JPH10153752A - ターゲットプロジェクタの自動整列システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、正確で簡単で容易に整列させるこ
とができるシミュレータシステムのターゲットプロジェ
クタの角度調節可能な可視画像を投影する整列可能な投
影システムを提供すること目的とする。 【解決手段】 表示スクリーン40と、画像プロジェクタ
52と、それらの間の光路に配置され、角度調節指令に応
答して表示スクリーンに投影される可視画像の位置を角
度調節する光学装置60と、表示スクリーン上に光点の基
準パターンを発生する装置34A と、センサ基準点に関す
る光点の位置を感知してセンサ信号を発生するセンサ装
置70と、保守モード中にセンサ信号に応答して基準パタ
ーンの光点と光学装置60を整列するように光学装置を制
御する制御装置64とを備え、制御装置64は、動作モード
中に光学装置60を制御する角度調節指令データを記憶す
るメモリ装置64A を備え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】本発明は投影システムに関
し、特に、シミュレータ可視表示システムその他の可視
システムと正確に整合されなければならない角度調節可
能な投影された画像を使用するターゲットプロジェクタ
およびその他の装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】シミュレータシステムは、パイロットそ
の他の航空機乗員および航空管制員、その他の多くの種
々の分野において訓練のために広く使用されている。シ
ミュレータ可視表示装置はシミュレートされる情景を投
影するためのプロジェクタおよびターゲットプロジェク
タ、関心のある区域のプロジェクタ、および一般目的の
可視表示投影装置画像と正確に整合されなければならな
い特別目的の角度調節可能な投影等の他の形式のプロジ
ェクタを使用する。現在多くのシステムは高度に訓練さ
れた技術者を必要とする時間のかかる手動的方法を使用
して手動的に整列される。手動的整列に費やされる時間
と手間は莫大なものである。

【０００３】１つの航空管制塔の多数のターゲットプロ
ジェクタを使用する訓練シミュレータでは１つのターゲ
ットプロジェクタが手動的に整列され、他のターゲット
プロジェクタのための検索表が更新される技術が使用さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、より
頻繁に、より正確に、より少ない労力で整列することが
可能なシミュレータシステム中のターゲットプロジェク
タの整列技術を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の１観点によれ
ば、角度調節可能な可視画像を投影するための整列可能
な画像投影システムが提供される。このシステムは、表
示スクリーンと、画像光路に沿って可視画像を投影する
ために画像データ信号に応答する第１の画像プロジェク
タと、この画像プロジェクタと表示スクリーンとの間の
光路に配置されて角度調節指令に応答して表示スクリー
ン上の投影された可視画像の位置の角度調節をする角度
調節可能な光学装置とを備えている。システムはさら
に、表示スクリーン上の１以上の光点の基準パターンを
発生する装置を備え、各光点は対応する基準位置にあ
る。光学リレーが表示スクリーンから位置感知光検出器
へ画像を中継するためにシステムの保守モード中に動作
するように画像プロジェクタと角度調節可能な光学装置
との間に配置されている。光検出器は光検出器基準点に
関する光点の位置を感知し、この感知された位置を示す
センサ信号を発生する。制御装置は、保守モード中にセ
ンサ信号に応答して前記基準パターンの１以上の光点と
前記角度調節可能な光学装置を整列するように角度調節
可能な光学装置の角度調節を制御する角度調節指令を発
生する。制御装置は、プロジェクタの動作モード中に前
記角度調節可能な光学装置を制御するために整列指令デ
ータを表す角度調節指令データを記憶するメモリ装置を
具備している。

【０００６】本発明の別の観点によれば、角度調節指令
に応答して表示スクリーン上に投影された可視画像の位
置の角度調節をするために画像プロジェクタと表示スク
リーンとの間の光路中に配置された角度調節可能な光学
装置を含む画像プロジェクタを表示スクリーンに整列さ
せる方法が提供される。その方法は次のステップを含ん
でいる。すなわち、表示スクリーン上に１以上の光点の
基準パターンを発生させ、各光点は対応する基準位置に
位置し、画像プロジェクタと角度調節可能な光学装置と
の間の光路に光学リレーを配置し、前記表示スクリーン
上の基準光点の画像を位置感知光検出器上へ中継し、検
出器基準点に関する基準光点の１つの位置を示す光検出
器のセンサ信号を発生し、検出器基準点のそれぞれと基
準光点の中継された画像を整列するように光学装置の角
度調節をするための角度調節指令を生成し、正常のシス
テム動作モードで次に使用するために検出器基準点と中
継された画像との整列を表す角度調節指令データを記憶
する。

【０００７】好ましい方法ではさらに次のような手動ス
テップを含んでいる。すなわち、表示スクリーン上に画
像発生器により整列パターンを発生し、投影された整列
パターンを使用して各基準光点と画像プロジェクタを粗
整列するように角度調節可能な光学装置の角度調節を行
い、基準光点と画像プロジェクタの各粗整列に対して各
粗整列位置における角度調節可能な光学装置の位置を表
す角度調節指令データを記憶する。

【０００８】本発明のその他の特徴および利点は、添付
図面を参照にした以下の実施形態の詳細からさらに明白
になるであろう。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１のブロック図に示された本発
明の好ましい実施形態はシミュレータ可視表示システム
30中で使用される。このシステム30はシミュレータキャ
ビン32の付近に配置された、表示スクリーン40、３個の
窓外プロジェクタ（ＯＴＷ）34A 〜34C およびターゲッ
トプロジェクタ（ＴＰ）50を含む素子を備えている。ホ
ストコンピュータ64は表示プロジェクタおよび画像発生
装置54の動作を制御する。画像発生装置54はターゲット
プロジェクタチャンネルおよびＯＴＷプロジェクタチャ
ンネルを含み、ＴＰ50及びＯＴＷ34A 〜34C により投影
される画像を定める画像データを発生する。

【００１０】ターゲットプロジェクタ（ＴＰ）50のシス
テムは図２にさらに詳細に示されており、シミュレータ
可視表示システム30を構成している。このシステム50は
プロジェクタ52を含み、それは画像発生装置54からのタ
ーゲット画像データによるターゲット画像を投影するプ
ロジェクタ52を備えている。レンズシステム56はターゲ
ット画像が適切な大きさで現れるために必要なズームお
よび収束機能を行う。静止した光路折曲げミラー58はタ
ーゲット画像を９０度折曲げて下方に向けて中継する。
角度調節可能な光路折曲げミラー60は方位（ＡＺ）およ
び高低（ＥＬ）方向でターゲット画像を移動させるため
にサーボモータ62により駆動される。サーボモータ62は
正常動作中可視またはホストコンピュータ64からの位置
信号により駆動される。保守動作中、サーボモータ62は
ジョイスティックまたはキーボード66を使用して駆動さ
れる。

【００１１】以上説明した範囲ではターゲットプロジェ
クタシステム50は通常の設計のものである。本発明によ
れば、システム50はさらに位置感知光検出装置（ＰＳ
Ｄ）70を含み、それは光点の位置を感知する。好ましい
構成においては、ＰＳＤ70は電荷結合アレイ（ＣＣＤ）
装置を具備し、それはその視野内の情景の連続的な２次
元画像を捕捉する。フレーム把握装置70A は画像デー
タ、すなわちＰＳＤ信号に応答してＰＳＤにより捕捉さ
れた画像の連続したフレームを出力する。２位置ビーム
分割器72（図２には整列モード位置で示されている）は
表示スクリーン40からの画像をＰＳＤ70へ中継する。シ
ステムが整列または保守モードでないとき、ビーム分割
器72はホストコンピュータ64の制御下に動作されるソレ
ノイド76により軸74を中心に上方に回動してターゲット
プロジェクタの光路から外れた図３に示される位置へ回
転して移動する。

【００１２】保守モードにおけるターゲットプロジェク
タの使用中、ターゲットプロジェクタ52は図４に示され
るように十字交差線80および公称の円82を表示スクリー
ン40上に投影する。２位置ビーム分割器72は図２に示さ
れる下方の位置へ移動される。ＰＳＤ70の視野（ＦＯ
Ｖ）中に光点が存在するとき、２位置ビーム分割器72は
ＰＳＤ70上の光点の画像を中継する。ＰＳＤ信号はフレ
ーム把握装置70A を通って処理され、結果的に画像フレ
ームは例えばホストコンピュータ64により処理され、Ｐ
ＳＤ装置の中心に関する光点の位置が決定される。画像
処理の結果から生成されたデータ値また信号はＰＳＤ装
置の中心とビーム分割器72によりＰＤＳ上に表示される
画像点との間の距離に比例している。この距離値または
信号はエラー信号の発生のために使用され、それは光点
がＰＳＤ70の中心に位置するまで方位（ＡＺ）および高
低（ＥＬ）方向においてサーボ駆動される角度調節可能
な光路折曲げミラーの位置を再設定し、したがってま
た、ターゲットプロジェクタの中心軸86に関して中心に
位置される。角度調節可能なミラーの異なる位置におけ
るＰＳＤに対して与えられる連続したフレームを処理
し、ＰＳＤの中心に関する光点の結果的な位置を決定
し、角度調節可能なミラーの位置を再設定することによ
って、ミラーは整列した位置に移動され、基準光点はＰ
ＳＤ上で中心に位置される。ＰＳＤの中心は前もってタ
ーゲット光路の中心に整列されているから、整列はこの
特定の基準光点位置に対して行われる。

【００１３】図５は、表示スクリーンと可視画像を整列
するために本発明により使用される典型的な５度の試験
パターンを示している。示された例示パターンの中心か
ら、点は方位角で＋１５度から−１５度、高低角で＋１
０度から−１０度をカバーしている。点はＯＴＷＰ34A
〜34C により、またはスクリーンに埋設された光ファイ
バ点により、或るは他の方法により、各５度毎に表示さ
れている。図５の左上のコーナーに示された十字線80お
よび公称の円82はターゲットプロジェクタ52によって投
影され、ＯＴＷＰにより−１５度（左）で＋１０度（上
方）に投影されたコーナーテストパターン点92と重なっ
ている。

【００１４】図５に示された第１の時間の設定手順およ
び正常動作中において、２位置ビーム分割器72はＴＰの
動作位置（図３に示されている）に上げられている。図
５を参照すると第１の時間の設定手順はＴＰ動作位置に
ビーム分割器72を上げるステップで開始する（ステップ
202）。保守オペレータは手作業で角度調節可能な光路
屈折ミラー60の方位角および高低角をジョイスチックま
たはキーボード66により駆動してＯＴＷＰにより表示さ
れた左上の基準点92がＴＰ52により表示された公称の円
82内のどこかに位置するようにする（ステップ 204）。
これらの公称の点は図７に示された自動整列手順中にさ
らに正確に整列される。このミラー60の位置は表示スク
リーン上の方位−１５度、高低角＋１０度の点としてコ
ンピュータ64に識別される。コンピュータ64は、後で設
定手順の自動的な部分中に使用するために検索表メモリ
64A 中にこのミラー位置に対応するサーボモータ指令を
記憶する（ステップ 206）。この粗整列の目的は、ＰＳ
Ｄ70の視野により特定の基準点を位置させる角度調節可
能なミラーの位置を発見することである。ＯＴＷＰによ
り表示された残りの基準点は同様に手作業で処理される
（ステップ208, 202〜206 ）。ＴＰの公称の円82は各Ｏ
ＴＷＰ基準点上に重ねられるので、オペレータは、全て
の公称点の全ての位置がコンピュータの検索表メモリ64
A （図２）に入力されるまで、各点に対する公称の方位
角および高低角を入力する。全ての公称点が入力された
後、指令がシステム50に入力され、図７に示された整列
処理の自動的な部分を開始する。

【００１５】図７に示された自動整列処理中に、２位置
ビーム分割器72は下げられて（ステップ220 ）図２に示
されたＴＰ整列位置をとり、次のようなステップが実行
される。 １．ステップ222 において、オペレータは角度調節可能
な光路屈折ミラー60の方位角および高低角調節を駆動す
るように指令され、それ故ＯＴＷＰにより表示された左
上の基準点92はＴＰにより表示された公称円82内のどこ
かに位置する。典型的にオペレータはホストコンピュー
タを構成しているコンピュータモニタ上のテキスト指令
によりこの指令を受信する。オペレータはジョイスチッ
クまたはキーボード66を使用して光路屈折ミラーを駆動
し、それからこの指令がキーボードの使用、すなわち入
力キーを押すことにより合致したことをコンピュータに
対して通報する。その代りに、オペレータは手作業で角
度調節可能なミラーを駆動し、ホストコンピュータは最
初の設定プロセス中に決定された公称位置を使用し、そ
の十分な整列がドリフトしないＯＴＷＰを与える。その
理由はＰＳＤの視野から基準点を移動する最後の整列で
あるからである。この場合に、角度調節可能なミラーの
最初の指向方向が自動化され、ホストコンピュータの制
御下であってもよい。 ２．ＴＰ公称円82はＯＴＷＰ光点92上で正確に中心には
位置していないから、ＰＳＤ70、フレーム把握装置70A
、およびホストコンピュータ64はオフセット距離に比
例するエラー信号値を発生する（ステップ224 ）。 ３．このエラー信号を使用して、整列プロセスの自動部
分を構成するソフトウエアによりプログラムされている
コンピュータ64は角度調節可能な光路屈折ミラーサーボ
モータ66を駆動してＴＰターゲット十字線80が正確にＯ
ＴＷＰ光点上に整列されるようにミラー60を位置させる
ように駆動する（ステップ226 ）。基準光点に対してタ
ーゲットプロジェクタを整列させるためにコンピュータ
64により行われる画像処理は、投影される十字線80が中
心を与えられているか、またはＰＳＤ上の他の基準点が
ターゲット光路に関して整列されていることを要求され
ない。しかしながら、もしもそのようなターゲット光路
に関するＰＳＤの整列が生じない場合には、画像処理は
基準光点に関するターゲット十字線の中心位置を計算
し、この位置を使用して整列が行われるまでミラー60を
動かすようにサーボモータ62に指令する。この新しい正
確な位置に対する方位および高低サーボ位置はその後コ
ンピュータの検索表メモリ64A 中に記憶される（ステッ
プ228 ）。 ４．次にコンピュータ66は連続的に角度調節可能な光路
屈折ミラーを第１の時間の設定手順中に生成された検索
表中に記憶された他の公称点のそれぞれに対して駆動す
る（ステップ230 および232 ）。各公称点に対してＰＳ
Ｄは視野内の表示スクリーンの画像を受信し、十字線の
中心と光点との間オフセット距離に比例するエラー信号
値を生成するか、或いはＰＳＤアレイの中心と光点画像
の中心との間の距離が計算される。コンピュータ64はこ
のエラー信号値を使用してＯＴＷＰ光点上にＴＰのター
ゲットの十字線80が正確に整列されるように角度調節可
能な光路屈折ミラー60を駆動する（ステップ226 ）。こ
れらの新しい正確な位置に対する方位および高低角サー
ボ位置もまた新しい検索表中に記憶される（ステップ22
8 ）。 ５．全てのＯＴＷＰ基準光点に対応する正確なサーボ位
置がメモリに入力された後、コンピュータ64は表示シス
テムの構成およびＯＴＷＰ基準点間の値の補間のための
ＴＰのオフセット位置に基づいて付加的な検索表を生成
する。この検索表はターゲットプロジェクタにより投影
されるターゲット画像の正確な位置を決定するために正
常の動作モード中に使用される。 ６．上記のステップ１〜５の自動整列手順は例えば毎週
１または２回のような時間間隔で反復され、表示システ
ムＯＴＷＰの正常なドリフトを許容する。自動整列手順
はまたＯＴＷＰが整列された後各時間に反復されてＯＴ
ＷＰとＴＰ50との整列を維持する。

【００１６】以上説明した実施形態は本発明の原理を表
す可能な特定の実施形態の単なる例示にすぎない。当業
者は本発明の技術的範囲を逸脱することなくこれらの原
理に基づいて種々の別の構成を容易に考えることができ
るであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を使用するシミュレータ可視表示システ
ムを示すブロック図。

【図２】本発明を使用するシミュレータ可視表示システ
ム中で使用されるターゲットプロジェクタシステムの概
略側面図。

【図３】ターゲットプロジェクタの光路から上方に回転
された整列処理に使用される２位置ビーム分割器を備え
た図２のターゲットプロジェクタの概略図。

【図４】保守モード中に表示スクリーン上へ図１のター
ゲットプロジェクタにより投影された十字線および公称
円の概略図。

【図５】可視画像を表示スクリーンと整列するために使
用される例示的な５度のテストパターンを示す図。

【図６】ターゲットプロジェクタの整列に使用される第
１の設定手順を示すプロセスのフロー図。

【図７】本発明による自動整列手順を示すプロセスのフ
ロー図。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 角度調節可能な可視画像を投影するため
   の整列可能な投影システムにおいて、 表示スクリーンと、 画像光路に沿って可視画像を投影するために画像データ
   信号に応答する第１の画像プロジェクタと、 この画像プロジェクタと表示スクリーンとの間の光路に
   配置され、角度調節指令に応答して表示スクリーン上の
   投影された可視画像の位置を角度調節する角度調節可能
   な光学装置と、 表示スクリーン上の対応する基準位置における１以上の
   光点の基準パターンを発生する装置と、 センサ基準点に関する光点の位置を感知し、この感知さ
   れた位置を示すセンサ信号を発生する位置センサ装置
   と、 表示スクリーンから位置センサ装置へ画像を中継するた
   めに保守モード中に動作する光学リレーと、 保守モード中にセンサ信号に応答して前記基準パターン
   の１以上の光点と前記角度調節可能な光学装置を整列す
   るように角度調節可能な光学装置の位置を制御する指令
   を発生する制御装置とを具備し、 この制御装置は、プロジェクタの動作モード中に前記角
   度調節可能な光学装置を制御するために整列指令データ
   を表す角度調節指令データを記憶するメモリ装置を具備
   していることを特徴とする整列可能な投影システム。
2. 【請求項２】 角度調節指令に応答して表示スクリーン
   上に投影された可視画像の位置を角度調節ｘさせるため
   に画像プロジェクタと表示スクリーンとの間の光路中に
   配置された角度調節可能な光学装置を含む画像プロジェ
   クタを表示スクリーンと整列させる方法において、 表示スクリーン上に１以上の光点の基準パターンを発生
   させ、各光点は対応する基準位置に位置し、 画像プロジェクタと角度調節可能な光学装置との間の光
   路に光学リレーを配置し、前記表示スクリーン上の基準
   光点の画像を位置検出器装置上へ中継し、 センサ基準点に関する基準光点の１つの位置を示すセン
   サ信号を発生し、 検出器基準点のそれぞれと基準光点の中継された画像を
   整列するように光学装置の角度調節をするための角度調
   節指令を発生し、 正常のシステム動作モードで次に使用するために検出器
   基準点と中継された画像との整列を表す角度調節指令デ
   ータを記憶し、 さらに、手動ステップとして、 表示スクリーン上に画像発生器により整列パターンを発
   生し、 投影された整列パターンを使用して各基準光点と画像プ
   ロジェクタを粗整列させるように角度調節可能な光学装
   置の角度調節を行い、 基準光点と画像プロジェクタの各粗整列に対して各粗整
   列位置における角度調節可能な光学装置の位置を表す角
   度調節指令データを記憶することを特徴とする画像プロ
   ジェクタを表示スクリーンと整列させる方法。