КИНЕМАТОГРАФИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ВАГОНОВ МЕТРО ИЛИ ПОЕЗДА, ДВИЖУЩЕГОСЯ В ТУННЕЛЕ Российский патент 1995 года по МПК G03B41/00 

Изобретение относится к рекламной и развлекательной технике и может быть использовано для рекламирования любых товаров и услуг, информации и сообщений, для проповедей, создания комфортных условий и развлечения пассажиров в поездах метро или поездах, движущихся в туннелях. Оно может быть использовано в любых больших городах и столицах, где имеются метрополитены, а также в туннелях горных железных дорог.

Известен способ кинематографической техники создания движущихся изображений посредством проекции на неподвижный белый экран серий картин, напечатанных на движущейся ленте и представляющих собой серии последовательных фаз движения демонстрируемого объекта (авт. св. СССР N 1155984, кл. G 03 B 21/32). В этом случае зритель и белый экран являются неподвижными, в то время как лента, на которой напечатаны картины, движется в фильмовом канале проектора. В момент, когда очередная картина в процессе движения ленты оказывается напротив объекта проектора, на картину направляется импульс электрического света и она проектируется на экран. В результате серии таких проекций последовательных картин с некоторой частотой повторения, превышающей критическую частоту мельканий, зритель получает впечатление неразрывного изображения движущегося объекта.

Известный метод кинематографической техники в условиях применения ее в вагонах метро или железной дороги имеет следующие недостатки:
невозможность комфортабельного и целесообразного размещения проекционного кинооборудования в пространстве вагона, занятого пассажирами;
необходимость иметь полный комплект проекционной аппаратуры для каждого экрана во всех вагонах всех поездов, что очень дорого при желании оборудовать каждый поезд метро;
кинопроекционное оборудование требует оперативного обслуживания, что недопустимо, когда число точек обслуживания очень велико.

Наиболее близкой к предлагаемой является кинематографическая система для вагонов метро, содержащая серии последовательных изображений, нанесенных на поверхности установочных плат, закрепленных на стене туннеля, источники импульсного освещения изображений, управляемые сигналами фоточувствительных устройств, размещенных у каждого изображения, для возбуждения вспышки источника импульсного освещения изображения в момент прохождения окном движущегося вагона соответствующего изображения (патент Великобритании N 1289084, кл. G 03 B 41/00,1972).

В этом устройстве содержатся индивидуальные импульсные источники для каждого изображения, снабженные фоточувствительным устройством, реагирующим на внутреннее освещение вагона, излучаемое через его окно. Однако такое управление импульсным освещением изображений не является ни достаточно надежным, ни достаточно точным по моменту включения источника света. Достаточно пассажиру подойти к окну, как свет вагона будет им же затенен и известное устройство перестанет работать.

Кроме того, момент срабатывания фоточувствительного датчика может сильно варьироваться при неравномерном освещении внутри вагона, зависит от расположения светильников в салоне, а также от затемнения частей окна различными предметами, шторами, пассажирами, вследствие чего момент включения импульсного освещения является случайным и не может быть зафиксирован описанными в патенте элементами устройства.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности устройства.

Технический результат достигается тем, что в кинематографической системе для вагонов метро или поезда, движущегося в туннеле, содержащей серии последовательных изображений, нанесенных на поверхности установочных плат, закрепленных на стене туннеля, источники импульсного освещения изображений, управляемые сигналами фоточувствительных устройств, размещенных у каждого изображения, для возбуждения вспышки источника импульсного освещения изображения в момент прохождения окном движущегося вагона соответствующего изображения, источники импульсного освещения изображения закреплены или снаружи вагона на его стене, или на стене туннеля, а также введены источники узкого пучка света, закрепленные, соответственно, или на стене туннеля, или снаружи вагона на его стене, а чувствительные элементы фоточувствительных устройств расположены, соответственно, или снаружи вагона на его стене на высоте расположения источников узкого пучка света, или на стене туннеля.

Технический результат достигается также тем, что чувствительные элементы фоточувствительных устройств выполнены в виде фотоэлементов, а поверхность установочных плат с нанесенным на них изображением снабжена системой вертикальных двугранных выступов, грани которых ориентированы таким образом, что продолжения первых граней пересекаются по линии, включающей одну точку траектории движения поезда, а продолжения вторых граней пересекаются по линии, включающей другую точку траектории движения поезда.

Технический результат достигается также тем, что грани выступов поверхности установочных плат снабжены системой продольных двугранных углублений, ориентированных таким образом, что продолжение первых граней углублений, находящихся на левой и правой гранях каждого выступа, пересекаются в средней точке траектории движения поезда, лежащей на перпендикуляре к поверхности платы, и в точках, лежащих, соответственно, слева и справа от средней точки.

Технический результат достигается также тем, что изображение, нанесенное на плоской поверхности установочной платы, выполнено двойным в виде чередующихся вертикальных полосок и покрыто прозрачным для видимого излучения слоем, поверхность которого снабжена системой вертикальных двугранных выступов, причем грани двугранных выступов ориентированы на две соседние точки пересечения с траекторией движения поезда, а ширина основания двугранных выступов равна удвоенной ширине вертикальных полосок изображений.

Технический результат достигается также тем, что поверхность установочной платы выполнена с двугранными выступами и из прозрачного для видимого излучения материала, на внутренней поверхности граней двугранных выступов нанесены двойные изображения в виде узких вертикальных чередующихся полосок, ширина которых меньше ширины основания двугранных выступов, а наружная поверхность каждой грани выступов дополнительно снабжена двугранными выступами, ширина основания которых равна удвоенной ширине вертикальных полосок изображений, причем ширина узких вертикальных чередующихся полосок изображений в 5-20 раз меньше ширины оснований двугранных выступов.

Если установочные платы с напечатанными на них картинами укреплены одна от другой на расстоянии, равном ширине поля зрения зрителя, сидящего напротив окна, и источник импульсного освещения вспыхивает один раз за время, в течение которого вагон проходит это расстояние с некоторой стандартной скоростью, например 60 км/ч, то частота повторения предъявлений картин зрителю недостаточна для создания впечатления неразрывного изображения, так как в этом случае она меньше, чем критическая частота мельканий, которая равна 14-15 кадров/с (стандартная частота мельканий, принятая в кинотехнике, равна 24 кадра/с). Так, если скорость поезда 60 км/ч, ширина окна вагона 1680 мм, ширина вагона 2420 мм, расстояние от стены вагона до стены туннеля 500 мм, то размер ширины поля зрения зрителя и период размещения картин на стене туннеля равны 2100 мм, временной период появления очередных картин перед зрителем 0,126 с, а частота повторения 7,96 кадров/с. В этом случае зритель видит мелькающее изображение.

Для того чтобы иметь возможность увеличить частоту повторения предъявлений картин (кадров) зрителю, необходимо уменьшить период импульсного освещения картин, напечатанных на установочных платах, т.е. необходимо уменьшить расстояние между местоположениями соседних картин-кадров на стене туннеля, включая случай перекрытия изображений в два, три, четыре раза.

Для того чтобы достичь этого поверхность платы с напечатанными картинами выполняется с вертикальными многогранными выступами.

Чтобы обеспечить наблюдение двух различных картин, размещенных на одной плате, под двумя различными углами к поверхности платы, необходимо создание двугранной ребристости на поверхности платы. Одна грань каждого выступа направлена на одну точку, в которой размещается зритель в момент предъявления ему очередной картины, а другая грань направлена под углом, под которым находится следующая точка местоположения зрителя. При печатании двух картин на ребристой поверхности одна картина печатается на одних сторонах (видимых под одним углом), а другая картина печатается на других сторонах ребер поверхности (видимых под другим углом).

Для того чтобы разместить на одной плате и раздельно наблюдать под тремя разными углами три картины, необходимо использовать восьмигранную ребристость.

Другой метод уплотнения размещения картин на плате при наблюдении их под различными углами к поверхности платы, аналогичен применяемому в технике стереофотографии, используемой при изготовлении открыток, рекламных плакатов, проспектов (заявка Японии N 8517098, кл. G 03 В 35/24). Две картины печатаются на плоской поверхности в виде узких чередующихся полосок и покрываются прозрачным слоем (покрытием), имеющим поверхность, покрытую двугранными выступами, подобную описанной выше, причем ширина основания двугранных выступов поверхности прозрачного слоя равна двойной ширине элементарных полосок изображения, а высота выступов и коэффициент преломления материала прозрачного слоя определяют направления на точки местоположения раздельного наблюдения каждой из картин.

В этом случае на ребристой поверхности платы на одних сторонах выступов печатаются две картины в виде чередующихся полосок, причем ширина двух элементарных полосок картин значительно меньше ширины граней выступов. На других сторонах выступов печатаются две другие картины подобным образом. Поверхность каждой грани каждого выступа покрывается прозрачным слоем с ребристой поверхностью с двугранными выступами, ширина основания которых равна двойной ширине полосок изображений, напечатанных на гранях ребер платы, а ширина выступов платы значительно больше (в 5-20 и более раз) удвоенной ширины элементарных полосок изображений.

Вместе с тем при использовании комбинации двух методов уплотненного размещения изображений на плате имеют место некоторые незначительные искажения изображений, вызванные затенением одного выступа другим (соседним) и подсветкой под острым углом грани выступа, смежного с освещаемой в данный момент гранью.

На фиг.1 показано размещение частей оборудования для создания киноизображения за окном вагона поезда, движущегося в туннеле. На фиг.1 позициями обозначены установочная плата 1 с напечатанными картинами, объективы 2 источников импульсного света, объектив 3 датчика дистанционного управления, щель 4 чувствительного элемента устройства дистанционного управления, стена 5 вагона, стена 6 туннеля.

На фиг. 2 показан состав и соединение частей оборудования кинематографической системы, позициями обозначены источники 7 импульсного света, импульсный трансформатор 8, усилитель 9, выпрямитель 10, чувствительный элемент 11 устройства дистанционного управления, датчик 12 устройства дистанционного управления, устройство 13 звукового сопровождения.

На фиг. 3 показано размещение установочных плат на стене туннеля и последовательные положения зрителя в процессе движения вагона относительно этих плат в точках, когда изображения должны быть освещены вспышкой импульсного света и стать видимы зрителю, при этом τ точки расположения зрителя с периодом предъявления ему изображений, равным ширине поля зрения; τ',τ'' точки расположения зрителя с периодом предъявления ему изображений, равным 0,5 и 0,25 ширины поля зрения зрителя соответственно.

На фиг.4 показана плата с двухкратным перекрытием изображений благодаря двугранной ребристости ее поверхности, на гранях выступов которой напечатаны изображения, видимые из соответствующих точек последовательных положений наблюдателя в процессе его перемещения относительно стены туннеля t_n-1, t_n, t_n+1.

На фиг.4 позициями обозначены двугранный выступ 14, печатный слой изображения 15, d₁ основание двугранного выступа.

На фиг.5 показана плата с ребристой поверхностью, обеспечивающей трехкратное перекрытие изображений, видимых зрителю из точек его последовательного расположения t_n-1, t_n, t_n+1 благодаря восьмигранной форме выступов ребристой поверхности платы, при этом позицией 16 обозначено восьмигранное ребро, d₂ основание восьмигранного ребра.

На фиг. 6 показана плата с двухкратным перекрытием изображений, напечатанных на плоской поверхности в виде чередующихся вертикальных полосок, покрытых прозрачным слоем, поверхность которого снабжена вертикальными двугранными выступами, при этом позицией 17 обозначен двугранный выступ поверхности прозрачного покрытия, d₃ основание двугранного выступа поверхности прозрачного слоя.

На фиг.7 показан фрагмент платы из прозрачного материала, выполненный в виде системы двугранных вертикальных выступов, на внутренней стороне граней которых печатаются двойные изображения в виде чередующихся вертикальных полосок, а наружная поверхность этих граней снабжена двугранными выступами, ширина основания которых равна удвоенной ширине элементарной полоски изображения и значительно меньше ширины грани ребра платы, при этом n-1, n, n+1 направления на точки последовательных расположений зрителя, в которых ему демонстрируется очередная картина; а, b зоны искажений (дефекта) изображения; а зоны затенения одного выступа другим (соседним); b зоны подсветки под острым углом грани, смежной с гранью, демонстрируемой в данный момент; S_n-1 полоски изображения, освещаемые и видимые зрителю с направления n-1; S_n полоски изображения, видимые зрителю с направления n.

Оборудование кинематографической системы содержит установочные платы 1, укрепляемые на стене 6 туннеля на высоте окон поезда, с напечатанными изображениями, представляющими собой последовательные фазы движения демонстрируемого объекта и располагаемые последовательно в направлении движения поезда, источники 7 импульсного освещения изображений, укрепляемые снаружи вагона на его стене 5, устройство дистанционного управления источника импульсного света, содержащее датчики 12 например, в виде источников узкого пучка света, укрепляемых на стене туннеля, и последовательно соединенные чувствительные элементы 11 (например, фотоэлементы), щель 4 которых располагается снаружи вагона на его стене 5 на высоте расположения датчиков, усилитель 9 и импульсные трансформаторы 9, выходные контакты которых соединены с управляющими электродами импульсных источников 7 света. В оборудование кинематографической системы может входить также устройство 13 звукового сопровождения с громкоговорителями и наушниками, включение и выключение которого управляется также сигналами от чувствительного элемента 11 через усилитель 9.

Для уплотненного размещения картин на поверхности установочной платы она снабжена системой вертикальных двугранных 14 или восьмигранных 16 выступов, на гранях которых печатаются картины, причем одна грань каждого выступа направлена на одну точку расположения зрителя (t_n-1 или t_n), в которой ему должна быть представлена соответствующая картина, а другая его грань направлена на следующую точку расположения зрителя (t_nили t_n+1). В результате этого в каждой очередной точке расположения зрителя ему видна только одна грань каждого выступа с напечатанной на ней частицей изображения, совокупность которых на всей поверхности платы образует практически сплошную картину, а другая грань каждого выступа в этом момент зрителю не видна, так как она направлена на него, т.е. расположена в вертикальной плоскости, проходящей через точку расположения зрителя.

В приведенном выше примере (при скорости поезда 60 км/ч) и принятых геометрических соотношениях) двойное перекрытие (уплотнение) изображений на плате позволяет достичь частоты повторения кадров 15,9 кадр/с, а тройное перекрытие 22,8 кадр/с. Другой метод уплотненного размещения изображений на поверхности установочных плат включает печать двух изображений 15 в виде чередующихся узких вертикальных полосок (фиг.6) на плоской поверхности платы 1 (фиг.6) и покрытие этой поверхности прозрачным слоем, поверхность которого снабжена вертикальными двугранными выступами 17, грани которых подобно предыдущему случаю направлены на точки расположения зрителя, в которых он оказывается в момент предъявления ему соответствующих изображений.

Совмещение двух методов уплотненного размещения изображений возможно использовать путем изготовления установочной платы в виде ребристой поверхности из прозрачного материала, на гранях внутренней поверхности выступов которой печатаются двойные изображения в виде чередующихся узких вертикальных элементарных полосок (S_n-1 и S_n на фиг.7), причем удвоенная ширина полоски значительно меньше (например, в 5-20 раз), чем ширина грани выступа, а наружная поверхность каждой такой грани выступа снабжена вертикальными двугранными выступами, ширина основания которых равна удвоенной ширине элементарных полосок изображений, а направление граней совпадает с направлениями на соседние точки последовательного расположения зрителя в процессе его перемещения в вагоне относительно стены туннеля с укрепленными на ней платами. Такое совмещенное уплотнение изображений позволяет достичь частоты повторения кадров 31, 84 кадр/с при скорости поезда 60 см/ч или 15,92 кадр/с при скорости поезда 30 км/ч, но с некоторыми искажениями изображения (зоны а и b на фиг.7).

Чем меньше ширина основания выступов, тем меньше их высота и, следовательно, габаритная толщина платы. Выбором размера ширины выступов (d на фиг. 4-6) и ширины элементарных полосок изображений можно получить толщину платы технологически допустимых размеров (например, 10-40 мм). На фиг.4-7 величина d и толщина платы для наглядности увеличены.

Кинематографическая система работает следующим образом.

При движении вагона поезда вдоль стены 6 туннеля с укрепленными на ней установочными платами 1 в момент, когда некоторое окно, оборудованное источниками импульсного освещения изображений, в процессе перемещения поезда относительно стены туннеля оказывается напротив одного из изображений, пучок света датчика 12 через его объектив 3 попадает в щель 4 чувствительного элемента 11, на выходных контактах которого появляется электрический сигнал, который через усилитель 9 и импульсный трансформатор 8 поступает на управляющие электроды импульсных источников 7 света, вспышка которых короткое время освещает изображение, предъявляемое зрителю. Для того чтобы изображение не было размытым при скорости поезда 60 км/ч, время освещения картины должно быт не более 20-30 мкс. Описанное повторяется в моменты последовательного перемещения зрителя в точки t_n-1, t_n, t_n+1 и т.д. (фиг.4-6), в результате такой серии предъявлений последовательных изображений кинокадров зритель получает впечатление неразрывной кинокартины движущегося объекта.

Использование: в рекламной и развлекательной технике. Сущность изобретения: предъявляются серии изображений, представляющих собой последовательные фазы движения демонстрируемого объекта, причем серии изображений печатаются на установочных платах, укрепляемых на стенах туннеля по ходу движения поезда, и в момент, когда окно оказывается напротив очередного изображения, оно освещается источником света, укрепленным снаружи вагона. Вспышки освещения изображений управляются дистанционно с помощью источников узкого пучка света и чувствительных элементов, щель которых располагается снаружи вагона. Для повышения частоты повторения кадров применяется уплотненное расположение изображений благодаря ребристой поверхности плат, на гранях выступов которой печатаются изображения, видимые зрителю под различными углами к поверхности, а также путем печати сдвоенных изображений в виде чередующихся узких полосок, покрытых прозрачным слоем с ребристой поверхностью. 6 з. п. ф-лы, 7 ил.

1. КИНЕМАТОГРАФИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ВАГОНОВ МЕТРО ИЛИ ПОЕЗДА, ДВИЖУЩЕГОСЯ В ТУННЕЛЕ, содержащая серии последовательных изображений, нанесенных на поверхности установочных плат, закрепленных на стене туннеля, источники импульсного освещения изображений, управляемые сигналами фоточувствительных устройств, размещенных у каждого изображения, для возбуждения вспышки источника импульсного освещения изображения в момент прохождения окном движущегося вагона соответствующего изображения, отличающаяся тем, что источники импульсного освещения изображения закреплены или снаружи вагона на его стене, или на стене туннеля, а также введены источники узкого пучка света, закрепленные соответственно или на стене туннеля, или снаружи вагона на его стене, а чувствительные элементы фоточувствительных устройств расположены соответственно или снаружи вагона на его стене на высоте расположения источников узкого пучка света, или на стене туннеля. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что чувствительные элементы фоточувствительных устройств выполнены в виде фотоэлементов. 3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что поверхность установочных плат с нанесенным на них изображением снабжена системой вертикальных двугранных выступов, грани которых снабжена системой вертикальных двугранных выступов, грани которых ориентированы таким образом, что продолжения первых граней пересекаются по линии, включающей одну точку траектории движения поезда, а продолжения вторых граней пересекаются по линии, включающей другую точку траектории движения поезда. 4. Система по п. 3, отличающаяся тем, что грани выступов поверхности установочных плат снабжены системой продольных двухгранных углублений, ориентированных таким образом, что продолжения пар граней углублений, находящихся на левой и правой гранях каждого выступа, пересекаются в средней точке траектории движения поезда, лежащей на перпендикуляре к поверхности платы, и в точках, лежащих соответственно слева и справа от средней точки. 5. Система по п. 1, отличающаяся тем, что изображение, нанесенное на плоской поверхности установочной платы, выполнено двойным в виде чередующихся вертикальных полосок и покрыто прозрачным для видимого излучения слоем, поверхность которого снабжена системой вертикальных двугранных выступов, причем грани двугранных выступов ориентированы на две соседние точки пересечения с траекторией движения поезда, а ширина основания двугранных выступов равна удвоенной ширине вертикальных полосок изображений. 6. Система по п. 1, отличающаяся тем, что поверхность установочной платы выполнена с двугранными выступами и из прозрачного для видимого излучения материала, на внутренней поверхности граней двугранных выступов нанесены двойные изображения в виде узких вертикальных чередующихся полосок, ширина которых меньше ширины основания двугранных выступов, а наружная поверхность каждой грани выступов дополнительно снабжена двугранными выступами, ширина основания которых равна удвоенной ширине вертикальных полосок изображений. 7. Система по п. 5, отличающаяся тем, что ширина узких вертикальных чередующихся полосок изображений в 5 20 раз меньше ширины основания двугранных выступов.