ES2256184T3 - Dispositivo de visualizacion montado en un casco. - Google Patents

Dispositivo de visualizacion montado en un casco.

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ES2256184T3
ES2256184T3 ES01401493T ES01401493T ES2256184T3 ES 2256184 T3 ES2256184 T3 ES 2256184T3 ES 01401493 T ES01401493 T ES 01401493T ES 01401493 T ES01401493 T ES 01401493T ES 2256184 T3 ES2256184 T3 ES 2256184T3
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Frederic Naccache
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Abstract

Dispositivo de visualización montado en un casco y que comporta al menos un medio de fotografía (2) que es susceptible de formar imágenes de al menos una parte del entorno situado en la parte delantera del casco (C), que comporta además: - al menos una unidad de tratamiento de imágenes (3) que comporta un sistema de extracción de contornos (3A), que extrae en tiempo real de las imágenes formadas por dicho medio de fotografía (2), los contornos de elementos (01) del entorno; - una visera (V) del tipo semirreflectante, que está unida a dicho casco (C); y - al menos un sistema de proyección (5) que es susceptible de proyectar sobre dicha visera (V) las informaciones procedentes de dicha unidad de tratamiento de imágenes (3) y que está formado de manera que superponga, al entorno visto a través de dicha visera (V) parcialmente transparente, los contornos correspondientes a este entorno, que son extraídos, por dicho sistema de extracción de contornos (3A), de imágenes del entorno formadas por dicho medio de fotografía (2).

Description

Dispositivo de visualización montado en un casco.
La presente invención se refiere a un dispositivo de visualización montado en un casco.
Aunque no exclusivamente, dicho dispositivo de visualización se aplica más particularmente al casco de un soldado de infantería, en particular con vistas a una ayuda en el combate nocturno.
Es sabido que los dispositivos de visualización destinados a la ayuda en combate nocturno (ver por ejemplo la patente FR-2 750 016) comprenden generalmente sistemas infrarrojos o amplificadores de luz, cuya característica esencial es que disponen de un campo de visión (de fotografía) o campo visual que es reducido. Cuanto más importante sea la resolución más reducido será este campo visual. Esta característica técnica obliga a que un soldado de infantería o combatiente que desee beneficiarse de la ayuda en el combate nocturno a colocar sus ojos (o un ojo) delante de un elemento binocular (o monocular) del tipo de mira telescópica.
Este inconveniente que puede ser aceptable cuando se trata de apuntar a un blanco, resulta inaceptable cuando el soldado de infantería debe, por ejemplo, desplazarse, apostarse, observar o vigilar su entorno inmediato. En efecto, para todas estas operaciones, es necesaria una visión periférica (o visión "campo amplio"), sino el soldado de infantería se encuentra en situación de peligro permanente.
Por la patente US-4 920 412, se conoce un sistema de observación de blancos, que permite observar blancos (por ejemplo un barco) que penetran en una atmósfera oscurecida (por ejemplo por la niebla). Este sistema conocido, que puede estar montado en un casco, comporta en particular un láser susceptible de emitir un haz láser en dirección a un escenario a observar y una cámara susceptible de formar imágenes de un escenario iluminado por el láser.
Por la patente US-A-5883739, se conoce un sistema de representación visual de información para vehículos.
La presente invención se refiere a un dispositivo de visualización montado sobre un casco, en particular un dispositivo de ayuda a la visión nocturna, que permite remediar los citados inconvenientes.
A este efecto, según la invención, dicho dispositivo de visualización del tipo que comporta al menos un medio de fotografía que es susceptible de formar imágenes de al menos una parte del entorno situado delante del casco, es notable porque comporta además:
-
al menos una unidad de tratamiento de imágenes que comporta un sistema de extracción de contornos que extrae, en tiempo real, de las imágenes formadas por dicho medio de fotografía, los contornos de elementos (naturales o artificiales) del entorno;
-
una visera del tipo semirreflectante, que está unida a dicho casco; y
-
al menos un sistema de proyección que es susceptible de proyectar en dicha visera las informaciones procedentes de dicha unidad de tratamiento de imágenes y que está formado de manera que superponga, al entorno visto a través de dicha visera parcialmente transparente, los contornos correspondientes de este entorno, que son extraídos, por dicho sistema de extracción de contornos, de imágenes del entorno formadas por dicho medio de fotografía.
Así, gracias a la invención:
-
como, además de ver los contornos, una persona (a continuación, un usuario) que lleve dicho casco continua viendo por transparencia el entorno o el paisaje (a continuación, el escenario) delante de ella, esta persona o usuario conserva toda su visión periférica y toda su visión central;
-
la proyección de los contornos que pone en evidencia, en particular, los contornos de objetos y de relieves del paisaje, aporta una ayuda a la visión muy eficaz, en particular de noche, pero igualmente cuando hay niebla o a través de humo; y
-
como las imágenes formadas por el medio de fotografía no son proyectadas o mostradas, sino que sirven únicamente para la extracción de los contornos, no es necesario que estas imágenes presenten una elevada resolución.
Aunque no exclusivamente, el dispositivo según la invención está más particularmente adaptado a la visión nocturna. En este caso, de preferencia, el medio de fotografía comprende una cámara de infrarrojos o un sistema amplificador de luz, de tipos usuales.
En el ámbito de la presente invención, una visera "del tipo semirreflectante" es una visera que es semirreflectante o que presenta unas características ópticas equivalentes, en particular una visera que comprenda una película holográfica transparente.
De modo ventajoso, dicho sistema de proyección comporta unos medios para colimar hasta el infinito los contornos que se proyectan en la visera. Así, el usuario ve claramente los contornos cuando observa normalmente el escenario.
Además, ventajosamente, dicho medio de fotografía, dicha visera y dicho sistema de proyección son solidarios con dicho casco, es decir que están unidos rígidamente a dicho casco. Así:
-
en primer lugar, se obtiene un conjunto unitario que es, por ejemplo, fácil de utilizar y de transportar; y sobre todo
-
en segundo lugar, la rigidez de este conjunto impide cualquier descentrado de los contornos en relación con el escenario, es decir cualquier desajuste del calibrado, cuando el casco se mueve en relación con la cabeza del usuario.
Por otra parte, en un modo de realización particular, el dispositivo según la invención comporta una pluralidad de medios de fotografía que presentan campos visuales respectivamente adyacentes de manera que formen un campo global uniforme. Esto permite obtener un campo global de proyección con contornos muy amplios, que pueden corresponder a la zona de visión periférica natural del usuario o incluso sobrepasarla.
Además, ventajosamente, dicho sistema de proyección está formado de manera que proyecte dichos contornos en dicha visera, con al menos un color y una intensidad luminosa que sean tales que una persona que lleve dicho casco no resulte deslumbrada. En este caso, dicho color es, de preferencia, verde oscuro o azul eléctrico.
Las figuras del dibujo adjunto harán comprender como puede realizarse la invención. En estas figuras, referencias idénticas designan elementos semejantes.
La figura 1 muestra un casco provisto de un dispositivo de visualización según la invención.
La figura 2 ilustra esquemáticamente un dispositivo de visualización según la invención.
La figura 3 es un esquema que permite destacar la independencia del dispositivo de visualización en relación con los movimientos relativos entre el casco y la cabeza del usuario.
La figura 4 ilustra esquemática y parcialmente un modo de realización particular del dispositivo de visualización según la invención.
El dispositivo de visualización 1 según la invención y representado esquemáticamente en la figura 2 está montado en un casco C, por ejemplo el casco de un militar tal como un soldado de infantería, que esté provisto de una carrillera J y una visera V, como se representa en la figura 1.
Según la invención, dicho dispositivo de visualización 1 comporta, como se representa en las figuras 1 y 2:
-
al menos un medio de fotografía 2 tal como una cámara, que es solidaria del casco C, que presenta un eje de mira AV y que es susceptible de formar imágenes de una parte del entorno situado en la parte delantera del casco C, en su campo visual CV;
-
dicha visera V que es semirreflectante o que presenta unas propiedades ópticas equivalentes. En particular, puede comportar una película holográfica transparente de tipo conocido (ver por ejemplo la solicitud de patente francesa FR-2 704 076);
-
una unidad de tratamiento de imágenes 3 que está unida, por medio de una unión 4, a dicho medio de fotografía 2 y que comprende un sistema integrado de extracción de contornos 3A, de tipo usual, que extrae en tiempo real los contornos más significativos (por ejemplo los más importantes referentes a la variación del contraste) de los objetos situados en las imágenes formadas por dicho medio de fotografía 2; y
-
un sistema de proyección 5, de tipo usual, que está unido por una unión 6 a la unidad de tratamiento de imágenes 3, que es susceptible de proyectar informaciones procedentes de esta última sobre la cara interna de la visera V (que es cóncava en el caso de una visera curva), como se ilustra por un haz de proyección 7 y que está formado de manera que superponga, al entorno visto a través de dicha visera V del tipo semirreflectante, los contornos correspondientes de este entorno, que son extraídos por dicho sistema de extracción de contornos 3A de imágenes del entorno formadas por dicho medio de fotografía 2.
Con el fin de que el usuario del casco C vea claramente el escenario, cuando mira normalmente a través de la visera V el escenario delante de él, el sistema de proyección 5 comporta unos medios conocidos y no representados para colimar hasta el infinito los contornos que son proyectados en la visera V.
Aunque no exclusivamente, el dispositivo 1 según la invención está más en particular adaptado para ayudar a la visión nocturna. En este caso, de preferencia el medio de fotografía 2 es una cámara de infrarrojos o un sistema amplificador de luz de tipo usual.
De lo que antecede, se comprende fácilmente que el medio de fotografía o cámara 2 filma el escenario que observa el usuario del casco C a través de la visera V y transmite las imágenes así formadas a la unidad de tratamiento de imágenes 3. El sistema de extracción de contornos 3A de esta última extrae los contornos significativos de estas imágenes y los transmite al sistema de proyección 5 que los proyecta sobre la visera V de modo que no se deformen (sí la visera V es curva) y claros hasta el infinito. Además, gracias a un calibrado apropiado entre el centrado, el campo visual CV del medio de fotografía 2 y el campo (haz de proyección 7) proyectado sobre la visera V, los contornos se superponen perfectamente al escenario visto por el usuario.
Así, gracias a la invención, el usuario conserva toda su visión periférica natural y toda su visión central natural, ya que además de los contornos proyectados continua viendo el escenario real por transparencia a través de la visera
V.
Además, el dispositivo de visualización 1 presenta las ventajas adicionales siguientes:
-
como las imágenes formadas por el medio 2 no se proyectan o muestran, sino que sirven únicamente para la extracción de los contornos, no es necesario que estas imágenes presenten una elevada resolución; y
-
la proyección de los contornos aporta al usuario, por ejemplo un soldado de infantería apostado o en desplazamiento que observa y vigila su entorno inmediato, una ayuda a la visión especialmente eficaz, en particular de noche, pero igualmente con niebla o a través de humo.
En el ámbito de la presente invención, los contornos significativos extraídos son, de preferencia, los contornos que corresponden a la unión entre dos zonas que presenten una diferencia de contraste que sea superior a un valor de contraste predefinido.
Naturalmente, otras características o parámetros usuales, que son conocidos en el ámbito de la extracción de contornos de imágenes, pueden ser tenidos en cuenta por el sistema 3A en el momento de la puesta en práctica de la presente invención.
En particular por razones de volumen y de peso, se miniaturizan dicho medio de fotografía 2 y dicho sistema de proyección 5.
Además, dicho medio de fotografía 2 está, de preferencia, dispuesto en la parte superior y en el centro del casco C, como se representa en la figura 1, de manera que se obtengan imágenes que estén centradas en relación con la orientación de la cabeza del usuario, correspondiendo el eje de mira AV así sensiblemente al eje central del campo de visión del usuario cuando éste mire hacia adelante.
Como el dispositivo 1 según la invención está principalmente concebido para la ayuda a la visión nocturna, el sistema de proyección 5 está formado de manera que proyecte los contornos en dicha visera V con al menos un color y una intensidad luminosa que sean tales que el usuario del casco C no resulte deslumbrado y que el dispositivo 1 no sea fácilmente detectable por un eventual enemigo. Se utiliza a este efecto, de preferencia, como color, un verde oscuro y/o un azul eléctrico.
Además, según la invención, dicho medio de fotografía 2, dicha visera V y dicho sistema de proyección 5 son solidarios con dicho casco C, es decir están unidos rígidamente a dicho casco C. Así:
-
en primer lugar, se obtiene un conjunto unitario que es, por ejemplo, fácil de utilizar y de transportar; y sobre todo
-
en segundo lugar, la rigidez de este conjunto impide cualquier descentrado de los contornos en relación con el escenario, es decir cualquier desajuste del calibrado, cuando el casco C se mueva en relación con la cabeza del usuario.
Se destaca esta última característica con la ayuda del esquema de la figura 3 que muestra en particular:
-
un objeto 01 (a saber, un punto de un contorno significativo) del escenario, que es visto por el medio de fotografía 2 según un eje A1 que forma un ángulo \alpha con el eje de mira AV; y
-
una parte de contorno 02 que corresponde a este objeto 01 y que es proyectada sobre la visera V.
En este caso, si el casco C gira por ejemplo, en relación con la cabeza del usuario, un ángulo \beta no representado, hacia la izquierda (en el sentido de la flecha E en la vista desde arriba de la figura 3), el medio de fotografía 2 gira este mismo ángulo \beta (ya que es solidario con dicho casco C) de modo que un punto del paisaje (objeto 01) gira un ángulo \beta hacia la derecha en la imagen tratada. Siendo esta rotación en la imagen por lo tanto exactamente opuesta a la rotación del casco C y por lo tanto igualmente a la rotación del sistema de proyección 5 solidario con dicho casco C, el contorno 02 del objeto 01 considerado no se mueve y queda correctamente posicionado en relación con el paisaje observado.
En un modo de realización particular representado en la figura 4, el dispositivo de visualización 1 comporta una pluralidad de medios de fotografía 2A, 2B y 2C que están unidos respectivamente por medio de uniones 4A, 4B y 4C a la unión 4, que presentan ejes de mira AVa, Avb y Avc y que presentan campos visuales CVa, CVb, CVc respectivamente adyacentes de manera que formen un campo global CVg uniforme.
Esto permite obtener una ayuda a la visión nocturna en una zona angular (CVg) muy amplia, que puede incluso sobrepasar la zona de visión periférica natural del usuario.
Por razones de simplificación del dibujo no se ha representado el sistema de proyección 5 en la figura 4. En este modo de realización particular, el dispositivo 1 según la invención puede comportar:
-
ya sea un único sistema de proyección 5, realizando entonces el sistema de tratamiento de imágenes 3 la asociación de imágenes complementarias formadas por los diferentes medios de fotografía 2A, 2B y 2C;
-
o bien una pluralidad de sistemas de proyección 5 asociados respectivamente a dichos medios de fotografía 2A, 2B y 2C.

Claims (10)

1. Dispositivo de visualización montado en un casco y que comporta al menos un medio de fotografía (2) que es susceptible de formar imágenes de al menos una parte del entorno situado en la parte delantera del casco (C),
que comporta además:
-
al menos una unidad de tratamiento de imágenes (3) que comporta un sistema de extracción de contornos (3A), que extrae en tiempo real de las imágenes formadas por dicho medio de fotografía (2), los contornos de elementos (01) del entorno;
-
una visera (V) del tipo semirreflectante, que está unida a dicho casco (C); y
-
al menos un sistema de proyección (5) que es susceptible de proyectar sobre dicha visera (V) las informaciones procedentes de dicha unidad de tratamiento de imágenes (3) y que está formado de manera que superponga, al entorno visto a través de dicha visera (V) parcialmente transparente, los contornos correspondientes a este entorno, que son extraídos, por dicho sistema de extracción de contornos (3A), de imágenes del entorno formadas por dicho medio de fotografía (2).
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
donde dicho sistema de proyección (5) comporta unos medios para colimar hasta el infinito los contornos que son proyectados sobre la visera (V).
3. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 y 2,
donde dicho medio de fotografía (2), dicha visera (V) y dicho sistema de proyección (5) son solidarios de dicho casco (C).
4. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 3,
que comporta una pluralidad de medios de fotografía (2A, 2B, 2C) que presenta campos visuales (CVa, CVb, CVc) respectivamente adyacentes de manera que formen un campo global uniforme (CVg).
5. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4,
donde dicho medio de fotografía (2) comprende una cámara de infrarrojos.
6. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4,
donde dicho medio de fotografía (2) comprende un sistema amplificador de luz.
7. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
donde dicho sistema de proyección (5) está formado de manera que proyecte dichos contornos sobre dicha visera (V) con al menos un color y una intensidad luminosa que sean tales que una persona que lleve dicho casco (C) no resulte deslumbrada.
8. Dispositivo según la reivindicación 7,
donde dicho color es verde oscuro.
9. Dispositivo según una de las reivindicaciones 7 y 8,
donde dicho color es azul eléctrico.
10. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
donde dicha visera (V) comprende una película holográfica transparente.
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