DE2130969A1

DE2130969A1 - Optisches Anzeigegeraet mit Abbildung in Unendlichen,insbesondere als Frontscheibenanzeige in einem Flugzeug

Info

Publication number: DE2130969A1
Application number: DE19712130969
Authority: DE
Inventors: Kirschner Robert Kay
Original assignee: Sundstrand Data Control Inc
Current assignee: Sundstrand Data Control Inc
Priority date: 1970-06-22
Filing date: 1971-06-22
Publication date: 1972-01-05
Also published as: FR2096407A1; FR2096407B1; DE2130969B2; CA954347A; GB1322422A; DE2130969C3; JPS6024445B1

Description

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SUNDSTBAND DATA CONTROL·, Inc.

Overlake Industrial Park, Kedmond, Washington USA

Optisches Anzeigegerät mit Abbildung im Unendlichen, insbesondere als Frontscheibenanzeige in einem Plugzeug.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Darstellung im Unendlichen liegender Bilder in einem Spiegel.

Die Verwendung von Bildvorlagen zur Darstellung eines Bildes in einem Spiegel ist bekannt. In Vorrichtungen dieser Art, beispielsweise in projizierten Frontscheibenanzeigen und Visiereinrichtungen, wird' oft ein teildurchlässiger Spiegel Verwendet, um das dargestellte Bild mit dem unmittelbaren Blickfeld eines Fahrzeugführers durch den Spiegel zu vereinigen. Für verschiedene Verwendungszwecke von Anzeigegeräten hat sich herausgestellt, daß

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eine Kollimation der dargestellten Bilder für den Betrachter Vorteile bringt. Dadurch, daß man die reflektierten Lichtstrahlen zueinander parallel macht, sind die Bilder für den Betrachter klar sichtbar und erscheinen auf ein entferntes Objekt projiziert, auf das die Augen fokussiert sind, da die Bilder im Unendlichen abgebildet sind. Zudem scheinen sich die kollimierten Bilder nicht zu dem entfernten Objekt zu bewegen, wenn der Betrachter seinen Kopf bewegt.

Um die Lichtstrahlen parallel zu machen, wird bei diesen Anzeigegeräten gewöhnlich zwischen der Bildvorlage und dem Spiegel ein Kollimatorobjektiv eingefügt. Objektive dieser Art brechen das Licht derart, daß die von der Bildvorlage kommenden divergenten Strahlen in parallele Strahlen kollimiert werden, die dann von einem ebenen Kombinationsspiegel zum Betrachter reflektiert werden. Bei der Verwendung solcher Kollimatoren sind zahlreiche Schwierigkeiten aufgetreten· Da die vom Kollimatorobjektiv zum Spiegel laufenden Lichtstrahlen parallel sind, braucht man ein Objektiv, dessen Fläche, gemessen senkrecht zur optischen Achse, mindestens so groß ist wie der projizierte Abbildungsbereich auf dem Kombinationsspiegel. Häufig werden diese Anzeigegeräte dort verwendet, wo Platzmangel herrscht« So sind zum Beispiel häufig projisierte FrontScheibenanzeigegeräte im Cockpit eines Flugzeuges vor einem Piloten befestigt und die im Cockpit herrschenden Platzeinschränkungen verhindern die Verwendung verhältnismäßig großer Bilderzeugungsvorrichtungen. Folglich ist die G-röße des Eollimatorobjektivs begrenzt und die kollimierte Bilddarstellung ist dementsprechend ebenfalls klein.

Weiter schreiben die Haumbeseiiränkungen im Cockpit vor,

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daß die Brennweite des Kollimatorobjektivs kurz sein muß, um den Abstand zwischen der Bildvorlage und dem Objektiv möglichst kurz und die Bildvorlage selbst möglichst klein zu machen, damit der Platzbedarf der Bildvorlage vermindert wird. Bekanntlich erfordern Objektive mit kurzer Brennweite mehrere Präzisionsglieder, um die sphärische und chromatische Aberration zu korrigieren, und solche zusammengesetzten Objektive sind schwer und kostspielig. So findet beispielsweise eine Frontscheibenanzeige mit einem vierzölligen Kollimatorobjektiv mit kurzer Brennweite in den meisten Cockpits keinen Platz, ohne daß nicht eine größere Umkonstruktion vorgenommen werden muß, und die entsprechende Abbildung von vier Zoll (ca 10 cm) ist für viele derzeitige Anwendungsbereiche ungeeignet.

Anzeigegeräte, die Kollimatoren verwenden, haben sich als besonders unpraktisch für eine Betrachtung mit beiden Augen erwiesen. Aufgrund des Augenabstandes kann nur ein kleiner Mittelteil des kollimierten Bildes gleichzeitig mit beiden Augen betrachtet werden und für ein kreisförmiges Kollimatorobjektiv ist der eingeschränkte Bereich der kreisrunden Bilddarstellung, der gleichzeitig mit beiden Augen gesehen wird, oberhalb und unterhalb der Mitte des Bildbereiches noch schmäler. Folglich können bei projizierten Frontscheibenanzeigen verhältnismäßig schwache Seitenwinde das kollimierte Bild so weit verschieben, daß es nur noch mit einem Auge wahrgenommen wird, wenn die Augen des Fahrzeugführers auf einen Bezugspunkt, etwa eine Landebahn fixiert sind. Wenn unter solchen Bedingungen die Größe des Spiegels der kollimierten Bilddarstellung entspricht, sieht ein Auge des Betrachters den Bezugspunkt völlig außerhalb des Spiegelrandes.

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Um diese Probleme zu beseitigen, wurden bisher sphärische und parabolische Spiegel zur Kollimation der Bilder verwendet und die Kollimatorobjektive wurden weggelassen. Damit wurden zwar gewisse Fortschritte erzielt,.jedoch sind beide Spiegelarten für die Betrachtung mit beiden Augen ungeeignet. Da keiner dieser Spiegel eine Brennebene hat, die zur optischen Achse symmetrisch ist, haben sie für eine achsferne Betrachtung mit beiden Augen keine für beide Augen des Betrachters gemeinsame Brennebene. Daher bieten sowohl die sphärischen als auch die parabolischen Spiegel keine klare Sicht des dargestellten Bildes mit . beiden Augen und haben sich als ungeeignet erwiesen, wenn eine Betrachtung mit beiden Augen vorgesehen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben geschilderten Mängel zu beseitigen, die mit dem Erzeugen eines kollimierten Bildes verbunden sind, und sie tut dies, indem sie eintAnzeigegerät vorsieht, das einen elliptischen Spiegel verwendet, bei dem die Brennebenen für die beiden Augen praktisch zusammenfallen und indem sie Bilder für den Spiegel in dessen Brennebene erzeugt. Der elliptische Spiegel kollimiert die Bilder ohne daß dazu ein Kollimatorobjektiv notwendig ist und ermöglicht eine verhältnismäßig großflächige Bilddarstellung auf dem Spiegel. Die Brennebene des elliptischen Spiegels hat eine Fläche, die genügend symmetrisch zur optischen Achse ist, um eine klare Sicht der kollimierten Bilder mit beiden Augen des Betrachters zu liefern.

Das Anzeigegerät weist eine Grundplatte mit einem Gehäuse auf, das Mittel zur Erzeugung der Bilder enthält und ein·, Frontfenster hat, durch das die Bildstrahlen auf den Spiegel

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fallen. Die Grundplatte erstreckt sich mit einem Teil vom Gehäuse nach vorne bis unter den Spiegel und der Spiegel ist auf dem Ende des vom Fenster entfernten Teiles der Grundplatte montiert. Die Bilderzeugungsvorrichtung umfaßt Mittel» um auf dem Spiegel ein Skalenbild zu erzeugen. Hierzu ist eine Lichtquelle in einer durchscheinenden Bandführung mit einer dem Spiegel zugekehrten langgestreckten Führungsfläche angeordnet. Ein langes Band, das mehrere Marken oder Beschriftungen enthält, ist beweglich auf der Führungsfläche geführt, um mehrere Skalenmarken auf dem Spiegel sichtbar zu machen. Ferner gehören zur Bilderzeugungsvorrichtung auch Mittel, um auf dem Spiegel das Bild eines Stabes sichtbar zu machen. Hierzu ist ein querliegender, länglicher Stab und eine mit dem Stab gefluchtete langgestreckte Lichtquelle vorgesehen und das von dem Stab reflektierte Licht mach ein Stabbild auf dem Spiegel sichtbar. Der Stab ist in einer Ebene beweglich, die etwa parallel zur Spiegelfläche ist, wobei sich die Stababbildung im Spiegel entsprechend verschiebt. Die Lichtquelle ist mit der Ebene der Stabbewegung ausgerichtet und in der Bähe angebracht. Eine Schaltung versorgt die Lampen für die Beleuchtung d«r Skala und des Stabes mit Strom und regelt die Lichtintensität.

Eine Ausführungeform der Erfindung weist weiterhin folgende Ausgestaltungeeerkmale aufι

Das lange Band erzeugt ein langgestrecktes Skalenbild in dem Spiegel, das durch die Bewegung des Bandes geändert wird. Das Bild des Stabes kreuzt das Skalenbild im Spiegel, so daß eine Beziehung zwischen den beiden Bildern besteht.

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Bei Bewegung des Stabes verschiebt sich das Stabbild im Spiegel und der Schnittpunkt des Stabbildes mit dem Skalenbild ändert sich. Der Stab und das Band sind in der Brennebene des Ellipsoidspiegel angeordnet. Die iührungsfläche und der Stab sind konform zur Gestalt der Brennebene gekrümmt. Der Ellipsoidspiegel ist ein Segment aus einer Fläche, die durch Eotation einer Ellipse um deren Hauptachse entsteht. Der Ellipsoidspiegel ist teildurchlässig und in der Blicklinie eines iahrzeugführers angeordnet und die kollimierten Bilder werden mit dem Blickfeld des iahrzeugführers durch den Spiegel vereinigt. Der Spiegel ist auf dem zweiten Grundplattenteil derart verschieblich gehaltert, daß er zum Stab und zum Band einstellbar ist und die Bilderzeugungsmittel in der Brennebene des Spiegels in Stellung gebracht werden können. Ferner ist der Spiegel auf dem Grundplattenteil schwenkbar montiert, so daß er von einer aufrechten Stellung, in der er die Bilder sichtbar macht, in eine Verstaustellung umklappbar ist» in der kein Bild im Spiegel sichtbar ist. Ein Schalter, der mit dem schwenkbaren Spiegel funktionell gekoppelt ist, schließt einen Stromkreis für die Lichtquellen, wenn der Spiegel aufrecht steht und unterbricht diesen Stromkreis und damit die Stromzufuhr für die Lichtquellen, wenn der Spiegel in seiner Verstaustellung ist. Das Anzeigegerät hat Mittel zum Regulieren der Lichtintensität der dargestellten Bilder, zu denen zwei lichtempfindliche Elemente und auf diese ansprechende Schaltungsbestandteile gehören, die den Lampenstrom regeln und damit die Helligkeit der Abbildungen. Das eine lichtempfindliche Element mißt die Umfeldhelligkeit des Gesichtsfelde» im Spiegel und das zweite lichtempfindliche Element mißt das

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das Licht von der beleuchteten Bildvorlage. Die Ausgänge der beiden Elemente werden verglichen, um den Kontrast des dargestellten Bildes mit der Umfeldbeleuchtung zu regulieren. Zu dieser Regulierung sind Mittel vorgesehen, die das auf das eine Element übertragene Licht einregeln, um das Ausmaß des Kontrastes zwischen dem Bild und der Umfeldbeleuchtung zu modifizieren.

In einer «eiteren Ausbildungsform weist das Anzeigegerät noch einen zweiten Spiegel auf, der die vom Ellipsoidspiegel kollimierten Bildstrahlen reflektiert. Eine Halterung ist vorgesehen, um das Anzeigegerät an einem Fahrzeug zu befestigen. Die Halterung hat einen am Fahrzeug befestigten Tragarm und ein Parallelengrammgestänge, das die Grundplatte mit dem Tragarm verbindet. Die Halterung erlaubt eine Bewegung des Anzeigegerätes von einer Sichtposition, in der der Spiegel in der normalen Blicklinie des Fahrzeugsführers liegt, in eine Stellung, in der der Spiegel aus dem Gesichtsfeld des Fahrzeugführers entfernt ist.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Anzeigegeräts, das in einem Flugzeug eingebaut ist, wobei die Beziehung zwischen dem Flugweg des Flugzeugs und einer Landebahn beim Anflug gezeigt ist;

Fig. 2 eine bruchstückhafte Perspektive Ansicht des erfindungsgemäßen Anzeigegerätes, in einem Flugzeug

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montiert, die einen Zeiger für den Flugweg veranschaulicht, der den Piloten beim Anflug an die Landebahn dirigiert;

Fig. 3 eine schematische Skizze der gegenseitigen Lage der Bilderzeugungsmittel, des Ellipsoidspiegels und des Betrachters;

Fig. 4 eine Skizze, die die Beziehung zwischen der Rotationsellipse, dem Betrachter und den Bilderzeugungselementen zeigt;

Fig. 5 eine schematische Skizze der Brennebenen der verschiedenen Koliimatorspiegel und ihre Lage zu den Augen eines Betrachters;

Fig, 6 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Anzeigegerätes;

Fig. 7 eine Ansicht von oben auf das erfindungsgemäße Anzeigegerät ;

Fig. 8 einen Schnitt nach der Linie 8-8 der Fig. 7 mit aufrechtem Spiegel;

Fig. 9 eine Seitenansicht, teilweise geschnitten nach der Linie 8-8 der Fig. 7» mit dem Spiegel in die Verstaustellung umgeklappt;

Fig. 10 einen Detailschnitt nach der Linie 10-10 der Fig. 7, der die verschiebliche Halterung des Spiegels deutlich macht;

Fig. 11 eine perspektivische Ansicht der Bilderzeugungsvorrichtung, wobei das Gehäuse teilweise weggebrochen ist;

Fig. 12 eine fragmentarische Ansicht von oben auf die Bilderzeugungsvorrichtung in dem Gehäuse;

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Pig. 13 einen Schnitt nach der Linie 13-13 der Pig. 12; Pig. 14 einen Schnitt nach der Linie 14-14 der Pig. 13;

Pig. 15 eine Seitenansicht der Halterung für das Anzeigegerät, wobei das Anzeigegerät in die Sichtposition geschwenkt ist;

Pig. 16 eine Seitenansicht der Halterung, wobei das Anzeigegerät in eine Stellung geschwenkt ist, in der der Spiegel aus der normalen Blicklinie des Betrachters entfernt ist;

Pig. 17 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Pig. 18 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Anzeigegerätes.

Die Figuren 3 und 6 zeigen ein Anzeigegerät, das insgesamt mit 2o bezeichnet ist. Es hat eine Grundplatte' 22 und einen Spiegel 24. Die Grundplatte 22 haltert ein Gehäuse 26 mit einem Frontfenster 28 und erstreckt sich mit einem zweiten Teil 3o vom Gehäuse 26 unter dem Fenster 28 nach vorne. Der Spiegel 24 ist an diesem zweiten Grundplattenteil 3o nächst dessen vom Fenster entfernten Ende befestigt.

Bilder für den Spiegel werden in dem Gehäuse 26 erzeugt, durch das Pensttr 28 geworfen und vom Spiegel in die Augen 32 eines Betrachters reflektiert. Die reflektierten Lichtstrahlen 34 sind, zueinander parallel, um die Bilder ia Unendlichen abzubilden, wie noch genauer beschrieben wird. In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Spiegel ausreichend transparent, um dem Betrachter eine ungehinderte Sicht durch den Spiegel zu gewähren, und die Abbildungen

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werden mit der unmittelbaren Sicht durch den halbdurchlässigen Spiegel vereinigt.

In einer speziellen Anwendung des Anzeigegerätes, die gewöhnlich als projizierte Frontscheibenanzeige bezeichnet wird, ist das Gerät im Cockpit eines Flugzeuges 36 montiert, wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, und der Spiegel 24 befindet sich in der normalen Sichtlinie des Piloten durch die Windschutzscheibe 38 des Flugzeuges. Die auf dem Spiegel erscheinenden Bilder geben eine Information über das Flugzeug. Die Bilder können eine senkrecht stehende Skala 4o und einen querliegenden Stab 42 umfassen, der das Skalenbild 4o schneidet. Wie noch beschrieben wird, ist das Skalenbild auf dem Spiegel in vertikaler Sichtung versehieblich, so daß sich die Lage der Skalenbeschriftung zum Stab 42 ändert. Der Stab bewegt sich seinerseits nach oben und unten je nach dem Anstellwinkel des Flugzeugs, so daß sich der Schnittpunkt des Stabbildes mit der Skalenabbildung ändert, um auf diese Weise den PiIoten in Verfolgung einer erwünschten Flugbahn zu einem Aufsetzpunkt 44 auf einer Landebahn 46 zu leiten.

Da die Abbildungsstrahlen parallel gemacht sind, werden sie im Unendlichen vereinigt und erscheinen dem Piloten als scharfe Bilder, wenn seine Augen auf unendlich oder auf weite Entfernungen eingestellt sind. Die Bilder erscheinen also auf das Gesichtsfeld des Piloten projiziert zu sein und sie behalten ihre Lage bezüglich des realen Hintergrundes bei,wenn der Pilot seinen Kopf zum Spiegel bewegt.

Der AnstellwinkelOC des Flugzeugs, siehe Fig. 1, ist definiert als der Winkel zwischen der Bumpfbezugslinie FRL und der Flugbahn des Flugzeugs. Der Steigungswinkel Q des Flug-

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zeuge ist der Winkel zwischen der Rumpfbezugslinie PRL und der Horizontalen. Der Flugbahnwinkel ^* des Flugzeugs ist der Winkel zwischen der Horizontalen und der Flugrichtung des Flugzeugs. Zwischen diesen Winkeln besteht die Beziehung: ff - O( +■ Q

Das Anzeigegerät modifiziert den Winkel der reflektierten parallelen Strahlen 34 des Stabbildes 42 als eine Funktion des Anstellwinkels ^ des Flugzeugs und hält diese Strahlen im wesentlichen parallel zur Flugbahn des Flugzeugs. Demzufolge ist die Blicklinie des Piloten durch den Stab 42 parallel zur tatsächlichen Flugbahn und der Stab zeigt die .projizierte Flugbahn für das Flugzeug an. Wenn der Pilot das Flugzeug 36 so steuert, daß der Stab 42 in seiner Blicklinie auf den Zielpunkt 44 nahe dem Ende der Landebahn 46 bleibt, wird das Flugzeug auf der Flugbahn zum Zielpunkt gelenkt.

Das Anzeigegerät bewegt ferner die Skalenabbildung 4o vertikal auf dem Spiegel als eine Funktion des Steigungswinkels θ des Flugzeugs. Die Nullmarke auf der Skala bezieht sich auf den Fernhorizont. Der Punkt, an dem die Stababbildung 42 die Skala 4o schneidet, zeigt dem Piloten den Flugbahnwinkel y an, der unmittelbar an der Skala ablesbar ist.

Um die Abbildungsstrahlen für den Betrachter achsparallel zu machen, hat der Spiegel 24 in dem erfindungsgemäßen Anzeigegerät die Form eines Ellipsoides und die Bilder werden in der Brennebene des Spiegels erzeugt. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, fällt Licht von den Bildvorlagen im Gehäuse 26 unmittelbar auf den Spiegel und die Form des elliptischen Spiegele verwandelt das reflektierte Licht in die parallelen

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Strahlen 34. Folglich, macht der Spiegel mit Kollimatoreffekt eine Kollimatorlinse zwischen den Bildvorlagen und dem Spiegel überflüssig und die Beschränkungen, die den Abbildungen hinsichtlich der Größe aufgrund einer Kollimatorlinse auferlegt waren, entfallen. Folglich ist eine größere Abbildungsfläche mit einer kleineren Gesamtvorrichtung erzielbar, als dies bei Verwendung von Kollimatorlinsen möglich war. Gemäß Fig. 2 ist beispielsweise dem Stab 42 eine beträchtliche horizontale Abmessung gegeben, so daß der Pilot ihn mit beiden Augen gleichzeitig sehen kann und die Lage des Stabes zum Zielpunkt auch während einer Versetzung des Flugzeugs aufgrund von Seitenwinden deutlich wird.

Der in dem Beispiel verwendete Spiegel war etwa 8,4 cm hoch und 18,3 cm breit (313 Zoll und 7»2 Zoll). Aus einem Abstand von etwa 46 cm betrachtet, beträgt das horizontale Gesichtsfeld für die Betrachtung mit einem Auge 15 Grad auf jeder Seite der Mittellinie durch den Spiegel und für beidäugige Betrachtung ist das Gesichtsfeld 7»3 Grad auf jeder Seite der Mitte. Das Gesichtsfeld für beide Augen ist unter normalen Bedingungen bei Landungen mit Seitenwind und Kopfbewegungen des Piloten angemessen.

Wie in Fig. 4 veranschaulicht, erhält man die Form des Ellipsoidspiegels am besten, indem man eine Ellipse um ihre Hauptachse a dreht und ein Segment der Rotationsfläche 48 der Ellipse nahe der Umdrehungsachse herausgreift, das gänzlich in einer Hälfte des Ellipsoids liegt. In Fig. 3 ist der Spiegel 24 als ein Segment zweier nahe beieinander liegender Ellipsoide 48a und 48b gezeigt, wobei beide Flächen der erzeugenden Ellipsen teilweise in

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gestrichelten Linien angedeutet sind. Es können also beide Flächen, die Vorder- und die Eückflache, des Spiegels 24 elliptisch sein, besonders wenn der Spiegel teildurchlässig ist.

Wie in Figur 4 gezeigt, sind die Bildobjekte 49 in der Brennebene des Ellipsoidspiegels 24 angeordnet, um Bilder für den Spiegel zu erzeugen. Die Bildstrahlen werden vom Spiegel parallel zur Hauptachse a der Rotationsellipse und in einem Abstand dazu reflektiert und die Bilder werden um diese Hauptachse erzeugt. Die kollimierten Bilder werden zweckmäßigerweise nächst der Nebenachse b der Ellipse betrachtet, wobei die Augen 32 des Beobachters von der Hauptachse etwa einen Abstand von ungefähr dem 0,135-fachen der halben Nebenaehse b/2 haben. Das Verhältnis der Hauptachse a zur Nebenachse b ist vorzugsweise von der Größenordnung 4:3; in einem speziellen Pail wurde für den Wert a/b 1,29 verwendet.

Bei einem Beispiel für einen Ellipsoidspiegel, mit dem hervorragende Resultate erzielt wurden, waren die längen für die Haupt- und Nebenachse der Ellipse 100 bzw. 75 cm (4o und 3o Zoll). In diesem Beispiel ist die Brennebene etwa 152 mm (6 Zoll) von der Spiegeloberfläche entfernt, die reflektierten Bilder wurden in einem Abstand von etwa 5o cm von der Spiegeloberfläche betrachtet, wobei die Augen von der Hauptachse etwa 53 mm (2,1 Zoll) entfernt waren.

Statt des eben beschriebenen Umdrehungsellipsoids kann der Spiegel auch nur in einer Richtung Ellipsoidform haben. Wenn beispielsweise eine Kollimation nur in vertikaler Richtung erforderlich ist, kann der Spiegel vertikal zur optischen Achse Ellipsoidform haben, während er in horizon-

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taler Richtung eben sein kann oder eine andere Krümmung haben mag. Ein solcher Spiegel ist ein Segment aus einer Fläche, die durch Übertragen der Hauptachse der Ellipse in eine zur Nebenachse rechtwinklige Ebene entsteht.

Bisher wurden als Kollimator sphärische Spiegel, und Parabolspiegel verwendet. Pig. 5 ist eine Skizze von Kollimatorspiegeln für gleichzeitige Betrachtung mit beiden Augen 32, in der der Spiegel 24 einen sphärischen, parabolischen und elliptischen Kollimatorspiegel verkörpert. Die Gestalt der Brennebenen des sphärischen, parabolischen und elliptischen Spiegels sind durch die Brennebene 5o bzw. 52 bzw. 54 gekennzeichnet, wobei die Augen von der optischen Achse einen Abstand gemäß Mg. 4 haben. Sowohl beim sphärischen wie auch beim parabolischen Spiegel entspricht jedem Auge des Betrachters eine andere Brennebene und beide Brennebenen sind zur optischen Achse unsymmetrisch. Folglich gibt es keine gemeinsame Brennebene beim sphärischen und parabolischen Spiegel, die zur Betrachtung mit beiden Augen geeignet wäre. Dagegen hat der Ellipsoidspiegel eine gemeinsame Brennebene 54 für beide Augen, die zur optischen Achse symmetrisch ist und eine scharfe Sicht der Bilder mit beiden Augen gleichzeitig erlaubt,

Für den Ellipsoidspiegel ist die Brennebene im Bereich der Umdrehungsachee annähernd sphärisch und zur Spiegelfläche hin konvex. Diese sphärische Brennebene hat einen Radius von etwa ein Fünftel der halben Hauptachse, das ist a/10. In dem obigen speziellen Beispiel mit a = 100 cm und b « 75 cm beträgt der Radius etwa 10 cm (4 Zoll).

Um scharfe Bilder zu erzeugen, hat das Anzeigegerät BiId-

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erzeugungsmittel in der Brennebene 54 des Ellipsoidspiegel. Dazu gehören Mittel zum Erzeugen eines Bildes des Stabes und Mittel zum Erzeugen eines Bildes der Skala in der Brennebene.

Wie die Fig. 8, 11, 12 und 14 deutlich machen, ist quer zur Spiegelfläche 24 ein Stab 6o angeordnet. Im unteren Teil des Gehäuses 26 ist eine längliche Lichtquelle 62 untergebracht, die mit dem Stab 6o ausgerichtet ist. Die längliche Lichtquelle besteht aus mehreren in einer Reihe gefluchteten Lampen 64» und jeder Lampenkolben hat unten einen sphärischen Reflektor 66, der das Licht von den Lampen 64 auf den Stab 6o wirft. Ferner hat das Gehäuse eine gekrümmte Reflexionsfläche 68, wie am besten aus Fig. 13 ersichtlich, die sich über die Länge der Lichtquelle 62 erstreckt und dazu dient, zur Verstärkung der Beleuchtung das vor den Stab fallende Licht zu den Reflektoren zurückzuwerfen. Der Rand der reflektierenden Fläche 68 ist bei 7o abgeschnitten, damit Licht von den Lampen 64 und den Reflektoren 66 auf den Stab 6o fallen kann. Das von der Lichtquelle 62 stammende Licht wird vom Stab 6o auf den Spiegel 24 reflektiert und die Gestalt des Stabes oder reflektierenden Elementes bestimmt die Form des Bildes des Querbalkens auf dem Spiegel.

Zur Halterung des Stabes 6o in Querrichtung zum Spiegel ist ein Vorrichtungsteil 72 mit zwei beabatandeten Gabelarmen 74 vorgesehen, die sich in dem Gehäuse nach vorne erstrecken. Hinter dem Stab 6o ist in dem Gehäuse ein Drehmomentmotor 76 untergebracht, der eine Abtriebswelle

73 hat. Das Vorrichtungsteil 72 hat einen die Gabelarme

74 verbindenden Steg 78 und zwischen den Gabelarmen 74

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einen Antriebsarm 80, der sich vom Steg 78 nach innen erstreckt und. mit der Welle 73 verbunden ist. Der Motor 76 schwenkt das Vorrichtungsteil 72 um die Welle 73» um den Stab 60 in der Brennebene und innerhalb des von der Lichtquelle 62 beleuchteten Bereiches vertikal zu verschieben.

Jeder G-abelarm 74 hat an seinem Ende einen Schlitz 80 und die beiden Schlitze sind miteinander gefluchtet und nehmen den Stab 60 auf. Die Schlitze 80 erlauben eine Verschiebung des Stabes zur Spiegelfläche, wenn der Stab in seinem Lagebereich über der Lichtquelle 62 bewegt wird.

An der Innenwand des Gehäuses 26 sind zwei sich gegenüberstehende gefluchtete Nuten 82 angeordnet. Die Nuten 82 nehmen die Enden des Stabes auf, um den Stab bei seiner Bewegung zur Spiegelfläche zu führen, wenn dieser in seinem Lagebereich verschoben wird. Die Führungsnuten 82 haben die Aufgabe, den Stab möglichst in der Brennebene des Spiegels 24 zu halten, wenn er vertikal verschoben wird. Dementsprechend sind.die geraden Führungsnuten 82 in einer Tangentialebene zur Brennebene auf der Hauptachse des Spiegels ausgerichtet und führen den Stab in einer aufrechten Ebene, wobei die Lichtquelle nächst dieser aufrechten Ebene und zu ihr ausgerichtet liegt.

Da der Ellipsoidspiegel für beide Augen eine einzige gekrümmte Brennebene hat, wie im Zusammenhang mit Fig. 5 bereits beschrieben wurde, ist der Stab 60 in einer Ebene gekrümmt, die im rechten Winkel zum Spiegel verläuft, um sich an die gekrümmte Brennebene anzupassen. Der Stab 60 hat nach unten gebogene Enden 84, die in den Nuten 82 aufgenommen sind, um den Stab gegen ein Verdrehen zu sichern

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und die zum Spiegel im rechten Winkel verlaufende Krümmung des Stabes zu erhalten.

Die Hüten 82 führen also den Stab bei seiner Bewegung in einer aufrechten Ebene, die im wesentlichen mit der Spiegelfläche ausgerichtet ist, wobei die Schlitze 8o eine Verschiebung des Stabes zur Spiegelfläche für verschiedene Schwenkstellungen des Vorrichtungsteils 72 gestatten, damit die Nuten 82 den Stab in einer aufrechten Ebene halten können. Die aufrechte Ebene ist der Form der Brennebene vertikal über der Lichtquelle angenähert, und der Stab ist so gekrümmt, daß er der Form der Brennebene in der Horizontalen angepaßt ist. Wenn der Stab in der aufrechten Ebene bewegt wird, wird das zugehörige Bild des Stabes zum Spiegel in vertikaler Richtung verschoben als Folge des Winkels, unter dem die vom Stab ausgehenden Lichtstrahlen vom Spiegel reflektiert werden, wie in Fig. 8 dargestellt.

Mit dem Motor 76 für den Stab ist ein Potentiometer 86 verbunden, das mit einer nicht gezeigten Welle drehbar an den Motor angeschlossen ist, um die momentane Stellung der Motorwelle 73 und die vertikale Lage des Stabes 6o zu bestimmen. Zwischen dem Potentiometer 86 und dem luotor 76 ist ein Verstärker 88 für den Motor eingeschaltet. Die Funktion des Potentiometers 86 und des Verstärkers 88 wird weiter unten noch genauer erläutert.

Wie die Figuren 11, 12, 13, 14 veransohaulichen, gehört zur Erzeugung der Skala eine insgesamt mit 9o bezeichnete Lichtquelle, die in einer durchsichtigen Bandführung 92 angeordnet ist. Die Bandführung ist langgestreckt und in dem Gehäuse 26 aufrecht angeordnet. Sie hat eine längliche vordere Führungsfläche 94, die dem Spiegel zugekehrt ist.

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Das Licht fällt von der Lichtquelle 9o durch die Bandführung 92 auf die vordere Führungsfläche 94. Mehrere gefluchtete Löcher 96 in einer Seite der Bandführung nehmen mehrere Lampen 98 auf, die die langgestreckte Lichtquelle 9o bilden. An einer Seite der Bandführung 92 ist für die Lampen 98 ein Brettchen mit einer gedruckten Schaltung loo angebracht„

Ein langes Band Io2 ist in dem Gehäuse derart beweglich gehaltert, daß ein Teil des Bandes auf der vorderen Führungsfläche 94 zu liegen kommt. Die beiden Bandenden Io6a und Io6b sind an einer Antriebsscheibe Io8 befestigt, die in dem Gehäuse hinter der Bandführung 92 drehbar gehaltert ist» Zwei Leitrollen Ho sind am oberen bzw. unteren Ende der Bandführung 92 nächst der vorderen Führungsfläche 94 drehbar befestigt. Die Antriebsscheibe Io8 und die beiden Leitrollen Ho liegen in der gleichen Ebene. Ausgehend vom Ende Io6a läuft das Band Io2 über die Antriebsscheibe Io8 und die obere Leitrolle Ho zur vorderen Führungsfläche und kehrt dann über die untere Führungsrolle Ho zur Antriebsrolle Io8 mit seinem anderen Ende Io6b zurück.

Ein Umdrehungsmotor 112 ist neben der Antriebsscheibe Io8 angebracht. Er hat eine rotierende Motorwelle 114, die mit der Antriebsscheibe Io8 verbunden ist. der Motor 112 und die Welle 114 drehen die Antriebsscheibe Io8 und bewegen das Band Io2 entlang der Führungsfläche, um auf diese Weise das Bandstück 94a, das zwischen der Lichtquelle 9o und dem Spiegel 24 zu liegen kommt, zu verändern.

Das Band Io2 weist mehrere in Längsrichtung angebrachte Skalenmarken 116 auf und das durch die Führungsfläche 94 und das Bandstück 94a tretende Licht stellt ein vertikal

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gestelltes Skalenbild 4o auf dem Spiegel dar, wie in Fig. 2 gezeigt. Bei Bewegung des Bandes Io2 durch den Motor ändert sich also die vertikale Lage der Skalenmarken auf dem Spiegel. Das Band Io2 ist teilweise transparent, um die Skalenmarken 116 darzustellen. Vorzugsweise sind die Skalenmarken 116 durchsichtig, so daß das Licht durchtreten kann, während des restliche Band undurchsichtig ist, wie in Fig. 14 gezeigt.

Die vordere Führungsfläche 94 ist in der Brennebene des Ellipsoidspiegels unmittelbar hinter dem beweglichen Stab 6o angeordnet und derart gekrümmt, daß sie der Gestalt der Brennebene angepaßt ist. Wie Fig. 2 zeigt, schneidet das Bild des Stabes das Skalenbild 4o und da bei einer vertikalen Bewegung des Stabes das Stabbild 42 sich auf dem Spiegel verschiebt, ändert sich dabei auch der Schnittpunkt des Stabbildes mit der 3sal enab bildung. Das Stabbild dient also als ein Zeiger, der dem Betrachter einen Bezugspunkt auf dem Skalenbild an der Schnittstelle angibt.

Von der einen Seite der Bandführung 92 erstreckt sich vor dem Motor 76 eine erste Platte 118 zu dem benachbarten Gabelarm 74» von der anderen Seite der Bandführung 92 läuft eine zweite Platte 12o zu dem benachbarten anderen Grabelarm 74. Beide Platten 118, 12o reichen über den ganzen vertikalen Bereich der Stabbewegung und haben eine schlecht reflektierende Oberfläche, um die Reflexion von Streulicht herabzusetzen, das unerwünschte Bilder über den Spiegel erzeugen k'önnte.

Mit dem Skalenmotor 112 ist ein Potentiometer 122 gekoppelt, dessen nicht gezeigte Achse drehbar an den Motor angeschlossen ist, um die momentane Lage der Welle 114 und des

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Bandes 102 zu bestimmen. Zwischen dem Potentiometer 122 und dem Motor 112 ist ein Verstärker 124 für den Motor eingeschaltet. Potentiometer und Verstärker werden weiter unten noch genauer beschrieben. Wie am besten aus Fig. ersichtlich, sind die Gabelarme 74 des Vorrichtungsteils 72 gebogen, um über die Potentiometer 86 und 122 hinweggehen zu können.

Pig. 18 zeigt ein Blockschaltbild für das Abbildungsgerät oder den Plugweganzeiger. Ein Plugweg-Computer 129 hat eine Gleichstromquelle 13o, die Gleichstrom für den Stab-Servoverstärker 88, den Skalen-Servoverstärker 124 und einen Verstärker 132 zur Beleuchtungsregulierung liefert. Die Tätigkeit der Gleichstromquelle 13o wird von einem Stromversorgungsmonitor 134 überwacht, der ein Gültigkeitssignal PPC für den Plugwegcomputer an ein UND-Gatter liefert.

Der Plugwegcomputer verarbeitet ein Signal, das den Anstellwinkel OC des Plugzeugs repräsentiert. Das AnstellwinkelsignaKX wird mit dem Servorerstärker 88 verbunden, der ein Signal zum Betätigen des Stabmotors 76 erzeugt. Der Stabmotor 76 bewegt den Stab 6o und das Potentiometer 86 mißt die Stellung der Stabmotorwelle 78 und erzeugt ein Signal, das die augenblickliche Stellung des Stabes 6o und seines Bildes 42 wiedergibt. An einer Summierungsstelle 138 wird dieses Signal für die momentane Lage des Stabes mit dem Signal für den Anstellwinkel(X vereinigt und ein Fehlersignal für den Verstärker 88 erzeugt.

Der Plugwegcomputer erzeugt auch noch ein Signal, das den Steigungswinkel Θ· repräsentiert und zur Steuerung des SloLenbandes Io2 dient, um die Stellung des Plugzeuges zu

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kompensieren und die Nullmarke der Skala auf den Horizont zu beziehen. Das Steigungswinkelsignal θ wird an den Bandservoverstärker 124 angelegt, der ein Signal für den Skalenmotor 112 erzeugt. Der Motor 112 bewegt das Band Io2, wie oben beschrieben, und das Potentiometer 122 mißt die Stellung der Motorwelle 114 und entwickelt ein Signal, das die momentane Stellung des Bandes Io2 und des Skalenbildes 4o repräsentiert. An einer Summierungsstelle 14o wird dieses Signal für die momentane Skalenstellung mit dem Steigungswinkelsignal vereinigt und ein fehlersignal für den Verstärker 124 abgeleitet.

Die beiden Fehlersignale von den Summierungsstellen 138 und 14o werden von einer Schaltung 142 kontrolliert und ein Gültigkeitssignal FPI für d en Flugweganzeiger wird für das ÜHD-Gatter 136 erzeugt. Wenn beide Gültigkeitesignale FPC und FPI gültig sind, gibt das UND-Gatter ein Signal ab, das die Gültigkeit des Systems anzeigt, um den Verstärker 132 für die Beleuchtungssteuerung zu befähigen. Wenn entweder das FPC Signal oder das FPI Signal ungültig irfc, beseitigt das UND-Gatter 136 das Gültigkeitssignal für das System und sperrt damit den Verstärker 132. Außerdem wird einer Sperreehaltung 144 angezeigt, daß in d«m System ein Fehler aufgetreten ist, Die Sperrschaltung kann eine Vorbeugehandlung vornehmen, etwa den Stab für den Flugweg in den oberen oder unteren Teil des Gehäuses schieben, um zu verhindern, daß eine unerwünschte Reflexion von Ualicht vom Stab auf den Spiegel fällt.

Wie die Figuren 8, 11, 12 und 13 zeigen, ist in dem unteren Teil des zweiten Grundplattenteils 3o nächst der Vorderseite des Gehäuses 26 eine Photozelle 15o oder ein sonstiges lichtempfindliches Gerät montiert. In die Stirn-

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seite des Gehäuses 26 ist vor der Lichtquelle 62 ein schachtförmiger Ausschnitt 152 eingeschnitten, um Licht von den Lampen 64 in den Grundplattenteil 3o fallen zu lassen. In den Seitenwänden des zweiten Grundplattenteils 3o ist eine lange zylindrische Stange 154 drehbar gelagert, die mit der langgestreckten Lichtquelle 62 etwa in einer Ebene liegt. Die Stange 154 tritt durch eine Seitenwand des Grundplattenteils 3o und trägt auf dem vorstehenden Teil einen Knopf 156, an dem sich die Stange drehen läßt. Um die Stange 154 ist zwischen der dem Knopf 154 benachbarten Innenwand des Grundplattenteils 3o und einer durch einen Sicherungsstift 162 festgehaltenen Scheibe 16o eine Schraubenfeder 158 gelegt. Die Feder 158, die Scheibe I6o und der Sicherungsstift 162 verhindern einen Austritt der Stange 154 aus dem Grundplattenteil 3o und sorgen für fieibung, um eine unbeabsichtigte Drehung der Stange zu verhindern.

Die Stange 154 hat den Zweck, Licht auf die Photozelle su werfen» indem sie das von der Lichtquelle 62 ausgesandte Licht reflektiert. Nächst dem schachtförmigen Ausschnitt 152 hat die Stange 154 eine erste stark refelktierende oder hellgefärbte Hache 164 _t die einen Anteil von 180° auf dem Umfang der Stange einnimmt» sowie eine zweite schlecht reflektierende, dunkel gefärbte Fläche 166, die den restlichen Umfang der Stange bedeckte Da die relativen Anteile der ereten und der zweiten Fläche 164 vaaä 166, die der Lichtquelle 62 ausgesetzt sind, die Intensität des von der Lichtquelle auf die Photozelle 15o fallenden Lichtes bestimmen und da eine Drehung der Stange die relativen Anteile der ersten und zweiten Fläche, die der Lichtquelle ausgesetzt sind, veränderte wird die auf die Photozelle fallende Lichtintensität durch die Drehung der Stange ver-

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ändert. Die beiden Flächen dienen also als ein Mittel, um Licht von der Lichtquelle auf die Photozelle zu reflektieren, und die Drehung der Stange und der beiden der Lichtquelle ausgesetzten Flächen stellt ein Mittel zur Veränderung der Intensität des reflektierten Lichtes dar.

Wie in Fig. 13 gezeigt, verhindert der Sicherungsstift 162, der aus der Stange vorsteht, eine volle Umdrehung der Stange. In einer ersten Stellung stößt der als Anschlag dienende Stift 162 am unteren Teil des Gehäuses 26 an, in einer zweiten Stellung trifft er auf den oberen Teil des zweiten Grundplattenteils 3o auf und verhindert so eine Schwenkbewegung über diese beiden Stellungen hinaus. Zwischen diesen beiden Endstellungen ist ein Grenzstreifen 17o zwischen der ersten und der zweiten Fläche 164 und der Lichtquelle 62 ausgesetzt.

Wie in den Figuren 8 und 9 gezeigt, ist vor der Photozelle 15o in einer öffnung 178 auf der Oberseite des zweiten Grundplattenteils 3o eine Photozelle 176 oder ein sonstiges lichtempfindliches Gerät montiert. Über der Öffnung 178 ist auf der Oberseite des zweiten Grundplattenteils 3o eine zylinderförmige Haube 18o montiert, die eine stirnseitige Öffnung 182 hat, die dem Spiegel 24 zugekehrt ist. In der Haube 18o ist an deren Eückseite über der Öffnung 178 ein schrägstehender Spiegel 184 befestigt, der durch die Öffnung 182 einfallendes Fremdlicht auf die Photozelle 176 wirft. Da das Licht aus der dichtung des Spiegels 24 empfangen wird, gibt die von der Photozelle 176 gemessene Lichtintensität die Lichtbedingungen für den Blick durch den Spiegel 24 wieder.

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Wie Fig. 18 zeigt, mißt die Photozelle 15o, die als Bildhelligkeitsmesser dient, die Intensität der Lampen 64 zur Stabbeleuchtung und erzeugt ein Signal, das die Bildhelligkeit wiedergibt. Die Photozelle 176 oder der Lichtmesser für das Umfeld mißt die Intensität des Umgebungslichtes und erzeugt ein Signal für die Umfeldhelligkeit beim Blick durch den Spiegel. An einer Summierungssteile 186 werden die Signale von den beiden Photozellen 15o und 176 vereinigt und.ein Fehlersignal für den Kontrast wird erzeugt, um den Verstärker 132 für die Beleuchtungsregelung zu steuern« Der Verstärker 132 spricht auf das Fehlersignal von der Summierungsstelle 186 an und regelt den Strom für die Lampen 98 und 64 zur Stab- bzw. Skalenbeleuchtung in der Weise, daß die Helligkeit der beiden Lampengruppen in einer Richtung verändert wird, die die Ausgänge der beiden Photozellen 15o und 176 abgleicht. Da die Ausgänge der Photozellen 15o und 176 die Helligkeit des Bildes bzw. des Gesichtsfeldes durch den Spiegel wiedergeben und von dem Verstärker 132 ausbalanziert werden, wird die Bildhelligkeit auf die Umfeldbeleuchtung beim Blick durch den Spiegel abgestimmt und man erhält nahezu einen gleichbleibenden Kontrast zwischen der Abbildung und dem Gesichtsfeld durch den Spiegel.

Die verstellbare Stange 154 als Mittel zum Einregeln des Lichtes von der Lichtquelle 62 zur Photozelle 15o dient also zum Einstellen der Bildhelligkeit, die notwendig ist, um einen Abgleich der Photozellensignale zu erzielen. Demnach liefert die einstellbare Stange 154 eine Regelung des Kontrastes zwischen der Abbildung und dem Blickfeld durch den Spiegel.

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Nachstehend wird anhand der Pig. 6,7,8 und 9 beschrieben, auf welche Weise der Spiegel 24 an der Grundplatte 3o gehaltert ist. Der Spiegel 24 hat unten zwei beabstandete Gewindebohrungen (nicht dargestellt), die zwei gefluchtete Pfosten 2oo aufnehmen, die an ihren Enden mit Gewinden ν ersehen sind. Die Pfosten 2oo sind an einem rechteckigen Träger 2o2 befestigt und eine Schiene 2o4 hat zwei aufrechte Plansche 2o6, die einen solchen Abstand voneinander haben, daß der Träger 2o2 dazwischenpaßt. Der Träger 2o2 hat zwei gefluchtete Drehzapfen 2o8, die an den Enden des Trägers in Längsrichtung vorstehen. In den Planschen 2o6 sind zwei gefluchtete Löcher (nicht gezeigt) vorgesehen, in denen die Drehzapfen 2o8 aufgenommen sind, so daß der Träger 2o2 gegen die Schiene 2o4 verschwenkbar ist.

Von dem zweiten Grundplattenteil 3o erstreckt sich oben an beiden Seiten ein Arm 21o nach vorne und die beiden Arme 21o haben einen Abstand von einer tiefer angeordneten Verlängerung 212 des zweiten Grundplattenteils 3o. Die Arme 21o und die darunter liegende Verlängerung 212 bilden das Ende des zweiten Grundplattenteils 3o. Der Abstand zwischen den Armen 21o und der Verlängerung 212 bildet zwei Schlitze 214, die die Enden 216 der Schiene 2o4 aufnehmen.

Auf diese Weise ist die Schiene 2o4 in den Schlitzen 214 festgehalten, während der Spiegel mit dem Träger 2o2 gegen die Schiene verschwenkbar ist. Diese Drehzapfenlagerung erlaubt also, den Spiegel 24 von einer aufrechten Stellung, die in Pig. 8 gezeigt ist und in der der Spiegel die im Gehäuse 26 erzeugten Bilder abbildet, in eine Verstaustellung umzuklappen, die in Pig. 9 gezeigt ist und in der der

Spiegel keine Abbildung liefert. In der Verstaustellung liegt der Spiegel zwischen der Schwenkachse und den bilderzeugenden Vorrichtungsteilen im Gehäuse 26, wenn er nicht im Gebrauch ist.

Wie Fig. 10 zeigt, erstreckt sich durch beide obere Arme 21o eine Bohrung 22o und in der Verlängerung 212 da? Grundplatte sind zwei Gewindebohrungen 222 angebracht, die mit den beiden oberen Bohrungen 22o gefluchtet sind. Beide Enden 216 der Schiene 2o4 sind mit einem Langloch 224 versehen, das mit den oberen und unteren Bohrungen 22o und 222 in Deckung ist, wenn die Schiene in den Schlitzen 214 aufgenommen ist. Zwei Bolzen 226 ragen durch die oberen Bohrungen 22o und die Langlöcher 224 und sind mit ihren Enden in den Bohrungen 222 eingeschraubt. Die oberen Arme 21o sind ausreichend biegsam, um sich an den Flanschen 216 anzulegen, wenn die Bolzen 226 angezogen werden. Auf diese Weise wird die Schiene 2o4 zum Gehäuse 26 bewegt, wobei ihre Enden in den Schlitzen 214 gleiten. Um die Schiene und den Spiegel in einer gewünschten Stellung zu arretieren, werden die Bolzen 226 angezogen. Wenn sich der Spiegel in seiner aufrechten Stellung befindet, ermöglicht die ^upiegelverstellvorrichtung eine Verschiebung des Spiegels zu und von den bilderzeugenden Bestandteilen im Gehäuse, um diese Bestandteile in der Brennebene des Ellipsoidspiegels in Stellung zu bringen.

Wie in den Fig. 8 und 9 veranschaulicht, ist zwischen der Schiene 2o4 und dem Träger 2o2 eine längliche Andruckplatte 23o vorgesehen. Eine Schraubenfeder 232 oder ein sonstiges Federelement ist mit einem Ende in einer Einsenkung 234 an der Oberseite der Schiene 2o4 aufgenommen und drückt die Andrückplatte 23o von unten gegen die ihr zugekehrte Fläche

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des Trägers 2o2. Wenn der Spiegel seine aufrechte Stellung einnimmt, ist die Feder 232 gedehnt und preßt die Andruckplatte 23o gegen die Unterseite des Trägers 2o2; wenn sich der Spiegel in seiner Verstaustellung befindet, ist die Feder 232 komprimiert und die Andrückplatte 23o wird gegen die Stirnseite des Trägers 2o2 gepreßt. Die Feder 232 und die Andruckplatte 23o dienen also als Arretierung für den Träger, um den Spiegel in einer gewünschten Schwenklage zu halten.

Eine G-ewindebohrung 236 durchzieht den Träger 2o2 und nimmt eine Stellschraube 238 auf. Das Ende der Stellschraube steht über die Unterseite des Trägers 2o2 vor und legt sich gegen die Andruckplatte 23o, wenn der Spiegel in seiner aufrechten Stellung ist. Die Stellschraube ist somit ein Mittel, um die aufrechte Stellung des Spiegels um die Schwenkachse der Drehzapfenlagerung zu variieren. Ein Winkeleisen 24o, das an der Stirnseite des Trägers 2o2 befestigt ist, legt sich gegen die Andruckplatte 23o und dient als Anschlag, wenn der Spiegel in seine Verstaustellung umgeklappt wird.

In einer oberen Aussparung 244 an der Schiene 2o4 ist ein Schalter 242 aufgenommen, der einen Knopf 246 hat, welcher federnd nach oben gedruckt wird und durch ein Loch 248 in der Andruckplatte 23o tritt. Wenn der Spiegel seine aufrechte Stellung einnimmt, wird, wie in Fig. 8 gezeigt, der Knopf 246 nach unten in den Schalter 242 gedruckt und schließt einen Kontakt im Schalter. Wenn der Spiegel in seine Verstaustellung der Fig. 9 umgeklappt wird, wir d der Knopf 246 aus dem Schalter 242 durch Federkraft vorgedruckt und der Kontakt im Schalter wird geöffnet. Wie in Fig. 18 dargestellt, ist, wenn der Kombinator (Spiegel 24) oben steht, der Schalter 242 geschlossen und der Verstärker

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132 zur Beleuchtungssteuerung wird erregt. Wenn dagegen der Kombinator unten liegt, ist der Schalter 242 geöffnet und der Verstärker 132 ist gesperrt. Wenn also der Kombinator oben steht, ist der Verstärker 132 und der Stromkreis für die lampen 64 und 98 geschlossen. Wenn der Kombinator unten liegt, ist der Stromkreis offen und die Lampen sind stromlos. Der Schalter 242 stellt also ein Mittel dar, das funktionell mit der Schwenkhaiterung des Spiegels gekoppelt ist, um die bilderzeugenden Elemente in Betrieb zu setzen, wenn der Spiegel in seiner aufrechten Stellung ist und außer Betrieb zu nehmen, wenn der Spiegel nicht gebraucht wird und sich in seiner Verstaustellung befindet.

Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in Pig. 17 skizziert ist, kollimiert der Ellipsoidspiegel 24 die in dem Gehäuse 26 erzeugten Bilder und reflektiert die kollimierten Bilder auf einen zweiten Spiegel 25o. Der zweite Spiegel 25o ist teilverspiegelt und in der Blicklinie der Augen 32 eines Betrachters angeordnet. Die vom Spiegel 25o reflektierten Bilder werden mit der Sicht durch den Spiegel 25o kombiniert. Bei diesem Beispiel werden die !Lichtstrahlen vom Spiegel 24 rückwärts reflektiert. Dadurch ist ein verhältnismäßig kompaktes Anzeigegerät für gewisse Cockpitformen möglich, wo Raummangel herrscht.

In den Figuren 15 und 16 ist e ine Halterung 216 zur Montage des Anzeigegeräts 2o in einem Beförderungsmittel, beispielsweise in einem Flugzeug dargestellt. An dem Beförderungsmittel ist ein Tragarm 262 befestigt, vorzugsweise an der Decke in der N£j.he der Windschutzscheibe 38. Eine erste Schwinge 266 verbindet gelenkig eine Seite der Grundplatte 22 mit dem Tragarm 262; ein zweites Schwingenpaar verbindet den Tragarm 262 mit beiden Seiten des Vorderendes der Grund-

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platte 22. Die Schwingen 266 und 268 befestigen die Grundplatte 22 schwenkbar am Tragarm 262 derart, daß das Anzeigegerät zwischen einer Sichtposition, in der der Spiegel 24 in der normalen Blicklinie des Fahrzeugführers liegt, und einer Position, in der der Spiegel aus der normalen Blicklinie des Fahrzeugführers entfernt ist, hin- und herbewegbar ist. Die Schwenkhalterung des Spiegels 24 an der Grundplatte 22 gibt die Möglichkeit, den Spiegel in die Verstaustellung, die in Fig. 16 gezeigt ist, umzuklappen, so daß dann die Bilder aus dem Spiegel entfernt sind. Das Anzeigegerät läßt sich also, wenn es nicht im Gebrauch ist, bequem aus seiner Arbeitsstellung wegklappen und braucht dann keinen Platz auf dem Instrumentenbrett des Flugzeugs.

Am Hinterende des Tragarms 262 ist mittels eines Stiftes 272 eine längliche Arretierstange 27o schwenkbar befestigt. Die Arretierstange 2?o hat an ihrem Ende ein erstes Loch

274 und nä&st dem Stift 272 ein zweites loch 276.. wenn das Anzeigegerät in die Sichtposition geschwenkt ist, ist ein Sperrzapfen 278, der von der Schwinge 266 zwischen dem Tragarm 262 und der Grundplatte 22 nach außen absteht, in dem ersten Loch 274 aufgenommen, um das Anzeigegerät in seiner Stellung zu arretieren. An dem Stift 272 ist ein Auslöser in Form eines Hebels 28o befestigt. Wenn der Hebel 28o nach unten gedruckt wird, wird die Arretierstange nach oben bewegt und der Sperrzapfen 278 löst sich aus dem Loch 274. Damit ist das Anzeigegerät entriegelt und kann zur Decke 264 geschwenkt werden. Wenn das Anzeigegerät an der Decke liegt, ist der Sperrzapfen 278 in dem Loch

275 aufgenommen und arretiert das Gerät in seiner Lage, in der der Spiegel aus der normalen Blickrichtung des Fahrzeugführers genommen ist. Der Hebel 28o muß nach unten

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gezogen werden, um die Arretierstange 27o nach oben zu heben und den Sperrzapfen 278 aus dem Loch 276 auszurücken. Das entriegelte Anzeigegerät kann dann in die Sichtstellung geschwenkt werden.

Die vorstehende Beschreibung gibt nur Beispiele der Erfindung wieder, gegenüber denen im Rahmen der Erfindung Abwandlungen möglich sind.

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Claims

Ansprüche

'1.) Optisches Anzeigegerät mit Abbildung im Unendlichen, gekennzeichnet durch einen Ellipsoidspiegel (24), in dessen Brennebene die bilderzeugenden Elemente (60,94a) angeordnet sind.

2. Anzeigegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ellipsoidspiegel ein Segment einer Fläche ist, die durch Übertragen der Hauptachse (a) einer Ellipse in eine Ebene senkrecht zur Uebenachse (b) der Ellipse entstanden ist.

3. Anzeigegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ellipsoidspiegel ein Segment einer Rotationsfläche einer Ellipse um deren Hauptachse (a) ist.

4. Anzeigegerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ellipsoidspiegel teildurchlässig und in der Blicklinie eines Fahrzeugführers angeordnet ist und daß das kollimierte Bild mit dem Blickfeld des Fahrzeugführers durch den Spiegel vereinigt wird.

5. Anzeigegerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Hauptachse zur Nebenachse der Ellipse in der Größenordnung von 4:3 liegt.

6. Anzeigegerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptachse etwa 100 cm (4o Zoll) und die Nebenachse etwa 75 cm (3o Zoll) beträgt.

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7. Anzeigegerät nach Anspruch 3 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Flächensegment ganz in einer Hälfte, des Ellipsoids und in der Mhe der Rotationsachse liegt und das kollimierte Bild von der Spiegelfläche praktisch parallel zur Hauptachse und in einem Abstand von dieser reflektiert wird, während die bilderzeugenden Elemente (6o,94a) um diese Rotationsachse angeordnet sind.

8. Anzeigegerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das kollimierte Bild annähernd von der Nebenachse .der erzeugenden Ellipse aus betrachtet wird und die Augen des Betrachters von der Rotationsachse einen Abstand haben, der etwa das O,135-fache der halben Eebenachse beträgt.

9. Anzeigegerät nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennebene mindestens teilweise sphärisch ist und einen Radius von etwa 10 cm (4 Zoll), sowie einen Abstand von der Ellipsoidflache von etwa 15 cm (6 Zoll) hat und daß das reflektierte Bild aus einer Entfernung von annähernd 5o cm (2o Zoll) von der Spiegelfläche betrachtet wird, wobei die Augen einen Abstand von 5,3 cm (2,1 Zoll) von der Hauptachse haben.

10. Anzeigegerät nach Anspruch 7 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennebene zwischen der Nebenachse der erzeugenden Ellipse und der Spiegelfläche liegt.

11. Anzeigegerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,

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daß die Brennebene im Bereich um die Hauptachse annähernd sphärisch ist und zum Spiegel hin konvex gekrümmt, und daß der Radius der Brennebene etwa 1/5 der halben Hauptachse beträgt.

12. Anzeigegerät nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennebene des im Unendlichen abbildenden Spiegels (Kollimationsspiegels 24) symmetrisch zur optischen Achse des Spiegels liegt.

13. Anzeigegerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß für beide Augen des Betrachters eine gemeinsame Brennebene vorhanden ist, wenn sich die Augen in der Betrachtungsposition befinden, in der die optische Achse in einem Abstand zwischen den beiden Augen verläuft.

14. Anzeigegerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß in der Betrachtungsposition der Augen die Brennebene zwischen den Augen und dem Spiegel liegt und um die optische Achse zum Spiegel hin konvex gekrümmt ist.

15. Anzeigegerät nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ellipsoidspiegel (24) relativ zu den bilderzeugenden Elementen derart verstellbar gehaltert ist, daß die bilderzeugenden Elemente in der Brennebene einjustiert werden können.

16. Anzeigegerät nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch eine Grundplatte (22), an deren einem Ende ein Gehäuse (26) mit den bilderzeugenden Elementen (6o,94a) befestigt

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ist und an deren anderem Ende eine Befestigung (2o2, 2o4, 214, 216) für den Spiegel (24) vorgesehen ist, die diesen in Richtung zu und von den bilderzeugenden Elementen bewegbar haltert.

17. Anzeigegerät nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ellipsoidspiegel (24) an einer Grundplatte (22) derart schwenkbar gehaltert ist, daß er von einer aufrechten Stellung, in der er die Bilder sichtbar macht, in eine Verstaustellung, in der die Bilder vom Spiegel entfernt sind, umklappbar ist.

18. Anzeigegerät nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch einen einstellbaren Anschlag (238), der die aufrechte Stellung des Spiegels um die Schwenkachse seiner Halterung zu verändern gestattet.

19. Anzeigegerät nach Anspruch 17 oder 18, gekennzeichnet durch einen Stromkreis zur selektiven Versorgung der bild erzeugenden Elemente mit Strom und durch einen Schalter (242), der mit der schwenkbaren Halterung des Spiegels derart funktionell gekoppelt ist, daß er den Stromkreis für die bilderzeugenden Elemente schließt, wenn sich der Spiegel in seiner aufrechten Stellung befindet, und unterbricht, wenn der Spiegel in seine Verstaustellung umgeklappt wird.

2o. Anzeigegerät nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zu den bilderzeugenden Elementen gehören:

eine Beleuchtungsvorrichtung (26) ein Element (6o), das Licht von der Beleuchtungsvorrichtung auf den Spiegel (24) reflektiert und

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dessen Form die Kontur der Abbildung bestimmt, und

Mittel, um dieses Element innerhalb eines Verstellbereiches zu bewegen und damit das reflektierte Bild auf dem Spiegel zu verschieben, so daß sich der Sichtwinkel des reflektierten Bildes zur Hauptachse ändert.

21. Anzeigegerät nach Anspruch 2o, dadurch gekennzeichnet, daß das Element in seiner Gestalt der Form der Brennebene angepaßt und in dieser Brennebene beweglich angeordnet ist.

22. .anzeigegerät nach Anspruch 2o oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Element ein länglicher Stab (6o) ist und die Beleuchtungsvorrichtung aus einer langgestreckten Lichtquelle (62) besteht, die mit dem Stab gefluchtet ist, und daß die Mittel (72-8o) zum Bewegen des Stabes diesen quer zum Spiegel in Stellung bringen und den winkel, unter dem das Stabbild (42) zur Hauptachse gesehen wird, verändern.

23. Anzeigegerät nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab zur Spiegelfläche gleitend verschieblich gehaltert ist.

24. Anzeigerät nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Bewegen des Stabes ein Vorrichtungsteil (72) mit zwei beabstandeten Gabelarmen (74) zur Halterung des Stabes und einen Antrieb (73,76,8o) zum Schwenken des Vorrichtungsteils und der Gabelarme umfassen und daß zur verschieblichen Halterung des Stabes in jedem Gabelarm ein Schlitz (8o) angeordnet ist und beide Schlitze miteinander gefluchtet sind und beabstandete Teile des Stabes aufnehmen.

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25. Anzeigegerät nach Anspruch 23 oder 24, gekennzeichnet durch. Führungen (82) für die Bewegung des verschieblich gehalterten Stabes zur Spiegelfläche innerhalb seines Bewegungsbereiches.

26. Anzeigegerät nach Anspruch. 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen aus zwei parallelen geraden Nuten in einem Gehäuse (26) bestehen, die mit der Spiegelfläche ausgerichtet sind und sich gegenüberstehen und die die Enden (84) des Stabes aufnehmen und den Stab in einer aufrechten Ebene führen, und daß die Lichtquelle (62) nächst dieser aufrechten Ebene angeordnet und mit dieser gefluchtet ist.

27. Anzeigegerät nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (6o) in einer zum Spiegel im rechten Winkel verlaufenden Ebene gekrümmt ist und gegen ein Verdrehen derart gesichert ist, daß im ganzen Bewegungsbereich die Krümmung im rechten Winkel zum Spiegel erhalten bleibt.

28. Anzeigegerät nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bewegung des Stabes (6o) von der Hauptachse weg den Winkel des reflektierten Bildes zur Hauptachse vergrößert.

29. Anzeigegerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zu den bilderzeugenden Elementen gehören«

eine langgestreckte Lichtquelle (9o); ein langes Band (lo2), das mehrere Marken (116) auf seiner Länge trägt; und

eine Vorrichtung (94,lo8,llo,112), die einen Teil

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(94a) des Bandes zwischen der Lichtquelle und dem Spiegel beweglich haltert, so daß die in diesem Teil enthaltenen Marken in dem Spiegel sichtbar gemacht sind.

5o. Anzeigegerät nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vorrichtung, um das Band beweglich zu haltern, folgende Teile gehören:

zwei gefluchtete Leitrollen (llo), die einen Teil (94a) des Bandes zwischen der Lichtquelle und dem Spiegel beweglich in Stellung bringen, eine Antriebsscheibe (lo8), die mit den Leitrollen in einer Ebene liegt und vom Spiegel aus gesehen hinter der Lichtquelle angeordnet ist und an der die Enden (Io6a,lo6b) des Bandes festgemacht sind, und

Mittel (112,114) um die Antriebsscheibe zu drehen.

31. Anzeigegerät nach Anspruch 29 oder 3o, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (9o) in einer durchscheinenden Bandführung (92) angeordnet ist, die eine dem Spiegel zugekehrte längliche Führungsflache (94) hat, und daß die Vorrichtung zur Halterung des Bandes dieses auf der Führungsflache zur Anlage bringt.

32. Anzeigegerät nach Anspruch 31» dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsflache (94) in der Brennebene angeordnet und deren Form angepaßt ist.

33. Anzeigegerät nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeiehret, daß zum Erzeugen eines Skalenbildes (4o) in dem Ellipsoidspiegel ein aufrechtes Band (94a), das Skalenmarken trägt, und zum Erzeugen

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eines Stabbildes (42) in dem Ellipsoidspiegel ein lichtreflektierender Stab (6o) vorgesehen sind, die derart angeordnet sind, daß sich das Stabbild (42) mit dem Skalenbild (4o) überschneidet.

34. Anzeigegerät nach Anspruch 33» dadurch gekennzeichnet, daß die das Skalenbild erzeugende Vorrichtung Mittel enthält, um das Band (94a) zu bewegen und damit das sichtbare Skalenbild zu verändern, und daß die das Stabbild erzeugende Vorrichtung Mittel enthält, um den Stab zu bewegen und damit das Stabbild im Spiegel zu verschieben, so daß sich der Schnittpunkt des Stabbildes mit dem Skalenbild ändert.

35. Anzeigegerät nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, um die Helligkeit des wiedergegebenen Bildes (4o, 42) zu ändern, zu denen eine lichtempfindliche Einrichtung sowie auf diese ansprechende Schaltungen (132) gehören, die den Strom für die Beleuchtung der bilderzeugenden Elemente steuern und damit die Helligkeit des Bildes.

36. Anzeigegerät nach Anspruch 35» dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindliche Einrichtung zwei lichtempfindliche Elemente (15o»176) umfaßt, von denen das eine (176) die Umfeldhelligkeit für den Spiegel und das andere (I5o) eine die Helligkeit des Bildes wiedergebende Lichtintensität mißt, und daß die Ausgänge der beiden lichtempfindlichen Elemente vereinigt werden und ein auf die vereinigten Ausgänge ansprechendes Schaltglied (132) den Strom für die bilderzeugenden Elemente und die BiId-

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helligkeit in Beziehung zur Umfeldhelligkeit für den Spiegel steuert.

37. Anzeigegerät nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß zur Helligkeitsregulierung eine Haube (I8o) mit einer Öffnung (182) vorgesehen ist, um Umgebungslicht aus der Richtung des Spiegels auf das eine lichtempfindliche Element (176) fallen zu lassen, das die Umfeldhelligkeit für den Spiegel mißt.

38. Anzeigegerät nach Anspruch 36 oder 37» dadurch gekennzeichnet, daß das auf die vereinigten Ausgänge ansprechende Schaltglied (132) den Strom für die Lichtquellen (74, 98) zur Beleuchtung der bilderzeugenden Elemente steuert und daß das zweite lichtempfindliche Element (I5o) die Lichtintensität der Lichtquellen mißt, wobei zur Helligkeitsregulierung ein Mittel zum Verändern des auf das eine lichtempfindliche Element fallenden Lichtes vorgesehen ist, um die Bildhelligkeit je nach der Umfeldhelligkeit im Spiegel zu steuern.

39. Anzeigegerät nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet,

daß das Mittel zur Helligkeitsregulierung ein Vorrichtungsteil (154) zum Reflektieren des von der Lichtquelle ausgehenden Lichtes auf das lichtempfindliche Element und zum selektiven Verändern der reflektierten Lichtintensität ist.

40. Anzeigegerät nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorrichtungsteil eine drehbare Stange (154) ist, die zum Verändern der reflektierten Lichtintensität einen ersten stark reflektierenden Oberflächenteil (164) und einen zweiten schlecht reflektierenden Oberflächen-

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teil (166) hat, die beide verschiedene Umfangsteile der Stange einnehmen, so daß durch Drehen der Stange der relative Anteil des ersten und des zweiten Oberflächenteils, der der Lichtquelle ausgesetzt ist, sich ändert und auf diese Weise· die von den freiliegenden Flächen auf das lichtempfindliche Element reflektierte Lichtintensität modifiziert wird.

41. Anzeigegerät nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Spiegel (25o) vorgesehen ist, der das von dem Ellipsoidspiegel (24) kollimierte Bild reflektiert.

42. Anzeigegerät räch Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Spiegel (25o) teildurchlässig und in der Blicklinie eines Fahrzeugführers angeordnet ist und daß das reflektierte Bild mit der Sicht des Fahrzeugführers durch den zweiten Spiegel vereinigt wird.

45· Anzeigegerät nach Anspruch 4 oder einem der folgenden Ansprüche, unter Verwendung als Frontscheibenanzeige in einem Beförderungsmittel mit einer Grundplatte, auf der der Spiegel und die bilderzeugenden Elemente montiert sind, gekennzeichnet durch eine Halterung (26o) zur Befestigung des Anzeigegerätes in dem Beförderungsmittel, die einen an dem Beförderungsmittel befestigten Tragarm (262) und Schwingen (266,268) aufweist, welche die Grundplatte (22) derart mit dem Tragarm verbinden, daß das Anzeigegerät aus einer Sichtposition, in der der Spiegel in der normalen Blicklinie eines Führers

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des Beförderungsmittels liegt, in eine Stellung umlegbar ist, in der der Spiegel aus der normalen Blickrichtung des i'ahrzeugführers entfernt ist.

44. Anzeigegerät nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragarm (262) an der ^ecke (264) des Beförderungsmittels "befestigt ist und das Anzeigegerät aus einer
Verstaustellung an der Decke in eine Sichtposition vor dem Fahrzeugführer gesenkt wird.

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