Dispositivo de visualización "de cabeza alta" para gafas de visión nocturna.

Un sistema de visualización "de cabeza alta" adecuado para un vehículo que tiene un piloto u observador obligado a usar gafas de visión nocturna de NVIS clase B,

comprendiendo el sistema de visualización "de cabeza alta"

una unidad de iluminación (12, 14) que comprende una fuente de imagen (20),

un espejo combinador semitransparente (70),

comprendiendo la unidad de iluminación (12,14) además una primera fuente de luz (12) para proporcionar luz a la fuente de imagen (20), cuya fuente de imagen (20) está dispuesta para proyectar una imagen en el espejo combinador semitransparente (70) a través de una lente de proyección 30, un difusor (50) que tiene una superficie mate (51) y un espejo plegable plano semitransparente (60), estando este último dispuesto entre la posición prevista (100) de los ojos del observador y el espejo combinador semitransparente (70) para reflejar la imagen de la fuente de imagen (20) hacia el espejo combinador semitransparente (70), teniendo el espejo semitransparente combinador (70) un revestimiento (72) que está dispuesto para superponer la imagen proyectada en una vista del entorno en la parte delantera del vehículo mediante la transmisión de los rayos de luz (90) desde el entorno y, al mismo tiempo reflejar la imagen proyectada hacia los ojos (100) de un observador,

caracterizado porque

la fuente de imagen (20) está dispuesta para reflejar la luz de la primera fuente de luz (12) hacia el espejo combinador (70) y porque la unidad de iluminación (10, 12, 14) comprende además una segunda fuente de luz (10), estando las fuentes de luz (10, 12) realizadas como un primer y un segundo tipo de diodo emisor de luz (LED), respectivamente; estando el primer tipo destinado a ser utilizado durante condiciones de luz diurna y el segundo tipo destinado a ser utilizado durante las condiciones de visión nocturna, estando el primer tipo, el diodo "luz diurna" dispuesto para tener una longitud de onda dominante de la luz emitida de 625 nanómetros y una intensidad media de ancho de banda de 20 nanómetros, estando el segundo tipo, el diodo "luz nocturna" dispuesto para tener una longitud de onda dominante de la luz emitida de 590 nanómetros y un ancho de banda de intensidad media de 18 nanómetros, y

en el que el revestimiento (72) del espejo combinador semitransparente (70) está dispuesto para ser centrado a 625 nanómetros y que está provisto con un ancho de banda de la intensidad media de 38 nanómetros de la reflexión, y en el que una unidad de control de la luminancia está dispuesta para ajustar la brillo de la pantalla de generación de imágenes (20) y/o la fuente de luz (10, 12) actualmente en funcionamiento, y en el que el sistema está provisto además con un filtro afilado aproximadamente a 610-620 nanómetros en la trayectoria del rayo después del segundo diodo, y en el que un espejo semitransparente plegable plano (60) que tiene un revestimiento (62) centrado en la misma longitud de onda que el revestimiento (72) del espejo combinador semitransparente (70) está dispuesto entre la posición prevista (100) de los ojos del observador y el espejo combinador semitransparente (70) para reflejar la imagen de la fuente de imagen (20) hacia el espejo combinador semitransparente (70),

en el que el filtro está dispuesto para reducir fuertemente longitudes de onda del diodo de luz nocturna que corresponden a la longitud de onda centrada del revestimiento 72 del espejo combinador 70, y también está dispuesto para reducir la transmisión de la luz de longitudes de onda más largas con un factor de 1000.

Dispositivo de visualización "de cabeza alta" para gafas de visión nocturna Campo de la invención

La presente invención se refiere a dispositivos de presentación ópticos para vehículos. Más particularmente, se refiere a dispositivos para la combinación de la vista de un observador en la parte delantera de un vehículo con una imagen sintética mediante la superposición de esta última en la anterior, llamados dispositivos de visualización "de cabeza alta". Aún más particularmente, se refiere a los dispositivos de visualización "de cabeza alta" adecuados para su uso junto con gafas de visión nocturna.

Antecedentes

En los vehículos de movimiento rápido, como las aeronaves, puede constituir un riesgo durante el vuelo de la aeronave cada vez que un piloto de la aeronave tiene que dividir su atención visual entre lo que está sucediendo delante del vehículo y lo que está sucediendo en el interior del vehículo, en particular, en el salpicadero, que muestra información de vuelo. Los pilotos de aviones y helicópteros, por lo tanto, a menudo son ayudados por un dispositivo llamado dispositivo de visualización "de cabeza alta".

En un vehículo equipado con un sistema de visualización "de cabeza alta", un observador, que usualmente es el piloto, observa el mundo exterior a través de un parabrisas del vehículo, y un espejo combinador semitransparente del dispositivo de visualización "de cabeza alta" dispuesto en su línea de ataque visual, de tal manera que un rayo de luz de un objeto distante pasa a través del parabrisas y luego a través del espejo combinador semitransparente antes de que llegue a un ojo del observador. Los símbolos de información de vuelo de una fuente de imágenes se reflejan en el espejo combinador semitransparente del dispositivo de visualización "de cabeza alta", y aparecen para el observador como superpuestos con la imagen percibida del mundo exterior. Esto tiene la ventaja de que el observador no tiene que cambiar su vista para recopilar la información de vuelo. También evita tener que reenfocar la vista, ya que los elementos ópticos generalmente están dispuestos para ofrecer lo que se denomina una imagen colimada.

El dispositivo de visualización "de cabeza alta" es conocido para su uso en, por ejemplo, aviones de combate militar. Estos dispositivos de visualización presentan información del vuelo usando un determinado color, en este caso el verde, y el espejo combinador está provisto de ciertas capas de revestimiento óptico para reflejar la luz de ese cierto color mejor que la luz de otros colores. Esto también significa que la luz de otros colores no se refleja tanto y, por lo tanto, se transmite mejor a través del espejo combinador semitransparente.

Un aspecto diferente de volar una aeronave es que durante condiciones de visión nocturna es muy difícil maniobrar con precisión la aeronave en relación con el entorno, ya que el piloto tiene que depender de las lecturas de instrumentos en lugar de la vista del entorno. Por lo tanto, es una ventaja usar gafas de visión nocturna, es decir, gafas que amplifican la luz capturada por las mismas de tal manera que es posible para un piloto que lleva las gafas observar el suelo y el entorno en frente y alrededor del vehículo a pesar de la oscuridad. Se ha vuelto muy popular usar estas gafas de visión nocturna en los helicópteros.

Un aspecto adicional de volar dicho helicóptero es que sería ventajoso si el piloto, equipado con gafas de visión nocturna, también pudiera tomar ventaja de los beneficios de un dispositivo de visualización "de cabeza alta". Sin embargo, no es fácil de llevar un sistema de visualización "de cabeza alta" y encajarlo en un helicóptero, cuyo piloto ya posee un par de gafas de visión nocturna, y esperar que funcione bien. Los inventores se han dado cuenta de ello y se describirá más adelante.

Sin embargo, un objeto principal de la presente invención es proporcionar un sistema de visualización "de cabeza alta" que puede ser Instalado en un avión pequeño, y cuyo piloto ya está equipado con un par de gafas de visión nocturna.

Dispositivos de la técnica anterior se divulgan en los documentos US 2007/171623 y US 2007/217018.

Sumario

El Inventor se ha dado cuenta de que un problema que se encuentra al utilizar gafas de visión nocturna, junto con un sistema de visualización "de cabeza alta" es que los tubos de amplificación de luz de las gafas de visión nocturna se saturan, "ciegan" cuando el piloto mira en el dispositivo de visualización "de cabeza alta", debido a que la Información de vuelo que se muestra en la pantalla es de una Intensidad mucho mayor que la intensidad de la luz desde el entorno oscuro. Ciertos tipos de gafas de visión nocturna se proporcionan con un control de ganancia automático que automáticamente regula a la baja la amplificación de la luz, de forma que el usuario no se ciega. Sin embargo, al hacer que esta aplicación particular, es decir, mirando a los símbolos de la pantalla "de cabeza alta", la vista del entorno en consecuencia se vuelve menos amplificada y, por tanto, se hace difícil o incluso imposible de observar.

Por lo tanto, un objeto de la presente invención es proporcionar un dispositivo de visualización "de cabeza alta" que puede ser utilizada junto con gafas de visión nocturna sin las desventajas mencionadas anteriormente. Además, un objeto adicional es proporcionar un dispositivo de visualización "de cabeza alta" adecuada para encajar en pequeños aviones existentes, tales como pequeños helicópteros no militares, y al mismo tiempo adecuada para usar junto con 5 gafas de visión nocturna de bajo coste.

Así pues, el inventor ha ideado un dispositivo de visualización "de cabeza alta" para su uso junto con gafas de visión nocturna de bajo coste durante las misiones nocturnas. Uno de estos tipos de bajo coste que se llama gafas de visión nocturna NVIS clase B.

La invención proporciona un sistema de visualización "de cabeza alta" que comprende dos fuentes de luz separadas 10 para la prestación de los símbolos de información de vuelo en el dispositivo de visualización "de cabeza alta". Una de las ventajas del sistema de visualización "de cabeza alta" es que funciona tanto en condiciones de visión de luz y en condiciones de visión nocturna sin ser forzado a usar costosas gafas de visión nocturna llamadas NVIS clase C. Más precisamente, el sistema de visualización "de cabeza alta" funciona durante las condiciones de visión nocturna, junto con gafas NVIS de clase B.

De acuerdo con una primera realización, se proporciona un sistema de visualización "de cabeza alta" adecuado para un vehículo que tiene un piloto u observador obligado a usar gafas de visión nocturna NVIS clase B. El sistema de visualización "de cabeza alta" comprende una unidad de iluminación que comprende una fuente de imagen y un espejo combinador semitransparente. La unidad de iluminación comprende además una primera fuente de luz para proporcionar luz a la fuente de imagen. La fuente de imagen está dispuesta para proyectar una imagen en el espejo 20 combinador semitransparente a través de una lente de proyección, un difusor que tiene una superficie mate y un espejo semitransparente plegable plano. Este último está dispuesto entre la posición prevista de los ojos del observador y el espejo combinador semitransparente para reflejar la imagen de la fuente de imagen hacia el espejo combinador semitransparente. El espejo combinador semitransparente 72 tiene un revestimiento dispuesto para superponer la imagen proyectada en una vista del entorno en el frente del vehículo mediante la transmisión de los 25 rayos de luz 90 desde el entorno y, al mismo tiempo que refleja la imagen proyectada hacia los ojos (100) de un observador. La fuente de imagen está dispuesta para reflejar la luz de la fuente de luz hacia el espejo combinador. La unidad de iluminación comprende, además, una segunda fuente de luz. Las fuentes de luz se realizan como un primer y un segundo tipo de diodo emisor de luz (LED), respectivamente. El primer tipo está destinado a ser usado durante condiciones de luz diurna y el segundo tipo destinado a ser utilizado durante las condiciones de visión 30 nocturna. El primer tipo, el diodo "luz diurna" está dispuesto para tener una longitud de onda dominante de la luz emitida de 625 nanómetros y un ancho de banda de intensidad media de 20 nanómetros. El segundo tipo, el diodo "luz nocturna" está dispuesto para tener una longitud de onda dominante de la luz emitida de 590 nanómetros y un ancho de banda de intensidad media de 18 nanómetros. El revestimiento del espejo semitransparente combinador está dispuesto para ser centrado a 625 nanómetros y está provisto con un ancho de banda de la intensidad media 35 de 38... [Seguir leyendo]

1. Un sistema de visualización "de cabeza alta" adecuado para un vehículo que tiene un piloto u observador obligado a usar gafas de visión nocturna de NVIS clase B, comprendiendo el sistema de visualización "de cabeza alta"

una unidad de iluminación (12, 14) que comprende una fuente de imagen (20), un espejo combinador semitransparente (70),

comprendiendo la unidad de iluminación (12,14) además una primera fuente de luz (12) para proporcionar luz a la fuente de Imagen (20), cuya fuente de imagen (20) está dispuesta para proyectar una imagen en el espejo combinador semitransparente (70) a través de una lente de proyección 30, un difusor (50) que tiene una superficie mate (51) y un espejo plegable plano semitransparente (60), estando este último dispuesto entre la posición prevista (100) de los ojos del observador y el espejo combinador semitransparente (70) para reflejar la imagen de la fuente de Imagen (20) hacia el espejo combinador semitransparente (70), teniendo el espejo semitransparente combinador (70) un revestimiento (72) que está dispuesto para superponer la Imagen proyectada en una vista del entorno en la parte delantera del vehículo mediante la transmisión de los rayos de luz (90) desde el entorno y, al mismo tiempo reflejar la imagen proyectada hacia los ojos (100) de un observador,

caracterizado porque

la fuente de imagen (20) está dispuesta para reflejar la luz de la primera fuente de luz (12) hacia el espejo combinador (70) y porque la unidad de iluminación (10, 12, 14) comprende además una segunda fuente de luz (10), estando las fuentes de luz (10, 12) realizadas como un primer y un segundo tipo de diodo emisor de luz (LED), respectivamente; estando el primer tipo destinado a ser utilizado durante condiciones de luz diurna y el segundo tipo destinado a ser utilizado durante las condiciones de visión nocturna, estando el primer tipo, el diodo "luz diurna" dispuesto para tener una longitud de onda dominante de la luz emitida de 625 nanómetros y una intensidad media de ancho de banda de 20 nanómetros, estando el segundo tipo, el diodo "luz nocturna" dispuesto para tener una longitud de onda dominante de la luz emitida de 590 nanómetros y un ancho de banda de intensidad media de 18 nanómetros, y

en el que el revestimiento (72) del espejo combinador semitransparente (70) está dispuesto para ser centrado a 625 nanómetros y que está provisto con un ancho de banda de la Intensidad media de 38 nanómetros de la reflexión, y en el que una unidad de control de la lumlnancla está dispuesta para ajustar la brillo de la pantalla de generación de Imágenes (20) y/o la fuente de luz (10, 12) actualmente en funcionamiento, y en el que el sistema está provisto además con un filtro afilado aproximadamente a 610-620 nanómetros en la trayectoria del rayo después del segundo diodo, y en el que un espejo semitransparente plegable plano (60) que tiene un revestimiento (62) centrado en la misma longitud de onda que el revestimiento (72) del espejo combinador semitransparente (70) está dispuesto entre la posición prevista (100) de los ojos del observador y el espejo combinador semitransparente (70) para reflejar la imagen de la fuente de imagen (20) hacia el espejo combinador semitransparente (70),

en el que el filtro está dispuesto para reducir fuertemente longitudes de onda del diodo de luz nocturna que corresponden a la longitud de onda centrada del revestimiento 72 del espejo combinador 70, y también está dispuesto para reducir la transmisión de la luz de longitudes de onda más largas con un factor de 1000.

2. El sistema de visualización "de cabeza alta" de la reivindicación 1, en el que el espejo combinador semitransparente (70) es esférico o asférico.

3. El sistema de visualización "de cabeza alta" de la reivindicación 2, en el que el espejo combinador semitransparente (70) es esférico.

4. El sistema de visualización "de cabeza alta" de la reivindicación 1, en el que el espejo plegable plano semitransparente (60) está provisto de un revestimiento (62) centrado en la misma longitud de onda que el revestimiento (72) del espejo combinador semitransparente (70).

5. El sistema de visualización "de cabeza alta" de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el diodo de luz diurna tiene una luminancia de 1.300 Im.

6. El sistema de visualización "de cabeza alta" de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el diodo de luz nocturna tiene una luminancia de 60 Im.

7. El sistema de visualización "de cabeza alta" de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que uno o más diodos de cada tipo se pueden emplear para ayudar a lograr la suficiente intensidad.

8. El sistema de visualización "de cabeza alta" de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que la segunda fuente de luz (10) y el revestimiento combinador (72) están dispuestos para proporcionar una intensidad de luz de la segunda fuente de luz (10), al alcanzar las gafas de visión nocturna o la simple vista del piloto, después de haber viajado desde la segunda fuente de luz a través del espejo combinador semitransparente (70), que tiene una

intensidad de alrededor de 10.000 veces la intensidad de luz de 670 a 930 nanómetros (rojo e infrarrojo) de longitud de onda del entorno.

9. El uso del sistema de visualización "de cabeza alta" de cualquiera de las reivindicaciones anteriores junto con gafas de visión nocturna (92) NVIS clase B.