УСТРОЙСТВО ПРОЕЦИРОВАНИЯ ПОЛЕТНОЙ ИНФОРМАЦИИ Российский патент 2004 года по МПК G02B23/10 

Изобретение относится к разделу телевизионной техники, а в ней - к специальным телевизионным системам.

Известны индикаторы лобового стекла [1].

Индикатор лобового стекла (ИЛС) приведен на фиг.2. ИЛС состоит из проекционного устройства 1, полупрозрачного зеркала 2 (либо нанесенного на лобовое стекло кабины, либо расположенного в непосредственной близости от него) и глаза пилота 3. ИЛС предназначен для проекции телевизионного изображения на глазное дно пилота. Работает ИЛС следующим образом.

На выходе проекционного устройства 1, проектирующего телевизионное изображение, образуется почти параллельный ход лучей, который, отразившись от полупрозрачного зеркала 2, попадает в глаза пилота 3. Мнимое изображение, формируемое проекционным устройством и глазами пилота, располагается на значительном удалении от глаз пилота, в результате чего глаза сфокусированы “на бесконечность”. Таким образом, изображение, формируемое проекционным устройством, как бы накладывается на окружающее пространство, которое наблюдает пилот через полупрозрачное зеркало 2.

ИЛС обеспечивает пилота необходимой полетной и боевой информацией, не отвлекая от контроля окружающего пространства. В процессе выполнения полетного задания (особенно в боевых условиях) самолет часто вынужден лететь в направлении Солнца. В этих случаях для исключения ослепления пилота применяются солнцезащитные очки или специальный фильтр-заслонка на шлеме пилота. Однако, одновременно с использованием этих средств, резко ухудшается и восприятие пилотом как данных ИЛС, так и пространства, попадающего в поле зрения одновременно с Солнцем. Это повышает опасность для пилота (особенно в боевых условиях).

Целью предлагаемого изобретения является использование ИЛС для обеспечения получения пилотом как информации, передаваемой ИЛС, так и обзора окружающего пространства независимо от направления полета и местонахождения Солнца.

Используемый способ заключается в том, что при помощи телевизионной камеры анализируется яркость наблюдаемых пилотом объектов и при помощи специального фильтра избирательно регулируется видимая яркость наиболее ярких объектов с целью оптимизации условий наблюдения пилотом как окружающего пространства, так и полетной информации. Более подробно способ состоит в следующем.

В состав ИЛС дополнительно вводится ЖК-фильтр с координатным управлением, блок управления и телевизионная камера. Телевизионная камера устанавливается таким образом, что ее оптическая ось оптически совмещена с направлением взгляда пилота, когда это направление параллельно геометрической оси самолета, а угол поля зрения телевизионной камеры совпадает с углом, под которым пилот видит оправу полупрозрачного зеркала. Таким образом представляется возможным пересчитать координаты телевизионного растра преобразователя свет-сигнал в координаты ЖК-фильтра, с плоскостью которого совмещена плоскость полупрозрачного зеркала ИЛС. В блоке управления производится анализ телевизионного изображения, полученного телевизионной камерой, которое является суммой изображения окружающего пространства и изображения, проецируемого проекционным устройством ИЛС. На основе этого анализа выделяются объекты изображения, яркость которых превышает номинальный (заданный) уровень, и определяются координаты этих объектов. По результатам проведенного анализа блок управления пересчитывает координаты изображения вышеназванных объектов в координаты ЖК-фильтра и выдает соответствующий сигнал управления, в результате исполнения которого плотность на соответствующих участках ЖК-фильтра увеличивается до тех пор, пока яркости вышеназванных объектов не будут равны номинальной. В результате проведенной операции видимая пилотом яркость очень ярких объектов окружающего пространства не будет превышать заданного значения, а яркость остальных объектов окружающего пространства не изменится. Для изображения полетной информации эта же операция приведет к увеличению видимой цветовой насыщенности, так как в этом случае изображение полетной информации не будет накладываться (суммироваться) с изображением окружающего пространства. Все устройства работают синхронно и ведутся сигналом (видеосигналом), несущим полетную информацию, поступающим на проекционное устройство.

Принцип устройства, реализующего этот способ, продемонстрирован на фиг.1. Устройство состоит из проекционного устройства 1, полупрозрачного зеркала 2, глаз пилота 3, ЖК-фильтра с координатным управлением 4 и телевизионной камеры 5.

Перед описанием принципа работы предлагаемого ИЛС следует остановиться на характеристиках дополнительных устройств:

- телевизионная камера 5 установлена таким образом, что ее оптическая ось совпадает с направлением взгляда пилота, когда это направление параллельно геометрической оси самолета, а угол поля зрения обеспечивает полный обзор пространства, видимого пилотом и ограниченного оправой полупрозрачного зеркала 2, т.е. угол поля зрения телевизионной камеры 5 равен углу, под которым пилот видит оправу полупрозрачного зеркала 2;

- ЖК-фильтр 4 с координатным управлением по двум координатам (горизонталь, вертикаль) имеет управление по плотности (коэффициенту пропускания).

Функциональная блок-схема приведена на фиг.3.

Она состоит из проекционного устройства 1, полупрозрачного зеркала 2, глаз пилота 3, ЖК-фильтра 4, телевизионной камеры 5 и блока управления 6.

Работает устройство следующим образом.

Проекционное устройство 1 синхронизирует работу всех блоков и проектирует телевизионное изображение с полетной информацией на глазное дно глаз пилота 3 и на преобразователь свет-сигнал телевизионной камеры 5, видеосигнал с телевизионной камеры 5 анализируется в блоке управления 6, который вырабатывает соответствующий сигнал управления ЖК-фильтром 4. Алгоритм работы блока управления 6 заключается в определении на телевизионном изображении координат объектов, яркость которых значительно превышает яркость окружающего пространства, для соответственного уменьшения коэффициента пропускания ЖК-фильтра 4 на участках, соответствующих положению ярких объектов, чтобы исключить адаптацию глаз пилота под яркость этих объектов (например, Солнца). Следует отметить, что блок управления 6 будет также реагировать на изображение, проектируемое проекционным устройством 1, уменьшая коэффициент пропускания ЖК-фильтра 4 на соответствующих участках, что будет повышать видимый цветовой контраст полетной информации на фоне изображения окружающего пространства.

Таким образом, предлагаемое устройство исключает “ослепление” пилота яркими объектами (днем - Солнце, ночью - прожектора и т.д.) и повышает качество изображения полетной информации, проецируемого с проекционного устройства.

Использованная литература

1. Мубаракшин Р.В., Оркин Б.Д., Саблин Ю.А., Шингирий И.П. Основы проектирования информационно-управляющих систем ЛА. - М.: МАИ, 1999.

Устройство содержит проекционное устройство и полупрозрачное зеркало, а также телевизионную камеру, блок управления и ЖК-фильтр с координатным управлением. Устройство может использоваться в качестве индикатора лобового стекла. Проекционное устройство оптически связано с глазами пилота через полупрозрачное зеркало, а с телевизионной камерой - через полупрозрачное зеркало и ЖК-фильтр. Окружающее пространство оптически связано с глазами пилота и телевизионной камерой через ЖК-фильтр и полупрозрачное зеркало, причем выход телевизионной камеры соединен с управляющим входом ЖК-фильтра через блок управления. Проекционное устройство соединено с управляющими входами телевизионной камеры и блока управления. Обеспечивается как получение пилотом полетной информации, так и обзор им окружающего пространства независимо от направления полета и местонахождения Солнца. 3 ил.

Устройство проецирования полетной информации, содержащее проекционное устройство и полупрозрачное зеркало, отличающееся тем, что в него дополнительно введены телевизионная камера, блок управления и ЖК-фильтр с координатным управлением, причем проекционное устройство оптически связано с глазами пилота через полупрозрачное зеркало, а с телевизионной камерой - через полупрозрачное зеркало и ЖК-фильтр, а окружающее пространство оптически связано с глазами пилота и телевизионной камерой через ЖК-фильтр и полупрозрачное зеркало, причем выход телевизионной камеры соединен с управляющим входом ЖК-фильтра через блок управления, а проекционное устройство соединено с управляющими входами телевизионной камеры и блока управления.