JP5068007B2 - 映像投影システム - Google Patents
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Description
本発明は、星座などの映像の他、ドームスクリーン上で任意に移動可能な目印となる像を投影可能なビデオプロジェクタと、基準となるマークがドームスクリーンの所定のドームスクリーン上の座標になるように表示可能な基準マーク手段を有し、ビデオプロジェクタで投影される映像を、本来投影すべき位置に投影する手段を有する映像投影システムに関する。
従来のプラネタリウムでは、ドームスクリーンの中心に恒星を投影する光学式の恒星投影機を設置して、恒星を投影することが行われていた。光学式の恒星投影機は、複数の投影レンズと精密に加工された透過孔パターンを有する恒星原板を使用して、極めてシャープな恒星の像を投影でき、極めてリアルで美しい星空を再現することができた。
また、従来のプラネタリウムでは、恒星以外の様々な天体やさまざま映像を投影するためビデオプロジェクタを用いることが行われてきた。
また、従来のプラネタリウムでは、恒星以外の様々な天体やさまざま映像を投影するためビデオプロジェクタを用いることが行われてきた。
たとえば恒星投影機で投影した星空に、ビデオプロジェクタを使って星座の絵を重ねたり、星座の線を重ねるなどの演出が行われてきた。星座絵などの投影装置をビデオコンピュータにより生成した映像を直接投影できるため、映像の内容の変更が容易であり、必要に応じてリアルタイムで映像を動かしたり変形させることもできるため、従来の補助投影機では困難であった、星座をアニメーションで動かしながら恒星と連動させるなど、複雑で高度な演出効果を得ることもできるようになった。
しかしながら従来の技術には、以下の問題があった。
恒星投影機による星空と、ビデオプロジェクタによる映像を連動させるには、恒星投影機ビデオプロジェクタによる映像と恒星投影機から投影された恒星像の位置関係を正確に維持しなければならないが、これに新たな課題が生じる。すなわちビデオプロジェクタと恒星投影機が別々に設置され、投影用レンズも全く異なるため、両者から投影される映像の位置関係が複雑で、両者を正確に連動させるためには、恒星投影機から投影される恒星像の位置をドームスクリーン上の座標たとえば地平座標に変換した後、何らかの方法で、地平座標とプロジェクタの画面上の座標の対応関係をコンピュータで計算し、この結果に基づいて図形を表示したり、画像を必要な形に歪ませて出力した映像を投影することが必要である。
恒星投影機による星空と、ビデオプロジェクタによる映像を連動させるには、恒星投影機ビデオプロジェクタによる映像と恒星投影機から投影された恒星像の位置関係を正確に維持しなければならないが、これに新たな課題が生じる。すなわちビデオプロジェクタと恒星投影機が別々に設置され、投影用レンズも全く異なるため、両者から投影される映像の位置関係が複雑で、両者を正確に連動させるためには、恒星投影機から投影される恒星像の位置をドームスクリーン上の座標たとえば地平座標に変換した後、何らかの方法で、地平座標とプロジェクタの画面上の座標の対応関係をコンピュータで計算し、この結果に基づいて図形を表示したり、画像を必要な形に歪ませて出力した映像を投影することが必要である。
この地平座標と画面上の座標の関係を作る関数を作成するには、画像中の多数の点で画面上の座標と地平座標の対応関係のデータを何らかの方法で取得するか、投影に関わる様々な幾何学的なパラメータすなわち、プロジェクタの設置位置や姿勢角、プロジェクタのレンズの収差特性まで考慮して計算しなければならない。
最近ではコンピュータを用いてこれらの計算は極めて短時間に、正確に行わせる。しかしながらプロジェクタの設置位置や姿勢角を設計値に正確に合わせることは非常に困難であり、またこれらを実際に設置した値を測定するのもまた非常に手間を要する。またドームスクリーンの施工にも僅かながら誤差がありえるため、これらの誤差が映像の投影位置に影響し、上記の計算値だけで正確に投影することは困難である。
最近ではコンピュータを用いてこれらの計算は極めて短時間に、正確に行わせる。しかしながらプロジェクタの設置位置や姿勢角を設計値に正確に合わせることは非常に困難であり、またこれらを実際に設置した値を測定するのもまた非常に手間を要する。またドームスクリーンの施工にも僅かながら誤差がありえるため、これらの誤差が映像の投影位置に影響し、上記の計算値だけで正確に投影することは困難である。
特許文献１および２はビデオプロジェクタと恒星投影機によってドームにビデオ映像および星などの像を投影する従来のプラネタリウム装置の一例を開示するものである。
特許文献１は、望遠鏡コンソールから座標入力された天体を天体望遠鏡の視野に導入し、該視野をビデオカメラで撮影してビデオ投映機によりドームスクリーンに投映するもので、ビデオ投映機による投映位置と恒星投映機による投映位置とを一致させるものである。また、特許文献２は、映像を投影するビデオプロジェクタと、星などを投影する投影機でプラネタリウムドームに投影するシステムであり、ビデオプロジェクタに固定されているカメラの像を見て、タッチパネルで軌跡をなぞることにより、その軌跡をドーム上に投影するようにしたものである。しかしながら上記特許文献１および２はビデオ投映機による投映像の、恒星投映機による像に対する歪みなどを補正する手段の開示はなく、また、ビデオプロジェクタと投影機の投影像の位置合わせについての具体的な構成も存在しない。
特開平５−８８６１０号公報
特開平７−１８１８８９号公報
特許文献１は、望遠鏡コンソールから座標入力された天体を天体望遠鏡の視野に導入し、該視野をビデオカメラで撮影してビデオ投映機によりドームスクリーンに投映するもので、ビデオ投映機による投映位置と恒星投映機による投映位置とを一致させるものである。また、特許文献２は、映像を投影するビデオプロジェクタと、星などを投影する投影機でプラネタリウムドームに投影するシステムであり、ビデオプロジェクタに固定されているカメラの像を見て、タッチパネルで軌跡をなぞることにより、その軌跡をドーム上に投影するようにしたものである。しかしながら上記特許文献１および２はビデオ投映機による投映像の、恒星投映機による像に対する歪みなどを補正する手段の開示はなく、また、ビデオプロジェクタと投影機の投影像の位置合わせについての具体的な構成も存在しない。
上記背景から従来は、レーザー投光機などで例えば方位角や高度といった基準マークを投影するか、もしくはドームスクリーン上にＬＥＤなどで設置し、プロジェクタからは高度と方位に相当する目盛りを投影し、基準マークと目盛りのずれを人間の目で確認し、補正してゆくという工程が必要であった。しかしこれには手間とコストを要し、なおかつ熟練した作業員を必要とするため、ビデオプロジェクタの設置コストの上昇、しいてはシステム全体の運用コストの上昇を招いていた。また、プロジェクタの設置位置が何らかの原因でずれた場合、またはプロジェクタの破損で代替機に交換するなどした場合は、設置作業上の限界や、プロジェクタの固体差などのため、前の状態を完全に復元することが困難であり、前記の調整作業を再度やり直さなければならず、映像施設の安定運用に支障をきたすことがあった。さらにビデオプロジェクタは、プラネタリウム機器に比べて製品の更新周期が短く、プラネタリウム施設を運用している間に、使用しているプロジェクタが生産中止となった場合、新しい型番に替える必要があり、この場合もまた、前記のような調整作業を再びやり直す必要があった。
この発明は、前記のような問題を解決するためになされたものである。
本発明の目的は、ドーム状などのスクリーンの中心もしくは中心付近に設置された恒星投影機から投影された恒星像，独立して設置したマーク投影装置による投影像またはスクリーン上に設置したマークなどの、スクリーン上の座標が既知であるマーク手段を使用し、ビデオプロジェクタから表示する目印となる像（カーソル）を基準マークに一致させるように投影し、このときのカーソルの画面上の座標と、基準マークのスクリーン上座標を使用し、スクリーン上座標と投影画面上座標の座標変換パラメータを算出したり、補間演算したりすることにより、設置調整や画像のずれの補正作業の手間を低減し、なおかつ恒星投影機から投影される恒星像との位置関係も正確に維持できるよう、所望する位置と形状の画像や映像、図形などを正確に投影できる映像投影システムを提供することにある。
本発明の目的は、ドーム状などのスクリーンの中心もしくは中心付近に設置された恒星投影機から投影された恒星像，独立して設置したマーク投影装置による投影像またはスクリーン上に設置したマークなどの、スクリーン上の座標が既知であるマーク手段を使用し、ビデオプロジェクタから表示する目印となる像（カーソル）を基準マークに一致させるように投影し、このときのカーソルの画面上の座標と、基準マークのスクリーン上座標を使用し、スクリーン上座標と投影画面上座標の座標変換パラメータを算出したり、補間演算したりすることにより、設置調整や画像のずれの補正作業の手間を低減し、なおかつ恒星投影機から投影される恒星像との位置関係も正確に維持できるよう、所望する位置と形状の画像や映像、図形などを正確に投影できる映像投影システムを提供することにある。
前記目的を達成するために本発明の請求項１は、コンピュータやビデオ装置などの映像生成手段から出力される映像を曲面を有するドーム状スクリーンに投影するものであって、スクリーン上で任意に移動可能な目印となる像を投影可能なプロジェクタと、前記ドーム状スクリーンに星空を再現する恒星投影機と、前記恒星投影機が有する角位置制御により、前記ドーム状スクリーン上に、スクリーン上の座標が既知となるように基準となるマークを表示する基準マーク手段と、前記プロジェクタから投影される目印となる像と前記基準マークをスクリーン上の複数個所で位置合わせする位置合わせ手段と、前記位置合わせ手段で一致した目印となる像の投影画面上座標とその基準マークのドーム状スクリーン上の座標を記憶し、スクリーン上座標−画面座標対応データを格納する記憶手段と、前記スクリーン上座標−画面座標対応データを用いて、各スクリーン上座標に対応するプロジェクタの座標，姿勢角または撮影レンズの焦点距離の座標変換パラメータを算出する座標変換パラメータ算出手段と、前記座標変換パラメータを用いてスクリーン上座標から投影画面上の座標または投影画面上座標からスクリーン上座標への座標変換を行う座標変換手段とを備え、前記恒星投影機が投影する星空に対応して前記プロジェクタのドーム状スクリーン上へ投影する像を、ドーム状スクリーン上でのずれおよび形状を補正して表示することを特徴とする。
本発明の請求項２は、コンピュータやビデオ装置などの映像生成手段から出力される映像を曲面を有するドーム状スクリーンに投影するものであって、スクリーン上で任意に移動可能な目印となる像を投影可能なプロジェクタと、前記ドーム状スクリーンに星空を再現する恒星投影機と、前記恒星投影機が有する角位置制御により、前記ドーム状スクリーン上に、スクリーン上の座標が既知となるように基準となるマークを表示する基準マーク手段と、前記プロジェクタから投影される目印となる像と前記基準マークをスクリーン上の複数個所で位置合わせする位置合わせ手段と、前記位置合わせ手段で一致した目印となる像の投影画面上座標とその基準マークのドーム状スクリーン上座標を、複数記憶し、スクリーン上座標−画面座標対応データを格納する記憶手段と、前記スクリーン上座標−画面座標対応データを用い、任意の位置の近隣付近の複数のスクリーン上座標それぞれに対応する画面座標を求め、該複数の画面座標について補間演算することにより、任意の位置のスクリーン上座標に対応する画面座標を求める補間演算手段とを備え、前記恒星投影機が投影する星空に対応して前記プロジェクタのドーム状スクリーン上へ投影する像を、ドーム状スクリーン上でのずれおよび形状を補正して表示することを特徴とする。
本発明の請求項３は、請求項１または２記載の発明において前記位置合わせ手段は、前記目印となる像と前記基準マークを撮影するカメラと、前記カメラの撮影画像より目印となる像と基準マークを抽出し、目印となる像位置と基準マーク位置の差を検出し、前記目印となる像位置を前記基準マーク位置に一致させるように前記プロジェクタから出力される目印となる像位置を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
本発明の請求項４は、請求項３記載の発明において前記カメラは前記基準マーク手段と同架したことを特徴とする。
本発明の請求項５は、請求項１または２記載の発明において前記位置合わせ手段は、前記目印となる像を投影画面中で手動で移動できる操作装置を有し、前記操作装置により目印となる像を前記基準マークに合わせることを特徴とする。
本発明の請求項６は、請求項１，２，３，４または５記載の発明において前記基準マーク手段の前記基準マークは恒星投影機から投影される恒星の像を用いたことを特徴とする。
本発明の請求項７は、請求項１，２，３，４または５記載の発明において前記基準マーク手段は、ドーム状スクリーン上の所定のドーム状スクリーン上の座標に投影可能に制御されている投影装置であることを特徴とする。
本発明の請求項８は、請求項１，２，３，４または５記載の発明において前記基準マーク手段は、恒星投影機に搭載した投影装置であることを特徴とする。
本発明の請求項９は、請求項８記載の発明において前記投影装置は、恒星投影機が有する回転軸の角位置制御により前記基準マークのドーム状スクリーン上の座標を設定することを特徴とする。
本発明の請求項１０は、請求項１，２，３，４，５，７，８または９記載の発明において前記目印となる像および基準マークを、任意にオンオフできることを特徴とする。
本発明の請求項１１は、請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９または１０記載の発明において前記基準マークのドーム状スクリーン上座標は、高度と方位角で表される地平座標であることを特徴とする。
本発明の請求項２は、コンピュータやビデオ装置などの映像生成手段から出力される映像を曲面を有するドーム状スクリーンに投影するものであって、スクリーン上で任意に移動可能な目印となる像を投影可能なプロジェクタと、前記ドーム状スクリーンに星空を再現する恒星投影機と、前記恒星投影機が有する角位置制御により、前記ドーム状スクリーン上に、スクリーン上の座標が既知となるように基準となるマークを表示する基準マーク手段と、前記プロジェクタから投影される目印となる像と前記基準マークをスクリーン上の複数個所で位置合わせする位置合わせ手段と、前記位置合わせ手段で一致した目印となる像の投影画面上座標とその基準マークのドーム状スクリーン上座標を、複数記憶し、スクリーン上座標−画面座標対応データを格納する記憶手段と、前記スクリーン上座標−画面座標対応データを用い、任意の位置の近隣付近の複数のスクリーン上座標それぞれに対応する画面座標を求め、該複数の画面座標について補間演算することにより、任意の位置のスクリーン上座標に対応する画面座標を求める補間演算手段とを備え、前記恒星投影機が投影する星空に対応して前記プロジェクタのドーム状スクリーン上へ投影する像を、ドーム状スクリーン上でのずれおよび形状を補正して表示することを特徴とする。
本発明の請求項３は、請求項１または２記載の発明において前記位置合わせ手段は、前記目印となる像と前記基準マークを撮影するカメラと、前記カメラの撮影画像より目印となる像と基準マークを抽出し、目印となる像位置と基準マーク位置の差を検出し、前記目印となる像位置を前記基準マーク位置に一致させるように前記プロジェクタから出力される目印となる像位置を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
本発明の請求項４は、請求項３記載の発明において前記カメラは前記基準マーク手段と同架したことを特徴とする。
本発明の請求項５は、請求項１または２記載の発明において前記位置合わせ手段は、前記目印となる像を投影画面中で手動で移動できる操作装置を有し、前記操作装置により目印となる像を前記基準マークに合わせることを特徴とする。
本発明の請求項６は、請求項１，２，３，４または５記載の発明において前記基準マーク手段の前記基準マークは恒星投影機から投影される恒星の像を用いたことを特徴とする。
本発明の請求項７は、請求項１，２，３，４または５記載の発明において前記基準マーク手段は、ドーム状スクリーン上の所定のドーム状スクリーン上の座標に投影可能に制御されている投影装置であることを特徴とする。
本発明の請求項８は、請求項１，２，３，４または５記載の発明において前記基準マーク手段は、恒星投影機に搭載した投影装置であることを特徴とする。
本発明の請求項９は、請求項８記載の発明において前記投影装置は、恒星投影機が有する回転軸の角位置制御により前記基準マークのドーム状スクリーン上の座標を設定することを特徴とする。
本発明の請求項１０は、請求項１，２，３，４，５，７，８または９記載の発明において前記目印となる像および基準マークを、任意にオンオフできることを特徴とする。
本発明の請求項１１は、請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９または１０記載の発明において前記基準マークのドーム状スクリーン上座標は、高度と方位角で表される地平座標であることを特徴とする。
前記構成によれば、ドームスクリーンに対し投影される恒星などの星の投影像に対し容易にしかも正確かつ効率的にビデオプロジェクタの投影映像のずれを補正することができ、プラネタリウムドームなどにおいて映像施設設置の作業の簡易化、コスト低減を図ることができる。
以下、図面等を参照して本発明の実施の形態を詳しく説明する。
まず、プラネタリウムドーム施設においてビデオプロジェクタを設置する場合の、投影画面上の座標と、半球状のドームスクリーン上の座標の関係について説明する。
ビデオプロジェクタは、映像生成装置から出力される映像（投影画面）を、ほぼそのままの形で投影する。スクリーンが平面であり、ビデオプロジェクタの光軸と直交していれば、スクリーン面には、投影画面がほぼそのままの形で投影される。
しかし、ドームスクリーンの場合、スクリーン面が曲面であるため、投影される映像には複雑な歪みが生じる。そのために、投影画面上の座標と、ドームスクリーン上の座標を区別して考える必要が生じる。
まず、プラネタリウムドーム施設においてビデオプロジェクタを設置する場合の、投影画面上の座標と、半球状のドームスクリーン上の座標の関係について説明する。
ビデオプロジェクタは、映像生成装置から出力される映像（投影画面）を、ほぼそのままの形で投影する。スクリーンが平面であり、ビデオプロジェクタの光軸と直交していれば、スクリーン面には、投影画面がほぼそのままの形で投影される。
しかし、ドームスクリーンの場合、スクリーン面が曲面であるため、投影される映像には複雑な歪みが生じる。そのために、投影画面上の座標と、ドームスクリーン上の座標を区別して考える必要が生じる。
図１Ａ〜図１Ｆは、上記のドームスクリーン上の座標と投影画面上の座標の関係を説明するための図である。ここでは、ドームスクリーン上の座標は、ドームの中心を基準とした、高度と方位角で表される地平座標としている。
図１Ａはドームスクリーン上の地平座標を示す図である。
図１Ｂは、このビデオプロジェクタで投影する投影画面を示したものである。投影画面上の座標はＸ，Ｙで表わす２次元の直交座標で表わされる。幅はＷ、高さはＨである。
図１Ｃは、図１Ｂに示す投影画面を、ドームスクリーン内に設置したビデオプロジェクタで投影した様子を示す斜視図である。ビデオプロジェクタ３は、ドームスクリーン１に、映像６を投影する。映像６上の座標線６ａは、図１Ｂの破線で示す投影画面上の座標線である。
図１Ｄは、ドーム上に地平座標線を正しく投影するための投影画面例である。球面に投影するため、複雑な歪みを生じ、画面上で地平座標線は複雑なカーブを描いていることがわかる。
図１Ａはドームスクリーン上の地平座標を示す図である。
図１Ｂは、このビデオプロジェクタで投影する投影画面を示したものである。投影画面上の座標はＸ，Ｙで表わす２次元の直交座標で表わされる。幅はＷ、高さはＨである。
図１Ｃは、図１Ｂに示す投影画面を、ドームスクリーン内に設置したビデオプロジェクタで投影した様子を示す斜視図である。ビデオプロジェクタ３は、ドームスクリーン１に、映像６を投影する。映像６上の座標線６ａは、図１Ｂの破線で示す投影画面上の座標線である。
図１Ｄは、ドーム上に地平座標線を正しく投影するための投影画面例である。球面に投影するため、複雑な歪みを生じ、画面上で地平座標線は複雑なカーブを描いていることがわかる。
たとえば、プロジェクタの向きを上に２度ずらした場合には図１Ｅに示す映像例となる。正しい設定の映像例の天頂付近に注目すると、天頂付近の映像がすこし下にずれていることが分かる。さらにレンズの焦点距離が短くなっている場合には図１Ｆに示す映像例となる。正しい設定の映像例と比較すると、映像の湾曲する度合いが異なっていることが分かる。すなわち、本来の映像の形状から変形した形状となっている。
本発明では、上記映像歪みが最も少なくなるように、ビデオプロジェクタの位置および姿勢を求めてドームスクリーン上の座標から画面上の座標に変換をして、映像や図形を正しい位置に投影しようとするものである。
本発明では、上記映像歪みが最も少なくなるように、ビデオプロジェクタの位置および姿勢を求めてドームスクリーン上の座標から画面上の座標に変換をして、映像や図形を正しい位置に投影しようとするものである。
まず、本発明の実施の形態を説明する前に、基本となるプロジェクタの座標変換についてその具体的な計算内容を説明する。
ここでは、ドームスクリーン上の高度，方位の既知の点が、プロジェクタの投影画面上のどの座標に相当するかを算出する。
ドーム中心を原点とし南方をＸ軸、西方をＹ軸、天頂をＺ軸とする直交座標系をワールド座標、プロジェクタ位置（レンズ絞位置）を原点とし座標軸の方向をワールド座標と同じとする直交座標系をローカル座標、プロジェクタ位置を原点としプロジェクタの底面を基準として前方をＸ、側方をＹ、上方をＺとする直交座標系をプロジェクション座標とする。
ここでは、ドームスクリーン上の高度，方位の既知の点が、プロジェクタの投影画面上のどの座標に相当するかを算出する。
ドーム中心を原点とし南方をＸ軸、西方をＹ軸、天頂をＺ軸とする直交座標系をワールド座標、プロジェクタ位置（レンズ絞位置）を原点とし座標軸の方向をワールド座標と同じとする直交座標系をローカル座標、プロジェクタ位置を原点としプロジェクタの底面を基準として前方をＸ、側方をＹ、上方をＺとする直交座標系をプロジェクション座標とする。
プロジェクタの投影レンズ焦点距離をｆ、ドーム半径をＲとする。
恒星投影機のサーボ制御により、ポインタを、地平座標(AZM,ALT) （方位＝AZM ，高度＝ALT ）に投影する。
それと重なるようにカーソルを表示する。このときのカーソルのプロジェクタ画面上の座標を（CX,CY)とする。
今、プロジェクタの設定値（位置および姿勢角）の現実の値は未知であるが、この値をワールド座標で、たとえば設計値として(PX, PY, PZ)とし、姿勢角を(p,y,r）と仮定する。
投影されているカーソル像のワールド座標は、
WX= R・cosAZM・cosALT
WY= R・sinAZM・cosALT
WZ= R・sinALT
となる。これをローカル座標に変換すると、
LX=WX-PX
LY=WY-PY
LZ=WZ-PZ
となる。
恒星投影機のサーボ制御により、ポインタを、地平座標(AZM,ALT) （方位＝AZM ，高度＝ALT ）に投影する。
それと重なるようにカーソルを表示する。このときのカーソルのプロジェクタ画面上の座標を（CX,CY)とする。
今、プロジェクタの設定値（位置および姿勢角）の現実の値は未知であるが、この値をワールド座標で、たとえば設計値として(PX, PY, PZ)とし、姿勢角を(p,y,r）と仮定する。
投影されているカーソル像のワールド座標は、
WX= R・cosAZM・cosALT
WY= R・sinAZM・cosALT
WZ= R・sinALT
となる。これをローカル座標に変換すると、
LX=WX-PX
LY=WY-PY
LZ=WZ-PZ
となる。
これをプロジェクション座標に変換するには
プロジェクタのパネル（画面）上の推定座標は
CPX ＝PYR/PXR
CPY ＝PZR/PXR
となる。
この計算例では、地平座標から投影画面上座標への変換例を示したが、もちろん逆の計算で、投影画面上座標から地平座標への変換も可能である。
CPX ＝PYR/PXR
CPY ＝PZR/PXR
となる。
この計算例では、地平座標から投影画面上座標への変換例を示したが、もちろん逆の計算で、投影画面上座標から地平座標への変換も可能である。
図２は、本発明による映像投影システムを設置したドームシアタの側面図、図３は本発明による映像投影システムに用いる恒星投影機の実施の形態を説明するための図である。
恒星をドームスクリーン１に投影する投影部を多数有する恒星投影機２は、日周軸２ａ，緯度軸２ｂ，方位軸２ｃの３つの回転軸を備えており、それぞれの軸をコンピュータ７の指令により任意の角位置に設定することができる。恒星投影機２を支持する支持枠１１および支持枠１１を受ける台座１２は図示しない駆動源により、それぞれ日周軸２ａ，緯度軸２ｂおよび方位軸２ｃを調整可能であり、上記コンピュータ７の指令によって駆動される。
恒星投影機２の緯度軸ベースに基準マーカ投影機としてレーザポインタ１０が設置されており、このレーザポインタ１０は、コンピュータ７の指令により任意にオンオフすることができる。
恒星をドームスクリーン１に投影する投影部を多数有する恒星投影機２は、日周軸２ａ，緯度軸２ｂ，方位軸２ｃの３つの回転軸を備えており、それぞれの軸をコンピュータ７の指令により任意の角位置に設定することができる。恒星投影機２を支持する支持枠１１および支持枠１１を受ける台座１２は図示しない駆動源により、それぞれ日周軸２ａ，緯度軸２ｂおよび方位軸２ｃを調整可能であり、上記コンピュータ７の指令によって駆動される。
恒星投影機２の緯度軸ベースに基準マーカ投影機としてレーザポインタ１０が設置されており、このレーザポインタ１０は、コンピュータ７の指令により任意にオンオフすることができる。
このレーザポインタ１０から発射される光は、ドームスクリーン１上に当たると点状の映像を作るが、この点像の位置は、恒星投影機２の日周軸２ａと方位軸２ｃの角度により、ドームスクリーン１上の任意の位置に設定することができる。恒星投影機２の中心がドームスクリーン１の球芯に一致しており、レーザポインタ１０の光軸が正確に恒星投影機２の日周軸２ａ，緯度軸２ｂ，方位軸２ｃと交わり、なおかつ緯度軸２ｂと日周軸２ａがなす平面と正確に直交しているならば、この点像の方位角と高度は、それぞれ方位軸２ｃの示す方位角と、緯度軸２ｂの示す緯度角と等しくなる。
これにより、恒星投影機２は、緯度軸２ｂと方位軸２ｃの角位置を制御することにより、ドームスクリーン１上の任意の高度と方位角の位置にレーザ光の点像を投影する機能を有することになる。
図５に上記レーザポインタによる点像の位置の一例が示されている。
これにより、恒星投影機２は、緯度軸２ｂと方位軸２ｃの角位置を制御することにより、ドームスクリーン１上の任意の高度と方位角の位置にレーザ光の点像を投影する機能を有することになる。
図５に上記レーザポインタによる点像の位置の一例が示されている。
ビデオプロジェクタ３は、コンピュータ７から生成される画面を投影する構成となっており、画面の内容が、映像ａとなってドームスクリーン１に投影される。このビデオプロジェクタの姿勢角は図４に示すようにピッチ（ｐ），ヨー（ｙ），ロール（ｒ）の各軸の角度で表され、ビデオプロジェクタの位置の座標は図６に示すようにＸ，Ｙ，Ｚ軸上の点（Ｐｘ，Ｐｙ，Ｐｚ）で表される。
コンピュータ７は、オペレータによるマウス等の操作で任意の位置に移動できるカーソルを表示制御し、該カーソル像４がドームスクリーン１に投影されるようになっている。
コンピュータ７は、オペレータによるマウス等の操作で任意の位置に移動できるカーソルを表示制御し、該カーソル像４がドームスクリーン１に投影されるようになっている。
恒星投影機２の方位軸２ｃと緯度軸２ｂをある所定の値に設定したとき、レーザ像は当然所定の値である方位，高度（ＡＺＭ，ＡＬＴと表現する）に投影されるが、この像の位置が映像ａの範囲内にあるとき、オペレータは、マウスの操作などによりカーソルを動かして、ビデオプロジェクタ３で投影されるカーソル像を、恒星投影機２から投影されるレーザ像に一致させる。このときのカーソルの座標はコンピュータ７上のデータで記録されており、座標をＸ，Ｙとする。
オペレータは予め分かっているレーザ像の高度，方位を手動で入力するか、あるいは恒星投影機２から然るべき通信手段や制御手段を用いて直接高度と方位を取得し、またその時のマウスカーソルの値を取得することにより、投影画面（プロジェクタが投影する画面）上の例えばＸ１，Ｙ１座標値と、実際のドーム上の方位角と高度の値の関係を、（Ｘ１，Ｙ１）＆（ＡＺＭ１，ＡＬＴ１）という形で取得する。コンピュータ７はこの値を記憶することができるようになっている。以降、この（Ｘ１，Ｙ１）と（ＡＺＭ１，ＡＬＴ１）の対を、地平＆画面座標対と呼ぶ。
この作業を、恒星投影機の方位角と緯度角を変えて何度も行うことにより、（Ｘｎ，Ｙｎ）＆（ＡＺＭｎ，ＡＬＴｎ）という関係の地平＆画面座標対の集合を作る（なお、ｎ＝１，２・・・）。
この作業を、恒星投影機の方位角と緯度角を変えて何度も行うことにより、（Ｘｎ，Ｙｎ）＆（ＡＺＭｎ，ＡＬＴｎ）という関係の地平＆画面座標対の集合を作る（なお、ｎ＝１，２・・・）。
この関係を画面の広い範囲で作ることにより、コンピュータ画面上と実際の高度および方位角の関係を図示することができ、またこの値を補完することにより、任意の高度と方位角に対する、画面上の座標の近似式を求める補完式を作ることができる。
そこで、例えば（Ａｚｍｐ，Ａｌｔｐ）の方位角，高度に天体を投影したい場合は、この補完式に基づいて上記高度と方位をＸＹ座標の（Ｘｐ，Ｙｐ）に変換し、このＸＹ座標位置に天体を投影すれば、所望する方位角と高度の位置に天体の映像を投影することができることになる。この投影位置の精度は、画面上の関係データの数が多く、その間隔が密なほど正確になる。
データのサンプル作業は手間を要するので、最小限のデータのサンプル数で、より良い補正結果を得るためには、単純に座標値の補完を行うのではなく、プロジェクタの位置，姿勢角，光学特性により画面上からドームスクリーン上の方位角，高度に座標変換する方法が理論値に近く、好ましい。
そこで、サンプル値を用いて実際のプロジェクタの位置や姿勢角、プロジェクタの光学特性などを推定し、この値を元に座標変換することになる。これは、非常に良好な座標変換となる。
そこで、例えば（Ａｚｍｐ，Ａｌｔｐ）の方位角，高度に天体を投影したい場合は、この補完式に基づいて上記高度と方位をＸＹ座標の（Ｘｐ，Ｙｐ）に変換し、このＸＹ座標位置に天体を投影すれば、所望する方位角と高度の位置に天体の映像を投影することができることになる。この投影位置の精度は、画面上の関係データの数が多く、その間隔が密なほど正確になる。
データのサンプル作業は手間を要するので、最小限のデータのサンプル数で、より良い補正結果を得るためには、単純に座標値の補完を行うのではなく、プロジェクタの位置，姿勢角，光学特性により画面上からドームスクリーン上の方位角，高度に座標変換する方法が理論値に近く、好ましい。
そこで、サンプル値を用いて実際のプロジェクタの位置や姿勢角、プロジェクタの光学特性などを推定し、この値を元に座標変換することになる。これは、非常に良好な座標変換となる。
図３（ａ）の例は基準マーク手段としてレーザポインタ１０を恒星投影機２に内蔵させている例を示しているが、図３（ｂ）に示すようにレーザポインタ１５を恒星投影機１７の外表面に取り付けることも可能である。さらに図３（ｃ）に示すようにレーザポインタ１６などの基準マーカを恒星投影機１７とは独立してドーム内に設置でき、さらには恒星投影機から投影される恒星像を基準マークとすることもできる。
恒星投影機２に内蔵させるタイプや外表面に取り付けるタイプの基準マーク手段は、前述したように恒星投影機２の方位軸と緯度軸の角位置を制御することにより投影した基準マークの位置を知ることができる。独立して設置するタイプの基準マーク手段は、自らの方位軸と緯度軸の角位置の調整機構が設置され、この調整機構により投影した基準マークの方位角，高度を知ることができる。恒星像を用いる場合は、所定日時における投影画面上の高度方位角が分かっているため、これを利用して恒星像の投影された方位角，高度を知ることができる。
また基準マークを投影するのではなく、ドームスクリーン上の複数個所の方位角，高度にＬＥＤ，電球，蓄光，蛍光シールなどのマークを設け、これを基準マークとすることもできる。
恒星投影機２に内蔵させるタイプや外表面に取り付けるタイプの基準マーク手段は、前述したように恒星投影機２の方位軸と緯度軸の角位置を制御することにより投影した基準マークの位置を知ることができる。独立して設置するタイプの基準マーク手段は、自らの方位軸と緯度軸の角位置の調整機構が設置され、この調整機構により投影した基準マークの方位角，高度を知ることができる。恒星像を用いる場合は、所定日時における投影画面上の高度方位角が分かっているため、これを利用して恒星像の投影された方位角，高度を知ることができる。
また基準マークを投影するのではなく、ドームスクリーン上の複数個所の方位角，高度にＬＥＤ，電球，蓄光，蛍光シールなどのマークを設け、これを基準マークとすることもできる。
図７は、本発明による映像投影システムのカーソルとポインタの位置合わせ装置の実施の形態を示すブロック図で、手動でカーソル位置合わせを行うコンピュータの一部の構成を示すものである。
地平座標設定装置３５は、レーザポインタを所定の方位角，高度（azm,alt)を設定するもので、例えば、複数の方位角，高度を予め設定してあり、このデータはカーソルを合わせる毎にサーボ制御装置３６に出力されるとともに地平座標一画面座標対応データ記憶装置３９に記憶される。このデータがサーボ制御装置３６から出力されるタイミングは、手動で行っても、また、直前に出力された方位角，高度のポインタ像にカーソル像３４が位置合わせされたことを検出して自動的に行っても良い。サーボ制御装置３６はモータなどの駆動手段の回転駆動力をポインタ内蔵の恒星投影機３７の方位軸と緯度軸に伝達する伝達機構（減速ギヤ群，駆動軸変換ギヤ，ベルトなど）を備えており、地平座標設定装置３５から与えられる方位角，高度になるように恒星投影機３７の方位軸と緯度軸を駆動調整できる。ドームスクリーン４０のポインタ像３８は恒星投影機３７の設定された方位角，高度に投影される。
地平座標設定装置３５は、レーザポインタを所定の方位角，高度（azm,alt)を設定するもので、例えば、複数の方位角，高度を予め設定してあり、このデータはカーソルを合わせる毎にサーボ制御装置３６に出力されるとともに地平座標一画面座標対応データ記憶装置３９に記憶される。このデータがサーボ制御装置３６から出力されるタイミングは、手動で行っても、また、直前に出力された方位角，高度のポインタ像にカーソル像３４が位置合わせされたことを検出して自動的に行っても良い。サーボ制御装置３６はモータなどの駆動手段の回転駆動力をポインタ内蔵の恒星投影機３７の方位軸と緯度軸に伝達する伝達機構（減速ギヤ群，駆動軸変換ギヤ，ベルトなど）を備えており、地平座標設定装置３５から与えられる方位角，高度になるように恒星投影機３７の方位軸と緯度軸を駆動調整できる。ドームスクリーン４０のポインタ像３８は恒星投影機３７の設定された方位角，高度に投影される。
カーソル座標設定装置３１は、カーソルの座標を設定するための装置である。マウスなどのカーソル位置操作装置３０を操作することにより画面上の所定位置にカーソルを移動させることができる。カーソル座標設定装置３１は、移動させられたカーソル位置を認識し、液晶表示部などのカーソル表示装置３２にカーソルの座標位置を表示する。ドームスクリーン４０にはビデオプロジェクタ３３によってカーソルが投影され、その位置はカーソル表示装置３２に表示された座標位置となる。カーソル座標は位置合わせされたポインタ像の地平座標（azmn,altn)に対応付けられて地平座標一画面座標対応データ記憶装置３９に記憶される。これにより順番に方位角，高度が変えられる恒星投影機から投影されるポインタ像に対し、オペレータは目視でカーソルをポインタに合わせてその位置を記憶させていくことができる。
なお、カーソルの移動はマウスではなくキーボードなどの方向キーの操作またはパッドなどの十字キーなどによって位置合わせを行うことも可能である。
なお、カーソルの移動はマウスではなくキーボードなどの方向キーの操作またはパッドなどの十字キーなどによって位置合わせを行うことも可能である。
このようにして地平座標一画面座標対応データ記憶装置３９に記憶したデータを用いてパラメータ算出装置４０により最小映像歪みを実現するプロジェクタパラメータ（座標，姿勢角，レンズ焦点距離）を求めることができる。なお、上記のように求めるプロジェクタパラメータを真のプロジェクタパラメータと表現することとする。
図８は、本発明による映像投影システムのカーソルとポインタの位置合わせ装置の他の実施の形態を示すブロック図で、カメラを利用してポインタ像にカーソル像を自動的に位置合わせする例を示している。
カーソル表示装置３２，ビデオプロジェクタ３３，地平座標設定装置３５，サーボ制御装置３６，恒星投影機３７およびパラメータ算出装置４０は、図７で同じ符号を付した装置と同一である。
カーソル座標設定装置５３は、カーソルの座標を設定するための装置であり、差動演算器５２から入力される誤差データに基づき、ビデオプロジェクタ３３に出力するカーソル座標に対しポインタ像６１とカーソル像５６の位置の誤差がないようなカーソル座標を出力するように制御する。カーソル座標設定装置５３から出力されるカーソル座標はカーソル表示装置３２に表示される。ドームスクリーン６３にはビデオプロジェクタ３３によってカーソルが投影され、その位置はカーソル表示装置３２に表示された座標位置となる。
カーソル表示装置３２，ビデオプロジェクタ３３，地平座標設定装置３５，サーボ制御装置３６，恒星投影機３７およびパラメータ算出装置４０は、図７で同じ符号を付した装置と同一である。
カーソル座標設定装置５３は、カーソルの座標を設定するための装置であり、差動演算器５２から入力される誤差データに基づき、ビデオプロジェクタ３３に出力するカーソル座標に対しポインタ像６１とカーソル像５６の位置の誤差がないようなカーソル座標を出力するように制御する。カーソル座標設定装置５３から出力されるカーソル座標はカーソル表示装置３２に表示される。ドームスクリーン６３にはビデオプロジェクタ３３によってカーソルが投影され、その位置はカーソル表示装置３２に表示された座標位置となる。
ビデオカメラ５７ではドームスクリーン６３に投影されたカーソル像５６とポインタ像６１を撮影し、そのアナログ画像はビデオキャプチャ部５０で所定のイメージデータ形式（画像データ）に変換される。画像処理装置５１は入力される画像データを分析し、特徴形状に基づきカーソル像５６とポインタ像６１を認識することにより、それぞれのアドレスデータを得て、これらアドレスデータによりカーソルとポインタのＸＹ座標を算出する。
この際、カーソル像とポインタ像を認識するアルゴリズムにはさまざまな方法が考えられるが、たとえば、ポインタをＯＮ／ＯＦＦできる構成とし、ポインタをＯＮした状態で撮影して画像を記憶し（画像Ａ）、続いてポインタをＯＦＦした状態で撮影した画像（画像Ｂ）を用意し、両画像同士で各画素の輝度の差を取った画像（画像Ｃ）を作成すれば、画像Ｃでは、余計なほかの被写体は相殺されて消え、ポインタ像の部分のみ浮かび上がるので、容易にポインタ像を認識することができる。カーソルについても同様に、コンピュータの指令によりカーソルをＯＮ／ＯＦＦすれば、同様の認識ができる。このようにして認識して得たカーソルのＸＹ座標データとポインタのＸＹ座標データは差動演算器５２の−，＋の入力端子に入力され、差動演算器５２から誤差データが出力され、カーソル座標設定装置５３に入力する。
誤差がなく、差動演算器５２の出力は０値であれば、カーソル座標設定装置５３はカーソルがポインタ像と一致したとして、そのカーソル座標を地平座標一画面座標対応データ記憶装置６２に記憶する。地平座標一画面座標対応データ記憶装置６２では位置合わせが行われたポインタ像の地平座標（azmn,altn ）に対応付けられてカーソル座標が記憶される。
誤差がある場合には、その誤差分を修正したカーソル座標がカーソル座標設定装置５３から出力され、上記と同様な画像を取り込み、演算が行われてカーソル像とポインタ像の位置合わせ制御が行われる。
誤差がある場合には、その誤差分を修正したカーソル座標がカーソル座標設定装置５３から出力され、上記と同様な画像を取り込み、演算が行われてカーソル像とポインタ像の位置合わせ制御が行われる。
図１４は図８の映像投影システムの実施の形態を示す概略図である。
カメラ５７はレーザポインタ４１を有する恒星投影機３７に並設されており、ドームスクリーンに投影されたポインタ像とカーソル像を撮影し、その出力は図示しないコンピュータに接続され、ビデオプロジェクタで投影されるカーソル像がポインタ像に一致するようにカーソル像の座標位置が自動的に調整される。
カメラ５７はレーザポインタ４１を有する恒星投影機３７に並設されており、ドームスクリーンに投影されたポインタ像とカーソル像を撮影し、その出力は図示しないコンピュータに接続され、ビデオプロジェクタで投影されるカーソル像がポインタ像に一致するようにカーソル像の座標位置が自動的に調整される。
図１５は、ビデオプロジェクタの設置構造の実施の形態を示す斜視図である。
台座５８は垂直方向を軸に回転可能に構成されており、この垂直方向の軸がヨー（ｙ）軸であり、ヨー角を調整可能である。台座５８の上面に支柱５９が植設され、支柱５９の先端に水平方向を軸に回転可能に支持杆６０が取り付けられている。この水平方向の軸がピッチ（ｐ）軸であり、ピッチ角を調整可能である。支持杆６０の上端には支持枠６３が取り付けられ、ビデオプロジェクタ３３の光軸方向に平行な軸を中心にビデオプロジェクタ３３が回転可能となっている。この光軸方向に平行な軸がロール（ｒ）軸であり、ロール角を調整可能である。
これらヨー角，ピッチ角およびロール角を調整することによりビデオプロジェクタの姿勢角を調整することができる。パラメータ算出装置で求めた真のプロジェクタの座標と姿勢角に設定すれば、個別のプラネタリウムドームスクリーンに対し最も映像の歪みの少ないプロジェクタによる映像を投影することができる。
台座５８は垂直方向を軸に回転可能に構成されており、この垂直方向の軸がヨー（ｙ）軸であり、ヨー角を調整可能である。台座５８の上面に支柱５９が植設され、支柱５９の先端に水平方向を軸に回転可能に支持杆６０が取り付けられている。この水平方向の軸がピッチ（ｐ）軸であり、ピッチ角を調整可能である。支持杆６０の上端には支持枠６３が取り付けられ、ビデオプロジェクタ３３の光軸方向に平行な軸を中心にビデオプロジェクタ３３が回転可能となっている。この光軸方向に平行な軸がロール（ｒ）軸であり、ロール角を調整可能である。
これらヨー角，ピッチ角およびロール角を調整することによりビデオプロジェクタの姿勢角を調整することができる。パラメータ算出装置で求めた真のプロジェクタの座標と姿勢角に設定すれば、個別のプラネタリウムドームスクリーンに対し最も映像の歪みの少ないプロジェクタによる映像を投影することができる。
続いて、基準マークとカーソルを用いて座標変換パラメータを算出し、座標変換する実施の形態を説明する。
ドームの曲率半径やビデオプロジェクタの投影レンズの焦点距離があらかじめ正確に判明している前提で、ビデオプロジェクタを例えば設計上の位置および姿勢に近い位置および姿勢で取り付け、ドームスクリーンに画面を投影する。このプロジェクタの位置と姿勢角の組み合わせを、以降プロジェクタパラメータと呼ぶ。
ドームの曲率半径やビデオプロジェクタの投影レンズの焦点距離があらかじめ正確に判明している前提で、ビデオプロジェクタを例えば設計上の位置および姿勢に近い位置および姿勢で取り付け、ドームスクリーンに画面を投影する。このプロジェクタの位置と姿勢角の組み合わせを、以降プロジェクタパラメータと呼ぶ。
レーザーポインタを所定の方位角，高度（azm1,alt1 ）に向ける。そして、プロジェクタ画面上のカーソルをレーザポインタの点像に一致させる。このときのポイントを点１とし、画面上のカーソル座標(CX1,CY1) と、(azm1,alt1) をまとめて地平＆画面座標対とよび、コンピュータに記憶する。この操作を、点ｎまでｎ回繰り返すと、
(CX1，CY1)＆(azm1,alt1)
(CX2，CY2)＆(azm2,alt2)
：
：
(Cxn，CYn)＆(azmn,altn)
の地平＆画面座標対のデータ列がコンピュータの記憶装置３９（６２）に記憶される。
(CX1，CY1)＆(azm1,alt1)
(CX2，CY2)＆(azm2,alt2)
：
：
(Cxn，CYn)＆(azmn,altn)
の地平＆画面座標対のデータ列がコンピュータの記憶装置３９（６２）に記憶される。
プロジェクタの位置（x,y,z)と姿勢角(p,y,r) を、ある値（たとえば、設計上の値）と仮定して（仮プロジェクタパラメータ）、地平座標（azm1,alt1)の点が、プロジェクタ画面上のどこに相当するかを計算する。求められた値を(CPX1,CPY1) とする。この値を、投影画面上の推定座標とする。
ここで、もし仮プロジェクタパラメータが、現実のプロジェクタの設置位置や姿勢角と完全に一致していれば、推定座標(CPX1,CPY1) は、地平＆画面座標対から取り出した画面上座標(CＸ1,CY1)と一致するはずである。しかし実際に誤差があれば、両方の座標には誤差に起因する差異が発生する。座標値誤差Ｅｒｒは、
Err = ((CPX1−CX1)2 ＋ (CPY1−CY1)2)1/2 ・・・（１）
になる。
ここで、もし仮プロジェクタパラメータが、現実のプロジェクタの設置位置や姿勢角と完全に一致していれば、推定座標(CPX1,CPY1) は、地平＆画面座標対から取り出した画面上座標(CＸ1,CY1)と一致するはずである。しかし実際に誤差があれば、両方の座標には誤差に起因する差異が発生する。座標値誤差Ｅｒｒは、
Err = ((CPX1−CX1)2 ＋ (CPY1−CY1)2)1/2 ・・・（１）
になる。
これを複数の点で行い、複数の地平＆画面座標対で同様の計算を行って、各々座標値誤差の総和ΣＥｒｒを求める。仮プロジェクタパラメータが現実の設定値と一致していれば、ΣＥｒｒはやはり０になるが、現実には、誤差に応じた値になる。
ΣＥｒｒを求める誤差総和算出装置の実施の形態を図９に示す。
図９において誤差総和算出装置は、座標変換装置（１）６５ａ〜（ｎ）６５ｎと、画面座標誤差算出装置（１）６６ａ〜（ｎ）６６ｎと、積算装置６７より構成されている。
座標変換装置（１）６５ａ〜（ｎ）６５ｎは、地平座標（azm1,alt1)〜（azmn,altn)に対しプロジェクタパラメータを取り込み、それぞれ推定座標(CPX1,CPY1) 〜(CPXn,CPYn) に変換する。画面座標誤差算出装置（１）６６ａ〜（ｎ）６６ｎは画面上座標(CＸ1,CY1)〜(CＸn,CYn)に対し、それぞれ推定座標(CPX1,CPY1) 〜(CPXn,CPYn) を取り入れ（１）式の演算を行って座標値誤差Ｅｒｒ1 〜ｎを算出する。積算装置６７は座標値誤差Ｅｒｒ1 〜ｎを積算し誤差の総和を出力する。
ΣＥｒｒを求める誤差総和算出装置の実施の形態を図９に示す。
図９において誤差総和算出装置は、座標変換装置（１）６５ａ〜（ｎ）６５ｎと、画面座標誤差算出装置（１）６６ａ〜（ｎ）６６ｎと、積算装置６７より構成されている。
座標変換装置（１）６５ａ〜（ｎ）６５ｎは、地平座標（azm1,alt1)〜（azmn,altn)に対しプロジェクタパラメータを取り込み、それぞれ推定座標(CPX1,CPY1) 〜(CPXn,CPYn) に変換する。画面座標誤差算出装置（１）６６ａ〜（ｎ）６６ｎは画面上座標(CＸ1,CY1)〜(CＸn,CYn)に対し、それぞれ推定座標(CPX1,CPY1) 〜(CPXn,CPYn) を取り入れ（１）式の演算を行って座標値誤差Ｅｒｒ1 〜ｎを算出する。積算装置６７は座標値誤差Ｅｒｒ1 〜ｎを積算し誤差の総和を出力する。
したがって、逆に言えば、このΣＥｒｒが０になるプロジェクタパラメータを見つけることができれば、これが真の設定値であるといえる。現実には測定誤差などもあるので、完全にΣＥｒｒが０になる条件は非常に少ないが、このΣＥｒｒが０にもっとも近くなるプロジェクタパラメータ（最適プロジェクタパラメータ）を見つければよい。
最適プロジェクタパラメータの決定方法は様々あるが、たとえば最も簡単には、設計値に近い値で、プロジェクタパラメータを幾通りにも変えてΣＥｒｒを求めて、最小の値となる条件を検索する方法などがある。
この位置と姿勢角を最終的に用いるプロジェクタパラメータを座標変換パラメータとして採択し、プロジェクタの座標変換を行い、表示したい高度, 方位角からプロジェクタ上の座標を算出すれば、常に正しい位置に、映像を表示できる。
最適プロジェクタパラメータの決定方法は様々あるが、たとえば最も簡単には、設計値に近い値で、プロジェクタパラメータを幾通りにも変えてΣＥｒｒを求めて、最小の値となる条件を検索する方法などがある。
この位置と姿勢角を最終的に用いるプロジェクタパラメータを座標変換パラメータとして採択し、プロジェクタの座標変換を行い、表示したい高度, 方位角からプロジェクタ上の座標を算出すれば、常に正しい位置に、映像を表示できる。
続いて、この座標変換パラメータを用いて、地平座標を基準に描かれたマスター画像を、座標変換によって正しく投影されるように変形して投影する手順を示す。
ここでマスター画像について説明するため、マスター画像の一例を図１０に示す。
マスター画像は、縦横が所定のピクセル数の画素で構成されたディジタル画像であり、コンピュータ内のマスター画像メモリ（図示されていない）に記憶されている。マスター画像は図示のとおり、横軸が地平座標での方位角、縦軸が高度に対応している。横幅はｗピクセル、高さはｈピクセルであり、１ピクセルに相当する角度を設定する画像の解像度は、RESO pixel/ 度であるとする。つまり、たとえば画像中のある画素(gx,gy) の地平座標(azmg,altg) は
azmg = gx * RESO
altg = gy * RESO
となる。
マスター画像メモリからは、任意の位置のピクセルの色情報を取り出せるようになっている。
ここでマスター画像について説明するため、マスター画像の一例を図１０に示す。
マスター画像は、縦横が所定のピクセル数の画素で構成されたディジタル画像であり、コンピュータ内のマスター画像メモリ（図示されていない）に記憶されている。マスター画像は図示のとおり、横軸が地平座標での方位角、縦軸が高度に対応している。横幅はｗピクセル、高さはｈピクセルであり、１ピクセルに相当する角度を設定する画像の解像度は、RESO pixel/ 度であるとする。つまり、たとえば画像中のある画素(gx,gy) の地平座標(azmg,altg) は
azmg = gx * RESO
altg = gy * RESO
となる。
マスター画像メモリからは、任意の位置のピクセルの色情報を取り出せるようになっている。
図１１は、マスター画像を変形して投影画面に描画する手順を示すフローチャートである。
プログラムが開始する（ステップ（以下、「Ｓ」という）０１）と、プログラムは、画面上の全画素に対して処理を行うため、マスター画面上座標ＧＸを０からＷまで、ＧＹを０からＨまで、それぞれ１つづつ変化させる。このループ動作の実行がＳ０２とＳ０３である。
そしてループ内で設定された各画素の色情報を読み出して変数Ｃｏｌに代入する（Ｓ０４）。また、この画素の地平座標を、マスター画面上座標ＧＸとＧＹから算出して方位角azmgと高度altgに代入する（Ｓ０５）。このazmgとaltgを、前記座標変換手段によってプロジェクタの画面上座標に変換し、それをＣＸ，ＣＹとする（Ｓ０６）。続いて、プロジェクタ画面上の座標ＣＸ、ＣＹの点に、Ｓ０４で取得した色の点を描画する（Ｓ０７）。これを全画素に対して行うことで、プロジェクタ画面上には、ドームスクリーン上の正しい位置に画像が投影されるための画像が現れることになる。Ｓ０８とＳ０９は、ＧＸ、ＧＹのループの末尾である。
プログラムが開始する（ステップ（以下、「Ｓ」という）０１）と、プログラムは、画面上の全画素に対して処理を行うため、マスター画面上座標ＧＸを０からＷまで、ＧＹを０からＨまで、それぞれ１つづつ変化させる。このループ動作の実行がＳ０２とＳ０３である。
そしてループ内で設定された各画素の色情報を読み出して変数Ｃｏｌに代入する（Ｓ０４）。また、この画素の地平座標を、マスター画面上座標ＧＸとＧＹから算出して方位角azmgと高度altgに代入する（Ｓ０５）。このazmgとaltgを、前記座標変換手段によってプロジェクタの画面上座標に変換し、それをＣＸ，ＣＹとする（Ｓ０６）。続いて、プロジェクタ画面上の座標ＣＸ、ＣＹの点に、Ｓ０４で取得した色の点を描画する（Ｓ０７）。これを全画素に対して行うことで、プロジェクタ画面上には、ドームスクリーン上の正しい位置に画像が投影されるための画像が現れることになる。Ｓ０８とＳ０９は、ＧＸ、ＧＹのループの末尾である。
このような手順によってマスター画像が変形され正しく投影される様子を図１２に示す。図１２（ａ）は、マスター画像であり、座標線は地平座標（方位，高度）である。図１２（ｂ）は、マスター画像を座標変換して投影画面に描画した様子である。なお、理解を容易にするために実際にドームスクリーンに投影されない座標線を図１２には描いている。この投影画面をプロジェクタで投影した斜視図が図１２（ｃ）である。ドーム上の地平座標目盛に沿って正しく投影されている様子が分かる。
この実施の形態では、元画像の座標をもとにプロジェクタ画面上の座標に変換して描画する例を示したが、実際には、プロジェクタ画面上の座標上で、CX,CY の値を変化させつつ設定し、このXY座標から地平座標に変換する逆変換処理を行い、元画像中の座標GX,GY を求め、それから元画像の座標(GX,GY) の画素の色を読み出して画面上の座標(CX,CY) に描画する方法でもよいことは勿論である。
この実施の形態では、元画像の座標をもとにプロジェクタ画面上の座標に変換して描画する例を示したが、実際には、プロジェクタ画面上の座標上で、CX,CY の値を変化させつつ設定し、このXY座標から地平座標に変換する逆変換処理を行い、元画像中の座標GX,GY を求め、それから元画像の座標(GX,GY) の画素の色を読み出して画面上の座標(CX,CY) に描画する方法でもよいことは勿論である。
つづいて、この座標変換手順により、図形をドームスクリーン上に投影する手順を説明する。
この実施の形態は、もっとも単純な図形の例として線分を描画する例である。線分の描画は、たとえば星座を構成する星と星を直線で結ぶ場合などに有用となる技術である。
線分の特徴点は、両端の端点である。これを線分端点１、線分端点２とする。
それぞれの地平座標は以下のとおりである。
線分端点１の赤道座標は(AZM1 , ALT1) 、
線分端点２の赤道座標は(AZM2 , ALT2) である。
この値は、線分データメモリに記憶されている。
この実施の形態は、もっとも単純な図形の例として線分を描画する例である。線分の描画は、たとえば星座を構成する星と星を直線で結ぶ場合などに有用となる技術である。
線分の特徴点は、両端の端点である。これを線分端点１、線分端点２とする。
それぞれの地平座標は以下のとおりである。
線分端点１の赤道座標は(AZM1 , ALT1) 、
線分端点２の赤道座標は(AZM2 , ALT2) である。
この値は、線分データメモリに記憶されている。
プログラムが開始すると、まず線分データメモリからデータを読み出す。続いて線分端点１と線分端点２の座標を座標変換手段により座標変換して、画面座標(CX1,CY1)-(CX2,CY2) とする。その後、プロジェクタ画面上で（CX1,CY1)と(CX2,CY2) を結ぶ線を描画すれば、ドームスクリーン上で、地平座標(AZM1,ALT1) と、地平座標(AZM2,ALT2) を結ぶ線が描かれることになる。
上記プログラムの実行により、線分が正しく投影される様子を図１３に示す。
図１３（ａ）は、線分データメモリに記憶された線分のデータ（線分端点１と線分端点２）のデータを分かり易く図示したものであり、現実にこのような画像を用意するわけではない。図１３（ｂ）は、線分端点１の座標と線分端点２の座標を座標変換により投影画面上座標に変換して、投影画面に描画した様子である。この投影画面をプロジェクタで投影した斜視図が図１３（ｃ）である。ドーム上の地平座標目盛に沿って線分が正しく投影されている様子が分かる。
上記プログラムの実行により、線分が正しく投影される様子を図１３に示す。
図１３（ａ）は、線分データメモリに記憶された線分のデータ（線分端点１と線分端点２）のデータを分かり易く図示したものであり、現実にこのような画像を用意するわけではない。図１３（ｂ）は、線分端点１の座標と線分端点２の座標を座標変換により投影画面上座標に変換して、投影画面に描画した様子である。この投影画面をプロジェクタで投影した斜視図が図１３（ｃ）である。ドーム上の地平座標目盛に沿って線分が正しく投影されている様子が分かる。
このように線分を描画することを応用して、三角形，四角形などの多角形、さらには複雑な図形を描くこともできる。また、図形を構成する特徴点の座標は、地平座標で定義するばかりでなく、赤道座標や黄道座標で定義し、これを座標変換によって地平座標に変換することも可能であり、たとえば赤道座標や黄道座標で定義する恒星の座標を特徴点として用いれば、恒星と恒星を結ぶ点を描画し、星座を分かりやすく示すための星座線を描くことも可能である。
つぎに、映像の歪みを補正する手段として図７，図８に示すパラメータ算出装置を用いるのではなく、補間法による例について説明する。
図３に示すような恒星投影機を用いて、ポインタを地平高度, 方位角をある値に設定して投影する。そして、図７または図８のシステムを使い、カーソルの位置を合わせることでコンピュータ画面上の座標（Ｘ，Ｙ）を取得する。なお、記憶装置３９（６２）に接続されているパラメータ算出装置４０の代わりに補間法による演算が行える装置が接続される。取得したデータは、そのときのポインタの地平座標（方位, 高度）と、このポインタに一致して投影されているカーソルのコンピュータ画面上の座標（X,Y ）を、地平座標一画面座標対応データとして記憶装置３９（６２）に記憶する。
図３に示すような恒星投影機を用いて、ポインタを地平高度, 方位角をある値に設定して投影する。そして、図７または図８のシステムを使い、カーソルの位置を合わせることでコンピュータ画面上の座標（Ｘ，Ｙ）を取得する。なお、記憶装置３９（６２）に接続されているパラメータ算出装置４０の代わりに補間法による演算が行える装置が接続される。取得したデータは、そのときのポインタの地平座標（方位, 高度）と、このポインタに一致して投影されているカーソルのコンピュータ画面上の座標（X,Y ）を、地平座標一画面座標対応データとして記憶装置３９（６２）に記憶する。
この操作を、ポインタの方位角，高度を一定角刻み（たとえば10度ずつ）変化させて繰り返し行うと、地平座標一画面座標対応データがまとまった形で取得できる。このうち画面座標をコンピュータ画面上にまとめて表示したのが図１６である（理解を助けるために地平座標（方位角，高度）を併記してある）。また、この点を直線で結んだのが図１７である。
ここで、例えば、ドーム上の方位角10度, 高度10度の位置に何らかの映像を投影したいときには、ここで取得されている地平座標一画面座標対応データの中から、方位10度, 高度10度のデータに相当する画面座標を選択し、この画面座標に表示をすればよいわけである。しかしこのままでは、今回の場合10度刻みの飛び飛びの値でしか表示する画像の高度と方位角を設定できない。しかし図１６，１７を見れば容易に推察できるように、この途中の値であっても、近隣の値から補間計算することは容易であって、表示したい方位角，高度が中途半端な数値であっても、補間計算により、これに相当する画面座標を求めることができる。
ここで、例えば、ドーム上の方位角10度, 高度10度の位置に何らかの映像を投影したいときには、ここで取得されている地平座標一画面座標対応データの中から、方位10度, 高度10度のデータに相当する画面座標を選択し、この画面座標に表示をすればよいわけである。しかしこのままでは、今回の場合10度刻みの飛び飛びの値でしか表示する画像の高度と方位角を設定できない。しかし図１６，１７を見れば容易に推察できるように、この途中の値であっても、近隣の値から補間計算することは容易であって、表示したい方位角，高度が中途半端な数値であっても、補間計算により、これに相当する画面座標を求めることができる。
補間計算では必ず誤差が生じるが、補間アルゴリズムを、直線よりも曲線、例えば２次や３次の式としたり、あるいは取得する地平座標一画面座標対応データの間隔をより細かくすれば、精度を充分上げることができる。
ここで、ある面積をもった画像を、この補間法を用いて表示する実施例を示す。表示したいオリジナル画像を表示する角度や位置，回転角などを決めると、この画像の各ピクセルに相当する地平座標を求めることができる。それぞれの画素に対して地平座標を求め、この地平座標から上記の方法で画面上座標を求めて、そこにこのピクセルを描画する。これを繰り返せば、ドームスクリーン上の正しい位置に画像が表示されることになる。
ここで、ある面積をもった画像を、この補間法を用いて表示する実施例を示す。表示したいオリジナル画像を表示する角度や位置，回転角などを決めると、この画像の各ピクセルに相当する地平座標を求めることができる。それぞれの画素に対して地平座標を求め、この地平座標から上記の方法で画面上座標を求めて、そこにこのピクセルを描画する。これを繰り返せば、ドームスクリーン上の正しい位置に画像が表示されることになる。
続いて補完法について説明する。
上記方法で、方位および高度を一定刻み（方位の刻み値をdazm，角度の刻み値をdalt）で変えながら、地平座標一画面座標対応データを取得して記憶装置３９（６２）に記憶する。ここである地平座標(azmP,altP) の点を、画面上でどの位置（座標）に表示すべきか求めるものとする。
先に取得した地平座標一画面座標対応データの集合の中で、地平座標において、表示したい値を矩形に囲む近隣の４つの値（基準点）を選び出す。これを以下とする。
点00：(azm0,alt0) (x00,y00)
点01：(azm1,alt0) (x01,y01)
点10：(azm0,alt1) (x10,y10)
点11：(azm1,alt1) (x11,y11)
ここで、点00と点01の高度(=alt0) は等しい。同様に点01と点11の方位角（=azm1)も等しい。
上記方法で、方位および高度を一定刻み（方位の刻み値をdazm，角度の刻み値をdalt）で変えながら、地平座標一画面座標対応データを取得して記憶装置３９（６２）に記憶する。ここである地平座標(azmP,altP) の点を、画面上でどの位置（座標）に表示すべきか求めるものとする。
先に取得した地平座標一画面座標対応データの集合の中で、地平座標において、表示したい値を矩形に囲む近隣の４つの値（基準点）を選び出す。これを以下とする。
点00：(azm0,alt0) (x00,y00)
点01：(azm1,alt0) (x01,y01)
点10：(azm0,alt1) (x10,y10)
点11：(azm1,alt1) (x11,y11)
ここで、点00と点01の高度(=alt0) は等しい。同様に点01と点11の方位角（=azm1)も等しい。
表示したい点（点Ｐ）の地平座標とは以下の関係が成り立つものとする。
azm0 ≦ azmP ≦ azm1
alt0 ≦ altP ≦ alt1
ちなみに
azm1 −azm0 = dazm
alt1 −alt0 = dalt
である。
この４つの基準点と、点Ｐを、地平座標でプロットしたものが図１８である。
ここで、点00を基準として、方位刻み値に対する点Ｐの方位角を点Ｐの方位相対値とする。
点Ｐの方位相対値azmr＝ (azmP-azm0)/dazm
同様に高度についても高度相対値 altr= (altP-alt0)/dalt
と求められる。
azm0 ≦ azmP ≦ azm1
alt0 ≦ altP ≦ alt1
ちなみに
azm1 −azm0 = dazm
alt1 −alt0 = dalt
である。
この４つの基準点と、点Ｐを、地平座標でプロットしたものが図１８である。
ここで、点00を基準として、方位刻み値に対する点Ｐの方位角を点Ｐの方位相対値とする。
点Ｐの方位相対値azmr＝ (azmP-azm0)/dazm
同様に高度についても高度相対値 altr= (altP-alt0)/dalt
と求められる。
ここで、４つの基準点と、点Ｐを画面座標でプロットしたのが図１９である。
点Ｐの画面座標は未知であるが、ここで中間点を使って補間する。
点００と点１０の間の補間点（xt0,yt0)は、
xt0 = (x10−x00) * altr
yt0 = (y10−y00) * altr
として求められる。
同様に点１０と点１１の間の補間点（xt1,yt1)は
xt1 = (x11−x01) * altr
yt1 = (y11−y01) * altr
となる。
点Ｐの画面座標は未知であるが、ここで中間点を使って補間する。
点００と点１０の間の補間点（xt0,yt0)は、
xt0 = (x10−x00) * altr
yt0 = (y10−y00) * altr
として求められる。
同様に点１０と点１１の間の補間点（xt1,yt1)は
xt1 = (x11−x01) * altr
yt1 = (y11−y01) * altr
となる。
次に、この補間点同士を補間することで点Ｐの画面上座標(xP,yP) を求められる。
xP = (xt− xt0) * azmr
yP = (yt1 − yt0) * azmr
この実施例は、補間計算を１次式で行ったもっとも原始的な例であり、地平座標一画面座標対応データの取得間隔が充分小さくないと、補間の精度も落ちてしまうが、実際には２次や３次などの高次式で補間するなどして更に高い精度で補間して算出することができる。
このようにして、充分広い範囲にわたり得られた地平座標一画面座標対応データの集合があれば、任意の方位角，高度に対応する画面座標を取得することができる。
xP = (xt− xt0) * azmr
yP = (yt1 − yt0) * azmr
この実施例は、補間計算を１次式で行ったもっとも原始的な例であり、地平座標一画面座標対応データの取得間隔が充分小さくないと、補間の精度も落ちてしまうが、実際には２次や３次などの高次式で補間するなどして更に高い精度で補間して算出することができる。
このようにして、充分広い範囲にわたり得られた地平座標一画面座標対応データの集合があれば、任意の方位角，高度に対応する画面座標を取得することができる。
ここで、映像の歪（恒星投影機による恒星などの像点に対しビデオプロジェクタの本来投影されるべき位置からの映像のずれ量）を補正する手段を整理して挙げると以下の通りである。
（１）サンプルされた画面−地平座標対応データ（図７または図８の構成による記憶手段に記憶されたデータ）をもとに、補間計算により座標変換するものである。
（２）サンプルされた画面−地平座標対応データをもとに、プロジェクタのパラメータである位置、姿勢角、その他の情報（光学特性、焦点距離など）を算出し、このパラメータにより、地平座標と画面座標の座標変換を行う。
（３）上記２方式を併用する方法（（２）の方法で座標変換し、残存誤差を（１）の方法でさらに補正する）で補正する。
（１）サンプルされた画面−地平座標対応データ（図７または図８の構成による記憶手段に記憶されたデータ）をもとに、補間計算により座標変換するものである。
（２）サンプルされた画面−地平座標対応データをもとに、プロジェクタのパラメータである位置、姿勢角、その他の情報（光学特性、焦点距離など）を算出し、このパラメータにより、地平座標と画面座標の座標変換を行う。
（３）上記２方式を併用する方法（（２）の方法で座標変換し、残存誤差を（１）の方法でさらに補正する）で補正する。
プラネタリウム施設において恒星投影機とビデオプロジェクタを設置する際の、ビデオプロジェクタの投影する映像の歪み（プロジェクタ画面の投影すべき位置からのずれ）を補間計算や真のビデオプロジェクタの位置および姿勢を求める装置により補正するシステムである。
１，４２，６３ ドームスクリーン
２，１７，３７ 恒星投影機
３，３３ ビデオプロジェクタ
４ カーソル
５ 点像
６ ビデオプロジェクタの映像ａ
７ コンピュータ（制御装置）
１０，１５，１６，４１ レーザポインタ（基準マーカ投影機）
１１ 支持枠
１２ 台座
１８，５７ カメラ
３０ カーソル位置操作装置（マウス）
３１ カーソル座標設定装置
３２ カーソル表示装置
３４，５６ カーソル像
３５ 地平座標設定装置
３６ サーボ制御装置
３８，６１ ポインタ像
３９，６２ 地平座標一画面座標対応データ記憶装置
５０ ビデオキャプチャ部
５１ 画像処理装置
５２ 差動演算器
５３ カーソル座標設定装置
６５ａ〜６５ｎ 座標変換装置１〜ｎ
６６ａ〜６６ｎ 画面座標誤差算出装置１〜ｎ
６７ 積算装置
２，１７，３７ 恒星投影機
３，３３ ビデオプロジェクタ
４ カーソル
５ 点像
６ ビデオプロジェクタの映像ａ
７ コンピュータ（制御装置）
１０，１５，１６，４１ レーザポインタ（基準マーカ投影機）
１１ 支持枠
１２ 台座
１８，５７ カメラ
３０ カーソル位置操作装置（マウス）
３１ カーソル座標設定装置
３２ カーソル表示装置
３４，５６ カーソル像
３５ 地平座標設定装置
３６ サーボ制御装置
３８，６１ ポインタ像
３９，６２ 地平座標一画面座標対応データ記憶装置
５０ ビデオキャプチャ部
５１ 画像処理装置
５２ 差動演算器
５３ カーソル座標設定装置
６５ａ〜６５ｎ 座標変換装置１〜ｎ
６６ａ〜６６ｎ 画面座標誤差算出装置１〜ｎ
６７ 積算装置
Claims (11)
- コンピュータやビデオ装置などの映像生成手段から出力される映像を曲面を有するドーム状スクリーンに投影するものであって、スクリーン上で任意に移動可能な目印となる像を投影可能なプロジェクタと、
前記ドーム状スクリーンに星空を再現する恒星投影機と、
前記恒星投影機が有する角位置制御により、前記ドーム状スクリーン上に、スクリーン上の座標が既知となるように基準となるマークを表示する基準マーク手段と、
前記プロジェクタから投影される目印となる像と前記基準マークをスクリーン上の複数個所で位置合わせする位置合わせ手段と、
前記位置合わせ手段で一致した目印となる像の投影画面上座標とその基準マークのドーム状スクリーン上の座標を記憶し、スクリーン上座標−画面座標対応データを格納する記憶手段と、
前記スクリーン上座標−画面座標対応データを用いて、各スクリーン上座標に対応するプロジェクタの座標，姿勢角または撮影レンズの焦点距離の座標変換パラメータを算出する座標変換パラメータ算出手段と、
前記座標変換パラメータを用いてスクリーン上座標から投影画面上の座標または投影画面上座標からスクリーン上座標への座標変換を行う座標変換手段と、
を備え、
前記恒星投影機が投影する星空に対応して前記プロジェクタのドーム状スクリーン上へ投影する像を、ドーム状スクリーン上でのずれおよび形状を補正して表示することを特徴とする映像投影システム。 - コンピュータやビデオ装置などの映像生成手段から出力される映像を曲面を有するドーム状スクリーンに投影するものであって、スクリーン上で任意に移動可能な目印となる像を投影可能なプロジェクタと、
前記ドーム状スクリーンに星空を再現する恒星投影機と、
前記恒星投影機が有する角位置制御により、前記ドーム状スクリーン上に、スクリーン上の座標が既知となるように基準となるマークを表示する基準マーク手段と、
前記プロジェクタから投影される目印となる像と前記基準マークをスクリーン上の複数個所で位置合わせする位置合わせ手段と、
前記位置合わせ手段で一致した目印となる像の投影画面上座標とその基準マークのドーム状スクリーン上座標を、複数記憶し、スクリーン上座標−画面座標対応データを格納する記憶手段と、
前記スクリーン上座標−画面座標対応データを用い、任意の位置の近隣付近の複数のスクリーン上座標それぞれに対応する画面座標を求め、該複数の画面座標について補間演算することにより、任意の位置のスクリーン上座標に対応する画面座標を求める補間演算手段と、
を備え、
前記恒星投影機が投影する星空に対応して前記プロジェクタのドーム状スクリーン上へ投影する像を、ドーム状スクリーン上でのずれおよび形状を補正して表示することを特徴とする映像投影システム。 - 前記位置合わせ手段は、
前記目印となる像と前記基準マークを撮影するカメラと、
前記カメラの撮影画像より目印となる像と基準マークを抽出し、目印となる像位置と基準マーク位置の差を検出し、前記目印となる像位置を前記基準マーク位置に一致させるように前記プロジェクタから出力される目印となる像位置を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする請求項１または２記載の映像投影システム。 - 前記カメラは前記基準マーク手段と同架したことを特徴とする請求項３記載の映像投影システム。
- 前記位置合わせ手段は、
前記目印となる像を投影画面中で手動で移動できる操作装置を有し、
前記操作装置により目印となる像を前記基準マークに合わせることを特徴とする請求項１または２記載の映像投影システム。 - 前記基準マーク手段の前記基準マークは恒星投影機から投影される恒星の像を用いたことを特徴とする請求項１，２，３，４または５記載の映像投影システム。
- 前記基準マーク手段は、ドーム状スクリーン上の所定のドーム状スクリーン上の座標に投影可能に制御されている投影装置であることを特徴とする請求項１，２，３，４または５記載の映像投影システム。
- 前記基準マーク手段は、恒星投影機に搭載した投影装置であることを特徴とする請求項１，２，３，４または５記載の映像投影システム。
- 前記投影装置は、恒星投影機が有する回転軸の角位置制御により前記基準マークのドーム状スクリーン上の座標を設定することを特徴とする請求項８記載の映像投影システム。
- 前記目印となる像および基準マークを、任意にオンオフできることを特徴とする請求項１，２，３，４，５，７，８または９記載の映像投影システム。
- 前記基準マークのドーム状スクリーン上座標は、高度と方位角で表される地平座標であることを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９または１０記載の映像投影システム。
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2005
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