JPS60232588A - プラネタリウムの惑星、月、太陽投映装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は恒星投鉄器と分離して設けられた惑星、月、太
陽の各投映器からの投映像を、自転軸が正しい方向を向
くように回転させる手段を備えたプラネタリウムの惑星
、月、太陽投映装置に関する０従来技術 従来のプラネタリウムでは、恒星と惑星の各投映器は恒
星投映球と開架されており、惑星は黄道と平行な面に作
られた惑星棚の上で回転していたから１日周運動および
緯度変化においては〜恒星と惑星は一体になって動き、
年周運動においては惑星の投映像の向きは、常に黄道面
に対し所定の角度を保ちながら投映されていた。その上
、惑星は点像投映としてのみ行われていて、投映像の向
きについて制御する必要性がなかったから、惑星の二軸
制御について記載が認められる特公昭４４−７１７１号
公報においても、惑星の像回転については何ら言及され
てい々い。

しかし、上記構成のプラネタリウムでは、恒星と惑星の
各投映器を分離し、惑星を二輪合成運動によって投映す
る場合、投映像の向きが自転軸と無関係な方向を向くた
め、面積をもったズーム像の投映において、惑星の自転
軸を常に正しい方向に向けさせることができない不都合
があった〇目　的 本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、恒星投映器
と分離して設けられた惑星等の各投映器から二軸合成運
動によって投映される各投映像の自転軸を、正しい方向
ＫＭ＠することができるプラネタリウムの惑星、月、太
陽投映装置の提供を目的とする。

要　旨 本発明は１惑星、月１太陽の天文現象をそれらの各投映
器の複数軸についての回転合成運動で表わすプラネタリ
ウムの投映装置において一惑星、月、太陽の各投映器に
それらの投映像を所定の自転軸方向を向くように回転さ
せる回転手段を設けたことを、前記目的達成のための要
旨としている。

実施例 ｔａ１図および第２図はプラネタリウムと投映器の概観
図で、Ａは傾斜ドーム、ｎｌｄ三軸制°御が行われる一
球レンズ式の恒星投映器、０社それぞれ二軸制御が行わ
れる太陽、月、水星、金星、地球、火星、木星、土星用
の投映器である。第３図は本発明の一実施例を示す二軸
合成運動による投映装置で、投映器ｌ（第２図００に相
当する）は半周以上の円弧部材２内で、その直径方向へ
の軸３の中央部に設けられたリング４と螺合する複数個
のネジ５によシ、軸３の中心線方向と一致する第２回転
軸■のまわりに回動可能に保持されている０６は軸３の
両端を円弧部材２の内面に枢支する軸受で１投訣器ｌは
１円弧部材２の内面に取付けられた第２モータ７の駆動
歯車８と噛合う軸３に取゛付けの被動歯車９によシ、第
２回転軸■のまわシに回動され１その回動角Ｌ１第２モ
ータ７の駆動歯車８と噛合う別の鼓動歯車１０を介して
第２エンコーダ１１によ〕検出される。

円弧部材２は、その局面中央部全体にわたってＶ形溝１
２が形成され、このＶ形Ｗ４１２と係合する回転自在の
複数個のコロ１３によって保持されるとともに−Ｖ形溝
１２によって区分された一方の局面に設けられた被動歯
車１４と噛合う第１モータ１５の駆動歯車１６によって
、円弧部材２と直角な第１回転軸ｌのまわりＫ投映器１
を回動する。このときの投映器ｌの回動角は、円弧部材
２の鼓動歯車１４と噛合う歯車１７を介して第１エンコ
ーダ１８ｉＣより検出される。

それ故、第１モータ１５［よシ円弧部材２を第１回転軸
ｌのまわシに回動するとともに１第２モータ７によシ軸
３を第２＠転軸■のまわシに回動する二軸合成運動によ
って、投映器ｌは、惑星１月、太陽の投映像をドーム内
の任意の方向に投映する仁とがてきる〇 第４図は１惑星と太陽の投映に使用される像回転装置付
の投映器ＩＡの一実施例を示したもので一リング４によ
って外周部が保持され第２回転軸■のまわシに回動され
る投映器ＩＡには、光源１９、コンデンサーレンズ２０
、原板２１、および投映レンズ２２からなる投映レンズ
ユニットが収納されている。コンデンサーレンズ２ｏの
前方ＩＣ配設される投映用の原板２１は、ボス部外周を
軸受２３によって保持される原板回転歯車２４の中央凹
部２５の底壁に設けられた円形穴２６の前面に固着され
、原板回転歯車２４と噛合う投映器ＩＡの外部に設けら
れたエンコーダ内蔵のモータ２７の駆動歯車２８によっ
て、自転軸が所定の方向に向くように回転される。

第５図は、月の投映に使用される像回転装置付の投映器
ＩＢの一実施例を示したもので、投映器ＩＢは、内部に
光源１９ａ〜コンデンサーレンズ２０ｍ、゛原板２１＆
、および第１．第２投鋏レンズ２２ａ、２２ｂからなる
投映レンズユニットと、月の満ち欠けを再録する位相変
化機構Ｑとを収納している。

この場合、原板２１ａは、コンデンサーレンズ２０＆の
前面に固定されているから、原板２１ａによる月の投映
像の回転は１コンデンサーレンズ２０ａと第２投訣レン
ズ２２ｂとの間の光軸Ｘ　−Ｘ上に、軸受２９で光軸Ｘ
−ＸのまわりＫ回動可能に保持されたアツベプリズム３
０を、投映器ＩＢの外部に設けられたエンコーダ内蔵の
モータ３１で回転することによシ行われる。３２は光軸
Ｘ−Ｘ上に開口３３を有するアツベプリズム用の保持部
材で、該保持部材３２の外周に装着された鼓動歯車３６
は、前記モータ３１の駆動歯車３４によって回転される
中間歯車３５と噛合わされている。

位相変化機構Ｑは、支持台３７に互いに直角の傾きを持
って設けられる半円切欠状の円錐遮光子３８・３８′か
らなっておシー該円錐遮光子３８゜３８′は、光軸Ｘ−
Ｘと直交する軸＠Ｙ−Ｙのまわシに回転されるとともに
、光転Ｘ−Ｘと平行な軸！ｌ！１ｚ−Ｚのまわ）にも回
転されて原板２１ｍから第１．第２投映レンズ２２ｍ、
２２ｂへ向かう投映光を遮光する役目を果す〇 支紳台３７上の円錐遮光子３８　、３８’は横軸３９、
軸受４０を介して、朔望月周期の半分の周期で軸線Ｙ−
Ｙを中心として回転する台盤４１に取付けられている０
４２は台盤４１と一体に設けられた傘歯車で、該傘歯車
４２はｗｉ望馳駆動部４３傘歯車４４と噛合い、軸１ｉ
ｙ−ｙのまわ）Ｋ回転される。横軸３９０両端には、横
軸３９を軸線２−２のまわ如に９０′回転させるために
８歯部と８歯の内１つおきの４歯の歯厚を半分欠いた間
欠４歯部とからなる間欠歯車４５　、４５’が設けられ
る。

この間欠歯車４５　、４５’のうち、間欠４歯車は固定
の円筒レール４６上に、８１１１部のうち手厚の４歯は
円筒レール４６の側面にそれぞれ沿って回転すべく装着
される０この円筒レール４６にハ、光軸Ｘ−Ｘ方向に図
示しない２つの溝が設けられている〇一方の溝は間欠歯
車４５　、４５’の１歯が入る切欠きで、その側面に２
歯のラック４７が設けられ、前記一方の溝に間欠４歯部
が、ラック４７４Ｃ８歯部が噛合い、横軸３９を軸線２
−２のまわシに９０′回転せしめる。他方の溝は間欠歯
車４５゜４５′の回転逃げの溝である。

それ故、第５図に示すように円錐遮光子３８゜３８′が
光軸Ｘ−Ｘの横と上に位置して投映光か遮光されること
なくスクリーン上に満月が投映される場合に、アツベプ
リズム３０ｉモータ３１によ多光軸Ｘ−Ｘのまわりに回
転させると、その回転角に応じて満月の自転軸を回転す
ることができる。

次に、朔望駆動部４３を回転させると、傘歯車４４゜４
２を介して台盤４１とこれに軸受４０’ｉｊ介して保持
された横軸３９、支持台３７、円錐遮光子３８゜３８′
が軸線Ｙ−Ｙｉ中心として回転される。これは、横軸３
９に取付けられた間欠歯車４５．４５’のうち間欠４歯
部の２つの歯が円筒レール４６上を、８歯部が円筒レー
ル４６の側面全それぞれ摺動しながら回転し、横軸３９
、支持台３７、円錐遮光子３８　、３８’全−線２−２
のまわりに回転させないからである。

このため、円錐遮光子３８は投映光を遮光し始め、月の
満ち欠けを再現するが、この場合も、アツベプリズム３
０をモータ３１により光軸ｘ−ｘのまわりに回転させて
月の自転１ｉＪｌ’に任意の角度回転させることができ
る。

円錐遮光子３８は、満月の位置から１８０°回転するま
では真の満ち欠けの月像を投映するが、それ以上は真の
満ち欠けと異なる月像を投映することになるから、円錐
遮光子３８から３８′への切替えが行われる。この切替
えは、ラック４７と間欠歯車４５の噛合いによりｇ４ｆ
＠３９および支持台３７を軸線２−２のまわシに９０°
回転させることにより達成される。

なお、上記投映器ＩＡ、ＩＢでは、惑星、月、太陽の自
転軸の回転は、原板２１またはアツベプリズム３０を光
軸Ｘ−Ｘのまわりに回転可能に構成して行う場合につい
て示したが、投映器ＩＡ。

ＩＢ全全体光軸Ｘ−Ｘのまわシに回転させるように構成
しても同じ効果を達成することができる。

次に、本発明装置の演出プログラム処理のフローチャー
トについて説明する。

第６図はホス）　ＯＰ　Ｕ、メモリー、手動操作卓、キ
ーボード、光源制御部、恒星駆動部、および惑星、月、
太陽駆動制御部全体の構成をプ四ツクで示したものであ
る。図中Ｅはエンコーダを示す。

第７図は演出プログラム（以下テキストと略記する）ｔ
−カードで大刀する場合のフォーマツトラ示す。テキス
トは、プラネタリウム演出の１シーン（例えば木星がフ
ェードインする）に相当するステップの集合体で、該テ
キストはＲＡＭ上に外部記憶装置より転送される。

テキストには、第７図に示す如く、先頭アドレスからス
テップトステツプＸＸまでにプラネタリウムで１演出を
行うのに必要なデータが並べられている。各ステップは
、ステップ番号、ステップデータ（制御時刻、制御機番
、制御データ）、ステップエンドマーク（ここではＸＤ
Ｈ）の組合せからなっておシ、プラネタリウムの自動演
出は、各ステップにマークされた指令をコンピュータに
解読させて行う。すべてのステップの終了は、さいごの
ステップｘｘのステップエンドマークのう　。

しろに設けられたテキストエンドマーク（Ｍｌｌｌｋ”
＆′＆Ｘ−＆）ｔコンピュータに読み込ませて判定する
。

第８肉は解読処理フローチャートである。図中（８ＴＲ
Ｔ）は、テキスト解読用抛頭アドレスをストアーするワ
ークエリアで、始動命令にょシテキスト先頭アドレス’
１（８ＴＲＴ）にストアーするとともに、演出タイマー
上クリアーして００分００秒とする。（ＳＴＲＴ）の示
すアドレスの内容が′＆＼Ｈで、次とその次も′＆＼Ｈ
であればテキスト終了と判断してプログラムの実行を終
了するが、テキストが終シでないときは、ステップエン
ドマークまでのデータをテキスト解読用ワークエリアに
転送し、次のステップ先頭アドレスヲ（ＳＴＲ’ｌ″）
にストアーする。図中、（ＴＩＭＩＤ）は時間データ用
ワークエリア、（ＳＮＩ　）と（ＳＮ■）は太陽用１軸
と■軸の変位量、（ＭＮＩ）といｉｎＩ［）は月相工軸
と■軸の変位量、〜（ＳＴＩ目）と（８ＴＲＮＩＩ）は
土星用Ｉ軸と■軸の変位１！ｋｔ−表し、（８Ｐ８Ｎ）
、（ＳＰＭＮ）、〜（ｓｐｓ′Ｉ″ＲＮ）は、それぞれ
太陽、月、〜土星の像回転変位置を示す。解読用データ
からステップ実行時刻（関する時間データｔワークエリ
ア（ＴＩＭＥ）にストアーし、惑星、月、太陽の運動系
ワークエリアをクリアーする。

日周運動に関しては、ワークエリア（ＤＭＴＤＴ）にス
トアーされている与えられた目標値と現在の機械位置が
一致しているか否かを判断し、一致していなければ日周
計算のサブルーチンをコールする。惑星、月、太陽の各
投映器については、上記日周計算と同じ計算プログラム
が緯度、７差、年周の計算について行われ、惑星、月、
太陽についての第１回転軸Ｉと第２回転軸■のまわシの
像回転変位量がそれぞれのワークエリアにストアーされ
る。これらのデータは、それらを制御するサブＯＰＨに
転送される。次に（ＴＩＭＩＤ：）のチェックが行われ
、（ＴＩＭＥ）が演出タイマーと一致したときそのステ
ップ処理を行い、次のステップ処理のルーチンに戻る。

それ故、（Ｔ工Ｍｌｌｔ）が演出タイマーと一致しない
間は、常に運動系の上記計算ルーチンが継続される。

第９図は惑星、月、太陽の日周、緯度、７差運動に関す
る計算フルーチャートで、第１０図は年周運動に関する
計算フローチャートである。

第９図ではワークエリア（ＤＭＴＤＴ）にストアーされ
た日周目標値と現在位置データから合成運動の微小変位
角へＡがめられているが、緯度、７差運動の場合には、
それらの目標値はそれぞれワークエリアＣＩＩＭＴＤＴ
）と（Ｐ　Ｍ　Ｔ　Ｄ、ｊ）にストアーされ、各現在位
置データと比較される。

第１Ｏ図の年周計算では、ワークエリアＣＡＭＴＤＴ）
にストアーされた年周目標値と現在位置データから変化
する微小時刻データΔｔがめられてフローチャートの計
算が行われる。

第１１　図杜ｘテップ処理のフローチャートで、処理の
対象が光源かモータかによってそれぞれの制御データが
出力される。

第１２図は太陽についてサブ０ＰＵＯ像回転に関するフ
四−チヤードを示したもので、惑星、月に関する像回転
の計算も同様に行われる。太陽用メモリーのワークエリ
ア（ＳＰＮ）に書き込まれた太陽像回転後の位置データ
が、現在の像回転角と一致しない場合、像回転角につい
ての両者の差を舅等分して細かく微小化し、サーボ制御
部へ制御データとして与えて位置決めが行われる。

第１３図は、三輪制御のスターボール（ＳＲ）において
、図示しない制御コンソールによＪ）Ｉ軸。

■軸、■軸の各軸にφｌ　、φ２　、φ３の制御量が与
えられ、動作が完了した状Ｗ４ヲ示す。この動作完了に
より、赤道座標系は太線で表した位置に移動する。図に
おいて、２は天頂、Ｐは赤道の極、Ｅ、Ｗ、Ｎ、Ｓは東
、西−南、北の各方向、ｒは春分点金示す。この半球は
スターボール（ＳＢ）の代りにドームと考えてもよい。

いま、この座標系で惑星Ｓが赤緯座標（α８゜δＢ）に
、またその惑星の北極にあたる日周回転中心Ｓ、が１ｆ
ＪＡ標（αＩＩＰＩδａｔ）で表わされる位置にあると
すると、Ｓの位置に投映される惑星投映像のその時の原
板回転角は、天頂２と惑星位置Ｓを結ぶ球面上の大円と
、惑星の北極Ｓ、と惑星位＠８を結ぶ球面上の大円のな
す角度Ｖで表わされる。例えば、天頂ｚｆ：基準として
スターボール（ＳＢ）の各軸の位置、あるいは惑星の年
周位置によって刻々と角度を変える原板回転角ｖ’ｌ求
めればよいことになる。

球面Δｐｓ、ｓにおいて、Ｌｓ、５ｐ＝ｌＥ’球面Δｚ
ＳＰにおいて、Ｌｚｓｐ＝０（極頂対角）とすれば、原
板回転角Ｖは、ｖ＝ｌ”−ｏ　でめられる。

Ｐの値は、球面Δｐｓ、ｓにおいて、 Ｐ　Ｓ　Ｆ　＝　９０−δ８ＰＩＰＳ＝９０−δ８１乙
５Ｐｐｓ＝α８−α８Ｐ　の値を代入して球面三角法に
ついての公式全適用すればめられる。

ａの値は、球面△ｚｓｐＶｃおいて、 Ｌｚｐｓ＝（９ｏ−φＫ）＋α８ からめられるＺＳと、 球面へＺＮＢにおいて、 惑星Ｓの地平座標ｈ　Ｂ　＋　Ａ　Ｂ　（＝　９０−　
Ｚ　Ｂ　）から定まるＭａｔ−用いて請求め、こ の値から Ｌｓｚｐ＝１ｇｏ−φｇ　−Ｌｙｚｓ によってめられるＬｓｚｐと、 前記φ雪の値とを用いて、球面三角法についての公式か
らめることができる。

第１４図は、像回転角の計算フローを示す。

図において、ｊは、例えばｊ＝１が水星といったように
、惑星を指定するコードで、各惑星の日周回転中心は観
測者の位置に相当する。希望位置には、惑星の公転位置
を特定したい西暦年月日が入力される。計算間隔αは動
きの速いものでは小さくとり、動きの遅いものでは大き
くとる。西暦年月日はユリウス日ＹＤに変換される。

効　果 本発明は、恒星投映器と分離して設けられた惑星、月、
太陽の各投映器に、その投映像を所定の自転軸方向を向
くように回転させる手段を設けたものであるから、ズー
ム像などの投映において、投映される各投映像の自転軸
を正しい方向に向くよう制御することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はプラネタリウムの縦断面図、第２図は恒星と惑
星、月、太陽の投映器、第３図は本発明の一実施例の二
軸合成運動装置の斜面図、第４図および第５図はそれぞ
れ異なる像回転装置付の投鉄器の縦断面図、第６図は光
源、恒星、および惑星、月、太陽の制御の仕方を示すブ
ロック図、第７図はテキストフォーマットの要Ｓｔ−示
す図面、第８図から第１２図まではホス）ＯＰυ演出プ
ログラム処理のフローチャート、第１３図および第１４
図は投映像６回転角を示す半球と計算フロー、第１５図
は投映像を回転しない場合とした場合の一例を示す比較
図である。 １　ｅ　Ｉ　Ａ　＃　Ｉ　Ｂ・・・投映器２９・・・軸
受 出願人　ミノルタカメラ株式会社 第１２図 第１３図 第１４ｖＡ 第１５図 イ僑ｇＡ転あす

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 惑星、月、太陽の天文現象をそれらの各投映器の複数軸
   についての回転合成運動で表わすプラネタリウムの投映
   装置において、惑星１月、太陽の各投映器にそれらの投
   映像を所定の自転軸方向を向、〈ように回転させる回転
   手段を設けたことを特徴とするプラネタリウムの惑星、
   月、太陽投映装置