(57)【要約】【課題】  簡易に設置可能であり、かつ、投影映像の画質に優れるドーム型スクリーンを提供すること。【解決手段】  本発明に係るドーム型スクリーン１は、複数の金属製セグメント８，９，１０が縁部同士で接合されることにより球面状を呈し、その凹側に映像が投影される投影面７が形成されている。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の金属製セグメントが縁部同士で接合されることにより球面状を呈し、その凹側に映像が投影される投影面が形成されていることを特徴とするドーム型スクリーン。
【請求項２】
前記投影面の中心点を通る法線が鉛直線と一致しない姿勢で設置されるとともに、いずれのセグメント同士の接合部も水平線と一致しないことを特徴とする請求項１に記載のドーム型スクリーン。
【請求項３】
前記セグメントは金属板の張出加工により縁部に折曲部が形成され、各セグメントは折曲部同士が衝合した状態で接合されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のドーム型スクリーン。
【請求項４】
前記セグメントは、マグネシウム合金、純アルミニウム、アルミニウム合金、純チタン、チタン合金等の軽金属からなることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のドーム型スクリーン。
【請求項５】
前記セグメントは、金属プレス加工により形成され、前記セグメントの縁部間にドーム型構造を支持するための支持部材を設けずにドーム型に形成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のドーム型スクリーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広視野角表示に用いられるドーム型スクリーンに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばプラネタリウムにおいて、あるいは、臨場感の高い２次元又は３次元の映像を投影するために、没入型で視野角の広いドーム型のスクリーンが用いられている（特許文献１参照）。このようなドーム型スクリーンは、一般に、布製かＦＲＰ等の樹脂製であって、半球状を呈して約１８０°の視野角を有する。
布製のスクリーンは、透孔を有する保形用部材の表側に設置された状態で、その保形用部材の裏側から真空引きされることにより球面状に保たれるので、真空空間をつくるための筐体やコンプレッサーを要して設備の大型化・重量化を招き、簡易な設置が困難である。また、スクリーンが球面状となるように複数の布片が放射状に縫合されているので、特に縫合部が集まるスクリーン中心部で投影面の平滑性が悪く、さらに布片が重なり合った部分に投影される映像が重なり合っていない部分に投影される映像と色的あるいは濃度的に異なって見えることがあり、投影映像がまだらで均一性に欠けるという問題がある。
一方、樹脂製のスクリーンは、半球面を分割した形状を有する複数の樹脂製セグメントを木型等を用いて成形し、これらを組み合わせた状態で鉄製フレームにより保持することによって構成される。つまり、樹脂製セグメントのみでは十分な強度を確保することができないためフレームが用いられるが、このフレームに重量があること、そして、セグメント自体もある程度の強度をもたせるために一定以上の肉厚（４〜５ｍｍ程度）にしなければならないこともあり、スクリーンの重量化を来している。さらに、樹脂の硬化時に生じるヒケによりセグメント同士の高い組立精度を得ることが難しいほか、それらの接合部の平滑性も低下してしまう。
【０００３】
【特許文献１】特開平０６−０４３４７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、簡易に設置可能であり、かつ、投影映像の画質に優れるドーム型スクリーンを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、請求項１に係るドーム型スクリーンは、複数の金属製セグメントが縁部同士で接合されることにより球面状を呈し、その凹側に映像が投影される投影面が形成されていることを特徴とする。
請求項２に係るドーム型スクリーンは、請求項１に記載のドーム型スクリーンにおいて、前記投影面の中心点を通る法線が鉛直線と一致しない姿勢で設置されるとともに、いずれのセグメント同士の接合部も水平線と一致しないことを特徴とする。
請求項３に係るドーム型スクリーンは、請求項１又は請求項２に記載のドーム型スクリーンにおいて、前記セグメントは金属板の張出加工により縁部に折曲部が形成され、各セグメントは折曲部同士が衝合した状態で接合されていることを特徴とする。
請求項４に係るドーム型スクリーンは、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のドーム型スクリーンにおいて、前記セグメントは、マグネシウム合金、純アルミニウム、アルミニウム合金、純チタン、チタン合金等の軽金属からなることを特徴とする。
請求項５に係るドーム型スクリーンは、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のドーム型スクリーンにおいて、前記セグメントは、金属プレス加工により形成され、前記セグメントの縁部間にドーム型構造を支持するための支持部材を設けずにドーム型に形成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係るドーム型スクリーンによれば、金属製のセグメントが用いられているため、金属製セグメントの縁部間にドーム型とするための保形用の真空設備やフレーム（支持部材）等が不要であり、セグメント自体も薄肉化することができるのでスクリーンを軽量で簡易に設置可能なものとすることができる。また、セグメントが金属製であることにより組立精度や投影面の平滑性が高く、投影映像の画質向上を図ることができる。
特にスクリーンが投影面の中心点を通る法線と鉛直線とが一致しない姿勢で設置され、その真下からではなく前方から鑑賞されるときに、いずれのセグメント同士の接合部も水平線と一致しないようにすることによって、鑑賞者が知覚しやすい水平線に沿った映像の乱れが接合部に起因して起こらなくなり、鑑賞者が知覚的に感じる画質を高めることができる。
また、金属板の張出加工によりセグメントの縁部に折曲部を形成し、各セグメントを折曲部同士が衝合した状態で接合することによって、組立精度や投影面の平滑性に優れるスクリーンを容易かつ効率的に製作することができる。
さらに、セグメントをマグネシウム合金製とすることによって、スクリーンの著しい軽量化を図ることができる。
また、本体構成が軽量であるために、建造物との融合性が非常に高く、天井や壁への取り付けが大きな負担なく行える。スタンドタイプとした場合、キャスター等を併用すれば移動が可能となる。中型ドームスクリーンではイベント、ミュージアム、学校、工房などにかつてない用途が広がる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
図１乃至図３は、本形態に係るドーム型スクリーンを示す。このスクリーン１は、図示を略すキャスターにより移動可能なスタンド２に支持され、スタンド２とともにスクリーン装置３を構成している。
スタンド２は、基部４と、基部４に立設された一対の支持板部５ａ，５ｂと、支持板部５ａ，５ｂ間に架設された補強部材６とを有する。支持板部５ａ，５ｂはスクリーン１を後方から支持するが、これについては後述する。
スクリーン１は球面状（ここでは、図１０に側面図を示すように、中空球体の端部から１／３程度で分割した曲面）を呈し、その凹側には映像が投影される投影面７が形成されている。このスクリーン１は、図４乃至図６に示すセグメント８，９，１０が、縁部同士で接合されることにより構成されている。
セグメント８は、板厚１．２ｍｍのマグネシウム合金（比重１．８）の金属板を張出加工することにより成形され、投影面７を構成する正面視扇状の投影面部１１を有するとともに、投影面部１１の縁部に後方（図４においては上方）に向けてフランジ状に折り曲げられた折曲部１２ａ，１２ｂ，１２ｃを有する。同様に、セグメント９は投影面部１３と折曲部１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄとを備え、セグメント１０は投影面部１５と折曲部１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄとを備える。セグメント９の投影面部１３は、正面視したときに、セグメント８の折曲部１２ａに対応する縁部が内接する円環帯を周方向に分割した形状を呈する。これに対し、セグメント１０の投影面部１５は、正面視したときに、セグメント９の折曲部１４ａに対応する縁部が内接する円環帯を周方向に分割した形状を呈する（図７参照）。
セグメント８の折曲部１２ａは、五つのセグメント９の折曲部１４ｄと衝合して接合した状態で、ボルト１７及びナット１８により締結される（図８参照）。各セグメント９の折曲部１４ｃは、隣接する他のセグメント９の折曲部１４ｂと衝合して接合した状態で締結される。また、セグメント９の折曲部１４ａは、セグメント１０の折曲部１６ｄと衝合して接合した状態で締結され、各セグメント１０の折曲部１６ｃは、隣接する他のセグメント１０の折曲部１６ｂと衝合して接合した状態で締結される。
これにより、スクリーン１の四分割形状をなす分割片１９がセグメント群（セグメント８、五つのセグメント９及び五つのセグメント１０）により構成され、スクリーン１の設置場所にはこの状態で搬送される。あるいは、搬送条件が許容すれば、分割片１９を二つ接合してなる分割片２０（このときセグメント８の折曲部１２ｃは他のセグメントの折曲部１２ｂと締結される。図９参照）の状態で、スクリーン１の設置場所に搬送することとしてもよい。
四つの分割片１９（あるいは二つの分割片２０）は設置場所でボルト１７及びナット１８により互いに締結され、スクリーン１が完成する。
なお、本形態では張出加工により図８に符合２１で示すように各セグメントの縁部にＲが形成され（同図はセグメント８とセグメント９との接合部を示すが、セグメント９とセグメント１０との接合部、セグメント８同士の接合部、セグメント９同士の接合部、及びセグメント１０同士の接合部も同様）、セグメント同士の接合部が投影面７上に段差を生じて投影面の平面性を悪化させないようになっている。このようにＲを形成しても、接合部に生じる間隙は０．０１〜０．０５ｍｍ程度に抑制することができ、投影面の平面性への影響は極めて小さく抑えることが可能である（従来の樹脂製スクリーンでセグメント同士の接合部に生じる間隙は５〜１０ｍｍ程度であり、補修による作業の負荷が大きい）。ここでは、さらに、分割片１９（あるいは分割片２０）の段階においてパテ２２がタッチペン等により施されている。
スクリーン１の背面には、スタンド２による支持が可能なように、一対の被支持部２３ａ，２３ｂが設けられる。この被支持部２３ａ，２３ｂはスクリーン１の設置場所においてスクリーン１に取り付けても勿論よいが、スクリーン１において１８０°の位置関係で対向するセグメント１０の背面に予め固着しておくことが望ましい。被支持部２３ａ，２３ｂはそれぞれスタンド２の支持板部５ａ，５ｂに取り付けられ、軸線Ｏ周りに回動可能に支持される。すなわち、スクリーン１は投影面７の中心点２４を通る法線Ｎが鉛直線と一致しない姿勢でスタンド２に設置され（図３参照）、その前方から投影機２５で映像を投影してこれを鑑賞者Ｍが鑑賞するが、その投影機２５や鑑賞者Ｍとの位置関係等に応じてスクリーン１の回動位置（角度）が調整可能となっている。
本形態に係るドーム型スクリーン１では、金属製のセグメント８，９，１０が用いられているため保形用の真空設備やフレーム等が不要であり、セグメント自体も薄肉化することができるのでスクリーンを軽量で簡易に設置可能なものとすることができる。とりわけここでは板厚１．２ｍｍのマグネシウム合金（比重１．８）を用いることにより、直径３ｍのスクリーンを３０ｋｇ程度で製作することができるが、これは従来の樹脂製スクリーンの重量の１／４〜１／５に過ぎない。
また、セグメント８，９，１０が金属製であることにより組立精度や投影面７の平滑性が高く、投影映像の画質向上が図られているが、このような高画質のスクリーン１は、張出加工によりセグメントの縁部に折曲部を形成し、各セグメントを折曲部同士が衝合した状態で接合することによって、容易かつ効率的に製作されている。
さらに、上述したように被支持部２３ａ，２３ｂが１８０°の位置関係で対向する二つのセグメント１０の背面に設けられることによって、セグメント同士の接合部が被支持部の箇所（高応力が作用する箇所）にくることがなくなり好ましいばかりでなく、いずれのセグメント同士の接合部も水平線と一致しなくなり好ましい。すなわち、鑑賞者は一般に水平線（水平方向）に沿った投影映像の乱れは敏感に知覚するといわれているが、このようにいずれのセグメント同士の接合部も水平線と一致しなくなることによって、その水平線に沿った（つまり、鑑賞者の知覚しやすい）映像の乱れが接合部の存在に起因して生じることがなくなり、鑑賞者が知覚的に感じる画質を高めることができる。
【０００８】
尚、スクリーン１は、図１０に側面図を示すように、中空球体の端部から３分の１程度で分割した曲面により構成されているが、図１１に側面図を示すように、更に、他のセグメント１０'、１０"を追加することにより、半球状の曲面にまで構成することができる。
【０００９】
上記説明したマグネシウム合金の成形は、大まかにダイカスト成形、チクソモールディング成形、プレス成形に大別できるが、ダイカスト成形やチクソモールディング成形では、装置の都合上、製品サイズに制限があり、映写用のドームほどの大型製品を加工する上で、プレス成形が製品の表面性状も含めた製品精度の面で最適である。尚、セグメント８、９、１０は、予め所定のブランク寸法に抜き加工したマグネシウム合金板を２００℃〜２５０℃に加熱したパンチ、板押さえ、ダイスで構成される金型で、適正な板押さえ力と加工速度をコントロールすることにより張り出し加工で製作される。
また、金型は、セグメントの投影面に、しわや歪みがあると映像を映すスクリーンとしての精度を確保できず、また、セグメント自体にスプリングバックが発生すると組み立てた際の製品精度に影響を与えるため、適切な絞り金型で加工を行うことが望ましい。
なお、本発明は以上説明した形態に限られるものではなく、例えば軽量化を幾分犠牲にしてもコストを抑制するということであれば、マグネシウム合金の代わりにアルミニウム合金を使用すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】発明を実施するための最良の形態に係るスクリーンを前方から見た斜視図
【図２】図１のスクリーンを後方から見た斜視図
【図３】図１のスクリーンの使用状態を示す説明図
【図４】図１のスクリーンを構成する金属製セグメントを背面側から見た斜視図
【図５】図１のスクリーンを構成する他の金属製セグメントを背面側から見た斜視図
【図６】図１のスクリーンを構成するさらに他の金属製セグメントを背面側から見た斜視図
【図７】図１のスクリーンの分割片を示す正面図
【図８】図７のVIII−VIII線に沿った位置における断面図
【図９】図１のスクリーンの分割片の他の例を示す正面図
【図１０】図１のスクリーンの側面図
【図１１】発明を実施するための最良の形態に係るスクリーンの変形例を示す側面図
【符号の説明】
【００１１】
１  スクリーン
７  投影面
８，９，１０  セグメント
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ  （セグメント８の）折曲部
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ  （セグメント９の）折曲部
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ  （セグメント１０の）折曲部
Ｎ  法線
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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