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Verfahren zur Erzeugung stehender or sich bewegender
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Laufbilder vor den Fenstern der durch Tunnels fahrenden Untergrund-
und Eisenbahnen Die Erfindung betrifft Verfahren zur Erzeugung stehender oder sich
bewegender Laufbilder vor den Fenstern der durch Tunnels fahrenden Untergrund- und
Bisenbahnen unter Ausnutzung des kinematographischen Laufbildeffektes.
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Für Passagiere von Untergrund- und Eisenbahnen sind herkömmliche Informations-
und Werbemethoden auf für sie sichtbaren Tunnelwänden (Plakate, Leuchtschriften)
nur schlecht wahrnehmbar. So blieben bislang weite Tunnelflächen für die Informations-
und Werbeübermittlung ungenutzt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, diese Flächen gewerblich nutzbar zu
machen, indem sie eine Informations- bzw.
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Werbeübermittlung vor den Fenstern fahrender Untergrund-und Eisenbahnen
ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jedes einzelne
Bild einer an der Wand des Tunnelschachtes angebrachten Bildfolge jeweils dann durch
eine Blitzlampe sichtbar gemacht wird, wenn sich je ein Fenster des vorbeifahrenden
Zuges genau vor ihm befindet0 Dabei fügen sich für den Betrachter innerhalb des
Zuges die auf den Einzelbildern der Bildfolge abgebildeten unterschiedlichen Bewegungsmotnent-e
deshalb zu einem kontinuierlichen Bewegungsablauf (Laufbild) zusammen, weil durch
die Trägheit des Auges rasch aufeinanderfolgende optische Eindrücke,
deren
jeder weniger als 1/20 Sekunde andauert, nicht mehr getrennt voneinander wahrgenommen
werden können (kinematographischer LauBbildeffekt).
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Ebenso läßt sich durch Sichtbarmachen von Binzelbildern, auf denen
nur gleiche ilotive oder Bewegungsabschnitte dargestellt sind, ein Laufbild ohne
Bewegung vor dem Fenster des Betrachter erzeugen.
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Eine für den Betrachter hinreichende und annähernd gleichbleibende
Bildfrequenz verlangt, daß sich alle Züge während der Vorbeifahrt an der Vorrichtung
mit ungefähr gleicher und gleichbleibender Geschwindigkeit bewegen. Diese Voraussetzung
ist für viele Tunnel strecken durch die im Fahrplanverkehr fahrenden Untergrund-
und Eisenbahnen gegeben.
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Um ein Wandern oder gar Hin- und Herspringen des Laufbildes vor den
Augen des Betrachters zu verhindern, werden alle Einzelbilder exakt nur zu dem Zeitpunkt
sichtbar gemacht, zu dem sie sich in Bezug auf das Fenster des Betrachters an genau
der gleichen Stelle (gedachte Anschlagslinie) befinden.
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Die Zeitdauer der Beleuchtung jedes Einzelbildes ist in Abhängigkeit
von der Geschwindigkeit des vorbeifahrenden Zuges so kurz bemessen, daß die sich
aus der kontinuierlichen Bewegung des Zuges ergebende Bildunschärfe die Qualität
des Laufbildes nicht wesentlich mindert.
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Wegen der sich insbesondere bei höheren Zuggeschwindigkeiten ergebenden
kurzen Belichtungszeit erfordert der nachhaltig flimmerfreie optische Eindruck eines
Laufbildes mit genügender Helligkeit, daß jeder Bewegungsabschnitt auf mehreren
Einzelbildern hintereinander abgebildet ist und so mehrmals nacheinander sichtbar
gemacht wird, bevor der nächste Bewegungsabschnitt (ebenfalls mehrmals) erscheint.
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1. Einzelbilderzeugung a) (siehe dazu Figur I, II) jedes Einzelbild
(1) der gesamten Bildfolge wird als Photo oder Plakat an der Tunnelwand in Höhe
der Fenster des vorbeifahrenden Zuges derart angebracht, daß es für die Passagiere
bequem sichtbar ist.
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Eine jeweils ober- und unterhalb des Einzelbildes installierte hochfrequente
(stroboskopische) Blitzlampe (2) beleuchtet dieses im nach 2.a) bis 2.d) ermittelten
Zeitpunkt.
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Mattschwarze Trennleisten (3) zwischen den einzelnen Bildern verhindern
die Beleuchtung der direkt benachbarten Bilder; ebenso verhindern Blenden (4) eine
direkte Beleuchtung des jeweiligen Zugfensters.
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Diese Art der Einzelbilderzeugung sei an folgendem Berechnungsbeispiel
verdeutlicht: Der Zug passiere die Projektionsvorrichtung mit einer gleichbleibenden
Geschwindigkeit von 72 km/h = 20 m/sec und die gewünschte Bildfrequenz liege bei
20 Bilder/sec wobei ein ausreichend optischer Eindruck jedes Einzelbildes dadurch
erhöht werden soll, daß es dreimal wiederholt wird. Dies bedeutet, daß längs der
Tunnelwand innerhalb von 20 m 60 Einzelbilder angebracht werden müssen; demnach
hätte jedes Einzelbild unter Abzug der Trennleisten in etwa eine Länge von 30 cm.
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Bei einer gewünschten Gesamtprojektionsdauer von beispielsweise 10
sec ergäbe sich bei der angenommener Zuggeschwindigkeit von 20 m/sec für die gesamte
Projektionsvorrichtung eine Länge von 200 m.
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b) (siehe dazu Figuren III, IV) Jedes Einzelbild der Bildfolge befindet
sich als Diapositiv (5) in jeweils einer Projektionseinrichtung einer Serie, die
zwischen Tunnelwand (6) und einer längs zu dieser verlaufenden transparenten Fläche
(7) installiert ist. Dabei ist die transparente Fläche in Höhe der Fenster des vorbeifahrenden
Zuges derart angebracht, daß die auf ihr erscheinenden Einzelbilder für die Zugpassagiere
bequem sichtbar sind.
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Jede Projektionseinrichtung der Serie besteht aus einer hochfrequenten
(stroboskopischen) Blitzlampe (8), einem Linsenprojektor (9) sowie einem hinter
der transparenten Fläche angebrachten Spiegel (10), wobei das zu dem nach 2.a) bis
2.d) ermittelten Zeitpunkt beleuchtete Diapositiv durch Projektor und Spiegel von
hinten auf die transparente Fläche projiziert wird.
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Diese Art der Einzelbilderzeugung zeichnet sich gegenüber der unter
l.a) beschriebenen durch geringeren Helligkeitsverlust sowie der Möglichkeit eines
größeren Bildformates aus. Diese Vorteile ergeben sich deswegen, weil die längs
der Tunnelwand montierten Projektionseinrichtungen so dicht nebeneinander liegen
können, daß jeweils 2 oder 3 direkt nacheinander aufl eucht ende Einzelbilder gleiche
Teile der transparenten Fläche beanspruchen können. Bei zwei direkt hintereinander
liegenden Einzelbildern muß im Gegensatz zu l.a) also das zweite nicht erst dort
beginnen, wo das erste aufhört: somit ist das Bildformat unabhängig von der Bildfrequenz
je nach Linsenbrennweite und Spiegelform (evtl. konvex, wie in Figur III und IV)
relativ frei wählbar.
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Figur IV soll dies verdeutlichen: sie zeigt die in Figur III im Schnitt
gezeigte Gesamteinrichtung von oben, während ein Zug diese passiert und zwar zu
drei nacheinander liegenden Zeitpunkten tl, t2, t3, in denen jeweils ein Einzelbild
aufleuchtet.
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Dabei werden von der Vielzahl der längs der Tunnelwand angebrachten
Projektionseinrichtungen ausschnittweise nur drei bestimmte betrachtet.
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Die Figur zeigt, daß ein großer Teil der zum Zeitpunkt t1 mit einem
Einzelbild beleuchteten transparenten Fläche (Projektion A) auch zum Zeitpunkt t2
(rojetion B) wieder beleuchtet wird. Analoges gilt für Projektionen h und C. Werden
die Werte des folgenden Berechnungsbei spiels zugrundegelegt, beträgt der Zeitabstand
zwischen den drei hintereinanderliegenden Zeitpunkten t1, t2, t3 jeweils 0,5 x 10
sec.
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Im kurzen Berechnungsbeispiel sei wieder von der Zuggeschwindigkeit
72 km/h = 20 m/sec sowie einer gewünschten Bildfrequenz von 20 Bilder/sec ausgegangen.
Wird nun alle 10 cm eine wie oben beschriebene Projektionseinrichtung installiert,
ergibt sich die Nöglichlceit, auf je 20 m laufende transparente Fläche 200 Einzelbilder
nacheinander aufleuchten zu lassen. Bei der angenommenen Bildfrequenz von 20 Bilder/sec
läßt sich dann jedes Einzelbild also 10 mal wiederholen, bevor das nächste aufleuchtet,
womit ein nachhaltig optischer Eindruck guter Qualität erreicht wird.
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c) (siehe dazu Figur V) Jedes Einzelbild der Bildfolge befitidot sich
als Diapositiv (11) in jeweils einer Projektionseinrichtung einer Serie, die längs
der Tunnelwand (12) in Höhe der Fenster (13) des vorbeifahrenden Zuges angebracht
ist.
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Jede Projektionseinrichtung der Serie besteht aus einer hochfrequenten
(stroboskopischen) Blitzlampe (14), einem Linsenprojektor (15), sowie einem Spiegel
(16), wobei das zu dem nach 2.a) bis 2.d) ermittelten Zeitpunkt beleuchtete Diapositiv
durch Projektor und Spiegel auf eine auf dem Zugfenster angebrachte Projektionsfläche
(17) geworfen wird.
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Diese Projektionsfläche ist transparent und mit nach leuchtenden
Stoffen beschichtet, sodaß das mit der nur kurzen Beleuchtungsdauer auf sie projizierte
Einzelbild so lange nachleuchtet, bis die nächste Einzelbildprojektion erfolgt.
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Diese Art der Einzelbilderzeugung liefert gegenüber der unter 1.b)
beschriebenen den Vorteil, daß die Projektionseinrichtungen innerhalb der Serie
nicht so dicht hintereinander gestaffelt werden müssen, weil die auf jedem Zugfenster
angebrachte nachleuchtende Folie (Projektionsfläche) einen eventuell auftretenden
Helligkeitsverlust wettmacht und dabei einen nachhaltig optischen Eindruck gewährleistet.
Insgesamt kommt die Anlage mithin mit weniger Projektionseinrichtungen aus als die
unter 1.b) beschriebeneq wobei für den Betrachter ein vollkommen flimmerfreies Laufbild
von hoher Bildqualität erreichbar ist.
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2. BeleuchturlffJsteuer?mi: Die Erzeugung eines vor dem jeweiligen
Zugfenster stehend erscheinenden Lauf- bzw. Stehbildes hinreichender Qualität macht
eine präzise Beleuchtungssteuerung notwendig, Dabei gilt es, für jede der nacheinander
stattfindenden Einzelbildbeleuchtungen den Z e i t p u n k t sowie die Z e i t d
a u e r exakt zu bestimmen und die gefundenen Werte dann durch elektrische Impulse
an die jeweilige Blitzlampe weiterzugeben.
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Der Zeitpunkt einer Einzelbildbeleuchtung hängt von der Geschwindiglceit
des vorbeifahrenden Zugesund der Beschaffenheit seiner Waggonfenster (Fensterbreite,
Fonsterabstände) ab. Die Bestimmung der einzelnen Ueleuc htungs zei tpunkte läßt
sich auf folgende Weisen erzielen: a) (siehe dazu Figur VI) Unter oder über jedem
zu beleuchtenden Bild (1) der Bildfolge (gem0 l.a und 1.b) oder jedem Projektor
der Projektorenserie (gem. l.c) befindet sich eine auf den vorbeifahrenden Zug gerichtete
punktförmige Lichtquelle (2) und eine Fotozelle (3) (Lichtschranke). Ein unter oder
über jeder Fensteröffnung (4) des vorbeifahrenden Waggons angebrachter Reflektor
(5) wirft den Lichtstrahl genau dann auf die Fotozelle zurück, wenn sich das Fenster
genau vor dem zu beleuchtenden Bild (gem. l.a und 1.b) oder Projektor (gem. 1.c)
befindet. Dadurch löst die Fotozelle über eine Relaisschaltung (6) die Beleuchtung
aus.
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b) (siehe dazu Figur VII, VIII) An jedem zu beleuchtenden Bild der
Bildfolge (gem 1.a und l.b) oder Projektor der Projektorenserie (gem. l.c) befindet
sich eine Vorrichtung (7), die ein elektromagnetisches Feld (8) erzeugt.
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Diese Vorrichtung spricht auf unterschiedliche Ablenkungen des Magnetfeldes
an, die sich aus den Fensteröffnungen (9) und den sie umgebenden Eisenblechen (10)
des vorbeifahrenden Waggons ergeben.
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Sio ermittelt so genau den Moment, in dem sich eine Fensteröffnung
genau vor dem zu beleuchtenden Bild (gem. l.a und l.b) oder Projektor (gem. 1.c)
befindet und löst über eine Relaisschalturlg (11) die Beleuchtung aus.
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c) (siehe dazu Figur IX) Eine Serie von LichtschraiiIn (12) bestehend
aus Lichtquellen (13) und Fotozellen (14) an den gegenüberliegenden Tunnelwänden,
die einige Meter vor der zu beleuchtenden Bildolge (gem. l.a und 1.b) oder Projektorenserie
(gem 1.c) beginnt und mit dieser endet, wird durch den vorbeifahrenden Zug (15)
in Fahrtrichtung nach und nach unterbrochen.
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Eine elektronische Schaltung (16) ist dank dieser in festgelegten
Abständen angebrachten Lichtschranken der Serie in der Lage, die Geschwindigkeit
des vorbeifahrenden Zuges aus den Zeitabständen zwischen den Unterbre chungen hintere
inanderlie gende r Lichtschranken zu errechnen. Dadurch ist es möglich, die Zuggeschwindigkeit
sowohl vor Erreichen der Bildfolge (gem. 1.a und l.b) oder Projektorenserie (gem.
1.c) als auch ihre Änderung während der Vorbeifahrt an diesen zu ermitteln.
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Die Kenntnis der jeweiligen Zuggeschwindigkeit und eine Speicherinformation
über Fensterzahl, -maße und -abstände des entsprechenden Waggontyps versetzt die
elektronische Schaltung in die Lage, eine präzise Steuerung der Beleuchtungszeitpunkte
für jedes Bild der Bildfolge (gem. 1.a und 1.b) oder jeden Projektor der Projektorenserie
(gem. l.c) zu veranlassen.
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d) Eine im Tunnel installierte Radaranlage gibt die errechnete Zuggeschwindigkeit
vor und während der Vorbeifahrt an der Bildfolge (gem. l.a und l.b) oder Projektorenserie
(gem. 1.c) an eine elektronische Schaltung weiter.
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Diese ist sodann dank einer Speicherinformation über Fensterzahl,
-maße und abstände des entsprechenden Waggontyps in der Lage, eine präzise Steuerung
der Beleuchtungszeitpunkte für jedes tild der aiildxolge (gem l.a und 1.b) oder
jeden Projektor der Projeirtorenserie (gem l.c) zu veranlassen.
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Die Zeitdauer einer Einzelbildbeleuchtung verlangt zunächst die Vorgabe
eines bestimmten Maßes der Bildunschärfe (Verwischung), die sich aus der kontinuierlichen
Bewegung des Zuges ergibt. In Kenntnis dieser vorgegebenen Bildunschärfe läßt sich
dann die Zeitdauer einer Einzelbildbeleuchtung in Abhängigkeit von der jeweiligen
Geschwindigkeit des vorbeifahrenden Zuges bestimmen, wobei die Zuggeschwindigkeit
durch die unter 2.c oder 2.d beschriebenen Verfahren ermittelt wird.
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Wird eine so bestimmte Einzelbildbeleuchtung infolge höherer Zuggeschwindigkeiten
zu kurz, um einen nachhaltig optischen Eindruck beim Betrachter zu hinterlassen,
oder ist dieser nachhaltig optische Eindruck infolge einer zu geringen Gesamtbelichtungszeit/sec
(etwa bei Verfahren 1.a wegen zu geringer Bildanzahl pro sec) nicht gewährleistet,
muß das Einzelbild derart gestaltet werden, daß eine genügend lange Einzelbildbeleuchtung
erfolgen kann: etwa durch grobkörnigere Darstellung des Bildinhaltes oder eine Längenstauchung
desselben, so daß die bei der Projektion.
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eintretende Verzerrung den Bildinhalt wieder auf die natürliche Bildlänge
ausdehnt.
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ZUSAMMENFASSUNG Die vorliegende Erfindung mit der Bezeichnung "Verfahren
zur Erzeugung stehender oder sich bewegender Laufbilder vor den Fenstern der durch
Tunnels fahrenden Untergrund-und Eisenbahnen" hat sich zum Ziel gesetzt, bisher
durch herkömmliche Informations- und Werbemethoden (Plakate, Leuchtschriften) unnutzbare
oder schwer nutzbare Flächen von Tunnelwanden durch neue Methoden vor den Fenstern
fahrender Untergrund- und Eisenbahnen zu nutzen.
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Unter Ausnutzung des kinematographischen Laufbildeffektes werden dabei
Einzelbilder einer Bildfolge gleicher oder unterschiedlicher Bewegungszustände in
Längsrichtung der Tunnelwandung in Höhe der Zugfenster angebracht und durch eine
hochfrequente Blitzlampe vor den Fenstern des vorbeifahrenden Zuges sichtbar gem
æht, wenn sich jeweils ein Fenster genau vor dem Einzelbild befindet. Dabei lassen
sich fur den Betrachter innerhalb des Zuges die auf den Einzelbildern der Bildfolge
abgebildeten unterschiedlichen Bewegungsmomente zu einem kontinuierlichen Bewegungsablauf
(Laufbild) zusammenfugen. Ebenso lABt sich durch Sichtbarmachen von Einzelbildern
mit jeweils gleichen Motiven bzw. Bewegungsabschnitten ein stehendes Laufbild ohne
Bewegung vor dem Fenster des Betrachters erzeugen.