JP3161660U - プラネタリウム装置 - Google Patents

Abstract

【課題】操作卓から離れた観客席の中や正面でオペレータが操作しながら解説することを可能とするプラネタリウム装置を提供する。【解決手段】オペレータにより引き起こされるコントローラの運動を検出するセンサおよび、検出した運動情報を制御装置に送信する手段を設けたコントローラ１と、受信したコントローラの運動情報をオペレータが意図するプラネタリウム装置の動作命令として解析し、各投映機および演出装置に制御信号を送信する制御装置１０を有するプラネタリウム装置において、オペレータにより引き起こされるコントローラの運動情報のうちの任意のもののみをオペレータの選択により有効とする手段および、運動情報をオペレータが意図する種類の装置に対する命令として選択する手段を設ける。【選択図】図３

Description

この考案は光学式プラネタリウム投映機、またはビデオプロジェクタからスクリーンに星野を投映するプラネタリウム投映機に関し、より詳細にはオペレータによる操作手段に改良を加えたプラネタリウム装置に関する。

プラネタリウム装置はオペレータにより操作されるが、従来の手動操作においては、光学式プラネタリウム投映機の軸を回転させる手法として、ドーム内に設置された操作卓のパネルに配置されたボリウムをオペレータが捻ることにより、操作卓に接続されたプラネタリウム制御装置によって天文計算が行われ、その結果に基づいて軸を回転させるのが一般的であった。また、プロジェクタからスクリーンに星野を投映するプラネタリウム投映機においても同様の制御方法が採用されてきた。

しかし、操作卓による制御方法においては、プラネタリウム上演中の暗闇の中で、オペレータが記憶に頼り、手探りでパネルに配置されたボリウムを探さなければならないため不便であった。また、オペレータはプラネタリウム装置を操作するためには、操作卓に手が届く範囲にオペレータが居る必要があり、オペレータは操作卓を離れることができなかった。

ところで、オペレータの体にその動きを検出するセンサを装着し、その動きに応じて機械を操作する技術は広く知られたおり（特許文献１）、これをプラネタリウム装置の操作に適用した考案も公知である（特許文献２）。
特開平０８- ０１４９１１公報 特開２００１−３５６６８４公報

前記の特許文献２に記載の考案はオペレータの腕の動きに応じてプラネタリウム装置の制御を行おうというものであり、これらに応じた腕の動きを予め決めておかなければならない。しかしながら、実際のプラネタリウム装置において想定される動作は多種多様であり、腕の動きの種類もこれらに応じて多種多様なものとならざるを得ず、オペレータにおいてこれらを覚えておくことは大変な負担である。

一方、人間の習性として無意識に腕を動かすことがあり、この無意識の動きによりプラネタリウム装置に誤った制御指示を出すおそれもある。

この考案のプラネタリウム装置は以上の従来技術の問題点に鑑みて創作されたものであり、オペレータにより引き起こされるコントローラの運動をコントローラの傾き、回転、加速度として検出するセンサおよび、検出した運動情報を制御装置に送信する手段を設けたコントローラと、受信したコントローラの運動情報をオペレータが意図するプラネタリウム装置の動作命令として解析し、各投映機および演出装置に制御信号を送信する制御装置を有するプラネタリウム装置において、オペレータにより引き起こされるコントローラの運動情報のうちの任意のもののみをオペレータの選択により有効とする手段および、運動情報をオペレータが意図する種類の装置に対する命令として選択する手段を設けたことを特徴とする。

なお、前記のプラネタリウム装置の動作命令としては例えば次のようなものが挙げられる。
(1) 光学式プラネタリウム投映機の軸の回転。
(2) ビデオプロジェクタからスクリーンに投映される映像の回転。
(3) 観客に対する宇宙空間の飛行の疑似体験。
(4) 光学式プラネタリウム投映機の電球の調光。
(5) ビデオプロジェクタからスクリーンに投映される映像の全部または一部の明るさの設定。
(6) 自動演出プログラムの読み込み、再生、停止、一時停止。

以上の構成からなるこの考案のプラネタリウム装置によれば、操作卓に全く手を触れることなく、コントローラを持つ手を傾けたり、捻ったり、振ったりする感覚的な動作により、操作卓から離れた場所でも、オペレータの思いのままに光学式プラネタリウム投映機の軸やビデオプロジェクタから投映された映像を回転させたり、恒星電球を調光させたり、自動演出ファイルを再生させたりできるようになる。

従来は、操作卓が客席の後方に設置されており、また操作卓から離れて操作できることに制限があったため、オペレータが観客に対面して解説を行うことが困難だった。この考案により、オペレータは操作卓から離れた観客席の中や正面で解説が可能になり、学習投映においては生徒の理解力の向上に寄与する。また、対面することにより観客との対話が可能なプラネタリウム投映が可能になる。

一方、オペレータにより引き起こされるコントローラの運動情報の内の任意のもののみをオペレータの選択により有効とするので、無意識の動きによりプラネタリウム装置に誤った制御指示を出すことがない。

また、運動情報をオペレータが意図する種類の装置に対する命令として選択する手段を有するので、オペレータにより引き起こされるコントローラの運動の種類は最小限とすることが可能となり、オペレータに過度の負担をかけることがない。

この考案のプラネタリウム装置のコントローラの斜視図。 同上、コントローラの電気回路を示すブロック図。 この考案のプラネタリウム装置のブロック図。 同上、手順の流れを示すフローチャート。 この考案のプラネタリウム装置において、コントローラによって光学式プラネタリウム投映機の緯度軸を回転させる様子を示す斜視図。 この考案のプラネタリウム装置において、コントローラによって光学式プラネタリウム投映機の日周軸を回転させる様子を示す斜視図。 この考案のプラネタリウム装置において、コントローラによって光学式プラネタリウム投映機の方位軸を回転させる様子を示す斜視図。

以下、この考案の具体的実施例を添付図面に基づいて説明する。図１はこの考案のプラネタリウム装置のコントローラ１を示す図、図２はその電気回路を示すブロック図である。このコントローラ１は筐体内にセンサ２が収容され、オペレータにより引き起こされるコントローラの運動をコントローラの傾き、回転、加速度として検出する。ここではセンサとして多軸加速度センサを想定しているが、センサは加速度センサだけでなく、傾斜センサやジャイロセンサ、磁気センサを利用してもよい。センサからの信号は処理装置３により運動情報として処理され、送受信機６により制御装置（ホストコンピュータ）１０の送受信機１１に送信される。

図３はこの考案のプラネタリウム装置の全体のブロック図、図４は手順の流れを示すフローチャートである。図中符号１０は送受信機１１により受信したコントローラの運動情報をオペレータが意図するプラネタリウム装置の動作命令として解析し、各投映機および演出装置に制御信号を送信する制御装置（ホストコンピュータ）であり、この制御装置は通常の操作卓（コンソールパネル）１２も備える。図中符号２０はプラネタリウム装置の光学式恒星投映機２２、光学式惑星投映機２３、アクセサリー２１を制御するためのプラネタリウム制御コンピュータ、図中符号３０はプラネタリウム装置の各種のビデオプロジェクタ３２を制御するためのビデオ映像制御コンピュータであり、前記の制御装置１０からの制御信号を受け付ける。なお、コントローラ１は制御装置１０に状態を絶え間なく送信しても、あるいは変化の生じたときだけ送信するようにしても、どちらでもよい。

前記のコントローラ１はディスプレイ５１、スピーカ５２、イヤホーンジャック５３などの表示装置５と、押しボタン４１、回転ボリウム４２、スライドボリウム４４などの入力装置を有する。

入力装置４１はオペレータにより引き起こされるコントローラの運動情報のうちの任意のもののみをオペレータの選択により有効としたり、運動情報をオペレータが意図する種類の装置に対する命令として選択するために使用される。

すなわち、コントローラには複数個の押しボタンやスイッチが配置され、これらの押しボタンやスイッチは、オペレータが意図的に操作することにより
(1) コントローラの回転情報の送信を禁止したり、再び許可したり
(2）検出した加速度のうち、特定の方向だけの回転情報の送信を禁止したり、再び許可したり
(3）回転情報のモードを切り替え、オペレータの同じ手の動きに対して、異なる種類の装置に対する回転命令を与えたり、
(4) 光学式プラネタリウム投映機の電球の明るさを調光したり、
(5) プロジェクタから投映された映像の明るさを変化させること、
〜ができるようにするために使用する。

この実施例においては、押しボタン４１は１０個備えられ、切り換えスイッチ４３によりこれらをＢ１からＢ２０の押しボタンに振り分けて使用可能としている。

コントローラには複数個のボリウムが配置され、これらのボリウムは、
(1) 特定の回転命令を与えたり、
(2) 光学式プラネタリウムの電球を調光させること、
〜ができるようにするために使用する。

ディスプレイ５１は現在日時や現在地の経度や緯度をオペレータに知らせるためのものであり、図示しないがその他に回転のモードや動作状況をオペレータに知らせるための表示灯を備えてもよい。また、スピーカ５２およびにイヤホーンジャック５３はオペレータにエラーを知らせるためのものであり、その他に振動モータを内蔵してもよい。

次に、この考案のプラネタリウム装置のコントローラ１による制御例のいくつかを列挙することとする。

オペレータがコントローラをスクリーンに向け、押しボタンＢ１７を押しながら、星野を移動させたいスクリーン上の場所へコントローラを向け、押しボタンＢ１７を離すと、センサで検出された移動量に応じて、光学式プラネタリウムの全軸による合成回転させ星野を移動させる。コントローラの高度を一定に保って移動させると、方位回転ができる。

オペレータがコントローラをスクリーンに向け、押しボタンＢ１７を押しながら、星野を移動させたいスクリーン上の場所へコントローラを向け、押しボタンＢ１７を離すと、センサで検出された移動量に応じてビデオプロジェクタの映像が移動する。

オペレータが押しボタンＢ１９を押しながら、コントローラを携帯してドーム内を移動すると、センサで検出した加速度と移動時間から、オペレータの水平面上における移動量を計算し、その移動量に応じて、天体上の経度と緯度を変化させる。例えば、2 次元平面状のＸ軸の移
動量により緯度を変化させ、Ｙ軸の移動量により経度を変化させる。

オペレータがコントローラの押しボタンＢ２を押し続けながらコントローラを上向きまたは下向きに傾けたとき、コントローラの多軸加速度センサにより検出された重力加速度のピッチ成分を、制御装置（ホストコンピュータ）による天文計算により、
(1) 視点位置が任意の天体上においては緯度の角速度に変換し、
(2) 一方、宇宙空間の座標においては視線方向のピッチの角速度に変換し、
〜光学式プラネタリウム投映機２２の緯度軸２２Ａを回転させ続ける。ビデオプロジェクタから投映された映像についても同様に、緯度またはピッチ方向に回転させ続ける。このとき、ピッチ成分の正の加速度を回転の正転、負の加速度を逆転とする。コントローラの傾きを水平にすると回転は減速して停止する。また、オペレータの指が押しボタンＢ２から離れても回転は減速して停止する。

オペレータがコントローラの押しボタンＢ４を押し続けながらコントローラを左または右に傾けたとき、コントローラの多軸加速度センサにより検出された重力加速度のロール成分を、制御装置（ホストコンピュータ）による天文計算により、
(1) 視点位置が任意の天体上においては経度の角速度に変換し、
(2) 一方、宇宙空間の座標においては視線方向のロールの角速度に変換し、
〜光学式プラネタリウム投映機２２の日周軸３を回転させ続ける。ビデオプロジェクタから投映された映像についても同様に、経度またはロール方向に回転させ続ける。このとき、ロール成分の正の加速度を回転の正転、負の加速度を逆転とする。コントローラの傾きを水平にすると回転は減速して停止する。また、オペレータの指が押しボタンＢ４から離れても回転は減速して停止する。

オペレータがコントローラの押しボタンＢ６を押し続けながらコントローラを左または右に傾けたとき、コントローラの多軸加速度センサにより検出された重力加速度のロール成分を、ホストコンピュータによる天文計算により、日時経過速度に変換する。プラネタリウムの日時が経過することにより、光学式プラネタリウム投映機は日周運動や年周運動、アナレンマ、歳差運動する。ビデオプロジェクタから投映された映像についても同様に運動する。このとき、ロール成分の正の加速度を時刻が未来へ進み、負の加速度を過去へ遡るものとする。コントローラの傾きを水平にすると運動は中止され、回転は減速して停止する。また、オペレータの指が押しボタンＢ６から離れても運動は中止され、回転は減速して停止する。
この場合、運動を区別するため、
押しボタンＢ６を日周運動
押しボタンＢ７を年周運動
押しボタンＢ８をアナレンマ
押しボタンＢ９を歳差運動
〜とする。

コントローラの押しボタンは、オペレータにより複数同時に押されても良い。この場合は複数の軸が同時に回転する。例えば、押しボタンＢ２と押しボタンＢ４が同時に押された場合は、緯度軸と日周軸がコントローラの傾きによって、同時に回転する。

コントローラは１台を片手に持つだけでなく、コントローラ２台を両手に持ち、左右のコントローラで異なる動作をすることにより、光学式プラネタリウム投映機やビデオプロジェクタから投映された映像を回転させてもよい。例えば左手のコントローラではボタンＢ２を押しながら上下に傾け、右手のコントローラではボタンＢ４を押しながら、左右に傾けることにより、緯度軸と日周軸を同時に回転させることができる。

オペレータがコントローラの押しボタンＢ１を押し続けながらコントローラを上方または下方に振ったとき、コントローラに内蔵された多軸加速度センサにより検出されたピッチ成分の加速度を、制御装置（ホストコンピュータ）による天文計算により、
(1) 視点位置が任意の天体上においては緯度の回転角度に変換し、
(2) 一方、宇宙空間の座標においては視線方向のピッチの回転角度に変換し、
〜光学式プラネタリウム投映機の緯度軸を回転させたのち停止させる。ビデオプロジェクタから投映された映像についても同様に、緯度またはピッチ方向に回転させたのち停止させる。このとき、ピッチ成分の正の加速度を回転の正転、負の加速度を逆転とする。押しボタンを押し続ける行為により、オペレータが操作卓からコントローラを手に取った時に、オペレータの意図に反して回転するのを防ぐ。

オペレータがコントローラの押しボタンＢ３を押し続けながらコントローラを左または右に振ったとき、コントローラの多軸加速度センサにより検出された加速度のロール成分を、制御装置（ホストコンピュータ）による天文計算により、
(1) 視点位置が任意の天体上においては経度の回転角度に変換し、
(2) 一方、宇宙空間の座標においては視線方向のロールの回転角度に変換し、
〜光学式プラネタリウム投映機の日周軸を回転させたのち停止させる。ビデオプロジェクタから投映された映像についても同様に、経度またはロール方向に回転させたのち停止させる。このとき、ロール成分の正の加速度を回転の正転、負の加速度を逆転とする。

オペレータがコントローラの全ての押しボタンから指を離している状態でコントローラを垂直にしたのち、オペレータがコントローラの押しボタンＢ５を押し続けながらコントローラを左または右回りに捻ったとき、コントローラの多軸加速度センサにより検出された加速度のロール成分を、制御装置（ホストコンピュータ）による天文計算により、
(1) 視点位置が任意の天体上においては方位の回転角度に変換し、
(2) 一方、宇宙空間の座標においては視線方向のヘディングの回転角度に変換し、
〜光学式プラネタリウム投映機２２の方位軸４を回転させたのち停止させる。ビデオプロジェクタから投映された映像についても同様に、方位またはヘディング方向に回転させたのち停止させる。このとき、ロール成分の正の加速度を回転の正転、負の加速度を逆転とする。

オペレータが押しボタンＢ１８を押しながら、コントローラを上に移動させると、移動量に応じて、天体上における視点位置の高度を上げる。

オペレータが押しボタンＢ１８を押しながら、コントローラを下に移動させると、移動量に応じて、天体上における視点位置の高度を下げる。

オペレータがコントローラの押しボタンＢ１０を押し続けながらコントローラを左または右に傾けたとき、コントローラの多軸加速度センサにより検出された重力加速度のロール成分を、制御装置（ホストコンピュータ）により解析し、
(1) 光学式プラネタリウム投映機の電球の明るさを調光させたり、
(2) ビデオプロジェクタの絞りを開閉させたり、
(3) ビデオプロジェクタから投映された映像の全てまたは一部の明るさを変化させる。
このとき、反時計回りに傾けたときに暗くし、時計回りに傾けたとき明るくする。制御対象を区別するため、
押しボタンＢ１０を恒星電球
押しボタンＢ１１を天の川電球
押しボタンＢ１２を太陽電球
押しボタンＢ１３を太陽電球
押しボタンＢ１４を月電球
押しボタンＢ１５をビデオプロジェクタの絞り
押しボタンＢ１６をビデオプロジェクタの映像
〜とする。また、コントローラを左右に傾ける代わりに、コントローラを上下に傾けることによって、調光させたり明るさを変化させてもよい。

１ コントローラ
２ センサ

Claims (7)

1. オペレータにより引き起こされるコントローラの運動をコントローラの傾き、回転、加速度として検出するセンサおよび、検出した運動情報を制御装置に送信する手段を設けたコントローラと、受信したコントローラの運動情報をオペレータが意図するプラネタリウム装置の動作命令として解析し、各投映機および演出装置に制御信号を送信する制御装置を有するプラネタリウム装置において、オペレータにより引き起こされるコントローラの運動情報のうちの任意のもののみをオペレータの選択により有効とする手段および、運動情報をオペレータが意図する種類の装置に対する命令として選択する手段を設けたことを特徴とするプラネタリウム装置。
2. 検出したコントローラの運動情報により判定されるオペレータが意図するプラネタリウム装置の動作は、光学式プラネタリウム投映機の軸の回転である請求項１記載のプラネタリウム装置。
3. 検出したコントローラの運動情報により判定されるオペレータが意図するプラネタリウム装置の動作は、ビデオプロジェクタからスクリーンに投映される映像の回転である請求項１または２記載のプラネタリウム装置。
4. 検出したコントローラの運動情報により判定されるオペレータが意図するプラネタリウム装置の動作は、観客に対する宇宙空間の飛行の疑似体験である請求項１から３のいずれかに記載のプラネタリウム装置。
5. 検出したコントローラの運動情報により判定されるオペレータが意図するプラネタリウム装置の動作は、光学式プラネタリウム投映機の電球の調光である請求項１から４のいずれかに記載のプラネタリウム装置。
6. 検出したコントローラの運動情報により判定されるオペレータが意図するプラネタリウム装置の動作は、ビデオプロジェクタからスクリーンに投映される映像の全部または一部の明るさの設定である請求項１から５のいずれかに記載のプラネタリウム装置。
7. 検出したコントローラの運動情報により判定されるオペレータが意図するプラネタリウム装置の動作は、自動演出プログラムの読み込み、再生、停止、一時停止である請求項１から６のいずれかに記載のプラネタリウム装置。

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