JP3604324B2 - コンバイナ組立体 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、使用者が、投影画像が重畳された外部景色を見ることができるコンバイナ（ｃｏｍｂｉｎｅｒ）を備えたコンバイナ組立体に関する。このようなコンバイナ組立体は、ヘッドアップ・ディスプレイに使用できる。
【０００２】
【従来の技術】
図１はヘッドアップ・ディスプレイに使用される一般的なコンバイナ組立体１０を示し、該コンバイナ組立体１０は、航空機のフライトデッキのルーフ構造１３に取り付けられるように構成されたハウジング１２に取り付けられる光学コンバイナ１１を有している。コンバイナ組立体１０は、半反射面を有しかつ光学コンバイナを介して外部景色を見る使用者に、フライト、ナビゲーション、ガイダンスおよび他の情報を提供するように構成されている。これは、一般に陰極線管を備えたディスプレイ形成セクション１４からの画像を、使用者が光学コンバイナ１１を介して外部景色を見ることができかつ画像をディスプレイ形成セクション１４から使用者の視線に沿って反射させることができるように構成された半反射面上に投影することにより達成される。使用者に搬送される画像は、視準整正され（ｃｏｌｌｉｍａｔｅｄ）かつ使用者が投影画像が重畳された外部景色を見られるように一致（ｃｏｎｆｏｒｍａｌ）される。一般に、光学コンバイナ１１は、該コンバイナ１１が、使用者の顔の上方の収納位置から、使用者の前方でかつ使用者の視線と一致する配備位置まで移動できるようにハウジング１２に枢着されている（図示せず）。
【０００３】
しかしながら、光学コンバイナ１１が収納位置に適正に固定されない場合には、光学コンバイナ１１は、収納位置から回転して使用者の視界を妨げ、更に悪いことには使用者の頭部に当たることがある。また、光学コンバイナ１１が配備位置にあるときに使用者が前方に移動して光学コンバイナ１１に当たるようなことがあると（このような状況は、恐らく航空機が乱気流中を飛行する場合に生じる）、安全性および航空機の適正な操縦が妨げられるであろう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の一つの目的は、従来技術のコンバイナ組立体に付随する問題を解消するか低減できるコンバイナ組立体を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、コンバイナ組立体は、光学コンバイナと、ハウジングと、光学コンバイナをハウジングに連結するように構成された取付け組立体とを有し、光学コンバイナが、ハウジングの回りで回転できるように配置され、光学コンバイナとハウジングとの間の平均距離が、ハウジングの周りのコンバイナの回転角とともに変化することを特徴としている。
【０００６】
この構成により、光学コンバイナは、該光学コンバイナが収納位置から配備位置（使用者が景色を見ることができる位置）へと回転し、および配備位置から収納位置へと戻るときに光学コンバイナとハウジングとの間の平均距離が変化する径路を移動するようにハウジングの回りを回転し、これにより、コンバイナが収納位置に（または収納位置から）移動するときに、使用者に当たる危険性が低減される。
【０００７】
好ましくは、取付け組立体は、第１アームを有し、該第１アームはその一端が第１枢着点で光学コンバイナに枢着されかつ他端が第２枢着点でハウジングに枢着されていて、ハウジングの回りでのコンバイナの回転運動を可能にし、第２アームを有し、該第２アームはその一端が第３枢着点で光学コンバイナに枢着されかつ他端が第４枢着点でハウジングに枢着されていて、ハウジングの回りでのコンバイナの回転運動を可能にし、第１および第２アームは非平行構造をなして配置されている。
【０００８】
この構成により、光学コンバイナは、その先端部（第１および第３枢着点から遠い側の端部）が、収納位置から配備位置（使用者が景色を見ることができる位置）へと回転し、および配備位置から収納位置へと戻るときに光学コンバイナとハウジングとの間の平均距離が変化する径路を移動するようにハウジングの回りを回転する。
【０００９】
光学コンバイナの角度位置の設定を容易にするため、第１および第２アームのうちの少なくとも一方のアームは長さを調節できるように構成することができる。
【００１０】
好ましくは、光学コンバイナは収納位置と配備位置との間で移動できるように構成され、前記枢着点は、光学コンバイナが１つの軌跡、すなわちその少なくとも１つの点で、光学コンバイナが収納位置または配備位置に位置するときよりも、ハウジングに近接する軌跡を通って移動するように構成される。
【００１１】
前記枢着点は、光学コンバイナを、使用者が景色を見ることができる配備位置へと回転させることができるように構成できる。
【００１２】
好ましくは、前記枢着点は、光学コンバイナを、配備位置を越えた通過位置へと回転させることができるように構成され、これにより、光学コンバイナの移動範囲を使用者が光学コンバイナに当たらないようにすることができる。第２アームは、光学コンバイナが前記通過位置を越えて回転できるように構成されたばねを備えたストラットで形成し、これにより、光学コンバイナの移動範囲を使用者が光学コンバイナにもっと当たらないようにすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明を単なる例示として説明する。
【００１４】
図２に示すように、コンバイナ組立体２０は、航空機のフライトデッキのルーフ構造に取り付けられるように構成された取付け組立体を用いてハウジング２２に取り付けられる光学コンバイナ２１を有する。コンバイナ組立体２０はコンバイナ組立体２０は、フライト、ナビゲーション、ガイダンスおよび他の有効な情報を使用者に提供するように構成されている。一般に使用者は、コンバイナ２１（図１に関連して説明したようなヘッドアップディスプレイを提供するコンバイナ）を介して航空機の外部の景色を見る。コンバイナ２１は、ハウジング２２に取り付けられるように構成されたフレーム２３内に取り付けられる。コンバイナ２１は、ディスプレイ形成セクション（図示せず）により創出された画像を、コンバイナ２１の使用者までの視線に沿って反射できるガラスのような適当な材料からなり、これにより、使用者は、ディスプレイ形成セクションにより創出されかつコンバイナ２１により反射された画像に重畳された景色を視認できる。使用者に搬送される画像は、視準整正されかつコンバイナ組立体２０の製造時に考慮される他の設計パラメータに一致される。
【００１５】
コンバイナ組立体２０のフレーム２３は、第１アーム２５に取り付けられた第１枢着点２４を有し、第１アーム２５も、第１枢着点２４から離れた位置に配置された第２枢着点２６でハウジング２２に取り付けられている。第１アーム２５は、コンバイナ２１を、ハウジング２２の回りで、配備位置〈図２に示す位置〉と、収納位置（図示せず）との間で回転させることができるように構成されている。
【００１６】
第２アーム２７は、第１枢着点２４から離れた位置に配置された第３枢着点２８でフレーム２３に枢着され、かつ第３枢着点２８および第２枢着点２６から離れた位置に配置された第４枢着点２９でハウジング２２に枢着されている。第２アーム２７は、ばね付勢型ストラットの形態に構成できる。第１および第２アーム２５、２７は、コンバイナ１とハウジング２２とを連結する取付け組立体を構成することが理解されよう。
【００１７】
枢着点２４、２６、２８、２９は、第１および第２アーム２５、２７が非平行態様に配置され、これにより、コンバイナ２１が配備位置（図２）と収納位置（図示せず）との間で移動するときに枢着点２４、２６、２８、２９の回りで回転する間、コンバイナ２１が、該コンバイナ２１とハウジング２２との間の平均距離が変化する経路を移動するように構成されている。また、コンバイナ２１が収納位置から配備位置に移動されるとき、コンバイナ２１は反復可能な正確位置に戻るであろう。
【００１８】
図３（この図３では、図２に使用された参照番号と同じ参照番号が使用されている）に示すように、コンバイナ２１の使用者３０は、ディスプレイ形成セクション（図示せず）から視線３１に沿って投影される画像（該画像は、コンバイナ２１を介して見た景色（図示せず）に重畳される）を見る。コンバイナ２１は、実線で示す配備位置のコンバイナ２１と、破線で示す収納位置のコンバイナ２１ａとの間の径路に沿って移動できる。ハウジング２２の回りのコンバイナ２１の回転により形成される径路は、軌跡の少なくとも１点で、コンバイナ２１が収納位置または配備位置のいずれかにある場合よりもハウジング２２に近接する径路を形成するので、コンバイナ２１が配備位置と収納位置との間で移動される間に使用者３０に最も近い位置を通るときに、コンバイナ２１の先端部（第１および第３枢着点２４、２８から離れた側の端部）に大きい間隙が与えられる。
【００１９】
再び図２に戻って説明すると理解されようが、第１アーム２５はまた、協働対をなす解放機構３２、３３を支持しており、該機構３２，３３は、収納位置または配備位置において協働してコンバイナ２１をラッチする。コンバイナ２１は、配備位置にあるところが示されている。使用者が解放機構３３を操作してコンバイナ２１のラッチを解除することにより、使用者は、コンバイナ２１を配備位置から収納位置へと移動させることができる。収納位置では、使用者は、解放機構３３と協働する解放機構３２を操作してコンバイナ２１のラッチを解除することにより、コンバイナ２１を重力の作用により配備位置に下降させることができる。
【００２０】
図２に示すように、第１および第２アーム２５、２７は、それぞれ、１対の非平行リンク３４、３５であると考えられ、第１枢着点２４と第３枢着点２８との間隔は第３リンクであると考えることができる。図４には、これらのリンク３４、３５、３６の移動が示されており、図４において使用されている参照番号は、図２で使用した参照番号と同じである。リンク３４、３５、３６の移動は、コンバイナ２１の先端部と使用者の頭部との間により大きい間隙が形成されるように、コンバイナ２１の先端部が、ハウジング２２とコンバイナ２１との間の平均距離がハウジング２２の周りでのコントローラ２１の回転角とともに変化するような径路を従動するようにしている。
【００２１】
コンバイナ２１の先端部の移動により形成される軌跡３７が、図３において一点鎖線で示されている。これから、配備位置と収納位置との間を移動するとき、軌跡３７は、二点鎖線で示すような半径径路３８に従って枢着点の回りで単に枢動するコンバイナ２１に通常与えられる頭上スペースよりも大きい頭上スペースを与えることが理解されよう。
【００２２】
図３に最も良く示すように、コンバイナ組立体２０の他の長所は、コンバイナ２１が収納位置に適正にラッチされなかったり、コンバイナ２１が収納位置から落下するような事態が生じたとしても、使用者３０の頭部に当たることは殆どなく、収納位置からの移動は、正しい収納位置にラッチされていなかったことを使用者３０に示すことである。これにより、使用者３０は、コンバイナ２１を適正にラッチされた収納位置に移動させることができる。
【００２３】
図５（図５において使用されている参照番号は、図２で使用した参照番号と同じである）は、コンバイナ２１の使用者が不意にコンバイナ２１に当たるようなことがあると、コンバイナ２１は、実線で示す位置から、破線で示す前方位置２１ｂへと枢着点２６の周りで回転し、使用者がコンバイナ２１をその元の位置に戻すまで、ハウジング２２内の戻り止め構造によりこの位置に保持されることを示している。戻り止め構造はコンバイナ２１が前方に移動することを許容するが、移動距離は、航空機の機体（例えばガラス）またはコンバイナ２１への損傷を防止する機体の限界までに過ぎない。
【００２４】
また、コンバイナ２１が前方位置２１ｂにある場合でも使用者がコンバイナ２１に当たるような場合には、第２アーム２７に関連するばね（図示せず）によってアーム２７の長さが伸長されるようにし、これによりコンバイナ２１が第１枢着点２４の回りで回転し、一点鎖線で示す更に前方の位置２１ｃまで回転できるようになる。ひとたび使用者がコンバイナ２１に圧力を加えることを停止すると、コンバイナ２１は、ばねの付勢力により参照番号２１ｂで示す位置に戻され、使用者がコンバイナ２１を適正配備位置２１に移動させる場合に、この配備位置２１に戻されるに過ぎない。ばねは、第２アーム２７内に収容されるのが好ましい。これらの特徴によって、コンバイナ２１がより前方の位置２１ｂまたは２１ｃまで回転できるため打撃力が緩衝され、従ってコンバイナ２１との衝突による使用者の負傷効果が低減される。
【００２５】
コンバイナ組立体２０にはスイッチ手段を設け、これにより、コンバイナ２１が前方位置２１ｂに移動された場合に、ディスプレイ形成セクション（図示せず）のスイッチが遮断され、コンバイナ２１の不整合により誤判読される虞れのある偽画像がコンバイナ２１上に投影されないようにすることもできる。これは、スイッチ・カム構造または電子装置をハウジング２２内に配置して、コンバイナ２１がより前方の位置２１ｂに移動すると、第２枢着点２６の回りの第１アーム２５の回転により、カム構造が回転されかつスイッチまたは電子装置が作動されて、ディスプレイ形成手段からの画像がコンバイナ２１上に投影されることを防止することにより達成できる。
【００２６】
スイッチは、ハウジング２２内の溝内に配置されかつ第１アーム２５が第２枢着点の回りで回転されると作動するマイクロスイッチが好ましい。この場合、空間が制限された環境でよりコンパクトなコンバイナ組立体２０を形成するため、マイクロスイッチをハウジング２２内に保持することができる。
【００２７】
図３に最も良く示すように、収納位置にあるとき、コンバイナ組立体２０が使用者３０の頭上スペース内に突出することはなく、このため、使用者のためのより大きい頭上スペースを与えることができかつ使用者３０が前方移動したときに使用者の頭部がコンバイナ組立体２０の一部に当たる可能性が低減される。
【００２８】
図２に示すように、ハウジング２２は取付け板３８に取り付けることができ、該取付け板３８は更に、該取付け板３８に関連する調節ねじ３９を操作することにより回転方向、横方向および前後方向にコンバイナ２１を整合させることができるように、フライトデッキのルーフ構造に取り付けられる。また、コンバイナ２１を保持するフレーム２３によりコンバイナ２１を調節して、コンバイナ２１を垂直方向に整合させることができる。コンバイナ組立体２０の調節は、航空機にコンバイナ組立体２０を取り付ける前に、またはコンバイナ組立体が現場にある間に航空機内で、特別目的で作られた光学整合ジグにより完了することができる。前者の場合には、コンバイナ組立体２０は、設置後に更に調節する必要がなく、このため、コンバイナ組立体２０を容易に交換することが可能になる。
【００２９】
以上、コンバイナ組立体２０は航空機用のヘッドアップ・ディスプレイに関するものを説明したが、コンバイナ組立体２０を他の輸送手段に使用すること、または情報を使用者に搬送しかつ使用者の前方の景色の視界上に重畳させる必要がある他の環境で使用することを考えることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術によるコンバイナ組立体を示す概略図である。
【図２】本発明によるコンバイナ組立体を示す正面図である。
【図３】図２のコンバイナの配備位置から収納位置への移動を示す概略図である。
【図４】コンバイナが配備位置から収納位置に移動するときに種々の枢着点の回りで枢動するコンバイナの移動を示す概略図である。
【図５】コンバイナの他の位置を示す図２と同様な正面図である。
【符号の説明】
２０ コンバイナ組立体
２１ 光学コンバイナ
２２ ハウジング
２４ 第１枢着点
２５ 第１アーム
２６ 第２枢着点
２７ 第２アーム
２８ 第３枢着点
２９ 第４枢着点
３７ 軌跡

Claims (5)

1. 光学コンバイナと、ハウジングと、光学コンバイナをハウジングに連結するように構成された取付け組立体とを有するコンバイナ組立体において、光学コンバイナが、ハウジングの回りで回転できるように配置され、光学コンバイナの先端部とハウジングとの間の距離が、ハウジングの周りのコンバイナの回転角とともに変化し、前記取付け組立体は、第１アームを有し、この第１アームはその一端が第１枢着点で光学コンバイナに枢着されかつ他端が第２枢着点でハウジングに枢着されていて、ハウジングの回りでのコンバイナの回転運動を可能にし、第２アームを有し、この第２アームはその一端が第３枢着点で光学コンバイナに枢着されかつ他端が第４枢着点でハウジングに枢着されていて、ハウジングの回りでのコンバイナの回転運動を可能にし、第１および第２アームは非平行構造をなして配置されており、前記光学コンバイナは収納位置と配備位置との間で移動できるように構成され、前記枢着点は、光学コンバイナが１つの軌跡、すなわちその少なくとも１つの点で、光学コンバイナ収納位置または配備位置に位置するときよりも、ハウジングに近接する軌跡を通って移動するように構成されていることを特徴とするコンバイナ組立体。
2. 前記光学コンバイナの角度位置の設定を容易にするため、前記両アームのうちの少なくとも一方のアームは長さを調節できるように構成されていることを特徴とする請求項１記載のコンバイナ組立体。
3. 前記コンバイナ組立体が航空機のコックピット内に作動可能に配置された場合、前記枢着点は、光学コンバイナが配備位置へ向かって下方に回転できるように構成されていることを特徴とする請求項２記載のコンバイナ組立体。
4. 前記枢着点は、光学コンバイナを、配備位置を越えた通過位置へと回転させることができるように構成されており、これにより、光学コンバイナの移動範囲を使用者が光学コンバイナに当らないようにすることができることを特徴とする請求項３記載のコンバイナ組立体。
5. 前記第２アームは、光学コンバイナが前記通過位置を越えて回転できるように構成されたばねを備えたストラットであり、これにより、光学コンバイナの移動範囲を使用者が光学コンバイナにもっと当たらないようにすることができることを特徴とする請求項４記載のコンバイナ組立体。

Images