JPH07218858A - ヘルメット装着者の頭部に対するヘルメットの位置と向きとを設定し確認するための装置システム - Google Patents
ヘルメット装着者の頭部に対するヘルメットの位置と向きとを設定し確認するための装置システムInfo
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- JPH07218858A JPH07218858A JP7010168A JP1016895A JPH07218858A JP H07218858 A JPH07218858 A JP H07218858A JP 7010168 A JP7010168 A JP 7010168A JP 1016895 A JP1016895 A JP 1016895A JP H07218858 A JPH07218858 A JP H07218858A
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/011—Arrangements for interaction with the human body, e.g. for user immersion in virtual reality
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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- G02B27/0149—Head-up displays characterised by mechanical features
Abstract
(57)【要約】
【目的】 カストマイズ手順が簡単な、オプトロニック
システムをヘルメット装着者の頭の特定の形態と合致さ
せる装置システムを提供する。 【構成】 第１の光学手段および第２の光学手段と、第
１のスクリーンＥ1 と第２のスクリーンＥ2 とを備え、
それらの光学手段のヘルメットに対する位置が固定さ
れ、各スクリーンは基準を成す試験パターンを含み、第
１の光学手段を通る装着者の瞳の画像と、装着者の視線
がその上に固定されている目標の第２の光学手段を通る
画像とが、スクリーンＥ1 およびＥ2 に対してそれぞれ
良く位置決めされている時にのみ、装着者に対するヘル
メットの位置が正確である装置システムである。
システムをヘルメット装着者の頭の特定の形態と合致さ
せる装置システムを提供する。 【構成】 第１の光学手段および第２の光学手段と、第
１のスクリーンＥ1 と第２のスクリーンＥ2 とを備え、
それらの光学手段のヘルメットに対する位置が固定さ
れ、各スクリーンは基準を成す試験パターンを含み、第
１の光学手段を通る装着者の瞳の画像と、装着者の視線
がその上に固定されている目標の第２の光学手段を通る
画像とが、スクリーンＥ1 およびＥ2 に対してそれぞれ
良く位置決めされている時にのみ、装着者に対するヘル
メットの位置が正確である装置システムである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ヘルメットに装着され
るオプトロニックシステムをヘルメット装着者の特定の
形態と合致させるように設計された装置システムの分野
に関するものである。この合致はヘルメットをカストマ
イズする手順を構成する。このようなヘルメットはとく
に軍用機で使用される。
るオプトロニックシステムをヘルメット装着者の特定の
形態と合致させるように設計された装置システムの分野
に関するものである。この合致はヘルメットをカストマ
イズする手順を構成する。このようなヘルメットはとく
に軍用機で使用される。
【０００２】軍用機における頭部機器は、操縦士を保護
することを主な機能とするヘルメットから構成される。
ヘルメットは、呼吸用機器と聴取機器の支持体、および
画像源（陰極線管、液晶マトリックス等）によって情報
を操縦士に提供する表示装置、および光学的コリメーシ
ョン装置のための支持体としても用いられている。
することを主な機能とするヘルメットから構成される。
ヘルメットは、呼吸用機器と聴取機器の支持体、および
画像源（陰極線管、液晶マトリックス等）によって情報
を操縦士に提供する表示装置、および光学的コリメーシ
ョン装置のための支持体としても用いられている。
【０００３】ヘルメットは頭部機器を最適に使用できる
ように設計し、かつ操縦士の頭部の形態に合致しなけれ
ばならない。各ヘルメットとヘルメット装着者の頭部形
態との合致は、カストマイズ手順中に行われる。この手
順中に、ヘルメットを操縦士の頭部の解剖学的基準点に
対して非常に精密に位置決めし配向しなければならな
い。
ように設計し、かつ操縦士の頭部の形態に合致しなけれ
ばならない。各ヘルメットとヘルメット装着者の頭部形
態との合致は、カストマイズ手順中に行われる。この手
順中に、ヘルメットを操縦士の頭部の解剖学的基準点に
対して非常に精密に位置決めし配向しなければならな
い。
【０００４】
【従来の技術】現在の技術状況においては、カストマイ
ズ手順は、操縦士の頭部形態の精密な識別のためのいく
つかの作業を必要とする。ヘルメットの製作はこの形態
情報を基づいて行うことができるが、頭部の特徴の精密
な測定が困難であるために、それらの作業は時間がかか
り、かつ精密ではない。
ズ手順は、操縦士の頭部形態の精密な識別のためのいく
つかの作業を必要とする。ヘルメットの製作はこの形態
情報を基づいて行うことができるが、頭部の特徴の精密
な測定が困難であるために、それらの作業は時間がかか
り、かつ精密ではない。
【０００５】別の手順は、操縦士がヘルメットまたは関
連する装置システムにおける正確な基準位置に対して頭
部を位置決めするように、操縦士が能動的に関与するこ
とを必要とする。それらの手順中に、操縦士が、機器を
使用する際にとる機能的位置に対応しない不快な姿勢を
とる危険性がある。これらの制約は、とくに、ヘルメッ
トに装着される表示装置の後の効率にとって有害であ
る。
連する装置システムにおける正確な基準位置に対して頭
部を位置決めするように、操縦士が能動的に関与するこ
とを必要とする。それらの手順中に、操縦士が、機器を
使用する際にとる機能的位置に対応しない不快な姿勢を
とる危険性がある。これらの制約は、とくに、ヘルメッ
トに装着される表示装置の後の効率にとって有害であ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】カストマイズ手順の狙
いは、第１のダイヤフラムと第２のダイヤフラムの２つ
の光学的ダイヤフラムを同じ１つの平面Ｐ内に置くこと
である。第１のダイヤフラムはヘルメット装着者の眼の
瞳によって構成される。第２のダイヤフラムはヘルメッ
トに装着される光学装置の瞳である。光学装置のこの瞳
は、物理的存在ではないが、その理論的な位置が、ヘル
メット上でとられる基準点、たとえば、オプトロニック
（ｏｐｔｒｏｎｉｃ）表示装置の固定点に対して既知で
ある平面Ｐ内にある。
いは、第１のダイヤフラムと第２のダイヤフラムの２つ
の光学的ダイヤフラムを同じ１つの平面Ｐ内に置くこと
である。第１のダイヤフラムはヘルメット装着者の眼の
瞳によって構成される。第２のダイヤフラムはヘルメッ
トに装着される光学装置の瞳である。光学装置のこの瞳
は、物理的存在ではないが、その理論的な位置が、ヘル
メット上でとられる基準点、たとえば、オプトロニック
（ｏｐｔｒｏｎｉｃ）表示装置の固定点に対して既知で
ある平面Ｐ内にある。
【０００７】このシステムの光学的瞳を、装着者の眼の
瞳が存在する平面と同じ平面におくことが必須であり、
操縦士が基準方向ベクトルｕを見る時に、２つの瞳によ
って構成されている２つのダイヤフラムを相互に中心合
せしなければならない。この方向はコリメートされた目
標によって一般に表され、カストマイズ手順中に装着者
の目線を通る水平面内に位置する。本明細書では、ある
方向ベクトルを表す場合、ベクトルｕなど、アルファベ
ットの前に「ベクトル」の語を置いて表すものとする。
瞳が存在する平面と同じ平面におくことが必須であり、
操縦士が基準方向ベクトルｕを見る時に、２つの瞳によ
って構成されている２つのダイヤフラムを相互に中心合
せしなければならない。この方向はコリメートされた目
標によって一般に表され、カストマイズ手順中に装着者
の目線を通る水平面内に位置する。本明細書では、ある
方向ベクトルを表す場合、ベクトルｕなど、アルファベ
ットの前に「ベクトル」の語を置いて表すものとする。
【０００８】本発明の狙いは、カストマイズ手順を簡単
にし、かつ短縮することである。本発明の狙いは、装着
者にとって、この手順中に、装着者が完全装備した時に
感じる容易さおよび快適さと少なくとも等しい容易さお
よび快適さを保つことでもある。最後に、本発明の狙い
は、ヘルメットの位置決め精度を向上させることであ
る。
にし、かつ短縮することである。本発明の狙いは、装着
者にとって、この手順中に、装着者が完全装備した時に
感じる容易さおよび快適さと少なくとも等しい容易さお
よび快適さを保つことでもある。最後に、本発明の狙い
は、ヘルメットの位置決め精度を向上させることであ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、カスト
マイズ用ヘルメットまたは実在のヘルメットに対して固
定位置を保つ光学手段および画像センサを備える装置シ
ステムに関するものである。この条件を達成する簡単な
方法は、たとえば、オプトロニック・システムのために
設計された固定点を使ってヘルメットに固定される強固
な機械的構造を使用して、装置システムを保持するもの
である。好ましい実施例で使用されるのはこの簡単な方
法である。装着者の快適性を高めるために、装置システ
ムを外部アームによって更に支持できる。装置システム
がヘルメットとの直接機械的リンクを持たないことが可
能である。重要な点は、ヘルメットに対する既知の固定
位置をもってヘルメットの運動に常に装置システムが追
従しなければならないことである。装着者の瞳の位置に
対する実在のヘルメットまたはカストマイズ用ヘルメッ
トの位置を容易に識別し点検するために、この装置シス
テムが使用される。また、それは装着者の視覚軸の向き
を容易に識別するためにも使用される。
マイズ用ヘルメットまたは実在のヘルメットに対して固
定位置を保つ光学手段および画像センサを備える装置シ
ステムに関するものである。この条件を達成する簡単な
方法は、たとえば、オプトロニック・システムのために
設計された固定点を使ってヘルメットに固定される強固
な機械的構造を使用して、装置システムを保持するもの
である。好ましい実施例で使用されるのはこの簡単な方
法である。装着者の快適性を高めるために、装置システ
ムを外部アームによって更に支持できる。装置システム
がヘルメットとの直接機械的リンクを持たないことが可
能である。重要な点は、ヘルメットに対する既知の固定
位置をもってヘルメットの運動に常に装置システムが追
従しなければならないことである。装着者の瞳の位置に
対する実在のヘルメットまたはカストマイズ用ヘルメッ
トの位置を容易に識別し点検するために、この装置シス
テムが使用される。また、それは装着者の視覚軸の向き
を容易に識別するためにも使用される。
【００１０】装着者の眼の瞳が、ヘルメットに装着すべ
きオプトロニック装置の瞳を含む理論平面Ｐと一致する
ように、実在のヘルメットまたは装置システムのヘルメ
ットの位置と向きが設定されると、たとえば、装着者の
頭部の形態に適応するように硬化フォームを注入するこ
とによって、ヘルメットの製作を完了できる。このよう
にして作成された定位置における成型体は、それが実在
のヘルメットであればヘルメットに付着されたままであ
り、特殊なカストマイズ用ヘルメットを使用する場合
は、１個または複数個の別のヘルメットを製作するため
に使用される。後者の場合には、装着者の頭部で製作し
た最初の成型体を使って、装着者の頭部の形態に合致す
る他の成型体を製作することも可能である。それらの成
型体は、その製作のために、装着者が耐えることができ
ない諸条件（温度条件、圧力条件、および有害な製品の
存在など）を必要とするものである。
きオプトロニック装置の瞳を含む理論平面Ｐと一致する
ように、実在のヘルメットまたは装置システムのヘルメ
ットの位置と向きが設定されると、たとえば、装着者の
頭部の形態に適応するように硬化フォームを注入するこ
とによって、ヘルメットの製作を完了できる。このよう
にして作成された定位置における成型体は、それが実在
のヘルメットであればヘルメットに付着されたままであ
り、特殊なカストマイズ用ヘルメットを使用する場合
は、１個または複数個の別のヘルメットを製作するため
に使用される。後者の場合には、装着者の頭部で製作し
た最初の成型体を使って、装着者の頭部の形態に合致す
る他の成型体を製作することも可能である。それらの成
型体は、その製作のために、装着者が耐えることができ
ない諸条件（温度条件、圧力条件、および有害な製品の
存在など）を必要とするものである。
【００１１】要するに、本発明は、休止位置において、
軸線方向ベクトルｕによって規定される視線方向を有す
る、ヘルメット装着者の位置に対してヘルメットの位置
を設定し確認するための装置システムにおいて、前記ヘ
ルメットがそれの基準点によって物理的に表される場所
でオプトロニック計器を受けるように設計され、前記オ
プトロニック計器自体は光学的瞳を有し、基準点に対す
るその光学的瞳の位置が既知であり、それらのオプトロ
ニック手段はまた光軸ベクトルｖも有し、その光軸の前
記基準点に対する向きが既知であり、前記装置システム
によって行われる設定動作および確認動作は、装着者の
瞳の位置が前記オプトロニック手段の瞳の位置に一致す
ること、および装着者の視線の軸線方向ベクトルｕが前
記オプトロニック手段の光軸ベクトルｖに対して所定の
角度を成すことを確認することを狙いとしており、前記
装置システムが、第１の試験パターンがその上で作成さ
れる第１のスクリーンＥ1 上に眼の瞳の画像を形成する
ように設計された第１の光学手段であって、この第１の
光学手段と前記第１のスクリーンによって形成される機
械的アセンブリが前記ヘルメットに対して既知の固定位
置を占め、この位置は、前記装着者の瞳の位置がヘルメ
ットに装着するオプトロニック手段の位置と一致した時
のみ、前記第１の試験パターン上に中心を置く前記装着
者の瞳の鮮明な画像を得ることができる第１の光学手段
と、形状を表す第２の試験パターンがその上で設計され
る第２のスクリーンＥ2 上の各空間方向とそれぞれの点
とが１対１に対応するように設計された第２の光学手段
であって、この第２の光学手段と前記第２のスクリーン
がヘルメットに対して既知の固定位置を占め、この位置
は、装着者の視線の軸線方向ベクトルｕと前記オプトロ
ニック手段の軸線方向ベクトルｖとが前記所定の方向に
対して相互に配向するような方向に前記第２光学手段が
向いていない限り、ヘルメット装着者に対して方向ベク
トルｕに配置されているコリメートされた形状が、第２
の試験パターン上に重畳された画像を持つことができな
いような位置である第２の光学手段とを備える、ヘルメ
ット装着者の位置に対してヘルメットの位置を設定し確
認するための装置システムに関するものである。
軸線方向ベクトルｕによって規定される視線方向を有す
る、ヘルメット装着者の位置に対してヘルメットの位置
を設定し確認するための装置システムにおいて、前記ヘ
ルメットがそれの基準点によって物理的に表される場所
でオプトロニック計器を受けるように設計され、前記オ
プトロニック計器自体は光学的瞳を有し、基準点に対す
るその光学的瞳の位置が既知であり、それらのオプトロ
ニック手段はまた光軸ベクトルｖも有し、その光軸の前
記基準点に対する向きが既知であり、前記装置システム
によって行われる設定動作および確認動作は、装着者の
瞳の位置が前記オプトロニック手段の瞳の位置に一致す
ること、および装着者の視線の軸線方向ベクトルｕが前
記オプトロニック手段の光軸ベクトルｖに対して所定の
角度を成すことを確認することを狙いとしており、前記
装置システムが、第１の試験パターンがその上で作成さ
れる第１のスクリーンＥ1 上に眼の瞳の画像を形成する
ように設計された第１の光学手段であって、この第１の
光学手段と前記第１のスクリーンによって形成される機
械的アセンブリが前記ヘルメットに対して既知の固定位
置を占め、この位置は、前記装着者の瞳の位置がヘルメ
ットに装着するオプトロニック手段の位置と一致した時
のみ、前記第１の試験パターン上に中心を置く前記装着
者の瞳の鮮明な画像を得ることができる第１の光学手段
と、形状を表す第２の試験パターンがその上で設計され
る第２のスクリーンＥ2 上の各空間方向とそれぞれの点
とが１対１に対応するように設計された第２の光学手段
であって、この第２の光学手段と前記第２のスクリーン
がヘルメットに対して既知の固定位置を占め、この位置
は、装着者の視線の軸線方向ベクトルｕと前記オプトロ
ニック手段の軸線方向ベクトルｖとが前記所定の方向に
対して相互に配向するような方向に前記第２光学手段が
向いていない限り、ヘルメット装着者に対して方向ベク
トルｕに配置されているコリメートされた形状が、第２
の試験パターン上に重畳された画像を持つことができな
いような位置である第２の光学手段とを備える、ヘルメ
ット装着者の位置に対してヘルメットの位置を設定し確
認するための装置システムに関するものである。
【００１２】好適な実施例においては、スクリーンＥ1
とＥ2 が１つの同じスクリーンに融合されるので有利で
ある。したがって、第１の光学手段と第２の光学手段は
共通の光学手段を有することになる。
とＥ2 が１つの同じスクリーンに融合されるので有利で
ある。したがって、第１の光学手段と第２の光学手段は
共通の光学手段を有することになる。
【００１３】好適な実施例においては、使用するヘルメ
ットは、第１に、直交する三面体を形成する３つの方向
にヘルメットを平行移動させることができ、第２に、直
交する三面体を形成する３本の軸を中心としてヘルメッ
トを回転させることができる機械的アセンブリに装着さ
れた特別のカストマイズ用ヘルメットである。
ットは、第１に、直交する三面体を形成する３つの方向
にヘルメットを平行移動させることができ、第２に、直
交する三面体を形成する３本の軸を中心としてヘルメッ
トを回転させることができる機械的アセンブリに装着さ
れた特別のカストマイズ用ヘルメットである。
【００１４】このような機械的アセンブリは先行技術に
おいて周知である。この態様については、本発明の好適
な実施例についての以下の説明において触れないことに
する。
おいて周知である。この態様については、本発明の好適
な実施例についての以下の説明において触れないことに
する。
【００１５】
【実施例】図は本発明の好適な実施例を示すものであ
る。
る。
【００１６】この実施例においては、本発明の装置シス
テム２０は、実在のヘルメットの形状を再現するヘルメ
ット構造体１０に固定される。ヘルメット構造体は、装
着者の頭部Ｑに対するそれの位置と向きを確認した後
で、成型体の外側部分の形状を与えるように設計され
る。成型体の内形は装着者Ｑの頭の外形によって構成さ
れる。その後、おそらくは異なる材料で再現した後で、
この成型体の形状が１つまたは複数のヘルメットの構造
に転写される。この転写によってヘルメットは装着者の
頭部の形態と合致するようになる。上記のように、この
ヘルメット構造体１０は機械的アセンブリ（図示せず）
に既知の方式で固定される。この機械的構造体によっ
て、高さ方向、横方向、前方および後方の位置調整を行
えるようにするために十分な間隙を持って３本の軸に沿
った構造１０の平行移動が可能になる。図１はこの構造
に関連する機械的手段を示すもので、この構造に対し
て、ヘルメットに装着せねばならないオプトロニック手
段を固定する手段と同じ位置を持つ。図１は、それらの
機械的手段を、まず基準面１１によって、第２に１組の
係止ピン１２（図１はそのうちの１本だけを示す）によ
って示す。基準面１１とそれらの係止ピン１２は、第１
の光学手段と第２の光学手段、および単一のスクリーン
Ｅを、図示しない強固なキャリヤ構造によって固定する
ために使用する。
テム２０は、実在のヘルメットの形状を再現するヘルメ
ット構造体１０に固定される。ヘルメット構造体は、装
着者の頭部Ｑに対するそれの位置と向きを確認した後
で、成型体の外側部分の形状を与えるように設計され
る。成型体の内形は装着者Ｑの頭の外形によって構成さ
れる。その後、おそらくは異なる材料で再現した後で、
この成型体の形状が１つまたは複数のヘルメットの構造
に転写される。この転写によってヘルメットは装着者の
頭部の形態と合致するようになる。上記のように、この
ヘルメット構造体１０は機械的アセンブリ（図示せず）
に既知の方式で固定される。この機械的構造体によっ
て、高さ方向、横方向、前方および後方の位置調整を行
えるようにするために十分な間隙を持って３本の軸に沿
った構造１０の平行移動が可能になる。図１はこの構造
に関連する機械的手段を示すもので、この構造に対し
て、ヘルメットに装着せねばならないオプトロニック手
段を固定する手段と同じ位置を持つ。図１は、それらの
機械的手段を、まず基準面１１によって、第２に１組の
係止ピン１２（図１はそのうちの１本だけを示す）によ
って示す。基準面１１とそれらの係止ピン１２は、第１
の光学手段と第２の光学手段、および単一のスクリーン
Ｅを、図示しない強固なキャリヤ構造によって固定する
ために使用する。
【００１７】固定手段１１と１２は、オプトロニック手
段の光学的瞳を含む平面Ｐの、構造１０に対する位置
と、図１にベクトルベクトルｖで示すそれの光学的軸線
方向とを決定する。この位置は設計計算によって最初か
ら知られており、それ自体が既知の測定手段によって検
査できる。
段の光学的瞳を含む平面Ｐの、構造１０に対する位置
と、図１にベクトルベクトルｖで示すそれの光学的軸線
方向とを決定する。この位置は設計計算によって最初か
ら知られており、それ自体が既知の測定手段によって検
査できる。
【００１８】先に説明したように、装置システム２０
は、第１に、眼の瞳を表示装置の計器瞳の理論的位置と
中心合わせすること、第２に、基準方向に対するこの装
置の中心方向の向きとを実時間で検査することを可能に
する。この作業中は、表示装置はヘルメットまたは構造
１０に装着されず、この手順の後で、表示装置は、ヘル
メットに固定された時に、装着者の解剖学的基準点に対
して正確に位置決めされる。
は、第１に、眼の瞳を表示装置の計器瞳の理論的位置と
中心合わせすること、第２に、基準方向に対するこの装
置の中心方向の向きとを実時間で検査することを可能に
する。この作業中は、表示装置はヘルメットまたは構造
１０に装着されず、この手順の後で、表示装置は、ヘル
メットに固定された時に、装着者の解剖学的基準点に対
して正確に位置決めされる。
【００１９】説明を理解する上での不必要な混乱を避け
るように、図には、連結に使用する機械的な部分は示し
ていない。すなわち、第１に、相互に固定される装置シ
ステムの製作において役割を演ずる要素の連結と、第２
に、構造体１０の機械要素１１、１２へのそれらの要素
の組の連結がそれである。装置システムを構成する種々
の要素の相互間の位置、および構造体１０に対する位置
が固定されていると述べた場合でも、この位置をそれで
も調整可能であるという事実を排除するものではない。
調整または設定によって、各種のヘルメットに同種の装
置システムが使用可能にされる。１つの同じ種類のヘル
メットに対しては、同じ調整位置を使用できる。
るように、図には、連結に使用する機械的な部分は示し
ていない。すなわち、第１に、相互に固定される装置シ
ステムの製作において役割を演ずる要素の連結と、第２
に、構造体１０の機械要素１１、１２へのそれらの要素
の組の連結がそれである。装置システムを構成する種々
の要素の相互間の位置、および構造体１０に対する位置
が固定されていると述べた場合でも、この位置をそれで
も調整可能であるという事実を排除するものではない。
調整または設定によって、各種のヘルメットに同種の装
置システムが使用可能にされる。１つの同じ種類のヘル
メットに対しては、同じ調整位置を使用できる。
【００２０】装置システム２０は第１の光学手段と、第
２の光学手段と、２つのスクリーンＥ１およびＥ２を含
む。ここで説明する実施例においては、それら２つのス
クリーンは単一のスクリーンＥ（２１）になる。好適な
実施例においては、スクリーンはＣＣＤ（電荷結合素
子）によって構成される。このスクリーンによって、カ
ストマイズする作業員が容易に接近できる制御モニタ上
のスクリーン上に形成された画像の検索と観察が可能に
される。もちろん、このスクリーンは任意の既知の手
段、たとえば肉眼または接眼鏡を介して画像を観察でき
る散乱面上に製作できる。
２の光学手段と、２つのスクリーンＥ１およびＥ２を含
む。ここで説明する実施例においては、それら２つのス
クリーンは単一のスクリーンＥ（２１）になる。好適な
実施例においては、スクリーンはＣＣＤ（電荷結合素
子）によって構成される。このスクリーンによって、カ
ストマイズする作業員が容易に接近できる制御モニタ上
のスクリーン上に形成された画像の検索と観察が可能に
される。もちろん、このスクリーンは任意の既知の手
段、たとえば肉眼または接眼鏡を介して画像を観察でき
る散乱面上に製作できる。
【００２１】このスクリーンの表面の上に特定の点を前
もって物理的に表すことができる。好適な実施例の場合
には、それらの特定の点は、電子光学的センサによって
与えられる画像に重畳される電子的試験パターンによっ
て物理的に表される。電子的検査パターンは、スクリー
ンの上に形成された画像の正確な場所の比較による確
認、したがって、装着者Ｑの頭を基準とした構造体１０
の正確な場所の確認を可能とする。第１の光学手段は装
着者Ｑの眼の瞳の画像をスクリーンＥ２１の上に形成す
るように設計される。この実施例の場合には、第１の光
学手段は、この場合には部分反射板と焦点合わせ手段に
よって構成された平面鏡２３を備える。焦点合わせ手段
は、この実施例においては、レンズＬ1 ２２によって構
成される。装着者Ｑの眼がオプトロニック手段の瞳の平
面Ｐに正確に配置されると、眼の瞳の中心をスクリーン
上で前もって識別されている点Ｃに置くべきである。
もって物理的に表すことができる。好適な実施例の場合
には、それらの特定の点は、電子光学的センサによって
与えられる画像に重畳される電子的試験パターンによっ
て物理的に表される。電子的検査パターンは、スクリー
ンの上に形成された画像の正確な場所の比較による確
認、したがって、装着者Ｑの頭を基準とした構造体１０
の正確な場所の確認を可能とする。第１の光学手段は装
着者Ｑの眼の瞳の画像をスクリーンＥ２１の上に形成す
るように設計される。この実施例の場合には、第１の光
学手段は、この場合には部分反射板と焦点合わせ手段に
よって構成された平面鏡２３を備える。焦点合わせ手段
は、この実施例においては、レンズＬ1 ２２によって構
成される。装着者Ｑの眼がオプトロニック手段の瞳の平
面Ｐに正確に配置されると、眼の瞳の中心をスクリーン
上で前もって識別されている点Ｃに置くべきである。
【００２２】この実施例の場合には、点Ｃに加えて、位
置試験パターンは、Ｃを中心とする同心円を有する。得
られる画像の例を図２に示す。この図においては、種々
の同心円に参照番号３１〜３６をつけた。丁度中心にお
かれた仮想の眼の画像が、円３１〜３６と点Ｃによって
構成されている試験パターン３０の上に重畳される。こ
の第１の設定は、構造体１０の三軸並進によって得られ
る。
置試験パターンは、Ｃを中心とする同心円を有する。得
られる画像の例を図２に示す。この図においては、種々
の同心円に参照番号３１〜３６をつけた。丁度中心にお
かれた仮想の眼の画像が、円３１〜３６と点Ｃによって
構成されている試験パターン３０の上に重畳される。こ
の第１の設定は、構造体１０の三軸並進によって得られ
る。
【００２３】第２の光学手段も図１に示されている。そ
れらの光学手段はレンズＬ1 ２２と反射鏡を備えてい
る。この場合には、反射鏡は部分反射板２３で構成され
ている。したがって、レンズ２２と反射板２３は第１の
光像と第２の光像に共通である。第２の光学手段は球面
鏡２４も有する。装着者の視線の軸とオプトロニック手
段の軸との相対的な向きを正確にすることを可能にする
のは、それらの第２の光学手段である。
れらの光学手段はレンズＬ1 ２２と反射鏡を備えてい
る。この場合には、反射鏡は部分反射板２３で構成され
ている。したがって、レンズ２２と反射板２３は第１の
光像と第２の光像に共通である。第２の光学手段は球面
鏡２４も有する。装着者の視線の軸とオプトロニック手
段の軸との相対的な向きを正確にすることを可能にする
のは、それらの第２の光学手段である。
【００２４】そのために、コリメートされた目標によっ
て構成された補助手段を使用する。この実施例において
は、この目標は、２つの物理的に表されている点Ｍ１と
Ｍ２を有するスクリーン４０によって構成される。スク
リーンは垂直に動くことができる。スクリーンとともに
動くことができるコリメーション・ユニット４１が、空
間内の１つの方向のスクリーンの各点の、観察者による
１対１の変換を可能にする。
て構成された補助手段を使用する。この実施例において
は、この目標は、２つの物理的に表されている点Ｍ１と
Ｍ２を有するスクリーン４０によって構成される。スク
リーンは垂直に動くことができる。スクリーンとともに
動くことができるコリメーション・ユニット４１が、空
間内の１つの方向のスクリーンの各点の、観察者による
１対１の変換を可能にする。
【００２５】カストマイズ手順中に、装着者Ｑは点Ｍ1
を見ることを求められる。その結果、装着者の視線の向
きベクトルｕがスクリーン４０上で点Ｍ1 によって物理
的に表される。点Ｍ2 は向きベクトルｖに対応する。
を見ることを求められる。その結果、装着者の視線の向
きベクトルｕがスクリーン４０上で点Ｍ1 によって物理
的に表される。点Ｍ2 は向きベクトルｖに対応する。
【００２６】第２の光学手段は１枚のスクリーンＥ２１
上で点Ｍ′1 とＭ′2 の、向きベクトルｕとベクトルｖ
への１対１の対応を行なう。それらの点は予め定められ
ており、試験パターン３０の部分を構成する。好適な実
施例においては、向きベクトルｕは第２の光学手段によ
って、第２の光学手段の光軸に一致する向きに変えられ
る。向きベクトルｖは第２の光学手段によって向きベク
トルｒに変えられる。この向きベクトルｒは、スクリー
ンベクトルＥにおいて、点Ｍ′2 と１対１に対応する。
１つの種類のヘルメットをカストマイズするために用い
る試験パターン３０の１つにおける向きベクトルｒは、
向きベクトルｕを含む垂直平面内で向きベクトルｕと３
度の角度を成す向きベクトルｖに一致する向きを有す
る。
上で点Ｍ′1 とＭ′2 の、向きベクトルｕとベクトルｖ
への１対１の対応を行なう。それらの点は予め定められ
ており、試験パターン３０の部分を構成する。好適な実
施例においては、向きベクトルｕは第２の光学手段によ
って、第２の光学手段の光軸に一致する向きに変えられ
る。向きベクトルｖは第２の光学手段によって向きベク
トルｒに変えられる。この向きベクトルｒは、スクリー
ンベクトルＥにおいて、点Ｍ′2 と１対１に対応する。
１つの種類のヘルメットをカストマイズするために用い
る試験パターン３０の１つにおける向きベクトルｒは、
向きベクトルｕを含む垂直平面内で向きベクトルｕと３
度の角度を成す向きベクトルｖに一致する向きを有す
る。
【００２７】次に図３を参照して、本発明の光学装置の
光学的な機能を説明する。
光学的な機能を説明する。
【００２８】この図は、製作した装置システムにおいて
組み合わされる３つの光路の組合わせを示す。
組み合わされる３つの光路の組合わせを示す。
【００２９】光線を矢印記号で示している第１の光路５
０は、スクリーン４０上の点Ｍ2 に対応する向きベクト
ルｖから来る光線によって構成される。それらの光線
は、半反射板２３によって構成されている反射鏡で球面
鏡Ｌ2 ２４へ向かって反射される。球面鏡Ｌ2 により反
射されてから、光線は半反射板２３を透過し、レンズＬ
1 ２２によって集束されてスクリーンＥ２１の点Ｍ′2
へ向かう。
０は、スクリーン４０上の点Ｍ2 に対応する向きベクト
ルｖから来る光線によって構成される。それらの光線
は、半反射板２３によって構成されている反射鏡で球面
鏡Ｌ2 ２４へ向かって反射される。球面鏡Ｌ2 により反
射されてから、光線は半反射板２３を透過し、レンズＬ
1 ２２によって集束されてスクリーンＥ２１の点Ｍ′2
へ向かう。
【００３０】光線を二重矢印記号で示している第２の光
路６０は、スクリーン４０上の点Ｍ1 に対応する向きベ
クトルｕから来る光線によって構成される。それらの光
線は、半反射板２３によって構成されている反射鏡で反
射された後で、球面鏡Ｌ2 ２４により反射され、半反射
板２３を透過し、レンズＬ1 ２２によって集束されてス
クリーンＥ２１の点Ｃに入射する。
路６０は、スクリーン４０上の点Ｍ1 に対応する向きベ
クトルｕから来る光線によって構成される。それらの光
線は、半反射板２３によって構成されている反射鏡で反
射された後で、球面鏡Ｌ2 ２４により反射され、半反射
板２３を透過し、レンズＬ1 ２２によって集束されてス
クリーンＥ２１の点Ｃに入射する。
【００３１】第３の光路７０は装着者の眼から来る。そ
れの光線は三重矢印で表されている。それらの光線は、
半反射板２３によって構成されている反射鏡で反射され
た後で、点Ｃに集束され、レンズ２２によってスクリー
ンＥの点Ｃに集束される。
れの光線は三重矢印で表されている。それらの光線は、
半反射板２３によって構成されている反射鏡で反射され
た後で、点Ｃに集束され、レンズ２２によってスクリー
ンＥの点Ｃに集束される。
【００３２】スクリーンＥ２１における上記の全ての集
束点は、ヘルメット、したがって、それにリンクされて
いる光学機器が、並進運動と回転運動において、正確に
位置する時に得られる集束点である。
束点は、ヘルメット、したがって、それにリンクされて
いる光学機器が、並進運動と回転運動において、正確に
位置する時に得られる集束点である。
【００３３】設定手順は次の通りである。
【００３４】装着者を機能位置、たとえば、希望の用途
を表す形状を有する椅子に座らせる。
を表す形状を有する椅子に座らせる。
【００３５】装着者の仕事は、作業中を通じて自分の眼
を、前方に置かれた目標の特定の点Ｍ1 に、研究室の基
準装置で既知の向きベクトルｕで固定することである。
を、前方に置かれた目標の特定の点Ｍ1 に、研究室の基
準装置で既知の向きベクトルｕで固定することである。
【００３６】それらの条件の下で、解剖学的基準面（Ｆ
ｒａｎｋｆｏｒｔ平面）がほぼ水平位置に配置される。
過大な発散が存在する場合は、この基準位置で、頭の姿
勢を修正する。
ｒａｎｋｆｏｒｔ平面）がほぼ水平位置に配置される。
過大な発散が存在する場合は、この基準位置で、頭の姿
勢を修正する。
【００３７】装着者は頭を、研究室の基準システムに対
して静止する。
して静止する。
【００３８】オペレータは、装置システムを取り付けた
ヘルメット１０の位置と向きを設定する。ヘルメット１
０には、適切な温度で可撓性を保つ成型充填剤も加えら
れる。このユニットを、オペレータが操作できる３並進
運動／３並進運動３次元機械に装着できる。
ヘルメット１０の位置と向きを設定する。ヘルメット１
０には、適切な温度で可撓性を保つ成型充填剤も加えら
れる。このユニットを、オペレータが操作できる３並進
運動／３並進運動３次元機械に装着できる。
【００３９】設定は次のような手順で構成される。
【００４０】ヘルメットを並進運動させ、向きを定めて
装着者の瞳の鮮明な画像をスクリーンＥ（図２）の中心
に得る。対物レンズＬ1 の視野の深さが、眼の瞳に対し
て表示装置の光学的瞳の位置決めの希望精度範囲内に入
るように、対物レンズＬ1 を選択する。センタリング
は、スクリーンＥの上で重畳されている基準点、すなわ
ち同心円３１〜３６と点Ｃに関して行う。
装着者の瞳の鮮明な画像をスクリーンＥ（図２）の中心
に得る。対物レンズＬ1 の視野の深さが、眼の瞳に対し
て表示装置の光学的瞳の位置決めの希望精度範囲内に入
るように、対物レンズＬ1 を選択する。センタリング
は、スクリーンＥの上で重畳されている基準点、すなわ
ち同心円３１〜３６と点Ｃに関して行う。
【００４１】スクリーンＥ２１上に表示されているＭ2
の画像が試験パターンの点Ｍ′2 に重畳されるように、
並進運動と向きを設定する。
の画像が試験パターンの点Ｍ′2 に重畳されるように、
並進運動と向きを設定する。
【００４２】並進運動または回転運動は、スクリーンＥ
２１上の瞳の画像の鮮明さと、それのセンタリングと、
スクリーンＥにおける点Ｍ2 とＭ1 の画像の相対位置と
に同時に作用することができる。ヘルメットの正しい位
置と正しい向きに同時に収束させるために、オペレータ
は回転運動と並進運動を交互に行わねばならない。
２１上の瞳の画像の鮮明さと、それのセンタリングと、
スクリーンＥにおける点Ｍ2 とＭ1 の画像の相対位置と
に同時に作用することができる。ヘルメットの正しい位
置と正しい向きに同時に収束させるために、オペレータ
は回転運動と並進運動を交互に行わねばならない。
【００４３】３つの設定基準を達成したら、ヘルメット
を静止させたまま、充填剤を充填する。
を静止させたまま、充填剤を充填する。
【００４４】この作業中、装置システムは、装着者が視
線を点Ｍ1 に固定している時、基準点Ｃにおける眼の瞳
のセンタリングにおいて生じ得るドリフトと、それの鮮
明さと、点Ｍ′2 と基準点Ｃの重畳とを実時間で観察す
ることによって、カストマイズ手順の品質の進行を検査
することを可能にする。
線を点Ｍ1 に固定している時、基準点Ｃにおける眼の瞳
のセンタリングにおいて生じ得るドリフトと、それの鮮
明さと、点Ｍ′2 と基準点Ｃの重畳とを実時間で観察す
ることによって、カストマイズ手順の品質の進行を検査
することを可能にする。
【００４５】追加の検査は、スクリーンＥ２１におい
て、目標の点Ｍ1 の画像である点が真に基準点Ｃに重畳
されることを確認することである。
て、目標の点Ｍ1 の画像である点が真に基準点Ｃに重畳
されることを確認することである。
【図１】本発明の好適な実施例を示す図である。
【図２】スクリーンの試験パターンと、試験パターンに
対して良く位置決めされた仮想眼を示す図である。
対して良く位置決めされた仮想眼を示す図である。
【図３】ヘルメットの装着者と補助目標から出発して第
１の光学手段と第２の光学手段を通る光路を示す図であ
る。
１の光学手段と第２の光学手段を通る光路を示す図であ
る。
１０ ヘルメット構造体 １１ 基準面 ２０ 装置システム ２１ スクリーン ２２ レンズ ２３ 平面鏡 ２４ 球面鏡
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アラン・レジエ フランス国、92402・クルブボワ・セ・イ クス、ベー・ペー・329、トムソン−セエ スエフ・エス・セ・ペー・イー（番地な し)
Claims (6)
- 【請求項１】 休止位置において、軸線方向ベクトルｕ
によって規定される視線方向を有する、ヘルメット装着
者の頭部の位置に対してヘルメットの位置と向きとを設
定し確認するための装置システムにおいて、前記ヘルメ
ットがそれの基準点によって物理的に表される場所でオ
プトロニック計器を受けるように設計され、前記オプト
ロニック計器自体は光学的瞳を有し、基準点に対する前
記光学的瞳の位置が既知であり、前記オプトロニック手
段はまた光軸ベクトルｖも有し、前記光軸の前記基準点
に対する向きが既知であり、前記装置システムによって
行われる設定動作および確認動作は、装着者の瞳の位置
が前記オプトロニック手段の瞳の位置と一致すること、
および装着者の視線の軸線方向ベクトルｕが前記オプト
ロニック手段の光軸ベクトルｖに対して所定の角度を成
すことを確認することを目的としており、前記装置シス
テムが、 第１の試験パターンがその上で作成される第１のスクリ
ーンＥ1 上に眼の瞳の画像を形成するように設計された
第１の光学手段であって、前記第１の光学手段と前記第
１のスクリーンによって形成される機械的組立体が前記
ヘルメットに対して既知の固定位置を占め、該位置は、
前記装着者の瞳の位置がヘルメットに装着するオプトロ
ニック手段の位置と一致した時のみ、前記第１の試験パ
ターン上に中心を置く前記装着者の瞳の鮮明な画像を得
ることができる前記第１の光学手段と、 形状を表す第２の試験パターンがその上で設計される第
２のスクリーンＥ2 上の各空間方向とそれぞれの点とが
１対１に対応するように設計された第２の光学手段であ
って、前記第２の光学手段と前記第２のスクリーンがヘ
ルメットに対して既知の固定位置を占め、前記位置は、
装着者の視線の軸線方向ベクトルｕと前記オプトロニッ
ク手段の軸線方向ベクトルｖとが前記所定の方向に対し
て相互に配向するような方向に前記第２の光学手段が向
いていない限り、ヘルメット装着者に対して方向ベクト
ルｕに配置されているコリメートされた形状が、第２の
試験パターン上に重畳された画像を持つことができない
ような位置である第２の光学手段とを備えることを特徴
とする装置システム。 - 【請求項２】 前記第１の光学手段が反射鏡と焦点合わ
せ手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の装置
システム。 - 【請求項３】 前記第２の光学手段が反射鏡と焦点合わ
せ手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の装置
システム。 - 【請求項４】 前記スクリーンＥ1 とＥ2 とが同じ１つ
のスクリーンに融合され、第１の光学手段と第２の光学
手段とが共通の光学手段を含むことを特徴とする請求項
１に記載の装置システム。 - 【請求項５】 前記共通手段が部分的に透明な板と焦点
合わせ手段を含み、２つの光学手段の一方が更に相補焦
点合わせ手段を含むことを特徴とする請求項４に記載の
装置システム。 - 【請求項６】 前記相補焦点合わせ手段が球面鏡によっ
て構成されることを特徴とする請求項５に記載の装置シ
ステム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9400768A FR2715479B1 (fr) | 1994-01-25 | 1994-01-25 | Dispositif de contrôle de réglage de position et d'orientation d'un casque par rapport à la tête d'un porteur du casque. |
| FR9400768 | 1994-01-25 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07218858A true JPH07218858A (ja) | 1995-08-18 |
Family
ID=9459360
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7010168A Pending JPH07218858A (ja) | 1994-01-25 | 1995-01-25 | ヘルメット装着者の頭部に対するヘルメットの位置と向きとを設定し確認するための装置システム |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5534689A (ja) |
| EP (1) | EP0664471B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07218858A (ja) |
| DE (1) | DE69511735T2 (ja) |
| FR (1) | FR2715479B1 (ja) |
| IL (1) | IL112345A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111493809A (zh) * | 2014-12-17 | 2020-08-07 | 索尼公司 | 信息处理装置和方法、眼镜式终端以及存储介质 |
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|---|---|---|---|---|
| FR2738628B1 (fr) * | 1995-09-08 | 1997-10-24 | Sextant Avionique | Dispositif optique de determination de l'orientation d'un solide |
| FR2747895B1 (fr) * | 1996-04-26 | 1998-07-10 | Sextant Avionique | Procede de fabrication de casque personnalise |
| GB2332052B (en) * | 1997-12-04 | 2002-01-16 | Olivetti Res Ltd | Detection system for determining orientation information about objects |
| FR2772242B1 (fr) * | 1997-12-12 | 2000-03-03 | Sextant Avionique | Casque comportant une partie largable par un coussin gonflable |
| US6480174B1 (en) | 1999-10-09 | 2002-11-12 | Optimize Incorporated | Eyeglass-mount display having personalized fit module |
| EP1180337B1 (en) * | 2000-08-17 | 2008-05-07 | Gentex Corporation | Alignment tool and method for mounting visual systems to helmets |
| FR2848660B1 (fr) * | 2002-12-13 | 2005-02-18 | Thales Sa | Procede de determination de la comptabilite biomecanique d'un equipement de tete |
| FR2906899B1 (fr) * | 2006-10-05 | 2009-01-16 | Essilor Int | Dispositif d'affichage pour la visualisation stereoscopique. |
| FR2936609B1 (fr) * | 2008-09-26 | 2012-10-12 | Thales Sa | Systeme de detection optique de position et/ou d'orientation d'objets comprenant au moins deux capteurs coplanaires |
| FR2936608B1 (fr) * | 2008-09-26 | 2010-09-24 | Thales Sa | Systeme de detection par balayage optique de position et/ou d'orientation d'objets |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2237215A1 (en) * | 1973-07-11 | 1975-02-07 | Comp Generale Electricite | High precision optical system - has automatic collimation and pivoting mirror and internal light source |
| FR2522804B1 (fr) * | 1982-03-05 | 1986-10-10 | Thomson Csf | Appareil oculometre et son utilisation dans un systeme viseur de tete |
| FR2613572B1 (fr) * | 1987-04-03 | 1993-01-22 | Thomson Csf | Systeme de visualisation de donnees lumineuses, a lisibilite amelioree |
| FR2621728B1 (fr) * | 1987-10-09 | 1990-01-05 | Thomson Csf | Systeme de visualisation d'images en demi-teintes sur un ecran matriciel |
| US5239293A (en) * | 1988-08-09 | 1993-08-24 | Thomson - Csf | Method and device for the rear illumination of a liquid crystal matrix display panel |
| US4852988A (en) * | 1988-09-12 | 1989-08-01 | Applied Science Laboratories | Visor and camera providing a parallax-free field-of-view image for a head-mounted eye movement measurement system |
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| JP2787488B2 (ja) * | 1989-11-28 | 1998-08-20 | 旭光学工業株式会社 | 視線検出装置 |
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-
1994
- 1994-01-25 FR FR9400768A patent/FR2715479B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-01-16 IL IL11234595A patent/IL112345A/xx not_active IP Right Cessation
- 1995-01-19 EP EP95400105A patent/EP0664471B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1995-01-19 DE DE69511735T patent/DE69511735T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1995-01-25 US US08/377,828 patent/US5534689A/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-01-25 JP JP7010168A patent/JPH07218858A/ja active Pending
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|---|---|---|---|---|
| CN111493809A (zh) * | 2014-12-17 | 2020-08-07 | 索尼公司 | 信息处理装置和方法、眼镜式终端以及存储介质 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69511735T2 (de) | 2000-01-13 |
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