DE3627309A1 - Anordnung zur innenbeleuchtung, insbesondere von planetariumskuppeln - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Innenbeleuchtung, insbesondere von Planetariumskuppeln und zwar zur gleichmäßigen, wirklichkeitsnahen Ausleuchtung der sphärischen oder der Kugelgestalt nahekommenden Innenfläche derartiger Kuppeln.

Aus der Jenaer Rundschau 24 (1979), 1, Seite 18 ff. und 29 (1984), 3, Seite 143-144 ist es bekannt, zur nahezu gleichmäßigen Ausleuchtung einer Planetariumskuppel um den Hauptprojektor des Planetariums herum einen, aus einer Anzahl von Lichtquellen bestehenden sog. Lichtring anzuordnen. Zur Erzeugung einer gewünschten spektralen Zusammensetzung sind die einzelnen Lichquellen mit entsprechenden Farbfiltern versehen. Dadurch, daß dieser Lichtring stets unterhalb des Hauptprojektors angeordnet ist, ergeben sich zwangsläufig Schattenbildungen, auf der Innenfläche der Planetariumskuppel, welche sich insbesondere bei der Demonstration von Tageserscheinungen, wie Regenbogen- und Tagesbogendarstellungen der Sonne, störend auswirken. Wird der jeweilige Himmelsfarbton durch die Mischung der verschiedenfarbig abstrahlenden Lichtquellen erreicht, sind farbige Schattenbildungen die Folge, die sich auch während der Bewegung des Hauptprojektors verändern.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Lichtquellen von den Besuchern gesehen werden können, was aufgrund ihrer großen Lichtdichte im Vergleich zum allgemeinen Beleuchtungsniveau zu Blendungen führen kann und die Dunkeladaption des Auges erschwert.

Die Anordnung der Leuchten im Bereich der Horizontlinie an der Peripherie der Kuppel, welche ebenfalls in einigen Planetarien zur Beleuchtung der Kuppel angewendet wird, besitzt diese Nachteile nicht. Eine gleichmäßige Ausleuchtung der Kuppelfläche wird jedoch bei den bisher bekannten Beleuchtungsanlagen ebenfalls nicht erreicht. Bei dieser Anordnung sind die Lichtquellen entweder in Richtung des Kuppelzenits weisende Strahler oder auf einer entsprechenden Stellfläche angebrachte Glühlampen. Das führt vor allem zu einer deutlichen Aufhellung bestimmter Horizontbereiche (sog. Gardineneffekt) oder zu einer Aufhellung des gesamten Horizontbereiches und bringt Probleme hinsichtlich des gleichzeitigen Einsatzes einer Panoramaprojektion. Eine Lichtmischung zur Verwirklichung einer bestimmten farblichen Beleuchtung bereitet bei einer derartigen Anordnung Schwierigkeiten.

Die Darstellung des blauen Tageshimmels im Planetarium wird bei den dargestellten Anordnungen fast ausschließlich mit thermischen Lichtquellen realisiert, welche mit entsprechenden Filtern oder Filterkombinationen bestückt sind. Die Helligkeitssteuerung erfolgt dabei durch Veränderung der Betriebsspannung, von der jedoch die spektrale Zusammensetzung der thermischen Lichtquellen abhängt. Mit sinkender Spannung nimmt der Blauanteil des Lichtes ab. Der Planetariumshimmel wird damit im Gegensatz zur Natur, wo die Farbsättigung mit der Dämmerung zunimmt, blaß und grau. Insbesondere bei großen Kuppeln wird somit die Blauausleuchtung mit thermischen Lichtquellen auch aufgrund der geringen Lichtausbeute und dem damit verbundenen Leistungsbedarf sehr problematisch.

Auch bei entsprechender All-Sky-Projektion, wie sie ebenfalls angewendet wird, läßt sich dieses Problem auch bei Verwendung verschlußgesteuerter Kaltlichtquellen nicht befriedigend lösen, da auch hier der Effekt einer Farbdrift (wie in der Natur) fehlt.

Es ist Zweck der Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und die Beleuchtung von Planetariumskuppeln weitestgehend den natürlichen Lichtverhältnissen anzupassen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Innenbeleuchtung, insbesondere von Planetariumskuppeln, zu schaffen, welche eine gleichmäßige, schattenfreie Ausleuchtung der Kuppel sowohl bei der Demonstration von Tageslichterscheinungen als auch in der Dämmerung unter Beachtung des physiologischen Farbeindruckes des Beobachters, eine Variabilität des Lichtes in Farbe und Helligkeit und eine Zunahme der Blausättigung der Beleuchtung während des Dämmerungsvorganges im Planetarium ermöglicht.

Die Aufgabe der Erfindung wird bei einer Anordnung zur Innenbeleuchtung, insbesondere von Planetariumskuppeln, mit einer Anzahl von Leuchten, die in der Horizontebene oder in deren unmittelbarer Nähe an der Peripherie der Kuppel angeordnet sind und deren Farbcharakteristik durch vorgeschaltete Filter unterschiedlich gestaltet ist, dadurch gelöst, daß die an der Peripherie der Kuppel angeordneten Leuchten eine dem Lambertschen Kosinusgesetz entsprechende Lichtstärkeverteilung und eine Leuchtfläche besitzen, deren Flächennormale auf den Mittelpunkt der Kuppel oder auf dessen unmittelbare Nähe gerichtet ist, daß vor einer jeden und vorzugsweise senkrecht zu einer jeden Leuchtfläche ein, in der Horizontalebene liegendes, ebenes, spiegelndes Element und in unmittelbarer Nähe vor oder hinter einer jeden Leuchtfläche ein aus mindestens einer Filterscheibe bestehendes Farbfilter und ein Verschluß angeordnet sind, wobei das spiegelnde Element mit einer, die Leuchtfläche zum diametralen Standort eines Beobachters hin abdeckenden und in einem Abstand von der Leuchtfläche angeordneten Sichtblende versehen ist.

Dabei ist es vorteilhaft, daß vor oder hinter einer jeden Leuchtfläche eine aus mehreren Filterscheiben bestehende Filterkombination angeordnet ist, wobei die einzelnen Filterscheiben vorzugsweise in Richtung der Horizontlinie nebeneinander angeordnet sind, und daß ein Verschluß vorgesehen ist, dessen Verschlußelement in Richtung der Staffelung der Filterscheiben bewegbar ist.

Es ist ferner vorteilhaft, daß der Winkel zwischen Leuchtfläche und spiegelndem Element vorzugsweise 90° beträgt, wobei jedoch das spiegelnde Element stets in der Horizontalebene angeordnet ist.

Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Anordnung wird eine gleichmäßige, schattenfreie Ausleuchtung der gesamten Kuppelfläche bis in die Horizonthöhe bei gleichzeitiger Unsichtbarkeit der Lichtquellen und damit beseitigter Blendung des Beobachters erreicht. Durch den Einsatz verschiedener Filter und -kombinationen an den Lichtquellen ist eine farbliche Variabilität des Lichtes gegeben, welches dadurch in seiner spektralen Zusammensetzung weitestgehend den natürlichen Bedingungen angepaßt wird. Durch die Bewegung des Verschlußelementes, welches vor oder hinter der Leuchtfläche einer jeden Lichtquelle angeordnet ist, kann der Farbeindruck der Lichtquelle kontinuierlich, entsprechend den verwendeten Filtern variiert werden. So kann auch der Blaueindruck des Planetariumshimmels bis zum Abschluß des Dämmerungsvorganges erhalten bleiben.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen

Fig. 1 einen Querschnitt durch die Kuppel eines Planetariums,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Horizontalebene mit Anordnung der Leuchten an der Peripherie,

Fig. 3 die Lage des spiegelnden Elementes und der Sichtblende im Bezug zur Horizontalebene,

Fig. 4 ein spiegelndes Element der Sichtblende,

Fig. 5 eine Leuchte mit Anordnung von Filter und Verschluß und

Fig. 6 eine Draufsicht auf die Leuchtfläche einer Leuchte mit Filterkombination und Verschlußelement.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Kuppel 1 eines Planetariums, in deren Mittelpunkt M der Hauptprojektor 2 des Planetariums angeordnet ist. In der Horizontalebene 3, in welcher der Mittelpunkt M liegt, sind an der Peripherie oder in dessen unmittelbarer Nähe eine Anzahl n Leuchten 4 mit Leuchtflächen 5 angeordnet. Diese Leuchten 4 Fig. 5 umfassen eine Lichtquelle 6, einen Kugelreflektor 7, einen Ellipsenreflektor 8, eine Leuchtfläche 5, sowie mindestens eine vor oder hinter dieser Leuchtfläche 5 angeordnete Filterscheibe 9 und einen Verschluß 10, und besitzen eine dem Lambertschen Kosinusgesetz entsprechende Lichtstärkeverteilung J. Dabei ist die Flächennormale 11 einer jeden Leuchtfläche 5 auf den Mittelpunkt M oder auf dessen unmittelbare Nähe gerichtet, wobei die Leuchtfläche 5 selbst möglichst klein sein soll.

Vor einer jeden Leuchtfläche 5 ist ein ebenes, in der Horizontalebene 3 liegendes, spiegelndes Element 12 (Fig. 3 und 4) vorgesehen, welches mit einer, die Leuchtfläche 5 zu einem diametralen Standort eines Beobachters abdeckenden und in einem Abstand von der Leuchtfläche 5 angeordneten Sichtblende 13 und seitlichen Sichtblenden 14 und 15 versehen ist. Der Winkel α zwischen Leuchtfläche 5 und spiegelndem Element 12 kann geringfügig von 90° abweichen, ohne eine gleichmäßige Ausleuchtung der Fläche der Kuppel 1 wahrnehmbar zu beeinflussen. Das spiegelnde Element 12 verbleibt stets in der Horizontalebene 3. Dieses spiegelnde Element 12 bewirkt, daß der von der Leuchtfläche 5 der Leuchte 4 unterhalb der Horizontalebene 3 ausgesandte Lichtstrom durch Spiegelung nach oben gerichtet wird und damit zur Ausleuchtung der Kuppel 1 beitragen kann.

Bei der Dimensionierung der Leuchten 4 und des Zubehörs ist anzustreben, daß die Leuchtfläche 5 einer jeden Leuchte 4 eine kleinstmögliche vertikale Ausdehnung, die Sichtblenden 13, 14, 15 eine möglichst kleine Ausdehnung und das spiegelnde Element 12 eine größtmögliche Ausdehnung besitzen.

Die in Fig. 6 dargestellte Draufsicht auf eine Leuchtfläche zeigt eine aus mehreren Filterscheiben 9, 9.1, 9.2, . . . 9. n bestehende Filterkombination, wobei die einzelnen Filterscheiben 9, 9.1, 9.2, . . . 9. n in Richtung der Horizontlinie 16 nebeneinander angeordnet sind. Diese Anordnung ist vorteilhaft, aber nicht zwingend. Der Verschluß 10 selbst besitzt ein Verschlußelement 17, welches in Richtung der Staffelung der Filterscheiben 9, 9.1, 9.2, . . . 9. n über die Leuchtfläche hinweg bewegbar ist (Fig. 6).

Jede der Leuchten 4 besitzt eine Leuchtfläche 5, die, falls eine Filterung des Lichtes erfolgt, im Normalfall von einer Filterscheibe einer Sorte überdeckt wird. Ist nun die Leuchtfläche 5 so beschaffen, daß jedes Flächenelement dieselbe Richtcharakteristik besitzt, so sind mit Hilfe unterschiedlicher Filterscheiben bzw. Filterkombinationen im Rahmen der spektralen Zusammensetzung der verwendeten Lichtquellen beliebige Lichtmischungen erzeugbar, ohne die relative Helligkeitsverteilung auf der Fläche der Kuppel 1 zu verändern. Die Beleuchtungsstruktur bleibt bei hinreichend großem Abstand zwischen Leuchtfläche und Kuppelfläche (Objekt) erhalten. Durch Bewegung des Verschlußelementes 17 des Verschlußes 10 vor oder hinter der Leuchtfläche 5 kann somit der Farbeindruck kontinuierlich, entsprechend den verwendeten Filterscheiben 9, . . . 9. n variiert werden. Es können auf diese Weise die Dämmerungserscheinungen, die unterschiedliche Tagesbeleuchtung nahezu wirklichkeitsgetreu im Planetarium dargestellt werden.

Claims (3)

1. Anordnung zur Innenbeleuchtung, insbesondere von Planetariumskuppeln, mit einer Anzahl von Leuchten, die in der Horizontebene oder in deren unmittelbarer Nähe an der Peripherie der Kuppel angeordnet sind und deren Farbcharakteristik durch vorgeschaltete Filter unterschiedlich gestaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Peripherie der Kuppel angeordneten Leuchten eine dem Lambertschen Kosinusgesetz entsprechende Lichtstärkeverteilung und eine Leuchtfläche besitzen, deren Flächennormale auf den Mittelpunkt der Kuppel oder auf dessen unmittelbare Nähe gerichtet ist, daß vor einer jeden und vorzugsweise senkrecht zu einer jeden Leuchtfläche ein, in der Horizontalebene liegendes, ebenes, spiegelndes Element und in unmittelbarer Nähe vor oder hinter einer jeden Leuchtfläche ein aus mindestens einer Filterscheibe bestehendes Farbfilter und ein Verschluß angeordnet sind, wobei das spiegelnde Element mit einer, die Leuchtfläche zum diametralen Standort eines Beobachters hin abdeckenden, und in einem Abstand von der Leuchtfläche angeordneten Sichtblende versehen ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor oder hinter einer jeden Leuchtfläche eine aus mehreren Filterscheiben bestehende Filterkombination angeordnet ist, wobei die einzelnen Filterscheiben vorzugsweise in Richtung der Horizontlinie nebeneinander angeordnet sind, und daß ein Verschluß vorgesehen ist, dessen Verschlußelement in Richtung der Staffelung der Filterscheiben bewegbar ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen Leuchtfläche und spiegelndem Element vorzugsweise 90° beträgt, wobei jedoch das spiegelnde Element stets in der Horizontalebene angeordnet ist.