FR2517916A1

FR2517916A1 - Stereoscopic head-up display for pilot's helmet - uses FLIR and TV cameras with IR filters providing reconstructed CRT image via processor for infinite focus viewing through fibre=optics

Info

Publication number: FR2517916A1
Application number: FR8122746A
Authority: FR
Inventors: Jean-Claude Reymond
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1981-12-04
Filing date: 1981-12-04
Publication date: 1983-06-10
Also published as: FR2517916B1

Abstract

Two cameras (1, 2) mounted on a common support (3) are aligned along parallel optical axes (X1, X2) whose separation (D) is adjustable by other is a TV camera operating in the near infrared region. The band spectrum of each camera (1, 2) is determined by a set of filters (5, 6). Pref. the cameras (1, 2) operate in a sweep scanning mode and provide respective outputs (SV1, SV2) to a processor (7). The processor (7) in perform a histogram analysis, contrast dilation or a contour emphasis and outputs to circuit (21) to provide each camera signal (SV1, SV2) onto different parts of a single c.r.t. display (20). The images are transmitted along fibres (22, 23) which terminate at each eye of the helment wearer. Observation is through ocular optical elements (24, 25) placed at the inter-pupil distance. The respective images are collimated and and are viewed by reflection on a semi-reflecting screen at infinite focus.

Description

APPAREIL DE VISUALISATION STEREOSCOPIQUE,
UTILISABLE POUR UN VISEUR DE CASQUE.STEREOSCOPIC VISUALIZATION APPARATUS,
USEFUL FOR A HELMET SIGHT.

La présente invention concerne un appareil de visualisation stéréoscopique utilisabie, en particulier, pour réaliser un viseur de casque. The present invention relates to a stereoscopic display apparatus which can be used, in particular, for producing a helmet viewfinder.

La reconstitution du relief à partir d'images planes peut etre obtenue de plusieurs manieres selon les techniques photographiques utilisées. On connaît notamment la stéréophotographie vieille de plus d'un siècle, la cartographie par photographie aérienne qui utilise une restitution de tracé des lignes de niveau, et la photogrammétrie qui est une technique généralisant les techniques cartographiques et introduisant des traitements mathématiques le plus souvent complexes. The reconstruction of the relief from flat images can be obtained in several ways depending on the photographic techniques used. We know in particular the stereophotography which is more than a century old, cartography by aerial photography which uses a restitution of tracing of the contour lines, and photogrammetry which is a technique generalizing the cartographic techniques and introducing mathematical treatments most often complex.

La vision du relief nous est naturellement possible grâce aux informations. perçues simultanément par les deux yeux. Chaque oeil perçoit de la scène qu'il a devant lui des images qui différent par le point d'observation. La notion de relief résulte de la différence de perspective des images et également de la conjonction des informations de convergence occulaire et d'accommodation. Du point de vue pratique, l'observation de couples d'images stéréoscopiques dont les effets peuvent être particulièrement saisissants, montrent que la différence de perspective suffit largement à la perception du relief. En particulier, deux prises de vue d'une scene effectuées à axes optiques parallèles conviennent parraitement à reconstituer le relief pour tous les points de l'image présentée.En outre, le relief peut être perçu à partir de deux images d'une même scène prisent de deux points de vue distincts, mais dans des conditions assez éloignées des conditions normales de vision ; la longueur de base entre les optiques peut être ainsi choisie bien supérieure à la distance interpupillaire. Cette disposition est connue et utilisée dans des systèmes binoculaires d'artillerie, la longueur de base pouvant être notamment ajustée supérieure à un mètre.Il en résulte une sensation de perception du relief à une distance beaucoup plus grande que dans la rélalité.A noter que l'on peut aussi réaliser deux images de nature différente, par exemple, une image monochrome en noir et blanc et la même image polychrome, le cerveau restituera le relief et la couleur pour l'ensemble de la scène, la référence étant la même. The vision of the relief is naturally possible for us thanks to the information. perceived simultaneously by both eyes. Each eye perceives from the scene it has before it images which differ from the point of observation. The notion of relief results from the difference in perspective of the images and also from the conjunction of information on ocular convergence and accommodation. From a practical point of view, the observation of pairs of stereoscopic images whose effects can be particularly striking, show that the difference in perspective is largely sufficient for the perception of the relief. In particular, two shots of a scene taken with parallel optical axes are suitable for reconstructing the relief for all the points of the image presented. In addition, the relief can be perceived from two images of the same scene take from two distinct points of view, but in conditions quite distant from normal conditions of vision; the base length between the optics can thus be chosen to be much greater than the interpupillary distance. This arrangement is known and used in binocular artillery systems, the base length being able to be adjusted in particular greater than one meter, which results in a feeling of perception of the relief at a much greater distance than in reality. you can also take two images of a different nature, for example, a monochrome black and white image and the same polychrome image, the brain will restore the relief and the color for the whole scene, the reference being the same.

La perception du relief peut constituer une aide importante à la conduite de certains véhicules dans des conditions particulières, par exemple pour des pilotes d'aéronefs afin d'assurer une navigation de nuit et la reconnaissance de formes. The perception of the relief can constitute an important aid to the driving of certain vehicles in particular conditions, for example for pilots of aircraft in order to ensure navigation at night and the recognition of forms.

Un objet de l'invention est la réalisation d'un appareil d'observation stéréoscopique qui utilise deux capteurs cptoelectriques d'image vidéo, tels des caméras, dont les axes sont parallèles et dont les images vidéo, éventuellement traitées, sont ensuite visualisées en utilisant un ou deux tubes cathodiques. An object of the invention is the production of a stereoscopic observation device which uses two cptoelectric video image sensors, such as cameras, whose axes are parallel and whose video images, possibly processed, are then displayed using one or two cathode ray tubes.

Les capteurs optoelectraques sont choisis différents, par exemple, une caméra noir et blanc et une caméra couleur, ou encore une caméra de télévision monochrome ou polychrome et une camera infrarouge dénommée FLIR (de Pappelation anglo-saxonne Forward
Looping Infra-Red), comme on le verra dans ce qui suit.The optoelectric sensors are chosen different, for example, a black and white camera and a color camera, or even a monochrome or polychrome television camera and an infrared camera called FLIR (from the Anglo-Saxon Forward designation).
Looping Infra-Red), as will be seen below.

Suivant un autre objet de l'invention on réalise un appareil d'observation stéréoscopique pour un viseur de casque, en combinant les images vidéo détectées par les deux capteurs pour les faire apparaître simultanément sur un tube cathodique de visualisation, chaque image occupant la moitié de l'écran et pour ensuite transporter ces deux images par une liaison a fibres optiques sur le casque au niveau des yeux de l'observateur. According to another object of the invention, a stereoscopic observation device is produced for a helmet viewfinder, by combining the video images detected by the two sensors to make them appear simultaneously on a cathode-ray display tube, each image occupying half of the screen and then transport these two images by a fiber optic link on the helmet at eye level.

I1 est connu par le brevet américain US 3.833.300 de réaliser un viseur de casque utilisant un faisceau de fibres optiques entre un tube cathodique miniature et la zone focale d'une visiere parabo lique. Le montage peut comporter deux faisceaux de manière à produire une vision binoculaire. Chaque faisceau de fibres optiques est relié à un tube cathodique pour projeter des symboles lumineux dans le viseur en face de chaque oeil et simuler par une série de points lumineux et en stéréoscopie, la trajectoire d'un projectile. It is known from US Pat. No. 3,833,300 to make a helmet viewfinder using a bundle of optical fibers between a miniature cathode ray tube and the focal area of a parabolic visor. The assembly can comprise two beams so as to produce a binocular vision. Each bundle of optical fibers is connected to a cathode ray tube to project light symbols in the viewfinder in front of each eye and simulate by a series of light points and in stereoscopy, the trajectory of a projectile.

Les particularités et avantages de la présente invention apparaîtront dans description qui suit, donnée à titre d'exemple non limitatif à l'aide des figures annexées qui représentent:
Fig. 1, un diagramme général d'un appareil de visualisation stéréoscopique conforme à la présente invention et dans lequel les dispositifs de visualisation stéréoscopique sont constitués au moyen d'un couple d'indicateurs cathodiques miniatures;
Fig. 2, une représentation d'un appareil de visualisation stéréoscopique conforme à l'invention utilisé pour constituer un viseur de casque;;
Fig. 3, une vue relative à la visualisation sur le tube cathodique intermédiaire dans le cas d'une réalisation selon la Fig. 2
Fig. 4, un schéma partiel d'une variante de réalisation de l'appareil selon la Fig. 2
Fig. 5, un exemple de réalisation du circuit de commutation vidéo dans une réalisation selon la Fig. 3 ou 4;
6 un schéma relatif à une réalisation particulière du tube cathodique intermédiaire dans l'appareil selon la Fig.2 en utilisant comme écran du tube une face d'extrémité d'un faisceau de fibres optiques ordonnées;
Fig. 7, une variante de réalisation avec un couplage optique entre le tube cathodique internnédiaire et le faisceau de fibres optiques ordonnées; e et
Fig. 8, un détail de réalisation relatif a une exécution selon la
Fig.7.The features and advantages of the present invention will appear in the following description, given by way of nonlimiting example with the aid of the appended figures which represent:
Fig. 1, a general diagram of a stereoscopic display apparatus according to the present invention and in which the stereoscopic display devices are constituted by means of a pair of miniature cathode indicators;
Fig. 2, a representation of a stereoscopic display device according to the invention used to constitute a helmet viewfinder;
Fig. 3, a view relating to the display on the intermediate cathode ray tube in the case of an embodiment according to FIG. 2
Fig. 4, a partial diagram of an alternative embodiment of the apparatus according to FIG. 2
Fig. 5, an exemplary embodiment of the video switching circuit in an embodiment according to FIG. 3 or 4;
6 a diagram relating to a particular embodiment of the intermediate cathode ray tube in the apparatus according to FIG. 2 using as screen of the tube an end face of a bundle of ordered optical fibers;
Fig. 7, an alternative embodiment with an optical coupling between the intermediate cathode ray tube and the bundle of ordered optical fibers; e and
Fig. 8, an implementation detail relating to an execution according to the
Fig. 7.

En se reportant à la Fig.l l'appareil comporte trois parties distinctes. Tout d'abord la partie imagerie constituée principalement de deux caméras 1 et 2 disposées sur un support commun 3. Referring to Fig. 1 the device has three separate parts. First of all, the imaging part mainly consisting of two cameras 1 and 2 arranged on a common support 3.

Les axes optiques Xl et X2 des caméras sont réglés sensiblement parallèles. On peut aussi pour des applications concernant l'observation d'objets à distance bien déterminée s'assurer d'une certaine convergence de ces axes pour la distance d'observation.The optical axes Xl and X2 of the cameras are adjusted substantially parallel. It is also possible for applications relating to the observation of objects at a well-determined distance to ensure a certain convergence of these axes for the observation distance.

L'entre-axe D des caméras peut être rendu ajustable par un dispositif de commande 4 qui va déplacer une caméra par rapport à l'autre selon une direction Y perpendiculaire à celle des axes optiques X1 et X2. Les caméras 1 et 2 peuvent être identiques pour percevoir le relief seul. En utilisant des caméras différentes, le cerveau de l'observateur contribue à interpréter les images fusionnées ; cette solution permet en outre d'identifier des objets et des détails qui pourraient être détectés dans une version à deux caméras identiques. Selon donc une réalisation préférentielle, les caméras sont différentes, par exemple, la caméra 1 peut être une caméra infra-rouge dite FLIR et la caméra 2 peut être une caméra de télévision fonctionnant dans le spectre visible et proche infra-rouge. The center distance D of the cameras can be made adjustable by a control device 4 which will move one camera relative to the other in a direction Y perpendicular to that of the optical axes X1 and X2. Cameras 1 and 2 can be identical to perceive the relief alone. By using different cameras, the observer's brain helps to interpret the merged images; this solution also makes it possible to identify objects and details that could be detected in a version with two identical cameras. According to a preferred embodiment, the cameras are different, for example, the camera 1 can be an infrared camera called FLIR and the camera 2 can be a television camera operating in the visible and near infrared spectrum.

Les bandes spectrales optiques des deux caméras sont limitées par deux jeux de filtres symbolisés en 5 et 6. Les champs angulaires des deux cameras délimités par les directions représentées sont les plus identiques possible. Les caméras 1 et 2 fonctionnent, de préférence, en synchronisme de balayage et fournissent les signaux électriques vidéo d'image 3V1 et SV2 respectivement Les moyens de commande en synchronisme peuvent être un circuit de base de temps extérieur aux caméras ou, comme représenté, l'une des caméras peut comporter une sortie synchro SC utilisée pour commander l'autre caméra.The optical spectral bands of the two cameras are limited by two sets of filters symbolized at 5 and 6. The angular fields of the two cameras delimited by the directions shown are as identical as possible. The cameras 1 and 2 preferably operate in scanning synchronism and supply the video video electrical signals 3V1 and SV2 respectively. The synchronization control means can be a time base circuit external to the cameras or, as shown, the one of the cameras can have a sync output SC used to control the other camera.

Les signaux de synchronisation peuvent encore entre extraits du signal vidéo composite de sortie SVî (ou SVê) dans un circuit 7 de traitement (liaison SC en pointillé).The synchronization signals can also be extracted from the composite video output signal SVî (or SVê) in a processing circuit 7 (link SC in dotted lines).

L'association des capteurs dtirnage précitée n'est pas limitative; d'autres combinaisons sont possibles telles que, par exemple, deux capteurs de télévision visible ou proche infrarouge fonctionnant avec ou sans filtre de bande, ou encore deux capteurs fonctionnant dans une même bande ou dans deux bandes infrarouge distinctes
Les circuit 7 et 8 sont des circuits intermédiaires dans lesquels on peut effectuer un traitement de signal éventuel. Ce traitement peut constituer en une étude d'histogramme, une dilatation du contraste, une accentuation des contours, une extraction des contours par binarisation d'image, etc...The association of the above-mentioned pulling sensors is not limiting; other combinations are possible such as, for example, two visible or near infrared television sensors operating with or without a band filter, or two sensors operating in the same band or in two separate infrared bands
The circuits 7 and 8 are intermediate circuits in which a possible signal processing can be carried out. This treatment can constitute a histogram study, a dilation of the contrast, an accentuation of the contours, an extraction of the contours by image binarization, etc ...

La partie restante 9 représente les moyens de visualisation stéréoscopique des signaux vidéo d'image SVl et SV2 éventuellement traités. Dans l'exemple représenté, ce dispositif 9 d'affichage - d'image est constitué au moyen de minimoniteurs Il et 12, chacun d'eux étant associé à une formule optique, respectivement 13 et 14. The remaining part 9 represents the stereoscopic display means of the video image signals SV1 and SV2 possibly processed. In the example shown, this image display device 9 is constituted by means of minimoniters 11 and 12, each of them being associated with an optical formula, respectively 13 and 14.

Les éléments 1 1 et 12 peuvent être réalisés avec deux tubes cathodiques miniatures de faible dimension, par exemple de 1,5 pouce de diagonale écran, permettant la restitution des images vues par chacun des capteurs 1 et 2. Les deux combinaisons optiques 13 et 14 sont des oculaires servant à former les images finales à l'infini (collimation), ou à une distance finie (semi-collimation, pour des questions de confort d'observation, d'ergonomie).The elements 1 1 and 12 can be produced with two miniature cathode-ray tubes of small dimension, for example 1.5 inch diagonal screen, allowing the reproduction of the images seen by each of the sensors 1 and 2. The two optical combinations 13 and 14 are eyepieces used to form the final images at infinity (collimation), or at a finite distance (semi-collimation, for questions of observation comfort, ergonomics).

Le dispositif dl'imagerle 1 à 8 peut être situé à distance des moyens de visualisation stéréoscopique 9. Une autre conception consiste à regrouper la partie électronique et effectuer les liaisons à distance par voie optique S suivant cette solution, chaque image visualisée est transmise par un faisceau de fibres ordonnées a' l'oculaire correspondantS c'est-à-dire un premier faisceau entre le tube Il et l'oculaire 13 et un deuxième faisceau entre le tube 12 et loculaire 14.Ainsi, les moyens de visualisation à proximité de l'observateur forment un montage plus léger et présentant une grande souplesse d'exploitation, notamment pour une utilisation comme viseur sur un casque de pilote. Une telle solution est décrite à l'aide de la Fig. 2 dans une version préférée selon laquelle les tubes cathodiques j 1-12 sont réduits à un seul tube, conférant à !!'appareil un coût réduit. The imagerle device 1 to 8 can be located at a distance from the stereoscopic display means 9. Another design consists in grouping the electronic part and carrying out the remote connections by optical channel S according to this solution, each displayed image is transmitted by a bundle of fibers arranged at the corresponding eyepiece, that is to say a first bundle between the tube II and the eyepiece 13 and a second bundle between the tube 12 and the eyepiece 14. Thus, the display means near the observer form a lighter assembly and having great flexibility of operation, in particular for use as a viewfinder on a pilot's helmet. Such a solution is described with the aid of FIG. 2 in a preferred version according to which the cathode ray tubes j 1-12 are reduced to a single tube, giving the apparatus a reduced cost.

Les signaux vidéo d'image SVl et 5V2 récupérés en sortie des circuits 1-2, ou 7-8 selon le traitement prévu, sont donc appliqués à un unique tube cathodique 20 à travers un circuit électronique 21 de manière à visualiser l'image correspondant au signal SV1 sur une partie de ce tube cathodique, et sur la partie restante l'image correspondant au signal SV2. La visualisation sur l'écran du tube 20 est effectuée, de préférence, comme représenté sur la Fig. 3, les deux images référencées A et 13 occupant respectivement la moitié de l'écran, l'une en haut et l'autre en bas parallèlement au sens du balayage ligne.Cette disposition est plus aisée à obtenir que celle qui serait composée dune image a droite et l'autre à gauche de l'écran, car la réalisation d'un circuit de commutation vidéo en 21 s'en trouve simplifiée.Les images A et B tracées en des aires distinctes de l'écran du tube 20 sont ensuite transmises optiquement au moyen de deux faisceaux de fibres ordonnées, le faisceau 22 et le faisceau 23.Les extrémités de ces faisceaux, coté tube, sont accolées et correspondent respectivement aux aires A et ss des images respectives ; les autres extrémités des faisceaux sont destinées à transmettre les images vers chaque oeil de l'observateur ce qui s'effectue à travers une optique de sortie, 24 et 25 respectivement. Dans le montage, l'ensemble 20 à 25 représente les moyens de visualisation groupant le tube cathodique intermédiaire 20 avec ses circuits associés 21, la liaison à fibres ordonnées 22-23 et les optiques terminales 24-25.L'observation s'effectue à travers les optiques oculaires 24 et25 placées à une distance correspondant à la distance interpupillaire, de façon similaire au montage des optiques oculaires 13 et 14 de la Fig. I
Pour l'utilisation envisagée sur un viseur de casque les images
A et B sont collimatées et le pilote voit ces images par réflexion sur une glace traitée semi-réfléchissante (ou, comme représenté, en utilisant la visière du caxque traitée en ce sens), ainsi que le paysage extérieur par transparence à travers cette glace. Les images A et B sont transmises respectivement, l'une à l'oeil droit et l'autre à l'oeil gauche du pilote, lequel perçoit pour chaque oeil la même vision du paysage extérieur.Dans le cadre d'une telle utilisation, comme représenté sur la ig. 2, les extrémités des conducteurs 22-23 et les optiques 24 25 sont solidaires du casque par un dispositif support 2627. Les optiques 24-25 assurent l'effet de collimation des images (projection à l'infini), les extrémités des faisceaux 22-23 se trouvant dans le plan focal correspondant de ces optiques. Ainsi le rayonnement sortant de chaque optique, sous forme de rayons parallèles, est réfléchi par la visière de casque 29 respectivement vers chaque oeil de l'observateur, la visière 29 est traitée semi-réfléchissante pour permettre également la visualisation du paysage extérieur.The video image signals SV1 and 5V2 recovered at the output of circuits 1-2, or 7-8 depending on the treatment provided, are therefore applied to a single cathode-ray tube 20 through an electronic circuit 21 so as to display the corresponding image to the signal SV1 on a part of this cathode-ray tube, and on the remaining part the image corresponding to the signal SV2. The display on the screen of the tube 20 is preferably carried out as shown in FIG. 3, the two images referenced A and 13 occupying respectively half of the screen, one at the top and the other at the bottom parallel to the direction of the line scan. This arrangement is easier to obtain than that which would be composed of an image on the right and the other on the left of the screen, because the realization of a video switching circuit at 21 is thereby simplified. The images A and B traced in distinct areas of the screen of the tube 20 are then optically transmitted by means of two bundles of ordered fibers, the bundle 22 and the bundle 23. The ends of these bundles, tube side, are placed side by side and correspond respectively to the areas A and ss of the respective images; the other ends of the beams are intended to transmit the images to each eye of the observer, which takes place through an output optic, 24 and 25 respectively. In the assembly, the assembly 20 to 25 represents the display means grouping the intermediate cathode ray tube 20 with its associated circuits 21, the ordered fiber connection 22-23 and the terminal optics 24-25. through the ocular optics 24 and 25 placed at a distance corresponding to the interpupillary distance, similarly to the assembly of the ocular optics 13 and 14 of FIG. I
For the intended use on a helmet viewfinder the images
A and B are collimated and the pilot sees these images by reflection on a semi-reflecting treated glass (or, as shown, using the visor of the caxque treated in this sense), as well as the outside landscape by transparency through this glass. The images A and B are transmitted respectively, one to the right eye and the other to the left eye of the pilot, who perceives for each eye the same vision of the external landscape. as shown in ig. 2, the ends of the conductors 22-23 and the optics 24 25 are secured to the helmet by a support device 2627. The optics 24-25 ensure the collimation effect of the images (projection at infinity), the ends of the beams 22 -23 located in the corresponding focal plane of these optics. Thus the radiation exiting from each optic, in the form of parallel rays, is reflected by the helmet visor 29 respectively towards each eye of the observer, the visor 29 is treated semi-reflecting to also allow the visualization of the external landscape.

La vision simultanée du paysage extérieur peut éventuellement n'être exercée que pour un oeil et la visière ou glace sera alors traitée réfléchissante pour le rayonnement à renvoyer vers l'autre oeil. Une représentation correspondante est donnée sur la Fig. 4 avec une glace réfléchissante 29R pour réfléchir l'image A par exemple vers l'oeil droit OD de l'observateur et une glace semiréfléchissante 29SR pour réfléchir l'image B vers l'oeil gauche OG. The simultaneous vision of the exterior landscape may possibly only be exercised for one eye and the visor or lens will then be treated as reflective for the radiation to be returned to the other eye. A corresponding representation is given in FIG. 4 with a reflecting glass 29R for reflecting the image A for example towards the right eye OD of the observer and a semi-reflecting glass 29SR for reflecting the image B towards the left eye OG.

Si la visière assure les fonctions des deux glaces, les zones correspondantes en face de chaque oeil sont traitées, l'une réfléchissante et l'autre serni-réfléchlissante. Cette variante est intéressante, notamment pour permettre en sus d'une vision stéréoscopique, celle de symboles graphiques ou alphanumériques en superposition avec le paysage. Ces symboles correspondent généralement à des données de navigation et sont élaborés par un générateur approprié 30. La vidéo synthétique VS délivrée par ce circuit est mélangée à l'une des voies, SV2 par exemple, soit en incrustation ou surimpression, soit lors du retour de trame pour visualisation par balayage cavalier selon des techniques bien connues en soi.Le circuit 31 représente un mélangeur vidéo en sorte que l'image B se compose du signal vidéo d'image SV2 et du signal vidéo synthétique VS et que les symboles seront vus par effet de collimation, projetés ä l'infini dans le paysage observé par l'oeil gauche OG La Fig. 5 représente un exemple de réalisation du circuit de commutation Vide en 21 pour superposer deux images sur le même moniteur 20. Les signaux de synchronisation de ligne SL et de trame ST sont utilisés respectivement pour commander un compteur et effectuer sa remise à zero, le compteur effectuant pst exemple un décompte de 256 iignes. Après ce comptage il va commander un circuit bascule 33 dont la sortie commande le basculement d'un circuit de commu tation 34 pour passer périodiquement de la voie SV1 à la voie SV2 et inversement. Dans cette exemple, chaque image est représentée par un tracé de 256 lignes. La sortie du circuit 34 est appliquée au tube cathodique 20 qui reçoit également sur ces bobines, ou plaques de déviation des signaux de déflexion à la cadence ligne.If the visor performs the functions of the two lenses, the corresponding zones in front of each eye are treated, one reflecting and the other serni-reflecting. This variant is interesting, in particular to allow, in addition to a stereoscopic vision, that of graphic or alphanumeric symbols superimposed on the landscape. These symbols generally correspond to navigation data and are produced by an appropriate generator 30. The synthetic video VS delivered by this circuit is mixed with one of the channels, SV2 for example, either in overlay or overlay, or when returning from frame for display by jumper scanning according to techniques well known per se. The circuit 31 represents a video mixer so that the image B is composed of the image video signal SV2 and the synthetic video signal VS and that the symbols will be seen by collimation effect, projected ad infinitum into the landscape observed by the left eye OG FIG. 5 shows an exemplary embodiment of the vacuum switching circuit at 21 for superimposing two images on the same monitor 20. The line synchronization signals SL and frame ST are used respectively to control a counter and to reset it, the counter pst example counting 256 lines. After this counting, it will command a flip-flop circuit 33, the output of which commands the switching of a switching circuit 34 to pass periodically from channel SV1 to channel SV2 and vice versa. In this example, each image is represented by a line of 256 lines. The output of the circuit 34 is applied to the cathode ray tube 20 which also receives on these coils, or plates for deflection of the signals of deflection at the line rate.

Le tube cathodique 20 doit être couplé aux faisceaux de fibres ordonnées 22 et 23 et pour se faire on peut réaliser le tube cathodique de manière particulière comme représenté sur la Fig. 6. The cathode ray tube 20 must be coupled to the bundles of ordered fibers 22 and 23 and to do this, the cathode ray tube can be produced in a particular way as shown in FIG. 6.

Il est connu que la face avant d'un tube cathodique peut être constitué par un galette de fibres optiques. Ce genre de tube est utilisé en imagerie pour avoir une image plane, ou pour coupler des tubes cathodiques avec un détecteur d'image (conversion de standard, amplification de luminence, etc.) Le tube realisé ici comporte les même éléments qu'un tube termine par une galette de fibres mais la face de sortie n'est pas seulement constituée au moyen d'une galette d'épaisseur limitée mais par la face d'extrémité d'un fais ceau de fibres optiques ordonnées 37 ayant la longueur désirée pour l'application prévue.On distingue sur la Fig. 6 l'enveloppe 36 en verre du tube et le faisceau ordonné 37 qui se termine à l'intérieur du tube de même façon que dans le cas dune galette, notamment en ce qui concerne la forme courbe d'usinage et le revêtement d'une couche fluorescente 38 sur laquelle vient frapper le faisceau élec- tronique. Cette extrémité du faisceau 37 est scellée a' l'enveloppe 36.It is known that the front face of a cathode ray tube can consist of a wafer of optical fibers. This type of tube is used in imaging to have a flat image, or to couple cathode ray tubes with an image detector (conversion of standard, amplification of luminence, etc.) The tube produced here has the same elements as a tube ends with a wafer of fibers but the exit face is not only constituted by means of a wafer of limited thickness but by the end face of a bundle of ordered optical fibers 37 having the desired length for l intended application. We can see in Fig. 6 the glass envelope 36 of the tube and the ordered bundle 37 which ends inside the tube in the same way as in the case of a wafer, in particular as regards the curved shape of the machining and the coating of a fluorescent layer 38 on which the electron beam strikes. This end of the bundle 37 is sealed to the envelope 36.

Pour l'utilisation envisagée selon l'invention, le faisceau 37 se compose des deux faisceaux de fibres optiques ordonnes 23 et 22 regroupés côte à cote au niveau du tube. La principale difficulté de réalisation réside dans l'obtention d'une entrée de faisceau étanche au vide. En effet, c'est la face polie du faisceau elle-même qui porte le phosphore 38 du tube cathodique Pour cela il est connu de compacter le faisceau de fibres avant de le couper et de le polir. Crache à un traitement thermique qui a pour but de porter le verre constituant la gaine des fibres à la température de début de ramolissement on obtient une soudure des fibres entre elles. For the use envisaged according to the invention, the bundle 37 consists of two bundles of ordered optical fibers 23 and 22 grouped side by side at the level of the tube. The main difficulty in implementation lies in obtaining a vacuum-tight beam entry. Indeed, it is the polished face of the beam itself which carries the phosphorus 38 of the cathode ray tube. For this it is known to compact the fiber bundle before cutting and polishing it. Spits in a heat treatment which aims to bring the glass constituting the sheath of the fibers to the start of softening temperature, the fibers are welded together.

Dans le cas de la Fig. 7 on utilise une optique à dioptres 41 et 42 pour coupler chacune des images A et B avec l'extrémité des faisceau de fibres ordonnées correspondants 22-23. Sur la Fig. 8 se trouve représenté le trajet des rayons optiques entre le tube cathodique 20 et l'entrée d'un faisceau 22 de fibres ordonnées, par l'intermédiaire de l'optique associée 41. In the case of FIG. 7 a diopter optic 41 and 42 is used to couple each of the images A and B with the end of the corresponding ordered fiber bundle 22-23. In Fig. 8 shows the path of the optical rays between the cathode ray tube 20 and the entry of a bundle 22 of ordered fibers, via the associated optics 41.

L'appareil permet de présenter un image stétéoscopique d'un paysage, les deux capteurs droit et gauche peuvent être de nature différente, c'est-à-dire en particulier, fonctionner dans des longueurs d'onde différentes. L'avantage qui est procuré par ce point est que d'une part l'observateur perçoit le relief du paysage, qui peut être augmenté en faisant varier la distance des capteurs, d'autre part les informations recues par chaque oeil peuvent être différentes et ce point est mis à profit à la reconnaissance et l'identi fica@ion des objets. L'appareil fait appel aux facultés mentales de l'obs@@ vateur ; grâce à un pré-entrainement le cerveau est capable, outre la fusion d'images stéréoscopiques, de traiter simultanément des informations recueillies par les deux capteurs.L'appareil aide à la reconnaissance et à l'identification d'objectifs dans le domaine militaire. Du point de vue de réalisation l'utilisation du tube décrit à la Fig. 5 permet de s'affranchir du montage optique de la Fig. 7 ce qui présente, outre l'avantage de la réduction des cotes mécaniques et du nombre de composantes, d'autres avantages sur le plan optique. The apparatus makes it possible to present a steteoscopic image of a landscape, the two right and left sensors can be of different nature, that is to say in particular, operate in different wavelengths. The advantage which is provided by this point is that on the one hand the observer perceives the relief of the landscape, which can be increased by varying the distance of the sensors, on the other hand the information received by each eye can be different and this point is used to the recognition and identi fica @ ion of objects. The apparatus calls upon the mental faculties of the observer; thanks to a pre-training the brain is able, in addition to the fusion of stereoscopic images, to simultaneously process information collected by the two sensors. The apparatus helps with the recognition and the identification of objectives in the military field. From an implementation point of view, the use of the tube described in FIG. 5 makes it possible to dispense with the optical assembly of FIG. 7 which has, in addition to the advantage of reducing the mechanical dimensions and the number of components, other advantages from the optical point of view.

Si on désigne par un (Fig.8) l'angle d'ouverture de l'optique utilisée et par E l'énergie réémise localement par le tube, seule la fraction E sin 2u pénètre dans l'optique 41 (42) et est transmise au faisceau de fibres 22 (23). Lorsque le phosphore luminescent 38 est déposé directement sur l'entrée du faisceau 37 (Fig.6), la portion d'énergie utile est E sin ȗ', où u' est l'angle d'acceptance de la fibre optique. If we denote by a (Fig. 8) the opening angle of the optics used and by E the energy re-emitted locally by the tube, only the fraction E sin 2u enters the optics 41 (42) and is transmitted to the fiber bundle 22 (23). When the luminescent phosphor 38 is deposited directly on the entry of the beam 37 (Fig. 6), the useful energy portion is E sin ȗ ', where u' is the acceptance angle of the optical fiber.

Même avec des optiques de prix élevé sin u' dépasse diffici- lement 0,25 (par exemple pour un objectif F/2 travaillant au grandissement de 1) l'ouverture numérique d'une fibre optique peut facilement valoir sin u' = 0,65 d'où le gain sur une luminance de l'image de l'ordre 6,75. Il en résulte que les réalisations à fibres optiques selon les Figs. 2 et 6 sont préférentielles a celles comportant des objectifs de couplage optique (41, 42) avec l'écran du tube selon la Fig. 7. Even with high price optics sin u 'differs significantly by 0.25 (for example for an F / 2 objective working at the magnification of 1) the numerical aperture of an optical fiber can easily be worth sin u' = 0, 65 hence the gain on an image luminance of the order of 6.75. As a result, the embodiments with optical fibers according to FIGS. 2 and 6 are preferable to those comprising optical coupling objectives (41, 42) with the screen of the tube according to FIG. 7.

Claims

1. Stereoscopic viewing device comprising image taking means (1-2) and stereoscopic viewing means (9), characterized in that the taking means use two optoelectric sensors (1-2) to each produce an image video signal (SV1 and SV2), optical filtering means (5-6) for filtering the light radiation incident at the input of each sensor, control means (4) for relative positioning d 'one sensor relative to the other to modify the distance between the axes (D) separating the two sensors, a support device (3) of said sensors for supporting them in a position with parallel optical axes, said sensors having a field of substantially identical observation, the stereoscopic display means (9) making it possible to develop from each video channel a corresponding light image intended respectively for each eye of an observer.

ê. Apparatus according to claim 1 characterized in that the sensors are of different types.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the sensors work in a separate spectral band.

4. Claim according to any one of the preceding claims, characterized in that processing circuits (7-S) are interposed on each of the video channels.

5 Apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the stereoscopic display means (9) comprise two miniature cathode-ray tubes (11-12), each of them being associated with an eyepiece (13-14) output ensuring collimation of the image.

6. Apparatus according to claim 9s, characterized in that each tube is coupled with its eyepiece by means of a bundle of ordered optical fibers.

7. Apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the stereoscopic display means (9) comprise video switching means (21) of the two video channels supplied by the sensors to supply a single cathode ray tube ( 20) and form an image on one half of the screen and the other image on the other half of the screen, each image (A, B) being optically coupled with an output eyepiece (24-25) ensuring the collimation of 'picture.

8. Apparatus according to claim 7, characterized in that each image (A, B) formed on the screen of the tube (20) is transmitted to the corresponding Locular by means of a bundle of ordered optical fibers (22-23 ).

9. Apparatus according to claim 8, characterized in that the ends of the two beams caté tube are joined (37) and machined and treated to be an integral part of the tube (36) and form the fluorescent screen (38).

10. Apparatus according to claim 8, characterized in that the ends of the tube-side beams are coupled to the latter respectively through a dioptric formula (41-42).

11. Use of a device according to any one of the income dications 6, 8 to 10, to produce a helmet viewfinder, characterized in that the two collimated images, together with the eyepieces (13-14, 24-25) are reflected towards the eyes of an observer respectively, by means of semi-reflecting glass or the visor (29) of the helmet treated for this purpose.

12. Use according to claim 11, characterized in that the apparatus comprises a symbol generator (30) whose synthetic video (VS) is mixed with one of the video channels in a mixer circuit (31> and that the collimated image corresponding to the other flies is returned to an eye of the observer by means of a reflecting glass (g29R) or of the visor of the helmet treated locally for this purpose.