DE2159590C3 - 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 F.in/clbildern für einen Betrachter, wobei eine Realtivbewegung 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 IJ-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 Bi^leuchtungsquellen 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 bewegt, und der Schlitzwand extrem dunkel sein, damit überhaupt das durch die Schlitze der Schlitzwand fallende Licht von dem Betrachter gegenüber dem Umgebungslicht wahrgenommen werden kann. Des weiteren ist bei einer solchen Vorrichtung nachteilig, daß dann, wenn ein solches System auf einem Bahnhof angeordnet wird, eine erhebliche Behinderung deF Fahrgäste auftritt, zu der sich noch ein Gefährdungsmoment gesellt, wenn sich nämlich die Fahrgäste in dem Bereich zwischen Schlitzwand und Schienen bewegen, der beim Einsteigen in die Züge stets betreten werden muß.

Der Versuch, bei einem Beirachter den Eindruck eines bewegten Bildes hervorzurufen, wenn dieser sich relativ zu einer Vorrichtung bewegt, die aus einer Folge von Einzelbildern besteht, ist häufig gemacht worden, als typische Beispiele hierfür seien die nachfolgenden US-Patentschriften genannt: US-PS 34 63 581, 28 J3 176. 33 29 475, 34 80 352, 24 38 878. 24 01 271, 22 99 731,32 61 120 und 26 18 067.

Einige dieser bekannten Systeme verwenden Abtastvorrichtungen, wie Konvergcnzlinsen, anamorphe Linsen oder andere Speziallinsen, die zwischen den bewegten Bildern und dem Betrachter angebracht sind. Derartige Linsen erhöhen die Installationskosten und erfordern eine beträchtliche Wartung. Darüberhinaus enthüll keines der Systeme, weiche mit Speziallinsen arbeiten. Beleuchtungseinrichtungen, so daß diese Systeme an nur schwach beleuchteten Plätzen nicht verwendbar sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Erzeugung eines insbesondere bewegten Bildeindrucks einer Folge von in einer Bildebene angeordneten Einzelbildern für einen Betrachter zu schaffen, bei der der Betrachter frei auf den Bildträger schauen kann und von der das Bild anstrahlenden äußeren Lichtquellen nicht geblendet wird, und die darüberhinaus noch relativ preisgünstig herzustellen und zu warten ist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe ausgehend von der eingangs genannten Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch, daß die Einzelbilder aus durchsichtigen, frei vor dem Betrachter angeordneten Bildträgern, auf denen sich das Bild befindet, bestehen und daß die Lichtquelle auf der zum Betrachter gegenüberliegenden Seite des Bildträgers angeordnet und so ausgebildet ist. daß für den Betrachter das Einzelbild nur segmentartig von einem schmalen, sich über die Höhe des Bildes c° streckenden, senkrecht zur Bewegungsrichtung angeordneten Lichtspalt beleuchtet ist.

Vorteilhaft bei einer solchen Vorrichtung ist der Umstand, daß sie von den Beleuchtungsverhältnissen ihrer Umgebung unabhängig ist; sie läßt sich auch in besonders günstiger Weise den räumlichen Gegebenheiten ihrer Umgebung anpassen, da es entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung möglich ist, auf der zum Betrachter abgewandten Bildträgerseite eine bezüglich der Lichtquelle so ausgerichtete, reflektierende Oberfläche anzuordnen, daß das durch den Bildträger sichtbare Spiegelbild der Lichtquelle eine virtuelle Lichtquelle bildet Dadurch geling es auch, den Raumanspruch der Vorrichtung beträchtlich zu reduzieren und die Vorrichtung beispielsweise auch in engen U-Bahnschächten anzuordnen, ohne daß besondere Umbauarbeiten erforderlich sind.

1st die Vorrichtung an der Wand eines U-Bahnlunnels angeordnet, dann liefert die Bewegung des U-Bahnzuges die Relativbewegung zwischen den Lichtquellen, den Einzelbildern des bewegten Bildeindrucks und dem Betrachter.

Vorteilhaft ist weiterhin, daß die jeweiligen, sich zu einem bewegten Bildeindruck zusammensetzenden Einzelbilder leicht ausgetauscht werden können. Der bewegte Bildcindruck stellt sich für den Betrachter klar

dar und wird durch die Gcv-'hwindigkcil des Zuges nicht verwischt.

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

Die die Einzelbilder tragenden, durchsichtigen Bildträger sind bevorzugt als glasklare Schicht, nämlich als foiographischer Film ausgebildet. Die Ausbildung der Lichtquelle und gegebenenfalls der ihr zugeordneten reflektierenden Flächen ist so getroffen, daß die senkrechte Lichllinie 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 Untcranspriichc und in diesen niedergelegt.

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

Fig.) eine perspektivische, schemaüsche Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung zur Erzeugung eines bewegten Bildcindrucks,

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. Z

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

Fig.5 eine schemalischc Darstellung einer Draufsicht auf eine Vorrichtung zur Erläuterung der gegenseitigen Abhängigkeit von Bildbreite, Beirachtungsabstand und Lichtquellenabsland,

F i 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. 10 eine perspektivische Draufsicht aui die Ausführungsform der Vorrichtung gemäß Fig.8 zur Verdeutlichung eines empirischen Verfahrens zur Bestimmung der Krümmung der reflektierenden Fläche,

F i g. U eine schematische Darstellung eines Schnitts durch eine Vorrichtung und durch einen U-BahntunneJ sowie einen U-Bahnwagen zur Erläuterung der Anwendung der Vorrichtung und

Fig. 12 eine Draufsicht auf die Anordnung gemäß

Fig. 11.

Anhand der Zeichnung, and zwar insbesondere anhand der Fig. 1, welche eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung i zur Darstellung eines belebten Bildes bzw. zur Gewinnung eines bewegten BDdemdrucks zeigt, sollen nunmehr die optischen und dynamischen Grundlagen voriiegeader Erfindung erläutert werden. Bei der Vorrichtung 1 sind durchsichtige Bildträger 2, beispielsweise aas fotographisdhem FflmmateriaL nebeneinander im wesentlichen in einer Ebene und im Abstand von einer Transporter richtung fur einen Betrachter angeordnet, welcher durch ein Auge 4 angedeutet ist. Eine längliche, senkrecht angeordnete lichtquelle 6 ist auf der dem Betrachter abgewandtcn Seite der Bildträger 2 angeordnet und wird von dem Betrachter durch die Bildträger 2 hindurch gesehen. Die Lichtquelle 6 ist entweder sehr schmal oder mit einer Blende ausgestattet, so daß sie t?inc 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 F i g. 1 gezeigt ist, oder sie können progressiv und graduell verändert sein. Ferner können auf den Trägern G ruppcn identischer Bilder vorgesehen sein, um eine Folge unbewegter Bilder zu erzeugen.

Wenn sich der Betrachter 4 an einem Träger 2a der Vorrichtung vorbeibewegt wie dies durch die Pfeile 5 angedeutet ist, scheint das Licht aus der Quelle 6a den Träger /u 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 die Pfeile 5 angedeutet ist kehrt sich das wahrgenommene Bild um.

so daß der zuerst gesehene Teil (die rechte Seite) für den Betrachter auf der linken Seite zu liegen scheint Wenn durch die rechte Seite des folgenden Trägers 26 die Lichtquelle 6b 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 erfändungsgemälJe Vorrichtung umso wirksamer arbeitet je höher die Lichtdurchlässigkeit der Träger 2 ist

Bei einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wie sie F i g. 1 zeigt ist der bevorzugte Abstand zwischen der Lichtquelle 6 und dem Träger 2 gleich dem erwarteten Betraehlungsabstand (EVD), ■weicher in F ä 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

SS kürzer ist als der Abstand zu der Lichtquelle 6, ist da! wahrgenommene Bild schmaler als die Breite des Trägers; wenn der Betraehlungsabstand länger ist is) das wahrgenommene BiM breiter ak der Träger. Dr Beziehung zwischen dem Betraditungsabstand und da Brdte des wahrgenommenen Bildes ist linear, d.h. be einem Betrachtungsabstand von der Hälfte des erwarte ten Betrachtungsahstandes (EVD) ist die Breite de wahrgenommenen Bildes gleich der Hälfte der Breiu des Trägers. Des weiteren ist die relaiive Bewegung de Betrachters gegenüber dem Träger 2 und de Lichtquelle 6 dem Verhältnis der Abstände von den Betrachter zu dem Träger 2 einerseits and von de Lichtquelle 6 zu dem Träger 2 andererseits proportta

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nal. Der Betrachter würde somit bei einem Abstandsvcrhältnis von 1 :1 und bei aneinandergrenzenden 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 :1 ist, zu einem gegebenen Zeitpunkt nur eine segmentförmige Bildfolge sehen.

Für einen erwarteten Betrachtungsabstand von einigen 30 cm, wie er sich in einem U-Bahntunnel 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 F i g. 1 beschriebenen Stellung erscheint. Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 6 ist beispielsweise eine einzige, ebene, reflektierende Oberfläche vorgesehen.

Um die Ausrichtung der reflektierenden Oberfläche 20 festzulegen, wird zuerst die tatsächliche Stellung A der linearen Lichtquelle und die gewünschte Stellung B ihres virtuellen Bildes bestimmt. F.s wird dann ein Dreieck gebildet, indem von den Kanten C und D des Trägers Linien zur Stellung B des virtuellen Bildes gezogen werden, und es wird eine Mittelachse von B nach /gezogen. Diese Strahlen sollten ein gleichschenkliges Dreieck SCDbilden, 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 bei der normalen Position /, während sich bei zunehmendem Winkel die Überstreichungsgeschwindigkeiten schrittweise verringern.

Darüberhinaus 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 dieser 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 kompensiert werden.

Das Dreieck BCD wird tatsächlich um eine Linie EF mit einer reflektierenden Oberfläche »gefaltet«, so daß der Scheitel B des Dreiecks mit der talsächlichen Stellung A der Lichtquelle 6 zusammenfällt. Eine Ebene reflektierende Oberfläche 20, die auf dieser Faltlinie bzw. auf der Knicklinie EFin Obereinstimmung mit der Theorie der Reflexionen angebracht wird, reflektiert die Strahlen des linearen Lichts, welches aus der Lichtquelle € austritt, auf den Träger 2 in dem gleichen Muster, als wenn die Lichtquelle sich tatsächlich an der Stelle ßdes virtuellen Bildes befände. Somit steht ein Betrachter, der sich an. dem Träger vorbeibewegt, eine Lichtlinie, welche sich mit ihm über den Träger bewegt und aufeinanderfolgende Abschnitte des Trägers 2 in der gleichen Weise, wie dies bereits beschrieben wurde, erleuchtet. ^6s

Die Verwendung einer einzigen reflektierenden Oberfläche gestattet es, die Lichtquelle nahe der Kante •des Trägers anzuordnen, womit eine Verringerung der Einbautiefe von bis zu 50% verbunden ist. Eine weitere Reduzierung der Einbautiefe wird erreicht, indem man mehrere reflektierende Oberflächen verwendet, um das Dreieck, welches durch die Kanten des Trägers und die Lage des virtuellen Bildes der Lichtquelle festgelegt ist, zu falten. Wenn dieses Schema verwendet wird, um ein bewegtes Bild auf der Wand eines U-Bahntunnels darzustellen, kann beispielsweise eine minimale Einbautiefe erreicht werden. Eine für eine solche Umgebung geeignete Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in Fig.3 dargestellt, in der das dreieckige Segment zweifach durch reflektierende Oberflächen 30 und 32 gefaltet ist. Zur Bestimmung der Anordnung der reflektierenden Oberflächen wird zunächst die Hinterkante 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 der 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 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 Knickiinien 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 Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 6, um eine optimale Raumausnutzung zu erhielen Vorzugsweise ist an der Kante des den Träger 2 nähernden Rahmens eine Blende 34 vorgesehen, so daß kein Licht von der Quelle 6 in dem projizierten Bild falsche wodurch oder Geisterbilder erzeugen kann. Blenden sollten in der Vorrichtung überall dort vorgesehen werden, wo eine Möglichkeit besteht, daß Streulicht aut den Träger 2 fällt.

Bei einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßer Vorrichtung, wie sie in Fig.2 dargestellt ist. wo Rh einen vorbeifahrenden Betrachter eine Bildfolge projiziert wird, kann eine einzige Leuchtstoffröhre 40 Ru zwei benachbarte Träger 2 vorgesehen sein, wobei die Röhre mit Blenden versehen ist, um zwei entgegenge setzt gerichtete Lichtquellen 42 und 44 zu schaffen Wegen der seitlichen relativen Versetzung der Licht quelle und der zweiten, reflektierenden Oberfläche trit ein dunkler Zwischenraum zwischen zwei aneinande angrenzenden Trägern 2e und 2fr auf. Dies ist jedocr wie bereits erklärt wurde, unschädlich, da JQr eine) Betrachter ein optisches Überlappen benachbarte Bilder vorliegt, wenn die Bilder benachbart sind.

Wenn eine größere Einbauliefe zur Verfügung steh

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und wenn ein engerer seitlicher Abstand erwünscht ist, kann eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit drei reflektierenden Oberflächen 50. 52 und 54 verwendet werden, wie dies Fig. 7 zeigt. Bei dieser Ausführungsform liegt 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 Streulichtquellen durch den duchsichtigen Träger sieht. Die gesamte Vorrichtung wird daher vorzugsweise in einem Kasten montiert, wie dies die Fig. 11 und 12 zeigen, oder in einem ähnlichen Gehäuse. Selbst dort, wo viel Platz vorhanden ist, so daß die erfindungsgemäße Vorrichtung so wie in Fig. 1 aufgebaut sein kann, erfolgt vorzugsweise eine Abschirmung der Vorrichtung, um das Einfallen von Sonnenlicht, von Scheinwerferlicht oder von Streulicht aus anderen Quellen zu vermeiden. In einigen Anwendungsfällen 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 daß eine elektrische Energiequelle, wie sie in Fig. 1 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 erfindungsgemäßen Vorrichtung bei horizontaler Bewegung eine Funktion der Höhe des Trägers 2 und des erwarteten Betrachtungsabstands EVD sind. So sollte eine Lichtquelle, die in einem Abstand hinter dem Träger angebracht ist, der gleich dem erwarteten Betrachtungsabstand ist, sich von der Blickachse nach oben und unten doppelt so weit erstrecken wie der Träger. In einer typischen Vorrichtung gemäß der Erfindung mit zwei reflektierenden Oberflächen hat der erste Reflektor 60 einen Abstand von einem Siebtel des Abstandes des Trägers 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 Lichtquelle beträgt, sollte eine Höhe besitzen, die gleich 167% 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 Sichthöhen zu erfassen, müssen daher sämtliche Elemente eine zusätzliche Vergrößerung in der Höhe erfahren.

Bei allen Ausführungsformen werden vorzugsweise auf ihrer Oberfläche versilberte Spiegel als reflektierende Oberflächen verwendet, um eine Diffusion des reflektierten, linearen Lichts und ein Geisterbild von der vorderen Oberfläche zu verhindern. Ferner wird vorzugsweise die als Lichtquelle verwendete Lampe mit Gleichstrom oder einem sehr hochfrequenten Strom betrieben, da die erfindungsgemäße Vorrichtung bei niedrigen Wechselstromfreqtienzen, beispielsweise bei

Frequenzen von 60 Hz, bereits ein Schwanken der Lichtintensität erkennen läßt, was bei relativ hohen Geschwindigkeiten irritierend sein kann und die optischen Effekte sogar beeinträchtigen kann.
Die ebenen, reflektierenden Oberflächen können, wie dies F i g. 8 zeigt, durch einen konkaven Reflektor 70 ersetzt werden, insbesondere wenn sowohl in der Einbautiefe als auch in der Einbaubreite Beschränkungen bestehen. Mit Hilfe eines gekrümmten Reflektors ίο 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 führen würde. Obgleich 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 des Trägers und der Lichtquelle festgelegt, ferner wird der erwartete Betrachtungsabstand bestimmt, und es wird die Lage der virtuellen Lichtquelle hinter dem Träger bestimmt, und zwar vorzugsweise in einem Abstand, der im wesentlichen gleich dem erwarteten Betrachtungsabstand ist. Von dem Träger 2 zu der virtuellen Lichtquelle L werden Strahlen ML bis QL gezogen. Um auf den Strahlen ML bis QL die 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 QL gezogen. Der Winkel RSL innerhalb der Lage sowohl der virtuellen als auch der realen Lichtquelle wird halbiert, und die Winkelhalbierende ST wird verlängert, bis sie den nächsten Strahl PL am Punkt T

schneidet. Die beiden Schnittpunkte 5 und Γ liegen auf dem gekrümmten Reflektor 70. Von der Lichtquelle 6 wird nun eine Linie RT zu dem vorher bestimmten bcnnntpunkt Γ gezogen, und der Winkel RTL zwischen der Linie RT und dem Strahl PL wird halbiert. Die

Winkelhalbierende Π;wird bis zum nächsten Strahl OJL verlängert, und der Schnittpunkt Ll liegt ebenfalls auf dem gekrümmten Reflektor 70. Dieses Verfahren wird fortgesetzt, bis Punkte auf jedem der Strahlen ML bis Vi- testgelegt sind, womit die Krümmung des Reflektors

70 festhegt. Die Genauigkeit der Bestimmung der Krümmung ist eine Funktion der Zahl der ausgewählten Mranlen zwischen dem Träger 2 und der virtuellen Lichtquelle L Anschließend wird eine glatte Kurve gezeichnet, welche die ermittelten Punkte verbindet,

wodurch im Endeffekt eine Kombination einer Konvexen L.nse und eines schräg gestellten Spiegels erhalten wird, wodurch sowohl der Abstand der virtuellen üchtquelle L vom Träger als auch deren

« p, fu^{Ung !n die Stel}'ung * herbeigeführt wird. Am » ninkt M ist vorzugsweise eine Blende 65 angeordnet,

um e,n direktes Auftreffen von Ucht aus der Quelle 6

aufden Trager 2 zu verhindern.

la r u*£ 1° ^zeigt- ^{kann eine einz}>ge Lichtquelle als längliche Lichtquelle für benachbarte, optische Vorricfc-

fingen mn gekrümmten Reflektoren dienen, ©ie Krümmung der linken Reflelctorhälfte 68 wird dabei Ja uZJ* *" ^Weise ™^{β die} der rechten Hälfte 70 bestimmt Em Betrachter, der sich von rechts nach finfcs

6s 52 ^^^^

geibewegtwelchediel^e ^¹¹"¹" aufeinanderfolgende Segmente ™?* * ^{von rechts nach} &** anddlin das Bild 2ewahr. Somit arbeitet die Vorriehianginit gekrümmten Spiegeln im wesentlichen in der gleich«

Weise wie die Vorrichtung gemäß Fig. I. Zwischen der Lichtquelle und der Kante der Träger sind gleichfalls Blenden (nicht dargestellt) vorgesehen.

Eine spezielle Anwendung einer erfindiingsgemäßcn Vorrichtung ist in den Fig. Il und 12 schematisch dargestellt. In diesen Figuren ist eine virtuelle Lichtquelle 6 V hinter der senkrechten Wand 71 eines U-Bahntunnels gezeigt, wobei auf dieser Wand eine erfindungsgemäße Vorrichtung 72 befestigt ist. Ein U-ßahnzug 74 bewegt sich auf Schienen 76, die vom Boden 78 des U-Bahnlunnels 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-Bahn/.iig 74 befinden und die Vorrichtung 72 durch ein Zugfcnsier 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 IJ-Bahnz.ug optimale Betrachtung bedingungen gegeben, vorausgesetzt, daß die rcflektk' renden Flächen und die Lichtquelle, die als virtuelle Lichtquelle 6 V dargestellt ist, die richtigen Abmessun gen haben, so daß sie die gesamte Höhe zwischen den Grenzen der Blickwinkel füllen. Für die Lage der virtuellen Lichtquelle 6 V wird vorzugsweise ein Abstand von dem Bild auf dem durchsichtigen Träger 90 gewählt, der ungefähr gleich dem maximal möglichen Abstand eines Be:rachters 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 Betrachtungsabständc unterhalb dieses maximalen Abstandes zufriedenstellend sein, wobei sich für den sitzenden Betrachter 82 eine verbesserte Widergabe ergibt.

Fig. 12 zeigt die Anordnung gemäß Fig. 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 82.7 in die in gestrichelten Linien dargestellte Stellung 826 bewegt. Ein Passagier, der einen größeren Ahstand von dem durchsichtigen Träger 90 hat, wie beispielsweise der stehende Passagier 84, sieht in der Tat zu Anfang ein linienförmigcs 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 Mb erreicht,

d. h. wenn der Zug die in gestrichelten Linien dargestellte Stellung /4b erreicht, wird er das letzte, linienförmige Segment am linken Rand des Bildes 9Oi sehen, welches das rechte, linienförmige Segment des S tatsächlichen optischen Eindrucks des Betrachters ist Kur/ danach wird er das erste linienförmige Segment des Hildes 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 de'i Relativbewegung und auf die Bildspeicherung durch die menschliche Netzhaut und das Nervensystem zurückzuführen ist. Wenn die Einzelbilder nun zu einer Bildfolgt eines belebten Bildes, wie eines Zeichentrickfilms odei dergleichen, gehören, empfängt der Betrachter einen optischen Eindruck einer belebten Darstellung, weichet 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 in einem weiten Bereich auch ohne nachteiligen Einfluß wenn bei der Relativbewegung Beschleunigungen oder Vcrlangsamungen auftreten. Der einzige bedeutsame Effekt, der hinsichtlich des optischen Eindrucks dabei auftritt, ergibt sich bei der Darstellung bewegter Bilder wo die Bewegung entweder verlangsamt oder beschleunigt wird. Der optische Eindruck bleibt im wesentlichen auch dann der gleiche, wenn sich der Betrachter odci der Träger mit der Lichtquelle auf einem gekrümmten Pfad bewegen, sich aufeinander zubewegen oder sich voneinander wegbewegen. Wenn derartige Veränderungen jedoch einen wesentlichen Umfang annehmen kann es wünschenswert sein, sie beim Entwurf dei 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 allgemeiner direkt proportional zur Breite der Lichtquelle, und diese beiden Parameter müssen somit bei einer praktischer Ausführung gegeneinander abgewogen werden, un· einen günstigen Kompromiß zwischen der Bildauflösung einerseits und der Lichtintensität andererseits zi finden. Die Lichtquelle kann mit einer Blende verscher sein oder in einer anderen Weise so eingerichtet sein daß ihre Breite, wenn die erwünscht ist, einstellbar ist.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

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Claims (20)

Patentansprüche:

1. 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 zur 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 Bildträgers (2) angeordnet und so ausgebildet ist, daß 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. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der durchsichtige Bildträger (2) ein durchsichtiges, photografisches Material ist.

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 zwischen Betrachter (4) und Bildträger (2) im wesentlichen in einer horizontalen Ebene erfolgt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der wirksame Abstand zwischen Bildträger (2) und Lichtquelle (6) im wesentlichen gleich dem zu erwartenden Betrachlungsabstand (EVD) zwischen Bildträger (2) und Betrachter (4) ist.

5. Vorrichtung nach einen oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Bildträger (2) und Lichtquelle (6) fest angeordnet und Einrichtungen, beispielsweise Fahrzeuge, U-Bahnzüge (74) vorgesehen sind, die den Betrachter (4) relativ zur Vorrichtung bewegen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Bildträger (2, 90, 90a, 9Qb) und Lichtquelle (6) an der Wand eines U-Bahntunnels befestigt sind.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis b, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere aufeinander entsprechend der durchzuführenden Relativbewegung ausgerichtete Bildträger (90,90a, 90b) vorgesehen und jedem Bildträger eine längliche schmale Lichtquelle (6) zugeordnet ist und daß die Bildträger (90, 90a, 906,1 längs einer im wesentlichen parallel zur Richtung der Relativbewegung liegenden Achse ausgerichtet sind.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelbilder "uf sämtlichen Bildträgern (2, 90, 90a, 90b) identisch sind, wodurch dem Betrachter ein langer anhaltender Eindruck eines einzigen Bildes vermittelt wird.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelbilder auf benachbarten Trägern (2, 90, 90a, 90b) jeweils zueinander verschieden sind und in einer solchen Beziehung zueinander stehen, daß dem Betrachter (4) der Eindruck eines bewegten Bildes

vermittelt wird.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9. dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (6) langer als die entsprechende, hierzu parallele Höhenabmessung des Bildträgers (2, 90, 90.1.906; ist, derart, daß der Betrachter lediglich die Quelle (6) im wesentlichen durch die gesamte Tragerbildfläche sieht.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß auf der zum Betrachter (4) abgewandten Bildträgerseile eine bezüglich der Lichtquelle (6, 60, 40) so ausgerichtete reflektierende Oberfläche (20, 30, 32, 70, 50, 52) vorgesehen ist, daß das durch den Bildträger (2) sichtbare Spiegelbild der Lichtquelle eine virtuelle Lichtquelle bildet.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (6) in der Nähe und im wesentlichen parallel zu einer Kante des Bildträgers (2) angeordnet ist, daß Blenden zur Verhinderung eines direkten Lichteinfalls einer 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. Vorrichtung nach Anspruch 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verringerung der Einbautiefe mehrere reflektierende Oberflächen (30, 32) vorgesehen sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß für zwei benachbarte Bildträger (2a, 26,} eine einzige Lichtquelle (40) vorgesehen ist und daß jeder Bildträger (2a. 2b) über eine Blende und ein mit der Lichtquelle (40) zusammenwirkendes reflektierendes System (J-K, H-G; J'-K', C-H') verfügt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierende Oberfläche ein um eine zur Lichtquelle parallele Achse gekrümmter zylindrischer Reflektor (70) ist.

!6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß Bildträger (2), Lichtquelle (6) und gegebenenfalls reflektierende Oberflächen von einem Gehäuse umgeben sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse zur Verhinderung eines Streulichteinfalls auf den Bildträger (2) Blenden aufweist.

18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Einzelbild auf jedem Bildträger (2) seitenverkehrt ausgebildet ist.

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. Verfahren zur Ermittlung der Krümmung eines

gekrümmten Reflektors für eine 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 Träger entspricht, wobei die Länge der Grundlinie der Lange des Trägers entspricht. Strahlen zu der Grundlinie gezogen werden, daß von einem zweiten Punkt, der der wirklichen Lage der Lichtquelle entspricht, eine Linie zu einem dritten Punkt gezogen wird, der einerseits einen vorgegebenen Abstand von der Grundlinie hat und andererseits auf dem von dem zweiten Punkt am weitesten entfernten Sirah! 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 Winkel- zo halbierenden mit dem nächsten Strahl bestimmt wird, daß von dem zweiten Punkt, welcher der wirklichen Lichtquelle entspricht, eine weitere Linie zu 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.