Visualizador de cabeza alta.

Un sistema de visualización cabeza alta de un vehículo para su uso en aviones y helicópteros,

que comprende:un espejo de colimación transparente (7) de cabeza alta;

una parte de proyector que comprende una lente de proyección (3), en el que dicha lente (3) está dispuesta conrespecto a un difusor (5) para proyectar una imagen intermedia sobre una superficie mate (51) del difusor,caracterizado porque dicho sistema comprende así mismo un espejo semitransparente plano (6) dispuesto parareflejar dicha imagen intermedia hacia el espejo de colimación semitransparente (7) de cabeza alta, comprendiendoasí mismo el sistema de visualización cabeza alta un dispositivo de alineación para alinear la imagen apreciada porel piloto con el fuselaje de la aeronave, en el que dicho dispositivo de alineación comprende un segundo espejosemitransparente (12) que está dispuesto en paralelo, o con un ángulo conocido con respecto al primer espejosemitransparente (6) en el que dicho segundo espejo semitransparente está dispuesto para reflejar la luzcorrespondiente a una parte de la imagen hacia un espejo plano (11), dejando que la luz reflejada pase a través delsegundo espejo semitransparente (12) hacia una lente (13) de enfoque del detector que enfoca la parte de la imagensobre un detector (14).

Visualizador de cabeza alta

Campo de la invención

La presente invención se refiere al campo de los dispositivos ópticos de presentación y de visores. En particular, se refiere a un visualizador de cabeza alta.

Antecedentes

Los visualizadores y visores cabeza alta disponibles en el mercado presentan hoy en día un tamaño considerable y un precio de venta elevado. Esto les hace poco apropiados para pequeños aviones y helicópteros. Los visores están, normalmente, así mismo, provistos de un cierto tipo de magnificación angular y un campo de visión más pequeño en la medida correspondiente, lo que limita su empleo en la asestadura de armas.

El documento US 4, 697, 879 divulga un sistema de visualización aerotransportado para visualizar imágenes colimadas de gran definición. El sistema incluye un generador de imagen de perfil alto, un montaje de colimación invertido, un dispositivo de relé óptico, y un dispositivo de mezcla óptico. El sistema está diseñado para visualizar imágenes desde dos fuentes de imágenes.

El documento US 5, 943, 171 divulga un visualizador montado en la cabeza para introducir una imagen dentro de un ojo de un observador a lo largo de un eje geométrico de visualización. El visualizador incluye unos polizadores y un espejo cóncavo.

El documento US 5, 596, 451 divulga un montaje para la producción de una visualización visual que incluye un modulador de luz espacial del tipo de reflexión de luz y una disposición de iluminación para proporcionar una fuente concreta de luz.

El documento WO 95/10106 divulga una unidad de visualización binocular montada en la cabeza.

El documento US 5, 483, 307 divulga un visualizador montado en la cabeza, en el que el modulador de luz espacial genera una imagen que va a ser visualizada. Una lente de proyección proyecta la imagen en una pantalla de proyección trasera, la cual difunde la imagen para acomodar la separación y el tamaño de los ojos del observador. La imagen es reflejada por un divisor del haz en un reflector curvado situado frente a los ojos del observador. El reflector refleja la imagen a través del divisor del haz en rayos paralelos para que la imagen aparezca distante y, así mismo, magnifica la imagen para proporcionar un ancho campo de visión.

Se necesitan unos visualizadores de bajo precio, no voluminosos, apropiados para su uso en pequeños vehículos, como por ejemplo aviones pequeños y helicópteros.

Un objetivo de la presente invención consiste, por tanto, en proporcionar un sistema de visualización cabeza alta que sea de tamaño reducido. Así mismo, constituye un objetivo adicional de la presente invención proporcionar un sistema de visualización cabeza alta que sea rentable.

La imagen que va a ser mostrada al piloto puede comprender unos símbolos y unas marcas de asestadura, generadas por una computadora y unos elementos electrónicos apropiados. Objetivos adicionales incluyen que la precisión y la estabilidad de la dirección de estos símbolos y marcas deben ser lo suficientemente satisfactorios para observaciones de avistamiento. Así mismo, debe ser posible superponer una imagen procedente de un dispositivo de termoimaginación sobre la visualización del piloto del terreno y / o de la pista de aterrizaje que suministre una magnificación angular 1, para conseguir que sea posible un aterrizaje seguro incluso en condiciones de tiempo y visualización adversas. Otro objetivo de la presente invención consiste, por tanto, en proporcionar un equipo con una resolución de la imagen correspondiente al SXGA o más (1400 x 1050) .

La imagen que debe ser mostrada al piloto tiene que ser colimada, (que aparezca a una gran distancia) , lo cual implica que el piloto pueda desplazar la cabeza sin que ello modifique la dirección (libre de paralaje) , y no hay necesidad de adaptación de los ojos del piloto cuando desplace su visión del terreno hacia la imagen de los símbolos / térmicos

Sumario

Un sistema de visualización cabeza alta que comprende una fuente de la imagen con una lente de proyección en la que dicha lente proyecta una imagen sobre un difusor, formando una imagen intermedia sobre dicho difusor, comprendiendo así mismo dicho sistema un primer espejo semitransparente plano dispuesto para reflejar dicha imagen intermedia hasta un espejo de colimación semitransparente de cabeza alta. El sistema de visualización cabeza alta comprende un dispositivo de alineación para el alineamiento de la imagen vista por el piloto con una referencia. El dispositivo de alineación comprende un sistema de sensor que determina la dirección de una normal con respecto a un espejo, montado sobre el fuselaje de la aeronave o una cámara térmica constituyendo así la referencia.

El sistema puede, así mismo, comprender un espejo escamoteable dispuesto ópticamente entre la lente de proyección y el difusor. La fuente de la imagen puede ser del tipo de transmisión (LCD) o de reflexión (DMD.

El radio de curvatura principal del espejo de colimación es tal que su centro de curvatura resulte próximo a un punto central situado entre los ojos del piloto. La utilización de un radio de curvatura sobre la superficie del difusor de la mitad del radio de la curvatura del espejo de colimación proporciona un enfoque satisfactorio sobre el entero campo de visión. La superficie del difusor comprende una superficie esmerilada o tratada con chorro de arena o una superficie que presente un patrón de difracción o una capa holográfica.

El sistema de visualización cabeza alta puede, así mismo, comprender una disposición de control de la iluminación, en la que se mida una luminancia ambiental y la luminosidad de la fuente de la imagen se ajuste en consonancia.

Breve descripción de los dibujos

Otras características distintivas de la invención se pondrán de manifiesto de manera más acabada tras el estudio de la descripción subsecuente y de los dibujos que se acompañan, en los que:

La fig. 1 muestra un trazado de un sistema óptico de un sistema de visualización de acuerdo con la invención;

La fig. 2 muestra el sistema óptico de la fig. 1 con un sistema adicional para la alineación de una imagen proyectada con el fuselaje de una aeronave.

Descripción de formas de realización preferentes

La presente invención se refiere a una combinación de un visualizador cabeza alta para una guía de vuelo y aterrizaje y a un visor de armamento, el cual puede ser utilizado en aeronaves pequeñas y helicópteros. Esto implica un elemento de equipamiento relativamente pequeño el cual debe ser capaz de cubrir una parte limitada del campo total de visión del piloto. A pesar de las dimensiones exteriores relativamente pequeñas, debe ser capaz de visualizar un campo de visión con una diagonal mayor de 25 grados.

Una parte de proyector de un sistema de visualizador cabeza alta de acuerdo con una forma de realización de la presente invención, está diseñada para utilizar una técnica utilizada en productos de consumo como por ejemplo proyectores digitales a un coste relativamente bajo. El coste total, por tanto, será aceptable también para su instalación, en por ejemplo, pequeños aviones y helicópteros.

Los objetivos expuestos se satisfacen de acuerdo con la presente invención mediante un sistema descrito en las líneas que siguen.

Parte de proyector

La fig. 1 muestra un trazado de un sistema óptico de un sistema de visualización de acuerdo con una forma de realización preferente de la presente invención. Una parte de proyector comprende un visualizador 2 de generador de la imagen y una fuente 1 de luz escogida, de modo preferente, entre componentes estándar, por ejemplo componentes estándar que normalmente forman parte de proyectores digitales. La fuente 1 de luz puede ser una lámpara o unos diodos de emisión de luz. El visualizador 2 de generador de la imagen puede ser del tipo de transmisión (LCD, Pantalla de Cristal Líquido) tal y como se muestra en la fig. 1, o puede ser del tipo reflectante (DMD, Dispositivo Digital de Microespejo) con la correspondiente modificación de la posición de la fuente 1 de luz.

La parte de proyector comprende, así mismo, una lente de proyección 3 diseñada para proporcionar un plano de imagen curvada con un radio de curvatura próximo al de un difusor... [Seguir leyendo]

1. Un sistema de visualización cabeza alta de un vehículo para su uso en aviones y helicópteros, que comprende:

un espejo de colimación transparente (7) de cabeza alta;

una parte de proyector que comprende una lente de proyección (3) , en el que dicha lente (3) está dispuesta con respecto a un difusor (5) para proyectar una imagen intermedia sobre una superficie mate (51) del difusor,

caracterizado porque dicho sistema comprende así mismo un espejo semitransparente plano (6) dispuesto para reflejar dicha imagen intermedia hacia el espejo de colimación semitransparente (7) de cabeza alta, comprendiendo así mismo el sistema de visualización cabeza alta un dispositivo de alineación para alinear la imagen apreciada por el piloto con el fuselaje de la aeronave, en el que dicho dispositivo de alineación comprende un segundo espejo semitransparente (12) que está dispuesto en paralelo, o con un ángulo conocido con respecto al primer espejo semitransparente (6) en el que dicho segundo espejo semitransparente está dispuesto para reflejar la luz correspondiente a una parte de la imagen hacia un espejo plano (11) , dejando que la luz reflejada pase a través del segundo espejo semitransparente (12) hacia una lente (13) de enfoque del detector que enfoca la parte de la imagen sobre un detector (14) .

2. El sistema de visualización cabeza alta de la reivindicación 1, en el que dicho dispositivo de alineación comprende así mismo una unidad de codificación para codificar la posición de cada píxel, y en el que el detector (14) y su sistema electrónico comprenden unos medios para la determinación de una posición A en una imagen de visualización de un visualizador (2) de generador de imagen de la parte de proyector, que se corresponde con la dirección B para la normal con respecto al espejo de referencia (11) , y en el que el sistema electrónico de control se desplaza y se ajusta a la imagen que el piloto ve, de tal manera que resulte alineada de forma precisa con el fuselaje de la aeronave.

3. El sistema de visualización cabeza alta de la reivindicación 1, que comprende así mismo un espejo escamoteable (4) dispuesto ópticamente entre la lente de proyección (3) y el difusor (5) .

4. El sistema de visualización cabeza alta de la reivindicación 1, en el que dicho visualizador (2) de generador de la imagen es del tipo transmisor.

5. El sistema de visualización cabeza alta de la reivindicación 1, en el que dicho visualizador (2) de generador de imagen es del tipo que refleja.

6. El sistema de visualización cabeza alta de la reivindicación 1, en el que el radio de curvatura del espejo de colimación semitransparente (7) de cabeza alta es tal que su centro de curvatura (8) se sitúe próximo a un punto central situado entre los ojos (10) del piloto.

7. El sistema de visualización cabeza alta de la reivindicación 1, en el que el radio de curvatura de la superficie mate (51) del difusor está dispuesto para que sea, de manera aproximada, la mitad del radio de curvatura del espejo de colimación (7) .

8. El sistema de visualización cabeza alta de la reivindicación 1, en el que la superficie mate (51) del difusor comprende una superficie esmerilada o tratada con chorro de arena.

9. El sistema de visualización cabeza alta de la reivindicación 1, en el que la superficie mate (51) del difusor comprende una superficie con un patrón de difracción o una capa holográfica.

10. El sistema de visualización cabeza alta de la reivindicación 1, en el que el espejo de colimación (7) y el espejo semitransparente plano (6) están diseñados para reflejar una parte principal de uno o más colores mientras transmiten una parte principal de todos los demás colores, y en el que el generador de imagen genera unos símbolos de guía, unas marcas de asestadura y / o una imagen térmica que incorpora dichos uno o más colores.

11. El sistema de visualización cabeza alta de la reivindicación 1, en el que dicha parte de proyector comprende un visualizador (2) generador de la imagen y una fuente (1) de luz, en el que la fuente (1) de luz comprende uno o más diodos de emisión de luz (LED) .

12. El sistema de visualización cabeza alta de la reivindicación 11, en el que dicho sistema comprende así mismo una unidad de control de la luminancia para el ajuste de una luminosidad media de la fuente (1) de luz con respecto a la luminosidad de fondo, de manera que los símbolos de la imagen resultan visibles con claridad.