Brevet FR2590036A1 — publié le 19870515

La présente invention concerne des têtes d'affichage destinées à des collimateurs de pilotage qui peuvent être utilisés dans des véhicules et en particulier des aéronefs. Plus précisément, l'invention concerne de telles têtes d'affichage qui comportent un projecteur optique, un disposi- tif de combinaison d'images et un dispositif de support du dispositif de combinaison afin que ce dernier puisse être déplacé entre une position de repos et une position de travail dans laquelle le projecteur optique projette de la lumière représentant un affichage sur le dispositif de combinaison afin que la lumière soit réfléchie par celui- ci et donne à l'utilisateur une image de l'affichage super- posée à la vue d'une scène, à travers le dispositif de com- binaison. Lors d'une utilisation dans certaines conditions, par exemple dans le poste de pilotage d'un aéronef de trans- port, il est souhaitable que le dispositif de combinaison et son support ne soient pas apparents et ne cachent prati- quement pas la vision de la scène par l'utilisateur lorsque le dispositif de combinaison est en position de repos ou repliée et la présente invention a pour objet la réalisation d'une tête d'affichage pour collimateur de pilotage qui possède cette caractéristique. L'invention concerne ainsi une tête d'affichagedestinée à un collimateur dle pilotage et comprenant un projecteur optique, un dispositif de combinaison d'images et un dispo- sitif de support du dispositif de combinaison afin que ce dernier soit mobile entre une position repliée de repos et une position de travail dans laquelle le projecteur optique projette de la lumière représentant un affichage sur le dispositif de combinaison afin que cette lumière soit réfléchie par celui-ci et donne à l'utilisateur une image de l'affichage superposée à la vue d'une scène observée à travers le dispositif de combinaison, dans une direction déterminée d'observation, le dispositif de support comprenant deux chaînes cinématiques à quatre éléments qui sont prati- quement identiques et qui sont espacées en direction trans- versale à la direction diobservation, chaque chaîne compre- nant un premier élément fixé par rapport au projecteur opti- que, un second et un troisième élément articulés sur le premier élément à des emplacements avant et arrière par rapport à la direction d'observation, et un quatrième élément articulé sur le second et le troisième élément à des empla- cements avant et arrière par rapport à la direction d'obser- vation et qui porte au moins une partie du dispositif de combinaison, l'arrangement étant tel que chaque paire d'axes correspondants de pivotement des deux chaînes se partage un axe commun et, lors du déplacement de la position de travail à la position repliée, le dispositif de combinaison et lesdits éléments sont très proches du parallélisme mutuel. De préférence, les premiers éléments sont fixés à un boîtier du projecteur optique et les quatrièmes éléments sont fixés à une partie au moins du dispositif de combinai- son afin que, dans la position repliée, le dispositif de combinaison et les éléments soient disposés le long d'une surface du boîtier. De préférence aussi, dans chaque chaîne cinématique, la distance mesurée le long du premier élément entre les articulations du second et du troisième élément avec le premier élément est supérieure à la distance mesurée le long du quatrième élément entre les articulations du second etr du troisième élément sur le quatrième élément, et, dans chaque chaîne cinématique, la distance mesurée le long du second élément entre les articulations du second élément et des premier et quatrième éléments est supérieure à la distance mesurée le long des troisièmes éléments entre les articulations du troisième élément et des premier et quatri- ème éléments. Le support peut aussi comporter des tirants raccordés rigidement entre les chaînes cinématiques et raccordant celles-ci. Dans un cas particulier, les tirants peuvent comporter au moins une broche présentant une rigidité à la torsion, chaque broche étant disposée coaxialement à l'axe commun respectif entre le second et le premier élément ou entre le troisième et le premier élément. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, dans chaque chaîne, le quatrième élément a un premier prolon- gement rigide, le troisième élément a un second prolongement rigide et le support comporte en outre un premier élément supplémentaire articulé sur le premier prolongement rigide et un second élément supplémentaire articulé sur le second prolongement rigide, le premier élément supplémentaire et le second élément supplémentaire étant aussi articulés l'un sur l'autre de manière que le premier et le second prolonge- ment rigides et le premier et le second élément supplémen- taires forment ensemble une tringlerie à déplacement paral- lèle articulé sur la chaîne à l'articulation du quatrième et du troisième élément, et dans lequel les seconds éléments supplémentaires portent une partie supplémentaire du dispo- sitif de combinaison. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre d'une tête d'affichage destinée à un aéronef, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une élévation latérale de la tête d'affi- chage, l'arrangement de combinaison d'images de la tête étant en position de travail; la figure 2 est une élévation latérale de la tête d'affi- chage, l'arrangement comprenant le dispositif de combinaison d'images étant en position repliée; la figure 3 est une projection de la tête d'affichage, dans la direction A-A de la figure 2; la figure 4 est une coupe partielle suivant la ligne B-B de la figure 3; les figures 5 et 6 sont des coueps partielles suivant la ligne C-C de la figure 2; et la figure 7 est une élévation d'un détail. La tête 11 d'affichage représentée sur la figure 1 com- porte un projecteur optique 13 et un arrangement 15 formant dispositif de combinaison d'images. L'arrangement 15 a un dispositif de combinaison d'images qui comporte deux plaques et 37 de combinaison et un dispositif de support des plaques 35, 37 par rapport au projecteur optique 13. Le support permet aux plaques ou organes de combinaison 35, 37, d'être déplacés entre une position de travail reDré- sentée sur la figure 1, dans laquelle les deux plaques 35 et 37 sont placées au-dessus du projecteur optique 13, en étant distantes et parallèles et inclinées par rapport à la ligne de vision d'un utilisateur regardant à travers le pare-brise 14 de l'aéronef à partir d'une position nomi- nale 12 de l'oeil, et une position repliée représentée sur la figure 2 dans laquelle les plaques 35, 37 de combinaison et le support sont placés le long du projecteur optique 13. Le projecteur 13 a un boîtier 17 et, à l'intérieur de celui-ci, un tube à rayons cathodiques (non représenté) et un système de collimation optique (non représenté) com- prenant par exemple une lentille relais du type de Petzval. On peut se référer à la demande de brevet britannique n 2 163 869 et à la demande de brevet des Etats-Unis d'Amé- rique n 763 965 pour la description d'un projecteur et d'un dispositif de combinaison d'image qui peuvent être utilisés dans la tête 11 d'affichage. Lorsque les plaques 35 et 37 de combinaison sont dans la position de travail, le tube à rayons cathodiques projette de la lumière représentant un affichage par l'intermédiaire du système optique de collimation sur les plaques 35, 37 afin qu'elle soit réfléchie par ces plaques et donne à l'uti- lisateur une image de l'affichage superposée à la vue d'une scène observée à travers le pare-brise 14 de l'aéronef. Le support des organes de combinaison d'images a deux chaines cinématiques identiques à quatre barres disposées chacune d'un côté du boîtier 17. Chaque chaîne comporte un premier élément sous forme d'une bielle inférieure 19 constituée par une paroi latérale du boîtier 17, un second et un troisième élément sous forme de traverses pliantes 21, 23 et un quatrième élément sous forme d'une bielle supDé- rieure 25. Les traverses 21, 23 de chaque chaîne sont arti- culées sur la bielle inférieure 19 autour d'axes transver- saux avant et arrière T1, T2, distants de l'axe de vision de l'utilisateur lorsque le dispositif de combinaison est en position de travail. La bielle supérieure 25 de chaque chaîne est articulée sur les traverses 21, 23 autour d'axes transversaux distants avant et arrière T3, T4 distants des axes T1 et T2 respectivement. La distance séparant les axes T1 et T2 est supérieure & celle qui sépare les axes T3 et T4. La distance séparant les axes T2 et T4 est supérieure à la distance séparant les axes T1 et T3. Des broches 27, 29, rigides à la torsion, relient rigidement les traverses 23, 21 des deux chaînes. La broche 27 est disposée coaxiale- ment à l'axe transversal T2 et la broche 29 coaxialement à l'axe transversal T1. La bielle supérieure 25 et la traverse 23 de chaque chaîne ont un premier et un second prolongement rigides ', 23' respectivement, à partir de leurs articulations sur l'axe transversal T4. Un premier élément supplémentaire 31 est articulé sur le prolongement rigide 25' de chaque chaîne autour d'un axe transversal T5 qui est distant de l'axe transversal T4. Un second élément supplémentaire 33 est articulé sur le prolongement rigide 23' de chaque chaîne autour d'un axe transversal T6 qui est distant de l'axe transversal T4. Dans chaque chaîne, le second élément sup- plémentaire 33 est aussi articulé sur le premier élément supplémentaire 31 autour d'un axe transversal T7, celui- ci étant distant des axes transversaux T5 et T6. La configu- ration des articulations autour des axes transversaux T4, T5, T6 et T7 est indiquée précédemment comme constituant une tringlerie à déplacements parallèles, c'est-à-dire en parallélogramme. On se réfère maintenant plus précisément aux figures 1 et 4 qui représentent les bielles supérieures 25 avec leurs prolongements 25' et les seconds éléments supplémen- taires 33 qui supportent les plaques 35 et 37 de combinaison d'images. Ces plaques 35 et 37 sont supportées, sur leurs bords latéraux comme indiqué précédemment et,à cet effet, les bielles supérieures 25, leurs prolongements 25' et les seconds éléments supplémentaires 33 ont des canaux destinés à loger les bords des plaques. La tête 11 d'affichage décrite précédemment est repré- sentée sur la figure 1 dans sa position de travail. Lorsque l'affichage donné par la tête 11 n'a pas à être regardé, l'arrangement 15 de combinaison d'images peut être déplacé vers l'avant par rotation, vers sa position repliée représentée sur les figures 2 et 3, les plaques 35, 37 de combinaison, les traverses 21, 23, les traverses supérieures , les prolongements 23', 25' et les bielles supplémentaires 31, 33 se déplaçant à peu près parallèlement le long des faces supérieures et latérales du boîtier 17 du projecteur et ne présentant pas d'obstacles pour l'utilisateur ou pour sa vision d'une scène distante vers l'avant. On se réfère maintenant aussi aux figures 5, 6 et 7; un organe 41 d'accrochage qui est articulé autour d'un axe P par rapport à la traverse 21 est placé dans une fente de cette traverse 21. Un plongeur 43 rappelé par un ressort et destiné à se déplacer le long d'un passage borgne formé à l'intérieur de la traverse 21 et le long de celle-ci dépasse dans la fente et vient donc coopérer avec l'organe 41 d'accrochage. La surface de l'organe 41 qui est au contact du plongeur 43 a deux cavités distantes 45a et 45b. L'organe d'accrochage 41 a une patte 51 destinée à être saisie à la main et permettant son pivotement autour de l'axe P afin que le plongeur 43 puisse être en coopération avec l'une des deux cavités espacées 45a et 45b. Lorsque l'organe 41 d'accrochage pivote autour de l'axe P. une partie 53 formant un nez de l'organe 41 d'accrochage se déplace de manière correspondante. Une plaque 47 d'encliquetage est fixée parallèlement aux côtés du boîtier 17 et près de celui-ci afin qu'elle soit placée entre la traverse 21 et le côté du boîtier 17. La plaque 47 a la forme d'un secteur de cercle et a deux cavités distantes 49a et 49b formées dans son bord courbe. La position et l'orientation de la plaque 47 déterminent la position de la traverse 21 lorsque l'arrangement 15 de combinaison est dans ses positions de travail et repliée. Lorsque l'arrangement 15 est dans sa position de travail, la manoeuvre de la patte 51 à la main provoque la mise en contact du plongeur 43 avec la cavité 45a si bien que le nez 53 pénètre dans la cavité 49a et fixe l'arrangement de combinaison dans la position de travail. La manoeuvre ultérieure de la patte 51 afin que le plongeur 43 vienne au contact de la cavité 45b retire le nez 53 de la cavité 49a et permet le déplacement de l'arrangement 15 de combinai- son de la position de travail à la position repliée. Lorsque l'arrangement de combinaison est dans la position repliée, la manoeuvre de la patte 51 de manière que le plongeur 43 vienne coopérer avec la cavité 45a provoque la mise en coopération du nez 53 avec la cavité 49b. Il faut noter que, bien que le mode de réalisation de l'invention décrit à titre illustratif mette en oeuvre un dispositif de combinaison à deux plaques, l'invention peut aussi être utilisée avec un dispositif de combinaison à une seule plaque. De même, d'autres arrangements d'accrochage, destines à fixer l'arrangement de combinaison dans ses posi- tions repliée et de travail, peuvent évidemment être utili- sés. REVENDICATIONS i. Tête d'affichage destinée à un collimateur de pilo- tage, comprenant un projecteur optique, un dispositif de combinaison d'images et un dispositif de support du dispositif de combinaison afin que ce dernier soit mobile entre une position repliée et une position de travail dans laquelle le projecteur optique projette de la lumière représentant un affichage sur le dispositif de combinaison afin que la lumière soit réfléchie par celui-ci et donne à l'utilisateur une image de l'affichage superposée à la vue d'une scène observée à travers le dispositif de combinaison dans une direction donnée d'observation, caractérisée en ce que le dispositif de support comporte deux chaînes cinématiques sensiblement identiques à quatre éléments, espacées trans- versalement à la direction d'observation, chaque chaîne com- prenant un premier élément (19) fixé par rapport au projecteur optique, un second et un troisième élément (21,23) articulés sur le premier élément à des emplacements avant et arrière par rapport à la direction d'observation, et un quatrième élément (25) articulé sur le second et le troisième élément à des emplacements avant et arrière par rapport à la direction d'observation et portant une partie au moins du dispositif de combinaison, l'arrangement étant tel que chaque paire d'articulations correspondantes dans les deux chaînes partage un axe commun et, lors du déplacement de la position de travail à la position repliée, le dispositif de combinaison et les éléments se rapprochent du parallélisme mutuel. 2. Tête selon la revendication 1, caractérisée en ce que les premiers éléments (19) sont fixés à un boîtier (17) du projecteur optique, et les quatrièmes éléments sont fixés à une partie au moins du dispositif de combinaison afin que, en position repliée, le dispositif de combinaison et les éléments soient disposés le long d'une surface du boîtier (17). 3. Tête selon l'une des revendications 1 et 2, caracté- risée en ce que, dans chaque chaîne cinématique, la distance mesurée le long du premier élément (19) entre les articula- tions (T1, T2) du second et du troisième élément avec le premier élément est supérieure & la distance mesurée le long du quatrième élément entre les articulations (T3, T4) du second et du troisième élément avec le quatrième élément, et en ce que, dans chaque chaîne cinématique, la distance mesurée le long du second élément entre les articulations (T2, T4) du second élément avec le premier et le quatrième élément est supérieure à la distance mesurée le long du troisième élément (21) entre les articulations (T1, T3) du troisième élément avec le premier et le quatrième élément. 4. Tête selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre des tirants (27,29) coopérant rigidement avec les deux chaînes cinématiques et raccordés entre celles-ci. 5. Tête selon la revendication 4, caractérisée en ce que les tirants (27, 29) comportent au moins une broche ayant une rigidité à la torsion, chaque broche étant disposée coaxialement à un axe commun respectif (T1, T2) placé entre le second et le premier élément ou entre le troisième et le premier élément. 6. Tête selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisée en ce que, par rapport à chaque chaîne, le quatrième élément (25) a un premier prolongement rigide (25'), le troisième élément (23) a un second prolongement rigide (23') et le dispositif de support comporte en outre un premier élément supplémentaire (31) articulé sur le premier prolongement rigide et un second élément supplémen- taite (33) articulé sur le second prolongement rigide, le premier élément supplémentaire et le second élément supplé- mentaire étant aussi articulés l'un sur l'autre de manière que le premier et le second prolongement rigides(23', 25') et que le premier et le second élément supplémentaires (31, 33) forment ensemble une tringlerie à déplacements paral- lèles articulée sur la chaîne à l'articulation du quatrième et du troisième élément, et les seconds éléments supplémen- taires (33) portent une partie supplémentaire du dispositif de combinaison. 7. Tête selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un dispositif d'accrochage (41) destiné à fixer sélectivement le dispositif de combinaison d'images et le dispositif de support en position de travail ou en position repliée.