NO174826B

NO174826B - Apparatus for providing underwater visibility

Info

Publication number: NO174826B
Application number: NO892349A
Authority: NO
Inventors: Fritz Kamkalow; Norfried Edler; Christian Seelmann
Original assignee: Honeywell Elac Nautik Gmbh
Priority date: 1988-06-09
Filing date: 1989-06-08
Publication date: 1994-04-05
Also published as: CA1330587C; NO174826C; EP0345718B1; NO892349L; NO892349D0; DE3819586A1; DE58906406D1; EP0345718A2; EP0345718A3

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en anordning for å gi sikt under vannet. The present invention relates to a device for providing visibility under water.

For undervanns-opptak er det kjent å innsette fjernsyns-kameraer som vanligvis er utstyrt med en monitor-bildeskjerm, som gjengir det opptatte bilde. For fjernsynsopptak er det nødvendig med en relativt sterk belysning av den scene som skal opptas, slik at opptak i grumsete vann knapt er mulig, og fjernsynsopptak bortfaller da hvis det ikke er adgang til bruk av tilleggslyskilder. For underwater recording, it is known to insert television cameras which are usually equipped with a monitor image screen, which reproduces the captured image. For television recording, it is necessary to have relatively strong lighting of the scene to be recorded, so that recording in cloudy water is hardly possible, and television recording is then omitted if there is no access to the use of additional light sources.

Fra US patentskrift nr. 3,721,312 er det kjent en undervanns-siktanordning for dykkere som ikke har behov for noen ekstra lyskilde, og som også kan benyttes i uklare farvann. Anordningen består av et hovedsakelig sylindrisk hus, og på den ene frontsiden av huset er det anordnet flere elektroakustiske sende-transdusere, samt en væskefylt akustisk linse. Denne akustiske linsen kaster de reflekterte lyd-bølgene fra omgivelsene mot en roterende rekke av mottaker-transdusere anordnet inne i huset, og disse mottakertrans-duserne avføler lydbølgemønsteret som er frembrakt av den akustiske linsen på konsentrisk måte, og omvandler dette til elektriske signaler. Disse signalene blir så gjengitt på den bildeskjermen som er synlig på husets motsatte frontside. From US patent no. 3,721,312 an underwater sighting device is known for divers who do not need any additional light source, and which can also be used in murky waters. The device consists of a mainly cylindrical housing, and on one front side of the housing several electroacoustic transmitting transducers are arranged, as well as a liquid-filled acoustic lens. This acoustic lens throws the reflected sound waves from the surroundings towards a rotating array of receiver transducers arranged inside the housing, and these receiver transducers sense the sound wave pattern produced by the acoustic lens in a concentric manner, and convert this into electrical signals. These signals are then reproduced on the image screen that is visible on the opposite front side of the house.

I DE 1,053,982 er vist en undervanns-siktanordning av den type som fremgår av den innledende del av det vedføyde patentkrav 1. Undervanns-siktanordningen ifølge DE 1,053,982 har anordnet på den ene frontsiden en elektroakustisk sende/ mottakertransduser (omformer), og på den motsatte frontsiden er det anordnet en bildeskjerm for et katodestrålerør. Ved et utførelseseksempel av denne siktanordningen er strømkilden anbrakt i et kammer som er adskilt fra resten av anordningen, og dette kammeret er lukket med et vanntett deksel som lett kan åpnes uten verktøy. DE 1,053,982 shows an underwater sighting device of the type that appears in the introductory part of the appended patent claim 1. The underwater sighting device according to DE 1,053,982 has arranged on one front side an electroacoustic transmitter/receiver transducer (converter), and on the opposite front side a picture screen is provided for a cathode ray tube. In one embodiment of this sieving device, the power source is placed in a chamber that is separate from the rest of the device, and this chamber is closed with a waterproof cover that can be easily opened without tools.

Det er et formål for foreliggende oppfinnelse å tilveie-bringe en anordning for å gi sikt undervanns for dykkere, hvilken anordning er like lett å håndtere som et undervanns-fjernsynskamera og som gir et bilde av omgivelsene som kommer så nær som mulig et optisk bilde av omgivelsene, riktignok akustisk oppnådd, men optisk gjengitt. Dette formålet oppnås gjennom den oppfinnelse som fremgår av det vedføyde patentkrav 1, inklusive kravets karakteriserende del. Som en følge av bildeskjermens skråstilling kan dykkeren også umiddelbart betrakte omgivelsene over siktanordningen som befinner seg foran ham. Videre fordeler ved utførelser av oppfinnelsen fremgår av de vedføyde uselvstendige patentkravene. Disse fordeler vil i det følgende bli forklart nærmere med henvisning til utførelseseksempler og med henvisning til tegningene. Fig. 1 viser siktanordningen i perspektiv; Fig. 2 viser et lengdesnitt gjennom siktanordningen; Fig. 3 viser betjeningssiden på siktanordningen; It is an object of the present invention to provide a device for providing visibility underwater for divers, which device is as easy to handle as an underwater television camera and which provides an image of the surroundings that comes as close as possible to an optical image of the surroundings, admittedly acoustically achieved, but optically rendered. This purpose is achieved through the invention which appears in the attached patent claim 1, including the characterizing part of the claim. As a result of the image screen's slanted position, the diver can also immediately view the surroundings above the sighting device in front of him. Further advantages of embodiments of the invention appear from the attached independent patent claims. These advantages will be explained in more detail in the following with reference to design examples and with reference to the drawings. Fig. 1 shows the sight device in perspective; Fig. 2 shows a longitudinal section through the sighting device; Fig. 3 shows the operating side of the aiming device;

og and

Fig. 4 viser den elektrooptiske indikatorinnretningen Fig. 4 shows the electro-optical indicator device

som er anordnet på denne. which is arranged on this.

Det i alt vesentlig sylindriske hus er todelt og består av en betjenings- og indikatorenhet 1 og en omformerenhet 2. På den frontside 3 av omformerenheten 2 som vender bort fra betjenings-og indikatorenheten 1, er det anordnet en sende-omformer 4, en gruppe mottaksomformere 5 og en lyttekanal-omformer 6. Bak omformerne er en elektronikkenhet 7, som inneholder drivtrinnene for sendeomformeren og signal-bearbeidelsestrinnene for mottaksomformerne. Mottaks-omformeren består av et flertall enkelte omformerelementer slik at det oppstår et konsentrert retningsdiagram som er svingbart over siktanordningens synsfelt. The essentially cylindrical housing is two-part and consists of an operating and indicator unit 1 and a converter unit 2. On the front side 3 of the converter unit 2 which faces away from the control and indicator unit 1, there is arranged a transmitting converter 4, a group receiving converters 5 and a listening channel converter 6. Behind the converters is an electronics unit 7, which contains the drive stages for the transmitting converter and the signal processing stages for the receiving converters. The receiver converter consists of a plurality of individual converter elements so that a concentrated directional diagram is created which can be pivoted over the sighting device's field of view.

Betjenings- og indikatorenheten 1 bærer på den frontside 8 som vender bort fra omformerne, en elektroluminescens-bildeskjerm 9, som utad er trykktett lukket med et siktvindu 10 av PMMA polymetylmetakrylat (Plexiglass). Siktvinduet 10 er forsynt med et antireflekssjikt. I betjenings- og indikatorenheten 1 finnes videre flere kretskort 34 med trykte kretser for frembringelse av driftsspenningen og for signal-bearbeidelse og -vurdering av de elektriske signalene som leveres av omformerenheten. I betjenings- og indikatorenheten 1 er videre anordnet et kompass 11 og en trykksensor 12 for måling av dykkdybden. En diagnose-stikkontakt 13, lukket ved hjelp av en vanntett kappe, tjener til tilkopling av en testanordning. Over en hodetelefon-stikkontakt 14 kan for eksempel en hodetelefon 15 anbragt i dykkerens hjelm, bli tilkoplet, hvorved siktanordningens omgivelser kan avlyttes om eventuelle støykilder over lyttekanal-omformeren 6. Begge husdeler 1 og 2 er hver for seg trykktett utformet og kan også anvendes adskilt og for dette formål være forbundet med hverandre via en kabel. The operating and indicator unit 1 carries on the front side 8 which faces away from the converters, an electroluminescence image screen 9, which is externally pressure-tightly closed with a viewing window 10 of PMMA polymethyl methacrylate (Plexiglass). The viewing window 10 is provided with an anti-reflective layer. In the operating and indicator unit 1, there are also several circuit boards 34 with printed circuits for generating the operating voltage and for signal processing and evaluation of the electrical signals delivered by the converter unit. A compass 11 and a pressure sensor 12 for measuring the diving depth are also arranged in the operating and indicator unit 1. A diagnostic socket 13, closed by means of a waterproof cover, serves for connecting a test device. Via a headphone socket 14, for example, a headphone 15 placed in the diver's helmet can be connected, whereby the sighting device's surroundings can be eavesdropped on any noise sources via the listening channel converter 6. Both housing parts 1 and 2 are individually pressure-tight and can also be used separately and for this purpose be connected to each other via a cable.

Et bøyleformet holde- og retningshåndtak 16 er stivt forbundet med huset 17 for betjenings- og indikatorenheten 1. Det har på begge sider et betjeningselement 18 i form av en trykktett strømbryter. En strømforsyningsenhet 19 i form av flere batterier eller akkumulatorer er festet på huset 17 og kan utskiftes uten åpning av huset og er når det gjelder sin ytre form integrert i konturen til hele huset 17, 20. Huset 20 til omformerenheten er ved hjelp av en innkledning 21 slik utformet at det sammen med batteridelen 19 resulterer i en strømlinjeformet utformning av hele huset 17, 20. For å avbalansere huset i vann kan oppdriftslegemer integreres enten i huset eller i dettes innkledning 21, eller kunne anbringes i tillegg på huset 17, 20. Betjeningselementene 18 kan enten som vist, være anordnet på holde- og retningshåndtaket 16 eller i dettes umiddelbare nærhet på husdelen 17. Elektroluminescens-bildeskjermen 9 skråner mot husets lengdeakse 22, f.eks. med 60°, slik at dykkeren godt kan iaktta indikatorenheten på siktanordningen som svømmer foran ham. Husdelene 17 og 20 kan f.eks. bestå av glassfiberforsterket kunststoff, hvor det er innlaminert metalliske holdedeler for festing av byggegruppene og betjeningselementene. A hoop-shaped holding and directional handle 16 is rigidly connected to the housing 17 for the operating and indicator unit 1. It has on both sides an operating element 18 in the form of a pressure-tight circuit breaker. A power supply unit 19 in the form of several batteries or accumulators is attached to the housing 17 and can be replaced without opening the housing and is in terms of its outer shape integrated into the contour of the entire housing 17, 20. The housing 20 of the converter unit is by means of a cladding 21 designed in such a way that, together with the battery part 19, it results in a streamlined design of the entire housing 17, 20. In order to unbalance the housing in water, buoyancy bodies can be integrated either in the housing or in its cladding 21, or could also be placed on the housing 17, 20. The operating elements 18 can either, as shown, be arranged on the holding and directional handle 16 or in its immediate vicinity on the housing part 17. The electroluminescence image screen 9 slopes towards the longitudinal axis 22 of the housing, e.g. by 60°, so that the diver can clearly observe the indicator unit on the sighting device swimming in front of him. House parts 17 and 20 can e.g. consist of fiberglass-reinforced plastic, where there are laminated metallic holding parts for attaching the building groups and the operating elements.

Ved at huset er delt i to i en omformerenhet 2 og en betjenings- og indikatorenhet 1, er det gjort mulig å feste omformerenheten til en spesiell bærer, f.eks. til en bøye eller til et senkbart stativ, og å installere betjenings- og indikatorinnretningen ombord på en båt eller et skip og å forbinde de to delene med hverandre ved hjelp av en flertrådet kabel. For dette formål er de to enhetene 1 og 2 elektrisk forbundet med hverandre ved hjelp av en overførings-stikkontakt 23, slik at ved bruk hver for seg blir kabelen innsatt mellom stikkontaktdelene. As the housing is split in two into a converter unit 2 and an operating and indicator unit 1, it has been made possible to attach the converter unit to a special carrier, e.g. to a buoy or to a submersible stand, and to install the control and indicator device on board a boat or ship and to connect the two parts to each other by means of a multi-wire cable. For this purpose, the two units 1 and 2 are electrically connected to each other by means of a transfer socket 23, so that when used separately, the cable is inserted between the socket parts.

Figur 4 viser en plantegning av bildeskjermen. Denne gjengir i form av en profilfremstilling det siktområde som ligger foran siktanordningen og dessuten med ekstra markeringer 24 for vinkelavstanden og avstandsmarkeringene 25. I dette raster blir siktområdet vist i profil, slik at f.eks. en vrakdel 26 kan gjenkjennes i romlig fremstilling. En kompassrose 27 med en viser 28 er likeledes anordnet på bildeskjermen samt en indikator 29 for utmattet batteri. Videre blir dykkdybden indikert i et spesielt felt 30. Et betjeningsfelt 32 beliggende under siktområdets profilfremstilling 31, viser forskjellige karakteristiske verdier eller parametre for den aktuelle innstilte driftsmåte (MODE), f.eks. avstandsområdet, forsterkningsgraden såvel som en terskelverdi for mottakssignalstyrken. Svakere signaler, slike som f.eks. forbisvømmende fisk eller plankton frembringer, blir undertrykket for ikke å forstyrre bilde-fremstillingen. Endelig blir det indikert om lyttekanalen er innkoplet og med hvilken forsterkning den blir drevet. Dessuten blir sende-/mottakskanalens frekvens indikert, f.eks. 25 kHz. I det viste utførelseseksempel blir vinkelmarkørene 24 anvendt i forhold til nord-syd-retningen. De kunne også vært anvendt med hensyn på siktanordningens lengdeakse 22. Hensyntagen til nord-syd-retningen tilsvarende kompassrosen 27 anbefales allikevel spesielt når omformerenheten 2 og betjenings-og indikatordelen 1 anvendes romlig adskilt fra hverandre. En elektroluminescens-bildeskjerm egner seg for en slik siktanordning på grunn av sin flate oppbygging og sin relativt lave forsyningsspenning. Et bærehåndtak 33 er festet på huset 17 til betjenings- og indikatorenheten 1 ovenfor bæreren 34 for kretskortene. Figure 4 shows a floor plan of the image screen. This reproduces in the form of a profile representation the sighting area that lies in front of the sighting device and also with additional markings 24 for the angular distance and the distance markings 25. In this raster, the sighting area is shown in profile, so that e.g. a piece of wreckage 26 can be recognized in spatial representation. A compass rose 27 with a pointer 28 is likewise arranged on the image screen as well as an indicator 29 for an exhausted battery. Furthermore, the diving depth is indicated in a special field 30. An operating field 32 located below the sight area's profile preparation 31, shows various characteristic values or parameters for the currently set mode of operation (MODE), e.g. the distance range, the amplification factor as well as a threshold value for the reception signal strength. Weaker signals, such as e.g. passing fish or plankton produces, is suppressed so as not to disturb the image production. Finally, it is indicated whether the listening channel is switched on and with what amplification it is operated. In addition, the transmit/receive channel frequency is indicated, e.g. 25 kHz. In the embodiment shown, the angle markers 24 are used in relation to the north-south direction. They could also have been used with regard to the longitudinal axis 22 of the sighting device. Consideration of the north-south direction corresponding to the compass rose 27 is nevertheless recommended especially when the converter unit 2 and the operating and indicator part 1 are used spatially separated from each other. An electroluminescence image display is suitable for such a viewing device because of its flat structure and its relatively low supply voltage. A carrying handle 33 is attached to the housing 17 of the operating and indicator unit 1 above the carrier 34 for the circuit boards.

Claims

1. Device for providing visibility underwater, comprising a) an essentially cylindrical or square housing (17, 20), one front side (3) of which is provided with an electroacoustic transducer (4), and the opposite front side (8) ) has attached an electro-optical indicator device with a picture screen (9); b) at least one hoop-shaped holding and directional handle (16) rigidly connected to the housing (17); as well as c) an electroacoustic receiver device (5) on one front side, and calculation means, to produce on the indicator device's image screen (9) a rendered echogram by means of acoustic sensing of the surroundings with sound waves emitted from the electroacoustic transmitter converters (4) and received of the receiving device (5); characterized in that d) the front side (8) of the housing (17) which carries the image screen (9), rather in relation to the longitudinal axis (22) of the housing with an angle deviating from 90°, e.g. 60°; e) the display (9) is an electroluminescence display; f) the echogram (26) is reproduced in a spatial profile or section presentation on the image screen (9); and that g) additional indicator surfaces (27, 28, 29, 32) are arranged on the image screen (9) next to the indicator surface (31) for the echogram (26), e.g. for diving depth and orientation of the sighting device as well as for the set mode of operation.

2. Sighting device according to claim 1, characterized in that a compass (11) is arranged in the housing (17).

3. Sighting device according to claim 1 or 2, characterized in that a diving depth gauge (12) is arranged in the housing (17).

4. A sighting device according to one of claims 1 to 3, characterized in that a listening channel converter (6) is arranged in the sighting device (17, 20), and that on the side of the housing (17) which carries the indicator device (9), a headphone connection (14) is provided for listening to noise.

5. Screening device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the housing (17, 20) is divided so that one housing part (20) occupies the electroacoustic converters and the associated electrical and electronic circuit devices (7), while the other housing part ( 17) contains the indicator device (9) and the signal evaluation and signal processing circuits (34).

6. Sighting device according to claim 5, characterized in that the housing parts (17, 20) are each designed to be pressure-tight and for separate use have connection devices (23) for a multi-wire connection cable.

7. Screening device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the housing (17, 20) consists of glass fiber reinforced plastic with inserted metallic holding parts for the building groups (4 - 7) and the carriers (34) of the converters, the indicator device and the calculation means.

8. Screening device according to one of claims 1 to 7, characterized by a power supply unit (19) which is integrated into the outer contour of the housing and is replaceable without opening the housing.

9. Sighting device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the indicator surface (31) is equipped with light markings (24, 25) for angular positions and distance ranges.