(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示画面（30D）、前記表示画面に表示された飛行経路ベクトル記号（11）、および第１の端部と第２の端部を有しており、前記第１の端部が前記飛行経路ベクトル記号に隣接しており、前記記号から前記第２の端部まで延びている、前記表示画面に表示された速度エラー・テープ（12）を有する電子ディスプレイ・ユニット（30）を含んでいる航空機用の表示装置において、
ａ）前記テープに隣接して配置され、各々が関連付けられた基準速度を表している少なくとも１つの速度バグ（21）を含んでおり、
ｂ）前記テープの前記第１端部に関する前記速度バグの位置が航空機の現在の速度と前記の関連付けられた基準速度との間の相違を示していることを特徴とする航空機用表示装置。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
本発明は電子ディスプレイ・アビオニクスに関し、詳細にいえば、航空機コックピットにおける電子ディスプレイの記号に関する。
陰極線管（CRT）、フラット・パネル（すなわち、LCD）、ヘッドアップ・ディスプレイ（HUD）、ヘルメット・マウンテッド・ディスプレイ（HMD）などの電子ディスプレイは周知であり、情報の表示に広く使用されている。航空機は一般に、多数の他のタイプの計器と共に、コックピット内に６つ以上のこのようなディスプレイを有している。
電子ディスプレイが出現するまで、情報は多数の電気機械的表示装置に表示されていた。これらの装置は通常、アーマチャ、テープおよびダイアルを機械的に動かすことにより、あるいは各種のインディケータを照明することによって情報を伝えるものであった。これらの装置の問題は、これらがコックピット全体にわたって配置されており、したがってパイロットが常にすべての表示装置を「スキャンする（見る）」ことを必要とすることである。このスキャンはパイロットの疲労につながるものであり、パイロットが重要な情報を見過ごす可能性を増やしたり、あるいはもっと重大なパイロットのエラーにつながったりするものである。
コックピット内に電子ディスプレイが出現したことにより、多くの情報を適宜パイロットに対して表示することが可能となり、これらの問題が少なくなった。電子ディスプレイは多くの以前の電気機械的装置からのデータを、よりユーザフレンドリな表示に統合する。
「Integrated  Electronic  Primary  Flight  Display」なる名称の1995年５月２日付でLeard他に対して発行された米国特許第5412382号は電子ディスプレイに関連するいくつかの改善を教示している。この参照文献は垂直対気速度テープと垂直高度テープの間の中心に置かれた電子的ADI（EADI）を示している。各垂直テープは対気速度または高度の現在地を示すディジタル・ウィンドウを包囲した丸いダイヤルを含んでいる。しかしながら、この参照文献は直感的なものではなく、複数の基準速度の表示を行わず、しかも希望するデータを見るためには、パイロットがディスプレイのさまざまな領域をスキャンすることを必要とするものである。
電子ディスプレイは情報の表示を大幅に改善したが、改善が依然必要とされている。航空機の複雑度は大幅に高まった。したがって、パイロットは以前よりも多くの情報を処理しなければならない。
このパイロットの「過負荷」の問題は、パイロットが着陸、離陸、衝突回避、着陸復行、ウィンドシャーなどの高い作業負荷を受けている場合に特に厳しいものとなる。このような条件の下では、パイロットが必要としている情報に直ちにアクセスすることが重要である。
パイロットへの情報の伝達を改善するディスプレイにより、パイロットの疲労が少なくなり、安全性が高まることとなる。
コックピットの情報を単純化し、表示装置をスキャンする必要性を少なくし、パイロットの疲労を少なくし、航空機の安全性を高める航空機ディスプレイが必要とされていることは明らかである。
発明の概要
本発明はエラー・テープと基準バグを組み合せて、パイロットの作業負荷を削減する表示を行う航空機ディスプレイを開示する。現在の航空機のパラメータと基準値の間の相違を示すエラー・テープは、複数の基準バグによって強化される。基準バグはエラー・テープの上、またはこれに隣接して配置され、現在の航空機パラメータと、各基準バグに関連付けられた付加的な基準値との間の相違を示す。基準バグはエラー・テープの長さに沿って移動し、これによって付加的な基準値に関する現在の航空機のパラメータの状態をパイロットに伝える。ディスプレイは２つのディスプレイからの情報を単一のディスプレイに組み合わせ、これによりパイロットが情報をスキャンする必要性を少なくすることによって、パイロットの作業負荷を削減する。
本発明は任意のタイプの電子ディスプレイに適応できるものであるが、好ましい実施の形態はHUDで実現される。具体的にいうと、本発明は離陸Ｖ速度バグを速度エラー・テープと組み合せることによって、速度エラー・テープの機能を強化するのに有用である。
速度エラー・テープは新しいものではない。これまでのディスプレイは速度エラー・テープを飛行経路ベクトル（FPV）記号と組み合せていた。これらのディスプレイにおいては、エラー・テープは通常FPVの腕から上昇または下降する。速度エラー・テープは航空機の現在の対気速度と選択した基準速度（たとえば、V2）との間の相違を表す。選択した基準速度が現在の対気速度よりも速い場合には、エラー・テープは腕から下降する。選択した基準速度が現在の対気速度よりも遅い場合には、エラー・テープは腕から上昇する。
これまでのディスプレイにおける難点は、パイロットがエラー・テープと、V1やVRなどの他のＶ速度を表示している対気ディスプレイの両方を常にスキャンしていなければならないことである。本発明はこの実施の形態において、速度エラー・テープに隣接してＶ速度、すなわちV1およびVRを表示することによりパイロットの作業負荷を軽減する。
離陸時に、本発明は次のように動作する。離陸ロールの開始時に、速度エラー・テープはFPVの下方へ完全に延びている。基準速度バグ（V1、VRおよびV2）はテープの底部に隣接している。現在の対気速度がV1速度の所定の速度以内である場合には、インディケータ・バーはテープ上に現れる。インディケータ・バーとV1バグの両方は、現在の対気速度がV1速度に達すると、テープを上方へ移動する。航空機がV1速度に達すると、インディケータ・バーとV1バグはFPV記号と一緒になり、姿を消す。VRバグおよびこれに関連するインディケータ・バーは同様な態様でテープを上方へ移動する。最後に、航空機の対気速度がV2に近づくと、V2バグとテープの最下位部分とはFPVへ向かって移動する。
したがって、本発明の目的はパイロットの作業負荷を軽減するとともに、航空機の安全性を高めることである。
本発明の特徴はエラー・テープ上に表示された基準バグにある。
本発明の利点は標準のパラメータ表示に向かって眼や頭を動かす必要なしに、Ｖ速度などの基準パラメータを監視できることである。
本発明の顕著な特徴を図に示し、以下で詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明を用いないHUDの表示形式を示す図である。
第2A図ないし第2F図は離陸時の速度エラー・テープで実施した本発明を示す図である。
第３図は好ましい実施の形態の構成要素を示す図である。
第４図は航空機で具体化した本発明を示す図である。
詳細な説明
第１図は本発明を用いないHUDの表示形式を示す。表示画面10は各種の航空機のパラメータをパイロットに伝える。記号は飛行経路ベクトル（FPV）11、速度エラー・テープ12、速度計13、昇降計14、航空機の基準15、ピッチ・テープ16、水平線17、機首方位18、およびロール19を含んでいる。
離陸中に、パイロットは速度エラー・テープ12と、Ｖ速度13Aを表示している速度計13をスキャンしなければならない。Ｖ速度13Aは３つのバグ、すなわちV1速度に対する「１」、VR速度に対する「Ｒ」、およびV2速度に対する「２」を含んでいる。
第2A図ないし第2F図は離陸時の速度エラー・テープに実装された本発明を示す。FPV11、速度エラー・テープ12、および基準バグ20のみを示す単純化された図を使用する。第２図に示したFPVは第１図に示したFPVと異なる形状となされているが、同じ機能を果たす。FPVの腕11AはFPV記号11の一部である。好ましい実施の形態において、速度エラー・テープはFPV11の腕11Aから下方へ延びている。
第2A図は離陸ロールの開始時の表示を示す。基準バグ  V1  20A、VR  20B、V2  20Cはまだ「メモリ上」にはなく、速度エラー・テープの第２端部すなわち底部に置かれている。基準バグはメモリ上にないが、これは現在の対気速度と基準値の間の相違が大きすぎるからである。通常、テープ12の長さは実施状況にもよるが、約15ノット以下の対気速度を表している。テープ12にインディケータ・バーがないことは基準バグがまだメモリ上にないことを示す。
第2B図において、航空機はV1バグ20Aを活動化（すなわち、バグを「メモリ上」に置く）するのに十分な速度まで加速している。これはV1インディケータ・バー21Aが存在することによって示されている。航空機が加速を続けると、V1バグ20AおよびV1インディケータ・バー21Aがテープ12上をエラー・テープ12の第１端部すなわち頂部へ向かって移動する。
第2C図において、V1バグ20AおよびVRバグ20Bの両方が、V1インディケータ・バー21AおよびVRインディケータ・バー21Bによって示されるように、メモリ上に現れる。
第2D図において、航空機はV1以上に加速し、V1バグ20AおよびV1インディケータ・バー21Aは記号から消える。VRバグ20BおよびV2バグ20Cは、インディケータ・バー21Bおよび21Cによって示されるように活動状態となっている。
第2E図は航空機がVR速度以上に加速したときの表示を示す。VRバグ20BおよびVRインディケータ・バー21Bは記号から消えている。V2バグ20Cおよびインディケータ・バー21Cはテープ12の第２端部すなわち底部とともに上昇している。
第2F図は航空機がV2速度以上に加速したときの表示を示す。V2バグ20CおよびV2インディケータ・バー21Cは記号から消えている。対気速度が「バグで示された」速度以下に下がっても、基準バグ20やインディケータ・バー21が再度現れることはない。テープ12は現在の対気速度と所望の基準速度との間の相違を表す典型的な速度エラー・テープとして動作する。
第３図は好ましい実施の形態の構成要素を示す。好ましい実施の形態はヘッドアップ・ディスプレイ（HUD）で実施されている。HUD30は結合器30Aと、オーバーヘッド・ユニット30Bと、ディスプレイ・コンピュータ30Cとを備えている。ディスプレイ・コンピュータ30Cは表示データをオーバーヘッド・ユニット30Bに伝え、オーバーヘッド・ユニット30Bは表示をコンバイナ30Aの表示画面30Dに投射する。これらの構成要素の技術は当分野において周知のものであり、詳細を説明する必要のないものである。
当分野の技術者には、本発明がHUDに限定されるものではなく、CRT、LCD、およびHMDを含むが、これらに限定されるものではない任意のタイプのディスプレイで実施できることが認識されよう。これらのディスプレイは総括的に電子ディスプレイと呼ばれるものであり、本発明の目的に合わせてHUD30と交換できるものである。
電子ディスプレイ（または、HUD）30は個々の実施状況にもよるが多くの他の航空機システムと通信する。これらの航空機システムはディスプレイ・コントローラ31、エアデータ・コンピュータ（ADC）32、慣性基準システム（IRS）33、パフォーマンス・コンピュータ34、飛行誘導コンピュータ35、飛行管理コンピュータ36などを含むことができる。
ディスプレイ・コントローラ31はコマンド（たとえば、オン／オフ、モード、明るさなど）を電子ディスプレイ30に伝える。
エアデータ・コンピュータ32は対気速度、マッハ数、高度、垂直速度などを伝える。慣性基準システム33は加速度データ、高度データ、機首方位および位置データなどを伝える。パフォーマンス・コンピュータ34は最適飛行経路およびコスト情報を伝える。飛行誘導コンピュータ35は誘導パラメータを伝える。飛行管理コンピュータ36は飛行経路情報や中間地点を含む情報を伝える。
第４図は航空機で具体化された本発明を示す。航空機40はフレーム40A、エンジン40B、コックピット40Cおよび電子ディスプレイ30（航空機40の外部に示されている）を含んでいる。
上記の説明は説明のためだけのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。当分野の技術者には、上述の実施の形態から逸脱しているが、実質的に同じ結果を達成するため実質的に同じ態様で同じ動作を依然として達成する多数の代替の実施の形態が、したがって、本発明と同等なものであることが認識されよう。考えられる代替の実施の形態は自動車、トラック、列車およびボートなどの他の乗物で本発明を使用して開発される新しい電子ディスプレイ装置を含むが、これらに限定されるものではない。
上記したところから、本発明が電子ディスプレイなどに情報を表示するための新規で有用な表示記号および装置を表していることが明らかである。
【図２Ａ】
0003638959.tif 000002
【図２Ｂ】
0003638959.tif 000003
【図１】
0003638959.tif 000004
【図２Ｃ】
0003638959.tif 000005
【図２Ｄ】
0003638959.tif 000006
【図２Ｅ】
0003638959.tif 000007
【図２Ｆ】
0003638959.tif 000008
【図３】
0003638959.tif 000009
【図４】
0003638959.tif 000010