JP2913601B2 - プラネタリウム - Google Patents

プラネタリウム

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JP2913601B2 JP2868497A JP2868497A JP2913601B2 JP 2913601 B2 JP2913601 B2 JP 2913601B2 JP 2868497 A JP2868497 A JP 2868497A JP 2868497 A JP2868497 A JP 2868497A JP 2913601 B2 JP2913601 B2 JP 2913601B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はプラネタリウム投影
機とプラネタリウムスクリーンとを有し、プラネタリウ
ムスクリーンに星空を投影するプラネタリウムに関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】プラネタリウムのプラネタリウム投影機
はたとえば地球から見える星の原版を埋め込んだスター
ボールとその駆動台とからなり、プラネタリウムにおい
ては日周運動、年周運動を再現することができる。
【0003】従来、このようなプラネタリウムにおい
て、スライド投影機、ビデオプロジェクタ等によりプラ
ネタリウムスクリーンに遠い天体の観察画像等の画像を
映し出すことが行なわれている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、スライド投影
機、ビデオプロジェクタ等によりプラネタリウムスクリ
ーンに画像を映し出したときには、プラネタリウムスク
リーンの任意の位置に画像を映し出すことが困難である
から、プラネタリウムスクリーンに映し出された星空と
の位置関係を保ちながら画像を映し出すことが困難であ
る。
【0005】本発明は上述の課題を解決するためになさ
れたもので、プラネタリウムスクリーンに映し出された
星空との位置関係を保ちながら画像を映し出すことが容
易であるプラネタリウムを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明においては、プラネタリウム投影機とプラネ
タリウムスクリーンとを有するプラネタリウムにおい
て、画像に応じた光を発生する光発生装置と上記光発生
装置から発生した光を任意の方向に投影する可動式光学
系とを有するプラネタリウム用投影装置を設け、上記可
動式光学系として、上記光発生装置から発生した光を反
射する第1の回転反射装置と、上記第1の回転反射装置
を回転する第1の回転手段と、上記第1の回転反射装置
で反射された光を反射する第2の回転反射装置と、上記
第2の回転反射装置を回転する第2の回転手段とを有す
るものを用いる。
【0007】この場合、上記プラネタリウム用投影装置
に制御装置を接続し、上記制御装置に天体観測装置を接
続する。これらの場合、上記光発生装置と上記第1の回
転反射装置との間に像回転補正機構を設ける。 これらの
場合、上記第1、第2の回転反射装置として第1、第2
の回転プリズムを用いる。 これらの場合、上記第1、第
2の回転手段として第1、第2のサーボモータを用い
る。
【0008】
【発明の実施の形態】図1は本発明に係るプラネタリウ
ムを示す概略図、図2は図1に示したプラネタリウムで
用いられるプラネタリウム用投影装置を示す概略図であ
る。図に示すように、半球状のプラネタリウムスクリー
ン1の中心部にプラネタリウム投影機2が設けられ、プ
ラネタリウム投影機2にプラネタリウム投影機2を制御
するためのコンピュータ3が接続され、プラネタリウム
投影機2の近傍にプラネタリウム用投影装置4が設けら
れ、プラネタリウム用投影装置4にプラネタリウム用投
影装置4を制御するためのコンピュータ5が接続され、
コンピュータ5に通信ネットワークを介してコンピュー
タ6が接続され、コンピュータ6に電波望遠鏡7、天体
望遠鏡8が接続され、電波望遠鏡7、天体望遠鏡8はプ
ラネタリウムが設けられた地たとえば日本とは異なる地
たとえば地球上の日本とは反対側の地に設けられ、電波
望遠鏡7、天体望遠鏡8はコンピュータ6によって制御
され、電波望遠鏡7、天体望遠鏡8による観察画像情報
はコンピュータ6に送信される。また、コンピュータ5
にプラネタリウム用投影装置4のビデオプロジェクタ1
1が接続され、ビデオプロジェクタ11の近傍に中継光
学系(レンズ)12が設けられ、中継光学系12の近傍
に像回転補正機構13が設けられ、像回転補正機構13
はコンピュータ5によって制御され、画像に可動式光学
系(説明後述)の回転運動に見合った逆回転を与える。
また、像回転補正機構13の近傍に固定プリズム14が
設けられ、固定プリズム14の上方に第1のサーボモー
タ15が設けられ、サーボモータ15の中心軸が垂直方
向の出力軸に第1の回転プリズム16が取り付けられ、
回転プリズム16に第2のサーボモータ17が取り付け
られ、サーボモータ17の中心軸が水平方向の出力軸に
第2の回転プリズム18が取り付けられ、サーボモータ
15、17はコンピュータ5によって制御される。ま
た、回転プリズム18に投影レンズ19が取り付けら
れ、ビデオプロジェクタ11、回転プリズム16、回転
プリズム18等によりプラネタリウム用投影装置4が構
成され、回転プリズム16、回転プリズム18等により
可動式光学系20が構成されている。
【0009】このプラネタリウムにおいては、プラネタ
リウム投影機2を作動すると、プラネタリウムスクリー
ン1に星空が投影される。この状態で、コンピュータ5
に他のコンピュータによって作成された投影方向情報を
含むコンピュータ画像情報を入力すると、コンピュータ
5からビデオプロジェクタ11にコンピュータ画像情報
に応じたビデオ信号が出力され、ビデオプロジェクタ1
1によってビデオ信号がコンピュータ画像に応じた光に
変換され、ビデオプロジェクタ11から水平方向に発生
した光が中継光学系12、像回転補正機構13を通過
し、固定プリズム14により垂直方向に反射され、回転
プリズム16により水平方向に反射され、回転プリズム
18により90度異なる方向に反射され、投影レンズ1
9を通過して、コンピュータ画像がプラネタリウムスク
リーン1に投影される。この場合、コンピュータ5によ
り投影方向情報に応じてサーボモータ15、17が制御
され、回転プリズム16が垂直な中心軸を中心に回転さ
れ、回転プリズム18が水平な中心軸を中心に回転され
るから、コンピュータ画像はプラネタリウムスクリーン
1の回転プリズム16、回転プリズム18の回転角に応
じた位置に投影される。また、コンピュータ5により像
回転補正機構13が制御され、像回転補正機構13が画
像に可動式光学系20の回転運動に見合った逆回転を与
えるから、像回転補正機構13は可動式光学系20の回
転運動に伴い投影画像に二次元の回転が与えられてしま
うのを防ぐことができる。また、電波望遠鏡7、天体望
遠鏡8による観察方向情報を含む観察画像情報をコンピ
ュータ6を介してコンピュータ5に送信すると、コンピ
ュータ5からビデオプロジェクタ11に観察画像情報に
応じたビデオ信号が出力され、コンピュータ5により観
察方向情報に応じてサーボモータ15、17が制御さ
れ、観察画像がプラネタリウムスクリーン1の回転プリ
ズム16、回転プリズム18の回転角に応じた位置に投
影される。また、コンピュータ5からコンピュータ6に
電波望遠鏡7、天体望遠鏡8の操作情報を送信すると、
コンピュータ6によって操作情報に応じて電波望遠鏡
7、天体望遠鏡8が制御され、電波望遠鏡7、天体望遠
鏡8から操作情報に基づいた観察画像情報が出力され
る。また、プラネタリウムスクリーン1に画像を投影し
ながらコンピュータ5からの情報に応じて回転プリズム
16、回転プリズム18を回転すると、プラネタリウム
スクリーン1に画像を任意に移動させることができる。
【0010】このようなプラネタリウムにおいては、コ
ンピュータ画像、観察画像をプラネタリウムスクリーン
1の回転プリズム16、回転プリズム18の回転角に応
じた位置に投影することができるから、プラネタリウム
スクリーン1の任意の位置にコンピュータ画像、観察画
像を映し出すことが容易であるので、プラネタリウムス
クリーン1に映し出された星空との位置関係を保ちなが
らコンピュータ画像、観察画像を映し出すことが容易で
ある。したがって、たとえば可視光によって観測された
より遠い天体、より弱い光の天体の状態を示すコンピュ
ータ画像情報、あるいは電波、赤外線、ガンマ線等によ
り既に観測されている天体の所定方向の詳細な状態を示
すコンピュータ画像情報を作成し、そのコンピュータ画
像情報をコンピュータ5に入力すれば、見なれた星空と
の位置関係を保ちながら、所定方向の天体を望遠したか
のような仮想体験ができる。また、現実には確認されて
いない想像上の天体を示すコンピュータ画像情報を作成
し、そのコンピュータ画像情報をコンピュータ5に入力
すれば、想像上の天体を見なれた星空との位置関係を保
ちながら映し出すことができる。また、プラネタリウム
投影機2により電波望遠鏡7、天体望遠鏡8が設けられ
た地の星空をプラネタリウムスクリーン1に投影した状
態で、電波望遠鏡7、天体望遠鏡8による観察画像情報
をコンピュータ6を介してコンピュータ5に送信する
と、電波望遠鏡7、天体望遠鏡8による観察画像を電波
望遠鏡7、天体望遠鏡8が設けられた地の星空にリアル
タイムで重畳して投影することができる。さらに、コン
ピュータ5からコンピュータ6に電波望遠鏡7、天体望
遠鏡8の操作情報を送信すると、プラネタリウムの観客
の意思に基づいて電波望遠鏡7、天体望遠鏡8の観測方
向等を制御することができるから、プラネタリウムの観
客は居ながらにしてあかたも遠隔地に設けられた電波望
遠鏡7、天体望遠鏡8を自ら操作し観察しているかのよ
うな仮想体験(テレイグジスタンス)ができる。また、
プラネタリウムスクリーン1に画像を任意に移動させる
ことができるから、惑星の移動情報を含むコンピュータ
画像情報を作成し、そのコンピュータ画像情報をコンピ
ュータ5に入力すれば、現実感の高い惑星運動を映し出
すことができる。また、プラネタリウム用投影装置4の
ビデオプロジェクタ11と固定プリズム14との距離を
任意に定めることができるから、ビデオプロジェクタ1
1をプラネタリウム投影機2から離れた場所に設置する
ことができるので、プラネタリウム用投影装置4がプラ
ネタリウム投影機2の光を遮ることが少ない。また、ビ
デオプロジェクタ11を移動しないから、画像のくずれ
やフォーカスのくずれが少ない。また、可動式光学系2
0の重量を小さくすることができるから、高速かつ高精
度な投影方向制御を行なうことができる。
【0011】図3は本発明に係る他のプラネタリウムを
示す概略図である。図に示すように、プラネタリウムス
クリーン1の中心部にプラネタリウム投影機21が設け
られ、プラネタリウム投影機21は任意の時間における
三次元の星の位置情報をもっており、プラネタリウムス
クリーン1に任意の時間の任意の宇宙空間位置から見え
る星空を投影することができる。また、コンピュータ5
に送受信装置22が接続され、送受信装置22は大気圏
外に打ち上げられた観測衛星、宇宙探査船等の宇宙観測
装置23と情報を送受信することができる。
【0012】このプラネタリウムにおいては、プラネタ
リウム投影機21により宇宙観測装置23が存在する位
置から見た星空をプラネタリウムスクリーン1に投影し
た状態で、宇宙観測装置23の観測機材による観察画像
情報を送受信装置22を介してコンピュータ5に送信す
ると、宇宙観測装置23の観測機材による観察画像を宇
宙観測装置23が存在する位置から見た星空にリアルタ
イムで重畳して投影することができる。さらに、コンピ
ュータ5から送受信装置22を介して宇宙観測装置23
の観測機材の操作情報を送信すると、プラネタリウムの
観客の意思に基づいて宇宙観測装置23の観測機材の観
測方向等を制御することができるから、プラネタリウム
の観客は居ながらにしてあかたも彼方の宇宙に存在する
宇宙観測装置23の観測機材を自ら操作し観察している
かのような仮想体験ができる。
【0013】なお、上述実施の形態においては、光発生
装置としてビデオプロジェクタ11を用いたが、他の光
発生装置を用いてもよい。また、上述実施の形態におい
ては、制御装置としてコンピュータ5、6を用いたが、
他の制御装置を用いてもよい。また、上述実施の形態に
おいては、天体観測装置として電波望遠鏡7、天体望遠
鏡8を用いたが、他の天体観測装置を用いてもよい。ま
た、上述実施の形態においては、回転反射装置として回
転プリズム16、18を用いたが、回転反射装置として
回転ミラー等を用いてもよい。また、上述実施の形態に
おいては、回転手段としてサーボモータ15、17を用
いたが、他の回転手段を用いてもよい。また、上述実施
の形態においては、像回転補正機構13を設けたが、コ
ンピュータ5からビデオプロジェクタ11に出力される
ビデオ信号に対して画像に可動式光学系20の回転運動
に見合った逆回転を与えるような処理を施せば、像回転
補正機構13を設けなくともよい。また、上述実施の形
態においては、コンピュータ5に1台のコンピュータ6
を接続したが、コンピュータ5に複数台のコンピュータ
6を接続してもよく、この場合には各コンピュータ6か
ら観察地情報を含む観察画像情報を送信する。また、上
述実施の形態においては、回転プリズム16を垂直な回
転中心軸を中心に回転し、回転プリズム18を水平な回
転中心軸を中心に回転したが、回転反射装置を他の方向
の回転中心軸を中心に回転してもよく、また必ずしも2
つの回転反射装置の回転中心軸のなす角を90度にしな
くともよい。また、プラネタリウムスクリーン1の中心
からプラネタリウム用投影装置4の投影レンズ19まで
の距離、方向に応じてコンピュータ画像情報、観察画像
情報を補正すれば、投影方向によりコンピュータ画像、
観察画像のサイズの変化や歪が生ずるのを防止すること
ができる。また、100万〜200万画素のビデオプロ
ジェクタ11を用い、画像の視野角を5〜15度程度と
したときには、0.2分/ラインペアといった高精彩な
画像を得ることができる。
【0014】
【発明の効果】本発明に係るプラネタリウムにおいて
は、プラネタリウムスクリーンの任意の位置に画像を映
し出すことが容易であるから、プラネタリウムスクリー
ンに映し出された星空との位置関係を保ちながら画像を
映し出すことが容易である。
【0015】また、プラネタリウム用投影装置に制御装
置を接続し、制御装置に天体観測装置を接続したときに
は、プラネタリウムの観客の意思に基づいて天体観測装
置を制御することができるから、プラネタリウムの観客
は居ながらにしてあかたも遠隔地に設けられた天体観測
装置を自ら操作し観察しているかのような仮想体験がで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るプラネタリウムを示す概略図であ
る。
【図2】図1に示したプラネタリウムに使用するプラネ
タリウム用投影装置を示す概略図である。
【図3】本発明に係る他のプラネタリウムを示す概略図
である。
【符号の説明】
1…プラネタリウムスクリーン 2…プラネタリウム投影機 4…プラネタリウム用投影装置 5…コンピュータ 6…コンピュータ 7…電波望遠鏡 8…天体望遠鏡 11…ビデオプロジェクタ 20…可動式光学系 21…プラネタリウム投影機 23…宇宙観測装置

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】プラネタリウム投影機とプラネタリウムス
    クリーンとを有するプラネタリウムにおいて、画像に応
    じた光を発生する光発生装置と上記光発生装置から発生
    した光を任意の方向に投影する可動式光学系とを有する
    プラネタリウム用投影装置を設け、上記可動式光学系と
    して、上記光発生装置から発生した光を反射する第1の
    回転反射装置と、上記第1の回転反射装置を回転する第
    1の回転手段と、上記第1の回転反射装置で反射された
    光を反射する第2の回転反射装置と、上記第2の回転反
    射装置を回転する第2の回転手段とを有するものを用い
    ことを特徴とするプラネタリウム。
  2. 【請求項2】上記プラネタリウム用投影装置に制御装置
    を接続し、上記制御装置に天体観測装置を接続したこと
    を特徴とする請求項1に記載のプラネタリウム。
  3. 【請求項3】 上記光発生装置と上記第1の回転反射装置
    との間に像回転補正機構を設けたことを特徴とする請求
    項1または2に記載のプラネタリウム。
  4. 【請求項4】 上記第1、第2の回転反射装置として第
    1、第2の回転プリズムを用いたことを特徴とする請求
    項1、2または3に記載のプラネタリウム。
  5. 【請求項5】 上記第1、第2の回転手段として第1、第
    2のサーボモータを用いたことを特徴とする請求項1〜
    4のいずれかに記載のプラネタリウム。
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