DE2916704C2

DE2916704C2 - Anordnung zur Einblendung von Informationen in die Sichtlinie eines Beobachters

Info

Publication number: DE2916704C2
Application number: DE19792916704
Authority: DE
Inventors: Rolf Dipl.-Ing. 2000 Wedel Forstmann; Wolfgang Ing.(Grad.) 2084 Rellingen Voelkner
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1979-04-25
Filing date: 1979-04-25
Publication date: 1986-01-16
Also published as: DE2916704A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Aus der DE-OS 26 18 267 ist eine Ausrüstung für den Kopf eines Fahrzeuginsassen, beispielsweise eines Piloten von einem Flugzeug bekannt, mit der dem Benutzer beim Betrachten einer entfernten Szene mit Hilfe einer optischen Anzeigeeinrichtung zusätzlich optische Daten dargeboten werden können, die der entfernten Szene überlagert sind. Diese Ausrüstung ist gekennzeichnet durch ein von der Ausrüstung getragenes Bildvereinigungsteil mit einer halbreflektierenden konkav gekrümmten Oberflüche, die zum Innenraum der Ausrüstung gerichtet ist. durch eine im wesentlichen planare optische Datenquelle, die an einer solchen Stelle der Ausrüstung angeordnet ist. daß sich die Datenquelle oberhalb des Augenniveaus eines die Ausrüstung tragenden Benutzers befindet, und durch ein Prisma, das ebenfalls oberhalb des Augenniveaus des Benutzers in der Ausrüstung angeordnet ist. Weiterhin ist vorgesehen, daß das Bildvereinigungsteil eine Position einnimmt oder in eine Position bewegbar ist, in der es in der Vorwärtsblickrichtung eines Auges des Benutzers liegt Das Prisma hat eine solche Gestalt und solche Abmessungen und die Datenquelle, das Prisma und das Bildvereinigungsteil sind in bezug aufeinander derart angeordnet, daii dem Benutzer als Ergebnis einer Transmission der von der Datenquelle stammenden Strahlen

ίο durch das Prisma und einer Reflexion dieser Strahlen an der halbreflektierenden Oberfläche ein kolümiertes virtuelles Bild der Datenquelle dargeboten wird.

Die Ausrüstung kann als Schutzhelm ausgebildet sein, wobei die Datenquelle in einem Hohlraum im Körper des Helmes untergebracht und gegenüber dem Kopf des Benutzers durch eine Schicht aus einem stoßabsorbierenden Material geschützt ist

Ein Nachteil der bekannten Ausrüstung ist darin zu sehen, daß der Schutzhelm als Instrumententräger zweckentfremdet und mit einem zusätzlichen Gewicht beiastet wird. Dies führt neben der eingeschränkten Bewegungsfreiheit durch die Übertragungsleitung sowie der unmittelbar in Kopfnähe im Heim angeordneten Hochspannungsversorgungseinrichtung zu einer erhöhten Verletzungsgefahr bei Unfällen. Ein weiterer Nachteil besteht infolge der Anordnung der optischen Bauelemente in unmitte.-barer Nähe der Augen des Beobachters durch das eingeschränkte Sichtfeld des Beobachters.

Es sind auch Anordnungen bekannt bei denen eine Einblendung von Informationen über Spiegel, Linsen und dergleichen erfolgt Die genannten optischen Bauelemente befinden sich zwischen einem Biiderzeuger und dem Betrachter und führen zu einer erzwungenen räumlichen Anordnung, die auf dem Bildtransportweg durch in die Strahlengänge eingreifende Hindernisse oder durch Einspiegelungen von fremderzeugten Informationen leicht gestört werden kann. Als Beispiel wild auf das aus der DE-OS 28 2! 357 t'kannte Einspiegelungssichtgerät für Flugzeugpiloten hingewiesen, das mit einer vollkommen ortsfesten Einrichtung zur Erzeugung einer Notskala ausgerüstet ist.

Auch ist ein Anzeigegerät bekanntgeworden (DE-OS 25 44 281), bei welchem ein Anzeigebild erzeugt wird durch Modulation von Signalen, welche zur punktweisen Abtastung auf einem Anzeigebereich synchronisiert werden. Ein teilweise transparenter Reflektor ist vor dem Piloten im Cockpit eines Flugzeugs in dessen Sichtlinie durch die Windschutzscheibe hindurch angeordnet.

Eine Anzeige der Flug- und Zieldaten erfolgt mittels Projektion auf den Reflektor, der zur Sichtlinie des Piloten geneigt ist, so daß der Pilot das Anzeigebild auf dem Reflektor gegen den Hintergrund seines Beobachtungsfeldes durch die Windschutzscheibe hindurch sieht Die Anzeige wird projiziert vom Schirmbild einer Kathodenstrahlröhre mittels eines optischen Systems, welches dazu dient, das vom Piloten gesehene Bild im wesentlichen ins Unendliche zu fokussieren.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Einblendung von Informationen in die Sichtlinie eines Beobachters zu schaffen, bei der die Bewegungsfreiheit des Beobachters nicht eingeschränkt wird und die gegen die Einspiegelung von unerwünschten Fremdinformationen weitgehend geschützt ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch i gelöst.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, daß durch die Projektion von alphanumerischen Zei-

chen, die von einer internen Symbolerzeugungseinrichtung geliefert werden, und/oder von von einem Sensor gelieferten Bildinformationen in das Blickfeld des Beobachters eine Überlagerung dieser Zeichen bzw. Informationen mit den vom Beobachter direkt erfaßten Umweltbildern erfolgt, ohne daß die Bewegungsfreiheit und der Sichtwinkel des Beobachters in irgendeiner Weise eingeschränkt wird.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 4 und 6 beschrieben.

Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung besteht gemäß dem Unteranspruch 5 darin, daß zwischen dem Bildschirm und der optischen Einrichtung ein zweiter halbdurchlässiger Spiegel angeordnet ist und daß das von diesem Spiegel durchgelassene Informationsbild in die Sichtlinie eines zweiten Beobachters einfällt. Somit wird dem zweiten Beobachter vorteilhafterweise der gleiche Bildausschnitt eingeblendet wie dem ersten Beobachter.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung dargestellt und zwar zeigt die einzige Figur eine Einbiendungsanordnung für zwei Beobachter, die sich im Innenraum eines Fahrzeuges, z. B. eines Flugzeuges befinden.

Aus der Zeichnung ist eine Kathodenstrahlröhre 1 ersichtlich, deren elektrischen Eingängen die von einem externen Sensor gelieferten Bildinformationen und/ oder alphanumerischen Zeichen, die beispielsweise von einem im Innenraum des Flugzeuges angeordneten Symbolerzeugungsgenerator bereitgestellt werden, zugeführt werden. Als externer Sensor, der ebenso wie der Symbolerzeugungsgenerator in der Zeichnung nicht dargestellt ist, kommt eine Fernsehkamera, insbesondere eine Nachtsichtkamera, infrage, die zweckmäßigerweise im unteren Rumpfbereich des Flugzeuges außen angeordnet ist.

Das auf dem Bildschirm 2 der Kathodenstrahlröhre 1 erscheinende Informationsbild wird über einen halbdurchlässigen Spiegel 3 an eine optische Einrichtung 4 weitergegeben, deren Ausgang über einen Bildleiter 5, beispielsweise eine Lichtleitfaser oder einen Lichtleitstab, mit dem Eingang einer Projektionseinrichtung 6 verbunden ist. Diese Projektionseinrichtuiig blendet das Informationsbild über eine kartenförmig ausgebildete reflektierende Schicht 7 an die Sichtlinie eines ersten Beobachters 8 ein. Anstelle der reflektierenden Schicht 7 kann auch ein halbdurchlässiger Spiegel verwendet werden, der in der Zeichnung gestrichelt dargestellt und mit 9 bezeichnet ist sowie sich in der Sichtlinie des Beobachters 8 befindet. Die für den halbdurchlässigen Spiegel 9 zugehörende Projektorstellung ist ebenfalls in der Zeichnung gestrichelt gezeichnet.

Es ist möglich, den halbdurchlässigen Spiegel S kalottenförmig auszubilden. Ferner kann dieser Spiegel bzw. die reflektierende Schicht 7 ein Bestandteil der Flugzeugverglasung sein. Weiterhin es ist zweckmäßig, die Projektionseinrichtung 9 und den zeichnerisch nicht dargestellten externen Sensor schwenkbar anzuordnen und beide Bauelemente den Kopfbewegungen des ersten Beobachters 8 entsprechend automatisch nachzuführen. Durch diese Maßnahme wird dem Betrachter 8 die Orientierung wesentlich erleichtert.

Der halbdurchlässige Spiegel 3, der zwischen dem Bildschirm 2 der Kathodenstrahlröhre 1 und der optischen Einrichtung 4 liegt, spiegelt das von ihm durchgelassene Informationsbild in die Sichtlinie eines zweiten Beobachters 10 ein. der im Flugzeug hinter dem ersten Beobachter 8 sitzt. Beide Beobachter können somit den gleichen Ausschnitt des Informationsbildes sehen. Sollte die erfindungsgemäße Anordnung in einem Fahrzeug verwendet werden, in dem lediglich ein Beobachter, nämlich der erste Beobachter vorhanden ist. so kann der halbdurchlässige Spiegel 3 durch einen undurchlässigen Spiegel ersetzt werden. In diesem Fall ist es vorteühafterwcise möglich, den Spiegel 3 völlig wegfallenzulassen und die optische Einrichtung 1 direkt vor dem Bildschirm 2 der Kathodenstrahlröhre 1 anzuordnen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Einblendung von Informationen, insbesondere von einem externen Sensor gelieferten Bildinformationen und/oder von alphanumerischen Zeichen, die von einer internen Symbolerzeugungsmaschine bereitgestellt werden, in die Sichtlinie eines Beobachters, der sich im Innenraum eines Fahrzeuges, insbesondere eines Flugzeuges oder Hubschraubers aufhält, unter Verwendung einer Projektionseinrichtung und einer Kathodenstrahlröhre, der die Informationen zugeführt werden und die auf ihrem Bildschirm ein Bild der Informationen erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Weiterleitung des Bildes eine optische Einrichtung (4) vor dem Bildschirm (2) angeordnet ist, deren Ausgang über einen Bildleiter (5) mit dem Eingang der Projektionseinrichtung (6) verbunden ist, und daiJ die Projektionseinrichtung (6) das Bild in die Sichiiinie des Beobachters (S) einblendet.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einblendung über einen halbdurchlässigen Spiegel (9) erfolgt, der in der Sichtlinie des Beobachters (8) angeordnet ist

3. Anordnung nach Ansprich 1, gekennzeichnet durch einen kartenförmig ausgebildeten halbdurchlässigen Reflektor (7) zur Einblendung in die Sichtlinie des Beobachters (8).

4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der halbdurchlässige Spiegel bzw. Reflektor (7 bzw. 9) ein Bestandteil der Fahrzeugverglasung ist

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Bildschirm (2) und der optischen Einrichtung (4) ein zweiter haibdurchlässiger Spiegel (3) angeordnet ist und daß das von diesem Spiegel (3) durchgelassene Informationsbild in die Sichtlinie eines zweiten Beobachters (10) einfällt.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Projektionseinrichtung (6) und der externe Sensor schwenkbar angeordnet sind, und daß die Projektionseinrichtung (6) und der externe Sensor den Kopfbewegungen des ersten Beobachters (8) entsprechend automatisch nachgeführt werden.