(57)【要約】【課題】安価且つ小型の装置により種々の演出効果を実現可能なプラネタリウム装置を提供する。【解決手段】恒星の配置に対応する複数の孔が形成された恒星原板１、レーザ光を出力する光源部と当該光源部から出力されたレーザ光を恒星原板１に対して走査する走査部とを有する走査型光源装置２、恒星原板１を通過したレーザ光により再現される恒星像を拡大して投影面Ａに投影するレンズ３、走査型光源装置２を制御する制御装置４、を有し、制御装置４が、レーザ光の走査領域を制限する制御、レーザ光の光量（輝度）及び色を走査位置に応じて変更する制御、レーザ光の出力と停止の切り替えを走査位置に応じて変更する制御、走査領域に対してレーザ光を折り返し走査する制御などを行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
恒星の配置に対応する複数の孔が形成された恒星原板と、
レーザ光を出力する光源部と当該光源部から出力されたレーザ光を前記恒星原板に対して走査する走査部とを有する走査型光源と、
前記走査部の走査位置を制御し、当該制御された走査位置に応じて前記光源部から出力されるレーザ光を調整するように、前記走査型光源を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とするプラネタリウム装置。
【請求項２】
前記制御手段は、レーザ光の走査位置に応じて、レーザ光の光量を変更する、
ことを特徴とする請求項１に記載のプラネタリウム装置。
【請求項３】
前記制御手段は、レーザ光の走査位置に応じて、レーザ光の色を変更する、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプラネタリウム装置。
【請求項４】
前記制御手段は、レーザ光の走査位置に応じて、レーザ光の出力と停止を切り替える、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のプラネタリウム装置。
【請求項５】
前記制御手段は、レーザ光の走査領域を制限する、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のプラネタリウム装置。
【請求項６】
前記制御手段は、走査領域に対してレーザ光を順方向に走査した後に、当該走査領域に対してレーザ光を逆方向に走査する、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のプラネタリウム装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走査型の光源を用いたプラネタリウム装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スクリーン上に星空を再現するプラネタリウム装置に関し、これまでに種々の発明が提案されている。
例えば、特許文献１には、光学式恒星投影機と、映像生成装置および映像投影用プロジェクタを有するディジタル映像装置を有し、光学式恒星投影機は、最も明るい輝星から高輝度領域側の所定の光度までの範囲内の任意の恒星を投影し、ディジタル映像装置は、高輝度領域側の所定の光度未満の任意の恒星を投影し、星空を完成させることを特徴とする複合プラネタリウムシステムが開示されている。また、光学式恒星投影機から投影される輝星を個別にＯＮ／ＯＦＦまたは光量を制御することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２２５２９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１の発明では、高度な演出効果を実現できるものの、恒星の輝度は原板全体を照らす光源の輝度性能に依存しており、また、光源を別々に用意する必要があるため、高価且つ大型の装置となってしまう。
【０００５】
本発明は、上記のような事情に鑑みて為されたものであり、安価且つ小型の装置により種々の演出効果を実現可能なプラネタリウム装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るプラネタリウム装置は、恒星の配置に対応する複数の孔が形成された恒星原板と、レーザ光を出力する光源部と当該光源部から出力されたレーザ光を恒星原板に対して走査する走査部とを有する走査型光源と、走査部の走査位置を制御し、当該制御された走査位置に応じて光源部から出力されるレーザ光を調整するように、走査型光源を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
すなわち、本発明に係るプラネタリウム装置では、恒星原板に対する光源を走査型光源とし、この走査型光源を制御する構成とすることで、安価且つ小型の装置により種々の演出効果を実現する。
【０００７】
一構成例として、制御手段は、レーザ光の走査位置に応じて、レーザ光の光量を変更する。これにより、実際の恒星の輝度を再現することが可能となる。
【０００８】
一構成例として、制御手段は、レーザ光の走査位置に応じて、レーザ光の色を変更する。これにより、実際の恒星の色を再現することが可能となる。
【０００９】
一構成例として、制御手段は、レーザ光の走査位置に応じて、レーザ光の出力と停止を切り替える。これにより、意図的に一部の恒星を非表示にする等の演出が可能となる。また、１枚の恒星原板で複数の星空（春の星座や夏の星座など）を再現することも可能となる。
【００１０】
一構成例として、制御手段は、レーザ光の走査領域を制限する。これにより、星空を部分的に再現することが可能となる。また、走査領域の単位面積当たりの照射時間が増加するので、星空を明瞭に再現することが可能となる。
【００１１】
一構成例として、制御手段は、走査領域に対してレーザ光を順方向に走査した後に、当該走査領域に対してレーザ光を逆方向に走査する。すなわち、走査領域の走査の往路だけでなく復路でもレーザ光の照射を行なえるので、走査領域の単位面積当たりの照射時間が増加し、星空を明瞭に再現することが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、安価且つ小型の装置により種々の演出効果を実現可能なプラネタリウム装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係るプラネタリウム装置の概略的な構成の例を示す図である。
【図２】図１のプラネタリウム装置に設けられる走査型光源装置の構成例を示す図である。
【図３】走査領域を制限する制御を説明する図である。
【図４】レーザ光の輝度及び色を変更する制御を説明する図である。
【図５】レーザ光の出力と停止を切り替える制御を説明する図である。
【図６】レーザ光を折り返し走査する制御を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１には、本発明の一実施形態に係るプラネタリウム装置の概略的な構成の例を示してある。
図示のプラネタリウム装置は、恒星の配置に対応する複数の孔が形成された恒星原板１、レーザ光を出力する光源部と当該光源部から出力されたレーザ光を恒星原板１に対して走査する走査部とを有する走査型光源装置２、恒星原板１を通過したレーザ光により再現される恒星の像を拡大して投影面Ａ（例えば、スクリーン）に投影するレンズ３、走査部の走査位置を制御し、当該制御された走査位置に応じて光源部から出力されるレーザ光を調整するように、走査型光源装置２を制御する制御装置４、を一体に備えた装置である。なお、例えば、制御装置４の機能を外部装置（パーソナルコンピュータなど）に設ける構成としても構わない。
ここで、恒星原板１に形成された孔はレーザ光のスポット径より小径であり、この孔を通過したレーザ光により各々の恒星を表現することで、星空の再現を高精細に行うことが可能となる。
【００１５】
図２には、図１のプラネタリウム装置に設けられる走査型光源装置２の構成例を示してある。
図示の走査型光源装置２は、レーザ光源１２ａ〜１２ｃ、各種の光学素子１３〜１５、走査ミラー１６、各種の駆動・制御ユニット１７〜２１を主体に構成されている。
【００１６】
各レーザ光源１２ａ〜１２ｃは、互いに色成分の異なるレーザ光を出力するレーザダイオード（ＬＤ）であり、レーザ制御部２０による制御の下でレーザドライバ２１から個別に供給される駆動電流によって、互いに独立して駆動する。
各レーザ光源１２ａ〜１２ｃは、レーザドライバ２１から発振しきい値電流以上の電流が供給された場合にレーザ光を出力し、供給される電流値が大きくなるに従って光量（輝度）の大きいレーザ光を出力する。また、各レーザ光源１２ａ〜１２ｃは、発振しきい値電流未満の電流が供給された場合には、レーザ光の出力を停止する。
これにより、レーザ光源１２ａからは青成分（Ｂ）、レーザ光源１２ｂからは緑成分（Ｇ）、レーザ光源１２ｃからは赤成分（Ｒ）といったように、特定の波長の単色成分レーザ光が、駆動電流に応じた光量で出射される。
【００１７】
ダイクロイックミラー１３，１４は、特定波長のレーザ光のみを反射し且つそれ以外を透過する性質のミラー素子であり、レーザ光源１２ａ〜１２ｃから出射された各色成分のレーザ光を合成する。具体的には、レーザ光源１２ａ，１２ｂから出射されたＢ，Ｇのレーザ光は、光路上流側のダイクロイックミラー１３において合成された上で、光路下流側のダイクロイックミラー１４に出射される。この出射された合成光は、ダイクロイックミラー１４においてレーザ光源１２ｃから出射されたＲのレーザ光と更に合成され、目標となる最終的なカラーの合成光として出射される。
このように、ダイクロイックミラー１３，１４は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分のレーザ光を合成する光学部を形成しており、合成されたレーザ光（カラーの合成光）はレンズ１５を介して走査ミラー１６に入射される。
【００１８】
走査ミラー１６は、走査ミラー制御部１８から駆動信号が入力される走査ミラードライバ１７によって駆動走査され、自己に入射したレーザ光をミラー面の振れ角に応じて反射して恒星原板１に投射する。この走査ミラー１６は、恒星原板１の水平走査方向（Ｘ）および垂直走査方向（Ｙ）に対応した二次元的な自由度を有しており、その二次元的な変位に対応した線順次走査を行う。この線順次走査は、恒星原板１上における或る水平走査ラインで一方向にレーザスポットｐを進め、次の水平走査ラインで逆方向にレーザスポットｐを戻すことの繰り返しによって、恒星原板１の走査領域内で連続して行われる。本例では、走査ミラー１６として、小型化、低消費電力化、処理の高速化などで有利なＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）型の走査ミラーを用いている。
【００１９】
レーザ制御部２０は、目標とする光量に応じた駆動電流をレーザドライバ２１からレーザ光源１２ａ〜１２ｃに供給させて、レーザ光源１２ａ〜１２ｃからレーザ光を出力させる。
走査ミラー制御部１８は、走査ミラードライバ１７に駆動信号を出力して走査ミラー１６を駆動走査させる。
データ処理部１９は、制御装置４から入力される制御データに基づいて、レーザ制御部２０及び走査ミラー制御部１８に対して各種指示を与える。その詳細については後述する。
【００２０】
制御装置４による走査型光源装置２の制御について説明する。
制御装置４は、一例として、図３に例示するように、走査型光源装置２によるレーザ光の走査領域を制限する制御を行う。
この場合には、例えば、制御装置４は、走査対象の領域を設定した領域情報を含む制御データを、走査型光源装置２に出力する。この領域情報には、走査対象の領域として、恒星原板１上の一部の領域（本例では、矩形状の領域とする）が設定される。
走査型光源装置２は、領域情報を含む制御データを制御装置４から受信した場合には、データ処理部１９が、制御データに含まれた領域情報に基づいて、レーザ光の走査領域を制限する指示を走査ミラー制御部１８に与える。
走査ミラー制御部１８は、データ処理部１９から走査領域の指示を受けると、当該指示に従って、走査ミラー１６による水平走査及び垂直走査の範囲を規制する制御を行う。
【００２１】
この結果、走査型光源装置２によるレーザ光の走査領域を制限することができ、恒星原板１上の該当領域に対応する範囲の星空を再現することが可能となる。
また、走査領域の限定により、当該領域内ではレーザ光の単位面積当たりの照射時間が増加するので、再現された範囲の星空に含まれる各恒星を明瞭化することができる。
なお、時系列的に異なる走査領域を設定した領域情報を含む制御データを用いれば、時間の経過に伴って再現する星空の範囲を変化させることができ、特定の星座を選択的に再現していく演出などを実現することができる。
ここで、走査領域の制限は、本例のような矩形状の領域での制限に限定するものではなく、他の形状の領域に制限するようにすることも可能である。
【００２２】
制御装置４は、一例として、図４に例示するように、走査型光源装置２から出力するレーザ光の光量（輝度）を走査位置に応じて変更する制御を行う。
この場合には、例えば、制御装置４は、レーザ光の光量を走査位置に対応付けて設定した光量情報を含む制御データを、走査型光源装置２に出力する。
走査型光源装置２は、光量情報を含む制御データを制御装置４から受信した場合には、データ処理部１９が、制御データに含まれた光量情報に基づいて、設定された光量にレーザ光の出力を調整（変更）する指示をレーザ制御部２０に与える。なお、レーザ制御部２０に与える光量の指示は、走査ミラー制御部１８から水平／垂直同期信号（ＨＳＮＣ、ＶＳＮＣ）として入力される水平走査位置及び垂直走査位置の情報に応じた順序で、レーザ制御部２０に出力される。すなわち、走査位置に対応付けて設定された光量の値が、当該走査位置を走査するタイミング（水平走査位置及び垂直走査位置の情報から特定されるタイミング）でレーザ制御部２０に出力される。
レーザ制御部２０は、データ処理部１９から光量の指示を受けると、当該光量に応じた駆動電流をレーザドライバ２１からレーザ光源１２ａ〜１２ｃに供給させる。
【００２３】
この結果、走査型光源装置２によるレーザ光の光量を走査位置に応じて調整（変更）することができ、これにより、これまでは恒星原板の孔径でしか表現できなかった恒星の輝度を、実際の恒星の輝度に合わせて再現することが可能になる。
レーザ光の色別に光量を変更する制御を行なえば、走査型光源装置２によるレーザ光の色を調整（変更）することができ、これにより、実際の恒星の色を再現することも可能になる。この場合には、Ｒ，Ｇ，Ｂの色成分毎にレーザ光の光量を走査位置に対応付けて設定した光量情報を用いればよい。
なお、時系列的に異なる光量を設定した光量情報を含む制御データを用いれば、時間の経過に伴って恒星の輝度や色を変化させる演出も実現することができる。
ここで、レーザ光の色の調整を行わない場合には、色成分別のレーザ光源１２ａ〜１２ｃやダイクロイックミラー１３，１４といった光学素子を設けずに、単一のレーザ光源（例えば、白色のレーザ光を出力するレーザ光源）を設けるだけでも構わない。
【００２４】
制御装置４は、一例として、図５に例示するように、走査型光源装置２によるレーザ光の出力（ＯＮ）と停止（ＯＦＦ）の切り替えを走査位置に応じて変更する制御を行う。
この場合には、例えば、制御装置４は、レーザ光の出力と停止の指示を走査位置に対応付けて設定したＯＮ／ＯＦＦ情報を含む制御データを、走査型光源装置２に出力する。
走査型光源装置２は、ＯＮ／ＯＦＦ情報を含む制御データを制御装置４から受信した場合には、データ処理部１９が、制御データに含まれたＯＮ／ＯＦＦ情報に基づいて、レーザ光のＯＮ／ＯＦＦの指示をレーザ制御部２０に与える。なお、レーザ制御部２０に与えるＯＮ／ＯＦＦの指示は、走査ミラー制御部１８から水平／垂直同期信号（ＨＳＮＣ、ＶＳＮＣ）として入力される水平走査位置及び垂直走査位置の情報に応じた順序で、レーザ制御部２０に出力される。すなわち、走査位置に対応付けて設定されたＯＮ／ＯＦＦの値が、当該走査位置を走査するタイミング（水平走査位置及び垂直走査位置の情報から特定されるタイミング）でレーザ制御部２０に出力される。
レーザ制御部２０は、データ処理部１９からＯＮ／ＯＦＦの指示を受けると、当該指示に応じた駆動電流をレーザドライバ２１からレーザ光源１２ａ〜１２ｃに供給させる。すなわち、ＯＮの指示であれば発振しきい値電流以上の電流を供給させ、ＯＦＦの指示であれば発振しきい値電流未満の電流を供給させる。
【００２５】
この結果、走査型光源装置２によるレーザ光のＯＮ／ＯＦＦを走査位置に応じて切り替えることができ、これにより、特定の恒星のみを意図的に非表示にする演出や、特定の恒星のみを意図的に表示にする演出などが可能となる。
また、図５に或る時点の投影面Ａと他の時点の投影面Ａ’を示すように、１枚の恒星原板１により複数の演出を行うことが可能となる。すなわち、例えば、春の星座に係る孔パターンと夏の星座に係る孔パターンを形成した恒星原板１を用い、春の星座に係る孔パターンの走査時にのみレーザ光をＯＮにして春の星座を再現し、夏の星座に係る孔パターンの走査時にのみレーザ光をＯＮにして夏の星座を再現する等の演出を実現できる。
なお、時系列的に異なるＯＮ／ＯＦＦの指示を設定したＯＮ／ＯＦＦ情報を含む制御データを用いれば、時間の経過に伴って恒星の表示と非表示を切り替える演出も実現することができる。
【００２６】
制御装置４は、一例として、図５（ｂ）に例示するように、走査型光源装置２による走査領域に対してレーザ光を折り返し走査する制御を行う。
この場合には、例えば、制御装置４は、レーザ光の走査を往路（順方向）だけでなく復路（逆方向）でも実施することを指示する折り返し走査指示情報を含む制御データを、走査型光源装置２に出力する。
走査型光源装置２は、折り返し走査指示情報を含む制御データを制御装置４から受信した場合には、データ処理部１９が、走査領域に対してレーザ光を順方向に二次元走査（水平走査及び垂直走査）した後に、当該走査領域に対してレーザ光を逆方向に二次元走査させる指示を走査ミラー制御部１８に与える。また、データ処理部１９は、逆方向の走査時にもレーザ光を出力させる指示をレーザ制御部２０に与える。
走査ミラー制御部１８は、データ処理部１９からの指示に従って、走査ミラー１６による水平走査及び垂直走査を制御する。このとき、図５（ａ）に示すように、復路における垂直方向の移動量を往路より増やすことで走査の始点（例えば、走査領域の左上端）に速やかに戻すのではなく、図５（ｂ）に示すように、復路における垂直方向の移動量を往路と同じにし、往路を遡るように（逆方向に）走査領域の全域を再走査させる。
レーザ制御部２０は、データ処理部１９からの指示に従って、走査領域の逆方向の走査時にもレーザドライバ２１からレーザ光源１２ａ〜１２ｃに発振しきい値電流以上の駆動電流を供給させる。
【００２７】
この結果、走査領域の走査の往路だけでなく復路でもレーザ光の照射を行なえるので、走査領域の単位面積当たりの照射時間が増加する。これにより、星空を明瞭に再現することが可能となる。
【００２８】
なお、上記の説明では、レーザ光の走査領域を制限する制御、レーザ光の光量（輝度）及び色を走査位置に応じて変更する制御、レーザ光の出力と停止の切り替えを走査位置に応じて変更する制御、走査領域に対してレーザ光を折り返し走査する制御を個別に説明したが、これらを組み合わせて制御することも可能である。
【００２９】
ここで、本例の制御装置４は、マイクロプロセッサやメモリ等のハードウェア資源を有するコンピュータにより実現されている。すなわち、上記のような制御データを走査型光源装置２に出力するプログラムをマイクロプロセッサにより実行することで、本発明に係る制御手段の機能を制御装置４のコンピュータ上に実現する。
なお、このようなソフトウェア構成により本発明に係る制御手段の機能を実現する態様に限定するものではなく、専用のハードウェアモジュールで実現してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、投影面上に星空を再現するプラネタリウム装置に利用することが可能である。
【符号の説明】
【００３１】
１：恒星原板、  ２：走査型光源装置、  ３：レンズ、  ４：制御装置、  Ａ，Ａ’：投影面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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