JP4355508B2 - ドームスクリーンにおけるビデオ画像投映装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ドームスクリーンにおけるビデオ画像投映装置に関し、特にプラネタリウム等に最適なビデオ画像投映機を用いたビデオ画像投映装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、液晶等の画像表示部に生成された画像を光学系を介して画面に投映するビデオ画像投映機を、プラネタリウムに応用するというアイデアは既に公知である。そして、この種の投映機は大画角の動画による映像が容易に得られるため、これをプラネタリウムに使用することは極めて有用である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のようなビデオ画像投映機においては、フィルム等の光学的な透過部分と非透過部分からなる原板を用いる在来の投映機と異なり、画像表示領域の外側が薄明るく表示され、見かけ上あたかも投映像の周辺にフレーム状の輪郭が生じたような現象を生じる。即ち、映像となるべき光を画像表示部より能動的に発するというビデオ画像投映機の本質上、表示領域内の周辺を黒色表示した場合においても黒色表示部も光として投射されるので、上記の現象を生じる。特にこの発明の出願当時の技術レベルにおいては、液晶やＤＬＰ方式のビデオ画像投映機を使用する場合、投映機のコントラスト比が低いために画像表示領域の外側の黒のレベルがスクリーンに明るく投映されやすい傾向を生じる。つまり、投映機のコントラスト比が５００：１といった場合、投映画像の照度が最大で５０ルクスあるとすれば、最低照度は０．１ルクスもあり、プラネタリウムのような全暗黒の環境では黒い画像を投映しても投映像全体が白く浮き上がって見えてしまう。
【０００４】
勿論、前記の現象は通常の劇場のように単体のビデオ画像投映機を用いて、予め映像面一杯に大きさや位置が規定されたスクリーンに投映する場合には何ら問題点を構成するものではなく、そもそもこのような現象が生じていることすら観客には意識されなかった。しかしながら、これをプラネタリウムや、全天全周型のドームスクリーンにおいて用いる場合には前記の現象が問題点として顕在化した。
【０００５】
プラネタリウムにおいては恒星投映機による星空の他に、各種の星や風景、物体等を補助投映機により投映することが周知であるが、この場合には一つのドームスクリーンの全面を単体のビデオ画像投映機で占有するものではなく、個々のビデオ画像投映機により投映される投映像はドームスクリーンの一部を占めるに過ぎず、従来の光学原板を用いた投映機に代わりこれらの補助投映機にビデオ画像投映機を用いようとした場合には、暗いドームスクリーン内において上記のフレーム状の輪郭が目立ってしまう。即ち、プラネタリウムにおいては星空を再現するというその本質上、スクリーンは恒星が投映されている極小の部分以外は暗黒であることから、ビデオ画像投映機のフレーム状の輪郭が際立って目立ってしまう問題が生じる。例えば惑星を拡大像として投映する場合、惑星以外の部分は漆黒としてドームスクリーン面に溶け込んでいなくてはならないにもかかわらず、フレーム状の輪郭が生じてしまう。
【０００６】
又、以上の現象は天体の現象を科学的に厳密に再現するプラネタリウムのみならず、全天全周方向に例えば自然現象などの投映像を投映して各種のシュミレーションを得る、ドームスクリーン一般においても共通する。即ち、この場合にも、一つのドームスクリーンの全面を単体のビデオ画像投映機で占有するものではなく、個々のビデオ画像投映機により投映するので、演出上暗黒のスクリーン面が存する場合もあり、このような現象を生じる可能性がある。
【０００７】
一方、星空や連続したスカイライン等、見かけ上の一つの投映像を同種の投映像や他の映像機器による投映像とつなぎ合わせて合成することにより得る場合には、フレーム状の輪郭によりつなぎ目部分の照度が上がってしまい、不自然な投映像となるという問題点があった。
【０００８】
以上の問題点を解消する方策の一つとして、映像信号を加工してつなぎ目にグラデーション（ボカシ）をいれる処理が公知であるが、そのために高価な専用のコンピュータを必要とする問題があった。又、上記の信号処理によるグラデーションを施しても、黒レベルが明るい投映機において黒レベルの重なり部分がより明るく投映されてつなぎ目が見苦しくなるという問題は依然として残った。このフレームが目立たないようにするためには、非常に高コントラストのＣＲＴ方式の投映機を使わざるを得ないが、この種の投映機は高価であり、しかも高コントラストな投映機は一般的に照度が低く、ドーム全面に色彩豊かな映像を投映するためには明るさが不十分であった。
【０００９】
もう一つの方策として、ビデオ画像投映機を用いて投映像を投映するに際し、投映像の周辺部の輝度を連続的に低下するよう、投映レンズの主点位置からはずれた位置に遮蔽を設けることが本願出願人の発明として公知である（特開平８−１７１３４４）。この発明によれば、不要な部分の黒レベルを含めた映像がスクリーンに映らなくなり、遮蔽とレンズの主点との位置関係で投映像には適度なグラデーションが入る。
【００１０】
前記の発明は単独の画像をドームスクリーンに投映する場合や、複数の投映像をつなぎ合わせる場合でも、つなぎ合わせる画像を投映する投映機同士がドームスクリーンに対して同じ条件のときは、レンズに対して等距離で遮蔽すればお互いのグラデーションが等しくなり、特開平８−１７１３４４に開示しているような平面の遮蔽板を使用しても何ら支障はない。
【００１１】
しかしながら、現実のドームスクリーンにおいては、観客席の配置、或いは既に他の投映機が設置されている等の投映機の設置環境から、つなぎ合わせる画像を投映する投映機同士をドームスクリーンに対して同じ条件で配することは現実的でない。一方、一つの投映像を均等に分割するのでなく、例えば図１に示すようにドーム水平線付近をドームＺ軸に対して対象な複数台の投映機で投映し、ドームの極を別の投映機で投映するように非均等に分割することが一般的である。このような場合においては、ドームスクリーンに投映した場合の歪みのために各映像を合成して一つの映像を構成することが不可能となるので、歪みの少ない投映像を得るために各投映機から投映すべき画像に変形を加えて補正することが行われているが、前記の公知発明のような平面の遮蔽板を使用する場合は、それにより得られるグラデーションは歪んだ状態でドームスクリーンに投映されるので、投映された投映像のつなぎ目とグラデーションが合致しない状態が生じることとなる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は前記の従来技術の問題点を解消することを目的に創作されたものであり、複数のビデオ画像投映機による投映像をつなぎ合わせてドームスクリーンに投映像を投映するに際し、投映像のつなぎ目の照度を低下するよう、つなぎ目を遮蔽する遮蔽部材を投映レンズの主点位置からはずれた位置に設ける投映装置において、スクリーン面における投映像のつなぎ目の形状と相似形になるように遮蔽部分の形状を立体的に構成した遮蔽部材を用いて、レンズ主点とスクリーン面における投映像のつなぎ目との関係に相似形になる距離に遮蔽部材の遮蔽部分を位置させることを特徴とする。
【００１３】
又、ここでは複数のビデオ画像投映機による投映像をつなぎ合わせてドームスクリーンに投映像を投映するに際し、投映像のつなぎ目の照度を低下するよう、つなぎ目を遮蔽する遮蔽部材を投映レンズの主点位置からはずれた位置に設ける投映装置において、投映像が円形である場合に、平面上に円形の透過部分を設けた遮蔽部材を用いて、レンズ主点とスクリーン面における投映像のつなぎ目との関係に相似形になる距離に遮蔽部材の遮蔽部分を位置させることを特徴とする発明も開示する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の具体的実施例を添付図面に基づいて説明する。図１はドームスクリーンＳの水平線付近をドームＺ軸に対して対象な複数台のビデオ画像投映機（図示せず）で分割投映することにより円周方向に互いにつなぎ合わせられた複数の投映像ＰＢを得ると共に、別の一台のビデオ画像投映機４でドームスクリーンの極付近に多角形状の投映像ＰＡを投映し、この投映像ＰＡを上記各投映像ＰＢにつなぎ合わせることにより全天の投映像を得る例を示している。この例においては、各ビデオ画像投映機は理想位置であるドームスクリーンの中心より外れた位置に設置されているので、ドームスクリーンに投映した場合に歪みが生じないように各ビデオ画像投映機から投映される画像には変形を加えた補正がなされている。
【００１５】
上記の場合において、ビデオ画像投映機のレンズ前面に投映光束を部分的に遮蔽する遮蔽部材１Ａ（１Ｂ）を設置することにより、投映像ＰＡ（ＰＢ）のつなぎ目Ｔの照度をグラデーション状に低下させる。この際に、ドームスクリーンＳとレンズ主点ＲＡ（ＲＢ）との関係に相似形になる距離で遮蔽することで、遮蔽部の投映像のグラデーションに歪みが生ぜずにその幅が等しくなることを利用し、スクリーンに相似形の遮蔽を行い、投映像のつなぎ目の投映位置に合わせて遮光することで投映像のつなぎ目に正確に沿ったグラデーションを得る。ここではそのために、スクリーン面における投映像ＰＡ（ＰＢ）のつなぎ目Ｔの形状と相似形になるように遮蔽部分の形状を立体的に構成した遮蔽部材１Ａ（１Ｂ）を用いて、レンズ主点ＲＡ（ＲＢ）とスクリーン面における投映像のつなぎ目との関係に相似形になる距離に遮蔽部材の遮蔽部分を位置させている。
【００１６】
図２は前記の遮蔽部材の構成を、ドームスクリーンの極付近の投映像ＰＡを得るためのビデオ画像投映機４の遮蔽部材１Ａを例にとって説明する図である。この遮蔽部材１ＡはドームスクリーンＳと相似形のドーム形状を有し、そこに透過部分２Ａと非透過部分３Ａを設けることにより、遮蔽部分の形状及び位置をスクリーン面における投映像のつなぎ目の形状及び位置と相似形（ここではドーム状に湾曲した多角形）になるように立体的に構成している。この実施例では非透過性の遮蔽部材１Ａに切り欠き窓を設けることにより、透過部分２Ａと非透過部分３Ａを得ているが、透過部分２Ａは切り欠かずに透明に構成してもよいことは勿論である。又、遮蔽部材１Ａは遮蔽部分の形状（具体的には透過部分２Ａの周囲）がスクリーン面における投映像のつなぎ目の形状と相似形であればよく、必ずしも遮蔽部材全体がドーム状である必要はない。但し、スクリーン面における投映像のつなぎ目の形状と相似形の遮蔽部分の形状を得る手段としては、遮蔽部材全体をドーム状とし、そこに透過部分を設ける手法が最も合理的且つ容易である。
【００１７】
前記の実施例においては、スクリーン面における投映像のつなぎ目の形状と相似形になるように遮蔽部分の形状を立体的に構成したが、図３に示すように投映像ＰＣが円形である場合には遮蔽部分の形状を立体的に構成する必要はなく、遮蔽部材１Ｃは平面上に円形の透過部分２Ｃを用いたもので足りる。この遮蔽部材１Ｃも前記の実施例同様、レンズ主点ＲＣ（ＲＢ）とスクリーン面における投映像ＰＣ（ＰＢ）のつなぎ目Ｔとの関係に相似形になる距離に遮蔽部分を位置させる。遮蔽部材１Ｃは平面状の板に透過部分２Ｃと非透過部分３Ｃを設けることにより遮蔽部分を得ているが、前記の実施例同様、透過部分２Ｃは切り欠き窓でも透明部分でもよい。
【００１８】
図４は以上の実施例の作用を遮蔽部材１Ｃを例にとって説明する説明図であり、図中符号Ｐはビデオ画像投映機の画像表示部（原板面）を指す。この図からも明らかなようにＧ：Ｈ＝Ｇ’：Ｈ’であり、投映像ＰＣのつなぎ目Ｔの明るさは、元の明るさに対してどこでも同じ割合で減光する作用が得られる。
【００１９】
ところで、プラネタリウムにおいて補助投映機としてビデオ画像投映機を使用した場合に、この発明で前記したように画像中の黒レベル部分も明るさを持ったものとして投映されてしまうので、それが例えば恒星投映球から投映される星に重なる場合は投映像を阻害することになる。このような場合にこの発明で開示した技術を応用してビデオ画像投映機に可動式の遮蔽部材を設け、必要に応じてこれを黒レベル部分に挿入すれば、上記のような現象を回避することが可能となる。
【００２０】
【発明の効果】
以上の構成よりなるこの発明のビデオ画像投映装置によれば、ドームスクリーンに複数の投映像を投映してつなぎ合わせる場合でも、つなぎ目部分の正確な減光が可能となるので、コントラスト比が低い液晶やＤＬＰ方式のビデオ画像投映機を使用しても支障がなく、従来使用していたものより安価でハイパワーなビデオ画像投映機を使用して明るく色鮮やかな映像を投映することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明のビデオ画像投映装置の使用状態の斜視図。
【図２】 同上、要部の斜視図。
【図３】 この発明のビデオ画像投映装置の異なる実施例の使用状態の斜視図。
【図４】 この発明の作用を示す説明図。
【符号の説明】
Ｓ ドームスクリーン
ＰＡ 投映像
Ｔ つなぎ目
ＲＡ レンズ主点
１Ａ 遮蔽部材
２Ａ 透過部分
３Ａ 非透過部分
４ ビデオ画像投映機

Claims (2)

1. 複数のビデオ画像投映機による投映像をつなぎ合わせてドームスクリーンに投映像を投映するに際し、投映像のつなぎ目の照度を低下するよう、つなぎ目を遮蔽する遮蔽部材を投映レンズの主点位置からはずれた位置に設けた投映装置において、スクリーン面における投映像のつなぎ目の形状と相似形になるように遮蔽部分の形状を立体的に構成した遮蔽部材を用いて、レンズ主点とスクリーン面における投映像のつなぎ目との関係に相似形になる距離に遮蔽部材の遮蔽部分を位置させることを特徴とするドームスクリーンにおけるビデオ画像投映装置。
2. ドームスクリーンと相似形のドーム形状を有し、そこに透過部分と非透過部分を設け、透過部分の形状及び位置をスクリーン面における投映像のつなぎ目の形状及び位置と相似形とした遮蔽部材を用いる請求項１記載のドームスクリーンにおけるビデオ画像投映装置。

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