DE2009200A1

DE2009200A1 - Anzeigevorrichtung zur Wiedergabe von relativ zueinander bewegbaren Symbolen

Info

Publication number: DE2009200A1
Application number: DE19702009200
Authority: DE
Inventors: Simon Malcolm Walker Christopher Henry Cummer London St. Leger Searle
Original assignee: Smiths Group PLC
Current assignee: Smiths Group PLC
Priority date: 1969-02-28
Filing date: 1970-02-27
Publication date: 1970-09-10
Also published as: GB1297940A; FR2033165A5; US3679297A

Description

PATENTANWÄLTE Telefon: (0271)32409

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Eiserner Straße 227 Deutsche Bank AG-,

Filialen Siegen υ. Oberhausen (RhId.)

70 031 Kü/Schm ' 26. gebr. 1970

Smiths Industries Limited, Cricklewood Works, London, N.Wd,

England

Pur diese Anmeldung wird die Priorität aus der britischen Patentanmeldung Nr. 10815/69 vom 28. Febr. 1969 beansprucht.

Anzeigevorrichtung zur Wiedergabe· von relativ zueinander bewegbaren Symbolen.

Die Erfindung bezieht sich auf Anzeigevorrichtungen, bei denen Abbilder bzw. Abbildungen von Wiedergabesymbolen in einer Wiedergabefläche der Vorrichtung erscheinen und sich darin relativ zueinander bewegen.

Anzeigevorrichtungen dieser besonderen Art sind bekannt und sind dazu verwendet worden, sogenannte "Wiedergabesysteme in Kopf- bzw. Augenhöhe" /"head-up" display systems/ in einem Luftfahrzeug hervorzubringen, d.h. Systeme bzw. Vorrichtungen,

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bei denen Wiedergabesymbole auf einen teilweise transparenten Reflektor in der Sichtlinie eines Piloten des Luftfahrzeuges so projiziert werden, daß er diese gegen den Hintergrund der äußerer Szenerie durch die Luftfahrzeug-Windschutzscheibe hindurch beobachtet. Die Anzeige bzw. Wiedergabe wird normalerweise von einem Kathodenstrahlrohr geliefert und schließt Symbole ein, die, wenn sie auf den teilweise transparenten Reflektor gegen den Hintergrund der äußeren Szenerie projiziert werden, dem Piloten eine Anzeige von Faktoren geben, wie beispielsweise die Luftfahrzeuglage und die Plugbahn. Die Verwendung eines Kathodenstrahlrohrs bringt jedoch notwendigerweise das Vorsehen ziemlich komplizierter elektrischer Schaltungen für die Erzeugung und die Lagesteuerung der Symbole bei der Wiedergabe mit sich, und diese haben den Nachteil, daß sie die Komplizierung und somit auch die Kosten für die Wiedergabe- bzw. Anzeigevorrichtung wesentlich steigern. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anzeigevorrichtung der genannten Gattung zu schaffen, die beim Vorsehen eines "Wiedergabesystems in Kopfhöhe" von wesentlich einfacherer Ausführungsform verwendet werden kann.

Erfindungsgemäß ist eine Anzeigevorrichtung der genannten Gattung dadurch gekennzeichnet, daß zwei Farbfilter mit Symbolmarkierungen hintereinander im Lichtweg nach der Wiedergabefläche angeordnet sind, daß jedes Filter dem Licht, außer bei seiner Symbolmarkierung eine Lichtband-Übertragungseigenschaft bietet, die dem botreffenden Filter individuell ist und daß zumindest eines der Filter relativ zum anderen zu bewegen ist, um die LagebeZiehung bzw. Relativlage der wiedergegebenen Symbolabbilder zu verändern.

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Das Wiedergabesystem nach der Erfindung hat den Vorteil der Einfachheit gegenüber den bekannten Systemen, und zwar insofern, als es ohne weiteres eine Relativbewegung der Symbole ohne die Notwendigkeit der Komplizierung und des Aufwandes für das Vorsehen eines Kathodenstrahlrohres ermöglicht.

Es können mehr als nur zwei Filter verwendet werden, und diese können kostensparend einfach als Farbfilmtransparente vorgesehen werden.

Eine erfindungsgemäße Wiedergabevorrichtung wird nunmehr anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung beschrieben, und zwar, zeigt bzw. zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Wiedergabevorrichtung, die

Fign. 2 und 3 separat zwei Filter, die einen Teil der

Wiedergabevorrichtung nach Fig. 1 bilden, während die

Fign. 4 und 5 eine Abänderungsform der Anordnung nach Fig.1 wiedergeben, durch welche ein drittes Filter zusätzlich zu den beiden in den Fign. 2 und 3 dargestellten vorgesehen wird, wobei Fig. 5 den visuellen Effekt der gegenseitigen Überlagerung der drei Filter wiedergibt.

Die in Fig. 1 dargestellte Anzeigevorrichtung ist ein "Wiedergabesystem in Kopfhöhe" für die Verwendung in einem Luftfahrzeug und wird so dargestellt, als wäre sie am Windschutzseheiben-Unterzug bzw. -Rahmen des Luftfahrzeugs vor dem Piloten angebracht.

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Nach I¹Ig. 1 sind zwei Komplementär-Farbfilter 1 und 2, mit dem filter 2 hinter dem Filter 1, senkrecht zum Lichtweg entlang einer Achse 3 von einer Lichtstreuscheibe 4 nach einem Kollimator-Linsensystem 5 angeordnet. Die Lichtstreuscheibe wird über eine Kondensorlinse 6 von einer elektrischen Lampe beleuchtet, die weißes Licht mit Frequenzkomponenten abgibt, die jeweils innerhalb der beiden sich gegenseitig ausschließenden Lichtübertragungsbänder der Filter 1 und 2 liegen.

Die Filter 1 und 2, wie sie in den Fig. 2 und 3 dargestellt werden, sind als quadratische Farbfilmtransparente jeweils in blaugrün und orange vorgesehen und tragen individuelle Symbolmarkierungen in diesen beiden Farben. Das Blaugrün-Filter 1 trägt ein Horizontsymbol 8 in Form einer vollen Linie in orange, während das Orange-Filter 2 ein Flugvektorsymbol 9 in Form eines Kreises mit kurzem, sich nach der Seite erstreckenden Armen, alles in blaugrün, trägt. Da sich die Blaugrün- und Orange-Übertragungsbänder der beiden Filter 1 und 2 gegenseitig ausschließen, gelangt Licht von der Scheibe nach dem Linsensystem 5 nur dann, wenn das orangefarbene Horizontsymbol 8 vor dem orangefarbenen Feld des Filters 2 liegt und wenn das blaugrüne Flugvektorsymbol 9 hinter dem blaugrünen Feld des Filters 1 liegt.

Betrachtet man erneut Fig. 1, so liegen die beiden Filter 1 und 2 dicht beieinander und beide im wesentlichen in der Fokalebene des Kollimator-Linsensystems 5_f so daß das Linsensystem 5 Abbildungen der orangefarbenen und blaugrünen Symbole 8 und 9 auf einen teilweise transparenten Reflektor 10 projiziert, der in der durch die Luftfahrzeug-Windschutzscheibe 12 hindurch verlaufenden Sichtlinie 11 des Piloten angeordnet ist, Die Horizont- und Flugvektoraymbole und 9 werden dementsprechend vom Piloten so gesehen, als ob

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sie im Unendlichen längen, und zwar gegen den Hintergrund der durch die Windschutzscheibe 12 hindurch beobachteten Szenerie.

Bewegungen der Horizont- und Flugvektorsymbole 8 und 9 in der Wiedergabefläche am Reflektor 10 werden einfach mittels elektromechanischer Vorrichtungen 13 und 14 bewirkt, die in entsprechender Weise mit den Filtern 1 und 2 gekuppelt sindo Die Vorrichtungen 13 und 14 bewegen die Filter 1 und 2 unabhängig voneinander unter der Steuerung einer elektrischen Einheit 15 und in Übereinstimmung mit den Bewegungen des luftfahrzeuge im Azimut, um die Rollachse (Längsachse) und um die Längsneigungsachse (Querachse), wobei elektrische Signale, die von diesen letzteren Bewegungen abhängig sind, der Steuereinheit 15 von entsprechenden Abtastvorrichtungen und JTavigationshilfen im Luftfahrzeug übermittelt werden. G-enauer-gesagt wird das Filter 1 , welches das Horizontsymbol 8 trägt, quer zur Achse 3 auf- und abbewegt und das Symbol 8, wie durch den Doppelpfeil E in Fig. 2 angedeutet, in Übereinstimmung mit der Bewegung des Luftfahrzeugs um die Querachse (Nickbewegung). Das Filter 1 wird zusätzlich um die Achse 3 gedreht, wie durch den Doppelpfeil B in Fig. 2 angedeutet, und zwar in Übereinstimmung mit der Bewegung des Luftfahrzeugs um die Längsachse (Rollbewegung), so daß mit beiden Bewegungen das Abbild des Horizontsymbols 8 stabilisiert wird, um die entsprechende Simulation des wahren Horizonts in der Wiedergabefläche zu liefern. Das Filter 2 wird andererseits auf und ab und seitwärts von der Achse 3 bewegt, wie durch die Doppelpfeile E und A in Fig. 2 angedeutet, und zwar jeweils in Übereinstimmung mit Bewegungen der Luftfahrzeug-Flugbahn um die Querachse und im Azimut, so daß das Flugvektorsymbol 9 eine entsprechende Simulation der tatsächlichen Flugrichtung des Luftfahrzeugs in der Wiedergabeflache liefert.

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— D —

Bei der oben beschriebenen Anordnung erscheinen unvollständige Abbilder der Symbole 8 und 9 in der Wiedergabefläche immer dann, wenn die Filter 1 und 2 so angeordnet sind, daß sich die Symbole 8 und 9 überlappen bzw. überdecken, da unter diesen Umständen der Flächenbereich der Überlappung dunkel erscheint. Jeder Nachteil davon kann normalerweise dadurch überwunden werden, daß das Symbol im einen oder anderen (oder möglicherweise in beiden) der Filter 1 und 2 als klare Markierung anstatt als eine gefärbte vorgesehen wird, so daß Licht entweder von orange oder blaugrüner Farbe, welches vom anderen Filter durchgelassen wird, dann frei durch die Gesamtheit dieses Symbols hindurch übermittelt wird. Beispielsweise kann das Horizontsymbol 8 als eine klare, völlig transparente Markierung auf dem blaugrünen Filter 1 ausgebildet werden, und dann erscheint das blaugrüne Flugvektorsymbol 9 scets als ein ununterbrochenes Abbild, ob nun die Filter 1 und 2 mit sich einander überlappenden Symbolen 8 und 9 angeordnet sind oder nicht. Die Frage, welches Abbild auf diese Weise stets ununterbrochen beizubehalten ist, wie auch diejenige, welche besonderen Farben für die individuellen Symbole zu verwenden sind, ist eine Sache der Auswahl entsprechend den besonderen Betriebsbedingungen, die in Betracht kommen.

Die Vorrichtung bzw. das System kann eine Anzeige bzw. Wiedergabe liefern, die mehr als nur zwei Symbole einschließt, und zwar entweder dadurch, daß entsprechende Markierungen einem oder beiden Filtern 1 und 2 hinzugefügt werden, oder dadurch, daß die Anzahl der verwendeten Filter erhöht wird. Wenn es beispielsweise erwünscht iat, einen Rollbahnmarkierer oder ein Gleitflug-Neigungesymbol hinzuzufügen, welcher bzw. welches sich als unterbrochene linie parallel zum Horizontsymbol 8, aber unterhalb desselben erstreckt, so kann dies einfach dadurch bewirkt werden, daß eine entsprechende orange-

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farbene Markierung dem Filter 1 zugefügt wird. Wenn es jedoch erwünscht ist, eine leichte Einstellung, für den Abstand des hinzugefügten Symbols unterhalb des Horizontsymbols 8 vorzusehen, dann kann die Symbolmarkierung, wie in den Fign. 4 und veranschaulicht, an einem separaten (z.B. roten) Filter vorgesehen werden. Das Farbfilmfilter 16 bei der Anordnung der Fign. 4 und 5 ist so angebracht, daß es mit dem Filter 1 gehalten wird, aber so, daß eine einfache manuelle Einstellung ihrer Relativlagen und dadurch des zugefügten Symbols 18 aus unterbrochener Linie mit Bezug zum Horizontsymbol 8 durch ein Steuerorgan 17 ermöglicht wird, Wenn, wie bei der in den Fign„ 4 und 5 dargestellten Anordnung, ein drittes Filter hinzugefügt wird, kann es natürlich notwendig sein, die Lichtband-Übertragungseigenschaften der beiden anderen abzuändern.

Die Filter 1, 2 und 16 werden oben als Farbfilmtransparente beschrieben, können andererseits aber auch Gelatine-Farbfilter oder Interferenzfilter sein.

Wenn auch die vorliegende Erfindung im Vorangehenden insbesondere mit Bezug auf das Vorsehen einer"Wiedergabe in Augenhöhe" beschrieben wurde, so ist die Erfindung doch nicht auf diese besondere Anwendungsform beschränkt. Es ist klar, daß die Wiedergabe auch direkt von den Filtern ohne Projektion vorgesehen bzw. geliefert werden könnte, und in dieser Hinsicht kann die entsprechende Wiedergabefläche einfach ein direkt beobachteter Schirm sein, der hinter denFiltern angeordnet wird.

Die Erfindung betrifft auch Abänderungen der im beiliegenden Patentanspruch 1 umrissenen Ausführungsform und bezieht sich vor allem auch auf sämtliche Erfindungsmerkmale, die im einzelnen-* oder in Kombination — in der gesamten Beschreibung und Zeichnung offenbart sind.

Patentansprüche

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Claims

70 031 Kfl/A 26. 2..1970

Patentansprüche

'Anzeigevorrichtung, bei welcher Abbilder von Wiedergabesymbolen in einer Wiedergabefläche der Vorrichtung erscheinen und sich darin relativ zueinander bewegen, dadurch f gekennzeichnet, daß zwei Farbfilter (1, 2; 1,16), welche Symbolmarkierungen (8,9;8,18) tragen, hintereinander im Lichtweg (3) nach der Wiedergabefläche (10) angeordnet sind, daß jedes Filter (1,2;1,16) dem Licht, außer an seiner Symbolmarkierung (8,9;8,18), eine Lichtband-Übertragungseigenschaft bietet, die dem betreffenden Filter individuell ist, und daß zumindest das eine der Filter (1,2;1,16) relativ zum anderen Filter bewegbar ist, um die Lagebeziehung der wiedergegebenen Symbolabbilder abzuändern.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der Filter (1,2;1,16) eine Symbolmarkierung (8,9;8,18) trägt, die eine Lichtband-Übertragungseigenschaft aufweist, welche sich von der diesem betreffenden Filter individuell zugehörenden Eigenschaft unterscheidet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Filter (1,2) eine Symbolmarkierung trägt, welche die dem anderen Filter individuell zugehörige Lichtband-Übertragungseigenschaft aufweist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Symbolmarkierung von zumindest einem der Filter für das Licht völlig transparent ist.

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5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4> dadurch gekennzeichnet, daß die Filter Farbfilmtransparente sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 "bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Filter duch elektromechanisehe Vorrichtungen (13, 14-) bewegbar sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Filter (1, 16) sich gegenseitig tragen und daß eine manuell, einstellbare Vorriphtung (17) vorgesehen ist, welche deren Relativlagen regelt.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Linsenanordnung (5) vorgesehen ist, welche die Symbolabbilder auf einen teilweise transparenten Reflektor (10) projiziert.
9, Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, Verwendung in einem luftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet» daß die Relatiyfeewegungen der Filter (1_t 2) in Ansprecherwiderung auf Bewegungen des Luftfahrzeuges, erfolgen,
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß dan eine der Filter eine Symbolmarkierung in Form einer Horizontlinie (8) trägt und daß dieses Filter (1) in Übereinstimmung mit Luftfahrzeugiaewegungen um die Querachse und um die Längsachse bewegt wird, derart, daß das Abbild dieser Linie (8) den wahren Horizont simuliert,

^N 11, Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn-? zeichnet, £§ß eine» der filter eine Symfeolmarkierung (9) welche eine A^zeigii für die Flugrichtung des Luftfahrzeugi! liefert, und daß dieiej Filter (j2) in ||l?erein§timmung mit Iiuf tfahrzeuglitwegungen um die Querachse und im Azimut bewegt wird_? derart, dafl das Abbild des Flugrichtungsspil?ol8 (9) die flugrichtung dta Luftfahrzeugs fimuliert.

ORIGINAL

Ö09837/16A7

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