НАШЛЕМНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ОПЕРАТИВНОЙ ИНФОРМАЦИИ И ОКРУЖАЮЩЕЙ ОБСТАНОВКИ С ЗАЩИТОЙ ОТ ВЫСОКОЙ ВНЕШНЕЙ ЗАСВЕТКИ
HELMET DEVICE FOR DISPLAY OF OPERATIVE INFORMATION AND SURROUNDINGS WITH PROTECTION AGAINST HIGH EXTERNAL EXPOSURE

Область техники
Изобретение относится к мобильным устройствам отображения информации, точнее к нашлемным (наголовным) устройствам для совместного видеоотображения оперативной информации и прямого наблюдения окружающей обстановки в трехмерном (стереоскопическом) изображении с обеспечением защиты зрения пользователя от высокой внешней засветки (солнца или интенсивных искусственных источников света), и может быть использовано в мобильных видеокомплексах информационно-управляющих систем различных уровней и разного назначения.
Уровень техники
Известно нашлемное устройство [1] для отображения виртуальных объектов, содержащее моноскопический микродисплейный модуль и источник видеоинформации, выполненный в виде персонального компьютера, при этом выход моноскопического микродисплейного модуля оптически связан с обоими глазами наблюдателя.
Данное известное устройство не может быть использовано для наблюдение реальных объектов окружающей обстановки одновременно с наблюдением виртуальных объектов.
Известно нашлемное устройство [2] для отображения оперативной информации и окружающей обстановки в дневных и ночных условиях, содержащее сменный видеоинформационный модуль, моноскопический микродисплейный модуль и пропускающее-отражающее сферическое зеркало, при этом выход сменного вдеоинформационного модуля подключен к входу моноскопического микродисплейного модуля, выход которого через канал отражения сферического зеркала оптически связан с обоими глазами наблюдателя, которые через канал пропускания сферического зеркала оптически связаны с объектами окружающей обстановки.
В известном устройстве обеспечиваются условия наблюдения окружающей обстановки в дневных и ночных условиях за счет возможности смены видеоинформационного модуля дневного видения на видеоинформационный модуль ночного видения.
Недостатками известного устройства является невозможность оперативной смены режима наблюдения, отсутствие средств защиты от высокого уровня внешней засветки и отсутствие возможности точного определения дальности объектов в режиме ночного видения, поскольку модуль ночного наблюдения является моноскопическим.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является нашлемное устройство [3] для отображения оперативной информации и окружающей обстановки с защитой от высокой внешней засветки, содержащее моноскопический микродисплейный модуль и защитный светофильтр (оптический аттенюатор) с постоянным светопропусканием, выполненные с возможностью сдвига поперек оптической оси поля зрения наблюдателя, источник видеоинформации и блок управления, при этом вход моноскопического микродисплейного модуля подключен к выходу источника видеоинформации, вход которого подключен к выходу блока управления, выход моноскопического микродисплейного модуля оптически связан с одним из глаз наблюдателя.
В известном устройстве микродисплейный модуль и защитный светофильтр имеют два положения. В рабочем положении микродисплейный модуль находится в поле зрения одного из глаз наблюдателя, а защитный светофильтр - в поле зрения обоих глаз наблюдателя. Если внешняя засветка не является чрезмерно высокой, защитный светофильтр сдвинут в нерабочее положение (вне поля зрения). При отсутствии необходимости в видеоинформации микродисплейный модуль тоже вручную убран из поля зрения, чтобы не затруднять обзор наблюдения реальной окружающей обстановки для одного из глаз.
Недостатками известного устройства являются трудность оценки состава объектов внешней обстановки в сумерках либо в ночное время, поскольку вся оперативная видеоинформация об окружающей обстановке является двумерной (представлена на плоском экране моноскопического микродисплея, входящего в состав микродисплейного модуля), недостаточные (для оперативных действий пользователя при плохих условиях видимости) функциональные возможности - невозможность поддержания комфортного для зрения уровня света при быстроменяющемся уровне внешней освещенности (поскольку инерционное механическое перемещение защитного светофильтра не защитит от мгновенного временного ослепления зрительного аппарата наблюдателя внезапно возникшим источником света в окружающей обстановке). Кроме того, при рабочем расположении моноскопического микродисплейного модуля в угловом поле зрения одного из глаз происходит ограничение поля зрения этого глаза, и подобная асимметрия общего (для обоих глаз) поля зрения может вызвать дополнительный дискомфорт зрения при просмотре боковых областей окружающей обстановки, особенно в направлении расположения микродисплейного модуля.
Задачей изобретения является повышение информативности отображения объектов окружающей обстановки в широком угловом поле зрения и в широком динамическом диапазоне освещенности объектов с обеспечением быстродействующей защиты зрения от излишне высокого уровня освещенности объектов и от иной мешающей внешней засветки.
Сущность изобретения
Поставленная задача в устройстве, содержащем микродисплейный модуль, защитный светофильтр (оптический аттенюатор), блок управления, источник видеоинформации и источник оперативных данных решается тем, что микродисплейный модуль выполнен в виде бинокулярного дисплейного модуля, источник видеоинформации выполнен в виде по крайней мере одной бинокулярной видеокамеры и генератора стереометок, в устройство дополнительно введено полупрозрачное зеркало, первый вход которого оптически связан с выходом защитного светофильтра, выход бинокулярного микродисплейного модуля оптически связан с вторым входом полупрозрачного зеркала, выход которого оптически связан с глазами наблюдателя, а защитный светофильтр выполнен с электрически управляемым оптическим пропусканием, при этом оптический вход защитного светофильтра является оптическим входом устройства.
В частном варианте устройства бинокулярная видеокамера выполнена с инфракрасным (РЖ) или тепловизионным сенсором с возможностью изменения фокусного расстояния объективов и угла между входными оптическими осями бинокулярной ИК или тепловизионной видеокамеры.
Основным техническим результатом является осуществление трехмерной (стереоскопической) видеовизуализации окружающей остановки, следствием которой является повышение информативности видеонаблюдения окружающей обстановки и улучшение различимости виртуальных объектов из-за их разделения («выстраивания») по глубине наблюдаемого пространства.
Улучшение различимости объектов наблюдаемого стерео видеоизображения особенно существенно при плохих условиях видимости. При слабой освещенности сцены ее разные объекты легче отличаются друг от друга в трехмерной геометрии пространства сцены не только из-за их разной локализации по глубине, но также все объекты лучше выделяются на фоне шумов. При наличие шумов в просматриваемом видеоизображении (особенно сильных при слабой освещенности окружающей обстановки из-за ограниченной чувствительности сенсоров видеокамер) зрение лучше выделяет трехмерные объекты в трехмерном пространстве по сравнению с рассеянным шумом, поскольку такие объекты локализуются в определенных местах пространства (энергия света от каждого объекта концентрируется в месте его пространственного расположения), а энергия шумов равномерно распределяется (рассеивается) по всему пространству. При моноскопическом (двумерном) отображении шумы и объекты наблюдаются обоими глазами на одном и том же плоском экране, и энергия шума и изображения накладываются друг на друга в одном и том же двумерном пространстве, в результате различимость изображения гораздо ниже при моноскопическом (двумерном) отображении по сравнению с стереоскопическим (трехмерным).
Использование стереометок позволяет улучшить информативность отображения за счет инструментального увеличения точность определения расстояния до наблюдаемых реальных объектов при прямом наблюдении окружающей обстановки и до виртуальных объектов при стерео видеонаблюдении окружающей обстановки. Такое решение невозможно при моноскопическом изображении.
Улучшению информативности отображения способствует создание комфортных условий наблюдения (как окружающей обстановки напрямую, так и ее виртуального аналога с помощью бинокулярного микродисплейного модуля) за счет использования быстродействующего защитного светофильтра (оптического аттенюатора) с переменным оптическим пропусканием. Это способствует улучшению различимости как напрямую наблюдаемых внешних объектов, так и за счет комфортного для зрения восприятие оперативной информации с экрана микродисплейного модуля при отсутствии ослепления зрения даже в случае внезапного прямого попадания солнечного света или иной излишне высокой засветки на оптический вход устройства (оптический вход защитного светофильтра).
Повышению информативности способствует возможность оперативной смены спектрального диапазона видеонаблюдения за счет электрического переключения с бинокулярной видеокамеры одного типа на бинокулярную видеокамеру другого типа.
Дополнительный технический результат - устранение ассиметрии углового поля зрения вследствие отсутствия вблизи любого из глаз сужающих поле зрение элементов конструкции устройства, что дополнительно повышает информативность отображения окружающего пространства.
Перечень фигур чертежа
Фиг.1 - расположение компонентов устройства вдоль координаты Y,
Фиг.2 - расположение компонентов устройства вдоль координаты X,
Фиг.3 - геометрия видеосъема окружающий обстановки при скрещенных входных осях бинокулярной видеокамеры,
Фиг.4 - положение (относительно плоскости экрана) объектов виртуальной трехмерной сцены, воспроизводимой в сознании наблюдателя при наблюдении стереоизображения окружающей обстановки,
Фиг.5 - изменение масштаба объектов виртуальной трехмерной сцены при изменении фокусного расстояния объективов бинокулярной видеокамеры,
Фиг.6 - совпадение расположения стереометки и объекта,
Фиг.7 - геометрия определения расстояний с помощью стереометок.
Осуществление изобретения
real
Устройство (фиг.1) содержит бинокулярную видеокамеру 1, бинокулярный микродисплейный модуль, выполненный в виде микродисплея 2 и бинокулярного объектива 3, полупрозрачное зеркало 4, защитный светофильтр (оптический аттенюатор) 5 с электрически управляемым оптическим пропусканием, источник 6 оперативной информации, генератор 7 стереометок и блок 8 управления, при этом оптический вход защитного светофильтра 5 является входом устройства, оптически связанным с объектом O окружающей обстановки, а оптическим выходом устройства является выход полупрозрачного зеркала 4, оптически связанный с глазами Е наблюдателя.
1
2
1
2
1
2
В конкретном варианте выполнения устройства (фиг.2) бинокулярная видеокамера 1 выполнена в виде двух моноскопических видеокамер 1 и 1, подключенных к входу блока 8 управления, первый выход которого подключен к входам двух моноскопических микродисплеев 2 и 2 (образующих бинокулярный микродисплей 2), выходы которых оптически связаны соответственно с первым 3 и вторым 3 объективами (образующими бинокулярный объектив 3), выходы которых оптически связаны с первым входом полупрозрачного зеркала 4, второй вход которого связан с оптическим выходом защитного светофильтра 5, электрический вход которого подключен к второму выходу блока 8 управления.
1
2
1
2
В частном варианте выполнения устройства бинокулярная видеокамера 1 выполнена с инфракрасным либо тепловизионным сенсором и с возможностью изменения фокусного расстояния объективов 3 и величины угла а между входными оптическими осями А и А (фиг.3) двух моноскопических видеокамер 1 и 2.
Конкретными вариантами выполнения бинокулярного микродисплея 2 являются, например, жидкокристаллические (ЖК) микродисплеи просветного и отражательного типов на кремниевой подложке (LCOS - Liquid Crystal On Silicon) [4]. Предпочтительным вариантом его выполнения является микродисплей на органических светодиодах (organic light emitting diodes - OLED) [5], который работает в широком диапазоне температур и обеспечивает более высокие кадровые частоты (несколько сотен Герц и более) воспроизведения изображений по сравнению с LCOS-микродисплеями на нематических жидких кристаллах (НЖК), что особенно важно для отсутствия мерцаний наблюдаемого стереоизображения.
Конкретный пример выполнения полупрозрачного зеркала - полированная стеклянная подложка с напыленным на ее поверхность тонким слоем хрома или алюминия. Конкретный пример выполнения быстродействующего защитного светофильтра - электрически управляемый модулятор света на нематических или сегнетоэлектрических ЖК с быстродействием соответственно единицы миллисекунд и десятки микросекунд [4].
real
real
virt
real
L
R
Устройство работает следующим образом. Свет от объектов O окружающей обстановки (фиг.1, 2) поступает в глаза Е наблюдателя сквозь полупрозрачное зеркало 4 и одновременно воспринимается бинокулярной видеокамерой 1, выходной сигнал которой через блок управления 8 поступает на вход бинокулярного микродисплея 2, на экране которого воспроизводятся два ракурса (две разные двумерные проекции) объекта O окружающей обстановки. Световые потоки сформированных с помощью бинокулярного объектива 3 изображений первого (левого L) и второго (правого R) ракурсов после отражения от полупрозрачного зеркала 4 поступают соответственно в левый E и правый E глаза наблюдателя. В силу бинокулярных свойств зрения в сознании наблюдателя возникает стерео видеоизображение (трехмерный виртуальный образ O) объекта O окружающей обстановки. На фоне стерео видеоизображения окружающей обстановки с помощью микродисплея 2 и бинокулярного объектива 3 в это время отображается оперативная информация, поступающая от источника 6, например, информация о текущих настройках устройства, а также информация о расстоянии до стереометок в режиме работы устройства с включенными стереометками, создаваемыми с помощью генератора 7 в наблюдаемом пространстве, в котором совмещены пространство стерео видеоизображения и пространство реальной окружающей обстановки, напрямую наблюдаемое сквозь полупрозрачное зеркало 4. Стереометки могут быть включены и в отсутствие стерео видеоизображения, в этом случае зрением визуально отмечается совпадение стереометок с напрямую наблюдаемыми (реальными) объектами окружающей обстановки с оперативным отображением расстояния до генерируемых стереометок. Генератор 7 стереометок через блок 8 управления подает видеосигналы стереометок на бинокулярный микродисплей 2, и стереометки видны наблюдателю через полупрозрачное зеркало 4 на фоне окружающей обстановки.
В нормальных условиях видимости окружающей обстановки стереометки позволяют напрямую определять расстояния до реальных объектов в пространстве. При недостатке света (в сумерках) или даже при полной темноте в окружающей обстановке последняя воспринимается в невидимых для глаза участках спектра излучения с помощью инфракрасной или тепловизионной бинокулярной видеокамеры, выходной сигнал которой поступает на вход бинокулярного микродисплея 2, который воспроизводит видимое для глаз Е стерео видеоизображение, по которому ориентируется наблюдатель при его перемещении в реальной окружающей обстановке. В этом случае стереометки позволяют определять точные расстояния до объектов посредством совмещения стереометок с виртуальными объектами в трехмерном пространстве стерео видеоизображения.
display
display
camera
camera
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
Предпочтительно ортостереоскопическое видеоотображение [6] сцен реального мира, которое сохраняет неискаженными ее перспективу и рельеф за счет сохранения в наблюдаемой виртуальной сцене тех угловых соотношений, которые характерны для наблюдаемых напрямую объектов окружающей реальной сцены. Условие соответствия углов в виртуальной и реальной сценах обеспечивается соответствующим выбором первоначальных параметров тракта изображения (размера S экрана каждого из моноскопических микродисплев 2 и 2, фокусного расстояния ƒ объективов 3 и 3, длины l оптического пути между экраном и глазами Е наблюдателя), и параметров тракта видеосъема: угла α между входными оптическими осями А и А моноскопических видеокамер 1 и 1, фокусного расстояния ƒ их объективов и размера s изображения на сенсоре каждой из моноскопических видеокамер 1 и 1.
Плохие условия видимости окружающей сцены имеют место также при излишне высоком уровне света от окружающей обстановки (при ярком солнечном свете). В этом случае защитный светофильтр 5 автоматически, за счет изменения величины своего оптического пропускания, поддерживает приблизительно на одном и том же комфортном для зрения уровне световой поток от внешней обстановки, достигающий глаз Е. Датчик внешней освещенности встроен, например, непосредственно в защитный светофильтр 5. Это также создает комфортные условия восприятия оперативной информации с экрана бинокулярного микродисплея 2.
1
2
1
2
1
2
camera
virt
camera
<mrow><msubsup><mi>O</mi><mn>1</mn><mrow><mi>r</mi><mi>e</mi><mi>a</mi><mi>l</mi></mrow></msubsup></mrow>
<mrow><msubsup><mi>O</mi><mn>1</mn><mrow><mi>v</mi><mi>i</mi><mi>r</mi><mi>t</mi></mrow></msubsup></mrow>
<mrow><msubsup><mi>O</mi><mn>2</mn><mrow><mi>v</mi><mi>i</mi><mi>r</mi><mi>t</mi></mrow></msubsup></mrow>
<mrow><msubsup><mi>O</mi><mn>2</mn><mrow><mi>r</mi><mi>e</mi><mi>a</mi><mi>l</mi></mrow></msubsup></mrow>
<mrow><msubsup><mi>O</mi><mn>1</mn><mrow><mi>v</mi><mi>i</mi><mi>r</mi><mi>t</mi></mrow></msubsup></mrow>
<mrow><msubsup><mi>O</mi><mn>2</mn><mrow><mi>r</mi><mi>e</mi><mi>a</mi><mi>l</mi></mrow></msubsup></mrow>
<mrow><msubsup><mi>f</mi><mrow><mi>b</mi><mi>i</mi><mi>g</mi></mrow><mrow><mi>c</mi><mi>a</mi><mi>m</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>a</mi></mrow></msubsup></mrow>
<mrow><msubsup><mi>O</mi><mn>1</mn><mrow><mi>v</mi><mi>i</mi><mi>r</mi><mi>t</mi></mrow></msubsup></mrow>
<mrow><msubsup><mi>O</mi><mn>2</mn><mrow><mi>v</mi><mi>i</mi><mi>r</mi><mi>t</mi></mrow></msubsup></mrow>
<mrow><msubsup><mi>f</mi><mrow><mi>s</mi><mi>m</mi><mi>a</mi><mi>l</mi><mi>l</mi></mrow><mrow><mi>c</mi><mi>a</mi><mi>m</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>a</mi></mrow></msubsup></mrow>
В частном варианте выполнения устройства с перестраиваемой величиной угла α между входными оптическими осями А и А моноскопических видеокамер (фиг.3) и с перестраиваемым фокусным расстоянием ƒ их объективов обеспечивается возможность оперативной подстройки положения отображаемых (виртуальных) объектов O по глубине Z сцены окружающей обстановки, а также оперативное изменение масштаба видеоизображения. В частности, если оптические оси А и А пересекаются на одном объекте
окружающей обстановки (фиг.4), наблюдатель видит виртуальный образ
этого объекта, расположенный в плоскости Р виртуального экрана, образованного визуальным взаимным совмещением в поле зрения (посредством бинокулярного зрения) плоскостей экранов обоих моноскопических микродисплеев 2и 2. В то время как образ
более удаленного объекта
располагается за плоскостью Р виртуального экрана. При изменении фокусного расстояния ƒ объективов размеры образов
и
будут меняться без изменения (в первом приближении) пространственного расположения их центров относительно плоскости Р виртуального экрана (фиг.4), При большом фокусном расстоянии
изображения объектов
и
меньше по кажущемуся размеру по сравнению с изображением этих объектов при малом фокусном расстоянии
. Соответственно в первом случае угловое поле обзора в стерео видеоизображении больше по сравнение со вторым случаем.
Совместное использование прямого наблюдения окружающей обстановки в видимом диапазоне спектра и наблюдения той же обстановки в иных областях спектра излучения (на который настроены сенсоры бинокулярной видеокамеры 1) позволяет не только наблюдать внешний вид объектов, но и идентифицировать класс объектов по наличию или отсутствию излучения от них в невидимых глазу областях спектра.
L
R
1
2
L
R
1
2
top
L
R
1
1
2
1
2
<mrow><msubsup><mi>M</mi><mn>1</mn><mi>L</mi></msubsup></mrow>
<mrow><msubsup><mi>M</mi><mn>2</mn><mi>L</mi></msubsup></mrow>
<mrow><msubsup><mi>M</mi><mn>1</mn><mi>L</mi></msubsup></mrow>
<mrow><msubsup><mi>M</mi><mn>1</mn><mi>R</mi></msubsup></mrow>
<mrow><msubsup><mi>M</mi><mn>1</mn><mi>L</mi></msubsup></mrow>
<mrow><msubsup><mi>M</mi><mn>1</mn><mi>R</mi></msubsup></mrow>
display
display
camera
camera
Точное определение расстояний (дистанций) до объектов виртуальной сцены (в стереовидеоизображении) или до наблюдаемых напрямую (сквозь полупрозрачное зеркало 4) реальных объектов окружающей обстановки осуществляется за счет фиксации зрением пространственного совпадения координаты Z стереометки М (имеющих например, вид креста или точки) с наблюдаемым объектом О (фиг.6). Например, стереометка М, в виде точки (фиг 7) формируется как единый точечный объект в сознании наблюдателя при раздельном наблюдении левым E и правым E глазами соответственно левого
и правого
ракурсов-точек на экранах первого и второго микродисплеев 2 и 2. Проекции их экранов, воспринимаемых соответственно левым и правым глазами E и E соответственно через объективы 3 и 3, пространственно совмещены на прямой P (являющейся проекцией сверху виртуального экрана Р). Генератор 7 создает видеосигналы двух точек
и
, разнесенных горизонтально (параллельно прямой, соединяющей центры зрачков глаз наблюдателя) на величину параллакса р. Точки
и
при их наблюдении порознь соответственно глазами E и E преобразуются бинокулярным зрением в сознании наблюдателя в единое стереоизображение точечной стереометки М, находящейся в глубине наблюдаемого пространства за экраном на дистанции D. Электронное управление величиной параллакса р ведет к управлению положением по глубине Z (изменению дистанции D) наблюдаемой стереометки М. Если при заданной величине параллакса р стереометка М занимает позицию М характеризующуюся дистанцией D, то при уменьшении величины параллакса р стереометка М перемещается в положение М ближе к сформированному в сознании наблюдателя виртуальному экрану Р, служащим окном наблюдения трехмерного (стереоскопического) пространства окружающей обстановки через видеокамеры 1 и 1. Если известна величина параллакса b, то при заданном среднем расстоянии b между центрами двух глаз (около 65 мм) и известных параметрах (ƒ, s l, α, ƒ, s) тракта видеоизображения, то устройством будет вычислена величина дистанции D, которая отображается в составе оперативной информации на экране микродисплея 2. Тем самым наблюдатель по визуально фиксируемому (его бинокулярным зрением) совпадению стереометки М с определенным объектом в наблюдаемом окружающем пространстве точно определяет дистанцию D до этого объекта. Перемещение стереометок в пространстве может осуществляться автоматически или вручную введением соответствующей информации в генератор 7 стереометок.
display
display
camera
camera
Для получения достоверной точности определения расстояний с помощью стереометок М производится предварительная практическая калибровка устройства после теоретического расчета его параметров. Калибровка состоит в генерации стереометок М, расположенных на разных дистанциях D за счет изменения величины параллакса р, в процессе наблюдения пространства с известной шкалой глубины (например, с расположенными вдоль координаты Z реперными объектами с известной дистанцией между ними). При этом осуществляется фиксация зрением совпадения перемещаемой стереометки М последовательно с каждым из реперных объектов и электронная запись соответствующего значения параллакса р в память генератора 7 стереометок. Такая процедура калибровки проводится как при наблюдении реальных объектов окружающей обстановки, так и при наблюдении виртуальных объектов видеоизображения при переборе всех значимых величин параметров ƒ, s l, α, ƒ, s. В процессе работы устройства при оперативном выборе определенных сочетаний значений данных параметров генерация стереометок М происходит с обращением к базе данных калибровки устройства для получения скорректированных величин параллакса р, обеспечивающих генерацию стереометок М на достоверных дистанциях D для каждого сочетания настроек параметров устройства.
При использовании микродисплея 2 с размерами диагонали экрана, не превосходящими 1 см, и бинокулярного объектива 3 с соответствующими фокусными расстояниями, оператор на практике наблюдает виртуальное трехмерное изображение окружающей обстановки в виртуальном окне (за плоскостью Р) с эквивалентным размером диагонали 1,5-2 м, расположенном на расстоянии 2-3 м от оператора. В результате наблюдатель работает в среде «усиленной» или «дополненной» реальности («augmented» reality) в виде взаимного наложения трехмерного видеоизображения окружающей обстановки, получаемого в различных спектральных диапазонах, с трехмерным изображением окружающей обстановки, напрямую воспринимаемой наблюдателем в видимом диапазоне спектра.
Смена рабочего диапазона спектра для видеоизображения осуществляется, в частности, электрическим переключением с выхода бинокулярной видеокамеры одного вида на выход бинокулярной видеокамеры другого вида с иным диапазоном спектральной чувствительности сенсора. При этом в поле зрения отображается оперативная информация об окружающей обстановке и о текущих настройках (режиме работы) устройства. Этим обеспечиваются адекватные условия наблюдения окружающей обстановки как при нормальных, так и при плохих условиях видимости, включая чрезвычайные ситуации (при полной темноте, при резком возрастании освещенности реальной обстановки, при внезапной внешней засветки на оптическом входе устройства).
При сильной удаленности реальных объектов в хороших условиях видимости включение бинокулярной видеокамеры 1 с сенсорами, настроенными на видимый спектральный диапазон, и электронная перестройка ее объективов в длиннофокусный режим (режим телеобъектива) позволяет рассмотреть удаленные объекты более детально, не прерывая режим прямого просмотра окружающей обстановки через полупрозрачное зеркало 4.
Промышленная применимость
Устройство применимо для решения различных задач в условиях плохой видимости как в наземных условиях (спасатели, спелеологи, спецназ), так и пилотами летательных аппаратов (вертолетов).
Литература
1. Basett B.R., Lake J.C., Caliboso Е.А. Head-mounted visual display apparatus. - Патент США №5767820, опублик. 16.06.1998.
2. Potin L. Helmet with night vision system and optic capable of being substituted for day vision. - Патент США №6342872, опублик. 29.01.2002.
3. Казамаров А.А., Луканцев В.Н. Нашлемная система целеуказания, прицеливания и индикации. - Патент РФ №2321813, заявл. 28.03.2007, опублик. 10.04.2008 (прототип).
4. Yang D.-K., Wu Sh.-T. Fundamentals of liquid crystal devices. - West Sussex (England), Wiley & Sons, 2006.
5. Advances on organic-light-emitting-diode (OLED) displays. - Special Section in Journal of the SID (Society for Information Displays), 2011, т.19, №4, с.313-367.
6. Валюс H.A. Оптические принципы воспроизведения пространственных изображений: - В кн. Стереоскопия, Москва, изд. АН СССР, 1962.