FR2582819A1

FR2582819A1 - Presentation device superimposing a graphical representation on the projection of a map

Info

Publication number: FR2582819A1
Application number: FR8508040A
Authority: FR
Inventors: Noel Malinge
Original assignee: Societe des Telephones Ericsson SA
Current assignee: Societe des Telephones Ericsson SA
Priority date: 1985-05-29
Filing date: 1985-05-29
Publication date: 1986-12-05

Abstract

The device comprises an optical system 24, 26, 28, 30 which projects a reduction 20 of the map onto the internal phosphor layer 12 of a colour-television monitor 10 being used for generating graphical or alphanumeric symbols. The device is used especially for preparing flight plans.

Description

dispositif de pr5sentation sunerDosant une représentation araDhiaue à la projection d'une carte
L'invention concerne les dispositifs permettant de superposer la projection d'un fond de carte et une représentation graphique. Elle trouve une application particulièrement importante dans la préparation des missions aériennes. qui implique de présenter au personnel concerné les informations tactiques ou météorologiques superposées au fond de carte.suner presentation device with an araDhiaue representation at the projection of a map
The invention relates to devices for superimposing the projection of a basemap and a graphic representation. It finds a particularly important application in the preparation of air missions. which involves presenting to the personnel concerned the tactical or meteorological information superimposed on the base map.

On connait déjà des systéme répondant à ces besoins et comportant un systéme de projection de carte sur un écran à plasma connecté à un système de génération de symboles graphiques. L'écran à plasma présente un tramage ; son emploi implique des phénomènes de parallaxe. La résolution est faible. La cadence de rafraichissement du plasma freine la vitesse à laquelle on peut déplacer les symboles graphiques. Un tel dispositif pose également des problèmes de luminosité et de définition. Systems are already known which meet these needs and which include a card projection system on a plasma screen connected to a system for generating graphic symbols. The plasma screen has a screening; its use implies parallax phenomena. The resolution is low. The plasma refresh rate slows down the speed at which graphic symbols can be moved. Such a device also poses problems of brightness and definition.

L'invention vise à fournir un dispositif répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique, en particulier en ce qu'il permet de disposer d'une surface d'observation simultanée notablement accrue, et ceci en ne mettant en oeuvre que des moyens simples. The invention aims to provide a device that better meets those previously known to the requirements of practice, in particular in that it allows to have a significantly increased simultaneous observation surface, and this by using only simple means.

Dans- ce but 1 invention propose notamment un dispositif comportant un système optique de projection d'une réduction de la carte sur un écran muni d'un système d'affichage de symboles graphiques ou alphanumériques, caractérisé en ce que 1 écran est constitué par la couche de photophores d'un tube de télévision en couleur qui est utilisé pour la génération des symboles graphiques ou alpha-numériques. In this aim, the invention proposes in particular a device comprising an optical system for projecting a reduction of the card on a screen provided with a system for displaying graphic or alphanumeric symbols, characterized in that 1 screen is constituted by the photophores layer of a color television tube which is used for the generation of graphic or alpha-numeric symbols.

On dispose à l'heure actuelle de moniteurs de télévision à grand écran (atteignant et dépassant 70 cm) permettant à l'opérateur d'observer simultanément une zone de terrain importante. Contrairement à ce qu'on aurait pu penser, la forte épaisseur de la dalle du moniteur ne provoque pas de diffusion prohibitive moyennant quelques précautions; elle ne-gêne en rien l'observation. Etant donné que la projection s'effectue au niveau même des symboles, il n'y a aucun parallaxe.A condition d'utiliser comme réduction non pas un film à pigments organiques mais une microcarte en couleurs à couches d'interférence superposées, on peut adopter une réd-uction atteignant et dépassant 50, ce qui permet de disposer sur une même microcarte d'une zone de terrain supérieure d'au moins un ordre de grandeur à la zone projetée sur le moniteur : il n'est én conséquence pas nécessaire de remplacer la réduction. Il suffit de la déplacer par rapport à l'axe optique du système deprojection.Ce déplacement peut être effectué par l'opérateur lui-même à l'aide d'un mécanisme classique pouvant se rapprocher de celui utiliser dans l'appareil de cartographie vendu par la société demanderesse sous la marque "TRASTER". Un système d'asservissement, commandé par exemple par des répares portes par la réduction, est avantageusement incorporé au dispositif de façon à faire défiler les symboles sur l'écran en les maintenant dans une position prédéterminée par rapport à la projection de la carte. Large-screen television monitors (up to and over 70 cm) are currently available, allowing the operator to simultaneously observe a large area of land. Contrary to what one might have thought, the large thickness of the monitor panel does not cause prohibitive diffusion with a few precautions; it does not interfere in any way with the observation. Since the projection takes place at the same level of the symbols, there is no parallax. On the condition that a reduction film not using organic pigments but a color micro-card with overlapping interference layers is used, adopt a reduction of up to and exceeding 50, which makes it possible to have, on the same micro card, an area of land greater by at least an order of magnitude than the area projected on the monitor: it is therefore not necessary to replace the reduction. Just move it relative to the optical axis of the projection system. This movement can be done by the operator himself using a conventional mechanism that can be similar to that used in the mapping device sold. by the applicant company under the brand name "TRASTER". A servo system, controlled for example by door repairs by reduction, is advantageously incorporated in the device so as to scroll the symbols on the screen while maintaining them in a predetermined position relative to the projection of the card.

Les problèmes de réflexion sur la face externe de la dalle du moniteur peuvent etre écartés en. Problems of reflection on the external face of the monitor panel can be eliminated in.

inclinant, d'un angle qui généralement n'aura pas à être supérieur à 10'. l'axe optique du système de projection par rapport à l'axe du moniteur. L'inclinaison peut en particulier être très reduite lorsqu'on utilise un moniteur à écran cylindrique, et non pas bombé dans les deux directions-. Lorsque l'on utilise l'un des bords de l'écran pour afficher des indications alpha-numériques, sur fond noir, l'inclinaison peut être encore réduite car la réflexion n'est pas génante si elle intervient sur la zone sombre.tilting, at an angle which generally need not be greater than 10 '. the optical axis of the projection system relative to the axis of the monitor. The inclination can in particular be very reduced when using a monitor with a cylindrical screen, and not curved in both directions. When one of the edges of the screen is used to display alpha-numeric indications, on a black background, the inclination can be further reduced because the reflection is not annoying if it occurs on the dark area.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un dispositif qui en constitue un mode particulier d'exécution donné à titre d'exemple non-limitatif. La description se réfère aux dessins qui l accompagnent, dans lesquels
- la Figure 1 est un schéma en élévation montrant la disposition de principe des composants du dispositif,
- la Figure 2 est un synoptique montrant les principaux composants électroniques du dispositif.The invention will be better understood on reading the following description of a device which constitutes a particular embodiment thereof given by way of non-limiting example. The description refers to the accompanying drawings, in which
FIG. 1 is a diagram in elevation showing the basic arrangement of the components of the device,
- Figure 2 is a block diagram showing the main electronic components of the device.

Le dispositif montré en Figure 1 comporte un moniteur de télévision à haute résolution 10, avantageusement à écran plat. On supposera dans ce qui suit, pour simplifier, que l'écran utilisé est du type noir et blanc. Cependant, il sera généralement préférable d'utiliser un écran trichrome qui permet de présenter une masse d'informations plus importante et, surtout, d'assurer une meilleure lisibilité. Le fond du moniteur, constitué par une dalle épaisse, porte sur sa face interne une couche 12 de photophores qui constitue l'écran. La Figure 1 montre très schématiquement les plaques de déflection 14 du moniteur et les moyens 16 de réglage de luminance. The device shown in Figure 1 includes a high resolution television monitor 10, preferably a flat screen. It will be assumed in what follows, for simplicity, that the screen used is of the black and white type. However, it will generally be preferable to use a three-color screen which makes it possible to present a greater mass of information and, above all, to ensure better readability. The bottom of the monitor, made up of a thick slab, carries on its internal face a layer 12 of photophores which constitutes the screen. Figure 1 very schematically shows the deflection plates 14 of the monitor and the means 16 for adjusting the luminance.

Le moniteur est associé à un système optique de projection d'une réduction 20 de la carte sur l'écran 12. Ce système optique comporte une table 18 de déplacement suivant deux directions orthogonales x et y de la carte 20. Cette dernière ne sera pas constituée par un film courant à pigments organiques, mais par une microcarte en couleurs à couches d'interférence superposées. On sait fabriquer de telles mîcrocartes, à partir de cartes sur support papier, avec une réduction linéaire atteignant ou même dépassant 50, ce qui permet de disposer sur une microcarte donnée d'une zone de terrain supérieure d'au moins un ordre de grandeur à la zone projetée sur le moniteur.A titre d'exemple, on peut indiquer que, pour des reconnaissances aériennes où on utilise couramment des cartes papier à l'échelle de 1/50 000, une microcarte ayant une surface utile de 50 x 50 mm permettra de faire défiler une zone de 125 x 125 km sur le terrain, avec visualisation à chaque instant donné d'une zone d'environ 25 km dans la grande dimension de l'écran. Sur la Figure 1 a été représenté le moteur 22 de déplacement suivant la direction y, dont il sera plus loin question. The monitor is associated with an optical system for projecting a reduction 20 of the card onto the screen 12. This optical system comprises a table 18 of displacement in two orthogonal directions x and y of the card 20. The latter will not be constituted by a common film with organic pigments, but by a color micro-card with overlapping interference layers. It is known to manufacture such microcards, from paper-based maps, with a linear reduction reaching or even exceeding 50, which makes it possible to have, on a given micro-card, an area of land greater than at least an order of magnitude the area projected on the monitor. As an example, it can be indicated that, for aerial reconnaissance where paper maps are commonly used at a scale of 1: 50,000, a micro card having a useful surface of 50 x 50 mm will scroll a 125 x 125 km area on the ground, with visualization at any given moment of an area of about 25 km in the large dimension of the screen. In Figure 1 has been shown the motor 22 of displacement in the direction y, which will be discussed later.

La partie purement optique du système comprend, de façon classique, une source de lumière 24 suivie d'un condenseur 26 d'illumination de la microcarte 20 et un objectif de projection 28. Le faisceau de sortie de l'objectif 28 est renvoyé par un miroir de repliement 30 de façon à former une image sur la couche de photophores 12 formant écran. The purely optical part of the system conventionally comprises a light source 24 followed by a condenser 26 for illuminating the micro card 20 and a projection objective 28. The output beam from the objective 28 is returned by a folding mirror 30 so as to form an image on the photophores layer 12 forming a screen.

Si l'ensemble des éléments constitutifs du système optique etait aligné suivant l'axe optique principal, on se heurterait à des difficultés d'observation, du fait des réflexions parasites (éblouissement par vision directe de la pupille de sortie du système optique). Cet inconvénient est écarté en utilisant un axe optique secondaire-du système, faisant avec l'axe optique principal un angle qui sera en général inférieur à 10 et sera avantageusement juste suffisant pour éviter le phénomène d'éblouissement. Dans la pratique, un angle de 5 à 10 sera généralement satisfaisant. La disposition des différents composants est alors celle montrée en Figure 2 et on constate que la pupille de sortie est hors de l'écran pour l'oeil 32 de l'observateur. If all the constituent elements of the optical system were aligned along the main optical axis, we would encounter observation difficulties, due to parasitic reflections (glare by direct vision of the exit pupil of the optical system). This drawback is eliminated by using a secondary optical axis of the system, making an angle with the main optical axis which will generally be less than 10 and will advantageously be just sufficient to avoid the phenomenon of glare. In practice, an angle of 5 to 10 will generally be satisfactory. The arrangement of the various components is then that shown in FIG. 2 and it can be seen that the exit pupil is out of the screen for the eye 32 of the observer.

Le dispositif comporte des moyens permettant, d'une part, de déplacer la carte par rapport à l'axe du système optique suivant les directions x et X pour faire défiler la représentation sur l'écran, d'autre part, de générer les symboles graphiques ou alpha-numériques et les faire défiler également sur l'écran en assurant le synchronisme avec la partie de carte représentée. The device comprises means making it possible, on the one hand, to move the card relative to the axis of the optical system in the x and X directions to scroll the representation on the screen, on the other hand, to generate the symbols graphics or alpha-numerics and scroll them also on the screen ensuring synchronism with the map part represented.

Les moyens 33 montrés à titre d'exemple en
Figures 1 et 2 comprennent une unité centrale de calcul 34 comportant au moins un microprocesseur assurant la gestion des échanges, une mémoire de masse 38 (mémoire à disque dur par exemple) comportant toutes les données à afficher sur les diverses cartes suceptibles d'être utilisées, une mémoire d'image adressable par points 36 ayant une capacité correspondant au nombre de points du moniteur de télévision (1000 x 1000 en général), et des circuits d'asservissement 40.The means 33 shown by way of example in
Figures 1 and 2 include a central computing unit 34 comprising at least one microprocessor ensuring the management of exchanges, a mass memory 38 (hard disk memory for example) comprising all the data to be displayed on the various cards capable of being used , a point addressable image memory 36 having a capacity corresponding to the number of points of the television monitor (1000 x 1000 in general), and control circuits 40.

Dans le mode de réalisation illustré, la commande du déplacement de la carte s'effectue à l'aide d'un organe manuel 42 à boule 44 contenant des codeurs incrémentaux suivant les directions x et y, attaquant le circuit d'asservissement 40. Les signaux numériques provenant des moyens manuels 42 sont traités de façon à fournir des signaux analogiques de sortie commandant des moteurs à courant continu 22 de déplacement de la microcarte 20 en x et en v. Chaque moteur est associé à un codeur incrémental 46 dont la sortie est ramenée au circuit d'asservissement 40. In the illustrated embodiment, the movement of the card is controlled using a manual member 42 with ball 44 containing incremental encoders in the directions x and y, driving the servo circuit 40. The digital signals from the manual means 42 are processed so as to provide analog output signals controlling the DC motors 22 for moving the micro card 20 in x and v. Each motor is associated with an incremental encoder 46, the output of which is brought back to the servo circuit 40.

La disposition qui vient d'être décrite est utilisée dans de nombreux systèmes antérieurs de la société demanderesse, et notamment dans les appareils vendus sous les dénominations "TRASTER" et "CINNA 1". The arrangement which has just been described is used in many previous systems of the applicant company, and in particular in the devices sold under the names "TRASTER" and "CINNA 1".

L'unité centrale de calcul 34 reçoit les signaux des codeurs linéaires incrémentaux 46. A partir de ces signaux et d'une initialisation, dont il sera question plus loin, l'unité 34 charge, dans la mémoire d'image 36, celles des données contenues dans la mémoire de masse 38 qui correspondent à la zone de carte visualisée. La relecture de la mémoire 36 est effectuée par un interface 48. Pour assurer la synchronisation entre le rythme de lecture de la mémoire et celui du balayage du moniteur. un signal d'horloge est avantageusement fourni par l'interface 48 au circuit de balayage 50 du moniteur. The central computing unit 34 receives the signals from the incremental linear encoders 46. From these signals and from an initialization, which will be discussed below, the unit 34 loads, into the image memory 36, those of the data contained in the mass memory 38 which correspond to the displayed map area. The reading of the memory 36 is carried out by an interface 48. To ensure synchronization between the rate of reading of the memory and that of the scanning of the monitor. a clock signal is advantageously supplied by the interface 48 to the scanning circuit 50 of the monitor.

La mise en oeuvre du dispositif ressort directement de la description qui précède. Seules seront donc données quelques indications sur le processus d'initialisation. La mémoire de masse 38 doit comporter l'ensemble des indications graphiques à superposer sur les cartes et des moyens logiciels d'identification de la carte mise en place dans le système optique (par code barres par exemple). Cette mémoire de masse peut comporter des indications quasi permanentes et être également prévue pour recevoir des indications modifiables à chaque mission. Une fois la micro-carte mise en place sur la table à mouvements croisés, cette derniere est actionnée manuellement à l'aide de la boule 44 pour l'amener dans une position telle que l'origine des axes occupe une position prédéterminee sur l'écran.Par envoi d'un ordre à l'unité centrale 34 (pression sur un bouton d'initialisation par exemple), les coordonnées d'origine sont alors mémorisées. La même opération est répétée pour une seconde origine sur la carte. The implementation of the device is apparent from the above description. Only a few indications on the initialization process will therefore be given. The mass memory 38 must include all the graphic indications to be superimposed on the cards and software means for identifying the card installed in the optical system (by bar code for example). This mass memory can include almost permanent indications and can also be provided to receive modifiable indications for each mission. Once the micro-card has been placed on the cross-motion table, the latter is actuated manually using the ball 44 to bring it into a position such that the origin of the axes occupies a predetermined position on the When sending an order to the central unit 34 (pressing an initialization button for example), the original coordinates are then memorized. The same operation is repeated for a second origin on the card.

Une fois ces données mémorisées, l'unité centrale de calcul est à même de déterminer, à partir des indications fournies par les codeurs linéaires incrémentaux 46, la correspondance entre un point de la carte et un point de L'écran, donc de transférer la partie appropriée de la mémoire 38 dans la mémoire d'image 36 et d adresser celle-ci. Once these data have been stored, the central computing unit is able to determine, from the indications provided by the incremental linear encoders 46, the correspondence between a point on the map and a point on the screen, and therefore to transfer the appropriate part of the memory 38 in the image memory 36 and to send the latter.

L'invention est susceptible de nombreuses variantes de réalisation. En particulier, le déplacement de la carte suivant un tracé déterminé peut être commandé de façon automatique par programme, et non manuellement. il doit être entendu que la portée du présent brevet s'étend à de telles variantes ainsi plus généralement qu'à toutes autres restant dans le cadre des équivalences. The invention is susceptible of numerous variant embodiments. In particular, the movement of the map along a determined route can be controlled automatically by program, and not manually. it should be understood that the scope of this patent extends to such variants and more generally than to all others remaining within the framework of equivalences.

Claims

1. Device for presenting the projection of a basemap superimposed with a graphic representation, comprising an optical system for enlarging the projection of a reduction of the map on a screen provided with a system for displaying graphic or alpha symbols -digital, characterized in that the screen is constituted by an internal layer of photophores of a color television monitor which is used for the generation of graphic symbols, the projection being carried out from the outside.

2. Device according to claim 1, characterized in that the screen is inclined relative to the optical axis of the optical projection system and in that the latter uses a secondary optical axis of the optical projection system, the reduction of the card being placed approximately orthogonally to this secondary optical axis.

3. Device according to claim 2, characterized in that the television monitor has a cylindrical screen, the axis of the cylinder being in the plane containing the secondary optical axis and the normal in the middle of the screen.

4. Device according to claim 3, characterized in that the inclination is less than 10-.

5. Device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the reduction of the card is constituted by a color micro-card with superimposed interference layers, the magnification of the optical system being at least 50.

6. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that, the optical system being designed to project only a fraction of the reduction onto the assembly of 1 screen, the means with manual or automatic control are provided for moving reduction compared to the optical projection system and enslaving the system for generating graphic or alpha-numeric symbols to the movement of the map on the screen.