DE2819152A1 - Optische kollimatorvorrichtung insbesondere zur verwendung in luftfahrzeugen - Google Patents

Optische kollimatorvorrichtung insbesondere zur verwendung in luftfahrzeugen

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DE2819152A1 DE19782819152 DE2819152A DE2819152A1 DE 2819152 A1 DE2819152 A1 DE 2819152A1 DE 19782819152 DE19782819152 DE 19782819152 DE 2819152 A DE2819152 A DE 2819152A DE 2819152 A1 DE2819152 A1 DE 2819152A1
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Description

DIETRICH LEWINSKY
H JNZ-JOACHIM HUBSR
REJNER PRIETSCH 2<Mal igiQ
MDNCHEN21
GOTTHARDSTR. 81 10.309-V/Ni
Thomson-CSF, Bl. Haussmann 173, P - 75008 Paris (Prankreich)
"Optische Kollimatorvorrichtung insbesondere zur Verwendung in Luftfahrzeugen"
Priorität: 3. Mai 1977, No 77 1332O, Prankreich
Die Erfindung betrifft eine optische Kollimatorvorrichtung, insbesondere zur Verwendung in Luftfahrzeugen,zur Projektion von Navigationsinformationen ins Unendliche zur überlagerung mit der von dem Piloten wahrgenommenen Außenwelt.
Diese Navigationsinformationen treten in Form von leuchtenden Zeichen oder Symbolen auf, die von leuchtenden Objekten abgegeben werden, welche im Brennebenenbereich eines optischen Objektivs angeordnet sind. Das Bild dieser Objekte wird somit im Unendlichen abgebildet und ermöglicht eine Betrachtung bzw. Wahrnehmung durch den Piloten, ohne daß eine Entfernungsakkomodation erforderlich ist. Die Überlagerung mit der durch die Windschutzscheibe oder Cockpit fenster wahrgenommenen Außenwelt wird mit Hilfe einer halbdurchlässigen Scheibe erzielt, die gegen die Sehrichtung des Betrachters geneigt ist. Die festen oder beweglichen Objekte können mit Hilfe von beleuchteten Masken, Blenden oder Strichgittern erzeugt werden; ebenso kann es sich um ein synthetisches Bild handeln, das auf dem Bildschirm einer Kathodenstrahlröhre sichtbar gemacht wird. Zur Vereinigung der leuchtenden Objekte und zur Erzielung einer Darstellung mit vielen Einzelheiten kann ein optischer Mischer benutzt werden.
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Es ist wesentlich, daß der Pilot die Gesamtheit der projizierten Objekte wahrnimmt, ohne hierzu zu Kopfbewegunpen gezwungen zu sein und ohne eine bestimmte Entfernung zu der halbdurchlässigen Scheibe der Kollimatorvorrichtung herstellen zu müssen, durch die hindurch die Betrachtung erfolgt.
Das Bild des Randes des Objektivs in der Scheibe wirkt wie eine optische Pupille. Das nutzbare Gesichtsfeld des Gerätes besteht bei monokularer Betrachtung aus einem Kegel, dessen Spitze im Auge liegt und dessen Basis durch die optische Pupille gebildet wird, und bei binokularer Betrachtung aus der Zusammenfassung von zwei Kegeln, deren Spitzen jeweils in den Augen des Betrachters liegen und deren jeder seine Basis auf der optischen Pupille hat. Die Wahrnehmung der Zeichen in einer betrachteten Blickrichtung ist sichergestellt, solange die Verschiebungen jedes Auges innerhalb einer Fläche entsprechend derjenigen der optischen Pupille bleiben.
Es ist von Bedeutung, eine optische Pupille mit großen Abmessungen zu erzielen, wenn die Bequemlichkeit für den Piloten dadurch gesteigert werden soll, daß für ihn eine einfache Wahrnehmung in einer hinreichend großen Entfernung von der halbdurchlässigen Scheibe sichergestellt ist.
In der Praxis geht die Vergrößerung der Abmessungen der Pupille meist zu Lasten der Abmessungen und des Raumbedarfs der Gesamtvorrichtung. Diese befindet sich im Cockpit hängend oberhalb oder unterhalb der Windschutzscheibe oder der Cockpitfenster. Sie soll möglichst geringe Abmessungen, insbesondere eine geringe Höhe, besitzen, um ihre Anbringung zu erleichtern und die Sicht und die Bewegungen des Piloten nicht zu behindern. Für Kollimatorvorrichtungen, die gute optische Eigenschaften besitzen und insbesondere frei von Verzeichnungen und Parallaxenfehlern sind, ist die kleinsfemögliche Gehäusehöhe im wesentlichen durch den Durchmesser des Objektives festgelegt.
Es ist bekannt, die halbdurchlässige Scheibe beweglich auszuführen und zwar entweder geradlinig verschieblich oder drehbar oder beides. Dabei bleiben zwar die Abmessungen der Pupille unverändert, ,_
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jedoch wird diese durch die der Scheibe auferlegten Bewegungen verschoben, woraus sich eine scheinbare Vergrößerung der Pupille infolge der Verschiebung des augenblicklichen Gesichtsfeldes ergibt , das für kleine Bewegungsamplituden der Scheibe denselben Wert etwa beibehält.
Eine andere bekannte Maßnahme besteht darin, ein doppelreflektierendes Prisma zwischen das optische Objektiv und die leuchtenden Objekte einzufügen, das eine kleine reflektierende Fläche parallel zur optischen Achse besitzt und dessen große Fläche parallel zum optischen Objektiv angeordnet ist. Bei unverändertem Platzbedarf des Kollimators wird der Durchmesser des Objektivs und dementsprechend derjenige der Pupille vergrößert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kollimatorvorrichtung gemSß Oberbegriff des Anspruches 1 zu schaffen, deren Pupille größere Abmessungen als das Objektiv aufweist, wobei jedoch die optischen Eigenschaften der Vorrichtung erhalten bleiben. Dabei soll gleichzeitig auch eine örtliche Vergrößerung der optischen Pupille in der Vertikalrichtung entsprechend einer Vergrößerung in der Höhenebene erzielt werden, ohne den Durchmesser des Objektivs zu ändern.
Die Lösung dieser Aufgabe sowie vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Patentansprüchen angegeben.
In der Zeichnung ist die Vorrichtung nach der Erfindung schematisch vereinfacht in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigt:
Figur 1 ein vereinfachtes Schema einer Kollimatorvorrichtung zur Erläuterung des mit der Erfindung angewandten Prinzips,
Figur 2 eine die Anbringung einer Kollimatorvorrichtung im Cockpit veranschaulichende Skizze,
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Figuren 3 bis 6
Ausführuncsbeispiele einer Kollimatorvorrichtunp; nach der Erfindung,
Figur 7 Figur 8
ein Beispiel für die Anordnung der optischen Elemente in dem Gehäuse der Kollimatorvorrichtung,
ein Beispiel zur Projektion eines großen Symboles durch die vergrößerte Pupille.
Figur 1 zeigt in vereinfachter Weise einer, optischen Kollimator mit einem optischen Objektiv 1, das durch eine Linse mit dem Durchmesser Dl symbolisiert wird. Weiter umfaßt der Kollimator eine halbdurchlässige Scheibe 2 und bei 3 im Bereich der Brennebene des Objektivs angeordnete, leuchtende Objekte. Der auf der optischen Achse liegende Brennpunkt des Objektivs ist mit F bezeichnet. Um den Platzbedarf der Vorrichtung in der Höhe zu verringern, umfaßt sie einen Umlenkspiegel Ü, vergleiche Figur 2. Die verschiedenen Teile befinden sich in einem Gehäuse 5·
Die optische Pupille wird begrenzt durch den Umriß 6 des durch die Scheibe 2 hindurch' gesehenen Bildes der Linse 1. Für einen bei A auf der optischen Achse Z befindlichen Beobachter ist das Gesichtsfeld der leuchtenden Objekte ein Konus, dessen Spitze im Auge bei A liegt und dessen Basis durch die Pupille 6 gebildet wird, wobei der Gesichtsfeldwinkel den Wert u> für die gegebene Betrachtungsentfernung dl hat. Im dargestellten Beispiel sollte der Gesichtsfeldwinkel des Kegels einen Wert θ größer als cc haben, um eine sofortige gleichzeitige Betrachtung aller leuchtenden Objekte zu ermöglichen. Hierzu dürfte der Beobachter sich höchstens in der Entfernung d2 von der Pupille 6 im Punkt B befinden. Der sich bei A befindende Beobachter kann nur diejenigen Objekte gleichzeitig sehen, die sich in einem kleineren Brennebenenbereich entsprechend einem! Kreis mit dem Radius rl befinden, während der gesamte Brennebenen-
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•3·' " L
bereich einen demgegenüber größerer Radius r2 besitzt.'T)ie*Betrachtung vor. Objekten, die in dem Kreisring zwischen den Kreisen mit den Radien rl und r2 enthalten sind, erfordert eine Verschiebung des Kopfes des Beobachters in der Ebene 7 senkrecht zu der Achse Z durch A, wobei die halbdurchlässige Scheibe 2 als ortsfest angenommen ist.
Wenn die Entfernung dl den kleinstmöglichen Wert für die Beobachtung durch den Piloten durch die Scheibe darstellt, ist die augenblickliche oder gleichzeitige Betrachtung aller Objekte unter der Voraussetzung möglich, daß die optische Pupille 6 vergrößert wird. Im dargestellten Fall bedeutet dies, daß eine Pupille mit einem Durchmesser D2 erzielt werden muß, der um soviel größer als der Durchmesser Dl ist, daß der Gesichtsfeldwinkel von A aus den gewünschten Wert θ besitzt.
Wie einleitend bereits erwähnt, stößt die Vergrößerung des Durchmessers des Objektivs rasch auf Grereen infolge des Platzbedarfes und auch im Hinblick auf die Kosten. Lösungen mit beweglicher Scheibe führen andererseits zu aufwendigen Geräten und erfordern Betätigungen durch den Piloten.
Andererseits ist zu berücksichtigen, daß die Vergrößerung der Pupille im allgemeinen nicht in Horizontalrichtung, sondern vor allem in Vertikalrichtung notwendig ist, da die Dispersion oder die Ausdehnung der leuchtenden Objekte in der Praxis häufiger bzw. größer in dieser letzteren Richtung ist, die in Figur 1 mit Y bezeichnet ist. Dies ist vor allem bei der Einspiegelung einer vertikalen, graduierten Skala der Fall.
Zur Erzielung einer örtlichen Vergrößerung der Pupille in dieser Vorzugsrichtung, die man als Vergrößerung in der Höhenebene oder im Höhenwinkel bezeichnen kann, wird gemäß der Erfindung in dem Raum (v) zwischen dem Cockpitfenster (Figur 2) und der Scheibe 2 ein reflektierendes optisches Element 10 angeordnet, das eine zweite Pupille 8 erzeugt. Das Element 10 besteht aus einer zweiten zur ersten parallelen Scheibe, die sich in einem größeren Abstand zum Objektiv 1 befindet. Die Abmessungen und die Lage der zusätzlichen
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Scheibe 10 sind so bestimmt, daß eine Gesamtpupille der gewünschten Form und mit den gewünschten Abmessungen in der Breite X und in der Höhe Y erhalten wird, um alle Objekte gleichzeitig überblicken zu können.
Figur 2 zeigt im Fall einer Anwendung auf ein Projektions- oder Einspiegelungsgerät in einem Luftfahrzeug die für die Festlegung des vorerwähnten, verfügbaren Volumens zu berücksichtigenden Randbedingungen. Die Gerade VB gibt die Grenze der Außensicht nach unten an. Sie entspricht der Spur der Ebene, die vom Auge des Piloten zum Unterrand der Windschutzscheibe verläuft. Die Spur TE entspricht der Flugbahn beim Herauskatapultieren des Schleudersitzes und begrenzt folglich im Cockpit ein Volumen, in dem keine Instrumente oder Apparate angeordnet werden dürfen, die das Herauskatapultieren des insbesondere bei militärischen Luftfahrzeugen vorgesehenen Schleudersitzes behindern könnten. In Figur 2 ist das Sicht- oder Projektionsgerät 11 unterhalb der Windschutzscheibe angebracht. Die Instrumente auf dem Bordarmaturenbrett, das mit angedeutet ist, bedingen eine Untergrenze VI, die sogenannte Instrumentensicht, die durch die Anbringung des Sicht- oder Projektionsgerätes 11 nicht beeinflußt werden soll. Das Gerät befindet sich demzufolge in dem Volumen V, das durch die Ebenen VB, VI und TE begrenzt ist. Die durch ihre Spurgerade PO angegebene Ebene des Objektivs des Projektionsgerätes 11 verläuft im allgemeinen parallel zur Längsachse des Flugzeugs und das Objektiv ist in der höchstmöglichen Lage angeordnet, die noch mit der Grenze der Sicht nach unten VB vereinbar ist, so daß die Pupille 6 von unten Tangente an die Spurgerade VB ist.
Eine Ausführungsform der Kollimatorvorrichtung· wird nun anhand der Figuren 3 bis 6 beschrieben. Die Figuren 3 und k stellen den Strahlengang in der Ebene der Figur entsprechend der von der optischen Achse und der Richtung Y definierten Ebene dar. Diese Ebene ist orthogonal zur Ebene PO der Linse 1. Die untere Erzeugende des Gesichtsfeldkegels, d.h. der untere Radius des augenblicklichen Gesichtsfeldes, wird als zusammenfallend mit der Grenze VB der Sicht nach unten angenommen. Die mittlere Beobachtungsrichtung Z kann verschoben werden, bis sie der Symmetrieachse der Beobach-
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tungspupille entspricht. Diese Verschiebung ist aus Vereinfachungsgründen nicht berücksichtigt, da sie klein ist und weil die Vergrößerung der Pupille der Richtung nach festgelegt ist.
Anhand der Figuren 3 a und 3b wird die Veränderung der Pupille in Abhängigkeit der Lage der zusätzlichen Scheibe 10 dargestellt. Die Scheibe 10 ist in zwei verschiedenen Positionen 10a und 10b in Figur 3a eingezeichnet, welche Positionen zu den Pupillen 8a und 8b führen. Die Figur 3b zeigt die entsprechend den Positionen a (b) der Zusatzpupille 9a (9b) erhaltene Gesamtpupille, die in der Ebene der ursprünglichen Pupille 6 der Pupille 8a (8b) entspricht. Es ist ersichtlich, daß die Vergrößerung der Pupille in Y-Richtung umso größer ist, je weiter der Spiegel 10 vom Objektiv 1 entfernt ist, wobei jedoch der Durchmesser des zusätzlichen Teiles 9 abnimmt. Die Position 10b ist eine Grenzposition, bei der die Pupillen 9b und 6 sich berühren. Da eine gewisse Verteilung der Bilder der leuchtenden Objekte in der X-Richtung vorliegt, wird eine Zwischenposition - durch 10a angedeutet - vorgezogen, um eine gewisse Breite der Gesamtpupille im Sehnittbereich der Kreise 9a und 6 zu erzielen. Die dargestellten Lichtstrahlen zeigen, daß die VertikalVergrößerung der Pupille, die durch die Scheibe lOa hervorgerufen wird, die gleiche ist, so als ob ein Objektiv mit dem Durchmesser EG = D2 anstelle eines Objektivs mit einem Durchmesser EF =D1 verwendet würde. Diese Lichtstrahlen, die dem gestrichelten Bereich entsprechen, müssen die erste Scheibe 2 durchqueren, bevor sie an der zusätzlichen Scheibe 10 reflektiert werden. Um insbesondere eine im wesentlichen gleiche Leuchtkraft der leuchtenden Objekte im Gesamtbeobachtungsfeld zu erreichen, sind gewisse Vorkehrungen getroffen, die anhand der nachfolgenden Figuren beschrieben werden sollen.
Die Halbdurchlässigkeit der Scheibe 2 endet im oberen Teil längs einer Linie MN (Figur 6) der Spur P (Figur 4a), so daß die Pupille 6 (Figur 4b) nach oben durch eine Bogensehne KH begrenzt wird und auf diese Weise die gewünschte Breite in X-Richtung erhält. Die Scheibe 10 ist so angeordnet, daß ihre Unterkante QR mit dem Strahl S für den Beobachter mit der Bogensehne KH übereinstimmt und daß die gebildete Pupille 9 nach unten durch diese Bogensehne _g_
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begrenzt wird. · Ιγ\ ·
Die halbdurchlässigen Schichten der Scheiben 2 und 10 sind auf der Beobachterseite angebracht, wie das in Figur 2Ja durch dicke Striche angedeutet ist. Die Scheibe 10 ist gleichmäßig behandelt. Die anderen Oberflächen der Scheiben 2 und 10, also die Scheiben, die nach außen zeigen, tragen eine Antireflexschicht.
Die Unterkante der Scheibe 10 ist optisch poliert, um die Erzeugung von Störbildern in Form von parallelen Streifen, die durch die halbdurchlässigen Scheiben 10 und 2 gesehen werden, vor allem bei großer Umgebungshelligkeit, zu vermeiden. Darüber hinaus ist die Unterkante ST in besonderer Weise abgeschnitten, wie dies im Detail in der Figur 6 zu erkennen ist. Die durch die Scheibe 2 verursachten Verschiebungen sind aus Gründen der Einfachheit vernachlässigt. Der Winkel io wird gebildet durch die Normale zur Scheibe 10 und die Gerade SA, die die Ecke S mit dem Auge des Beobachters verbindet. Dieser Winkel wird im wesentlichen gleich dem Mittelwert zwischen den Winkeln il und 12 gewählt, die einen Di'eder (D) definieren, der in dem Raum liegt, in dem die Fläche TS der Scheibe 10 durch den Beobachter unter einem Winkel Null entlang einer Linie QR (Figur 5) gesehen wird. Außerhalb dieses Dieders sieht der Beobachter Kanten, die durch S und T gehen, getrennt. Der Winkel il wird durch die Strahlen Rl, R2 der Richturg TS, der Winkel 12 durch den Strahl R3, der sich in Richtung TS bricht, und den Strahl R^ von der gleichen Richtung wie R3S der durch S geht, definiert. Die Winkel il, 12, io und der SchnittwinkelcL der Kante TS der Scheibe 10 sind über folgende Beziehungen miteinander gekoppelt:
sin i2 = η cos«*-(η ist der Brechungsindex der
Scheibe 10)
io = ii_±JL2
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Dabei ist der Wert für <A. in Abhängigkeit von io gegeben durch:
- Are sin (n cosot) = -J^— 2io
Dabei kann der Wert io leicht durch die Lage des Piloten und durch die Lage des Einspiegelungsgerätes im Flugzeug bestimmt werden.
Die Scheibe 10 wird aus dem Grund angeschnitten, daß die Grenze MPN der Halbdurchlässigkeit des Spiegels 2 so bestimmt ist, daß die Linie MPN sich in einer Ebene befindet, die durch die Lage A des Beobachters und durch die Linie QSR bestimmt ist, wobei der leichten Verschiebung beim Durchgang der Strahlen durch die planparallele Platte des Elementes 2 Rechnung getragen ist.
Der Transmissionsgrad T und der Reflexionsgrad R der Scheiben 10 und 2 können so bestimmt werden, daß die Bilder des ZusatzßäMes gemäß der Pupille 9 und die Bilder des sprünglichen Feldes gemäß der Pupille 6 die gleiche Leucht stärke aufweisen. Beispielsweise kann für die Scheibe 2T= 0,6 und R = 0,4 und für die Scheibe 10 T = 0,4 und R = 0,6 gewählt werden, woraus für einen an der Scheibe 2 gegen den Beobachter (Zone Cl, Figur 4a) reflektierten Strahl ein Koeffizient von o,4 und für einen durch die Scheibe 10 nach Durchqueren der Scheibe 2 (Zone C2) reflektierten Strahl ein Koeffizient von 0,6 χ 0,6 = 0,36 folgt. Die Strahlen, die vom Objektiv kommen und die Scheibe 2 im oberen nicht reflektierenden Teil durchqueren, erleiden praktisch keine Verluste und weisen nach Reflexion an der Scheibe 10 (Zone C3) einen Koeffizient 0,6 auf. Nach dem gleichen Beispiel wird die Außenwelt von dem Beobachter mit einem Transmissionskoeffizienten 0,6 für die Zone Cl und 0,4 für die Zonen C2 und C3 wahrgenommen. Auf diese Weise werden bei einem Pilotkollimator der Boden und die weiter unten gelegenen Objekte der Außenwelt mit einer größeren Helligkeit als die höher gelegenen Objekte gesehen, während die Leuchtsymbole eine im wesentlichen gleich starke Leuchtkraft aufweisen.
Unter Berücksichtigung der zahlreichen vorhandenen Parameter, näm-
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lieh der vorgegebenen Position des Beobachters (Punkt A, Minimalabstand dl) .,der Grenze VB der Sicht nach unten, der Schleudersitzflugbahn TE, dem Durchmesser Dl des Obejektivs, dem zu erzielenden Gesamtgesichtsfeldwinkel 0, der Form der vergrößerten Pupille usw. können keine einfachen Formeln für die Abmessung und die Lage des Spiegels 10 aufgestellt werden.
Die Scheiben 2 und 10 können durch mechanische Verbindungsmittel 20 und 21, die außerhalb des Gesichtsfeldes liegen, auf dem Gehäuse der Kollimatorvorrichtung, wie dies in Figur 7 angedeutet ist, angeordnet werden. Durch das Element 20 werden die Scheiben fest mit dem Gehäuse 5 verbunden. Das Element 21 liegt seitlich und sorgt für die parallele Anordnung der Scheiben. Auf jeder Seite befindet sich ein Element 21. Selbstverständlich sind auch aufwendigere Anordnungen möglich, die das Wegklappen der Scheiben im unbenutzten Zustand des Gerätes ermöglichen und/oder eine Justierung der Scheibe 10 gestatten. Solche Anordnungen müssen jedoch eine präzise Parallelpositionierung der beiden Spiegel 2 und 10 sicherstellen, was beispielsweise durch eine Parallelogrammführung und zugeordnete Bewegungsanschläge gewährleistet werden kann.
Die Abmessungen des Spiegels 13 und insbesondere seine Breite QR sind vorzugsweise gemäß der Beschreibung der Figuren 5 und 8 derart festgelegt, daß sich die Pupillen 9 und 6 längs einer hinreichend breiten Bogensehne KH überlappen. Die resultierende Pupille besitzt dann längs der Richtung X ausreichende Abmessungen, um die Projektion beweglicher leuchtender Objekte zu ermöglichen, die von der vertikalen Symmetrieachse Y einen sehr großen Abstand haben können. In Figur 8 ist als Beispiel für die Projektion eines Symbols großer Abmessungen ein graduierter senkrechter Maßstab 16 angegeben.
Die Form des halbdurchlässigen Spiegels 10 ist nicht auf . ein Rechteck beschränkt, vielmehr können die Seitenkanten ein beliebiges Format im .Hinblick auf die gewünschte Form der Pupille 8 besitzen.
Aus Vereinfachungsgründen wurde das Gesichtsfeld des Piloten als ein Kegel angenommen, während es tatsächlich zufolge des binokularen
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Sehens zwei Kegel umfaßt; dieser Umstand Sndert jedoch an dem Gedanken der Erfindung, die Pupille der Kollimatorvorrichtung zu vergrößern, ohne dabei die Abmessungen des Objektivs und des Gehäuses zu vergrößern, nichts.
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e e
45-.
r s e 11 e

Claims (1)

  1. Patentansprüche:
    !.Optische Kollimatorvorrichtung, insbesondere zur Verwendung in Luftfahrzeugen, zur Projektion von Navigationsinformationen ins Unendliche zur überlagerung der von dem Beobachter wahrgenommenen Außenwelt,wobei die Vorrichtung die Informationen darstellende leuchtende Objekte, ein optisches Objektiv zur Abbildung dieser Objekte im Unendlichen, eine aus einem halbdurchlässigen Planspiegel bestehende Scheibe zur Betrachtung der Abbildung in Überlagerung mit der Außenwelt und optische Einrichtungen zur Vergrößerung der ursprünglichen Austrittspupille, die durch den Umriß des durch \ die Scheibe betrachteten Bildes des Objektivs begrenzt wird, umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen eine zusätzliche optische Pupille (8) erzeugen, die in Verbindung mit der ursprünglichen optischen Pupille (6) eine vergrößerte Pupille (6+9) erzeugt und daß die Einrichtungen eine zweite, plane, halbdurchlässige Spiegelscheibe (10) umfassen, die parallel zur ersten Scheibe (2) weiter entfernt vom Objektiv (1) angeordnet ist und eine Vergrößerung in der Elevationsrichtung der ursprünglichen Pupille erzeugt.
    2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Scheiben (2-10) auf der dem Objektiv (1) zugewandten Seite halbdurchlässig gemacht sind, wobei die Halbdurchlässigkeit sich über die gesamte Oberfläche der zweiten Scheibe (10) erstreckt und bei der ersten Scheibe eine obere Grenze aufweist
    -2-
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    derart, daß die nicht behandelte Oberfläche der ersten Scheibe sowie die zweite Scheibe im Beobachtungsfeld (C2, C3) liegen, das zur zusätzlichen optischen Pupille (9) gehört.
    3- Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbdurchlössigkeit der ersten Scheibe durch eine Linie (MPN) begrenzt wird, aie parallel zur Unterkante (OSR) der zweiten Scheibe (10) in Richtung X und senkrecht zur Vertikalvergrößerung (Y) verläuft und daß die Lage dieser Linie insbesondere durch die Lage des Beobachters und der zusätzlichen Pupille gewählt wird, so daß sie im wesentlichen in der Ebene liegt, die durch die genannte Ur.terkante (QSR) und das Auge des Beobachters geht.
    4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Linie (MPN) und die Unterkante (QSR) so liegen, daß die zirkuläre zusätzliche Pupille (9) entlang einer Bogensehne (KK) auf die ursprüngliche Pupille (6) stößt.
    5- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Außenraum gerichteten Oberflächen der Scheiben (2, 10) über ihre ganze Fläche eine Antireflexionsschicht aufweisen.
    6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterkante der zweiten Scheibe (10) einen optischen Schliff aufweist.
    7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterkante (QSR) so geschnitten ist, daß ihre Ebene mit der Ebene der zweiten Scheibe (10) einen Schnittwinkel;A.bildet, der im wesentlichen durch folgende Relation gegeben ist:
    «^ - Are sin (n cos <Λ, ) = -g— - 2io
    wobei io der Winkel zwischen der Normalen der zweiten Scheibe (10) und derjenigen Ebene ist, die durch die Unterkante (QSR) der zweiten halbdurchlässig beschichteten Scheibe und das Auge des Beobachters geht. -3-
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    S. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Transmissionsgrad und der Reflexionsgrad der Scheiben (2, 10) so bestimmt sind, daß die Objekte eine im wesentlichen gleiche Leuchtstärke aufweisen, unabhängig davon, ob sie im zur ursprünglichen Pupille gehörenden Beobachtungsfeld (Cl) oder im komplementären, zur Zusatzpupille gehörenden Beobachtungsfeld (Cl, C3) beobachtet werden.
    9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Transmissionsgrad der ersten Scheibe (2) etwa 0,4 und der Transmissionsgrad der zweiten Scheibe etwa 0,6 ist.
    10.Kollimatorsichtgerät für einen Piloten gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, das so angeordnet ist, daß die optische Pupille von unten durch die Grenzebene (VB) der Sicht des Piloten nach unten begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben.(2, 10) feststehend gegeneinander befestigt sind, um eine vergrößerte Pupille von vorbestimmter Form zu erzeugen.
    8093 4 5/0935
DE2819152A 1977-05-03 1978-05-02 Optische Kollimatorvorrichtung insbesondere zur Verwendung in Luftfahrzeugen Expired DE2819152C3 (de)

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