JPH08262366A - モジュール化されたヘルメット取付けディスプレイ - Google Patents

モジュール化されたヘルメット取付けディスプレイ

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JPH08262366A JP8002463A JP246396A JPH08262366A JP H08262366 A JPH08262366 A JP H08262366A JP 8002463 A JP8002463 A JP 8002463A JP 246396 A JP246396 A JP 246396A JP H08262366 A JPH08262366 A JP H08262366A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、画像投影装置34, 36と、この画像
投影装置によって投影された画像をヘルメット12の着用
者の目に反射する反射性の透明結合器とを有している風
防保護バイザ14を備えているパイロット用ヘルメットの
ための取外し可能に取付けて使用されるモジュール化さ
れたヘルメット取付けディスプレイを提供することを目
的とする。 【解決手段】 バイザ14は、外部情景視野を与えるため
に着用者の一方の目の前面に配置される透明な観察部分
16を有するバイザ／結合器モジュールとして構成され、
観察部分16は少なくとも部分的に反射性であり、バイザ
／結合器の反対の面方向に傾斜しており、画像投影装置
はヘルメット12の外部表面に取外し可能に取付けられ、
ヘルメットの着用者により観察されるバイザ／結合器モ
ジュールの内部表面に画像を投影する画像源34およびリ
レー光学系36を有する画像源リレー光学系モジュールと
して構成されていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はヘルメット取付けデ
ィスプレイ、特に画像源と、リレー光学系と、画像がヘ
ルメットの着用者により観察されるように投影されるバ
イザ（visor ）／結合器とを有するモジュールヘルメッ
ト取付け画像ディスプレイに関する。
【０００２】
【従来の技術】バイザ／結合器は標準的なヘルメットで
使用されるように構成され、ディスプレイシステムが使
用されても使用されなくてもヘルメットと共に使用され
る。取外し可能に標準的なヘルメットに取付けられてい
るモジュールユニットは、画像源と、第１にバイザの外
部から内部へ、その後バイザを通して観察されるように
外界の視野と組合わせてヘルメット着用者により観察さ
れるバイザの内部表面に画像を投影するように構成され
ているリレー光学系とを含んでいる。
【０００３】パイロット用の通常のヘルメット取付けデ
ィスプレイは、バイザ／結合器と、リレー光学系と、画
像源とを含んでおり、それらは全てヘルメットに取付け
られている。ヘルメットに航空力学的形態を与えるた
め、画像源とリレー光学系はヘルメットの航空力学的シ
ェル内に一体化されなければならない。航空力学的形態
は高速度でパイロットが航空機から脱出しなければなら
ない場合に重要である。これはパイロットにより使用さ
れる標準的なヘルメットに比べて非常に大きく、重く、
より複雑で高価である一般的なヘルメットを必要とす
る。画像源とリレー光学系がヘルメットに結合されるそ
れぞれの場合に、バイザが結合器として使用されるなら
ば、このバイザはリレー光学系と共に着用者の顔を完全
に覆うためヘルメットの大きさと重量を増加する。他
方、ヘルメット取付けディスプレイシステムがバイザ内
部の結合器を使用するならば、リレー光学系は完全にヘ
ルメットに一体化され、使用者の顔とこれらの光学系の
間にほとんど空間を残さないようにしなければならな
い。このような設計もまたヘルメットの大きさと重量の
増加につながる。
【０００４】航空機のパイロット以外の使用例のため
に、他の形態のヘルメット取付けディスプレイが開発さ
れている。例えば、歩兵および他の地上部隊により使用
される場合にはヘルメット取付けディスプレイは弾丸か
ら保護するヘルメットに支持されるかそれに関連してい
る。このために航空分野で既に弁別されているのと同一
の多数の設計制限を受ける。地上の人間によるヘルメッ
ト取付けディスプレイの使用にあたってはパイロットの
ヘルメットのような航空力学的考察を含んでいないが、
これらのヘルメットには大きさ、重量、複雑性、価格の
問題が生じる。
【０００５】例えば、ヘルメット取付けディスプレイは
C.M.Hansonの1993年４月６日出願の米国特許第5,200,82
7 号明細書により知られている。このディスプレイはバ
イザ／結合器または別個の結合器スクリーンを有するバ
イザが画像源およびリレー光学系と共に通常の歩兵用ヘ
ルメットに取付けられるかまたはそれに関連して使用さ
れるユニットに統合されるヘルメット取付けディスプレ
イと考えられている。即ち、ディスプレイユニットは単
独で着用されるかまたはヘルメット下にあるヘッドギア
により支持されてもよい。代りに、ディスプレイはフリ
ップアップバイザに類似して着用者のヘルメットに取付
けられてもよい。それぞれの場合に、ディスプレイはバ
イザ／結合器または別個の結合器スクリーン、画像源、
リレー光学系を全て１つのユニットに含んでいる。
【０００６】結果として、前述のC.M.Hansonの特許明細
書により開示されたヘッド取付けディスプレイは航空機
用ヘッド取付けディスプレイに関する大きさ、重量、複
雑性の制限等、多数の問題を抱える。この特許明細書の
簡単な通読により、このヘルメット取付けディスプレイ
に複雑性が固有であることが立証される。
【０００７】別のヘルメット取付けパイロット用ディス
プレイはEllis による1984年４月28日出願の米国特許第
4,468,101 号明細書により知られている。この特許明細
書によると、ヘルメット取付けディスプレイはヘルメッ
トのバイザの外部に装着される画像源およびリレー光学
系を使用する。透明な結合器レンズは使用者の視野中で
バイザの前方に懸架され、従って画像源とリレー光学系
により投影される画像はこの結合器レンズを通して観察
される外界の視野と共に使用者により観察されることが
できる。
【０００８】Ellis によるヘルメット取付けディスプレ
イでは、外部装置によるパイロットのヘルメットの航空
力学構造が失われることは明白である。高い飛行速度に
おいて固定翼の航空機からパイロットが脱出することは
Ellis のヘルメット取付けディスプレイでは破局的であ
る。Ellis の装置は航空機からの脱出直前の緊急事態の
期間にパイロットのヘルメットから迅速に容易に取外す
ことは困難である。従って、このヘルメット取付けディ
スプレイの使用を選択したパイロットは航空機からの緊
急脱出の場合に怪我の危険性にさらされなければならな
い。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】通常のヘルメット取付
けディスプレイの欠点に関しては、本発明の目的はヘル
メット取付けバイザ／結合器を有するモジュールヘルメ
ット取付けディスプレイと、ヘルメットに取外し可能に
取付けられる画像源およびリレー光学系（ＩＳＲＯ）モ
ジュールとを提供することである。
【００１０】本発明の別の目的は、標準的なパイロット
の飛行用ヘルメットで使用可能であるモジュールヘルメ
ット取付けディスプレイを提供することである。
【００１１】本発明の別の目的は、パイロットの飛行ヘ
ルメットで使用されるバイザを提供することであり、こ
れは風よけバイザとして、またバイザ外部からその内部
表面へ内方向に投影される画像がヘルメット着用者に受
けられ与えられるようにする結合器としての両機能を有
する。
【００１２】本発明のさらに別の目的は、このようなバ
イザを使用し、内部表面上に表示するように前記バイザ
を通じて内部に画像を投影するためのパイロットのヘル
メットに取外し可能な取付けを有する画像源およびリレ
ー光学系（ＩＳＲＯ）モジュールを提供することであ
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は保護ヘルメット
と共に使用するヘルメット取付けモジュールディスプレ
イを提供する。本発明のモジュールディスプレイは、少
なくともヘルメットを着用した使用者の目を保護するた
めヘルメットに取付けられるように構成されたバイザ／
結合器モジュールを備え、このバイザ／結合器モジュー
ルは使用者の一方の目に周囲に近接する一方の側面に透
明な窓部を有し、スクリーンを通して観察を可能にする
ように使用者の他方の目の前面に位置する反対の側面に
透明な観察部分とを具備し、観察部分は窓部方向に傾斜
した内部表面を有し、画像源およびリレー光学系（以下
ＩＳＲＯと言う）モジュールは窓部に近接するヘルメッ
トの外部表面に対して取外し可能な取付けであるように
構成され、ＩＳＲＯモジュールは画像を提供する光放射
画像源と、窓部分を通ってバイザ／結合器モジュールの
内部方向にＩＳＲＯモジュールからの画像を使用者の他
方の目に部分的に反射するようにほぼ無限大に焦点を結
ばれる内部表面に投影するリレー光学系とを含んでお
り、それによって使用者は外部情景に重畳される画像を
観察し、ＩＳＲＯモジュールはヘルメットから分離可能
に構成され、バイザ／結合器モジュールはＩＳＲＯモジ
ュールを使用せずに保護バイザとして使用可能である。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の付加的な目的および利点
は添付図面を伴って本発明の特に好ましい例示的な実施
例の後述の詳細な説明から明白になるであろう。相互に
図面を組合わせて観察すると、図１は標準的なパイロッ
トの飛行用ヘルメット12を装着した使用者10を示してい
る。本発明により標準的なバイザの代りに透明なバイザ
／結合器14が飛行用ヘルメット12に取付けられている。
バイザ／結合器モジュール14は符号16で示されている中
心観察領域を含んでいる。この中心観察領域16は垂直に
延在する中心突起部22により左部分18と右部分20に分離
されている。前述したように、中心観察領域16の各側面
では、バイザ／結合器モジュール14は上部部分24と、そ
れぞれ左および右側面部分26,28 とを含んでいる。これ
らの上部および側面部分24,26,28はヘルメット12と共に
通常使用される標準的なバイザ（図示せず）の形状とほ
ぼ同じであり、観察領域16を含むバイザ／結合器14の形
状に滑らかに融合される。従って、このバイザ／結合器
モジュール14は通常の標準的なバイザにより与えられる
ものとほぼ等しいヘルメット12と風よけの適切なインタ
ーフェイスを与える。
【００１５】ヘルメット12の適切な位置に符号30で示さ
れている画像源およびリレー光学系（ＩＳＲＯ）モジュ
ールが取外し可能に取付けられている。このＩＳＲＯモ
ジュール30は画像源34および符号36で示されているリレ
ー光学系を支持する保護用等角ハウジング32を備えてい
る。ハウジング32はヘルメット12に取外し可能に取付け
られており、従って図１の矢印40で示されているように
延在する電力および信号ケーブル38を後方に引張るこの
ハウジング32をヘルメット12から分離することができ
る。
【００１６】図２に示されるように、電力および信号ケ
ーブル38は画像源34と接続されている。この画像源は例
えば小型の陰極線管であってもよい。別の画像源34は小
さい真空蛍光ディスプレイである。さらに別の例とし
て、画像源34は背面照明液晶ディスプレイスクリーンを
使用することができる。当業者は画像源34の多数の別の
手段を認知するであろう。重要なことに、画像源34はそ
れ自体が（陰極線管のような）光放射タイプであるかま
たは（背面照明液晶ディスプレイのような）光源を含
み、従って画像源は光画像をリレー光学系36に投影す
る。画像源34の画像信号は画像源34を動作するための電
力と共に電気形態でケーブル38により伝送される。
【００１７】さらに図２に矢印42により示されているよ
うに、画像源34はリレー光学系36に投影される画像を提
供する。リレー光学系36は画像を受信し、それぞれ画像
を１対の周囲窓部44を通して投影し、それぞれバイザ／
結合器の反対側の部分18、20に焦点を結ぶようにバイザ
／結合器と関連する。即ち、右側のモジュール30は画像
をバイザ／結合器14の左側部分18に投影する。左側のモ
ジュール30は画像をバイザ／結合器14の右側部分20に投
影する。ヘルメット12は右側モジュール30または左側モ
ジュール30またはその両者を支持することが理解されよ
う。
【００１８】図３はモジュール30が（矢印46により表わ
される）各画像を各窓部分44を通してバイザ／結合器モ
ジュール14の各観察部分18,20 に投影することができる
態様を示した光線追跡図を示している。図３を参照する
と、部分18,20 は投影画像（矢印46）が部分的に使用者
の目50に反射されるように反対の窓部分44方向に角度を
なしている。この“交差”画像投影装置はバイザ／結合
器14が使用者の顔により近接して覆い、ヘルメット12の
形状とよりよく一致することを可能にする。
【００１９】バイザ／結合器のこのヘルメット12の形状
との類似性はパイロット脱出状況における結合したヘル
メットおよびバイザ／結合器の航空力学的形状に関して
重要である。ヘルメットおよびバイザ／結合器は、使用
者が航空機周辺の空気流へ脱出するときに突然加わる航
空力学的トルクに使用者10がさらされないようにするこ
とが好ましい。使用者10にはまた透明なバイザ／結合器
14を通して外界の視野を与えられる。画像（矢印46）は
ほぼ無限遠に焦点を結び、使用者がバイザ／結合器14の
部分18,20 を通して観察する外界の視野に重畳される。
【００２０】ＩＳＲＯモジュール30により投影される画
像輝度の制御により、使用者10は画像が観察されること
を可能にするコントラストのレベルを達成することがで
き、これは外界の使用者の視野を妨害しない。画像輝度
のこの制御は画像信号を画像源34に供給することと同様
に、ケーブル38およびこのケーブルによりモジュール30
に接続される電気制御回路（図示せず）の使用により行
われる。
【００２１】重要なことは、ＩＳＲＯモジュール30がこ
のモジュールに航空力学的流線形を与えるためではなく
主として画像源34とリレー光学系36を単に収納し保護す
るため同じ形状の保護ハウジング32が設けられているこ
とである。使用者が飛行中航空機から脱出しなければな
らない場合、ＩＳＲＯモジュール30は矢印40により示さ
れているようにケーブル38で引張ることによりヘルメッ
ト12から迅速に簡単に取外される。モジュール30は例え
ばありみぞ（dove-tail ）結合された構造を使用するこ
とによってヘルメット12に取外し可能に取付けられる。
その代りにラッチ装置がＩＳＲＯモジュール30をヘルメ
ット12に結合するために使用され、ケーブル38の引張り
（またはその他の解放特性の付勢）がラッチ装置を解放
するように構成されることができる。
【００２２】本発明の利点は、基本的に標準的なパイロ
ットのヘルメットによって使用され、ヘルメット取付け
ディスプレイに組込まれ、ヘルメットが大きく複雑で高
価になることを防ぐ能力を有することである。本発明は
ヘルメット取付けディスプレイのＩＳＲＯモジュール30
が、クルーの各乗員に完全なヘルメット取付けディスプ
レイを与える必要なく種々のクルー乗員個人により使用
されるように航空機に備えられることを可能にする。
【００２３】一方、モジュール30を取外す機会がなく使
用者10が航空機から脱出する場合、同じ形状のハウジン
グ32は結合されたヘルメットおよびバイザ／結合器の航
空力学的外形形状に対する損傷が最小になるような形状
にされる。この状況は例えば、意識のないクルー乗員を
別のクルー乗員が航空機から脱出させるときに生じ得
る。この可能性のために、ケーブル38は自由に引張るか
または使用者10の脱出の応答を受けるように配置される
こともできる。
【００２４】本発明を特定の好ましい例示的な実施例を
参照して示し説明したが、このような説明は本発明を限
定するものではない。本発明は特許請求の範囲の技術的
範囲にのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるバイザ／結合器と、外部に取付け
られた画像源およびリレー光学系モジュールと適合する
標準的なパイロットの飛行用ヘルメットを着用する使用
者の斜視図。
【図２】間隔を隔てた関係のバイザ／結合器と、図を明
白にするため省略されて破線で示されている画像源およ
びリレー光学系の部分とを有するパイロットのヘルメッ
トを示した図１と類似する分解斜視図。
【図３】図２のライン３−３に沿った概略的な水平断面
図。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 画像投影装置と、この画像投影装置によ
    って投影された画像をヘルメットの着用者の目に反射す
    る反射性の透明結合器とを有する風防保護バイザを備え
    ているパイロット用ヘルメットで使用されるモジュール
    化されたヘルメット取付けディスプレイにおいて、 バイザは、外部情景視野を与えるために着用者の一方の
    目の前面に配置される透明な観察部分を有するバイザ／
    結合器モジュールとして構成され、観察部分は少なくと
    も部分的に反射性であり、バイザ／結合器の反対の面方
    向に傾斜しており、 画像投影装置は、ヘルメットの外部表面に取外し可能に
    取付けられ、ヘルメットの着用者により観察されるため
    に画像を与える画像源およびバイザ／結合器モジュール
    の内部表面に画像を投影するリレー光学系を有する画像
    源リレー光学系モジュールとして形成されていることを
    特徴とするモジュール化されたヘルメット取付けディス
    プレイ。
  2. 【請求項２】 バイザ／結合器モジュールは各内部表面
    のバイザ／結合器の反対側の側面方向に相互に傾斜して
    いる１対の観察部分を含んでおり、それらの観察部分は
    垂直に延在する先端部分で相互に結合されている請求項
    １記載のモジュール化されたヘルメット取付けディスプ
    レイ。
  3. 【請求項３】 バイザ／結合器モジュールは一時的にヘ
    ルメット着用者に対して配置される透明な窓部分を含ん
    でおり、画像源リレー光学系モジュールは前記窓部を通
    って内方向に画像を投影する請求項２記載のモジュール
    化されたヘルメット取付けディスプレイ。
  4. 【請求項４】 画像源リレー光学系モジュールはヘルメ
    ットに取外し可能に取付けられる同じ形状の保護ハウジ
    ングを含んでいる請求項１記載のモジュール化されたヘ
    ルメット取付けディスプレイ。
  5. 【請求項５】 バイザ／結合器モジュールは１対の観察
    部分を含んでおり、これは各内部表面でバイザ／結合器
    モジュールの反対側面方向に向かって傾斜している請求
    項１記載のモジュール化されたヘルメット取付けディス
    プレイ。
  6. 【請求項６】 それぞれヘルメットの左側および右側に
    取付けられるように構成されている１対の画像源リレー
    光学系モジュールを備えている請求項１記載のモジュー
    ル化されたヘルメット取付けディスプレイ。
  7. 【請求項７】 前記１対の画像源リレー光学系モジュー
    ルはそれぞれ画像をバイザ／結合器モジュールの反対の
    観察部分に投影して投影がバイザ／結合器無いで交差し
    ている請求項７記載のモジュールヘルメットディスプレ
    イ。
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