JPH0642119B2 - 投影器を有しないプラネタリウム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は中でも星空や天体の運動を実際とできるだけ同
じ状態で表わすための、投影器を有しないプラネタリウ
ムに関する。このプラネタリウムはまた、来訪者に観測
学的な種々の現象、海洋学上の各種表示、原子構造、固
体構造、および結晶構造等の種々の説明を目視的に表わ
すのにも適している。

〔従来の技術〕

従来公知の全てのプラネタリウムは半球ドームの内表面
の上に種々の映像内容や光の効果を投影器、投光、また
は単純な照明によって作り出すという原理に基づいてい
る。恒星投影器および対応する種々の追加的な投影器が
広範囲の表示のために用いられる。その設けられている
固定的な、または可動の光学的機械的な種々の投影器に
よってスライド、フィルム、星図板、およびその他の映
像内容がその観覧者空間でもある半球ドームの内側表面
上に投影される。このような投影器としては例えば本来
のプラネタリウムの基本的装置、種々の特殊効果用およ
び修飾されたスライド投影器やフィルム投影器がこれに
属する。この最後に挙げた装置には中でも魚眼光学装置
を備えた種々の投影装置も従属する。プラネタリウム用
のこのような従来の種々の投影装置は中でも雑誌“Jena
er Rundschau"31,(1968)第３巻およびその付属資料「最
新のプラネタリウム技術」、並びに西ドイツ、オーベル
コッヘンの会社Optonの社内刊行物“Weltraum in Raum"
第58-060d-MA VII/82PToおよび日本国の会社ミノルタの
社内刊行物「宇宙への招待」に記述されている。カナダ
国トロントの会社IMAX Systems Corp.の社内刊行物“Om
nimax-Theatre"には更に広角フィルム投影器が示され、
また記述されている。

もう一つの映像形成方法は１つ以上のレーザー光線を用
いる走査に基づくもの、またはコーヒーレント像の形成
によるものである。その走査に際して各レーザー光線は
殆どの場合に２次元的に作動する光学的な偏向手段によ
って故意にドーム表面の特定の位置に転向されてここに
結像され、種々の映像を形成するが、これらの像は単に
特殊効果を表わすに過ぎない。

米国の会社Evans & Sutherlandの社内刊行物“Digistar
Hardware Specification"から、その表示されるべき映
像内容をコンピュータによる支援のもとにブラウン管の
上に写し出してこれを魚眼光学手段（超広角光学手段）
によって半球ドームの上に投影することが公知である。
しかしながらこの方法はそのドームに投影される像の明
るさが低いことや像の縁部において或る歪みが現われる
という決定的な欠点を有する。各星の像は色褪せた斑点
として現われ、そして或る速度からは種々の動く過程の
描写は急激になる。

種々の投影器の設けられているプラネタリウムにおいて
はそれら投影用の機器がドーム内の空間中に配置されて
いるのが欠点である。互に相手の陰になるのを避けるた
めに種々の手段を講じなければならない。その空間を多
面的に利用することを可能にするためにはそれら投影器
を高価な持ち上げ装置の上に取り付けてこれらをドーム
の空間から降下させることにより取り除く。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は上述のような従来技術の種々の欠点を除
き、そしてプラネタリウムの描写の可能性を本質的に拡
張することである。

すなわち本発明の課題は、中でも種々の天体、それらの
運動並びに天空におけるその他の種々の過程および特殊
効果を実際の状態とできるだけ等しく、また高い映像品
質および高い明るさで、投影装置を使用することなく描
写し且つデモンストレーションすることができるような
プラネタリウムを作り出すことである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に従えば上述の課題は、半球ドームを含み、その
内表面の上に種々の表示されるべき対象物や種々の過程
が来訪者に対して光学的に表示されるような、星空や天
体の運動および形態を実際の状態に近似した態様で表わ
すための、投影器を有しないプラネタリウムにおいて、
その半球ドームの内表面の上に多数の自己発光性の、お
よび／または与えられた光に影響を与える発光要素が設
けられており、これらがその対象物や過程の表示のため
に必要な全内表面を覆っていて、その際各発光要素は個
々に、またはいくつかのグループに分けてマトリックス
状に或る支持プレートの上に配置されていること、これ
らの発光要素は個々に、またはグループに分けてコンピ
ュータおよび制御装置によって活動状態にすることがで
きること、およびこれらの発光要素のそれぞれの、上記
半球ドーム内表面上の位置がその高さと方位角とについ
て明確に定められていることによって解決される。この
場合に各発光要素がその明るさおよび／または色につい
て制御可能であって且つ観測者の位置からみてその観測
者の目の角度的解像力よりも小さな面積を占めるならば
有利である。すなわちプラネタリウムドーム内表面に例
えば、或る星を１つの光の点として表示するために３個
のそれぞれ異なった色（赤、緑および黄色）で光を送り
出す発光要素を用いれば、それら個々の発光要素の明る
さに従い、またその変化によって、それら３つの色から
合成される上記の光の点の色を適宜に選びかつ変化させ
ることができる。

〔作用〕

多数の発光要素がマトリックスの形で１つの支持プレー
トの上に設けられており、この支持プレートがそれら各
発光要素への導線ラインおよび各接続手段を包含し、そ
してこのプレートはまたドームの内表面に固定されてい
る。

更にまた、３個の発光要素と１つの音響吸収性の円形、
正方形、矩形または不規則形状の開口とが１枚の支持プ
レートの上に設けられており、その際それら３個の発光
要素のそれぞれは好ましくは異なった色で光を放射する
か、または異なった色を再現し、そしてそれ自身制御可
能であるならば有利である。音響吸収性の開口はプラネ
タリウムドーム内の音響特性を改善し、音響のドーム内
面からの反射を強く抑制する。

更に、本発明の有利な構成の１つは、多数の支持プレー
トから構成される多数のマトリックス状に構成された多
数の構造部が設けられており、その際それらマトリック
ス構造部は半球ドームの内表面の上に固定されており、
そしてこれを隙間なく覆っていることよりなる。

それら発光要素が白熱フィラメント、発光ダイオード、
白熱灯、プラズマディスプレー、発光セル、または背後
から投光されるLCDによって構成されているならば有利
である。この場合に各発光要素の明るさは偏光状態の変
化、吸収の変化、アパーチャの変化および干渉の変化に
よって変化させることができる。

各発光要素の一義的な制御の可能性のためにはそのコン
ピュータが記憶装置を包含しており、その内部において
各発光要素に１つの固定的メモリ部分が従属しており、
その際１つのメモリのアドレスが一義的に１つの発光要
素に対応しているならば有利である。

本発明の本質は、プラネタリウムの半球ドームの内部表
面にほぼ隙間なく発光要素が張付けられており、これら
の発光要素が多数のマトリックス構造に総括されている
ということである。それら発光要素はそれぞれがコンピ
ュータおよび制御装置によって制御でき、その際そのハ
ードウェア的な構成のみならず、ソフトウェア的な技術
手段についても有利なコンピュータ制御が備えられてい
る。

この場合にそのハードウェア、中でも支持プレートの上
での各発光要素の配置の階級制度的な構成および多数の
そのような支持プレートをマトリックス構造に総合する
こと、更にはまたその記憶装置の種々の情報を各対応す
る発光要素に並列的にまたは直列的に伝達するのが有利
である。

このために、例えばそれぞれの発光要素のドーム内表面
上の高さと方位角とについて特徴付けられる１つの位置
が一義的に映像メモリ中の１つのアドレスに従属するよ
うになっていてもよい。

〔実施例〕

以下本発明を添付の図面の参照のもとに実施例によって
更に詳細に説明する。

第１図に或るプラネタリウムの半球ドーム１の一部が示
されているが、このものの内表面２の上には幾つかの発
光要素３を取り付けた支持プレート４が固定されてお
り、その際これらの支持プレート４の多数が第２図に図
式的に示すように或るマトリックス構造５に総合されて
いる。種々の対象物や多くの過程を描写するために必要
な半球ドーム１の内表面２の全体にわたり、そのような
マトリックス構造５が隙間なく張付けられている。これ
らの発光要素３は個別に、またはグループ毎に、図示さ
れていないコンピュータおよび制御装置により発光のた
めに活性化させることができ、その際これらの発光要素
３のそれぞれの、半球ドーム１の内表面２の上における
位置はその高さと方位角とに関して一義的に定められて
いる。それら発光要素３はこれがそれ自身で光を送り出
すか、または与えられた光に所望の態様で物理的な影響
を与えることができるように作られている。

発光要素３としては白熱フィラメント、発光ダイオー
ド、白熱灯、プラズマディスプレー、発光セルまたは背
後から光を照射するLCDを使用することができる。

第３図は支持プレート４を示すが、このものの上に３個
の発光ダイオード６が発光要素としてマトリックス状に
配置されている。この支持プレート４の自由面の上に音
響吸収性の開口７が設けられており、これは半球ドーム
１内の音響効果に影響を与える役目をする。これら３つ
の発光ダイオード６のそれぞれが異なった色、例えば赤
色、緑色および黄色に発光し、そしてそれらの明るさを
変化させることができるならば有利である。それら発光
要素の対応的制御によって観測者に着色した像の描写を
与えることも可能である。それぞれの支持プレート４に
従属して対応する導体板８および９が設けられており、
これらとそれぞれの発光ダイオード６またはそれぞれの
発光要素とが対応的な接続部11および12によって結合さ
れている。導体板８および９の導体の並びが行14および
列13の形に設けられているならば有利である。すなわち
各発光ダイオードは例えばそれぞれの列13の中で共通の
電流供給部を、そして各行14の中で１つの共通のアース
接続を有する。これによって各発光要素はそれぞれの色
に個別に応答することができ、そしてマトリックス構造
５の全体は多重運転で制御することができる。

第４図は、行制御のための導体並び18と列制御のための
導体並び19との備えられたそれぞれ従属する導体板16お
よび17が設けられている支持プレート15を示すが、この
ものの上に白熱フラメト20よりなるマトリックス構造21
が設けられている。それら白熱フィラメント20は真空に
減圧されたハウジング22の中に存在している。

このマトリックス構造21においては異なった色を実現す
るためにフィルターアレーを設けることができ、このも
のも第５図に示すような立体的効果を実現するために異
なった偏光方向を有する偏光フィルム23および24からな
る型板を包含する。

各発光要素３の明るさはこの要素の種類に従って上記の
偏光状態の変化によるか、または光の干渉の変化によ
り、或はまた吸収やアパーチャの変化によって変化させ
ることができる。

それら発光要素を一義的に制御するためには記憶装置の
設けられたコンピュータを備えるのが有利であり、この
中でそれぞれの発光要素３に対して１個の固定されたメ
モリ部分が従属しており、すなわちこの記憶装置（映像
メモリ）が全ての要素を疑似１：１に「写像」し、そし
て１つのメモリアドレスが一義的に１つの発光要素３に
対応しているならば有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従う半球ドームの一部分の切断面を示
し、第２図は支持プレートのマトリックス状配置を図式
的に示し、第３図は支持プレートの１具体例を斜視図で
示し、第４図は白熱フィラメントを用いた支持プレート
の例を示し、そして第５図は偏光フィルムよりなる型板
を用いたマトリックス構造の例を示す。 １……半球ドーム、２……ドーム内表面 ３……発光要素 ４，１５……支持プレート ５……マトリックス構造 ７……音響吸収開口 ８，９，16，17……導体板 11，12……接続部 23，24……偏光フィルム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−168080（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−53139（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−48069（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−81557（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭58−16185（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半球ドームを含み、その内表面の上に種々
   の表示されるべき対象物や種々の過程が観覧者に対して
   光学的に表示されるような、星空や天体の運動および形
   態を実際の状態に近似した態様で表わすための、投影器
   を有しないプラネタリウムにおいて、 その半球ドーム(1)の内表面(2)の上に多数の自己発光性
   の、および／または与えられた光に影響を与える発光要
   素(3)が設けられており、これらがその対象物や過程の
   表示のために必要な全内表面(2)を覆っていて、その際
   各発光要素(3)は個々に、またはいくつかのグループに
   分けてマトリックスの形で或る支持プレート(4)の上に
   配置されていること、これらの発光要素(3)は個々に、
   またはいくつかのグループに分けてコンピュータおよび
   制御装置により活動状態にすることができること、およ
   びこれらの発光要素(3)のそれぞれの、 上記半球ドーム内表面上の位置がその高さと方位角とに
   ついて明確に定められていること を特徴とする、上記プラネタリウム。
2. 【請求項２】発光要素(3)が明るさおよび／または色に
   ついて制御可能であり、そして観覧者の位置から見たと
   きにその観覧者の目の角度的分解能よりも小さな面積を
   有していることを特徴とする、請求項１記載のプラネタ
   リウム。
3. 【請求項３】多数の発光要素(3)がマトリックスの形で
   支持プレート(4)の上に設けられており、この支持プレ
   ートが発光要素(3)への供給導線および接続部(11、12)を
   包含し、そしてこのプレートはまた半球ドームの内表面
   に固定されていることを特徴とする、請求項１又は２記
   載のプラネタリウム。
4. 【請求項４】それぞれ３個の発光要素(3)と、音響吸収
   性の、または音響の反射を防止する円形、正方形、矩形
   または不規則形状の１個の開口(7)とが支持プレート(4)
   の上に設けられており、その際それら３個の発光要素
   (3)のそれぞれは好ましくは異なった色で発光するか、
   または異なった色を再現し、そしてそれ自身制御可能で
   あることを特徴とする、請求項１ないし３記載のプラネ
   タリウム。
5. 【請求項５】多数の支持プレート(4)から構成されるマ
   トリックス状に構成された多数の構造部(5)が設けられ
   ており、その際それら構造部(5)は半球ドーム(1)の内表
   面(2)の上に固定されており、そしてこれを隙間なく覆
   っていることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれ
   か１つに記載のプラネタリウム。
6. 【請求項６】発光要素(3)が白熱フィラメント(20)、発
   光ダイオード(6)、白熱灯、プラズマディスプレー、発
   光セル、または背後から照明されるLCDによって構成さ
   れていることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれ
   か１つに記載のプラネタリウム。
7. 【請求項７】発光要素(3)の明るさを偏光状態の、吸収
   の、アパーチャの、および緩衝の変化によって変化させ
   ることができることを特徴とする、請求項１ないし４の
   いずれか１つに記載のプラネタリウム。
8. 【請求項８】コンピュータが記憶装置を包含しており、
   この中において各発光要素(3)に或る固定的なメモリ部
   分が従属しており、その際或る１つのメモリアドレスが
   一義的に或る１つの発光要素(3)に対応するようになっ
   ていることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか
   １つに記載のプラネタリウム。