(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
照会ユニットと応答ユニットとを含むコンバット通信装置において、
照会ユニットのそれぞれは、
照会データを含む照会ビームを照射するレーザ照射器と、
上記照会ビーム中の上記照会データを周波数コードとともに符号化する変調器と、
上記応答ユニットから応答信号を受信する信号受信器であって、上記周波数コードを生成するため現在使用されていない周波数を求めるために調整された信号受信器と、
火器上に上記レーザ照射器を取付けるためのホルダと、
上記レーザ照射器を作動させるトリガであって、上記ホルダ上に取付けられるトリガと、
上記応答信号に対して反応する敵−味方−表示器と
からなり、
応答ユニットのそれぞれは、
少なくとも１つの、上記照会ユニットから出力された照会ビームを受信する検出器と、
少なくとも１つの、上記照会データを復調する復調器と、
選択可能なキャリア周波数を有し、上記キャリア周波数で上記応答信号を発生する信号送信器と、
上記照会ビーム受信後に上記応答信号の発生をランダムの時間だけ遅延させる手段であって、上記信号送信器が上記キャリア周波数で上記応答信号を発生する前に上記キャリア周波数が実際に空きであるか否かを調べ、空いていなければ上記応答信号の発生を更に別のランダムの時間だけ遅延させる手段と、
を備え、
上記応答信号のキャリア周波数は上記照会ビームの照会データ中の周波数コードによって設定される
ことを特徴とするコンバット通信装置。
【請求項２】
上記トリガは、実質的に上側のオフ位置と実質的に下側のオン位置とを有するレバーからなり、上記レバーはヒンジにより接続された２つの部品からなることを特徴とする、請求項１に記載のコンバット通信装置。
【請求項３】
上記レーザ照射器は、上記照会ビームの発散を選択する発散光学素子からなることを特徴とする、請求項１に記載のコンバット通信装置。
【請求項４】
上記発散光学素子は、ホログラフィックプレートからなることを特徴とする、請求項３に記載のコンバット通信装置。
【請求項５】
上記発散光学素子は、該発散光学素子を上記照会ビームから選択的に切り離すことができる可動ホルダを備えることを特徴とする、請求項４に記載のコンバット通信装置。
【請求項６】
複数のハーネスセットを備え、ハーネスセットのそれぞれは上記応答ユニットの１つを有し、少なくとも上記ハーネスセットの一部は、上記照会ユニットの１つと上記レーザ照射器の１つとを含むことを特徴とする、請求項１に記載のコンバット通信装置。
【請求項７】
ハーネスセットのそれぞれは複数の上記検出器を備え、上記応答信号は上記照会ビームにより付勢される検出器に関する情報を含むことを特徴とする、請求項６に記載のコンバット通信装置。
【請求項８】
上記照会ユニットのそれぞれは、ハーネスの上記検出器のうちのどれが上記照会信号により付勢されたかを表示する表示装置を備えたことを特徴とする、請求項７に記載のコンバット通信装置。
【請求項９】
上記レーザ照射器は赤外線レーザ照射であることを特徴とする、請求項１に記載のコンバット通信装置。
【請求項１０】
上記レーザ照射器は２０００ｎｍより小さい波長で光を照射することを特徴とする、請求項９に記載のコンバット通信装置。
【請求項１１】
上記レーザ照射器は７８０ｎｍから９０５ｎｍの間の波長で光を照射することを特徴とする、請求項１０に記載のコンバット通信装置。
【請求項１２】
上記レーザ照射器は、パルス符号変調により動作する連続波ダイオードレーザであることを特徴とする、請求項１に記載のコンバット通信装置。
【請求項１３】
上記レーザ照射器および上記信号受信器は共通のハウジング中に配置されたことを特徴とする、請求項１に記載のコンバット通信装置。
【請求項１４】
上記信号送信器は無線発信器であり、上記信号受信器は無線受信器であり、上記応答信号は上記キャリア周波数の無線信号であることを特徴とする、請求項１に記載のコンバット通信装置。
【請求項１５】
上記信号送信器は光源であり、上記信号受信器は光検出器であり、上記応答信号は上記キャリア周波数で変調された光信号であることを特徴とする、請求項１に記載のコンバット通信装置。
【請求項１６】
上記信号送信器は超音波源であり、上記信号受信器は超音波検出器であり、上記応答信号は上記キャリア周波数の超音波であることを特徴とする、請求項１に記載のコンバット通信装置。
【請求項１７】
少なくとも１つの上記検出器を兵士の腕に取付ける手段を備えたことを特徴とする、請求項１に記載のコンバット通信装置。
【請求項１８】
上記照会ユニットの信号受信器は、超音波応答信号を受信する超音波受信器であり、
上記応答ユニットの信号送信器は、上記照会ビームに応答して応答信号を生成する超音波発信器である、ことを特徴とする請求項１記載のコンバット通信装置。
【請求項１９】
上記照会ユニットの信号受信器は、受光器であり、
上記応答ユニットの信号送信器は、上記照会ビームに応答して応答信号を生成し、拡散して出力する光源である、ことを特徴とする請求項１記載のコンバット通信装置。
【請求項２０】
上記照会ユニットは、上記応答ユニットを上記受光器上に撮像する上記レーザ照射器に対して一列に配設された撮像光学素子を備えたことを特徴とする、請求項１９に記載のコンバット通信装置。
【請求項２１】
照会ユニットと応答ユニット間のコンバット通信方法において、
上記照会ユニットにおいて空きキャリア周波数を決定するステップと、
光学的照会ビームを上記照会ユニットから上記応答ユニットへ送信し、その際、上記照会ビームを変調して上記空きキャリア周波数を符号化するステップと、
上記照会ビームを上記応答ユニットで受信し、上記照会ビームを復調して上記照会ビーム中の空きキャリア周波数を決定するステップと、
上記照会ビームに応答して上記空きキャリア周波数で上記応答ユニットにおいて応答信号を発生するステップと、
上記照会ビーム受信後に上記応答信号の発生をランダムの時間だけ遅延させるステップであって、上記応答信号を発生するステップにおいて上記空きキャリア周波数で上記応答信号が発生される前に上記空きキャリア周波数が実際に空きであるか否かを調べ、空いていなければ上記応答信号の発生を更に別のランダムの時間だけ遅延させるステップと
を含むことを特徴とするコンバット通信方法。
【請求項２２】
上記応答ユニットを識別する識別コードを上記応答信号に付加するステップをさらに備えたことを特徴とする、請求項２１に記載のコンバット通信方法。
【請求項２３】
上記応答信号は無線信号であることを特徴とする、請求項２１に記載のコンバット通信方法。
【請求項２４】
上記応答信号は超音波信号であることを特徴とする、請求項２１に記載のコンバット通信方法。
【請求項２５】
上記応答信号は光信号であることを特徴とする、請求項２１に記載のコンバット通信方法。
【請求項２６】
長手方向に沿って光ビームを出力するように上記レーザ照射器が内部に配置されたハウジングであって、火器に取り付けられるアセンブリの一部であるハウジングと、
上記ハウジングの底側において上記ハウジングを上記火器に取り付けるための手段と、
上記ハウジングの横側または上側に隣接する位置となるオフ位置と、上記ハウジングから下側に延在するオン位置とを有し、上記ハウジングに旋回可能に接続されたレバースイッチと
を更に含むことを特徴とする請求項１記載のコンバット通信装置。
【請求項２７】
上記レバーは、上記ハウジングに旋回可能に接続された第１の部品と、上記第１の部品に旋回可能に接続された第２の部品とからなり、上記オン位置において、上記第２の部品は旋回して、上記レバーの長さを増加させることが可能なことを特徴とする、請求項２６に記載のコンバット通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコンバット通信装置および方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
演習および戦闘時の兵士間の通信は最も重要なものである。特に、片方または双方向通信が、ＩＦＦ（敵味方識別）および戦闘シミュレーション（模擬戦闘）システムのオペレーションに対して要求される。
【０００３】
戦闘シミュレーションに関連した通信システムは、例えば、潜在的なターゲットに対して光検出器を起動する、火器に取付けられたレーザ照射器を有する。レーザにより起動された検出器はそれぞれの火器からの発射の効果を示す。
【０００４】
欧州特許出願ＥＰ ０ ２５４ １９７号に開示された公知のＩＦＦシステムにおいては、レーザ信号および無線信号は同時に潜在的なターゲットに送信される。ターゲットは、この２つの信号を受信すると、そのＩＤ（身元）を確認するための応答無線信号を発生する。
【０００５】
独国特許出願ＤＥ ２ ２１５ ２９５号およびＤＥ ２ ２１５ ４６３号に開示されたシステムでは、変調されたレーザ信号が潜在的な敵に照準を合わせるとともに、無線またはレーザビームにより応答できるようにしている。同様のシステムは動物の識別にも用いられ、この点に関しては、欧州特許出願ＥＰ ０ １０８６４３号に開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
これらの公知のシステムは操作が難しく、また、同時通信オペレーション間で好ましくない干渉を引き起こしやすい。
【０００７】
そこで、本発明は、ＩＦＦに好適なコンバット通信と、安全および保証されたオペレーションを可能とする単純な戦闘シミュレーションとの少なくともいずれかに好適なコンバット通信装置および方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段および効果】
今、本発明のコンバット通信装置は以下の特徴を有してなる。すなわち、コンバット通信装置は、照会ユニットと応答ユニットとを備え、照会ユニットのそれぞれは、照会データを含む照会ビームを照射するレーザ照射器と、上記照会ビーム中の上記照会データを周波数コードとともに符号化する変調器と、上記応答ユニットから応答信号を受信する信号受信器であって上記周波数コードを生成するため現在使用されていない周波数を求めるために調整された信号受信器と、火器上に上記レーザ照射器を取付けるためのホルダと、上記レーザ照射器を作動させるトリガであって上記ホルダ上に取付けられるトリガと、上記応答信号に対して反応する敵−味方−表示器とからなり、応答ユニットのそれぞれは、少なくとも１つの、上記照会ユニットから出力された照会ビームを受信する検出器と、少なくとも１つの、上記照会データを復調する復調器と、選択可能なキャリア周波数を有し、上記キャリア周波数で上記応答信号を発生する信号送信器と、上記照会ビーム受信後に上記応答信号の発生をランダムの時間だけ遅延させる手段であって、上記信号送信器が上記キャリア周波数で上記応答信号を発生する前に上記キャリア周波数が実際に空きであるか否かを調べ、空いていなければ上記応答信号の発生を更に別のランダムの時間だけ遅延させる手段を有する。ここで、上記応答信号のキャリア周波数は上記照会ビームの照会データ中の周波数コードによって設定される。
【０００９】
照会ユニットと応答ユニット間のコンバット通信方法は、上記照会ユニットにおいて空きキャリア周波数を決定するステップと、光学的照会ビームを上記照会ユニットから上記応答ユニットへ送信し、その際、上記照会ビームを変調して上記空きキャリア周波数を符号化するステップと、上記照会ビームを上記応答ユニットで受信し、上記照会ビームを復調して上記照会ビーム中の空きキャリア周波数を決定するステップと、上記照会ビームに応答して上記空きキャリア周波数で上記応答ユニットにおいて応答信号を発生するステップと、上記照会ビーム受信後に上記応答信号の発生をランダムの時間だけ遅延させるステップであって、上記応答信号を発生するステップにおいて上記空きキャリア周波数で上記応答信号が発生される前に上記空きキャリア周波数が実際に空きであるか否かを調べ、空いていなければ上記応答信号の発生を更に別のランダムの時間だけ遅延させるステップを有する。
【００１０】
本発明の以下の態様では、照会ユニットからのレーザビームは、所望の応答キャリア周波数を示す照会信号を送信するために変調される。照会信号はまた、照会ユニットのＩＤと位置の両方またはいずれかのような追加情報を提供することができる。所望の応答キャリア周波数を送信することにより、同時のＩＦＦオペレーション間の干渉を避けることができる。さらに、送信の安全性が増加する。
【００１１】
コンバット通信装置において、照会ユニットの信号受信器は超音波応答信号を受信する超音波受信器であり、応答ユニットの信号送信器は、照会ビームに応答して応答信号を生成する超音波発信器であってもよい。
【００１２】
超音波、すなわち、２０ｋＨｚより高い周波数を有する音波は、検出が困難で、かつ、存在する通信システムへの干渉を回避できる。
【００１３】
コンバット通信装置において、照会ユニットの信号受信器は受光器であり、応答ユニットの信号送信器は、照会ビームに応答して応答信号を生成し、拡散して出力する光源であってもよい。
【００１４】
応答信号に対して拡散光ビームを用いることは、応答ユニットが照会ユニットの位置を知る必要がないという利点がある。そのようなシステムの範囲を最適化するために、照会ユニットは、光受信器上に応答ユニットを撮像するように、レーザ照射器と平行に撮像光学機器を備えることが好ましい。
【００１５】
本発明に係る照会ユニットおよび応答ユニットは、ＩＦＦと戦闘シミューレーションとに対して使用することができる。両用途において、照会ユニットは最初にレーザビームすなわち変調されたレーザビームをターゲットに送信する。変調されたレーザビームは好ましくは所望の応答周波数を符号化する。レーザビーム受信後、好ましくは、応答ユニットは、応答周波数を復号し、その信号送信器の周波数を設定し、応答信号を出力する。応答信号には、応答ユニットの識別コードが含まれてもよいし（ＩＦＦに対して）、又はいずれの検出器が命中したかを識別するのに使ってもよく（戦闘シミュレーションに対して）、あるいは、両方を兼ね備えてもよい。
【００１６】
さらに、同時通信オペレーション間の干渉は、応答ユニットに、応答信号を送信する前にランダム遅延を決定するランダム遅延発生器を付加することにより、低減することができる。
【００１７】
好ましくは、通常１．５μｍまたは９０５ｎｍで動作するレーザを有する光学式レンジファインダとの衝突を避けるために、レーザは、赤外線波長、特に２０００ｎｍより短い波長（好ましくは、７８０−９０５ｎｍの近赤外線波長）で動作する。また、連続波レーザ（ＣＷレーザ）を用いること、および、単一パルスにおいて出力パワーの振幅を変調することも望ましいことが判明している。そのようなレーザは、通常ＣＷレーザでない、１．５μｍで動作する固有パルス半導体レーザ（inherently pulsed semiconductor lasers）よりもより正確に変調できる。変調品質の向上は、良好な信号対雑音比（ＳＮ比）を維持しつつ信号強度を低減する。これは、ナイトビジョンシステムにおける視認性、要求されるレーザ照射および目を害する危険性を減少する。
【００１８】
照会ユニットには、有効な応答信号が受信されたか否かを示す「敵−味方」ディスプレイが備わっていてもよい。ディスプレイ等に加えて、ＩＦＦオペレーションの結果は、適当なランプ（ＬＥＤのような）で表示され、かつ、音声信号により知らされるか、または、それらのいずれかにより通知されるようにしてもよい。
【００１９】
戦闘シミュレーションにおいて本システムを使用するときは、各照会ユニットに複数の検出器を用いる。そのとき、応答信号は、レーザビームを送信する照会ユニットがレーザビームによって命中された検出器（これにより、本体の一部）を決定する、活動中の検出器上に情報を搬送する。この情報は要求者の狙撃熟練度のフィードバックしたものとして表示されることができる。
【００２０】
好ましくは、レーザは火器に取付けられ、動作させるためのレバーを有してもよい。
【００２１】
さらに、レーザ照射器は、ターゲット距離と、所望のオペレーション（ＩＦＦ、戦闘シミュレーションまたは照準）との少なくともいずれかにレーザビームを調整するための拡散光学機器を備える。
【００２２】
本発明は、また、システムから独立してもまた使用可能な、そのマスタ制御ユニットおよびそのレーザアセンブリのような通信装置の個々の構成部品についても述べている。特に、レーザアセンブリは、例えば、簡単な戦闘シミュレーション、目標補足、または、通信装置の信号受信器と応答ユニットの少なくともいずれかを有しない支援システムにおいて使用することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して本発明に係るコンバット通信システムの実施の形態を説明する。
【００２４】
図１に、好ましい実施の形態のＩＦＦ／シミュレーション装置のハーネスセットの基本的な構成部品を示す。これらの構成部品には、マスタ制御ユニット１と、２つの腕ハーネス２と、ヘルメットハーネス３と、レーザアセンブリ４とがある。マスタ制御ユニット１、腕ハーネス２およびヘルメットハーネス３は、それぞれ、少なくとも１つの、レーザアセンブリで出力される光の波長で検出する光検出器５を備えている。本実施形態において、腕ハーネス２は、腕の両側に配置された２つの検出器と１つの制御回路５０とを備えている。ヘルメットハーネス３は４つの検出器と制御回路５０とを備えており、各検出器は少なくとも９０度の範囲をカバーするようになっている。
【００２５】
レーザアセンブリ４の機械的な構成を図２から図５までに示す。レーザアセンブリ４は、底部８と蓋部９を有するハウジングからなる。クランプ１０（完全には見えていない）は、ハウジングを火器に固定するために、ハウジングの底側に取付けられている。
【００２６】
レーザアセンブリ４は、第１のヒンジ１４により接続される第１の部品１２と第２の部品１３とにより構成されるレバー１１をさらに含む。このレバーは、レーザアセンブリの起動、ＩＦＦ手順の開始、照準、または、以下に述べる疑似射撃の発射のために使用される。レバー１１は符号１６により示される安全なオフ位置を有する。このオフ位置では、レバー１１はハウジング８、９の側面上にあり、第２の部品１３は第１のヒンジ１４を中心としてＵ型の第１の部品１２の内側にくるように折りたたまれる。レバー１１をオン位置に動かすとき、第１の部品１２は外側に向かって矢印１７で示すように、第２のヒンジ１９を中心として回転し、第２の部品１３は外側に向かって矢印１８で示すように、第１のヒンジ１４を中心として回転する。このように、レバー１１は第１の非活動オン位置２１に持ってこられる。この位置では、レバー１１はレーザアセンブリ４から下側へ伸びる。部品１２と１３の端面は、互いに接しており、それにより、第２の部品１３は第１の部品１２のまわりをさらに回転できないようになっている。矢印２２が示す方向に沿って火器に向かって第２の部品１３を押下したとき、レバー１１全体はヒンジ１９を中心として、バネ（図示せず）の力に反して、マイクロスイッチ（図示せず）を付勢し、以下に述べるＩＦＦとシミュレーション手順の少なくとも１つを起動する位置である活動オン位置１６Ａに回転する。
【００２７】
ここに示すレバー１１は、兵器の取り扱いの邪魔にならない、安全な、引き締まったオフ位置を有する。レバー１１はユーザによって容易にオン位置に達するようになっており、また、システムを活性化するために押される。レーザアセンブリ４が兵器上に取付けられ、レバー１１はそのオフからオン位置まで回転させることができ、それにより装置の扱いが簡単になる。
【００２８】
レーザアセンブリ４は、さらに、信号送受信器と、外部アンテナ２６（図３）とともにハウジングの底部８に配置されるレーザドライバ回路２５（図５参照）とを有する。これらの部分の動作を以下に説明する。
【００２９】
ハウジングの上部９は、一つはダイオードレーザと電子回路に電力を供給するバッテリ２８を収容し、他の１つはレーザ源と電子回路を収容する、２つの半筒状の平行なチェンバを形成している。チェンバ間に形成される奥まった所により、ターゲットを自由に見ることができる。
【００３０】
図５にレーザ源の構成を示す。その構成は、半導体レーザ３０と、レンズ３１〜３３を含む視準用の光学機器と、ホログラフィック回折格子３４と、出力ウインドウ３５とからなる。レンズは０．２〜０．５mradの発散ビームを発生するために従来の構成部品が選択されている。ホログラフィック回折格子３４はヒンジ３５を軸としてハウジング８、９の外側に配列されたノブ（図示せず）により回転可能である。それが水平位置３４Ａに移動したとき、ビームに影響を与えない。その水平位置まで回転したときは、ビームの発散を１０mradまで増加する。
【００３１】
レンズ３２とレンズ３３の間にビーム分離器３９Ａが設けられており、このビーム分離器３９Ａはレーザアセンブリの出力側からの光を、検出器３９Ｂに投影するように配置されている。ビーム分離器３９Ａに対して対称に配置されたプレート３９Ｃは、ビーム分離器３９Ａにより導かれるビームオフセットを補償する。ビーム分離器３９Ａおよび検出器３９Ｂは、ウンイドウ３５上のほこり若しくは出力ビーム中の葉のようなじゃまもののような、光ビームの経路中にある物体を検出するために用いられる。そのような物体はレーザ光の一部を映し出し、検出器３９Ｂ中で信号を生じ、ユーザに対して警告する。さらに、以下に示すように検出器３９Ｂを応答信号の受信に用いてもよい。
【００３２】
半導体レーザ３０は、８２０ｎｍまたは他の任意の波長（好ましくは７８０〜９０５ｎｍ）で動作するＣＷ装置であり、例えば、５０ｍＷの出力パワーを有する。ホログラフィック回折格子３４を用いてレーザ源を操作したとき、すなわち、出力ビームが１０mradの発散のとき、それは近似的に２ｋｍの領域を有し、一方、格子３４を取り外し、発散を０．２mradまで低減することは領域を１０ｋｍより大きくする。２ｋｍより小さい距離で動作するとき、挿入された回折格子で照準を定めることは容易である。
【００３３】
近赤外線（すなわち、２０００ｎｍ）におけるレーザを用いることは、種々の利点がある：
−この波長での半導体レーザはＣＷモードで動作させることができる。それ故、半導体レーザは容易に正確に変調され得る。これは、出力ビームのＳＮ比を増加させる。
−レンジファインダ（約１．５μｍで動作する）において使用されるレーザでの衝突が避けられる。レンジファインダの存在を検出する装置は起動されない。
しかしながら、本発明は任意の波長のレーザ（あるいは他の光源）動作によっても実現できるのは言うまでもない。
【００３４】
図５は、半導体レーザ３０が調整ネジ３６〜３８で整合操作されることを示している。
【００３５】
ＬＣＤディスプレイ４０はハウジングの蓋部９の後方の壁に配置される。このディスプレイの機能は以下に詳細に説明する。
【００３６】
図６は、第１の好ましい実施の形態のレーザアセンブリ４に含まれる電子回路のブロック図である。それは、ＬＣＤディスプレイ４０に接続される制御回路４２と、コントロールとセンサ４３（レバー１１と検出器３９Ｂを含む）、無線送受信器４４、レーザダイオード３０に対する変調器／ドライバ４５およびローカル通信ポート４６からなる。すべての電子回路と装置はバッテリ２８により電力が供給される。
【００３７】
無線送受信器４４はデジタルメッセージの送信および受信を行い、従来の適当な変調器回路と復調器回路とからなる。受信器と送信器の周波数（すなわち、無線チャネル）は制御回路４２により設定され得る。本実施形態において、送受信器４４は異なる無線チャネル上でメッセージの送受信を行うように設計されている。
【００３８】
ローカル通信ポート４６は、マスタ制御ユニット１、腕ハーネス２およびヘルメットハーネス３間の接続を確立し、維持する。この目的のため、ローカル通信ポート４６は、赤外線、超音波、誘導、有線または無線通信に適した受信器および送信器に装備される。同様の通信ポートが、個別のハーネス２、３上に、また、マスタ制御ユニット１中に配置される。
【００３９】
本システムの動作を説明する前に、簡単に、ハーネス２、３およびマスタ制御ユニット１の構成について説明する。
【００４０】
各ハーネス２、３は、例えば、バックルやマジックテープ（図示せず）のような端が開放可能に接続されたベルトを有する。ベルトは、少なくとも１つの、制御ユニット５０と、レーザアセンブリ４によって出力される光に対して感度のよい検出器５とを備える。各制御回路５０は、レーザアセンブリ４の通信ポート４６に類似のローカル通信ポートを有する。さらに、ユーザは、マスタ制御ユニット１を所持し、また、それは光検出器５および通信ポートも備えている。
【００４１】
本実施形態において、ユーザは腕とヘルメットに別々のハーネスを所持し、また、マスタ制御ユニット１はその服に別に固定されている。この装置により、兵士はバックパックや他の装備を携帯しているときでも、より簡単にハーネスの脱着ができる。しかし、腕ハーネスとマスタ制御ユニット１とを１つのハーネスに組み合わせることもできる。また、より多くの検出器を、例えば脚に、追加することもできるし、また、検出器とハーネス部の少なくともいずれかを少なくして、動作させることもできる。
【００４２】
以下では、図７と図８の簡略化されたフローチャートを参照して図１〜図６に示すシステムの基本動作について説明する。
【００４３】
以下の説明において、レーザビームを送信する兵士の装備を「照会ユニット」と呼び、レーザビームを受信する兵士の装備を「応答ユニット」と呼ぶ。しかしながら、本実施形態において、各兵士の装備には応答ユニットと照会ユニットとの全ての構成要素が含まれている。すなわち、各兵士は照会されることができるとともに照会することができる。
【００４４】
前述のように、本システムは、ＩＦＦ、戦闘シミュレーションおよび照準に用いることができる。ＩＦＦおよび戦闘シミュレーションにおいては、基本的な動作は同じである。最初に、照会ユニットを装備した兵士は、潜在的なターゲットに対して、レーザアセンブリ４を向けることにより選択する。次に、兵士はレバー１１を、その非活動オン位置から活動オン位置１６Ａ（図２）までそれを押すことによって操作する。これは、図７のステップＳ５５に示すように連続的にレバー１１の状態をサンプリングする、レーザアセンブリ４の制御回路４２により検出される。一旦、レバー１１の付勢が確認されると、レーザダイオード３０は活性化され、照会ビームが照射される（ステップＳ５６）。
【００４５】
照会ビームすなわち照会信号は、バイナリメッセージを含むためにパルス変調される。このメッセージは以下の照会データを含む：
−周波数コード：所望の応答チャネル
−照会ユニットの識別コード
−兵士番号（オプション）
−余分のデータ（オプション）
【００４６】
周波数コードは、所望の応答チャネル、すなわち、ＲＦキャリア周波数（その周波数で応答ユニットがその応答の送信が予期される）を定義する。適正なキャリア周波数を決定するために、照会ユニットは連続的に全ての利用可能ＲＦ周波数を走査し、現在の空きチャネルのリストを保持する。照会信号を送信する前に、照会ユニットは、所望の応答チャネルとして、これらの空きチャネルの中から１つのチャネルを選択する。
【００４７】
識別コードは、送受信器（受信部）が送信者の識別を可能とするセキュリティ情報とともに各兵士の装備に割り当てた固有のＩＤの如く、照会者の識別情報を含む。
【００４８】
余分のデータとして、例えば、照会ユニットの位置、火器の種類等の情報がある。
もし、兵士の照準が正確であれば、照会ビームは応答ユニットに命中し、それが検出器５の１つにより検出される。
【００４９】
応答ユニットは照会信号の存在に対して、図８のステップＳ６０に示すようにその検出器を連続的に走査する。一旦、それが照会信号を受信すると、その識別コードを確認し、もし、識別がポジティブであれば（すなわち、もし、照会ユニットが応答ユニットを照会する権限を有すると分かれば）、応答ユニットは応答を準備する。それは、照会信号から所望の応答チャネルを取り出し、したがって、その無線送受信器４４（送信部）のキャリア周波数を設定し、ステップＳ６１に示すＲＦ応答信号を送信する。
【００５０】
応答信号は以下の応答データを含む：
−応答ユニットの識別コード
−照会信号を検出したセンサ（少なくとも１つ）上の情報（オプション）
−さらなるデータ（オプション）
【００５１】
識別コードは応答ユニットを識別する、確認可能なコードでもある。
【００５２】
照会信号を検出した検出器上の情報は、応答ユニットのどのセンサが信号を検出したかを識別する。この情報は特に戦闘シミュレーションのときに有効である。
【００５３】
さらなるデータは、応答ユニットの位置に関する情報、すなわち、戦闘またはシミュレーション時に有効かもしれない他の適切なデータをも含む。それは、また応答ユニットを識別する情報もまた含む。
【００５４】
応答ユニットが照会信号を検出したとき、戦闘シミュレーション時以外は、その所有者に警告を行わない。この場合、この信号は命中のフラグを立てるために用いることができる。命中された兵士は殺されたまたは負傷させられたものとみなす。応答ユニットが複数の検出器を、例えば、兵士の胸、腕および頭上に有するとき、応答ユニットはまた、命中させられた検出器を表示し、疑似的なダメージのより正確な指示を与えることができる。
【００５５】
照会ユニットはその間、所望の応答チャネルを監視する（ステップＳ５７）。もし、照会信号送信後に与えられた時間内で応答信号を受信すると、それが応答ユニットの識別を確認し、また、もし、応答ユニットが味方のユニットであると分かったときは、照会ユニットはステップＳ５８に続く。それがディスプレイ４０を作動させ、照会された実体が「味方」であることを示す。一方、ステップＳ５９では、照会された実体が「敵」であることを表示する。
【００５６】
ディスプレイ４０の動作に加えて、または、その代わりに、ＩＦＦ調査の結果は、１つ以上のＬＥＤ上に表示され得るか、または音声信号で示される。
【００５７】
照会ユニットが味方の応答信号を受信したとき、レーザビームを介して応答ユニットに対して確認信号を送信することができる。これは、システムの信頼性を改善する。もし、応答ユニットがこの確認信号を受信しなければ、それは応答信号を再度送信することができる。そのような確認信号を用いることは好ましいことではあるが、適切なオペレーションは必要とされず、対応するステップは図７および図８には示されていない。
【００５８】
照会データと応答データは比較的短いため、照会信号と応答信号も同様に短かくなる。好ましくは、応答信号は数ミリ秒のオーダの長さを持つのがよい。また、別の防止策なしでは、１つの照会信号がいくつかの応答ユニットに命中したとき、実質的に応答信号間で干渉することがある。
【００５９】
この場合のメッセージ衝突を避けるため、応答ユニットは即座に照会信号に応答せず、その無線発信器を活性化する前に所定時間の間、待機する。この遅延時間は乱数アルゴリズムにより選択され、それにより、各応答信号はそれ自身の時間に送信される。応答信号を送信する前に、応答ユニットは最初に所望の応答チャネルが空きであるか否かを調べる。もし、空いていなければ、応答は別のランダム時間の間、遅延される。
【００６０】
図９にディスプレイ４０の考えられる構成を示す。このディスプレイはシステムの状態に対する種々のインジケータを含み、照会の結果またはシミュレーションでの命中を示す。
【００６１】
照会の結果はシンボル６６により示される。このシンボルの各部は、応答ユニットが味方であるか敵であるかに依存して、オンまたはオフに切り換えられる。シンボル６７は命中インジケータである。応答ユニットがどのセンサに命中したかを示す場合、照会ユニット上の対応するシンボルの部分がオフに切り換えられる。これで、照会した者の照準の熟練度を示すフィードバック信号がを即時に得られる。一連のシンボル６８は、ヘルメットハーネス３、腕ハーネス２、レーザハーネス４およびマスタ制御ユニット１のようなサブシステムの状態を示すために用いられている。ディスプレイ４０はさらに、装備ＩＤのような設定情報を入力したときに、フィードバックを与えるために使用することができる数字または英数字部を有する。このために、マスタ制御ユニット１には数字のキーパッド（図示せず）が設けられている。
【００６２】
図１は、応答ユニットと照会ユニットとを含む完全なハーネスセットを装備した兵士を示しているが、戦闘またはシミュレーションに参加した何人かの兵士は、応答ユニットまたは照会ユニットのみを所持してもよい。例えば、一般市民は応答ユニットのみを所持してもよい。
【００６３】
ここで示すシステムのレーザアセンブリは、前述したようにＩＦＦ、戦闘シミュレーションおよび射撃に対して利用できる。これに加えて、兵器とターゲットとを直線上に置くための照準補助器としても利用できる。この場合、ユーザは、近赤外線レーザスポットを見るために、暗視鏡装置を装着する必要がある。
【００６４】
レーザビームは、測距および通信のためにも利用できる。通信に対しては、マスタ制御ユニット１は、例えば、１つ以上のメッセージを入力するための適当なキーボードを備えることができる。
【００６５】
本システムを使用するとき、特に戦闘シミュレーションで使用する場合、中央局の無線受信器は、応答ユニットによって出力された信号を監視するとともに、全ての遭遇戦および災害を表示するために使用できるため、戦闘司令部ではこの無線受信器で戦闘シミュレーションを観測できることになる。
【００６６】
今までに述べてきた構成要素に加えて、各ハーネスセットはさらにイヤホン５１を備えてもよい。そのようなイヤホンは、例えば、ＩＦＦの間に、与えられたターゲットが「味方」か「敵」のいずれとして認識されたかを示す信号を出力することができる。
【００６７】
ＩＦＦについて利用するときは、一旦、その装着者から取り外されると、ハーネスセットにその機能を無効にする機構を備えるべきである。この目的のため、ハーネスセットは、例えば、湿度、温度、脈拍、発声、または、人間の身体に近いものを示す他のパラメータを測定するセンサを備えてもよい。若しくは、ハーネスの締め具、マスタ制御ユニットのクリップ等の開放を示す機械的な検出器を備えてもよい。一旦、これらのセンサまたは検出器が、ハーネス（またはその一部）が元の装着した者から取り外されたことを検出すると、ハーネスの機能は、所定のアクセスコードがマスタ制御ユニットのキーパッドを介して入力されるまで不能になる。
【００６８】
上記の実施形態では、応答信号は無線周波数の電磁波信号であった。しかしながら、他のタイプの応答信号を利用することもできる。
【００６９】
図１０に本発明の第２の実施形態を示す。図６の実施形態とは対照的に、第２の実施形態では、照会ユニットおよび応答ユニット間の通信に対して、ＲＦ送受信器の代わりに、受光器１４４および発光器１４５を用いている。
【００７０】
応答ユニットは照会信号を受信したとき、応答信号を例えばパルス変調で送信するために発光器を作動させる。発光器１４５は、応答ユニットの任意の部位に配置される、例えば、ヘルメットハーネスや各光検出器５上のような、１つ以上のＬＥＤや他の拡散光源で実現できる。
【００７１】
受光器１４４は好ましくは検出器３９ｂ（図５参照）からなってもよい。レーザアセンブリ４が応答ユニットに向けられたとき、レンズ３３は、検出器３９ｂ上に応答ユニットを作像する作像光学機器を構成し、発光器１４５からの信号を受信する。
【００７２】
図１１に本発明の第３の実施形態を示す。ここでは、照会ユニットと応答ユニットとの間で、１つ以上の超音波送信器２４５と超音波受信器２４６とを用いている。
【００７３】
応答ユニットは照会信号を受信したとき、例えば、４０ｋＨｚのパルス変調での応答信号の送信に対して超音波送信器２４５を作動する。超音波送信器２４５は応答ユニットの任意の部位に配置される。
【００７４】
超音波受信器２４４は好ましくは異方性の感度を有し、アンテナ２６の代わりにレーザアセンブリ４上に配置されてもよい。それは、応答ユニットの超音波出力器２４５により発生させられた信号を受信し、復調する。
【００７５】
図１０と図１１の実施形態において、応答信号はまたキャリア周波数で送信される。図１０の実施形態において、このキャリア周波数は、発光器１４５の別々のパルスの周期的な変調の周波数となり得る。図１１の実施形態において、このキャリア周波数は、超音波送信器２４５により出力された超音波信号の周波数となり得る。所望のキャリア周波数は照会信号を出力する前に、光受信器１４４または超音波受信器２４４により決定され、その後、第１の実施形態で説明したように、照会信号の周波数コードで応答ユニットに対して送信される。与えられたキャリア周波数で応答信号を選択的に受信するために、照会ユニットの光受信器１４４および超音波受信器２４４に適当なフィルタが与えられる。これもまた、同時通信動作における干渉を防止する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態のＩＦＦ／シミュレーション装置を装備した兵士を示す図。
【図２】  図１のライフルに取付けられたレーザアセンブリの後面図。
【図３】  レーザアセンブリの側面図。
【図４】  レーザアセンブリの上面図。
【図５】  図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図。
【図６】  本発明の第１の実施形態のレーザアセンブリのブロック図。
【図７】  照会動作を示すフローチャート。
【図８】  応答動作のフローチャート。
【図９】  装置の可能なＬＣＤディスプレイを示す図。
【図１０】  本発明の第２の実施形態のレーザアセンブリのブロック図。
【図１１】  本発明の第３の実施形態のレーザアセンブリのブロック図。
【符号の説明】
１…マスタ制御ユニット、  ２…腕ハーネス、  ３…ヘルメットハーネス、  ４…レーザアセンブリ、  ５…検出器、  ８…ハウジングの底部、  ９…ハウジングの蓋部、  １０…クランプ、  １１…レバー、  １２…第１の部品、  １３…第１の部品、  １４…ヒンジ、  １６Ａ…活動オン位置、  ３０…レーザダイオード、  ３１〜３３…レンズ、  ３４…ホログラフィック回折格子、  ３９Ａ…ビーム分離器、  ３９Ｃ…プレート、  ３９Ｂ…検出器、  ４０…ディスプレイ、  ４２…制御回路、  ４４…ＲＦ送受信器、  ４５…レーザ変調器／ドライバ、  ４６…ローカル通信ポート、  ５０…制御回路、  １４４…受光器、  １４６…発光器、  ２４４…超音波受信器、  ２４６…超音波送信器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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