DE8914768U1 - Projektionsvorrichtung - Google Patents

Description

- Hans-Joachim Lühr«_f Körnerwall 1/ 2800 Bremen 1

- Hans-Joachim Narbutt, Körnerwall 1, 2800 Bremen 1

Projektionsvorrichtung Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Projektionsvorrichtung mit einer Lichtquelle, einem Projektionsschirm, auf den die Lichtquelle ihr Licht abstrahlt, und mit einer in den Strahlengang zwischen der Lichtquelle und dem Projektionsschirm hineinbewegbaren Blende zur Projizierung eines Cchattens auf dem Projektionsschirm.

Derartige Vorrichtunge sind in vielfältiger Form bekannt. Mit einer derartigen Vorrichtung können

JK/em

MamnttiMM 34 .D-3800Bremern·

.iwe*a44oeotep«d D««-P444aio4oaii

Schatten auf dem Projektionsschirm erzeugt werden, wobei je nach Aufbau und Anordnung der Blende und des Projektionsschirmes diese Schatten über den Projektionsschirm wajsdsrrs! uad/oder ihre Form verändern können. Solche Vorrichtungen können vorteilhaft für wissenschaftliche Zwecke oder als Lichtobjekte für ästhetische Zwecke verwendet werden.

Es besteht jedoch ein Bedarf an Projektionsvorrichtungen, bei welchem sich die Schattengrenze, d. b, die Grenze zwischen dem ausgeleuchteten und dem abgedunkelten Abschnitt auf dem Projektionsschirm, von einer Kreis- oder Ellipsenabschnittsform in eine gerade Linie und anschließend wieder in eine Kreis- oder Ellipsenabschnittsform mit entgegengesetzter Krümmung kontinuierlich verändern soll, während die Schattengrenze über den Projektionsschirm wandert.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine solche Projektionsvorrichtung zu schaffen. Gemäß einer besonderen Aueführungsform soll dabei der Schatten etch Art der Mondphase über den Projektionsschirm bewegt werden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöct, daß die Blende als Hohlkugel- oder Hohlellipaoidabechnitt mit einer einzigen in einer £öene liegenden, umlaufenden Seitenkante oder als Hohlkugel- oder Hohlellipsoidausschnitt mit zwei jeweils in einer unterschiedlichen Ebene liegenden und an ihren Enden zusammenlaufenden Seitenkanten ausgebildet und entsprechend des Krümmungsverlaufe um die Lichtquelle herum bewegbar gelagert ist.

. · · tat·

Mit dor erfindungsgemäßen Anordnung kann ein Über den Projektionsschirm wandernder Schatten erzeugt werden, dessen Schattengrenze zuerst kreis- oder ellipaenabschnittsfurmig ist und dann in eine gerade Linie und anschließend wieder in eine Kreisoder Ellipsenabschnitteform, jedoch mit entgegengesetzter Krümmung, kontinuierlich übergeht. Dabei wird die Schattengrenze bei der als Hohlkugel- oder Hohlellipsoidabschnitt ausgebildeten Blende von der in einer unterschiedlichen Ebene liegenden/ umlaufenden Seitenkante und bei der als Hohlkugel- oder Hohlellipsoidausschnitt ausgebildeten Blende von einer der beiden jeweils in einer Ebene liegenden und an ihren Enden zusammenlaufenden Seitenkanten erzeugt. Die Schattengrenze ist somit das Ergebnis der Projektion dieser Seitenkanten, um dabei die Schattengrenze in der zuvor beschriebenen Heise über den Projektionsschirm wandern zu lassen, wird die Blende entsprechend ihres KrUmmungsverlaufes um

axe lllVOli|Uails iio&ura «/^»»««(«., »«&eegr;·«»«««* w«v ·&bgr;·&bgr;&idiagr;^&idiagr;·- tive der die Schattengrenze projizierenden Seitenkante gegenüber dem Projektionsschirm kontinuierlich verändert wird. Dabei wird die Seitenkante als geradlinige Schattengrenze auf den Projektionsschirm projiziert, wenn sie sich zwischen der Lichtquelle und dem Projektionsschirm befindet, und zwar so, daß sie die Achse schneidet, welche die Lichtquelle mit dem Projektionsschirm im rechten winkel zu diesem verbindet, und daß somit die Ebene, in der die Seitenkante liegt, mit derjenigen zusammenfallt, die den Projektionsschirm rechtwinklig schneidet und in der die Lichtquelle liegt. In allen anderen Stellungen bildet die Seitenkante eine mehr oder weniger kreis- oder ellipsenabschnittsförmige Schattengrenze auf dem Projektionsschirm ab.

Zur Darstellung einer möglichst scharfen Schattengrense sollte die Lichtquelle vorsugsweise im wesentlichen punktförmig sein.

Je nach Anwendung kann der Projektionsschirm plan oder in Richtung von der Lichtquelle und der Blende weg gewölbe sein.

Ferner kann der Projektionsschirm für die Anbringung einer transparenten Vorlage auf seiner der Lichtquelle abgewandten Seite lichtdurchlässig sein.

Bei einer weiteren Ausführung der Erfindung besitzt die Blende im wesentlichen die Form einer Halbkugel, die um eine in ihrer Schnittebene liegende und mit dem Durchmesser zusammenfallende Rotationsachse drehbar gelagert ist, wobei die Lichtquelle innerhalb des von der sich drehenden Halbkugel aufgespannten Kugelrsusses gegenüber der Blende drefefesfe angeordnet ist. Eine solche Ausführung eignet sich besonders vorteilhaft für die Darstellung eines kreisförmigen bzw. kreisabschnittsförnsigen Schattens, dessen Schattengrenze bei Rotation der halbkugelförmigen Blende nach Art der Mondphase über den Projektionsschirm wandert.

Zur Erzeugung einer gleichmäßigen und symmetrischen Projektion und einer gleichmäßigen Bewegung der Schattengrenze über den Projektionsschirm sollte die Lichtquelle vorzugsweise auf einer Achse liegen, welche die Rotationsachse im Kugelmittelpunkt rechtwinklig schneidet, und/oder sollte die Rotationsachse im wesentlichen parallel zur Ausrichtung

des Projektioneschirms verlaufen. Dabei kann vorzugsweise die Achse der Lichtquelle den Projektionsschirm in seine Mitte rechtwinklig schneiden.

Bei einer Heiterbildung der Ausführung mit der halbkugelförmigen Blende ist die Lichtquelle «wischen dot Rötetionsöciise und dsn äsis Projektionsschirm sb= gewandten Abschnitt des von der sich drehenden halbkugelförmigen Blende begrenzten Kugelraums angeordnet. Diese Weiterbildung ist für diejenigerf FHlIe besonders vorteilhaft, in denen - z. B. wegen räumlich beengter Verhältnisse - der Projektionsschirm relativ kompakt gehalten werden muß, ohne jedoch auf die vollständige Projizierung des von der halbkugelförmigen Blende erzeugten Schattens verzichten zu müssen.

Dabei wird eine besonders eindrucksvolle Projektionswirkung erzielt, wenn der Projektionsschirm kreisfö?™i5 ist und is seine? AüS'ichtuüS und seinem Durchmesser mit dem von der halbkugelförmigen Blende erzeugten kreisförmigen Schatten übereinstimmt.

Da sich diese Ausführung besonders vorteilhaft für die Darstellung der Mondphase eignet, kann vorzugsweise auf dem Projektionsschirm eine die Mondvorderseite darstellende Landkarte oder ein die Mondvorderseite darstellendes Landschaftsrelief aufgebracht sein.

Zur Erzielung besonderer optischer Wirkungen kann die Blende von einem Motor bewegt werden. Für die Anzeige der aktuellen Mondphase bei der die Mondphase darstelltsnden Ausführungen führt der Motor

vorzugsweise eine Bewegung der Blende um 360* in 29 Tagen, 12 Stunden, 44 Minuten und 2 Sekunden aus.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfin-dung anhand einer in den beiliegenden Figuren dargestellten AusfUhrungsform näher erläutert Es

Fig. 1 eine Projektionsvorrichtung in Seitenansicht;

Fig, 2 eine Projektionsvorrichtung in Draufsicht; und

Fig. 3a verschiedene Stellungen der Blende und bis 3h daraus resultierende Schattenbilder.

Hie aus den Fig. 1 und 2 erkennbar ist, weist die Projektionsvorrichtung eine Lichtquelle 2, einen Projektionsschirm usii eine halbkugelfiSrniige Blende 6 auf. Die Halbkugel ist hohl und um eine Rotationsachse 8 drehbar. Die Rotationsachse 8 verläuft entlang des Durchmessers der Halbkugel 6 und liegt in ihrer Schnittebene 10, welche von den beiden halbkreisförmigen Seitenkanten 11a, b i"o' Fig. 2) aufgespannt und begrenzt wird. Diese Anordnung hat zur Folge, daB die Rotationsachse durch den Mittelpunkt 12 der zur Halbkugel 6 zugehörigen hypothetischen Vollkugel verläuft.

Die Halbkugel 6 ist auf einem Ständer 14 drehbar gelagert, wobei die Rotationsachse 8 im dargestellten Ausführungsbeispiel im wesentlichen vertikal verläuft. Nenn sich die Halbkugel ura ihre Rotationsachse 8 dreht, spannt sie einen Kugelraum 16

• &eegr; · ·

&igr;&igr;&Tgr;&igr;&igr;&iacgr;&igr;" ··

auf, der in den Fig. 1 und 2 gestrichelt dargestellt ist.

Am Stander 14 ist ferner ein Bügel 18 angebracht, an dessen freiem Ende die Lichtquelle 2 befestigt ist. Durch den Stander 14 und den Bügel 18 verlaufen AnschluSkabel 20 zur Lichtquelle 2, welche im dargestellten AusfUhrungsbeispiel aus einer elektrischen Glühbirne* besteht, die punktue11 ihr Licht abstrahlt. Hie aus den Fig. 1 und 2 erkennbar ist, ist die Lichtquelle 2 innerhalb des von der sich drehenden Halbkugel 6 begrenzten Kugelraumes 16 :

angeordnet. Dabei ist die Lichtquelle 2 am Bügel 18 &Idigr; drehfest gegenüber der drehbaren Halbkugel 6 be- | festigt. Aufgrund dieser Anordnung dreht sich die § Halbkugel 6 um die Lichtquelle 2 herum. ^v>

Die Lichtquelle liegt auf einer Achse 22, welche die Rotationsachse 8 im Kugelmittelpunkt 12 rechtwinklig schneidet. Dabei ist die Lichtquelle 2 zwischen der Rotationsachse 8 bzw. dem Kugelmittelpunkt 12 und der dem Projektionsschirm 4 abgewandten Begrenzung des von der eich drehenden Halbkugel 6 aufgespannten Kugelraumes 16 angeordnet.

Bei dem dargestellten Ausftthrungsbeispiel besitzt |

der Projektionsschirm 4 eine kugelabechnittsfttrmige Flicht 24, die in Richtung von der Lichtquelle 2 bzw. der Halbkugel 6 weg gewülbt ist. Bs ist jedoch

auch denkbar, den Projektionsschirm als plane $

Flüche auszuführen, f:

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel verlauft | die Rotationsachse 8 parallel zu einer planen |

Schnittebene 27, welche von der umlaufenden Seitenkante 26 des Projektionsschirms A &&bgr;$&egr;&bgr;&eegr;&egr;& Die Achse %2, auf der die Lichtquelle 2 liegt, schneidet den Projektionsschirm 4 in seiner Mitte 28 im rechten Winkel.

Durch,- die kugelabschnittsförmige Fläche 24 besitzt der Projektionsschirm 4 eine ia Kreis umlaufende Seitankante 26 und somit Kreisform, wobei mit den Durchmesser des kreisförmigen Projektionsschirms 4 der Durchmesser des von der Halbkugel 6 erzeugten kreisförmigen Schattens übereinstimmt, wenn sich die Halbkugel 6 in der in Fig. 2 gezeigten Stellung befindet. Bei einer solchen Anordnung ist der Projektionswinkelb^ der Schattengrenze 30 so groß, daß der gesamte Projektionsschirm 4 abgedunkelt ist, wenn die Halbkugel 6 auf den Projektionsschirm 4 gerichtet ist und dabei die Schnittebene 10 der Halbkugel und die Schnittebene 27 des Projektionsschirmes 4 parallel zueinander ausgerichtet sind. Wird demgegenüber die Halbkugel 6 um 180* gegenüber der in Fig. 2 gezeigten Stellung verdreht, so wird die gesamte Flüche 24 des Projektionsschirmes i beleuchtet, so daß ein Schatten nicht sichtbar ist.

Die beschriebene Projektionsvorrichtung kann besonders vorteilhaft für die Darstellung der unterschiedlichen Mondphasen verwendet. Deshalb kann auf der Flüche 24 des Projektionsschirmes 4 eine die

Mondvorderseite darstellende Landkarte oder ein Mondvorderseite darstellendes Landschaftsrelief aufgebracht sein. Wird die Landkarte bzw. das Landschaftsrelief auf 3er 3er Lichtquelle 2 §33@nuberliegenden Außenseite des Projektionsschittamn 4 aufgebracht, so nüssen sowohl 3si Weaj&ktlouaachirm 4 als auch die Landkarte bzw. das Landsc^iaftsrelief lichtdurchlässig sein. Wird dagegen die Landkarte bsw. '£·*Jfcsixdeshaftffrelief auf der der Lichtquelle 2 zugewandtes lasesireiite &aacgr;&& «'rojektionsschlrwfss 4 angebracht, so ist eine direkte Beleuchtung durch Hie Lic'&equalle 2 möglich, &£· daß der Projektionsschirm 4 nicht licat䥣$M~3sig ausgeführt zu werden braucht. Aa dieser Stelle sei noch angemerkt, daß anstaue der Darstellung der Mondvorderseite auf dea Projektionsschirm 4 ebenfalls eine Hülfte der Erdkugel o. dgl. dargestellt werden kann.

Die Halbkugel 6 wird von einem nicht dargestellten Motor angetrieben. Im Fall der Darstellung «er Mondphase kann der Motor und ein eventuell zugehöriges Untersetzungsgetriebe so ausgeführt sein, daß die Halbkugel eine einzige Umdrehung um 360* in 29 Tagen, 12 Stunden, 44 Minuten und 2 Sekunden ausführt. Dies ist die Zeit, in der der Mond genau einen Umlauf tun die Erde und dabei auch eine Umdrehung um sich selbst ausführt.

In den Fig. 3a bis h ist schematiseh die Projizierung eines Schattens 30 auf dem Projektionsschirm in Abhängigkeit von der Stellung der halbkugelförmigen Blende 6 dargestellt. Dabei sind schematisch die Lichtquelle 1, der Projektionsschirm 4 und die halbkugelförmige Blende 6 in Draufsicht sowie zusMtzlich das entsprechende auf dem Projektionsschirm projiziert© Bild in Vorderansicht gezeigt.

Fig. 3a zeigt die Halbkugel 6 in derselben Stellung wie Fig. 2. In dieser Stellung befindet sich die Halbkugel 6 zwischen der Lichtquelle 2 und dem Projektionsschirm 4, wobei 'c :1s Schnittabene 10 der Halbkugel 6 parallel zur Schnittebene 27 des ProjektionsscMrmes 4 verläuft. Somit wird in dieser Stellung der Halbkugel 6 der Projektionsschirm 4 vollständig abgedunkelt, so daß ein kreisförmiger Schatten projiziert wird. Wird nun die Halbkugel 6 gemäß Fig. 3b um 45" nach links verdreht/ so erscheint ein mondsichelartig beleuchteter Abschnitt 31 auf

dem Projektionsschirm 4, wobei die Schattengrenze &ngr;
Ik 32 zwischen Schatten 30 und dem beleuchteten Ab-

schnitt 31 die Form eines Kreisabschnittes besitzt.

Wird die Hohlkugel 6 um weitere 45* gemäß Fig. 3c

weiterverdreht, so steht die Halbkugel 6 mit ihrer Schnittebene 10 rechtwinklig zur Schnittebene 27 und somit zur Ausrichtung des Projektionsschirmes 4. Mit dieser Stellung der Hohlkugel 6 erhält man einen halbkreisförmigen Schatten 30, dessen Schattengrenze geradlinig verläuft. Wird gemäß Fig. 3d die Hohlkugel 6 um weitere 45* nach links verdreht,

so wandert die Schattengrenze 32 weiter nach links

und erhält eine Kreisabschnitteform, so daß nun der

f Schatten 30 die Gestalt einer Mondsichel annimmt.

Bei der in Fig. 3e dargestellten Ausführung ist die Halbkugel 6 schließlich um weitere 45* verdreht, so

if daß sie nun auf der dem Projektionsschirm 4 gegen-

: überliegenden Seite der Lichtquelle 2 angeordnet

ist, d. h. die Lichtquelle 2 befindet sich nun zwischen der Halbkugel 6 und den. Projektionsschirm 4, wobei die Halbkugel 6 sum Projektionsschirn hin geöffnet ist und ihre Schnittebene 10 parallel sur Schnittebene 27 des Projektioneschirmes 4 verläuft. v; Zn dieser Stellung <Ser Halbkugel wird der Projek-

k& ·*·«·· tiii &igr;··«

ftf «£«**! 4««· If »Iff

■&idigr; 5.. &Iacgr; i ·· · i

tioneechirm 4 vollständig ausgeleuchtet/ so daß kein Schatten sichtbar ist. Wird die Halbkugel 6 entsprechend den Fig. 3£ bis h weiterverdreht« so

treten dieselben Schattenbildungen wie gemMQ den Jj

Fig. 3b bis d auf, jedoch in umgekehrter Reihen- f

folge und auf der symmetrisch entgegengesetzten seice des ProjektiöneschirniB 4.

Wie aus Fig. 3 erkennbar ist, kann mit Hilfe der suvor beschriebenen Projektionsvorrichtung 'in realistischer Weise der Mondphasenverlauf dargestellt werden, wobei durch entsprechende Auslegung und Steuerung des Elektromotors die aktuelle Mondphase optisch angezeigt werden kann.

Claims (14)

Ansprüche

1. Projektionsvorrichtung mit

einer Lichtquelle (2),

einem Projektionsschirm (4), auf den die Lichtquelle (2) ihr Liehe abstrahlt/ üiiu mit einer in den Strahlengang zwischen der Lichtquelle (2) und dem Projektionsschirm (4) hineinbewegbaren Blende (6) zur Projizierung eines Schatten* (30) auf dem Projektionsschirm (4),
dadurch gekennzeichnet, daß

die Blende (6) als Hohlkugel- oder Hohlellipsoidabschnitt mit einer einzigen in einer Ebene liegenden/ umlaufenden Seitenkante (Ha, b) oder als Hohlkugel- oder Hohlellipsoidausschnitt mit zwei jeweils in einer unterschiedlichen Ebene liegenden und an ihren Enden zusammenlaufenden Seitenkanten (Ha, b) ausgebildet und entsprechend des Krummungsverlsufss um die Lichtquelle (2) herum bewegbar gelagert ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (2) im wesentlichen punktförmig ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß der Projektionsschirm (4) plan oder gewölbt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Projektionsschirm (4) für die Anbringung einer transparenten Vorlage auf seiner der Lichtquelle (2) abgewandten Seite lichtdurchlässig ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende im wesentlichen die Form einer Halbkugel (6) besitzt/ die um eine in ihrer Schnittebene (10) liegende und mit dem Durchmesser zusammenfallende Rotationsachse (8) drehbar gelagert ist und daB die Lichtquelle (2) innerhalb des Von act eic» drehenden Halbkugel (S) aufgespannten begrenzten Kugelraumes (16) drehfest gegenüber der Blende (6) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (2) auf einer Achse (22) liegt, welche die Rotationsachse (8) im Kugelmittelpunkt (12) rechtwinklig schneidet.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6,

dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsachse (8) im wesentlichen parallel zur Ausrichtung des Projektionsschirmes (4) verlHuft.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (22) der Lichtquelle (2) den Projektionsschirm (4) in seiner Mitte (28) rechtwinklig schneidet.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (2) zwischen der Rotationsachse (8) und der dem Projektionsschirm (4) abgewandten Begrenzung des von der sich drehenden Halbkugel (6) aufgespannten Kugelraums (16) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet^ daB der Projektionsschirm (4) kreisförmig ist und in seiner Ausrichtung und

seinem Durchmesser mit dem von der Halbkugel (6) erzeugten kreisförmigen Schatten (30) Übereinstimmt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10/ zur Darstellung der Mondphasen,

dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Projektionsschirm (4) eine die Mondvord&rseite darstellende Landkarte aufgebracht ist,

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, zur Darstellung der Mondphasen,

dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Projektionsschirm (4) ein die Mondvorderseite darstellendes Landschaftsrelief aufgebracht ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (6) von einem Motor bewegt wird.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13 und Anspruch 11 oder 12,

dadurch gekennzeichnet, daß der Motor eine Bewegung der Blende um 360° in 29 Tagen, 12 Stunden, 44 Minuten und 2 Sekunden ausführt.

&bull;· <· &bgr; &igr; rrti t· ■·