(57)【要約】【課題】天文教育に用いる星空を再現するための星空再現装置に使用する星空シート、特に、肉眼による観察だけではなく、双眼鏡や望遠鏡による眼視観察や、カメラを用いた写真観察などの観察体験が行える星空再現装置に使用される星空シートは、異なる等級の星を再現する為に複数のシートを積層する必要があるため、作業工程が複雑であるという課題がある。【解決手段】本発明の星空シートは、光が通過する厚さに応じてその減光率が変化する減光シート（１）を有し、前記減光シート（１）には、再現する星の等級に応じてシートの厚さ未満の異なる深さの凹部（２）が複数形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光が通過する厚さに応じてその減光率が変化する減光シート（１）を有し、前記減光シート（１）には、再現する星の等級に応じてシートの厚さ未満の異なる深さの凹部（２）が複数形成されていることを特徴とした、星空シート。
【請求項２】
前記凹部（２）は、レーザー加工装置のレーザー光を照射する時間を変化させることで、前記減光シート（１）の材料の一部を除去する深さを変化させて形成されていることをとくちょうとした、請求項１に記載の星空シート。
【請求項３】
前記凹部（２）には、透過する光を星の色に対応して着色する着色物質（３）が充填されていることを特徴とした、請求項１または請求項２に記載の、星空シート。
【請求項４】
前記凹部（２）には、紫外線によって発光する蛍光物質（４）が充填されていることを特徴とした、請求項１から請求項３のいずれかに記載の、星空シート。
【請求項５】
前記減光シート（１）は、可視光線をより強く減光し紫外線をより強く透過する特性を有していることを特徴とした、請求項１から請求項４のいずれかに記載の、星空シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、天文教育に用いる星空を再現するための星空再現装置に使用する星空シート、特に、肉眼による観察だけではなく、双眼鏡や望遠鏡による眼視観察や、カメラを用いた写真観察などの観察体験が行える星空再現装置に使用される星空シートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本発明の先行技術として、本発明の出願人は、特許文献１に記載の星空再現装置を発明し、その明細書中で星空シートについても発明している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許出願  ＰＣＴ／ＪＰ２０１６／５４２０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
先行技術では、異なる等級の星を再現する為に複数のシートを積層する必要があり、作業工程が複雑であるという第１の課題があった。
【０００５】
また、先行技術では、積層するシートの減光率が一定であり、かつ積層数が整数なので、任意の等級の星を再現する為には、減光に必要となるシート数を定めるとともに、貫通透過孔の直径を変化させていた。そのため、等級によって再現される星の直径が変化し、天体望遠鏡で拡大して観察すると星の大きさにばらつきがあって本物の星を観察するのと異なり、違和感があるという第２の課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
こうした課題を解決するために、本発明の星空シートは、光が通過する厚さに応じてその減光率が変化する減光シート（１）を有し、前記減光シート（１）には、再現する星の等級に応じてシートの厚さ未満の異なる深さの凹部（２）が複数形成されていることを特徴としている。ここで、前記凹部（２）は、レーザー加工装置のレーザー光を照射する時間を変化させることで、減光シート（１）の材料の一部を除去する深さを変化させて形成されていると望ましい。また、前記凹部（２）には、透過する光を星の色に対応して着色する着色物質（３）が充填されていると望ましい。また、前記凹部（２）には、紫外線によって発光する蛍光物質（４）が充填されていると望ましい。また、前記減光シート（１）の減光特性は可視光線をより強く減光し紫外線をより強く透過すると望ましい。また、前記蛍光物質（４）は再現する星の色に対応した色の光を発光することが望ましい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、次のような作用・効果を奏する。すなわち、本発明の星空シートを用いて星空再現装置を構成する際に、減光シート（１）の背面がバックライトなどで照明され、減光シート（１）の凹部（２）を経て表面に通過する光線は、その凹部（２）の深さによって変化する減光シート（１）の厚さに応じて異なる減光作用を受け、それぞれ異なる明るさで観察される。そのため、本発明の星空シートは、１枚の減光シート（１）であっても、凹部（２）の深さを変化させることで、異なる等級の星を再現することが可能であり、先行技術の第１の課題が解決できるという効果がある。
【０００８】
また同様に、１枚の減光シート（１）であっても、凹部（２）の深さを変化させることで、異なる等級の星を再現することが可能であるため、凹部（２）の直径を変化させる必要がなく、先行技術の第２の課題が解決できるという効果がある。
【０００９】
また望ましい構成では、凹部（２）が、レーザー加工装置のレーザー光を照射する時間を変化させることで減光シート（１）の材料の一部を除去する深さを変化させて形成されているため、凹部（２）の深さの制御が行いやすいという効果がある。
【００１０】
また望ましい構成では、凹部（２）には、透過する可視光線を星の色に対応して着色する着色物質（３）が充填されているので、可視光線で背面を照射した時に表面から観察する星の光に色を適切に付与できるという効果がある。
【００１１】
また望ましい構成では、凹部（２）には、紫外線によって発光する蛍光物質（４）が充填されているので、凹部（２）を通過する光線に含まれる紫外線に反応して発光する。これにより、蛍光物質（４）の充填状態を変化させたり、背面を照射する光線に含まれる紫外線の強度を変化させることで、可視光線による星の明るさの変化に加えて紫外線による星の明るさの変化を付与することができるという効果がある。
【００１２】
また望ましい構成では、減光シート（１）の減光特性は可視光線をより強く減光し紫外線をより強く透過するので、蛍光物質（４）を所定の明るさで発光させるために紫外線を発する発光素子等を用いて背面を照射するにあたって、その発光強度を低く設定できるので、紫外線発光素子等の光に含まれる可視光線を少なくでき、それにより星の明るさが変化する影響を少なくできるという効果がある。
【００１３】
また望ましい構成では、凹部（２）に蛍光物質（４）が充填されており、その蛍光物質（４）は再現する星の色に対応した色の光を発光するので、星の色が適切に再現されるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】星空シートの断面を示す図である。
【実施例】
【００１５】
実施例の減光シート（１）は、均一の材質からなる黒色の樹脂シートである。実施例では、1mmの厚さの黒色ＰＥＴフィルムを使用している。この素材の減光率は、1mmの厚さあたり1万分の1（10等級）であり厚さ方向やそれに直交する方向に対してその濃度は均一である。なお減光シート（１）は、シートの厚さ方向の光線通過距離に応じてその減光率が変化するような特性を有すれば同様の効果があり、本発明の作用効果は本実施例に限定されない。
【００１６】
また減光シート（１）には、再現しようとする星の明るさに応じて異なる深さを有する複数の凹部（２）が形成されている。具体的には、再現する星の等級をX等級（Xは0.5以上10未満）とした場合、凹部（２）の深さYは、Y=(10-X)/10 mm である。したがって、凹部（２）の底の厚さTは、T=1-Y=1-(10-X)/10=X/10mmである。
【００１７】
凹部（２）の孔部の減光率を無視した場合、減光シート（１）の片面から入射して凹部（２）を通過して表面に至る光線に作用する減光率 Dは、D=10 x T= 10 x X/10 = X 等級になる。すなわち、減光シート（１）の貫通穴により再現される星を０等級とした場合に、凹部（２）で再現される星の明るさは、X等級となり、正しい明るさで再現されることが分かる。なお、本発明で再現可能な星の等級の範囲は実施例に限定されない。
【００１８】
なお凹部（２）は、高出力のレーザービームを照射する時間等を制御することで、減光シート（１）の表面を除去する深さを任意に制御する方法で形成されている。具体的には、直径60ミクロンのビーム径の高出力YAGレーザーを２枚の反射ミラーを介して２次元方向に偏向させることで被加工物の表面の所定の位置にレーザービームを照射可能とするとともに、レーザーの照射のＯＮ／ＯＦＦを制御することで、非加工物の表面を加工するように動作するレーザー加工装置を用いることができる。
【００１９】
この場合、定格出力で所定の時間のパルス状の照射を１加工単位として加工する場合に、直径60ミクロンで深さZ mmの表面物質が除去されるとする。この場合、Y mm の深さの凹部を形成するには、N=(Y/Z)回の加工単位を施せばよい。ここで、レーザー加工装置の出力等を調整することで、Z を、１加工単位当たり0.01mmとなるように設定して、Nを１回から95回まで選択することが可能にすると、シートに形成される凹部（２）の深さを、0.01mmから0.95mmまでの間で、0.01mm刻みで任意の深さで加工できる。
【００２０】
その結果、形成される凹部（２）を通過する光線に作用する減光率は、0.5等級から9.9等級までの間で0.01等級の刻みで設定が可能であり、凹部（２）の直径を変更することなく、幅広い明るさの星を正確に再現が可能になる。
【００２１】
なお凹部（２）の加工方法は、レーザー加工方法に限定されるものでは無く、たとえばドリル加工のような機械的に素材を除去する加工方法でも良いし、化学反応で素材を除去するエッチング方法であっても良い。
【００２２】
また一部の凹部（２）には、星の色に応じて可視光線の所定の波長の光を吸収する着色インク（３）と、紫外線によって所定の色の蛍光を発する蛍光物質（４）のうち、片方、または両方が充填されている。着色インク（３）や蛍光物質（４）は、減光シート（１）を真空容器に入れて空気を除去した後、表面に着色インク（３）や蛍光物質（４）を塗布し、その後真空容器に空気を再注入することで、凹部（２）の内部に確実に充填するような、負圧式充填方式を採用するのが望ましい。
【００２３】
実施例の減光シート（１）、凹部（２）、着色物質（３）、蛍光物質（４）は、それぞれ、特許請求の範囲の各項目や、課題を解決するための手段に記載した同一名の要素に相当し、その作用や効果は、発明の効果で記載した通りの作用や効果を奏する。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
詳細な天体観察体験を提供する。講演会の際に利用する。望遠鏡の補助教材として活用する。天気が悪い時の星空の代替手段として活用することなどの産業上の利用可能性を有する。
【符号の説明】
【００２５】
１  減光シート
２  凹部
３  着色物質
４  蛍光物質
【図１】
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