KR101451220B1 - 모의 비행 훈련 장비 전용 모의 전방 상향 지시기 - Google Patents

모의 비행 훈련 장비 전용 모의 전방 상향 지시기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제품의 개조에 따른 고가의 비용 문제를 해결함과 아울러 제품의 수급이 용이한 모의 비행 훈련 장비 전용 모의 전방 상향 지시기(HUD)를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에 따른 모의 비행 훈련 장비 전용 모의 전방 상향 지시기는, 상기 HUD 본체 및 상기 HUD 본체 내의 저면에 상응하도록 장착되는 베이스 플레이트를 갖는 HUD 본체부와, 상기 HUD 본체 내부에 삽입되어 베이스 플레이트 상에 체결되는 HUD 광학계 및 상기 HUD 본체의 일단 상부에 장착되는 컴바이너 글라스(Combiner Glass)를 갖는 HUD 광학계부와, 상기 HUD 본체의 상기 일단에 장착됨과 아울러 상기 컴바이너 글라스의 하부에 장착되는 HUD 제어 조립체 및 상기 HUD 제어 조립체와 반대 방향으로 상기 HUD 광학계의 단부에 장착되는 LCD 패널 조립체를 갖는 HUD 전장계부와, 상기 HUD 본체를 항공기의 조종석의 HUD 크레들(cradle)에 장착함과 아울러 HUD 영상의 광학적 위치를 조절하도록 상기 HUD 본체의 타단에 장착되는 HUD 마운팅 트레이(HUD Mounting Tray)를 포함하되, 상기 LCD 패널 조립체에서 발생하는 HUD 영상은 상기 HUD 광학계를 통해 상기 컴바이너 글라스를 지나서 시현되는 것을 특징으로 한다.

Description

모의 비행 훈련 장비 전용 모의 전방 상향 지시기{FLIGHT SIMULATOR DEDICATED HEAD UP DISPLAY}
본 발명은 모의 비행 훈련 장비 전용 모의 전방 상향 지시기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 조종사의 정면 시야각 내에 항법, 무장 및 각종 비행 정보를 시현하는 모의 비행 훈련 장비 전용 모의 전방 상향 지시기에 관한 것이다.
일반적으로 모의 비행 훈련 장비라고 하면 실제 항공기의 비행 동작 조건과 동일한 조건을 갖춘 시스템을 제작하고, 동 시스템에 의하여 실제 항공기의 비행시 발생할 수 있는 제반 상황들을 위험 부담이 없이 다양하게 경험할 수 있도록 함으로써 항공기의 비행 훈련 효과를 극대화시키기 위한 장치를 말한다.
이러한 모의 비행 훈련 장비를 항공기의 비행 훈련에 활용할 경우, 직접 항공기를 탑승하고 실시하는 훈련에 비해 사고의 위험이 따르지 않을 뿐만 아니라 비행 훈련에 따르는 시간과 비용을 크게 절감할 수 있는 이점이 있고, 또한 직접 항공기를 탑승하고는 실시할 수 없는 많은 다양한 상황들을 간접적으로 체험할 수 있게 됨으로써, 비행 훈련을 보다 다양하고 심도 있게 실시할 수 있을 뿐만 아니라, 실제의 상황에서는 전혀 경험할 수 없는 극한의 상황에 대한 적응 훈련도 가능하게 됨으로써, 훈련에 의한 학습 및 행동의 전이를 자연스럽고 효과적으로 실무로 유도할 수 있게 되어 훈련의 성과를 높일 수 있다.
이러한 모의 비행 훈련 장비는 기술적으로 크게 두 가지 분야로 구분된다. 하나는 민수용 항공기의 훈련에 관한 것이고, 다른 하나는 전투기의 훈련에 관한 것이다.
민수용 항공기용 모의 비행 훈련 장비는 주로 안전하고 쾌적한 항공기의 이착륙 훈련에 비중이 두어져 기술개발이 이루어지고 있고, 전투기 훈련용 모의 비행 훈련 장비는 항공기의 특수한 이착륙(예를 들면, 항공 모함에서의 이착륙 등과 같은 고난도의 이착륙)이나 전투 훈련에 필요한 넓은 시야각의 확보(FOV : Field of View)와, 항공 폭격 등에 필요한 지형지물의 묘사(예를 들면, 고해상도의 지형 및 정밀한 표적의 묘사 등)에 비중이 두어져 기술개발이 이루어지고 있다.
이러한 항공기 시뮬레이터의 훈련 효과를 높이기 위해서는 민수용 항공기나 전투기 구분할 것 없이 모두 실제 상황과 유사한 상황을 조성하여 조종사(훈련생)에게 제공하는 것이 무엇보다 중요하다.
즉, 훈련하고자 하는 항공기의 상황에 가장 적합한 시야각의 확보를 필요로 함은 물론, 이착륙 지점의 지형지물이나 설비 등에 대한 묘사를 어떻게 하면 실제에 가깝게 구현해 내느냐 하는 것이 시뮬레이터의 성능을 결정하는 가장 중요한 요소가 된다.
하지만, 기존의 모의 비행 훈련 장비에서는 항공기의 상황에 적합한 시야각 확보를 위해, 실제 항공기에 사용되는 실품 HUD(Head Up Display)를 개조하여 사용함으로써 발생하는 고가의 비용 문제 및 실품 HUD의 수급에 어려움이 있다.
또한, 실품 HUD의 유지 보수에 대한 어려움과, 실품 HUD의 프로젝션 방식에 따른 HUD 구현 충실도의 저하에 따른 문제점과, 실품 HUD에 적용되는 Holographic Combiner Glass의 국내외 수급의 어려움에 따른 문제점과, 실제 항공기와 동일하게 HUD 심볼과 FLIR 영상을 중첩하여 동시에 관측이 가능하도록 시현해야하는 문제점이 있다.
게다가, 모의 HUD는 DEP(Design Eye Point), 즉 시뮬레이터 스크린과의 거리에 맞도록 유한 초점으로 적용해야하는데, 실품 HUD는 무한 초점으로 적용되어 있는 문제점과, 어두운 시뮬레이터 환경에서는 HUD 심볼의 이차상(Ghost Image)이 두드러지게 관측될 가능성이 높기 때문에, 이러한 현상을 최소화해야하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 제품의 개조에 따른 고가의 비용 문제를 해결함과 아울러 제품의 수급이 용이한 모의 비행 훈련 장비 전용 모의 전방 상향 지시기(HUD)를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 실품 HUD의 유지 보수에 대한 어려움과, 실품 HUD의 프로젝션 방식에 따른 HUD 구현 충실도의 저하에 따른 문제점과, 실품 HUD에 적용되는 Holographic Combiner Glass의 국내외 수급의 어려움에 따른 문제점과, 실제 항공기와 동일하게 HUD 심볼과 FLIR 영상을 중첩하여 동시에 관측이 가능하도록 시현해야하는 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다.
한편, 모의 HUD는 DEP(Design Eye Point), 즉 시뮬레이터 스크린과의 거리에 맞도록 유한 초점으로 적용해야하는데, 실품 HUD는 무한 초점으로 적용되어 있는 문제점과, 어두운 시뮬레이터 환경에서는 HUD 심볼의 이차상(Ghost Image)이 두드러지게 관측될 가능성이 높기 때문에, 이러한 현상을 최소화해야하는 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다.
상기 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에 따른 모의 비행 훈련 장비 전용 모의 전방 상향 지시기는, 상기 HUD 본체 및 상기 HUD 본체 내의 저면에 상응하도록 장착되는 베이스 플레이트를 갖는 HUD 본체부와, 상기 HUD 본체 내부에 삽입되어 베이스 플레이트 상에 체결되는 HUD 광학계 및 상기 HUD 본체의 일단 상부에 장착되는 컴바이너 글라스(Combiner Glass)를 갖는 HUD 광학계부와, 상기 HUD 본체의 상기 일단에 장착됨과 아울러 상기 컴바이너 글라스의 하부에 장착되는 HUD 제어 조립체 및 상기 HUD 제어 조립체와 반대 방향으로 상기 HUD 광학계의 단부에 장착되는 LCD 패널 조립체를 갖는 HUD 전장계부와, 상기 HUD 본체를 항공기의 조종석의 HUD 크레들(cradle)에 장착함과 아울러 HUD 영상의 광학적 위치를 조절하도록 상기 HUD 본체의 타단에 장착되는 HUD 마운팅 트레이(HUD Mounting Tray)를 포함하되, 상기 LCD 패널 조립체에서 발생하는 HUD 영상은 상기 HUD 광학계를 통해 상기 컴바이너 글라스를 지나서 시현되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 모의 비행 훈련 장비 전용 모의 전방 상향 지시기는, 상기 HUD 광학계가 상기 LCD 패널 조립체로부터 수신된 HUD 영상을 송신하는 릴레이 렌즈와, 상기 릴레이 렌즈로부터 수신된 상기 HUD 영상을 반사시켜 송신하는 반사경으로 이루어지며, 상기 컴바이너 글라스는, 상기 반사경으로부터 수신된 상기 HUD 영상을 송신하는 광선 분지기와, 상기 광선 분지기로부터 수신된 상기 HUD 영상을 상기 광선 분지기로 재송신하는 부분 반사경과, 상기 부분 반사경으로부터 송신된 상기 HUD 영상을 상기 광선 분지기를 통해 수신하는 전면창으로 이루어지되, 상기 HUD의 상기 LCD 패널 조립체로부터 발생된 상기 HUD 영상은 상기 릴레이 렌즈와, 상기 반사경과, 상기 광선 분지기와, 상기 부분 반사경과, 상기 전면창을 통해 시현되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 모의 비행 훈련 장비 전용 모의 전방 상향 지시기는, 상기 HUD 광학계부에서, 모의 훈련 장비의 외부 영상은 상기 부분 반사경과, 상기 광선 분지기와, 상기 전면창을 통해 시현되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 모의 비행 훈련을 위한 모의 전방 상향 지시기는, 상기 HUD 광학계에서, 상기 릴레이 렌즈는 별도의 렌즈 경통에 복수개가 탑재되고, 상기 렌즈 경통이 상기 베이스 플레이트 상에 탑재되며, 상기 광학계의 뒤틀림이 없도록 상기 베이스 플레이트는 알루미늄 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 모의 비행 훈련을 위한 모의 전방 상향 지시기는, 상기 릴레이 렌즈는 자체 색상 및 상기 HUD 영상의 색상 변형을 방지하기 위해 모든 파장 영역에서 동일하게 반사시키는 코팅을 적용함으로써, 상기 릴레이 렌즈를 통과한 상기 HUD 영상이 상기 광선 분지기 방향으로 굴절되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 모의 비행 훈련을 위한 모의 전방 상향 지시기는, 상기 HUD 광학계부에서, 상기 광선 분지기는 전용 다층막 코팅이 적용되고, 상기 부분 반사경은 비반사 코팅이 적용되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 모의 비행 훈련을 위한 모의 전방 상향 지시기는, 상기 전장계부에서, 상기 HUD 제어 조립체는 상기 HUD 심볼 발생 장치 및 FLIR 영상 발생 장치로부터 수신된 영상 신호가 서로 중첩하여 합성되는 HUD 합성 영상 신호를 생성하며, 상기 LCD 패널 조립체는 상기 HUD 제어부로부터 생성된 상기 HUD 합성 영상 신호를 수신하여 LCD에 시현하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 제품의 개조에 따른 고가의 비용 문제를 해결함과 아울러 제품의 수급이 용이한 모의 비행 훈련 장비 전용 모의 전방 상향 지시기(HUD)를 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 실품 HUD의 유지 보수에 대한 어려움과, 실품 HUD의 프로젝션 방식에 따른 HUD 구현 충실도의 저하에 따른 문제점과, 실품 HUD에 적용되는 Holographic Combiner Glass의 국내외 수급의 어려움에 따른 문제점과, 실제 항공기와 동일하게 HUD 심볼과 FLIR 영상을 중첩하여 동시에 관측이 가능하도록 시현해야하는 문제점을 해결하는 모의 비행 훈련 장비 전용 모의 전방 상향 지시기(HUD)를 제공하는 효과가 있다.
한편, 본 발명에 따른 모의 비행 훈련 장비 전용 모의 전방 상향 지시기(HUD)는 DEP(Design Eye Point), 즉 시뮬레이터 스크린과의 거리에 맞도록 유한 초점으로 적용해야하는데, 실품 HUD는 무한 초점으로 적용되고, 어두운 시뮬레이터 환경에서는 HUD 심볼의 이차상(Ghost Image)이 두드러지게 관측되는 현상을 최소화하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 모의 비행 훈련 장비 전용 모의 전방 상향 지시기의 전체 구성을 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 모의 비행 훈련 장비 전용 모의 전방 상향 지시기의 HUD 광학계를 나타내는 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 모의 비행 훈련 장비 전용 모의 전방 상향 지시기의 컴바이너 글라스를 나타내는 사시도.
도 4의 (a) 및 도 4의 (b)는 본 발명에 따른 모의 비행 훈련 장비 전용 모의 전방 상향 지시기에서, HUD 영상의 광 경로를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 모의 비행 훈련 장비 전용 모의 전방 상향 지시기의 HUD 제어 조립체를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명에 따른 모의 비행 훈련 장비 전용 모의 전방 상향 지시기의 LCD 패널 조립체를 나타내는 도면.
도 7은 본 발명에 따른 모의 비행 훈련 장비 전용 모의 전방 상향 지시기의 마운팅 트레이를 나타내는 도면.
도 8a 내지 도 8e는 본 발명에 따른 모의 비행 훈련 장비 전용 모의 전방 상향 지시기의 제조 과정을 나타내는 도면.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 명세서에 기재된 "…부", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 실시예에 대해 관련 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
우선, 도 1은 본 발명에 따른 모의 비행 훈련 장비 전용 모의 전방 상향 지시기의 전체 구성을 나타내는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 모의 비행 훈련 장비 전용 모의 전방 상향 지시기(HUD; Head Up Display)(1000)는 HUD 본체(110) 및 HUD 본체(110) 내의 저면에 상응하도록 장착되는 베이스 플레이트(120)를 갖는 HUD 본체부(100)와, HUD 본체(110) 내부에 삽입되어 베이스 플레이트(120) 상에 체결되는 HUD 광학계(210) 및 HUD 본체(110)의 일단 상부에 장착되는 컴바이너 글라스(Combiner Glass)(220)를 갖는 HUD 광학계부(200)와, HUD 본체(110)의 일단에 장착됨과 아울러 컴바이너 글라스(220)의 하부에 장착되는 HUD 제어 조립체(310) 및 HUD 제어 조립체(310)와 반대 방향으로 HUD 광학계(210)의 단부에 장착되는 LCD 패널 조립체(320)를 갖는 HUD 전장계부(300)와, HUD 본체(110)를 항공기의 조종석의 HUD 크레들(cradle)에 장착함과 아울러 HUD 영상의 광학적 위치를 조절하도록 HUD 본체(110)의 타단에 장착되는 HUD 마운팅 트레이(HUD Mounting Tray)(400)를 포함하되, LCD 패널 조립체(320)에서 발생하는 HUD 영상은 HUD 광학계(210)를 통해 컴바이너 글라스(220)를 지나서 시현된다.
다음, 도 2는 본 발명에 따른 모의 비행 훈련 장비 전용 모의 전방 상향 지시기의 HUD 광학계를 나타내는 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 모의 비행 훈련 장비 전용 모의 전방 상향 지시기의 컴바이너 글라스를 나타내는 사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, HUD 광학계(210)는 LCD 패널 조립체(320)로부터 수신된 HUD 영상을 송신하는 릴레이 렌즈(211)와, 릴레이 렌즈(211)로부터 수신된 HUD 영상을 반사시켜 송신하는 반사경(212)으로 이루어진다.
또한, 릴레이 렌즈(211)는 별도의 렌즈 경통(213)에 복수개가 탑재되고, 렌즈 경통(213)이 베이스 플레이트(120) 상에 탑재되며, 광학계(210)의 뒤틀림이 없도록 상기 베이스 플레이트(120)는 알루미늄 재질로 이루어진다.
또한, 컴바이너 글라스(220)는 반사경(212)으로부터 수신된 HUD 영상을 송신하는 광선 분지기(221)와, 광선 분지기(221)로부터 수신된 HUD 영상을 광선 분지기(221)로 재송신하는 부분 반사경(222)과, 부분 반사경(222)으로부터 송신된 HUD 영상을 광선 분지기(221)를 통해 수신하는 전면창(223)으로 이루어진다.
그리고, 릴레이 렌즈(211)는 자체 색상 및 HUD 영상의 색상 변형을 방지하기 위해 모든 파장 영역에서 동일하게 반사시키는 코팅을 적용함으로써, 릴레이 렌즈(211)를 통과한 HUD 영상이 광선 분지기(221) 방향으로 굴절되고, 광선 분지기(221)는 전용 다층막 코팅이 적용되며, 부분 반사경(222)은 비반사 코팅이 적용된다.
이에 대해 상세히 설명하면, 릴레이 렌즈(211)는 LCD 패널 조립체(320)에 나타난 HUD 영상을 돔 시뮬레이터(도시 생략)의 반경에 해당하는 거리에 허상으로 투영하기 위해, 중간 상면까지 전달하는 기능을 수행한다. 즉, HUD 영상은 릴레이 렌즈(211)를 통해 반사경(212)으로 수신되며, 반사경(212)은 수신된 HUD 영상을 컴바이너 글라스(220)를 통해 시현하게 된다. 이와 같이 LCD 패널 조립체(320)에서 발생하는 HUD 영상은 HUD 광학계(210)를 통해 컴바이너 글라스(220)를 지나서 시현함에 있어서, HUD 광학계(210)의 릴레이 렌즈(211)는 부분 반사경(222)이 발생시키는 상면 만곡 수차를 상쇄시켜 보정하는 역할을 수행하게 된다. 이러한 HUD 광학계(210)는 총 11 종류의 릴레이 렌즈(211)와 반사경(212) 등으로 구성되며, 릴레이 렌즈(211)는 별도의 렌즈 경통(213)에 탑재된 후 반사경(212)과 기구적으로 결합되어 HUD 본체(110)의 하부에 탑재된다. 이때, HUD 광학계(210)의 뒤틀림이 없도록 하기 위해, HUD 본체(110)의 저면에 알루미늄 재질의 렌즈 하우징 베이스 플레이트(120)를 우선 장착하고, 이 베이스 플레이트(120) 위에 HUD 광학계(210)를 고정하게 된다.
또한, 광선 분지기(221)는 LCD 패널 조립체(320)에서 수신된 HUD 영상은 전용 다층막 코팅면과 만나면 HUD 영상의 광을 약 30%를 수직에 가깝게 꺾어서 반사시키며, 부분 반사경(222)으로부터 반사되어 되돌아 온 광의 약 70%는 투과시킨다. 이러한 전용 다층막 코팅면의 반대면은 비반사 코팅이 적용된다. 또한, 부분 반사경(222)은 광선 분지기(221)로부터 반사되어온 30%의 HUD 영상의 광 중 10% 정도의 광을 조종사의 눈(EYE) 방향으로 반사시킨다. 그리고, 나머지 90% 정도의 광은 부분 반사경(222)을 통과하여 스크린 방향으로 확산시키게 된다. 이러한 부분 반사경(222)은 HUD 영상을 조준(Colimation)하는 기능을 수행한다.
한편, 컴바이너 글라스(220)는 500 ~ 600㎚의 특정 파장대의 광에 대해, 많은 양의 광을 반사하는 Notch Filter 코팅을 적용하지만, 컴바이너 글라스(220) 자체의 색상 및 콤바이너 글라스를 통해 관측되는 외부(Out the Window; OTW) 영상의 색상 변형을 방지하기 위해, 모든 파장대에 대해서 동일하게 반사시키는 코팅을 적용하는 것이 바람직하다. 마지막으로, 반사경(212)은 릴레이 렌즈(211)를 통과한 HUD 영상의 광을 광선 분지기(221) 방향으로 꺾어주는 역할을 수행한다.
다음, 도 4의 (a) 및 도 4의 (b)는 본 발명에 따른 모의 비행 훈련 장비 전용 모의 전방 상향 지시기에서, HUD 영상의 광 경로를 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, HUD의 LCD 패널 조립체(320)로부터 발생된 HUD 영상은 릴레이 렌즈(211)와, 반사경(212)과, 광선 분지기(221)와, 부분 반사경(222)과, 전면창(223)을 통해 시현되고, 모의 훈련 장비의 외부 영상은 부분 반사경(222)과, 광선 분지기(221)와, 전면창(223)을 통해 시현된다.
좀더 상세히 설명하면, HUD 내부의 LCD 패널 조립체(320)에서 발생된 HUD 영상은 릴레이 렌즈(211)를 거쳐 반사경(212)을 통해 광 경로가 광선 분지기(221) 방향으로 반사되고, 전용 다층막으로 광학 코팅된 광선 분지기(221)와 부분 반사경(222)을 거쳐 조종사의 눈(EYE)으로 들어오게 됨으로써, HUD 영상을 조종사가 관측할 수 있게 된다. 또한, 시뮬레이터(도시 생략)의 외부 영상은 부분 반사경(222)과, 광선 분지기(221)와, 전면창(223)을 통해 HUD 영상과 함께 관측이 가능하다. 이를 위해, 광선 분기지 및 부분 반사경(222)에는 전용 다층막 코팅 및 비반사 코팅이 각각 적용된다.
다음, 도 5는 본 발명에 따른 모의 비행 훈련 장비 전용 모의 전방 상향 지시기의 HUD 제어 조립체를 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 모의 비행 훈련 장비 전용 모의 전방 상향 지시기의 LCD 패널 조립체를 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 또한, HUD 전장계부(300)에서, HUD 제어 조립체(310)는 HUD 심볼 발생 장치 및 FLIR 영상 발생 장치로부터 수신된 영상 신호가 서로 중첩하여 합성되는 HUD 합성 영상 신호를 생성하며, LCD 패널 조립체(320)는 상기 HUD 제어부로부터 생성된 상기 HUD 합성 영상 신호를 수신하여 LCD에 시현하게 된다.
여기서, HUD 제어 조립체(310)는 입출력 시스템(도시 생략)으로부터 제어 신호(Serial Command)를 전달받아, HUD 영상의 믹싱, 밝기 제어, 백라이트 제어 등의 기능을 모의한다.
한편, LCD패널 조립체(320)는 HUD 제어 조립체(310)로부터 재생성된 HUD 영상을 6.5인치 LCD에 시현하는 모니터로써, 1,026 × 768 픽셀 해상도를 제공한다.
또한, 블랙 레벨(Black Level)에 의한 전방 시야 가림 현상을 방지하기 위해 LCD 패널은 가능한 높은 대조비(Contrast Ratio)를 갖는 제품을 적용하는 것이 바람직하며, 백라이트 조립체는 광학계(210)를 통해 손실되는 광량을 보정하기 위해 3Ｗ LED 48개를 적용하고, HUD 심볼 색상을 변경하기 위해 Pure Green LED와 Warm White LED 램프를 각각 24개씩 조합하여 적용한다.
그리고, HUD 제어 조립체(310) 비디오 신호를 입력받아 영상을 재생성하고 HUD 각 구성품에 필요 전원을 공급하는 역할도 수행한다. 또한, 리모트 컨트롤러 및 전용 S/W를 통해 영상 위치 및 크기 조정, 색상 변경, 밝기 및 대조 조정 등의 HUD 설정 변경 및 저장을 행할 수 있다.
다음, 도 7은 본 발명에 따른 모의 비행 훈련 장비 전용 모의 전방 상향 지시기의 HUD 마운팅 트레이를 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, HUD 마운팅 트레이(400)는 HUD를 조종석 구조물에 장착하고, 광학적 위치를 조정할 수 있도록 하기 위한 조립체이며, 조종석의 허드 크레들(HUD Cradle)에 결합된다. 이러한 HUD 마운팅 트레이(400)는 HUD 정렬 기능을 수행하기 위해 허드 크레들과 구면으로 접촉하며, 위치 조정이 가능하다.
마지막으로, 도 8a 내지 도 8e는 본 발명에 따른 모의 비행 훈련 장비 전용 모의 전방 상향 지시기의 제조 과정을 나타내는 도면이다.
도 8a 내지 도 8e를 참조하면, 우선, HUD 본체(110) 및 렌즈하우징을 위한 베이스 플레이트(120)를 준비한다(도 8a). 다음, 준비된 HUD 본체(110) 내의 저면에 상응하도록 베이스 플레이트(120)를 장착한다(도 8b). 여기서, HUD 본체(110)는 광학계(210) 및 LCD패널 조립체(320) 등의 HUD 구성품들을 장착하기 위한 기구물로써, 판금 및 알루미늄 가공으로 제작 후 분체 도장 및 무광 애노다이징 도금을 하는 것이 바람직하다. 다음, HUD 본체(110) 내의 저면에 장착되어 있는 베이스 플레이트(120) 상에 HUD 광학계(210)를 장착(도 8c)한다. 이후, HUD 본체(110)의 일단에 HUD 제어 조립체(310)를 장착한 후, HUD 본체(110)의 일단 상부에 컴바이너 글라스(220)를 장착(도 8d)한다. 다음, HUD 제어 조립체(310)와 반대 방향인 HUD 광학계(210)의 단부에 LCD 패널 조립체(320)를 장착(도 8e)한 후, HUD 본체(110)의 타단에 HUD 마운팅 트레이(400)를 장착(도 8f)함으로써, 본 발명에 따른 모의 비행 훈련 장비 전용 모의 전방 상향 지시기(1000)의 제작을 완료하게 된다.
물론, HUD 제어 조립체(310)를 장착하고, 컴바이너 글라스(220)를 장착하기 이전에, LCD 패널 조립체(320)를 우선 장착한 후, HUD 제어 조립체(310) 및 컴바이너 글라스(220)를 장착하는 순서로 제작할 수도 있음은 자명하다.
이와 같은 본 발명에 따른 모의 비행 훈련 장비 전용 모의 전방 상향 지시기에 의해, 제품의 개조에 따른 고가의 비용 문제를 해결함과 아울러 제품의 수급이 용이한 모의 비행 훈련 장비 전용 모의 전방 상향 지시기(HUD)를 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 실품 HUD의 유지 보수에 대한 어려움과, 실품 HUD의 프로젝션 방식에 따른 HUD 구현 충실도의 저하에 따른 문제점과, 실품 HUD에 적용되는 Holographic Combiner Glass의 국내외 수급의 어려움에 따른 문제점과, 실제 항공기와 동일하게 HUD 심볼과 FLIR 영상을 중첩하여 동시에 관측이 가능하도록 시현해야하는 문제점을 해결하는 모의 비행 훈련 장비 전용 모의 전방 상향 지시기(HUD)를 제공하는 효과가 있다.
한편, 본 발명에 따른 모의 비행 훈련 장비 전용 모의 전방 상향 지시기(HUD)는 DEP(Design Eye Point), 즉 시뮬레이터 스크린과의 거리에 맞도록 유한 초점으로 적용해야하는데, 실품 HUD는 무한 초점으로 적용되고, 어두운 시뮬레이터 환경에서는 HUD 심볼의 이차상(Ghost Image)이 두드러지게 관측되는 현상을 최소화하는 효과가 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 예로 들어 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경이 가능하다. 따라서, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안되며, 이하에 기재된 특허청구범위에 의해 해석되어야 함이 자명하다.
100 : HUD 본체부
110 : HUD 본체
120 : 베이스 플레이트
200 : HUD 광학계부
210 : HUD 광학계
211 : 릴레이 렌즈
212 : 반사경
213 : 경통
220 : 컴바이너 글라스
221 : 광선 분지기
222 : 부분 반사경
223 : 전면창
300 : HUD 전장계부
310 : HUD 제어 조립체
320 : LCD 패널 조립체
400 : 마운팅 트레이
1000 : 모의 비행 훈련 장비 전용 모의 전방 상향 지시기(HUD: Head Up Display)

Claims (7)

  1. 모의 비행 훈련 장비 전용 모의 전방 상향 지시기(HUD: Head Up Display)로서,
    상기 HUD 본체 및 상기 HUD 본체의 저면 상에 장착되는 베이스 플레이트를 갖는 HUD 본체부와,
    상기 HUD 본체 내부에 삽입되어 베이스 플레이트 상에 체결되는 HUD 광학계 및 상기 HUD 본체의 일단 상부에 장착되는 컴바이너 글라스(Combiner Glass)를 갖는 HUD 광학계부와,
    상기 HUD 광학계의 단부에 장착되는 LCD 패널 조립체를 갖는 HUD 전장계부와,
    상기 HUD 본체를 항공기의 조종석의 HUD 크레들(cradle)에 장착함과 아울러 HUD 영상의 광학적 위치를 조절하도록 상기 HUD 본체의 타단에 장착되는 HUD 마운팅 트레이(HUD Mounting Tray)를 포함하되,
    상기 LCD 패널 조립체에서 발생하는 HUD 영상은 상기 HUD 광학계를 통해 상기 컴바이너 글라스를 지나서 시현되는 것을 특징으로 하는 모의 비행 훈련 장비 전용 모의 전방 상향 지시기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 HUD 광학계는,
    상기 LCD 패널 조립체로부터 수신된 HUD 영상을 송신하는 릴레이 렌즈와,
    상기 릴레이 렌즈로부터 수신된 상기 HUD 영상을 반사시켜 송신하는 반사경으로 이루어지며,
    상기 컴바이너 글라스는,
    상기 반사경으로부터 수신된 상기 HUD 영상을 송신하는 광선 분지기와,
    상기 광선 분지기로부터 수신된 상기 HUD 영상을 상기 광선 분지기로 재송신하는 부분 반사경과,
    상기 부분 반사경으로부터 송신된 상기 HUD 영상을 상기 광선 분지기를 통해 수신하는 전면창으로 이루어지되,
    상기 HUD의 상기 LCD 패널 조립체로부터 발생된 상기 HUD 영상은 상기 릴레이 렌즈와, 상기 반사경과, 상기 광선 분지기와, 상기 부분 반사경과, 상기 전면창을 통해 시현되는 것을 특징으로 하는 모의 비행 훈련 장비 전용 모의 전방 상향 지시기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 HUD 광학계부에서,
    모의 훈련 장비의 외부 영상은 상기 부분 반사경과, 상기 광선 분지기와, 상기 전면창을 통해 시현되는 것을 특징으로 하는 모의 비행 훈련 장비 전용 모의 전방 상향 지시기.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 HUD 광학계에서,
    상기 릴레이 렌즈는 별도의 렌즈 경통에 복수개가 탑재되고,
    상기 렌즈 경통이 상기 베이스 플레이트 상에 탑재되며,
    상기 광학계의 뒤틀림이 없도록 상기 베이스 플레이트는 알루미늄 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 모의 비행 훈련 장비 전용 모의 전방 상향 지시기.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 릴레이 렌즈는 자체 색상 및 상기 HUD 영상의 색상 변형을 방지하기 위해 모든 파장 영역에서 동일하게 반사시키는 코팅을 적용함으로써, 상기 릴레이 렌즈를 통과한 상기 HUD 영상이 상기 광선 분지기 방향으로 굴절되는 것을 특징으로 하는 모의 비행 훈련 장비 전용 모의 전방 상향 지시기.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 HUD 광학계부에서,
    상기 광선 분지기는 전용 다층막 코팅이 적용되고, 상기 부분 반사경은 비반사 코팅이 적용되는 것을 특징으로 하는 모의 비행 훈련 장비 전용 모의 전방 상향 지시기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 LCD 패널 조립체는 HUD 심볼 발생 장치 및 FLIR 영상 발생 장치로부터 수신된 영상 신호가 HUD 제어 조립체에서 서로 중첩하여 합성됨으로써 생성된 HUD 합성 영상 신호를 수신하여 LCD에 시현하는 것을 특징으로 하는 모의 비행 훈련 장비 전용 모의 전방 상향 지시기.
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