DE2052969A1

DE2052969A1 - Screen

Info

Publication number: DE2052969A1
Application number: DE19702052969
Authority: DE
Inventors: Toshio Prof Tokio P Watanuki
Original assignee: Hitachi Shipbuilding & Engineering Co Ltd , Osaka (Japan)
Priority date: 1969-10-30
Filing date: 1970-10-28
Publication date: 1971-05-13
Also published as: GB1315336A; FR2066758A5; US3695751A; CA934996A

Description

H 184 Pet- n'crtwalt D/p/.-Ciii-'ίί F.Schrumpf H 184 Pet- n'crtwalt D / p /.- Ciii-'ίί F. Shrink

510Düren ^J 23.10.1970 510 Düren ^J October 23, 1970

Koenenttraß* 20 Koenenttraß * 20

Anmelder:Applicant:

Hitachi Shipbuilding and Engineering Co.,Ltd.Hitachi Shipbuilding and Engineering Co., Ltd.

47, Edobori, 1-chome, Nishi-ku Osaka / Japan47, Edobori, 1-chome, Nishi-ku Osaka / Japan

BildwandScreen

Priorität:Priority:

30.Oktober 1969, Japan,Nr. 87438/69October 30, 1969, Japan, no. 87438/69

30.Oktober 1969, Japan,Nr. 87439/69 % October 30, 1969, Japan, no. 87439/69 %

Die Erfindung betrifft eine sphärische Projektionsbildwand.The invention relates to a spherical projection screen.

Üblicherweise sind Kinoleinwände eben ausgebildet· Die auf eine ebene Leinwand projizierten Bilder sind zwangsläufig planar und können die Zuschauer nicht völlig befriedigen. Um den Bildern eine dreidimensionale Erscheinung zu geben, ist eine gekrümmte Leinwand entwickelt worden, wie sie für das bekannte Cinerama-System verwendet wird· Ec bleibt jedoch wünschenswert, «ine dreidimensionale Bildwand zu schaffen, die eine Betrachtung der projleierten Bilder in vollem Umkreis und jeder Höhe ermöglicht· Cinema screens are usually flat. The images projected onto a flat screen are inevitably planar and cannot completely satisfy the audience. In order to give the pictures a three-dimensional appearance, a curved screen has been developed, as is used for the well-known Cinerama system Height allows

Aufgabe der Erfindung ist eine sphärische Bildwand insbesondere für Kinofilme, die dem Betrachter der projizierten Bilder überall den gleichen Eindruck vermittelt, als wenn er auf der Erde steht und hoch- oder umherblickt.The object of the invention is a spherical screen, in particular for cinema films, which the viewer of the projected Pictures everywhere give the same impression as if he was standing on the ground and looking up or around.

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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dsß sie die Gestalt einer Kugel hat, welche unterhalb des Äquators abgeschnitten ist. Die erfindungsgemäße Bildwand hat also nicht genau die Gestalt einer Halbkugel, sondern die eines größeren KugelSegmentes. Wenn eine Person aufrecht steht und geradeausblickt, so liegt der untere Rand seines Gesichtsfeldes in einiger Entfernung unter der Horizontlinie in Höhe seiner Augen. Hat nun die Bildwand die Form eines solchen Kuge1Segmentes, so deckt sie das Gesichtsfeld des Betrachters vom oberen bis zum unteren Rand. Wenn dagegen der Fuß der Bildwand die Form eines Zylinders hat, der sich von dem Äquator der Kugel nach unten erstreckt, so entstehen tote Zonen, in denen kein Bild projiziert werden kann. Solche toten Zonen werden vermieden, wenn dieser Bereich sphärische Form hat.This object is achieved in that it has the shape of a sphere which is cut off below the equator is. The projection screen according to the invention does not have exactly the shape of a hemisphere, but that of one larger spherical segment. When a person stands upright and looking straight ahead, the lower edge of his field of vision is some distance below the horizon line at the level of his eyes. If the screen now has the shape of such a spherical segment, it covers the field of view of the viewer from the top to the bottom. If, on the other hand, the base of the screen has the shape of a cylinder that extends downward from the equator of the sphere, dead zones arise in which no image is projected can be. Such dead zones are avoided if this Area has spherical shape.

Die Kugelgestalt der Bildwand wird durch eine Mehrzahl von Rahmenelementen hergestellt, die in Reihen zusammengesetzt sind und von denen jede eine Mehrzahl von schrägen Wandstreifen umfaßt, die in gegenseitiger Überlappung mit ihren freiliegenden Flächen nach unten gerichtet angeordnet sind. Diese Konstruktion stellt die Reproduktion klarer Bilder sicher und schaltet ein· diffuse Reflektion von Strahlen aus· Außerde» erleichtert der Aufbau aus Rahaenelementen mit Wandstreifen die Montage der sphärischen Leinwand. The spherical shape of the screen is produced by a plurality of frame members which are assembled in rows and each of which comprises a plurality of inclined wall strips which are arranged in mutual overlap with their exposed surfaces facing downwards. This construction ensures the reproduction of clear images and switches on · diffuse reflection of rays off · In addition, the construction of frame elements with wall strips facilitates the assembly of the spherical canvas.

Die Erfindung ist im nachstehenden an Hand der Zeichnung näher beschrieben·The invention is described in more detail below with reference to the drawing

Fig. 1 ist ein schematischer Querschnitt durch eine Pro jektionsanlage mit einer sphärischen Bildwand gemäß der Erfindung. Fig. 1 is a schematic cross section through a Pro jection system with a spherical screen according to the invention.

Fig. 2 ist ein Schnitt nach Linie 2-2 von Figur 1.FIG. 2 is a section along line 2-2 of FIG.

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Fig. 3 ist eine Teilansicht der Bildwand von Figur 1 in vergrößertem Maßstab, wobei ein Teil der Bildwand herausgebrochen ist.Figure 3 is a fragmentary view, on an enlarged scale, of the screen of Figure 1 with part of the screen broken away is.

Fig. 4 ist ein Querschnitt nach Linie 4-4 von Figur 3. Fig. 5 ist ein Schnitt nach Linie 5-5 von Figur 3.FIG. 4 is a cross section on line 4-4 of FIG. 3. FIG. 5 is a section on line 5-5 of FIG.

Fig. 6 ist eine perspektivische, vergrößerte Darstellung eines Rahmenelementes und läßt die Befestigung der Wandstreifen erkennen·Fig. 6 is a perspective, enlarged view of a frame member and leaves the attachment of the wall strips recognize·

Fig. 7 ist eine schematische Vorderansicht der sphärischen Bildwand nach der Erfindung und zeigt, wie die tote Zone eliminiert wird.Fig. 7 is a schematic front view of the spherical screen according to the invention and shows how the dead zone is eliminated.

Fig. 8 ist ein schematischer Grundriss von Figur 7.FIG. 8 is a schematic plan view of FIG. 7.

In den Figuren 1 und 2 ist eine Bildwand 1 gezeigt, die die Form einer Kugel hat, welche unterhalb des^Äquators E abgeschnitten ist und einen sphärischen oder gebogenen unteren Bereich la aufweist, der sich kontinuierlich von dem Äquator E nach unten erstreckt· Die Bildwand 1 ist an einem kuppeiförmigen Bau 2 befestigt, der sie umgibt. Zwischen der Bildwand und dem Bau 2 ist Raum für die Unterbringung einer Anzahl von Tonsystemen ( nicht dargestellt ). Der ringförmige untere Teil 2a des Baues 2 ist mit geeigneten Durchbrüchen versehen, die als Ein- und Ausgänge ( nicht dargestellt ) dienen, und fünf Projektionsräumen 4 mit Projektionsfenstern 3 befinden ™ sich in gleichen Abständen in diesem Teil 2a. In jedem dieser Projektionsräume4ist ein Kinobildprojektor 5 mit horizontalem Filmtransport installiert. Der Projektor 5 ist mit einer Äquidistanz- bzw· 3D-Bild-Projektionslinse ausgerüstet und befindet sich jeweils in der Ecke eines regelmäßigen Fünfeckes in einer solchen Anordnung, daß seine optische Achse L durch das Zentrum O der von der Wand 1 definierten Kugel geht. Die Bildwand 1 ist vertikal in fünf Abschnitte geteilt, und jeder Abschnitt A wird von einem Projektor 5 erfaßt· DerIn Figures 1 and 2, a screen 1 is shown, which has the shape of a sphere, which is cut below the ^ equator E. and has a spherical or curved lower region la, which extends continuously from the equator E. extends downwards · The screen 1 is attached to a dome-shaped structure 2 which surrounds it. Between the screen and building 2 has space to accommodate a number of sound systems (not shown). The ring-shaped lower one Part 2a of the building 2 is provided with suitable openings that serve as inputs and outputs (not shown), and five projection rooms 4 with projection windows 3 are located ™ at equal intervals in this part 2a. In each of these projection rooms 4 there is a cinema image projector 5 with a horizontal Film transport installed. The projector 5 is equipped with an equidistance or 3D image projection lens and is located in the corner of a regular pentagon in such an arrangement that its optical axis L goes through the center O of the sphere defined by the wall 1. The screen 1 is divided vertically into five sections, and each section A is detected by a projector 5 · The

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von dem ringförmigen unteren Teil 3a des Baues 2 umgebene unter der Bildwand 1 liegende Raum ist für die Zuschauer vorgesehen. Um diese Betrachtung der auf die Bildwand 1 projizierten Bilder zu erleichtern, ist der Zuschauerraum durch einen Kreis S definiert, welcher in Figur 2 als Punkt-Strich-Punkt-Linie angedeutet und zu dem kreisrunden unteren Ende der Bildwand 1 konzentrisch ist, jedoch einen etwas kleineren Durchmesser hat.surrounded by the annular lower part 3a of the structure 2 The space below the screen 1 is intended for the audience. To this consideration of the on the screen 1 Facilitating projected images is the auditorium defined by a circle S, which is indicated in Figure 2 as a dot-dash-dot line and to the circular lower end of the screen 1 is concentric, but has a slightly smaller diameter.

Bei der hier gezeigten Ausführungsform werden mit fünf Projektoren fünf Filme gleichzeitig auf der Bildwand wiedergegeben, jedoch ist die Anzahl der Projektoren nicht kritisch und kann nach Wunsch verändert werden.In the embodiment shown here, five films are shown simultaneously on the screen with five projectors reproduced, but the number of projectors is not critical and can be changed as desired.

Wie aus den Figuren 3-6 hervorgeht, entsteht die sphärische Form der Bildwand 1 durch eine Anzahl von Rahmenelementen 6, die untereinander vertikal und horizontal verbunden sind und von einem Gestell 7 gehalten werden, welches seinerseits an der Innenwand des Baues 2 befestigt ist. Jeweils benachbarte Rahmenelemente 6 sind in einem vorherbestimmten stumpfen Winkel nach innen geneigt. Wie aus Figur 6 ersichtlich, besteht ein Rahmenelement 6 aus senkrechten Holmen 9, die in einer vorgegebenen Distanz parallel angeordnet sind und sägezahnförmige Einkerbungen 8 aufweisen, sowie horizontalen Stegen 10 und 11, die oben, unten und in der Mitte an den senkrechten Holmen 9 angebracht sind. Die Enden der Stege 10 und 11 sind jeweils außenseitig an den Holmen 9 in L-förmige Ausschnitte 12 am oberen und unteren Ende bzw. in U-förmige Ausschnitte 13 in der Mitte eingepasst und mit Klebstoff befestigt· Die schrägen Flächen der sägezahnformigen Einkerbungen 8 an den Holmen 9 sind abwärts gerichtet und halten jeweils einen Wandstreifen 14, der von einem Holm 9 zum anderen reicht. Die äußeren Enden der Wandstreifen 14 sind an den Außenseiten der Holme 9 durch KlammernAs can be seen from Figures 3-6, the spherical shape of the screen 1 is created by a number of frame elements 6, which are connected to each other vertically and horizontally and are held by a frame 7, which in turn is attached to the inner wall of the building 2. In each case adjacent frame elements 6 are in a predetermined blunt Angle inclined inward. As can be seen from Figure 6, a frame element 6 consists of vertical spars 9, the are arranged in parallel at a predetermined distance and have sawtooth-shaped notches 8, as well as horizontal ones Bars 10 and 11, which are attached to the vertical bars 9 above, below and in the middle. The ends of the Web 10 and 11 are each outside on the spars 9 in L-shaped cutouts 12 at the top and bottom or fitted into U-shaped cutouts 13 in the middle and fastened with adhesive · The inclined surfaces of the sawtooth-shaped notches 8 on the spars 9 are directed downwards and each hold a wall strip 14, which is of one spar 9 to the other is enough. The outer ends of the wall strips 14 are on the outer sides of the spars 9 by clips

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15 befestigt. Die Wandstreifen 14 sind jalousieartig angeordnet. Die Bildwand 1 setzt sich also aus einer großen Zahl horizontal verlaufender Wandstreifen 14 zusammen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel hat die Bildwand 1 eine Gesamtfläche von 2000 m² und besteht aus 190 000 Wandstreifen 14 von je 60 cm Länge und 4 cm Breite.15 attached. The wall strips 14 are arranged like a blind. The screen 1 is thus composed of a large number of horizontally extending wall strips 14. In the embodiment shown, the screen 1 has a total area of 2000 m ² and consists of 190,000 wall strips 14, each 60 cm long and 4 cm wide.

Das Material für die Rahmenelemente 6 kann Holz, Plastik oder Metall sein, wobei Ersteres bevorzugt wird. Die Wandstreifen 14 können aus Stoff bestehen, vorzugsweise einem Gewebe von Polyamid-Garn. Zur Anbringung der Wandstreifen an dem Rahmenelement 6 werden die Streifen vorher befeuchtet, damit sie sich genügend dehnen können, und die nassen Streifen werden dann straff auf den Rahmenelementen 6 befestigt und getrocknet.The material for the frame elements 6 can be wood, plastic or metal, the former being preferred. The wall strips 14 can be made of fabric, preferably a fabric of polyamide yarn. For attaching the wall strips to the frame element 6 the strips are moistened beforehand so that they can stretch sufficiently, and the wet strips then become fastened tightly on the frame elements 6 and dried.

Die horizontalen Wandstreifen 14 sind zu dem Rahmenelement 6 geneigt, wobei ihre freiliegenden Flächen nach unten zeigen, und alle Wandstreifen 14 verlaufen parallel. Um klare Bilder zu erzielen, die von diffuser Strahlenref1ektion frei sind, ist der Winkel der Wandstreifen auf jedem der Rahmenelemente 6 relativ zu den Bildprojektionsstrahlen entsprechend der Befestigung jedes Rahmenelementes 6 an dem Kuppelbau 2 kritisch. Dieser Winkel ist so bestimmt, daß sämtliche Strahlen, die von allen Wandstreifen 14 auf dem Rahmenelement 6 reflektiert werden, in den Kreis S fallen, der, wie gesagt, den Zuschauerraum definiert.The horizontal wall strips 14 are inclined towards the frame element 6 with their exposed surfaces pointing downwards, and all wall strips 14 are parallel. In order to achieve clear images that are free from diffuse reflection of rays, is the angle of the wall strips on each of the frame members 6 relative to the image projection rays corresponding to the mounting each frame element 6 on the dome structure 2 is critical. This angle is determined so that all rays emanating from all Wall strips 14 are reflected on the frame element 6, fall in the circle S, which, as said, defines the auditorium.

Um die toten Zonen auszuschalten, darf der untere Bereich la der Bildwand 1 nicht zylindrisch sein, sondern muß eine sphärische Gestalt haben, wie bereits ausgeführt wurde. Der Grund hierfür ist in den Figuren 7 und 8 veranschaulicht. Es sei angenommen, daß die Bildwand 1 einen sphärischen Bereich la (ausgezogene Linie ) und einen zylindrischen Bereich Ib (gestrichelt) aufweist. Der Radius r¹ des Kreises, der von dem unteren Rand des sphärischen Bereiches la der Bildwand 1 definiert wird, ergibt sich aus der Gleichung r' » r cos Θ, worin r der Radius In order to eliminate the dead zones, the lower area la of the screen 1 must not be cylindrical, but must have a spherical shape, as has already been explained. The reason for this is illustrated in FIGS. It is assumed that the screen 1 has a spherical area la (solid line) and a cylindrical area Ib (broken lines). The radius r ^{1 of} the circle, which is defined by the lower edge of the spherical area la of the screen 1, results from the equation r '»r cos Θ, where r is the radius

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der halbkugelförmigen Bildwand 1 ist, nämlich der Radius des zylindrischen Bereiches Ib, und θ der Winkel zwischen einer horizontalen Linie H, die durch das Zentrum 0, der die Bildwand 1 bildende Kugel geht, und eine Linie OX, die das Zentrum 0 dem Fuß X der Bildwand 1 verbindet.of the hemispherical screen 1, namely the radius of the cylindrical portion Ib, and θ is the angle between one horizontal line H passing through the center 0, the sphere forming the screen 1, and a line OX passing through the center 0 the foot X of the screen 1 connects.

Die Differenz zwischen dem Radius r des zylindrischen Bereiches Ib und dem Radius r¹ des unteren Randes des sphärischen Bereiches la ist gegeben durch d = r - r¹.The difference between the radius r of the cylindrical area Ib and the radius r ^{1 of} the lower edge of the spherical area la is given by d = r - r ¹ .

In dem Ausführungsbeispiel ist r = 15m, und θ = 20°. Die obige Gleichung ergibt sich also d = 0,9 m.In the exemplary embodiment, r = 15m and θ = 20 °. The above equation results in d = 0.9 m.

Wenn nun ein ProjektPT5 einen Winkel von 2 Θ¹ erfaßt, ist der Winkel Θ¹, der eine tote Zone erzeugt, gegeben durchNow if a project PT5 detects an angle of 2 Θ ¹ , the angle Θ ¹ that creates a dead zone is given by

r sin Θ 'r sin Θ '

tan Θ ·· =tan Θ ·· =

r (1+cos Θ' - χ).r (1 + cos Θ '- χ).

Die Breite d· der toten Zone ergibt sich aus d¹ = d χ tan Θ'.The width d · of the dead zone results from d ¹ = d χ tan Θ '.

Wenn fünf Projektoren bei der sphärischen Bildwand des Ausführungsbeispieles benutzt werden, ist β ' = 36° und die Berechnung aufgrund obiger Gleichung zeigt, daß eine tote Zone mit einer Breite von 0,3 m in einem Abschnitt des zylindrischen Bereiches Ib entsteht, der von einem Projektor erfaßt wird. Die gleiche tote Zone ergibt sich auch auf dem benachbarten Abschnitt der Bildwand. Daraus folgt, daß insgesamt eine tote Zone mit einer Breite von 0,6 m an der Grenze zweier benachbarter Abschnitte der Bildwand entsteht.When five projectors in the spherical screen of the embodiment are used, β '= 36 ° and the calculation based on the above equation shows that a dead zone with a width of 0.3 m in a portion of the cylindrical area Ib, which is detected by a projector. The same dead zone also results on the adjacent section of the screen. It follows that a total of one dead Zone with a width of 0.6 m at the border of two adjacent sections of the screen is created.

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Claims

Spherical projection screen, characterized in that it has the shape of a sphere, which is cut off below the equator.

2. Screen according to claim 1, characterized in that the spherical screen (1) from its plurality of horizontally extending elongated strips (14), each at a predetermined angle to the image projection rays are arranged so that the rays are reflected in the auditorium (S).

3. Screen according to claim 1, characterized in that the spherical shape of the screen (1) by a plurality of Frame elements (6) is made, which are interconnected.

4. Screen according to claim 3, characterized in that the frame units (6) each consist of two vertical bars (9) with sawtooth-shaped notches (8) and at least two parallel horizontal webs (10) that run between the spars (.9).

5. Screen according to claim 4, characterized in that the Wall strips (14) in mutual overlap horizontally each from a sawtooth-shaped notch (8) of the one Holmes (9) run to the corresponding notch (8) of the opposite holm (9).

6. Projection system with a screen according to one of the preceding Claims characterized by an outer dome-shaped structure (2) having a generally hemispherical inner wall having, wherein the screen (1) on the inner wall according to

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is attached on the inside and with its lower edge an auditorium encloses (S) and a plurality of projectors (5) at the foot of the building (2), which are spaced from each other are arranged such that the optical axis of each projector through approximately the geometric center (0) of the spherical screen (1) goes.

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