(57)【要約】【課題】航空機の操縦に必要な情報を１画面から得られる航空機用表示装置を提供すること。【解決手段】航空機の計器から得られる情報と外界の画像とを重畳した画像を生成する第１の画像生成手段（１１）と、鉛直面内での前記航空機の航行情報を示す画像を生成する第２の画像生成手段（１２）と、水平面内での前記航空機の航行情報を示す画像を生成する第３の画像生成手段（１３）と、前記第１の画像生成手段、第２の画像生成手段、及び第３の画像生成手段で生成された各画像を集約する処理手段（１４）と、前記処理手段で集約された前記各画像を１画面で表示する表示手段（１５）と、を具備。【選択図】　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機の計器から得られる情報と外界の画像とを重畳した画像を生成する第１の画像生成手段と、
鉛直面内での前記航空機の航行情報を示す画像を生成する第２の画像生成手段と、
水平面内での前記航空機の航行情報を示す画像を生成する第３の画像生成手段と、
前記第１の画像生成手段、第２の画像生成手段、及び第３の画像生成手段で生成された各画像を集約する処理手段と、
前記処理手段で集約された前記各画像を１画面で表示する表示手段と、
を具備したことを特徴とする航空機用表示装置。
【請求項２】
前記表示手段は、前記１画面を複数の領域に分割し、前記処理手段で集約された前記各画像をそれぞれ前記複数の領域に表示することを特徴とする請求項１に記載の航空機用表示装置。
【請求項３】
前記複数の領域の大きさは変更可能であることを特徴とする請求項２に記載の航空機用表示装置。
【請求項４】
前記表示手段に代わり、前記処理手段で集約された前記各画像を１画面で表示する補助表示手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の航空機用表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、航空機を操縦する際に必要となる情報を表示する航空機用表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近の航空機、特に旅客機における操縦室は、いわゆるグラスコックピットが主流である。このグラスコックピットでは、従来のアナログ式飛行計器に代り、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ　Ｒａｙ　Ｔｕｂｅ）やＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｄｉｓｐｌａｙ）に、各種飛行計器を画像として表示する。
【０００３】
機体により多少の違いはあるが、従来のアナログ式飛行計器で示されていた情報は、その種類毎にグループ化されて、一般的に以下のような複数のディスプレイに表示される。
【０００４】
・ＰＦＤ（Ｐｒｉｍａｒｙ　Ｆｌｉｇｈｔ　Ｄｉｓｐｌａｙ）：機体運動に関する各パラメータの現在値及びトレンド、現在の自動操縦モード等に関する情報を表示する。
【０００５】
・ＮＤ（Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ　Ｄｉｓｐｌａｙ）：現在の機体位置、飛行ルート等のナビゲーションに関する情報をマップ表示する。
【０００６】
・ＥＩＣＡＳ（Ｅｎｇｉｎｅ　Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｃｒｅｗ　Ａｌｅｒｔｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）：エンジンの作動状態に関する情報を表示する。
【０００７】
航空機の操縦の際に、パイロットは上記複数のディスプレイに対して逐一視線を移動する（スキャン）。そしてパイロットは、ＰＦＤから航空機の姿勢、高度、速度、ピッチ角、方位、上昇又は下降率等の情報を、ＮＤから飛行ルート等の情報を、ＥＩＣＡＳからエンジンの作動状態等の情報を得ながら、適切な判断をして操縦を行う。
【０００８】
最近の航空機は、一般に自動操縦装置を備えており、この自動操縦装置により自動操縦を行うことが多い。パイロットは、自動操縦による飛行中でも、手動操縦時と同様に計器又はディスプレイから情報を得て、自動操縦の不具合に対して直に対処できるよう常に監視を行っている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように最近の航空機では、飛行計器の情報が種類別に分別されて、ＰＦＤ、ＮＤ、及びＥＩＣＡＳ等の複数のディスプレイに表示される。このためパイロットは、手動操縦又は自動操縦の際に、これらのディスプレイを逐一スキャンして、分散して表示されている計器情報の中から必要な情報を収集しなければならない。
【００１０】
しかしながら、複数のディスプレイをスキャンすると、必然的に視線の移動量が増大し、パイロットのワークロードが増大する。また、パイロットは複数のディスプレイをスキャンする際に下方を向くため、前方を見ずに操縦する時間、いわゆるヘッドダウンタイムが増大する。このようなパイロットのワークロードとヘッドダウンタイムの増大は、重大な事故に繋がるおそれがある。
【００１１】
例えば、近年の航空機の事故において大きな割合を占めるコントロール・フライト・インツー・テレイン（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　Ｆｌｉｇｈｔ　ｉｎｔｏ　Ｔｅｒｒａｉｎ）の原因として、パイロットのワークロードが高いことやヘッドダウンがあげられる。コントロール・フライト・インツー・テレインに限らず、航空機の事故を低減するためには、パイロットのワークロードやヘッドダウンタイムを低減する必要がある。
【００１２】
本発明の目的は、航空機の操縦に必要な情報を１画面から得られる航空機用表示装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し目的を達成するために、本発明の航空機用表示装置は以下の如く構成されている。
【００１４】
（１）本発明の航空機用表示装置は、航空機の計器から得られる情報と外界の画像とを重畳した画像を生成する第１の画像生成手段と、鉛直面内での前記航空機の航行情報を示す画像を生成する第２の画像生成手段と、水平面内での前記航空機の航行情報を示す画像を生成する第３の画像生成手段と、前記第１の画像生成手段、第２の画像生成手段、及び第３の画像生成手段で生成された各画像を集約する処理手段と、前記処理手段で集約された前記各画像を１画面で表示する表示手段と、を具備している。
【００１５】
（２）本発明の航空機用表示装置は上記（１）に記載の装置であり、かつ前記表示手段は、前記１画面を複数の領域に分割し、前記処理手段で集約された前記各画像をそれぞれ前記複数の領域に表示する。
【００１６】
（３）本発明の航空機用表示装置は上記（２）に記載の装置であり、かつ前記複数の領域の大きさは変更可能である。
【００１７】
（４）本発明の航空機用表示装置は上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の装置であり、かつ前記表示手段に代わり、前記処理手段で集約された前記各画像を１画面で表示する補助表示手段を備えている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施の形態に係る航空機用表示装置が適用される航空機のコックピットを示す概略図である。図１に示すコックピットには、種々の計器類、表示パネル類、及びスイッチ類等が配置されている。例えば、フライト・インフォメーション・ユニット（Ｆｌｉｇｈｔ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｕｎｉｔ）１，１、ナビゲーション・ユニット（Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ　Ｕｎｉｔ）２，２、センター・ユニット（Ｃｅｎｔｅｒ　Ｕｎｉｔ）３、サブ・ユニット（Ｓｕｂ　Ｕｎｉｔ）４，４、及びモード・コントロール・パネル（Ｍｏｄｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｐａｎｅｌ）５が備えられている。
【００２０】
パイロットは、これら計器類、表示パネル類、及びスイッチ類を用いて、航空機の運航を管理している。例えば、計器類から航空機の姿勢、高度、速度、上昇率又は下降率、及び飛行ルート等を把握している。そしてパイロットは、これらの情報及び航空管制からの指示等に従い、操縦を行っている。なお、このコックピットでは、二人のパイロットにて運行管理できるよう、フライト・インフォメーション・ユニット１、ナビゲーション・ユニット２、及びサブ・ユニット４が、それぞれ二つ備えられている。
【００２１】
図２は、フライト・インフォメーション・ユニット１の構成を示すブロック図である。フライト・インフォメーション・ユニット１は、飛行監視及び操縦操作に必要な直近（例えば、１、２分後）の情報を、後述するように１画面に集約して表示する。
【００２２】
図２に示すように、計器・外界重畳表示生成部１１、鉛直面内ナビゲーション情報表示生成部１２、及び水平面内ナビゲーション情報表示生成部１３は、統合表示処理部１４に接続されている。さらに統合表示処理部１４には、表示装置１５が接続されている。
【００２３】
計器・外界重畳表示生成部１１は、図示しないＥＧＰＷＳ（対地接近警報装置）の地形データから、外界（航空機前方の地形）を表わす３次元画像を生成する。そして計器・外界重畳表示生成部１１は、計器類から得られる航空機の姿勢、高度、速度、上昇率又は下降率、自動操縦モード、エンジン低圧軸回転数、飛行ルート等の情報を、前記外界を表わす３次元画像に重畳表示した画像を生成する。鉛直面内ナビゲーション情報表示生成部１２は、ナビゲーション・ユニット２から得られる鉛直面内での航空機のナビゲーション（航行）情報を表示した画像を生成する。水平面内ナビゲーション情報表示生成部１３は、ナビゲーション・ユニット２から得られる水平面内での航空機のナビゲーション（航行）情報を表示した画像を生成する。
【００２４】
統合表示処理部１４は、計器・外界重畳表示生成部１１、鉛直面内ナビゲーション情報表示生成部１２、及び水平面内ナビゲーション情報表示生成部１３で生成された各画像を１画面に統合した画像を生成する。表示装置１５は、統合表示処理部１４で生成された画像を１画面で表示する。表示装置１５は、ＣＲＴやＬＣＤからなる。
【００２５】
図３は、航空機が上昇する際にフライト・インフォメーション・ユニット１の表示装置１５に表示される画像の一例を示す図である。図３には、航空機が上昇する際の表示画面が示されている。この表示画面は、計器・外界重畳表示部１５ａ、鉛直面内ナビゲーション情報表示部１５ｂ、及び水平面内ナビゲーション情報表示部１５ｃの各領域に分割されている。
【００２６】
計器・外界重畳表示部１５ａには、計器・外界重畳表示生成部１１で生成された画像が表示される。すなわち、外界を表わす画像に重畳して、飛行に必要な計器情報、例えば、エンジン低圧軸回転数１６、指示大気速度１７、機首方位１９、バンク角２０、ピッチ角２１、上昇率又は下降率２３、及び気圧高度２２等が表示される。また、自動操縦のモードがフライトモードアナウンシェータ１８に表示される。加えて、自動操縦に対するコマンドとして、例えば、大気速度コマンド３２、機首方位コマンド２１、及び気圧高度コマンド３４が表示される。これらのコマンドの計器上の位置を示すシンボルとして、大気速度バグ２９、機首方位バグ３５、及び気圧高度バグ３１が表示される。
【００２７】
鉛直面内ナビゲーション情報表示部１５ｂには、鉛直面内ナビゲーション情報表示生成部１２で生成された画像が表示される。例えば、航空機の位置を示す矢印２５、鉛直面に投影した飛行ルート２４、高度制限を示すシンボル３６、及び地形表示２６等が表示される。
【００２８】
水平面内ナビゲーション情報表示部１５ｃには、水平面内ナビゲーション情報表示生成部１３で生成された画像が表示される。例えば、航空機の位置を示す矢印２８や水平面内に投影した飛行ルート２７等が表示される。
【００２９】
なお、図３に示す表示装置１５の表示画面では、全画面中の左側２／３程度の領域が計器・外界重畳表示部１５ａである。さらに、全画面中の右側１／３程度の領域中の上側１／３程度の領域が鉛直面内ナビゲーション情報表示部１５ｂであり、下側２／３程度の領域が水平面内ナビゲーション情報表示部１５ｃである。これら表示部１５ａ，１５ｂ，１５ｃの領域の大きさは、表示装置１５の表示画面の範囲内で変更可能である。
【００３０】
例えば、統合表示処理部１４は、計器類から警告情報を得た場合、計器・外界重畳表示部１５ａを全画面中の左側３／４程度まで拡大する。そして、全画面中の右側１／４程度の領域を、鉛直面内ナビゲーション情報表示部１５ｂ及び水平面内ナビゲーション情報表示部１５ｃとする。これによりパイロットは、緊急時等に計器・外界重畳表示部１５ａからの計器情報を視認しやすくなる。またパイロットは、表示部１５ａ，１５ｂ，１５ｃのうち任意の領域を、図示しない操作部により手動で拡大又は縮小することもできる。
【００３１】
また、統合表示処理部１４は、表示装置１５にて正常に表示がなされているか、常時監視している。そして、故障等により表示装置１５にて正常に表示されなくなると、統合表示処理部１４は、サブ・ユニット４に備えられている表示装置（表示装置１５と同様のもの）へ画像を出力する。これにより、フライト・インフォメーション・ユニット１の表示装置１５からサブ・ユニット４の表示装置へ画像表示が切り替えられ、サブ・ユニット４の表示装置に統合表示処理部１４で生成された画像が表示される。
【００３２】
本実施の形態によれば、従来ではＰＦＤ、ＮＤ及びＥＩＣＡＳで表示していた情報、及び鉛直面内のナビゲーション情報を、通常状態の飛行に必要な参照頻度の高い情報として、フライト・インフォメーション・ユニット１の表示装置１５に１画面で統合表示している。すなわち表示装置１５には、機体運動に関する各種パラメータの現在値及びトレンド、機体制御の目標値及び現在値との相関関係、自動操縦システムのモード情報、自機、地形、気象、他機などの位置や外部環境に関する情報等が、集約して表示される。
【００３３】
これによりパイロットは、飛行中に必要な情報を、従来のように複数のディスプレイに対して視線移動することなく、一つのディスプレイのみを見ることにより獲得できる。よって、パイロットのワークロードが減少するとともに、ヘッドダウンタイムが減少し、航空機運航の安全性が向上する。
【００３４】
なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されず、要旨を変更しない範囲で適宜変形して実施できる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、航空機の操縦に必要な情報を１画面から得られる航空機用表示装置を提供できる。
【００３６】
すなわち本発明によれば、パイロットは大きな視線移動等を伴わずに、飛行に必要な情報を得られるため、ワークロード及びヘッドダウンタイムが低減する。このパイロットのワークロード及びヘッドダウンタイムの低減の結果、航空機の事故を防止でき、航空機運航の安全性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る航空機用表示装置が適用される航空機のコックピットを示す概略図。
【図２】本発明の実施の形態に係るフライト・インフォメーション・ユニットの構成を示すブロック図。
【図３】本発明の実施の形態に係る表示装置に表示される画像の一例を示す図。
【符号の説明】
１…フライト・インフォメーション・ユニット
２…ナビゲーション・ユニット
３…センター・ユニット
４…サブ・ユニット
５…モード・コントロール・パネル
１１…計器・外界重畳表示生成部
１２…鉛直面内ナビゲーション情報表示生成部
１３…水平面内ナビゲーション情報表示生成部
１４…統合表示処理部
１５…表示装置
１５ａ…計器・外界重畳表示部
１５ｂ…鉛直面内ナビゲーション情報表示部
１５ｃ…水平面内ナビゲーション情報表示部
１６…エンジン低圧軸回転数指示計
１７…指示大気速度指示計
１８…フライトモードアナウンシェータ
１９…機首方位指示計
２０…バンク角指示計
２１…ピッチ角指示計
２２…気圧高度指示計
２３…上昇率又は下降率指示計
２４…飛行ルート
２５…航空機の位置を示す矢印
２６…地形表示
２７…飛行ルート
２８…航空機の位置を示す矢印
２９…大気速度バグ
３１…気圧高度バグ
３２…大気速度コマンド
３３…機首方位コマンド
３４…気圧高度コマンド
３５…機首方位バグ
３６…シンボル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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