NL9401110A - Weergeefstelsel bestemd voor het superponeren van drie beelden voor het verkrijgen van een gemengd beeld. - Google Patents

Description

Titel: Weergeefstelsel bestemd voor het superponeren van drie beelden voor het verkrijgen van een gemengd beeld.

De uitvinding heeft betrekking op een weergeefstelsel voor het superponeren van drie beelden voor het verkrijgen van een gemengd beeld. Een weergeefstelsel volgens de uitvinding kan worden gebruikt voor verschillende toepassingen, waarin de behoefte bestaat om drie verschillende beelden met elkaar te mengen en in een zelfde richting uit te zenden om vervolgens te worden waargenomen of te worden geprojecteerd op bijvoorbeeld een scherm. Hierbij correspondeert bijvoorbeeld het eerste beeld met een groenachtig kleurendeelbeeld, het tweede beeld met een roodachtig kleurendeelbeeld en het derde beeld met een blauwachtig kleurendeelbeeld. In een dergelijke configuratie kan het stelsel bijvoorbeeld worden toegepast in een kleurentelevisieprojectiesysteem. Het stelsel kan echter eveneens worden toegepast in bijvoorbeeld een nachtzicht-systeem. Hierbij correspondeert bijvoorbeeld het eerste beeld met een nachtbeeld, het tweede beeld met een informatiebeeld en het derde beeld met een dagbeeld.

Uit de Europese octrooiaanvrage o 475 790 is een weer-geefstelsel bekend geschikt voor bevestiging op het hoofd of aan een helm waarin een dagbeeld, nachtbeeld en videobeeld met elkaar worden vermengd. Hierin wordt gebruik gemaakt van slechts één (holografisch) element om een videobeeld en nachtbeeld te mengen. Vervolgens worden deze twee gemengde beelden tezamen met een daglichtbeeld door een combinatie* optiek in de richting van het oog geprojecteerd. Een nadeel van een dergelijk systeem is dat alle drie de beelden noodzakelijkerwijs altijd op een zelfde afstand zijn afgebeeld en voor een gebruiker altijd tegelijkertijd scherp zijn. Dit kan een bijzonder verwarrend effect hebben. Bovendien is een dergelijk systeem veelal niet voldoende nauwkeurig voor deze en andere hierna nog te bespreken toepassingen.

Een ander type weergeefstelsel is bekend uit de Europese octrooiaanvrage 0 252 200. Deze weergeefstelsels worden ondermeer gebruikt voor de helmen van piloten van in het bijzonder militaire vliegtuigen en helicopters. Hierin wordt een vrij doorzichtbeeld vermengd met een nachtbeeld, waarbij het nacht-beeld een versterkt beeld is. Voor het verkrijgen van een helder beeld van een omgeving waarvan de lichtintensiteit laag is verschaft dit bekende weergeefstelsel aan een gebruiker een uitstekend helder beeld met een hoge resolutie. Ook wanneer de intensiteit van het omgevingslicht toeneemt wordt een helder beeld verkregen, doordat een gebruiker de omgeving eveneens direkt kan waarnemen. Een gebruiker die een dergelijk stelsel draagt kan derhalve daarmee in daglicht, schemerlicht en duister waarnemen zonder dat de helm op of af dient te worden gezet. Dat wil zeggen dat het omgevingslicht door het weergeef stelsel direkt in de richting van het oog wordt geprojecteerd. Een van een dergelijk weergeefstelsel voorzien hoofd-bevestigingsysteem of helm heeft bovendien als voordeel dat een voor de gebruiker ideaal gelegen zwaartepunt kan worden gerealiseerd.

Thans is de behoefte ontstaan aan een weergeefstelsel waarbij het mogelijk is op zeer nauwkeurige wijze drie beelden te vermengen.

Het weergeefstelsel volgens de uitvinding wordt hiertoe gekenmerkt in dat het weergeefstelsel is voorzien van een oculair dat is samengesteld uit een eerste en tweede lichtdoorlatend reflecterend element met hoek- en frequentie-afhankelijke reflectie- en transmissie-eigenschappen, het eerste beeld invalt op een eerste zijde van het eerste element, het tweede beeld invalt op een tweede zijde van het eerste element en het derde beeld invalt op een zijde van het tweede element en waarbij genoemde eigenschappen ertoe leiden dat de drie beelden via het oculair als een gemengd beeld uittreden. Een bijzondere uitvoeringsvorm volgens de uitvinding heeft als kenmerk, dat het stelsel verder is voorzien van tenminste een beeldversterkingseenheid met een ingang waarop een beeld kan worden geprojecteerd en een uitgang die het geprojecteerde beeld met een versterkte intensiteit en binnen een voorafbepaalde eerste frequentieband weer uitzendt voor het verkrijgen van een, het eerste beeld vormende versterkte beeld waarbij de genoemde eigenschappen in combinatie met de genoemde eerste frequentieband ertoe leiden dat het versterkte beeld via het oculair uittreedt in de richting van het oog en een beeldbuis die een zichtbaar, het tweede beeld vormende videobeeld uitzendt waarbij de genoemde eigenschappen van het oculair ertoe leiden dat het videobeeld via het oculair, binnen een voorafbepaalde tweede frequentieband in de richting van het oog uittreedt.

Een gebruiker, zoals bijvoorbeeld een piloot die een van een dergelijk weergeefstelsel voorziene helm draagt, behoeft daarmee in principe zijn ogen niet van de omgeving af te wenden om de benodigde wapensysteem- of andere informatie waar te nemen. De van de beeldweergave-inrichting afkomstige informatie kan immers in het gezichtsveld van de piloot worden af-gebeeld, terwijl hij bijvoorbeeld recht voor zich uit naar buiten kijkt.

Uit de Europese octrooiaanvragen 0 286 496 en 0 288 365 en het Amerikaanse octrooischrift 5.257.094 zijn eveneens weergeefsystemen bekend waarin beelden met elkaar worden gemengd. In deze systemen worden echter steeds slechts twee in plaats van mogelijk drie beelden met elkaar gemengd.

Een bijzondere uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt gekenmerkt in dat het versterkte beeld achtereenvolgens door het eerste element wordt gereflecteerd, door het tweede element wordt gereflecteerd en gecollimeerd om vervolgens door het eerste element te worden doorgelaten. Hierbij wordt het videobeeld door het eerste element gereflecteerd in dezelfde richting als waarin het versterkte beeld uittreedt. Meer in het bijzonder vallen het versterkte beeld en het videobeeld respectievelijk aan verschillende zijden van het eerste element op het eerste element in. Volgens een zeer geavanceerde uitvoeringsvorm is de hoek van inval van het versterkte beeld op het eerste element verschillend van de hoek van inval van het videobeeld op het eerste element.

Een aldus werkend optisch stelsel kan in het bijzonder worden gerealiseerd wanneer de eerste frequentieband althans in hoofdzaak andere frequenties dan de tweede frequentieband omvat. De eerste frequentieband omvat bijvoorbeeld althans in hoofdzaak groenachtig gekleurd licht en de tweede frequentie-band omvat althans in hoofdzaak roodachtig gekleurd licht. Dankzij een dergelijke keuze van frequenties kunnen de hierboven vermelde reflecties en transmissies van het eerste en tweede element worden bewerkstelligd. Bovendien is het zeer voordelig voor een gebruiker dat het videobeeld in een andere kleur wordt waargenomen dan het nachtbeeld. Verwarring tussen beide beelden is hiermee uitgesloten, terwijl het kleurcontrast de afzonderlijke waarneming van elk van beide beelden bevordert.

Het weergeefstelsel volgens de uitvinding heeft daarnaast als voordeel dat een daglichtbeeld achtereenvolgens door het tweede en eerste element wordt doorgelaten en uit het oculair treedt in een zelfde richting als het versterkte beeld en het videobeeld. Dit betekent, dat het dagbeeld rechtstreeks kan worden waargenomen.

In het bijzonder omvat het eerste element ten minste een holografische laag. Het is echter ook mogelijk dat het eerste element ten minste een meerlaagsinterferentiefilter omvat. Het tweede element omvat bij voorkeur ten minste een holografische holle laag en vormt hiermee een holle collimerende holografische spiegel. Daarnaast is het echter mogelijk dat het tweede element een gebogen meerlaagsinterferentiefilter omvat.

Volgens een meer specifieke uitvoeringsvorm van de uitvinding is het stelsel voorts voorzien van een objectiefdeel met behulp waarvan bijvoorbeeld het nachtbeeld op de ingang van de beeldversterkingseenheid wordt geprojecteerd. De genoemde beeldweergave-inrichting kan bestaan uit bijvoorbeeld een LCD of een CRT.

De uitvinding heeft voorts betrekking op een helm voorzien van een dergelijk weergeefstelsel.

Bij voorkeur is een dergelijke helm ten behoeve van ieder oog van een gebruiker voorzien van een beeldversterkings-eenheid (UT) en een oculair en waarbij de helm voorts is voorzien van een gemeenschappenjke beeldweergave-inrichting ten behoeve van een van de ogen of beide ogen. Hierdoor kan een gebruiker zowel het dagbeeld als het nachtbeeld in stereo, dat wil zeggen in drie dimensies, waarnemen.

t

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van de tekening. Hierin toont: figuur 1 een principe-schema van een weergeefstelsel volgens de uitvinding; figuur 2 een reflectie-karakteristiek van een eerste element volgens figuur 1; figuur 3 een emissiespectrum van een fosforscherm volgens figuur 1; figuur 4 een transmissie-karakteristiek van het eerste element volgens figuur 1; figuur 5 een alternatief principe-schema van een weergeef stelsel volgens de uitvinding; figuur 6 een vooraanzicht van een weergeefstelsel dat aan een helm is gemonteerd; figuur 7 een zijaanzicht van een deel van het weergeef-stelsel van figuur 6; en figuur 8 een bovenaanzicht van een deel van het weergeef-stelsel van figuur 6.

Figuur 1 toont schematisch een weergeefstelsel 1 dat bijvoorbeeld geschikt is om aan een helm te worden gemonteerd.

Het weergeefstelsel 1 omvat een eerste lichtdoorlatend reflecterend element 2 met hieronder in het kader van figuren 2, 3 en 4 nader gedefinieerde hoek- en frequentie-afhankelijke reflectie- en transmissie-eigenschappen. In dit voorbeeld bestaat het eerste element 2 uit een op zich bekende vlak element met ten minste een holografische laag of meerlaags-interferentiefilter zoals hierna nader zal worden toegelicht.

Daarnaast omvat het weergeefstelsel l een tweede lichtdoor-latend reflecterend element 4 met hieronder in het kader van figuren 2, 3 en 4 nader gedefinieerde hoek- en frequentie-afhankelijke reflectie- en transmissie-eigenschappen. In dit voorbeeld bestaat het tweede element 4 uit een op zich bekend hol collimerend element 4 met ten minste een holografische laag (holle holografische spiegel) of meerlaagsinterferentie-filter zoals hierna nader zal worden toegelicht. Beide elementen 2, 4 vormen tezamen een oculair 6 van het weergeef-stelsel l.

Een lichtstraal 8 van een dagbeeld in de richting van het oculair wordt zowel door het tweede element 4 alsook door het eerste element 2 doorgelaten. Een lichtstraal 10 afkomstig van een nachtbeeld valt in op een eerste zijde 12 van het eerste element 2 en wordt hierdoor gereflecteerd in de richting van het tweede element 4. De lichtstraal 10 wordt vervolgens door het tweede element 4 terug gereflecteerd in de richting van het eerste element 2. De door het tweede element 4 gereflecteerde lichtstraal 10 wordt doorgelaten door het eerste element in een zelfde richting als de lichtstraal 8. Voorts valt een lichtstraal 14 van een videobeeld in op een tweede zijde 16 van het eerste element en wordt hierdoor eveneens in de richting van de lichtstraal 8 gereflecteerd.

Een en ander brengt met zich mee dat het dagbeeld, nachtbeeld en videobeeld met elkaar worden gemengd en door een oog 18 van een gebruiker kunnen worden waargenomen. Ten behoeve van een tweede oog 20 van een gebruiker kan een zelfde tweede weergeefstelsel 1 worden gebruikt. Hierdoor kan de gebruiker het dagbeeld en het nachtbeeld drie-dimensionaal waarnemen. Het videobeeld kan desgewenst naar beide ogen worden ingespiegeld of naar slechts één oog. In het laatste geval kan bij een van beide weergeefstelsels 1 de inspiegeling van het videobeeld achterwege worden gelaten. Het weergeef-stelsel l is voorzien van op zich bekende middelen voor het genereren van het nachtbeeld en het videobeeld die in relatie met figuur 1 niet verder zullen worden besproken.

In figuur 2 is de reflectie-karakteristiek 22 van de eerste zijde 12 van het eerste element 2 getoond voor lichtstralen die onder een hoek Hl ten opzichte van de normaal van de eerste zijde 12 invallen. Hieruit blijkt dat in dit voorbeeld de eerste zijde van het eerste element dusdanig is ontworpen dat lichtstralen met een golflengte van rond de 550 n~ nagenoeg volledig worden gereflecteerd. Van deze eigenschap is gebruik gemaakt door een nachtbeeld te genereren met frequenties die althans tenminste binnen een frequentieband vallen die golflengtes van rond de 550 nm omvat. Dit kan bijvoorbeeld worden gerealiseerd wanneer voor het opwekken van het, in dit geval groenachtig, nachtbeeld een op zich bekend fosforscherm wordt gebruikt.

Figuur 3 toont het emissiespectrum van een dergelijk fos-forscherm dat een piek 24 heeft rond de 550 nm. Dit verklaart dat de invallende lichtstraal 10 inderdaad althans in hoofdzaak door het eerste element 2 wordt gereflecteerd. De zij -banden 26 die aan weerszijden van de piek 24 zijn gelegen worden echter gewoon doorgelaten. De eerste zijde 12 kan hiertoe zijn voorzien van een op zich bekende holografische laag 13 of een eveneens op zich bekend meerlaagsinterferentiefilter 13 op een lichtdoorlatend medium dat in de tekening gearceerd is getoond.

De eigenschappen van het tweede element zijn dusdanig gekozen dat een onder een hoek H2 invallende lichtstraal met een frequentiespectrum dat een piek rond de 550 nm omvat wordt gereflecteerd. Het tweede element 4 is hiertoe voorzien van een op zich bekende holografische laag 25 of meerlaagsinterferentief ilter 25 op een lichtdoorlatend medium dat in de tekening gearceerd is getoond. Een en ander is vergelijkbaar als besproken in relatie met het eerste element en zal hier niet nader worden toegelicht.

De tweede zijde 16 van het eerste element 2 heeft reflectie- en transmissie-eigenschappen die vergelijkbaar zijn met de besproken eigenschappen van de eerste zijde 12. In dit voorbeeld is de tweede zijde 16 dusdanig ontworpen dat een onder een hoek H3 invallende lichtstraal 14 wordt gereflecteerd voor frequenties die roodachtig gekleurd licht omvatten. De tweede zijde 16 kan hiertoe zijn voorzien van een op zich bekende holografische laag 17 of een eveneens op zich bekend meerlaagsinterferentiefilter op een in de tekening gearceerd getoond lichtdoorlatend medium. Dienovereenkomstig omvat het gereflecteerde videobeeld 14 roodachtig gekleurd licht. Dit heeft als bijkomend voordeel dat een gebruiker het in dit voorbeeld groenachtige nachtbeeld goed kan onderscheiden van het roodachtige videobeeld. Het videobeeld dat invalt op het eerste element 2 zal derhalve ten minste een frequentieband omvatten die althans gedeeltelijk overlapt met die frequenties of frequentieband waarvoor bij een hoek van inval H3 reflecties optreden aan het eerste element 2. Dit betekent dat het invallende videobeeld bijvoorbeeld een zwart/wit beeld kan zijn. Van dit beeld worden dan de roodachtige frequentiecomponenten gereflecteerd en de overige componenten worden door het eerste element 2 doorgelaten.

In figuur 4 is voorts de transmissie-karakteristiek van het eerste element 2 weergegeven wanneer een lichtstraal met een van de hoek Hl verschillende, kleinere hoek invalt.

Hieruit blijkt dat transmissie optreedt wanneer de golflengte afwijkt van ongeveer 625 nm. Dit verklaart dat de door het tweede element 4 gereflecteerde lichtstraal 10 door het eerste element wordt doorgelaten.

Het tweede element 4 heeft met figuur 4 vergelijkbare transmissie-eigenschappen, zodat het daglicht - dat immers een continu frequentiespectrum omvat - nagenoeg geheel door het tweede en eerste element wordt doorgelaten. Indien het gewenst is dat het door het eerste element 2 gereflecteerde videobeeld een andere kleur heeft dan hiervoor omschreven - zoals bijvoorbeeld een blauwachtig gereflecteerd beeld 14'- kan dit worden gerealiseerd door het videobeeld 14' onder een hoek H4 die in dit voorbeeld groter is dan Hl op het eerste element 2 te laten invallen.

Bij een grotere hoek H4 treden dan reflecties op van blauwachtige frequentiecomponenten, (tweede frequentieband), terwijl andere frequentiecomponenten door het eerste element 2 worden doorgelaten. Het gereflecteerde beeld 14' zal dan blauwachtig zijn. Voorwaarde is natuurlijk wel dat het op het eerste element 2 invallende videobeeld 14' ten minste frequenties omvatten die door het eerste element worden gereflecteerd indien de hoek van inval H4 is. Met andere woorden de laatstgenoemde frequenties vallen althans gedeeltelijk binnen de eerder genoemde tweede frequentieband.

in een bijzonder voordelige uitvoeringsvorm zoals getoond in figuur 5 omvat het eerste element 2 slechts één enkele laag 17 met de genoemde hoek- en frequentie-afhankelijke reflectie- en transmissie-eigenschappen, dit is de eerste laag 13 en de tweede laag 17 behoren tot één en dezelfde laag welke in figuur 5 van een referentienummer 13 is is voorzien. Door de bijzondere constructie van een holografische laag 13 of meerlaagsinterferentiefilter met de eigenschappen zoals weergegeven in de figuren 2 en 4 worden de in die figuren getoonde frequentie-afhankelijke reflectie- en transmissie-eigenschappen bereikt voor één specifieke hoek van inval zoals bijvoorbeeld de hoek Hl. Indien echter de hoek van inval een andere is dan Hl, dan zijn ook de bijbehorende centrum-frequenties van de piek in figuur 2 en van het dal in figuur 4 andere. In het bijzonder behoort bij een kleinere hoek van inval ten opzichte van de normaal een grotere golflengte van de centrum-frequentie van de piek in figuur 2 en van het dal in figuur 4, een en ander overeenkomstig de bekende Bragg-relatie. van deze bijzondere eigenschap van holografische lagen of meerlaagsinterferentiefilters met hoek- en frequentie-afhankelijke reflectie- en transmissie-eigenschappen kan nu met voordeel gebruik worden gemaakt bij het eerste element 2 en het tweede element 4.

Zoals blijkt uit figuur 5, dient de hoek van inval ten opzichte van de normaal voor het licht afkomstig van de beeld-versterkingseenheid een andere te zijn dan de hoek van inval ten opzichte van de normaal van het licht van het videobeeld teneinde te kunnen bereiken dat zowel van het nachtzichtbeeld als van het videobeeld de uittreedrichting dezelfde is. De betreffende hoeken zijn in figuur 5 aangegeven met Hl respectievelijk H3. Indien nu bij het element 2 gebruik wordt gemaakt van slechts één holografische laag 13 of meerlaagsinterferen-tiefilter 13 om de hoek- en freguentie-afhankelijke reflectie-en transmissie-eigenschappen te verkrijgen voor zowel de reflectie aan de ene zijde 12 van het nachtzichtbeeld 10 als de reflectie aan de andere zijde 16 van het videobeeld 14, dan blijkt uit het voorgaande dat die reflecties optreden bij verschillende golflengten. En wel is aangezien hoek Hl groter is dan hoek H3, de bijbehorende centrumgolflengte van het nachtzichtbeeld kleiner dan de bijbehorende centrumgolflengte van het videobeeld. Oftewel bij een groenachtig nachtzichtbeeld hoort een roodachtig videobeeld. De hier beschreven en in figuur 5 weergegeven uitvoeringsvorm met slechts één holografische laag 13 of meerlaagsinterferentiefilter 13 heeft niet alleen het voordeel dat slechts één laag met hoek- en frequentie-afhankelijke reflectie- en transmissie-eigenschappen behoeft te worden aangebracht op een substraat maar tevens dat het nachtzichtbeeld en het videobeeld worden gereflecteerd in kleuren (groenachtig respectievelijk roodachtig) waarvan onderzoek heeft aangetoond dat juist die twee kleuren als contrasterende kleuren in een samengevoegd beeld een bijzonder goede gescheiden waarneming van elk van de beide (het groen-achtige respectievelijk het roodachtige) beelden tot gevolg hebben. De hier beschreven uitvoeringsvorm is dus niet alleen minder kritisch te vervaardigen (er hoeft slechts één holografische laag of meerlaagsinterferentiefilter te worden vervaardigd) maar tevens is daarmee één van de best bekende kleurcontrasten (groen-rood) gerealiseerd voor het nachtzicht-en het videobeeld. In dit voorbeeld is de laag of filter 13 opgenomen in een lichtdoorlatend medium dat in de tekening gearceerd is weergegeven. Evenzo is de laag 25 opgenomen in een lichtdoorlatend medium dat gearceerd is weergegeven, voor het verkrijgen van bijvoorbeeld een blauwachtig gereflecteerd videobeeld 14' kan de hoek van inval bijvoorbeeld gelijk zijn aan H4 zoals dit in relatie met figuur 1 is besproken.

Aan de hand van de figuren 6, 7 en 8 zal thans een moge-lijke uitvoeringsvorm van een weergeefstelsel voor een helm worden besproken. Hierin zijn de met figuren l en 5 corresponderende delen van een zelfde referentienummer voorzien.

Het weergeefstelsel omvat naast de in figuren 1 en 5 besproken onderdelen een CRT 28 waarmee een informatie omvattend videobeeld 14 wordt gegenereerd. Het videobeeld 14 wordt via een spiegel 30, een objectief 32, een spiegel 34 en het eerste element 2 aan het oog aangeboden. Dit betekent, dat dit videobeeld 14 na reflectie aan de tweede zijde 16 van het eerste element 2 met het oog 18 op bepaalde afstand kan worden waargenomen.

Het weergeefstelsel is voor ieder oog verder voorzien van een objectief 36 waarmee een nachtbeeld op een ingang van een beeldversterkerbuis (ook wel aangeduid als UT of Image Intensifier Tube) kan worden afgebeeld. De IIT 38 versterkt de intensiteit van het beeld dat vervolgens aan een uitgang van de IIT 38 weer wordt uitgezonden. Het aldus verkregen nachtbeeld wordt via een spiegel 40, een lenzenstelsel 42, een spiegel 44, een lenzenstelsel 46 en een spiegel 48 in de richting van het oculair 6 geleid. Een en ander is dusdanig op elkaar afgestemd, dat het nachtbeeld 10 in het oneindige wordt afgebeeld. Dit betekent dat dit nachtbeeld na reflectie aan het eerste element 2 en het tweede element 4 en transmissie door element 2 door op oneindig gefixeerde ogen 18, 20 kan worden waargenomen. Hiermee wordt bereikt, dat nachtbeeld 10 en dagbeeld 8 gesuperponeerd worden waargenomen. Dit is bijzonder aangenaam voor een gebruiker, omdat dag- en nachtbeeld op natuurlijke wijze in elkaar overvloeien.

Voor de duidelijkheid zijn in figuren 7 en 8 de CRT 28, spiegel 30 en objectief 32 weggelaten.

Bovendien zal een gebruiker het videobeeld dat op een bepaalde afstand is afgebeeld in het algemeen niet tegelijk met het dag- en nachtbeeld scherp zien, omdat de laatste twee in het algemeen veraf zijn gelegen. De UT 38 omvat in dit voorbeeld een fosforscherm dat een groenachtig beeld genereert, terwijl het door de CRT gegenereerde videobeeld een roodachtige kleur heeft. Hierdoor is de kans dat deze beelden op een gebruiker een verwarrende indruk maken bijzonder klein.

Een voordeel van het weergeefstelsel is dat de relatief hoge resolutie van de IIT 38 behouden blijft. Tevens kan een IIT worden vervangen door integrale CCD camera's met bijvoorbeeld CRT display.

Het is echter eveneens mogelijk een LCD in plaats van een CRT te gebruiken. Daar een LCD een ander frequentiespectrum heeft dan een CRT, zal de eerste zijde 12 van het eerste element 2 en het tweede element 4 dienovereenkomstig moeten worden aangepast. Op grond van de hierboven reeds beschreven relatie tussen hoek van inval ten opzichte van normaal en centrumfrequenties van het gereflecteerde licht, kan de positie van de CRT of LCD natuurlijk eveneens worden veranderd. Het is ook mogelijk een weergeefstelsel volgens een zogenaamde mono-uitvoering te vervaardigen, volgens welk voorbeeld de rechter onderdelen van figuur 6 worden weggelaten, zodat in principe het weergavestelsel volgens figuur l of 5 resteert. Het weergeefstelsel volgens figuur 1 is natuurlijk ook geschikt om drie willekeurige beelden met elkaar te mengen waarbij deze beelden niet noodzakelijk een dagbeeld, nachtbeeld en videobeeld zijn. Het met het nachtlicht corresponderende eerste beeld kan dan bijvoorbeeld althans in hoofdzaak groenachtig zijn, het met het daglicht corresponderende derde beeld althans in hoofdzaak blauwachtig en het met het videobeeld corresponderende tweede beeld in hoofdzaak roodachtig. Deze beelden worden dan gemengd en kunnen door het oog 20 worden waargenomen of op een scherm worden afgebeeld wanneer zich bijvoorbeeld op de positie van het oog een objectief bevindt dat de beelden gemengd afbeeldt op het scherm. Op deze wijze is op eenvoudige wijze een kleurentelevisieprojectiesysteem verkregen waarbij de drie deelbeelden reeds perfect in register zijn gebracht en dan pas, in register worden worden geprojecteerd. Natuurlijk kan het tweede beeld eveneens blauwachtig zijn, zoals dit met referentienummer 14' in de figuren 1 en 5 is aangegeven, in dat geval kan bijvoorbeeld het beeld 8 roodachtig zijn. In al deze gevallen kan het gemengde beeld een kleurenafbeelding vormen. Het eerste, tweede en derde beeld omvatten dan een zelfde afbeelding, die na mengen een kleurenafbeelding vormen volgens het principe dat bijvoorbeeld bij kleurentelevisies wordt toegepast. Deze en andere varianten behoren alle tot de uitvinding.

Claims (30)

1. Weergeefstelsel voor het superponeren van drie beelden voor het verkrijgen van een gemengd beeld, voorzien van een oculair dat is samengesteld uit een eerste en tweede licht -doorlatend reflecterend element met hoek- en frequentie-afhankelijke reflectie- en transmissie-eigenschappen, waarbij het eerste beeld invalt op een eerste zijde van het eerste element, het tweede beeld invalt op een tweede zijde van het eerste element en het derde beeld invalt op een zijde van het tweede element en waarbij genoemde eigenschappen ertoe leiden dat de drie beelden via het oculair als een gemengd beeld uittreden.

2. Weergeefstelsel volgens comclusie 1, met het kenmerk, dat het tweede element collimerend is uitgevoerd.

3. Weergeefstelsel volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het derde beeld invalt op een van de tweede zijde van het eerste element afgekeerde zijde van het tweede element.

4. Weergeefstelsel volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het stelsel verder is voorzien van een objectief voor het afbeelden van het gemengde beeld op een scherm.

5. Weergeefstelsel volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het eerste via het oculair uittredende beeld een groenachtige, het tweede via het oculair uittredende beeld een roodachtige en het derde via het oculair uittredende beeld een blauwachtige kleur heeft.

6. Weergeefstelsel volgens een der voorgaande conclusies 1-4, met het kenmerk, dat het eerste via het oculair uittredende beeld een groenachtige, het tweede via het oculair uittredende beeld een blauwachtige en het derde via het oculair uittredende beeld een roodachtige kleur heeft.

7. Weergeefstelsel volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de kleur van het op het tweede element inva?lende derde beeld althans nagenoeg gelijk is aan de kleur van het via het oculair uittredende derde beeld.

8. Weergeefstelsel volgens conclusie 2 bestemd voor bevestiging op het hoofd of aan een helm, met het kenmerk, dat het stelsel verder is voorzien van ten minste een beeldversterkingseenheid (IIT) met een ingang waarop een beeld kan worden geprojecteerd en een uitgang die het geprojecteerde beeld met een versterkte intensiteit en binnen een voorafbepaalde eerste frequentieband weer uitzendt voor het verkrijgen van een, het eerste beeld vormende versterkt beeld waarbij de genoemde eigenschappen in combinatie met de genoemde eerste frequentieband ertoe leiden dat het versterkte beeld via het oculair uittreedt in de richting van het oog en een beeldbuis die een zichtbaar, het tweede beeld vormende videobeeld uitzendt waarbij de genoemde eigenschappen van het oculair ertoe leiden dat het videobeeld via het oculair, binnen een voorafbepaalde tweede frequentieband in de richting van het oog uittreedt.

9. Weergeefstelsel volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat het versterkte beeld achtereenvolgens door het eerste element wordt gereflecteerd, door het tweede element wordt gereflecteerd en gecollimeerd en door het eerste element wordt doorgelaten.

10. Weergeefstelstel volgens een der voorgaande conclusies 8 of 9, met het kenmerk, dat het videobeeld door het eerste element wordt gereflecteerd.

11. Weergeefstelsel volgens conclusies 9 en 10, met het kenmerk, dat het versterkte beeld en het videobeeld respectievelijk aan verschillende zijden van het eerste element op het eerste element invallen.

12. Weergeefstelsel volgens conclusie ll, met het kenmerk, dat de hoek van inval (Hl) van het versterkte ^eeld op het eerste element verschillend is van de hoek van inval (H3) van het videobeeld op het eerste element.

13. Weergeefstelsel volgens een der voorgaande conclusies 8-12, met het kenmerk, dat een daglichtbeeld achtereenvolgens door het tweede en eerste element wordt doorgelaten en uit het oculair treedt in een althans nagenoeg zelfde richting als het versterkte beeld.

14. Weergeefstelsel volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het eerste element ten minste een holografische laag omvat.

15. Weergeefstelsel volgens conclusies 14, met het kenmerk, dat het eerste element aan iedere zijde een holografische laag omvat.

16. Weergeefstelsel volgens conclusies 14, met het kenmerk, dat het eerste element slechts één holografische laag omvat.

17. Weergeefstelsel volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het eerste element ten minste een meerlaagsinterferentiefilter omvat.

18. Weergeefstelsel volgens conclusies 17, met het kenmerk, dat het eerste element aan iedere zijde een meerlaagsinterf erentief ilter omvat.

19. Weergeefstelsel volgens conclusies 17, met het kenmerk, dat het eerste element slechts één meerlaagsinterferen-tiefilter omvat.

20. Weergeefstelsel volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het tweede element ten minste een holografische holle spiegel omvat.

21. Weergeefstelsel volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het tweede element ten minste een gebogen meerlaagsinterferentiefilter omvat.

22. Weergeefstelsel volgens een der voorgaande conclusies 8-21, met het kenmerk, dat de eerste frequentieband althans in hoofdzaak hogere frequenties omvat dan de tweede frequentie-band.

23. Weergeefstelsel volgens conclusie 22, met het kenmerk, dat de eerste frequentieband althans in hoofdzaak groenachtig gekleurd licht omvat en de tweede frequentieband althans in hoofdzaak roodachtig gekleurd licht omvat.

24. Weergeefstelsel volgens een der voorgaande conclusies 8-23, met het kenmerk, dat het stelsel voorts is voorzien van een objectiefdeel met behulp waarvan het genoemde beeld op de ingang van de beeldversterkingseenheid wordt geprojecteerd.

25. Weergeefstelsel volgens een der voorgaande conclusies 8-24, met het kenmerk, dat de beeldweergave-inrichting een LCD of een CRT omvat.

26. Helm voorzien van een weergeefstelsel volgens een der voorgaande conclusies 8-25.

27. Helm volgens conclusie 26, met het kenmerk, dat de as van de beeldversterkingseenheid bij normaal gebruik van de helm althans nagenoeg horizontaal is gericht.

28. Helm voorzien van een weergeefstelsel volgens conclusie 24, met het kenmerk, dat het objectiefdeel, in gebruik, zich op ongeveer dezelfde hoogte als de ogen van een drager van de helm bevindt.

29. Helm volgens een der voorgaande conclusies 26-28, met het kenmerk, dat de helm ten behoeve van ieder oog van een gebruiker is voorzien van een beeldversterkingseenheid en een oculair en waarbij de helm voorts is voorzien van een gemeenschappelijke beeldweergave-inrichting ten behoeve van één van de ogen of beide ogen.

30. Helm volgens een der voorgaande conclusies 26-29, met het kenmerk, dat het videobeeld voor een gebruiker op een andere afstand is afgebeeld dan het door de beeldversterkingseenheid geprojecteerde beeld.