JP6990662B2

JP6990662B2 - ドームスクリーンおよび投映施設

Info

Publication number: JP6990662B2
Application number: JP2018553691A
Authority: JP
Inventors: 裕昭上田
Original assignee: Konica Minolta Planetarium Co Ltd
Current assignee: Konica Minolta Planetarium Co Ltd
Priority date: 2016-11-29
Filing date: 2017-10-05
Publication date: 2022-01-12
Anticipated expiration: 2037-10-05
Also published as: US10719004B2; US20190384154A1; JPWO2018100880A1; WO2018100880A1

Description

本発明は、ドームスクリーンおよび投映施設に関する。

従来より、プラネタリウム等に用いられるドーム型のスクリーン（ドームスクリーン）として、様々な材料や仕様のスクリーンが提案されている。たとえば、特許文献１には、複数の貫通孔を有する、アルミニウム製の孔開きスクリーンが開示されている。

特許第２５６６０６２号公報

しかし、上記特許文献１に記載するような孔開きドームスクリーンは、スクリーン裏から、孔を介した音声などの出力を可能にする一方で、孔の位置に重なった画像を孔に欠落させてしまう。特に、孔開きスクリーンが、小さな星を投映するプラネタリウムに用いられる場合には、画像の欠落の影響が大きくなる。標準的な孔開きドームスクリーンとして、孔径約１．５～２．０ｍｍのスクリーンが用いられる一方で、投映される最小の星の直径が、１ｍｍにも満たない場合があるためである。したがって、小さな星が孔の範囲内に完全に重なる場合があり、この場合には、星が視認されなくなるという問題が発生する。また、星の一部が孔に重なる場合には、星は完全には欠落しないが、星全体の光量は減少するため、星の明るさが低下して見えるという問題が発生する。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ドームスクリーン上に投映される星の欠落を防止するドームスクリーンおよび投映施設を提供する。

本発明の上記の目的は、下記の手段によって達成される。

（１）画像を投映可能なドームスクリーンであって、複数の孔を有し、光反射性を有し、半球状に形成されたドーム部と、前記ドーム部の外側に、前記ドーム部と重ねて配置され、光反射性を有するとともに孔を有さないシート部と、を有するドームスクリーン。

（２）外側から内側に透過する音響エネルギーの損失を示す音響透過損失が、所定の閾値以下となるように、前記複数の孔による開口率が選択される上記（１）に記載のドームスクリーン。

（３）外側から内側に透過する音響エネルギーの損失を示す音響透過損失が、所定の閾値以下となるように、前記複数の孔による開口率と、前記シート部を構成する材料とが選択される上記（１）に記載のドームスクリーン。

（４）前記孔の底面に位置する前記シート部上に投映された前記画像を、所定の割合以上見ることができるように、前記複数の孔の孔径と、前記ドーム部の厚さとの比率が選択される上記（１）～（３）のいずれか一つに記載のドームスクリーン。

（５）前記孔の底面に位置する前記シート部上に投映された前記画像を、所定の割合以上見ることができるように、前記複数の孔の孔径が選択される上記（１）～（４）のいずれか一つに記載のドームスクリーン。

（６）外側から内側に透過する音響エネルギーの損失を示す音響透過損失が、所定の閾値以下となるように選択された開口率と、選択された前記孔径とに基づいて、前記複数の孔同士の間隔が決定される上記（５）に記載のドームスクリーン。
（７）前記ドーム部の光反射率と前記シート部の光反射率は、それぞれ３０％以上である、上記（１）に記載のドームスクリーン。
（８）画像を投映可能なドームスクリーンと、前記ドームスクリーンに画像を投影する投映装置と、前記ドームスクリーンの外側に配置される複数のスピーカーと、を備え、前記ドームスクリーンは、上記（１）～（７）のいずれか一つに記載のドームスクリーンである投映施設。

ドームスクリーンによれば、複数の孔を有し、半球状に形成されたドーム部と、ドーム部の外側に、ドーム部と重ねて配置されるシート部とを有する。したがって、ドームスクリーンは、孔の位置に入射する画像の光については、シート部により反射できるため、画像を欠落させることなく、均一な画像を映し出せる。

本発明の実施形態に係るドームスクリーンの概略構成を示す断面図である。ドームスクリーンに対する見込み角度を説明するための図である。図２のＡの位置を拡大した図である。比較例１のスクリーンに投映された星を示す写真である。比較例２のスクリーンに投映された星を示す写真である。実施例１のスクリーンに投映された星を示す写真である。比較例２のスクリーンの光の透過状態を示す写真である。実施例１のスクリーンの光の透過状態を示す写真である。透過損失の測定システムを示す概略図である。表３に示す音響透過損失の測定結果をグラフ化した図である。

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお、図面の説明において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張され、実際の比率とは異なる場合がある。

図１は、本発明の実施形態に係るドームスクリーンの概略構成を示す断面図である。

図１に示すように、ドームスクリーン投映施設１は、ドームスクリーン１０、支持枠部２０、投映装置３０およびスピーカー４０を有する。

ドームスクリーン１０は、画像を投映可能なスクリーンである。本実施形態のドームスクリーン１０は、ドーム部１１およびシート部１２から構成される。

ドーム部１１は、複数の孔を有し、半球状に形成される部材である。ドーム部１１における複数の孔は、たとえば三角格子状や正方格子状に、均等に配置される。あるいは、複数の孔は、ランダムに配置されてもよい。ドーム部１１は、たとえば複数枚の台形状の板材を、後述する支持枠部２０に取り付けることにより、半球状に形成されてもよい。ドーム部１１は、白色や灰色等に塗装されたアルミニウム等の金属から構成されてもよいが、ドーム部１１の材料は、これに限定されない。ドーム部１１が有する複数の孔の仕様や、ドーム部１１の材料等は、設計条件に基づいて任意に変更されてもよい。ドーム部１１は、たとえば約３０％以上、より具体的には、たとえば約４０～６０％の光反射率を有してもよい。

シート部１２は、ドーム部１１の外側に、ドーム部１１に重ねて配置される、光反射性を有するシート状の部材である。シート部１２は、接着剤または両面テープ等によって、ドーム部１１の外側に貼り付けられる。シート部１２は、白色や灰色等のポリエステル製の織布、不織布、樹脂シートまたは紙等から構成されてもよいが、これらに限定されない。シート部１２は、ドーム部１１と同程度の光反射率を有することが望ましい。したがって、シート部１２は、たとえば約３０％以上、より具体的には、たとえば約４０～６０％の光反射率を有してもよい。シート部１２は、ドーム部１１を構成する複数枚の板材ごとに、貼り付けられてもよい。

なお、本明細書では、「ドーム部１１の外側」とは、ドーム部１１が形成する半球の外側、すなわち、図１において支持枠部２０およびスピーカー４０が設置された側を意味する。また、「ドーム部１１の内側」とは、ドーム部１１が形成する半球の内側、すなわち、図１において投映装置３０が設置された側を意味する。さらに、「ドームスクリーン１０の外側」とは、ドーム部１１およびシート部１２から構成されるドームスクリーン１０が形成する半球の外側を意味し、「ドームスクリーン１０の内側」とは、ドームスクリーン１０が形成する半球の内側を意味する。

支持枠部２０は、ドームスクリーン１０の構造を支持する支持部材である。支持枠部２０は、半球の頂点から下端に向かって放射状に伸びる、複数本の支持部材を含む。ドーム部１１を構成する複数枚の板材は、シート部１２を貼り付けられた後、リベットやボルト等によって、支持枠部２０に取り付けられてもよい。すなわち、支持枠部２０は、ドーム部１１およびシート部１２から構成されるドームスクリーン１０の外側に配置され、シート部１２は、ドーム部１１と支持枠部２０との間に配置されることになる。

投映装置３０は、映像を含む画像を投映する装置である。投映装置３０は、図１に示すように、ドームスクリーン１０の内側に設置され、ドームスクリーン１０上に画像を投映する。投映装置３０の設置場所や個数は、図１に示す例に限定されず、ドームスクリーン投映施設１の設計条件に基づいて、任意に変更されてもよい。

スピーカー４０は、音を出力する装置である。スピーカー４０は、図１に示すように、ドームスクリーン１０の外側に複数個設置される。スピーカー４０が出力する音声や音楽等は、ドーム部１１が有する複数の孔とシート部１２とを透過して、ドームスクリーン１０の内側で聴取され得る。スピーカー４０の設置場所や個数は、図１に示す例に限定されず、ドームスクリーン投映施設１の設計条件に基づいて、任意に変更されてもよい。たとえば、指向性の低い、低周波数帯域の音（低音）を出力するスピーカー（ウーハー）は、ドームスクリーン１０の内側に設置されてもよい。また、指向性の高い、高周波数帯域の音（高音）を出力するスピーカーは、図１に示すスピーカー４０のように、ドームスクリーン１０の外側に複数個設置されてもよい。

このように、本実施形態に係るドームスクリーン１０は、ドーム部１１とシート部１２とを組み合わせることを特徴とする。ドームスクリーン１０は、投映装置３０から投映される、ドーム部１１の孔以外の位置に入射する光については、ドーム部１１上で反射し、孔の位置に入射する光については、シート部１２上で反射する。ドームスクリーン１０全体の光反射率を均一にするために、ドーム部１１およびシート部１２は、同程度の光反射率を有することが望ましい。

以上のように、ドームスクリーン１０によれば、複数の孔を有し、半球状に形成されたドーム部１１と、ドーム部１１の外側に、ドーム部１１と重ねて配置されるシート部１２とを有する。したがって、ドームスクリーン１０は、孔の位置に入射する画像の光については、シート部１２により反射できるため、画像を欠落させることなく、均一な画像を映し出せる。

また、ドームスクリーン１０は、シート部１２を有することにより、孔の仕様によらず画像を欠落させないため、従来の孔開きスクリーンよりも大きい開口率を有することができる。したがって、ドームスクリーン１０は、ドーム部１１を構成する部材を軽量にしたり、ドームスクリーン１０を支持する支持枠部２０を細くしたりでき、ひいては、材料費や建設の労力も削減できる。

また、ドームスクリーン１０は、従来よりも大きい開口率を有することができるため、ドーム部１１を構成する板材を支持枠部２０に取り付ける際に、当該板材をより容易に湾曲させられる。また、当該板材を事前に湾曲させておく場合でも、より容易に湾曲させる加工が行われ、加工の精度も向上され得る。

また、ドームスクリーン１０は、従来よりも大きい開口率を有することができるため、ドームスクリーン１０の外側に設置されるスピーカー４０が出力する音を、シート部１２があっても従来と遜色なく、内側に透過させることができる。

また、ドームスクリーン１０は、ドーム部１１とシート部１２とを組み合わせて構成される。したがって、ドームスクリーン１０は、ドーム部１１のみをスクリーンとして用いた場合に発生する、星の欠落の問題だけでなく、シート部１２のみをスクリーンとして用いた場合に発生する問題も回避できる。すなわち、ドームスクリーン１０は、シート部１２が柔構造であることにより、単体では半球形状を維持することが困難であったり、金属製のスクリーンと比較して汚れが目立ちやすかったりという問題も回避できる。

なお、上記実施形態では、ドームスクリーン１０の構成の一例を説明した。しかし、本実施形態はこれに限定されない。以下のような変更や改良等が可能である。

上記実施形態では、シート部１２が、画像を映し出せることについて説明した。一方で、シート部１２は、光を反射させるとともに、ある程度透過もさせるように、材料を選択されてもよい。シート部１２が光を透過させる場合、通常、ドームスクリーン１０の内側に設置される間接照明（図示なし）を、ドームスクリーン１０の外側に移動させ、ドームスクリーン１０の内側を照らすことが可能になる。これにより、ドームスクリーン投映施設１は、間接照明を設置するスペースをドームスクリーン１０の内側に確保しないで済み、ドームスクリーン１０の外側のスペースをより効率的に活用できる。また、ドームスクリーン１０の外側における照明は、ドームスクリーン１０の少なくともいくつかの孔の位置に合わせてＬＥＤを配置することによって、実現されてもよい。ＬＥＤは、ドーム部１１の孔の位置に合わせて、シート部１２の背面に配置されても、シート部１２に置き換えて配置されてもよい。ＬＥＤが、シート部１２に置き換えて配置される場合には、孔の位置に投映された画像の光を反射できるように、乳白色のキャップ等で覆われることが望ましい。

また、複数の孔を有する孔開きスクリーンと、シート部とからなる構成は、半球状でない通常のスクリーンに対して用いられてもよい。たとえば、映画館等に設置される通常のスクリーンに対して、孔開きスクリーンとシート部とからなる構成が用いられてもよい。

続いて、以下では、本実施形態に係るドームスクリーン１０が有する複数の孔の、孔径（孔の直径）について検討する。

（孔径の検討）
ドームスクリーン１０は、複数の孔を有するが、孔径が大きすぎると、孔に布が垂れて半球形状を維持できない可能性がある。また、孔径が大きすぎると、孔から、支持枠部２０や、ドーム部１１同士の継ぎ目等を含む、ドームスクリーン１０の外側が見えやすくなるという問題が発生する可能性がある。そこで、これらの問題を回避するために、ドーム部１１の孔径は、たとえば１０ｍｍ以下になるように選択されてもよい。ドーム部１１の孔径の最大値は、これに限定されず、たとえば１５ｍｍまたは２０ｍｍであってもよい。

一方で、孔径が小さすぎると、シート部１２上に投映される星が見えなくなるという問題が発生する。この問題について、以下で詳細に説明する。

図２は、ドームスクリーンに対する見込み角度を説明するための図である。図３は、図２のＡの位置を拡大した図である。

図２に示すように、Ａの位置に孔があり、当該孔の位置に投映装置３０により星が投映されており、Ｂの位置から当該星を見る場合を想定する。この場合、Ｂの位置からは、ドーム面の垂線Ｃに対して一定の角度（以下「見込み角度」と呼ぶ）αを有して星を見ることになる。このように、任意の座席位置から任意のスクリーン位置の星を見る場合には、見込み角度αを有することになる。

しかし、図３に示すように、見込み角度αと、ドーム部１１の厚さＴに対する孔径Ｄの比率Ｔ／Ｄとによっては、Ａの位置にある孔の底面（すなわち、Ａの位置にあるシート部１２）が全く見えない場合がある。図３に示す例は、矢印の始点から孔の底面を見た場合、２つの矢印の幅分だけ、孔の底面が見える様子を示している。しかし、たとえば、αが増加したり、Ｔが増加（すなわち、Ｔ／Ｄが増加）したりすると、見ることができる孔の底面積の割合が減少することがわかる。孔の底面が見えなくなると、せっかくシート部１２を用いて、孔の底面にあるシート部１２に星が投映されたとしても、星の欠落に対する効果が実現され得ない。したがって、αを考慮して、Ｔ／Ｄを適切に選択することが重要になる。

αとＴ／Ｄとの関係に基づいて、見ることができる孔の底面積の割合を算出した例を表１に示す。

表１を参照すると、上述したように、αが小さいほど、および／または、Ｔ／Ｄが小さいほど、見ることができる孔の底面積の割合が大きいということが確認できる。また、少なくともＴ／Ｄ＝０．４以下であれば、α＝４５度という厳しい条件でも、見ることができる孔の底面積の割合を５０％確保できる。

表１に例示する関係に基づいて、孔の底面に位置するシート部１２上に投映された画像を、所定の割合以上見ることができるように、Ｔ／Ｄが選択されてもよい。たとえば、孔の底面に投映された星を、少なくとも５０％以上見ることができるように、孔径Ｄおよびドーム部１１の厚さＴは、Ｔ／Ｄ＝０．４以下となるように選択されてもよい。

また、所望のＴ／Ｄを達成できるように、孔径Ｄおよび厚さＴの少なくとも一方が調整されてもよい。厚さＴを容易に変更できない場合には、孔径Ｄのみが変更されればよい。たとえば、孔の底面に投映された星を、少なくとも５０％以上見ることができるように、ドーム部１１の厚さＴが１ｍｍであれば、孔径Ｄは２．５ｍｍ以上になるように選択されればよい。見込み角度αは、ドームスクリーン１０の内側の座席配置や、ドームスクリーン１０自体の大きさ等に基づいて、適切な範囲を定めて検討されてもよい。

したがって、これらの孔径の検討により、本実施形態のドームスクリーン１０の孔径について、適切な範囲を定めることができる。

以下ではさらに、シート部１２を有する実施例と、シート部１２を有しない比較例とを比較することによって、本実施形態に係るドームスクリーン１０の効果を確認する。

（星の欠落に対する効果の確認）
本実施形態に係るドームスクリーン１０の、星の欠落に対する効果を確認した。

まず、比較例１のスクリーンとして、白色に塗装された０．６ｍｍ厚の孔開きのアルミ板（アルミパンチングパネル）を準備した。比較例１のスクリーンは、三角格子状に配置される複数の孔を有し、孔径は１．５ｍｍ、孔同士の間隔（ピッチ）は４ｍｍ、孔の開口率（開孔率）は１３％であった。比較例１のスクリーンの仕様は、従来からプラネタリウムに等用いられてきた、標準的な孔開きドームスクリーンの仕様に相当する。

また、比較例２のスクリーンとして、白色に塗装された１ｍｍ厚のアルミパンチングパネルを準備した。比較例２のスクリーンは、三角格子状に配置される複数の孔を有し、孔径は５ｍｍ、孔同士の間隔（ピッチ）は８ｍｍ、孔の開口率は３５％であった。星の欠落状態をより確認しやすくするために、比較例１のスクリーンよりも孔径や開口率が大きいスクリーンを、比較例２のスクリーンとして準備した。

また、実施例１のスクリーンとして、比較例２のスクリーンの背面側（画像を投映される側とは反対側）に、ポリエステル製の布を貼り付けたスクリーンを準備した。

比較例１、比較例２および実施例１のスクリーンに対して、オリオン座の原版を用いた光学式の投映装置により、約４ｍ離れた位置から、オリオン座の三つ星を投映した。

図４は、比較例１のスクリーンに投映された星を示す写真である。図５は、比較例２のスクリーンに投映された星を示す写真である。図６は、実施例１のスクリーンに投映された星を示す写真である。

図４～図６は、投映されたオリオン座に含まれる三つ星（アルニタク、アルニラム、ミンタカ）を拡大して示している。

図４に示すように、比較例１のスクリーンは、左下の星の周辺部と、中央の星および右上の星の中央部とを点状に欠落させた。したがって、従来から用いられてきた標準的な孔開きドームスクリーンは、孔の位置に投映された星を欠落させることを確認できた。

また、図５に示すように、比較例２のスクリーンは、左下の星の中央部と、中央の星および右上の星の周辺部とを大きく欠落させた。星の欠落状態をより確認しやすくするために、比較例１のスクリーンよりも孔径を大きくした比較例２のスクリーンは、より顕著に星を欠落させることを確認できた。

一方で、図６に示すように、比較例２のスクリーンに布を貼り付けた実施例１のスクリーンは、星を全く欠落させなかった。このことは、実施例１のスクリーンが、孔の位置に入射した星の部分を、布の表面により映し出せていたことを示す。したがって、アルミパンチングパネルに布を貼り付けることにより、星の欠落に対する効果が得られることを確認できた。

同じアルミパンチングパネルを用いた比較例２と実施例１とのスクリーンを比較すると、比較例２のスクリーンは、実施例１のスクリーンに対して、左下の星を３４％、中央の星を１５％、左上の星を１２％欠落させていた。また、比較例２のスクリーンでは、左下の星の等級は２．３、中央の星の等級は１．９、右上の星の等級は２．５となっていたが、実施例１のスクリーンでは、左下の星の等級は１．９、中央の星の等級は１．７、右上の星の等級は２．３となっていた。したがって、アルミパンチングパネルに布を貼り付けて星の欠落を防ぐことにより、星の明るさが改善されることも確認できた。

以下では、比較例２および実施例１のスクリーンの光の透過状態の違いをさらに確認する。

図７は、比較例２のスクリーンの光の透過状態を示す写真である。図８は、実施例１のスクリーンの光の透過状態を示す写真である。

図７および図８は、各々のスクリーンに対して左側から光を当てた際の、光の透過状態を示している。

図７に示すように、比較例２のスクリーンは、孔の位置において、左側から右側に光をそのまま透過させた。比較例２のスクリーンに対して、オリオン座を同時に投映したところ、孔の位置に投映された星についても、右側に透過させた。したがって、図５に示すような星の欠落は、スクリーンの背面側に光が透過することによって生じていたことを確認できた。

一方で、図８に示すように、実施例１のスクリーンは、孔開きスクリーンの孔以外の位置に入射する光を、孔開きスクリーン上で反射し、孔の位置に入射する光を、布上で反射させていた。したがって、実施例１のスクリーンは、スクリーン全体で画像の光を反射できることを確認できた。

（孔の開口率の検討）
上記実施例では、布を貼り付けることにより、ドームスクリーン１０が星の欠落を防止できることを確認した。一方で、布を貼り付けることにより、ドームスクリーン１０の外側から内側に透過する音響エネルギーの損失（音響透過損失）は、増加してしまう。そこで、音響透過損失を低減させて、ドームスクリーン１０の外側に設置されたスピーカー４０が出力する音を、ドームスクリーン１０の内側に効率よく透過させるため、ドームスクリーン１０の孔の開口率について検討した。特に、音の指向性の問題により、高周波数帯域の音を出力するスピーカーが、ドームスクリーン１０の外側に設置される場合が多いため、高周波数帯域における音響透過損失を、特に重要なものとして検討した。

孔の開口率について検討するために、まず、開口率が異なる４つの種類のアルミパンチングパネル（ａ）～（ｄ）を準備した。各アルミパンチングパネルの仕様は、以下の表２に示す通りであった。そして、各パネル（ａ）～（ｄ）を、後述する透過損失測定用の音響管に設置するために、適切な大きさに切り抜いて、比較例３～６として準備した。さらに、切り抜いた各パネル（ａ）～（ｄ）に対してポリエステル製の布を貼り付けたパネルを、実施例２～５として準備した。なお、比較例３は、上述した比較例１のスクリーンと同じ仕様であり、比較例５は、比較例２のスクリーンと同じ仕様であり、実施例４は、実施例１のスクリーンと同じ仕様であった。

続いて、ＡＳＴＭＥ２６１１に準拠した方法を用いて、各実施例および各比較例の垂直入射音響透過損失を測定した。

図９は、透過損失の測定システムを示す概略図である。

図９に示すように、各実施例および各比較例として準備した各サンプル５０を、透過損失測定用の音響管６０（ブリュエル・ケアー製Ｔｙｐｅ４２０６Ｔ）内に設置した。そして、オーディオアナライザ７０（ブリュエル・ケアー製Ｔｙｐｅ３５６０Ｂ）と、ＰＣ８０にインストールされた専用のソフトウェア（ブリュエル・ケアー製ＰＵＬＳＥＬａｂｓｈｏｐＴｙｐｅ７７５８等）と、パワーアンプ９０とを用いて、音響管６０に接続されたスピーカー６１から音を出力した。そして、４つのマイクロホン６２により、音響管６０内の音圧レベルを測定した。４つのマイクロホン６２の測定結果に基づいて、実施例２～５および比較例３～６の透過損失を算出した。

実施例２～５および比較例３～６について、音響透過損失を測定した結果を表３に示す。表３には、測定周波数ｆ＝１ｋＨｚおよび５ｋＨｚにおける結果を示した。

図１０は、表３に示す音響透過損失の測定結果をグラフ化した図である。

図１０では、開口率の変化に基づく透過損失の変化の様子を観察しやすいように、布の有無の条件および測定周波数ｆの条件（すなわち、「布なし、ｆ＝１ｋＨｚ」や「布あり、ｆ＝５ｋＨｚ」等の条件）が同じものをまとめて、累乗近似曲線も示した。

表３および図１０における比較例３～６の測定結果が示すように、布なしの場合、ｆ＝１ｋＨｚおよび５ｋＨｚともに、開口率の増加に伴い透過損失は減少した。

また、実施例２～５の測定結果が示すように、布ありの場合でも、ｆ＝１ｋＨｚおよび５ｋＨｚともに、開口率の増加に伴い透過損失は減少した。したがって、開口率を増加させることにより、音響特性が改善されることを確認できた。

また、布なしの場合には、比較例３の測定結果が示すように、１３％という小さい開口率でも、ｆ＝１ｋＨｚでの透過損失は０．４１ｄＢ、ｆ＝５ｋＨｚでの透過損失は２．３３ｄＢであり、ある程度良好な音響特性が得られている。

しかし、星の欠落を防止するために布を貼り付けると、実施例２の測定結果が示すように、１３％という小さい開口率では、ｆ＝１ｋＨｚでの透過損失が７．３３ｄＢまで増加し、ｆ＝５ｋＨｚでの透過損失が１１．９２ｄＢまで増加してしまう。したがって、布を貼り付けることを前提としている本実施形態では、孔の開口率を増加させる必要がある。

星の欠落を防止しつつ、音響特性も確保するためには、たとえば、孔の開口率を１３％から３５％に増加させる必要がある。これにより、ｆ＝１ｋＨｚでの透過損失を、７．３３ｄＢから１．９６ｄＢに大きく減少させ、ｆ＝５ｋＨｚでの透過損失を、１１．９２ｄＢから３．１４ｄＢに大きく減少させることができる。

孔の開口率は、ドームスクリーン１０における所望の音響透過損失に基づいて、選択されてもよい。たとえば、少なくとも一つの周波数（たとえば１ｋＨｚや５ｋＨｚ等）における音響透過損失の閾値を設定することにより、所定の閾値以下の音響透過損失を達成できる孔の開口率が、ドームスクリーン１０の孔の開口率として選択されてもよい。

音響透過損失の閾値は、たとえば、１ｄＢ、２ｄＢ、３ｄＢ、４．５ｄＢ、６ｄＢ等の任意の値に設定されてもよい。ｆ＝１ｋＨｚでの音響透過損失の閾値が２ｄＢに設定された場合、表３を参照すると、布を貼りつけつつ閾値以下の音響透過損失を達成できるのは、３５％以上の開口率となる。この場合、ドームスクリーン１０の孔の開口率として、３５％が選択されてもよい。また、ｆ＝１ｋＨｚおよび５ｋＨｚでの音響透過損失の閾値がともに３ｄＢに設定された場合、表３を参照すると、閾値以下の音響透過損失を達成できるのは、５１％以上の開口率である。この場合、ドームスクリーン１０の孔の開口率として、５１％が選択されてもよい。また、ｆ＝１ｋＨｚおよび５ｋＨｚでの音響透過損失の閾値がともに４．５ｄＢに設定された場合、表３を参照すると、閾値以下の音響透過損失を達成できるのは、２３％以上の開口率である。この場合、ドームスクリーン１０の孔の開口率として、２３％が選択されてもよい。

また、孔の開口率は、表３に示すような離散的な値ではなく、図１０の近似曲線が示すような連続的な値に基づいて選択されてもよい。たとえば、ｆ＝１ｋＨｚおよび５ｋＨｚでの音響透過損失の閾値がともに３ｄＢに設定された場合、図１０に示す近似曲線を参照すると、閾値以下の音響透過損失を達成できるのは、約４０％以上の孔の開口率であると言える。したがって、近似曲線における連続的な値に基づいて選択された開口率は、表３に示すような離散的な値に基づいて選択された５１％という開口率よりも小さい値となっており、必要以上に大きな開口率を選択しないで済むことが確認できる。

また、孔の開口率は、ドームスクリーン１０における、所望の音響透過損失の変化率に基づいて選択されてもよい。たとえば、布ありの場合、図１０に示すように、開口率１３％から２３％の間では、透過損失の変化が非常に大きく、開口率３５％から５１％の間では、透過損失の変化が小さい。したがって、開口率を３５％以上にしても、透過損失を大きく変化させることが難しいことが確認できる。そこで、透過損失の変化率を閾値として設定することにより、閾値以上となる変化率を実現できる範囲で、開口率を変化させることができ、より効果的に音響特性を改善できる。

また、孔の開口率は、音響透過損失ではなく、音響透過率に基づいて選択されてもよい。音響透過損失ＴＬと、音響エネルギーの透過率である音響透過率τとは、以下の関係を有する。

したがって、たとえば、音響透過率の閾値が、８０％、７０％、６０％、５０％等の任意の値に設定されてもよく、閾値以上の音響透過率を達成できる孔の開口率が、ドームスクリーン１０の孔の開口率として選択されてもよい。

なお、開口率が決定された後、決定された開口率に基づいて、孔径および孔ピッチが決定され得る。たとえば、孔の配置が三角格子の場合、開口率Ｒと、孔径Ｄと、孔ピッチＰとは、以下の関係を有する。

Ｄの範囲は、上述したように、見込み角度α等に基づいて決定され得る。したがって、所望の音響特性から決定した開口率の値をＲに代入することにより、Ｐの範囲も決定され得る。このように、上述したような孔径の検討と、孔の開口率の検討とをともに行うことにより、ドームスクリーン１０の効果を実現するためのパラメータの範囲が、順次決定され得る。

また、ドームスクリーン１０における所望の音響透過損失に基づいて、孔の開口率とともに、シート部１２の材料が検討されてもよい。所望の光反射率を確保しつつ高い音響透過率を有する材料をシート部１２として選択することにより、音響透過損失をさらに減少させ、音響特性をより改善できる。

本出願は、２０１６年１１月２９日に出願された日本特許出願番号２０１６－２３１７８２号に基づいており、その開示内容は、参照により全体として組み入れられている。

１ドームスクリーン投映施設、
１０ドームスクリーン、
１１ドーム部、
１２シート部、
２０支持枠部、
３０投映装置、
４０スピーカー。

Claims

画像を投映可能なドームスクリーンであって、
複数の孔を有し、光反射性を有し、半球状に形成されたドーム部と、
前記ドーム部の外側に、前記ドーム部と重ねて配置され、光反射性を有するとともに孔を有さないシート部と、
を有するドームスクリーン。
外側から内側に透過する音響エネルギーの損失を示す音響透過損失が、所定の閾値以下となるように、前記複数の孔による開口率が選択される請求項１に記載のドームスクリーン。
外側から内側に透過する音響エネルギーの損失を示す音響透過損失が、所定の閾値以下となるように、前記複数の孔による開口率と、前記シート部を構成する材料とが選択される請求項１に記載のドームスクリーン。
前記孔の底面に位置する前記シート部上に投映された前記画像を、所定の割合以上見ることができるように、前記複数の孔の孔径と、前記ドーム部の厚さとの比率が選択される請求項１～３のいずれか一項に記載のドームスクリーン。
前記孔の底面に位置する前記シート部上に投映された前記画像を、所定の割合以上見ることができるように、前記複数の孔の孔径が選択される請求項１～４のいずれか一項に記載のドームスクリーン。
外側から内側に透過する音響エネルギーの損失を示す音響透過損失が、所定の閾値以下となるように選択された開口率と、選択された前記孔径とに基づいて、前記複数の孔同士の間隔が決定される請求項５に記載のドームスクリーン。
前記ドーム部の光反射率と前記シート部の光反射率は、それぞれ３０％以上である、請求項１に記載のドームスクリーン。
画像を投映可能なドームスクリーンと、
前記ドームスクリーンに画像を投影する投映装置と、
前記ドームスクリーンの外側に配置される複数のスピーカーと、を備え、
前記ドームスクリーンは、
請求項１～７のいずれか一項に記載の投映施設。