恒星投影機「STARBALL」

恒星投影機のしくみ

恒星投影機の構造 恒星投影機は、外観直径がおよそ400mm、重量は一台あたり約15Kgです。 その基礎となるのは、直径294mmのジュラルミン製の構造半球とよぶ半 球部です。投影ユニットその他の投影に必要な部品はすべて構造半球に 取り付けられています。 　中心にはスターランプがあり、一台あたり16個の投影ユニットの共通 の光源となります。その下には、投影機全体を冷却する遠心式ブロアと、 スターランプ用スイッチング電源ユニットが内蔵されています。スイッ チング電源ユニットは、アストロライナー用に独自に開発したものです。

投影ユニット 恒星投影機（恒星球）には、このような投影ユニット が16個ずつ内蔵されています。このユニットひとつで、 およそ50度の範囲の星空を映し出します。南北あわせて 16×2=32個のユニットがすべてつながって、はじめて ひとつの星空になるわけです。 　光源の光は、まず防熱フィルターを通り、２枚のコン デンサーレンズで屈折させられたのち、星空のもとにな る恒星原板を通ります。恒星原板を通った光が、投影レ ンズにより、ドームのスクリーンに焦点を結びます。す ると、その映像があたかも本物の星空のようにみえるわ けです。

　中心の光源は250ワットのハロゲンランプです。その周りには、恒星投影機一台あたり16個の投影ユニットが、光源を囲むようにして取り付けられています。投影ユニットは、星空の元になる恒星原板と、投影に必要なレンズ類をまとめた、いわば小型のスライドプロジェクターです。２つある恒星投影機のうち、片方ごとに投影ユニットは１６個ついています。
　投影レンズの外側には、地平線下に星が映らないようにする地平シャッターがついています。これは重力式で、おもりによってシャッターの姿勢を常に水平に保ち、いかなる姿勢にあっても地平線下に星が映らないようにしています。

 　恒星投影機は、ワット数の大きい光源を密閉しているので、内部は非常に熱くなります。アストロライナーの冷却フローは２系統あります。ひとつは、１６個の投影ユニットの付け根にある吸気口から吸い込まれ、たいせつな光学部品を納めた投影ユニットを冷却したのち、スターランプを冷やしつつ底面のブロアーで外部に強制排気されます。一方、底面フランジからも空気が吸い込まれ、こちらは底部に納められたスターランプ用電源部など電子回路を冷却します。

アストロライナーの星野分割マップの一部。３２のエリアに分割され たうちのひとつで、この面ごとにひとつずつのレンズで投影している。

投影光学系は、おもに３つの要素から成り立ちます。ひとつは、光源からの光を集光して、広い範囲にくまなく像がでるようにするためのコンデンサー、星空の元になる恒星原板、そして恒星原板の像をドームスクリーンに映し出す投影レンズです。プラネタリウム用のレンズで一番大切なことは、広い範囲に均等な照度と質で像を映し出すことです。そのためには、投影レンズはもとより、光源、コンデンサーとのマッチングがひじょうに大切になります。したがって、すべての要素を一体にして考えて性能評価しなければなりません。解析には自作の光学シミュレーションソフトを使用しています。

光学系をこわすとこんな風に光線がめちゃめちゃになってしまいます。もちろんこれはジョークです。