JPS6033275B2 - プラネタリウム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、月、惑星などが太陽からどれだけ離れている
かを読み取るための離角座標を投影するプラネタリウム
に関する。

従来のプラネタリウムでは、月、惑星などが太陽からど
れだけ離れているか、即ち太陽からの離角を測定する場
合、黄道、赤道、子午線の座標投影機を移動させ、それ
らによって投影される座標から月、惑星などの太陽から
の離角を読み取っていた。

しかし、月、惑星などは、黄道、赤道、子午線に沿って
連行しないので、黄道、赤道、子午線の座標投影機では
太陽からの離角を正角にしかも迅速に測定することがで
きなかった。

本発明は上記欠点を解決するもので、太陽からの離角が
正確に且つ迅速に測定できるプラネタリウムを提供する
ものである。

以下、図面に基づき本発明の実施例を説明する。

第１図は、プラネタリウム本機１の外観図で、本機１に
は、上下に北天・南天恒星投影球２，３が、北夫恒星投
影球２側に月・太陽・土星の投影部４が、南天恒星投影
球３側に水星５５・金星５６・火星５７・木星５８の投
影部５が夫々一体的に且つ歳差軸Ａを中心に回動可能に
設けられている。

更にこれらは日周軸Ｂに対して２３．５度の傾きをもっ
て日周板６に設けられている。この日周板６は日周軸Ｂ
に対して垂直で日周軸Ｂを中心に回転可能に設けられる
とともに、緯度軸Ｃを中心に回転可能に架台７上に設け
られる。更にこの日周板６には黄道座標投影機５９と登
星投影機６０とが設けられる。第２図は前記本機１の月
・太陽・土星投影部４の拡大図で、月投影部８、太陽投
影部９のみ詳細に記載してある。

月・太陽・土星投影部４にはこの投影部４を憎通し、図
示しない年周駆動手段に接続される年周駆動軸１０が設
けられ、この年周駆動軸１０には太陽投影部９において
地球駆動ギャ１１が、月投影部８において朔望月周期駆
動ギャ１２と、対恒星交点逆行周期駆動ギャ１３と、恒
星月周期駆動ギャ１４が夫々設けられている。第３図は
太陽投影部９の側部断面図で、士星投影部１５との仕切
り板１６に、地球駆動ギャ１１と噛合う地球ギャ１７が
、歳差軸Ａを回転中心とし、地球の公転周期で回転する
ように設けられる。一方太陽投影機１８は、枠体１９に
固談され、更に太陽投影機１８が上下に回動できるよう
に枠体１９を支持枠２０で支持する。この支持枠２０は
月投影部８との仕切板２１に、歳差軸Ａから偏心した位
置で回転可能に設けられた軸２２に設けられる。一方枠
体１９には黄道面Ｄに対して平行に伸びるスライド軸２
３が設けられるとともに、地球ギャ１７には、スライド
軸２３に対してスライド可能なスライダー２４が地球の
位置に相当する位置に地球ギャ１７に対して回転可能に
設けられる。更に枠体１９には、本発明に係る座標投影
機２５が、太陽投影機１８による太陽投影像と同方向に
投影された太陽を基準として座標を投影するように設け
られる。

この太陽投影機１８と座標投影機２５には夫々光源２６
，２７、原板２８，２９、投影レンズ３０，３１が設け
られ、プラネタリウムのフレームにより投影像が、けら
れるのを防止するために夫々一対の投影機から構成され
ている。太陽投影機１８の原板２８は、太陽の大きさに
相当する穴があげられた遮光板により形成され、座標投
影機２５の原板２９は、第６図に示す如く、ドーム上に
投影されたときの角度を示す同心円３２とこの円による
角度表示３３の部分が透過できるように形成される。次
に月投影部８の構成を第６図により説明すると、月投影
機３５は光源３６、コンデンサーレンズ３７、満月原板
３８、遮光子３９、投影レンズ４０が光軸Ｅ上に配置さ
れる。

この月投影機３５はユニバーサルジョイントを介して軸
４１で支持される。この軸４１は仕切板４２に回転可能
に設けられるとともに、恒星月周期駆動ギャ１４と噛合
う恒星月ギャ４３が固設される。また対恒星交点逆行ギ
ャ４４は、中間ギャ４５を介して対恒星交点逆行周期駆
動ギャ１３に接続され、更にその上端面４６が黄道に対
して約５度９分傾斜して設けられている。

この上端面４６には逆行ギャ４４に対して摺動可能なり
ング４７が設けられ、更にこのリング４７にはスライド
棒４８が設けられる。一方、月投影機３５には、スライ
ド棒４８に対して階動且つ回動可能なスライダー４９が
設けられる。

更に月投影機３５において、朔望月周期駆動ギヤ１２に
噛合う朔望月ギヤ６０は、仕切板２１に回転可能に設け
られ、更にユニバーサルジョイントを介して月投影機内
の遮光子３９に接続される。

次に本発明に係るプラネタリウムの動作を説明すると、
先ず操作者が日周運動と年周運動を作動させると、日周
板６が日周藤Ｂのまわりを回転し、星空を移動させると
ともに年周駆動軸１０が回転し、惑星、太陽及び月を移
動させる。

この運動にともない太陽投影機１８は地球ギャ１７によ
り軸２２を中心に回転し、黄道上に太陽Ｓを投影する。

また座標投影機２５は第７図で示すように上記太陽Ｓを
中心の基準として同Ｄ円状の雛角座標３２を投影する。
一方、月投影機３５は、恒星月ギャ４３の回転により歳
菱軸Ａを回転中心として月の投影方向を変えるとともに
、対恒星交点逆行ギャ４４の回転によりこのギャ４４の
傾斜上端面４４も回転するのでスライド棒４８、スラィ
ダ−４９を介して月投影機３５を第６図で上下方向に回
動させる。この恒星月ギャ４３と対恒星交点逆行ギャ４
４の回転により月投影機３５の投影方向が決定される。
また、投影方向が決定された月投影機３５は、朔望月ギ
ヤ５０の回転により遮光子３９が投影光東を遮えぎり月
の満ち欠けを再現する。上述の如く月投影機３５は上記
３つのギャ４３，４４，５０の駆動により真の月と同様
に月を投影することができるものである。上記太陽Ｓは
黄道Ｙ上に月Ｍは白道Ｗ上に投影され、座標投影機２５
より太陽Ｓを基準にした離角座標が投影されるので、投
影された太陽Ｓと月Ｍとの離角が直読できる。

また月Ｍの位相変化に併なう太陽からの離角の変化を測
定する場合、年周藤動軸１０のみを回転して年周運動を
単独で行なうことにより、太陽Ｓは１日当り約１度の割
合で東（第７図左方）に移動する。

これに対して月Ｍは１日当り約１３度の割合で東に移動
するとともに月令が１日分増加する。例えば第７図の如
く月令１日の月Ｍ，の場合月Ｍ．は太陽Ｓとの雛角が約
１３度あり、月令２日の月Ｍ２は同機に約２６度、月令
３日の月地は約３９度であることが迅速に且つ正確に測
定でき、月令の変化に伴う太陽からの離角の変化が容易
に理解できる。

なお、月令の変化に伴う太陽からの離角の変化を測定す
ることによって、月が月の近地点及び遠地点付近と通過
するときの月の１日当りの移動量の変化を理解すること
ができる。

次に惑星と太陽との離角の変化を測定する場合について
説明する。

例えば内惑星である水星はプラネタリウム本機１の南天
投影部５の最も日周板６に近い投影部にＺ設けられた投
影機５５によりドーム上に投影される。

この水星投影機５５は公知の惑星投影機と同様に地球の
公転周期で回転する地球ギャと水星の公転周期で回転す
る水星ギャとによって投影方向が定められる。この投影
された水星Ｐは第８図にＺ示した如く太陽Ｓのまわりを
回転するもので、黄道に対する水星の軌道傾斜が約７度
あるため、外合Ｐ，及び内合Ｐ３において水星が太陽Ｓ
と重なることが少なく太陽Ｓから離れる。このとき離角
座標３２を投影すればそのときの水星の離角が一目で理
解できる。また水星及び地球の軌道が両方とも楕円軌道
であるため、水星が太陽から最も離れる最大離角即ち東
方最大離角Ｐ２及び西方最大離角Ｐ４が約１８度から約
２８度まで変化する。

この最大費雀角の変化は第８図の如く離角座標３２を投
影したときに容易に読み取ることができる。更に黄道座
標投影機５９により黄道座標を投影すれば、黄道上の太
陽Ｓの位置により、水星Ｐが外合Ｐ，、内合Ｐ３、東方
・西方最大離角Ｐ２，Ｐ４となる日時が測定できる。上
記実施例は水星について説明したが、他の惑星でも同様
に太陽からの離角を測定でき、外惑星では合のときの太
陽からの離角や日時を測定することができる。

次に茎星と太陽との雛角の変化を測定する場合について
説明する。

蓬星投影機６川ま第２図で示す如くプラネタリウム本機
１の日周板６上に設けられ、第９図に示すように光源６
１、原板６２、回転アクリル板６３、投影レンズ６４及
びプリズム６５が一列に配列され、プリズム６５を偏心
して回転させることにより、投影位置を変えるとともに
、偏心量の大小によって誓星像を太陽と反対方向に歪ま
せて善星の尾の長さを変化させるように設けている。

回転アクリル板６３は、透明なアクリル板に凹凸面を形
成し、回転によって凹凸を光軸上に進退させ、投影され
る琴星の尾を振らせる。蓋星を投影する場合、プラネタ
リウム本機１の日周及び年周運動を停止し、太陽の投影
像Ｓをドーム上に固定し、太陽Ｓとともに座標投影機２
５より離角座標を投影し、更に蓋星投影機６０より琴星
Ｋを投影する。

この賢星Ｋは太陽Ｓから離れているＫ，のときには尾の
長さが短かく、プリズム６５を回転させ太陽Ｓに接近す
るに従いＫ３，Ｋの如く尾の長さが長く且つ太陽Ｓと反
対方向に投影される。このように太陽と太陽からの離角
座標と琴星とを投影すると、太陽Ｓと茎星Ｋとの鱗角及
び登星の夫々の位置における尾の長さと尾の方向とが離
角座標から容易に読みとることができるものである。

更に、座標投影機２５を単独で使用して薄明を解説する
場合について説明する。

薄明とは、日の出直前と日没直後のうすあかりで、太陽
が水平線下にあっても太陽の光が上層大気で散乱されて
地上に達するものである。

この薄明は、太陽が天頂距離９６．５度に達するまでの
常用薄明、天頂距離１０２度に達するまでの航海薄明、
天頂距離１０８度に達するまでの天文薄明とに分けられ
る。薄明を解説する場合、プラネタリウム本機１を日周
及び年周運動させ、座標投影機２５を点灯させる。

太陽投影機１８は太陽が水平線上にあるときは図示しな
い手段により光源２６が点灯されるが、太陽が第１１図
の如く水平線下にあるときは消灯される。太陽Ｓが水平
線下にあるとき、座標投影機２５は太陽Ｓからの離角座
標を投影するため、太陽Ｓが水平線下何度にあるかが一
目瞭然に読みとれる。第１１図の場合、太陽Ｓは水平線
下約４度にあり、その天頂距離は９４隻であるから、常
用薄明中であることが理解できる。また、座標投影機と
日周運動或いは緯度運動と組み合せれば、その土地の緯
度や季節により変化する薄明の継続時間を定量的に測定
できる。

例えば、赤道座標と子午線座標を投影し、日周運動によ
り移動する赤道座標の数字を読むこと、または日周運動
の速度（分／回転）と実際の時間測定で時間換算するこ
とによって薄明の継続時間を測定する。更に、座標投影
機による離角座標を投影するため、白夜における太陽の
位置が定量的に説明でき、白夜の原理の説明が容易にで
きるものである。

更に座標投影機により離角を測定する天体は、上記月、
惑星、登星等に限定されるものではない。

なお、座標投影機２５において、原板２９は第５図の如
く１０度毎に同０円３３を記載したり第１１図の如く１
度毎に記載したり、離角測定する対象によって種々交換
可能であり、また同Ｄ円３３も点線にしたり、放射状の
線を追加したり、同心円毎に色彩を変えたりすることも
可能である。

また、上記座標投影機２５は太陽投影機１８と同架され
、一体的に駆動されるように設けられているが、投影部
４または５等のプラネタリウム本体上の部分に設け、太
陽投影機とは別に駆動するようにしてもよい。以上のよ
うに本発明は、太陽投影機と該太陽投影機により投影さ
れた太陽を中心とする同心円状の離角座標を投影する座
標投影機とをプラネタリウム本体上に設けたものである
から、月・惑星・琴星等の天体と太陽との雛角が一目瞭
然に正確に測定でき、また、離角座標が同心円状である
ので、天体が太陽からどの方向にあろうと雛角を測定で
き、さらに、座標投影機がプラネタリウム本体上に設け
られるので、駆動系の少なくとも一部が兼用できる利点
を有するものである。

更に前記座標投影機が前記太陽投影機と一体的に設けら
れているので、簡単な構成で且つ容易に太陽を基準とす
る調整ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はプラネタリウムの外観図、第２図は第１図の要
部拡大図、第３図は太陽投影部９の側面図、第４図は第
３図の要部断面図、第６図は原板２９の正面図、第６図
は月投影部８の側面図、第７図第８図は本発明による投
影図、第９図は登星投影機６０の構成図、第１０図第１
１図は本発明による投影図である。 １・…・・プラネタリウム本機、８・・・・・・月投影
部、９・・・・・・太陽投影部、１８・・・・・・太陽
投影機、１９・・・・・・枠体、２５・・・・・・座標
投影機、２９・・・・・・原板、３２・・・・・・離角
座標、３３・・・・・・角度表示、３６…・・・月投影
機、５５・・・・・・水星投影機、５９・・・・・・黄
道座標投影機、６０・・・・・・琴星投影機、Ｓ・・・
・・・太陽、Ｍ・・・・・・月、Ｗ…・・・白道、Ｙ・
・・・・・黄道、Ｐ・・・・・・水星、Ｋ・・・・・・
誓星。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図 第１０図 第１１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 太陽投影機と、該太陽投影機により投影された太陽
   を中心とする同心円状の離角座標を投影する座標投影機
   とをプラネタリウム本体上に設けたことを特徴とするプ
   ラネタリウム。 ２ 前記座標投影機が、前機太陽投影機を保持する枠体
   に同架され、前記太陽投影機用の駆動系により前記太陽
   投影機と一体的に移動されることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載のプラネタリウム。