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JPS638474B2 - - Google Patents
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JPS638474B2 - - Google Patents

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JPS638474B2
JPS638474B2 JP50119651A JP11965175A JPS638474B2 JP S638474 B2 JPS638474 B2 JP S638474B2 JP 50119651 A JP50119651 A JP 50119651A JP 11965175 A JP11965175 A JP 11965175A JP S638474 B2 JPS638474 B2 JP S638474B2
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signal
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Joon Barinzu Deibitsudo
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Smiths Group PLC
Original Assignee
Smiths Group PLC
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Publication date
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Publication of JPS638474B2 publication Critical patent/JPS638474B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は表示装置に関し、特に、表示像が表示
領域の点走査に同期する信号の変調によつて与え
られ、かかる変調信号が、表示領域内における像
の写像に関する記憶情報に応じて発生され、かつ
表示領域内での像の位置が、適当な制御信号に応
じて、記憶情報によつて設定された基準位置から
変化するようになつている型式の表示装置に関す
るものである。
この種の表示装置は、例えば、航空機のヘツド
アツプ表示設備に適用することができる。換言す
れば、航空機の操縦士、あるいは他の乗務員が、
窓を通して外部の景色を眺める動作で見ることが
できるように、彼らの見通し線上に置いたハーフ
ミラー反射素子に、表示像を投射すべく設けるこ
とができる。
かような装置による表示は、普通は、陰極線管
によつて与えられ、前記のハーフミラー反射素子
の上に写し出された像に現われて、航空機の姿勢
および飛行路等の諸々のフアクターを示す信号を
含む。
前記した信号は、慣用的には、航空機の運動に
関係なく、反射素子を通じて見える外部景色にお
いて、常に水平線上に位置を保たれる１本ないし
は複数の線を含んでいる。
かような線の水平位置を保つためには、航空機
のバンク角度およびピツチ角度の各々についての
姿勢の変化を示す制御信号に従つて、線を、傾斜
及び横移動できるようにすればよい。
場合によつては、慣用的なラスター方式、また
は他の点走査方式を応用した表示を使用し、かつ
記憶情報に応じて、１本ないしは複数の水平線を
設けるべくビデオ信号の発生をプログラムしてお
くことが要求される。
しかしながら、このような場合には、航空機の
バンク角度、およびピツチ角度についての姿勢の
変化に従つて、必要な水平線の傾きおよび横変位
を達成するには、一般的に過度に複雑で高価な装
置の使用を必要とする。
従つて、本発明は、前記したような複雑でかつ
高価な装置の必要性を、著しく減少するべく改良
した表示装置を提供することを主たる目的として
いる。
本発明によれば、制御信号に応じた座標変換に
より、逐次走査点について、記憶された基準座標
の写像における対応点の同定を行ない、かつ変調
信号が、かく同定された点に関する記憶情報に従
つて、発生されるようになつている新規な表示装
置を提供することができる。
本発明の表示装置では、表示領域内の走査点に
対応する信号の変調は、基準位置の座標の変換に
おける対応点の同定を行ない、次いで、記憶情報
を読み取る等して、同定した点にする変調の度合
を制御することによつて達成しうる。
表示領域は、制御信号に応じた座標変換によつ
て、効果的に写像されることとなる。
従つて、走査中に加えられるべき変調信号は、
走査の進行につれて、記憶情報から、各点毎に得
られることとなる。
かくして、本発明による表示装置は、所望の表
示点毎の情報が、基準座標の変換によつて誘導さ
れる場合に不可欠である多大な記憶能力を必要と
しないで済む。
本発明による表示装置の表示は、陰極線管によ
つて行なうことができ、またマトリツクス表示器
によつても行なうことができる。
陰極線管を用いた場合には、変調信号は、陰極
線管のスクリーン上の点の輝度を、走査のあいだ
適正に調整するために、慣用的な方法で、各点毎
に加えればよい。走査方式としては、フレームお
よびライン時間ベース波形によつて制御される慣
用のラスター走査を用いることができる。
以下に、本発明を、添附図面を参照しながら、
更に詳細に説明する。
添附図面は、本発明による表示装置を、航空機
に適用した実施例を示す。
第１図に示すように、航空機の操縦室内で、か
つ窓３を通る見通し線２上において、操縦士の正
面に、ハーフミラー式の反射素子１を配置してあ
る。
反射素子１は、見通し線２に対して傾斜した位
置にあり、反射素子に、航空機の飛行姿勢および
武器の照準に関する情報が投射される。操縦士
は、反射素子上に写し出された像を、窓３を通し
て、外界の景色を眺める動作で見ることができる
のである。
前記の情報表示は光学的装置６によつて、陰極
線管５のスクリーン４から与えられ、該光学的装
置６は、操縦士によつて観察される像の焦点を概
ね無限距離の点に合わせるようになつている。
表示すべき情報は、例えば第２図に示すよう
に、各々が相互に離隔して並置した２つの線部分
からなる５本のピツチ線記号１０，１１，１２，
１３および１４と、側方に２本の短い線が伸び出
た円の形態をなすベクトル記号１５とで表現され
る航空機の飛行姿勢に関するアナログ表現からな
るものである。
ベクトル記号１５は、陰極線管５のスクリーン
４の中心上に固定した位置を保つべく設けられて
おり、その像は、操縦士の反射素子１を見る視野
の中に常に位置している。
しかし、５本のピツチ線記号１０ないし１４
は、操縦士からは、航空機のバンクおよびピツチ
ング運動に応じて、記号１５に対して相対的角度
変化及び上下運動を行なう。
５本のピツチ線記号１０ないし１４は、相互に
平行な位置を保ちつつ、それらのスクリーン４上
での運動は、ジヤイロスコープ、その他の航空機
の飛行姿勢に関するセンサによつて与えらる垂直
基準線に対して、線記号１０が、水平位置、すな
わちピツチ角度が零値であることを示すべく、中
央に位置し、残りの４本の線記号１１ないし１４
が、中央線１０の上下に、各30度のピツチ角度分
毎に位置づけられるようにしてある。
他方、武器の照準に関する情報は、十字線記号
１６（第２図参照）によつて与えられる。この記
号１６は、窓３を通して見える外部の景色を背景
として、操縦士が見ることにより、武器の照準線
を示すように、スクリーン４上の表示領域内で動
きうるようになつている。
操縦士は、十字線記号１６をベクトル記号１５
内に位置づけ、それに応じて、航空機の姿勢が武
器の発射に適するように操縦すればよい。
航空機の飛行姿勢および武器の照準に関する情
報を、スクリーン４上に表示するために必要な電
気的な時間ベース信号およびビデオ信号は、波形
発生器１７によつて発生され、陰極線管５に供給
される。
前記の波形発生器１７は、航空機の飛行姿勢に
関するセンサ１８および武器の照準合せ等のため
のコンピユータ１９とから受ける信号に従つて、
ラスターの時間ベース信号、およびそれに対応す
るビデオ信号を発生する。
このことに関連して、陰極線管５に送られるビ
デオ信号で具体的に表現される情報表示は、実際
には、第２図に示す簡略化した情報よりも、一段
と広範囲に亘る様々な情報を与えうることは、理
解されると思う。
かような情報は、デジタル式およびアナログ式
のいずれか一方、あるいは両方の方式により表現
され得る。
しかしながら、いずれにしても、情報は、波形
発生器１７によつて陰極線管の偏向素子に与えら
れるライン、およびフレーム時間ベース信号によ
つて与えられる陰極線管のラスターの輝度変調に
よつて表わされるようになる。
記号１０ないし１６の各々のために必要なビデ
オ信号は、波形発生器で別々に発生され、次い
で、一緒に混ぜ合わされて、陰極線管５のグリツ
ド電極に供給される。
ここで、各々の信号は、スクリーン４上の適当
な位置に、１個もしくは複数の相当する記号を写
し出すべく、時間ベースラスターの輝度が選択的
に高められることにより発生されるようになる。
各々の記号の表現に必要とされる連続的なラス
ター輝度の上昇に係るパルスからなるビデオ信号
は、航空機の飛行姿勢、特に、翼の姿勢に関する
表示を与えるべく、１つもしくは複数の記号を、
スクリーン４上に点で図示するための十分な記憶
情報に基づいて、波形発生器１７により発生され
る。
航空機の飛行姿勢の変化を考慮に入れた前記の
記号の１対１写像は、航空機のピツチ角度、およ
びバンク角度に従つて達成しうる。
各々の瞬間時点において、ラインおよびフレー
ム時間ベース信号は、陰極線ビームが、スクリー
ン４の領域内に投射した点を画定する。このよう
にして、時間ベース信号、記憶情報、並びに計測
されたピツチ角度およびバング角度に関する信号
に基づいて、任意の飛行姿勢に対応する写像を行
なうのに適するビデオ信号を発生することが可能
になる。
かようなビデオ信号の発生は、最初に、記憶情
報を、ピツチ角度およびバンク角度の大きさに応
じて座標変換を行なうことにより達成できる。こ
うして、航空機の飛行姿勢の測定値に適合する１
つもしくは複数の記号を表わす１対１写像を行な
うことができる。
次いで、ラインおよびフレーム時間ベース信号
に従う陰極線ビームの各点と、前記したように定
められた写像との間の逐次的な比較から、ラスタ
ーの輝度上昇のためのパルスが発生される。しか
しながら、時間ベース信号に基づいて各点の読取
りを行なうためには、座標変換の結果を記憶する
ために、かなりの記憶容量が必要となる。
そこで、本発明の装置では、上記したような極
めて大きい記憶容量の必要性を回避するために、
ビデオ信号が、ラインおよびフレーム時間ベース
信号の進行に応じて陰極線ビームが投射されるス
クリーン４上の各々の逐次的な点を、基準位置の
写像として得られる対応点として算定することに
よつて、発生させ得るようになつている。
ラスターの適切な輝度上昇のためのパルスの直
接的な読取りは、基準座標の写像に関する記憶情
報から行なえる。
従つて、表示領域全体が航空機の飛行姿勢に応
じた座標変換により写像され、飛行姿勢に関する
記憶情報との比較から、輝度上昇すべき領域の各
点を決定しうる。前記の座標変換は、増分的に実
施するとよい。
第３図に示す如く、スクリーン４上の表示画像
は、水平軸方向、すなわちライン時間ベース偏向
の方向において、（ΔXd）だけ相互に離隔し、か
つ垂直軸方向、すなわちフレーム時間ベース偏向
の方向において、（ΔYd）だけ相互に離隔した座
標（Xd、Yd）で表わされる一連の点によつて画
定される基礎的なマトリツクスからなるものと考
えることができる。
陰極線ビームは、前記の一連の点を通つて走査
され、この走査は、原点（０、０）から好まつ
て、（Yd）を零に保ちつつ、水平方向すなわちＸ
軸方向に（ΔXd）ずつ次第に進行する。
最初の水平方向の走査が完了すると、陰極線ビ
ームは、Ｙ軸線上すなわち（Xd＝０）の位置に
戻り、その後に、（ΔYd）だけＹ軸上に増分した
点で、水平方向の走査が再び開始されるようにな
る。
このプロセスは、表示領域が完全にカバーされ
るようになるまで、繰り返して行なわれる。
表示領域の各々の点Xd，Ydが、基準位置にお
ける点Xp，Ypを、点Xc，Ycのまわりで、角度
（φ）だけ回転して得られる写像とすると、 Xp＝Xc＋（Xd−Xc）cosφ＋（Yd−Yc）sinφ Yp＝Yc−（Xd−Xc）sinφ＋（Yd＋Yc）cosφ あるいは、 Xp＝〔Xdcosφ＋Ydsinφ〕＋〔Xc−Xccosφ−Y
csinφ〕 Yp＝〔−Xdsinφ＋Ydcosφ〕＋〔Yc＋Xcsinφ
−Yccosφ〕 なる式が成り立つ。
上記の式から、陰極線ビームの水平方向走査に
おける点Xd，Ydから点Xd＋ΔXd，Ydへの移動に
応じて、基準位置における対応点としての写像
が、次式で表わされることが解る。
Xp＋ΔXp＝Xp＋ΔXdcosφ Yp＋ΔYp＝Yp−ΔXdsinφ すなわち、水平方向走査の（ΔXd）ごとの増分
について、図表における各点は、Xpに（ΔXd
cosφ）を加えた成分と、Ypから（ΔXdsinφ）を
引いた成分とからなる新しい座標で表わされるよ
うになる。
同様に、垂直方向走査における点Xd，Ydから
点Xd，Yd＋ΔYdへの移動に応じて起こる基準位
置の写像の変化は、次式で表わされる。
Xp＋ΔXp＝Xp＋ΔYdsinφ Yp＋ΔYp＝Yp＋ΔYdcosφ すなわち、垂直方向走査の（ΔYd）ごとの増分
について、図表の各点は、Xpに（ΔYdsinφ）を
加えた成分と、Ypに（ΔYdcosφ）を加えた成分
とからなる新しい座標で表わされるようになる。
上述の原則は、第２図に示す如き情報表示に必
要なビデオ信号の発生のために適用しうる。
更に詳細に述べれば、航空機のバンク角度
（φ）についての回転運動に伴なう表示記号の変
形に関して適用しうる。ピツチ角度の変化に伴な
い必要となる座標変換は、適当なリニア−シフト
の計算によつて求めればよい。
第４図には、波形発生器１７に組み込まれて、
グループをなすピツチ線記号１０ないし１４の表
示のために必要なビデオ信号を発生するのに有効
な装置を図示してある。この装置の作動要領を、
バンク角度（φ）の変化に関して、以下に説明す
る。
第４図に示すように、（Xp）および（Yp）の瞬
間的な値を計算するための２つのコンピユータ装
置２０および２１は、それらの値に基づく信号
を、記憶装置２２をアドレスするために発生する
働きを行なう。
記憶装置２２は、航空機の飛行姿勢に適合する
ピツチ線信号の点表示に関連するバイナリ情報を
記憶するためのものである。ラスター輝度の上昇
に関連するパルスは、同定されたアドレスに
「１」または「０」が貯えられる状態、換言すれ
ば、画像における点Xp，Ypが、明るくなるか、
あるいは暗くなる状態に従つて、記憶装置２２か
ら陰極線管５に給送されるようになる。
明らかなように、各々の位置で、もつと多くの
情報を記憶することも、もちろん可能である。
例えば、多数の記号自体、あるいはそれらの各
部に関して、別々に着色した画像を操縦士に対し
て与えることが要求される場合には、色に関する
情報を貯え、陰極線管に給送するようにすること
もできる。
コンピユータ装置２０および２１の各々は、４
つの加算器２３，２４，２５および２６と、２つ
の置数器２７および２８を包含し、各々の置数器
は対応する加算器２３又は２４の出力を受けるべ
く、それぞれ、対応する加算器に対して、フイー
ドバツクを行ない得るように接続されている。
一方のコンピユータ装置２０の加算器２３に
は、通常は一定な値である（ΔXd）と（cosφ）
との積を表わす信号が、装置の外部から給送され
る。他方のコンピユータ装置２１の加算器２３に
は、同様に（−Xdsinφ）を表わす信号が給送さ
れる。
また、２つのコンピユータ装置２０および２１
の加算器２４には、（ΔYdsinφ）および（ΔYd
cosφ）を表わす信号が、装置の外部からそれぞ
れ給送される。
前記したコンピユータ装置２０および２１の加
算器２３，２４に外部から給送されるこれら４つ
の信号は、バンク角度（φ）の増分的な信号、並
びにラインおよびフレーム時間ベース波形の
（ΔXd）および（ΔYd）の増分的な変化に応じて、
波形発生器１７内の装置（図示せず）から供給さ
れる。
かかる装置は、センサ１８から与えられる航空
機の飛行姿勢に関する情報を基にして、（sinφ）
および（cosφ）の値を計算し、波形発生器１７
の時間ベース発生装置（図示せず）から陰極線管
５に送られる波形伝播に従つて、適当な信号を発
生しうる。
一方のコンピユータ装置２０の置数器２７およ
び２８は、（Xd＋ΔXd）cosφおよび（Yd＋ΔYd）
sinφの関数の値をそれぞれ累算し、他方のコンピ
ユータ装置２１の置数器２７および２８は、−
（Xd＋ΔXd）sinφおよび（Yd＋ΔYd）cosφの関数
の値をそれぞれ累算する。
コンピユータ装置２０および２１の各々で累算
される２つの関数値の合計は、加算器２５によつ
て行なわれ、記憶装置２２のアドレス操作を行な
うための（Xp）および（Yp）の瞬時的な値は、
それら２つのコンピユータ装置の加算器２６によ
り導かれる。
一方のコンピユータ装置２０において、加算器
２５の出力は、別の加算器２６によつて加算さ
れ、次式で表わされる計算値を与える。
Xc−Xccosφ−Ycsinφ ……(1) 他方、コンピユータ装置２１における加算器２
５の出力は、やはり加算器２６によつて加算さ
れ、次式の計算値を与える。
Yc＋Xcsinφ−Yccosφ ……(2) これらの計算値に相当する信号は（Xc）及び
（Yc）の設定値と、センサ１８から与えられる飛
行姿勢に関する情報を基にして計算された
（sinφ）及び（cosφ）の値に従つて、コンピユー
タ装置２０および２１に給送される。
走査ラスターにおいて、最初に陰極線ビームが
原点（０、０）に向けられているとき、２つのコ
ンピユータ装置２０および２１における置数器２
７，２８は零に設定されている。
そのとき、発生した（Xp）および（Yp）の値
は、関数値１および２に等しく、陰極線ビームが
スクリーン４を横切つて走査されるに伴ない、両
コンピユータ２０，２１の加算器２３において、
増分（ΔXdcosφ）が（Xp）に加算され、（ΔXd
sinφ）が（Yp）から減算される。
各々の線走査の終点において、置数器２７は再
び零に設定され、２つのコンピユータ装置２０お
よび２１の加算器２４において、（Xp）に（ΔYd
sinφ）が加算され、（Yd）に（ΔYdcosφ）が同じ
く加算される。
各々のフレーム走査が終了したとき、２つの置
数器２７および２８は、いずれも再び零に設定さ
れる。
かくして、陰極線ビームがラスター走査を続け
るに伴ない、その逐次的な瞬時点における位置
は、図表に関連するビーム位置の座標（Xp、Xp）
を導き出すべく、１対１の関係の写像として得ら
れるようになる。
それらの座標は、記憶装置２２のアドレス操作
を達成し、かつビーム位置に関連する適当な輝度
上昇の情報の読取つて、それを陰極線管５に印加
するために利用される。
記憶装置２２は、図示したようなグループをな
す線記号、もしくは他の記号の各々に係る画像情
報を記憶し得るものであつてよいが、それら個々
の記号素子の位置間隔、および方向に関する情報
と一緒に、単一の線、もしくは他の記号を画定す
るのに、十分な情報を記憶し得るものであつても
よい。
例えば、一群のピツチ線記号１０ないし１４の
１本だけの線に関する画像情報を、個々の記号素
子のＹ軸方向における位置間隔に関する情報と一
緒に記憶して、線記号１０ないし１４の全体が構
成され得るようにすることができる。
このようなラスター走査の使用、および記号表
示の誘導は、テレビジヨンまたは赤外線カメラに
よつて得られた画像を、波形発生器１７によつて
陰極線管５に印加されるビデオ信号と迅速に組み
合わせることを可能ならしめる。
かようなカメラは、普通ラスター走査を利用し
ているので、それに素子記号のためのビデオ信号
を供給する際に、いかなる形式の走査変換も要求
しないという利点を有する。
例えば、テレビジヨンまたは赤外線カメラは、
操縦士によつて観察される外部景色と同じ景色を
観察でき、しかも、所望に応じてそれ以上の透視
力をもつて観察でき、カメラから発生された信号
が、反射素子３に写るべき景色画像と同じ映像を
スクリーン４上に描き出すことができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明による表示装置の図式図、第
２図は、第１図の表示装置によつて表示される記
号を示す、第３図は、第２図の記号表示において
成り立つ関係および表示領域のラスター走査を図
表式に示す、第４図は、第２図の記号表示に必要
なビデオ信号の発生に適用される電気回路を図式
的に示す。 １……反射素子、２……見通し線、３……窓、
４……スクリーン、５……陰極線管、６……光学
的装置、１０，１１，１２，１３，１４……ピツ
チ線記号、１５……ベクトル記号、１６……十字
線記号、１７……波形発生器、１８……センサ、
１９……コンピユータ、２０，２１……コンピユ
ータ装置、２２……記憶装置、２３，２４，２
５，２６……加算器、２７，２８……置数器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 表示像が、点Xd，Ydについての表示領域中
    の点走査に同期する信号の変調によつて提供さ
    れ、変調信号が、表示領域内の点Xp，Ypについ
    ての画像の基準点の写像に関する記憶装置に貯え
    られた情報に基づいて得られ、かつ表示領域内に
    おける画像の座標が、入力変数なる角度Φに応じ
    て、記憶信号により設定される基準位置から変換
    されるようになつている型式の表示装置であつ
    て、 第１の出力信号Xd cosΦを得る第１の手段
    （２０中の２３及び２７）と、 第２の出力信号Yd sinΦを得る第２の手段（２
    ０中の２４）と、 第３の出力信号−Xd sinΦを得る第３の手段
    （２１中の２３及び２７）と、 第４の出力信号Yd sinΦを得る第４の手段（２
    １中の２４及び２８）と、 第１の出力信号と第２の出力信号を走査の連続
    点Xd，Ydについて加えて、走査の各点に関して
    瞬時値（Xp）を得る第１の加算器（２０中の２
    ５）と、 第３の出力信号と第４の出力信号を走査の連続
    点Xd，Ydについて加えて、走査の各点に関して
    瞬時値（Yp）を得る第２の加算器（２１中の２
    ５）とを含み、 記憶装置２２に貯えられた基準位置の写像は、
    点Xp，Ypに関してアドレスされるようになつて
    おり、この点に関する記憶装置内の情報は、表示
    領域内の点Xd，Ydに輝度増加を制御するために
    読み取られ、それによつて、表示領域内の写像が
    角度Φをもつて回転するようになつていることを
    特徴とする表示装置。 ２ 表示装置が、 値（Ｘ−XcosΦ−Yc sinΦ）を第１の加算器
    （２０中の２５）に加えて、走査の各点について
    （Xp）の瞬時値を得るための第３の加算器（２０
    中の２６）と、 値（Yc＋Xc sinΦ−Yc cosΦ）を第２の加算
    器（２１中の２５）に加えて、走査の各点につい
    て（Yp）の瞬時値を得るための第４の加算器
    （２１中の２６）とを、含み、 記憶装置２２に貯えられた基準位置の写像は、
    点Xp，Ypについてアドレスされ、 この点に関する記憶装置２２内の情報は、表示
    領域内の点Xd，Ydの輝度増加を制御するために
    読み取られ、 そのことによつて表示領域内の写像は、点Xc，
    Y′cの周りを角度Φをもつて回転するようになつ
    ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
    記載の表示装置。 ３ 座標変換が、表示走査の各点毎に増分的に行
    なわれるようになつていることを特徴とする特許
    請求の範囲第１項又は第２項に記載の表示装置。 ４ 表示像が陰極線管により表示され、変調信号
    が、陰極線管のビームを輝度変調するものである
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３
    項のいずれかに記載の表示装置。 ５ 入力信号が、航空機の姿勢の変化に応じて発
    生するものであることを特徴とする特許請求の範
    囲第１項乃至第４項のいずれかに記載の表示装
    置。 ６ 表示像が、１本又は複数の水平線を含むこと
    を特徴とする特許請求の範囲第５項に記載の表示
    装置。 ７ 航空機の操縦士の視線上に置かれたハーフミ
    ラー反射素子上に画像を投影するヘツドアツプ表
    示装置であることを特徴とする特許請求の範囲第
    ５項もしくは第６項に記載の表示装置。
JP50119651A 1974-10-03 1975-10-03 Expired JPS638474B2 (ja)

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JPS5164333A JPS5164333A (ja) 1976-06-03
JPS638474B2 true JPS638474B2 (ja) 1988-02-23

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DE (1) DE2544281C2 (ja)
FR (1) FR2287071A1 (ja)
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IT (1) IT1047697B (ja)
SE (1) SE407623B (ja)

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FR2287071A1 (fr) 1976-04-30
DE2544281C2 (de) 1987-01-15
SE7511060L (sv) 1976-04-05
JPS5164333A (ja) 1976-06-03
FR2287071B1 (ja) 1980-04-30
SE407623B (sv) 1979-04-02
DE2544281A1 (de) 1976-04-08
GB1526396A (en) 1978-09-27

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