DE4103845A1 - Projektionsvorrichtung fuer planetarien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Projektionsvorrichtung in Planetarien nach dem Oberbegriff und kennzeichnenden Teil des Anspruches 1.

In herkömmlichen Planetarien (nach Bauersfeld) befindet sich im Zentrum der Projektionskuppel das Hauptinstrument zur Projektion der Fixsterne. Separat davon angeordnete weitere Projektionsgeräte dienen z. B. zur Darstellung der Bahnkurven von Wandelsternen.

Bekannt ist beispielsweise die feste Anordnung der Wandel­ stern-Projektionsgeräte neben dem Hauptinstrument. Bei einer unidirektionalen Sitzanordnung der Zuschauer vor dem Haupt­ instrument hat dies zur Folge, daß der Fixstern-Projektor einen Teilbereich der Kuppel abschattet und dort keine Pro­ jektion der Wandelstern-Bahnkurven erlaubt. Eine weitere Folge einer derartigen Anordnung der Wandelstern-Projektions­ geräte ist, daß die Projektionsentfernungen der einzelnen Wandelstern-Projektoren zur Kuppel zu verschiedenen Punkten an der Kuppel unterschiedlich sind und demzufolge im Verlauf der Bahnbewegung immer nachjustiert werden müssen, um eine scharfe Objektprojektion zu erreichen.

Ebenfalls vorgeschlagen wurde in den US-Patentschriften US 35 96 379 und US 37 07 786 eine Anordnung von Wandel­ stern-Projektionsgeräten in einem Trägerrahmen in mehreren Ebenen übereinander unter dem Hauptinstrument. Dabei kann dieser Trägerrahmen mitsamt den Projektoren sowohl um die System-Längsachse, als auch um eine horizontale Achse bewegt werden. Um eine gegenseitige Abschattung der einzelnen Wan­ delstern-Projektionsgeräte zu vermeiden ist der Trägerrahmen in einem bestimmten Winkel zur System-Längsachse angeordnet.

Eine solche Anordnung der Wandelstern-Projektionsgeräte ver­ meidet zwar die Problematik der Abschattung durch das Haupt­ instrument, jedoch treten enorme mechanische Probleme auf. So sind bei der notwendigen Längsachsen-Rotationsbewegung Aus­ gleichgewichte für den gekippten Trägerrahmen nötig, ebenso wie bei einer Rotation des Trägerrahmens samt Projektionsge­ räte um die horizontale Achse. Diese Ausgleichsgewichte sind erforderlich um die jeweilige asymetrische Gewichtsverteilung um die Rotationsachse zu kompensieren. Für derartige Systeme treten Probleme mit den nötigen Präzisionsantrieben auf. Damit ist man bei der Wahl der Wandelstern-Projektionsgeräte sowohl raum- als auch gewichtsmäßig eingeengt. Nachteilig ist es weiterhin, daß die nötigen Signal- und Versorgungsleitun­ gen der Projektionsgeräte wegen der beiden Rotationsachsen über mindestens zwei aufwendige Schleifringsysteme geführt werden müssen. Zudem ist die Steuerung der beiden Rotations­ bewegungen sehr aufwendig.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vor­ richtung zur Projektion in Planetarien zu schaffen, die eine mechanisch unkomplizierte Lösung bietet, als auch die Projek­ tion aller darzustellenden Objekte auf die gesamte Projek­ tionskuppel ermöglicht.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine erfindungsgemäße Vor­ richtung mit den Kennzeichen des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Ünteransprüchen.

Durch die Anordnung der Wandelstern-Projektionsgeräte in mehreren separaten Drehebenen unterhalb des Hauptinstrumentes zur Fixsterndarstellung entfallen die raum- und gewichtsmäßi­ gen Beschränkungen für die einzelnen Projektionsgeräte, wie sie bei der Unterbringung im Trägerrahmen gegeben waren. So können beispielsweise auf einer Drehebene mehrere Projek­ tionsgeräte angeordnet werden, wodurch vielfältigere Einsatz­ möglichkeiten erreicht werden.

Die entsprechende Gestaltung des Schutzgehäuses, in dem das Projektionsgerät, sowie Umlenkspiegel und dazugehöriger Antrieb untergebracht sind, ermöglicht, daß der Projektions­ strahl am Horizont durch das Gehäuse automatisch abgeschattet wird, ohne aufwendige Abschattungs-Mechanismen verwenden zu müssen.

Desweiteren ist aufgrund der Rotation der Projektionsgeräte um nur eine einzige vertikale Achse auch nur ein Schleifring­ system notwendig, um die Signal- und Versorgungsleitungen zu den einzelnen Projektionseinrichtungen zu führen.

Insgesamt wird ein vereinfachter mechanischer Aufbau er­ reicht, der neben besseren Montier- und Wartungsmöglichkeiten auch die softwaremäßige Steuerung des Gesamtsystems erleich­ tert.

Die Abschattung von Teilen der Projektionskuppel durch das Hauptinstrument, bzw. die gegenseitige Abschattung der Projektionseinrichtungen wird vermieden durch entsprechende Dimensionierung der Abstände der Umlenkspiegel von der vertikalen Drehachse, bzw. durch die zunehmenden Abstände von oben nach unten.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Fig. 1 und 2.

Fig. 1 zeigt einen Teilschnitt durch die Projektionskuppel mit einer schematisierten Darstellung der Anordnung von Hauptinstrument und Wandelstern-Projektions­ einrichtungen;

Fig. 2 zeigt einen Teilschnitt einer Tragarmanordnung.

In Fig. 1 wird die Anordnung des Fixstern-Hauptinstrumentes (1) und der Wandelstern-Projektionseinrichtungen (2, .., 9) innerhalb der Projektionskuppel (10) dargestellt. Unterhalb des in Kuppelmitte befindlichen Hauptinstrumentes (1) zur Fixstern-Projektion sind horizontal übereinander die Wandel­ stern-Projektionseinrichtungen (2, .., 9) angeordnet. Diese sind in diesem Auführungsbeispiel in Form von Tragarmen aus­ geführt, an denen die Projektionsgeräte sowie die Umlenkspie­ gel befestigt sind. Die Tragarme sind dabei um die Vertikal­ achse (14) des Systems beweglich gelagert und können über Motoren separat angetrieben und über einen angeschlossenen Rechner entsprechend gesteuert werden. Der detaillierte Trag­ armaufbau wird in Fig. 2 näher beschrieben. Die Länge der Tragarme samt Projektionsgeräten nimmt von oben nach unten zu, um eine gegenseitige Abschattung der einzelnen Tragarme und Projektionseinrichtungen (2, .., 9) zu vermeiden. Die entsprechende Dimensionierung der Tragarmradien, sowie die Drehbewegung um die Vertikalachse (14) gewährleistet somit, daß auch eine Abschattung der Wandelstern-Bahnkurven durch das Hauptinstrument (1) entfällt und jeder Punkt der Projek­ tionskuppel (10) erreicht werden kann.

In Fig. 2 ist der Aufbau des obersten Tragarmes (2) samt Projektionsgerät (11) und Umlenkspiegel (12) dargestellt. Abgesehen von der unterschiedlichen Tragarmlänge weisen die anderen Projektionseinrichtungen (3, .., 9) denselben prin­ zipiellen Aufbau auf. Das eigentliche Tragarmgestänge (13) ist um die vertikale Achse (14) beweglich gelagert und kann mit Hilfe eines Motors (15) um diese Achse (14) bewegt wer­ den. Am äußeren Ende des Tragarmgestänges (13) ist in einem bestimmten Winkel zum Tragarmgestänge (13) ein zylinderförmi­ ges Schutzgehäuse (16) angebracht, das das eigentliche Pro­ jektionsgerät (11), sowie den um die optische Achse (17) des Projektionsgerätes (11) beweglichen Umlenkspiegel (12) ent­ hält. Der Umlenkspiegel (12) ist in seiner Ruhestellung in einem bestimmten Winkel (20) zum Zenit (21) der Projektions­ kuppel angeordnet. Er kann mit Hilfe eines Motors (18) um die optische Achse (17) des Projektionsgerätes bewegt werden, wobei dieser Motor (18) ebenfalls über den angeschlossenen Rechner gesteuert wird. Dabei fährt der abgelenkte Projek­ tionsstrahl (19) beispielsweise eine Bahnkurve vom Zenit (21) zum Horizont (22) ab.

Das Schutzgehäuse (16) ist geometrisch so ausgeführt, daß durch entsprechende Dimensionierung der Strahlaustritts­ teilöffnung (23) die Abschattung des Projektionsstrahles (19) am Horizont (22) automatisch erfolgt.

Eine weitere Ausführungsmöglichkeit der Erfindung besteht darin, mehrere Projektionsgeräte in einer Drehebene unterzu­ bringen und so die Projektionsmöglichkeiten dieser Anordnung zu erweitern. Möglich ist z. B. die Anordnung mehrerer Trag­ arme in einer Drehebene.

Alternativ zur beschriebenen Tragarm-Anordnung ist es mög­ lich, die Projektionseinrichtungen jeder Drehebene jeweils auf einer drehbaren Scheibe anzubringen, die um die vertikale Achse (14) bewegt werden kann. Auf dieser Scheibe können entsprechend die Projektionsgeräte, sowie die Umlenkspiegel in Schutzgehäusen angeordnet werden. Zur Vermeidung der Ab­ schattung ist dann die entsprechende Dimensionierung der Scheibenradien analog zu den Tragarmradien erforderlich.

Zur Darstellung der Bahnkurve eines Wandelsterns werden nach der jeweiligen Bewegungsfunktion des darzustellenden Objekts die Antriebe für die Bewegung um die vertikale Achse (14), sowie die Spiegeldrehung mit einem Rechner gesteuert.

Claims (10)

1. Vorrichtung zur Projektion in Planetarien, die neben dem Hauptgerät (1) zur Fixsternprojektion weitere Projek­ tionseinrichtungen (2, .., 9) umfaßt, die in verschiede­ nen Ebenen unter dem Hauptgerät angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere der weiteren Projektionsein­ richtungen (2, .., 9) unabhängig voneinander um eine gemeinsame vertikale Achse (14) in jeweils einer Drehebe­ ne drehbar gelagert sind und jede Projektionseinrichtung (2, .., 9) ein Projektionsgerät (11), sowie mindestens einen relativ zum Projektionsgerät (11) drehbaren Umlenk­ spiegel (12) umfaßt und die Abstände der Umlenkspiegel zur gemeinsamen vertikalen Achse (14) von oben nach unten zunehmen.

2. Vorrichtung zur Projektion in Planetarien nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Projektionsgerät (11) samt Umlenkspiegel (12) an einem Tragarm (13) angeordnet ist, der jeweils um eine gemeinsame vertikale Achse (14) drehbar gelagert ist.

3. Vorrichtung zur Projektion in Planetarien nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlenkspiegel (12) jeweils am äußeren Tragarmende in der Verlängerung der optischen Achse (17) des Projektionsgerätes (11) angeordnet und um diese drehbar gelagert ist.

4. Vorrichtung zur Projektion in Planetarien nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Drehebene eine um die vertikale Achse (14) drehbare Scheibe vorgesehen ist, auf der ein oder mehrere Projektionseinrichtungen ange­ ordnet sind.

5. Vorrichtung zur Projektion in Planetarien nach Anspruch 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil der Projektionseinrichtung, der das System Projektionsgerät (11) Umlenkspiegel (12) umfaßt, in Form eines Schutzge­ häuses (16) ausgeführt ist.

6. Vorrichtung zur Projektion in Planetarien nach Anspruch 1, 2, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzge­ häuse (16) so ausgeführt ist, daß es in Richtung Projek­ tionskuppel (10) eine Teilöffnung (23) aufweist, die eine Abschattung des Projektionsstrahls (19) am Horizont (22) der Projektionskuppel (10) durch das Schutzgehäuse (16) bewirkt.

7. Vorrichtung zur Projektion in Planetarien nach Anspruch 1, 2, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich der An­ trieb (18) für die Drehbewegung des Umlenkspiegels (12) im jeweiligen Schutzgehäuse (16) befindet.

8. Vorrichtung zur Projektion in Planetarien nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Drehebene mehrere Tragarme für Projektionseinrichtungen vorgesehen sind.

9. Vorrichtung zur Projektion in Planetarien nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der folgenden, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Drehbewegung des Umlenkspiegels (12), sowie die Drehbewegung um die gemeinsame vertikale Achse (14) über einen Rechner gesteuert sind.

10. Vorrichtung zur Projektion in Planetarien nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der folgenden, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie zur Darstellung des Fixsternhimmels, sowie der Wandelsternbahnkurven verwendet wird.