JPH061301B2 - 照準線の方向決定装置 - Google Patents

照準線の方向決定装置

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JPH061301B2
JPH061301B2 JP59149741A JP14974184A JPH061301B2 JP H061301 B2 JPH061301 B2 JP H061301B2 JP 59149741 A JP59149741 A JP 59149741A JP 14974184 A JP14974184 A JP 14974184A JP H061301 B2 JPH061301 B2 JP H061301B2
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Description

【発明の詳細な説明】 １）発明の目的 (イ) 発明の分野 本発明は既知の基準フレームに対して照準線の方向を定
める装置に関するものであり、専らではないが特にヘル
メツトに取付けた照準装置またはデイスプレイ装置と共
に用いることを目的としている。
(ロ) 従来の技術及びその問題点 ヘルメツト取付け照準またはデイスプレイ装置は通常使
用者に対するヘツドアツプ・デイスプレイの形をとつて
いる。最も簡単な形のデイスプレイ装置においては、照
準マークまたは網線が使用者の目の前に置かれた半透明
表面に表示される。使用者は外景を見るのにその表面を
通して見ることができ、従つてその外景の上に網線が重
なつて現れる。もつと複雑な形のデイスプレイでは、大
きくて可変量の情報を使用者の見ている外景に重ね合わ
せることができる。この形式のヘルメツトに取付けたデ
イスプレイは、通常、ヘルメツトそのものに取付けた小
さな陰極線管によつて作られたデイスプレイをもつてい
る。明らかに、照準マークまたは他の方向指示記号は使
用者の視線に対して位置決めされているので、使用者の
頭が動くと、このようなマークまたは記号も必ず移動す
る。従つて、基準となるあらかじめ定めたフレームに対
する使用者の頭の動きを検出することが必要である。
ヘルメツトに取付けた照準装置が投影された情報を表示
する半透明表面をもたないで、例えば武器誘導装置のた
めの制御信号を与えるためにヘルメツトの動きを用いる
ことがある。
ある形の送信アンテナを基準フレームで支持し、多数の
センサコイルを使用者のヘルメツトに取付けている電磁
装置を用いることが知られている。この放射体とセンサ
は、送信アンテナによつて作られた磁界内のヘルメツト
の向きと位置をセンサコイルに誘起される電圧によつて
決定するように配置されている。このような装置は隣接
金属加工物によつて影響されることがあり、特にこれが
可動な場合にはそうである。
別の装置はヘルメツトの位置と向きを決定する光学的手
段を用いる。そのような装置の一つは、ヘルメツトに取
付けた多数の光源から成り、二つ以上の対応する感光性
検出器が基準フレームに取付けられている。そのような
装置は、周囲の光レベル条件が高いところでは不満足で
あるとわかることがあり、使用者の腕などの物体の動き
によつて不明瞭になる可能性がある。
ハ）発明が解決しようとする問題点 上記の既知の装置の両方において、ヘルメツトに装置の
一部分を取付けるとともに、基準フレームに具装生の別
の一部分を取付けることが必要である。これは明らかに
欠点であり、そのような外部協動装置に関係なくヘルメ
ツトの動きを検出する装置を提供することが本発明の目
的である。
２）発明の構成 （イ）問題点を解決するための手段 本発明によれば、ヘルメットに取付けて基準フレームに
対する照準線の方向決める装置が提供され、この装置
は、表示装置及び半反射スクリーンが取付けてあるヘル
メットからなる照準装置と、前記照準装置に取付けら
れ、前記照準装置の外部の装置に関係なく前記照準装置
の動きを検出するジヤイロスコープ装置を含む位置検出
装置と、前記照準装置に取付けられる第１の部分と前記
基準フレームに取付けられる第２の部分の二つの部分か
らなり、前記基準フレームに対して照準線がとる基準方
向を設定するとともに設定された基準方向を検出する銃
腔視線ロック検出器を備え、前記位置検出装置の出力に
生ずる誤差を自動的に時々修正する位置検出装置出力修
正手段と、前記照準装置の外部に配置され、前記照準装
置に電気的に接続され、前記位置検出装置と前記位置検
出装置出力修正手段からの信号を処理して、前記照準線
の方向を制御する信号を前記照準装置に与える電子信号
処理手段とを備えている。
ロ）実施例 次に添付図面を参照して本発明を説明する。
さて第１図を参照すると、これは陰極線管１１、レンズ
１２及び反射性スクリーン１３が取付けられたヘルメツ
ト１０を示している。この半反射性スクリーンは、使用
者が照準線１４に沿つて外景を見ることができるように
使用者の目の前に置かれる。ヘルメツトにはまた基準フ
レーム内のヘルメツトの位置を示す検出装置１５及び修
正手段の一部分を形成する銃腔視線検出器１６を付けて
いる。陰極線管１１、検出装置１５及び銃腔視線検出器
１６はケーブル１７によつて外部電子回路に接続されて
いる。
使用時には、使用者は彼の頭、従つてヘルメツトを高さ
と方位の両方において限られた角度にわたつて動かすこ
とができる。照準線１４のまわりの運動、すなわち「ロ
ール」運動は起りにくい。スクリーン１３に投影するた
めに必要などんな形のデイスプレイをも陰極線管１１に
作ることができ、そのデイスプレイは、通常使用者がデ
イスプレイと外景との両方を見るときに目の焦点を調節
する必要がないように無限大に焦点を合わされる。デイ
スプレイが、例えば、簡単な照準マークまたは網線を与
える場合、ヘルメットが基準フレームに対して動くと、
網目を元の位置へ動かすためにはヘルメットの方位及び
高さを動かすことが必要になる。ヘルメツトの基準フレ
ームに対する位置を定めるために光学的または電磁気的
手段を用いてこれを行う装置が前述のように周知であ
る。基準フレームは、地上基地ミサイル追跡装置の場合
のように静止していてもよいし、または船もしうは飛行
機などのようにそれ自身移動できるものでもよい。
第２図は、ブロツク回路図形式で本発明に従つて用いら
れる電子回路を示している。ここに説明する実施例にお
いては、第１図の検出装置１５は、ヘルメツトの方位及
び高さの軸の周りの動きを検出するように構成された複
数のジヤイロスコープから成る装置を含む。二つの単軸
ジヤイロまたは単一の二軸ジヤイロからのいずれかを好
みに従つて用いることが可能である。第２図を参照する
と、単一ジヤイロまたは複数のジヤイロが２０に示され
ており、ジヤイロ信号処理回路２１に信号を加える。こ
れは、単一ジヤイロまたは複数のジヤイロによつて作ら
れた出力信号から照準線の方位角及び高低角における変
化を定める。これらの方位角及び高低角は、陰極線管デ
イスプレイを制御するデイスプレイ信号処理装置２２に
加えられる。デイスプレイ自体は、デイスプレイ発生器
２３によつて作られ、一方、陰極線管２４のスクリーン
上のデイスプレイの実際の位置は、デイスプレイ信号処
理装置２２によつて制御される。
照準装置の場合には、デイスプレイ発生器２３及び陰極
線管２４は不要になり、デイスプレイ信号処理装置２２
は、誘導信号処理装置になつて、出力が有線、無線また
は他の手段によつて、例えば、ミサイルまたは銃制御装
置へ送られる。
ジヤイロがヘルメツトに取付けるのに適するためには、
それは形及び重量が小さい必要がある。従つて慣性プラ
ツトホーム上で普通に用いられる大形でさらに正確なジ
ヤイロより、例えば、ドリフトのような誤差を受け易く
なりそうである。従つて、これらの誤差をそれらがあま
り大きくならない前に時々修正することが必要である。
これは照準線を既知の方向に向けて、次に装置の誤差を
測定してゼロにすることによつて容易に行うことができ
る。しかし、使用者が、どんな場合にも特定の方向を見
なければならないことを強要するすることは難しく、特
に戦闘状況においてはそうである。従つて、第２図の装
置は、使用者の方では意識的動作をなにもしないで修正
を自動的に行う手段を備えている。使用者の頭、従つて
ヘルメツト時々が照準線の方向を検出できる位置を通つ
て動くことが仮定されている。ヘルメツトがこの位置で
の静止状態になることは必要でなく、このあらかじめ定
めた向きを検出することによつてその瞬間に存在する誤
差を求めて修正できるようにする。なお、データ処理技
術を用いてジヤイロ内のドリフト誤差を求めて方位誤差
を予測して修正することが知られている。そのような技
術は、カルマン・フイルタのような再帰的フエージング
・メモリ・フイルタを用いることがある。第２図におい
て、銃腔視線ロツク検出器２５は、照準線があらかじめ
定めた方位を通過するのを検出して、信号をそれぞれ方
位誤差修正回路２６及び高低誤差修正回路２７へ与え
る。これらの回路は、ジヤイロ信号処理回路２１の方位
出力及び高低出力を標本化するので、適当な修正値をそ
の回路に加えることができる。
銃腔視線ロツク検出器は、一つの形では、二つの部分か
らなり、一方の部分がヘルメツトに取付けられ、他方の
部分が基準フレームに取付けられた光学装置である。第
３図に示すように二つの部分の一方は適当な形の網線３
１を照らす光源３０とコリメート用レンズ３２から成つ
ている。他方の部分は、集束レンズ３３と感光検出器３
４から成つている。網線３１を照らす光源からの光を特
定の方法で色調またはろ波して他の光源からの光による
混乱を避けることができる。好ましいのは、ヘルメツト
が一般に用いられる位置にあるとき、照準線の方向が規
定されるように二つの部分をおくべきなので、誤差修正
をできるだけ頻繁に行つてもよい。二つの部分を別々に
取付ける必要をなくすために、ヘルメツトに一つと基準
フレームに一つのヘルメツト上のコーナー反射器または
他の適当な反射器を用いて基準フレーム上に一緒におく
ことができる。代りの方法として、光源と検出器の両方
をヘルメツトにつけた状態で反射器を基準フレームに取
付けてもよい。複数の光源の配列と適当な検出器を用い
る厳しさの少ない装置を取付けて不良の度合を許容でき
るようにして用いることができるであろう。この取付け
不良度は、位置合せ修正回路によつて測定されて用いら
れる。このような装置がロール軸の周りの取付け不良度
の測定と修正をさらにし易くする。
例えば、上述の光学装置の代りに超音波またはマイクロ
ウエーブの細いビームを用いる他の錠腔視線アライメン
ト技術を用いてもよい。
上述の実施例は、ヘルメツト、従つて照準線の向きを決
めるのに一つまたは複数のジヤイロを用いる。これは誤
差修正のため以外は、基準フレームに取付けた外部構成
要素を必要とすることなく作動する。他の協動構成要素
を必要としない他の位置検出器を用いることもできる。
そのような装置の一つは、レーザリング・ジヤイロスコ
ープである。これは単軸装置なので、これらの二つは正
しい相対位置でヘルメツトに取付けられなければならな
いであろう。
やはり単軸だけの周りに動作するもう一つの適当な装置
は、可干渉光を長い光路に沿つて対向方向に通す干渉計
ジヤイロである。この場合に光路は、ヘルメツト内部の
コイル内に配置された長い光フアイバを含むことができ
るだろう。
船または飛行機などの可動基準フレームと一緒にこの装
置を用いる必要があれば、上で述べたどのタイプの位置
検出器も自由空間に対する位置または方位を測定すると
いこことを考慮しなければならない。静止基準フレーム
の場合には、方位はそのフレームに容易に関係づけられ
る。しかし、フレームが動いている場合には、そのよう
な動きを見込んでおかなければならない。従つて、基準
フレームの動きでヘルメツト検出装置によつて示された
動きを相殺できるように第２図の処理装置２２へ船また
は飛行機自身の慣性プラツトホームからの入力を加える
ことが必要である。そのような信号が第２図にＦＡＺ
（フレーム方位）及びＦＥＬ（フレーム高低）入力とし
て示されている。
【図面の簡単な説明】
第１図は第１の実施例による照準装置とその関連の検出
装置の略図、 第２図は第１図の装置と関連した回路の略ブロツク図、 第３図は第１図の修正手段の一部分の略図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−78116（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−117182（ＪＰ，Ａ)

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】基準フレームに対する照準線の方向決定装
    置であって、 前記照準線の方向を規定する手段を取付けたヘルメット
    からなる照準装置と、 前記照準装置に取付けられて該照準装置の外部の装置に
    関係なく該照準装置の動きを検出するジヤイロスコープ
    装置を含む位置検出装置と、 前記照準装置に取付けられる第１の部分と前記基準フレ
    ームに取付けられる第２の部分の二つの部分からなり、
    前記二つの部分の相互作用によって基準フレームに対し
    て照準線が取る基準方向の設定と前記基準方向の検出を
    行う銃腔視線ロック検出器と、前記銃腔視線ロック検出
    器の出力信号が生じたときに方位及び高低の誤差修正信
    号を前記位置検出装置に与える回路によって前記位置検
    出装置の出力に生ずる誤差を自動的に修正する位置検出
    装置出力修正手段と、 前記照準装置の外部に配置され、前記照準装置に電気的
    に接続され、前記位置検出装置と前記位置検出装置出力
    修正手段からの信号を処理して前記照準線の方向を制御
    する信号を前記照準装置に与える電子信号処理手段とを
    備える照準線の方向決定装置。
  2. 【請求項２】前記照準線の方向を規定する手段がデイス
    プレイ装置と半反射スクリーとを含む特許請求の範囲第
    １項に記載の装置。
  3. 【請求項３】前記デイスプレイ装置が陰極線管である特
    許請求の範囲第２項に記載の装置。
  4. 【請求項４】前記ジヤイロスコープ装置が基準フレーム
    に対する照準線の方位角および高低角を定める２本の垂
    直な受感軸を有する特許請求の範囲第１項ないし第３項
    のいずれかに記載の装置。
  5. 【請求項５】前記ジヤイロスコープ装置が単一２軸ジヤ
    イロスコープからなる特許請求の範囲第４項に記載の装
    置。
  6. 【請求項６】前記電子信号処理手段が前記デイスプレイ
    装置を駆動するように作動できるデイスプレイ発生器
    と、前記デイスプレイ装置によって発生したデイスプレ
    イを動かしてヘルメットの動きを補償するように構成し
    たデイスプレイ信号処理装置とを備えた特許請求の範囲
    第２項ないし第５項のいずれかに記載の装置。
  7. 【請求項７】前記銃腔視線ロック検出器が前記基準方向
    に達するたびに出力を前記電子信号処理手段へ送って前
    記位置検出装置の出力の前記誤差を修正させる特許請求
    の範囲第１項ないし第６項のいずれかに記載の装置。
  8. 【請求項８】前記銃腔視線ロック検出器が照準線の前記
    基準方向を設定する平行光の源と前記平行光を検出する
    感光検出器とからなる特許請求の範囲第７項に記載の装
    置。
  9. 【請求項９】前記銃腔視線ロック検出器の前記第１の部
    分が前記平行光の源からなり、前記第２の部分が前記感
    光検出器からなる特許請求の範囲第８項に記載の装置。
  10. 【請求項１０】前記銃腔視線ロック検出器の前記第１の
    部分が前記感光検出器からなり、前記第２の部分が前記
    平行光の源からなる特許請求の範囲第８項に記載の装
    置。
  11. 【請求項１１】前記銃腔視線ロック検出器の前記第２の
    部分が前記平行光の源及び前記感光検出器からなり、前
    記第１の部分が反射部材からなる特許請求の範囲第８項
    に記載の装置。
JP59149741A 1983-07-23 1984-07-20 照準線の方向決定装置 Expired - Lifetime JPH061301B2 (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
GB08319883A GB2143948B (en) 1983-07-23 1983-07-23 Apparatus for determining the direction of a line of sight
GB8319883 1983-07-23

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Publication Number Publication Date
JPS6042734A JPS6042734A (ja) 1985-03-07
JPH061301B2 true JPH061301B2 (ja) 1994-01-05

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JP59149741A Expired - Lifetime JPH061301B2 (ja) 1983-07-23 1984-07-20 照準線の方向決定装置

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JP (1) JPH061301B2 (ja)
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FR (1) FR2549610B1 (ja)
GB (1) GB2143948B (ja)
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