DE2159590B2 - Vorrichtung zur erzeugung eines insbesondere bewegten bildeindrucks - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung eines insbesondere bewegten Bildeindrucks einer Folge von in einer Bildebene angeordneten Einzelbildern für einen Betrachter, wobei eine Realtivbcwegung von Vorrichtung und Betrachter in zur Bildebene im wesentlichen parallelen Ebenen erfolgt und die Einzelbilder über ihre Bildhöhe von zugeordneten Lichtquellen erleuchtet sind.

Eine solche Vorrichtung ist bekannt aus der FR-PS 10 29 300. Damit bei der bekannten Vorrichtung für einen Betrachter ein kinoartiger Bewegungsablauf einer Reihe von vertikal angeordneten Bildern geschaffen werden kann, sind in einer Ebene, die beispielsweise eine U-Bahnwand sein kann, eine Reihe aufeinanderfolgender, benachbarter Bilder angebracht. Der Betrachter bewegt sich relativ zu diesen Bildern, wobei sich jedoch zwischen ihm und den Bildern eine Schlitzwand befindet, die nur sehr schmale Schlitze trägt und bei der der Schlitzabstand so auf die Bewegungsgeschwindigkeit des Betrachters, im vorliegenden Fall also beispielsweise auf die Geschwindigkeit des U-Bahnzugs, mit der sich der Betrachter bewegt, abgestimmt ist, daß bei einem Blick durch die Schlitzwand auf die Bildwand ein Bewegungsablauf erkennbar ist. Dabei befinden sich die Beleuchtungsquellen vor den Bildern, also zwischen der Schlitzwand und der Bildebene, die daher außerordentlich hell ist. Andererseits muß der Bereich zwischen der Ebene, in welcher sich der Betrachter 'lewegt. und der Schlitzwand extrem dunkel sein, damit überhaupt das durch die Schlitze der Schlitzwand lallende Licht von dem Betrachter gegenüber dem I Jmgebungslicht wahrgenommen werden kann. Des seileren ist bei einer solchen Vorrichtung nachteilig, daß dann, wenn ein solches System auf einem Bahnhof

angeordnet wild, eine erhebliche Behinderung dei ( ahrgaste auftritt, zu der sich noch ein Gefährdungsmo ment gesellt, wenn sich nämlich die Fahrgäste in den Bereich /wischen Schlitzwand und Schienen bewegen der beim Einsteigen in die Züge stets betreten «,erder muß.

Der Versuch, bei einem Betrachter den Eindruel· eines bewegten Bildes hervorzurufen, wenn dieser sicr ivlativ /u einer Vorrichtung bewegt, die aus einer Folgi von Einzelbildern besieht, ist häufig gemacht worden als typische Beispiele hierfür seier die nachfolgender US-Patentschriften genannt: US-PS 34 63 581 28 33 176. 33 29 475. 34 80 352. 24 38 878. 2401271 22 99 731. 32 bl 120 und 2b 18 067.

Einige dieser bekannten Systeme verwenden Abtast vorrichtungen, wie Konvergenzlinsen, anamorphe Lin sen oder andere Speziallinsen. die zwischen der bewegten Bildern und dem Betrachter angebracht sind Derartige Linsen erhöhen die Installationskosten unc erfordern eine beträchtliche Wartung. Darüberhinaui enthält keines der Systeme, welche mit Speziallinser arbeiten. Beleuchtungseinrichtungen, so daß diese Systeme an nur schwach beleuchteten Plätzen mehl verwendbar sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eini Vorrichtung /ur Erzeugung eines insbesondere beweg ten Bildeindrucks einer Folge \on in einer Bildebeni angeordneten Einzelbildern für einen Betrachter /1 schaffen, bei der der Betrachter frei auf den Bildträgei schauen kann und von der das Bild anstrahlender äußeren Lichtquellen nicht geblendet wird, und dit darüberhinaus noch relativ preisgünstig herzusteller und zu warten ist.

Die Erfindung lost diese Aufgabe ausgehend von dei eingangs genannten Vorrichtung erfindungsgcmäf. dadurch, daß die Einzelbilder aus durchsichtigen, fre vor dem Betrachter angeordneten Bildtriigern. au denen sich das Bild befindet, bestehen und daß dit Lichtquelle auf der zum Betrachter gegenüberliegender Seite des Bildträgers angeordnet und so ausgebildet ist daß für den Betrachter das Einzelbild nur segmentartij von einem schmalen, sich über die Höhe des Bilde; e"streckenden, senkrecht zur Bewegungsrichtung an geordneten Lichtspalt beleuchtet ist.

Vorteilhaft bei einer solchen Vorrichtung ist dei Umstand, daß sie von den Bcleuchuingsveihnltnisser ihrer Umgebung unabhängig ist; sie läßt sich auch ir besonders günstiger Weise den räumlichen Gegeben heiten ihrer Umgebung anpassen, da es entsprecheiu einer vorteilhaften Ausgestaltung möglich ist. auf dei zum Betrachter abgewandten Bildträgerscite eint bezüglich der Lichtquelle so ausgerichtete, reflektieren de Oberfläche anzuordnen, daß das durch der Bildträger sichtbare Spiegelbild der Lichtquelle eint virtuelle Lichtquelle bildet. Dadurch geling es auch, der Raumanspruch der Vorrichtung beträchtlich zu reduzie ren und die Vorrichtung beispielsweise auch in enget U-Bahnschächten anzuordnen, ohne daß besonders I Imbauarbeiten erforderlich sind.

Ist die Vorrichtung an der Wand eines U-Bahntunnel: angeordnet, dann liefen die Bewegung des U-Bahnzu i'es die Relativbewegung zwischen den Lichtquellen Jen Einzelbildern des bewegten Bildeindrucks und den Betrachten

Vorteilhaft ist weiterhin, daß die jeweiligen, sich /1 einem bewegten Bildeindruck zusammensetzende! I-in/.elbilder leicht ausgetauscht werden können. Dc bewegte Bildeindruck stellt sich für den Betrachter kla

dar und wird durch die Geschwindigkeit des Zuges nicht verwischt.

Vorteilhaft ist auch, daß durch die Verwendung von reflektierenden Flächen die Lichtquelle um Rande der Einzelbilder angeordnet werden kann.

Die die Einzelbilder tragenden, durchsichtigen Bild träger sind bevorzugt als glasklare Schicht, nämlich als fotographischer Film ausgebildet. Die Ausbildung der Lichtquelle und gegebenenfalls der ihr zugeordneten reflektierenden Flächen ist so getroffen, daß die senkrechte Lichtlinie oder der senkrechte Lichtspalt bei einer Relativbewegung zwischen dem Betrachter und der durchsichtigen Schicht durch diese hindurch sichtbar ist und die Breite des Bildes überstreicht, wodurch das Bild in aufeinanderfolgenden Abschnitten dargestellt ist. wenn sich die relative Stellung des Betrachters zu Bild und Lichtquelle verändert. Kann man dabei auf mehreren Bildträgern eine Folge von Einzelbildern beobachten, dann nimmt der Betrachter den Eindruck eines bewegten Bildes wahr.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unterarisprüche und in diesen niedergelegt.

Im folgenden werden Aufbau und Wirkungsweise von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Figuren im einzelnen näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. I eine perspektivische, schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung zur Erzeugung eines bewegten Bildeindrucks.

F i g. 2 eine Draufsicht auf eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer solchen Vorrichtung,

F i g. 3 einen vergrößerten Ausschnitt aus F i g. 2,

F i g. 4 eine schematische Darstellung zur Erläuterung weiterer Einzelheiten der Vorrichtung gemäß Fig. 2 und 3.

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf eine Vorrichtung zur Erläuterung der gegenseitigen Abhängigkeit von Bildbreite. Betrachtungsabstand und Lichtquellenabstand,

Fi g. 6 bis 9 jeweils eine schematische Draufsicht auf die Ausführungsform der Vorrichtung gemäß F i g. 8 zur Verdeutlichung eines empirischen Verfahrens zur Bestimmung der Krümmung der reflektierenden Fläche.

Fig. iO eine perspektivische Draufsicht auf die Ausführungsform der Vorrichtung gemäß Fig. 8 zur Verdeutlichung eines empirischen Verfahrens zur Bestimmung der Krümmung der reflektierenden Fläche,

Fig. 11 eine schematische Darstellung eines Schnitts durch eine Vorrichtung und durch einen U-Bahntunnel sowie einen U-Bahnwagen zur Erläuterung der Anwendung der Vorrichtung und

Fig. 12 eine Draufsicht auf die Anordnung gemäß Fig. 11.

Anhand der Zeichnung, und zwar insbesondere anhand der Fig. 1, welche eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Darstellung eines belebten Bildes bzw. zur Gewinnung eines bewegten Bildeindrucks zeigt, sollen nunmehr die optischen und dynamischen Grundlagen vorliegender Erfindung erläutert werden. Bei der Vorrichtung 1 sind durchsichtige Bildträger 2, beispielsweise aus fotographischem FilmmateriaL nebeneinander im wesentlichen in einer Ebene und im Abstand von einer Transportvorrichtung für einen Betrachter angeordnet welcher durch ein Auge 4 angedeutet ist. Eine längliche, senkrecht angeordnete Lichtquelle 6 ist auf der dem Betrachter abgewandten Seite der Bildträger 2 angeordnet und wird von dem Betrachter durch die

Bildiräger 2 lirnaürch gesehen. Die Lichtquelle 6 im entweder sehr schmal oder mit einer Blende ausgestai tet. so daß sie eine schmale Lichtlinie projiziert, welche für den Betrachter 4 als ein horizontal begrenztes Segment 7 des zwischen Betrachter und Lichtquelle liegenden, durchsichtigen Bildträgers 2 erscheint. Der Betrachter 4 und der im folgenden lediglich noch als Träger bezeichnete Bildträger 2 sind in relativer Bewegung zueinander, und das Gesichtsfeld des

ίο Betrachters in Richtung der Lichtquelle 6 ist ungefähr durch die gestrichelten Linien 8 und 10 begrenzt. Die auf den Trägern 2 angebrachten Einzelbilder können alle gleich sein, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, oder sie können progressiv und graduell verändert sein. Ferner können

is auf den Trägern Gruppen identischer Bilder vorgesehen sein, um eine Folge unbewegter Bilder zu erzeugen.

Wenn sich der Betrachter 4 an einem Träger 2.7 der Vorrichtung vorbeibewegt, wie dies durch die Pfeile 5 angedeutet ist. scheint das Licht aus der Quelle 6a den Träger zu überstreichen, wobei dem Betrachter aufeinanderfolgende, senkrechte Segmente 7 des Bildes dargeboten werden. Für einen Betrachter, der sich von rechts nach links bewegt, wie dies durch Hie Pfeile 5 angedeutet ist. kehn sich das wahrgenommene Bild uir so daß der zuerst gesehene Teil (die rechte Seite) für dei Betrachter auf der linken Seite zu liegen scheint. Wenn durch die rechte Seite des folgenden Trägers 2b die Lichtquelle bb gesehen wird, wird gleichzeitig die vorangehende Lichtquelle 6a durch den letzten bzw. linken Teil des vorangehenden Trägers 2a gesehen, wobei der erste oder rechte Teil durch entsprechende Segmente des Bildes auf dem folgenden Träger ersetzt wird. Somit scheint, wenn sich jedes der Einzelbilder geringfügig von dem vorangehenden unterscheidet, das zusammengesetzte, geistige Bild aus den wahrgenommenen, vertikalen Segmenten in Bewegung zu sein, wodurch die gewünschte bewegte Darstellung geschaffen wird. Damit die Vorrichtung wirksam arbeitet, dürfen die Träger 2 nur eine minimale Diffusion oder Brechung des Lichtes hervorrufen. Allgemein kann gesagt werden, daß die crfindungsgemäBe Vorrichtung umso wirksamer arbeitet, je höher die Lichtdurchlässigkeit der Träger 2 ist.

Bei einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen

Vorrichtung, wie sie Fig. 1 zeigt, ist der bevorzugte Abstand zwischen der Lichtquelle 6 und dem Träger 2 gleich dem erwarteten Betrachtungsabstand (EVD). welcher in F i g. 5 eingezeichnet ist. In diesem Fall ist die vom Betrachter wahrgenommene Bildbreite gleich der

tatsächlichen Breite der Träger, und das Bild wird wahrgenommen, solange sich der Betrachter auf einer zu den Trägern parallelen Linie längs einer Strecke bewegt, die doppelt so groß ist, wie die Breite der Träger 2. Wenn der tatsächliche Betrachtungsabstand

kürzer ist als der Abstand zu der Lichtquelle 6. ist das wahrgenommene Bild schmaler als die Breite des Trägers; wenn der Betrachtungsabstand langer ist, ist das wahrgenommene Bild breiter als der Träger. Die Beziehung zwischen dem Betrachtungsabstand und der

Breite des wahrgenommenen Bildes ist linear, d h. bei einem Betrachtungsabstand von der Hälfte des erwarteten Betrachtungsabstandes (EVD) ist die Breite des wahrgenommenen Bildes gleich der Hälfte uer Breite des Trägers. Des weiteren ist die relative Bewegung des

Betrachters gegenüber dem Träger 2 und der Lichtquelle 6 dem Verhältnis der Abstände von dem Betrachter zu dem Träger 2 einerseits und von der Lichtquelle 6 zu dem Träger 2 andererseits proportio-

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niil. Der Betrachter würde somit bei einem Abstandsverhiiltnis von I : I und bei iinciniindcrgren/enden Trägern 2 in jedem Augenblick die segmentweise Rekonstruktion zweier Träger sehen. Andererseits wird der Betrachter, wenn die Träger 2 einen Abstand von einer Trägerbreite voneinander haben und wenn das Abstandsverhältnis 1 : I ist. /u einem gegebenen Zeitpunkt nur eine segmentiönnige Biklfolge sehen.

Für einen erwarteten Beirachlungsabsiand von einigen 30 cm. wie er sich in einem U-Bahniunnel oder in einer ähnlichen Umgebung ergeben kann, läßt sich die Lichtquelle 6 hinter dem Träger praktisch nicht in einem Abstand anbringen, der gleich dem erwarteten Betrachtungsabstand ist. Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung kann nunmehr die linienförmige Lichtquelle vorteilhafterweise an der Seite des Trägers und nahe der Trägerebene angebracht werden, und es können reflektierende Oberflächen vorgesehen sein, die bezüglich des Trägers und der Lichtquelle so ausgerichtet sind, daß das virtuelle Bild der Lichtquelle hinter dem Träger in der in I i g. I beschriebenen Stellung erscheint. Bei der Ausführungsform gemäß Γ i g. 6 ist beispielsweise eine ein/ige, ebene, reflektierende Oberfläche vorgesc hen.

Um die Ausrichtung der reflektierenden Oberfläche 20 festzulegen, wird zuerst die tatsächliche Stellung Λ der linearen Lichtquelle und die gewünschte Stellung B ihres virtuellen Bildes bestimmt Es wird dann em Dreieck gebildet, indem von den Kanten C und D des Trägers Linien zur Stellung B des virtuellen Bildes gezogen werden, und es >» ird eine Mittelachse von B nach /gezogen. Diese Strahlen sollten ein gleichschenk liges Dreieck /ff "Obilden, wobei das virtuelle Bild hinter dem Träger zentriert ist. Wenn die Lichtquelle nicht zentriert ist oder wenn der Winkel CBD zu groß ist. gewinnt man den optischen Eindruck einer deutlichen Beschleunigung des das Bild überstreichenden Segments 7 hei Her normalen Position /. während sich bei zunehmendem Winkel die Überstreiehiinssgcschwindifkeiten schrittweise verringern.

Darübcrhinaus führen ein großer Winkel oder eine versetzte Lichtquelle zu einer Bildverzerrung, durch die das Bild für die größeren Winkel wirksam gestreckt wird, da das gesamte Bild der gesamte optische Eindruck diese Segmente ist. wobei eine Integration über einen kurzen Zeitabschnitt erfolgt. Dies kann, wo es erforderlich ist. durch Einführen einer Verzerrung in das Bild auf dem durchsichtigen Träger 2 kompensier! werden.

Das Dreieck BCD wird tatsächlich um cmc Linie Ff mit einer reflektierenden Oberfläche »gefaltet«, so daß der Scheitel B des Dreiecks mit der tatsächlichen Stellung 4 der Lichtquelle 6 zusammenfällt. Eine Eben·· reflektierende Oberfläche 20. die auf dieser Faltlinie bzw. auf der Knicklinie FFin Übereinstimmung mit der Theorie der Reflexionen angebracht wird, reflektiert d: Strahlen des linearen Lichts, welches aus der Lichtquelle 6 austritt, auf den Träger 2 in dem gleichen Muster, als wenn die Lichtquelle sich tatsächlich an der Stelle Hdes virtuellen Bildes befände. Somit sieht ein Betrachter, der sich an dem Träger vorbeibewegt, eine Lichtlimc welche sich mit ihm über den Träger bewegt und aufeinanderfolgende Abschnitte des Trägers 2 in der Reichen Weise, wie dies bereits beschrieben wurde :rleuchtet.

Die Verwendung einer einzigen reflektierenden Oberfläche gestattet es. die Lichtquelle nahe der Karnies Trägers anzuordnen, womit eine Verringerung der Einbauliefe von bis zu 50% verbunden ist. Eine weiter· Reduzierung der Einbauliefe wird erreicht, indem mai mehrere reflektierende Oberflächen verwendet, um da Dreieck, welches durch die Kanten des Trägers und dii ''■ Lage des virtuellen Bildes der Lichtquelle festgelegt ist zu falten Wenn dieses Schema verwendet λ ird. um eit bewegtes Bild auf der Wand eines U-ßahntunnel: darzustellen, kann beispielsweise eine minimale Einbau tiefe erreicht werden. Eine für eine solche Umgebung

ίο geeignete Ausführungsform einer crlindungsgcmäßer Vorrichtung ist in F i g. 3 dargestellt, in der da? dreieckige Segment zweifach durch reflektierende Oberflächen 30 und 32 gefaltet ist. Zur Bestimmung dei Anordnung der reflektierenden Oberflächen wird

τ«; zunächst die Hintetkante der ersten, reflektierenden Oberfläche an den Schnittpunkt G der Linie DB mit einer Linie 33 gelegt, welche die maximale Tiefe der Vorrichtung festlegt. Des weiteren bestehen folgende Kriterien für das Falten des Dreiecks BCD:

2. Die Lichtquelle und die Hinterkante der zweiten, reflektierenden Oberfläche sollten seitlich annähernd im gleichen Abstand von den Kanten des Trägers liegen und

3. die Vorderkante des linearen Lichts aus öcr

■■« Lichtquelle 6 sollte dicht hinter und vorzugsweise parallel zu dem Träger verlaufen, wobei der Scheitel des Dreiecks mit A' zusammenfällt, nämlich mit der tatsächlichen Stellung der Lichtquelle 6.

Die winkelmäßige Verschiebung der reflektierenden

.ίο Oberflächen wird durch Verankern des Dreiecks BCD am rückwärtigen Punkt G auf der ersten Oberfläche bestimmt und ferner durch Einstellung der Steigung der ersten Faltungslinie GH und der Steigung sowie der Lage der zweiten Faltungslinie JK. bis die durch den zweiten und dritten Schritt gegebenen Kriterien erfüllt sind, wobei die Grundgesetze der Reflexionstheorie zu berücksichtigen sind. Die beiden reflektierenden Oberflächen 30 und 32 werden dann auf den Knicklinien GH und JK in dem Dreieck angeordnet. Wenn das Dreieck BCD richtig gefaltet ist. dann ist die Länge einer Linie von einem Punkt auf dem Träger bis zur realen Stellung A 'die gleiche wie die Länge einer Linie von diesem Punkt zu der virtuellen Stellung B der Lichtquelle. Die Lichtquelle 6 liegt weiter von der Kante des Trägers weg als bei dem Ausführungsbetspiel gemäß F i g. 6. um eine optimale Raumausnutzung zu erhielen. Vorzugsweise ist an der Kante des den Träger 2 halternden Rahmens eine Blende 34 vorgesehen, so daß kein Licht von der Quelle 6 in dem projiz.ierten Bild falsche

s° wodurch oder Geisterbilder erzeugen kann. Blenden sollten in der Vorrichtung überall dort vorgesehen werden, wo eine Möglichkeit besteht, daß Streulicht auf :ien Träger 2 fällt.

Bei einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen

ss Vorrichtung, wie sie in F i g. 2 dargestellt ist, wo für einen vorbeifahrenden Betrachter eine Bildfolge projiziert wird, kann eine einzige Leuchtstoffröhre 40 für zwei benachbarte Träger 2 vorgesehen sein, wobei die Röhre mit Blenden versehen ist. um zwei entgegengehe setzt gerichtete Lichtquellen 42 und 44 zu schaffen. Wegen der seitlichen relativen Versetzung der Lichtquelle und der zweiten, reflektierenden Oberfläche tritt ein dunkler Zwischenraum zwischen zwei aneinander angrenzenden Trägern 2a und 26 auf. Dies ist jedoch.

<"> wie bereits erklärt wurde, unschädlich, da für einen Beirachter ein optisches Überlappen benachbarter Bilder vorliegt, wenn die Bilder benachbart sind. Wenn eine größere Einbautiefe zur Verfügung steht

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und wenn ein engerer seitlicher Abstand erwünscht im kann eine erfindungsgemäße Vorrichtung mn drei reflektierenden Oberflächen SO. 52 und 54 verwendet werden, wie dies Fig. 7 zeigt. Bei dieser Ausführungsform hegt die Lichtquelle wesentlich dichter an dem Träger, so daß das Licht für einen Betrachter weniger gut wahrnehmbar ist. wodurch die Notwendigkeit der Verwendung einer Blende entfällt. Dennoch kann eine Blende verwendet werden, was zu einigen günstigen Ergebnissen führt.

Während die erfindungsgemäße Vorrichtung im Lichte ■ der Umgebung sehr wenig Abschirmung erfordert, ist es wesentlich, daß der Betrachter keinerlei Sireulichtquellcn durch den duchsichtigcn Träger sieht Die gesamte Vorrichtung wird daher vorzugsweise in einem Kasten montiert, wie dies die F i g. I | und P zeigen, oder in einem ähnlichen Gehäuse Selbst dort" wo viel Platz vorhanden ist. so daß die erfindungsgenvi' Be Vorrichtung so wie in Fig. 1 aufgebaut sein kann erfolgt vorzugsweise eine Abschirmung der Vorrichlung, um das Einfallen von Sonnenlicht, von Seheinwerferhcht oder von Streulicht aus anderen Quellen zu vermeiden. In einigen Anwendungslallen können die Reflektoren und ein Lichtventil mit einem linearen Schlitz in der Weise verwendet werden, daß der Schlitz mit einem streuenden Material gefüllt wird um eine Lichtquelle zu bilden, und das Sonnenlicht kann beispielsweise als Energiequelle benutzt werden so chli eine elektrische Energiequelle, wie sie in Fin I angenommen ist. entfallen kann.

Fig. 4 zeigt ein Diagramm senkrecht zur Richtung der Relativbewegung. Aus dieser Figur wird deutlich" daß die relativen Höhen der Elemente der erfindun«sge' maßen Vorrichtung bei horizontaler Bcwegun/eine funktion der Höhe des Trägers 2 und des erwarteten Betrachtungsabstands CVD sind. So sollte eine I icht quelle, die in einem Abstand hinter dem Träger angebracht ist. der gleich dem erwarteten Betrachtung abstand ist, sich von der Blickachse nach oben und unten doppelt so weit erstrecken wie der Träger. In einer typischen Vorrichtung gemäß der Erfindung nut zwr, reflektierenden Oberflächen hat der erste Reflektor 60 einen Abstand von einem Siebtel des Abse^des deTrägers von der Lichtquelle von dem Träger und sollte somit, wenn man die Höhe des Trägers als 100% annimmt, eine Höhe von 115% haben. Der zweite Reflektor 62. dessen Abstand von dem Träger zwei Drittel des Abstandes zwischen Träger und L ichiqueiic betragt, sollte eine Höhe besitzen, die gleich I67"/o der Höhe des Trägers ist. Dabei wird davon ausgegangen daß sowohl der erste als auch der zweite Reflektor symmetrisch zur Sichtachse angeordnet sind Die vorstehend durchgeführten Überlegungen gestatten nun natürlich noch keine Veränderungen in der Sichthöhe, wie dies durch die Pfeile 61 und 63 angedeutet ist. Um einen gewissen Bereich von Sichthohen zu erfassen, müssen daher sämtliche Elemente eine zusätzliche Vergrößerung in der Höhe crtsnrcn.

Bei allen Ausführungsformen werden vorzugsweise auf ihrer Oberfläche versilberte Spiegel als reflektieren de Oberflächen verwendet, um eine Diffusion des reflektierten, linearen Lichts und ein Geisterbild von der vorderen Oberfläche zu verhindern. Ferner wird rorzugswe.se die als Lichtquells verwendete Lampe mit gleichstrom oder einem sehr hochfrequenten Strom jetneben, da die erfindungsgemäße Vorrichtung bei iiedngen Wechselstromfrequenzen, beispielsweise bei

Ireqiienzen von «0 Hz. bereits ein Schwanken der Lichtintensität erkennen läßt, was bei relativ hohen Geschwindigkeiten irritierend sein kann und die optischen Effekte sogar beeinträchtigen kann. S Die ebener; reflektierenden Oberflächen können, wie dies I-ig. 8 zeigt, durch einen konkaven Reflektor 70 ersetzt werden, insbesondere wenn sowohl in der Embautiefe als auch in der Einbaubreite Beschränkungen bestehen. Mit Hilfe eines gekrümmten Reflektors ■ο kann das virtuelle Bild der Lichtquelle in jede gewünschte Stellung gebracht werden, während gleichzeitig die Strahlen von der Lichtquelle stark verkürzt werden. Es versteht sich, daß ein konvexer Reflektor zu einem entgegengesetzten Ergebnis rühren würde. ^gleich die Krümmung und die Winkelstellung des Reflektors mathematisch abgeleitet werden können, kann die Krümmung des Reflektors ohne weiteres durch das empirische Verfahren gemäß F i g. 9 abgeleitet werden. Zu diesem Zweck wird zunächst die Lage c es 1 ragcrs und der Lichtquelle festgelegt, ferner wird der erwartete Betrachtungsabstand bestimmt, und es wild die Lage der virtuellen Lichtquelle hinter dem 1 lager bestimmt, und zwar vorzugsweise in einem Abstand, der _lm wesentlichen gleich dem erwarteten Ueirachtungsabstand ist. Von dem Träger 2 zu der virtuellen Lichtquelle /. werden Strahlen ML bis QL gezogen. Um auf den Strahlen ML bis QL de Punkte zu Bestimmen, an denen der gekrümmte Reflektor liegt, wird von der Lichtquelle 6 parallel zu dem Träger eine erste Lime RS zu dem am weitesten entfernten Strahl V- gezogen. Der Winkel RSL innerhalb der Lage sowohl der virtuellen als auch der realen Lichtquelle wird halbiert, und die Winkelhalbierende 57" wird verlangen, bis _Sle den nächsten Strahl PL am Punkt 7 schneidet. D,e beiden Schnittpunkte 5 und Hicgen auf 'cm gekrümmten Reflektor 70. Von der Lichtquelle 6 wird nun eine Linie RT zu dem vorher bestimmten I ,"■' ' ⁷t'^cz»gcn, und der Winkel RTL zwischen Wi TJ ^{Und dcm Stranl PL} wird halbiert. Die Winkelhalbierende 77/wird bis zum nächsten Strahl OL fangen, und der Schnittpunkt U liegt ebenfalls auf dem gekrümmten Reflektor 70. Dieses Verfahren wird »rtgesetzt, bis Punkte auf jedem der Strahlen ML bis 4S 70 ^es f ¹^ ^Slnd· womit die Krümmung des Reflektors /« Itsiliegi. Die Genauigkeit der Bestimmung der ^rum_mung ,st eine Funktion der Zahl der ausgewählten

rh, ".."Τ^{11011 dcm Tr}^^{cr 2 llnd der virI1Jcllen} Hl T ,^Anschlicßcnd wird eine glatte Kurve

f, ' ^{Wdchc dlc} ermittelten Punkte verbindet.

konvT i'^{m Endcfrckl Clnc} Kombination einer erhahPn" T ^U"^d °'^Π" ^schr^ geteilten Spiegels vrn, π Τ·' ^wodurch sowohl der Abstand der Ve SPh⁶K ^Llchlc"^uelle /■ vom Träger als auch deren

Pnnl, £ -^{ε In die Stel|}ung R herbeigeführt wird. Am " 1 η ^IS! ^v°™gsweise eine Blende 65 angeordnet,

ZZtZr₂ i^UftreH^ffeH^{n VOn LiCht aUS der QUelIe 6}

iger 2 zu verhindern.

li^K 1^ !° ^Zeigt· ^{kann eine} einzige Lichtquelle als tun™ ^{IChtquelle fur} benachbarte, optische Vorrich-Krifmm ""^ ^gekrümmten Reflektoren dienen. Die krümmung der linken Reflektorhälfte 68 wird dabei in bestimm ρ" ^^{eiSe Wie die der} rechten Hälfte 70 an deT v u^Betrachter- der sich von rechts nach links 2e und ,,^Om^^Ung.^{72 v}°rbeibewegt, welche die Träger _{ds (P}!?^{L nimmt} aufeinanderfolgende Segmente S M ,I^{deS 2}^⁰" ^{rechts na}<* links und dann das im" c^W· ^{Somit arbeitet die} Vorrichtung mit "i Spiegeln im wesentlichen in der gleichen

Weise wie die Vorrichtung gemäß F ig. 1. /u ischen der Lichtquelle und der Kante der Träger sind gleichfalls Blenden (nicht dargestellt) vorgesehen.

Eine spezielle Anwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in den F i g. 11 und 12 schemalisch dargestellt. In diesen Figuren ist eine virtuelle Lichtquelle 6V hinter der senkrechten Wand 71 eines U-ßahntunnels gezeigt, wobei auf dieser Wand eine erfindungsgemäße Vorrichtung 72 befestigt ist. Lm U-Bahnzug 74 bewegt sich auf Schienen 76, die vom Boden 78 des U-Bahntunnels getragen werden, so daß bezüglich der Vorrichtung 72 eine feste Plattform für den Betrachter vorhanden ist. Der Betrachter kann sich an verschiedenen Punkten in dem U-Biihnzug 74 befinden und die Vorrichtung 72 durch ein Zugfenster 80 betrachten. Die Stellung eines sitzenden Betrachters ist schematisch durch ein Auge 82 angedeutet und die Stellung eines stehenden Passagiers durch ein Auge 84.

Wie anhand der durch gestrichelte Linien angedeuteten Blickwinkel 86 und 88 für den sitzenden bzw. den stehenden Passagier deutlich wird, sind für alle Passagiere in dem U-Bahnzug optimale Belrachtungsbedingungen gegeben, vorausgesetzt, daß die reflektierenden Flächen und die Lichtquelle, die als virtuelle Lichtquelle 6 V dargestellt ist, die richtigen Abmessungen haben, so daß sie die gesamte Höhe zwischen den Grenzen der Blickwinkel füllen. Für die Lage der virtuellen Lichtquelle 6V wird vorzugsweise ein Abstand von dem Bild auf dem durchsichtigen Trager 90 gewählt, der ungefähr gleich dem maximal möglichen Abstand eines Betrachters von dem Bild ist, also etwa gleich dem Abstand des Betrachters 84 von dem Bild. Wenn diese Kriterien beachtet werden, sollten die Proportionen für alle Betrachtungsabstände unterhalb dieses maximalen Abstandes zufriedenstellend sein, wobei sich für den sitzenden Betrachter 82 eine verbesserte Widergabe ergibt.

Fig. 12 zeigt die Anordnung gemäß F i g. 11 in Draufsicht und soll verdeutlichen, wie der sitzende Betrachter 82 eine kontinuierliche Rekonstruktion des Bildes sieht, wenn er sich von der in ausgezogenen Linien dargestellten Stellung 82;; in die in gestrichelten Linien dargestellte Stellung 82£> bewegt. Ein Passagier, der einen größeren Abstand von dem durchsichtigen Träger 90 hat, wie beispielsweise der stehende Passagier 84. sieht in der Tat zu Anfang ein linsenförmiges Segment des Bildes auf dem Träger 90a, wenn er sich in der Stellung 84a befindet, und wird zur gleichen Zeit ein zentrales, linienförmiges Segment des vorangehenden Bildes 90b sehen, wenn er sich in Richtung des Pfeiles 92 bewegt. Wenn dieser Betrachter den Punkt 846 erreicht.

d. h. wenn der Zug die in gestrichelten Linien dargestellte Stellung 746 erreicht, wird er das letzte, linienförmige Segment am linken Rand des Bildes 90i> sehen, welches das rcchic, linienförmige Segment des s tatsächlichen optischen Eindrucks des Betrachters ist. Kurz danach wird er das erste linienförmige Segment des Bildes 90 zu sehen beginnen. Wie bereits erklärt, nimmt der Betrachter die Aufteilung der Bilder in Segmente nicht wahr und sieht nur ein einziges.

ίο vollständiges Bild, was auf die Geschwindigkeit der Relativbewegung und auf die Bildspeicherung durch die menschliche Netzhaut und das Nervensystem zurückzulühren ist. Wenn die Einzelbilder nun zu einer Bildfolge eines belebten Bildes, wie eines Zeichentrickfilms oder

is dergleichen, gehören, empfängt der Betrachter einen optischen Eindruck einer belebten Darstellung, welcher sehr weitgehend einem Film entspricht.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in einem weiten Bereich relativer Geschwindigkeiten von Träger und Betrachter einsetzbar, vorausgesetzt, daß die Geschwindigkeit hoch genug ist. um unter Berücksichtigung der Bildspeicherung durch das Auge zu einem kontinuierlichen, optischen Eindruck zu führen. Für die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Systems ist es

2S in einem weiten Bereich auch ohne nachteiligen Einfluß, wenn bei der Relativbewegung Beschleunigungen oder Verlangsamungen auftreten. Der einzige bedeutsame Effekt, der hinsichtlich des optischen Eindrucks dabei auftritt, ergibt sich bei der Darstellung bewegter Bilder.

wo die Bewegung entweder verlangsam! oder beschleunigt wird. Der optische Eindruck bleibt im wesentlichen auch dann der gleiche, wenn sich der Betrachter oder der Träger mit der Lichtquelle auf einem gekrümmten Pfad bewegen, sich aufeinander zubewegen oder sich

.15 voneinander wegbewegen. Wenn derartige Veränderungen jedoch einen wesentlichen Umfang annehmen, kann es wünschenswert sein, sie beim Entwurf der Vorrichtung zu berücksichtigen.

Für eine optimale optische Auflösung sollte die Lichtquelle so schmal wie möglich sein und vorzugsweise keine wahrnehmbare Breite besitzen. Andererseits isi die zur Verfügung stehende Lichtmenge im allgemeinen direkt proportional zur Breite der Lichtquelle, und diese beiden Parameter müssen somit bei einer praktischen Ausführung gegeneinander abgewogen werden, um einen günstigen Kompromiß zwischen der Bildauflösung einerseits und der Lichtintensität andererseits zu finden. Die Lichtquelle kann mit einer Blende versehen sein oder in einer anderen Weise so eingerichtet sein.

daß ihre Breite, wenn die erwünscht ist. einstellbar ist.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (20)

1. Paientanspruche:

   I. Vorrichtung zur Erzeugung eines insbesondere bewegten Bildeindrucks einer Folge von in einer Bildebene angeordneten Einzelbildern für einen Betrachter, wobei eine Relativbewegung von Vorrichtung und Betrachter in /ur Bildebene im wesentlichen parallelen Ebenen erfolgt und die Einzelbilder über ihre Bildhöhe von zugeordneten Lichtquellen erleuchtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelbilder aus durchsichtigen, frei vor dem Betrachter (4) angeordneten Bildträgern, auf denen sich das Bild befindet, bestehen und daß die Lichtquelle (6) auf der zum Betrachter(4) gegenüberliegenden Seite des Bildtragers (2) angeordnet und so ausgebildet ist, daü für den Betrachter (4) das Einzelbild nur segmentartig von einem schmalen, sich über die höhe des Bildes erstreckenden, senkrecht zur Bewegungsrichtung angeordneten Lichtspalt beleuchtet ist.
2. 2 Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der durchsichtige Bildträger (2) ein durchsichtiges, photografisches Material ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Bildträger (2) eben und rechteckig ist und senkrecht angeordnet ist. daß die Lichtquelle (6) senkrecht und parallel zum Bildträger (2) angeordnet ist und die Relativbewegung /wischen Betrachter (4) und Bildträger (2) im wesentlichen in einer horizontalen Ebene erfolgt.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch I bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß der wirkst mc Abstand /wischen Bildiräger (2) und Lichtquelle (6) im wesentlichen gleich dem /11 erwartenden Betraehtungsabstand (EVD) /wischen Bildträger (2) und Betrachter (4) ist.
5. 5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche I bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß Bildträger (2) und Lichtquelle (6) fest angeordnet und Einrichtungen, beispielsweise Fahrzeuge. U-Bahn/uge (74) vorgesehen sind, die den Betrachter (4) relativ /ur Vorrichtung bewegen.
6. b. Vorrichtung nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß Bildträger (2, 90, 90.7. 90b) und Lichtquelle (6) an der Wand eines U-Bahntunnels befestigt sind.
7. 7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis b. dadurch gekennzeichnet, daß mehrere aufeinander entsprechend der durch/ufuhrendcn Relativbewegung ausgerichtete Bildträger (90, 90,7. 9Ob^ vorgesehen und jedem Bildträger eine längliche schmale Lichtquelle (6) zugeordnet ist und daß die Bildträger (90, 90.7, 90£>; längs einer im wesentlichen parallel zur Richtung der Relativbewegung liegenden Achse ausgerichtet sind.
8. 8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelbilder auf sämtlichen Bildträgern (2, 90, 90.7, 90b) identisch sind, wodurch dem Betrachter ein (>o langer anhaltender Eindruck eines ein/igen Bildes vermittelt wird.
9. 9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche I bis 7. dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelbilder auf benachbarten Trägern (2, 90, 90.7. t>> 90b) jeweils zueinander verschieden sind und in einer solchen Beziehung zueinander stehen, daß dem Betrachter (4) der Eindruck eines bewegten Hildes

   vermittelt wird.
10. 10. Vorrichtung nach einem oder mehreren dt Ansprüche 1 bis 9. dadurch gekennzeichnet, daß di Lichtquelle (6) langer als die entsprechende, hier/ parallele Höhenabmessung des Bildträgers (2, 9( 9Oj. 906; ist, derart, daß der Betrachter lediglich di Quelle (6) im wesentlichen durch die gesamt Trägerbildflache sieht.
11. 11. Vorrichtung nach einem oder mehreren de Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß au der zum Betrachter (4) abgewandten Bildträgerseit eine bezüglich der Lichtquelle (6, 60, 40) s< ausgerichtete reflektierende Oberfläche (20, 30, 32 70, ^C50, 52) vorgesehen ist. daß das durch dei Bildträger (2) sichtbare Spiegelbild der Lichtquellt eine virtuelle Lichtquelle bildet.
12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurcl gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (6) in der Näh« und im wesentlichen parallel zu einer Kante de; Bildträgers (2) angeordnet ist. daß Blenden zui Verhinderung eines direkten Lichteinfalls einet Lichtquelle auf den Bildträger (2) vorgesehen sind und daß die reflektierende Oberfläche (20, 70) so ausgerichtet ist, daß sich die virtuelle Lichtquelle im gewünschten Abstand hinter dem Bildträger (2) ergibt.
13. 1 3. Vorrichtung nach Anspruch Il und 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verringemng der Einbautiefe mehrere reflektierende Oberflächen (30, 32) »•orgesehen sind.
14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß für zwei benachbarte Bildträger (2a, 2b) eine einzige Lichtquelle (40) vorgesehen ist und daß jeder Bildträger (2,7. 2b)über eine Blende und ein mit der Lichtquelle(40) zusammenwirkendes reflektierendes System (J-K. H-G: J-K'. G-H') verfügt.
15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierende Oberfläche ein um eine zur Lichtquelle parallele Achse gekrümmter zylindrischer Reflektor (70) ist.
16. 16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche I bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß Bildträger (2). Lichtquelle (6) und gegebenenfalls reflektierende Oberflächen von einem Gehäuse umgeben sind.
17. 17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse zur Verhinderung eines Strculichteinfalls auf den Bildträger (2) Blenden aufweist.
18. 18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Einzelbild auf jedem Bildträger (2) seitenverkehrt ausgebildet ist.
19. 19. Verfahren zur Ermittlung der Lage einer reflektierenden Oberfläche für eine Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dreieck konstruiert wird, dessen Basis der Breite des Trägers entspricht und dessen Spitze von der Basis einen Abstand hat, welcher dem gewünschten Abstand der Lichtquelle von dem Träger entspricht, daß das Dreieck so gefaltet wird, daß die Lage seiner Spitze der tatsächlichen Lage der Lichtquelle entspricht und daß Lage und Neigung der Knicklinie, welche der gewünschten Lage der reflektierenden Oberfläche entsprechen, festgestellt werden.
20. 20. Verfahren /ur Ermittlung der Krümmung eines

    gekrümmten Reflektors fur cmc Vorrichtung nach Anspruch 15. dadurch gekennzeichnet, daß von einem als virtuelle Lichtquelle anzusehenden Punkt, dessen Abstand von einer Grundlinie dem gewünschten Abstand zwischen Lichtquelle und Trager entspricht, wobei die Lange der Grundlinie der Länge des Trägers entspricht. Strahlen /u der Grundlinie gezogen werden, daß von einem zweiten Punkt, der der wirklichen Lage der Lichtquelle entspricht, eine Linie zu e.iiem dritten Punkt gezogen wird, der einerseits einen vorgegebenen Abstand von der Grundlinie hat und andererseits auf dem von dem zweiten Punkt am weitesten entfernten Strahl liegt, daß die Winkelhalbierende durch den Winkel, welcher von der Linie und dem am weitesten entfernten Strahl gebildet wird, konstruiert wird, und zwar diejenige Winkelhalbierende, welche zwischen den der virtuellen und der tatsächlichen Lichtquelle entsprechenden Punkten hindurchläuft, daß der Schnittpunkt dieser Winkelhalbierenden mit dem nächsten Strahl bestimmt wird, daß von dem zweiten Punkt, welcher der wirklichen Lichtquelle entspricht, eine weitere Linie /u dem Schnittpunkt gezogen wird, daß wiederum die Winkelhalbierende konstruiert wird, usw. und daß durch die so erhaltenen Punkte auf den Strahlen eine gleichmäßige gekrümmte Kurve gelegt wird, deren Krümmung und Lage der gewünschten Krümmung und Lage des gekrümmten Reflektors entspricht. ·>_ο