JP2811212B2 - ヘルメットシステム - Google Patents
ヘルメットシステムInfo
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- JP2811212B2 JP2811212B2 JP1508493A JP50849389A JP2811212B2 JP 2811212 B2 JP2811212 B2 JP 2811212B2 JP 1508493 A JP1508493 A JP 1508493A JP 50849389 A JP50849389 A JP 50849389A JP 2811212 B2 JP2811212 B2 JP 2811212B2
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- helmet
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- A42—HEADWEAR
- A42B—HATS; HEAD COVERINGS
- A42B3/00—Helmets; Helmet covers ; Other protective head coverings
- A42B3/04—Parts, details or accessories of helmets
- A42B3/0406—Accessories for helmets
- A42B3/042—Optical devices
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
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- G02B27/0172—Head mounted characterised by optical features
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
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- Helmets And Other Head Coverings (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、ヘルメットシステムに関し、特にヘルメッ
トにディスプレーシステムを取付けたヘルメットシステ
ムに関する。
トにディスプレーシステムを取付けたヘルメットシステ
ムに関する。
技術背景 ヘルメットに取付けられたディスプレーシステムと
は、ヘルメットの着用者が外界シーン（情景）とディス
プレー器によって表示されるシーン（情景）を同時に見
ることができる、即ち、ヘルメット着用者が、結合素子
を通して外界シーンの視野に重ね合された形でディスプ
レー器のシーンの像を見ることができるようにした装置
のことである。ディスプレーシステムは、一般に、ヘル
メットの着用者が、視線を変える必要なしに、即ち眼の
焦点を合せ直す必要ないしに外界シーンとディスプレー
器シーンの両方に注意を向けることができるように設計
されている。
は、ヘルメットの着用者が外界シーン（情景）とディス
プレー器によって表示されるシーン（情景）を同時に見
ることができる、即ち、ヘルメット着用者が、結合素子
を通して外界シーンの視野に重ね合された形でディスプ
レー器のシーンの像を見ることができるようにした装置
のことである。ディスプレーシステムは、一般に、ヘル
メットの着用者が、視線を変える必要なしに、即ち眼の
焦点を合せ直す必要ないしに外界シーンとディスプレー
器シーンの両方に注意を向けることができるように設計
されている。
多くの従来のヘルメット取付ディスプレーシステムの
欠点は、ヘルメットシステムにディスプレーシステムを
組込む結果として、重量の増大、物理的寸法の増大、製
造コスト及び構造の複雑さの増大、外界シーンの相当な
劣化という点でヘルメットシステムに望ましくない変更
を伴うことである。特に、ジェット戦闘機のパイロット
が着用するヘルメットの場合、特に緊急脱出（射出座席
での脱出）の際ウインドブラストを受けたとき、ヘルメ
ットシステムの空気力学的性能の劣化が大きな欠点とな
る。
欠点は、ヘルメットシステムにディスプレーシステムを
組込む結果として、重量の増大、物理的寸法の増大、製
造コスト及び構造の複雑さの増大、外界シーンの相当な
劣化という点でヘルメットシステムに望ましくない変更
を伴うことである。特に、ジェット戦闘機のパイロット
が着用するヘルメットの場合、特に緊急脱出（射出座席
での脱出）の際ウインドブラストを受けたとき、ヘルメ
ットシステムの空気力学的性能の劣化が大きな欠点とな
る。
英国特許第1,533,859号は、上記欠点の幾つかを有す
るヘルメット取付ディスプレーシステムを開示してい
る。このシステムにおいては、物理的なスペースの制約
から、ディスプレー器シーンを外界シーンに結合するた
めに用いられる結合素子としてヘルメットのバイザー
（ひさし）に光屈折及び反射インサート（挿入体）を挿
入することを余儀なくされている。このような方式の１
つの欠点は、インサートの縁のところに視野の不連続が
生じるという点で外界シーンの劣化を惹起することであ
る。更に、安全性という点から見たそのようなヘルメッ
ト取付ディスプレーシステムの保全性は、特にそのヘル
メット取付ディスプレーシステムを着用したままで高速
ジェット機から緊急脱出する際には疑問である。緊急脱
出の際に通常の形状のバイザーに作用するウインドブラ
ストからして、バイザーとインサートの組合せ体の強度
は、そのような緊急脱出時の条件下に使用するものとし
て認可されている本来のバイザーの強度と同等の強度で
あることが要求される。このことから、そのようなバイ
ザーの構造が非常に複雑になり、従って、その製造コス
トが増大する。
るヘルメット取付ディスプレーシステムを開示してい
る。このシステムにおいては、物理的なスペースの制約
から、ディスプレー器シーンを外界シーンに結合するた
めに用いられる結合素子としてヘルメットのバイザー
（ひさし）に光屈折及び反射インサート（挿入体）を挿
入することを余儀なくされている。このような方式の１
つの欠点は、インサートの縁のところに視野の不連続が
生じるという点で外界シーンの劣化を惹起することであ
る。更に、安全性という点から見たそのようなヘルメッ
ト取付ディスプレーシステムの保全性は、特にそのヘル
メット取付ディスプレーシステムを着用したままで高速
ジェット機から緊急脱出する際には疑問である。緊急脱
出の際に通常の形状のバイザーに作用するウインドブラ
ストからして、バイザーとインサートの組合せ体の強度
は、そのような緊急脱出時の条件下に使用するものとし
て認可されている本来のバイザーの強度と同等の強度で
あることが要求される。このことから、そのようなバイ
ザーの構造が非常に複雑になり、従って、その製造コス
トが増大する。
ヘルメット取付ディスプレーシステムのための別の設
計方法として、バイザーの特定の内側面区域に二色性材
の帯片を被着し、その帯片を上記２つのシーンを重ね合
せるための結合素子として使用することによってバイザ
ーにインサートを挿入することに随伴する上記問題点を
回避することが提案されている。しかしながら、このよ
うな方法は、バイザーの反射表面の角度及び湾曲度をヘ
ルメット取付ディスプレーシステムの要件に適合するよ
うに自由に変更することができるという、バイザーにイ
ンサートを挿入する構成によって得られる融通性を与え
ない。従って、反射の所要の方向性が得られるようにバ
イザーの位置及び、又は角度を変更する必要があった。
バイザーの位置及び、又は角度の変更は、バイザーをヘ
ルメットの着用者の顔から離れる方向に前方へ移動させ
ることによって、あるいはその両方によって行われる。
これらの変更は、いずれも、バイザー構造体の重心を顔
から離れる方向に移動させ、従って、ヘルメット着用者
の頸のところに位置するヘルメットの支点を中心とする
ヘルメットシステムの前方モーメントを大きくし、その
ために、高い重力加速度を伴うような用途を考慮した場
合、ヘルメットの後部に釣合い錘りを付加することが必
要とされ、その結果、ヘルメットディスプレーシステム
の総重量を増大させることになる。又、バイザーの前方
への移動は、特に緊急脱出の際にウインドブラストを受
けたときのヘルメットシステムの空気力学的性能の劣化
を招く。従って、移動されたバイザーの位置とヘルメッ
トの殻体との間に生じる間隙を剛性の構造体で橋渡しす
る必要が生じ、その結果ヘルメットシステムの前方モー
メント及び重量を更に増大させることになる。
計方法として、バイザーの特定の内側面区域に二色性材
の帯片を被着し、その帯片を上記２つのシーンを重ね合
せるための結合素子として使用することによってバイザ
ーにインサートを挿入することに随伴する上記問題点を
回避することが提案されている。しかしながら、このよ
うな方法は、バイザーの反射表面の角度及び湾曲度をヘ
ルメット取付ディスプレーシステムの要件に適合するよ
うに自由に変更することができるという、バイザーにイ
ンサートを挿入する構成によって得られる融通性を与え
ない。従って、反射の所要の方向性が得られるようにバ
イザーの位置及び、又は角度を変更する必要があった。
バイザーの位置及び、又は角度の変更は、バイザーをヘ
ルメットの着用者の顔から離れる方向に前方へ移動させ
ることによって、あるいはその両方によって行われる。
これらの変更は、いずれも、バイザー構造体の重心を顔
から離れる方向に移動させ、従って、ヘルメット着用者
の頸のところに位置するヘルメットの支点を中心とする
ヘルメットシステムの前方モーメントを大きくし、その
ために、高い重力加速度を伴うような用途を考慮した場
合、ヘルメットの後部に釣合い錘りを付加することが必
要とされ、その結果、ヘルメットディスプレーシステム
の総重量を増大させることになる。又、バイザーの前方
への移動は、特に緊急脱出の際にウインドブラストを受
けたときのヘルメットシステムの空気力学的性能の劣化
を招く。従って、移動されたバイザーの位置とヘルメッ
トの殻体との間に生じる間隙を剛性の構造体で橋渡しす
る必要が生じ、その結果ヘルメットシステムの前方モー
メント及び重量を更に増大させることになる。
発明の開示 本発明の目的は、上記の問題点を解消するようにした
ディスプレー装置内蔵ヘルメットシステムを提供するこ
とである。
ディスプレー装置内蔵ヘルメットシステムを提供するこ
とである。
本発明によれば、ヘルメット殻体部分と、透明なバイ
ザー部分を有するヘルメットと、該ヘルメット殻体部分
に固定された光学的ディスプレー投影器とから成るヘル
メットシステムであって、前記バイザー部分は、その局
部的な内向き表面上に被覆された光透過性並びに光反射
性のコーチング有しており、前記ディスプレー投影器
は、光屈折性材製の本体と、該本体に対して固定された
ディスプレー源とから成り、該ディスプレー源から発せ
られた光線が、該本体内で反射され、該本体によって屈
折された後、該コーチングにおいて反射されて前記ヘル
メットによって画定される眼の位置へ向けられ、該コー
チングを貫通する視線上にディスプレーの虚像を結ぶよ
うに、該ディスプレー源は、前記コーチングと本体との
組合せ体の焦点面に配置されたヘルメットシステムにお
いて、前記コーチングは、調整された光学的コーチング
であり、前記透明なバイザー部分は、平滑な輪郭の殻体
状形態を有し、前記光屈折性材製の本体は、円筒形表面
と、平面状表面と、凸面状表面を有し、該本体のそれら
の３つの表面は、前記ディスプレー源から前記コーチン
グにおいて眼の位置に向けて反射された光線が、該最初
に円筒形表面において該本体内へ屈折され、次いで該平
面状表面で反射され、最後に該凸面状表面で該本体から
外方へ屈折された後、該コーチングに入射するように相
互に、かつ、該ディスプレー源及びコーチングに対して
位置的に関係づけられていることを特徴とするヘルメッ
トシステムが提供される。
ザー部分を有するヘルメットと、該ヘルメット殻体部分
に固定された光学的ディスプレー投影器とから成るヘル
メットシステムであって、前記バイザー部分は、その局
部的な内向き表面上に被覆された光透過性並びに光反射
性のコーチング有しており、前記ディスプレー投影器
は、光屈折性材製の本体と、該本体に対して固定された
ディスプレー源とから成り、該ディスプレー源から発せ
られた光線が、該本体内で反射され、該本体によって屈
折された後、該コーチングにおいて反射されて前記ヘル
メットによって画定される眼の位置へ向けられ、該コー
チングを貫通する視線上にディスプレーの虚像を結ぶよ
うに、該ディスプレー源は、前記コーチングと本体との
組合せ体の焦点面に配置されたヘルメットシステムにお
いて、前記コーチングは、調整された光学的コーチング
であり、前記透明なバイザー部分は、平滑な輪郭の殻体
状形態を有し、前記光屈折性材製の本体は、円筒形表面
と、平面状表面と、凸面状表面を有し、該本体のそれら
の３つの表面は、前記ディスプレー源から前記コーチン
グにおいて眼の位置に向けて反射された光線が、該最初
に円筒形表面において該本体内へ屈折され、次いで該平
面状表面で反射され、最後に該凸面状表面で該本体から
外方へ屈折された後、該コーチングに入射するように相
互に、かつ、該ディスプレー源及びコーチングに対して
位置的に関係づけられていることを特徴とするヘルメッ
トシステムが提供される。
前記調整された光学的コーチングは、ディスプレー源
の周波帯の光に対しては反射性であり、該周波帯以外の
光に対しては透過性の二色性コーチングであることが好
ましい。
の周波帯の光に対しては反射性であり、該周波帯以外の
光に対しては透過性の二色性コーチングであることが好
ましい。
前記ディスプレー源は、発光ダイオードのマトリック
スによって構成することが好ましい。
スによって構成することが好ましい。
図面の簡単な説明 本発明の一実施例によるヘルメットシステムを以下に
添付図を参照して説明する。
添付図を参照して説明する。
第１図は、本発明のヘルメットシステムの正面図であ
る。
る。
第２図は、上記ヘルメットシステムの側面図である。
第３図は、上記ヘルメットシステムのディスプレー装
置の接線平面Ａ−Ａにおいてみた光線図形である。
置の接線平面Ａ−Ａにおいてみた光線図形である。
第４図は、上記ディスプレー装置を通る前後方向の光
線の図形である。
線の図形である。
実施例 本発明のヘルメットシステムは、殻体部分11と、透明
なバイザー部分15を有するヘルメット11を含む。透明な
バイザー部分15は、その局部的な内向きの凹面状、特に
球形凹面状表面19上に被覆された二色性コーチング17を
有する。明視ディスプレー投影器23がヘルメットのつば
21から垂下するようにしてヘルメットの殻体部分13に固
定されている。明視ディスプレー投影器23は、例えばガ
ラス又はポリカーボネートのような光屈折性材で形成さ
れた本体25と、本体25に対して固定された明視ディスプ
レー源27とから成る。明視ディスプレー源27は、例えば
上記英国特許第1,533,859号の装置のようなヘルメット
に取付けられたディスプレーシステムを有する従来のヘ
ルメットシステムの場合と同様に、コーチング17と本体
25との組合せ体の焦点面に配置されており、それによっ
て、明視ディスプレー源27の「無限遠」の虚像が眼の位
置29からコーチング17を貫通する視線上に現われるよう
にする。
なバイザー部分15を有するヘルメット11を含む。透明な
バイザー部分15は、その局部的な内向きの凹面状、特に
球形凹面状表面19上に被覆された二色性コーチング17を
有する。明視ディスプレー投影器23がヘルメットのつば
21から垂下するようにしてヘルメットの殻体部分13に固
定されている。明視ディスプレー投影器23は、例えばガ
ラス又はポリカーボネートのような光屈折性材で形成さ
れた本体25と、本体25に対して固定された明視ディスプ
レー源27とから成る。明視ディスプレー源27は、例えば
上記英国特許第1,533,859号の装置のようなヘルメット
に取付けられたディスプレーシステムを有する従来のヘ
ルメットシステムの場合と同様に、コーチング17と本体
25との組合せ体の焦点面に配置されており、それによっ
て、明視ディスプレー源27の「無限遠」の虚像が眼の位
置29からコーチング17を貫通する視線上に現われるよう
にする。
明視ディスプレー投影器23は、ヘルメットの殻体13の
顔開口31のほぼ中央に該殻体から垂下しバイザー部分15
とヘルメットの着用者の眉との間で着用者の眼の位置29
の高さより上に位置するように支持される。
顔開口31のほぼ中央に該殻体から垂下しバイザー部分15
とヘルメットの着用者の眉との間で着用者の眼の位置29
の高さより上に位置するように支持される。
従来の構成とは異なり、光屈折性材製の本体25は、そ
の肝要の特性として、一端に円筒形表面33を有し、他端
に球形凸面状表面37を有し、両端の間に延長した平面状
表面35を有する。平面状表面35には鏡コーチング（反射
コーチング）が被覆されている。
の肝要の特性として、一端に円筒形表面33を有し、他端
に球形凸面状表面37を有し、両端の間に延長した平面状
表面35を有する。平面状表面35には鏡コーチング（反射
コーチング）が被覆されている。
明視ディスプレー源27は、発光ダイオード（LED）の
マトリックスによって構成される。
マトリックスによって構成される。
第３及び４図を参照して説明すると、LEDマトリック
ス27から発せられ本体25の円筒形表面33に入射した光線
は、該本体内へ屈折される。そのように屈折され、平面
状の鏡表面35に入射した光線は、該鏡表面において反射
される。平面状の鏡表面35において球形凸面状表面37へ
反射された光線は、本体25から二色性コーチング17に向
けて屈折される。これらの各素子の形状は、二色性コー
チング17で反射された光線が、ヘルメット着用者の一方
の眼の位置29へ向けられて視準されるように定められて
おり、ヘルメット殻体のバイザー及び各光学的素子の全
体構成は、LEDマトリックスによって創生された明視デ
ィスプレーの視準調整された虚像が着用者に提示される
ようになされている。
ス27から発せられ本体25の円筒形表面33に入射した光線
は、該本体内へ屈折される。そのように屈折され、平面
状の鏡表面35に入射した光線は、該鏡表面において反射
される。平面状の鏡表面35において球形凸面状表面37へ
反射された光線は、本体25から二色性コーチング17に向
けて屈折される。これらの各素子の形状は、二色性コー
チング17で反射された光線が、ヘルメット着用者の一方
の眼の位置29へ向けられて視準されるように定められて
おり、ヘルメット殻体のバイザー及び各光学的素子の全
体構成は、LEDマトリックスによって創生された明視デ
ィスプレーの視準調整された虚像が着用者に提示される
ようになされている。
上述した本発明のヘルメット取付ディスプレーシステ
ムは、ヘルメットに付加される追加の重量を最小限に
し、ヘルメット及びバイザーの物理的サイズ及び空気力
学的性能の変化を最小限にし、しかもなお、外界シーン
に重合させて高品質の視準されたディスプレーをヘルメ
ットの着用者に提示するという機能を果す。本発明のこ
のヘルメットシステムは、ヘルメットの着用者の安全を
損なうことなく、かつ、構造をできるだけ複雑にせず
に、ジェット機の緊急脱出機能を改善する。
ムは、ヘルメットに付加される追加の重量を最小限に
し、ヘルメット及びバイザーの物理的サイズ及び空気力
学的性能の変化を最小限にし、しかもなお、外界シーン
に重合させて高品質の視準されたディスプレーをヘルメ
ットの着用者に提示するという機能を果す。本発明のこ
のヘルメットシステムは、ヘルメットの着用者の安全を
損なうことなく、かつ、構造をできるだけ複雑にせず
に、ジェット機の緊急脱出機能を改善する。
Claims (5)
- 【請求項１】ヘルメット殻体部分と、透明なバイザー部
分を有するヘルメットと、該ヘルメット殻体部分に固定
された光学的ディスプレー投影器とから成るヘルメット
システムであって、前記バイザー部分は、その局部的な
内向き表面上に光透過性並びに光反射性を有するコーチ
ング有しており、前記ディスプレー投影器は、光屈折性
材製の本体と、該本体に対して固定されたディスプレー
源とから成り、該ディスプレー源から発せられた光線
が、該本体内で反射され、該本体によって屈折された
後、該コーチングにおいて反射されて前記ヘルメットに
よって画定される眼の位置へ向けられ、該コーチングを
貫通する視線上にディスプレーの虚像を結ぶように、該
ディスプレー源は、前記コーチングと本体との組合せ体
の焦点面に配置されたヘルメットシステムにおいて、 前記コーチングは、調整された光学的コーチングであ
り、前記透明なバイザー部分は、平滑な輪郭の殻体状形
態を有し、前記光屈折性材製の本体は、円筒形表面と、
平面状表面と、凸面状表面を有し、該本体のそれらの３
つの表面は、前記ディスプレー源から前記コーチングに
おいて眼の位置に向けて反射された光線が、該最初に円
筒形表面において該本体内へ屈折され、次いで該平面状
表面で反射され、最後に該凸面状表面で該本体から外方
へ屈折された後、該コーチングに入射するように相互
に、かつ、該ディスプレー源及びコーチングに対して位
置的に関係づけられていることを特徴とするヘルメット
システム。 - 【請求項２】前記コーチングは、前記ディスプレー源の
周波帯の光に対しては反射性であり、該周波帯以外の光
に対しては透過性の二色性コーチングであることを特徴
とする特許請求の範囲第１項に記載のヘルメットシステ
ム。 - 【請求項３】前記円筒形表面と凸面状表面は、それぞれ
前記光屈折性材製の本体の一端と他端に配置され、前記
平面状表面は、該本体の一端と他端の間に延設されてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は２項に記
載のヘルメットシステム。 - 【請求項４】前記ディスプレー投影器は、前記ヘルメッ
トの殻体部分から垂下し、前記バイザー部分とヘルメッ
トの着用者の頭との間で着用者の眼の位置の高さより上
方で両眼の間上に配置されていることを特徴とする特許
請求の範囲第１〜３項のいずれかに記載のヘルメットシ
ステム。 - 【請求項５】前記ディスプレー源は、発光ダイオードー
のマトリックスによって構成されていることを特徴とす
る特許請求の範囲第１〜４項のいずれかに記載のヘルメ
ットシステム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB888818246A GB8818246D0 (en) | 1988-08-01 | 1988-08-01 | Helmet systems |
| GB8818246.4 | 1988-08-01 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03500458A JPH03500458A (ja) | 1991-01-31 |
| JP2811212B2 true JP2811212B2 (ja) | 1998-10-15 |
Family
ID=10641431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1508493A Expired - Fee Related JP2811212B2 (ja) | 1988-08-01 | 1989-07-31 | ヘルメットシステム |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5000544A (ja) |
| EP (1) | EP0436554B1 (ja) |
| JP (1) | JP2811212B2 (ja) |
| DE (1) | DE68918869T2 (ja) |
| GB (1) | GB8818246D0 (ja) |
| WO (1) | WO1990001717A1 (ja) |
Families Citing this family (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5224198A (en) * | 1991-09-30 | 1993-06-29 | Motorola, Inc. | Waveguide virtual image display |
| US5331459A (en) * | 1991-12-10 | 1994-07-19 | Litton Systems, Inc. | Night vision system and mounting assembly |
| TW367048U (en) * | 1992-05-29 | 1999-08-11 | Sega Enterprises Kk | Head-up display device |
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| FR2708428B1 (fr) * | 1992-12-22 | 1995-09-01 | Sextant Avionique | Casque de protection équipé de systèmes optroniques et procédé de réglage. |
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| JP3496890B2 (ja) | 1993-10-05 | 2004-02-16 | キヤノン株式会社 | 表示装置 |
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| IL108081A (en) * | 1993-12-19 | 1997-04-15 | Int Tech Lasers Ltd | Single eye vision assist device |
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| JP3486468B2 (ja) * | 1994-10-21 | 2004-01-13 | オリンパス株式会社 | プリズム光学系 |
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