JPS60225875A - 可変水平線シヤツタ−を有するプラネタリウム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明はレンズ投映式のプラネタリウムに関し、特に恒
星投映機からドームの水平線下に投映される投映像のカ
ットと投映上の水平線を変更するのに適する遮光体を備
えた可変水平線シャッターを有するプラネタリウムに関
する。

従来技術 第１図（ａ）　ｌ　（ｂ）は従来のプラネタリウムの傾
斜ドーム１ａを示したもので、傾斜ドーム１ａは中央に
レンズ投映式の恒星−球２ａを設置され、実際の水平線
Ｈ１ｏに対して角度α′だけ傾けて形成された床面１１
ａに、観客席１９ａが階段状に設けられている。そして
、観客席１９ａと向い合うドーム内周面は、水平線Ｈ１
ｏ　と角度α′傾いた最大傾斜水平線ＨＩユの位置まで
投映像を投映できるように延長されていて観客にとって
見やすい構成となっている。

このような傾斜ドーム１ａでは、実際の水平線Ｈ１ｏ以
下の星像カットは、従来の水平ドームの場合と同様、各
投映機２ａに重錘を利用したシャッターを設けて行うこ
とができるが、この重錘利用のシャッターは、傾斜ドー
ム１ａにおいて適宜設定される前記傾斜水平線Ｈ／ｌ　
より下方の星像のみをカットすることができない。なぜ
ならば、重錘利用のシャッターは、その特性上実際の水
平線Ｈ′。

以下の星像はすべてカットするため、投映上の傾斜水平
ＭＨ’を以下の星像カットに適用させることができない
からである。

さシとそ、投映上の傾斜水平線Ｈ１１以下の星像カット
に、従来のピンホール式投映機で使用され丁 ていた第２図に示す如き固定フェンス５＆を用いれば、
レンズ投映式の場合には、地平線の浮き上９現象という
好ましくない現象を引き起こす。

次に、この地平線の浮き上り現象を第３図にもとづいて
説明する。周面に複数個のレンズ投映式投映ｉ３ａを備
えた恒星球２ａは、任意の方向に回転駆動され、各投映
機３ａが全天を複数−に分割した区画のそれぞれを分担
して投映する。投映機３ａは、恒星球２ａの中央に配置
された光源１３ａの光を集光するコンデンサ−レンズ１
４ａ１分担の区画内の星像をおさめた恒星原板１５＆、
投映レンズ１６ａ１およびこれらを保持するケース１８
ａから′＋４成されている。

上記投映機３ａが図中ｐ／１の位置、即ち、投映レンズ
１６ａの投映画角２ω′の下縁側が投映上の傾斜水平線
Ｈ／１に一致する位置にあるとき、傾斜水平ｉＨ’を以
下の投映光をカットするように固定フェンス５＆を設け
た場合、この位置から恒星球２ａがＯＷ方向に回転する
と、２ω′という投映画角をもっている投映機３ａは、
その投映画角２ω′の上縁側が固定フェンス５ａの上縁
と一致する位置Ｐ／２まで星像を投映することになる。

このことは、Ｐ′２の位置と固定フェンス５ａの上縁を
結ぶ線が前記投映上の傾斜水平線ａ　Ｆｌ　となす角度
θ′だけ水平線を浮き上らせたということを意味する。

この浮き上シ角度θ′の大きさは、例えば、投映画角２
０３”（（４６°、恒星球２ａの半球ｒｌを５０ｍ。

ドーム１ａの半径Ｒ′を１２８０ｍ、恒星球２ａの中心
０′から固定フェンス５ａまでの距離Ｌ′を１００側と
した場合、方位によって異なるが、最大で約２０°にも
達し、プラネタリウムの演出上きわめて不都合な大きさ
となる。なお、固定フェンス５ａを投映画角２ω′の上
縁に対して定めると逆に水平線が沈みこむ沈み現象をお
こし、同様な問題をひきおこす。

目　的 本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、レンズ投映
式の投映機においても、実際の水平線以下の星像の投映
を良好にカットすることができるだけでなく、さらに投
映上の水平線を傾斜させることができる傾斜ドームに適
用した場合にも、水平線の浮き上り現象または沈み現象
をほとんど生じさせない遮光体を備え、さらに本遮光体
を恒星球の中心に対して揺動可能に保持することによｐ
投映上の水平ｌｓヲ任意に設定し得るようにし、プラネ
タリウム演出上の自由度を大きくした可変水平線シャッ
ターを有するプラネタリウムの提供を目的とする。

要旨 本発明は、恒星法の投映上の水平線近傍を取り囲むよう
に、内側が下方に所定角度傾斜し、前記水平線の上下方
向に設定間隔で配列された複数の環状遮光板からなる遮
光体を設け、該遮光体ｔ−恒星球の中心に対して任意の
角度揺動可能に保持したことを、前記目的達成のだめの
要旨としている。

実施例 第４図ないし第９図は本発明の第１冥施例であって、複
数の投映機３を備え環状の支持リング４を取付けられた
恒星法２は、支持リング４の外周部を方位軸９に固着さ
れた半円形の支持アーム８によって、水平線と角度α０
をなす傾斜床面１１に固着された基台１０に対し、回動
可能に保持されている。恒星法２は、図示しない恒星法
駆動装置から、支持リング４と半円形の支持アーム８と
の間に設けられた日周運動駆動手段６、および緯度軸駆
動手段７を介して任意の方向に回転される。

恒星法２を取シ囲んで支持アーム８の外側には、環状遮
光板５Ａｆ：投映上の水平ＩＮ　Ｈ１の上下方向に設定
間隔で複数枚配列してなる第１遮光体５が設けられてお
り、該第１遮光体５は、環状遮光板５Ａを設定間隔に保
持する部材５Ｂにょシ、揺動側板１９と２１の外向きフ
ランジ’　９　Ａ　＋　２１　Ａに中空の曲面からなる
第３遮光体１８と一緒に保持される。基台１ｏには、遮
光角ψの第２遮光体１２が固定されている。ここに遮光
角ψはζ第１遮光体５が水平、または角度αだけ傾いた
ときにも投映像ｔケルことや漏らすことのない値に定め
られる。

第３遮光体１８は揺動側板１９と２１に固定されておシ
、一方の揺動側板２１は下側の周辺部にセクタギヤ２１
０が形成されるとともに、該セクータギャ２１０は、揺
動側板２１に対応する固定板２５に保持された揺動ギャ
ードモータ２６の軸に固着のビニオン２２と噛合ってい
る。両方の揺動側板１９１２１には、恒星法２の中心を
通る水平線上に中心を有する半径Ｒｅの円弧状の案内溝
１９Ｂ。

２１Ｂが設けられていて、これらの案内溝１９Ｂ。

２１Ｂには、両方の固定板２０　ｔ　２５に固定段付ビ
ス２４により保持された各２＠のツバ付きベアリング２
３．２３が嵌シ込んでいる。それ故、セクタギヤ２１０
が揺動ギャードモータ２６の軸に固着のピニオン２２に
より駆動されるときは、揺動側板１９．２１に保持され
た第１遮光体５は、案内溝１９Ｂ＋２１Ｂに嵌り込んだ
各２個のツバ付きベアリング２３＋２３に案内されて、
恒星法２の中心に対して第４図（荀の両矢印のいずれか
の方向に回転される。

第５図は第１遮光体５の拡大斜面図であって、各環状遮
光板５Ａは、第７図および第９図に示す如く、恒星法２
の投映上の水平線Ｈ１に対し投映機３の投映画角２ω０
の半分の角度ω０だけ、内側に傾斜されている。

第６図は１つの恒星投映機３の概略光路図を示したもの
で、光源１３で照明される恒星原板１５上に設けられた
各ピンホール１５Ａは、投映レンズ１６によシ傾斜ドー
ム１（第９図参照）のスクリーン面上に星像として投映
される。この場合、光源１３のフイラメン）１３Ａから
出た光線は、コンデンサーレンズ１４で集光されて恒星
原板１５の各ピンホール１５Ａ’ｉｉ通シ、図示のよう
な光路を経て、投映レンズ１６に内蔵された絞り１６Ａ
の近辺に一度集光し、そこにフィラメン）１３Ａの空中
像を作る。このため、各ピンホール１５Ａから出た光線
は、投映レンズ１６の直後では直径ｄの光束となってい
る。それ故、投映レンズ１６の直後に光束ｄよシも小さ
な何らかの遮光体１７を設置したとしても、遮光体１７
の外側を通過する光線によシ、投映された星像は、少し
暗くなるのみで消えてしまうことはない。本発明はこの
性質を巧みに利用したものである。

！ 第７図に示す実施例のように、環状遮光板５Ａの厚さを
ｔ１投峡上の水平線Ｈ１方向の幅をＴ１投映上の水平Ｍ
Ｈｓに対する傾斜角度を投映レンズ１６の投映画角２ω
の半分の角度ω、環状遮光板５Ａの厚さｔ方向のピッチ
を光束ｄの径と同じにし、上記Ｔ　ｒ　＋ｌ　ｒ　ｔ　
ｌωについてＴ　＝　（（１−ｔ　）／ｓｔｎω の関係が成シ立りように設定すれば、投映レンズ１６が
水平線Ｈ１上にあるとき、水平線Ｈ１以下の星像は、第
１遮光体５によシ完全に遮光される。

これに対し、水平線Ｈ１から環状遮光板５Ａの傾斜角度
ωまでの間の入射角βで投映される光束ｄは、環状遮光
板５Ａによシ図示の大きさ０だけ遮光されるが、（ｄ−
１）は透過される。遮光される（または透過される）割
合は、光束ｄの入射角βによシ変化する。しかも、この
関係は、恒星法２が矢印方向に回転し、投映機３と環状
遮光板５Ａとの関係位置が変化しても一定に保たれる。

第８図は、ω＝２３°、ｄ＝２０１１φ、ｔ　＝　０．
５餌で、Ｔが前記関係式ｒ満足するときの光束ｄの入射
角β０に対する透過率Ｔ８％の関係を示したグラフで、
ある。

第９図は、恒星法２が矢印方向に回転し、投映レンズ１
６が第１遮光体５に対して相対位置を変化したときの遮
光状態の変化を示したものである。

恒星法２の投映レンズ１６が第１遮光体５に対してＴ２
で示す如く投映上の水平線Ｈ１と一致する位置にあると
きは、第７図について説明した如く、第１遮光体５は投
映上の水平線Ｈ１以下の星像を完全に遮光する。しかし
、投映レンズ１６がＰｌで示す如く、投映画角２ωの下
縁側が第１遮光板５の一番上の環状遮光板５Ａと一致す
るときは、恒星原板１５の最下端の星像は、前記水平１
ｔ！　Ｈ１がドーム１と交る点Ｓ、より上のＳ１点の位
置に投映されるから、第１遮光体５は投映上の水平線Ｈ
１よりも図示の角度θｌだけ上の星像まで遮光する。こ
れに対し、投映レンズ１６がＴ３で示す如く、投映画角
２ωの上縁側が第１遮光体５の一番下の環状遮光板５Ａ
と一致するときは、Ｐｌの場合と反対に、最下端の星像
は、Ｔ３から投映上の水平線Ｈ１と平行な投映画角２ω
の上縁線がドーム１と交る点Ｓ２に投映されるから、第
１遮光体５は前記水平線Ｈ１よりも図示の角度θ２だけ
下った位置から下を遮光する。第１遮光体５より下の遮
光は、第２遮光体１２と第３遮光体１８とによって行わ
れる。

次に、上記θ１　ｔθ２の大きさを、例えば、投映画角
２ωが４６°、恒星球２の半径ｒが５０ｃｒｎ。

ドーム１の半径Ｒが１２６　（Ｂｍ、恒星球２の中心０
から第１遮光体５までの距離ｌが８０鋸（恒星球２の表
面と第１遮光体５の距離が３０ｃＷ１）、第１遮光体５
が投映上の水平線Ｈ１に垂直で、Ｐ２の位置にある投映
レンズ１６の投映画角２ωによって大きさが定められる
場合について計算すれば、θ１＝θ２彎０．９゜ となり、従来の固定フェンスを用いたときの最大約２０
°の大きさに比べて非常に小さくなる。

それ故、プラネタリウムを第４図ないし第９図に示すよ
うに構成すれば、投映上の水平線に対す１　ろ水平線の
浮き上シ現象だけでなく沈み現象をも、プラネタリウム
の演出上全く問題を生じない程小さくして、実質的に解
決することができる。

第１０図（ａ）　、　（ｂ）は本発明の第１遮光体の他
の実施例であって〜第１遮光体５は、投映上の水平線Ｈ
１に垂直な線に対し、上側が恒星球２の方向に角度ωだ
け傾斜するように配列された場合を示す。

第１遮光体５は、図示の如く、投映上の水平１ＩｉｌＨ
ｉ上の位置Ｐ、にある投映レンズ１６の投映画角２ω内
に配置すればよく、一番上の環状片遮光板５Ａ１は１投
映画角２ωの上側の線と一致する。第】０図（１））は
この実施例の部分的な斜面図であって、第１遮光体５は
多角錐台の形状をしておシ、保持部材５Ｂ、は各環状片
遮光板５Ａ１の面に直角に取付けられ、隣接する各環状
片遮光板５Ａ、の当接面は、接着その他の手段によシ結
合される。

第１遮光板５を上記のように構成した場合１各環状片遮
光板５Ａ、は平板となシ、保持部材５Ｅ。

の取付けは、各環状片遮光板５Ａ１に垂直となるから、
第１遮光板５の製作が著しく容易となる。

第１１図は本発明のさらに他の実施例であって、第１θ
図に示す第１遮光板５において、環状片遮光板５Ａ、の
ピッチｐを光束ｄの径よシ小さくした場合である。

第１遮光板５を上記のように構成した場合、最大透過率
は若干減少するが、環状片遮光板５Ａ。

の幅Ｔを小さくして第１遮光板５をコンパクトにまとめ
ることができる。

第１２図および第１３図は、本発明のさらに他の実施例
であって、第９図に示す第１実施例において、投映上の
水平＃ｉｌＨ□から上への第１遮光体５の高さｄｌと下
への高さく１．を、それぞれ投映レンズ１６の投映画角
２ωの下縁側（Ｐ□の位置のとき）および上縁側（ｐｓ
の位置のとき）が前記水平線Ｈ８のＳｏに一致する光線
の間にあるように定める。さらに環状遮光板５Ａｌの間
隔は、第１３図に示す如く上から下へ順次狭くしていき
、投映上の水平線Ｈ８■上下からドーム１の８０へ入射
角θ８　（第１３図）で入射する光線が隣接する環状遮
光板５Ａ、の両端縁を透過するように、図示のΔｄを定
めた場合である。

この場合、上記６．、（１，は、恒星１ｔｃ２の半径を
ｒｌ　ドームｌの半径をＲ１恒星球２の中心０から第１
遮光体５の外側端までの距離をｔ、投映レンズ１６の投
映画角を２ω、ＰｌまたはＰ、の位置にある投映レンズ
１６からドームｌのＳｏへの入射角をδとすれば、 ｄｌ　＝ｄｖ−（Ｒ−２）ｔａｎδ−（Ｒ−ｔ）ｔａｎ
　（ｓｉｎ−’（−５ｉｎａ＋））となる。なぜなら、
第１２図のΔｏｐＩ　Ｓｏ　よシＢ　ｒ 日１ｎω　ｓｉｎδ ５ｉ２１δ＝　−ｇ　ｉｎω 、・、δ＝　５ｉｎ−’　（’　ｓｉｎω）第１遮光板
５を上記のように１／４成した場合、投映レンズ１６が
Ｐ、およびＰ、の位置にあるときでも、第１遮光体５を
透過する光線を投映上の水平線Ｈ１がドーム１と交る点
Ｓ、に入射することができるから、水平線の洋き上りと
沈み現象は完全に解消することができる。

第１３図の実施例では、環状遮光板５Ａ、の傾斜角は一
定であるが、これを順次変えるようにしてもよいことは
勿論である。

１　また、上記各実施例では、第１遮光体５は円柱状（
第５図）か多角錐状（第１０図（ｂ））をなす場合につ
いて説明したが、第１遮光体５は多角柱状や円錐状にし
てもよい。したがって、本明細書で用いられる「環状」
という語は輪の意味ではなく、恒星球を「取り囲む」と
いう広義の意味で用いられている。

さらに１上記各実施例では第２遮光体と第３遮光体は、
それぞれ光束を完全に遮光しているが、第１遮光体の高
さを充分に取れば同様の機能をはだすことができ、また
、若干の光束が漏れたとしても１その光束がスクリーン
および観客に向かわなければ特に問題はない。

なお、本発明の装置は一一球式恒星投映機の場合に限定
されるもつでは−なく、二球式恒星投映機にも適用する
ことができる。

効　果 本発明は、恒星球の投映上の水平線近傍を取シ囲むよう
に１内側が下方に所定角度傾斜し、前記水平線の上下方
向に設定間隔で配列された複数の環状遮光板からなる遮
光体を恒星球の中心に対して揺動可能に設けたものであ
るから、レンズ投映式の傾斜ドームにおける水平線の浮
き上シまたは沈み現象を、構造が簡単で安価な遮光体を
用いて実質的に解消することができるだけでなく、遮光
体を揺動して投映上の水平線を傾斜することにより、プ
ラネタリウムの特殊な演出が可能となる。

例えば、宇宙船に乗シ地球表面から徐々に離れて行くよ
うな場合には、宇宙船の高度とともに恒星に対する水平
線を徐々に下げて行くように演出すればよく、実際の水
平線と投映上の水平線を一致させたいときには、揺動側
板によって遮光体を水平になる位置まで回転させるよう
に演出すればよい０

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は、従来のプラネタリウムを示した
もので、第１図（＆）は縦断面図、第１図（ｂ）は断面
平面図１第２図は投映機の遮光に固定フェンスを用いた
場合の縦断面図、第３図は第２図の要部拡大断面図Ｎ第
４図ないし第９図は本発明の一実施例を示したもので、
第４図（＆）は正面図−第４図（ｂ）は同（ａ）の一部
切欠き右側面図、第５図は第１遮光体を一部切欠いて示
した斜面図、第６図は光源からの光路を示す正面図、第
７図は第１遮光体の機能を示す正面図、第８図は入射角
と透過率の関係を示す線図、第９図は投映レンズが異な
る位置にあるときの第１遮光体の機能を示す正面図、第
１０図および第】１図はそれぞれ異なる他の実施例を示
したもので、第１０図（ａ）は要部断面正面図、第１０
図（１））は部分的な斜面図、第１１図は要部断面正面
図、第１２図および第１３図はさらに異なる他の実施例
を示したもので、第１２図は断面正面図１第１３図は同
要部拡大断面図である◇２・・・恒星球、３・・・投訣
機、５・・・第１遮光体、５Ａ。 ５Ａ１　＠　５Ａ＊　＃　５Ａａ・・・環状遮光板、１
２・・・第２遮光体、１８・・・第３遮光体、２９．２
１・・・揺動側板、２６・・・ギャードモータ、ｄ・・
・光束、Ｈｌ・・・投映上の水平線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＋１１　恒星球の投映上の水平線近傍を取り囲むように
   、内側が下方に所定角度傾斜し、前記水平線の上下方向
   に設定間隔で配列された複数の環状遮光板からなる遮光
   体を設け、該遮光体を恒星球の中心に対して任意の角度
   揺動可能に保持したことを特徴とする可変水平線シャッ
   ターを有するプラネタリウム