JP3460316B2 - ドーム投映装置とその投映器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプラネタリウムやそのパ
ノラマ投映器等、ドームスクリーンに画像を投映するド
ーム投映装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、プラネタリウム等のドーム投
映装置のドームとして、水平型と傾斜型とが知られてい
る。いずれの型のドームの場合でも、ドームスクリーン
の下端以下には画像が投映されないようにすることが望
ましい。そこで、ドームの下端以下には画像が投映され
ないように、投映器の前面にシャッタを設け、投映器の
投映像の下部を遮光するようにしたプラネタリウムが知
られている。

【０００３】また、プラネタリウム館から見たパノラマ
をドームの下端付近に投映するパノラマ投映装置も従来
から知られている。特に、パノラマ投映装置を水平な回
転円盤上に複数の投映器が円周方向に配列された構成と
し、回転円盤を回転させることにより、自由な方向にパ
ノラマを投映できるようにしたものも知られている。と
ころで、傾斜型ドームの場合、パノラマ投映装置の回転
円盤を回転させたとき、各投映器から見たドームスクリ
ーンの下端の高さが、回転円盤の回転に伴って変化す
る。このため、各投映器の投映像のシャッタで遮光する
割合を、回転円盤の回転に伴って変化させなければなら
ない。そこで、各投映器の前面に設けたシャッタを回転
円盤の回転に連動して昇降させるようにした投映装置も
知られている（特開昭６０−２２５１３８号公報参
照）。この特開昭６０−２２５１３８号の投映装置で
は、各投映器の前面の遮光板５がワイヤー９，１０によ
って吊り下げられている。ワイヤー９，１０の他端はカ
ム３，４によって作動するレバー７，８に締結されてい
る。カム３，４は、回転円盤の回転に連動して回転す
る。そして、カム３，４が回転すると、それに連動して
レバー７，８が揺動し、それに伴って遮光板５が昇降、
傾斜するようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、傾斜型ドー
ムにおいて、投映器から見たドームスクリーンの下端の
形状は投映器の向きによって変化し、投映器が一周した
ときのドーム下端は正弦波曲線に見える。例えば、傾斜
型ドームの下端の最も低い部分は下に凸の曲線状に見え
るが、傾斜型ドームの下端が最も高い部分は上に凸の曲
線状に見える。ところが、上記特開昭６０−２２５１３
８号の投映装置では、遮光板５の形状を変えることはで
きないので、投映像の形状をドームスクリーンの下端の
形状に合致させることができない。また、カムやワイヤ
ーを用いた構成では、ワイヤーのひっかかりなどが発生
する虞があり、複雑な動きに追従できない。

【０００５】本発明は上記課題に鑑みて為されたもので
あり、投映器がどの方向に向いているときでも、その投
映器の投映像の下端をドーム下端に合致させることがで
きるドーム投映装置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】上記課題を解決するため
請求項１記載の発明は、球面の下部を平面で切除した形
状のドームスクリーンと、前記ドームスクリーンの内部
に、前記平面に対し傾斜した面内で回転可能なように設
けられた投映器と、前記投映器による投映像を前記ドー
ムスクリーンの下端に一致させるべく、前記投映像の一
部を遮光するために設けられた曲線波状の遮光手段と、
前記投映器を回転させてその投映像を移動させるとき、
前記遮光手段を前記投映器の回転方向と平行に前記投映
器とは異なる速度で移動させる駆動手段と、を備え、ド
ームスクリーンの下端が上に見える位置に前記投映器が
あるときは、その投映器の投映像を前記遮光手段の山部
で遮光し、ドームスクリーンの下端が下に見える位置に
前記投映器があるときは、その投映器の投映像を前記遮
光手段の谷部で遮光するように、前記駆動手段は前記遮
光部材を移動させることを特徴とする。また、請求項２
記載のように、前記遮光手段は、その上端が正弦波形状
であればよい。

【０００７】請求項１記載のドーム投映装置の例として
は、請求項５，８記載の構成が考えられる。

【０００８】請求項５記載のドーム投映装置は、球面の
下部を平面で切除した形状のドームスクリーンと、前記
ドームスクリーンの内部に、前記平面に対し傾斜した面
内で回転可能なように設けられた回転円盤と、前記回転
円盤上に設置された投映器と、前記投映器の投映像の一
部を遮光するため、前記回転円盤を囲み、前記回転円盤
と同心円上を回転可能に設けられ、上端が正弦波形状を
成す円筒状のシャッタ板と、前記回転円盤が回転すると
き、前記シャッタ板を前記回転円盤の回転方向と平行に
前記回転円盤とは異なる速度で移動させる駆動手段と、
を備え、ドームスクリーンの下端が上に見える位置に前
記投映器があるときは、その投映器の投映像を前記シャ
ッタ板の正弦波形状の山部で遮光し、ドームスクリーン
の下端が下に見える位置に前記投映器があるときは、そ
の投映器の投映像を前記シャッタ板の正弦波形状の谷部
で遮光するように、前記駆動手段が前記シャッタ板を移
動させることを特徴とする。

【０００９】また、請求項２，５で規定される正弦波形
状は次の式を満足することが望ましい。

【００１０】ｙ＝ｒ・ｔａｎθ／Ｌ ν＝ｋ・Ｎ＋１ 但し、 ｙ：前記正弦波形状の振幅 ｒ：前記ドームスクリーンの半径 θ：前記投映器の回転面（回転円盤）と前記平面とのな
す角 Ｌ：遮光手段に対する、それのドームスクリーン上に投
映される影の拡大率 ν：前記正弦波形状の波数 ｋ：任意の整数 Ｎ：前記投映器の台数 である。

【００１１】更に、投映器（回転円盤）が駆動するとき
に正弦波形状が駆動する速度は次の式を満足することが
望ましい。

【００１２】ωｗ＝ω０・ｋ・Ｎ／(ｋ・Ｎ＋１） 但し、 ωｗ：前記シャッタ板（電気光学シャッタ）の角速度 ω０：前記投映器（回転円盤）の角速度 である。

【００１３】［請求項８］ 球面の下部を平面で切除し
た形状のドームスクリーンと、前記ドームスクリーンの
内部に、前記平面に対し傾斜した面内で回転可能なよう
に設けられた回転円盤と、前記回転円盤上に設置された
投映器と、前記投映器の投映像の一部を遮光するため、
前記回転円盤の同心円上に固設され、微小素子がドット
マトリックス状に配列された電気光学シャッタとを備
え、前記電気光学シャッタには正弦波形状の遮光パター
ンが作成されると共に、前記回転円盤が回転するとき、
前記遮光パターンが前記回転円盤の回転方向と平行に前
記回転円盤とは異なる速度で前記電気光学シャッタ上を
移動し、ドームスクリーンの下端が上に見える位置に前
記投映器があるときは、その投映器の投映像を前記遮光
パターンの正弦波形状の山部で遮光し、ドームスクリー
ンの下端が下に見える位置に前記投映器があるときは、
その投映器の投映像を前記遮光パターンの正弦波形状の
谷部で遮光するように、前記電気光学シャッタの各素子
のオン／オフを制御することを特徴とするドーム投映装
置。

【００１４】この請求項８の正弦波形状は請求項９，１
０に規定されるように、以下の式を満足することが望ま
しい。

【００１５】ｙ＝ｒ・ｔａｎθ／Ｌ λ＝２π・ｒ／Ｌ Ｐ＝ｋ・λ＋λ／Ｎ ωｗ＝ω０・｛１−λ／(２π・Ｒ)｝ 但し、 λ：前記正弦波形状の波長 π：円周率 Ｐ：隣合う投映器が対向する正弦波の位相差 ωｗ：前記遮光パターンの角速度 ω０：前記回転円盤の角速度 Ｒ：前記電気光学シャッタの設置半径 である。

【００１６】また、上記目的を達成するため、請求項１
１記載の投映器は、球面の下部を平面で切除した形状の
ドームスクリーン内に画像を投映するため、前記平面に
対し傾斜した面内で回転可能なように設けられた投映器
であって、電気光学ディスプレイと、光源と、該電気光
学ディスプレイに表示されている画像の該光源による光
像を前記ドームスクリーンに投映するための光学系と、
前記ドームスクリーンに投映すべき画像の原稿と、投映
像の一部を遮光するための正弦波形状の遮光パターンと
の合成画像を前記電気光学ディスプレイに表示させるべ
く、前記電気光学ディスプレイを制御する制御手段とを
備え、前記投映器を回転させてその投映像を移動させる
とき、前記遮光パターンが前記投映器の回転方向と平行
に前記投映器とは異なる速度で前記電気光学シャッタ上
を移動し、ドームスクリーンの下端が上に見える位置に
前記投映器があるときは、その投映器の投映像を前記遮
光パターンの正弦波形状の山部で遮光し、ドームスクリ
ーンの下端が下に見える位置に前記投映器があるとき
は、その投映器の投映像を前記遮光パターンの正弦波形
状の谷部で遮光するように、前記原稿と前記遮光パター
ンとの合成を前記制御手段が逐次行うことを特徴とす
る。

【００１７】この場合、請求項１２記載のように、前記
遮光パターンの下端を正弦波形状にすればよい。この正
弦波形状は、請求項１３記載のように、以下の式を満足
することが望ましい。

【００１８】ｙ＝ｒ・ｔａｎθ／Ｌ λ＝２π・ｒ／Ｌ また、請求項１１の遮光パターンの角速度は、以下の式
を満足することが望ましい。

【００１９】ωＷ＝ω０・｛１＋λ／(２π・Ｒ)｝ 即ち、前記遮光パターンの電気光学ディスプレイ上での
移動速度Ｖを、Ｖ＝λ・ω０／(２π）とすればよい。

【００２０】また、請求項１５記載の発明は、請求項１
１記載の投映器において、前記制御手段が、前記原稿を
表す画像データを記憶する第１のビデオＲＡＭと、前記
遮光パターンを表す画像データを記憶する第２のビデオ
ＲＡＭと、前記第１ビデオＲＡＭに記憶されている画像
データと前記第２ビデオＲＡＭに記憶されている画像デ
ータとの論理積を出力するＡＮＤ回路と、該ＡＮＤ回路
から出力される画像データを記憶する第３のビデオＲＡ
Ｍと、該第３ビデオＲＡＭに記憶されている画像データ
に基づいて前記電気光学ディスプレイの表示を制御する
手段と、を備えたことを特徴とする。

【００２１】ことを特徴とする。

【００２２】

【作用】投映器はドームスクリーンの下端である平面に
対して傾斜した面内で回転する。このため、投映器が回
転した際、投映器からドームスクリーンの下端の見える
方向が上下する。このため、投映器の方向によってその
投映像を遮光する割合を変化させなければならない。一
方、遮光手段は曲線波状であり、山と谷がある。そこ
で、請求項１記載の発明では、投映器が回転するとき、
その回転速度とは異なる速度で遮光手段を駆動させる。
これにより、投映器が回転するに従って、投映器に対す
る遮光手段の位相が順次変化する。そして、ドームスク
リーンの下端が上に見える位置に投映器があるときは、
その投映器の投映像を遮光手段の山部で遮光し、ドーム
スクリーンの下端が下に見える位置に投映器があるとき
は、その投映器の投映像を遮光手段の谷部で遮光するよ
うにする。

【００２３】

【実施例】

＜第１実施例＞まず、遮光手段としてシャッタ板を用い
る例を説明する。

【００２４】図１は本発明の第１実施例であるプラネタ
リウムを示す正面図である。恒星投映球１は、その周面
に複数の恒星投映器２や星座絵などを投映する補助投映
器３を支持している。その恒星投映球１は第１軸Ｉを中
心にして回転可能なように、不図示の環状部材によって
支持されている。その環状部材は第１支持部材４によっ
て、第１軸Ｉに直交する第２軸IIを中心にして回転可能
なように支持されている。第１支持部材４は架台５によ
り、鉛直な第３軸IIIを中心にして回転可能なように支
持されている。即ち、恒星投映球１は第１軸Ｉ乃至第３
軸IIIが交差する点を中心にして自由な方向に回転可能
であるが、恒星投映球１はその回転中心がドームの中心
に一致するように設置される。

【００２５】恒星投映球１の下方には、複数のパノラマ
投映器１０が第３軸IIIを囲んで配列されている。各パ
ノラマ投映器１０は、その投映像の画面の中心がドーム
中心を含む水平面とドームスクリーンとが交わる線に一
致するよう、仰角θで設定されている。これら複数のパ
ノラマ投映器１０はいずれも、第３軸IIIを中心にして
回転可能な回転円盤１１に支持されている。回転円盤１
１はパノラマ投映器１０を支持するのみならず、その全
面を覆っている。特に、パノラマ投映器の前面を覆う周
壁面１１ａの各パノラマ投映器１０が対向する位置に
は、各パノラマ投映器１０が対向する位置に開口窓１１
ｂが形成されており、各パノラマ投映器１０の投映像は
この開口窓１１ｂを通してドームスクリーンに投映され
る。また、各パノラマ投映器１０の投映像の下部を遮光
するため、回転円盤１１の周壁面１１ａのすぐ内側に
は、円筒状のシャッタ板２０が設置されている。シャッ
タ板２０の上端は、正弦波形状に形成されている。回転
円盤１１及びシャッタ板２０は、共通のモータＭによっ
て駆動される。

【００２６】次に、図２〜４を参照して、投映器１０の
投映像とドームスクリーンとの関係を説明する。

【００２７】図２は傾斜型ドームを示している。このド
ームスクリーンＤは、下端が水平面から角度θ傾斜した
半球状である。また、投映器はこのドームの中心Ｏを中
心にして、水平面Ｓｈ内で回転可能なように設けられて
いる。この時ドーム下端の高さｈは、水平面Ｓｈを基準
とすると、 ｈ＝ｒ・ｔａｎθ・ｓｉｎδ・・・（１） と表せる。ここで、ｒはドームスクリーンＤの半径、δ
は方位角、即ち回転円盤１１の回転角である。

【００２８】従って、投映器の投映像（水平半画角＝ω
Ｈ，垂直半画角＝ωＶ）の中心が方位角δを向いている
とき、投映器の投映像の中心から水平方向に角度ω’離
れた位置におけるドーム下端の高さｈは、 ｈ＝ｒ・ｔａｎθ・ｓｉｎ（δ±ω'）・・・（２） となる。

【００２９】図３は、ドームが水平型であり、投映器１
０の回転面が水平面に対して角度θ傾いている場合を示
している。この場合でも、投映器１０の投映像の中心が
回転面内にある場合には、ドーム下端の高さｈは上記式
（２）で表すことができる。図３の例では更に、投映器
１０が回転面に対し仰角（投映器の光軸と回転面とのな
す角度）φを成して設けられている。この場合、ドーム
下端の高さｈは、 ｈ＝ｒ・ｔａｎ(θ＋φ)・ｓｉｎ(δ±ω')・・・（３） と表せる。

【００３０】また、仰角φが大きい場合には、（３）式
よりむしろ次の（４）式で高さｈを表す方が、誤差が小
さい。

【００３１】 ｈ＝ｒ{ｔａｎθ・ｓｉｎ(δ±ω')＋ｔａｎφ}・・・（４） この高さｈに対応する、遮光手段（シャッタ板２０）の
面上での高さｈ’は、 ｈ'＝（ｒ／Ｌ）{ｔａｎθ・ｓｉｎ(δ±ω')＋ｔａｎφ}・・・（５） で表せる。但し、Ｌは遮光手段に対する、それのドーム
スクリーンに投映される影の拡大率である。

【００３２】以上の説明から明らかなように、傾き角θ
の軸を中心にして回転する投映器１０の投映像の下部を
ドームスクリーンの下端に一致させるべく遮光するに
は、振幅ｒ・ｔａｎθ／Ｌの正弦波形状の遮光手段を回
転角δ、仰角φに対応して平行移動させればよい。

【００３３】図５は、回転円盤１１及びシャッタ板２０
を駆動する駆動手段の第１実施例を示している。

【００３４】シャッタ板２０は、回転円盤１１の下方に
設けられた円形の支持板２１の外周部に、ベアリング２
２を介して支持されている。また、支持板２１の下面に
ピストン２３が接続されている。このピストン２３は、
支持板２１を昇降させる昇降手段であって、支持板２１
の周方向に複数台配列されている。そして、個々のピス
トン２３の駆動量を同じにすれば支持板２１を昇降させ
ることができ、個々のピストン２３の駆動量を異ならせ
れば支持板２１を傾斜させることができる。これによ
り、シャッタ板２０が昇降／傾斜するので、この投映装
置における投映上の水平線を任意に昇降／傾斜させるこ
とができる。

【００３５】モータＭの駆動軸は鉛直方向に設定され、
傘歯車２４及び平歯車１２が取り付けられている。傘歯
車２４には、水平方向に回転軸を有する傘歯車２５が噛
合している。傘歯車２５の回転軸の他端には、回転結合
子２６を介して傘歯車２７が取り付けられている。傘歯
車２７には、鉛直方向に回転軸を有する傘歯車２８が噛
合しており、その傘歯車２７の回転軸にはピニオン２９
が取り付けられている。一方、シャッタ板２０の内壁面
には、円周方向にラック３０が形成されており、そのラ
ック３０にピニオン２９が噛合している。即ち、モータ
Ｍの駆動は、傘歯車２４，２５、回転結合子２６、傘歯
車２７，２８、及びピニオン２９を介して、シャッタ板
２０のラック３０に伝達される。シャッタ板２０を駆動
するためのこれら駆動伝達系のうち、モータＭから回転
結合子２６の一端までは架台５側に設けられており、回
転結合子２６の他端からシャッタ板２０までは支持板２
１に支持されている。また、モータＭの駆動軸に取り付
けられた平歯車１２には平歯車１３が噛合しており、そ
の平歯車１３と同軸の平歯車１４が、回転円盤１１の下
面に固設された平歯車１５に噛合している。以上の構成
により、モータＭによってパノラマ投映器１０及びシャ
ッタ板２０を同時に回転駆動することができる。

【００３６】図６は、回転円盤１１及びシャッタ板２０
を駆動する駆動手段の別実施例を示している。この実施
例では、シャッタ板２０が支持板２１に直接立設されて
おり、シャッタ２０と支持板２１とが一体となって回転
する。そのため、支持板２１の下面に設けられた歯車３
１に、モータＭの駆動軸に取り付けられた歯車３２が直
接噛合している。また、回転円盤１１の下面に設けられ
た歯車３４にも、モータＭの駆動軸に取り付けられた別
の歯車３３が直接噛合している。また、この支持板２１
についても、その下面に接続されたピストン２３により
昇降／傾斜可能となっている。

【００３７】パノラマ投映器１０が円周方向に等間隔に
配列されていること、及びシャッタ板２０の上端が正弦
波形状であることは上述の通りである。そこで、パノラ
マ投映器１０の数をＮ、回転円盤１１の各速度をω０と
するとき、シャッタ板２０の上端の正弦波形状の波数ν
を次の式（６）の通り、シャッタ板２０の角速度ωｗを
次の式（７）の通りに設定すれば、波長２πの正弦波形
状の影をドームに投映することができる。この点を次に
図７，８を参照して説明する。

【００３８】ν＝ｋ・Ｎ＋１・・・（６） ωｗ＝ω０・ｋ・Ｎ／(ｋ・Ｎ＋１）・・・（７） 但し、 ｋ：任意の整数 である。

【００３９】図７は、ｋ＝１，Ｎ＝６の場合のシャッタ
板２０の形状と各パノラマ投映器１０の画角との関係の
時間変化を示している。図においてＸはシャッタ板２０
の上端の正弦波形状を示し、Ｙはシャッタ板２０の平面
上での各パノラマ投映器１０の画角を示している。ま
た、横軸は方位角δを示している。そして、最上段の図
が時刻ｔ＝０における正弦波形状Ｘと画角Ｙとの関係を
示しており、時刻ｔが経過するに従って順次下段の図に
示す状態へ移行する。最下段は時刻ｔ＝７π／（２４ω
０）における正弦波形状Ｘと画角Ｙとの関係を示してい
るが、更に時間が経過して時刻ｔ＝８π／(２４ω０）
になると、正弦波形状Ｘと画角Ｙとは時刻ｔ＝０におけ
る状態と同じ状態になる。

【００４０】このようにして、シャッタ板２０によって
遮光されたパノラマ投映器１０の投映像は、図８に示す
状態に投映される。即ち、図７においては各パノラマ投
映器１０の画角Ｙが互いに離れていたが、ドーム上では
図８に示すように、隣合うパノラマ投映器１０の投映像
がその境界付近で互いに重なり合う。同様に、シャッタ
板２０の、図７における各画角Ｘと重なっている部分の
影が、図８において斜線で示すように、ドーム上では連
続した一つの影として投映される。こうしてドームの下
端には、２πを１波長とする正弦波形状の影が投映され
ることになる。以上の動作により、パノラマ投映器１０
群による投映像の下端をドームの下端に一致するよう
に、各パノラマ投映器１０の投映像を遮光することがで
きる。

【００４１】次に、複数組のパノラマ投映器を設置し、
各組のパノラマ投映器による投映像を適宜切り換えるこ
とができるようにした例を説明する。図９は、Ｎ台のパ
ノラマ投映器１０Ａ−１〜１０Ａ−ＮからなるＡ組とＮ
台のパノラマ投映器１０Ｂ−１〜１０Ｂ−ＮからなるＢ
組とを設置した例を示している。図において示すよう
に、Ａ組のパノラマ投映器１０Ａ−１〜ＮとＢ組のパノ
ラマ投映器１０Ｂ−１〜Ｎは交互に配置されている。そ
して、互いに隣合うパノラマ投映器（１０Ａ−１と１０
Ｂ−１，１０Ａ−２と１０Ｂ−２等）はドームスクリー
ン上の同一領域へ画像を投映するように関係付けられて
設置されている。一方シャッタ板２０の上端は、上記式
（６），（７）におけるｋをｋ＝２に設定した正弦波形
状である。つまり、このシャッタ板２０の波数νはν＝
２Ｎ＋１に設定されている。

【００４２】そして、互いに隣合うパノラマ投映器（１
０Ａ−１と１０Ｂ−１，１０Ａ−２と１０Ｂ−２等）は
ドームスクリーン上の同一領域へ画像を投映するように
関係付けられて設置されている。そのために、互いに隣
合うパノラマ投映器は各々の光軸が、シャッタ板２０の
正弦波形状の互いに隣合う波の同位相の位置に向かうよ
うに設置されている。このようにして、Ａ組のパノラマ
投映器による投映像と、Ｂ組のパノラマ投映器による投
映像とを、同様にドームの下端に一致するように遮光す
ることができる。尚、図９の例では各パノラマ投映器の
光軸が回転円盤の半径方向に一致せず、また隣合うパノ
ラマ投映器の間隔も均一ではない。これに対し、各パノ
ラマ投映器を等間隔に配置し、その光軸を回転円盤の半
径に一致させて配置してもよい。この場合、シャッタ板
２０の波数ν、及び各パノラマ投映器との位相差を適当
に調整してやればよい。

【００４３】＜第２実施例＞以上の実施例では、遮光手
段として機械的なシャッタ板２０を用いる例を説明し
た。次の実施例では、電気光学素子を用いた電気光学シ
ャッタを遮光手段として用いる例を説明する。

【００４４】図１０は第２実施例のプラネタリウムを示
している。尚、第１実施例と共通する部分については説
明を省略する。

【００４５】パノラマ投映器１０は、いずれも回転円盤
４４上に設置されている。また、パノラマ投映器の前面
は回転円盤４４と一体的に回転する周壁面４２により覆
われており、その周壁面４２の各パノラマ投映器１０が
対向する位置には、各パノラマ投映器の投映光が通過す
るための開口窓４１が穿たれている。また、周壁面４２
のすぐ内側には、電気光学シャッタとして、略円筒上の
液晶シャッタ４０が固設されている。この液晶シャッタ
４０は微小素子がドットマトリックス状に配列されたも
のであり、電圧が印加された素子のみが遮光し、電圧が
印加されない素子は透光性を有する。以上の構成によ
り、各パノラマ投映器１０の画角に対応する素子に電圧
を印加し、不透明の遮光パターン４５を作成することに
より、パノラマ投映器の投映像をドームスクリーンの下
端に一致するように遮光することができる。

【００４６】図１１，１２は本実施例の動作を説明する
図である。図１１において５０は投映原版であって、光
源ランプ５１からの光は投映原版５０、レンズ系５２、
液晶シャッタ４０を通過して、ドームスクリーンに達す
る。これにより、投映原版５０の画像がドームスクリー
ン上に映出される。この時、液晶シャッタ４０には、適
当な素子に電圧を印加することにより、パノラマ投映器
１０の投映像を遮光するための遮光パターン４５が作成
される。この時作成する遮光パターン４５は液晶シャッ
タ４０の全面にわたるものであってもよいが、本実施例
では、液晶シャッタ４０上の各パノラマ投映器の画角に
対応する領域４６内にのみ、遮光パターン４５を作成す
る。この遮光パターン４５は、上記式（６）で規定する
波数νの正弦波形状とされる。図１２は遮光パターン４
５の移動を説明するためのものである。図に示すよう
に、回転円盤４４の回転する角速度をω０とすると、液
晶シャッタ４０上の各パノラマ投映器の画角に対応する
領域４６も角速度ω０で回転する。この時、領域４６内
に作成する遮光パターン４５が上記式（７）で規定する
角速度ωｗで回転するように、液晶シャッタ４０の各素
子に印加する電圧のオン／オフを制御すればよい。

【００４７】以上の第２実施例では上記第１実施例のシ
ャッタ板２０と同じく、式（６），（７）に従った遮光
パターン４５を液晶シャッタ４０で再現する例を説明し
たが、液晶シャッタ４０上に再現する遮光パターン４５
は、上記式（６），（７）で表されるものに換えて、次
の式（６'）から（７'）に従った波形にしてもよい。

【００４８】Ｐ＝ｋ・λ＋λ／Ｎ・・・（６'） ωｗ'＝ω０・｛１−λ／（２π・Ｒ）｝・・・（７'） 但し、 Ｐ：隣合う投映器が対向する正弦波の位相差 λ：液晶シャッタ４０上の波形の波長 ωｗ'：遮光パターン４０の角速度 π：円周率 Ｒ：液晶シャッタ４０の設置半径 である。

【００４９】この式（６'），（７'）は上記式（６），
（７）における波数νをν＝２π・Ｒ／λとしたもので
あり、波数νがν＝ｋ・Ｎ＋１で無くてもよいことを示
している。この場合、波長λは、λ＝２π・ｒ／Ｌを満
足するように拡大率Ｌに応じて設定すればよい。

【００５０】＜第３実施例＞上記第２実施例では、遮光
手段として、パノラマ投映器１０の前面に電気光学シャ
ッタ（液晶シャッタ）を設けた例を説明した。本実施例
では、遮光手段とし電気光学ディスプレイ（液晶ディス
プレイ）を用いた例を説明する。図１３，１４に示すよ
うに第３実施例では、各パノラマ投映器１０’の投映原
版自体を液晶ディスプレイ６０で構成した。即ち、ドー
ムスクリーンに投映すべき原稿とパノラマ投映器１０’
の投映光を遮光するための遮光パターン６１とを合成し
た画像を液晶ディスプレイ６０上に作成する。そして、
液晶ディスプレイ６０上の原稿と遮光パターン６１との
合成画像が、光源ランプ６３の光によってドームスクリ
ーン上に映出される。

【００５１】ところで、本実施例のように遮光パターン
を光学系より物体側に配置した構成では、ドームスクリ
ーン上には遮光パターンがその上下左右が反転した状態
で投映される。従って、投映像の下部を遮光するために
は、遮光パターン６１は液晶ディスプレイ６０の上部に
作成しなければならない。また、遮光パターン６１を移
動させる場合、ドームスクリーン上での遮光パターン６
１の像の移動方向は液晶ディスプレイ６０上での遮光パ
ターン６１の移動方向とは反対になる。このため、遮光
パターン６１は次の式（６"），（７"）に従って設定す
る。

【００５２】Ｐ＝ｋ・λ−λ／Ｎ・・・（６"） ωｗ"＝ω０・｛１＋λ／（２π・Ｒ）｝・・・（７"） 但し、ωｗ"は遮光パターン６１の角速度である。ま
た、この場合も、波長λは、λ＝２π・ｒ／Ｌを満足す
るように設定される。

【００５３】従って、遮光パターン６１を波数νの正弦
波形状とし、その遮光パターン６１が液晶ディスプレイ
６０上で角速度（ω０−ωｗ"）で移動するように、液
晶ディスプレイ６０の各素子に印加する電圧のオン／オ
フを制御すればよい。これにより遮光パターン６１は、
液晶ディスプレイ６０上を速度Ｖ＝λ・ω０／(２π)で
移動する。

【００５４】図１４は、液晶ディスプレイ６０上に原稿
と遮光パターン６１との合成画像を作成するための制御
回路を示している。

【００５５】まず、ドームスクリーンに投映すべき画像
の原稿は、ビデオＲＡＭ１にビットマップ展開されてい
る。一方、遮光パターンは、回転円盤の回転角δ、ドー
ムスクリーンの傾斜角θ，投映器の仰角φ，拡大率Ｌに
基づいてＣＰＵが上記式（５）に従って算出し、ビデオ
ＲＡＭ２にビットマップ展開する。このうち、回転円盤
の回転角δは、モータＭにエンコーダを取り付けるなど
により、逐次検出する必要がある。その他のドームスク
リーンの傾斜角θ，投映器の仰角φ，拡大率Ｌについて
は、夫々変更可能な構成の場合には逐次検出する必要が
ある。但し、これらが変更可能でない場合には、所定の
値を予めＣＰＵが記憶しておけばよい。

【００５６】そして、ビデオＲＡＭ１の原稿画像とビデ
オＲＡＭ２の遮光パターンとをＡＮＤ回路によって論理
積をとり、その結果をビデオＲＡＭ３に展開する。液晶
ディスプレイ６０には、ビデオＲＡＭ３内のデータに従
った表示が逐次行われるよう、回路が構成されている。

【００５７】パノラマ投映器１０’が回転すると、回転
角δが変化し、それに伴ってビデオＲＡＭ３内の遮光パ
ターンが変更される。一方、ビデオＲＡＭ１の原稿画像
は変更する必要が無く、変更されない。従って、ビデオ
ＲＡＭ３内の合成画像としては、原稿画像部分は移動せ
ず、遮光パターン部分のみが移動することになる。

【００５８】本第３実施例のように電気光学ディスプレ
イを用いた構成や上記第２実施例のように電気光学シャ
ッタを用いた構成の場合、電圧を印加する素子を選択す
るだけで、遮光パターンを容易に変更することができ
る。例えば、電気光学シャッタや電気光学ディスプレイ
の上で遮光パターンを昇降させれば、投映上の水平線を
任意に昇降／傾斜させることができる。また、ドームス
クリーンは球面であり、遮光パターンが平面であれば、
遮光パターンが正弦波形状であっても、遮光パターンが
ドームスクリーンに投映された影は厳密には正弦波形状
にならない。このため、回転円盤の傾斜角θが大きい場
合や投映器がドームの中心から大きく離れた位置に設置
されている場合には、投映像の下端をドームスクリーン
の下端に十分一致させことができない。このような場合
に、投映像の下端をドームスクリーンの下端に十分一致
させるためには、電気光学シャッタや電気光学ディスプ
レイに発生させる遮光パターンを、正弦波形状に高調波
を重畳した形状にすればよい。更に、投映器の回転中心
がドーム中心から外れる場合には、各投映器の投映像を
遮光するパターンの形状をその投映器の位置ごとに異な
る形状とする必要がある。このように、投映器の位置ご
とに遮光パターンを変更することも、電気光学シャッタ
や電気光学ディスプレイを遮光手段として用いる構成で
あれば容易に行うことができる。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、投映器の投映像を遮光するための遮光手段が
曲線波状であり、投映器が回転するとき、遮光手段を投
映器とは異なる速度で回転させる。従って、投映器が回
転するに伴い、投映器の投映像は遮光手段の山部で遮光
される状態と谷部で遮光される状態との間で変化する。
このようにして、投映器の回転に伴って投映器から見た
ドームスクリーンの下端が上下するのにあわせて、投映
器の投映像を遮光する割合を変化させることができる。
また、遮光手段の遮光形状が曲線波状であり、投映器の
回転の際に投映器に対する遮光手段の位相が変化するの
で、投映器の回転に伴ってその投映像を遮光する形状が
変化する。このようにして、投映器がドームスクリーン
に対して傾斜した面内で回転する場合であっても、投映
器の投映像の下端をドームスクリーンの下端に一致させ
ることができる。

【００６０】また、遮光手段としては、請求項５記載の
円筒状のシャッタ板や、請求項８記載の電気光学シャッ
タ、請求項１１記載の電気光学ディスプレイによって実
施することができる。特に、請求項５記載のシャッタ板
による発明の場合には、シャッタ板やそれを移動させる
移動手段の構成を簡単にできる。また、請求項８，１１
の電気光学シャッタや電気光学ディスプレイを用いた発
明の場合、複雑な遮光形状を発生させることが容易であ
る。従って、遮光形状を単純な正弦波形状でなく、それ
に高調波を重畳させた形状とする場合などに有利であ
る。更に、請求項１１記載の電気光学ディスプレイを用
いた発明の場合には、投映器が投映する映像の原版と遮
光手段とを兼用するので、投映装置の製造コストを低く
抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例であるプラネタリウムを示
す正面図である。

【図２】ドームスクリーンと回転円盤との関係を示す模
式図である。

【図３】ドームスクリーンと投映器との関係を示す模式
図である。

【図４】投映器の画角とシャッタ板との関係を示す模式
図である。

【図５】シャッタ板を駆動する手段を示す斜視図であ
る。

【図６】シャッタ板を駆動する手段の別実施例を示す斜
視図である。

【図７】投映器の回転とシャッタ板の回転との関係を説
明する説明図である。

【図８】シャッタ板によって投映器の投映像が遮光され
る様子を示す斜視図である。

【図９】Ａ，Ｂ２組の投映器群を設置した実施例の要部
を示す上面図である。

【図１０】本発明の第２実施例であるプラネタリウムを
示す正面図である。

【図１１】第２実施例の要部を示す斜視図である。

【図１２】第２実施例の投映器と遮光パターンの動作を
説明するための要部を示す斜視図である。

【図１３】第３実施例の要部を示す斜視図である。

【図１４】第３実施例の制御回路を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１０，１０’・・・投映器 １１・・・回転円盤 ２０・・・シャッタ板（遮光手段） ４０・・・液晶シャッタ（遮光手段，電気光学シャッ
タ） ６０・・・液晶ディスプレイ（遮光手段，電気光学ディ
スプレイ）

Claims (15)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 球面の下部を平面で切除した形状のドー
   ムスクリーンと、 前記ドームスクリーンの内部に、前記平面に対し傾斜し
   た面内で回転可能なように設けられた投映器と、 前記投映器による投映像を前記ドームスクリーンの下端
   に一致させるべく、前記投映像の一部を遮光するために
   設けられた曲線波状の遮光手段と、 前記投映器を回転させてその投映像を移動させるとき、
   前記遮光手段を前記投映器の回転方向と平行に前記投映
   器とは異なる速度で移動させる駆動手段と、 を備え、 ドームスクリーンの下端が上に見える位置に前記投映器
   があるときは、その投映器の投映像を前記遮光手段の山
   部で遮光し、ドームスクリーンの下端が下に見える位置
   に前記投映器があるときは、その投映器の投映像を前記
   遮光手段の谷部で遮光するように、前記駆動手段は前記
   遮光部材を移動させる ことを特徴とするドーム投映装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のドーム投映装置におい
   て、 前記遮光手段は、その上端が正弦波形状であることを特
   徴とするドーム投映装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載のドーム投映装置におい
   て、前記正弦波形状の振幅ｙが次の式を満足することを
   特徴とするドーム投映装置， ｙ＝ｒ・ｔａｎθ／Ｌ 但し、 ｒ：前記ドームスクリーンの半径 θ：前記投映器の回転面と前記平面とのなす角 Ｌ：遮光手段に対する、それのドームスクリーン上に投
   映される影の拡大率である。
4. 【請求項４】 前記投映器がプラネタリウムのパノラマ
   投映器であることを特徴とする請求項１記載のドーム投
   映装置。
5. 【請求項５】 球面の下部を平面で切除した形状のドー
   ムスクリーンと、 前記ドームスクリーンの内部に、前記平面に対し傾斜し
   た面内で回転可能なように設けられた回転円盤と、 前記回転円盤上に設置された投映器と、 前記投映器の投映像の一部を遮光するため、前記回転円
   盤を囲み、前記回転円盤と同心円上を回転可能に設けら
   れ、上端が正弦波形状を成す円筒状のシャッタ板と、 前記回転円盤が回転するとき、前記シャッタ板を前記回
   転円盤の回転方向と平行に前記回転円盤とは異なる速度
   で移動させる駆動手段と、 を備え、ドームスクリーンの下端が上に見える位置に前記投映器
   があるときは、その投映器の投映像を前記シャッタ板の
   正弦波形状の山部で遮光し、ドームスクリーンの下端が
   下に見える位置に前記投映器があるときは、その投映器
   の投映像を前記シャッタ板の正弦波形状の谷部で遮光す
   るように、前記駆動手段が前記シャッタ板を移動させる
   ことを特徴とするドーム投映装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載のドーム投映装置におい
   て、前記投映器は前記同心円の円周方向に複数が等間隔
   に配列されており、前記正弦波形状が以下の式を満足す
   ることを特徴とするドーム投映装置， ｙ＝ｒ・ｔａｎθ／Ｌ ν＝ｋ・Ｎ＋１ 但し、 ｙ：前記正弦波形状の振幅 ｒ：前記ドームスクリーンの半径 θ：前記投映器の回転面と前記平面とのなす角 Ｌ：遮光手段に対する、それのドームスクリーン上に投
   映される影の拡大率 ν：前記正弦波形状の波数 ｋ：任意の整数 Ｎ：前記投映器の台数 である。
7. 【請求項７】 前記請求項６記載のドーム投映装置にお
   いて、前記駆動手段による前記シャッタ板の駆動速度が
   以下の式を満足することを特徴とするドーム投映装置， ωｗ＝ω０・ｋ・Ｎ／(ｋ・Ｎ＋１） 但し、 ωｗ：前記シャッタ板の角速度 ω０：前記回転円盤の角速度 である。
8. 【請求項８】 球面の下部を平面で切除した形状のドー
   ムスクリーンと、 前記ドームスクリーンの内部に、前記平面に対し傾斜し
   た面内で回転可能なように設けられた回転円盤と、 前記回転円盤上に設置された投映器と、 前記投映器の投映像の一部を遮光するため、前記回転円
   盤の同心円上に固設され、微小素子がドットマトリック
   ス状に配列された電気光学シャッタとを備え、 前記電気光学シャッタには正弦波形状の遮光パターンが
   作成されると共に、 前記回転円盤が回転するとき、前記遮光パターンが前記
   回転円盤の回転方向と平行に前記回転円盤とは異なる速
   度で前記電気光学シャッタ上を移動し、ドームスクリー
   ンの下端が上に見える位置に前記投映器があるときは、
   その投映器の投映像を前記遮光パターンの正弦波形状の
   山部で遮光し、ドームスクリーンの下端が下に見える位
   置に前記投映器があるときは、その投映器の投映像を前
   記遮光パターンの正弦波形状の谷部で遮光するように、
   前記電気光学シャッタの各素子のオン／オフを制御する
   ことを特徴とするドーム投映装置。
9. 【請求項９】 請求項８記載のドーム投映装置におい
   て、前記投映器は前記同心円の円周方向に複数が等間隔
   に配列されており、前記正弦波形状が以下の式を満足す
   ることを特徴とするドーム投映装置， ｙ＝ｒ・ｔａｎθ／Ｌ λ＝２π・ｒ／Ｌ Ｐ＝ｋ・λ＋λ／Ｎ 但し、 ｙ：前記正弦波形状の振幅 ｒ：前記ドームスクリーンの半径 θ：前記投映器の回転面と前記平面とのなす角 Ｌ：遮光手段に対する、それのドームスクリーン上に投
   映される影の拡大率 λ：前記正弦波形状の波長 π：円周率 Ｐ：隣合う投映器が対向する正弦波の位相差 ｋ：任意の整数 Ｎ：前記投映器の台数 である。
10. 【請求項１０】 前記請求項９記載のドーム投映装置に
    おいて、前記遮光パターンの駆動速度が以下の式を満足
    することを特徴とするドーム投映装置， ωｗ＝ω０・｛１−λ／(２π・Ｒ)｝ 但し、 ωｗ：前記遮光パターンの角速度 ω０：前記回転円盤の角速度 Ｒ：前記電気光学シャッタの設置半径 である。
11. 【請求項１１】 球面の下部を平面で切除した形状のド
    ームスクリーン内に画像を投映するため、前記平面に対
    し傾斜した面内で回転可能なように設けられた投映器で
    あって、 電気光学ディスプレイと、 光源と、 該電気光学ディスプレイに表示されている画像の該光源
    による光像を前記ドームスクリーンに投映するための光
    学系と、 前記ドームスクリーンに投映すべき画像の原稿と、投映
    像の一部を遮光するための正弦波形状の遮光パターンと
    の合成画像を前記電気光学ディスプレイに表示させるべ
    く、前記電気光学ディスプレイを制御する制御手段とを
    備え、 前記投映器を回転させてその投映像を移動させるとき、
    前記遮光パターンが前記投映器の回転方向と平行に前記
    投映器とは異なる速度で前記電気光学シャッタ 上を移動
    し、ドームスクリーンの下端が上に見える位置に前記投
    映器があるときは、その投映器の投映像を前記遮光パタ
    ーンの正弦波形状の山部で遮光し、ドームスクリーンの
    下端が下に見える位置に前記投映器があるときは、その
    投映器の投映像を前記遮光パターンの正弦波形状の谷部
    で遮光するように、前記原稿と前記遮光パターンとの合
    成を前記制御手段が逐次行う ことを特徴とする投映器。
12. 【請求項１２】 前記遮光パターンの下端が正弦波形状
    であることを特徴とする請求項１１記載の投映器。
13. 【請求項１３】 前記正弦波形状が以下の式を満足する
    ことを特徴とする請求項１２記載の投映器， ｙ＝ｒ・ｔａｎθ／Ｌ λ＝２π・ｒ／Ｌ 但し、 ｙ：前記正弦波形状の振幅 ｒ：前記ドームスクリーンの半径 θ：前記投映器の回転面と前記平面とのなす角 Ｌ：遮光手段に対する、それのドームスクリーン上に投
    映される影の拡大率 λ：前記正弦波形状の波長 π：円周率 である。
14. 【請求項１４】 前記遮光パターンの角速度が以下の式
    を満足することを特徴とする前記請求項１３記載の投映
    器， ωＷ＝ω０・｛１＋λ／(２π・Ｒ)｝ 但し、 ωＷ：前記遮光パターンの角速度 ω０：前記投映器の角速度 である。
15. 【請求項１５】 請求項１１記載の投映器において、前
    記制御手段が、 前記原稿を表す画像データを記憶する第１ビデオＲＡＭ
    と、 前記遮光パターンを表す画像データを記憶する第２ビデ
    オＲＡＭと、 前記第１ビデオＲＡＭに記憶されている画像データと前
    記第２ビデオＲＡＭに記憶されている画像データとの論
    理積を出力するＡＮＤ回路と、 該ＡＮＤ回路から出力される画像データを記憶する第３
    ビデオＲＡＭと、 該第３ビデオＲＡＭに記憶されている画像データに基づ
    いて前記電気光学ディスプレイの表示を制御する手段
    と、 を備えたことを特徴とする投映器。