DD228671A1

DD228671A1 - Einrichtung zur darstellung von rotationssymmetrischen koerpern

Info

Publication number: DD228671A1
Application number: DD84267802A
Authority: DD
Inventors: Gebhard Kuehn
Original assignee: Zeiss Jena Veb Carl
Priority date: 1984-10-01
Filing date: 1984-10-01
Publication date: 1985-10-16
Also published as: JPS6199119A; JPS6362726B2; US4634387A; DE3524262A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Darstellung von Koerpern, insbesondere zur Projektion von Himmelskoerpern in Planetarien u. ae. Einrichtungen, mit dem Ziel, bei geringem technischen Aufwand eine naturgetreue Darstellung zu ermoeglichen. Aufgabe ist es u. a. eine sich drehende Kugel mit wahlweiser Phasengestalt sowie Polansichten dieser Kugel naturgetreu darzustellen. Die Einrichtung umfasst einen zentral zwischen zwei aneinander gegenueberliegenden Beleuchtungssystemen angeordneten Reflektionskoerper mit treppenfoermig abgestuften, unter 90 zueinander angeordneten, reflektierenden Flaechen, die unter 45 zur optischen Achse in einer Zwischenbildebene, in der Dias abgebildet sind, angeordnet sind. Der Reflektionskoerper ist verschiebbar und kippbar angeordnet. In der Naehe der Dias ist je eine Abblendscheibe vorgesehen. Dem Reflektionskoerper ist ein bildvereingendes Objektiv nachgeordnet. Figur 1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Darstellung von rotationssymmetrischen Körpern, vorzugsweise von Himmelskörpern, insbesondere für Planetarien und andere ProjeXionseinrichtungen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

PhasenprojeXoren, insbesondere für Planetarien, besitzen ein Beleuchtungssystem zur Beleuchtung eines Dias des darzustellenden Körpers, eine Abbildungsoptik zur Abbildung des Dias in eine Zwischenbildebene, in welcher eine aus Kalotten zusammengesetzte Blende angeordnet ist, und eine ProjeXionsoptik zur Abbildung derZwischenbiidebene an eine Kuppel.

Durch die Kalotten, welche um eine Achse drehbar gelagert sind, wird bei der Darstellung der Phasen ein Teil des Strahlenganges abgedecX.

Gemäß der Anordnung nach der DD-PS 202959 sind zwei Kalotten um 180° zueinander versetzt übereinander an einer Achse und in Richtung dieser Achse mit Hilfe einer Umschaltvorrichtung verschiebbar angeordnet.

Es ist ferner eine Einrichtung mit einem lamellenartigen Phasenmechanismus und Wendeprisma bekannt, bei welcher die, die Phasen erzeugenden Lamellen in die Zwischenbildebene des PhasenprojeXors abgebildet werden.

(WP G 09 B/249 920)

Gemäß der US-PS 4020568 sind zwei zueinander senkrecht angeordnete, phasenerzeugende Elemente im Strahlengang eines MondprojeXors vorgesehen.

Alle diese Einrichtungen besitzen den Nachteil, daß mit ihnen die Phasengestalten nur unvollkommen oder mit zusätzlichen optischen oder mechanischen Mitteln dargestellt werden können. Es ist z. B. mit keiner dieser Einrichtungen eine Ansicht auf den Pol (Libration) des darzustellenden Himmelskörpers möglich.

Ziel der Erfindung

Es ist der Zweck der Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und bei geringem technischem Aufwand eine naturgetreue Darstellung von Körpern zu erreichen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Darstellung von rotationssymmetrischen Körpern, vorzugsweise von Himmelskörpern, zu schaffen, die es erlaubt, eine sich drehende Kugel mit wahlweiser Phasengestalt naturgetreu darzustellen und Polansichten dieser Kugel zu ermöglichen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Einrichtung zur Darstellung von rotationssymmetrischen Körpern, mit Dias vom darzustellenden Körper beleuchtenden Beleuchtungssystemen, welche eine Lichtquelle und einen Kondensor umfassen, und mit die Dias in eine Zwischenbildebene abbildenden Abbildungssystemen, dadurch gelöst, daß zentral zu zwei einander gegenüberliegenden Beleuchtungssystemen mit den dazugehörigen Abbildungssystemen ein Reflexionskörper mit treppenförmig abgestuften, unter 90° zueinander angeordneten, refleXierenden Flächen vorgesehen ist, wobei jede dieser reflektierenden Flächen vorzugsweise unter 45° zur optischen Achse der Abbildungssysteme und in der Zwischenbildebene des ihr zugeordneten Abbildungssystems liegt, und beide refleXierenden Flächen in einer gemeinsamen optischen Achse zueinander laufen, daß der Reflexionskörper in Richtung der optischen Achse der Abbildungssysteme verschiebbar und um eine, durch den SchnittpunX aller optischen Achsen gehende und zu diesen optischen Achsen senkrecht verlaufende Achse schwenkbar gelagert ist und ihm ein, die Zwischenbildebenen der Abbildungssysteme zur Bildvereinigung in eine Bildebene abbildendes ObjeXiv nachgeordnet ist, wobei in dieser Bildebene vorzugsweise eine kreisförmige Lochblende angeordnet ist, und daß, unmittelbar benachbart, einem jeden Dias eine ebene, mit einer geraden Begrenzung versehene Abblendscheibe zugeordnet ist, welche in den betreffenden Strahlengang bis zur optischen Achse einschaltbar und um diese drehbar ist. Dabei ist es vorteilhaft, daß der Reflexionskörper aus Metall, Glas oder Kunststoff besteht, wobei die abgestuften refleXierenden Flächen spanend oder spanlos gefertigt sind.

Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn der Reflexionskörper aus einer Vielzahl abgestuft zusammengekitteter Glasscheiben

zusammengesetzt ist. _ — -

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des Reflektionskörpers ergibt sich, wenn im Normalschnitt die, die Stufen des Reflektionskörpers einhüllende Kurve eine Ellipse mit den Hauptachsen a und b = —τψ ist, wobei a der Durchmesser des

Zwischenbildes auf den Reflexionskörper ist. *

Die Dias sind synchron zueinander um die optische Achse drehbar im Beleuchtungsstrahlengang angeordnet, und sie beinhalten Polansichten vom darzustellenden Körper.

Die Einrichtung gewährleistet bei relativ einfachem technischem Aufbau eine wirklichkeitsgetreue Wiedergabe des darzustellenden Aufbau eine wirklichkeitsgetreue Wiedergabe des darzustellenden Körpers, z. B. eines rotierenden Himmelskörpers im Planetarium. Werden die Dias synchron um die optische Achse der Beleuchtungseinrichtungen gedreht, so entsteht in der Ebene der kreisförmigen Lochblende eine rotierende Abbildung des darzustellenden Körpes. Bei Verschiebung des Reflektionskörpers in Richtung der optischen Achse der Abbildungssysteme, wird die Drehachse des darzustellenden Körpers aus der Zeichenebene herausgekippt, und die polnahen Bereiche des Körpers bewegen sich echt um einen im Bild liegenden Punkt (Pol), wobei die Verschmelzungslinie beider, in der Kreisblendenebene zusammengesetzter Halbbilder der Dias eine Gerade bleibt. Es ist also mit der erfindungsgemäßen Einrichtung im Gegensatz zu dem bekannten Stand der Technik möglich, Ansichten auf den Pol (Libration) eines Himmelskörpers u.a. im Planetarium darzustellen.

Durch Schwenkung des Reflektionskörpers um die durch den Schnittpunkt aller optischer Achsen gehende und zu diesen senkrecht verlaufende Achse, erreicht man bei Drehung der Dias nicht nur eine Rotation der Polgebiete, sondern auch eine wirklichkeitsgetreue Krümmung der Breitenkreise und des Äquators des in der Kreisblendenebene abgebildeten Körpers. Der räumliche Eindruck der Darstellung wird verbessert.

Notwendige Phasen, z. B. bei der Darstellung von Himmelskörpern, werden in einfacher Weise dadurch erzeugt, daß die Abblendscheiben vor oder hinter den Dias um die optische Achse drehbar angeordnet sind.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden

In der Zeichnung zeigen

Figuri: eine Einrichtung mit einem Reflexionskörper mit zwei unter 90° zueinander angeordneten stufenförmigen Flächen, Figur2, 3 und 4: Bilder des darzustellenden Körpers in der Lochblendenebene, Figur5: eine Einrichtung zur Darstellung der Phasen, Figur6: Phasendarstellung in der Lochblendenebene und

Figur7: eine senkrechte Ansicht auf den Reflexionskörper in Richtung des Pfeiles A.

Die in Figur 1 in ihrem optischen Schema gezeigte Einrichtung umfaßt zwei Beleuchtungssysteme 1 und 2, denen jeweils ein Abbildungssystem 3; 4 nachgeordnet ist. In der Bildebene eines jeden, zu einem Beleuchtungssystem 1; 2 gehörenden Kondensors (nicht dargestellt) sind je ein Dia 5; 6 und eine Abblendscheibe 7; 8 angeordnet, wobei jeweils die Dias 5; 6 und die Abblendscheiben 7; 8 untereinander verbunden (in Figur 1 gestrichelt dargestellt) und um die optische Achse 0-0 oder Beleuchtungssysteme 1; 2 drehbar sind. Die Dias 5 und 6 zeigen Polansichten des darzustellenden Körpers. Die Abblendscheiben 7 und 8 decken die jeweiligen Strahlengänge zur Hälfte ab. Sie sind in Draufsicht dargestellt und mit T und 8' gekennzeichnet. ~Zentfäl~zwischen den Beleuchtungssystemen 1; 2 und den dazugehörigen Abbildungssystemen 3; 4 ist ein Reflexionskörper 9 mit treppenförmig abgestuften, unter 90° zueinander angeordneten, den Beleuchtungssystemen 1; 2 zugewandten, refleXierenden Flächen 10; 11 vorgesehen. Vorzugsweise ist jede dieser refleXierenden Fläche 10; 11 zur optischen Achse 0-0 unter 45° und in der Zwischenbildebene des ihr zugeordneten Abbildungssystems 3; 4 gelegen. Die den Beleuchtungssystemen 1; 2 zugewandten Teilflächen 10' der Treppenstufen sind refleXierend (Figur 7).

Die refleXierenden Flächen 10; 11 laufen in einer gemeinsamen optischen Achse Z-Z zueinander. Im Normalschnitt, wie er als Ansicht A in Figur 7 dargestellt ist, bildet die die Stufen des RefleXionskörpers 9 einhüllende Kurve 15 eine Ellipse mit den Hauptachsen a und b = i~ wobei a der Durchmesser der Zwischenbilder auf den refleXierenden Flächen 10; 11 des RefleXionskörpers 9 ist. "^

Der Reflexionskörper 9 ist in Richtung der optischen Achse 0-0 (x-Richtung) verschiebbar und um eine, durch den SchnittpunX Y der optischen Achsen 0-0 und Z-Z gehende und zu diesen senkrecht verlaufende Achse schwenkbar gelagert. Ein ObjeXiv 12 ist in Richtung der optischen Achse Z-Z dem Reflexionskörper 9 nachgeordnet und bildet zum Zwecke der Vereinigung die in den Zwischenbildebenen auf den refleXierenden Flächen 10; 11 liegenden Bilder der Dias 7; 8 in eine Bildebene 13 ab, in der eine kreisförmige Lochblende 14 angeordnet ist. Das in der Ebene 13 der Lochblende 14 liegende zusammengesetzte Bild 16 des darzustellenden Körpers,z.B. eines Himmelskörpers, wird durch eine ProjeXionsoptik 17 (Figur 5) auf einen Schirm oder zwecks Darstellung von Himmelskörpern an die Kuppel eines Planetariums projiziert. Werden in Figur 1 die Dias 5 und 6 synchron gedreht, so entsteht in der Bildebene 13 das Bild einer sich drehenden Kugel, was Figur 2 veranschaulicht.

Bei Verschiebung des RefleXionskörpers 9 in x-Richtung wird die Rotationsachse 18 des Bildes 16 aus der Zeichenebene herausgekippt (Figur 3), so daß die polnahen Bereiche des darzustellenden Körpers sich echt um den Pol M bewegen. Die Verschmelzungslinie Q beider Teilbilder bleibt, wie auch in Figur 2 eine Gerade.

Anstelle bzw. neben einer Verschiebung in x-Richtung ist es auch möglich, den Reflexionskörper 9 um die Achse Y um einen Winkel" α zu schwenken. Damit erreicht man nicht nur eine Rotation der Bereiche um den Pol M sondern auch eine im gesamten Bild 16" (Figur 4) richtige Durchbiegung bzw. Krümmung der Breitenkreise R. Die Verschmelzungslinie S (Äquator) beider vereinigter Teilbilder ist ebenfalls naturgerecht gekrümmt.

Die Darstellung von Phasen, z. B. die Phasen des Mondes oder von Planeten, erfolgt durch die in unmittelbarer Nähe der Dias 5 und 6 angeordneten Abblendscheiben 7 und 8, die sich ebenfalls synchron zueinander drehen und die bis zur optischen Achse 0-0 in den Strahlengang eingeführt sind (Figur 5). Eine Phasenabbildung ist in Figur 6 dargestellt, wobei die schraffierte Fläche 19 durch die Flächen der Abblendscheiben 7, T₁ 8,8' erzeugt wird.

Der Reflexionskörper 9 besteht vorteilhaft aus Metall, Glas oder Kunststoff, wobei die abgestuften Flächen spanend oder spanlos gefertigt sind. Er kann aber auch aus einer Vielzahl angestuft zusammengekitteter oder geklebter Glasscheiben, wie in Figur 7 dargestellt bestehen.

Claims

-2- 0/Ö UZ

Erfindungsansprüche:

1. Einrichtung zur Darstellung von rotationssymmetrischen Körpern, mit Dias vom darzustellenden Körper beleuchtenden Beleuchtungssystemen, welche eine Lichtquelle und einen Kondensor umfassen, und mit die Dias in eine Zwischenbildebene abbildenden Abbildungssystemen, dadurch gekennzeichnet, daß zentral zu zwei einander gegenüberliegenden Beleuchtungssystemen mit den dazugehörigen Abbildungssystemen ein Reflexionskörper mit treppenförmig abgestuften, unter 90° zueinander angeordneten, reflektierenden Flächen vorgesehen ist, wobei jede dieser reflektierenden Flächen vorzugsweise unter 45° zur optischen Achse der Abbildungssysteme und in der Zwischenbildebene des ihr zugeordneten Abbildungssystems liegt, und beide reflektierenden Flächen in einer gemeinsamen optischen Achse zueinander laufen, daß der Reflexionskörper in Richtung der optischen Achse der Abbildungssysteme verschiebbar und um eine, durch den Schnittpunkt aller optischer Achsen gehende und zu diesen optischen Achsen senkrecht verlaufende Achse schwenkbar · gelagert ist und ihm ein, die Zwischenbildebenen der Abbildungssysteme zur Bildvereinigung in eine Bildebene abbildendes Objektiv nachgeordnet ist, wobei in dieser Bildebene vorzugsweise eine kreisförmige Lochblende angeordnet ist, und daß, unmittelbar benachbart, einem jeden Dia eine ebene, mit einer geraden Begrenzung versehene Abblendscheibe zugeordnet ist, welche in den betreffenden Strahlengang bis zur optischen Achse einschaltbar und um diese drehbar ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflexionskörper aus Metall, Glas oder Kunststoff besteht, wobei die abgestuften reflektierenden Flächen spanend oder spanlos gefertigt sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflexionskörper aus einer Vielzahl abgestuft zusammengekitteter Glasscheiben zusammengesetzt ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Normalschnitt die, die Stufen des RefleXionskörpers einhüllende Kurve eine Ellipse mit den Hauptachsen a und b = —^- ist, wobei a der Durchmesser des Zwischenbildes auf den Reflexionskörper ist. ² "V ²
5. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Dias synchron zueinander, um die optische Achse drehbar im Beleuchtungsstrahlengang angeordnet sind, und Polansichten vom darzustellenden Körper beinhalten

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen