JP3077548U - 液晶型プラネタリウム簡易表示器（電子星座早見盤） - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 小型液晶ディスプレイにプラネタリウムソフ
トを表示させ、簡便に星空観測に利用できる電子星座早
見盤を提供する。 【解決手段】 小型液晶ディスプレイに５等星くらいま
での星と惑星を含む星座図を表示させる。内蔵時計によ
って、液晶には常に現在時刻の星空が表示され、日周運
動する。液晶の輝度は個人の目の能力にあわせて調整で
きるようにする。プラネタリウムソフトの目的を、眼視
観測者用の星座早見だけに特化させ、その他の不要な機
能は一切削る。操作が簡単で、子どもたちにも入手可能
な値段の簡易星座表示器となる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、小型液晶ディスプレイと簡易プラネタリウムソフトの組み合わせで ある。

【０００２】

【従来の技術】

実際に星空を観察しながら星や星座の名称を学習するために、星座早見盤は非 常に有効、かつ必須な器具である。しかし、従来の星座早見盤では、夜間に観測 現場で使用することをあまり考慮されておらず、暗闇での時刻合わせはなかなか 難しい。人間の目は周囲の暗さに慣れるまで、数分〜数十分を要する。星座の確 認や時刻合わせのたびに逐一照明（懐中電灯など）を当てると、せっかく暗夜に 慣れた目の瞳孔は縮み、再び星空を見上げたときには星座が識別しにくくなって いる。

【０００３】 この対策のため、星座図を蛍光塗料で描いた星座早見盤があるが、畜光力の大 きな塗料でも、30分〜１時間ほど暗闇に置くと蛍光は薄れてしまう。長時間観測 する際などには効果が期待できない。

【０００４】 さらに困ったことに、星座早見盤には惑星の表示ができないため、木星や土星 、金星などの明るい惑星が見えている夜空の場合、ふだん星座を見慣れていない 人にとって、星座の形を見わけることは意外に困難なのである。

【０００５】 一方、現在市販されているパソコン用のプラネタリウムソフトは、どんな時刻 のどんな場所での星空もシュミレートでき、惑星だけでなく流星群や黄道光まで 表示できるものもある。また一部を拡大して星雲や星団を表示できるなど至れり 尽くせりである。これをノートパソコンに搭載すれば、天体観測の補助としてこ れ以上のものはない。しかし機材としては大がかりで高価となり、その操作もパ ソコンに不慣れな人にとってはやはり難しい。

【０００６】 天体観測のマニアでなくても、ふと見上げた夜空の星が、どんな星座の何とい う名の星かを知りたいという人は、幅広い年齢層に数多く存在する。そうした人 々が日常的に手軽に使用でき、簡単に星座を覚えられる、安価な簡易星座表示器 が求められている。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

夜間に観測現場で使用しても、目を痛めることなく方角の選択や時刻合わせが できること。現在時刻の惑星も表示され、ビギナーでも簡単に星座の姿がつかめ ること。

【０００８】 プラネタリウムソフトの目的を、眼視観測者用の星座早見だけに特化させ、そ の他の不要な機能は一切削る。操作が簡単で、子どもたちにも入手可能な値段の 簡易星座表示器とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本液晶式プラネタリウム簡易表示器とは、15cm四方くらいの液晶に、その時々 の星座図を表示させる装置である。リアパネルの「観測地合わせ」ボタンで最も 近い都市を選択し、「時計セット」ボタンで現在の日付と時刻を一度セットすれ ば、内蔵時計が設定されて、フロントパネルの液晶には常に現在時刻の星空が表 示される。スイッチを切っても内蔵時計は動いているので、いつでも現在時刻の 星空が再現できる。

【００１０】 フロントパネルには五つの方角ボタンがあり、それぞれ北天、東天、南天、西 天、天頂の画面に切り替えられる。電源が入っている間、星座は日周運動に合わ せて動いていく。もちろん惑星もその時刻に会わせて表示されるので、星空にな じみの少ない人でも、星座の姿にとまどうことがない。

【００１１】 液晶画面の輝度は、サイドパネルの「光量調節ボタン」で個人の目の能力にあ わせて調整できるので、これによって、開ききった瞳孔にも影響を与えることな く、実際の星空と星座図とを交互に視認することができる。

【００１２】 昼間のうちに今夜の星空を確認しておきたいときや、過去や未来の星空を表示 させたいときは、リアパネルで日付と時刻を変更し、「表示」ボタンを押す。現 在の星空に戻すには、フロントパネルの「現在時刻」ボタンを押すだけでよい。

【００１３】

【考案の効果】

プラネタリウムソフトは、こうした「眼視観測のための星座早見」だけの機能 に特化させ、その他の余計な機能は排除する。

【００１４】 500×300ピクセル程度の液晶に、実際に肉眼で見える5等星までくらいの恒星 の、赤径・赤緯データを液晶面の高度と方位角に変換して表示する。5分間隔程 度で日周表示させる場合、プログラム本体は数100ＫＢで済む。5画面の切り替え 方式を採用しても、必要メモリはほとんど増えない。これに恒星と惑星のデータ 領域としてさらに1ＭＢもあれば充分であろう。

【００１５】 惑星についても、その軌道要素データさえあれば、地軸秤動の影響が無視でき るBC1000年〜AD5000年くらいの範囲で画面に表示できる。

【００１６】 すなわち数ＭＢのＲＯＭと小型で安価な液晶ディスプレイを組み合わせ、小学 生が片手でかざして実際の星空と見比べることの出来る大きさと重さにし、手軽 に購入できる金額の製品にすることは、従来の部品を使って充分に可能である。

【提出日】平成１２年１２月１４日（２０００．１２．１４）

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】考案の詳細な説明

【補正方法】変更

【補正内容】 【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、液晶ディスプレイと簡易プラネタリウムソフトの組み合わせである。

【０００２】

【従来の技術】

実際に星空を観察しながら星や星座の名称を学習するために、星座早見盤は非 常に有効、かつ必須な器具である。しかし、従来の星座早見盤は、夜間に観測現 場で使用することをあまり考慮されておらず、暗闇での時刻合わせはなかなか難 しい。人間の目は周囲の暗さに慣れるまで、数分〜数十分を要する。星座の確認 や時刻合わせのたびに逐一照明（懐中電灯など）を当てると、せっかく暗夜に慣 れた目の瞳孔は縮み、再び星空を見上げたときには星座が識別しにくくなってい る。

【０００３】 この対策のため、星座図を蛍光塗料で描いた星座早見盤があるが、畜光力の大 きな塗料でも、30分〜１時間ほど暗闇に置くと蛍光は薄れてしまう。長時間観測 する際などには効果が期待できない。

【０００４】 さらに困ったことに、星座早見盤には惑星の表示ができないため、木星や土星 、金星などの明るい惑星が見えている夜空の場合、ふだん星座を見慣れていない 人にとって、星座の形を見わけることは意外に困難なのである。

【０００５】 一方、現在市販されているパソコン用のプラネタリウムソフトは、どんな時刻 のどんな場所での星空もシュミレートでき、惑星だけでなく流星群や黄道光まで 表示できるものもある。また一部を拡大して星雲や星団を表示できるなど至れり 尽くせりである。これをノートパソコンに搭載すれば、天体観測の補助としてこ れ以上のものはない。しかし機材としては大がかりで高価となり、その操作もパ ソコンに不慣れな人にとってはやはり難しい。

【０００６】 天体観測のマニアでなくても、ふと見上げた夜空の星が、どんな星座の何とい う名の星かを知りたいという人は、幅広い年齢層に数多く存在する。そうした人 々が日常的に手軽に使用でき、簡単に星座を覚えられる、安価な簡易星座表示器 が求められている。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

パソコンやパソコン用のプラネタリウムソフトを使用せず、眼視観測者用に星 座を表示させることだけに特化した、安価で操作が簡単な星座早見盤を提供する 。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案の液晶型プラネタリウム簡易表示器とは、小型の表示装置に、その時々 の星座図を表示させる装置である。たとえば小容量で最小限の演算機能をもつＲ ＯＭと、市販の小型液晶ディスプレイを組み合わせることで、夜間に観測現場で 使用しても、目を痛めることなく、操作が簡単で、子どもたちにも入手可能な値 段の簡易星座表示器とすることができる。

【０００９】

【実施例】

図３をもとに、本考案を表示部、記憶部、演算部、操作部の４つに分けて、そ の具体例を以下に示す。 まず表示部であるが、本プラネタリウム簡易表示器としては、実際に肉眼で見 える5等星までくらいの恒星を表示できればよいので、大きさ15cm四方くらい、 画素数500×300ピクセル程度の小型液晶が適すると思われる。 星の等級はピクセルの大きさで表現する。画面全体の幅が数十ピクセルでは５ 等級の階差を十分に表現できないので、やはり数百ピクセル四方の画素数は必要 であろう。

【００１０】 次に本プラネタリウム簡易表示器の記憶部には、恒星と惑星の基本データを収 納する。５等級までの恒星の数は、全天でおよそ1700個である。テーブルデータ としては、それぞれについて赤経、赤緯、光度、色、名称などがあれば良い。そ うするとデータ領域は、１個について30バイトとしても50KB（キロバイト）くら いにしかならない。これは1MBフロッピィディスクの1/20倍以下の量である。 惑星についても、その平均近点離角、離心率、長半径、近日点距離などの軌道 要素データさえあれば、高度と方位角に変換できる。しかも肉眼で見えるのは、 水星、金星、火星、木星、土星の五惑星なので、データ領域も僅か200バイト程 度ですむ。

【００１１】 また、観測地の緯度と経度を、最も近い日本の主要都市のデータから選択でき るように準備する。これも眼視観測用であれば、根室，札幌，秋田．仙台．東京 ，新潟，名古屋，大阪，広島，松江，高知，福岡，鹿児島，那覇など10〜14ヶ所 くらいのデータがあれば充分である。これも100〜200バイトで足りる。

【００１２】 本プラネタリウム簡易表示器の演算部は、赤径・赤緯データを液晶面の高度と 方位角に変換するためのソフトとして、記憶部と同じＲＯＭに書き込んでおく。 このプラネタリウムソフトはとにかく「眼視観測のための星座早見」だけの機能 に特化させ、その他の余計な機能は一切排除する。

【００１３】 ある恒星の赤経α、赤緯δを、ある時刻の方位角Ａと高度ｈに変換するには、 その土地の地球上の経度λと緯度ψ、それに準ユリウス日（MJD）が必要である 。（図４参照） 観測地の経度と緯度は、前述した卑近な主要都市のデータから取得する。 グレゴリオ暦からMJDを求める式は MJD＝int(365.25yy)＋int(yy/400)−int( yy/100)＋int{30.59(mo-2)}＋dd−678912＋((hh−9)＋mm/40)/24 ただしyy：西暦年，mo：月，dd：日，hh：日本標準時，mm：分 である。

【００１４】 さらにMJDから、その時刻にその場所で南中している星の赤経（視恒星時θd） が求まる。式は θd＝360゜frc{0.671262＋(24h00m00'00/23h56m04'09)(MJD−40 000)＋λ/360゜} ある星の時角（現在南中星との赤径差）は Ｈ＝θd−α なので、方位角Ａ と高度ｈは次の３式から求まる。（図５参照） CosｈCosＡ＝−SinδCosψ＋CosδSinψCosＨ CosｈSinＡ＝CosδSinＨ Sinｈ＝SinδSinψ＋CosδSinψCosＨ

【００１５】 例えば南天を表示する場合、地平線上の南を原点Ｓとして画面上にＹＸ軸をと る。Ｓから恒星までの角距離Ｑは、CosＱ＝CosｈCosＡで求め、天頂からの方向 角 SinＶ＝SinＡCosｈ/SinＱ、画面上のＳからの距離ρ＝Ｒ×Ｑ を使って Ｘ＝ρSinＶ Ｙ＝ρCosＶ の位置に表示すればよい。ただしＲは画面上の天球の半径である。（図６参照 ） こうして1700個の恒星について、現在の画面の範囲に表示が必要かどうかの判 断は、数十ms（ミリ秒）でできる。

【００１６】 こうしたことは既にプラネタリウムソフトも数多く作られているし、書物もた くさん出ている。なにも新案に属することではない。 ただし、地球の歳差運動や、各星の固有運動量などによる誤差は省略して、プ ログラムを、眼視用だけに限定して簡略化する。

【００１７】 これらを5分間隔程度で日周表示させる場合、プログラム本体は数100ＫＢで済 む。「東天」「西天」「南天」「北天」「天頂」の5画面の切り替え方式を採用 しても、必要メモリはほとんど増えない。 記憶部との合計でも、フロッピィディスク半分ほどのROMにすべてを収めてし まうことが出来るであろう。

【００１８】 最後に、本プラネタリウム簡易表示器の操作部としての一例を示す。 リアパネルの「観測地合わせ」ボタンで最も近い都市を選択できる。このボタ ンは、頻繁に操作するところではないので、誤動作を防ぐため凹型にしておいた 方が良いかも知れない。 「時計セット」ボタンで現在の日付と時刻を一度セットすれば、内蔵時計が設 定されて、フロントパネルの液晶には常に現在時刻の星空が表示される（図２） 。スイッチを切っても内蔵時計は動いているので、いつでも現在時刻の星空が再 現できる。

【００１９】 フロントパネルには五つの方角ボタンがあり、それぞれ北天、東天、南天、西 天、天頂の画面に切り替えられる（図１）。これらのボタンは、観測中に暗闇で の頻繁な使用が考えられるので、ＬＥＤを透明カバーで覆うなどの配慮をした方 がよい。 電源が入っている間、星座は日周運動に合わせて動いていく。もちろん惑星も その時刻に会わせて表示されるので、星空になじみの少ない人でも、星座の姿に とまどうことがない。 液晶画面の輝度は、サイドパネルの「光量調節ボタン」で個人の目の能力にあ わせて調整できるので、これによって、開ききった瞳孔にも影響を与えることな く、実際の星空と星座図とを交互に視認することができる。

【００２０】 昼間のうちに今夜の星空を確認しておきたいときや、過去や未来の星空を表示 させたいときは、リアパネルで日付と時刻を変更し、「表示」ボタンを押す。現 在の星空に戻すには、フロントパネルの「現在時刻」ボタンを押すだけでよい。

【００２１】

【考案の効果】

こうして最小のＲＯＭと小型で安価な液晶ディスプレイを組み合わせれば、小 学生が片手でかざして実際の星空と見比べることの出来る大きさと重さで、かつ 手軽に購入できる金額の電子星座早見盤が、従来の部品を使って充分に製作可能 となる。 夜間に観測現場で使用しても、目を痛めることなく、方角の選択や時刻合わせ ができる。現在時刻の惑星も表示され、ビギナーでも簡単に星座の姿をつかむこ とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る液晶型プラネタリウム簡易表示器
のフロントパネルである。

【図２】本考案に係る液晶型プラネタリウム簡易表示器
のリアパネルである。

【符号の説明】

１ 液晶ディスプレイ ２ 星座図（白黒反転表示） ３ 方角選択ボタン ４ 現在時刻ボタン ５ 光量調節つまみ ６ 表示ボタン ７ 時刻セットボタン ８ 観測地表示

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１２年１２月１４日（２０００．１２．
１４）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】実用新案登録請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】恒星や惑星の天球上での位置や軌道に関す
る基本データを記憶させた記憶媒体と、観測者の地球上
での観測位置や時刻・方位などを入力できる操作部と、
恒星や惑星の画面上での表示位置を算出する演算部と、
演算結果を小型液晶ディスプレイなどの表示装置に表示
させる表示部とを備えることによって、簡便に星空観測
に利用できる電子星座早見盤。 ─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１２年１２月１４日（２０００．１２．
１４）

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る液晶型プラネタリウム簡易表示器
のフロントパネルである。

【図２】本考案に係る液晶型プラネタリウム簡易表示器
のリアパネルである。

【図３】本考案に係るチャート図である。

【図４】天球上における赤径、赤緯の定義を示す。

【図５】観測地における高度と方位角の定義を示す。

【図６】液晶画面における表示位置座標と、恒星の高度
・方位角との関係を示す。

【符号の説明】 １． 液晶ディスプレイ ２． 星座図（白黒反転表示） ３． 方角選択ボタン ４． 現在時刻ボタン ５． 光量調節つまみ ６． 表示ボタン ７． 時刻セットボタン ８． 観測地表示 ９． 観測地選択ボタン（凹型）

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

【手続補正５】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】追加

【補正内容】

【図３】

【手続補正６】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】追加

【補正内容】

【図４】

【手続補正７】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】追加

【補正内容】

【図５】

【手続補正８】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６

【補正方法】追加

【補正内容】

【図６】

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶ディスプレイにプラネタリウムソフ
   トを表示させ、簡便に星空観測に利用できる電子星座早
   見盤。