DE4204146A1 - Helmvisier - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Helmvisier mit Kollimatoreinrich
tungen zum Projizieren des Bildes eines Fadenkreuzes zum ein
äugigen Zielen in das Blickfeld des Trägers des Helms und mit
Meßeinrichtungen zum Messen der Winkelstellung des Helms be
züglich eines Bezugssystems, wie etwa das Cockpit eines Luft
fahrzeugs, das mit einem den Helm tragenden Mitglied der
Mannschaft besetzt ist.
Der Ausdruck "Helm" soll im weitesten Sinne interpretiert de
rart werden, daß er alle Elemente umfaßt, die auf dem Kopf
eines Trägers angeordnet werden und damit von der Stelle be
wegt werden.
Es sind bereits Visiere bekannt, die es dem Helmträger ermög
lichen, ein Ziel einfach dadurch zu bestimmen, daß man das
Bild des Fadenkreuzes auf dieses Ziel ausrichtet. Die Lokali
sierung wird durch Recheneinrichtungen durchgeführt, die die
von der Meßeinrichtung abgegebenen Signale empfangen.
Bei derartigen Visieren wird das Bild des Fadenkreuzes auf
eine bezüglich des Helms vorgegebene Stelle projiziert, die
normalerweise im Zentrum des Blickfelds eines Auges des Helm
trägers liegt. Als Folge davon ist der Winkelbereich, in dem
das Zielen möglich ist, wesentlich kleiner ist als das
Blickfeld, das der Helmträger durch Zusammenwirken von Kopf-
und Augenbewegungen überblicken kann. Dadurch, daß die An
ordnung des Fadenkreuzes bezüglich des Kopfes unveränderlich
ist, ist der Zielbereich auf den Winkelschwenkbereich des
Kopfes begrenzt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, den Zielbereich bei einem Helm
visier der eingangs genannten Art unter Verwendung einfacher
Mittel zu erweitern.
Dazu ist das oben genannte Helmvisier dadurch gekennzeichnet,
daß die Kollimatoreinrichtungen so ausgebildet sind, daß sie
dem Fadenkreuz eine Winkelstellung geben, deren Abweichung
von einer Bezugsrichtung des Helms (gewöhnlich die Achse des
Blickfelds des einen verwendeten Auges, rechts oder links)
eine steigende Funktion der Winkel der Verschwenkung des
Helms aus einer Mittelstellung ist, die bezüglich des Bezugs
systems festgelegt ist, wobei die Abweichung in Richtung der
Verschwenkung des Helms erfolgt.
In der Praxis erfordert das automatische Einstellen der Posi
tion des Fadenkreuzes im Bildfeld keinen erheblich kompli
zierteren Aufbau der optischen Kollimatoreinrichtung. Häufig
umfaßt das durch die Projektionseinrichtungen bzw. die Kol
limatoreinrichtung abgebildete Bild tatsächlich nicht nur das
Bild des Fadenkreuzes sondern auch Symbole als Information
für den Träger des Helmvisiers, wodurch es erforderlich wird,
in der Objektebene einen Bereich vorzusehen, der das Faden
kreuz stark überschreitet. Mit anderen Worten bietet das op
tische System ein großes Bildfeld. In diesem Fall genügt es
daher, die Einrichtung zum Erzeugen der Symbole auf der Ob
jektebene der Kollimatoreinrichtungen, die beispielsweise
einen Flüssigkristallschirm aufweist, mit einer Elektronik zu
verbinden, die es ermöglicht, das Fadenkreuz an verschiedenen
Positionen der Einrichtungen zur Erzeugung der Symbole, d. h.
des Objektfeldes des optischen Systems, zu erzeugen.
Die Funktion, nach der sich die Position des Fadenkreuzes
bezüglich der Bildmitte des durch die Kollimator- bzw. Pro
jektionseinrichtung gelieferten Bildes in Abhängigkeit von
der Verschwenkung des Helms ändert, kann linear sein. Es kann
jedoch empfehlenswert sein, eine nicht-lineare Funktion zu
wählen, beispielsweise, um das Fadenkreuz in der Mitte des
Blickfeldes zu halten, was dem Zielen ein Maximum an Präzi
sion verleiht, solange die Schwenkbewegungen des Kopfes und
des Helms gering sind.
In jedem Fall wird bei der Erfindung die Beweglichkeit des
Auges bezüglich des Kopfes ausgenutzt, um den möglichen Ziel
bereich in einer Weise zu vergrößern, daß er näherungsweise
gleich dem Gesamtbeobachtungsbereich des Helmträgers ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der
beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein prinzipielles Schema der wesentlichen Bestandtei
le eines Helmvisiers;
Fig. 2 schematisch den Verlauf der Grenzen des einäugigen
Blickfelds eines Visierträgers, den Zielbereich eines
mit einem herkömmlichen Helmvisier ausgerüsteten Au
ges und den durch die Anwendung der Erfindung ver
größerten Zielbereich;
Fig. 3 in beispielhafter Weise mögliche Funktionen (Kurven)
für die Verlagerung der Fadenkreuzposition im Blick
feld;
Fig. 4 ein Schema, um die Winkelabweichung zu zeigen, die
das Fadenkreuz bei einer Verschwenkung des Helms er
fährt.
Das in Fig. 1 schematisch gezeigte Helmvisier hat einen be
sonders einfachen Aufbau. Es umfaßt Kollimatoreinrichtungen
zum Projizieren des Bildes eines Zielfadenkreuzes in das
Blickfeld des Helmträgers. Die Einrichtungen bestehen aus am
Helm 10 befestigten optischen Elementen, die es ermöglichen,
das durch einen Bilderzeuger 12 erzeugte Bild eines Faden
kreuzes im Unendlichen im einäugigen Blickfeld abzubilden.
Die optischen Elemente umfassen Kollimationslinsen 14, einen
Umlenkspiegel 16 und ein halbdurchlässiges Plättchen 18.
Das Visier ist mit einer externen Steuerelektronik 20 für den
Bilderzeuger 12 und einem Rechner 22 verbunden. Das Bild
kann beispielsweise durch eine Miniaturkathodenröhre oder
eine Flüssigkristallmatrix erzeugt werden. Die aus dem Bild
erzeuger und der Steuerelektronik bestehende Einheit kann als
Fadenkreuzerzeuger bezeichnet werden.
Bei herkömmlichen Visieren ist die Steuerelektronik 20 derart
ausgebildet, daß sie das Bild 23 des Fadenkreuzes im Zentrum
des einäugigen Blickfeldes 24, d. h. in der Mitte des Blick
feldes des zentral ausgerichteten Auges, abbildet. Unter die
sen Bedingungen ist der Zielbereich auf den Bereich 24 be
grenzt, der durch den Winkel des Schwenkbereichs des Kopfes
vorgegeben ist. Der Bereich 24 ist wesentlich kleiner als der
Bereich 26, der das Blickfeld darstellt, das durch das Zu
sammenwirken der Bewegungen der Augen und des Kopfes ermög
licht wird. Der Fadenkreuzerzeuger ist häufig auch dafür vor
gesehen, um auf dem Blickfeld das Bild von zusätzlichen Sym
bolen zu erzeugen, durch die, wie etwa bei 28 gezeigt, ein
Ziel oder eine drohende Gefahr angedeutet wird.
Um den Zielbereich zu erweitern, sind die Steuerelektronik 20
und der Rechner 22 vorgesehen, um dem Fadenkreuz nur dann
eine mittige Position zu geben, wenn der Helm in einer
Winkelstellung oder einem Winkelbereich liegt, der oder die
als Mitte definiert ist.
Hierfür empfängt der Rechner 22 von nicht gezeigten Positi
onssensoren Signale, die die Winkelstellung des Helms 10 re
präsentieren, beispielsweise die horizontalen a und vertika
len b Winkelkomponenten der Verschwenkung des Helms aus der
Mittelstellung. Der Rechner 22 errechnet aus a und b die Ab
weichungen Δa und Δb, die nach der gleichen Funktion oder
nach unterschiedlichen Funktionen erhalten werden. Diese
Funktionen können linear oder nicht-linear sein. Die Abwei
chungen können symmetrisch oder unsymmetrisch bezüglich der
Mittelstellung sein. Bei dem in Fig. 3 gezeigten Funktionen
(Kurven) sind die Abweichungsen Δa bzw. Δb bei kleinen Win
keln a und b gering oder null, so daß die Zielgenauigkeit im
mitteleren Bereich des Blickfeldes erhalten bleibt.
Fig. 4 zeigt beispielsweise die Verlagerung oder Abweichung
Δa, die das Bild 23 des Fadenkreuzes quer über das Visier 30
erfährt, wenn der Helm aus seiner Mittelstellung, in der er
entlang der Linie x ausgerichtet ist, um einen Winkel a ge
schwenkt wird.
Bei dem Helmvisier nach dem Ausführungsbeispiel der Erfindung
kann der Zielbereich erheblich vergrößert werden (maximal bis
zum Erreichen des Bildfeldes der Optik), sodaß er sich zum
Beispiel bis zu dem mit 24a bezeichneten Bereich in Fig. 2
erstreckt.
Die Werte Δa und Δb werden vom Rechner 22 an den Rechner des
Waffensystems abgegeben, damit letzterer die Position des an
visierten Ziels bezüglich des Bezugssystems aufgrund der
Werte a, b, Δa und Δb berechnen kann.
Die Erfindung kann bei allen Arten von Visieren angewendet
werden, deren Bilderzeuger es erlaubt, ein Symbol zu erzeu
gen das einer kontinuierlichen und regelbaren Verlagerung
bezüglicher einer Bezugsposition unterworfen werden kann. Sie
kann beispielsweise bei Helmvisieren Anwendung finden, deren
optische Einheit gewölbte Spiegel und/oder holographische
Spiegel aufweist. Sie kann gleichermaßen bei allen Meßein
richtungen für die Winkelstellung des Helms angewendet wer
den, bei denen es sich sowohl um elektromagnetische Einrich
tungen als auch um elektromechanische Einrichtungen handeln
kann.
Claims (5)
1. Helmvisier mit Kollimatoreinrichtungen zum Projizieren
des Bildes (23) eines Fadenkreuzes zum einäugigen Zielen
auf das Blickfeld des Trägers des Helms (10) und mit Meß
einrichtungen für die Winkelstellung des Helms bezüglich
eines Bezugssystems, dadurch gekennzeichnet, daß die Kol
limatoreinrichtungen (20, 12, 14) so ausgebildet sind,
daß sie dem Fadenkreuz eine Winkelstellung geben, deren
Abweichung (Δa, Δb) von einer Bezugsrichtung des Helms
eine steigende Funktion der (a, b) Winkel der Verschwen
kung des Helms aus einer vorgegebenen Mittelstellung ist,
die bezüglich des Bezugssystems festgelegt ist, wobei die
Abweichung in Richtung der Verschwenkung des Helms er
folgt.
2. Visier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Bezugsrichtung (x) die Richtung des Auges des Helmträgers
ist, wenn er in das Zentrum des einäugigen Feldes blickt.
3. Visier nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Funktion linear ist.
4. Visier nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Funktion so ist, daß sich die Abweichung für
kleine, unter einem bestimmten Schwellenwert liegende
Verschwenkungen des Helms nicht oder weniger schnell än
dert als für Verschwenkungen, die diesen Schwellenwert
übersteigen.
5. Visier nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kollimatoreinrichtungen einen Bilderzeuger (12)
aufweisen, der in der Objektebene einer Optik (14, 16)
die Darstellung einer Zone im optischen Feld liefert, die
das Fadenkreuz erheblich überschreitet, wenn letzteres in
seiner zentralen Position ist.
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Publications (2)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2782174A1 (fr) * | 1998-08-08 | 2000-02-11 | Eurocopter Deutschland | Assistance au pilotage stereoscopique |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
IL99697A0 (en) * | 1991-10-09 | 1993-05-13 | Nir Tsook | Helmet mounted display device |
US5539578A (en) * | 1993-03-02 | 1996-07-23 | Olympus Optical Co., Ltd. | Image display apparatus |
US5704073A (en) | 1995-08-01 | 1998-01-06 | Figgie International Inc. | Quick donning goggles for use with breathing mask |
US6297749B1 (en) | 1998-11-06 | 2001-10-02 | Eric S. Smith | Emergency operating system for piloting an aircraft in a smoke filled cockpit |
SE528518C2 (sv) * | 2005-04-29 | 2006-12-05 | Totalfoersvarets Forskningsins | Sätt att navigera i en omvärld registrerad av en eller flera bildsensorer och en anordning för genomförande av sättet |
CN101916109A (zh) * | 2010-07-16 | 2010-12-15 | 王靖微 | 体感式电视瞄准仪 |
FR3041774B1 (fr) * | 2015-09-24 | 2018-02-02 | Airbus Operations | Systeme de releves d'ecarts dimensionnels pour le reglage d'un systeme d'affichage tete haute dans un aeronef |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1259457A (de) * | 1968-06-29 | 1972-01-05 | ||
US3787109A (en) * | 1972-06-28 | 1974-01-22 | Honeywell Inc | Inside helmet sight apparatus |
GB1520154A (en) * | 1976-02-24 | 1978-08-02 | Elliott Brothers London Ltd | Apparatus for measuring the angular displacement of a bod |
US4146196A (en) * | 1976-07-20 | 1979-03-27 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Simplified high accuracy guidance system |
GB1581926A (en) * | 1977-05-18 | 1980-12-31 | Elliott Brothers London Ltd | Visual display apparatus |
GB1578136A (en) * | 1977-06-20 | 1980-11-05 | Hawker Siddeley Aviation Ltd | Helmet-mounted sights |
GB2143948B (en) * | 1983-07-23 | 1986-08-06 | Ferranti Plc | Apparatus for determining the direction of a line of sight |
US4664341A (en) * | 1984-09-04 | 1987-05-12 | Rockwell International Corporation | Head restraint system |
FR2581459B1 (fr) * | 1985-05-03 | 1988-07-29 | Thomson Csf | Dispositif de transport et de combinaison d'images lumineuses, et son utilisation pour un viseur de casque |
FR2603974B1 (fr) * | 1986-09-12 | 1988-11-04 | Thomson Csf | Dispositif support asservi au mouvement d'un corps mobile par rapport a une structure, utilisable pour des viseurs de casque grand champ |
GB8622560D0 (en) * | 1986-09-19 | 1987-02-04 | British Aerospace | Support system |
US5072218A (en) * | 1988-02-24 | 1991-12-10 | Spero Robert E | Contact-analog headup display method and apparatus |
US4923147A (en) * | 1988-09-27 | 1990-05-08 | Rockwell International Corporation | Head support/spine offloading ejection seat insert |
US4909459A (en) * | 1988-11-03 | 1990-03-20 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Helmet-mounted head restraint |
GB2238627B (en) * | 1989-11-29 | 1994-04-06 | Yazaki Corp | Display apparatus |
-
1991
- 1991-02-12 FR FR919101611A patent/FR2672702B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-02-11 US US07/834,057 patent/US5200856A/en not_active Expired - Lifetime
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2782174A1 (fr) * | 1998-08-08 | 2000-02-11 | Eurocopter Deutschland | Assistance au pilotage stereoscopique |
DE19836002A1 (de) * | 1998-08-08 | 2000-02-17 | Eurocopter Deutschland | Stereoskopische Flugführungshilfe |
Also Published As
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---|---|
FR2672702A1 (fr) | 1992-08-14 |
GB2254446B (en) | 1994-04-06 |
GB2254446A (en) | 1992-10-07 |
IL100924A (en) | 1995-10-31 |
US5200856A (en) | 1993-04-06 |
DE4204146C2 (de) | 2000-11-16 |
FR2672702B1 (fr) | 1994-07-01 |
IL100924A0 (en) | 1992-11-15 |
GB9202898D0 (en) | 1992-03-25 |
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