DE1781052C - Navigaiionsanzeigevornchtung - Google Patents

Description

Die Erfinduno betrifft eine Navigationsanzeigevorrichtung für Fahrzeuge mit einem optischen System.

Aus der französischen Patentschrift 1 437 50^ ist eine Einrichtung bekannt, bei der ein Bild einer Karte auf einen Schirm geworfen wird, der mit einem Bezugspunkt versehen ist, wobei die Karte auf einem drehbaren Träger montiert ist, der seinerseits wieder auf einem weiteren Träger angeordnet ist. der längs einer Langengradlinie der Karte verschiebbar ist. Die Bewegungen der Träger werden durch einen Computer entsprechend dem Weg und der Richtung des Fahrzeuges gesteuert. Durch den Bezugspunkt am Schirm wird die jeweilige Position des Fahrzeuges angezeigt.

Aus der schweizerischen Patentschrift 404 218 ist

ein Navigationsgerät zur Darstellung der Position"

eines Flugzeuges oder Schiffes bekannt, wobei eine Vielzahl von Karten oder Teilen von Karten auf

einem in Richtung einer Längengradlinie bewegbaren

Filmstreifen angeordnet sind. Der Filmstreifen wird von Spulen ab- bzw. aufgewickelt, die auf einem Schlitten angeordnet sind, der in Richtung einer Brei-

tcngradlinie vuschiebbar ist. Die Verschiebung in den beiden senkrecht zueinander stehenden Richtungen

erfolgt ebenfalls durch einen Computer in Abhängig- io haftenveise jede Ablenkeinheit ein

k-.-it vom Weg und der Richtung des Fahrzeuges. Ein enthalten kann. Von Vorteil ist es ferner, daß jede Ab-

RiU der Karte wird auf einen Schirm geworfen der lenkeinheit drei ebene Spiegel enthält, die die Ecke

eines Würfels bilden und daß die Verschiebeeinrichtung für die Ablenkeinheiten die letzteren parallel zur

ßigerweise ein Abschnitt eines Filmstreifens und die Einrichtung zur Verschiebung des Bildes ermöglicht es, den Filmstreifen zwischen zwei Kassetten aufzuspulen, die innerhalb des Gehäuses liegen. Jeder der optischen Ablcnkeinheiten umfaßt zweckmaliigerweise ein Paar ebener Spiegel, die rechtwinklig zueinander angeordnet sind, wobei die Schnittlinie der Spiegel wenigstens einer der Ablenkeinheiten zur Ebene des transparenten Bildes geneigt ist und vortei:-

en Bezugspunkt besitzt, der den jeweiligen Standdes Fahrzeuges angibt.

Die Verwendung von drehbaren oder rechtwinklig 15 Ebene des transparenten Bildes verschieben können.

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.financier verschiebbaren Trägern oder Schlitten ist !■,uuktiv und räumlich relativ aufwendig. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, . : Vorrichtung der eingangs genannten Art anzuge- :. die konstruktiv einfacher aufgebaut i.-d und ohne genannten Träger oder Schlitten auskommt. ;emäß der Erfindung wird dies erreicht durch eine ■■.htquelle und eine Betrachtungscinrichtung, die mit (.■m Bezugssystem verbunden sind, einem Gehäuse Aufnahme von ebenen transparenten Bildern, die »5 Jitwinklig zu einem Lichtstrahl zwischen der Licln-..i.'ile und der Betrachiungseinridnuni; liegen, wobei -se Bilder gegenüber dem Bezugssystem hinsichtlich Tiigstens einer Koordinateila J .- der Ebene der Bi".-unbewegüch sind, eine erste optische Ablenkein- :;, die zwischen der Lichtquelle und dem transpa-/picn Bild angebracht ist zur Verschiebung der .. iise des Lichtstrahles, der aus der ersten Einheit stritt, gegenüber der Achse des in dieser Einheit Jede der optischen Ablenkeinheiten kann ferner ein Prisma enthalten, das den Lichtstrahl innen reflektiert. Ferner kann jede der Able'-keinheiten eine Faseroptik aufweiser., wobei in jeder der Ablenkeinheiten der Abstand der Enden der optischen Fasern in die das Licht einfällt, zweckmäßigerweise verschieden ist von dem Abstand der Enden aus denen der Lichtstrar' austritt.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Kartenfilmgehäuse der Vorrichtung mit einem eingelegten Filmstreifen,

F i g. 2 die Vorrichtung in schematischer Form mit den optischen Ablenkeinheiten. die in gestrichelter Form dargestellt sind,

F i g. 3 in perspektivischer Form und in zwei Arbeitsstellungen eine Art der optischen Ablenkeinheiten gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wo-

lfallenden Lichtstrahles; eine /weite optische Ab- 35 bei jede Einheit ein stumpfes Prisma von 90° enthält.

F i g. 4 eine Modifikation der optischen Ablenkeinheiten gemäß Fi g. 3,

Fig. 5 einen Aufriß einer optischen Ablenkeinheit, bei der jede ein Schmidt-Prisma aufweist,

Fig. 6 perspektivisch die optischen Ablenkeinheiten einer zweiten Ausführungsform gemäß der Erfindung, wobei in diesem Falle die Einheiten in jeder Richtung parallel zur Ebene des Durchlichtbildes verschiebbar sind.

Fig.7 perspektivisch die Ansicht optischer Ablenkeinheiten entsprechend den Schmidt-Prismen, wobei jede Einheit eine geeignete Anordnung einer Fiberoptik enthält und

gw., .,.^ .._Ul .,W₆V,. ~„ .W^w...—^.,„w ,..„o.,^.., ,.„„ F i g. 8 eine perspektivische Ansicht optischer Ab-

insbesondere bei Fahrzeugen von Vorteil ist, die hohe 5° lenkeinheiten die jeweils eine andere geeignete AnBeschleunigungen haben. Ordnung einer Fiberoptik enthalten und dei. in F i g. 6

gezeigten Einheiten äquivalent sind.

Die Ausführungsform einer Navigationsanzeigevorrichtung für ein bewegliches Fahrzeug, insbeson-

lctztere ist zweckmäßigerweise mit einer Projektions- 55 dere für ein rlugzeug, ist in den Fig. I bis 3 dargclinsenanordnung zur vergrößerten Abbildung des auf stellt und besteht aus einem Filmband 1 mit einer Anzahl zusammenhängender Mikro-Durchlichtbilder einer Land- oder Seekarte 2, die auf dem Filmstreifen aufgenommen ist, der sich auf zwei Kassetten 3 und 4

].:ikeinheit, die zwischen dem transparenten Bild und ü:·: Betracntungseinrichtung liegt, zur Verschiebung 1-jr Achse des aus der zweiten Einheit austretenden i ichtstrahles gegen die Achse des in die Einheit ein- : dilenden Lichtstrahles, sowie durch Verschiebeeinrichtungen zur gleichsinnigen Verschiebung der ersten und der zweiten Ablenkeinheit :,owie gleichartig als lach gleichzeitig in Richtung wenigstens einer Koordinatenachse, wobei einzelne Bildpunkte des transparenten Bildes wenigstens entlang der einen Koordinatenachse aufeinanderfolgend betrachtet werden können.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist konstruktiv einfacher aufgebaut, als die bekannten Vorrichtungen, sie hat weniger zu verschiebende Massen, was inst
Beschleunigunge

Die Weglänge des Lichtstrahles zwischen dem transparenten Bild und der Betrachtungseinrichtung hat zweckmäßigerweise einen konstanten Wert. Die

dern transparenten Bild betrachteten Bildpunktes versehen. Vorteilhafterweise ist die Achse des aus der optischen Ablenkeinheit austretenden Lichtstrahles ge-

tischen Ablenkeinheit austretenden Lichtstrahle ge g ,

gen die Achse des in sie einfallenden Lichtstrahles in 60 in dem Filrngthäuse 5 aufspult. Der Transport
Richtung der Verschiebung der Ablenkeinheit und di- Filmbandes 1 wird durch ein Zahnrad 6 gesteuert rekl proportional zu diiser Verschiebung verschiebbar. welches sowohl in Vorwärts- als auch in Rückwärts-Durch die Verschiebeeinrichtung können die optiehen Ablenkeinheiten in Richtung der einen Koordi-

ilhf welches sowohl
richtung durch eine Servo-Antricbsvorrichtung gedreht wird; die Servo-Antriebsvorrichtung enthalt

g dreht wi; g

natenachse verschoben werden, wobei vorteilhafter- 65 einen Motor 7, der auf ein Getriebe 8 einwirkt und so weise Einrichtungen vorgesehen sind, um das transpa- mit den Perforierungen 9 des Filmstreifens zusamrente Bild in Richtung der anderen Koordinatenachse
/u verschieben. Das transparente Bild ist zweckmä-

menwirkt.

Wie in P i g. 2 dargestellt, löst ein mit 10 bezeich-

neter Navigations-Computer die Fahrzeugbewegung entsprechend dem Kurswinkel des Fahrzeugs in nördliche und östliche Richtungen auf. Der Computer enthält einen Fahrzeuggeschwindigkeitsanzeiger 11 und einen Richtungsanzeiger 12 und erzeugt Ausgangssignale entsprechend der Größe der Komponenten der Fahrzeugbewegung in diesen Richtungen. Die auf dem Filmstreifen 1 wiedergegebenen Karten 2 sind so beschaffen, daß die östliche Richtung parallel zur Längsausdehnung des Filmstreifens 1 und die nördliche Richtung im allgemeinen zur Längserstreckung des Streifens verläuft, wobei diese Richtungen der Koordinatenachsen der Durchlichtbildebene sind.

Das optische System der Vorrichtung enthält eine Lichtquelle 13, die mit einer Einstellvorrichtung 14 verbunden ist, einen Kondensator 15 im Brennpunkt der Lichtquelle 13 sowie eine Projektionslinsenanordnung 16, wobei ein vergrößertes Bild des übertragenen Bildpunktes des Durchlichtbildes 2 auf eine Betrachtungseinrichtung übertragen wird, die eine Registrierebene 17 aufweist, welche ihrerseits mit der Einstellvorrichtung 14 verbunden ist. Das auf die Registrierebene 17 abgebildete Bild kann bedarfsweise durch ein über einen zweiten Motor 19 drehbares »Dove-Prisma« 18 in dem Projektionslinsensystem 16 gedreht werden.

Es wird nur ein kleiner Bildpunkt des Durchlichtbildes 2 zwischen der festen Lichtquelle 13 und der festen Registrierebene 17 durch einen ,Lichtstrahl beleuchtet. Dieser Bereich genügt in seiner Ausdehnung zur Abbildung des Bildpunktes der Karte, so daß die gesamte Registrierfläche 17 ausgeleuchtet wird, und es wird daher kein sorgfältig ausgeführtes Gehäuse benötigt, um die Registrierebene vor zufälligem Lichteinfall zu schützen.

Wenn jedoch das gesamte Durchlichtbild 2 durch solch einen engen Lichtstrahl beleuchtet und auf die feste Registrierebene übertragen werden soll, ist es erforderlich, eine Verschiebung dieses Lichtstrahles über die Oberfläche des Durchlichtbildes vorzunehmen und eine entsprechende Verschiebung des ausgeleuchteten Bildes des abgebildeten Bildpunktes der Karte 2 über die feste Registrierebene 17 zu bewirken. Der Navigations-Computer 10 wählt den besonderen Bildpunkt der Karte 2, der ausgeleuchtet und abgebildet werden soll. In der Ausführungsform gemäß den F i g. 1 bis 3 wird diese Auswahl durch Ab- oder Aufwickeln des Filmstreifens 1 in longitudinaler Richtung und teilweise durch Verschiebung und optische Ablenkeinheiten, die in gestrichelten Linien bei 20 in Fig.2 gezeigt sind, vorgenommen. Diese Einheiten 20 werden quer zur Längserstreckung des Filmstreifens 1 durch Vorrichtungen, wie sie bei 21 gezeigt sind, verschoben. Die Einheiten 20 sind zum Zwecke gleichzeitiger Verschiebung im gleichen Sinne in einer durch den Pfeil 22 gekennzeichneten Richtung durch die Verschiebevorrichtung 21 miteinander verbunden, welch letztere Servo-Antriebsvorrichtungen mit einem dritten Motor und einer dazugehörigen Kupplung enthält. Auf diese Weise bewirken beide Servo-Antriebsvorrichtungen dieser Einrichtung, die den dritten Motor und den Motor 7 enthält, das Aufrollen des Films, indem sie auf Signale ansprechen, die sie vom Navigations-Computer empfangen. Durch Übertragung von Steuerinformationen von dem Navigations-Computer 10 in Form geeigneter Signale an die beiden Servo-Antriebsvorrichtungen kann das beleuchtete Bild, das auf der festen Registrierebene 17 empfangen wird, in Übereinstimmung mit der augenblicklichen Bewegung des Fahrzeuges verschoben werden, wobei die entsprechenden Bildpunkte der Karte nacheinander abgebildet werden. Wenn der genaue Standort des Fahrzeugs bekannt und die Vorrichtung über einen nicht dargestellten Antrieb manuell einjustiert ist, wird die genaue Position des Fahrzeugs durch eine nicht dargestellte Bezugspunktmarkierung angezeigt; das Bild des übermittelten Bildpunktes der Karte 2,

ίο das auf die feste Aufnahmefläche 17 übertragen wird, stellt zu jeder Zeit das Gelände dar, über das das Fahrzeug sich augenblicklich bewegt.

Die in Fig.3 dargestellte optische Ablenkeinheit 20 umfaßt zwei 90°-Prismen 31 und 32, wobei das Prisma 31 zwei ebene Reflektionsflächen 33 und 34 aufweist, die rechtwinklig zueinander stehen, während das Prisma 32 zwei ebene Reflektionsflächen 35 und 36 hat, die ebenfalls rechtwinklig zueinander stehen. Der Lichtstrahl unterliegt in jedem Prisma einer zwei-

ao maligen inneren Reflektion ohne Brechung. Das erste Prisma 31 ist in bezug auf den Lichtstrahl von der Lichtquelle 13 so angeordnet, daß der Lichtstrahl um 180° senkrecht auf den gewählten Bildpunkt der Karte 2 abgelenkt wird. Das zweite Prisma 32 lenkt

as den durch die Karte übermittelten Lichtstrahl um weitere 180° ab und auf die feste Registrierebene 17; die beiden Prismen 31 und 32 befinden sich auf entgegengesetzter Seite der ebenen Karte 2.

Es sollen im folgenden nur die optischen Achsen des Lichtstrahls betrachtet werden, denn es wird nur ein schmaler Lichtstrahl durch jedes der Prismen 31 oder 32 durchlassen, dabei wird die Achse des von dem ersten Prisma 31 ausgehenden und in das zweite Prisma 32 einfallenden Lichtstrahls mit 37 bezeichnet, die Achse des in das erste Prisma 31 einfallenden Lichtstrahls ist mit 38 bezeichnet und die Achse des von dem zweiten Prisma 32 ausgehenden Lichtstrahls ist mit 39 bezeichnet. Die Achsen 37, 38 und 39 verlaufen parallel zueinander und das Maß der Verschiebung der Achse des Lichtstrahls, das durch diese beiden optischen Ablenkvorrichtungen erfolgt, ist konstant ohne Rücksicht auf die Lage, die diese Einheit innerhalb des Aktionsbereiches ihrer Verschiebung einnimmt, dagegen ist das Maß der Verschiebung der Achse des Lichtstrahls, der individuell durch jedes der Prismen 31 und 32 erzeugt wird, direkt proportional zu dem Ausmaß der Verschiebung der Prismen.

In F i g. 3 sind die optischen Ablenkeinheiten 20 in einer zweiten Arbeitsstellung in unterbrochenen Linien dargestellt, dabei ist die Lage der Reflektionsflächen mit 33', 34', 35' und 36' bezeichnet, und die Achsen 37', 38 und 39 des Lichtstrahls durch das optische System bezüglich dieser zweiten Stellung der Einheiten sind in unterbrochenen Linien gekennzeichnet.

Die Weglänge des Lichtstrahls zwischen dem Durchlichtbild 2 und der Registrierebene 17 und ebenso die Weglänge des Lichtstrahls zwischen der Lichtquelle 13 und dem Durchlichtbild 2 haben einen konstanten Wert für alle Stellungen der Prismen 31 und 32. Es ist daher nicht schwierig, ein vergrößertes Bild des Bildpunktes des Durchlichtbildes auf der Registrierebene 7 zu erhalten, durch Benutzung der Projektior.dinseneinrichtung 16 oder durch Ausrichtung des von der Lichtquelle 13 ausgehenden Lichtstrahls nach der jeweiligen Arbeitsstellung des entsprechenden Prismas 31 oder 32.

Die Prismen 31 und 32 sind abgestumpft um ihr Gewicht zu verringern, ca es nicht nötig ist, den ge-

samten Bereich der ebenen Reflektionsflächen, die durch ein Prisma entstehen, zu benutzen, das in dieser Weise abgewandelt worden ist, sondern die Reflektionsflächen 33 bis 36 haben genügend großen Ab-Mand voneinander, um sicherzustellen, daß der Lichtstrahl nicht durch das Kartengehäuse 5 behindert wird.

In einer abgeänderten Ausführungsform der optischen Ablenkeinheit befindet sich die Achse des Lichtstrahls der aus einer der beiden Einheiten austritt, im rechten Winkel zu der Achse des in die Einheit einfallenden Lichtstrahls, insbesondere bezüglich der zweiten Einheit. Auf diese Weise kann die Fahr-/eugnavigationsvorrichtung eine sehr kompakte Form haben und insbesondere ist die Entfernung zwischen der Projektionslinseneinrichtung und der Karte so kurz wie nur möglich. Hierdurch kann also auch eine !'mjcktionslinseneinrichtung von höherer Leistung als ^ andernfalls möglich sein würde, in der Vorrichtung -i wendet werden, was ebenfalls voraussetzt, daß die ' ntfernung zwischen der Projektionslinseneinrichi mg und den festen Registrierebenen kleiner ist, als es -!>nst möglich sein würde.

Fine derartig abgeänderte Vorrichtung für die optischen Ablerkeinheiten der Vorrichtung gemäß den ! i g. ! bis 3 ist perspektivisch und in zwei Arbeitsstel-' ingen in Fig.4 dargestellt, wobei für die ähnlichen "tier gleichen Teile dieser Vorrichtungen die gleichen Bc/ugsziffern verwendet werden wie bisher. Auch für :!.icre Abänderungen dieser Vorrichtung sind die ⁽ ;chen Bezugsziffern verwendet worden. In der Be-■-'iireibung dieser Änderungen sind nur die optischen Ahlenkeinheiten erwähnt, da die anderen Teile der Navigationsanzeigevorrichtung die gleichen sind, wie diejenigen, die in Verbindung mit den F i g. 1 und 2 beschrieben worden sind.

Die optischen Ablenkeinhciten 20 der Fig.4 enthalten zwei Prismer. 41 und 42. Das zweite Prisma 42 ist ein überdachtes Prisma, während das erste Prisma 41 ein abgestumpftes Prisma ist, identisch mit dem Prisma 32 der Fig. 3. Die Lage der Achsen 37, 38 und 39 des Lichtstrahls ist ähnlich derjenigen gemäß F i g. 3 mit der Ausnahme, daß die Achse 39, die von dem zweiten Prisma 42 ausgeht, im rechten Winkel zu der Achse 37 des in das Prisma 42 einfallenden Lichtstrahls steht. Die Reflektion des Lichtstrahls kann bis in den Bereich der der Schnittlinie 43 der beiden ebenen Flächen 35 und 36 des überdachten Prismas benachbart ist, reichen. Diese Schnittlinie 43 ist um 45° zur Ebene des Durchlichtbildes 2 abgewinkelt. Das Ausmaß der Verschiebung durch dieses Prisma 42 kann in dem Sinne geändert werden, daß der Lichtstrahl von der ehemals ausfallreflektierenden Fläche 36 zu der ehemals einfallreflektierenden Fläche hin reflektiert wird. In diesem Falle kann das Ausmaß der Verschiebung der Lichtstrahlachse, die durch das zweite Prisma 42 verursacht worden ist, durch NuI! laufen, so daß diese Anordnung so kompakt wie nur möglich ist.

Bei einer anderen Form von optischen Ablenkeinheiten ist die Achse des in die erste Einheit einfallenden Lichtstrahls sowohl parallel als auch gleichsinnig zu der Achse des von der zweiten Einheit ausgehenden Lichtstrahls.

Eine Konstruktion der optischen Ablenkvorrichtungen 2Θ dieser Art ist in F i g. 5 dargestellt, bei der jede Einheit ein Schmidt-Prisma 51 bzw. 52 enthält Der Bereich 53 zwischen den aneinanderstoßenden Flächen der beiden Prismen besteht aus einem Luftspalt oder einem Bindemittel mit geringem Brechungsindex, um sicherzustellen, daß in diesem Bereich in einem Winkel von 45° einfallendes Licht innen reflektiert wird, während normal einfallendes Licht durch diesen Spalt hindurchgeht.

F.s soll bemerkt werden, daß die beiden Servo-Antriebsvorrichtung, die die Verschiebung des Filme? 1 mit den Durchlichtbildern 2 in longitudinalcr ίο Richtung bewirken, wegfallen können, wenn die optischen Ablenkeinheiten in jeder Richtung parallel zu der F.bene der Durchlichtbilder verschoben werden können. In diesem Falle sind zwei Servo-Antriebsvorrichtungcn zum Verschieben der miteinander gekoppelten Ablenkeinheiten 20 vorgesehen.

Beide Seivo-Antriebsvorrichtungen 21 und 60 — die zweite Vorrichtung 60 enthält einen vierten Motor und ein damit verbundenes Getriebe und ist in gestrichelten Linien in Fig.2 dargestellt— verschieao ben entsprechend die optischen Ablenkeinheiten 20 auf Grund von Signalen des Navigations-Computers 10 in östlicher und nördlicher Richtung.

Eine zweite Ausführungsform einer Navigationsanzeigevoi richtung für Fahrzeuge gemäß der vorliegen- ^5 den Friindung, das solch ein Prinzip verkörpert, arbeitet mit optischen Ablenkeinheiten 20, wie sie perspektivisch in Fig. 6 dargestellt sind; für diese Ausiüinuiigsiörrn und die weiter unten beschriebenen Änderungen sind für gleiche Teile die gleichen Bezugsziffern wie bei den Ausführungsformen gemäß F i g. i bis 3 verwendet worden. Weiter sind bei der Beschreibung dieser zweiten Ausführungsform und ihrer Abänderungen nur die optischen Ablenkvorrichtungen berücksichtigt (und gegebenenfalls auch die Verschiebevorrichtungen für diese Einheiten); die anderen Teile der Navigationsanzeigevorrichtung für Fahrzeuge sind die gleichen wie diejenigen, die in Verbindung mit den F i g. 2 und 3 beschrieben worden sind. Jede dargestellte Einheit 20 enthält ein Prisma 61 bzw. 62, in Form einer abgestumpften Ecke eines Würfels. Die Ausrichtung dieser Prismen 61 und 62 erfolgt so, daß der in das erste Prisma 61 einfallende Lichtstrahl unmittelbar innen um 90^c an einer ebenen Fläche 63 reflektiert wird. Der Lichtstrahl trifft dann auf eine Ebene Fläche 64 und wird auf die andere Fläche 65 der drei zusammenwirkenden ebenen Reflektionsflächen des Prismas 61 umgelenkt; vor dem Austritt aus diesem Prisma wird die Achse 37 des aus dem Prisma austretenden Lichtstrahls parallel zur Achse 38 des in das Prisma einfallenden Lichtstrahls, da die reflektierenden Flächen 64 und 65 45° zu der Ebene des Durchlichtbildes 2 geneigt sind. Der Lichtstrahl geht dann senkrecht durch das Durchlichtbild, bevor er in das zweite Prisma 62 eintritt. Innerhalb des zweiten Prismas wird der Lichtstrahl auf zwei ebene Flächen 67 und 68 reflektiert —diese beiden Flächen sind zu der Ebene des Durchlichtbildes ebenfalls um 45° geneigt— und dann auf die dritte Reflektionsebene 69 des Prismas geleitet, von wo er im rechten Winkel abgelenkt, wird und aus dem Prisma austritt. Die Achse 39 des cuf dem Prisma austretenden Lichtstrahls ist parallel zur Achse 37 des in dieses Prisma einfallenden Lichtstrahls.

Die Richtungen, in die die Prismen 61 und 62 durch die Servo-Antriebsvorrichtungen 21 und 60 (rig.2) verschoben werden, sind durch Pfeile 22 und 22' in F i g. 6 gezeigt.

Wiederum hat die Weglänge des Lichtstrahls zwi-

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ίο

sehen dem Durchlichtbild 2 und der Registrierebene 17 und ebenfalls die Weglänge des Lichtstrahls der Lichtquelle 13 und dem Durchlichtbild 2 einen konstanten Wert für alle Arbeitsstellungen des Prismas 61 bzw. 62. Es ist daher nicht schwierig, ein vergrößertes Bild des Bildpu .ktes des Durchlichtbildes auf der Registricrebene 17 zu erhalten, indem die Projektionslinseneinrichlung 16 benutzt wird bzw. indem der Lichtstrahl der Lichtquelle 13 auf eine Arbeitsstellung des Prismas 61 oder 62 ausgerichtet wird.

Die Anordnung optischer Ablenkeinheiten, wie sie perspektivisch in Fig.7 dargestellt ist, entspricht der Anordnung von Schmidt-Prismen Sl und 52 gemäß F i g. 5, allerdings enthält in diesem Falle jede Einheit eine geeignete Anordnung einer Fiberoptik 71 oder 72. Jeder Block optischer Fibern 71 bzw. 72 weist unterschiedlichen Abstand der Enden 73 der optischen Fibern, an denen der Lichtstrahl einfällt gegenüber dem Abstand der Enden 74, aus denen der Lichtstrahl austritt, auf. Jedoch ist der Abstand der Enden 74 des ersten Blockes 71 der gleiche wie der Abstand der Enden 73 des zweiten Blockes 72 und umgekehrt.

Es sei bemerkt, daß eine geeignete Anordnung optischer Fibern verschiedene Formen haben kann. Ein anderes Beispiel einer solchen Anordnung, die perspektivisch in F i g. 8 dargestellt ist, entspricht der Anordnung optischer Ablenkeinheiten gemäß Fig.6. In diesem Falle weisen die Blöcke optischer Fibern 81 und 82 den gleichen Abstand Ίτ Enden 83 der optischen Fibern, in die das Licht eintritt, wie die hnden 84, aus denen der Lichtstrahl austritt, auf.

Die feste Registriereinrichtung 17, die mit einer wie oben beschriebenen Fahrzeug-Navigationsanzeigevorrichtung oder einer Abänderung davon verbunden ist, kann eine Lupe aufweisen.

In einer besonderen Ausführungsform einer Navigationsanzeigevorrichtung für Luftfahrzeuge, gemäß der vorliegenden Erfindung, hat ein Filmstreifen 12 Einzelbilder, die in der Vorrichtung untergebracht sind, und 2000 nautischen Meilen entsprechen. Der Bereich der Karte der auf der festen Aufnahmefläche 17 reproduziert wird — die feste Registrierebene 17 hat eine Oberfläche von 15 cm im Quadrat — beträgt 30 nautische Meilen (Seemeilen im Quadrat).

Das Kartendurchlichtbild kann vergrößert sein, wobei die longitudinale Koordinatenachse fast genau dem vorbestimmten Kurs des Fahrzeugs entspricht.

Andererseits kann eine Anzahl aufeinanderfolgender, miteinander zusammenhängender Kartenclurchlichtbilder auf einem Filmstreifen in dieser Vorrichtung untergebracht sein, z. B. wenn das Fahrzeug sich über eine lange Strecke fortzubewegen hat, wobei sich möglicherweise benachbarte Karten in der Serie überlappen. Es können für die Verschiebung des Filmes in der Vorrichtung manuelle Vorrichtungen oder feste Antriebsvorrichtungen, die durch den Navigations-Computer gesteuert werden, vorgesehen sein so, daß das gewünschte Bild einer Kartenserie schnell in Arbeitsstellung gebracht werden kann; dabei enthält dann das Bild des Filmstreifens den Bildpunkt, der das Terrain darstellt, über das sich das Fahrzeug zur Zeit bewegt. Darüber hinaus kann jede Kartenfolge an besonderen Stellen einzeln wiedergegeben werden. In diesem Falle kann die Navigationsanzeigevorrichtung für Fahrzeuge Einrichtungen enthalten, die das entsprechende Bild in Arbeitsstellung bringen, entweder manuell oder auf entsprechende Signale des Navigations-Computers ansprechend, sowie Vorrichtungen um ein unerwünschtes Bild aus der Arbeitsstellung zu entfernen und es in geeigneter Weise für einen möglichen künftigen Gebrauch zu speichern. In einer derartigen Vorrichtung wird, ganz gleich ob die Vorrichtung zur Verschiebung des Kartendurchüchtbildes, wie etwa zur Vervollständigung der Auswahl der übermittelten Bildpunkte der Karte durch den Navigations-Computer in einer solchen Vorrichtung enthalten ist oder nicht, wenn das Fahrzeug sich einer Stelle nähert, die an den Rand der gerade benutzten Karte stößt, die nächste Karte in der Reihenfolge schnell in Arbeitstellung gebracht, und zwar durch eine derartige feste Kartenverschiebevorrichtung, daß die Vorrichtung nach Möglichkeit wieder in der oben beschriebenen Weise in Ausgangsstellung gebracht

a5 wird.

Bei einer bekannten Anordnung von Navigationsanzeigevorrichtungen für Fahrzeuge wurde die scheinbare Verschiebung des Bildes über der festen Betrachtungseinrichtung einzig und allein durch Verschieben des Kartendurchlichtbildes in der gewünschten Richtung vorgenommen, wobei die Durchlichtbilder zwischen zwei Kassetten durch eine Antriebsvorrichtung aufgespult wurden und das Diagehäuse in Längsrichtung des Filmstreifens durch eine andere Antriebsvorrichtung verschoben wurde. Die verhältnismäßig große Masse des Gehäuses jedoch und die hierzu erforderliche Zusatzausriisuing bewirken, daß es schwieriger ist, die Verschiebung der Karte in der letztgenannten Richtung vorzunehmen, als die Durchlichtbilder auf- und abzuwickeln. Wenn ein festes Gehäuse vorgesehen ist, so kann es auch als Träger für andere Teile benutzt werden, Teile die einen Teil der Navigationsanzeigevorrichtung bilden und die — wenn ein verschiebbares Kartengehäuse benutzt

wird — woanders untergebracht werden müßten. Außerdem müßten die elektrischen Vorrichtungen einer derartigen Verschiebevorrichtung mit flexiblen oder frei hängenden Leitungen verbunden werden. Hinzu kommt, daß, wenn eine derartige Naviga-

tionsvorrichtung in einem Flugzeug verwendet wird, es erforderlich ist, daß die Vorrichtung auch unter großer Beschleunigung zuverlässig arbeitet; hierbei würden die Anforderungen an die Antriebsvorrichtungen sehr hoch sein. Es soll betont werden, daß, je

kleiner die zu verschiebenden Massen sind, es um so leichter ist, Vorrichtungen zu schaffen, die in der Lage sind, in der gewünschten Weise unter allen möglichen Bedingungen, den die Vorrichtungen ausgesetzt sind, zu arbeiten.

hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (13)

1. 781 052

   Patentansprüche:

   I. Navigationsanzeigevorrichtung für Fahrzeuge mit einem optischen System, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

   a) eine Lichtquelle (13) und eine Betrachtungseinrichtung (17). die mit einem Bezugssystem ν ') verbunden sind, ein Gehäuse (3 m bis 5) zur Aufnahme von ebenen Durchlichtbildern (2), die rechtwinklig zu einem Lichtstrahl zwischen der Lichtquelle und der Betrachtungseinrichtung liegen, wobei die Durchlichtbilder gegenüber dem Bezugssystem hinsichtlich mindestens einer Koordinatenachse (22) der DurchHchtebene unbeweglich sind.

   b) eine ers:t optische Ablenkeinheit (20.31.41. 51. 61. 71. 81), die zwischen der Lichtquelle und dem Durchlichtbild angebracht ist. zur Verschiebung der Achse (37) des Lichtstrahls, der aus der ersten Einheit austritt gegenüber der Achse (38) des in diese Einheit einfallenden Lichtstrahls.

   c) eine zweite optische Ablenkeinheit (20. 32. 42. 52, 62, 72. 82), die zwischen dem Durchlichtbild und der Betrachtungseinrichtung ''egt zur Verschiebung der Achse (39) des aus der zweiten Einheit austretenden Lichtstrahls gegen die Achse (37) des in die Einheit einfallendin Lichtstrahls, sowie

   d) Verschiebevorrichtungen {1\ und 60) zur gleichsinnigen Verschiebung dieser ersten und zweiten Einheit (20), und zwar sowohl gleichartig als auch gleichzeitig in Richtung wenigstens einer Koordinatenachse (22). wobei einzelne Bildpunkte des Durchlichtbüdes mindestens entlang der einen Koordinatenachse aufeinanderfolgend betrach tet werden können.
2. 2. Navigationsanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Weglänge des Lichtstrahls zwischen dem Durchlichtbild und der Betrachtungseinrichtung einen konstanten Wert hat.
3. 3. Navigationsanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Betrachtungseinrichtung eine Projektionslinsenanordnung (16) zur vergrößerten Abbildung des auf dem Durchlichtbild betrachteten Bildpunktes enthält.
4. 4. Navigationsanzcigevorricht'jng gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bir» 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede optische Ablenkeinheit in der Lage ist, die Achse des aus ihr austretenden Lichtstrahls gegen die Achse des in sie einfallenden Lichtstrahls in Richtung der Verschiebung dieser Einheiten zu verschieben, und zwar direkt proportional zv der Verschiebung dieser Einheit.
5. 5. Navigationsanzeigevorrichtung rnch einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebevorrichtung für die optischen Ablenkeinheiten ir der Lage ist, diese Einheilen in der Richtung der einen Koordinatenachse zu verschieben und Vorrichtungen (6 bis 8) vorgesehen sind, zur Verschiebung des Durchlichtbildes in Richtung der anderen Koordinatenachse (22').
6. 6 Navieationsanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 5, "dadurch gekennzeichnet, daß das Durchlichtbiid ein Abschnitt eines Filmstreifens Cl) ist und daß die Vorrichtung zur Verschiebung des Durchhchtbildcs Einrichtungen enthalt, um den Filmstreifen zwischen zwe: Kassetten (4 bzw. 3) aufzuspulen, die innerhalb des Gehäuses (3 bi,

   5)lie2en. '
7. 7 ~ Navigationsanzeigevorrichtung n.,ch Anspruch 5 oder 6. dadurch gekennzeichnet, daß jede op:;---~he Ablenkeinheit ein Paar ebener Spieaei (33 und 34, 35 und 36) enthält, die im rechten Winkel zueinande: rtehen.
8. 8. Navisationsanzeigevornchtung gemäß Anspruch? "dadurch gekennzeichnet, daß dl·.-Schnittlinie (43) der Spiegel (35 und 36) mindestens einer optisch in Ablenkeinheit (42) 45- zur Ebene des Durchlichtbildes geneigt ist.
9. 9. Navigationsanzeigevorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, da:. jede optische Ablenkeinheit ein Schmidt-Prism,·.

   (Sl oder 52) enthält.
10. 10. Nauszationsanzeigevorrichtung gem:¹.; einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekcr.r. zeichnet, daß jede optische Ablenkeinheit (fji oder 62) drei ebene Spiegel (63 bis 65 oder 67 r ■ 69) enthält, die eine Würfelecke bilden und ohr. die Verschiebevorrichtungen (21 und 60) für d-> optischen Ab'.cnkeinheiten so ausgelegt sind, d;-sie diese Einheiten parallel zur Ebene des Durci:- lichthildes verschieben kann.
11. 11. Navigationsanzeigevorrichtung nach eine·-., der Ansprüche? b',., 10, dadurch gekennzeichn daß i-jde optische Ablenkeinheit ein Prisma ei hält.'welches den Lichtstrahl innen reflektiert.
12. 12. Navigationsanzeigevorrichtung gem;_; einem der Ansprüche 1 bis β, dadurch geker zeichnet, daß jede optische Ablenkeinheit (". ; oder 72,81 oder 82) eine geeignete Anordnung optischer Fibern (Fibernoptik) enthält.
13. 13. Naviiiationsanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß in ;ed_ optischen Ablenkeinheit (71 oder72) der Absta;■·.; der Enden (73) der optischen Fibern, in die du Licht einfällt, verschieden ist von dem Abstand der Enden (74). aus denen der Lichtstrahl austriu