Sistema de pantalla de visualización frontal con cobertura extendida del campo de visión.

Un avión (132) que comprende un sistema de alineamiento de paisaje en una pantalla de visualización frontal

(HUD), estando el sistema de alineamiento del paisaje en una pantalla de visualización frontal montado en el avión, e incluyendo un proyector (114) de imagen y un combinador (122),

estando el combinador (122) situado ópticamente entre un usuario (130) y un paisaje de interés (126), transmitiendo ópticamente una imagen de escena del paisaje de interés (126) al usuario (130),

proyectando el proyector (114) de imágenes una imagen hacia el combinador (122), reflejando el combinador (122) la imagen hacia el usuario (130),

incluyendo el avión un captador de ángulo de rumbo (118) que determina el ángulo de rumbo (α) del avión,

comprendiendo el sistema de alineamiento de paisaje en una pantalla de visualización frontal (HUD):

un mecanismo de movimiento (120) acoplado con el citado combinador (122); y

un procesador (116) acoplado con el citado captador de ángulo de rumbo (118), con el citado mecanismo de movimiento (120) y con el citado proyector (114) de imágenes,

estando el citado proyector (116) configurado operativamente para recibir la información sobre el ángulo de rumbo del citado captador de ángulo de rumbo (118),

estando el citado procesador (116) configurado operativamente para determinar la desviación del rumbo del avión (132) con respecto al eje longitudinal (128) del avión de acuerdo con la citada información sobre el ángulo del rumbo,

estando el citado procesador (116) configurado operativamente para dirigir el citado mecanismo de movimiento (120), de acuerdo con la citada desviación, para mover el citado combinador (122) a una posición que está situada entre el citado paisaje de interés (126) y el citado usuario (130) y que alinea el reflejo de la citada imagen hacia el citado usuario (130) con la citada imagen de escena, donde el mecanismo de movimiento (120) mueve el citado combinador (122) en un inclinación horizontal con respecto a un plano horizontal del citado avión (132).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E09009978.

Solicitante: ELBIT SYSTEMS LTD..

Nacionalidad solicitante: Israel.

Dirección: ADVANCED TECHNOLOGY CENTER HOF HACARMEL P.O. BOX 539 31053 HAIFA ISRAEL.

Inventor/es: WERTHEIM,HAGAI, KAUFMAN,GUY, AMARILIO,ERIKOS.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > OPTICA > ELEMENTOS, SISTEMAS O APARATOS OPTICOS (G02F tiene... > Otros sistemas ópticos; Otros aparatos ópticos... > G02B27/01 (Dispositivos de visualización de "cabeza alta")
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > AERONAVES; AVIACION; ASTRONAUTICA > EQUIPAMIENTO INTERIOR O ACOPLABLE A AERONAVES; TRAJES... > B64D43/00 (Disposiciones o adaptaciones de instrumentos (disposiciones de cámaras B64D 47/08; instrumentos de medida aeronáuticos en sí G01C))
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > AERONAVES; AVIACION; ASTRONAUTICA > EQUIPAMIENTO INTERIOR O ACOPLABLE A AERONAVES; TRAJES... > B64D45/00 (Indicadores o dispositivos de protección de aeronaves no previstos en otro lugar (camuflaje F41H 3/00))

PDF original: ES-2541919_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Sistema de pantalla de visualización frontal con cobertura extendida del campo de visión Campo de la técnica descrita

La técnica descrita se refiere a sistemas de pantalla, en general, y a pantallas transparentes de visualización frontal,

en particular.

Antecedentes de la técnica descrita

Las pantallas de visualización frontal (HUD - Head-Up Display, en Inglés) son conocidas en el sector. Tales sistemas de pantalla pueden ser utilizados en una variedad de aplicaciones diferentes, tal como en aplicaciones militares, de aviación civil y de automoción.

Una HUD típica incluye una unidad de procesamiento de datos, una unidad de proyector óptico (OPU - Optlcal Projector Unit, en inglés) (denominada a continuación en esta memoria "proyector") y una pantalla transparente, que se conoce comúnmente como un combinador. El proyector incluye una fuente de imágenes (tal como un tubo de rayos catódicos (CRT- Cathode Ray Tube, en inglés) y una pantalla de cristal líquido (LCD - Liquid Crystal Display, en inglés)) y óptica. La óptica incluye un conjunto de lentes (por ejemplo, una lente de refracción o de difracción) y espejos, para mostrar la información generada por la fuente de imágenes en el combinador. El combinador permite al usuario ver la información mostrada (por ejemplo, la altitud, la velocidad del aire y el rumbo de un avión), aun manteniendo la percepción de la situación externa. La Información mostrada consiste en gráficos e Imágenes de video generados por ordenador, y se denomina a continuación en esta memoria "imagen". Así, la Imagen se combina con el paisaje ambiente, permitiendo al usuario ver tanto la imagen como la escena ambiente de manera simultánea. Normalmente, la imagen proyectada aparece superpuesta sobre el paisaje ambiente.

Los sistemas de HUD pueden dividirse en dos tipos: HUD fijas, que están fijadas en un chasis (tal como un fuselaje de un avión, o un chasis de un vehículo), y HUD montadas en un casco o en la cabeza. Los sistemas de HUD fija normalmente incluyen un combinador, que está fijado de manera rígida.

Se hace ahora referencia a las Figuras 1A y 1B. La Figura 1A es una ilustración esquemática de una vista desde arriba de un avión que incluye un sistema de pantalla de visualización frontal (no mostrado), como se conoce en el sector, mientras el avión se está aproximando a una pista de aterrizaje con buen tiempo. La Figura 1B es una ilustración esquemática de una vista desde arriba del avión de la Figura 1A, volando con viento lateral en contra hacia el avión, desde la izquierda del avión.

Con referencia a la Figura 1 A, el sistema de pantalla de visualización frontal incluye un combinador 58, que está fijado de manera rígida a un avión 54. Un eje longitudinal 60 del avión 54 está alineado con un vector de rumbo 62 del avión 54. Durante el aterrizaje del avión 54, un piloto 56 del avión 54 pilota el avión 54, de manera que el vector de rumbo 62 está alineado con una línea de aproximación 64 de una pista de aterrizaje 52. Tal como se utiliza en esta memoria, un eje horizontal de un combinador se define mediante una línea que cruza el combinador, que es substancialmente paralela al plano horizontal del avión. Un eje horizontal 66 del combinador 58 es perpendicular al eje longitudinal 60 y por lo tanto perpendicular al vector de rumbo 62. Por lo tanto, el piloto 56 puede ver la imagen proyectada por el sistema de pantalla de visualización frontal fija en el combinador 58, junto con el paisaje ambiente (es decir, la pista de aterrizaje 52).

Con referencia a la Figura 1B, debido al viento lateral, indicado mediante las flechas 70, el eje longitudinal 60 está girado con respecto al vector de rumbo 62. No obstante, el piloto 56 mantiene aún el vector de rumbo 62 alineado con la línea de aproximación 64. En este caso, el eje horizontal 66 del combinador 58 ya no es perpendicular al vector de rumbo 62. En consecuencia, el piloto 56 no puede ver la pista de aterrizaje 52 a través del combinador 58. Consecuentemente, la imagen proyectada por el sistema en el combinador 58 no está al menos adecuadamente superpuesta sobre la imagen de la pista de aterrizaje 52.

La patente de US N° 3.945.716 emitida a nombre de Kinder y titulada "Rotatable Head Up Display with Coordínate Reversal Correctives", se dirige a un sistema de pantalla de visualización frontal giratorio para uso como ayuda visual para la captación de objetivo y vectores de armas por parte de un piloto de un avión. El sistema incluye un brazo de pantalla de visualización frontal montado de manera pivotante en el avión, un medio de proyección de imagen (una unidad de CRT), que está montado sobre el brazo, una unidad de control de CRT que contiene la unidad de CRT o que controla la unidad de CRT, y una placa de visualización (o una pantalla o una lente holográfica), que pende del brazo en un campo de visión normal del piloto. El medio de proyección de imágenes proyecta imágenes sobre la placa de visualización. El sistema incluye además un captador para la obtención y el seguimiento de un objetivo, y para la transmisión de imágenes al medio de proyección, mientras que la unidad de control de CRT coloca de manera automática el brazo en respuesta a y en coordinación con el movimiento del captador. El captador puede moverse mediante un control automático de captador o mediante un controlador manual mediante una palanca de control (joystick, en inglés). Así, el medio de proyección y la pantalla de visualización son colocados de nuevo y presentados substancialmente a lo largo del acimut del objetivo.

La patente de US N° 4.962.998 emitida a nombre de lino se dirige a una unidad de pantalla de indicación para vehículos. La unidad de visualización incluye un dispositivo de proyección, un espejo semitranslúcido, un captador de ángulo de volante, un circuito de control, un circuito de ajuste de colocación de pantalla y una palanca de operación de este circuito. El vehículo está provisto de un volante. El dispositivo de proyección incluye un dispositivo de pantalla, una fuente de luz y una lente de proyección. El espejo incluye un lado de proyección cóncavo y está montado sobre una superficie superior del tablero del salpicadero del vehículo. El dispositivo de proyección está provisto de un dispositivo, un motor y un circuito de accionamiento de motor y está montado de manera giratoria sobre el techo del vehículo.

El captador de ángulo del volante está conectado al volante. El ángulo del volante está además conectado al circuito de accionamiento del motor mediante el circuito de control. El dispositivo de proyección proyecta una imagen de indicación hacia el espejo, el cual refleja la imagen de indicación hacia el conductor. La curvatura del lado de proyección del espejo y la ubicación del espejo en el salpicadero están calculadas de una manera que permite al conductor ver la imagen de indicación reflejada incluso cuando sus ojos están desviados angularmente, como cuando el vehículo está tomando una curva. El circuito de control recibe datos del captador de ángulo del volante. El circuito de control controla el circuito de accionamiento del motor, el cual hace girar el motor con el fin de establecer el dispositivo de proyección de imágenes para proyectar la imagen en la dirección correcta. Además, el circuito de control recibe datos similares del circuito de ajuste de posición de la pantalla, de manera que el conductor puede ajustar la posición de la imagen en el espejo para ajustar su nivel visual mediante operación manual de la palanca de operación.

Mientras el vehículo gira, por ejemplo, hacia la izquierda, el captador de ángulo del volante detecta el giro y transmite los datos al circuito de control. El circuito de control envía una orden al... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un avión (132) que comprende un sistema de alineamiento de paisaje en una pantalla de visualización frontal (HUD), estando el sistema de alineamiento del paisaje en una pantalla de visualización frontal montado en el avión, e incluyendo un proyector (114) de imagen y un combinador (122),

estando el combinador (122) situado ópticamente entre un usuario (130) y un paisaje de interés (126), transmitiendo ópticamente una imagen de escena del paisaje de interés (126) al usuario (130),

proyectando el proyector (114) de imágenes una imagen hacia el combinador (122), reflejando el combinador (122) la imagen hacia el usuario (130),

incluyendo el avión un captador de ángulo de rumbo (118) que determina el ángulo de rumbo (a) del avión, comprendiendo el sistema de alineamiento de paisaje en una pantalla de visualización frontal (HUD):

un mecanismo de movimiento (120) acoplado con el citado combinador (122); y

un procesador (116) acoplado con el citado captador de ángulo de rumbo (118), con el citado mecanismo de movimiento (120) y con el citado proyector (114) de imágenes,

estando el citado proyector (116) configurado operativamente para recibir la información sobre el ángulo de rumbo del citado captador de ángulo de rumbo (118),

estando el citado procesador (116) configurado operativamente para determinar la desviación del rumbo del avión (132) con respecto al eje longitudinal (128) del avión de acuerdo con la citada información sobre el ángulo del rumbo,

estando el citado procesador (116) configurado operativamente para dirigir el citado mecanismo de movimiento (120), de acuerdo con la citada desviación, para mover el citado combinador (122) a una posición que está situada entre el citado paisaje de interés (126) y el citado usuario (130) y que alinea el reflejo de la citada imagen hacia el citado usuario (130) con la citada imagen de escena, donde el mecanismo de movimiento (120) mueve el citado combinador (122) en un inclinación horizontal con respecto a un plano horizontal del citado avión (132).

2. El avión de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el sistema de alineamiento de paisaje en una pantalla de visualización frontal (HUD) comprende además un espejo abatióle (456), estando el citado espejo abatióle situado ópticamente entre el citado proyector y el citado combinador para reflejar la citada Imagen del citado proyector hacia el citado combinador.

3. El avión de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el citado combinador está firmemente acoplado con el citado espejo abatióle, moviendo el citado mecanismo de movimiento el citado espejo abatióle junto con el citado combinador.

4. El avión de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el sistema de alineamiento de paisaje (HUD) comprende también una lente de salida (458), situada ópticamente entre el citado espejo abatióle y el citado combinador, para transmitir haces de luz desde la citada imagen del citado espejo abatióle hacia el citado combinador.

5. El avión de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el citado proyector incluye además una fuente de Imágenes (208) y un conjunto óptico (408), emitiendo la citada fuente de imágenes haces de luz desde la citada imagen hacia el citado conjunto óptico, para proyectar la citada imagen.

6. El avión de acuerdo con la reivindicación 5, en el que el citado proyector dirige la citada fuente de imágenes para emitir los citados haces de luz desde un área predeterminada de la citada fuente de imágenes, cuando el citado combinador está situado en una posición correspondiente a la citada área predeterminada, dirigiendo el citado procesador la citada fuente de imágenes para emitir los citados haces de luz desde otra área de la citada fuente de imágenes, cuando el citado combinador está situado en una posición correspondiente a la citada otra área.

7. El avión de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la citada inclinación horizontal del citado combinador es alrededor de un eje de Inclinación, cortando el citado eje de inclinación a un plano horizontal del citado avión.

8. El avión de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el citado eje de inclinación se corta además con la superficie del citado combinador.

9. El avión de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el sistema de alineamiento de paisaje en una pantalla de visualización frontal (HUD) de acuerdo con la reivindicación 1 comprende además un accionador de proyector (310) acoplado con el citado proyector de imágenes, dirigiendo el citado proyector al citado accionador de proyector para que mueva el citado proyector, de acuerdo con la posición alineada del citado combinador.

10. Uso de un sistema de alineamiento de paisaje en una pantalla de visualización frontal (HUD) en un avión

(132),

estando el sistema de alineamiento de paisaje en una pantalla de visualización frontal (HUD) en el avión (132) e incluyendo un proyector (114) de imagen y un combinador (122), estando el combinador (122) situado ópticamente 5 entre un usuario (130) y un paisaje de interés, transmitiendo ópticamente una imagen de escena del paisaje de interés (126) al usuario (130), proyectando el proyector (114) de imágenes una imagen hacia el combinador (122), reflejando el combinador (122) la imagen hacia el usuario (130),

incluyendo el avión (132) un captador de ángulo de rumbo (118) que determina el ángulo de rumbo (a) del avión,

comprendiendo el sistema de alineamiento de paisaje en una pantalla de visualización frontal (HUD):

un mecanismo de movimiento (120) acoplado con el citado combinador (122); y un procesador (116) acoplado con el citado captador de ángulo de rumbo (118), con el citado mecanismo de movimiento (120) y con el citado proyector

(114) de imágenes,

recibiendo el citado procesador (116) la información sobre el ángulo de rumbo del citado captador de ángulo de rumbo (118), determinando el citado procesador (116) la desviación del rumbo del avión (132) con respecto al eje 15 longitudinal del avión (132) de acuerdo con la citada información de ángulo de rumbo, dirigiendo el citado procesador (116) el citado mecanismo de movimiento (120), de acuerdo con la citada desviación, para mover el citado combinador (122) a una posición que está situada entre el citado paisaje de interés (126) y el citado usuario (130) y que alinea el reflejo de la citada imagen hacia el citado usuario (130) con la citada imagen de escena, y en el que el citado mecanismo de movimiento (120) mueve el citado combinador (122) en un inclinación horizontal con respecto 20 a un plano horizontal del citado avión (132).