(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザ端末の周囲の１つまたは複数の物体の仰角を推定するためのデバイスであって、
凸状像反射面と、
前記凸状像反射面の上に配設されている透明な照準面と、
前記透明な照準面上に、または前記透明な照準面内に形成される仰角制限マーキングと、
を備え、
前記仰角制限マーキングの反射像は、前記凸状像反射面内に生成され、前記仰角制限マーキングの前記反射像は、地上の水平線よりも高く仰角を定義し、前記ユーザ端末がすべての方位角方向で遮られずに空を見通せるように前記凸状像反射面の視野内の前記１つまたは複数の物体が、前記仰角制限マーキングの前記反射像によって定義される前記仰角の下になっていなければならない、デバイス。
【請求項２】
前記仰角制限マーキングによって定義される前記仰角は、最大仰角を含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記透明な照準面上にまたは前記透明な照準面内に形成される少なくとも第２の仰角制限マーキングをさらに備え、前記第２の仰角制限マーキングの第２の反射像は、前記凸状像反射面内に生成され、前記第２の仰角制限マーキングの前記第２の反射像は、前記地上の前記水平線よりも高く少なくとも第２の仰角を定義し、前記ユーザ端末がすべての方位角方向で遮られずに空を見通せるように前記凸状像反射面の前記視野内の前記１つまたは複数の物体が、前記第２の仰角制限マーキングの前記第２の反射像によって定義される前記第２の仰角の下になっていなければならない、請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
前記仰角制限マーキングは、円を含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項５】
前記仰角制限マーキングは、同心円を含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
前記透明な照準面上にまたは前記透明な照準面内に形成され、前記凸状像反射面の極と軸方向に揃えられている、ボアサイトマーキングをさらに備える、請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
前記ボアサイトマーキングは、十字形を含む、請求項６に記載のデバイス。
【請求項８】
前記凸状像反射面の前記視野内の前記１つまたは複数の物体の反射像は、前記凸状像反射面の背後に形成される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項９】
前記１つまたは複数の物体の前記反射像が、前記仰角制限マーキングの前記反射像の実質的に外側にある場合、前記１つまたは複数の物体は、前記仰角の下にあると推定される、請求項８に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記１つまたは複数の物体の前記反射像の一部が、前記仰角制限マーキングの前記反射像の実質的に内側にある場合、前記１つまたは複数の物体は、前記仰角の上にあると推定される、請求項８に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記凸状像反射面は、凸面鏡を含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記透明な照準面は、透明スクリーンを含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記透明な照準面と前記凸状像反射面との間に延在するチューブ状スペーサをさらに備える、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記デバイスは、組み立て済み一体型ユニットを含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記デバイスは、ユーザが組み立てる組み立て式キットを含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１６】
ハウジングと、前記ハウジング内に配設されるアンテナと、前記ハウジングの外面上に配設されるか、または外面内に埋め込まれる請求項１に記載のデバイスとを備える、ユーザ端末。
【請求項１７】
請求項１〜１５のいずれか１項に記載のデバイスを用いてユーザ端末の周囲の１つまたは複数の物体の仰角を推定するための方法であって、
凸状像反射面を前記ユーザ端末上にまたは前記ユーザ端末に隣接して置くステップと、
その上またはその中に仰角制限マーキングが形成されている透明な照準面を通して前記凸状像反射面を見るステップであって、前記仰角制限マーキングの反射像は、前記凸状像反射面内に生成され、前記仰角制限マーキングの前記反射像は、地上の水平線よりも高く仰角を定義し、ユーザ端末がすべての方位角方向で遮られずに空を見通せるように前記凸状像反射面の視野内の前記１つまたは複数の物体が、前記仰角制限マーキングの前記反射像によって定義される前記仰角の下になっていなければならない、ステップと、
前記１つまたは複数の物体の反射像が前記仰角制限マーキングの前記反射像の実質的に外側にあるか、またはその一部が前記仰角制限マーキングの前記反射像の実質的に内側にあるかを観察するステップであって、前記１つまたは複数の物体の前記反射像が、前記仰角制限マーキングの前記反射像の実質的に外側にある場合、前記１つまたは複数の物体は、前記仰角の下にあると推定され、前記１つまたは複数の物体の前記反射像の一部が、前記仰角制限マーキングの前記反射像の実質的に内側にある場合、前記１つまたは複数の物体は、前記仰角の上にあると推定される、ステップと、
を含む、方法。
【請求項１８】
前記１つまたは複数の物体の反射像が前記仰角制限マーキングの前記反射像の実質的に外側にあるか、またはその一部が前記仰角制限マーキングの前記反射像の実質的に内側にあるかを観察するステップの前に、
前記透明な照準面上に、または前記透明な照準面内に形成されるボアサイトマーキングに焦点を合わせるステップと、
前記ボアサイトマーキングを前記凸状像反射面内に形成される前記ボアサイトマーキングの反射像と軸方向に揃えるステップとをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
請求項１〜１５のいずれか１項に記載のデバイスを用いてユーザ端末の周囲の１つまたは複数の物体の仰角を推定するための方法であって、
前記ユーザ端末上に、または前記ユーザ端末に隣接して置かれている凸状像反射面内に仰角制限マーキングの反射像を生成するステップであって、前記仰角制限マーキングの前記反射像は、地上の水平線よりも高く仰角を定義し、ユーザ端末がすべての方位角方向で遮られずに空を見通せるように前記凸状像反射面の視野内の前記１つまたは複数の物体が、前記仰角制限マーキングの前記反射像によって定義される前記仰角の下になっていなければならない、ステップと、
前記凸状像反射面内に前記１つまたは複数の物体の反射像を生成するステップであって、前記１つまたは複数の物体の前記反射像が、前記仰角制限マーキングの前記反射像の実質的に外側にある場合、前記１つまたは複数の物体は、前記仰角の下にあると推定され、前記１つまたは複数の物体の前記反射像の一部が、前記仰角制限マーキングの前記反射像の実質的に内側にある場合、前記１つまたは複数の物体は、前記仰角の上にあると推定される、ステップと、を含む、方法。
【請求項２０】
前記仰角制限マーキングの前記反射像を前記生成するステップは、透明な照準面で実行され、仰角制限マーキングが前記透明な照準面上にまたは前記透明な照準面内に形成される、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、非静止衛星通信システムのユーザ端末に関係する。より詳細は、本開示は、ユーザ端末が遮られずに空を見通せるようにユーザが適切にユーザ端末を位置決めするのを補助するために、ユーザ端末の周囲の１つまたは複数の物体の仰角を推定するためのデバイスおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
安価なブロードバンドインターネットサービスを地球上の任意の場所にもたらすための衛星システムは、現在開発中である。そのようなシステムは、典型的には、非静止衛星群にインターネットをリンクするゲートウェイアンテナを備え、次いでこれらの衛星群は地上に位置する安価なユーザ端末にリンクする。ユーザ端末は、インターネット接続性を住宅および会社に提供する。
【０００３】
上で言及されている安価なユーザ端末は、衛星から無中断サービス（ｕｎｉｎｔｅｒｒｕｐｔｅｄ  ｓｅｒｖｉｃｅ）を受けるためにすべての方位角方向（北、南、東、および西の方向）で遮られずに空の大部分を見通せることを必要とするアンテナを備える。樹木、建物、および山は、すべての方位角方向で特定の仰角（水平、すなわち、地上と空とが会合する直線よりも大きい角度）よりも低いままでなければならない。世界のいくつかの部分において、最大仰角は、約４５度と低い角度であってよい。そのようなユーザ端末の一例は、２０１５年２月２０日に出願した特許文献１、名称「Ｕｓｅｒ  Ｔｅｒｍｉｎａｌ  Ｈａｖｉｎｇ  Ａ  Ｌｉｎｅａｒ  Ａｒｒａｙ  Ａｎｔｅｎｎａ  Ｗｉｔｈ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ａｎｄ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ａｃｔｕａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ」において説明されている。
【０００４】
最低限の専門知識技術を有する個人ユーザは、ユーザ端末を装着し、取り付けている可能性が高く、したがって、ユーザ端末が遮られずに空を見通せるような仕方で、住宅、会社、および同様のものにユーザ端末を位置決めすることができることが不可欠である。
【０００５】
安価なインターネットサービスを維持するために、ユーザは、専門家の補助なしでユーザ端末を配置し、装着し、取り付け、および位置決めすることができるべきである。ユーザ端末は、いくつかの用途では水平から上に約４５度の仰角に至るまですべての方位角方向で遮られずに空を見通せなければならないので、ユーザがユーザ端末を正しく配置し、位置決めすることができることは重要な課題である。現状、ユーザは、端末が遮られずに空を見通せるかどうかを視覚的に推定することによってユーザ端末を配置し、位置決めしており、多くの場合、最大１０度までの誤差を生じ、ドロップアウト期間（ｄｒｏｐｏｕｔ  ｐｅｒｉｏｄ）の問題がある。測量機器は、ユーザ端末を正しく配置し、位置決めするのを補助するために使用することができるが、そのような機器は、高価であり、操作するのに専門技術を必要とする。
【０００６】
ユーザ端末が遮られずに空を見通せるようにすることに関する問題は、通信の分野では新しい問題である。より旧式のワイヤレス通信ネットワークでは、樹木、建物、および類似の障害物の影響を受けないより低い無線周波数を使用していた。より高い周波数で動作するより新しい通信システムは、静止衛星への１本の変化しない視線に沿った遮るもののない視野（ｃｌｅａｒ  ｖｉｅｗ）を有するアンテナのみを必要とする。しかしながら、特許文献１で説明されているような、安価なユーザ端末は、空の遮られている部分によって引き起こされる受け入れがたいほどに長いドロップアウト期間を回避するためにすべての方位角方向で遮られずに空を見通せることを必要とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国出願第１４／６２７，５７７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、約４５度の仰角に至るまですべての方位角方向で遮られずに空を見通せるように非静止衛星通信システムのユーザ端末をユーザが配置し、位置決めすることができるようにユーザが１つまたは複数の周囲の物体の仰角を正確に推定することを可能にするための安価で、使いやすいデバイスおよび方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本明細書では、ユーザ端末の周囲の１つまたは複数の物体の仰角を推定するためのデバイスが開示されている。様々な実施形態におけるデバイスは、凸状像反射面と、凸状像反射面の上に配設されている透明照準面（transparent sighting surface）と、照準面上に、または照準面内に形成される仰角制限マーキング（elevation limit marking）とを備えるものとしてよく、仰角制限マーキングは、ユーザ端末がすべての方位角方向で遮られずに空を見通せるように凸状像反射面の視野内の１つまたは複数の物体が下になっていなければならない地上の水平線よりも高く仰角を定義する凸状像反射面内の反射像を生成する。
【００１０】
いくつかの実施形態において、仰角制限マーキングによって定義される仰角は、最大仰角を含むものとしてよい。
【００１１】
いくつかの実施形態において、デバイスは、ユーザ端末がすべての方位角方向で遮られずに空を見通せるように凸状像反射面の視野内の１つまたは複数の物体が下になっていなければならない地上の水平線よりも高く少なくとも第２の仰角を定義する凸状像反射面内の反射像を生成する照準面上にまたは照準面内に形成される少なくとも第２の仰角制限マーキングをさらに備え得る。
【００１２】
いくつかの実施形態において、マーキングは円を含み得る。
【００１３】
いくつかの実施形態において、仰角制限マーキングは、同心であってよい。
【００１４】
いくつかの実施形態において、デバイスは、照準面上にまたは照準面内に形成され、凸状像反射面の極と軸方向に揃えられている、ボアサイトマーキング（boresight marking）をさらに備え得る。
【００１５】
いくつかの実施形態において、ボアサイトマーキングは十字形を含み得る。
【００１６】
いくつかの実施形態において、凸状像反射面の視野内の１つまたは複数の物体の反射像が、凸状像反射面の背後に形成され得る。
【００１７】
いくつかの実施形態において、１つまたは複数の物体の反射像が、仰角制限マーキングの反射像の実質的に外側にある場合、１つまたは複数の物体は、仰角の下にあると推定される。
【００１８】
いくつかの実施形態において、１つまたは複数の物体の反射像の一部が、仰角制限マーキングの反射像の実質的に内側にある場合、１つまたは複数の物体は、仰角の上にあると推定される。
【００１９】
いくつかの実施形態において、凸状像反射面は、凸面鏡を含むものとしてよい。
【００２０】
いくつかの実施形態において、照準面は透明スクリーンを含み得る。
【００２１】
いくつかの実施形態において、デバイスは、照準面と凸状像反射面との間に延在するチューブ状スペーサをさらに備えるものとしてよい。
【００２２】
いくつかの実施形態において、デバイスは、組み立て済み一体型ユニットを含み得る。
【００２３】
いくつかの実施形態において、デバイスは、ユーザが組み立てる組み立て式キットを含み得る。
【００２４】
本明細書では、アンテナとユーザ端末の周囲の１つまたは複数の物体の仰角を推定するための上で説明されているデバイスとを備えるユーザ端末がさらに開示されている。
【００２５】
本明細書では、ユーザ端末の周囲の１つまたは複数の物体の仰角を推定するための方法がさらに開示されている。様々な実施形態において、方法は、凸状像反射面をユーザ端末上にまたはユーザ端末に隣接して置くステップと、その上またはその中に仰角制限マーキングが形成されている透明照準面を通して凸状像反射面を見るステップであって、仰角制限マーキングは、ユーザ端末がすべての方位角方向で遮られずに空を見通せるように凸状像反射面の視野内の１つまたは複数の物体が下になっていなければならない地上の水平線よりも高く仰角を定義する凸状像反射面内の反射像を生成する、ステップと、１つまたは複数の物体の反射像が仰角制限マーキングの反射像の実質的に外側にあるか、またはその一部が仰角制限マーキングの反射像の実質的に内側にあるかを観察するステップであって、１つまたは複数の物体の反射像が仰角制限マーキングの反射像の実質的に外側にある場合に、１つまたは複数の物体は仰角の下にあると推定され、１つまたは複数の物体の反射像の一部が、仰角制限マーキングの反射像の実質的に内側にある場合、１つまたは複数の物体は仰角の上にあると推定される、ステップとを含む。
【００２６】
いくつかの実施形態において、１つまたは複数の物体の反射像が仰角制限マーキングの反射像の実質的に外側にあるか、またはその一部が仰角制限マーキングの反射像の実質的に内側にあるかを観察するステップの前に、この方法は、照準面上に、または照準面内に形成されるボアサイトマーキングに焦点を合わせるステップと、ボアサイトマーキングを凸状像反射面内に形成されるボアサイトマーキングの反射像と軸方向に揃えるステップとをさらに含み得る。
【００２７】
様々な他の実施形態において、ユーザ端末の周囲の１つまたは複数の物体の仰角を推定するための方法は、ユーザ端末上に、またはユーザ端末に隣接して置かれている凸状像反射面内に仰角制限マーキングの反射像を生成するステップであって、仰角制限マーキングは、ユーザ端末がすべての方位角方向で遮られずに空を見通せるように凸状像反射面の視野内の１つまたは複数の物体が下になっていなければならない地上の水平線よりも高く仰角を定義する、ステップと、凸状像反射面内に１つまたは複数の物体の反射像を生成するステップであって、１つまたは複数の物体の反射像が仰角制限マーキングの反射像の実質的に外側にある場合に、１つまたは複数の物体は仰角の下にあると推定され、１つまたは複数の物体の反射像の一部が、仰角制限マーキングの反射像の実質的に内側にある場合、１つまたは複数の物体は仰角の上にあると推定される、ステップとを含み得る。
【００２８】
いくつかの実施形態において、仰角制限マーキングの反射像の生成は、照準面上または照準面内に形成される仰角制限マーキングを有する透明照準面で実行される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１Ａ】本開示による仰角推定デバイスの一実施形態の斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ａに例示されている仰角推定デバイスの側面図である。
【図１Ｃ】図１Ａに例示されている仰角推定デバイスの平面図である。
【図２】仰角推定デバイスの別の実施形態の平面図である。
【図３】仰角推定デバイスを備えるユーザ端末の斜視図である。
【図４Ａ】約０．７６メートルのユーザ観察高さを例示する仰角推定デバイスの平面図である。
【図４Ｂ】約１．５メートルのユーザ観察高さを例示する仰角推定デバイスの平面図である。
【図５】仰角推定デバイスのユーザおよび動作を示す図である。
【図６Ａ】仰角制限円の反射仮想像の実質的に外側に出現する、それによって、凸状像反射面の視野内の物体（およびしたがってユーザ端末）が所望の最大仰角の下にあると推定されることを示す、ユーザ端末の周囲の物体の仮想像を例示する仰角推定デバイスの平面図である。その結果、ユーザ端末はすべての方位角方向で遮られずに空を見通せる。
【図６Ｂ】物体の１つまたは複数が仰角制限円の反射仮想像の内側に出現する、それによって、凸状像反射面の視野内の物体（およびしたがってユーザ端末）が所望の最大仰角の上にあると推定されることを示す、ユーザ端末の周囲の物体の仮想像を例示する仰角推定デバイスの平面図である。その結果、ユーザ端末は少なくとも１つの方位角方向で空の見通しを遮られる。
【図７】本開示のデバイスによりユーザ端末の周囲の１つまたは複数の物体の仰角を推定するための方法の一実施形態を示すフローチャートである。
【図８】本開示のデバイスによりユーザ端末の周囲の１つまたは複数の物体の仰角を推定するための方法の別の実施形態を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１Ａ〜図１Ｃは、本開示により、ユーザが１つまたは複数の周囲の物体の仰角を正確に推定することを可能にする仰角推定デバイス１０の一実施形態をまとめて例示している。デバイス１０は、凸状像反射面２０、凸状像反射面２０と軸方向に揃えられ、上に配設される平面状透明照準面３０、および照準面３０と凸状像反射面２０との間に延在するチューブ状スペーサ４０を備える。
【００３１】
図１Ｂに例示されているように、凸状像反射面２０は、極Ｐ（凸状像反射面２０の幾何学的中心）と像反射面２０の曲率中心Ｃを通る主軸Ａを有する。いくつかの実施形態において、凸状像反射面２０は、半球（球の半分）または部分球（sub-hemispherical）（球の半分未満）の形状を有する鏡を含むものとしてよい。他の実施形態において、凸状像反射面２０は、像を反射することができる、半球または部分球の形状を有する他の任意の好適なデバイスまたは装置を含むものとしてよい。
【００３２】
図１Ｃに例示されているように、照準面３０のいくつかの実施形態は、平面状透明スクリーンを含み得る。照準面３０は、円形輪郭、および凸状像反射面２０の直径Ｄｒｓに等しいか、またはそれよりわずかに大きい直径Ｄｓｓ、ならびに凸状像反射面２０の極Ｐよりも上の高さＨを有し得る。
【００３３】
なおも図１Ｃを参照すると、照準面３０は、所定の直径の円形マーキング（仰角制限円）３２をさらに含む。仰角制限円３２の直径、凸状像反射面の直径Ｄｒｓ、照準面の直径Ｄｓｓ、および凸状像反射面２０の極Ｐの上の照準面３０の高さは、ユーザが凸状像反射面２０内の仰角制限円３２の反射仮想像Ｖを見たときに、凸状像反射面２０内の仰角制限円３２の反射仮想像Ｖが、凸状像反射面２０の視野（ＦＯＶ）内の樹木、建物、山、および他の構造物などの、デバイス１０の周囲の物体（およびしたがってユーザ端末）が下になっていなければならない水平線よりも上に最大仰角を定め、ユーザ端末がすべての方位角方向で遮られずに空を見通せ、したがって衛星から無中断サービスを受け取ることができるように選択される。仰角制限円３２は、制限なく、照準面３０（図１Ｂ）の外面３０ｏまたは内面３０ｉ上にプリントされた暗色円、照準面３０の外面３０ｏもしくは内面３０ｉ内に、または外面３０ｏもしくは内面３０ｉ上に形成された円形隆起部、ビーズ、または溝、およびこれらの任意の組合せを含むことができる。好ましい一実施形態において、仰角制限円３２の直径、凸状像反射面の直径Ｄｒｓ、照準面の直径Ｄｓｓ、および凸状像反射面２０の極Ｐよりも上の照準面３０の高さは、４５度±１．０度の最大仰角を定める凸状像反射面２０内の仰角制限円３２の反射仮想像Ｖを形成するように選択される。他の実施形態において、仰角制限円３２の直径、凸状像反射面の直径Ｄｒｓ、照準面の直径Ｄｓｓ、および凸状像反射面２０の極Ｐよりも上の照準面３０の高さは、４５度超または未満の他の任意の望ましい最大仰角を定める凸状像反射面２０内の仰角制限円３２の反射像Ｖを形成するように選択され得る。図２に例示されているように、照準面３０のいくつかの実施形態は、デバイス１０の周囲の物体が下になっていなければならない水平線よりも高い異なる最大仰角に対応する凸状像反射面２０内の、それぞれ反射像Ｖ−１およびＶ２を有する、異なる直径の２つまたはそれ以上の同心円マーキングまたは仰角制限円３２−１および３２−２を含むことができる。
【００３４】
再び図１Ｃを参照すると、照準面のいくつかの実施形態は、仰角制限円３２の中心に位置決めされている、第２のマーキング３４（ボアサイトマーク）をさらに含み得る。ボアサイトマークは、凸状像反射面２０の極Ｐ（図１Ｂ）と軸方向に揃い、凸状像反射面２０の主軸Ａ上に置かれるべきである。第２のマーキング３４は、照準面３０の外面３０ｏまたは内面３０ｉ上にプリントされるか、埋め込まれるか、または他の何らかの形で形成される暗色十字形または他の好適なマーキングを含み得る。
【００３５】
デバイス１０の凸状像反射面２０、透明照準面３０、およびチューブ状スペーサ４０は、各々、プラスチックまたは他の任意の好適な材料から作られ、比較的低い寸法公差で製造され得る。いくつかの実施形態において、デバイス１０の凸状像反射面２０、透明照準面３０、およびチューブ状スペーサ４０は、組み立て済み一体型ユニットとして製造され販売され得る。他の実施形態では、デバイス１０は、キットとして製造され販売されるものとしてよく、デバイス１０の凸状像反射面２０、透明照準面３０、およびチューブ状スペーサ４０のうちの１つまたは複数は、ユーザによって一緒に組み立てられる。なおも他の実施形態では、デバイス１０は、ユーザ端末の一部であってよい。そのようなユーザ端末の一例は、２０１５年２月２０日に出願した特許文献１、名称「Ｕｓｅｒ  Ｔｅｒｍｉｎａｌ  Ｈａｖｉｎｇ  Ａ  Ｌｉｎｅａｒ  Ａｒｒａｙ  Ａｎｔｅｎｎａ  Ｗｉｔｈ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ａｎｄ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ａｃｔｕａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ」において説明されている。特許文献１の開示全体は、参照により本明細書に組み込まれる。図３に例示されているように、そのような実施形態におけるデバイス１０は、アンテナ５４に隣接するユーザ端末５０のハウジング５２内に組み込まれるか、または取り付けられ得る。
【００３６】
凸状像反射面２０は、約０．２５から約１．５メートルまでの間の任意のユーザ観察者距離のところで上から見えるくらい十分に大きくなければならず、ユーザ観察者距離は、ユーザＵの目とデバイス１０の照準面３０との間で測定される。図４Ａは、約０．７６メートルのユーザ観察高さのところのデバイス１０を例示しており、図４Ｂは、約１．５メートルのユーザ観察高さのところのデバイス１０を例示している。
【００３７】
凸状像反射面２０内の仰角円３２の反射像Ｖが４５度±１．０度の最大仰角を定める例示的な一実施形態において、凸状像反射面２０は、約５０ｍｍの直径Ｄｒｓ（図１Ｃ）および約４０ｍｍの曲率半径Ｒ（図１Ｂ）を有するものとしてよい。さらに、照準面は、直径Ｄｓｓ（図１Ｃ）または約６０ｍｍの幅、約１０ｍｍの凸状像反射面２０の極Ｐよりも上の高さＨ（図１Ｂ）を有するものとしてよく、仰角制限円３２は、約５８ｍｍの直径を有するものとしてよい。デバイス１０の他の実施形態は、上に掲載されている寸法と異なる１つまたは複数の寸法を有するものとしてよい。
【００３８】
次に、仰角推定デバイス１０の使い方および動作は、図５を参照しつつ説明される。しかしながら、デバイス１０を使用する前に、ユーザは、アンテナが（地面に対して）水平になるようにユーザ端末（図示せず）を配置し、位置決めすべきである。アンテナが水平かどうかを決定するために、気泡水準器などの、従来のどのような水平指示器具をも使用できる。そのような器具は、ユーザ端末ハウジングから独立しているか、またはその中に組み込まれていてもよい。仰角推定デバイス１０が、図３に例示されているようにユーザ端末５０内に組み込まれている場合、デバイス１０は、アンテナ５４が水平であるときに水平であるべきである。デバイス１０が、ユーザ端末から独立している場合、デバイス１０は、ユーザ端末上に置かれ、ユーザ端末のアンテナとともに水平にされるべきである。次いで、図５に例示されているように、ユーザＵは、デバイス１０の照準面３０を見下ろし、自分の目の焦点を凸状像反射面２０の主軸Ａに合わせる。凸状像反射面２０のＦＯＶ内の物体Ｏが、無限遠にあるか、または像反射面２０の極Ｐと無限遠との間にあるときに、凸状像反射面２０内の物体の反射像は、仮想的と考えられるが（たとえば、照準面反射仮想像Ｖ１、ＦＯＶ反射仮想像Ｖ２）、それは、それらが凸状像反射面２０の極Ｐと主焦点Ｆ（反射光が交わるように見えた後に光線が主軸Ａに平行に進む主軸Ａ上の点）との間の像反射面２０の背後に形成されるからである。ユーザＵは、自分の目を凸状像反射面２０の極Ｐと一直線に揃えなければならない。照準面３０のボアサイトマーク３４は、ボアサイトマーク３４の仮想像Ｖ３が見えるまでユーザＵが自分の頭を動かせるようにすることによってこれを円滑にし、ボアサイトマーク３４それ自体は、図４Ａおよび図４Ｂに例示されているように、銃の狙いを定めるのと似たようにして同時に位置合わせする。図６Ａおよび図６Ｂに例示されているように、ユーザＵは、その反射仮想像Ｖ５が凸状像反射面２０内の仰角制限円３２の反射仮想像Ｖに関してどこに配置されるかを観察することによって物体Ｏの仰角を推定することができる。
【００３９】
図６Ａを再び参照すると、ユーザ端末の適切な配置および位置は、各物体の反射仮想像Ｖ５全体が仰角制限円３２の反射仮想像Ｖの実質的に外側に出現する場合に確認され、それによって、凸状像反射面２０のＦＯＶ内の物体（およびしたがってユーザ端末）が所望の最大仰角の下にあると推定されることを示す。その結果、ユーザ端末はすべての方位角方向で遮られずに空を見通せる。物体のうちの１つまたは複数の反射仮想像Ｖ５の一部が、図６Ｂに例示されているような凸状像反射面２０内の仰角制限円３２の反射仮想像Ｖの実質的に内側にあるように見える場合、これは、これらの物体が所望の最大仰角よりも上にあると推定されることを示す。その結果、ユーザ端末は少なくとも１つの方位角方向で空の見通しを遮られる。したがって、ユーザ端末は、物体の各々の反射仮想像Ｖ５全体が凸状像反射面２０内の仰角制限円３２の反射仮想像Ｖの実質的に外側にあるように見えるように再位置決めされるか、または再配置され位置決めされるべきである。
【００４０】
本開示の仰角推定デバイス１０は、ユーザ端末が水平であると仮定して、ユーザが周囲の物体の仰角を約１から２度の精度で推定することを可能にする。したがって、デバイス１０は、ユーザが自分の目のみを使用して物体の仰角を直接推定する従来技術の推定方法の精度の約１０倍で周囲の物体の仰角を推定することを可能にする。このような高いレベルの精度に対する理由は、物体が照準面３０に比べて、凸状像反射面２０からかなり遠く離れているというものである。したがって、それらの反射仮想像の物理的サイズは、物体の仰角のみに依存し、物体までの距離には依存しない。
【００４１】
それに加えて、精度は、ユーザが、図４Ａおよび図４Ｂに例示されているように、照準面３０のボアサイトマーク３４を介して凸状像反射面の極Ｐと一直線に自分の目を揃える限り、照準面３０に相対的なユーザの頭の高さの影響を受けない。
【００４２】
図７は、本開示のデバイス１０によりユーザ端末の周囲の１つまたは複数の物体の仰角を推定するための方法の一実施形態を示すフローチャートである。ブロック６０において、凸状像反射面は、ユーザ端末上にまたはユーザ端末に隣接して置かれる。ブロック６２において、凸状像反射面は、その上またはその中に仰角制限マーキングが形成されている透明照準面を通して見られる。ブロック６４において、ユーザは、１つまたは複数の物体の反射像が仰角制限マーキングの反射像の実質的に外側にあるか、またはその一部が仰角制限マーキングの反射像の実質的に内側にあるかを観察する。１つまたは複数の物体の反射像が、仰角制限マーキングの反射像の実質的に外側にある場合、１つまたは複数の物体は、仰角の下にあると推定され、１つまたは複数の物体の反射像の一部が、仰角制限マーキングの反射像の実質的に内側にある場合、１つまたは複数の物体は、仰角の上にあると推定される。いくつかの実施形態において、ユーザは、照準面上にまたは照準面内に形成されているボアサイトマーキングに焦点を合わせ、ブロック６４を実行する前にボアサイトマーキングを凸状像反射面の極と軸方向に揃えるものとしてよい。
【００４３】
図８は、本開示のデバイス１０によりユーザ端末の周囲の１つまたは複数の物体の仰角を推定するための方法の別の実施形態を示すフローチャートである。ブロック７０において、仰角制限マーキングの反射像は、ユーザ端末上に、またはユーザ端末に隣接して置かれている凸状像反射面内に生成される。ブロック７２では、１つまたは複数の物体の反射像が、凸状像反射面内に生成される。１つまたは複数の物体の反射像が、仰角制限マーキングの反射像の実質的に外側にある場合、１つまたは複数の物体は、仰角の下にあると推定され、１つまたは複数の物体の反射像の一部が、仰角制限マーキングの反射像の実質的に内側にある場合、１つまたは複数の物体は、仰角の上にあると推定される。いくつかの実施形態において、ブロック７０は、その上またはその中に仰角制限マーキングが形成されている透明照準面で実行される。
【００４４】
仰角推定デバイスおよび方法は、例示的な実施形態に関して説明されているけれども、それに限定されない。むしろ、付属の請求項は、それの他の変更形態および実施形態を含むように広い意味で解釈されるべきであり、これはデバイスおよび方法の等価物の範囲および程度から逸脱することなく当業者によって行われ得る。
【符号の説明】
【００４５】
Ａ  主軸
Ｄｒｓ、Ｄｓｓ  直径
Ｈ  高さ
Ｐ  極Ｐ
Ｒ  曲率半径
Ｕ  ユーザ
Ｖ  仮想像
Ｖ−１およびＶ２  反射像
Ｖ３  仮想像
Ｖ５  反射仮想像
１０  仰角推定デバイス
２０  凸状像反射面
３０  平面状透明照準面
３０ｉ  内面
３０ｏ  外面
３２  円形マーキング（仰角制限円）
３２−１および３２−２  仰角制限円
３４  第２のマーキング
４０  チューブ状スペーサ
５０  ユーザ端末
５２  ハウジング
５４  アンテナ
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
0006581207.tif 000003
【図１Ｃ】
0006581207.tif 000004
【図２】
0006581207.tif 000005
【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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