DE19952896C1 - Vorrichtung zur Erzeugung eines Szenenbildes einer Frontsicht durch eine Auflichtprojektion - Google Patents

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). DOLLAR A Sie ist dadurch gekennzeichnet, 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) liegen.

Description

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 Projektionsfläche 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 Rücken der agierenden Person und weit oberhalb ihres Kopfes angeordnet. Es bedarf des Kollimationsspiegels, 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 Größe des Bildes erforderlich, da man Abschattungen des darzustellenden Szenenbildes der Frontsicht durch die Person oder durch Aufbauten einer Fahrerkabine ausschließen möchte. Derartige Simulatoren sind daher sehr groß. Insbesondere befinden sich bei bewegten Systemen massereiche Geräteteile weit außerhalb der Bewegungsachsen, so daß erhebliche dynamische Belastungen durch die auftretenden Beschleunigungskräfte zu beherrschen sind. Dazu benötigt 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 Wirklichkeitsnähe 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 erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens ein Projektor das Szenenbild der Frontsicht mit einem in Zeilen- und Bildrichtung abgelenkten, helligkeits- und/oder farbmodulierten Lichtbündel aus einem Ursprungspunkt heraus innerhalb eines Projektionskegels auf eine Projektionsfläche schreibt und jeder Projektor so angeordnet ist, daß sein Ursprungspunkt in Blickrichtung vor einer agierenden Person liegt.

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 näher der Augenhöhe 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 läßt 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 Lichtbündel aus einem Ursprungspunkt heraus zeilenmäßig und bildmäßig innerhalb eines Projektionskegels auf eine Projektionsfläche schreiben, sind besonders günstig. Sie sind auch unter der Bezeichnung "Laser-Projektor" bekannt. Derartige Projektoren unterscheiden sich hinsichtlich der Abbildungsgesetzmäßigkeiten der Lichtbündel grundlegend von üblichen bildabbildenden Projektoren, wie LCD-Projektoren oder CRT-Projektoren. Da bei einem "Laser- Projektor" ein Rot-Grün-Blau-Lichtbündel zum Schreiben der Bildpunkte einer Zeile abgelenkt wird und hier keine klassische optische Abbildung aus einer geräteinternen Objektebene in eine Bildebene erfolgt, können erheblich größere Projektionswinkel erreicht werden und der Abstand Projektor-Projektionsfläche kann in weiten Grenzen frei gewählt werden.

Bei einem derartigen Projektor können umfangreiche Geometriekorrekturen vorgenommen werden, so daß Bildverzeichnungen infolge einer Schrägprojektion oder infolge der Form der Projektionsfläche weitestgehend korrigierbar sind. Weiterhin ist das Bild eines derartigen Projektors in einem sehr großen Tiefenbereich scharf, so daß der Projektionsabstand zur Projektionsfläche stark variieren kann. Ein derartiger Projektor und die entsprechenden Korrekturmöglichkeiten der Bilddarstellung sind in der DE 197 37 374 C2 beschrieben. Das Szenenbild wird dabei für die Lage des Augenpunktes zur Projektionsfläche 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 Zeilenablenkung 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 liegt. 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 zweckmäßigerweise eine Projektionsfläche verwendet, die mindestens einen Krümmungsmittelpunkt hat. Mit einer zylindrischen oder gewölbten Projektionsfläche kann das Szenenbild einer Frontalsicht besonders günstig dargestellt werden, da das Sichtfeld der agierenden Person vollständig mit einem wirklichkeitsnahen Bildinhalt ausgefüllt werden kann. Bei der Projektionsfläche kann es sich insbesondere um die Innenfläche eines Kreistonnenkörpers, beispielsweise einer Kugel oder eines parabolischen Tonnenkörpers, handeln.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, die Geometrie so zu wählen, daß der Augenpunkt der agierenden Person oder der Ursprungspunkt der Projektionsstrahlen in einem Krümmungsmittelpunkt der Projektionsfläche liegt. 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 Qualitätsverlust der Bilddarstellung korrigierbar sind.

Hat die Projektionsfläche mehr als einen Krümmungsmittelpunkt, wie dies bei einer parabolischen oder tonnenförmigen Projektionsfläche der Fall ist, ist es aus den oben genannten Gründen zweckmäßig, wenn der Ursprungspunkt der Projektionsstrahlen in einem ersten Krümmungsmittelpunkt und der Augenpunkt der agierenden Person in einem zweiten Krümmungsmittelpunkt der Projektionsfläche liegt.

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 Krümmungsmittelpunkte 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 Projektionsfläche 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 Projektionsfläche 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 Projektionsfläche 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 Projektionsfläche zusammenfällt. In diesem Fall sind die Bildverzeichnungen am geringsten und eventuell nötige Korrekturen erfordern den geringsten Aufwand.

Bei einer kugelförmigen oder teilkugelförmigen Projektionsfläche liegt der Schnittpunkt der Hauptprojektionsachsen zweckmäßigerweise im Krümmungsmittelpunkt dieser Projektionsfläche. 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 Projektionsfläche 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 Projektionsfläche bestimmt. Dabei ergibt sich die Bauhöhe in etwa aus der Bildhöhe und die Breite aus einem horizontalen Radius der tonnenkörperförmigen Projektionsfläche. 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 Projektionsfläche 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 Projektionsfläche 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 und

Fig. 6 einen Simulator gemäß Fig. 5 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 Projektionsfläche 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 Projektionsfläche einen möglichst gleichbleibenden Abstand zum Projektor haben.

Da 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-System" 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 liegt, 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 Größenverhältnisse entsprechen einander, um die Vorteile der Erfindung anschaulich sichtbar zu machen.

Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße 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 größer ist als das der Fig. 1. Der Projektor ist kein abbildender Projektor, sondern schreibt mit einem abgelenkten helligkeits- und/oder farbmodulierten Lichtbündel aus einem Ursprungspunkt heraus zeilenmäßig und bildmäßig innerhalb eines Projektionskegels das Bild 4 auf die Projektionsfläche 6. Es können aber auch mehrere Lichtbündel 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 kollineares Lichtbündel, welches auch aus einer anderen Lichtquelle gewonnen werden kann, z. B. einer Lumineszenzdiode. Ein Projektor 2, der mit einem oder auch mehreren kollinearen Lichtbündeln ein Bild zeilenmäßig und bildmäßig 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 Krümmungsmittelpunkt M aus schräg auf die Projektionsfläche 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 Projektionsfläche 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 Projektionsfläche 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 Projektionsfläche identisch ist (nicht dargestellt). Dies führt zwangsläufig zu einer Vergrößerung der 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 Projektionsfläche 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 Projektionsfläche 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 (13)

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 Projektionsfläche (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 Projektionsfläche (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 Projektionsfläche (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 Projektionsfläche (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 Projektionsfläche (6) übergangslos berühren.

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

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnittpunkt (S) der Hauptprojektionsstrahlen im Krümmungsmittelpunkt (M) einer kugelförmigen oder teilkugelförmigen Projektionsfläche (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 Projektionsfläche (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 Projektionsfläche (6) erzeugt wird.