星本体投影機90とビデオプロジェクター5との組み合わせによって、流星の本体と痕とを投影する流星投影機が構成されている。 In the planetarium system 1 of this embodiment, the video projector 5 provided in the dome 3 projects an image of meteor trails. Therefore, the appearance of the meteor is reproduced by the bright spot representing the meteor body projected by the meteor body projector 90 and the image of the meteor trail projected by the video projector 5 . Thus, in this embodiment, the combination of the meteor body projector 90 and the video projector 5 constitutes a meteor projector that projects the meteor body and its traces.

本実施形態の流星本体投影機90とビデオプロジェクター5とからなる流星投影機によっても、高い輝度を有する流星本体と様々なパターンがあり得る痕とを含む流星の様子が再現され、高い表現力が実現され得る。 The meteor projector consisting of the meteor body projector 90 and the video projector 5 of the present embodiment also reproduces the appearance of the meteor including the meteor body with high brightness and the traces that can have various patterns, and has high expressive power. can be realized.

なお、流星本体投影機90は、流星の本体の投影のみに用いられてなくてもよい。例えば、流星本体投影機90と同様の機器(ここではこの機器も流星本体投影機90と称することにする)が、明るい恒星の投影に用いられてもよい。この場合、プラネタリウムシステム1は、プラネタリウム投影機4の代わりに多数の流星本体投影機90を備え、それらが明るい恒星を投影し、その他の星をビデオプロジェクター5が投影し、一部の流星本体投影機90が流星の本体を投影してもよい。 Note that the meteor body projector 90 need not be used only for projecting the body of the meteor. For example, a device similar to meteor body projector 90 (also referred to herein as meteor body projector 90) may be used to project bright stars. In this case, instead of the planetarium projectors 4, the planetarium system 1 comprises a number of meteor body projectors 90, which project bright stars, other stars projected by the video projectors 5, and some meteor body projectors. Machine 90 may project the body of the meteor.

以上、本発明について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明は、前述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることはいうまでもない。 Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, it goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and that various modifications can be made within the scope of the present invention. Nor.

1 プラネタリウムシステム
2 スクリーン
3 ドーム
4 プラネタリウム投影機
5 ビデオプロジェクター
6 制御装置
10 流星投影機
13 筐体
15 軸
16 回転支持部
17 放射角モータ
18 回転機構
19 台座
20 光学系
23 輝点投影機
25 光源LED
26 ピンホール原板
27 投影レンズ
31 小型ビデオプロジェクター
33 ハーフミラー
35 偏向ミラー
37 偏向モータ
38 偏向機構
61 本体
63 痕
64 変形した痕
71 輝点
72 画像
73 痕の映像
74 変形した痕の映像
90 流星本体投影機
91 光学系

1 Planetarium System 2 Screen 3 Dome 4 Planetarium Projector 5 Video Projector 6 Control Device 10 Meteor Projector 13 Housing 15 Shaft 16 Rotation Support Part 17 Radiation Angle Motor 18 Rotation Mechanism 19 Pedestal 20 Optical System 23 Bright Point Projector 25 Light Source LED
26 pinhole original plate 27 projection lens 31 compact video projector 33 half mirror 35 deflection mirror 37 deflection motor 38 deflection mechanism 61 main body 63 trace 64 deformed trace 71 bright spot 72 image 73 image of trace 74 image of deformed trace 90 meteor body projection machine 91 optical system

Claims (9)

流星の本体を表す輝点光を出射するように構成された光学式の輝点投影機と、
少なくとも前記輝点光の投影位置を移動させることができるように構成された偏向機構と、
前記本体に応じた流星の痕を表す映像の映像光を出射するように構成されたビデオプロジェクターと
を備える流星投影機。
an optical bright point projector configured to emit a bright point light representative of the body of the meteor;
a deflection mechanism configured to move at least the projection position of the bright spot light;
A meteor projector, comprising: a video projector configured to emit image light of an image representing a meteor trail corresponding to the main body.
前記輝点投影機から出射した輝点光と、前記ビデオプロジェクターから出射した映像光とを重ね合わせた合成光をつくるように構成された光学系をさらに備え、
前記偏向機構は、前記合成光の投影位置を移動させるように構成されている、
請求項1に記載の流星投影機。
further comprising an optical system configured to generate combined light by superimposing the luminescent spot light emitted from the luminescent spot projector and the image light emitted from the video projector;
The deflection mechanism is configured to move the projection position of the combined light,
The meteor projector of claim 1.
前記偏向機構は、前記合成光を反射するように構成され、傾きを変化させることで前記投影位置を移動させるように構成された偏向ミラーを備え、
前記痕を表す映像における痕の向きは、前記偏向ミラーの傾きに応じて変化するように構成されている、
請求項2に記載の流星投影機。
the deflection mechanism includes a deflection mirror configured to reflect the combined light and configured to move the projection position by changing the tilt;
the orientation of the marks in the image representing the marks is configured to change according to the tilt of the deflection mirror;
3. The meteor projector of claim 2.
前記痕を表す映像における痕の長さは、前記投影位置の移動量に応じるように構成されている、請求項1乃至3の何れかに記載の流星投影機。 4. The meteor projector according to any one of claims 1 to 3, wherein the length of the trace in the image representing the trace is configured to correspond to the amount of movement of the projection position. 前記輝点投影機は、投影中に前記輝点光の輝度を変化させることができるように構成されている、請求項1乃至4の何れかに記載の流星投影機。 5. The meteor projector according to any one of claims 1 to 4, wherein the luminescent point projector is configured such that the brightness of the luminescent point light can be varied during projection. 前記痕を表す映像における痕は、前記輝点光の輝度の変化に応じたものとなるように構成されている、請求項5に記載の流星投影機。 6. The meteor projector according to claim 5, wherein the marks in the image representing the marks correspond to changes in brightness of the bright spot light. 前記偏向機構による前記投影位置の移動の方向を放射状に変更できるように、前記偏向機構を回転させるように構成された回転機構をさらに備える、請求項1乃至6の何れかに記載の流星投影機。 7. The meteor projector of any preceding claim, further comprising a rotation mechanism configured to rotate the deflection mechanism so as to radially change the direction of movement of the projection position by the deflection mechanism. . 前記ビデオプロジェクターは、前記輝点投影機による前記輝点光の出射が停止した後にも、前記痕を表す映像の映像光を出射するように構成されている、請求項1乃至7の何れかに記載の流星投影機。 8. The video projector according to any one of claims 1 to 7, wherein the video projector is configured to emit the image light of the image representing the mark even after the emission of the bright point light by the bright point projector is stopped. The meteor projector described. 前記偏向機構は、前記輝点投影機による前記輝点光の出射が停止した後に、投影位置の移動を停止するように構成されている、請求項8に記載の流星投影機。

9. The meteor projector according to claim 8, wherein the deflection mechanism is configured to stop moving the projection position after the emission of the bright spot light by the bright spot projector stops.

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