デジタルプラネタリウムを自作する:ドーム全天投影にチャレンジ

ウィルラボ・デジタルプラネタリウム投影機自作プロジェクトへようこそ。

最初に、これまでのおさらいです。このプロジェクトの目的は、

「ビデオプロジェクターを無改造で水平置きのまま使い、ドーム全天に投影できるデジタルプラネタリウムシステムを作る」

です。しかも、市販の一般的な機材、部材を使って、できるだけ安くです。

モバイルプラネタリウム上映には欠かせない投影システム。しかし、非常に高価な投影システム。それを何とか自作して手軽に使えるようにしたい!
というチャレンジです。

で、そのためにクリアすべき課題は、
1 光路を90度曲げて映像を真上に投影すること
2 ドーム全体に投影できる光学系を構成すること
の二つ。

1はスタンドミラーや望遠鏡の天頂プリズムなどを使うことで解決できますが、2はなかなか難しい問題です。
前回の記事で書いた通り、コンバージョンタイプの魚眼レンズだけではうまく全天周投影することができません。
今回は、これを解決するためにいろいろ調べた方法のご紹介です。
(カメラやレンズの知識が乏しいので、間違いが多くあるかもしれません。ご了承ください)

そもそも魚眼コンバージョンレンズは、カメラレンズにくっつけて使うもの。それによって、全天周の撮像をフィルムサイズ(APS-Cとか35㎜フルサイズとか)に結像させています。
つまり、この光の方向を逆にたどれば、フィルムサイズの映像を全天周投影できるということ。
プロジェクターの投射光をフィルムサイズに結像させ、それを上記の組み合わせレンズで円周魚眼投影すればいい、というわけです。
構成はこんなイメージ(光路はイメージで、まったく正確ではありません)

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カメラレンズの組み合わせでプロジェクター映像をドーム全天に投影する方法はすでに多くの海外サイトで紹介されていて、適当なキーワードで検索すればたくさんの公開情報を得ることができます。実際にその方法を使ったモバイルプラネタリウム製品も販売されているし、自作されている人もいます。
今回私はこの原理をようやく理解し、投影部分にコンバージョンレンズを使うというアイデアを組み合わせて応用してみたわけです。
まあ、理論的にちゃんと理解できているかは怪しいですが・・・そこは実験、観察で得た経験則でカバーです(汗)

ということで、市販プロジェクターとカメラレンズの組み合わせで投影システムを作ることができました。
次回は、その試作機をご紹介したいと思います。

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