JPS6146925A - 風防ガラスの偏差補正用パイロツト表示装置及び表示方法 - Google Patents
風防ガラスの偏差補正用パイロツト表示装置及び表示方法Info
- Publication number
- JPS6146925A JPS6146925A JP60169627A JP16962785A JPS6146925A JP S6146925 A JPS6146925 A JP S6146925A JP 60169627 A JP60169627 A JP 60169627A JP 16962785 A JP16962785 A JP 16962785A JP S6146925 A JPS6146925 A JP S6146925A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pilot
- coupling means
- virtual image
- eye
- image
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Instrument Panels (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の分野］
本発明は、パイロット・ヘッド・アップ表示装置、特に
風防ガラスの角度偏差に起因する表示画像の位置誤差を
大幅に改善する虚像表示装置及び表示方法に関する。
風防ガラスの角度偏差に起因する表示画像の位置誤差を
大幅に改善する虚像表示装置及び表示方法に関する。
［発明の背景コ
従来の戦闘機にはヘッド・アップ表示装置（眼前表示装
置）が設けられている。この装置は、陰極線管（ＣＲＴ
）上に表示された標的、航行データ、記号（標識）等を
、パイロットの前の光学装置上に投影し、パイロットの
利用に供している。
置）が設けられている。この装置は、陰極線管（ＣＲＴ
）上に表示された標的、航行データ、記号（標識）等を
、パイロットの前の光学装置上に投影し、パイロットの
利用に供している。
このため１種々のデータ及び記号は、風防ガラスの外の
目標に重ねられ、この目標と同−視野内に存在すること
になる。
目標に重ねられ、この目標と同−視野内に存在すること
になる。
従来例として、例えば、１９６６年１月２５日にノクソ
ン（Ｎｏｘｏｎ）に付与された米国特許第３、２３０．
８１９号を挙げることができる。ｆｆ（１図は、この米
国特許に開示された発明を示したものであり、画像形成
機能を有する結合ミラーが使用されている。このミラー
は、薄くて部分的にめっきを施した二色性（ｄｉｃｂｏ
ｒｏｉｃ）の放物線ミラーであり、パイロットは、この
ミラーを通して到来した外の光景を視覚することができ
る。この結合ミラーは、ＣＲＴ投影表示装置からの画像
を規準（平行光線と）し、理論上虚像を無限遠に存在す
るようにする。
ン（Ｎｏｘｏｎ）に付与された米国特許第３、２３０．
８１９号を挙げることができる。ｆｆ（１図は、この米
国特許に開示された発明を示したものであり、画像形成
機能を有する結合ミラーが使用されている。このミラー
は、薄くて部分的にめっきを施した二色性（ｄｉｃｂｏ
ｒｏｉｃ）の放物線ミラーであり、パイロットは、この
ミラーを通して到来した外の光景を視覚することができ
る。この結合ミラーは、ＣＲＴ投影表示装置からの画像
を規準（平行光線と）し、理論上虚像を無限遠に存在す
るようにする。
第２図は、上述の米国特許の第２図を示している。第２
図では、二色性ミラーは風防ガラスの近傍に配置され、
ＣＲＴ及び画像投影器はパイロットの頭のすぐ側に配置
されている。パイロットは、結合ミラーを観ることによ
り、視線上の実際の標的等と重なった航行データ及び記
号を観ることができる。
図では、二色性ミラーは風防ガラスの近傍に配置され、
ＣＲＴ及び画像投影器はパイロットの頭のすぐ側に配置
されている。パイロットは、結合ミラーを観ることによ
り、視線上の実際の標的等と重なった航行データ及び記
号を観ることができる。
ヘッド会アップ表示装置には種々の利点があるが、この
種の装置の根本的な問題は、風防ガラスの角度偏差によ
り、風防ガラスの外部の目標に関して視差が生ずること
である。これらの問題点は、輻９ （ｖｅｒｇｅｎｃｅ
）、デイプバージエンス（ｄｉｐｖｅｒｇｅｎｃｅ）、
拡がり或いは発散、ディスパリティ（ｄｉｓｐａｒｉｔ
７）等と呼ばれる。
種の装置の根本的な問題は、風防ガラスの角度偏差によ
り、風防ガラスの外部の目標に関して視差が生ずること
である。これらの問題点は、輻９ （ｖｅｒｇｅｎｃｅ
）、デイプバージエンス（ｄｉｐｖｅｒｇｅｎｃｅ）、
拡がり或いは発散、ディスパリティ（ｄｉｓｐａｒｉｔ
７）等と呼ばれる。
パイロットが、湾曲した風防ガラスを介して目標をみる
場合、パイロットの眼からこの目標への視線は、入射角
度とは異なり、目標からの光線と平行でなくなる。従来
のヘッド・アップ装置を用いてパイロットの両眼を射出
瞳におけば、パイロットの両眼の夫々は、異なった角度
位置で風防ガラスの外の目標をみるが、パイロットの両
眼は共に、ヘッド・アップ装置からの平行、規準された
記号、或いは網線（十字線など）を実質上同一位置にみ
る。その結果、パイロット各人の複視（二重にみえるこ
と）限界及びパイロットの視覚系統による選択に応じて
、１つの目標と２つの網線、或いは、２つの目標と１つ
の網線を視覚することは避けられない。
場合、パイロットの眼からこの目標への視線は、入射角
度とは異なり、目標からの光線と平行でなくなる。従来
のヘッド・アップ装置を用いてパイロットの両眼を射出
瞳におけば、パイロットの両眼の夫々は、異なった角度
位置で風防ガラスの外の目標をみるが、パイロットの両
眼は共に、ヘッド・アップ装置からの平行、規準された
記号、或いは網線（十字線など）を実質上同一位置にみ
る。その結果、パイロット各人の複視（二重にみえるこ
と）限界及びパイロットの視覚系統による選択に応じて
、１つの目標と２つの網線、或いは、２つの目標と１つ
の網線を視覚することは避けられない。
このような現象がどのようにして発生するかを、第３図
を参照して説明する。＃、行及び武器制御等に関連する
情報記号は、ＣＲＴＩ ２或いは他の表示装置から結合
ミラー（ｃｏｍｂｉｎｅｒ） ｌ ４に投影される。パ
イロットは、左眼でＣＲＴＩ２から出て反射した光線１
６を受け、右眼で他の反射光１８をみる。結合ミラー１
４で反射したＣＲＴ管面上の記号等を、風防ガラス１０
の外の目標に完全に重ねるには、外部目標からの光線２
４及び２６は、風防ガラス１０を通過してからち平行で
なくてはならない、しかしながら１図示した風防ガラス
透過後の光線２８及び３０から判るように、風防ガラス
ｌＯの入射点２０及び２２における入射角が異なるので
、ガラス透過光は平行にはならない、つまり、視差が発
生し、パイロットは、右眼でみるような重なった像を、
左眼でみることができない０例えば、ＣＲＴ上に簡単な
輪状の網線が表示され且つ外界に標的が存在する場合、
パイロットの左及び右眼の画像は第４図＾に示すように
なる。パイロットの頭脳は、第４図Ｂに示すＣ又はＤの
何れかの像をパイロットがみていると認識する。この状
態は、高速の航空機のパイロットにとって明らかに重大
な問題であり、風防ガラスのかなり後方にパイロットが
位置する航空機においては、更に又、流線形の風防ガラ
スが開発されると、この問題は更に重大となる。この問
題に関しては、ヘッド・アップ装置の規準校正器は解決
策とならない。
を参照して説明する。＃、行及び武器制御等に関連する
情報記号は、ＣＲＴＩ ２或いは他の表示装置から結合
ミラー（ｃｏｍｂｉｎｅｒ） ｌ ４に投影される。パ
イロットは、左眼でＣＲＴＩ２から出て反射した光線１
６を受け、右眼で他の反射光１８をみる。結合ミラー１
４で反射したＣＲＴ管面上の記号等を、風防ガラス１０
の外の目標に完全に重ねるには、外部目標からの光線２
４及び２６は、風防ガラス１０を通過してからち平行で
なくてはならない、しかしながら１図示した風防ガラス
透過後の光線２８及び３０から判るように、風防ガラス
ｌＯの入射点２０及び２２における入射角が異なるので
、ガラス透過光は平行にはならない、つまり、視差が発
生し、パイロットは、右眼でみるような重なった像を、
左眼でみることができない０例えば、ＣＲＴ上に簡単な
輪状の網線が表示され且つ外界に標的が存在する場合、
パイロットの左及び右眼の画像は第４図＾に示すように
なる。パイロットの頭脳は、第４図Ｂに示すＣ又はＤの
何れかの像をパイロットがみていると認識する。この状
態は、高速の航空機のパイロットにとって明らかに重大
な問題であり、風防ガラスのかなり後方にパイロットが
位置する航空機においては、更に又、流線形の風防ガラ
スが開発されると、この問題は更に重大となる。この問
題に関しては、ヘッド・アップ装置の規準校正器は解決
策とならない。
［発明の概要］
本発明の目的は、湾曲した風防ガラスを有する航空機内
においてヘッド・アップ表示装置を使用する際、従来補
正が不可能であった表示記号の位置誤差を除去し、且つ
パイロットの不安感を除去する虚像表示装置を提供する
ことである０本発明は、又、従来のヘッド・アップ表示
装置の視界を、実質上２倍にする装置を提供することで
ある。本発明に係る装置は、左及び右側の光学系により
左右独立に発生させた画像を、夫々、パイロットの左及
び右眼で認識するという点に関して従来と異なるヘッド
・アップ表示装置である。虚像表示を行なう本発明に係
る方法によれば、輻幀（マｅｒｇｅｎｃｅ）及び２ｇ、
画像という問題を解決し、最新の航空機に使用される湾
曲の著しい風防ガラスを介してパイロットが観察する標
的に対して、表示記号等を正確に位置ずけることができ
る。更に、本発明によれば、航空機の天蓋に取り付けた
新規な規準レンズにより、視界を増加させることができ
る。この本発明による視界増大は、従来の最新の航空機
に使用されるヘッド拳アップ表示装置の画像結合装置は
、計器パネル上方に設けた小さなものであることを考え
れば、重要な利点である。
においてヘッド・アップ表示装置を使用する際、従来補
正が不可能であった表示記号の位置誤差を除去し、且つ
パイロットの不安感を除去する虚像表示装置を提供する
ことである０本発明は、又、従来のヘッド・アップ表示
装置の視界を、実質上２倍にする装置を提供することで
ある。本発明に係る装置は、左及び右側の光学系により
左右独立に発生させた画像を、夫々、パイロットの左及
び右眼で認識するという点に関して従来と異なるヘッド
・アップ表示装置である。虚像表示を行なう本発明に係
る方法によれば、輻幀（マｅｒｇｅｎｃｅ）及び２ｇ、
画像という問題を解決し、最新の航空機に使用される湾
曲の著しい風防ガラスを介してパイロットが観察する標
的に対して、表示記号等を正確に位置ずけることができ
る。更に、本発明によれば、航空機の天蓋に取り付けた
新規な規準レンズにより、視界を増加させることができ
る。この本発明による視界増大は、従来の最新の航空機
に使用されるヘッド拳アップ表示装置の画像結合装置は
、計器パネル上方に設けた小さなものであることを考え
れば、重要な利点である。
本発明の他の目的は１画像表示装置（ＣＲＴ等）を２個
使用することにより、表示分解能を下げることなく２倍
の表示画素により、視界を２倍にできることである。こ
の拡大視界は、計器パネルによって現在占められている
領域を覆うようにすることができる。ヘッド拳アップ表
示装置、多機能表示装置、姿勢指示装置、エンジン計器
、高度計、風速指示器等が示しているデータを、虚像に
よって表示してもよい、この結果、重量軽減及び製作費
の削減を図ることができ、航空機接計者は、計器盤を小
さくすることができると共に、操縦席からの視界を増大
することができる。
使用することにより、表示分解能を下げることなく２倍
の表示画素により、視界を２倍にできることである。こ
の拡大視界は、計器パネルによって現在占められている
領域を覆うようにすることができる。ヘッド拳アップ表
示装置、多機能表示装置、姿勢指示装置、エンジン計器
、高度計、風速指示器等が示しているデータを、虚像に
よって表示してもよい、この結果、重量軽減及び製作費
の削減を図ることができ、航空機接計者は、計器盤を小
さくすることができると共に、操縦席からの視界を増大
することができる。
本発明によれば、パイロットの一方の眼にのみ記号等の
像を写すことにより、パイロットは両眼で風防ガラスの
外の目標を観ることができるが、１つの目標及び１つの
網線のみしか認識されない、網線が写るパイロットの一
方の眼によって認識される外部目標への視線に関する角
度偏差に関し、方位角及び仰角のマトリックスで写像操
作（薦ａｐｐ ｉｎｇ）することにより、記号或いは網
線が存在する個所の補正係数を計算できる０例えば、パ
イロットの左眼に対する風防ガラス偏差の係数を入力し
、更に、この係数に、操縦席からみる前方の視界の左側
のみの記号或いは網線を適当に加えることにより、外部
目標及び網線の像を正しく重ね合せることができる。
像を写すことにより、パイロットは両眼で風防ガラスの
外の目標を観ることができるが、１つの目標及び１つの
網線のみしか認識されない、網線が写るパイロットの一
方の眼によって認識される外部目標への視線に関する角
度偏差に関し、方位角及び仰角のマトリックスで写像操
作（薦ａｐｐ ｉｎｇ）することにより、記号或いは網
線が存在する個所の補正係数を計算できる０例えば、パ
イロットの左眼に対する風防ガラス偏差の係数を入力し
、更に、この係数に、操縦席からみる前方の視界の左側
のみの記号或いは網線を適当に加えることにより、外部
目標及び網線の像を正しく重ね合せることができる。
［発明の実施例］
！第５図を参照して従来のヘッド・アップ表示装置
の光学系を説明する。網線及び計器データ等の画像はＣ
ＲＴ１２の管面に表示され、レンズ系１３により規準さ
れる。レンズ系１３がらの光束をミラー３４で反射し、
開口（アパチャー）制御レンズ３６に入力する。このレ
ンズ３６の口径により、ＣＲＴ１２からの画像の視界が
特定される。
！第５図を参照して従来のヘッド・アップ表示装置
の光学系を説明する。網線及び計器データ等の画像はＣ
ＲＴ１２の管面に表示され、レンズ系１３により規準さ
れる。レンズ系１３がらの光束をミラー３４で反射し、
開口（アパチャー）制御レンズ３６に入力する。このレ
ンズ３６の口径により、ＣＲＴ１２からの画像の視界が
特定される。
レンズ３６からの光束は、反射増強面３８に反射されて
パイロットの冬眠３２に入る。この反射像は、風防ガラ
スの外部で且つパイロットにより認識される目標と視覚
的に重なる。どころで、上述したように、風防ガラスの
厚さ及び曲率によって外部目標が歪を受けるという問題
がある。
パイロットの冬眠３２に入る。この反射像は、風防ガラ
スの外部で且つパイロットにより認識される目標と視覚
的に重なる。どころで、上述したように、風防ガラスの
厚さ及び曲率によって外部目標が歪を受けるという問題
がある。
従来のヘッド・アップ表示装置において、視界を大きく
するには、レンズ３６を移動させるか、或いは、レンズ
３６の代りに、第６図に示すように、レンズとして作用
する結合手段４ｏを使用してもよい、第６図の構成では
、レンズ１３はＣＲＴ１２の実像を形成し、この実像は
、ミラー３６′によって反射されて結合手段４ｏに至る
。結合手段４０は、結合子段１４（第５図）の反射増強
面３８を、回折被覆或いはカプセル入りの素子４２によ
って代替したものである。結合手段４゜は、その形状と
カプセル入の被覆の組合せにより、良好な反射手段及び
規準レンズとして作用する。第６図から判るように、第
６図の構成では。
するには、レンズ３６を移動させるか、或いは、レンズ
３６の代りに、第６図に示すように、レンズとして作用
する結合手段４ｏを使用してもよい、第６図の構成では
、レンズ１３はＣＲＴ１２の実像を形成し、この実像は
、ミラー３６′によって反射されて結合手段４ｏに至る
。結合手段４０は、結合子段１４（第５図）の反射増強
面３８を、回折被覆或いはカプセル入りの素子４２によ
って代替したものである。結合手段４゜は、その形状と
カプセル入の被覆の組合せにより、良好な反射手段及び
規準レンズとして作用する。第６図から判るように、第
６図の構成では。
第５図のレンズ３６のような規準レンズによって視界が
制限されないので、広い視界を得ることができる。しか
しながら、風防ガラスの曲面に起因する視差の影響は、
第６図の従来例では解決されない。
制限されないので、広い視界を得ることができる。しか
しながら、風防ガラスの曲面に起因する視差の影響は、
第６図の従来例では解決されない。
第７図及び第８図に、本発明に係る風防ガラス補正表示
装置を示す、第７図及び第８図は、航空機の風防部の一
部分、及びこの部分近傍の航空機の胴体４４を示す、尚
、参照番号４６は、航空機を概略的に示すものである。
装置を示す、第７図及び第８図は、航空機の風防部の一
部分、及びこの部分近傍の航空機の胴体４４を示す、尚
、参照番号４６は、航空機を概略的に示すものである。
風防ガラスの前端とパイロットの頭部の間には、結合手
段（ｃｏｍｂｉｎｉｎｇｅｌｅｍｅｎｔ） ４８が存在
する。この結合手段４８は、ガラス或いはプラスチック
酸であり、平面でも曲面でもよい。
段（ｃｏｍｂｉｎｉｎｇｅｌｅｍｅｎｔ） ４８が存在
する。この結合手段４８は、ガラス或いはプラスチック
酸であり、平面でも曲面でもよい。
上記の結合手段４８が平面の場合には１回折被覆或いは
第６図に関連して説明した回折素子４２の如き素子を埋
め込む、この回折素子或いは被覆は、反射器及びレンズ
の作用をし、画像発生器５０からの光束を１反射すると
共に規準（平行光線と）する０画像発生器５０は、第６
図に示したＣＲＴ１２及びレンズ１３である。ここで使
用する回折被覆は、非常に良好な選択的反射を行ない、
反射波の波面形状は、球面、楕円面及び他の所望形状の
一部分が形成すると同様の形状となる。湾曲した結合手
段を使用する場合には、その表面を、良好な回折被覆を
有する反射表面とし、反射のみを増大するように設計さ
れる。このような結合手段の実際の形状は従来から知ら
れている。しかし、本発明に係る改良点は、結合手段４
８を、従来例の如く、操縦席内の計器盤５４の真上に取
り付（すたのではなく、風防ガラスの横方向の周辺に取
り付けたごとである。第７図及び第８図に示すような位
置に結合手段４８を取り付けたことにより、従来の装置
に比べ、パイロットに与える視野を２倍にすることがで
きる。
第６図に関連して説明した回折素子４２の如き素子を埋
め込む、この回折素子或いは被覆は、反射器及びレンズ
の作用をし、画像発生器５０からの光束を１反射すると
共に規準（平行光線と）する０画像発生器５０は、第６
図に示したＣＲＴ１２及びレンズ１３である。ここで使
用する回折被覆は、非常に良好な選択的反射を行ない、
反射波の波面形状は、球面、楕円面及び他の所望形状の
一部分が形成すると同様の形状となる。湾曲した結合手
段を使用する場合には、その表面を、良好な回折被覆を
有する反射表面とし、反射のみを増大するように設計さ
れる。このような結合手段の実際の形状は従来から知ら
れている。しかし、本発明に係る改良点は、結合手段４
８を、従来例の如く、操縦席内の計器盤５４の真上に取
り付（すたのではなく、風防ガラスの横方向の周辺に取
り付けたごとである。第７図及び第８図に示すような位
置に結合手段４８を取り付けたことにより、従来の装置
に比べ、パイロットに与える視野を２倍にすることがで
きる。
従来のヘッド・アップ表示装置に付随する視覚的混乱を
回避するため、本発明は、２個の対称的に配置したＣＲ
Ｔ画像発生器５０及び５２を利用している０画像発生器
５０及び５２からの画像は、参照番号５６及び５８で示
されている０画像を構成する記号或いは図形等は、勿論
、結合手段４８上で、パイロットの視界に入る外部の実
像と重なる。夫々の像５６及び５８は、結合手段４８の
焦点面或いはその近傍に結像し、次いで、結合手段によ
り規準され、航空機内の充分前方に現われる。パイロッ
トは、この像を、外部の目標と共に、眼の調整をするこ
となく観ることができる。
回避するため、本発明は、２個の対称的に配置したＣＲ
Ｔ画像発生器５０及び５２を利用している０画像発生器
５０及び５２からの画像は、参照番号５６及び５８で示
されている０画像を構成する記号或いは図形等は、勿論
、結合手段４８上で、パイロットの視界に入る外部の実
像と重なる。夫々の像５６及び５８は、結合手段４８の
焦点面或いはその近傍に結像し、次いで、結合手段によ
り規準され、航空機内の充分前方に現われる。パイロッ
トは、この像を、外部の目標と共に、眼の調整をするこ
となく観ることができる。
結合手段４８は、画像発生器５０及び５２の夫々の絞り
の役目を果し、アイ［株］ボックス（ｅｙｅ ｂｏｘ）
５９及び６０を夫々形成する。アイ争ボックス５９及び
６０の夫々は、その位置から全視野が観察できる位置を
示す０本発明の特徴は、アイ・ボックス５９及び６０の
位置及び大きさである。アイ・ボックス５９及び６０の
夫々は、航空機の中心線６２に関して一方の側にあり、
中心線６２で区分される夫々の側は、パイロットの一方
の眼にのみ画像等を入力する。したがって、アイ・ボッ
クス６０はパイロットの右眼にのみ画像等を表示し、一
方、アイ・ボックス５９はパイロットの左眼にのみ画像
等を表示する０画像発生器５０及び５２によって与えら
れる夫々の視野は、その間に間隙又は重なりがないよう
に、正確に隣接するように設計される。したがって、パ
イロットの左眼が認識する情報は、右眼によって認識さ
れる情報と連続しているが、夫々独立したものである０
例えば、計器データが表示されるとすると、操縦席の中
心線の左側の計器盤からのデータ画像発生器５０のみに
より表示されるので、左眼によって見られる。逆に、通
常計器盤の右側にある計器表示は画像発生器５２のみに
より表示されるので、パイロットの右眼によって認識さ
れる。
の役目を果し、アイ［株］ボックス（ｅｙｅ ｂｏｘ）
５９及び６０を夫々形成する。アイ争ボックス５９及び
６０の夫々は、その位置から全視野が観察できる位置を
示す０本発明の特徴は、アイ・ボックス５９及び６０の
位置及び大きさである。アイ・ボックス５９及び６０の
夫々は、航空機の中心線６２に関して一方の側にあり、
中心線６２で区分される夫々の側は、パイロットの一方
の眼にのみ画像等を入力する。したがって、アイ・ボッ
クス６０はパイロットの右眼にのみ画像等を表示し、一
方、アイ・ボックス５９はパイロットの左眼にのみ画像
等を表示する０画像発生器５０及び５２によって与えら
れる夫々の視野は、その間に間隙又は重なりがないよう
に、正確に隣接するように設計される。したがって、パ
イロットの左眼が認識する情報は、右眼によって認識さ
れる情報と連続しているが、夫々独立したものである０
例えば、計器データが表示されるとすると、操縦席の中
心線の左側の計器盤からのデータ画像発生器５０のみに
より表示されるので、左眼によって見られる。逆に、通
常計器盤の右側にある計器表示は画像発生器５２のみに
より表示されるので、パイロットの右眼によって認識さ
れる。
第８図に示すように、パイロットの視界は、隣接したア
イ・ボックスにより連続しているが、本発明はこの状態
に限定されるものではない、即ち、画像発生器５２が、
パイロットの視界の左側を分担するようにすると共に／
或いは、２つのアイ・ボックスを幾分型なるようにして
パイロットに正確で且つ快適な視界を与えるようにして
もよい、この場合にも、表示記号等を両眼で見ることな
い、このように、本発明に係る表示システムによれば、
湾曲した風防ガラスの外の目標に関して、正確な位置に
記号等を表示することができる。この効果は従来のヘッ
ド・アップ表示では達成できなかったものである。
イ・ボックスにより連続しているが、本発明はこの状態
に限定されるものではない、即ち、画像発生器５２が、
パイロットの視界の左側を分担するようにすると共に／
或いは、２つのアイ・ボックスを幾分型なるようにして
パイロットに正確で且つ快適な視界を与えるようにして
もよい、この場合にも、表示記号等を両眼で見ることな
い、このように、本発明に係る表示システムによれば、
湾曲した風防ガラスの外の目標に関して、正確な位置に
記号等を表示することができる。この効果は従来のヘッ
ド・アップ表示では達成できなかったものである。
本発明では、十字線等の網線或いは記号等はパイロット
の一方の眼にのみ入るので、両眼を調整することにより
風防ガラスの外の目標を見ることができ、従来例につい
て述べた２個の網線を知覚するという問題を避けること
ができる。網線が写るパイロットの一方の眼によって認
識される外部目標への視線に関する角度偏差に関し、方
位角及び仰角のマトリックスで写像操作（ｓａｐｐｉｎ
ｇ）することにより、記号或いは網線が存在する個所の
補正係数を計算できる０例えば、パイロットの左眼に対
する風防ガラス偏差の係数を入カレ、更に。
の一方の眼にのみ入るので、両眼を調整することにより
風防ガラスの外の目標を見ることができ、従来例につい
て述べた２個の網線を知覚するという問題を避けること
ができる。網線が写るパイロットの一方の眼によって認
識される外部目標への視線に関する角度偏差に関し、方
位角及び仰角のマトリックスで写像操作（ｓａｐｐｉｎ
ｇ）することにより、記号或いは網線が存在する個所の
補正係数を計算できる０例えば、パイロットの左眼に対
する風防ガラス偏差の係数を入カレ、更に。
この体数に、操縦席からみる前方の視界の左側のみの記
号或いは網線を適当に加えることにより、外部目標及び
網線の像を正しい位置とすることができる。尚、装置は
航空機の中心の垂直面に関して対称なので、右側に対し
ても同様である。上述の補正係数は補正係数発生器６４
に記憶される。
号或いは網線を適当に加えることにより、外部目標及び
網線の像を正しい位置とすることができる。尚、装置は
航空機の中心の垂直面に関して対称なので、右側に対し
ても同様である。上述の補正係数は補正係数発生器６４
に記憶される。
この補正係数発生器６４は、出力線６６及び６８を介し
て、夫々、ＣＲＴ５２及び５０に接続している。補正係
数発生器６４は、例えば、マイクロプロセッサであり、
当業者に周知のルックアップ・テーブルを使用するプロ
グラムで制御される。
て、夫々、ＣＲＴ５２及び５０に接続している。補正係
数発生器６４は、例えば、マイクロプロセッサであり、
当業者に周知のルックアップ・テーブルを使用するプロ
グラムで制御される。
本発明によれば、画像表示装置（ＣＲＴ等）を２個使用
することにより、表示分解能を下げることなく２倍の表
示画素により、視界を２倍にすることである。この拡大
視界は、計器パネルによって現在占められている領域を
覆うようにすることができる。ヘッド◆アンプ表示装置
、多機能表示装置、姿勢指示装置、エンジン計器、高度
計、Ｊａ速指示器等が示しているデータを、虚像によっ
て表示してもよい、この結果１重量軽減及び製作費の削
減を図ることができ、航空機接計者は、計器盤を小さく
することができると共に、操縦席からの視界を増大する
ことができる。
することにより、表示分解能を下げることなく２倍の表
示画素により、視界を２倍にすることである。この拡大
視界は、計器パネルによって現在占められている領域を
覆うようにすることができる。ヘッド◆アンプ表示装置
、多機能表示装置、姿勢指示装置、エンジン計器、高度
計、Ｊａ速指示器等が示しているデータを、虚像によっ
て表示してもよい、この結果１重量軽減及び製作費の削
減を図ることができ、航空機接計者は、計器盤を小さく
することができると共に、操縦席からの視界を増大する
ことができる。
画像発生器５０及び５２は、画像結合手段と共に、航空
機の天蓋、或いは、必要に応じてパイロットの座席、或
いは、航空機の機体自体に取り付ばてもよい、更に１本
発明に係る装置は、実際の航空機に限らずフライト・シ
ュミレータにも取り付けることが可能である。
機の天蓋、或いは、必要に応じてパイロットの座席、或
いは、航空機の機体自体に取り付ばてもよい、更に１本
発明に係る装置は、実際の航空機に限らずフライト・シ
ュミレータにも取り付けることが可能である。
第１ｍは従来のヘッド・アップ表示装置に使用される光
学系を説明する図、８８２図は第１図に示した光学系の
装置を操縦席内に配置した配置図。 第３図は湾曲した航空機の風防ガラスにより生ずる視差
の影響を説明する図、第４Ａ図は第３図に示した視差の
影響によりパイロットの夫々の眼で認識される画像を示
す図、第４Ｂ図は第３図に示した視差の影響によりパイ
ロットの頭脳が認識す する画像を示す図、第５
図は従来のヘッド・アップ表示装置の光学系を説明する
図、第６図は従来のヘッド・アップ表示装置の他の光学
系を説明する図、第７図は本発明に係る装置の側面図、
第８図は本発明に係る装置の平面図である。 図中、４８は光学系の結合手段、５０．５２は画像発生
器、５９．６０はアイ・ボックス、６４補正係数発生器
である。
学系を説明する図、８８２図は第１図に示した光学系の
装置を操縦席内に配置した配置図。 第３図は湾曲した航空機の風防ガラスにより生ずる視差
の影響を説明する図、第４Ａ図は第３図に示した視差の
影響によりパイロットの夫々の眼で認識される画像を示
す図、第４Ｂ図は第３図に示した視差の影響によりパイ
ロットの頭脳が認識す する画像を示す図、第５
図は従来のヘッド・アップ表示装置の光学系を説明する
図、第６図は従来のヘッド・アップ表示装置の他の光学
系を説明する図、第７図は本発明に係る装置の側面図、
第８図は本発明に係る装置の平面図である。 図中、４８は光学系の結合手段、５０．５２は画像発生
器、５９．６０はアイ・ボックス、６４補正係数発生器
である。
Claims (12)
- （１）航空機の中心線に関して対称に配置された風防ガ
ラスと、 前記中心線に対して略直角に配置され且つ前記風防ガラ
スに取り付けられた光透過性の光学結合手段と、 航空器の操縦室内に設けられ、前記中心線を中心として
前記結合手段の一方の側に、予め選択された記号等の虚
像を投影する第１画像発生器と、 航空器の操縦室内に設けられ、前記中心線を中心として
前記結合手段の他方の側に、前記記号等以外の記号等の
虚像を投影する第２画像発生器とを具え、 前記一方の側と前記他方の側の虚像は連続し、パイロッ
トの夫々の眼は、前記中心線を境にして、パイロットの
眼が存在する側の前記風防ガラスの外の目標とパイロッ
トの眼が存在する側の虚像の重像を観察し、したがつて
、パイロットの何れの眼も、前記中心線の反対側に現わ
れる虚像をみることがないことを特徴とする虚像表示装
置。 - （２）前記結合手段は、反射レンズとして作用する回折
手段を含む平板であり、前記第１及び第２画像発生器か
らの光束を視準する特許請求の範囲第１項記載の装置。 - （３）前記結合手段は、所定の湾曲を有して反射レンズ
として作用し、前記第１及び第２画像発生器からの光束
を規準する特許請求の範囲第１項記載の装置。 - （４）前記第１及び第２画像発生器に接続し、投影され
た夫々の記号等の位置補正係数を、前記結合手段上に投
影された記号の方位角及び仰角の関数として、前記第１
及び第２画像発生器に与えることにより、前記結合手段
上に前記虚像と重なつた目標の視差誤差を補正し、目標
及び記号等を一直線上におくための手段を有する特許請
求の範囲第１項記載の装置。 - （５）パイロットの頭部を、前記結合手段に対して正確
な位置とすることによつて２つのアイ・ボックスが特定
され、夫々のアイ・ボックスの水平方向の重なりが、パ
イロットの両眼の間隔以下である特許請求の範囲第１項
記載の装置。 - （６）パイロットの頭部を、前記結合手段に対して正確
な位置とすることによつて２つのアイ・ボックスが特定
され、夫々のアイ・ボックスの水平方向は、アイ・ボッ
クスを重ねる場合にはパイロットの両眼の間隔以下であ
る特許請求の範囲第４項記載の装置。 - （７）前記記号等は、前記結合手段の下部に投影される
計器盤の表示記号等を含み、したがつて、前記記号等の
虚像は、通常では計器盤によつて占められる操縦室の空
間に現れ、従来の計器盤を除去可能とした特許請求の範
囲第６項記載の装置。 - （８）パイロットに虚像表示を与える方法であつて、 操縦席の外の目標からの光束を風防ガラスで受け、 前記光束を、航空機の中心線に対して略直角に配置され
且つ前記風防ガラスに取り付けられた光学結合手段を通
し、 前記中心線に関して前記結合手段の一方の側に、予め選
択された記号等の第１虚像を投影し、 前記中心線に関して前記結合手段の他方の側に、予め選
択された記号等の第２虚像を投影し、前記第１及び第２
虚像は連続し、 パイロットの夫々の眼は、前記中心線を境にして、パイ
ロットの眼が存在する側の前記風防ガラスの外の目標と
パイロットの眼が存在する側の虚像の重像を観察し、し
たがつて、パイロットの何れの眼も、前記中心線の反対
側に現われる虚像をみることがないことを特徴とする表
示方法。 - （９）投影された虚像の位置を、前記結合手段上の方位
角及び仰角の位置関数として、補正することにより、前
記結合手段上において、前記虚像と重なつた目標の視差
誤差を除去し、前記目標及び前記記号等を予め定めた一
直線上におくことを含む、特許請求の範囲第８項記載の
装置。 - （１０）パイロットの頭部を、前記結合手段に対して正
確な位置とすることによつて２つのアイ・ボックスが特
定され、夫々のアイ・ボックスの水平方向の重なりが、
パイロットの両眼の間隔以下である特許請求の範囲第８
項記載の装置。 - （１１）前記記号等は、前記結合手段の下部に投影され
る計器盤の表示記号等を含み、したがつて、前記記号等
の虚像は、通常では計器盤によつて占められる操縦室の
空間に現れ、従来の計器盤を除去可能とした特許請求の
範囲第８項記載の装置。 - （１２）パイロットの頭部を、前記結合手段に対して正
確な位置とすることによつて２つのアイ・ボックスが特
定され、夫々のアイ・ボックスの水平方向の重なりが、
パイロットの両眼の間隔以下であり、 前記記号等は、前記結合手段の下部に投影される計器盤
の表示記号等を含み、したがつて、前記記号等の虚像は
、通常では計器盤によつて占められる操縦室の空間に現
れ、従来の計器盤を除去可能とした特許請求の範囲第９
項記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/636,760 US4632508A (en) | 1984-08-01 | 1984-08-01 | Windscreen deviation correcting pilot display |
| US636760 | 1984-08-01 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6146925A true JPS6146925A (ja) | 1986-03-07 |
Family
ID=24553215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60169627A Pending JPS6146925A (ja) | 1984-08-01 | 1985-07-31 | 風防ガラスの偏差補正用パイロツト表示装置及び表示方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4632508A (ja) |
| EP (1) | EP0170523B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6146925A (ja) |
| AU (1) | AU571712B2 (ja) |
| DE (1) | DE3568088D1 (ja) |
| IL (1) | IL75747A0 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6396524U (ja) * | 1986-12-12 | 1988-06-22 | ||
| US10775620B2 (en) | 2017-05-16 | 2020-09-15 | Ricoh Company, Ltd. | Virtual-image forming device and mobile object |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4787711A (en) * | 1986-01-23 | 1988-11-29 | Yazaki Corporation | On-vehicle head up display device with optical means for correcting parallax in a vertical direction |
| GB2189365A (en) * | 1986-03-20 | 1987-10-21 | Rank Xerox Ltd | Imaging apparatus |
| US4812713A (en) * | 1986-05-01 | 1989-03-14 | Blanchard Clark E | Automatic closed loop scaling and drift correcting system and method |
| US4847603A (en) * | 1986-05-01 | 1989-07-11 | Blanchard Clark E | Automatic closed loop scaling and drift correcting system and method particularly for aircraft head up displays |
| FR2611926B1 (fr) * | 1987-03-03 | 1989-05-26 | Thomson Csf | Dispositif de visualisation collimatee en relief |
| FR2613497B1 (fr) * | 1987-03-31 | 1991-08-16 | Thomson Csf | Viseur binoculaire, holographique et a grand champ, utilisable sur casque |
| GB2203883B (en) * | 1987-04-16 | 1990-07-18 | Yazaki Corp | Display apparatus for automotive vehicle |
| JPS6467428A (en) * | 1987-09-07 | 1989-03-14 | Yazaki Corp | Display device for vehicle |
| US5123726A (en) * | 1989-10-14 | 1992-06-23 | Concept Vision Systems, Inc. | Stereoscopic viewing system and method |
| US5274405A (en) * | 1987-11-17 | 1993-12-28 | Concept Vision Systems, Inc. | Wide angle viewing system |
| IT1242140B (it) * | 1990-09-20 | 1994-02-16 | Siv Soc Italiana Vetro | Dispositivo viasualizzatore del tipo a testa eretta per la presentazione di dati a bordo di autoveicoli |
| US5198895A (en) * | 1991-08-29 | 1993-03-30 | Rockwell International Corporation | Holographic head-up display |
| US5414521A (en) * | 1991-09-12 | 1995-05-09 | Ansley; David A. | Dynamic distortion correction apparatus and method |
| US5237455A (en) * | 1991-12-06 | 1993-08-17 | Delco Electronics Corporation | Optical combiner with integral support arm |
| US5302964A (en) * | 1992-09-25 | 1994-04-12 | Hughes Aircraft Company | Heads-up display (HUD) incorporating cathode-ray tube image generator with digital look-up table for distortion correction |
| US5594563A (en) * | 1994-05-31 | 1997-01-14 | Honeywell Inc. | High resolution subtractive color projection system |
| US5497270A (en) * | 1994-07-13 | 1996-03-05 | Kaiser Aerospace & Electronics Corporation | Apparatus and method for increasing resolution and expanding the displayed field of view |
| WO1998022844A1 (en) * | 1996-11-19 | 1998-05-28 | Sony Corporation | Display |
| US7039292B1 (en) * | 2004-09-09 | 2006-05-02 | Rockwell Collins, Inc. | Optical system for vehicle flight control |
| US8241038B2 (en) * | 2005-07-08 | 2012-08-14 | Lockheed Martin Corporation | Simulator utilizing a non-spherical projection surface |
| FR2996927B1 (fr) * | 2012-10-12 | 2014-12-26 | Airbus Operations Sas | Poste de pilotage avec dispositif de visualisation tete haute, notamment pour un aeronef |
| US9229228B2 (en) * | 2013-12-11 | 2016-01-05 | Honeywell International Inc. | Conformal capable head-up display |
| US9606355B2 (en) | 2014-09-29 | 2017-03-28 | Honeywell International Inc. | Apparatus and method for suppressing double images on a combiner head-up display |
| US10459224B2 (en) | 2014-09-29 | 2019-10-29 | Honeywell International Inc. | High transmittance eyewear for head-up displays |
Family Cites Families (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3059519A (en) * | 1956-09-05 | 1962-10-23 | Austin N Stanton | Headgear mounted cathode ray tube and binocular viewing device |
| US3230819A (en) * | 1962-07-25 | 1966-01-25 | Bendix Corp | Optical display means for an all weather landing system of an aircraft |
| US3614314A (en) * | 1967-03-21 | 1971-10-19 | Bendix Corp | Optical display means for an all-weather landing system of an aircraft |
| AU2080267A (en) * | 1967-04-26 | 1968-10-31 | International Standard Electric Corporation | Integrated navigational situation display with high efficiency light beam combiner |
| GB1259457A (ja) * | 1968-06-29 | 1972-01-05 | ||
| US3572893A (en) * | 1969-04-14 | 1971-03-30 | Us Navy | Steroscopic image display device |
| US3680946A (en) * | 1969-06-04 | 1972-08-01 | Polaroid Corp | Compact rangefinding device |
| US3603667A (en) * | 1969-06-24 | 1971-09-07 | Pilkington Perkin Elmer Ltd | Head-up displays |
| US3686626A (en) * | 1970-06-03 | 1972-08-22 | United Control Corp | Aircraft instrument |
| US3816005A (en) * | 1970-06-22 | 1974-06-11 | Sundstrand Data Control | Head-up display |
| GB1439943A (en) * | 1973-04-30 | 1976-06-16 | Elliott Brothers London Ltd | Display devices |
| US4127850A (en) * | 1974-10-03 | 1978-11-28 | Smiths Industries Limited | Scanning display apparatus |
| GB1489758A (en) * | 1974-10-16 | 1977-10-26 | Redifon Ltd | Visual display apparatus |
| US4028725A (en) * | 1976-04-21 | 1977-06-07 | Grumman Aerospace Corporation | High-resolution vision system |
| GB1577618A (en) * | 1976-12-03 | 1980-10-29 | Smiths Industries Ltd | Display systems |
| US4205224A (en) * | 1978-07-11 | 1980-05-27 | The Singer Company | Binocular viewing technique |
| GB2043938B (en) * | 1978-12-21 | 1983-08-17 | Redifon Simulation Ltd | Visual display apparatus |
| GB2115179B (en) * | 1978-12-21 | 1984-01-18 | Redifon Simulation Ltd | Improvements in or relating to visual display apparatus |
| GB2043290B (en) * | 1979-01-11 | 1983-08-17 | Redifon Simulation Ltd | Visual display apparatus |
| US4305057A (en) * | 1979-07-19 | 1981-12-08 | Mcdonnell Douglas Corporation | Concave quadratic aircraft attitude reference display system |
-
1984
- 1984-08-01 US US06/636,760 patent/US4632508A/en not_active Expired - Fee Related
-
1985
- 1985-07-05 AU AU44631/85A patent/AU571712B2/en not_active Ceased
- 1985-07-09 IL IL75747A patent/IL75747A0/xx unknown
- 1985-07-30 EP EP85305447A patent/EP0170523B1/en not_active Expired
- 1985-07-30 DE DE8585305447T patent/DE3568088D1/de not_active Expired
- 1985-07-31 JP JP60169627A patent/JPS6146925A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6396524U (ja) * | 1986-12-12 | 1988-06-22 | ||
| US10775620B2 (en) | 2017-05-16 | 2020-09-15 | Ricoh Company, Ltd. | Virtual-image forming device and mobile object |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU4463185A (en) | 1986-02-06 |
| AU571712B2 (en) | 1988-04-21 |
| EP0170523B1 (en) | 1989-02-01 |
| US4632508A (en) | 1986-12-30 |
| EP0170523A2 (en) | 1986-02-05 |
| IL75747A0 (en) | 1985-11-29 |
| EP0170523A3 (en) | 1986-06-25 |
| DE3568088D1 (en) | 1989-03-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS6146925A (ja) | 風防ガラスの偏差補正用パイロツト表示装置及び表示方法 | |
| US4652870A (en) | Display arrangements for head-up display systems | |
| EP1798587B1 (en) | Head-up display | |
| US8159752B2 (en) | Wide field of view coverage head-up display system | |
| EP1886179B1 (en) | Combined head up display | |
| CN108225734B (zh) | 一种基于hud系统的误差标定系统及其误差标定方法 | |
| US4961626A (en) | Direct incorporation of night vision in a helmet mounted display | |
| US3230819A (en) | Optical display means for an all weather landing system of an aircraft | |
| EP0395570A2 (en) | Helmet mounted display configured for simulator use | |
| US9740004B2 (en) | Pupil-expanded biocular volumetric display | |
| US5134521A (en) | Wide-angle display device for compact simulator | |
| KR101127534B1 (ko) | 타원형 디옵터의 두 초점의 무비점수차를 이용하여 망막이미지를 생성하는 방법 및 장치 | |
| US6262849B1 (en) | Optical device for helmet visor comprising a Mangin mirror | |
| US4723160A (en) | Windscreen deviation correcting pilot display | |
| US4697879A (en) | Airborne system for display of collimated images | |
| CN112789545B (zh) | 一种hud系统、车辆及虚像的位置调节方法 | |
| CN107991777A (zh) | 一种具有误差校准功能的车载抬头显示系统 | |
| IL142439A (en) | Optical device for eyepiece of helmet containing reflective mirror | |
| JPH0339924A (ja) | ヘルメットに取着のデイスプレイ装置 | |
| GB1594648A (en) | Display instrument using optical collimotion | |
| US4588382A (en) | Wide angle area-of-interest visual image projection system | |
| US3547522A (en) | On-axis collimated viewing system | |
| US5278696A (en) | Head-up display system | |
| US20020015047A1 (en) | Image cut-away/display system | |
| US3738733A (en) | Optical display systems |