JPS63177108A - ヘルメット装着式ディスプレイ装置、それに取り付けるバイザーおよびその製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、一般的にいうと、着用者に可視像をつくる頭
部装着式ディスプレイ装置に関する。より詳しくいうと
、本発明は、表示体を着用者が見ている外景の上に重ね
合わせるため、部分的に反射するコーティングと関連し
て作動するヘルメット装着式ディスプレイ装置に使用し
うる優れたバイザー、即ちシールドを製造する方法に関
し、また本明細書に開示した方法によりつくられるバイ
ザーにも関するものである。

（従来の技術） ヘルメット装着時ディスプレイ装置は、訓練時。

機械制御時、または娯楽用のように、多くの分野で利用
されている。近時、この種の装置は、車の運転者や武器
取扱者に情報を提供しなければならない際の軍事的応用
面に、特別な利用が見出されている。

航空機のパイロットは、この種の装置が、航空機の操縦
、レーダー表示、地図、武器照準、そのほか、任務に必
要なものに関連する情報を提供する上に有用であること
を見出している。

着用者の視線におけるある面上で重合される像は、ヘル
メットに装着しうるＣＲＴを含む各行の発生源から得ら
れる。従来の装置は、光フアイバーディスプレイ装置、
画像増幅器を備えるフラットスクリーン液晶装置、およ
び適宜の光中継装置と共に作動するプロジェクタ−を用
いており、すべて、着用者に情報画像を提供しうるよう
になっている。

画像を表示させるためのヘルメット装着式装置は、この
分野で公知である。

スタントン（Ｓｔａｎｔｏｎ）による米国特許第３，０
５９，５１９号明細書によれば、ヘルメット装着式ディ
スプレイ装置において、　ＣＲＴディスプレイ装置は、
見る人の眼における像を、正常な視線より若干上方に位
置させる複数の反射鏡を含んだ光学装置を介するように
なっている。しかし、ある実施例では、放物反射体を組
み合わせた部分的に反射する鏡が用いられている。また
別の実施例では、パイロットの視野が、ヘルメットや鏡
によって完全に遮られないよう、鏡の一つを半反射鏡に
置きかえている。

ヴイセノー（Ｖｉｚｅｎｏｒ）による米国特許第３，７
８７，１０９号明細書によれば、像を、発生装置から見
る人の眼に伝達する際の主光学要素として、内面に部分
的に反射するコーティングを施した放物状バイザーをヘ
ルメットに設けたディスプレイ装置が開示されている。

この新技術により、分離コンバイナー・スクリーンとか
、眼付近のビームスプリッタ−の必要性は解消された。

より複雑な光学経路を使っているバイザーが、モストロ
ーム（Ｈｏｓｔｒｏｍ）による米国特許第３．９２３，
３７０号明細書に開示されている。それによれば、バイ
ザーの内面の限定領域が、部分的か、全体的に反射しう
るようにコートされている。ヘルメットの上部に設けら
れた像発生装置は、バイザー上で高くなっている第１反
射領域に像を投射する。その像は、ヘルメットの前方に
取り付けられている平らな鏡へ中継され、更に、そこか
ら、見る人の正常な視線の上方にある第２の反射領域へ
中継される。そのため、すべての反射装置は、実質的ヘ
ルメット着用者の視界の外にあるように見える。

同じ光学装置が、タースフ（Ｔａｓｋ）等による米国特
許第４，４６５，３４７号明細書に開示されている。

この開示された装置において観察される珠は、バイザー
の内面上に像を投射する望遠光学装置から得られるよう
になっている。像は、ヘルメット上の平らな鏡で反射さ
れてから、再びバイザーで反射され、そこで、見る人の
眼に向けられ、外景の一部のようになって現われる。

相当に複雑なヘルメット用ディスプレイ装置が、ボザマ
ン（Ｂｏｓｓｅｒｍａｎ）による米国特許第４，３６１
，３８４号明細書に開示されている。その装置は、平ら
な薄膜状パネルディスプレイ装置とウェハダイオード式
光増幅管を組み合わせたものである。複数の半透明光学
要素は、平らなパネルディスプレイ装置からの像を、見
る人の眼に送り込む。同じ光学系のいくつかを用い、光
増幅器は、ある像を眼に送り込み、そこで、その像は、
外景から受は取った像の上に重ねられる。従って、着用
者は、バイザーと、平らなパネルディスプレイ装置の両
方の像を通して外景を見るようになる。バイザーは、反
射目的のため、ホログラフ的か、環状面か、非球面か、
あるいは球面にされる。

環状面を組合せたものは、ボザマン等による米国特許第
４，０２６，６４１号明ｍ書に開示されている。

環状反射体は、バイザーの一部になっているというより
むしろ、ヘルメットにマウントされたようになっている
。

もっと簡単なヘルメット装着装置が、スイット（Ｓす１
ｆｔ）による米国特許第４，１５３，９１３号明細書に
開示されている。これは、半透明コンビナ−・スクリー
ンと組合わせたＣＲＴを利用している。この発明は、コ
ンビナ−・プレートが、ゴーグル、即ち＠鏡として着用
されるようになっているものである。

ヘラ−（Ｈｅ１１ｅｒ）等による米国特許第４，０８１
，２０９号明細書には、バイザーの一部である半反射式
球面状コンビナ−・プレートと組合わせた更に複雑な光
学装置が開示されている。プリズムが、発生源からの像
を通し、かつその像を、見る人の眼に戻すようになって
いるコンビナ−面の方へ向ける。

像発生源に対して傾斜する面における屈折界面は、さま
ざまな光線の異なる光路長により、像の歪みを補償しう
るようになっている。

従来の殆んどのヘルメット用バイザーは１回転面であり
１通常は、大きなバイザーにしてしまう放物面になって
いる。このようなものでは、バイザーを成形したり、加
工したりするのに、いろいろな装置が必要になる。

従来の放物状バイザーを変形したものが、ヘラジス（）
ｌｅｄｇｅｓ）による米国特許第３，８７０，４０５号
明細書に開示されており、そのバイザーの内面および外
面は、共焦点放物回転体の横断面になっている。

初期の放物状バイザーは、ほぼ一定のＨさであったため
、内面および外面から反射された像は、同じ焦点を結ば
ず、ゴーストを生じてしまった。

ヘラジスが改良したものは１両方の像が、照準方向にお
いて角度差を有せず平行になってしまうため、像は、見
る人に対する鮮明度を落とすことなく、外景の上に重ね
られたようになって現われる。

（発明が解決しようとする問題点） 以上に述べた従来技術に関する各文献から分かるように
、現在市販されているヘルメット装着式ディスプレイ装
置がかかえる間２点は、その寸法と容積にある。

ヘルメット装着式ディスプレイ装置からなるヘルメット
は、通常、非常な緊張状態と、仕事遂行上時間を、無駄
にできない状況の下で、多くの複雑な仕事をする人間に
より着用されるものであるから、ディスプレイ装置から
なるヘルメットは、可能な限り軽くて小型であり、しか
も優れた光学的性能を備えていなければならない。

大きくて重いヘルメットは、着用者を早く疲労させるた
め１着用者の作業能率を低下させる。また、悪質な像は
、計算違いを起こさせたり、着用者の決断力や反応力を
にぶらせてしまう。

従って、もし、単なる放物回転面でないバイザーをつく
ることが可能であれば、ヘルメットのバイザーの容積及
び寸法は、小さくなり、それに応じて、重量も減少する
。また、バイザーは、通常の設備で、安い製造コストに
て、量産できるものでなければならない。さらに、この
種のバイザーは、両眼方式でも単眼式でも、優れた光学
的性能を発揮しうるちのでなければならない。

以上述べたことが、従来の装置にまつわる致命的な問題
点であり、それは、本発明によって解決される。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、放物回転面に基づいているため、バイザーの
形が限定されるとともに、かさ張り、しかも小型化に不
適な頭部装着式ディスプレイ装置となっている従来のも
のを改良したものである。

本発明の第１の目的は、両眼方式でも単眼方式でも、優
れた光学的性能を発揮しうる小型の頭部装着式ディスプ
レイ装置用バイザーを提供することである。

本発明の第２の目的は、従来の光学系のような回転軸を
有しない合成光学形状のバイザー面に光学的に組み合わ
され、かつ像を形成しうる２つのオフセットされた放物
セグメント（それぞれが、各県の位置に向き合っている
）を含むバイザーを提供することである。バイザーの形
状をそのようにすることで、回転面の場合と異なり、バ
イザーは小型になる。

本発明によるバイザーの製造は、最新式の数値制御（Ｎ
Ｃ）切削機、グラインダー、および研磨機を用いて行な
われる。従来の光学的デザイン、および光学的機械は、
本発明によるバイザーには不用である。

上記の目的およびそれ以外の目的は、個人が着用するヘ
ルメットに取り付けられ、かつ内湾曲面を有するほぼ透
明な遮蔽材からなるバイザー、即ちシールドにより達成
される。

右手直交ｘｙｚデカルト座標系を用い、原点を内湾曲面
上にとり、Ｚ軸をヘルメット着用者の視線に対し平行に
とると、内湾曲面は、Ｘ基準軸におけるバイザーの横断
面によって形成され、かつそれは、原点、およびｙｚ基
準面に対して対称である。

Ｘ基準軸におけるバイザーの対称断面の半分は。

一端が原点を含む第１の円セグメントと、一端が前記第
１円セグメントの他端に連なる第１の放物セグメントと
、一端が前記第１放物セグメントの他端に連なるととも
に、対向端がバイザーの境界側部を形成する楕円セグメ
ントとからなっている。

Ｘ基準軸におけるバイザーの断面は、一端がバイザーの
上方境界部を形成する第２の円セグメントと、一端が前
記第２円セグメントの他端に連なる第３の円セグメント
と、一端が前記第３円セグメントの他端に連なるととも
に、対向端がバイザーの下方境界部を形成する第２の放
物セグメントとからなっている。

（実施例） 本発明の構造および作用に対する特徴は、以下。

図面を参照して行なう本発明の好適実施例による詳細な
説明により、一層明白となろう。

図面において、同じ符号は、同じ部分を示す。

本発明によるヘルメット装着式ディスプレイ装置用バイ
ザーは、バイザーの面上に形成されるとともに、ヘルメ
ット着用者の各県から約３．８１（１，５インチ）前方
に位置し、中心から外れ、しかも軸から雌されている２
つの放物面から構成されている。透視歪みを最小にし、
かつよい形のバイザーにするため、各放物面は、その側
部全体において、後述するように、複雑ではあるが、滑
らかに変化して行く形状になっている。

この形状は、連続的ではあるが、数式で簡単に表現しう
るちのでないため、境界領域やセグメントについて１次
に説明する。

バイザーの好適実施例を説明するに先立ち、明確に理解
しておかなければならないことは、バイザーをつくる方
法により、かつバイザーそのものに形成される主要な面
が、中心から外れ、しかも軸から離されている２つの放
物面であるという点である。

これら２つの放物面の間に介在する面セグメントは、バ
イザーの設計目的を適えるあらゆる曲面としうる。従っ
て、好適なバイザーの作成方法、および好適バイザー自
体を、ある明白な接線方向に連なる面形状、つまり、ｘ
　−ｚ　ｊ＆ｆ’Ａ面においては円−放物−楕円、また
、ｙ−ｚ基準面においては円−同一放物の形状をとり得
るという＾？ｆｔＷのもとに説明するが、放物面に対し
て接線方向に連なる境界面を形成している面は、個々の
設計者の直接的な目的を適えうるあらゆる曲面で置き換
えろことができる。

第１図乃至第４図は１本発明による好適なバイザーの外
観を示す。

バイザー（ｌＯ）は１通常の機械的な方法により、簡略
化のため図示していないヘルメットに取り付けうるよう
に作り、ヘルメット着用者とバイザーとの間における幾
何学的関係が、ほぼ一定に維持されるようにする。

本発明を分かり易く説明するため、右手直交Ｘｙｚデカ
ルト座標系（１２）を用いて説明する。座標において、
原点（１４）を、バイザー（１０）の内湾曲面（１６）
上にとり、かつ２軸（１８）を、ヘルメット着用者の視
線と平行にとる。垂直方向をＸ軸（２０）とし。

かつ、水平方向で、しかも２軸（１８）に対し観る者の
左側をＸ軸とする。従って、ｘ−ｚ基準面は、水平な面
となり、ｙ−ｚ基準面は１人間の左右を対称に分ける面
となる。

以上の説明は、空間座標系を用いて行なう場合であるが
、そのほか、極座標のような座標系を使うこともでき、
その場合には、次のように、変換関数を使いて、同じよ
うに説明できる。

本発明によりつくられる好適なバイザーの形状は１回転
面としては表わせないため、以下に述べる好適実施例の
説明は、バイザーを、ｘ−ｚ基準面およびｙ−ｚ基準面
における断面で切って行なうことにする。

第５図は、バイザーを、水平面、即ちｘ−ｚｇ準面で切
った第１の横断面を示す。

領域（Ａ）　（Ｂ）　（Ｃ）は、ｙ−ｚ基準面、および
原点（１４）に対して対称であり、かつ極値部において
接線方向に連なる各種幾何学的形状の弧状セグメントか
らなっている。

特に、Ｘ軸（２２）に沿う変化の場合（簡単にするため
、ｙ＝Ｑと仮定する）、領域（Ａ）におけるバイザー（
１０）の内湾曲面（１６）は１次のような関係式で表わ
される。

（ｚ（ｘ、Ｏ）＋（ｃ）］”＋（ｘ）”＝（ｒ）２　　
（式１）上式は、中心が（ｘｔｏ＋ｚ（ｘ＋ｏ）　　ｃ
）−半径がｒの円を表わす。Ｃは、一定の値である。

領域（Ｂ）において、バイザーの面は、次のような関係
式で表わされる。

ここで、ａ、ｂおよびＣは、一定の値である。

上式は、放物線を表わす。

領域（Ｃ）において、バイザーの面は１次の関係式に基
づいて表わされる。

（式３） 上式は、楕円を表わす。

あらゆる水平面、即ちバイザー（１０）におけるＸ−ｚ
　溝断面は、上述の複合曲線を描いているが、ｕ　ｆ（
、ＱのＺ軸（１８）に沿ってずれている。

第６図は、バイザーを、垂直面、即ちｙ−ｚ基準面で切
った第２の断面を示す。

領域（Ｄ）　（Ｅ）　（Ｆ）は、ｘ−ｚ基準面に対して
対称であり、かつ極値部において接線方向に連なる各種
幾何学的形状の弧セグメントからなっている。

特に、Ｘ軸（２０）に沿う変化の場合（ｆｋＩ単にする
ため、Ｘ＝Ｏと仮定する）、領域（Ｄ）におけるバイザ
ー（１０）の内湾曲面（１６）は、次のような関係式で
表わされる。

（ｚ（０，ｙ）＋（ｃ））”＋（ｙ）２；（ｒ）２　　
　（式４）上式は、中心が−（０，ｙ、ｚ（Ｏｔｙ）　
　ｃ）、半径がｒの円を表わす、、ｃは、一定の値であ
る。

領域（Ｅ）において、バイザーの面は、次のような関係
式で表わされる。

［ｚ（０＋ｙ）＋（ｃ）］”＋（ｙ）”＝（ｒ）２　（
式５）これは、別の円で、その中心座標は （ｏｔｙｔｚ（ｏ＋ｙ）−ｃ）　、半径はｒである。

領域（Ｆ）において、バイザーの面は、次のような関係
式で表わされる。

これは、放物線を表わす。

あらゆる垂直面、即ちｙ−ｚ面のバイザーにおける縦断
面は、上述のような複合曲線を描いているが、基準のＸ
軸に沿ってずれている。

左眼の位置が、 ｘ　＝　　３２．３７６９５８７０２ ｙ　＝　−４９，６２２６２９７９ ｚ　（ｘ　、　ｙ）＝　−６８，６１１８４７８４９で
、かつ右眼の位置が。

ｘ　＝　−３２，３７６９５８７０２ ｙ　＝−４９，６２２６２９７９ ｚ　（ｘ　、ｙ）＝−６８，６１１８４７８４９である
位置関係を有しているヘルメット着用者に対し、本発明
によるバイザーの好適実施例は、上で述べた各領域に社
いて１次のような関係になっている。

水平面、即ちｘ−ｚ基準面におけるバイザー（１０）の
横断面に対する前述の内容を図示すると、第５図のよう
になり、その場合、次のような数字（ｍｍ）になる。

領域（Ａ）の場合、Ｏ≦ＩＸＩ≦１１．７２０３２９１
０３であるから。

ｚ（ｘ、Ｏ）−（３２０，８８０８０００３）”　　（
ｘ）２（３２０，８８０８００３）　（式ＩＡ）となり
、円の中心（２４）は、 （ｘ　、　０、−３２０．８８０８０００３）となり、
また、半径ｒにライては、ｒ　＝３２０．８８０８００
０３となる。

領域（Ａ）の領域（Ｂ）に対する接触部の座標は。

（ＸＩｙＩＺ（Ｘ＋ｙ））＝　（±１１．７２０３２９
１０３．　Ｏ。

±、２１４１１６８３１３８） となる。

領域（Ｂ）の場合、 １１．７２０３２９１０３≦Ｉｘｌ≦５６．９２８７９
５８７８であるから、となり、放物線の頂点の座標は、 （ｘ、Ｏ，ｚ　（ｘ、Ｏ））　＝（±８．１９２５３４
５９１７．　Ｏ。

〜０．１４９６４６５９６６３）となり、かつ放物線の
焦点は、（ｘ、Ｏ，ｚ　（ｘ、ｏ））＝　（±８．１９
２５３４５０１７．　Ｏ。

−４８，４０１０１）となる。

領域ＣＢ）の頂点（３３）は、 （ｘ、ｙ、ｚ　（ｘ、ｙ））＝　（±５６．９２８７！
１５８７８．　Ｏ。

＋　１２．４５３９５２２５４）である。

領域（Ｃ）の場合、１ｘ１≧５６．９２８７９５８７８
であり、次の値を、式３に使用できる。

Ａ　＝　１４７２９．０１７６１　　Ｄ　＝　　１１８
３６６４．３０６Ｂ＝８２４８．０３３６３４　　Ｅ＝
４０３２１４．７０７５Ｃ＝３９８０．６２２３８９　
　Ｆ＝２９２０１４７４．８６楕円の中心（３４）（３
６）の座標は、（ｘ、Ｏ，ｚ　（ｘ、ｏ））　＝（±７
６．５７５０１１３９６．　Ｏ。

−１２９，９８０６７５８８）となり、楕円の傾きは、
±１８．７５０８３８６０６度に等しく、かつ、長軸お
よび短軸は、それぞれ、１２７．００００および５０．
８０００となる。

垂直面、即ち、ｙ−ｚ基準面におけるバイザー（］Ｏ）
の縦断面に対する前述の内容を図示すると、第６図のよ
うになり、その場合、次のような数字（ｍｍ）になる。

領域（Ｄ）の場合、ｙ≧４４．９２０８４６７０９であ
るから。

ｚ（０，ｙ）　−（１３９，７）２−（ｙ＋４４．９２
０８４６７０’））２（１２３，３３０６２５５）’（
式４Ａ）となり、円の中心（３８）の座標は、 （ｘ、ｙ、ｚ（０，ｙ）　）　＝　（０，−４４，９２
０８４６７０９゜−１２３，３３９６２５５）となり、
かつ半径ｒ　＝　１３４１．７となる。

領域（Ｄ）の領域（Ｅ）に対する接触部（４６）の座標
は、（ＸＩｙＩＺ　　ＣＸ９ｙ＞　）　＝　（０，４４
，９２０８４６７０９゜−１６，３６０３７４５５）で
ある。

領域（Ｅ）の場合、 −２７，５８６４３２６６≦ｙ≦４４．９２０８４６７
０９であるから。

ｚ（０，ｙ）＝　　（６９，８５）”−（ｙ）”−（６
９，８５）　　　　（式５Ａ）となり、円の中心（４０
）の座標は、 （ｘ、ｙ　＋　ｚ　（ｘｙｙ））＝（０，０，−６９，
８５）、また円の半径ｒは、ｒ＝６９Ｊ５となる。

領域（Ｅ）の領域（Ｆ）との接触部（４８）の座標は、
（ｘｙｙ＋ｚＣｘｔｙ）　）　　＝　（０，−２７，５
８６４３２６６゜−５，６７８２６７６４９）である。

領域（Ｆ）の場合、ｙ≦−２７，５８６４３２６６であ
るから、となり、放物面の頂点（４２）の座標は、（ｘ
＊ｙｔｚ（ｘ＋ｙ）　）　＝　（０，１３，９６０１８
６５６゜３．２４０２１３０６１９）であり、かつ放物
線の焦点（４４）の座標は、　（ｘ＋ｙ＋　ｚ　（Ｘ、
ｙ））＝（０，１３，９６０１８６５６゜−４５，０１
９７８６９４）となる。

上で述べた境界値Ｘおよびｙの選択に際しての設定要件
の一部は、バイザーに若干太き目の放物領域を設け、上
の実施例において算出した位置からの左右の眼の位置に
おける変化を吸収させることにある。このようにして選
ばれた境界値Ｘおよびｙにより、第２図に示すように、
バイザー（１０）には１着用者の冬眠の位置に対応する
中央光学領域部（４８）と１着用者によく適合しうるお
およその臨界的視領域（５０）とが設けられる。

非臨界的視領域（５２）、および視野外領域（５４）は
、着用者の視力要件によく合ったバイザーをつくるため
、境界値を選択することによって加減される。

しかし、右眼および左眼の位置が、実施例において既に
想定した位置から相当に変わるようなことがあっても、
各領域に対してたてた数式は、殆んど変える必要がなく
、上述の実施例における一定値のみが、数式に従って検
算される。

本発明によるバイザーは、内面に相当に高い反射率を持
たせるとともに、光源および周辺光の強さの限度内でバ
イザーを「組合せ鏡」として機能させうるに十分な透過
率を有するあらゆる透明な材料からつくられるが１次に
、好適な反射コーティングによるものについて説明する
。

第７図に示すように、本発明によりつくられる光学バイ
ザー（１００）は、単独で用いるが、サンバイザー（１
０２）と関連させて使用される。

サンバイザー（１０２）は、バイザー（１００）と同じ
ヘルメットに取り付けることができ、かつ、夜間飛行と
か、太陽をまぶしく感するような状況において、ヘルメ
ット着用者が、必要に応じ手で着脱しうるようになって
いる。

バイザー（１００）は、アクリルまたはポリカーボネー
トのような透明な材料からつくるのが好ましい、サンバ
イザー（１０２）は、バイザー（１００）と同じ材料か
らつくられるが、周辺光を約１５％透過させることがで
きる着色が施される。

サンバイザー（１０２）の内面（１０６）および外面（
１０ｇ）、それにバイザー（１００）の外面（１１０）
には、広帯域の反射防止コーティング（１０４）を施す
。

光学バイザー（１００）とともに用いられる光学系ＣＲ
Ｔの放射波長に対して約３０％の反射率を有する狭帯域
反射コーティング（１１２）が、バイザー（＋００）の
内面（１１４）に施される。

第８図乃至第１０図示のグラフから明らかなように、光
学的に透明なバイザー（１００）は、その内面（１１４
）に施されるとともに、投射ＣＲＴ／光学系（１１６）
の発光色の反射率を最大にさせ、同時に外界により色が
減じられるのを最小にさせうるようにした同調反射コー
ティング（１１２）を有している。

このような反射コーティングを用いることにより、反射
防止コーティングは、ＣＲＴシンポロジ（ｓｙｍｂｏ］
、ｏｇｙ）、サン・ボール（ｓｕｎ　ｂａｌｌ）　、計
器板ライティングなどのようなあらゆる種類のゴースト
を最低にすることができる。

光学バイザー（１００）の厚さは、反射率とか透過率を
考慮して決めるのではなく、着用者の＃Ｊ堂防止要件を
もとにして決められる。

光学バイザー（１００）の透視歪みの補正は、光学バイ
ザー（１００）の外面（１１０）を、上で述べたように
光学バイザー（１００）の内面（１１４）とほぼそっく
りの形状にすることにより、実施しうるようにするのが
好ましい。

上述の優れたバイザーのほかに、本発明者は、上述のバ
イザーに基づく共焦点の内面および外面を用い、バイザ
ーをつくる非常に効果的な方法を開発した。

個人によって着用されるヘルメットにマウンドしうるバ
イザーを組み立てる好適な方法は、所望のバイザーの内
湾曲面に原点をとり、かつヘルメットを着用する個人の
視線と平行に２軸をとるようにした空間基準の直交座標
を、まず最初に設定する段階からなっている。

次に、前に設定した空間基準の直交座標に対し。

次の式により決められる多変数関数に対する一組みの解
答値が出される。

［（（ｒ、）”−（ｘ）２）１Ａ（ｒ、）ｌＯ≦ｌｘｌ
≦比７２０３２９１０３．　ｙ　＝一定１．３）・−０
９）・、・−（ｒ、） −２７，５８６４３２２６６≦ｙ≦４４．９２０８４６
７０９．　ｘ　＝一定前記一連の式により、選ばれた成
る一組の変数に対する解答が出された時点で、その解答
値を、数値制御式製造装置において使用される形式およ
び手段で記憶させることが好ましい。

記憶された解答値によって制御される数値制御式装置を
用い、空間基準の直交座標に対して決められた数値の空
間的表示により、少なくとも一つの面を描かせてシート
材を加工する。

具体的に言えば、数値制御装置は、射出成形に使用しう
る型をつくるのに利用される。射出成形法は、アクリル
若しくはポリカーボネートの平らなシートを、型に入れ
、熱成形や真空成形のような公知の方法により、バイザ
ーに加工する段階を含んでいる。

当業者であれば、特許請求の範囲に２社の精神および目
的から逸脱することなく１種々の変形変更を行なって１
本発明を実施しうろことに容易に思い至ることができる
と思う。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるバイザーの平面図である。 第２図は１本発明によるバイザーの正面図である。 第３図は、第１図および第２図示のバイザーの斜視図で
ある。 第４図は、第１図および第２図示のバイザーの側面図で
ある。 第５図は、第２図示の線５−５における図である。 第６図は、第２図示の線６−６における図である。 第７図は、本発明によるバイザーおよびサンバイザーを
第６図と同じように切断し、それらと反射コーティング
との関連について示す図である。 第８図は、ＣＲＴ／光学系出力を、光の強度（％）の波
長に対する関数として示すグラフである。 第９図は１本発明による光学バイザーのコーティングの
反射を、波長に対する反射率（％）の関数として示すグ
ラフである。 第１０図は、本発明による光学バイザーのコーティング
の透過性を、波長に対する透過率（％）の関数として示
すグラフである。 （１０）バイザー　　　　　　　（１２）デカルト座標
系（１４）原点　　　　　　　　　（１６）内湾曲面（
１８）ｚ軸　　　　　　　　（２０）ｙ軸（２２）ｘ軸
　　　　　　　　　（２４）中心（２６）（２８）頂点
　　　　　　　（２９）接触部（３０）（３２）焦点　
　　　　　　（３３）頂点（３４）　（３６）楕円の中
心　　　　（３８）円の中心（４０）円の中心　　　　
　　　（４２）頂点（４４）焦点　　　　　　　　　（
４６）接触部（４８）中央光学領域部　　　　（５０）
臨界的視領域（５２）非臨界的視領域　　　　（５４）
視野外領域（１００）光学バイザー　　　　　（１０２
）サンバイザー（１０４）反射防止コーティング　（１
０６）内面（１０８）外面　　　　　　　　　（１１０
）外面（１１２）反射コーティング　　　（１１４）内
面（１１６）投射ＣＲＴ／光学系 Ｆｔ’ｇ、　２゜ Ｆｉｇ、　４．　　　　　　　　Ｆｉｇ、　６゜Ｆｉｇ
、　７ Ｆ／′ｇ、８゜ Ｆｉｇ、　９゜ Ｆｔ’ｇ、／θ

Claims (29)

【特許請求の範囲】
1. （１）ヘルメット装着式ディスプレイ装置であって、人
   間が着用するヘルメットと、 像を投射するための手段と、 バイザー とを組合わせてなり、 前記バイザーは、前記ヘルメットに取り付けるため、ほ
   ぼ透明なプラスチック材料からなり、内方に湾曲すると
   ともに、外方に凸状の面を有し、かつ右手直交ｘｙｚデ
   カルト座標系を用い、原点を前記内湾曲面上にとり、ｚ
   軸を前記ヘルメットを着用している者の視線に対し平行
   にとると、前記内湾曲面はｘ基準軸における横断面に相
   当し、かつ原点およびｙ−ｚ基準面に対して対称となり
   、従って、ｘ基準軸における前記バイザーの横断面の半
   分は、一端が原点を含む第１の円セグメントと、一端が
   前記第１円セグメントの他端に連なっている第１の放物
   セグメントと、一端が前記第１放物セグメントの他端に
   連なるとともに、対向端が前記バイザーの境界側部を形
   成する楕円セグメントとから構成され、更に、ｙ基準軸
   におけるバイザーの縦断面は、一端が前記バイザーの上
   方境界部を形成する第２の円セグメントと、一端が前記
   第２円セグメントの他端に連なっている第３の円セグメ
   ントと、一端が前記第３円セグメントの他端に連なると
   ともに、対向端が前記バイザーの下方境界部を形成する
   第２の放物セグメントとから構成されていることを特徴
   とするヘルメット装着式ディスプレイ装置。
2. （２）プラスチック材の外面が、内湾曲面とほぼ同じ形
   状の凸状面であることを特徴とする特許請求の範囲第（
   １）項に記載のヘルメット装着式ディスプレイ装置。
3. （３）像放射手段の波長に対して約３０％の反射率を有
   する狭帯域反射コーティングが、バイザーの内湾曲面に
   施され、また、広帯域の反射防止コーティングが、バイ
   ザーの外凸状面に施されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第（２）項に記載のヘルメット装着式ディスプ
   レイ装置。
4. （４）バイザーの遮蔽を行なったり、解除しうるように
   して、ヘルメットに取り付けられたサンバイザーを含む
   ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載のヘ
   ルメット装着式ディスプレイ装置。
5. （５）サンバイザーの内面および外面に、広帯域の反射
   防止コーティングが施されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第（４）項に記載のヘルメット装着式ディス
   プレイ装置。
6. （６）サンバイザーが、周辺光に対して約１５％の透過
   率を有する材料からなることを特徴とする特許請求の範
   囲第（５）項に記載のヘルメット装着式ディスプレイ装
   置。
7. （７）像放射手段が、ＣＲＴであることを特徴とする特
   許請求の範囲第（１）項に記載のヘルメット装着式ディ
   スプレイ装置。
8. （８）ヘルメット装着式ディスプレイ装置であって、人
   間が着用するヘルメットと、 像を投射するための手段と、 バイザー とを組合わせてなり、 前記バイザーは、前記ヘルメットに取り付けるため、ほ
   ぼ透明なプラスチック材料からなり、内方に湾曲すると
   ともに外方に凸状の面を有し、かつ右手直交ｘｙｚデカ
   ルト座標系を用い、原点を前記内湾曲面上にとり、ｚ軸
   を前記ヘルメットを着用している者の視線に対し平行に
   とると、ｘ基準軸におけるバイザーの横断面をｘ基準軸
   の周りに回転させることによって定められる内湾曲面は
   、原点およびｙ−ｚ基準面に対して対称となり、従って
   、ｘ基準軸における前記バイザーの横断面の半分は、一
   端が原点を含む第１の円セグメントと、一端が前記第１
   円セグメントの他端に連なっている第１放物セグメント
   と、一端が前記第１の放物セグメントの他端に連なると
   ともに、対向端が前記バイザーの境界側部を形成する楕
   円セグメントとから構成され、更に、ｙ基準軸における
   前記バイザーの縦断面をｙ基準軸の周りに回転させるこ
   とによって定められる内湾曲面は、一端が前記バイザー
   の上方境界部を形成する第２の円セグメントと、一端が
   前記第２円セグメントの他端に連なる第３の円セグメン
   トと、一端が前記第３円セグメントの他端に連なるとと
   もに、対向端が前記バイザーの下方境界部を形成する第
   ２の放物セグメントとから構成されていることを特徴と
   するヘルメット装着式ディスプレイ装置。
9. （９）プラスチック材の外面が、内湾曲面とほぼ同じ形
   状の凸状面であることを特徴とする特許請求の範囲第（
   ８）項に記載のヘルメット装着式ディスプレイ装置。
10. （１０）像放射手段の波長に対して約３０％の反射率を
    有する狭帯域反射コーティングが、バイザーの内湾曲面
    に施され、また、広帯域の反射防止コーティングが、バ
    イザーの外凸状面に施されていることを特徴とする特許
    請求の範囲第（９）項に記載のヘルメット装着式ディス
    プレイ装置。
11. （１１）バイザーの遮蔽を行なったり、解除しうるよう
    に、ヘルメットに取り付けられたサンバイザーを含むこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第（８）項に記載のヘル
    メット装着式ディスプレイ装置。
12. （１２）サンバイザーの内面および外面に、広帯域の反
    射防止コーティングが施されていることを特徴とする特
    許請求の範囲第（１１）項に記載のヘルメット装着式デ
    ィスプレイ装置。
13. （１３）サンバイザーが、周辺光に対して約１５％の透
    過率を有する材料からなることを特徴とする特許請求の
    範囲第（１２）項に記載のヘルメット装着式ディスプレ
    イ装置。
14. （１４）像放射手段が、ＣＲＴであることを特徴とする
    特許請求の範囲第（８）項に記載のヘルメット装着式デ
    ィスプレイ装置。
15. （１５）個人が着用するヘルメットに取り付けるための
    バイザーであって、 内湾曲面を有するほぼ透明なプラスチックのシート遮蔽
    材からなり、かつ、右手直交ｘｙｚデカルト座標系を用
    い、原点を前記内湾曲面上にとり、ｚ軸をヘルメット着
    用者の視線に対し平行にとり、ｘ基準面における前記シ
    ートの横断面によって定められる前記内湾曲面は、原点
    およびｙ−ｚ基準面に対して対称となり、従ってｘ基準
    軸における前記シートの横断面の半分は、一端が原点を
    含む第１の円セグメントと、一端が前記第１円セグメン
    トの他端に連なる第１の放物セグメントと、一端が前記
    第１放物セグメントの他端に連なるとともに、対向端が
    前記シートの境界側部を形成する楕円セグメントとから
    構成され、更に、ｙ基準軸における前記シートの縦断面
    によって定められる前記内湾曲面は、一端が前記シート
    の上方境界部を形成する第２の円セグメントと、一端が
    前記第２セグメントの他端に連なる第３の円セグメント
    と、一端が前記第３円セグメントの他端に連なるととも
    に、対向端が前記シートの下方境界部を形成する第２の
    放物セグメントとから構成されていることを特徴とする
    バイザー。
16. （１６）プラスチックのシート遮蔽材の厚さが、１．３
    ｍｍ〜３．８ｍｍ（０．０５０〜０．１５０インチ）で
    あり、また内面の反射率が、３〜５パーセントであるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第（１５）項に記載のバ
    イザー。
17. （１７）個人が着用するヘルメットに取り付けるための
    バイザーを製造する方法であって、 原点をバイザーの内湾曲面にとり、かつｚ軸をヘルメッ
    ト着用者の視線と平行にとって、直交空間座標を定める
    段階と、 前に定めた直交空間座標において、次の数式により決め
    られる多変数関数に対する一組みの解答値をつくる段階
    と、 Ｚ（ｘ、ｙ）＝｛〔（ｒ＿１）＾２−（ｘ）＾２〕＾１
    ＾／＾２−（ｒ＿１）０≦｜ｘ｜≦１１．７２０３２９
    １０３、ｙ＝一定｛−（ｘ−ａ＿１）＾２｝／｛４（ｂ
    ＿１）｝−Ｃ＿１１１．７２０３２９１０３≦｜ｘ｜≦
    ５６．９２８７９５８７８、ｙ＝一定｛−（＋ｂ＿ｚｘ
    ＋ｅ＿１）＋〔（＋ｂ＿２ｘ＋ｅ＿１）＾２−４（Ｃ＿
    ３）（ａ＿３ｘ＾２＋ｄｘ＋ｆ）〕＾１＾／＾２｝／２
    （Ｃ＿２）｜ｘ｜≧５６．９２８７９５８７８、ｙ＝一
    定〔（ｒ＿２）＾２−（ｙ）＾２〕＾１＾／＾２−（ｒ
    ＿２）ｙ≧４４．９２０８４６７０９、ｘ＝一定 〔（ｒ＿３）＾２−（ｙ）＾２〕＾１＾／＾２−（ｒ＿
    ３）−２７．５８６４３２２６６≦ｙ≦４４．９２０８
    ４６７０９、ｘ＝一定｛（ｙ−ａ＿３）＾２｝／｛４（
    ｂ＿３）｝＋Ｃ＿３ｙ≦−２７．５８６４３２６６、ｘ
    ＝一定｝この一組みの解答値を、数値制御式製造装置に
    て使用される形式および手段で記憶させる段階と、 記憶された一組みの解答値によって制御される数値制御
    式製造装置を用い、空間基準の直交座標に対する一組み
    の解答値の空間的表示を、少なくとも一つのブランク材
    の表面に描出させながら、型を製作する段階と、 薄手の可撓性あるシート材を前記の型にて造形させ、バ
    イザーをつくる段階 とを有することを特徴とするバイザーの製造方法。
18. （１８）シートをバイザーに造形させる段階が、前記シ
    ートを型に入れて熱成形する段階を含むことを特徴とす
    る特許請求の範囲第（１７）項に記載のバイザーの製造
    方法。
19. （１９）シートをバイザーに造形させる段階が、前記シ
    ートを型により真空成形する段階を含むことを特徴とす
    る特許請求の範囲第（１７）項に記載のバイザーの製造
    方法。
20. （２０）材料をバイザーに造形させる段階が、材料を雄
    型および雌型により射出成形する段階を含むことを特徴
    とする特許請求の範囲第（１７）項に記載のバイザーの
    製造方法。
21. （２１）ヘルメット装着式ディスプレイ装置であって、
    人間が着用するヘルメットと、 像を投射するための手段と、 バイザー とを組合わせてなり、 前記バイザーは、前記ヘルメットに取り付けるため、ほ
    ぼ透明なプラスチック材料からなり、内方に湾曲すると
    ともに、外方に凸状の面を有し、かつ右手直交ｘｙｚデ
    カルト座標系を用い、原点を前記内湾曲面上にとり、ｚ
    軸を前記ヘルメットを着用している者の視線に対し平行
    にとると、前記内湾曲面は、ｘ基準面における横断面に
    相当し、しかも、原点およびｙ−ｚ基準面に対して対称
    となり、従って、ｘ基準面における前記バイザーの半分
    は、一端が原点を含む第１の凹状セグメントと、一端が
    前記第１凹状セグメントの他端に連なる第１の放物セグ
    メントと、一端が前記第１放物セグメントの他端に連な
    るとともに、対向端が前記バイザーの境界側部を形成す
    る第２の凹状セグメントとから構成され、更に、ｙ基準
    軸における前記バイザーの縦断面は、一端が前記バイザ
    ーの上方境界部を形成する第３の凹状セグメントと、一
    端が前記第３凹状セグメントの他端に連なる第４の凹状
    セグメントと、一端が前記第４凹状セグメントの他端に
    連なるとともに、対向端が前記バイザーの下方境界部を
    形成する第２の放物セグメントから構成されていること
    を特徴とするヘルメット装着式ディスプレイ装置。
22. （２２）プラスチック材の外面が、内湾曲面とほぼ同じ
    形状の凸状面であることを特徴とする特許請求の範囲第
    （２１）項に記載のヘルメット装着式ディスプレイ装置
    。
23. （２３）像放射手段の波長に対して約３０％の反射率を
    有する狭帯域反射コーティングが、バイザーの内湾曲面
    に施され、また、広帯域の反射防止コーティングが、バ
    イザーの外凸状面に施されていることを特徴とする特許
    請求の範囲第（２２）項に記載のヘルメット装着式ディ
    スプレイ装置。
24. （２４）バイザーの遮蔽を行なったり、解除しうるよう
    にして、ヘルメットに取り付けられるサンバイザーを含
    むことを特徴とする特許請求の範囲第（２１）項に記載
    のヘルメット装着式ディスプレイ装置。
25. （２５）広帯域の反射防止コーティングが、サンバイザ
    ーの内面および外面に施されていることを特徴とする特
    許請求の範囲第（２４）項に記載のヘルメット装着式デ
    ィスプレイ装置。
26. （２６）サンバイザーが、周辺光に対して約１５％の透
    過率を有する材料からなることを特徴とする特許請求の
    範囲第（２５）項に記載のヘルメット装着式ディスプレ
    イ装置。
27. （２７）像放射手段が、ＣＲＴであることを特徴とする
    特許請求の範囲第（２１）項に記載のヘルメット装着式
    ディスプレイ装置。
28. （２８）個人が着用するヘルメットに取り付けるための
    バイザーであって、 内湾曲面を有するほぼ透明なプラスチックのシート遮蔽
    材からなり、かつ、右手直交ｘｙｚデカルト座標系を用
    い、原点を前記内湾曲面上にとり、ｚ軸をヘルメット着
    用者の視線に対し平行にとると、ｘ基準面における前記
    シートの横断面によって定められる前記内湾曲面は、原
    点およびｙ−ｚ基準面に対して対称となり、従って、ｘ
    基準軸における前記シートの横断面の半分は、一端が原
    点を含む第１の凹状セグメントと、一端が前記第１凹状
    セグメントの他端に連なる第１の放物セグメントと、一
    端が前記第１放物セグメントの他端に連なるとともに、
    対向端が前記シートの境界側部を形成する第２の凹状セ
    グメントとから構成され、更に、ｙ基準軸における前記
    シートの縦断面によって定められる前記内湾曲面は、一
    端が前記シートの上方境界部を形成する第３の凹状セグ
    メントと、一端が前記第３凹状セグメントの他端に連な
    る第４の凹状セグメントと、一端が前記第４凹状セグメ
    ントの他端に連なるとともに、対向端が前記シートの下
    方境界部を形成する第２の放物セグメントとから構成さ
    れていることを特徴とするバイザー。
29. （２９）プラスチックのシート遮蔽材の厚さが、１．３
    ｍｍ〜３．８ｍｍ（０．０５０〜０．１５０インチ）で
    あり、内面の反射率が、３〜５パーセントであることを
    特徴とする特許請求の範囲第（２８）項に記載のバイザ
    ー。