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技術 プラネタリウムにおける天球の分割方法

出願人 株式会社五藤光学研究所
発明者 飯塚宇之太田博満
出願日 1996年2月14日 (25年0ヶ月経過) 出願番号 1996-049605
公開日 1997年8月19日 (23年6ヶ月経過) 公開番号 1997-218641
状態 特許登録済
技術分野 教示用装置
主要キーワード 座標番号 正五角形 南半球 投映像 各多角形 北半球 プラネタリウム 表面模様
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (14)

課題

天球五角形の面と六角形の面によって32分割する、恒星投映球の水平線付近における機械部分による光束の蹴られを防止する。

解決手段

極の位置には1個の五角形A1、A2を配し、第2列目には、1つの辺が極の五角形の辺に接するように5個の六角形B1、B2を配し、第3列目には、1つの頂点を下方に向け、且つこの頂点に正対する1つの辺が第2列目の1つの六角形の辺と接するようにした5個の五角形D1、D2と、1つの頂点を下方に向け、且つ2つの辺が第2列目の2つの六角形の各1つの辺と接するようにした5個の六角形C1、C2を交互に配することにより天球の各半球を分割する。

概要

背景

プラネタリウムにおいては、天球を合計32個の面に分割し、それぞれの分割面を担当する32個の恒星投映筒により全天の恒星を投映している。即ち、の各恒星投映球は、16分割されており、1つの分割面に1つの恒星投映筒が装着されている。そして、この場合、各恒星投映筒の投映光軸は恒星投映球の中心に配される光源に対して放射線上に位置すると共に、各分割面の中心付近に位置するように配される。

さて、天球の分割方法は幾通りもあり、例えば正五角形正六角形で構成された切頭20面体、正五角形と正六角形で構成された準正32面体などがあるが、何れも図学等において公知の多面体の構成を踏襲している(多面体の構成についての公知文献としては昭和61年12月2日株式会社新教社発行に係るマグナスJ.ウエニンガー著「多面体の模型」32頁、平成1年3月10日株式会社工業調査会発行に係る山田幸一・崎興二共著「図学精義」63頁等)。

このうち、この発明が先行技術とする分割方法は、天球20Aを五角形の面と六角形の面によって32分割するに際し、図10乃至12に示す下記方法により南北の半球を分割するものであり、上記の文献の他、例えばサッカーボール表面模様で知られる公知の多面体の構成をそのまま採用したものである。
極の位置には1個の五角形A11(A12)を配し、
第2列目には、1つの辺が極の五角形A11(A12)の辺に接するように5個の六角形B11(B12)を配し、
3列目には、1つの頂点を上方に向け、且つこの頂点を有する2つの辺が第2列目の2つの六角形B11(B12)の各1つの辺と接するようにした5個の五角形D11(D12)と、1つの辺が第2列目の六角形B11(B12)の1つの辺と接するようにした5個の六角形C11(C12)を交互に配する方法。

尚、上記方法には天の北極南極に五角形を配置する赤道分割と呼ばれる方法と、天の南北の黄極に正五角形を配置する黄道分割方法と呼ばれる2種の方法がある。

概要

天球を五角形の面と六角形の面によって32分割する、恒星投映球の水平線付近における機械部分による光束の蹴られを防止する。

極の位置には1個の五角形A1、A2を配し、第2列目には、1つの辺が極の五角形の辺に接するように5個の六角形B1、B2を配し、第3列目には、1つの頂点を下方に向け、且つこの頂点に正対する1つの辺が第2列目の1つの六角形の辺と接するようにした5個の五角形D1、D2と、1つの頂点を下方に向け、且つ2つの辺が第2列目の2つの六角形の各1つの辺と接するようにした5個の六角形C1、C2を交互に配することにより天球の各半球を分割する。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

天球五角形の面と六角形の面によって32分割するに際し、下記方法により各半球を分割することを特徴とするプラネタリウムにおける天球の分割方法。極の位置には1個の五角形(A1、A2)を配し、第2列目には、1つの辺が極の五角形(A1、A2)の辺に接するように5個の六角形(B1、B2)を配し、第3列目には、1つの頂点を下方に向け、且つこの頂点に正対する1つの辺が第2列目の1つの六角形(B1、B2)の辺と接するようにした5個の五角形(D1、D2)と、1つの頂点を下方に向け、且つ2つの辺が第2列目の2つの六角形の各1つの辺と接するようにした5個の六角形(C1、C2)を交互に配する方法。

請求項2

各半球の位置を相対的にプラス又はマイナス18度ずらして組み合わせる請求項1記載のプラネタリウムにおける天球の分割方法。

技術分野

0001

この発明は、プラネタリウムにおける天球分割方法に関し、より詳細には五角形の面と六角形の面によって32分割する天球の分割方法の改良に関する。

背景技術

0002

プラネタリウムにおいては、天球を合計32個の面に分割し、それぞれの分割面を担当する32個の恒星投映筒により全天の恒星を投映している。即ち、の各恒星投映球は、16分割されており、1つの分割面に1つの恒星投映筒が装着されている。そして、この場合、各恒星投映筒の投映光軸は恒星投映球の中心に配される光源に対して放射線上に位置すると共に、各分割面の中心付近に位置するように配される。

0003

さて、天球の分割方法は幾通りもあり、例えば正五角形正六角形で構成された切頭20面体、正五角形と正六角形で構成された準正32面体などがあるが、何れも図学等において公知の多面体の構成を踏襲している(多面体の構成についての公知文献としては昭和61年12月2日株式会社新教社発行に係るマグナスJ.ウエニンガー著「多面体の模型」32頁、平成1年3月10日株式会社工業調査会発行に係る山田幸一・崎興二共著「図学精義」63頁等)。

0004

このうち、この発明が先行技術とする分割方法は、天球20Aを五角形の面と六角形の面によって32分割するに際し、図10乃至12に示す下記方法により南北の半球を分割するものであり、上記の文献の他、例えばサッカーボール表面模様で知られる公知の多面体の構成をそのまま採用したものである。
極の位置には1個の五角形A11(A12)を配し、
第2列目には、1つの辺が極の五角形A11(A12)の辺に接するように5個の六角形B11(B12)を配し、
3列目には、1つの頂点を上方に向け、且つこの頂点を有する2つの辺が第2列目の2つの六角形B11(B12)の各1つの辺と接するようにした5個の五角形D11(D12)と、1つの辺が第2列目の六角形B11(B12)の1つの辺と接するようにした5個の六角形C11(C12)を交互に配する方法。

0005

尚、上記方法には天の北極南極に五角形を配置する赤道分割と呼ばれる方法と、天の南北の黄極に正五角形を配置する黄道分割方法と呼ばれる2種の方法がある。

発明が解決しようとする課題

0006

図10は上記の従来技術の分割方法による天球20を北半球天頂方向から見た図、同じく図11は赤道方向から見た図、同じく図12南半球の天頂方向から見た図であり、以下はこの天球の各多角形の頂点の座標例である。る。

0007

座標番号赤経赤緯
1 0時00分 67度19分
2 4時48分 67度19分
3 9時36分 67度19分
4 14時24分 67度19分
5 19時12分 67度19分
6 0時00分 49度15分
7 1時42分 31度17分
8 3時 6分 31度17分
9 4時48分 49度15分
10 6時30分 31度17分
11 7時54分 31度17分
12 9時36分 49度15分
13 11時18分 31度17分
14 12時42分 31度17分
15 14時24分 49度15分
16 16時 6分 31度17分
17 17時30分 31度17分
18 19時12分 49度15分
19 20時54分 31度17分
20 22時18分 31度17分
21 0時53分 7度40分
22 1時31分 7度40分
23 3時17分 7度40分
24 3時55分 7度40分
25 5時41分 7度40分
26 6時19分 7度40分
27 8時 5分 7度40分
28 8時43分 7度40分
29 10時29分 7度40分
30 11時 7分 7度40分
31 12時53分 7度40分
32 13時31分 7度40分
33 15時17分 7度40分
34 15時55分 7度40分
35 17時41分 7度40分
36 18時19分 7度40分
37 20時 5分 7度40分
38 20時43分 7度40分
39 22時29分 7度40分
40 23時 7分 7度40分
41 0時42分 31度17分
42 2時24分 49度15分
43 4時 6分 31度17分
44 5時30分 31度17分
45 7時12分 49度15分
46 8時54分 31度17分
47 10時18分 31度17分
48 12時00分 49度15分
49 13時42分 31度17分
50 15時 6分 31度17分
51 16時48分 49度15分
52 18時30分 31度17分
53 19時54分 31度17分
54 21時36分 49度15分
55 23時18分 31度17分
56 2時24分 67度19分
57 7時12分 67度19分
58 12時00分 67度19分
59 16時48分 67度19分
60 21時36分 67度19分

0008

上記より明らかなように、南北の各半球を構成する分割面中の第3列目の六角形C11(C12)はそれぞれ互いの他の半球に相当程度くい込んでおり、その数値は7度40分である(くい込んだ部分を図11において斜線により例示する)。そしてこの場合、前記したようにこの天球に対応する各恒星投映筒の投映光軸は恒星投映球の中心に配される光源に対して放射線上に位置すると共に、各分割面の中心付近に位置するように配されるのであるから、図13に示すように南北恒星投映球20Bの中心に位置する光源L2の中心と、図11に示す天球の上記第3列目の六角形C11(C12)の中心付近Pとを結ぶ光軸を有する、恒星投映筒21の投映レンズ系(図中符号22はコンデンサーレンズ、同じく23は投映レンズを指す)の光軸K2が南北恒星投映球の中心を通る水平線Jとなす角度θは約10度48分と狭い。

0009

一方、南北恒星投映球20Bの水平線付近には、緯度軸やプラネタリウム本体から恒星投映球内に電源を供給するためのスリップリングなどの機械部分が配されるので、上記第3列目の五角形C11(C12)に対応する恒星投映筒21から射出される光束はこれらの機械部分により蹴られるおそれが生じた。そのため、従来技術のプラネタリウムにおいては、上記の蹴られを避けるために恒星投映球まわりのサイズを大きくせざるを得ず、プラネタリウムのコンパクト化に反すると共に、質量の増大により恒星投映球の運動性能が低下するという問題点があった。

0010

ところで、上記の恒星投映筒からの射出光束の蹴られをなくす方法として、特公平2−52267号のように、恒星原板を恒星投映筒の投映光学系の光軸に対し、直角方向にずらす方法が公知である。しかしながら、この方法を採用した場合には、必然的に投映角度が大になるために、コンデンサーレンズ、恒星投映レンズの収差が増大し、通常の場合と比べて投映像劣化する問題点を生じた。

課題を解決するための手段

0011

この発明は以上の問題点を解消した天球の分割方法を提供することを目的として創作されたものであり、天球を五角形の面と六角形の面によって32分割するに際し、下記方法により各半球を分割することを特徴とする(図1乃至図3に付した符号を使用する)。
極の位置には1個の五角形A1(A2)を配し、
第2列目には、1つの辺が極の五角形A1(A2)の辺に接するように5個の六角形B1(B2)を配し、
第3列目には、1つの頂点を下方に向け、且つこの頂点に正対する1つの辺が第2列目の1つの六角形B1(B2)の辺と接するようにした5個の五角形D1(D2)と、1つの頂点を下方に向け、且つ2つの辺が第2列目の2つの六角形B1(B2)の各1つの辺と接するようにした5個の六角形C1(C2)を交互に配する方法。

発明を実施するための最良の形態

0012

図7はこの発明の天球分割方法を実施するためのプラネタリウムの恒星投映機の一例を示す図であり、図中符号1Bは恒星投映球、2は恒星投映球を支持する架台、3は恒星投映球の水平線付近の緯度軸やプラネタリウム本体から恒星投映球内に電源を供給するためのスリップリングなどの機械部分、10は恒星投映筒、11はコンデンサーレンズ、12は投映レンズ、Lは光源、Jは水平線を指す。

0013

図1はこの発明の第1実施例の分割方法による天球1Aを北半球の天頂方向から見た図、同じく図2は赤道方向から見た図、同じく図3は南半球の天頂方向から見た図である。この実施例においては、天球1Aの南北の半球は上記の課題を解決するための手段に記載の通り分割されるが、各半球同士は北半球(五角形A1・B1・D1及び六角形C1により構成される球)に対し南半球(五角形A2・B2・D2及び六角形C2により構成される球)をプラス18度ずらして組み合わされる。

0014

この実施例の座標例を示せば次の通りとなる。
座標番号赤経赤緯
1 0時00分 67度12分
2 4時48分 67度12分
3 9時36分 67度12分
4 14時24分 67度12分
5 19時12分 67度12分
6 0時00分 46度00分
7 1時12分 32度54分
8 3時36分 32度54分
9 4時48分 46度00分
10 6時00分 32度54分
11 8時24分 32度54分
12 9時36分 46度00分
13 10時48分 32度54分
14 13時12分 32度54分
15 14時24分 46度00分
16 15時36分 32度54分
17 18時00分 32度54分
18 19時12分 46度00分
19 20時24分 32度54分
20 22時48分 32度54分
21 0時00分 4度24分
22 1時12分 4度24分
23 2時24分 4度24分
24 3時36分 4度24分
25 4時48分 4度24分
26 6時00分 4度24分
27 7時12分 4度24分
28 8時24分 4度24分
29 9時36分 4度24分
30 10時48分 4度24分
31 12時00分 4度24分
32 13時12分 4度24分
33 14時24分 4度24分
34 15時36分 4度24分
35 16時48分 4度24分
36 18時00分 4度24分
37 19時12分 4度24分
38 20時24分 4度24分
39 21時36分 4度24分
40 22時48分 4度24分
41 0時00分 32度54分
42 1時12分 46度00分
43 2時24分 32度54分
44 4時48分 32度54分
45 6時00分 46度00分
46 7時12分 32度54分
47 9時36分 32度54分
48 10時48分 46度00分
49 12時00分 32度54分
50 14時24分 32度54分
51 15時36分 46度00分
52 16時48分 32度54分
53 19時12分 32度54分
54 20時24分 46度00分
55 21時36分 32度54分
56 1時12分 67度12分
57 6時00分 67度12分
58 10時48分 67度12分
59 15時36分 67度12分
60 20時24分 67度12分

0015

図1乃至図3及び上記の座標例より明らかなように、この実施例においては南北の各半球を構成する分割面中の第3列目の五角形D1(D2)及び六角形C1(C2)はそれぞれ互いの半球に僅かしかくい込んでおらず、その数値は僅かに4度24分である(くい込んだ部分を図2において斜線により例示する)。従って、図8に示すようにこれに対応する南北恒星投映球1Bの中心に位置する光源Lの中心と、図2に示す上記第3列目の五角形D1(D2)の中心付近Pとを結ぶ、恒星投映筒10の投映レンズ系の光軸Kが南北恒星投映球の中心を通る水平線Jとなす角度θは約17度45分と広く、恒星投映筒21から射出される光束が緯度軸やプラネタリウム本体から恒星投映球内に電源を供給するためのスリップリングなどの機械部分3により蹴られるおそれがない(図9参照)。

0016

図4はこの発明の第2実施例における分割方法による天球1Aを北半球の天頂方向から見た図、同じく図5は赤道方向から見た図、同じく図6は南半球の天頂方向から見た図である。この実施例においては、天球1Aの南北の各半球は第1実施例と同様に分割されるが、各半球同士は北半球(五角形A1・B1・D1及び六角形C1により構成される球)に対し南半球(五角形A2・B2・D2及び六角形C2により構成される球)をマイナス18度ずらして組み合わされる。

0017

この実施例の座標例を示せば次の通りとなる。
座標番号赤経赤緯
1 0時00分 67度12分
2 4時48分 67度12分
3 9時36分 67度12分
4 14時24分 67度12分
5 19時12分 67度12分
6 0時00分 46度00分
7 1時12分 32度54分
8 3時36分 32度54分
9 4時48分 46度00分
10 6時00分 32度54分
11 8時24分 32度54分
12 9時36分 46度00分
13 10時48分 32度54分
14 13時12分 32度54分
15 14時24分 46度00分
16 15時36分 32度54分
17 18時00分 32度54分
18 19時12分 46度00分
19 20時24分 32度54分
20 22時48分 32度54分
21 0時00分 4度24分
22 1時12分 4度24分
23 2時24分 4度24分
24 3時36分 4度24分
25 4時48分 4度24分
26 6時00分 4度24分
27 7時12分 4度24分
28 8時24分 4度24分
29 9時36分 4度24分
30 10時48分 4度24分
31 12時00分 4度24分
32 13時12分 4度24分
33 14時24分 4度24分
34 15時36分 4度24分
35 16時48分 4度24分
36 18時00分 4度24分
37 19時12分 4度24分
38 20時24分 4度24分
39 21時36分 4度24分
40 22時48分 4度24分
61 0時00分 32度54分
62 2時24分 32度54分
63 3時36分 46度00分
64 4時48分 32度54分
65 7時12分 32度54分
66 8時24分 46度00分
67 9時36分 32度54分
68 12時00分 32度54分
69 13時12分 46度00分
70 14時24分 32度54分
71 16時48分 32度54分
72 18時00分 46度00分
73 19時12分 32度54分
74 21時36分 32度54分
75 22時48分 46度00分
76 3時36分 67度12分
77 8時24分 67度12分
78 13時12分 67度12分
79 18時00分 67度12分
80 22時48分 67度12分

0018

尚、以上の説明は歳差軸を持たず、従って恒星投映球の電球中心が天球中心と一致するプラネタリウムに基づいて行ったが、歳差軸を持ち、従って恒星投映球の電球中心が天球の偏心位置に存するプラネタリウムにおいては、この発明の実施にあたっては座標変換を行わなければならないことはいうまでもない。

発明の効果

0019

以上のように構成されるこの発明によれば、例えば前記した特公平2−52267号のような手段をとらなくても、単に天球の分割方法の変更だけで、恒星投映球の水平線付近に配置した機械部分による恒星投映筒からの射光光束の蹴られを防止できるので、コンパクトでしかも通常の投映角度を保った投映性能の良いプラネタリウムが実現される。

図面の簡単な説明

0020

図1この発明の第1実施例における分割方法の天球を北半球の天頂方向から見た平面図。
図2この発明の第1実施例における分割方法の天球を赤道方向から見た正面図。
図3この発明の第1実施例における分割方法の天球を南半球の天頂方向から見た平面図。
図4この発明の第2実施例における分割方法の天球を北半球の天頂方向から見た平面図。
図5この発明の第2実施例における分割方法の天球を赤道方向から見た正面図。
図6この発明の第2実施例における分割方法の天球を南半球の天頂方向から見た平面図。
図7この発明が実施されるプラネタリウムの恒星投映機の要部の一部切り欠き正面図。
図8この発明が実施されるプラネタリウムの恒星投映機の要部の一部切り欠き正面図。
図9この発明が実施されるプラネタリウムの恒星投映機の要部の正面図。
図10従来技術の分割方法の天球を北半球の天頂方向から見た平面図。
図11従来技術の分割方法の天球を赤道方向から見た正面図。
図12従来技術の分割方法の天球を南半球の天頂方向から見た平面図。
図13従来技術のプラネタリウムの恒星投映機の要部の一部切り欠き正面図。

--

0021

1A天球
1B恒星投映球
A1 (分割面を構成する)五角形
B1 (分割面を構成する)六角形
C1 (分割面を構成する)六角形
D1 (分割面を構成する)五角形
A2 (分割面を構成する)五角形
B2 (分割面を構成する)五角形
C2 (分割面を構成する)六角形
D2 (分割面を構成する)五角形

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