(57)【要約】【課題】投映できる天体の数が多く，エネルギーを有効に活用した天体投映装置を提供すること。【解決手段】天体投映装置は，投映原板２と，投映レンズ３と，反射鏡４とを有している。投映原板２は，恒星等の天体を表す位置に透光点が設けられおり，投映される天体のパターンが記録されているものである。投映レンズ３は，投映原板２より投映方向の前方に位置し，投映原板２の透光点を通過した光束をドームスクリーン上に結像するものである。また，反射鏡４は，投映原板２を通過しなかった光を再度投映原板に向けて反射するためのものである。反射鏡４は，投映原板２より投映方向の後方に位置している。そして，反射鏡４には，光を入射させるための透光点４０が設けられており，その透光点４０に光ファイバ５の端部が接続されている。【選択図】            図２
2004354546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と，
前記光源からの光を通過させる透光点が天体を表す位置に形成されている投映原板と，
前記光源と前記投映原板との間に位置し，前記投映原板側の面が反射面である反射鏡とを有することを特徴とする天体投映装置。
【請求項２】
請求項１に記載する天体投映装置において，
前記反射鏡は，前記光源からの光を前記投映原板側へ通過させる複数の透光部を有することを特徴とする天体投映装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載する天体投映装置において，
前記投映原板の透光点を通過した光束をスクリーン上に結像する投映レンズと，
前記投映原板と前記投映レンズとの間に位置し，前記投映原板を通過した光束を前記投映レンズに向かわせるフィールドレンズとを有することを特徴とする天体投映装置。
【請求項４】
請求項２に記載する天体投映装置において，
前記投映原板の透光点を通過した光束をスクリーン上に結像する投映レンズと，
前記光源からの光を前記反射鏡まで導く複数の光ファイバとを有し，
前記各光ファイバは，それらの軸方向上に前記投映レンズが位置するように，前記反射鏡の透光部に接続されていることを特徴とする天体投映装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１つに記載する天体投映装置において，
前記投映原板は，前記反射鏡側からの光を前記反射鏡側に反射するように高反射処理が施されていることを特徴とする天体投映装置。
【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利用される天体投映装置に関する。さらに詳細には，プラネタリウム装置のスクリーン上に星野を投映する天体投映装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から，プラネタリウム装置に利用される天体投映装置には，ハロゲンランプ等の光源と，複数の透光点が設けられた投映原板と，それらの透光点を通過した光束をドームスクリーン上に結像する投映レンズとが備えられている。また，このような天体投映装置では，光ファイバによって光源からの光を投映原板に導いている。そして，その光の一部は，投映原板の透光点を通過し，投映レンズを介してドームスクリーン上に照射される。これにより，ドームスクリーン上に星野を表している。
【０００３】
このような天体投映装置では，従来から次のような問題があった。すなわち，投映原板に照射される光のうち，微小な透光点を通過する光はごくわずかである。言い換えると，投映原板に照射される光のうち，透光点を通過する光の割合は非常に小さい。従って，殆どの光が投映原板を通過しないため，エネルギーが有効に活用されていない。さらに，投映原板を通過しない光は熱に変換されてしまう。そして，変換された熱は概して周囲の機器に害を及ぼすおそれがある。一方，投映像の輝度を上げるためには光源のパワーを上げる必要がある。しかしながら，光源のパワーを上げると熱による害が増大してしまう。
【０００４】
前記した問題点を解決するため，例えば特許文献１には，通常の恒星投映筒とは別に，上位等級の恒星のみを投映する恒星投映筒を備えたプラネタリウムの恒星投映機が開示されている。この恒星投映機では，高い輝度が要求される恒星について専用の恒星投映筒を設けることで，光源のパワーを上げることなく投映像の輝度を維持するとされている。また，例えば特許文献２には，投映原板の各透光点にそれぞれ光ファイバを接続した恒星投映機が開示されている。この恒星投映機では，光ファイバを通じて殆どの光が投映原板の透光点に導かれるため，エネルギーを有効に活用することができるとされている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１０９０６３号公報
【特許文献２】
特開昭６２−１９１８１８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，前記した従来の技術には次のような問題点があった。すなわち，特許文献１に記載された恒星投映機でも，投映原板に光を照射し，その一部の光をドームスクリーン上に投映するものであることには変わりない。そのため，ドームスクリーン上に投映される光は，投映原板に照射される光のうちのやはりごくわずかであり，まだ殆どの光が熱に変換されてしまう。従って，エネルギーが有効に活用されているとは言えない。また，特許文献２に記載された恒星投映機は，確かにエネルギーの無駄は少ないが，光ファイバを恒星の数だけ用意する必要がある。そのため，構成が複雑になってしまう。また，恒星同士の間隔が光ファイバの径に制限されるため，物理的に恒星の数を増やすことができない。一方，観客の期待する恒星の数は，近年増加している。それゆえ，観客の期待に応えることができない。また，恒星の数を増加させるほど，メンテナンスが困難になってしまう。
【０００７】
本発明は，前記した従来の天体投映装置が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，投映できる天体の数が多く，エネルギーを有効に活用した天体投映装置およびその天体投映装置を備えたプラネタリウム装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この課題の解決を目的としてなされた天体投映装置は，光源と，光源からの光を通過させる透光点が天体を表す位置に形成されている投映原板と，光源と投映原板との間に位置し，投映原板側の面が反射面である反射鏡とを有するものである。
【０００９】
すなわち，本発明の天体投映装置には，光源と投映原板との間に，投映原板側からの光を投映原板側に反射する反射鏡が設けられている。そのため，投映原板を通過しなかった光は，その反射鏡により投映原板側に反射され，再度投映原板に到達する。そして，その一部の光が投映原板の透光点を通過し，スクリーン上に投映される。これにより，投映原板を通過しなかった光を再利用することができる。よって，エネルギーを有効に活用することができる。また，本発明の天体投映装置では，光ファイバを投映原板の透光点に接続しないため，投映原板の透光点の配置が光ファイバの径に制限されない。よって，投映原板に多くの透光点を形成することができる。従って，本発明の天体投映装置は，投映できる天体の数が多く，エネルギーを有効に活用できる。
【００１０】
また，本発明の天体投映装置の反射鏡は，光源からの光を投映原板側へ通過させる複数の透光部を有することとするとよりよい。さらにその透光部は，反射鏡の全面に均等に散在しているとするとよりよい。これにより，投映原板に対して複数の箇所から光が照射される。よって，投映原板が均一に照射される。従って，投映される天体の輝度むらが少ない。
【００１１】
また，本発明の天体投映装置は，投映原板の透光点を通過した光束をスクリーン上に結像する投映レンズと，投映原板と投映レンズとの間に位置し，投映原板を通過した光束を投映レンズに向かわせるフィールドレンズとを有することとするとよりよい。これにより，投映原板の透光点から放たれた光束が投映レンズに集められる。すなわち，投映原板を通過した光束を拡散させることなく投映レンズに導くことができる。従って，正確な星像をドームスクリーン上に投映することができる。
【００１２】
さらに，本発明の天体投映装置は，投映原板の透光点を通過した光束をスクリーン上に結像する投映レンズと，光源からの光を反射鏡まで導く複数の光ファイバとを有し，各光ファイバは，それらの軸方向上に投映レンズが位置するように，反射鏡の透光部に接続されていることとするとよりよい。すなわち，反射鏡の各透光部から放たれた光束が投映レンズに到達できるように各光ファイバを接続するのである。これにより，投映原板の全面にわたり光を照射することができるとともに，正確な星像をドームスクリーン上に投映することができる。
【００１３】
また，本発明の天体投映装置の投映原板は，反射鏡側からの光を反射鏡側に反射するように高反射処理が施されていることとするとよりよい。高反射処理としては，例えばアルミニウムの蒸着処理が該当する。すなわち，光の反射率を高める処理であればよい。これにより，より多くの光を投映原板に照射させることができる。よって，エネルギーを有効に活用することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下，本発明を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１５】
［第１の形態］
本形態のプラネタリウム装置の天体投映装置１００は，図１に示すように光源筒１と，複数の恒星投映筒２０と，複数の高輝星投映筒２１とを備えている。光源筒１には，ハロゲンランプ等の光源が備えられている。光源筒１は，各恒星投映筒２０と光ファイバ５で接続されている。また光源筒１は，各高輝星投映筒２１とも光ファイバ５で接続されている。そのため，光源筒１からの光は，光ファイバ５を介して各恒星投映筒２０および各高輝星投映筒２１に導かれる。各恒星投映筒２０は，プラネタリウム装置に付設されるドームスクリーン上に恒星を投映するものであり，それぞれ全天の星野のうち割り当てられた領域を担当している。そして，各恒星投映器２０の協働によりドームスクリーン全体に星野の映像を投映している。また，各高輝星投映筒２１は，恒星投映筒２０とは別に，上位等級の恒星のみを専用に投映するものである。
【００１６】
次に，恒星投映筒２０について説明する。図２に示す概略構成図は，図１に示した恒星投映筒２０の内部構成を示すものである。恒星投映筒２０は，図２に示す投映原板２と，投映レンズ３と，反射鏡４とを内蔵している。投映原板２は，１ｍｍ程度の厚さのガラス板であり，一方の面に数１０μｍの不透明な薄膜が形成されているものである。また，その薄膜には，恒星等の天体を表す位置に透光点が設けられている。投映レンズ３は，投映原板２より投映方向の前方に位置し，投映原板２の透光点を通過した光束をドームスクリーン上に結像するものである。反射鏡４は，投映原板２より投映方向の後方に位置し，反射面が投映原板２と対向するように配置されている。また，反射鏡４は凹面鏡であって，その周縁が投映原板２と隙間なく接している。さらに，反射鏡４には，光を入射させるための透光部４０が設けられており，その透光部４０に光ファイバ５の端部が接続されている。なお，図２中の一点鎖線１０は，説明の都合上，恒星投映筒２０の中心軸を表すために記載したものである。
【００１７】
なお，投映原板２の薄膜としては，例えばアルミニウムの蒸着膜が該当する。映原板２には，このような高反射処理が施されており，殆どの光を反射鏡４側へ反射することができる。すなわち，投映原板２にも反射面が設けられている。
【００１８】
また，反射鏡４は凹面鏡である。そのため，透光部４０からの光は，投映原板２および反射鏡４の反射面で反射し，投映原板２の全面に拡散される。すなわち，投映原板２の全面が照射される。
【００１９】
次に，恒星投映筒２０の作用について説明する。まず，光源筒１からの光が光ファイバ５を介して反射鏡４の透光部４０まで導かれる。そして，投映原板２がその光にて照射される。投映原板２に到達した光は，その一部が投映原板２の透光点を通過する。通過した光は，投映レンズ３を介してドームスクリーン上に投映される。これにより，ドームスクリーン上に天体が投映される。一方，投映原板２を通過しなかった光は，投映原板２で反射して再び反射鏡４に向けられる。そしてその光は，反射鏡４で反射して再び投映原板２に到達し，その一部が投映原板２の透光点を通過する。これにより，投映原板２を通過しなかった光が再利用される。なお，以下の説明では，反射鏡４の透光部４０から直接投映原板２に到達する光を「一次光」とし，反射して投映原板２に到達する光を「反射光」とする。
【００２０】
以上詳細に説明したように第１の形態の天体投映装置１００では，投映原板２より投映方向の後方の位置に反射鏡４を設けることとしている。そして，投映原板２を通過しなかった光を反射鏡４により投映原板２側に反射することとしている。これにより，投映原板２を通過しなかった光を再利用することができている。言い換えると，エネルギーを有効に活用することができている。また，投映原板２の透光点からは，一次光とともに反射光も通過している。そのため，光源のパワーが小さくても，星像は十分な輝度を維持することができる。また，光ファイバ５を投映原板２に接続していないため，投映原板２の透光点の配置は光ファイバ５の径に制限されない。すなわち，本形態の天体投映装置１００は，投映できる天体の数が多い。具体的には，従来の形態のように光ファイバを投映原板の各透光点に接続する場合は９０００個程度であったものが，本形態の場合は３００００個以上の透光点を形成することが可能である。従って，投映できる天体の数が多く，エネルギーを有効に活用した天体投映装置およびその天体投映装置を備えたプラネタリウム装置が実現されている。
【００２１】
また，本形態の投映原板２には，反射鏡４側からの光をより多く反射できるように高反射処理が施されている。これにより，より多くの光を再度投映原板２に照射させることができている。よって，エネルギーを有効に活用することができている。
【００２２】
［第２の形態］
次に，前記した恒星投映筒２０の別形態について説明する。本形態の恒星投映筒２０は，図３に示すように投映原板２と，投映レンズ３と，反射鏡４１とを有している。投映原板２および投映レンズ３は，第１の形態と同様のものである。反射鏡４１は，平面鏡であって投映原板２と平行に配置されている。そして，反射鏡４１には，複数の透光部４０が設けられており，それらの透光部４０にそれぞれ光ファイバ５の端部が接続されている。またそれらの透光部４０は，反射板４１の全面に均等に散在している。そのため投映原板２では，一次光が均一に照射される。また，投映原板を通過する光束は，図３に示したように恒星投映筒２０の中心軸１０に対して平行である。そのため，投映原板２と投映レンズ３との間には，フィールドレンズ６が配置されている。これにより，投映原板２を通過した光束は，投映レンズ３に集められる。
【００２３】
また，光源筒１からの光は，第１の形態と同様に光ファイバ５を介して反射鏡４１の各透光部４０から投映原板２に向けて放たれる。そして，投映原板２を通過しなかった光は，反射鏡４１によって再度投映原板２に向けて反射される。一方，投映原板２を通過した光束は，フィールドレンズ６にて集光され，投映レンズ３を介してドームスクリーン上に投映される。
【００２４】
なお，投映原板２と反射鏡４１との間の周囲にも円筒形状の反射鏡を配置してよい。すなわち，側面から光が漏れないようにしてもよい。これにより，光の漏れを回避することができる。
【００２５】
すなわち，第２の形態の恒星投映筒２０では，反射鏡４１に複数の透光部４０を設けることとしている。そして，各透光部４０に光ファイバ５を接続し，それぞれの透光部４０から投映原板２に向けて光を照射することとしている。これにより，一次光が投映原板２の全面に均一に照射される。従って，投映される天体は輝度むらが少ない。また，フィールドレンズ６により，投映原板２を通過した光束を拡散させることなく投映レンズ３に導くことができている。従って，正確な星像をドームスクリーン上に投映することができている。
【００２６】
［第３の形態］
さらに，前記した恒星投映筒２０の別形態について説明する。本形態の恒星投映筒２０は，図４に示すように投映原板２と，投映レンズ３と，反射鏡４２とを有している。投映原板２および投映レンズ３は，第１の形態と同様のものである。反射鏡４２は，平面鏡であって投映原板２と平行に配置されている。そして，反射鏡４２には，複数の透光部４０が設けられており，その透光部４０にそれぞれ光ファイバ５の端部が接続されている。さらに各光ファイバ５は，その軸方向上に投映レンズ３が位置するように接続されている。具体的には，図４に示したように中心軸１０上に接続されたもの以外は，中心軸１０から離れるほどその傾きが大きくなるように接続されている。
【００２７】
また，光源筒１からの光は，第２の形態と同様に光ファイバ５を介して反射鏡４２の各透光部４０から投映原板２に向けて放たれる。そして，投映原板２を通過しなかった光は，反射鏡４２によって再度投映原板２に向けて反射される。一方，投映原板２を通過した光束は，その殆どが投映レンズ３に向かい，投映レンズ３を介してドームスクリーン上に投映される。
【００２８】
すなわち，第３の形態の恒星投映筒２０では，投映原板２を通過する一次光の光束が投映レンズ３に向かうように，あらかじめ各光ファイバ５をその軸方向上に投映レンズ３が位置するように接続することとしている。これにより，投映原板２の全面にわたり一次光が照射されるとともに，フィールドレンズを設けることなく投映原板２を通過した光束を集めることができている。
【００２９】
［第４の形態］
次に，レーザ光を使用する場合の形態について説明する。本形態の恒星投映筒２０は，図５に示すように投映原板２と，投映レンズ３と，反射鏡４３とを内蔵している。投映原板２および投映レンズ３は，第１の形態と同様のものである。反射鏡４３は，平面鏡であって投映原板２と平行に配置されている。そして，反射鏡４３には複数の透光部４０が設けられている。さらに，反射鏡４３より投映方向の後方に，ホログラフィック光学素子９が反射鏡４３と平行に配置されている。また，反射鏡４３の透光部４０は，ホログラフィック光学素子９からの光束が到達する位置に設けられている。また，ホログラフィック光学素子９より投映方向の後方には，コンデンサレンズ８が配置されている。また，コンデンサレンズ８より投映方向の後方には，遮光板７が配置されている。また，遮光板７には透光孔が１箇所設けられている。
【００３０】
次に，恒星投映筒２０の作用について説明する。まず，レーザ光源（ＬＤ等）からの光が，遮光板７およびコンデンサレンズ８を介してホログラフィック光学素子９に導かれる。ホログラフィック光学素子９を通過した光束は，反射鏡４３の透光部４０を通過して投映原板２の透光点まで到達する。そして，その一部の光が投映原板２を通過し，通過した光が投映レンズ３を介してドームスクリーン上に投映される。一方，投映原板２を通過できなかった光は，投映原板２および反射鏡４３にて反射され，再度投映原板２に導かれる。
【００３１】
すなわち，第４の形態の恒星投映筒２０では，レーザ光にて恒星等の天体を投映することとしている。そして，ホログラフィック光学素子９により投映原板２の透光点を照射する光束を作成することとしている。そして，反射鏡４３により投映原板２を通過しなかったレーザ光を再度投映原板２に反射することとしている。すなわち，通過しなかったレーザ光を再利用している。そのため，エネルギーの無駄を少なくし，エネルギーを有効に活用することができている。
【００３２】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，第１の形態および第４の形態ではフィールドレンズが設けられていないが，フィールドレンズを投映原板２と投映レンズ３との間に配置してもよい。これにより，投映原板２を通過した光束を確実に投映レンズ３に導くことができ，より正確な星像をドームスクリーン上に投映することができる。
【００３３】
また，本実施の形態では，恒星投映筒２０に反射鏡４を設けることとしているが，高輝星投映筒２１にも同様の反射鏡を配置してよい。これにより，プラネタリウム装置全体として，エネルギーを有効に活用することができる。
【００３４】
なお，上述した本発明の実施形態には，特許請求の範囲に記載した発明以外にも，以下の付記に示すような発明が含まれる。
【００３５】
［付記１］  天体投映装置から照射される光にてスクリーン上に天体を投映するプラネタリウム装置において，
前記天体投映装置は，
光源と，
前記光源からの光を通過させる透光点が天体を表す位置に形成されている投映原板と，
前記光源と前記投映原板との間に位置し，前記投映原板側の面が反射面である反射鏡とを有することを特徴とするプラネタリウム装置。
【００３６】
［付記２］  付記１に記載するプラネタリウム装置において，
前記反射鏡は，前記光源からの光を前記投映原板側へ通過させる複数の透光部を有することを特徴とするプラネタリウム装置。
【００３７】
［付記３］  付記１または付記２に記載するプラネタリウム装置において，
前記投映原板は，前記反射鏡側からの光を前記反射鏡側に反射できるように高反射処理が施されていることを特徴とするプラネタリウム装置。
【００３８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明によれば，投映できる天体の数が多く，エネルギーを有効に活用した天体投映装置およびその天体投映装置を備えたプラネタリウム装置が提供されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の形態にかかるプラネタリウム装置の天体投映装置（恒星投映球）の構成を示す図である。
【図２】第１の形態にかかる恒星投映筒の構成を示す図である。
【図３】第２の形態にかかる恒星投映筒の構成を示す図である。
【図４】第３の形態にかかる恒星投映筒の構成を示す図である。
【図５】第４の形態にかかる恒星投映筒の構成を示す図である。
【符号の説明】
１      光源筒（光源）
２      投映原板
３      投映レンズ
４      反射鏡
５      光ファイバ
２０    恒星投映筒
４０    透光部
１００  天体投映装置
【図１】
2004354546.tif 000003
【図２】
2004354546.tif 000004
【図３】
2004354546.tif 000005
【図４】
2004354546.tif 000006
【図５】
2004354546.tif 000007