JPS6199119A - 回転対称体の運動をシミユレートし、表示する装置 - 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】 発明の目的 産呈上匹豆凪光互 本発明は惑星のような回転対称物体を写し出し、そして
その運動をシミュレートするための装置に関し、そして
特にプラネタリウムまたは他の種々の投影装置において
使用するものに関する。

プラネタリウムにおいて用いられるような時相投影装置
はその写し出されるべき物体のスライド写真を照明する
ための照明系と、上記物体を幾つかの半球よりなる掩蔽
部材がその中に配置されているような中間Ｍ像面の上に
上記物体を結像させるための１８Ｆｐ用光学レンズと、
およびこの中間結像面をプラネタリウムのドームの土に
投影さるための投影レンズとを含んでいる。

成る軸の回りに回転可能なそれら半球体は各惑星の時相
をシミュレートする過程でその光路の一部を掩蔽する。

東ドイツ特許第２０２９５９号公報には二つの半球体が
上下に重ね合わせに配置されていて一つの軸の回りで互
いに１８０’変位しており、この軸に沿ってそれら半球
体を切り換え部材によって変位させることができるよう
な装置が記載されている。

また東ドイツ経済特許Ｇ　Ｏ９Ｂ第２４９９２０号は反
転プリズムとダイヤフラム型の時相機構とが含まれてい
る装置を記述しており、この装置では種々異なった時相
を作り出す各ダイヤフラム膜の像が時相投影装置の中間
像面の上に結像される。

米国特許第４，０２０，５６８号公報には、種々の時相
を作り出す二つの要素が月面投影装置の光路内に互いに
直角に設けられている。

発明が解決しようとする問題点 以上にあげた各種装置はそのシミュレートされろへき異
なった各時相が不完全にしか作り出されないか、または
追加的な光学的または機械的手段を設けなければならな
いと言う欠点を有する。

これらの装置のどれも、その写し出されるへき人体の極
（の秤動）の眺望を許容しない６本発明の目的の一つは
上述の種々の欠点を除くことである。

本発明のもう一つの目的は、技術的に簡単な手段で種々
の天体の自然の眺望を写し出すことを許容するような装
置を提供することである。

本発明の更に別な目的は、例えば惑星、太陽および月等
のような種々の天体を写し出すための。

任意に選ばれた異なった種々の時相や１回転しつつある
球体の極の眺望を写し出すことを許容するような装置を
提供することである。

発明の構成 ＰＡＲ点を解決するための手 本発明によれば感層のような回転対称の物体をその写し
出されるべき物体を表わす幾つかのスライドを用いて写
し出すための投影装置が提供され。

この装置は光源と、コンデンサレンズと、および−上記
各写真スライドを中間像面の上に結像させるための結像
用光学系とからなり、そしてこの装置は二つの向い合っ
た照明系とそれに対応する結像系との間の中央に配置さ
れて互いに９０°の角度をなす少なくとも二つ以上の階
段状に形成された反射面を有する反射部材が設けられて
いることを特徴とするものである。好ましくは上記反射
面のそれぞれは結像系の光軸と４５°の角度をなしてお
り、そしてこの反射面はこれと組み合わされる結像系の
中間像面内に設けられているのがよい。

階段状の両方の反射面は対称面を有してこの面内でそれ
らは互いに接している。

その反射部材は結像系の光軸に沿って変位可能である。

更にこの反射部材は、その光軸に対して直角で且つ上記
対称面とこの先軸との交差点を通過する一つの垂直軸の
回りに回転可能である。この反射部材に後続して、各結
像系の中間像面の像を像融合用の像面の上に結惇させる
ための結像用対物レンズが設けられている。

上記像面内に円形開口が設けられているのが有利である
。更にまた、それぞれ一つの直＆Ｉ限定部を有する掩蔽
用ディスクが写真スライドに隣接し　　　　　　　　　
　１且つこれに対して平行な面内に設けられている。

これらのディスクはそれぞれ対応する光路内にその光軸
に達するまで挿入することができ、そしてこの先軸の回
りに回転させることができる。

好ましくは反射部材は金属、ガラスまたは合成樹脂でで
きており、そしてその各階段状反射面は研削的または非
研削的方法で形成されている。

反射部材が張り合わして階段状構造体ｌこした多数のガ
ラス板よりなるならば更に有利である。

法線断面で考えて１反射部材の各階段を包絡する曲線が
長軸ａおよび短軸すを有する楕円形であってそのＧ　ｂ
　＝　ａ　／　（２（’ｒ）であり、またその際ａはこ
の反射部材の上の中間像の直径でもあるときは特に有利
な態様の反射部材が得られる。各写真スライドは照明光
路内にその先軸の回りに同期回転可能に配置されている
。

務亙 それらの写真スライドはその写し出されるべき物体の極
の眺望を表示できる。

本発明に従う装置は例えば回転対称な天体をプラネタリ
ウムのドームの上に比較的簡単な機械的構造によって自
然な状態に写し出すことができる。

各写真スライドを照明系の光軸の回りに同期して回転さ
せたときに、その写し出されるべき物体の回転しつつあ
る像が円形開口の面内に作り出される。

反射部材を結像系の光軸の方向に変位させたときは、そ
の写し出されるべき物体の回転軸は図の面から移動して
その物体の像は極の近傍の部分をこれが成る一点（極）
の回りに自然に動いているように写し出す。

円形開口の直角に構成される各スライドの両方の半像の
融合線は直線として留まる。

従来技術に従う装置に比して本発明に従う装置は惑星の
極（の秤動）の景観をプラネタリウムのドームの上に写
し出すことを許容する。

反射部材を前述の垂直軸の回りに回転させることによっ
て、写真スライドを回転させたときにその極の部分の回
転状態がシミュレートされる。加えて、その写し出され
た物体の緯度の平行線や赤道の自然の弯曲をシミュレー
トすることができる。

投影の３次元的な印象が改善される。種々の天体はこれ
を写し出したときにその各時相位置が、その写真スライ
ドの前または後に挿入された掩蔽ディスクをその光軸の
回りに回転させることによって単純な態様で得られる。

本発明の理解を更に容易にするために以下に、本発明の
二つの具体例を図式的に示す添付の図面の参照のもとに
本発明を実施例に生って説明する。

叉胤叢 天体の動きを写し出し且つシミュレートするための装置
の、第１図に示す光学系は、光軸Ｏ−Ｏに関して第１お
よび第２の照明系１および２を有し、その一方に後続し
て結像系３が、そしてもう一方に後続して結像系４が設
けられている０反射部材９は各結像系３と４との間に挿
入されている。

写真スライド５は照明系１のコンデンサレンズ（図示さ
れていない）の像面内に配置されており。

そして掩蔽ディスク７がこの写真スライド５に隣１　　
　　　　　　　接して設けられている。写真スライド６
およびそれに隣り合って配置された掩蔽ディスク８が照
明系２のコンデンサレンズ（図示されていない）の像面
内に設けられている。上記掩蔽ディスク７および８はそ
の前者を光軸ｏ−Ｏの回りに共軸的に回転させることを
もたらすための手段７０を介して互いに結合されている
。同様にして、写真スライド５および６も光軸ｏ−０の
回りに回転させるための手段５０を介して互いに結合さ
れている。

これら写真スライド５および６はその写し出されるべき
物体の極の部分の景観を写し出す。

掩蔽ディスク７および８は第５図に見られるように光路
を半分だけしか掩蔽しないが、第５図には第１図の掩蔽
ディスク７および８が図の面内に存在する状態で示され
ており、そしてそれらは７″および８′で示されている
。これらの斜線を付した部分はその掩蔽の状態を示し、
そしてそれらディスク７′および８′の透過部は斜線を
付さない部分に相当する６反射部材９は光軸に関してそ
れら結像系３と４との間の中央に設けられている。

この反射部材９は二つの反射面１０および１１　からな
り、これらの反射面はそれぞれ対応する結像系３および
４に向い合っていてこれらと静止位置において４５＠の
角度をなしている。それら二つの面ｌＯおよび１１は互
いに９０＠の角度をなしている。

これら反射面１０および１１の各々はＡの方向（第１図
）から見たところを示す第７図に見られるように、多数
の階段を設けた構造になっている。

結像系３と向い合っている段階状部分１０’は反射性で
ある０面１１の見えない段階状部分も同様に反射性であ
る０反射面１０は結像系３の中間像面内に設けられてお
り、そして反射面１１は結像系４の中間像面内に設けら
れている０部材９の反射面１０および１１は軸Ｚを含む
対称面Ｚ′内で互いに接している。この軸は図の面内に
存在しており、そして光軸０−ｏに対して直角をなして
いてこれとＹの点で交差している。

Ａの方向（第１図）より見たところを示す第７図によっ
て反射部材９の各階段状部を包絡する曲線１５が示され
ている。この曲線は長軸ａと短軸すとを有する楕円形で
あって、　ｂ　＝ａ　／　（２−ｆｌ−）であり、また
ａはそれぞれ反射面ｌＯおよび１１から構成される対応
する中間面内のスライド写真５および６のそれぞれの中
間像の直径でもある６真先矢印Ｘで示すように、反射部
材９はその先軸ｏ−０に沿って変位可能である。更にま
た、この反射部材９は軸Ｙ′の回りに回転可能であり、
この軸Ｙ′は図の面に対して直角であって交点Ｙを通過
する。対称面Ｚ′内で且つ軸Ｚに関して。

対物レンズ１２が反射部材９に続いて設けられている。

この対物レンズ１２は対応する反射面１０および１１の
上に作り出された写真スライド５および６のそれぞれの
中間像を像面１３に結像させ。

ここで両方の中間像が融合される。像面１３内に開口１
４が設けられており、この中にそれら二つの写真スライ
ド５および６から１例えば惑星のような被写天体の融合
像托が作り出される。投影レンズ１７（第５図）はこの
像１６をプラネタリウム（図示されていない）のドーム
の上に写し出す。

写真スライド５および６を同期的に手段５０によって回
転させたときに、その像面１３の中に第２声に示すよう
に５回転しつつある球の像がもたらされる１反射部材９
を光軸ｏ−０に沿ってｘ　一方向へ変位させたならば、
像工６の回転軸１８が第３図に示すように図の面から傾
動されてその写し出されるべき天体の極の近傍の範囲が
極Ｍの回りに自然に動く、写真スライド５および６（第
１図）の両方の像の融合線はなお直線Ｑである（第２お
よび第３図）６反射部材９を光軸０−ｏに沿って（Ｘ一
方向）変位させる代りに、またはそれに加えてこれを軸
Ｙの回りに成る角度αだけ傾動させることも可能である
にれによって極Ｍの近傍の範囲がこの極の回りに回転す
る状態がもたらされ、そして緯度の平行線の完全な像１
６’内に第４図に示すような正しい弯曲が得られる。二
つの融合される半像（写真スライド５および６）の融合
線Ｓ、すなわち赤道も自然に弯曲する。

例えば月の時相等の時相のシミュレーションは写真スラ
イド５および６に隣り合って設けられている掩蔽ディス
ク７および８（第１および第５図）を操作することによ
ってもたらされる。

これらディスク７および８は手段７０によって同期的に
回転させることができ、また光軸○−０に達するまで光
路Ｐの中に挿入することができる（第５図）。

第６図はそのような時相の写し出し状態を示し。

その際陰影１部１９は掩蔽ディスク７および８のそれぞ
れ斜線を付した部分７′および８′によって作り出され
る。

反射部材９は金属、ガラスまたは合成樹脂より作られて
おり、そして個々の段状部はカッティングにより、また
は非研削的方法によって作られている。

反射部材９を、複数個のガラス板を張り合わせて段階状
の構造に形成することによって作ることも可能である０
手段７０および５０は掩蔽ディスク７．８および写真ス
ライド５．６のそれぞれの同期的な回転をもたらすため
の如何なる適当な手段であ−てもよい。　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　１反射部材９を変位さ
せるための変位用手段は。

例え１ｆこれに結合されて対応する案内部材の中をスラ
イドされるスライドバーである。その運動はサーボモー
タまたは他の適当な如何なる手段によっても作り出すこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従う装置の光学系の図式説明図、第２
ないし第４図は写し出される天体のシミュレーションの
仕方を説明する説明図、第５図は本発明に従う天体投影
装置の例の図式説明図、第６図は天体の時相のシミュレ
ート状態を示し、第７図は第１図のＡの方向から見た反
射部材の断面を示す。 １．２・・・第１および第２照明系 ３．４・・・結像系 ５．６・・・写真スライド ７．８・・・掩蔽ディスク ９・・・反射部材　　　１０．１１・・・反射面１２．
１７・・・レンズ　　１３・・・像面１４・・・円形開
口　　　１６・・・像１８・・・回転軸　　　　１９・
・・陰影部５０、７０・・・回転駆動手段 Ｍ・・・極　　　　　　Ｐ・・・光路 Ｑ・・・融合線゛　　　Ｙ・・・交点 Ｚ′　・・・対称面

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）中でも種々の投影装置およびプラネタリウムにお
   いて用いるための、惑星等の回転対称体の運動をシミュ
   レートし、表示する装置において、第１光学ユニットと 第２光学ユニットとを 第１の光軸に関して包含し （但し上記第１光学ユニットと上記第２光学ユニットと
   の間には反射部材が配置されている）。 その際、上記第１光学ユニットは上記反射部材の方向に
   順に、 第１照明系と、 第１掩蔽手段と、 第１写真スライドと、および 第１結像系と からなり、また上記第２光学ユニットは上記反射部材の
   方向に順に、 第２照明系と、 第２掩蔽手段と、 第２写真スライドと、および 第２結像系と からなり、 その際上記反射部材は上記第１結像系に向い合った第１
   反射面と上記第２結像系に向い合った第２反射面とを有
   し、上記第１および第２反射面は互いに９０°の角度を
   なしていて且つ上記反射部材がその原位置にあるときに
   上記第１光軸に対して直角な共通の対称面に対して対称
   であり、また上記第１および第２反射面は上記対称面に
   おいて接していてそれぞれ上記第１光軸と４５°の角度
   をなしており、そして上記第１および第２反射面は段状
   構造を有していて且つ上記第１および第２結像系の各中
   間像面内にそれぞれ配置されており、またその際上記第
   １光軸に垂直に且つこれと上記対称面内で交差する回転
   軸が設けられていて、この回転軸と上記第１光軸とに対
   して直角に第２光軸があり、この第２光軸に関して第３
   結像レンズが配置されていて、この第３結像レンズの結
   像面内に円形開口が配置されており、投影手段がこの結
   像面を投影スクリーンに投影するのに用いられ、その際
   上記第１および第２照明系が上記第１および第２写真ス
   ライドを照明し、そして上記第１および第２結像系が上
   記第１および第２写真スライドをそれぞれ上記第１およ
   び第２反射面の上に結像させ、また上記第３結像レンズ
   が上記第１および第２反射面からの上記第１および第２
   写真スライドの中間像をそれぞれ上記円形開口中に結像
   させる、上記装置。
2. （２）上記第１および第２掩蔽手段としての各ディスク
   が直線限定部をそれぞれ有し、そして上記光軸の回りに
   回転可能であって、その際上記第１および第２掩蔽ディ
   スクが照明光路内に上記光軸まで挿入可能である、特許
   請求の範囲第１項記載の装置。
3. （３）上記反射手段が第１光軸に沿って変位可能であり
   、そして上記回転軸の回りに傾動可能である、特許請求
   の範囲第２項記載の装置。
4. （４）上記第１および第２写真スライドがその写し出さ
   れるべき各天体の写真を写し出し、その際上記第１およ
   び第２写真スライドが上記照明光路内で上記光軸の回り
   に同期的に回転可能である、特許請求の範囲第３項記載
   の装置。
5. （５）種々の天体の上記第１および第２写真スライドが
   これら天体の極の景観を写し出す、特許請求の範囲第４
   項記載の装置。
6. （６）上記反射部材を切る法線断面においてその段状構
   造を包絡する包絡曲線がｂ＝ａ／（２√２）の関係で表
   わされる長軸ａと短軸ｂとを有する楕円形であって、ま
   たこのａは上記第１および第２反射面上の各中間面にお
   ける各写真スライドの中間像の直径でもある、特許請求
   の範囲第５項記載の装置。
7. （７）上記反射部材が金属、ガラスおよび合成樹脂のよ
   うな如何なる適当な材料よりできていてもよく、その際
   各反射面はカッティングまたは非研削的方法で作られて
   いる、特許請求の範囲第６項記載の装置。
8. （８）上記反射部材が段状構造に接着して貼り合わせた
   複数のガラス板からなる、特許請求の範囲第６項記載の
   装置。