WO2001033841A2

WO2001033841A2 - Vorrichtung zur erzeugung eines szenenbildes einer frontsicht durch eine auflichtprojektion

Info

Publication number: WO2001033841A2
Application number: PCT/EP2000/010807
Authority: WO
Inventors: Klaus Hiller; Christhard Deter; Hans-Werner Kuhlmann
Original assignee: Schneider Laser Technologies Ag
Priority date: 1999-11-03
Filing date: 2000-11-02
Publication date: 2001-05-10
Also published as: CN1336073A; DE19952896C1; EP1145547A3; KR20010101368A; CA2355323A1; EP1145547A2; JP2003513322A; DE19952896C5; IL144088A0; WO2001033841A3

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Szenenbildes (1) einer Frontsicht durch eine Auflichtprojektion, insbesondere für die Bilddarstellung in einer Trainingsstation oder in einem Simulator oder in einer Erlebniswelt mittels eines Projektors (2, 3). Sie ist dadurch gekenzeichnet, daß ein oder mehrere Projektoren (2, 3) das Szenenbild (1) der Frontsicht mit einem abgelenkten helligkeits- und/oder farbmodulierten Lichtbündel aus einem Ursprungspunkt heraus zeilenmäßig und bildmäßig innerhalb eines Projektionskegels auf eine Projektionsfläche (6) schreiben und diese Projektoren (2, 3) in einer Position angeordnet sind, bei der der Ursprungspunkt der Projektionsstrahlen vor einer Frontalebene einer agierenden Person (7) liegt.

Description

Vorrichtung zur Erzeugung eines Szenenbildes einer Frontsicht durch eine Auflichtprojektion

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Szenenbildes in Frontsicht durch eine Auflichtprojektion, insbesondere für die Bilddarstellung in einer Trainingsstation oder in einem Simulator oder in einer Erlebniswelt

Aus der EP 0 836 169 B1 ist eine Trainingsstation bekannt, bei der drei Projektoren aufgeteilte Bilder erzeugen, die auf einem Bildschirm abgebildet werden Das auf dem Bildschirm erzeugte Bild wird über einen Kollimationsspiegel auf eine Projektionsflache umgelenkt und der agierenden Person dargeboten Bedingt durch die optische Abbildung eines Bildes aus einer Objektebene heraus in eine

Bildebene sind die Projektoren weiträumig hinter dem Rucken der agierenden Person und weit oberhalb ihres Kopfes angeordnet Es bedarf des Kolhmationsspiegels, um einen Teil des Szenenbildes überhaupt in einem Bereich zu erzeugen, der üblicherweise aus einem Fahrstand wahrgenommen wird Bei diesen Simulatoren, die zum Beispiel für die Fahrschulausbildung eingesetzt werden, sind die Projektoren ca 2 m über dem Kopf der agierenden Person und etwa ca 1 Meter hinter dem Kopf der agierenden Person angeordnet Dieses ist auf Grund optischer Gesetzmäßigkeiten der optischen Abbildung und der Große des Bildes erforderlich, da man Abschattungen des darzustellenden Szenenbildes der Frontsicht durch die Person oder durch Aufbauten einer Fahrerkabine ausschließen mochte Derartige Simulatoren sind daher sehr groß Insbesondere befinden sich bei bewegten Systemen massereiche Gerateteile weit außerhalb der Bewegungsachsen, so daß erhebliche dynamische Belastungen durch die auftretenden Beschleunigungskrafte zu beherrschen sind Dazu benotigt man einen stabilen und damit massereichen mechanischen Aufbau, was erheblichen Aufwand bei den mechanischen oder hydraulischen Antrieben nach sich zieht

Weiterhin haben die üblicherweise eingesetzten Bildprojektoren eine geringe Schärfentiefe und zeigen keine befriedigende Bildauflösung, insbesondere am Bildrand

Die Erfindung verfolgt das Ziel, den Aufwand bei der Realisierung von Trainingsanlagen Simulationsanlagen oder Erlebniswelten zu reduzieren und die Wirklichkeitsnahe einer

Frontsicht eines generierten Szenenbildes zu verbessern Die Erfindung soll sowohl für Simulatoren mit Bewegungssystem ("flying screen") als auch für Simulatoren ohne Bewegungssystem ("fixed screen") geeignet sein Bei einer Vorrichtung zur Erzeugung eines Szenenbildes einer Frontsicht durch eine Auflichtprojektion, insbesondere für die Bilddarstellung in einer Trainingsstation oder in einem Simulator oder in einer Erlebniswelt mittels eines Projektors wird die Aufgabe erfindungsgemaß dadurch gelost, daß mindestens ein Projektor das Szenenbild der Frontsicht mit einem in Zeilen- und Bildπchtung abgelenkten, helligkeits- und/oder farbmodulierten Lichtbundel aus einem Ursprungspunkt heraus innerhalb eines Projektionskegels auf eine Projektionsflache schreibt und jeder Projektor so angeordnet ist, daß sein Ursprungspunkt in Blickrichtung vor einer agierenden Person hegt

Die Anordnung des Projektors vor der agierenden Person hat den Vorteil, daß mögliche Abschattungen von Bildteilen durch Aufbauten oder den Beobachter drastisch verringert sind Der Projektor kann somit naher der Augenhohe des Beobachters angeordnet werden Dies hat insbesondere den Vorteil, daß Bildverzeichnungen geringer sind Sollen diese relativ geringen Bildfehler auch noch beseitigt werden, kann man die erforderlichen Korrekturmaßnahmen am

Szenenbild mit einem vergleichsweise geringen Aufwand realisieren Das Prinzip der Erfindung läßt ich auch mit mehreren Projektoren, z B zwei oder drei, realisieren, wenn man das Szenenbild aus Teilbildern zusammensetzt

Wenn in der Beschreibung nur eine agierende Person genannt wird, bedeutet dies nicht, daß die Erfindung auf Anwendungen mit einer einzigen Person eingeschränkt wäre Vielmehr laßt sich das Prinzip der Erfindung auch anwenden, wenn zwei Personen, wie Fahrer und Beifahrer, oder auch eine Gruppe von Personen vorhanden sind Projektoren, die das Szenenbild mit einem abgelenkten helligkeits- und/oder farbmodulierten Lichtbundel aus einem Ursprungspunkt heraus zeilenmaßig und bildmaßig innerhalb eines

Projektionskegels auf eine Projektionsflache schreiben, sind besonders gunstig Sie sind auch unter der Bezeichnung "Laser-Projektor" bekannt Derartige Projektoren unterscheiden sich hinsichtlich der Abbildungsgesetzmaßigkeiten der Lichtbundel grundlegend von üblichen bildabbildenden Projektoren, wie LCD-Projektoren oder CRT-Projektoren Da bei einem "Laser- Projektor" ein Rot-Grun-Blau-Lichtbundel zum Schreiben der Bildpunkte einer Zeile abgelenkt wird und hier keine klassische optische Abbildung aus einer gerateinternen Objektebene in eine Bildebene erfolgt, können erheblich größere Projektionswinkel erreicht werden und der Abstand Projektor-Projektionsflache kann in weiten Grenzen frei gewählt werden Bei einem derartigen Projektor können umfangreiche Geometriekorrekturen vorgenommen werden, so daß Bildverzeichnungen infolge einer Schragprojektion oder infolge der Form der

Projektionsflache weitestgehend korrigierbar sind Weiterhin ist das Bild eines derartigen Projektors in einem sehr großen Tiefenbereich scharf, so daß der Projektionsabstand zur Projektionsflache stark variieren kann Ein derartiger Projektor und die entsprechenden Korrekturmoghchkeiten der Bilddarstellung sind in der DE 197 37 374 C2 beschrieben Das Szenenbild wird dabei für die Lage des Augenpunktes zur Projektionsflache korrigiert, wobei eine Bildaufnahmekamera oder ein Bildrechner das Szenenbild für diesen Augenpunkt aufnimmt und/oder berechnet Der Ursprungspunkt der Projektion ist, wenn eine Transformationsoptik zum Beispiel nach der DE 43 24 849 C2 Einsatz findet, die Austrittspupille der Transformationsoptik, ansonsten, wenn keine Transformationsoptik verwendet wird, der

Ablenkpunkt der Zellenablenkung durch einen Polygonspiegel

Der Projektor ist vorteilhafterweise in einer Position angeordnet, bei der sich der Ursprungspunkt der Projektionsstrahlen vor (ventral) der Frontalebene befindet, in der der Augenpunkt der agierenden Person egt Bei dieser Lage ist der Bereich der möglichen

Abschattung von Projektionsstrahlen durch die agierenden Person oder eine Fahrerkabine am geringsten oder sogar gar nicht vorhanden

In der Vorrichtung wird zweckmaßigerweise eine Projektionsflache verwendet, die mindestens einen Krummungsmittelpunkt hat Mit einer zylindrischen oder gewölbten Projektionsflache kann das Szenenbild einer Frontalsicht besonders gunstig dargestellt werden, da das Sichtfeld der agierenden Person vollständig mit einem wirklichkeitsnahen Bildinhait ausgefüllt werden kann Bei der Projektionsflache kann es sich insbesondere um die Innenflache eines Kreistonnenkorpers, beispielsweise einer Kugel oder eines parabolischen Tonnenkorpers, handeln

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht dann, die Geometrie so zu wählen, daß der Augenpunkt der agierenden Person oder der Ursprungspunkt der Projektionsstrahlen in einem Krummungsmittelpunkt der Projektionsflache egt Dann sind die auftretenden sichtbaren geometrischen Bildverzeichnungen am geringsten, wodurch die erforderlichen Korrekturen am darzustellenden Szenenbild ebenfalls gering ausfallen oder sogar entfallen können Bei jeder anderen Lage treten größere Bildverzerrungen auf, die nur mit erhöhtem technischen Aufwand und teilweise unten Quahtatsverlust der Bilddarstellung korrigierbar sind

Hat die Projektionsflache mehr als einen Krummungsmittelpunkt, wie dies bei einer parabolischen oder tonnenformigen Projektionsflache der Fall ist, ist es aus den oben genannten Gründen zweckmäßig, wenn der Ursprungspunkt der Projektionsstrahlen in einem ersten Krummungsmittelpunkt und der Augenpunkt der agierenden Person in einem zweiten Krummungsmittelpunkt der Projektionsflache hegt

Aufgrund der jeweiligen räumlichen Anordnung der Aufbauten, z B einer Simulatorkabine und des Projektors, ist es nicht immer möglich, den Projektor oder die agierende Person in einen der Krummungsmittelpunkte zu positionieren Dann sollte für eine geringe Bildverzerrung jeder Projektor so angeordnet sein, daß sein Projektionskegel mit einer ausgewählten Ebene einen Krümmungsmittelpunkt schneidet. Der Projektor hat eine Hauptprojektionsachse, die durch die Schnittlinie zweier Ebenen bestimmt ist: einer Horizontalebene, die durch ihre parallele Lage zur Zeilenrichtung in der Mitte der Bildhöhe des Projektionskegels und durch den Ursprungspunkt des abgelenkten Lichtbündels definiert ist, und einer Vertikalebene, die durch ihre senkrechte Lage zur Zeilenrichtung in der Mitte der Bildbreite des Projektionskegels und durch den Ursprungspunkt des abgelenkten Lichtbündels festgelegt ist. Geringe Bildverzeichnungen werden erreicht, wenn die Vertikalebene oder die Horizontalebene oder beide Ebenen einen oder beide der Krümmungsmittelpunkte enthalten.

Weiterhin ist der Korrekturaufwand für die Projektion auch dann wesentlich verringert, wenn sich die agierenden Person in einer definierten Position zur Projektionsflache befindet. Dieses ist dann der Fall, wenn die Medianebene und/oder die Frontalebene durch den Augenpunkt der agierenden Person einen oder beide Krümmungsmittelpunkte enthält/enthalten.

Insbesondere für Projektionen, bei denen ein sehr großer horizontaler Blickwinkel mit einem

Szenenbild ausgefüllt werden soll, ist es zweckmäßig, das Szenenbild nicht mit einem einzigen Projektor darzustellen, sondern das Szenenbild zu halbieren oder zu vierteln und jedes dieser aufgeteilten Bilder einem eigenen Projektor zuzuordnen. Vorzugsweise sind daher mindestens zwei Projektoren so angeordnet, daß die Hauptprojektionsachsen dieser Projektoren sich in einem Punkt schneiden, der im Rücken (dorsal) der agierenden Person liegt, und dabei so zueinander ausgerichtet sind, daß sich jeweils zwei erzeugte Bilder an ihren entsprechenden Seitenkanten auf der Projektionsflache übergangslos berühren. Dabei liegt der Ursprungspunkt der Projektionsstrahlen vor (ventral) einer der Frontalebenen der agierenden Person.

Damit es einen Schnittpunkt zwischen den Hauptprojektionsachsen der Projektoren gibt, muß für die Projektoren eine der ausgezeichneten Ebenen, die Horizontalebene oder die Vertikalebene, identisch sein. Die Projektoren sind dabei so zueinander angeordnet und ausgerichtet, daß zwei benachbarte Bilder an ihren gemeinsamen Seitenkanten nahtlos aneinander gesetzt sind. Infolge der in DE 197 37 374 C2 beschriebenen Korrekturmöglichkeiten können die aufgeteilten Bilder der Projektoren pixelgenau aneinandergesetzt werden und erscheinen dann auf der Projektionsflache zu einem Szenenbild vereinigt. Ein Überlappungsbereich, wie zum Beispiel bei CRT-Projektoren, ist nicht erforderlich.

Bei mehreren Projektoren ist es vorteilhaft, wenn der Schnittpunkt der Hauptprojektionsachsen mit einem Krümmungsmittelpunkt der Projektionsflache zusammenfällt. In diesem Fall sind die

Bildverzeichnungen am geringsten und eventuell nötige Korrekturen erfordern den geringsten Aufwand. Bei einer kugelförmigen oder teilkugelförmigen Projektionsflache liegt der Schnittpunkt der Hauptprojektionsachsen zweckmäßigerweise im Krümmungsmittelpunkt dieser Projektionsflache. Dann ergeben sich geringste Bildverzeichnungen.

Der Vorteil geringer Bildverzeichnungen wird aber auch erreicht, wenn sich die Vertikalebene oder die Horizontalebene jedes Projektors einen oder beide Krümmungsmittelpunkte der Projektionsflache einschließt. Dann liegt der Schnittpunkt der Hauptprojektionsachsen nicht in einem Krümmungsmittelpunkt.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß der Ursprungspunkt der

Projektionsstrahlen jedes Projektors transversal weniger als 1 Meter über (kranial) dem

Augenpunkt der agierenden Person liegt, bezogen zur Transversalebene durch den Augenpunkt der agierenden Person.

Dies hat zur Folge, daß die Bauhöhe einer Trainingsstation, des Simulators oder der

Erlebniswelt um den Faktor 0,3 bis 0,5 gegenüber bekannten Anordnungen, die mit einer Auflichtprojektion (Frontprojektion) arbeiten, reduziert ist. Die Baugröße wird jetzt im wesentlichen nur noch durch die Größe der gewölbten Projektionsflache bestimmt. Dabei ergibt sich die Bauhöhe in etwa aus der Bildhöhe und die Breite aus einem horizontalen Radius der tonnenkörperförmigen Projektionsflache. Durch die beachtliche Verringerung der Baugröße ergeben sich bei bewegten Systemen beachtliche Vorteile im Dynamikverhalten des bewegten Systems, da zum einen die Masse insgesamt geringer gehalten werden kann und zum anderen der Massenschwerpunkt näher an den Bewegungsachsen liegt. Die Projektoren sind vorteilhafterweise an tragenden Teilen einer Außenverkleidung einer Simulatorkabine angebracht. Die Simulatorkabine dient als äußere Hülle, in der zum Beispiel eine Fahrerkabine, ein oder mehrere Projektoren und eine oder mehrere diesen Projektoren zugeordnete Projektionsflächen angeordnet sind. Mit einem Projektor, der mit einem schreibenden Lichtbündel arbeitet, kann ein wesentlich größerer Projektionswinkel realisiert werden, als er mit einer herkömmlichen objektvergrößernden Bildprojektion erreichbar ist. Dies hat den Vorteil, daß zum Beispiel eine 180° Projektion mit zwei Projektoren realisierbar ist, anstatt mit vier CRT-

Projektoren.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung besteht darin, daß die Transversalebene durch den Augenpunkt der agierenden Person die Projektionsflache schneidet und diese Schnittlinie von der agierenden Person aus gesehen im Bereich von +/- 10° einer weiteren Schnittlinie liegt, die durch die Horizontalachse des Projektors auf der Projektionsflache erzeugt wird. Somit wird sichergestellt, daß die agierende Person in etwa die Bildmitte optimal erfaßt und den realen Sichtbedingungen, zum Beispiel aus einem Führerstand einer Lok oder dem Fahrerhaus eines LKW, Rechnung getragen werden kann. Die Erfindung wird nachfolgend am Beispiel eines Lok-Simulators anhand von Figuren erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Simulator mit einer Auflichtprojektion nach dem allgemeinen

Stand der Technik in der Ansicht auf die Gesichtsebene der agierenden Person; Fig. 2 einen Simulator gemäß Fig. 1 in der Draufsicht auf die agierenden

Person; Fig. 3 einen Simulator mit einem Projektor zur Auflichtprojektion zur

Erzeugung eines Szenenbildes in der Ansicht auf die Gesichtsebene der agierenden Person; Fig. 4 einen Simulator gemäß Fig. 3 in der Draufsicht auf die agierende

Person; Fig. 5 einen Simulator ähnlich der Fig. 3, jedoch mit zwei Projektoren;

Fig. 6 einen Simulator gemäß Fig. 5 in der Draufsicht auf die agierende

Person und Fig. 7 einen Simulator ähnlich der Fig. 3 in der Draufsicht auf die agierende

Person.

Fig. 1 zeigt einen Simulator zur Lokführer-Ausbildung nach dem Stand der Technik in der Sicht auf eine agierende Person 7. Fig. 2 zeigt eine Draufsicht des Simulators nach Fig. 1. Ein Bewegungssystem ist in den Figuren nicht dargestellt, um die Übersichtlichkeit zu wahren. Weiterhin ist eine Fahrerkabine 10 nur schematisch gezeichnet. Diese soll den Führerstand einer Lok darstellen. Zur Projektion eines Szenenbildes 1 werden zwei CRT-Projektoren 2 und

3 eingesetzt, die jeweils ein Bild 4 und 5 auf einer Projektionsflache 6 erzeugen. Die zwei Bilder

4 und 5 werden zu einem Szenenbild 1 zusammengesetzt, welches eine Ausdehnung horizontal von 90° und vertikal von 30° bezogen zum Augenpunkt der agierenden Person hat. Diese bekannten Projektoren, die mit einem bildabbildenden Prinzip arbeiten, liefern nur in relativ großer Projektionsentfernung entsprechend große, scharfe und unverzerrte Bilder, weshalb bei einer Bildhöhe von etwa 2 m die Projektionsentfernung etwa 4 m betragen muß. Weiter muß wegen der begrenzten Schärfentiefe dieser Projektoren die Projektionsflache einen möglichst gleichbleibenden Abstand zum Projektor haben.

Da durch die Aufbauten der Fahrerkabine Bildabschattungen verursachen können, müssen die

Projektoren entsprechend hoch über der Fahrerkabine angebracht werden. Um dieses zu umgehen, werden nach dem Stand der Technik Umlenkspiegel eingesetzt, wie dies beispielsweise aus der EP 0 836 169 B1 bekannt ist. Infolge dieser Bedingungen sind die Projektoren über 1 m hinter und über 1 m über der Position der agierenden Person 7 angeordnet Dieses ist insbesondere dann nachteilig, wenn die Projektoren 2 und 3 bei einem "flying-screen-Systerm" der Dynamik des Simulators unterliegen Dann befinden sich relativ massereiche Projektoren sehr weit von den Bewegungsachsen entfernt

Bei CRT-Projektoren ist weiterhin eine Überlappung der die Bilder 4 und 5 erzeugenden

Projektionskegel um ca 2° bis 4° erforderlich, um das angestrebte nahtlose Aneinanderfügen der Bilder 4 und 5 durch das sogenannte "Edgeblending" zu realisieren Kennzeichnend dafür ist, daß es einen Kreuzungspunkt S der Hauptprojektionsstrahlen gibt, der, wie im Beispiel nach Fig 1 und Fig 2 ersichtlich, weit hinter der Position der agierenden Person und weit über dieser hegt, und daß sich die Projektionsstrahlen kreuzen

In den nachfolgenden Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen die gleichen Elemente wie in Fig 1 und Fig 2 Auch die Grόßenverhaltnisse entsprechen einander, um die Vorteile der Erfindung anschaulich sichtbar zu machen

Fig 3 zeigt eine erfindungsgemaße Vorrichtung zur Erzeugung eines Szenenbildes mit einem einzigen Projektor 2 in der Sicht auf die agierende Person 7 Fig 4 zeigt die Vorrichtung nach Fig 3 in der Draufsicht Hier dient ein einziger Projektor 2 zur Darstellung eines Szenenbildes, das großer ist als das der Fig 1 Der Projektor ist kein abbildender Projektor, sondern schreibt mit einem abgelenkten helligkeits- und/oder farbmodulierten Lichtbundel aus einem

Ursprungspunkt heraus zeilenmaßig und bildmaßig innerhalb eines Projektionskegels das Bild 4 auf die Projektionsflache 6 Es können aber auch mehrere Lichtbundel gleichzeitig geschrieben werden, wie in es der DE 197 26 860 C1 gezeigt ist

Diese Projektoren werden auch als Laser-Projektor bezeichnet Ein Beispiel eines derartigen

Projektors ist in der DE 197 37 374 C2 beschrieben Dort ist weiter ausführlich dargelegt, mit welchen Maßnahmen Bildkorrekturen erfolgen können

Zur Projektion ist die Verwendung von Laserlicht nicht zwingend, sondern es genügt zur Bilddarstellung ein kolhneares Lichtbundel, welches auch aus einer anderen Lichtquelle gewonnen werden kann, z B einer Lumineszenzdiode Ein Projektor 2, der mit einem oder auch mehreren kolhnearen Lichtbundeln ein Bild zeilenmaßig und bildmaßig schreibt, ist hier, wie in Fig 4 deutlich sichtbar ist, vor (ventral) einer Frontalebene der agierenden Person 7 angeordnet Infolge des verkürzten Projektionsabstandes und von weitestgehenden Möglichkeiten zur Bildkorrektur auch bei großen Projektionswinkeln ist der Projektor 2 mit einem im Vergleich zu Fig 1 deutlich geringeren Abstand oberhalb der agierenden Person 7 angeordnet und projiziert von einer Position vor dem Krummungsmittelpunkt M aus schräg auf die Projektionsflache 6 Fig. 3 zeigt die gegenüber Fig. 1 wesentlich geringere Bauhöhe des Simulators, was sich besonders günstig auf die Dynamik des Systems auswirkt, wenn es bewegt wird, beispielsweise bei einem Simulator nach dem "Flying-Screen-Prinzip". In Fig. 3 und Fig. 4 liegt der Mittelpunkt der kugelförmigen Projektionsflache 6 in einer Vertikalebene 8 des Projektors 2 und in der Medianebene der agierenden Person 7. Diese Positionierung des Projektors 2 und der agierenden Person 7 verringert den Korrekturaufwand für die Projektion eines verzerrungsarmen Szenenbildes 1. Es ergeben sich jedoch weitere Vorteile für die Bildprojektion, wenn sich der Projektor 2 oder die agierende Person 7 möglichst nahe dem Krümmungsmittelpunkt M einer gekrümmten Projektionsflache 6 befinden. Bei der Anordnung der Fig. 4 ist dies dadurch zu erreichen, daß der Projektor 2, die agierende Person 7 und die

Fahrerkabine 10 in Richtung des Mittelpunktes M so verschoben werden, daß der Ursprungspunkt der Projektion mit dem Mittelpunkt der Projektionsflache identisch ist. Diese Abwandelung ist in der Fig. 7 dargestellt und führt zu einer größeren Bautiefe, die dann in etwa der gemäß Fig. 2 entspricht. Daraus ergeben sich jedoch keine wesentlichen Nachteile, da die gegenüber Fig. 1 verringerte Bauhöhe des Simulators erhalten bleibt.

Fig. 5 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erzeugung eines Szenenbildes mit zwei Projektoren 2 und 3 in der Sicht auf die agierende Person 7. Fig. 6 zeigt die Vorrichtung der Fig. 5 in einer Draufsicht. Die Projektoren 2 und 3 sind hier ebenfalls vor (ventral) einer Frontalebene der agierenden Person 7 angeordnet. Weiterhin schneiden sich die

Hauptprojektionsachsen der Projektoren im Krümmungsmittelpunkt M der teilkugelförmigen Projektionsflache 6. Der Krümmungsmittelpunkt M liegt weiter in der den Augenpunkt der agierenden Person enthaltenden Frontalebene. Wie im Vergleich zur in den gleichen Größenverhältnissen gezeichneten Anordnung der Fig. 1 gut zu erkennen ist, sind die Projektoren in einer deutlich geringeren Höhe über dem Augenpunkt der agierenden Person 7 angeordnet. Weiter zeigt ein Vergleich der Fig. 2 mit Fig. 6, daß die Projektoren 2 und 3 deutlich vor dem Augenpunkt AP der agierenden Person 7 liegen. Praktisch können die Projektoren 2 und 3 unmittelbar oberhalb einer Frontscheibe der Fahrerkabine 10 zum Beispiel in einem Lok- Simulator angeordnet sein. Somit sind Abschattungen durch die Fahrerkabine völlig ausgeschlossen. In Fig. 5 ist auch zu erkennen, daß die den Augenpunkt AP der agierenden

Person 7 enthaltende Horizontalebene 9 in etwa in der vertikalen Bildmitte des projizierten Szenenbildes 1 liegt.

Obwohl vorstehend nur ein bzw. zwei Projektoren beschrieben wurden, gelten die für die Anordnung von zwei Projektoren, der agierende Person und der Projektionsflache erläuterten

Prinzipien in analoger Art und Weise auch für drei, vier oder mehr Projektoren, die ein Szenenbild 1 aus drei, vier oder mehreren Teilbildern aufbauen.

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Erzeugung eines Szenenbildes (1) in Frontsicht durch eine

Auflichtprojektion, insbesondere für die Bilddarstellung in einer Trainingsstation, einem Simulator oder einer Erlebniswelt, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Projektor (2, 3) das Szenenbild (1) der Frontsicht mit einem in Zeilen- und Bildrichtung abgelenkten, helligkeits- und/oder farbmodulierten Lichtbündel aus einem Ursprungspunkt heraus innerhalb eines Projektionskegels auf eine Projektionsflache (6) schreibt und jeder Projektor (2, 3) so angeordnet ist, daß sein Ursprungspunkt in Blickrichtung vor einer agierenden Person (7) liegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Projektor (2, 3) vor einer den Augenpunkt (AP) der agierenden Person (7) enthaltenden Frontalebene liegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Projektionsflache (6) einen oder zwei Krümmungsmittelpunkte (M) hat.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Augenpunkt (AP) der agierenden Person (7) oder der Ursprungspunkt der Projektionsstrahlen in einem Krümmungsmittelpunkt (M) der Projektionsflache (6) liegt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ursprungspunkt der

Projektionsstrahlen in einem ersten Krümmungsmittelpunkt und der Augenpunkt der agierenden Person in einem zweiten Krümmungsmittelpunkt der Projektionsflache (6) liegt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Projektor (2, 3) einen Hauptprojektionsstrahl hat, der charakterisiert ist durch die Schnittlinie einer Horizontalebene (9), die durch ihre parallele Lage zur Zeilenrichtung in der Mitte der Bildhöhe des Projektionskegels und durch den Ursprungspunkt des abgelenkten Lichtbündels festgelegt ist, mit einer Vertikalebene (8), die durch ihre senkrechte Lage zur Zeilenrichtung in der Mitte der Bildbreite des Projektionskegels und durch den Ursprungspunkt des abgelenkten Lichtbündels festgelegt ist, wobei eine dieser Ebenen (8 oder 9) einen Krümmungsmittelpunkt (M) enthält.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Medianebene und/oder die Frontalebene durch den Augenpunkt (AP) der agierenden Person einen Krümmungsmittelpunkt (M) enthält.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Projektoren (2, 3) vorgesehen sind, sich die Hauptprojektionsachsen dieser Projektoren in einem Punkt (S) schneiden, der im Rücken der agierenden Person (7) liegt, und daß die Projektoren so zueinander ausgerichtet sind, daß sich jeweils zwei erzeugte, nebeneinanderliegende Bilder (4, 5) an einer ihrer Seitenkanten auf der Projektionsflache (6) übergangslos berühren.

9. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnittpunkt (S) der Hauptprojektionsstrahlen mit einem Krümmungsmittelpunkt (M) der Projektionsflache (6) übereinstimmt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnittpunkt (S) der

Hauptprojektionsstrahlen im Krümmungsmittelpunkt (M) einer kugelförmigen oder teilkugelförmigen Projektionsflache (6) liegt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8 und Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertikalebene (8) und/oder die Horizontalebene (9) jeder der Projektoren (2, 3) einen

Krümmungsmittelpunkt (M) enthält/enthalten.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ursprungspunkt der Projektionsstrahlen jeder der Projektoren (2, 3) weniger als 1 Meter oberhalb des Augenpunktes (AP) der agierenden Person (7) bezogen zur Transversalebene durch den Augenpunkt (AP) der agierenden Person liegt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Transversalebene durch den Augenpunkt (AP) der agierenden Person (7) die Projektionsflache (6) schneidet und diese Schnittlinie von der agierenden Person (7) aus gesehen im Bereich von +/- 10° zu einer weiteren Schnittlinie liegt, die durch die Horizontalachse (9) des Projektors (2, 3) auf der Projektionsflache (6) erzeugt wird.