(57)【要約】      （修正有）【課題】投映機の投映光束を遮光するために光路上に設けられた遮光体を、モーターを駆動源とした駆動装置によりＸ軸方向およびＹ軸方向に回転制御するプラネタリウム投映機のシャッターにおいて、制御に関わる伝送データを減らし、伝送するデータサイズを小さくする。【解決手段】遮光体１を回転制御するための演算処理装置を投映機に実装するとともに、遮光体１または投映機にこれらの位置や傾きの変化量を検出するセンサー４を設け、演算処理装置はセンサーの測定値と記憶装置に保持したパラメーターから所望の遮光を行なうための遮光部の位置や傾きを算出し、駆動装置を制御して遮光体１をＸｍ軸方向およびＹｍ軸方向に回転制御する。【選択図】図１
0003161414.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
投映機の投映光束を遮光するために光路上に設けられた遮光体を、モーターを駆動源とした駆動装置によりＸ軸方向およびＹ軸方向に回転制御するプラネタリウム投映機のシャッターにおいて、遮光体を回転制御するための演算処理装置を投映機に実装するとともに、遮光体または投映機にこれらの位置や傾きの変化量を検出するセンサーを設け、演算処理装置はセンサーの測定値と記憶装置に保持したパラメーターから所望の遮光を行なうための遮光部の位置や傾きを算出し、駆動装置を制御して遮光体をＸ軸方向およびＹ軸方向に回転制御することを特徴とするプラネタリウム投映機のシャッター。
【請求項２】
投映機は恒星球に配される恒星投映機であり、センサーは遮光体または恒星投映機に設けられる請求項１記載のプラネタリウム投映機のシャッター。
【請求項３】
投映機は恒星球に配される補助投映機であり、センサーは遮光体または補助投映機に設けられる請求項１記載のプラネタリウム投映機のシャッター。
【請求項４】
センサーは恒星球に設けられる請求項１から３のいずれかに記載のプラネタリウム投映機のシャッター。
【請求項５】
演算処理装置が、外部との通信手段と記憶装置に保存されたパラメーターを書き換える手段を有し、外部からの命令に従ってパラメーターを書き換え可能とした請求項１から４のいずれかに記載のプラネタリウム投映機のシャッター。
【請求項６】
回転制御命令により駆動した後の遮光体の位置や傾きをセンサーにより測定することにより演算処理装置が駆動誤差の有無を判定し、駆動誤差がある場合はそれを補正するように遮光体の位置決めを行う請求項１から５のいずれかに記載のプラネタリウム投映機のシャッター。
【請求項７】
恒星球の方位軸の回転角を検出するためのセンサーと、センサーにより測定された方位軸の回転角を、遮光体を回転制御するための演算処理装置に伝送する手段を有し、演算処理装置が遮光体の位置を計算する過程において、伝送された方位軸の回転角を使用する請求項２から６のいずれかに記載のプラネタリウム投映機のシャッター。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この考案はプラネタリウムの各種投映機の投映光束の一部を遮光するためのシャッターに関し、特にモーターを駆動源とした駆動装置によりＸ軸方向およびＹ軸方向に回転制御するシャッターに関する。
【背景技術】
【０００２】
恒星球（プラネタリウム本体）の各軸の回転運動に伴い、恒星投映像がドームの水平線下に投映されてしまうことを防止するために、投映機の光路上に設けられた遮光体により水平線下の投映光束を遮光するシャッターが公知である。このシャッターとしては動力を使用せずに重力によりシャッターの姿勢を制御する方式のものと（例えば特許文献１、２）、モーターを駆動源とした駆動装置によりシャッターのＸ軸およびＹ軸などの２軸をデジタル制御する方式のものがある（例えば特許文献３、４）。
【０００３】
前者の重力式のシャッターは構造が簡易であり、恒星投映機の他、座標系投映機、星座絵投映機などの各種の補助投映機にも使われているが、錘による重力作用により遮光体は常に水平に位置しているために水平ドームには適合しても、ドーム上の地平線が傾斜する傾斜ドームには使用できなかった。
【０００４】
一方、後者のモーター式のシャッターは前記のような制約がなく、傾斜ドームにも使用できるものであり、この考案が先行技術とするのは後者のモーター駆動式のシャッターである。
【特許文献１】特開平７−２４８７２５号公報
【特許文献２】実開６−８９３６９号公報
【特許文献３】特公平２−６３２２９号公報
【特許文献４】特開２００１−１０９３７１号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
公知のモーター駆動式のシャッターはシャッターのＸ軸およびＹ軸の２軸をデジタル制御して駆動されるものであるが、そのために各モーターの回転量を恒星球（プラネタリウム本体）の外に配されたホストコンピュータにより計算し、その計算値に基づいた制御信号を、恒星球のスリップリングを介して、恒星球に配される各恒星投映機に実装されたシャッター制御装置に伝送し、シャッター制御装置がモーターを回転させていた。
【０００６】
一方、プラネタリウムにおいては、全天の恒星を投映するのに、通常、全天を合計３２個の面に分割し、南天側及び北天側の各１６個の恒星投映機によりそれぞれの分割面を投映しているので、それぞれの恒星投映機に設けられたシャッターの駆動用モーターの数はＸ軸およびＹ軸側を合わせると６４個となる。よって、これらのこれら全てのモーターの回転量に関する制御信号を伝送する必要があり、モーターの数に比例して伝送データサイズが大きくなり、そのために通信線の通信速度を上げざるを得ず、通信の信頼性に問題を生じるおそれがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この考案のプラネタリウム投映機のシャッターは以上の従来技術の問題点に鑑みて創作されたものであり、投映機の投映光束を遮光するために光路上に設けられた遮光体を、モーターを駆動源とした駆動装置によりＸ軸方向およびＹ軸方向に回転制御するプラネタリウム投映機のシャッターにおいて、遮光体を回転制御するための演算処理装置を投映機に実装するとともに、遮光体または投映機にこれらの位置や傾きの変化量を検出するセンサーを設け、演算処理装置はセンサーの測定値と記憶装置に保持したパラメーターから所望の遮光を行なうための遮光部の位置や傾きを算出し、駆動装置を制御して遮光体をＸ軸方向およびＹ軸方向に回転制御することを特徴とする。
【０００８】
この考案においては、第一次的には投映機として恒星球に配される恒星投映機を想定していが、投映機は恒星投映機に限らず、恒星球に配される天の川投映機や星座絵投映機、座標系投映機などの各種の補助投映機であってもよい。
【０００９】
また、センサーは恒星投映機や補助投映機の他、恒星球に設けられてもよい。この場合、センサーは各恒星投映機に実装された演算処理装置に対し共用のものとなる。
【００１０】
また、演算処理装置が、外部との通信手段と記憶装置に保存されたパラメーターを書き換える手段を有し、外部からの命令に従ってパラメーターを書き換え可能としてもよい。
【００１１】
また、回転制御命令により駆動した後の遮光体の位置や傾きをセンサーにより測定することにより演算処理装置が駆動誤差の有無を判定し、駆動誤差がある場合はそれを補正するように遮光体の位置決めを行うようにしてもよい。
【００１２】
また、恒星球の方位軸の回転角を検出するためのセンサーと、センサーにより測定された方位軸の回転角を、遮光体を回転制御するための演算処理装置に伝送する手段を有し、演算処理装置が遮光体の位置を計算する過程において、伝送された方位軸の回転角を使用するようにしてもよい。
【考案の効果】
【００１３】
恒星球の各軸の回転運動に伴い遮光体や投映機の位置や傾きが変化した場合、それに応じて遮光体をＸ軸方向およびＹ軸方向に回転制御しないと、恒星投映像がドームの水平線下に投映されてしまう。従来技術のシャッターにおいては、恒星球の各軸の回転運動を指示する投映データから、ホストコンピュータにおいて各軸の回転運動に伴う遮光体や投映機の位置や傾きの状態を算出し、さらに恒星投映像がドームの水平線下に投映されないよう各投映機の遮光体のＸ軸方向およびＹ軸方向の回転制御するための回転量を算出し、これに基づく制御信号を外部から恒星球内に伝送していた。
【００１４】
これに対し、この考案のシャッターは遮光体または投映機に設けたセンサーにより遮光体または投映機の現実の位置や傾きの変化量を検出し、投映機に実装された演算処理装置がこれと記憶装置に保存されたパラメーターから恒星投映像がドームの水平線下に投映されないための各投映機の遮光体のＸ軸方向およびＹ軸方向の回転量を算出し制御している。
【００１５】
よって、この考案のシャッターによれば、各投映機の遮光体のＸ軸方向およびＹ軸方向の回転制御のための電気的処理は恒星球内部で完結するので、パラメータの書き換え以外は外部から制御信号を伝送する必要がなくなる。
【００１６】
その結果、この考案のシャッターによれば、伝送するデータのサイズを小さくすることが可能となり、通信線の通信速度を下げ、通信の信頼性を上げることができる。一方、通信速度は維持して、空いた領域を別の目的に利用することもできる。例えば、新しい投映機を実装し制御したり、新機能を実現したりできる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この考案のシャッターの要部の一例を示す模式図。
【図２】この考案のシャッターの要部の一例を示す模式図。
【図３】この考案のシャッターの制御回路のブロックダイヤグラム。
【図４】この考案が実施されるプラネタリウムの模式図。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、この考案の具体的実施例を添付図面に基づいて説明する。図１はこの考案のシャッターの要部の一例を示す模式図であり、ここでは図４に示す恒星球Ｐに設けられる恒星投映機Ｐ１のシャッターＳを例にとっている。このシャッターＳは恒星投映機の投映光束を遮光するために投映レンズ１２の前方に配されるものであり、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に回転制御される遮光体１を有する。
【００１９】
遮光体１は平面ほぼ楕円形の板を球の一部分を切り取ったような形状に湾曲した構成からなり、両端がＸ軸回転筒１６に軸止される。Ｘ軸回転筒１６はＸｍ軸３を回転中心としてＸ軸モーター８Ｘ（図示せず）により回転し、遮光体１は上記Ｘｍ軸３と直交するＹｍ軸２をもってＸ軸回転筒１６との軸止部分とし、Ｙ軸モーター８Ｙ（図示せず）により回転する。以上の構成により遮光体１は投映光路と平行するＸｍ軸３を回転中心として時計回り又は反時計回りに無限回転すると共に、Ｘｍ軸３と直交するＹｍ軸２を回転中心として投映光路の上下に揺動することとなる。
【００２０】
図中符合４は遮光体１の位置や傾きの変化量を検出するためのセンサーであり、ここではセンサーとして加速度センサーを採用している。この加速度センサー４は、光軸を水平にして電球を点灯し、ドームスクリーンに投映された恒星像１３と遮光部の影１４が形成する境界１５を水平になるようにしたとき、加速度センサーのＺａ軸が鉛直線上向き、かつ加速度センサーのＸａ軸がＹｍ軸と平行、かつ加速度センサーのＹａ軸がＸｍ軸と平行になるように、遮光体１の下方に取り付けられる。このように加速度センサー４を取り付けることにより、Ｘｍ軸の回転はロール成分として、またＹｍ軸の回転はピッチ成分として検出できる。
【００２１】
ところで、加速度センサーは遮光体に直接取り付けなくても、Ｙｍ軸の直線上の他、間接的に遮光体と同じ動きをする物体の上に取り付けてもよい。後者の例としては恒星投映機の鏡筒に加速度センサーを取り付けることが挙げられる。
【００２２】
一方、図２は遮光体１のＸｍ軸３とＹｍ軸２の交点付近に加速度センサー４を取り付けた例である。この場合、見切り線を水平にする場合は、ロールがＸｍ軸の回転角に、ピッチがＹｍ軸の回転角に、そのまま対応するためモーター駆動制御が単純になる。ただし、加速度センサー４及びそれを支持する支持杆１１により影が生じないように、これらが全ての光線に対して遮光体１の内部に収まるようにすることが必要となる。
【００２３】
図３はこの考案のシャッターの制御回路のブロックダイヤグラムである。加速度センサー４は恒星球Ｐ内に実装される演算処理装置５に接続されており、演算処理装置は加速度センサーの各軸の加速度を測定する。演算処理装置には遮光体や恒星投映機の傾きや角速度を検出するために、後記する複数の各種センサー６を接続してもよい。ところで、加速度センサー４はシャッター演算処理装置５から離れた可動部に実装される。そのため、加速度センサー４と演算処理装置５を有線で接続する場合は、演算処理装置によりＸｍ軸は有限回転制御を行う。一方、Ｘｍ軸を無限回転させたければスリップリングを採用したり、加速度センサー４の信号のみ無線で伝送してもよい。
【００２４】
図中符合７Ｘは前記のＸ軸回転筒１６を回転させるためのＸ軸モーター８Ｘを駆動するＸ軸モータードライバーであり、演算処理装置５からの回転命令により作動する。同じく、図中符合７Ｙは前記のＹｍ軸２を回転させるためのＹ軸モーター８Ｙを駆動するＹ軸モータードライバーであり、演算処理装置５からの回転命令により作動する。
【００２５】
演算処理装置５は書き換え可能な不揮発性記憶装置９に、計算に必要なパラメーターを保存する。パラメーターの書き換えは、演算処理装置５が制御コンピュータから送信される命令を受信ドライバー１０を介して受信し、記憶装置の内容を書き換える。パラメーターのうち、値が不変なものは不揮発性記憶装置に保存し、シャッターの見切り線モードなど値が変化し一時的なものは、演算処理装置の揮発性記憶装置に保持する。
【００２６】
以下、加速度センサーを用いたときのシャッターの制御方法について説明する。この考案においては、シャッター制御回路の演算処理装置５が、センサーの測定値と保持するパラメーターから、モーターの回転量を求め、モーターを駆動する。水平ドームにおいて、演算処理装置５は以下の条件を満たすときモーターを駆動する。
(1) 加速度センサーにより遮光部の傾きの変化を検出したとき
(2) 制御コンピュータからパラメーターの値が更新されたとき見切り線を水平にするときは、加速度センサーのＺａ軸が重力加速度ベクトルｇと重なるようにＸｍ軸とＹｍ軸を回転させる。ただし、恒星投映機の鏡筒がドーム中心からシフトしているため、恒星投映機の鏡筒の位置により回転量を補正する。恒星投映機の鏡筒の座標はパラメーターとして保持する。
【００２７】
なお、前述のようなシャッター機構を必要としない、ブライトスター投映機や惑星投映機のような、見切り線より上では点灯、下では消灯させるＯＮ／ＯＦＦ制御の判定にも、この考案の加速度センサーを利用すことができる。
【００２８】
ところで、傾斜ドームにおける見切り線の計算には、前記の水平ドームの場合と異なり、恒星球Ｐの方位軸Ｎの回転角も必要になる。そのため、方位軸の回転角を、制御コンピューターからパラメーターとしてシャッター制御装置に伝送する。また、方位軸の回転角を制御コンピューターから伝送する代わりに、方位軸に直接エンコーダーを取り付け、測定した回転角を、シャッター制御装置に伝送してもよい。
【００２９】
傾斜ドームにおいては、演算処理装置５は以下の条件を満たすときモーターを駆動する。
(1) 加速度センサーにより遮光部の傾きの変化を検出したとき
(2) 制御コンピュータからパラメーターの値が更新されたとき
(3) 方位軸の回転角が変化したとき
【００３０】
見切り線を傾斜ドームの縁に沿って傾けるときは、水平面を鉛直線に対してドームの傾斜角だけ傾けたのに等しいと考える。したがって、加速度センサーが検出した重力加速度ベクトルｇが、Ｚａ軸に対して、ドームの傾斜角だけ傾きを保つようにＸｍ軸とＹｍ軸を回転させる。このとき、恒星投映機の鏡筒の向き、すなわち投映中心の方位によって、見切り線の傾きが異なる。恒星投映機の鏡筒の向きは、方位軸の回転角と恒星投映機の鏡筒の座標から求める。
【００３１】
なお、以上の実施例においては各恒星投映機の遮光体または鏡筒に加速度センサーを取り付けていたが、恒星球に共用の加速度センサーを設置し、各恒星投映機のシャッター制御回路の演算処理装置５に測定値を伝送してもよい。
【００３２】
また、前記の傾斜ドームの場合において、方位軸の回転角を伝送する代わりに、恒星投映機の鏡筒にジャイロセンサーを取り付け、シャッター制御回路の演算処理装置５に接続してもよい。この場合、方位軸が回転したとき、測定された角速度を、加速度センサーの傾きから、方位軸の回転成分に分解し、得られた方位軸の角速度を時間で積分することにより、方位軸の回転角を推算することとなる。
【００３３】
前記の場合、ジャイロセンサーを恒星投映機の鏡筒に取り付ける代わりに、恒星投映機Ｐの緯度軸支柱Ｍに共有の角速度測定装置（図示せず）を取り付け、角速度測定装置の演算処理装置で、測定した角速度を時間で積分することにより、方位軸の回転角を推算し、各シャッター制御回路の演算処理装置５に方位軸の回転角を伝送してもよい。
【００３４】
なお、以上の実施例において加速度センサーの代わりに、傾斜センサーを用いてもよい。
【００３５】
なお、以上の実施例において、回転制御命令により駆動した後の遮光体の位置や傾きをセンサーにより測定することにより演算処理装置が駆動誤差の有無を判定し、駆動誤差がある場合はそれを補正するように遮光体の位置決めを行うようにしてもよい。
【００３６】
また、以上の実施例においては恒星球Ｐの各恒星投映機Ｐ１のシャッターを例にとったが、この考案のプラネタリウム投映機のシャッター天の川投映機や星座絵投映機、座標系投映機など、恒星球に実装される各種補助投映機Ｐ２についても実施できることは勿論である。
【符号の説明】
【００３７】
１          遮光体
２          Ｙｍ軸
３          Ｘｍ軸
４          加速度センサー
５          演算処理装置
１２        投映レンズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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