JPH07323900A - 透明表面が不十分な航空機の視野の範囲を改善する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 着陸段階の安全性確保への応用。 【構成】 透明表面積が不十分な航空機の視野の範囲を
改善する装置は、外部空間の映像センサに接続された最
低一つのコリメータによって構成される。コリメータ
は、操縦士の視野の範囲に映像を投影する。この映像
は、操縦室透明表面および計器盤に重なり合う。操縦室
の映像は、透明表面によって作られる直接視野の範囲に
おいて、現実の映像と一致する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、透明表面が不十分な航
空機の視野の範囲を改善する装置に関する。本発明は、
特に操縦士が着陸を行う際の視野として正面の利用可能
な透明表面が不十分な航空機に応用することができる。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】新世代
の超音速旅客機が計画されている。新世代の航空機およ
びその前の世代の航空機、特にコンコルド（Concorde）
は、地上に接近する際の迎え角が高いという共通の特徴
を持つ。このために、透明表面から下方の視界を得るこ
とが困難である。コンコルドに使用された機首傾斜のオ
プションは、現在では経済的理由から放棄されている。
しかも、これらの航空機の形状は経済的制約から決定さ
れる。これらの制約により、特に、利用可能な透明表面
が、着陸段階で不可欠な視野の範囲をカバーできないと
いう現実が生まれる。

【０００３】したがって結局、これらの航空機は、透明
表面がまったくないか、もしくは上方視野の範囲しか得
られない透明表面を持つ可能性がある。

【０００４】従来の航空機では、夜間飛行もしくは視界
の悪い条件において、視野の範囲を改善する解決策が使
用されている。

【０００５】たとえば、ある既知の方法は、エネルギー
・センサまたはデータベースによる合成あるいはその両
方を使用して、外部空間の人工映像をディスプレイ上に
再構成する。

【０００６】ヘッドアップ・コリメータに映像を表示す
ることがある。外部空間に一致するコリメータ映像が、
光学的にこの外部空間の上に重ね合わされ、操縦室の透
明表面の一部分を覆う。

【０００７】これらの既知の方法は、特に、すでに透明
表面から得られた視野の範囲を改善することを可能にす
るものであるから、将来の超音速航空機にはふさわしく
ない。透明表面が不足している場合は、これらの方法を
使用して、ディスプレイと現実の状態との一致を保つよ
うにしながら、視野の範囲を改善することはできない。

【０００８】本発明の目標は、こうした欠点を克服する
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、航空機
の操縦士の視野の範囲を改善する装置にある。前記装置
は、外部空間の映像センサに接続された最低一つのコリ
メータによって構成され、このコリメータが操縦士の視
野の範囲に映像を投影し、この映像が航空機の操縦室の
直接視可能な透明部分および操縦室の不透明部分に重な
り合い、このコリメータ映像が直接視の範囲において現
実の映像と一致することを特徴とする。

【００１０】本発明の主な利点は、あらゆる種類の航空
機に適合でき、操縦士の視界の改善を可能にし、実施が
容易であり経済的であることである。

【００１１】本発明のその他の特徴および利点は、添付
の図面を参照する本明細書の記述に含まれる。

【００１２】

【実施例】図１は、滑走路２に接近中の着陸段階にある
航空機１を示す。この航空機は迎え角が比較的高い。操
縦士の視野の範囲３３は必然的に上方を向いているの
で、たとえば操縦士が視覚によって着陸を行うことはで
きない。さらに透明表面が特に空力学的制約によって限
定されている場合は、さらに困難になる。

【００１３】図２は、操縦士の視野の範囲を示す。視野
の範囲３３は、操縦士の眼３から発しており、その下限
は計器盤５の上端を通る線４によって制限される。した
がって、視野の範囲はここから始まり、操縦室の利用可
能な透明表面６にわたって上方に広がる。視野の範囲の
上限は、透明表面の上端７によって制限される。

【００１４】図３は、本発明の装置によって可能な一つ
の実施例を示す。この装置は、たとえば映像センサ（図
示せず）に接続された最低一個のヘッドアップ・コリメ
ータ３１および３２を備える。コリメータの投影機３１
は、操縦士の上方の最上部に配置しており、コリメータ
映像を半反射性の透明スクリーン３２に投影する。たと
えば、投影された映像の上部は、透明表面を通した現実
の視野３３の上に部分的もしくは全面的に重なり合い、
映像の下部は計器盤５に重なり合う。このように下部に
投影された映像は、現実の視野の範囲の下限線４より下
方に広がる視野の範囲と対応する。これによって、下方
視野の範囲が広がり、全視野の範囲３４がより広くなる
効果がある。

【００１５】自然な視野と同じ視野を、現実の視野の範
囲のような広角度にわたって再構成することによって、
操縦士は自分の置かれた位置から、自分の航空機の位置
に関して改善された知覚と理解と有益な感覚とを得るこ
とができる。さらに、人工映像の生成および表示の連続
には誤動作の可能性がある。したがって、この人工映像
の全部もしくは一部が視野の範囲の一部と重なり合うこ
とによって、誤動作の影響を受けないと考えられる直接
視の映像と関連するという事実は、この人工映像に安全
性をもたらし、また同時に搭乗員の信頼性を増すもので
ある。

【００１６】操縦室の下方部分は、特に計器盤になって
おり、その上に人工映像が重なり合うので、なるべく慎
重に仕上げて映像の視野を妨げないようにする。このた
めに、中間色や反射防止要素などが使用される。コリメ
ータ人工映像の使用中は、たとえば視野の範囲内の計器
類はオフになり、不可欠もしくは必要な情報要素はコリ
メータ映像に含まれる。これらの情報要素は、たとえば
計器盤上の実際の位置と一致するように表示される。

【００１７】たとえば、人工映像は、その一部が操縦室
の不透明部分を覆う際には、計画された操作、特に着陸
に有用なまったく外部空間の要素を持つ。たとえば、人
工映像は、飛行段階においては消されて、着陸段階の最
初のみに作動される。このような段階において、特に操
縦士が現実映像および人工映像を同時に利用することが
困難と判明した場合は、人工映像は例えば永続的に作動
されない。その後、人工映像を連続的に表示することが
できる。人工映像のすべてもしくは一部を除去させるこ
とができる。たとえば、人工映像は、その一部を移動さ
せて現実の直接視の上に重ね合わせておき、その一部を
操縦室の不透明部分の上に重ね合わせておくことができ
る。いずれの場合も、映像の一部もしくはすべてを維持
するかもしくは消すかという判断は、操縦士に任せられ
ている。

【００１８】たとえば、映像センサは、ヘッドアップ・
コリメータに接続されたテレビジョン・タイプのカメラ
である。全天候において着陸を可能にするために、特
に、視界を悪くする不順な気象条件では、その他のセン
サを使用することができる。後者は、たとえば、赤外線
センサもしくはミリ波レーダである。たとえば、必要に
応じて、航空機の位置測定によって搭載データベースか
ら得られた合成映像をコリメータに与えることができ
る。たとえば、合成映像のデータ要素は、機内に搭載す
るのではなく、マイクロウェーブのリンクによって送信
される可能性がある。たとえば、空港に接近すると、デ
ータ要素が空港から送信される。

【００１９】図４は、本発明の装置によって可能なもう
一つの実施例を示す。図３に示された実施例と比較する
と、直接視の範囲の下限線４から下の視野を可能にする
受動的光学装置４１および４２をさらに備えている。た
とえば、この受動的光学装置は、二枚の鏡４１および４
２から構成されており、潜望鏡のように向かい合わせに
なっており、第一の鏡４１は前述の線４から下の外部空
間に向けられており、第二の鏡４２は操縦士の眼３に向
けられているので、第一の鏡４１に映された映像４３が
操縦士の眼３に届く。このようにして得られた映像４３
は、コリメータが投影する人工映像に重なり合う。受動
的光学装置４１および４２の映像は、重なり合う人工映
像と適切に一致するように、可能な限り少ない視差で正
確に風景の視野を伝えるものでなければならない。残る
食い違いは、必要に応じて人工映像を意図的に歪ませて
補正することができる。受動的光学装置の映像は、操縦
室内部において、外部の直接視が得られない部分に表示
される。直接視の上部は人工映像の上部と一致するの
で、直接視のできない人工映像の下部は、この光学装置
の映像によって確保される。

【００２０】図５は、仰角のＳ軸および方角のＧ軸に関
して、図４に示された種類の装置によって示すことので
きる異なる可能な視野の範囲を示す。第一のゾーン５１
は、航空機の操縦室の透明表面からの直接視の範囲に対
応する。第二のゾーン５２は、操縦室の不透明部分に含
まれており、受動的光学装置装置４１および４２によっ
て示される視野の範囲に対応する。ゾーン５３は、操縦
室の透明部分の一部および不透明部分の一部との両方に
重なり合い、たとえば計器盤５はコリメータ３１および
３２によって示される視野の範囲に対応する。このゾー
ン５３はさらに、受動的光学装置装置によって示される
視野の範囲５２にわたる。

【００２１】たとえば、コリメータのゾーン５３は、操
縦士が特に航空機システムによる補助を使用してまった
く安全な着陸を行うことのできる、操作上の視野の範囲
を含む。

【００２２】コリメータ映像の輝度は、それが重なり合
う背景、すなわちゾーン５、もしくは５１、もしくは５
２に適合させなければならない可能性がある。これは、
関連する各ゾーンにおいて、投影される映像の輝度、も
しくはコリメータのガラスの透過指標に関する作業を行
うことによって実行できる。

【００２３】しかし、図５に示されたゾーンは、操縦士
の一定位置、特に頭の一定位置に対して適合している。
この位置は安定していると考えられるが、変化する可能
性がある。この問題を解決するために、コリメータが示
す映像に関して、操縦士の頭の動きに適合する周辺移動
ゾーンを計画することが可能である。これを実行するた
めには、たとえば、このゾーンにおいて、ゾーンを区別
するために選択された解決策によって、コリメータのガ
ラス３２の透過指標を操縦士の視野角の関数として活用
したり、さらに、投影された映像の輝度を活用する。

【００２４】本発明による装置の実施例は、視野の範囲
を特に下方に広げて改善する。しかし、本発明によるい
かなる装置も、関連作業の安全基準にしたがって、視野
の範囲を全方向について向上させることができる。投影
機の配置は、見る方向によって左右されるので、必ずし
も最上部である必要はないが、必要な映像を投影するこ
とのできる場所に配置される。

【図面の簡単な説明】

【図１】地上への接近段階にある航空機を示す図であ
る。

【図２】航空機の操縦士の視野の範囲を示す図である。

【図３】本発明の装置によって可能な一つの実施例を示
す図である。

【図４】本発明の装置によって可能なもう一つの実施例
を示す図である。

【図５】本発明の装置によって示される視野の範囲のす
べてを示す図である。

【符号の説明】

１ 航空機 ２ 滑走路 ３ 眼 ５ 計器盤 ６ 透明表面 ７ 透明表面の上端 ３１ コリメータの投影機 ３２ 透明スクリーン ４１，４２ 受動的光学装置

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部空間の映像を操縦士の視野の範囲に
   投影するコリメータを備える、航空機の操縦士の視野の
   範囲を改善する装置において、前記コリメータ映像が前
   記航空機の操縦室の直接視可能な透明部分および前記操
   縦室の不透明部分に重なり合い、前記コリメータ映像が
   直接視の範囲において現実の像と一致することを特徴と
   する装置。
2. 【請求項２】 前記コリメータの投影機が最上部に配置
   されて、前記航空機の計器盤の一部分を覆って映像を投
   影することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 【請求項３】 前記コリメータの生成する映像が順次生
   成されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
4. 【請求項４】 前記不透明部分に重なり合う前記コリメ
   ータ映像の部分が、所与の操作中は永続的に作動するこ
   とを特徴とする、請求項３に記載の装置。
5. 【請求項５】 前記操作が着陸操作であることを特徴と
   する、請求項４に記載の装置。
6. 【請求項６】 前記操縦室の前記不透明部分にあり、前
   記コリメータ映像と一致する外部の映像を生成する、受
   動的光学装置をさらに含む、請求項１に記載の装置。
7. 【請求項７】 前記受動的光学装置が、二枚の向き合う
   鏡によって構成され、第一の鏡が外部空間に向き、第二
   の鏡が操縦士の眼に向いていることを特徴とする、請求
   項６に記載の装置。
8. 【請求項８】 前記受動的光学装置が、前記航空機の正
   面下部に位置する前記外部空間の映像を生成することを
   特徴とする、請求項６に記載の装置。
9. 【請求項９】 前記コリメータ映像が前記計器盤の一部
   分を覆い作動され、前記計器盤のインジケータがオフに
   なり、進行中の操作に必要な前記計器盤の情報要素が前
   記コリメータによって再生されることを特徴とする、請
   求項１に記載の装置。
10. 【請求項１０】 前記コリメータ映像中で再生された前
    記情報要素が、計器盤上の実際の位置と一致することを
    特徴とする、請求項９に記載の装置。
11. 【請求項１１】 映像センサがテレビジョン・カメラで
    あることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
12. 【請求項１２】 映像センサが赤外線センサであること
    を特徴とする、請求項１に記載の装置。
13. 【請求項１３】 映像センサがミリ波レーダであること
    を特徴とする、請求項１に記載の装置。
14. 【請求項１４】 コリメータのガラスが、前記コリメー
    タ映像を前記操縦士の頭の動きに適合させることを可能
    にする周辺移行ゾーンを備えることを特徴とする、請求
    項１に記載の装置。
15. 【請求項１５】 前記周辺ゾーンの透過率が、操縦士の
    視野角の関数であることを特徴とする、請求項１４に記
    載の装置。
16. 【請求項１６】 前記周辺ゾーンにおける投影された映
    像の輝度が、操縦士の視野角の関数であることを特徴と
    する、請求項１４に記載の装置。
17. 【請求項１７】 コリメータに与えられる映像が合成映
    像であることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
18. 【請求項１８】 前記合成映像が、前記航空機の位置測
    定の関数として、搭載データベースから得られることを
    特徴とする、請求項１７に記載の装置。