WO2015079715A1 - 恒星投映筒 - Google Patents

Abstract

すべての恒星に対して固有の色を再現することで、実際の星空の様子を再現できるようにする恒星投映筒を提供する。恒星原板２に表された恒星をスクリーンに恒星像として投映するプラネタリウムの恒星投映筒において、恒星原板上の個々の恒星毎にスペクトル型を定義し、投映時にこれらの定義したスペクトル型に基づく色を再現できるように色温度、あるいは色味の異なる複数の光源５からの光を、導光手段４によって対応する個々の恒星に導く。

Description

恒星投映筒

　本願発明は、プラネタリウムなどで用いられる恒星投映筒に関する。

　プラネタリウムにおいては、全天の恒星を投映するのに、全天を複数の面に分割し、投映原板及び投映レンズからなる複数の恒星投映筒によりそれぞれの分割面を投映している。
　一方、光源から光ファイバーにより恒星投映筒に導光することが公知である（特許文献１、２、３）。
　特許文献１には、恒星の位置に対応して配された個々の光ファイバーの端面からの光により個々の恒星像を投映レンズによりスクリーンに投映するプラネタリウムが記載されている。
　また、特許文献２には、光ファイバーにより恒星投映筒に導光した光を集光レンズに取り込み、多数の恒星像を開口した投映原板に照射する恒星投映筒と、光ファイバーにより恒星投映筒に導光した光を一個の恒星像を開口した投映原板に照射する高輝度恒星投映筒を有するプラネタリウムが記載されている。
　以上の特許文献に記載の公知技術においては全ての光ファイバーに対し共通の光源から導光してるので、スクリーン上に投映される恒星の色は単色となる。ただし、特許文献２に記載のプラネタリウムのように高輝度恒星投映筒を用意したものに関しては、高輝度恒星投映筒に導光される光ファイバーの光源の色を変えることにより特に目立つ明るい星のみに対してのみ恒星の色を表現することが行われている。その一方、光ファイバーにより恒星投映筒に導光した光を集光レンズに取り込み、多数の恒星像を開口した投映原板に照射する恒星投映筒においてはスクリーン上に投映される恒星の色は単色とならざるを得なかった。
　次に特許文献３には、光ファイバを束にして接合した光学部材である光ファイバープレートを出射側が投映レンズに向かって設置されるよう使用し、光源とこの光ファイバープレートの入力端面との間に透過型液晶パネルと結像レンズを配し、透過型液晶パネルに生成した恒星像を透過型液晶パネルの一画素を通る光が一つ光ファイバのみに入射するようにしたプラネタリウムが記載されている。

特開昭６２−１９１８１８号公報 特開２００１−１０９０６３号公報 特開２００９−２３７４８１号公報

　前記したように、これまで、プラネタリウムにおいて、星の色を表現することは、特に目立つ明るい星のみに対して行われてきた。これは、肉眼で観察可能な一万個にも及ぶ星に対して、個々の星の色を再現させることが、恒星投映筒の構造上困難であったことによる。
　このため、本来、恒星の色温度に合わせて、さまざまな色味を持つ恒星によって形作られていた星空は、特に明るい星についてのみ着色されるだけなので、実際の星空の様子とは大きくかけ離れたものであった。

　本願発明の前記の従来技術の問題点に鑑みて創作されたものであり、これまでは、特定の明るい恒星に対してのみにしか固有の色の再現が行えなかったものを、すべての恒星に対して固有の色を再現することで、実際の星空の様子を再現できるようにする恒星投映筒を提供することを目的とする。
　本願発明の恒星投映筒においては、投映される個々の恒星の色温度に合わせた複数の色温度あるいは色味をもつ光束を生成する。これらの光束は、通常拡散光であるから、それぞれの色味をもつ光は、投映レンズに達するまでに混ざり合ってしまい恒星毎に個別の色や色味を付加できない。そこで、光ファイバーなどの導光手段を用いて、個々の色の光を、恒星原板上の該当するスペクトル型を持つ恒星の位置、あるいは該当する恒星のあるべき位置に直接導くことで、適切な色の光を恒星に付加することを可能とする。
　すなわち、本願発明の恒星投映筒と従来技術との差異は、投映する個々の恒星毎に個々の導光手段を用意し、そこから出射される光を投映対象の恒星のスペクトル型に基づく色とした点にある。
　請求項１に記載の恒星投映筒は、恒星の位置に対応して配された恒星投映原板の個々の透光部を透過する個々の導光手段の出射端面からの光、または恒星の位置に対応して配された個々の導光手段の出射端面からの光により個々の恒星像を投映レンズによりスクリーンに投映するプラネタリウムの恒星投映筒において、投映される個々の恒星像毎にスペクトル型を定義し、これらの定義したスペクトル型に基づく色を投映時に再現できるように、色温度、あるいは色味の異なる複数種の光を個々の導光手段の出射端面から出射することをことを特徴とする。
　また、請求項２に記載の恒星投映筒は、前記の恒星投映筒において、導光手段として、光ファイバーを用いたことを特徴とする。
　また、請求項３に記載の恒星投映筒は、前記の恒星投映筒において、色温度、あるいは色味の異なる複数の光源からの光を個々の導光手段の入射端面から導光することにより、色温度、あるいは色味の異なる複数種の光を個々の導光手段の出射端面から出射する手段としたことを特徴とする。
　また、請求項４に記載の恒星投映筒は前記の恒星投映筒において、色温度、あるいは色味の異なる複数の光源は、投映筒内に配されることを特徴とする。
　また、請求項５に記載の恒星投映筒は前記の恒星投映筒において、色温度、あるいは色味の異なる複数の光源は、投映筒外に配されることを特徴とする。
　また、請求項６に記載の恒星投映筒は前記の恒星投映筒において、出射すべき光の色温度、あるいは色味が同一の同じ投映筒内または異なる投映筒内の複数の導光手段に対し一つの光源を共用することを特徴とする。
　また、請求項７に記載の恒星投映筒は前記の恒星投映筒において、複数の異なる発光色の光源の合成色によって色温度、あるいは色味の異なる複数の光束を生成することを特徴とする。
　また、請求項８に記載の恒星投映筒は前記の恒星投映筒において、合成色を作り出す複数の光源の光度を個々に可変することを可能としたことを特徴とする。
　また、請求項９に記載の恒星投映筒は前記の恒星投映筒において、光源と導光手段の入射端面間に、特定の波長の光を透過あるいは減衰させるフィルタを配することにより色温度、あるいは色味の異なる複数種の光を個々の導光手段の出射端面から出射する手段としたことを特徴とする。
　また、請求項１０に記載の恒星投映筒は前記の恒星投映筒において、透過型カラー液晶パネルを使用し、液晶パネル上の近傍画素の集合体をもって一つの色とし、これを制御することにより特定の波長の光を透過あるいは減衰させるフィルタとしたことを特徴とする。
　また、請求項１１に記載の恒星投映筒は前記の恒星投映筒において、液晶パネル上の近傍画素の集合体の透過率を自在に制御することを可能としたことを特徴とする。

　以上の構成よりなる本願発明の恒星投映筒によって再現される星空は、これまでの恒星投映筒とは異なり、すべての恒星にそのスペクトル型に対応した適切な色が付加されるので、実際の夜空と同じ星空を再現することが可能となる。
　この場合、請求項６に記載の恒星投映筒によれば、出射すべき光の色温度、あるいは色味が同一の同じ投映筒内または異なる投映筒内の複数の導光手段に対し一つの光源を共用するので、光源の数を少なくすることが可能となり、恒星投映筒やプラネタリウム装置内のスペースが占有される問題や過度の発熱の問題も解消される。
　また、請求項９に記載の恒星投映筒によれば、光源と導光手段の入射端面間に、特定の波長の光を透過あるいは減衰させるフィルタを配することにより色温度、あるいは色味の異なる複数種の光を個々の導光手段の出射端面から出射する手段としているので光源自体は単色で済み、光源の数をより少なくすることが可能となる。

　図１は本願発明の恒星投映筒の第１実施例の一部切り欠き側面図である。
　図２は本願発明の恒星投映筒の第２実施例の一部切り欠き側面図である。
　図３は本願発明の恒星投映筒の第３実施例の要部の側面図である。
　図４は本願発明の恒星投映筒の第４実施例の要部の側面図である。
　図５は本願発明の恒星投映筒の第５実施例の要部の側面図である。
　図６は本願発明の恒星投映筒の第６実施例の要部の側面図である。
　図７は本願発明の恒星投映筒の第６実施例の要部の斜視図である。
　図８は本願発明の恒星投映筒の第７実施例の要部の側面図である。
　図９は本願発明の恒星投映筒の第８実施例の要部の側面図である。

　以下、本願発明の恒星投映筒の具体的実施例を添付図面に基づいて説明する。
　図１は本願発明の恒星投映筒の第１実施例を示す図である。本願発明の恒星投映筒は、恒星の位置に対応して配された恒星投映原板の個々の透光部を透過する個々の導光手段の出射端面からの光、または恒星の位置に対応して配された個々の導光手段の出射端面からの光により個々の恒星像を投映レンズによりスクリーンに投映するプラネタリウムの恒星投映筒において、投映される個々の恒星像毎にスペクトル型を定義し、これらの定義したスペクトル型に基づく色を投映時に再現できるように、色温度、あるいは色味の異なる複数種の光を個々の導光手段の出射端面から出射することを特徴とする。
　恒星像の色の分割数に関し、ここでは次の５分割を例として示す。
　恒星像のスペクトル型　　　　　対応する光源の色
　　　　Ｏ，　　　　　　　　　　水色
　　　　Ｂ，Ａ，　　　　　　　　冷たい白
　　　　Ｆ，Ｇ，　　　　　　　　暖かい白
　　　　Ｋ，　　　　　　　　　　黄色
　　　　Ｍ，　　　　　　　　　　オレンジ
　この実施例においては色温度、あるいは色味の異なる複数の光源からの光を個々の導光手段の入射端面から導光することにより、色温度、あるいは色味の異なる複数種の光を個々の導光手段の出射端面から出射する手段とし、恒星のスペクトル型にあわせた複数の光源５を用いている。
　図中符号１は恒星原板２及び投映レンズ３を収容した投映筒であり、この実施例においては色温度、あるいは色味の異なる複数の光源５（ここではＬＥＤランプ）を筒内に収容し、光ファイバー４を導光手段として用いて、それぞれの光源から光を恒星原板２の対応するスペクトル型の個々の恒星に振り分けている。
　この場合、出射すべき光の色温度、あるいは色味が同一の同じ複数の光ファイバー４に対し一つの光源５を共用することにより光源の数を少なくしている。
　なお、特に図示しないが複数の異なる発光色の光源の合成色によって色温度、あるいは色味の異なる複数の光束を生成してもよい。
　図２は本願発明の恒星投映筒の第２実施例を示す図である。この実施例においては前記第１実施例においては投映筒内に収容していた光源を恒星投映筒から取り外し、離れた場所に置いている。
　図中符号１０は投映筒、１２は恒星原板、１３は投映レンズである。色温度、あるいは色味の異なる複数の光源１６は収容ケース１５内に収容され、投映筒に至る光ファイバー１７、投映筒内の光ファイバー１４を導光手段として用いて、それぞれの光源から光を恒星原板１２の対応するスペクトル型の個々の恒星に振り分けている。
　この実施例においても、前記第１実施例の場合と同様出射すべき光の色温度、あるいは色味が同一の同じ複数の光ファイバー１４に対し一つの光源１５を共用している。映筒で共用することができる４。また、光源を投映筒外に配しているので、一つの光源を複数の投映筒で共用することができる。図中符号１７Ａはこの場合に他の投映筒に至る光ファイバーを指す。
　図３は本願発明の恒星投映筒の第３実施例を示す図である。この実施例においては複数の光源２５は、同色の光源とし、光ファイバー２６の入射端面と光源との間に特定の波長の光を透過あるいは減衰させるフィルタ２６を介在させることによって、色温度、あるいは色味の異なる複数の光束を生成している。
　その結果、この実施例においては光源の種類を減らすことができる。
　図４は本願発明の恒星投映筒の第４実施例を示す図である。この実施例においては恒星原板に至る光ファイバ３４の入射端面と光源との間に特定の波長の光を透過あるいは減衰させるフィルタ３６を介在させることによって、色温度、あるいは色味の異なる複数の光束を生成しているので、光源３５を複数のものに代え単色の面光源としている。
　図５~６は本願発明の恒星投映筒の第５実施例を示す図である。この実施例においては恒星原板に至る光ファイバー４４の入射端面と光源４５（ここでは面光源）との間に介在されるフィルタとして透過型カラー液晶パネル４６を使用している。この場合、液晶パネル上の近傍画素の集合体４７をもって一つの色としているので、個々の光ファイバー４４の入射端面は上記近傍画素の集合体に向けて配される。
　この実施例のように、透過型カラー液晶パネルによって異なる色を実現すれば、表現できる色の種類を格段に増やすことができるだけでなく、色の変化や明るさも自在の変化を行うことが可能であり、変光星の再現や、恒星の進化による色や明るさの変化を再現することが可能となる。
　図７は本願発明の恒星投映筒の第６実施例を示す図である。光源（図示せず）からの光が透過する透過型カラー液晶パネル５６を配する場合には、個々の画素は赤・緑・青の三色を透過するようになっているため、複数の画素の集まり（近傍画素の集合体）をもってひとつの色として取り扱う必要がある。そのため、レンズなどの集光光学系を導光手段の前に配置し、複数画素の光が導光手段に導かれるようにする。この実施例においては、光ファイバー５４の入射端と透過型カラー液晶パネル５６の各近傍画素の集合体との間毎に個々の集光レンズ５５を配している。
　図８は本願発明の恒星投映筒の第７実施例を示す図である。ここでは光ファイバー６４の入射端面と透過型カラー液晶パネル６６との間に一つの集光レンズ５５を配している。なお、図中符号６７は光源を指す。
　なお、以上の実施例においては恒星の位置に対応して配された恒星投映原板の個々の透光部を透過する個々の導光手段の出射端面からの光により個々の恒星像を投映レンズによりスクリーンに投映するが、恒星のあるべき位置に対応して配された個々の導光手段の出射端面からの光により個々の恒星像を投映レンズによりスクリーンに投映してもよい。
　図９は本願発明の恒星投映筒の第８実施例を示す図である。この実施例においては光ファイバーに代え投映原板７４と透過型カラー液晶パネル７６との間に配した集光レンズ７５を導光手段として用い、透過型カラー液晶パネル上の使用する画素の位置を適切に設定することにより、直接恒星原版に光を導いている。なお、図中符号７７は光源、７８は投映レンズを指す。

　１　　　投映筒
　２　　　恒星原板
　３　　　投映レンズ
　４　　　光ファイバー
　５　　　光源

Claims (11)

1. 　恒星の位置に対応して配された恒星投映原板の個々の透光部を透過する個々の導光手段の出射端面からの光、または恒星の位置に対応して配された個々の導光手段の出射端面からの光により個々の恒星像を投映レンズによりスクリーンに投映するプラネタリウムの恒星投映筒において、投映される個々の恒星像毎にスペクトル型を定義し、これらの定義したスペクトル型に基づく色を投映時に再現できるように、色温度、あるいは色味の異なる複数種の光を個々の導光手段の出射端面から出射することを特徴とする恒星投映筒。
2. 　導光手段として、光ファイバーを用いた請求項１記載の恒星投映筒。
3. 　色温度、あるいは色味の異なる複数の光源からの光を個々の導光手段の入射端面から導光することにより、色温度、あるいは色味の異なる複数種の光を個々の導光手段の出射端面から出射する手段とした請求項１または２記載の恒星投映筒。
4. 　色温度、あるいは色味の異なる複数の光源は、投映筒内に配される請求項３記載の恒星投映筒。
5. 　色温度、あるいは色味の異なる複数の光源は、投映筒外に配される請求項３記載の恒星投映筒。
6. 　出射すべき光の色温度、あるいは色味が同一の同じ投映筒内または異なる投映筒内の複数の導光手段に対し一つの光源を共用する請求項３から５の何れかに記載の恒星投映筒。
7. 　複数の異なる発光色の光源の合成色によって色温度、あるいは色味の異なる複数の光束を生成する請求項３から６のいずれかに記載の恒星投映筒。
8. 　合成色を作り出す複数の光源の光度を個々に可変することを可能とした請求項７記載の恒星投映筒。
9. 　光源と導光手段の入射端面間に、特定の波長の光を透過あるいは減衰させるフィルタを配することにより色温度、あるいは色味の異なる複数種の光を個々の導光手段の出射端面から出射する手段とした請求項１または２記載の恒星投映筒。
10. 　透過型カラー液晶パネルを使用し、液晶パネル上の近傍画素の集合体をもって一つの色とし、これを制御することにより特定の波長の光を透過あるいは減衰させるフィルタとした請求項８記載の恒星投映筒。
11. 　液晶パネル上の近傍画素の集合体の透過率を自在に制御することを可能とした請求項１０記載の恒星投映筒。

Images