DE2223197A1 - Geraet fuer die kollimierte visuelle wiedergabe einer bildlichen szene, insbesondere bei einem fahrzeugsimulator - Google Patents

Description

Pn UonLan w/ilbe

Di.pl.-luft. W. Boyor O O O Q 1 Q

Dipl.-WirtGch.-Ing. B. Jochem LLLO IcJ/

Frankfurt am Main Freiherr-vom-Stcin-übr. 18'

In Sachen:

EEDIFON LIMITED

London S.W. 1/Großbritannien

Carlton House

Lower Regent Street

Gerät für die kollimierte visuelle Wiedergabe einer bildlichen Szene, insbesondere bei einem Fahrzeugsimulator.

Die Erfindung betrifft ein Gerät für die kollimierte visuelle Wiedergabe einer bildlichen Szene gegenüber mindestens einer Person, insbesondere bei einem Fahrzeugsimulator •wie vor allem einem Flugsimulator.

Fahrzeugsimulatoren werden verwendet zur Simulierung der wirklichen Bewegung eines Land- oder Luftfahrzeuges, zur Übung von Ausbildungstruppen, ohne daß ein wirkliches Land- oder Luftfahrzeug zur Anwendung gelangt. Die Erfindung wird in Verbindung mit einem Flugsimulator näher beschrieben, ist. aber ebenso anwendbar auf Simulatoren für andere Fahrzeuge und Geräte zur Simulierung einer wirklichkeitsgetreuen Szene.

Ein Flugsimulator besitzt einen künstlichen Führerraum (Cockpit-Attrappe), der während der Übung von der Äusbildungsgruppe eingenommen wird. Für gewöhnlich wird der künstliche Führerraum von einem Bewegungssystem bewegt, um die Beschleunigungen eines Flugzeuges im Flug nachzu-

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bilden. Weiterhin ist der Flugsiraulator mit einer visuollon Wiedergabe ausgerüstet, welche einen Blick auf das Gebieb, über welchem der simulierte Flug stattfindet, so wie dienen sich dem Piloten und dem Co-Piloten durch die Führerraumfenster darbietet, vermittelt. Die Erfindung betrifft eine solche visuelle Wiedergabe.

Es ist bekannt, hierzu ein maßstabtreues Modell des Gebietes, über welchem das Flugzeug fliegen soll, zu benutzen, und dieses auf einem Bildschirm vor den Führerhausfenstern mit Hilfe einer Fernsehanlage mit geschlossenem Stromkreis wiederzugeben, die aus einer das Modell aufnehmenden Fernsehkamera und einer oder mehreren Bildwerfern zur Erzeugung einer gegebenenfalls in natürlichen Farben wiedergegebenen Abbildung auf dem Bildschirm besteht.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gerät für eine derartige visuelle Wiedergabe zu schaffen, die bestimmte Grenzen der oben erwähnten bekannten Apparate überwindet.

Bei den vorerwähnten bekannten visuellen Wiedergabeapparaten befindet sich der Bildschirm stets etwa 21/2 bis 3 Meter vor den Piloten, während bei einem wirklichen Plug die beobachtete Gzonn in woi.tor Ent; forming liegt.. Dioiw; Begrenzung bedeutet, daß bei der Betrachtung den Bildschirms, die Anpassung und die Konvergenz der Augen der Piloten inkorrekt und die Parallaxe zwischen den Fensterstreben und der entfernten Szene bei einer Kopfbewegung nicht die gleiche wie in Wirklichkeit ist.

Wenn ferner die optische Wiedergabe gegenüber zwei nebeneinander sitzenden Piloten erfolgen soll, ist es bekannte Praxis, den Bildwerfer über dem Kopf desjenigen Piloten anzuordnen, der das simulierte Flugzeug steuern soll, , so daß das sich ihm bietende Bild in Querrichtung.unver-

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zerrt ist, und eine unvermeidbare Querverzerrung für den Co-Piloten in Kauf zu nehmen, die dadurch entsteht, daß sein Blick auf den Bildschirm unter einem horizontal gerichteten Winkel zur Bildwerferachse gerichtet ist.

Da eine Winkeltrennung in vertikaler Sichtung zwischen den Augen beider Piloten und der Bildwerferachse vorliegt, treten für beide Piloten vertikale Trapezfehler-Verzerrungen und eine vertikale Nichtlinearität der Abbildung auf, obgleich, dies in Wirklichkeit nicht so schwerwiegend ist wie die vom Co~Piloten gesehene Querverzerrung.

Erfindungsgemäß werden diese Nachteile vermieden durch einen im Blickfeld der Person angeordneten Hohlspiegel,. einen gekrümmten Bildschirm zur Abbildung der profilierten bildlichen Szene auf seiner Rückseite, wobei sich der Bildschirm im wesentlichen auf der Brennfläche des Hohlspiegels befindet, und mindestens einen Bildwerfer zum Projizieren der bildlichen Szene auf dem Bildschirm.

Die Verbindungslinie zwischen den Mitten des Hohlspiegels und des Bildschirms können schräg zur Bildwerferachse verlaufen.

Vorzugsweise ist die Verbindungslinie zwischen den Mitten des Hohlspiegels und des Bildschirms schräg innerhalb der vertikalen Halbierungsebene des künstlichen Plugraumes des. Simulators angeordnet, wobei der Blick des Piloten auf den Hohlspiegel im -wesentlichen horizontal gerichtet ist und die Bildwerferachse oberhalb des'Fahrgastraumdache s liegt. . "

Nach einem anderen Merkmal zur vorteilhaften Ausbildung der Erfindung besitzt der Hohlspiegel im wesentlichen Kugelgestalt, wobei die Achse des den Hohlspiegel bildenden' Kugelausschnittes im wesentlichen in der den künst-

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lichen Führerraum halbierenden Vertikalebene liegt, -während der untere Brennpunkt des Hohlspiegels im wesentlichen im Mittelpunkt des Raumes liegt, von welchem aus das Abbild betrachtet werden soll, und der obere Brennpunkt des Hohlspiegels oberhalb des künstlichen Führerraumes liegt, wobei die Achse des Kugelausschnitts zur Vertikalen geneigt verläuft .

Der Bildwerfer ist vorzugsweise ein Fernsehrprojektor mit geschlossenem Stromkreis, dem das Bildsignal von einer auf ein Modell gerichtete Fernsehkamera zugeführt wird. In diesem Falle wird zweckmäßig eine durch das optische System aus Bildwerfer, Bildschirm und Hohlspiegel bedingte optische Verzerrung durch Anwendung eines nicht linearen Abtastrasters kompensiert. ■

Der Bildschirm, auf dessen Rückseite die projizierte Szene abgebildet wird, kann lediglich eine auf Zerstreuung' berufende lichtübertragende Charakteristik besitzen, wodurch ein vom Projektor her auftreffender Lichtstrahl einen austretenden Strahlenkegel erzeugt, von dem ein Teil auf den Hohlspiegel fällt. Der Bildschirm kann jedoch auch mit einer lichtbrechenden Struktur versehen sein, die das auftreffende Licht derart bricht, daß der Axialstrahl des austretenden Strahlenkegels gegen den Hohlspiegel gerichtet ist.und nach Reflektion an diesem in den künstlichen Führerraum auf den Piloten fällt.

ι».

Um die Anwendung der Erfindung in der Praxis zu erleichtern, wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel ir Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Gerät nach der Erfindung, mit welchem die Bildwiedergabe in die Unendlichkeit gerückt erscheint, ·

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Fig. 2 eine Seitenansicht des Gerätes,

Fig. 3 in vergrößertem Maßstab einen vertikalen Querschnitt durch einen kleinen Abschnitt eines bekannten Bildschirms mit Abbildung des projezierten Bildes auf der Rückseite,

Fig; 4A einen ähnlichen Querschnitt durch einen verbesserten Bildschirm mit prismatischer Ausbildung ,

Fig. 4B eine Vorderansicht des Bildschirms nach Fig.4A,

Fig. 5 einen Ausschnitt aus einer Seitenansicht ähnlich Fig. 2 mit einem bevorzugten Bildschirm ' mit sich ändernder Prismenform,

Fig. 6 eine weitere Seitenansicht ähnlich Fig. 2 mit einer abgeänderten Ausführung der Erfindung,

Fig. 7 noch eine weitere Seitenansicht ähnlich Fig.2 mit einer weiteren Ausführungsform.

In den Fig. 1 und 2 sind ein Pilot 1 und Co-Pilot 2 durch die Positionen wiedergegeben, die ihre Köpfe einnehmen, wenn sie im Führerraum eines Flugsimulators nebeneinander platzgenommen haben. Sie erblicken dann die optische-Wiedergäbe in der durch einen Pfeil F angedeuteten Richtung durch die Scheiben des Führerraums. ·

Der Einfachheit halber ist der Aufbau des Führerraums in den Fig. 1 und 2 nicht dargestellt, mit Ausnahme der Führerraumfenster, die in Fig. 2 durch die'gestrichelte Linie 13 angedeutet sind.

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Weiterhin sind in den Pig. 1 und 2· ein als Fernsehempfänger ausgebildeter Bildwerfer 3 und ein zugehöriger' Bildschirm 6 zur Wiedergabe dos projezierten Bilden auf noinor liückr.oi t;o dargestellt. Der Bildwerfer 3 ist an eine Fernsehkamera ft. angeschlossen, die auf ein Modell 9 einer; Gebietes gor.ich- . tet ist, über welchem der simulierte Flug stattfinden soll.

Zusätzliche Bildwerfer 4- und 5 können fakultativ für den Fall angeordnet werden, daß derartige weitere Bildwerfer für eine optische Wiedergabe in natürlichen Farben benötigt werden.

Der Bildschirm 6 ist mit seiner konkaven Vorderseite gegen den Bildwerfer 3 gerichtet, und seine konvexe Rückseite blickt demzufolge gegen einen kugeligen Hohlspiegel 7·

Der Strahlenweg vom Bildwerfer 3 zum Schirm 6 ist durch einen Strahlenkegel 10-10 veranschaulicht. Die dem Hohlspiegel 7 zugewandte Oberfläche 6¹ des Bildschirms 6 hat eine lichtzerstreuende Charakteristik, wie weiter unten noch genauer erläutert wird, und die von einem einzelnen Flächenteil des Bildschirms ausgehenden Strahlen sind mit

11, 11' bezeichnet. Die Oberfläche des Bildschirms 6 liegt im wesentlichen in der Brennfläche des Hohlspiegels 7» und die Lichtstrahlen 11, 11' werden durch den Hohlspiegel 7 reflektiert, wie dies durch die zurückgeworfenen Strahlen

12, 12' angedeutet ist, die ein kollimiertes, d.h. parallelstrahliges Abbild erzeugen, das von den Piloten 1 urid 2 durch das Führerraumfenster 13 wahrgenommen wird.

Der Hohlspiegel 7 ist zur Blickrichtung F geneigt angeordnet, so daß der Bildschirm oberhalb der Sichtlinie der Piloten angeordnet werden kann, wie in Fig. 1 und 2 gezeigt ist. Der Bildschirm 6 steht im wesentlichen normal

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zur Achse des Bildwerfers 3* Bie Bildwerferachse ist in vertikaler Richtung gegenüber der Blickrichtung F der Piloten versetzt.

Diese Anordnung ermöglicht eine Plazierung der Bildwerfer 3, 4- und 5 und des Bildschirms 6 oberhalb der Köpfe der Piloten, im Beispielsfall auf dem Überbau oberhalb des Führerraums, und der Hohlspiegel 7 kann mit seiner Mitte ' auf der horizontalen Linie angeordnet werden, die durch den Pfeil F in den Pig. angedeutet ist und sich von einer Stelle zwischen Pilot und Co-Pilot horizontal nach vorn erstreckt.

In den Fig. 3 und 4 sind lichtablenkende und lichtzerstreuende Eigenschaften von Bildschirmmaterialien, wie sie sich für ..den Bildschirm 6 eignen, veranschaulicht.

In Fig. 3 ist ein bekanntes Bildschirmmaterial für eine Wiedergabe des projezierten Bildes auf seiner Rückseite dargestellt, welches eine starke Zerstreuungswirkung mit einer maximalen Lichtabgabe in der gleichen Richtung wie die auftreffenden Strahlen aufweist.

Somit werden in Fig. 3» wenn ein Lichtstrahl -10 den vom Bildwerfer 3 auftreffenden Strahl darstellt, die ausgesandten Strahlen über einen Kegel 10"'-1O¹'¹ zerstreut, wobei die maximale Intensität in Richtung eines Strahles 10' vorhanden ist, der mit dem auf treffenden Strahl 10 fluchte!;, fioi dem Beispiel nach ϊΊβ* 3 steht der Strahl 10 normal auf. der Vorderseite des Bildschirms, und der ausgehende Strahlenkegel nimmt in seiner Lichtstärke vom Axialstrahl 10' zu den Peripheriestrahlen 10"'ab, wobei die Strahlen 10" eine mittlere Lichtstärke besitzen.

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Wie in Fig. 2 gezeigt, befindet sich der Hohlspiegel 7 unterhalb der Bildwerferachse. Das Material des Bildschirms 6 muß einen starken Streuungseffekt aufweisen, so daß das den Schirm an irgendeiner Stelle verlassende Licht einen geeigneten Punkt des Hohlspiegels 7 erreicht, um ein kollimiertes Abbild für die beiden Beobachter 1 und 2 zu schaffen,

In der Praxis wurde festgestellt, daß eine annehmbare Ge- ' samthelligkeit und eine annehmbare Helligkeitsverteilung mit einem einfach zerstreuenden Schirm in der Gestalt nach Fig. 3 erreichbar ist. In Fig. 3 sind der auf der Achse liegende Strahl mit 10' und der auf der Schirmstreuung beruhende Strahlenkegel durch die Strahlen 10" und 10'" veranschaulicht.

Eine abgewandelte Bildschirmkonstruktion, die eine größere Gesamthelligkeit aufgrund der Nutzung eines größeren Anteils des zur Verfügung stehenden projezierenden Lichtes ergibt, ist in den Fig. 4-A und 4B dargestellt.

Das dort gezeigte Bildschirmmaterial besitzt eine Vorderseite, d.h. eine in Fig. 4-A nach rechts und gegen den Bildwerfer 3 in Fig. 2 gerichtete Seite, die aus eng benachbarten horizontalen Prismenstreifen besteht, welche sich über die gesamte Breite des Bildschirms 6 erstrecken.

Ein auftreffender Lichtstrahl ist ebenso wie beim Bildschirmmaterial nach Fig. 3 mit 10 bezeichnet.

In Fig. 4- befindet sich jedoch der austretende Lichtkegel nicht oberhalb der Linie 10' als Achse, sondern etwa um eine Linie 11 herum, die schräg zur Linie 10' unter einem Winkel θ verläuft. Der Kegel der austretenden Strahlen ist von den Strahlen 11' und 11" begrenzt, die einen

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Winkel oc- zwischen sich einschließen. . · - '

Der Winkel θ'entspricht angenähert dem Winkel θ in Fig. 2, der dort von dem Winkel zwischen der die Mitte des Hohlspiegels 7 mit der Mitte des Bildschirms 6 verbindenden Linie 11 und der Linie 10', weiche die Portsetzung der Bildwerferachse 10 über den Bildschirm 6 hinaus darstellt, gebildet ist.

Durch Verwendung dieser prismatischen Form des Bildschirmmaterials kann der Winkel 06des austretenden Strahlenkegels, obwohl er nach wie vor beide Piloten 1 und 2 decken muß, im Vergleich mit dem Bildschirmmaterial nach Pig. 3 vermindert werden, was zu einer helleren Bildwiedergabe führt.

Ein weiteres alternatives Bildschirmmaterial kann die in Pig. 5 gezeigte Gestalt besitzen. In Pig. 5 sind drei auf ein oberes Flächenelement A, ein mittleres Flächenelement B und ein unteres Flächenelement C des Bildschirms 6 auftreffende Strahlen dargestellt. Für jedes Bildelement ist die Verlängerung der Linie 10 als gestrichelte Linie 10' eingezeichnet, und der abgelenkte mittlere Strahl des austretenden Strahlenkegels ist mit 11a bzw. 11b bzw. 11c für die drei Flächenelemente A, B und C bezeichnet.

Die schräge Linie 11b von dem Flächenelement B schließt den Winkel Qo mit der entsprechenden Linie 10' ein, und dies entspricht dem Winkel θ der Pig. ^A. Demgegenüber ist jedoch der Winkel Q_-1 am oberen Flächenelement A des Bildschirms 6 größer als θ~, und der Winkel Q₇ am unteren Flächenelement C des'Bildschirms 6 ist kleiner als θρ.

Die einzelnen Werte des Winkels θ über die gesamte Höhenerstreckung des Bildschirms 6 sind aus der Bildwerfer-

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Schirm-Spiegel-Geometrie heraus berechnet. Die notwendigen Winkel werden durch fortschreitende Steigerung der Prismenwinkel über die Bildschirmfläche aus der Kenntnis des Brechungsindex des Schirmmaterials erhalten.

Der Bildwerfer 3 oder gegebenenfalls alle Bildwerfer 3» 4· und 5 besitzen besondere optische und elektrische Eigenschaften zur Verwendung in dem System nach Fig. 1 und 2.

Ein Fernseh-Bildwerfer für gewöhnliche Abbildungen erzeugt ein rechteckiges Bild auf einem flachen Schirm. Ein derartiger Bildwerfer kann eine Hochleistungs-Bildschirmröhre und ein optisches System nach Schmidt' besitzen, welches mit einem Hohlspiegel und einer besonders geformten Platte aus beispielsweise Glas zur Korrektur von auf Brechung beruhenden Äbbildungsfehlern arbeiten. Der Krümmungsradius der Bildfläche der Kathodenstrahlröhre ist normalerweise halb so groß wie der des Hohlspiegels.

Der Bildwerfer 3 des Gerätes nach Fig. 1 und 2 hat eine Anzahl Merkmale, die für diesen Benutzungsfall spezifisch sind,

Um eine kürzere Projektion zu ermöglichen und den vom optischen System des Fernseh-Bildwerfers 3 nach Schmidt erzeugten Abbild eine gekrümmte Brennfläche zu geben, ist eine Veränderung im Krümmungsradius des Spiegels, der Ausbildung der Korrekturplatte und des Abstandes der optischen Elemente des Bildwerfers erforderlich. In diesem Sinne wird der Krümmungsradius des Spiegels um einige 1O/0 vergrößert, die Bemessung der Korrekturplatte wird um etwa 30% herabgesetzt, und der Abstand zwischen der Stirnfläche der Kathodenstrahlröhre und dem Spiegel und der Stirnfläche der Kathodenstrahlröhre und der Korrekturplatte wird um etwa 10% vergrößert.

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Das Abtastraster der Kathodenstrahlröhre oder alternativ der damit verbundenen Kameraröhre wird nicht-linear gemacht, lim eine Wölbungsverzerrung, eine Trapezfehler-Verzerrung und eine vertikale Nichtlinearität der Abbildung auf der Kathodenstrahlröhre einzuführen. ' *

Diese Verzerrung des auf die Rückseite des Bildschirmes projezierten Primärbildes ist erforderlich, um die von der Spiegel- und Bildschirmstellung erzeugten Verzerrungen auszugleichen.

Um einen optimalen Ausgleich zwischen den verschiedenen Formen der erforderlichen Verzerrungen zu erhalten, kann der Spiegel 14-, von einer Art sein, die aus einer Linse ■ mit versilberter Rückfläche besteht, und kann mehr ringförmige als kugelige Oberflächen besitzen. Die Linse 15 kann dann für ein optimales Ergebnis leicht geneigt angeordnet werden.

Bei der Anordnung nach Fig. 6 ist die Bildwerferachse eine Fortsetzung der Linie 11, welche die Mitte des Hohlspiegels 17 mit der Mitte des Schirms 6 verbindet, und.der Bildschirm 6 benötigt somit keinen besonderen lichtablenkenden Aufbau, sondern muß nur leichte Streueigenschaften aufweisen, die ausreichen, um das übertragene Licht derart auszubreiten, daß' ein gleichförmig beleuchtetes Abbild sowohl vom Piloten wie vom Go-Piloten wahrgenommen wird.

I».

In Fig. 7 sind ähnliche Elemente wie in Fig. 1 , 2 und 6 mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Ein Farbfernseh-Bildwerfer 13 projiziert ein Bild auf einen rückseitig . das Bild wiedergebenden Bildschirm 6 mit Hilfe eines ersten Spiegels 16, der eine ebene Reflektionsflache aufweist, und ferner mit Hilfe eines zweiten Spiegels 17, der eine gekrümmte Reflektionsflache besitzt, die zum Zwecke der

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Korrektur einer optischen Verzerrung des Bildes ausgeformt ist.

Bei der Anordnung nach Fig. 7 ist der Bildschirm 6 mit zerstreuenden und ablenkenden Eigenschaften wie bei Schirm 6 nach Fig. 5 gezeigt.

Der Hohlspiegel 7 nimmt die Stellung des Spiegels 7 der An-. Ordnung nach Fig. 2 ein, und das Gerät ist grundsätzlich in ähnlicher Weise wie das in Fig. 2 gezeigte oberhalb der Köpfe des Piloten 1 und des Co-Piloten 2 gezeigt.

Es versteht sich von selbst, daß, falls der Bildwerfer 3 ein Filmprojektor anstelle eines Fernsehprojektors der Ausführungsform nach Fig. 1 oder 2 ist, die vorgeschriebene optische Korrektur angewendet wird.

Die Form des Bildschirms 6 ist kugelig mit einem derart ausgewählten Krümmungsradius, daß or den besten Kompromiß für eine minimale elektronische Umkonstruktion der Abtastkreise der Kathodenstrahlröhre bei leichter Herstellbarkcit' liefert und noch eine Gestalt zuläßt, die so nahe wie möglich der Brennfläche des Kollimationsspiegels entspricht. Die im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 zur Verwendung gelangte Form ist ein Schnitt durch eine Kugel mit einem Krümmungsradius von etwa 2,5m Radius, die lineare Abmessungen von 1,5m Höhe bei etwas weniger als 2 m Breite besitzt. ■

Der Bildschirm wird in herkömmlicher Weise durch Schmclzgießen einer durchsichtigen Acrylglasplatte in die gewünschte Form und daraufhin chemisches überziehen dieser Platte mit einem stadarisierten Bildschirmmaterial zur Durchgangsprojektion hergestellt, wobei in diesem Fall eine Umrahmung vorgesehen wird, um augenfällige Lichtfleck-Farbschatten-

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Wirkungen zu verhindern und auch so viel Licht wie möglich unter Verwendung herkömmlichen Bildmaterials nach unten in den Hohlspiegel 7 in Richtung der Beobachter zu werfen. ,.

Der Bildschirm 6 wird durch ein Rahmenwerk rings um seinen Umfang steif abgestützt, das auf einem Grundrahmen befestigt ist und dem Schirm 6 eine genaue Anordnung in .bezug auf den Riehtspiegel 7 ermöglicht.

Der Richtspiegel 7 der optischen Wiedergabeanordnung nach ·.· Pig. 1 und 2 hat eine besondere konkave Gestalt, die einen Teil der Oberfläche einer Kugel oder-^eines Rotationsellipsoides bildet. Diese Ausbildung ist erforderlich, um ein genaues Geometriebild mit annehmbarer optischer Verzerrung gegenüber den beiden oder mehr Beobachtern 1 und 2 darzubieten, die· sich außerhalb der optischen -Achse sowohl in der Vertikal- wie in der Horizontalebene befinden;

Der besonders gestaltete Hohlspiegel 7 kann durch Vakuumverformung einer optisch ausgewählten, gegossenen Acrylglasplatte hergestellt werden, wobei besonders gestaltete Formwerkzeuge aus Epoxyharz verwendet werden. . .

Das geforderte Spiegel-Finish.wird durch Vakuum-Uberziehen der konkaven Seite der unter Vakuum verformten Acrylglasplatte mit Aluminium erhalten, wodurch also ein vorder-, seitig überzogener Spiegel geschaffen wird. Eiri Schutz der Verspiegelungsflache läßt sich durch Vakuumaufdämpfung von Silikonmonoxyd oder Magnesiumfluorit auf das Aluminium herstellen, obwohl ein zur Hälfte schützender natürlicher Oxydaufbau an der Aluminiumoberflache auftritt, wenn diese der Luft nach dem Vakuumüberziehen ausgesetzt wird. Um die Staubablagerung auf dem Spiegel aufgrund statischer Anziehungskräfte zu verhindern, kann ein Schirm ionisierter

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Luft über die Oberfläche geblasen werden, wenn sich der Spiegel in Gebrauch befindet.

Der Spiegel ist vollständig durch eine rückseitige Konstruktion aus glasfaserverstärktem Epoxy-Kunststoff abgestützt, die mit Hilfe des Modells hergestellt ist * das bei der Herstellung-des Vakuumverformungswerkzeuges benutzt worden ist. Auf diese Weise ist eine genaue Formübereinstimmung sichergestellt, die dem Acrylglasspiegel die erforderliche Enge und vollständige Abstützung gibt. Die ganze Konstruktion aus Spiegel und rückseitiger Abstützung ist starr auf einem Grundrahmen mit Hilfe metallischer Träger angeordnet.

Es versteht sich von selbst, daß der künstliche Führerraum auf einer Düne angeordnet ist, welcher die Beschleunigungsverhältnisse eines tatsächlichen Fluges erteilt werden, und es, weil die bildliche Wiedergabe während des simulierten Fluges erfolgt, in der Praxis notwendig ist, das gesamte optische System mit dem künstlichen Führerraum zu bewegen.

Der Bildwerfer 3> der Bildschirm 6 und der Hohlspiegel 7 gemäß vorstehender Beschreibung sind somit alle fest mit einem solchen Bewegungssystem für den Führerraum verbunden, um dessen Bewegungen zu folgen.

Patentansprüche /

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Claims (11)

1. Patentansprüche

   fi.) Gerät für die kollimierte visuelle Wiedergabe einer bildlichen Szene zur Betrachtung durch mindestens eine Person, gekennzeichnet durch einen im Blickfeld der Person angeordneten Hohlspiegel' (7)» einen gekrümmten Bildschirm (6) zur Abbildung der projizierten bildlichen Szene auf seiner Rückseite (6'),. wobei sich der Bildschirm (6) im wesentlichen auf der Brennfläche des Hohlspiegels (7) befindet, und mindestens einen Bildwerfer (3, 4·, 5 bzw. 13) zum Projizieren der bildlichen Szene auf dem Bildschirm (6).
2. 2. Wiedergabegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Bildwerfer (3, 4, 5) mit seiner Achse auf die konkave Oberfläche des Bildschirms (6) gerichtet ist, wobei dieser und der Bildwerfer weiterhin so angeordnet sind, daß eine gedachte Linie (11b) von der Mitte des Hohlspiegels (7) zum Schnittpunkt (B) der Bildwerferachse mit dem Bildschirm schräg zur Bildwerferachse verläuft. .
3. 3. Wiedergabegerät für die visuelle Wiedergabe einer bildlichen Szene bei einem ITugsimmulator mit einem künstlichen Führerraum (Cockpit-Attrappe) für einen auszubildenden Piloten und Co-Piloten, wobei zumindest für den auszubildenden Piloten die Bildwiedergabe ins Unendliche gerückt erscheint, ,dadurch gekennzeichnet', daß die gedachte Linie (11b) von der Mitte des Hohlspiegels (7) zum Schnittpunkt (B) der Bildwerferachse mit dem Bildschirm (6) schräg zur Bildwerferachse in einer den künstlichen Führerraum und den Hohl-

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   spiegel (7) halbierenden Vertikalebene verläuft, wobei Bildschirm (6) und Bildwerfer weiterhin derart angeordnet sind, daß der Blick des Übungspiloten (1) auf den Hohlspiegel (7) im wesentlichen horizontal gerichtet ist und sich die Bildwerferachse oberhalb des Führerraumdaches befindet.
4. 4. Wiedergabegerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Hohlspiegel (7) im wesentlichen Kugelgestalt besitzt, wobei die Achse des den Hohlspiegel bildenden Kugelausschnittes im wesentlichen in der den künstlichen Eührerraum halbierenden Vertikalebene liegt, während der untere Brennpunkt des Hohlspiegels (7) im wesentlichen im Mittelpunkt des Raumes liegt, von welchem aus das Abbild betrachtet werden soll, und der obere Brennpunkt des Hohlspiegels oberhalb des künstlichen Führerraumes liegt, wobei die Achse des Kugelausschnitts zur Vertikalen geneigt verläuft.
5. 5. Wiedergabegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildwerfer (3, 4, 5 bzw. 13) ein Fernsehprojektor mit geschlossenem Stromkreis ist, dem das Bildsignal von einer auf ein Modell (9) gerichteten Fernsehkamera (8) zugeführt wird.
6. 6. Wiedergabegerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß eine durch das optische System aus Bildwerfer (3, 4, 5 bzw. 13), Bildschirm '(6) und Hohlspiegel (7) bedingte optische Verzerrung durch Anwendung eines nicht linearen Abtastrasters kompensierbar ist.
7. 7. Wiedergabegerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß eine durch das optische

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   System aus Bildwerfer (3, 4, 5 bzw. 13), Bildschirm (6) und Hohlspiegel (7) bedingte optische Verzerrung durch Anwendung eines Bildentzerrers kompensierbar ist, der aus einer oder mehreren Linsen (15) und/oder lichtbrechenden Keilen und/oder gekrümmten Spiegeln (17) besteht, die zwischen dem Bildwerfer (13) und. dem Bildschirm (6) angeordnet sind.
8. 8. Wiedergabegerät nach einem der vorhergehenden An-. sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildschirm (6) sowohl auf Ablenkung wie auf Zerstreuung beruhende lichtübertragende Eigenschaften aufweist, derart, daß ein vom Bildwerfer her auftreffender Lichtstrahl (10) einen vom Bildschirm (6) ausgehenden Strahlenkegel (11', 11") erzeugt, dessen Achse (11') schräg gegen den Hohlspiegel (7) gerichtet ist.
9. 9. Wiedergabegerät nach Anspruch 8, dadurch.· gekennzeichnet , daß die gegen den Bildwerfer (3i 4, 5 bzw. 13) weisende Seite (6") des Bildschirms (6) aus sich über die Schirmbreite erstreckenden Prismenstreifen besteht.
10. 10. Wiedergabegerät nach Anspruch 9, .dadurch.· gekennzeichnet , daß der Winkel der Prismen- ·, ' streifen sich von oben nach unten fortschreitend ändert.

    i».
11. 11. Wiedergabegerät nach Anspruch 1, dadurch

    g ekenn ζ ei ohne t , daß die Achse des Bildwerfers (13) durch Reflektion an'mindestens einer Spiegelfläche (16) zurückgeknickt ist und die zurückgeknickte Achse durch die Mitte des Bildschirms (6) und die Mitte des Hohlspiegels (7) verläuft.

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