DE1772410A1 - Einrichtung zum Projizieren eines Bildes auf eine Szene der wirklichen Welt - Google Patents
Einrichtung zum Projizieren eines Bildes auf eine Szene der wirklichen WeltInfo
- Publication number
- DE1772410A1 DE1772410A1 DE19681772410 DE1772410A DE1772410A1 DE 1772410 A1 DE1772410 A1 DE 1772410A1 DE 19681772410 DE19681772410 DE 19681772410 DE 1772410 A DE1772410 A DE 1772410A DE 1772410 A1 DE1772410 A1 DE 1772410A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- screen
- mirror
- optical
- scene
- image
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/0149—Head-up displays characterised by mechanical features
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/017—Head mounted
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/017—Head mounted
- G02B27/0172—Head mounted characterised by optical features
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/017—Head mounted
- G02B27/0176—Head mounted characterised by mechanical features
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
- G02B2027/0118—Head-up displays characterised by optical features comprising devices for improving the contrast of the display / brillance control visibility
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
- G02B2027/0132—Head-up displays characterised by optical features comprising binocular systems
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
- G02B2027/0138—Head-up displays characterised by optical features comprising image capture systems, e.g. camera
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
- G02B2027/0143—Head-up displays characterised by optical features the two eyes not being equipped with identical nor symmetrical optical devices
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/0149—Head-up displays characterised by mechanical features
- G02B2027/0154—Head-up displays characterised by mechanical features with movable elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/0149—Head-up displays characterised by mechanical features
- G02B2027/0154—Head-up displays characterised by mechanical features with movable elements
- G02B2027/0156—Head-up displays characterised by mechanical features with movable elements with optionally usable elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/0149—Head-up displays characterised by mechanical features
- G02B2027/0154—Head-up displays characterised by mechanical features with movable elements
- G02B2027/0159—Head-up displays characterised by mechanical features with movable elements with mechanical means other than scaning means for positioning the whole image
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Studio Devices (AREA)
- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
Description
PATENTANWÄLTE
DIPL-ING. CURT WALLACH DIPL.-ING. GÜNTHER KOCH
DIPL-ING. CURT WALLACH DIPL.-ING. GÜNTHER KOCH
β München 2, 10. Mai 1968
UNSER ZEICHEN: 11 356
KOLLSMAN INSTRUMENT CORPOHATION, Syosset, New York, Y.St.A.
Einrichtung zum Projizieren eines Bildes auf eine Szene der wirklichen Welt.
Die Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen zum Verbessern der Betrachtung bzw0 Beobachtung einer Szene, und sie betrifft
insbesondere die Schaffung eines elektronischen Betrachtungsgeräts, das dazu dient, das Bild einer zu beobachtenden Szene
zu erzeugen und dieses Bild mit Hilfe eines optischen Systems, durch welches das Bild in der Unendlichkeit fokussiert wird,
wobei mit einfacher Vergrößerung gearbeitet wird, auf einen teilweise durchsichtigen Spiegel zu werfen, durch den hindurch
die Szene beobachtet werden kann« Der Benutzer der Einrichtung beobachtet dann die tatsächlich vorhandene Szene und/oder ein
dieser Szene überlagertes Bild, das durch den teilweise reflektierenden Spiegel eine höhere Helligkeit erhalten kanno
Die gesamte Einrichtung ist so angeordnet, daß sisch ihre Teil« als Ganzes zusammen mit dem Fahrzeug bewegen, in das die
Einrichtung eingebaut ist. Beispielsweise kann die Einrichtung in ein Flugzeug oder dergleichen eingebaut werden, wobei das
elektronische Betrachtungsgerät auf der Außenseite des Flugzeugs
10*810/079 8
_ 2 —
bzw. so angeordnet ist, daß die vor dem Flugzeug liegende Szene deutlich zu erkennen ist. Da das Bild der elektronisch betrachteten
Szene weder vergrößert noch verkleinert wird, und da es auf die Unendlichkeit fokussiert ist, wird stets die "wirkliche
Welt" auf natürliche Weise wiedergegeben, so daß der Führer des Fahrzeugs stets die richtige Lage gegenüber der Szene einnimmt,
wobei die Helligkeit der Szene bei schwacher Beleuchtung oder schlechtere Sicht verbessert werden kann»
Aus den U.S.A.-Patenten 2 852 974 und 3 216 308 ist es bereits
bekannt, ein auf die Unendlichkeit fokussiertes Bild eines Badenkreuzes oder dergleichen auf einem teilweise durchsichtigen
Spiegel zu entwerfen, der z.B. einen Bestandteil des Richtgeräts eines Geschützes bildet. Gemäß idem U.S„A»-Patent 3 230
ist es ferner bereits bekannt, das auf dem Funkwege übertragene Bild einer Landebahn auf die Unendlichkeit zu fokussieren und
das Bild auf einem teilweise durchsichtigen Spiegel erscheinen zu lassen» Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das gleiche
kontinuierliche Bild der beobachteten Szene der Szene selbst mit Hilfe einer Fernsehkamera überlagert, die die beobachtbare
oder teilweise beobachtbare Szene aufnimmt·
Eine Kauptaufgabe der Erfindung besteht nunmehr darin,
eine neuartige Einrichtung zum Verbessern der Beobachtung einer Szene zu schaffen. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in
der Schaffung einer neuartigen, auch bei schwacher Beleuchtung zu benutzenden Einrichtung, die eine Szene wiedergibt, welche eine:
Szene der "wirklichen Welt" zugeordnet ist. Ferner sieht die
Erfindung eine neuartige Einrichtung vor, die es ermöglicht, ein
109810/0798
der wirklicnen ',Veit entsprechendes, auf die Unendlichkeit
fokussiertes Bild beim Yergrößerungsfaktor 1 der beobachteten Szene zu überlagern, wobei dieser Vorgang nicht durch Bewegungen
des Kopfes oder des -Fahrzeugs beeinflußt wird. Weiterhin sieht
die Erfindung Maßnahmen vor, um ein verbessertes Bild einer schlecht beleuchteten Szene zu erzeugen, das der "wirklichen
Welt" entspricht,,
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele
an Hand der Zeichnungen«,
Figo 1 zeigt schematisch eine in ein Flugzeug eingebaute
Einrichtung nach der Erfindung.,
Figo 2 zeigt in einer Teildarstellung das vordere Ende eines Flugzeugrumpfes, der mit nebeneinander angeordneten Sitzen ausgerüstet
ist, wobei jedes Mitglied des Personals eine bestimmte Szene beobachten kann.
Fig. 3 zeigt die Anordnung nach Figo 2 in einer Seitenansicht und läßt Teile der erfindungsgemäßen Einrichtung erkennen.
Figo 4 zeigt schematisch eine Ausführungsform der Erfindung ähnlich derjenigen nach Figo 1, die in der aus Figo 2 und 3
ersichtlichen Weise benutzt werden kann, wobei auf die Verwendung eines total reflektierenden Spiegels verzichtet wird, und
wobei vor idem Bild ein .Rotfilter angeordnet ist„
Fig. b zeigt schematisch eine Variante der Einrichtung
nach Fig. 1, bei der die mit einem niedrigen Lichtpegel arbeitende
Fernsehkamera durch eine Linse und einen Bildverstärker
10981 n/0798
ersetzt ist.
Fig« 6 ähnelt Fig· 5, zeigt jedoch eine an den Bildverstärker
angeschlossene Faseroptikverbindung.
Fig. 7 ähnelt Fig. 4, jedoch ist hier die Fokussierlinse
durch einen parabolischen Heflektor ersetzt.
Fig. 8 zeigt in einer Seitenansicht eine eine selbständige Einheit bildende Einrichtung ähnlich derjenigen nach Figo 5»
bei der das optische Fokussiersysfcem eine erste und eine zweite parabolische reflektierende Fläche umfaßt.
Fig. 9 zeigt die rechte Seite der Anordnung nach Fig. 8.
Figo 10 zeigt im Schnitt eine eine selbständige Anordnung bildende Einrichtung der in Fig. 1 gezeigten Art.
Fig. 11 zeigt die Einrichtung nach Fig. 10 im Grundriß»
Fig. 12 zeigt in einer Seitenansicht eine Fig. 1 entsprechende erfindungsgemäße Einrichtung, bei welcher ein Fernsehempfänger,
eine Fokussiervorrichtung und teilweise reflektierende Spiegel an einem vom Benutzer zu tragenden Helm befestigt sind.
Fig. 13 zeigt die Anordnung nach Fig. 12 in der Draufsicht.
In Fig. 1 erkennt man in schematischer Darstellung ein Flugzeug 20 mit einem Fenster bzw. einer Windschutzscheibe 21.
Ein teilweise lichtdurchlässiger Spiegel 22 ist in der Kabine drehbar gelagert und so angeordnet, daß der Flugzeugführer
mindestens einen Teil der vor ihm liegenden Szene durch den Spiegel 22 hindurch betrachten kann. Der Spiegel 22 kann etwa
109810/0798
80$ des Lichtes durchlassen, das von der Szene kommt, die direkt
durch die Windschutzscheibe 21 hindurch beabachtet werden kann. Eine mit einem niedrigen Lichtpegel arbeitende Fernsehkamera 23,
Bei der es sich z.B. um das ModellaU7R-213 oder das Modell
UVR-313 handeln kann, und die von der General Electric Company,
Light Military Electronics Department, ütica, Hew York, U.SeAo
'hergestellt wird, und bei der eine Orthikonbildröhre verwendet ist, die geeignet ist, das Bild zu verstärken, ist auf der Außenseite
des Flugzeugrumpfes 20 angeordnet. Natürlich könnte man die Kamera 23 auch innerhalb des Flugzeugru,pfes anordnen; in
diesem Fall muß man natürlich dafür sorgen, daß die Szene mit Hilfe der Kamera aufgenommen werden kann«. Das Ausgangs signal der
Kamera 23 wird dann einer beliebigen geeigneten Kathodenstrahlröhre 24 zugeführt, die im Inneren des Flugzeugs angeordnet
ist und dazu dient, ein Fernsehbild auf dem Bildschirm der Röhre zu entwerfen. Die Kamera 23 ist so angeordnet, daß ihre
"Blicklinie" 25 parallel zu der nach vorn gerichteten Blicklinie 26 verläuft, längs deren ein Flugzeugführer durch den Spiegel 22
blickt. Somit handelt es sich bei der auf dem Bildschirm der { Bohre 24 erscheinenden Szene um ein Bild der vor dem Flugzeug 20
liegenden wirklichen Szene.
Das auf dem Bildschirm der Höhre 24 erscheinende Bild
wird dann mit Hilfe eines total reflektierenden Spiegels 27 * über eine Sammellinse 28 zu dem teilweise durchsichtigen Spiegel
22 weitergeleitet· Der Spiegel 27 und die Linse 28 sind im Cockpit auf geeignete Weise unterhalb des Spiegels 22 angeordnet
und ortefest eingebaut. Die Linse 28 ist so ausgebildet, daß ihre Brennweite dem optischen Abstand zwischen dem Bildschirm
109810/0798
der Röhre 24 und der Ebene der Linse entspricht, üomit verlaufen
die vom Bildschirm der Röhre 24 kommenden Strahlen, die in Richtung auf den Flugzeugführer reflektiert werden, parallel,
d.h. das Bild des Bildschirms ist auf die Unendlichkeit fokussiert. Außerdem ist das optische System so ausgebildet, daß es mit dem
Vergrößerungsfaktor 1 arbeitet, so daß die von der Rückseite des Spiegels 22 parallel zurückgeworfenen Strahlen direkt dem Bild
der wirklichen Welt überlagert werden. Es sei bemerkt, daß
^ diese Überlagerung ohne Rücksicht auf die Bewegungen des Plugzeugs
20 oder Bewegungen des Kopfes des Flugzeugführers konstant erhalten bleibt. Wenn das Plugzeug bei schwacher Beleuchtung
fliegt, sieht somit der Plugzeugführer durch den Spiegel die der wirklichen Welt entsprechende Szene mit einer erhöhten
Helligkeit. Hierbei ist zu bemerken, daß der Plugzeugführer die der wirklichen Welt entsprechende Szene auch dann genau in der
richtigen Orientierung sehen würde, wenn die Windschutzscheibe undurchsichtig wäre. Somit eignet sich die Erfindung zur Anwendung
bei Plugzeugkonstruktionen, bei denen die Sicht nach vorn
P schlecht oder behindert ist.
Ein weiteres merkmal der Erfindung besteht darin, daß man
mit der Bildröhre 24 einen fenerator 30 für sogenannte Regiezeichen (cue) anschließen kann, so daß auf dem Bildschirm
der Röhre 24 beliebige geeignete Regiezeichen oder Signale erzeugt werden können.
Pig. 2 und 3 veranschaulichen die Anordnung nach Fig· 1
bei einem Plugzeug 40, das Über ein bestimmtes Gelände hinwegfliegt.
Das Plugzeug 40 hat eine Besatzung (41, 42) von zwei
109810/0798
1772A10
Personen, deren Sitze hintereinander angeordnet sind. Die Hamera
43, die der Kamera 23 in Pig. 1 ähnelt, ist so an der Außenseite des Flugzeugrumpfes befestigt, daß sie nach vorn "blickt". Die
Kamera 43 ist gemäß Fig. 3 mit drei getrennten Bildröhren 44» 45 und 46 verbunden; hierbei ist die Röhre 44 im vorderen
Cockpit angeordnet, und sie wirft ihr Bild, das verstärkt und auf die Unendlichkeit fokussiert werden kann, auf den teilweise
reflektierenden Spiegel 47 im vorderen Cockpit, wobei der Flugzeugführer
in dieser vorderen Kabine ein eine größere Helligkeit aufweisendes Bild der wirklichen weit sieht, das der von ihm f
direkt beobachteten Szene überlagert ist. Das zweite Besatzungsmitglied 52, das gewöhnlich als Navigator arbeitet, befindet
sich hinter einem ähnlichen Bildschirm 48, auf dem das Bild der wirklichen V/elt erscheint, obwohl seine Sicht nach vorn durch
den Flugzeugführer 21 teilweise behindert ist; außerdem kann der Navigator direkt den Bildschirm der Röhre 46 betrachten, auf
dem ein stark vergrößertes Bild erscheinen kann» Es sei bemerkt, daß das auf dem Schirm 46 erscheinende Bild nicht einem Bild
der wirklichen vielt entspricht, daß dieses Bild jedoch eine j genauere Beobachtung ermöglicht, da auf diesem Bildschirm ein
erheblich vergrößertes Bild mit gesteigerter Helligkeit erscheint.
Fig. 4 zeigt schematisch die Einrichtung nach Figo 2 und 3, die für den Flugzeugführer vorgesehen ist; bei dieser Einrichtung
ist die bei niedrigem Lichtpegel arbeitende Fernsehkamera 23 mit der Kathodenstrahlröhre 44 verbunden. Der Bildschirm der
Röhre 44 ist direkt unter der Fokussierlinse 50 angeordnet, so
1098 m/0798
daß auf die Verwendung des in Pig. 1 gezeigten total reflektierenden
Spiegels 27 verzichtet werden kann« Es sei bemerkt, daß die Brennweite der Linse 50 gleich dem Abstand zwischen dem Bildschirm
der Röhre 44 und der Linse ist. Bei dieser Anordnung kann der Flugzeugführer 41 dann das auf die Unendlichkeit fokussierte
Bild der Röhre 44 bei dem Vergrößerungsfaktor 1 beobachten, das durch den teilweise reflektierenden Spiegel 47 zurückgeworfen
wird.
Y/enn die Einrichtung bei Nacht benutzt werden soll, wobei
sich die Beleuchtung nur nach dem Mond- und Sternenlicht richtet, wobei diese Beleuchtung jedoch mit Hilfe einer Kamera der vorstehend
erwähnten Art erheblich verstärkt werden kann, kann man einen Rotfilter 51 hinter der Linse 50 oder über dem Bildschirm
der Röhre 44 anordnen, um dem Flugzeugführer auch bei Nacht eine ausreichende Sicht zu gewähren·
Fig. 5 ähnelt Fig. 1 bis 4, doch ist bei der Anordnung nach Figo 5 die Orthikonbildkamera durch eine geeignete Linse
55 und einen Bildverstärker 56 ersetzt« Das eine erhöhte Helligkeit zeigende Bild auf der hinteren Fläche des Bildverstärkers
56, der von beliebiger geeigneter Konstruktion sein kann, wird durch einen Spiegel 57 zurückgeworfen und mit Hilfe einer Linse
58 zur Rückseite eines teilweise reflektierenden Spiegels 59 geleitet, wie er weiter oben bereits beschrieben wurde·
Figo 6 zeigt die Einrichtung nach Fig. 5 für den Fall, daß
der Spiegel 57 durch eine geeignete faseroptische Lichtrohrleitung 60 ersetzt ist, durch die der Bildverstärker mit einem
1098 1 η/Π798
177241O
zweiten Bildverstärker 61 verbunden ist. Der optische Bildschirm
des Bildverstärkers 61 wird dann direkt durch die Linse 58 hindurch wahrgenommen«
Bei den Anordnungen nach Pig. 1 bis 6 ist eine Sammellinse vorgesehen, um das Fernsehbild auf die Unendlichkeit zu fokussieren.
Fig. Y zeigt eine Einrichtung ähnlich derjenigen nach Fig« 4, bei der jedoch die Linse 50 und der ebene, teilweise reflektierende
Spiegel 47 durch einen räumlich gekrümmten, teilweise durchsichtigen Spiegel 70 ersetzt ist«' Der Spiegel 70 kann z.B.
als Parabolspiegel ausgebildet sein. Es sei bemerkt, daß die Krümmung des Spiegels 70 derart ist, daß das Bild auf dem Bildschirm
der Röhre 44 erneut bei dem Vergrößerungsfaktor 1 auf die Unendlichkeit fokussiert wird.
Fig. 8 und 9 zeigen eine selbständige Baueinheit, die in jedes geeignete Fahrzeug eingebaut oder ortsfest aufgestellt
werden kann, um eine Beobacntung der Umgebung bei schlechten Sichtverhältnissen zu ermöglichen. Gemäß Fig. 8 und 9 ist ein
Hauptgehäuse 75 vorgesehen, in dem eine geeignete Fernsehröhre 76 auf beliebige geeignete Weise angeordnet ist. Eine hier nicht
gezeigte Fernsehkamera ist auf geeignete Weise so angeordnet, daß sie das Bild einer Szene aufnehmen kann, das von der rechten
Seite eines teilweise durchsichtigen Spiegels 77 aus betrachtet werden kann. Der auf geeignete Weise auf seitlichen Armen 79
und 80 angeordnete Spiegel 77 hat eine solche Krümmung, daß er Bit einem gekrümmten reflektierenden Spiegel 81 zusammenarbeiten kann, der das Bild des Bildschirms der Röhre 76 aufnimmt und
das Lioht in Richtung auf den Spiegel 77 zurückwirft„ Die Spiegel
109810/0798
- ίο -
77 und 81 bilden ein optisches System, das gemäß der Erfindung das Bild auf dem Schirm 76 in der Unendlichkeit fokussiert»
Fig. 10 und 11 zeigen eine völlig selbständige Konstruktion
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der ein Gehäuse 80, das sich im Gleichgewicht befindet, auf einer allseitig bewegbaren
Unterstützung 81, z.B. einer Kardanaufhängung, angeordnet ist» Eine Vidiconkamera 82 (Modell TC-175 der Firma Fairchild)
mit einer Brennweite von 25 mm ist an der Außenseite des Gehäuses fc 80 so befestigt, daß ihre optische Achse parallel zu der Visierlinie
83 verläuft, die sich durch einen teilweise durchlässigen Spiegel 84 erstreckt. Dieser teilweise durchsichtige Spiegel
ist mit einer Stange 85 verbunden, die in Lageraugen 86 und 87 drehbar gelagert ist, und der Spiegel kann durch Stützen 88 und
89 in seiner aufgerichteten Lage gehalten werden. Natürlich könnte man auch eine ähnliche drehbare Lagerung bei den teilweise durchsichtigen
Spiegeln der Anordnungen nach Fig. 1 bis 9 verwenden, so daß der Spiegel nach innen geschwenkt werden kann, wenn sich
die Einrichtung nicht in Gebrauch befindet« Ein Fernsehempfänger 92 von beliebiger bekannter Bauart, z„Be ein befriedigende
Ergebnisse lieferndes tragbares Fernsehgerät mit einer Bilddiagonallänge von etwa 400 mm, ist im vorderen Teil des Gehäuses 80
angeordnet. Eine kreisrunde Sammellinse 89 nimmt dann das auf dem Bildschirm des Fernsehempfängers 92 erscheinende Bild über
einen total reflektierenden Spiegel 90 auf, so daß das Bild mit dem Vergrößerungsfaktor 1 auf die Unendlichkeit fokussiert und
auf den Spiegel 84 geworfen wird·
Bei der Linse 98 handelt es sich um eine kreisrunde Linse
mit einem Durchmesser von etwa 200 mm und einer Brennweite von
109810/0798
177241Q
etwa 840 mm, die dem optischen Abstand der Linse 89 von Bildschirm
des Fernsehempfängers 92 entspricht. Der Spiegel 84 ist als teilweise versilberter Spiegel von etwa 500 χ 300 mm
ausgebildet, der etwa 1$ des längs der Visierlinie 83 einfallenden
Lichtes durchläßt, so daß sich ein abgedunkeltes Bild der Szene ergibt, wenn man verhindert, daß Licht von der Linse 89
aus zu dem Spiegel 84 gelangt. Ein gutes Bild, dessen Orientierung mit der wirklichen Welt übereinstimmt, wird auch dann erzielt,
wenn der Einrichtung kein Licht längs der Visierlinie zugeführt wird, doh„ wenn nur die von der Kamera 82 aufgenommene Szene f
betrachtet wird« Das Fernsehbild kann dem längs der Visierlinie erscheinenden Bild genau überlagert werden, und Versuche haben
gezeigt, daß sich auch dann keine Fluchtungsfehler ergeben, wenn der Beobachter seinen Kopf bewegt.
Y/enn die Einrichtung nach Fig. 10 und 11 bei Nacht oder
bei Nebel oder unter anderen ungünstigen Bedingungen benutzt werden soll, ersetzt man die Vidiconröhre 82 durch ein mit niedrigem
Lichtpegel arbeitendes BildortJaikonsys tem, z.B. durch eines der schon erwähnten Modelle UVR-213 und UVR-313 oder aber %
durch ein ~erät mit der Modellbezeichnung STV-300, das von der
,Vestinghouse Corporation hergestellt wird, und das eine Bildverstärkung
ermöglichte Der reflektierende Spiegel wird dann durch einen Spiegel ersetzt, der etwa 80$ des direkt einfallenden
Lichtes durchläßt, so daß eine direkte Beobachtung auch bei Tageslicht möglich ist.
Fig. 12 und 13 zeigen eine abgeänderte Ausführungsform der Erfindung, bei der eine Kamera, z„B. eine solche der in Fig. 1
109810/Π798
bis 11 gezeigten Art, an ihrem Ausgang mit einem Kabel 100 versehen
ist, das mit einem Helm 101 verbunden ist» Das Kabel 100' ist an eine Kathodenstrahlröhre 102 der MiniatArbauart angeschlossen,
die an dem Helm 101 befestigt ist, und die einen Bildschirm von etwa 25 x 25 mm aufweist.
Eine Linse 103 wird so vor dem Bildschirm der Röhre 102 angeordnet, daß ein durch die Röhre erzeugtes Bild, das auf die
Unendlichkeit fokussiert ist, auf einen reflektierenden Spiegel
fc 104 fällt» Das von dem Spiegel 104 zurückgeworfene Licht wird dann
einem 50-50-Strahlenieiler 105 zugeführt, mittels dessen die
Hälfte des von dem Spiegel 104 kommenden Lichtes dem linken Auge des Beobachters zugeführt wird. Der verbleibende Teil des Lichtes
passiert den Strahlenteiler 105 und gelangt zu einem reflektierenden Spiegel 106, der diesen Anteil des Lichtes dee Spiegels
104 dem rechten Auge des Beobachters zuführt. Es sei bemerkt, daß dann, wenn der Benutzer der Einrichtung irgendeinen Teil der
Szene beobachtet, die von der Kamera 102 aufgenommen wird, das zugehörige Bild sieht, das verstärkt sein kann, und das der
* direkt zu beobachtenden Szene überlagert ist. Ferner kann die
Kamera verstellbar gelagert werden, und sie kann mit Hilfe von Servovorrichtungen entsprechend den Kopfbewegungen des Benutzers
angetrieben werden, so daß die Kamera stets auf die Visierlinie des Beobachters ausgerichtet bleibt»
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wurden verschiedene Bauarten von Bilderzeugungsvorrichtungen
erwähnt, z.B, Bildorthikonröhren, Vidiconröhren und Bildverstärker.
Eb sei bemerkt, daß man natürlich auch Bildwiedergabe-
1098 10/0798
Vorrichtungen von anderer Bauart anstelle dieser Elemente verwenden
könnte. Weiterhin ist zu bemerken, daß es bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen, bei denen eine teilweise
durchsichtiger spiegel verwendet wird, möglich ist, diesen Spiegel durch einen total reflektierenden Spiegel zu ersetzen,
so daß nur das Bild der Bilderzeugungsvorrichtung, das auf die •Unendlichkeit fokussiert ist, mit dem Verstärkungsfaktor 1
zu der Beobachtungs- bzw. Betrachtungsstation übermittelt wird.
Abschließend sei bemerkt, daß man bei den vorstehend beschriebenen
Ausführungsbeispielen die verschiedensten Abänderun gen und Abwandlungen vorsehen kann, ohne den Bereich der Erfindung
zu verlassen.
Patentansprüche i
1098 1(1/0798
Claims (1)
- PATENTANSPRÜCHE1. Belastungseinrichtung, gekennzeichnet durch eine Bildwiedergabevorrichtung zum Beobachten einer Szene, einen mit der Bildwiedergabevorrichtung verbundenen Bildschirm, auf dem die zu beobachtende Szene wiedergegeben wird, einen mindestens teilweise reflektierenden Spiegel sowie eine zwischen diesem Spiegel und dem Bildschirm angeordnete optische Fokussiervorrichtung, wobei der Bildschirm im wesentlichen im Brennpunkt der optischen Pokussiervorrichtung angeordnet ist, wobei der Spiegel in einer Ebene liegt, die unter einem Y/inkel gegen die optische Achse der optischen Fokussiervorrichtung geneigt ist, wobei eine Beobachtungsstation vorgesehen ist, die dem Spiegel zugewandt ist, wobei eine direkte Visierlinie durch den Spiegel hindurch und im wesentlichen parallel zu der optischen Achse der Bildwiedergabevorrichtung verläuft, wobei das durch den Spiegel reflektierte Bild des Bildschirms auf die Unendlichkeit fokussiert ist, und wobei die Einrichtung mit dem Vergrößerungsfaktor 1 arbeitet.2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine der Bildwiedergabevorrichtung zugeordnete Bildverstärkervorrichtung (56) zum Erhöhen der Helligkeit der auf dem Bildschirm wiedergegebenen Szene.5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen zwischen dem Bildschirm und der10981Π/07981772A1QBeobacxitungsstation angeordneten lichtfilter (51)·4« Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch Unterstützungen für den Bildschirm, den teilweise reflektierenden Spiegel und die optische Fokussiervorrichtung, wobei die genannten Teile durch die Unterstützungen ortsfest in ihrer relativen Lage gehalten werden·5» Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch Unterstützungen für die Bildwiedergabe- ä vorrichtung, den optischen Bildschirm, den teilweise reflektierenden Spiegel und die optische Fokussiervorrichtung, wobei diese Teile durch die Unterstützungen relativ zueinander ortsfest unterstützt werden.6. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen zwischen dem Bildschirm und der optischen Fokussiervorrichtung angeordneten, total reflektierenden Spiegel, der so angeordnet ist, daß er das von dem BiId-Bchirm kommende Licht in Richtung auf die Fokussiervorrichtung Λ reflektierte7. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen Generator für Regiezeichen (cue), der mit dem: optiscnen Bildschirm verbunden ist und dazu dient, optisch zu beobachtende Markierungen auf dem Billschirm erscheinen zu lassen.8. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildwiedergabevorrichtung eine BiIdorthikonröhre umfaßt«10981Π/Π798177241Q9. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet , daß die Bildwiedergabevorrichtung einen Bildverstärker mit einer Betrachtungslinse und dem optischen Bildschirm sowie eine optische Faserleitung (60) umfaßt, die sich zwischen dem Bildschirm und der optischen Fokussiervorrichtung erstreckt.10· Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5 sowie 7 bis 9» dadurch ^ gekennzeichnet, daß der teilweise reflektierende Spiegel (70) als Parabolspiegel ausgebildet ist, so daß er mindestens einen Teil der optischen Pokussiervorrichtung bildet·11. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet y daß die optische Fokussiereinriohtung eine Sammellinse (58) umfaßt.12. Einrichtung nach Anspruch 6 bis 11, daduroh gekennzeichnet , daß der total reflektierende Spiegel und der teilweise reflektierende Spiegel eine parabolische Form haben,P so daß diese Spiegel die optische Fokussiervorrichtung bilden·13. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5, sowie 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet , daß der optische Bildschirm, die optische Fokussiervorrichtung und der teilweise reflektierende Spiegel an einem Helm (101) befestigt sind, und daß die Beobachtungsstation die Augen dta Trägere dee &elme umfaßt.14. Beobachtungs- bzw. Betrachtungseinriohtung, mit der ein Fahrzeug ausgerüstet werden kann, wobei das ü'ahraeug eine Kabine mit einem Sitz für eine Bedienungeperson umfaßt,109810/0798 r.1772A10gekennzeich.net durch eine Bildwiedergabevorrichtung zum Beobachten einer Szene, einen mit der Bildwiedergabevorrichtung verbundenen optischen Bildschirm, auf dem die Szene wiedergegeben wird, einen mindestens teilweise reflektierenden Spiegel sowie eine zwischen dem teilweise reflektierenden Spiegel und dem Bildschirm angeordnete optische Fokussiereinriehtung, wobei der Bildschirm im Brennpunkt der optischen Fokussiereinriohtung angeordnet ist, wobei der teilweise durchsichtige Spiegel in einer Ebene liegt, die unter einem v/inkel zur opti- ™ sehen Achse der optischen Fokussiervorrichtung verläuft, wobei eine erste Fläche des Spiegels dem Bildschirm zugewandt ist, wobei eine Beobachtungsstation vorgesehen ist, die der ersten Fläche des teilweise reflektierenden Spiegels zugewandt ist, und deren direkte Visierlinie durch den teilweise reflektierenden Spiegel verläuft, wobei die Visierlinie allgemein rechtwinklig zu der erwähnten optischen Achse und allgemein parallel zur optischen Achse der Fernsehkamera verläuft, wobei das auf dem Bildschirm erscheinende Bild, das durch die erste Fläche des i Spiegels reflektiert wird, auf die Unendlichkeit fokussiert ist, wobei die Einrichtung mit dem Vergrößerungsfaktor 1 arbeitet, wobei der teilweise reflektierende Spiegel vor der direkten Visierlinie des Benutzers angeordnet ist, und wobei der BiIdechirm unterhalb des Benutzere und vor diesem angeordnet ist und dazu dient, das von ihm abgegebene Licht nach oben in Richtung auf die erste Fläche des Bildschirms zu leiten«1-5. Einrichtung nach Anspruch 14» dadurch g e k β η η Stichnet, daß die Kabine des Fahrzeugs eine nach vorn109810/0798gerichtete Windschutzscheibe umfaßt, und daß der teilweise reflektierende Spiegel vor der Windschutzscheibe und innerhalb des Kabinenbereichs angeordnet ist,16, Einrichtung nach Anspruch 14 oder 15» dadurch gekennzeichnet , daß die Fernsehkamera mit dem Fahrzeug derart fest verbunden ist, daß sie ungehindert ein Bild der vor dem Flugzeug befindlichen Szene aufnehmen kann.17 β Einrichtung nach Anspruch H bis 16, dadurch gekennzeichnet , daß das Fahrzeug eine zweite Kabinenzone umfaßt, die hinter der ersten Kabinenzone angeordnet ist, und daß in der zweiten Kabinenzone eine zweite Beobachtungsbzw <, Betrachtungseinrichtung angeordnet ist, die an die Fernsehkamera angeschlossen ist und durch eine in der zweiten Kabinenzone befindliche Person benutzt werden kann, so daß diese zweite Person die vor dem Fahrzeug befindliche Szene ungehindert beobachten kann.109810/0798Leerseite
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US63781167A | 1967-05-11 | 1967-05-11 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1772410A1 true DE1772410A1 (de) | 1971-03-04 |
Family
ID=24557462
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19681772410 Pending DE1772410A1 (de) | 1967-05-11 | 1968-05-10 | Einrichtung zum Projizieren eines Bildes auf eine Szene der wirklichen Welt |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1772410A1 (de) |
FR (1) | FR1575798A (de) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2100520A1 (en) * | 1992-07-17 | 1994-01-18 | Brett J. Bryars | Biocular helmet-mounted display optical system with interpupillar distance adjustment |
JPH09503594A (ja) * | 1993-10-07 | 1997-04-08 | バーチャル ビジョン,インコーポレイティド | 双眼鏡用ヘッド装着ディスプレーシステム |
WO1996036898A2 (en) * | 1995-05-15 | 1996-11-21 | He Holdings, Inc., Doing Business As Hughes Electronics | Low-cost light-weight head-mounted virtual-image projection display with low moments of inertia and low center of gravity |
WO2000055671A1 (en) * | 1999-03-16 | 2000-09-21 | Keeler Limited | Image detection system |
FR3023383B1 (fr) * | 2014-07-01 | 2018-03-02 | Johnson Controls Automotive Electronics Sas | Dispositif d'affichage, notamment pour vehicule automobile |
WO2016005244A1 (fr) * | 2014-07-08 | 2016-01-14 | Johnson Controls Automotive Electronics Sas | Dispositif d'affichage, notamment pour vehicule automobile |
FR3023625B1 (fr) * | 2014-07-08 | 2017-12-15 | Johnson Controls Automotive Electronics Sas | Dispositif d'affichage, notamment pour vehicule automobile |
-
1968
- 1968-05-10 FR FR1575798D patent/FR1575798A/fr not_active Expired
- 1968-05-10 DE DE19681772410 patent/DE1772410A1/de active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR1575798A (de) | 1969-07-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102017217193B4 (de) | Anzeigevorrichtung, insbesondere für ein Fahrzeug, sowie Fahrzeug mit einer solchen Anzeigevorrichtung | |
DE3000402C2 (de) | ||
DE2545662C2 (de) | Am Kopf oder Helm tragbare Anzeigevorrichtung | |
DE69117626T2 (de) | Optisches System zur Einspiegelung eines kollimierten Bildes ins Gesichtsfeld eines Beobachters für Nachtsichtanwendung und Helm mit mindestens einem derartigen System | |
DE2331772C2 (de) | Am Kopf oder Helm tragbare Anzeigevorrichtung | |
DE2620699A1 (de) | Fernseh-lenksystem fuer flugkoerper | |
DE2425914A1 (de) | Beobachtungseinrichtung | |
DE3141262A1 (de) | "einrichtung zur schaffung eines kuenstlichen horizonts" | |
DE2749515A1 (de) | Vorrichtung fuer ein system zum bestimmen der abweichung von einer bezugslinie | |
DE1772410A1 (de) | Einrichtung zum Projizieren eines Bildes auf eine Szene der wirklichen Welt | |
DE3806940A1 (de) | Optische vorrichtungen, insbesondere nachtsichtbrille | |
DE69804625T3 (de) | Mit einem asphärischen spiegel ausgerüstete optische vorrichtung für helmvisier | |
DE69908561T2 (de) | Optische vorrichtung mit rohrförmigen spiegel für am helm befestigtes sichtgerät | |
EP0362692A2 (de) | Brille zum ermüdungsfreien Betrachten der Bildebene eines Bildschirms oder anderer Bildebenen | |
DE102010010030A1 (de) | Vorrichtung zum Darstellen einer Umgebung | |
DE3442002C2 (de) | ||
DE707783C (de) | Photographische Kamera mit ueber der Aufnahmekammer angeordneter Reflexsucherkammer | |
DE69021581T2 (de) | Kommunikationsvorrichtung. | |
DE1772094A1 (de) | Vorrichtung zum Projizieren von Schriftzeichen | |
DE102020120626A1 (de) | Blendreduziertes Kamera-Monitor-System | |
DE2916704C2 (de) | Anordnung zur Einblendung von Informationen in die Sichtlinie eines Beobachters | |
DE2054387B2 (de) | Als tag-nacht-zielgeraet ausgebildetes kombiniertes sichtgeraet | |
DE3429472C2 (de) | Visiergerät | |
DE735412C (de) | Visiervorrichtung fuer kinematographische Aufnahmeapparate | |
EP0473674B1 (de) | Strahlenteiler zur teilung eines optischen strahlengangs |