(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
恒星投映器の投映光路を先端に直線状の遮光エッジを持って一方側から他方側に横断するように伸び、また縮んで戻る平板状の遮光部材と、この遮光部材を恒星投映器の光軸まわりに回転できるように保持する回転筒と、遮光部材を伸縮駆動する第１の駆動手段と、回転筒を回転駆動する第２の駆動手段とを備えたことを特徴とする恒星シャッタ装置。
【請求項２】
遮光部材は巻き取り軸からの繰り出しと巻き取りにより伸縮され、第１の駆動手段は巻き取り軸による遮光部材の繰り出し、巻き取りの駆動を行う請求項１に記載の恒星シャッタ装置。
【請求項３】
遮光部材は、複数の遮光分割片に分割し、それら各遮光分割片を恒星投映器の光軸方向に重ねて、各遮光分割片がレバーの回動にともない前記投映光路の横断方向に伸縮できるようレバーに支持され、第１の駆動手段はレバーを正逆回動させる請求項１に記載の恒星のシャッタ装置。
【請求項４】
同じ構造の遮光部材を伸縮方向が異なる向きで恒星投映器の光軸方向に複数重ねて配置し、それぞれ独立して伸縮制御ができるようにした請求項１〜３のいずれか１項に記載の恒星シャッタ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプラネタリウム装置に関し、特にその恒星投映器に設けられる恒星シャッタ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プラネタリウムでの演出上、観客の防眩や美観を損ねるなどの理由で、ドームスクリーンの下端より下に像が投映されないように様々な方法で遮光されている。恒星シャッタ装置と呼ばれる遮光装置もその１つである。
【０００３】
恒星シャッタ装置は１つの恒星投映器に１つ組み込まれている。恒星シャッタ装置で、恒星投影器の投映姿勢にかかわらず重錘によって常に遮光部材を一定の姿勢に保ち、恒星像がドームスクリーン下端より下に投映されないようにすることが既に知られている。
【０００４】
しかし、重錘式シャッタはドームスクリーン下端が重力水平のときしかドームスクリーン下端以下を遮光することができない。このため、ドームスクリーン下端が水平より下に傾いたいわゆる傾斜ドームでは使用できない。そこで、本出願人は恒星投映装置周辺に環状の遮光部材を多段に複数配列することにより、傾斜ドームでもドームスクリーン下端以下を遮光できるシャッタ装置を先に提案し、実用化している（特公平０２−２８１５１号公報）。
【０００５】
その後、制御モータとセクタギヤ、フェースギヤなどを用いて任意の位置に遮光板を制御する恒星シャッタ装置が提案され（特公平０２−６３２２９号公報）、実用されている。この発明では、傾斜ドームでのドームスクリーン下端以下の遮光をすることができるのと同時に、任意星座の光路を自由にカットして演出効果を高められる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述した従来の恒星シャッタでは、遮光部材が球の一部分を切り取った形状をしていて、恒星シャッタが占有する体積が大きいために、恒星投映器に配置する場所が限られている。これにより、遮光部材を回転できるように支持するベアリングや回転を制御する制御モータを、ランプ光源からの熱が伝わり高温になる場所である投映器内部に敢えて設置しており、それらベアリングや制御モータは熱に弱く故障の原因になりやすい。
【０００７】
また、各恒星投映器からの投映像を自由にカットすることができるものの、各恒星投映器からの投映像の一部だけをドームスクリーン上に投映し、それ以外をカットするようなことは実際上できない。
【０００８】
なお、特開平０８−２７２２９１号公報に開示されているように、半球状の遮光部材を恒星投映器の外側に設けて昇温を抑えるようにすると、半球状の遮光部材採用や、ベベルギア伝動が必要なことなどで、構造が複雑で大型なものになる。
【０００９】
本発明の目的は、配置および遮光調節の自由度が高くコンパクトな恒星シャッタ装置、さらにはドームスクリーン上に投映したい任意の像以外を遮光できる恒星シャッタ装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の恒星シャッタ装置は、恒星投映器の投映光路を先端に直線状の遮光エッジを持って一方側から他方側に横断するように伸び、また縮んで戻る平板状の遮光部材と、この遮光部材を恒星投映器の光軸まわりに回転できるように保持する回転筒と、遮光部材を伸縮駆動する第１の駆動手段と、回転筒を回転駆動する第２の駆動手段とを備えたことを主たる特徴とするものである。
【００１１】
このような構成では、遮光部材の恒星投映器の投映光路の一方側からの横断方向に向いた伸縮による遮光エッジの移動方向、つまり遮光調節できる恒星投映器の光軸まわりでの向きが回転筒の回転駆動制御により選択でき、遮光調節の自由度が高くなる。また、この遮光調節の向きの選択と同時に、遮光部材は直線状の遮光エッジを持って前記投映光路を横断する方向で前記選択された向きに伸縮して、前記横断域にて恒星投映器の光束を前記選択された向きで必要量遮光するので、遮光状態、非遮光状態、中途遮光状態の違いにかかわらず一貫してかさ張らないコンパクトなものとなるし、設置の自由度も向上して恒星投映器の外部などにもかさ張らずに、また構造が複雑にならずに設けることができる。
【００１２】
このような恒星シャッタ装置は、遮光部材が巻き取り軸からの繰り出しと巻き取りにより伸縮され、第１の駆動手段が巻き取り軸による遮光部材の繰り出し、巻き取りの駆動を行うものであってもよいし、遮光部材が、複数の遮光分割片に分割され、それら各遮光分割片を恒星投映器の光軸方向に重ねて、各遮光分割片がレバーの回動にともない前記投映光路の横断方向に伸縮できるようレバーに支持し、第１の駆動手段がレバーを正逆回動させるものであってもよい。もっとも、遮光部材自体の伸縮性を利用できればそれを採用し、あるいは併用することもできる。
【００１３】
上記各場合の同じ構造の遮光部材を、伸縮方向が異なる向きで恒星投映器の光軸方向に複数重ねて配置し、それぞれ独立して伸縮制御ができるようにすると、各遮光部材の独立した伸縮制御で個々に位置設定される複数の遮光エッジ間で、透過域をどのように広く、あるいは狭い投映域を任意位置に残す遮光が自由にできる。換言するとドームスクリーン上に投映したい任意の像以外を遮光することができる。
【００１４】
本発明のそれ以上の目的および特徴は、以下の詳細な説明および図面の記載によって明らかになる。本発明の各特徴は、可能な限りにおいてそれ単独で、あるいは種々な組み合わせで複合して用いることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のプラネタリウムにおける恒星シャッタ装置の実施の形態について、その実施例とともに図１〜図６を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。
【００１６】
本実施の形態は図１〜図６に示すように、恒星投映器４１の投映光路４２を先端に直線状の遮光エッジ１３ａを持って一方側から他方側に横断するように伸び、また縮んで戻る平板状の遮光部材１３と、この遮光部材１３を恒星投映器４１の光軸３まわりに回転できるように保持する回転筒２と、遮光部材１３を伸縮駆動する第１の駆動手段４３と、回転筒２を回転駆動する第２の駆動手段４４とを備えている。
【００１７】
したがって、遮光部材１３の恒星投映器４１の投映光路４２の一方側からの横断方向に向いた伸縮による遮光エッジ１３ａの移動方向、つまり遮光調節できる恒星投映器４１の光軸３まわりでの向きが回転筒２の第２の駆動手段４４による回転駆動制御により選択でき、遮光調節の自由度が高くなる。また、この遮光調節の向きの選択と同時に、遮光部材１３は直線状の遮光エッジ１３ａを持って前記投映光路４２を横断する光軸３に垂直な方向で前記選択された向きに伸縮して、前記横断域にて恒星投映器４１の光束４２ａを前記選択された向きで必要量遮光するので、遮光状態、非遮光状態、中途遮光状態の違いにかかわらず一貫してかさ張らないコンパクトなものとなる。同時に、設置の自由度も向上して、図１に示す第１の実施例や図２に示す第２の実施例のように、恒星投映器４１における投映レンズ４１ａのドームスクリーン側など恒星投映器４１の外部にもかさ張らずに、また構造が複雑にならずに設けることができ、光源からの熱の影響を受けにくくすることができる。
【００１８】
図１に示す第１の実施例では、遮光部材１３は布などの柔軟な素材でできていて巻き取り軸１４に巻き取られ、例えば巻き取り軸１４の正転、逆転により繰り出したり巻き取ったりできるよう例えば繰り出し方向に付勢される。巻き取り軸１４は回転筒２の投映光路４２を側方に避けた位置に軸受４０により回転できるように支持される。回転筒２はベース１上に恒星投映器４１の光軸３を中心に回転自在なように軸受４５を介し支持されている。回転筒２の側周面には従動平歯車４が設けられている。この従動平歯車４には、ベース１に装着されたエンコーダ５付きのＸ軸モータ６の軸６ａに固着された駆動平歯車７が噛み合い、第２の駆動手段４４を構成している。これにより回転筒２が第２の駆動手段４４により回転駆動制御されると、回転筒２の回転位置に従って遮光部材１３が巻き取り軸１４から繰り出されたり巻き取られたりして投映光路４２を横断する伸縮方向、つまり遮光方向の向きを選択する。
【００１９】
回転筒２にはさらに、遮光部材１３の伸縮駆動にかかわる従動平歯車８が前記光軸３を中心にして独立に回転できるよう軸受４６を介し支持され、この従動平歯車８には、ベース１に装着されたエンコーダ９付きθ軸モータ１０の軸１０ａに固着された駆動平歯車１１が噛み合っている。また、従動平歯車８の内側には内平歯車１２が設けられている。これに併せ、回転筒２上には前記内平歯車１２に噛み合う小径平歯車１８を持った回転軸１６が設けられ、回転軸１６の途中に設けたねじ歯車１７が巻き取り軸１４の一端に設けたねじ歯車１５に噛み合い、第１の駆動手段４３を構成している。これにより、巻き取り軸１４が第１の駆動手段４３により正逆回転駆動されて遮光部材１３を繰り出し、巻き取って伸縮制御し、遮光制御を行う。
【００２０】
図２に示す第２の実施例は、遮光部材１３を分割してリンク機構で連結し、伸縮方式に開閉できるようにした恒星シャッタ装置の場合を示している。遮光部材１３に関する構成以外は第１の実施例と特に変わるところはなく、同じ部材には同一の符号を付し、重複する説明および説明は省略する。なお、遮光部材１３の構成部分を取り出して図３に示してある。遮光部材１３は金属製や合成樹脂製のそれ自体は変形しない硬質なもので４枚の遮光分割片２１〜２４に分割され、各遮光分割片２１〜２４が光軸３の垂直な平面上に光軸３の方向に所定の順序を持って重ねられており、それぞれの遮光分割片２１〜２４は１枚ずつにつき１箇所ずつ回転筒２上で回動する駆動レバー２５に回転できるようにピンのカシメなどによって個々に回動できる状態で連結され、かつ回転筒２上で回動する従動レバー２６にも同様にして遮光分割片２１〜２４の１枚ずつにつき１箇所連結されている。この駆動レバー２５および従動レバー２６による各遮光分割片２１〜２４が平行リンクを構成する支持構造により遮光分割片２１〜２４の自由な回動を規制して駆動レバー２５の回転運動を各遮光分割片２１〜２４の同一方向でかつ投映光路４２を一方側から他方側に横断し、また戻るような伸縮を伴う直線運動に変換し、光束４２ａが通る開口５１部を開閉する。駆動レバー２５の回転は、駆動レバー２５に固着された小径平歯車１８と前記内平歯車１２の相対運動によって行う。
【００２１】
この第２の実施例の場合も、複数に分割した遮光分割片２１〜２４が光軸３の方向にかさなり、投映光路４２を一方から他方に横断し、また戻るように伸縮動作する平板形状の遮光部材１３をなし、回転筒２の回転によって遮光部材１３の伸縮方向の光軸３まわりの向きを選択することができる。
【００２２】
次に、上記のような図１〜図３に示す第１、第２の実施例を含む本実施の形態での動作制御例について図４を参照して説明する。各エンコーダ５、９付きＸ軸、θ軸モータ６、１０は制御ユニット３１に接続しており、制御ユニット３１はホストコンピュータ３２に接続されている。制御ユニット３１はデータ受信部３３、演算指令部３４、増幅器３５によって構成されている。
【００２３】
先ず、ホストコンピュータ３２はその時々の恒星の投映データからＸ軸モータ６とθ軸モータ１０の必要な移動量を計算し、データ送信部３６へ書き込む。データ送信部３６は書き込まれた移動量に関するデータを制御ユニット３１のデータ受信部３３へ伝送する。演算指令部３４はデータ受信部３３で受信された移動量データを基に駆動指令を生成し、それを増幅器３５に出力する。この出力された指令値に応じて増幅器３５から各Ｘ軸、θ軸モータ６、１０に電力が供給される。エンコーダ５、９はＸ軸、θ軸モータ６、１０の回転角を検出し、演算指令部３４にフィードバックする。演算指令部３４はフィードバックされた回転角とデータ受信部３３からのデータを比較演算して増幅器３５に駆動量を送出し、その時々に必要な恒星の投映を行う。
【００２４】
次に、本実施の形態の恒星シャッタ装置の動作を図１、図５を参照して説明する。ホストコンピュータ３２では、恒星投映器４１のドームスクリーンに対する姿勢を計算し、それを基に遮光部材１３の回転角と遮光部材１３の遮光エッジの位置を計算する。それらをＸ軸モータ６、θ軸モータ１０の移動量に換算し制御ユニット３１に送信することで２つのＸ軸、θ軸モータ６、１０の軸６ａ、１０ａが回転する。θ軸モータ１０は巻き取り軸１４のみを回転させるが、Ｘ軸モータ６が回転すると回転筒２を回転させるため、遮光部材全体が光軸を中心に回転する。同時に、内平歯車１２に対して小径平歯車１８が回転することになる。これによって、巻き取り軸１４も回転する。よって、ホストコンピュータ３２で遮光部材１３の回転角と遮光部材１３の遮光エッジの位置からＸ軸モータ６とθ軸モータ１０の移動量に換算する際に、上記差動分を考慮する必要がある。
【００２５】
最後に、第２の実施例と同じ構造の遮光部材１３のユニットを４つ配置した第３の実施例を図６に示してある。これは、図３の遮光部材１３の各遮光分割片２１〜２４ごとを光軸３まわりに９０度ずつ転移させて、それら４つのユニットを光軸３の方向に重ねて配置し、それぞれのユニットの駆動レバー２５には前記小径平歯車１８が個別に固着されている。各小径平歯車１８は従動平歯車８の内周に形成された平歯車１２に噛み合い、従動平歯車８がエンコーダ９付きＸ軸モータ１０の軸１０ａに固着した駆動平歯車１１に噛み合っている。また、それぞれの遮光分割片２１〜２４はＸ軸回転筒２上に配置されており、Ｘ軸回転筒２の側周面の従動平歯車４がエンコーダ５付きＸ軸モータ６の軸６ａに固着した駆動平歯車７に噛み合っている。
【００２６】
通常は、１つのユニットの遮光分割片２１〜２４だけで恒星投映器の光束を遮り、他のユニットは常時畳んだ状態を保つように各モータ６、１０を駆動するが、ドームスクリーン上に恒星投映器からの任意の像のみを投映したい場合は、４つのユニットの遮光分割片２１〜２４を用いて図６に示すように、投映窓４１ａを作るように各モータ６、１０を駆動させる。
【００２７】
要するに、各遮光部材１３の独立した伸縮制御で個々に位置設定される複数の遮光エッジ１３ａ間で、どのように広く、あるいは狭い投映域５２をも任意位置に残す遮光が自由にできる。換言するとドームスクリーン上に投映したい任意の像以外を遮光することができる。実施例では同じ遮光部材１３のユニットを４つ配置したがこれに限られることはなく、２つであると帯状の投映域５２を任意な幅で任意な位置に設定することができるし、３つ以上あるとその数に見合う各数に囲った投映域を任意な大きさで任意な位置に設定することができる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、上記の説明で明らかなように、遮光調節できる恒星投映器の光軸まわりでの向きが選択でき、遮光調節の自由度が高くなる。同時に、遮光部材が投映光路の横断域にて伸縮して恒星投映器の光束を前記選択された向きで必要量遮光し、遮光状態、非遮光状態、中途遮光状態の違いにかかわらず一貫してかさ張らないコンパクトなものとなるし、設置の自由度も向上して恒星投映器の外部などにもかさ張らずに、また構造が複雑にならずに設けることができる。必要なら、ドームスクリーン上に投映したい任意の像以外を遮光することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る第１の実施例の恒星シャッタ装置を示す断面図である。
【図２】第２の実施例の恒星シャッタ装置を示す斜視図である。
【図３】図２の装置の遮光部材とそれらを支持および動作させるリンク機構を示す平面図である。
【図４】本発明の実施の形態にかかる恒星シャッタ装置の制御回路例を示すブロック図である。
【図５】図４におけるホストコンピュータでの処理を示すフローチャートである。
【図６】第３の実施例を示す恒星シャッタ装置の平面図である。
【符号の説明】
２  回転筒
３  光軸
１３  遮光部材
１４  巻き取り軸
２１〜２４  遮光分割片
２５  駆動レバー
２６  従動レバー
３１  制御ユニット
３２  ホストコンピュータ
４１  恒星投映器
４２  投映光路
４２ａ  光束
４３  第１の駆動手段
４４  第２の駆動手段
【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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