DE4009947A1 - Anordnung zur einblendung von optischen informationen in das blickfeld eines beobachters - Google Patents
Anordnung zur einblendung von optischen informationen in das blickfeld eines beobachtersInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Einblendung von
optischen Informationen in das Blickfeld eines Beobachters,
insbesondere eines Piloten, Führers oder Operators von
Luft-, Land- oder Wasserfahrzeugen, unter Verwendung eines
vom Beobachter getragenen Helmes, in dem ein optischer In
formationsgenerator mit zugehöriger Ausgangsoptik sowie ein
in der Sichtlinie des Beobachters angeordneter teildurchläs
siger Spiegel zur Einblendung der optischen Informationen
angeordnet sind.
Eine derartige Anordnung ist in der DE-OS 26 18 267 be
schrieben. Sie ermöglicht z. B., daß einem Piloten eines
Flugzeuges beim Betrachten einer entfernten Szene mit
Hilfe einer Diodenmatrix im Helm zusätzliche optische
Daten dargeboten werden können, die der entfernten Szene
überlagert sind. Von Nachteil ist allerdings, daß mit der
bekannten Anordnung nur die Einblendung von groben Graphik
darstellungen wie Kreuze oder einfache Markierungen möglich
ist, während Videodarstellungen nicht eingeblendet werden
können.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine An
ordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der auch
die Einblendung von Graphik- und/oder Videoinformationen
durchführbar ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein
durch eine Treiberelektronik steuerbares LCD-Modul (Liquid-
Crystal-Display-Modul) mit zugehörender seine Hintergrundbe
leuchtung liefernder Lichtquelle als Informationsgenerator
und ein Linsensystem als Ausgangsoptik zur visuellen und
kollimierten Erzeugung und Einblendung von Graphik- und/
oder Videoinformationen über den teildurchlässigen Spiegel
in das Blickfeld vorgesehen sind.
LCD-Module, die gemäß Weiterbildungen der Erfindung aus
einem hochauflösenden transmissiven LCD in Matrix- oder
TFT-Technologie (Thin Film Transistor) bestehen, sind vorbe
kannt. Zur Zeit wird eine Auflösung von 0,06 mm für mono
chromatische LCD′s und von 0,14 mm für farbige LCD′s er
reicht. Da jedoch für die Anwendung von LCD-Modulen in einem
sogenannten Helm-Display als brauchbare aktive LCD-Größe
25,4×25,4 mm, was einer Auflösung von 423×423 Bildpunk
ten entspricht, erachtet wird, bieten sich die zur Zeit auf
dem Markt angebotenen LCD-Module für eine direkte Anwendung
nicht an, weil das Entwicklungsziel der Hersteller dahin
geht, möglichst große Display-Module mit hoher Auflösung
herstellen zu können.
Die Vorteile der Erfindung liegen in einem geringen Gewicht
und einem einfachen modularen Aufbau, wodurch vielseitige
Einsatz- und Kostenvariationen durch anwenderspezifischen
Aufbau möglich sind. Weiterhin ist von Vorteil, daß keine
Hochspannungskabel und Elektronenstrahlröhren mit Ablenkmit
teln am Kopf des Benutzers vorhanden sind. Auch ist vor
teilhaft, daß keine außenliegenden Teile am Helm vorhanden
sind, d. h. keine Beschädigungsgefahr oder Dejustierung
durch Kollision vorliegt.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
2 bis 14 und 17 beschrieben.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Er
findung und zwar eine einäugige Anordnung dargestellt.
Ein Beobachter 1, vorzugsweise ein Pilot, Führer oder Ope
rator eines Luft-, Land- oder Wasserfahrzeuges trägt auf
seinem Kopf einen Helm 2, der zusätzlich mit einer Anordnung
zur Einblendung von optischen Graphik- und/oder Videoinfor
mationen über einen teildurchlässigen Spiegel 3 in die
Sichtlinie und damit in das Blickfeld des Beobachters 1
ausgerüstet ist. Der teildurchlässige Spiegel 3 kann an der
Vorderseite des Helmes 2 derart klapp- bzw. verschiebbar
sein, daß er auf die Augenstellung des Beobachters 1 jus
tierbar ist. Auch kann anstelle des teildurchlässigen Spie
gels 3 eine ins Visier des Helmes 2 geklebte holographische
Folie (Reflektionshologramm) zur Überlagerung der dem Beob
achter 1 zugeführten Bilder verwendet werden. Dieses Holo
gramm wirkt trotz seiner gekrümmten Oberfläche (Krümmungs
radius des Visiers) wie ein ebener Spiegel und verursacht
keinerlei Verzerrung der von der Einblendungsanordnung ge
lieferten Graphik- und Videoinformationen.
Zur Erzeugung und Einblendung der Graphik- und Videoin
formationen sind ein durch eine Treiberelektronik 4 steuer
bares LCD-Modul (Liquid-Crystal-Displaymodul) 5, dessen
Hintergrundbeleuchtung von einer Lichtquelle 6 bereitge
stellt wird, und ein Linsensystem 7 vorgesehen. Alle diese
Bauelemente sind innerhalb des Helmes 2 auf dessen Stirn
seite angeordnet. Als Lichtquelle kann eine direkt über
dem LCD-Modul 5 befindliche Kaltlichtquelle 6 dienen, die
eine eindeutige Lesbarkeit der eingeblendeten Informationen
bei allen möglichen Umfeldbeleuchtungen bis zu 100 000 Lux
gewährleistet.
Eine zeichnerisch nicht dargestellte Möglichkeit besteht
darin, daß die Einkopplung des Lichtes von einer außer
halb des Helmes 2 angeordneten Lichtquelle mittels eines
Lichtleiters erfolgt. Beispielsweise ist die Verwendung
eines mehrere Glasfasern aufweisenden Lichtleiters und
einer dimmbaren Weißlichtquelle hoher Intensität mit kon
stanter Farbtemperatur, vorzugsweise eine Halogenlampe, vor
gesehen. Auch kann eine Lichtquelle hoher Intensität mit
variabler Farbtemperatur zur Erzeugung monochromer Darstel
lungen in unterschiedlichen Farben Anwendung finden, bei
spielsweise eine Farb-Elektronenstrahlröhre hoher Leucht
dichte (Beam-Index-Farbröhre).
Um jederzeit eine den Außenlichtverhältnissen angepaßte
optimale Hintergrundbeleuchtung zu gewährleisten, sind
sowohl die interne Lichtquelle 6 als auch die externe
Lichtquelle elektrisch dimmbar. Zusätzlich sind für die
externe Lichtquelle verstellbare Graufilter oder Blenden
denkbar, die in den Strahlengang zwischen Lichtquelle und
Lichtleiter angeordnet sind.
Das LCD-Modul 5 besteht aus einem hochauflösenden trans
massiven LCD in Matrix- oder in TFT-Technologie. Bei
monochromatischer Anwendung kann das LCD-Modul für Sym
bolikdarstellung als einfaches Schwarz-Weiß-LCD oder für
Videodarstellungen als graustufenfähiges LCD ausgelegt
werden. Bei der Ausführung in Farbe kann das einfache LCD
mit 8 Farben oder das "graustufenfähige" LCD für volle Farb
tauglichkeit eingesetzt werden.
Anstelle der in Fig. 1 dargestellten einäugigen Anordnung
kann auch eine zweiäugige Anordnung Anwendung finden, wobei
die entsprechenden Bauelemente wie LCD-Modul, Lichtquelle,
Linsensystem und teildurchlässiger Spiegel zweifach neben
einander anzuordnen sind.
Claims (17)
1. Anordnung zur Einblendung von optischen Informationen
in das Blickfeld eines Beobachters, insbesondere eines
Piloten, Führers oder Operators von Luft-, Land- oder Was
serfahrzeugen, unter Verwendung eines vom Beobachter ge
tragenen Helmes, in dem ein optischer Informationsgenerator
mit zugehöriger Ausgangsoptik sowie ein in der Sichtlinie
des beobachters angeordneter teildurchlassiger Spiegel zur
Einblendung der optischen Informationen angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, daß ein durch eine Treiberelektro
nik (4) steuerbares LCD-Modul (Liquid-Crystal-Display-Modul
5) mit zugehörender seine Hintergrundbeleuchtung liefernder
Lichtquelle (6) als Informationsgenerator und ein Linsen
system (7) als Ausgangsoptik zur visuellen und kollimier
ten Erzeugung und Einblendung von Graphik- und/oder Video
informationen über den teildurchlässigen Spiegel (3) in das
Blickfeld des Beobachters (1) vorgesehen sind.
2, Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Lichtquelle (6), das LCD-Modul (5) und das Linsensystem
(7) innerhalb des Helmes (2) auf dessen Stirnseite angeord
net sind.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch
die dimmbare Kaltlichtquelle hoher Intensität, die direkt
über dem LCD-Modul (5) angeordnet ist.
4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Einkopplung des Lichtes von einer außerhalb des Helmes
(2) angeordneten Lichtquelle mittels eines Lichtleiters er
folgt.
5. Anordnung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine
dimmbare Weißlichtquelle hoher Intensität mit konstanter
Farbtemperatur.
6. Anordnung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine
Halogenlampe.
7. Anordnung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine
dimmbare Lichtquelle hoher Intensität mit variabler Farb
temperatur zur Erzeugung monochromer Darstellungen in unter
schiedlichen Farben.
8. Anordnung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine
Farb-Elektronenstrahlröhre hoher Leuchtdichte, vorzugsweise
durch eine Beam-Index-Farbröhre.
9. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, gekennzeich
net durch die Verwendung eines elektrischen Dimmers.
10. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch ge
kennzeichnet, daß als zusätzlicher Dimmer verstellbare Grau
filter oder Blenden in den Strahlengang zwischen Lichtquelle
und Lichtleiter angeordnet sind.
11. Anordnung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch die
Verwendung eines mehrere Glasfasern aufweisenden Licht
leiters.
12. Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Treiberelektronik (4) innerhalb des Helmes
(2) angeordnet ist.
13. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der teildurchlässige Spiegel (3) an der Vorderseite des Hel
mes (2) derart klapp- bzw. verschiebbar befestigt ist, daß
der Spiegel (3) auf die Augenstellung des Beobachters (1)
justierbar ist.
14. Anordnung nach Anspruch 1 oder 13, dadurch gekenn
zeichnet, daß anstelle des teildurchlässigen Spiegels (3)
eine im Visier des Helmes (2) eingeklebte holografische
Folie (Reflektionshologramm) zur Überlagerung der dem Beob
achter (1) zugeführten Bilder verwendet wird.
15. Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet
durch eine Ausführung des LCD-Moduls (5) in Matrix-Techno
logie.
16. Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet
durch eine Ausführung des LCD-Moduls (5) in TFT-Techno
logie.
17. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, gekenn
zeichnet durch eine zweiäugige Ausführung von LCD-Modul
(5), Lichtquelle (6), Linsensystem (7) und teildurchlässi
gem Spiegel (3).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904009947 DE4009947A1 (de) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | Anordnung zur einblendung von optischen informationen in das blickfeld eines beobachters |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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ID=6403240
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Country | Link |
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Legal Events
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: DEUTSCHE AEROSPACE AG, 8000 MUENCHEN, DE |
|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |