(57)【要約】【課題】シンボルを高速で描画し得るヘッドアップディスプレイ装置を提供する。【解決手段】ｌカウンタ２４とθカウンタ２５で、シンボルストローク信号として直線長さｌ、角度θを発生し、この直線長さｌ、角度θを座標変換手段２１で、Ｘ軸信号，Ｙ軸信号に変換し、得られたＸ軸信号，Ｙ軸信号に加算器２８，加算器２９でＸオフセット，Ｙオフセットを加算し、それぞれＤ／Ａ変換器３０，Ｄ/Ａ変換器３１でアナログ信号に変換して出力する。【選択図】図２
2005284294.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シンボルストローク発生装置からのシンボルストローク信号を、ヘッドアップディスプレイに与えてシンボルを表示するヘッドアップディスプレイ装置において、
シンボルストローク信号として直線長さ１と角度θとを発生する信号発生手段と、
この信号発生手段で発生された長さ１信号及び角度θ信号を受けて、X軸信号、Y軸信号に変換する座標交換手段と、
得られたX軸信号、Ｙ軸信号にそれぞれオフセット値を加算する加算手段と、
オフセット加算されたＸ軸信号、Ｙ軸信号をそれぞれアナログ信号に変換して出力するＤ／Ａ変換手段とを備えたことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項２】
シンボルストローク発生装置からのシンボルストローク信号を、ヘッドアップディスプレイに与えてシンボルを表示するヘッドアップディスプレイ装置において、
シンボルストローク信号の出力側に、少なくとも３個のデータレジスタを直列に接続し、これらデータレジスタの比較により、先頭のデータレジスタを除く１個のデータレジスタのデータを選択するデジタルフィルタを含むストローク／ラスタスキャンコンバータを備えたことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、航空機に搭載されるヘッドアップディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヘッドアップディスプレイ装置は、飛行や戦闘に必要な情報を外界に重ねて表示し、パイロットのワークロードを軽減するとともに、正確な武器照準を補助するものである。外界を透視できるとともに、シンボルを表示するヘッドアップディスプレイと、このヘッドアップディスプレイにシンボルストローク信号を与えるシンボルストローク発生装置とから構成されている。この種のヘッドアップディスプレイ装置のシンボルストローク発生装置では、従来、ゲイン調整及びオフセット調整はボード上に取付けられたトリマによって行っていた。
【０００３】
また、従来のストローク発生装置では、回転しないシンボルと回転するシンボルとでストローク信号の発生機構が分離されており、回転シンボルのストローク発生機構は、回転の変換式Ｘ＝ｘｃｏｓθ−ｙｓｉｎθ、Ｙ＝ｘｓｉｎθ＋ｙｃｏｓθをアナログ回線で構成していた。
【０００４】
また、ヘッドアップディスプレイ装置のストロークシンボルをヘッドアップディスプレイでなく、ラスタ画面に表示したい場合があり、このような場合は、ストローク／ラスタスキャンコンバータを用いて、ストローク信号をラスタ画像に変換する。このスキャン／ラスタの変換過程で変換ノイズが生じるため、このノイズを除去する必要がある。ノイズを除去するには、ディジタルフィルタを使用すると良い。一般的なディジタルフィルタとしては、移動平均法等を用いた信号平滑用フィルタや、たたみ込み、Ｚ変換、フーリェ級数等を用いたＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタ、ＩＩＲ（Ｉｎｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタ等がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記したように、従来のヘッドアップディスプレイ装置では、回転しないシンボルと回転するシンボルの発生機構が分離されているため回路が大規模になり、また信号がＤ／Ａ変換器、アナログ乗算器、加算器等と、多数の回路を通過するため、Ｄ／Ａ変換のグリッジや素子の伝達の遅れ等でシンボル歪が出やすくなる。そのため、高速で描画することができないという問題があった。
【０００６】
請求項１に係る発明は、上記問題点に着目してなされたものであって、シンボルを高速で描画し得るヘッドアップディスプレイ装置を提供することを目的としている。
【０００７】
また、主に、ヘッドアップディスプレイ装置を支援する装置に使用されるストローク／ラスタスキャンコンバータのノイズを除去するために、上記した一般的なディジタルフィルタを採用すると、一般的なディジタルフィルタは処理が複雑であるため、リアルタイムでの変換が難しく、また回路が大規模となる。その上、フィルタにより変換したシンボル歪が出てしまい、ノイズ除去前よりも逆に視認性が低下してしまうという問題がある。
【０００８】
請求項２に係る発明は、上記問題点に着目してなされたものであって、小規模な回路構成で、シンボルの形状の歪をおさえたままでノイズを低減でき、視認性の良いラスタ画像表示装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この出願の特許請求の範囲の請求項１に係る、ヘッドアップディスプレイ装置は、シンボルストローク発生装置からのシンボルストローク信号を、ヘッドアップディスプレイに与えてシンボルを表示するものにおいて、シンボルストローク信号としての直線長さ１と角度θとを発生する信号発生手段と、この信号発生手段で発生された長さ１信号及び角度θ信号を受けて、Ｘ軸信号、Ｙ軸信号に変換する座標変換手段と、得られたＸ軸信号、Ｙ軸信号にそれぞれオフセット値を加算する加算手段と、オフセット加算されたＸ軸信号、Ｙ軸信号をそれぞれアナログ信号に変換して出力するＤ／Ａ変換手段を備えている。
【００１０】
また請求項２に係るヘッドアップディスプレイ装置は、シンボルストローク発生装置からのシンボルストローク信号をヘッドアップディスプレイに与えてシンボルを表示するものにおいて、シンボルストローク信号の出力側に少なくとも３個のデータレジスタを直列に接続し、これらデータレジスタの比較により、先頭のデータレジスタを除く１個のデータレジスタのデータを選択するデジタルフィルタを含むストローク／ラスタスキャンコンバータを備えている。
【発明の効果】
【００１１】
この出願の特許請求の範囲の請求項１に係る発明によれば、ストローク信号を長さ１及び角度θに与え、これをディジタル的に座標変換するものであるから、非回転シンボル、回転シンボルデータを同一次元で扱うことができ、回路を著しくコンパクトに構成でき、描画が高速にできるため、多くの情報を一度に表示できるようになる。歪の少ない表示ができるため、正確な情報を速く伝えることができる。描画のための計算処理を行うＣＰＵの負担を軽減することができる等の効果がある、
また請求項２に係る発明によれば、３個以上複数のデータレジスタの直列接続にはデータストアとの比較によるデータ選択でノイズ除去を行うディジタルデータを採用しているので、ストローク／ラスタスキャンコンバータ装置が視認性を損なわずに、コンパクトに構成できる。また、このようなストローク／ラスタスキャンコンバータ装置を用いれば、ストロークシンボル発生装置の信号を機器側の改修なしに容易にラスタ画面に表示することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下実施の形態により、この発明をさらに詳細に説明する。図１は、この発明の一実施形態ヘッドアップディスプレイ装置のシンボルストローク発生装置の概略構成を示すブロック図である。
【００１３】
この実施形態シンボルストローク発生装置は、ヘッドアップディスプレイ（図示せず）に入力するために、出力されるシンボルストローク信号ＸＤｅｆ、ＹＤｅｆ、比較電圧Ｒｅｆｖ及び接地（基準）電圧ＧＮＤを受けて、時分割で選択出力するマルチプレクサ１と、このマルチプレクサ１の出力をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２と、このＡ／Ｄ変換器２で変換されたディジタルデータを取込むＣＰＵ３と、ＣＰＵ３よりのゲイン及びオフセット調整のための補正データを受け、アナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器４、５、６、７と、Ｄ／Ａ変換器５の出力とＸ０をアナログ乗算する乗算器８、Ｄ／Ａ変換器６の出力とＹ０をアナログ乗算する乗算器９と、Ｄ／Ａ変換器４の出力と乗算器８の出力をアナログ加算する加算器１０、Ｄ／Ａ変換器７の出力と乗算器９の出力をアナログ加算する加算器１１と、加算器１０、１１の出力を増幅するアンプ１２，１３とを備えている。
【００１４】
この実施形態ヘッドアップディスプレイ装置のシンボルストローク発生装置では、所定の周期であるいはシンボルストローク信号を出力するタイミングとは異なるタイミングで、ゲイン及びオフセットの調整が行われる。これらの調整は、調整タイミングの到来でマルチプレクサ１、Ａ／Ｄ変換器２を通じて、先ず基準電圧ＧＮＤ、比較電圧１がＣＰＵ３に取り込まれ、ＣＰＵ３はこれらの電圧をＤ／Ａ変換して、仮のシンボルストローク信号ＸＤｅｆ、ＹＤｅｆとして出力する。これらのシンボルストローク信号ＸＤｅｆ、ＹＤｅｆも、マルチプレクサ１、Ａ／Ｄ変換器２を介してＣＰＵ３に取り込まれる。ＣＰＵ３では、先に取り込んだ基準電圧ＧＮＤ、比較電圧Ｖｒｅｆと、仮のシンボルストローク信号ＸＤｅｆ、ＹＤｅｆとを比較し、その差違を算出する。そして、この差違に応じて、その差違を０にするための補正データを出力する。その補正データはＤ／Ａ変換器５、６でアナログ値に変換され、乗算器８、９に加えられ、あるいはＤ／Ａ変換器４、７でアナログ信号に変換され、加算器１０、１１に加えられる。このような補正処理により、仮出力ＸＤｅｆ、ＹＤｅｆが、それぞれ基準電圧ＧＮＤ、比較電圧Ｖｒｅｆに一致すると、そのタイミングにおける調整処理を終了として、その時の補正データが調整のための係数、定数としてＣＰＵ３に記憶され、次に到来する調整タイミングまで、実際のシンボルストローク信号Ｘ０、Ｙ０に、その記憶してある係数を乗算器８、９で掛け、定数を加算器１０、１１で加算し、ゲイン及びオフセットの補正を行って補正後のシンボルストローク信号ＸＤｅｆ、ＹＤｅｆをヘッドアップディスプレイに出力する。
【００１５】
このように一定のタイミングに、あるいは所定のタイミングにゲイン及びオフセットの自動調整ができるので、精度の狂いをほぼ０に抑えることができる。
図２は、この発明の他の実施形態ヘッドアップディスプレイ装置のシンボルストローク発生装置の概略構成を示すブロック図である。この実施形態シンボルストローク発生装置は、入力される角度θ、長さ１のストロークをＸ座標、Ｙ座標に変換に変換する座標変換器２１と、この座標変換器２１の入力を特定するためのカウンタ２２、２３と、これらカウンタ２２、２３にシンボルストロークに対応する長さ１及び角度θを順次加えるための１（長さ）カウンタ２４、θ（角度）カウンタ２５と、ストロークの始点のＸｓ、Ｙｓ点を指定するＸオフセット部２６、Ｙオフセット部２７と、このＸオフセット部２６のオフセット値Ｘｓと座標変換器２１からのＸ信号を加算する加算器２８と、Ｙオフセット２７のオフセット値Ｙｓと座標変換器２１のＹ信号を加算する加算器２９と、加算器２８の出力をアナログ信号に変換して、シンボルストローク信号Ｘ０を出力するＤ／Ａ変換器３０と、加算器２９の出力をアナログ信号に変換してシンボルストローク信号Ｙ０を出力するＤ／Ａ変換器３１とを備えている。
【００１６】
このシンボルストローク発生装置を用いてヘッドアップディスプレイに（０、０）を起点として、角度θの方向に長さ１の直線ストロークを描画する場合を想定する。図３に示すようなＳＲ１、ＳＲ２、．．．、ＳＲ８の如き、ストロークのいずれかを描画する場合は、描画に回転をともなわない。例えば、図３のストロークＳＲ２を描画する場合には、図２において、Ｘオフセット部２６、Ｙオフセット部２７のオフセット値Ｘｓ、Ｙｓをいずれも０とし、θカウンタ２５よりカウンタ２３にθ＝４５°を設定する。そして、１カウンタ２４を通してカウンタ２２に１＝１をカウントさせ、その後、所定値までカウント歩進してゆく。座標変換器２１では、Ｘ＝１ｃｏｓ４５°、Ｙ＝１ｓｉｎ４５°の変換処理を長さ１の歩進毎に行い、ストローク信号Ｘ、Ｙを出力する。加算器２８、２９では、それぞれＸオフセット部２６のＸｓ（＝０）、Ｙオフセット部２７のＹｓ（＝０）を加算し、Ｄ／Ａ変換器３０、３１でアナログ信号に変換して、ストローク信号Ｘ０  、Ｙ０をヘッドアップディスプレイに与えてストロークＳＲ２を描画する。θカウンタ２５の角度をθ＝６０°とすれば、ストロークＳＲ２から、さらに１５°だけ半時計方向に回転させたストロークを描画させることができる。また１カウンタ２４の１を一定にして、角度θを０°から順次、３６０°まで変化させてやれば、半径１の円を描くことができる。
【００１７】
このシンボルストローク発生装置において、座標変換器は入力として長さ１、角度θを受け、ｘ、ｙに変換する機能を持ったＩＣや、ｓｉｎ、ｃｏｓテーブルを用いて複数のＩＣを組み合わせて構成してもよい。
【００１８】
図４は、この発明のさらに他の実施形態ヘッドアップディスプレイ装置に使用されるストローク／ラスタスキャンコンバータの概略構成を示すブロック図である。このストローク／ラスタスキャンコンバータは、シンボルストローク発生装置よりのストローク信号Ｘ／Ｙを受けるアナログフィルタ４１と、このアナログフィルタ４１の出力を受けてディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器４２と、その出力を受けて微小なノイズ分を除去するためのディジタルフィルタ４３と、このディジタルフィルタ４３の出力を受けて、ストローク信号をラスタ画像対応で記憶するメモリ４４と、同期信号発生器４５と、シンボルストローク発生装置よりストロークＺ信号を受けて、タイミングマッチングを取るタイミングマッチング部４６と、メモリ４４のＸ軸、Ｙ軸を指定してストローク画像信号を取り出すカウンタ４７と、このカウンタ４７よりのディジタルストローク画像信号をアナログ信号に変換して、ラスタＸ／Ｙ信号を出力するＤ／Ａ変換器４８とを備えている。このストローク／ラスタスキャンコンバータの特徴は、ディジタルフィルタ４３を備えたことが最も特徴とするところである。ストロークＺ信号は２値信号なので、メモリ４４に記憶される。レベルインターフェイス回路４９でラスタＺ信号はビデオ信号に重畳されるため、レベルがアナログ信号に可変することが望ましいので、メモリ４４からのラスタＺ信号は、レベルインターフェイス回路４９を介して出力する。
【００１９】
ディジタルフィルタ４３は、図５に示すように、レジスタ５１と、このレジスタ５１の出力を入力に受けるレジスタ５２と、このレジスタ５２の出力の一方の入力に受けるデータセレクタ５３と、このデータセレクタ５３出力を入力にうけ、その出力をデータセレクタ５３の他方の入力に加えるレジスタ５４と、レジスタ５１の出力データＡ、レジスタ５２の出力データＢ及びレジスタ５４の出力データＣを入力に受け、これらデータを比較し、その比較結果に応じ、データセレクタ５３にデータＢを選択出力するかデータＣを選択出力するかの信号をデータセレクタ５３に与えるコンパレータ＆データセレクタコントロール５５とから構成されている。レジスタ５１、５２、５４、は１２ビットのパラレルデータを受けて記憶するものであり、互いに直列に接続されており、クロック信号ＣＬＫを受ける毎にデータを記憶し、出力する。従って、データＡ、Ｂ、Ｃは今回、前回、前々回の順で記憶されることになる。
【００２０】
コンパレータ＆データセレクタコントロール５５では、データＡ、Ｂ、Ｃをそれぞれ比較し、次の論理にしたがい、データセレクタ５２のデータセレクタ動作を行わせる。
（１）Ｃ＝Ａ、Ｃ≠ＢならばＣを選択する。
（２）Ｃ＝Ｂ、Ａは任意ならばＢを選択する。
（３）Ａ＝Ｂ、Ｃは任意ならばＢを選択する。
（４）Ａ≠Ｂ≠ＣならばＢを選択する。
【００２１】
このストローク／ラスタスキャンコンバータでは、アナログフィルタ４１によって、通常のノイズは除去されるため、ディジタル部で問題となるノイズ分の変化は高々１ビットであるため、図５のディジタルフィルタでは、３個のデータレジスタを直列に接続している。しかし、用途によっては、４個以上の適切な数のデータレジスタを直列に接続し、それらのデータの大小を比較することによって、データにノイズ分を含むか否か判定し、データセレクタによってノイズデータを除去してもよい。ただし、データレジスタの数を増加させると、シンボルの歪が生じる。例えば、データレジスタが３個でＡ≠Ｂ≠Ｃであれば、データＢを常に選択することにより、直線的に上昇、あるいは下降するストロークの場合、歪を、大きくすることなく変換できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明の一実施形態ヘッドアップディスプレイ装置のシンボルストローク発生装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の他の実施形態ヘッドアップディスプレイ装置のシンボルストローク発生装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】同ヘッドアップディスプレイ装置における直線的なストロークを説明する図である。
【図４】この発明のさらに他の実施形態ヘッドアップディスプレイ装置に採用されるストローク／ラスタスキャンコンバータの概略構成を示すブロック図である。
【図５】同ストローク／ラスタスキャンコンバータに採用されるディジタルフィルタの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２３】
２１            座標変換器
２２、２３      カウンタ
２４          ｌカウンタ
２５          θカウンタ
２６          Ｘオフセット
２７          Ｙオフセット
２８，２９    加算器
３０，３１    Ｄ／Ａ変換器
Ｘｏ，Ｙｏ    シンボルストローク信号
【図１】
2005284294.tif 000003
【図２】
2005284294.tif 000004
【図３】
2005284294.tif 000005
【図４】
2005284294.tif 000006
【図５】
2005284294.tif 000007