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Beschreibung
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Verfahren zum kurzzeitigen Auxzeichnen bzw. Sichtbarmachen von in
ihrer Form sich stetig ändernden Lichteffekten durch Projektion-auf eine Fläche
und Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens Die Erfindung bezieht sich auf ein
Verfahren zum kurzzeitigen Aufzeichnen bzw. Sichtbarmachen von in ihrer Form sich
stetig ändernden Lichteffekten, die linien-, punkts oder kurvenförmig als ein- oder
mehrfarbige Gebilde auf eine plane und/oder gekrümmte Fläche projiziert werden,
und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
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Naturbedingt ist das menschliche Auge für bewegliche Bilder und dergleichen
wesentlich ansprechbarer als für starre, insbesondere wenn es darum geht, die Aufmerksamkeit
eines Betrachters auf ein bestimmtes Objekt zu lenken, oder erhöhte Aufmerksamkeit
für irgend welche Vorgänge zu erregen.
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So sind insbesondere in der Werbung und Unterhaltung Lichtorgeln,
Lauflichter und andere Lichteffekte zu finden.
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Bei Tanzveranstaltungen, insbesondere in Discotheken, wird hierzu
vorzugsweise Laser verwendet, wobei der energiereiche Laserstrahl zu sehr schnellen
Bewegungen beeinflußt wird2 die über der Trägheit des Auges liegen, so daß diese
Strahlenbewegungen als zusammenhängende Figuren erfaßt werden0 Die Ablenkung des
Laserstrahls erfolgt hierbei vorzugsweise nach dem Prinzip eies Spiegelgalwanometers.
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Nachteilig ist es hierbei, daß das kohärente Licht des Laserstrahls
so energiereich ist, daß bei direkter Einstrahlung, aber auch bei Reflektionen auf
die Netzhaut des menschlichen Auges Verletzungen hervorgerufen werden können, die
nicht mehr heilbar sind. So kann ein Laserstrahl mit der Leistung von mehr als einem
5 Millionstel Watt/cm² das Auge bereits empfindlich beschädigen.
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Aufgabe der Erfindung sind nun ein Verfahren und eine Vorrichtung
eingangs erwähnter Art, durch die zwar annähernd die gleichen Lichteffekte erzeugt
werden können, wie sie bei Laserstrahlablenkungen gegeben, demgegenüber aber gesundheitliche
Schädigungen einzelner Personen ausgeschlossen sind.
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Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zum kurzzeitigen Aufzeichnen
bzw. Sichtbarmachen von in ihrer Form sich stetig ändernden Lichteffekten, die linien-,
punkt- oder kurvenförmig als ein- oder mehrfarbige Gebilde auf eine plane
und/oder
gekrümmte Fläche projiziert werden, ist das dadurch möglich, daß ein gebündelter
Lichtstrahl in Richtung der Oberfläche wenigstens zweier je mit einer für einen
Lichtdurchgang versehenen Durchbrechung hintereinander angeordneten, in ihrer Ebene
bewegbaren Scheiben u. dgl. als Lichtmasken gerichtet wird, und daß die Scheiben
dabei relativ zueinaader bewegt werden, und daß ein aus den Durchbrechungen der
Scheiben austretender Lichtstrahl auf eine Fläche und/oder auf ein gasförmiges oder
flüssiges Medium projiziert wird.
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Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist durch eine Lichtquelle
und einen Kondensor, sowie wenigstens zwei dem Kondensor nachgeordnete, für sich
selbständige, hintereinander vorgesehene, als eine Doppelscheibe bzw.
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Doppellichtmaske zusammenwirkende, sich wenigstens teilweise deckende
Lichtmasken, von denen jede eine Durchbrechung in Form einer Geraden und/oder einer
Kurve für einen Lichtdurchgang eines Teils des gebündelten Lichtstrahls aufweist,
und jede der beiden Xichtmasken in ihrer Ebene relativ zueinander bewegbar sind,
sowie eine der Vorrichtung nachgeordnete ebene oder gekrümmte Fläche oder ein gasförmiges
oder flüssiges Medium, auf das bzw. dem der aus den Durchbrechungen der Lichtmasken
austretende Teil des gebündelten Lichtstrahles auftrifft, gekennzeichnet.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind anhand der Zeichnung,
in der ein Ausführungsbeispiel näher erläutert ist, angeführt.
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Es zeigen: Figur 1 eine schematische Darstellung der wesentlichsten
Teile der Vorrichtung in Seitenansicht, Figur 2 eine erweiterte Ausführungsform
der Vorrichtung gemäß Figur 1 ebenfalls in Seitenansicht, Figur 3 eine vergrößerte
Darstellung der Lichtmasken in ihrer Halterung in Vorderansicht, Figur 4 eine chaubildliche
Darstellung der Vorrichtung in Seitenansicht bei teilweise abgenommenen Gehausewänden
und dem Gehäuseboden u n d Figur 5 eine Steuerungsanordnung für die Ablenkung der
einzelnen Licbtmasken in ihrer jeweiligen Ebene.
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In Figur 1 ist 1 eine Lichtquelle, der ein Kondensor 2, sowie zwei
für sich selbständige, hintereinander vorgesehne 9 miteinander als Doppellichtmaske
zusammenwirkende Lichtmasken 3, 4 nachgeordnet sind. Diese decken sich wenigstens
teilweise, wobei jede von ihnen eine Durchbrechung 52 6 aufweist. Die Durchbrechungen
können entweder eine Gerade oder eine Kurve oder punktförmige Löcher sein2 die den
Lichtdurchgang eines Teils 7 eines gebündelten Lichtstrahles 8 gestatten. Jede der
beiden: Lichtmasken 3, 4 ist in ihrer Ebene relativ zur anderen bewegbar und um
den aus den Ilichtm,zslcon aust:retenden Teil 7 des gebiindelten Licht:trhls 8 sichtbar
zu machen, ist der Vorrichtung eine ebene oder gekrümmte Fläche, beispielsweise
ein Projektionsschirm 9, zugeordnet. An Stelle einer fest angeordneten Fläche ist
es auch denkbar,
ein gasförmiges oder flüssiges Medium dafür vorzusehen.
Als Lichtquelle wird eine üblich gebräuchliche, wie man sie z.B. aus Film- 1md Dia-Projektionsgeräten
kennt, verwendet. Da dieses Licht nicht kohärent und somit auch seine Energiedichte
dem Laserstrahl-Licht gegenüber viel geringer ist, so ist es daher auch völlig ungefährlich.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung sind zwischen den Kondensor 2
und den Lichtmasken 3,4, die infolge ihrer jeweiligen Durchbrechungen kurz Schlitzmasken
genannt werden sollen, ein Bildgegenstand 10, z.B. eine mehrfarbige Bildscheibe,
und eine Linse tl zur effektiven Nutzung des Lichtes zwischengeordnet. Den Lichtmasken
3, 4 ist ein Objektiv 1-2 als Abschluß für den Ausgang der Vorrichtung vorangesetzt.
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Gemäß dem vorstehend Ausgeführten wird in Abkehr von bisher verwendeten
Spiegelgalwanometern zur schnellen Ablenkung eines Lichtstrahles - wie eingangs
ausgeführt -der Lichtstrahl nicht durch einen Spiegel abgelenkt, sondern er entsteht
im Zusammenwirken mit dem gebündelten Lichtstrahl an der Doppelliehtmaske, also
an den beiden in ihrer Ebene relativ zueinander bewegbaren Schlitzmasken 3, 4. Hierbei
sind diese beiden Schlitzmasken, wie schon erwähnt, selbständig und für sich unabhängig
voneinander beweglich angeordnet und überdecken sich. Will man alle Punkte einer
Fläche mit einem Lichtstrahl, der an diesen Schlitzmasken entsteht, erreichen, so
ordnet
man die Spalten in diesen Masken in der Weise an, daß die
beispielsweise in horizontaler Richtung bewegte Schlitzmaske 3 einen vertikalen
Spalt 13 und eine in vertikaler Richtung bewegte Schlitzmaske 4 einen Spalt 14 in
horizontaler Richtung vorgesehen hat, wobei der Spalt jeder Schlitzmaske in seiner
Bewegungsrichtung umgekehrt verläuft. Sobald beide Schlitzmasken 3 und 4 stillstehen,
Figur 3, so entsteht bei symetrischer Anordnung der Schlitze zueinander, so daß
beide Spalten übereinander zu liegen kommen, auf dem Projektionsschirm 9 lediglich
ein Lich-tpunkt 15. Bewegt man nun die horizontal verlaufende Schlitzmaske, so wandert
der Lichtpunkt in horizontaler Richtung über den Projektionsschirm. Gleiches gilt
für die vertikal angeordnete Schlitzmaske, nur bewegt sich hier der Bildpunkt in
vertikaler Richtung. Werden nun beide Masken gleichzeitig bewegt, so wird unter
der Voraussetzung, daß die Bewegungsgeschwindigkeit beider Schlitzmasken relativ
zueinander über der Trägheit des Auges liegt, der Weg des Lichtpunktes auf der Projektionsfläche
zu einer geschlossenen Figur.
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Durch besondere Anordnung der Spalten, z. B. in X-Form, oder vLUC}1
parallel zueinander verlaufend lassen sich Veränderungen durch jeweils unterschiedliche
Ablenkung des Weges des Lichtpunktes 15 der Figuren erzielen.
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Es ist auch denkbar, die Schlitzmasken farbig anzuordnen,
wobei
die Spalten als Spirale ausgebildet sind und die Bewegung der Schlitzmasken relativ
zueinander nicht horizontal und vertikal, sondern in gegenläufigen Drehungen beider
Schlitzmasken relativ zueinander kreisförmig sind, wobei die Drehzahlen der einzelnen
Schlitzmasken relativ zueinander regulierbar sein können. Die Vielsleitigkeit der
hierbei zu erzielenden Varianten sowohl in der Änordnung von Durchbrechungen oder
Spalten wie auch die Bewegungen der einzelnen Schlitzmasken relativ zueinander selbst,z.B.
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gleichförmig mit unterschiedlicher Geschwindigkeit der einzelnen Schlitzmasken
oder gegenläufig zueinander, ist derart groß, daß sie sich hier nur beispielsweise
anführen läßt und auch nur im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und
der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erzeugung von Lichtfiguren bedeutsam ist.
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Es soll noch darauf hingewiesen werden, daß der Lichtweg auch umkehrbar
sein kann, d.h. auf dem Projektionsschirm.ist ein vorgegebenes feststehendes Bild
und die Maskenanordnung dient lediglich zu dessen Abtastung in frei beweglicher
Folge. Beide Anordnungen lassen sich hierbei auch mit Glasfaseroptik in Verbindung
bringen oder zum Belichten fotoempfindlichen Materials heranziehen.
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Wie aus Figur 3 ersichtlich, sitzen die Schlitzmasken 3p 4 in einem
Führungsrahmen 19, der in der Mitte eine Durchbrechung hat Der Rahmen weist innenseitig
durchgehende 9 kreuzweise angeordnete kanalförmige Ausnehmungen 16 auf, in denen
die Schlitzmasken, und zwar die Schlitzmaske 3 für horizontale Bewegung Pfeilrichtung
A-A und die Schlitzmaske 4 für vertikale Bewegung Pfeilrichtung BmBp in ihren Spalten
13 bzw. 14 in ihrer Ebene verschieb- bzw. oszillierbar eingeschoben sind.
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Ein Lichtaustritt 18 für den Lichtpunkt 15 ist bei stillstehenden
Schlitzmasken 3, 4 in der Mitte der kreisförmigen Durchbrechung gegeben Die Breite
der Spalte hat unmittelbar Einfluß auf den Durchmesser des projizierten Lichtpunktes
und bestimmt somit die Schärfe der Bildlinie, während die Längen der Spalte in Abhängigkeit
von der Projektionsweite und dem Objektiv die Größe des Gesamtbildes bestimmen.
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Die Ablenkung des Teiles 7 des gebündelten Lichtstrahles 8 muß so
schnell sein, daß sie über der Trägheit des Auges liegt, was bedingt, daß die Masse
der Schlitzmasken möglichst gering ist. Zur Verwendung kommen daher vorzugsweise
Stahlblechstreifen von etwa o,2 bis 0,5 mm Stärke, die elektro-magnetisch in Schwingungen
versetzt werden0 Zu diesem Zweck ist die Vorrichtung in einem geschlossenen9 nach
vornehin offenen Gehäuse 20 einem
baut, Figur 4. Die beiden Schlitzmasken
3, 4 sind hierbei abgewinkelte Teile, die als kürzere abgewinkelte Schenkel im Fiihrungsrahmen-19
in ihrer Ebene frei beweglich eingeschoben sind, während die anderen längeren Schenkel
als Halterungen 21 der Lichtmasken auf einem mit einer Gehäusewand verbundenen Montageblock
22 befestigt sind. Die entsprehenden einzelnen Teile der Vorrichtung, wie die Lichtquelle,
der Kondensor, sowie der Bildgegenstand und die Linse, sowie in gleicher Weise das
Objektiv, sind der besseren Übersicht halber nicht eingezeichnet. Die für die elektro-magnetische
Oszillation der Schlitzmasken erforderlichen Anordnungen, im vorliegenden Fall Elektro-Magnete
23, 24, sind jeweils entsprechend an der Seitenwand des Gehäuses 20 angebracht Die
zur Oszillation erforderliche Wechselspannung wird den Elektro-Magneten über die
Spulenanschlüsse 25 für die vertikale und die Spulenanschlüsse 26 für die horizontale
Ablenkung zugeführt. Diese Steuerung der Elektro-Magnete 23, 24 wird von einem zweikanaligen
Kraftverstärker 27D 28 vorgenommen, von denen der eine 27 mit den Spulanschlüssen
25 des Elektro-Magnetes 23 und der andere Kraftverstarker 28 mit den Spulenanschlüssen
26 des Elektro-Magnetes 24 verbunden ist. Die Kraftverstärker ihrerseits werden
durch zwei mit ihrer Frequenz, Amplitude und Phase einstellbare Tonoszillatoren
gesteuert, so daß das elektro-magnetische Wechselfeld der
Elektro-Magnete
entsprechend den Einstellungen der beiden Tonoszillatoren nunmehr die Schlitzmasken
3 und 4 in entsprechende Schwingungen versetzt. Bei vorliegendem Ausführungsbeispiel
werden die Oszillatoren durch ein Tonbandgerät oder durch einen Kassettenrekorder
29 ersetzt, die durch ein auf einem Band aufgenommenes Frequenzprogramm gespeist
,werden, das in gleicher Weise wie durch die Oszillatoren zur Steuerung des Kraftverstärkers
und somit über die Elektro-Magnete der Schlitzmasken dient. Durch die Vorprogrammierung
des Tonbandes kann die ständige Bedienung der Oszillatoren entfallen.
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Die Vorrichtung kann nun in den Lichtweg eines Dia- oder Filmprojektors
gebracht werden, wobei dieser Aufbau im wesentlichen aus einer Lampe, dem Kondensor,
dem Bildgegenstand und dem Projektionsobjektiv besteht, wobei zur Einflußnahme auf
die Farbe des Lichtstrahles der Film oder das Dia entsprechend eingefärbt sein kann.
Bei Verwendung von z.B. einem Dia und der Schlitzmaske entstehen zwei Bildebene,
die gemeinsam projiziert werden müssen. Um dies zu erreichen, wird zwischen dem
Dia und den Schlitzmasken eine Linse eingefügt, die zunächst das Farbdia auf der
Schlitzmaske abbildet, wobei das Objektiv nun das hinter den Schlitzmasken entstehende
Bild auf die l'rojelctionswand projiziert. Es wäre noch zu erwähnen, daß bei Veränderung
des Farbdias auch der Lichtstrahl eine andere Farbe annimmt, die sich gegebenenfalls,
je
nach Position des Bildpunktes,verändern kann.
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Eine weitere Möglichkeit zur Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist die steuerbare Ablenkung eines Luft-, Gas- oder Flüssigkeit stromes oder aber
Amorphe, pulverisierter Festkörper zum Aufzeichnen bzw. bleibenden sichtbaren Auftragen
von Zeichen und dergleichen-auf einer Fläche. Hierbei könnte der Oszillatorteil
auch als ein Abtaster ausgebildet sein und zur Übertragung abgetasteter Kurven und
Zeichengebilde herangezogen werden0 Die schlitzförmige Maske wäre dann zum naturgetreuen
Nachzeichnen dieser Abtastungen verwendbar.
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Zusammenfassung Zum Aufzeichnen bzw. Sichtbarmachen von Lichteffekten
auf einer Projektionswand und dergleichen, wie dies beispielsweise vielfach bei
Tanzveranstaltungen und dergleichen üblich ists soll zur Vermeidung einer bisher
verhältnismäßig kostspieligen, sowie auch für das Auge gefährlichen Anlage mit kohärentes
Laserlichtstrahl eine gewöhnliche Lichtquelle, wie sie in Projektionsgereiten und
dergleichen möglich ist, verwendet werden0 Zu diesem Zweck wird das aus dieser Lichtquelle
komX mende Licht gebündelt und zwei hintereinander angeordneten Sclilitzmasken (3s
4) zugeführt, die relativ in ihrer Ebene zueinander beweglich sind. Diese Bewegungen
sind entweder geradlinige Verschiebungen oder aber Drehbewegungen der Schlitzmasken
in ihrer Ebene relativ gegeneinander. Dadurch kommen, je nach Anordnung der Durchbrechungen
in den einzelnen Schlitzmasken, Figurengebildes die auf eine Projektionswand und
dergleichen projiziert werden, zustande, die den durch Laserlichtstrahl erzeugten
weitgehendst nahe kommen, jedoch wem sentlich weniger Material und somit Kostenaufwand
verursachen, als auch der Gesundheit des Einzelnen nicht abträglich sind.