Display system

本発明は、乗物用操作部のレイアウト設計の補助手段として使用することができるディスプレイシステムと、そのようなディスプレイシステムの、乗物用の制御装置としての使用とに関する。

本発明は、排他的ではないが特に、航空機用の計器盤レイアウトの設計の補助手段として考え出されたが、本発明を適用して、他の乗物の操作部のレイアウトの設計を補助することができる。 したがって、操作部は、１つまたは複数の情報ディスプレイと、スイッチと、インジケータ及び計器などのモニタ装置とを含むことができる。

航空機用の計器盤レイアウトを設計する時、全体的レイアウトを設計し、試験目的用に計器盤設計の模型を作成し、操作部が計器盤上において、パイロットにとって操作しやすさ及び見やすさの両方の点で好都合な位置にあるかを判断することが、従来のやり方である。

航空機の購入者が異なれば、要求仕様（requirements）も異なることは理解されるであろうし、したがって、場合によっては、ある顧客の要求仕様に合わせて計器盤レイアウトを設計し直してレイアウトの模型を作り直すだけでなく、異なった顧客の要求仕様を満たすために試作を繰り返すことが必要である。

たとえば、航空機が軍事用途のためのヘリコプタである場合、操作部レイアウトは、目標ディスプレイなどの軍用途向け操作部を含むであろうが、民間用の同じヘリコプタは、そのような操作部を必要としない。

上記の問題を解決するため、本発明に係るディスプレイシステムは、試作を繰り返す必要なく、異なる操縦者の要求仕様に合わせることができる操作部のレイアウトを提供することを目的とする。

本発明の第１の態様によれば、本発明者らは、乗物用の、情報ディスプレイ、スイッチ及びモニタ装置の少なくとも１つを含む操作部のレイアウトを表示するためのディスプレイシステムであって、その領域の大部分がほぼ透明であるタッチスクリーンと、スクリーンの裏面に、乗物操作部の画像を投影する複数のプロジェクタとを備えており、プロジェクタの各々は、コンピュータコントローラに作動可能に接続されており、コンピュータコントローラは、スクリーンの前面の、描写式操作部が表示されている位置が触れられるのに応答して、対応する実際の乗物操作部を操作した結果を模擬するように表示を変化させるディスプレイシステムを提供する。

したがって、本発明に従ったディスプレイシステムを使用すれば、コンピュータコントローラを操作することによって、操作部レイアウトを直接変化させることができ、また、タッチスクリーン上に操作部レイアウトを表示することによって、模型操作部レイアウトを構築する前、またはその必要なく、テストパイロットまたは他の乗物操作者が試験中に操作部レイアウトの真の評価に気づくことができる。

操作部の画像をスクリーンの裏面に表示するために複数のプロジェクタを使用するので、ディスプレイスクリーンは、高品質の表示を達成する一方で、描写式操作部レイアウトとほぼ同一の大きな寸法で、好ましくは同一形状にすることができる。 たとえば、操作部を計器盤上に設ける予定である場合、ディスプレイスクリーンは、計器盤形状を模擬することができる。 このように、操作部の表示レイアウトは、実際に提案されるレイアウトを最も精密に近似することができ、これにより、操作部レイアウトの真の評価を行うことができる。

描写式操作部が、たとえば、人工水平線、または高度計などの計器などの情報ディスプレイを含む場合、表示画像は、単なる静止画像よりも動的画像(dynamic image)であることが好ましく、これによっても、乗物の使用中の実際の操作部レイアウトを最も精密に近似する、表示された操作部レイアウトを与えることができる。

しかし、本発明によれば、スクリーンにおける位置であって、実際の乗物において操作部が操作された時に、表示される情報が変更されるような、その操作部が描写されているスクリーンにおける位置に触れることによって、動的画像の特性が変更されてもよい。

コンピュータコントローラは、モデル化されたアナログ操作部から少なくとも１つの入力を受け取り、この入力により、表示される操作部画像が変化してもよい。 たとえば、ディスプレイシステムは、モデル化されたアナログ操作部を含む、モデル化された航空機コックピットまたは他の乗物操作者操作位置の一部であってもよく、モデル化されたアナログ操作部を操作すると、すなわちたとえば、ジョイスティックなどを動かすと、実際の乗物で対応する操作がされた時に表示が変化する仕方と同様にして、表示に変化が生じるであろう。

したがって、ディスプレイシステムは、操作部レイアウトの設計を補助するだけでなく、パイロットまたは他の乗物操作者が操作しようとする航空機または他の乗物の実際の操作部レイアウトに類似した表示される操作部レイアウトを用いてそのパイロットまたは他の乗物操作者を訓練するためにも使用することができる。

たとえば、表示を制御するためにタッチスクリーンを使用することは、十分に確立されている。 しかし、特に航空機では、パイロットが物理操作部に慣れており、それをより大きく信頼しているため、これまではタッチコントロールの使用が受け入れられてこなかった。 しかし、本発明は、実際の物理操作部を画像によって描写し、それにより、パイロットは従来の物理操作部レイアウトの見た感じを享受することができるので、受け入れ可能な制御装置として使用されやすい。

本発明の第２の態様によれば、本発明者らは、複数の可制御アクチュエータを備えた乗物用の制御装置であって、情報ディスプレイ、スイッチ及びモニタ装置の少なくとも１つを含む操作部のレイアウトを表示するためのディスプレイシステムを備えており、ディスプレイシステムは、その領域の大部分がほぼ透明であるタッチスクリーンを有し、スクリーンの前面の、描写式操作部が表示されている位置が触れられるのに応答して、乗物アクチュエータを作動させるために使用される信号を供給するコンピュータコントローラによって表示を制御可能である制御装置を提供する。

特に、表示が情報ディスプレイを有する場合、表示は、乗物パラメータの変化に応答して変化することができ、したがって、ディスプレイシステムのコンピュータコントローラは、乗物パラメータの変化に反応するセンサなどから１つまたは複数の入力を受け取ることができることは、理解されるであろう。

表示された操作部レイアウトは、有形のものではなく仮想であるので、表示される操作部レイアウトを個々の乗物操縦者の要求仕様に合わせることができることは、理解されるであろう。 たとえば、あるパイロットは特定操作部がある位置にあるのを好む場合があるが、別のパイロットは、その操作部を別の位置にあるのを好む場合がある。 本発明によれば、例示にすぎないが、コンピュータコントローラが、たとえば乗物又はディスプレイシステムの始動時のログインまたはパスワードによって、これから乗物を操縦する特定の操縦者のアイデンティティを認識することにより、ディスプレイシステムは、異なった乗物操作者に対しては異なった位置に操作部の画像を表示するようになっていてもよい。

本発明の第３態様によれば、本発明の第２態様に従った制御装置を備えた乗物が提供される。 乗物は、ヘリコプタなどの航空機であってよい。

本発明の第４の態様によれば、本発明者らは、乗物を制御する方法であって、乗物は複数の被制御アクチュエータと、情報ディスプレイ、スイッチ及びモニタ装置の少なくとも１つを含む操作部のレイアウトを表示するためのディスプレイシステムとを備えており、ディスプレイシステムは、その領域の大部分がほぼ透明であるタッチスクリーンを有し、スクリーンの前面の、描写式操作部が表示されている位置が触れられるのに応答して、乗物アクチュエータを作動させるために使用される信号を供給するコンピュータコントローラによって表示を制御可能であり、方法は、乗物を操作する操縦者を識別すること、および乗物操作者のアイデンティティに応じた位置に操作部の画像を表示することを含む乗物を制御する方法を提供する。

本発明に従ったディスプレイシステムを使用すれば、コンピュータコントローラを操作することによって、操作部レイアウトを直接変化させることができ、また、タッチスクリーン上に操作部レイアウトを表示することによって、模型操作部レイアウトを構築する前、またはその必要なく、テストパイロットまたは他の乗物操作者が試験中に操作部レイアウトの真の評価に気づくことができる。

次に、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。

図１を参照すると、タッチスクリーン１１と、複数の、本例では３つのプロジェクタ１２、１３、１４とを有するディスプレイシステム１０が示されており、プロジェクタ１２、１３、１４の各々が、実配線リンク、ネットワークまたは無線接続によってコンピュータコントローラ１８に作動可能に接続されており、コンピュータコントローラには１つまたは複数の処理ユニットを設けることができる。

プロジェクタ１２、１３、１４は、タッチスクリーン１１の裏面に、一列状のトグルスイッチ２０と、人工水平線インジケータ２２、さまざまなモニタ装置、すなわち高度計２３及び一列に並んだ３つの表示灯２４を備えた第１情報ディスプレイ２１とを含むさまざまな操作部の画像を投影する。 第１情報ディスプレイ２１は、列状のトグルスイッチ２５の画像によって取り囲まれている。

第２情報ディスプレイ２８が、乗物が移動中である地形の仮想描写を行う地図である。 第２情報ディスプレイ２８は、列状の押しボタンスイッチ２９の画像によって取り囲まれている。

ディスプレイスクリーン１１は、少なくとも操作部の画像を表示すべき領域においてほぼ透明であり、したがって、画像をスクリーン１１の前面から見ることができ、そこからは少なくともプロジェクタ１２、１３、１４を隠すことができる。

図示されている本発明のこの実施形態は、航空機のコックピット内の計器盤の操作部レイアウトの設計を補助するのに使用されるものである。 したがって、表示される操作部の画像はすべて、航空機操作部に関連し、情報ディスプレイ２１、２８、さまざまなスイッチ２５、２９、インジケータ２２、２４及び計器２３の各々が含まれる。 特定のレイアウトは純粋に例示のためのものであり、以下の説明から明らかになるように、必要に応じて容易に変化させることができる。 したがって、計器盤は、回転スイッチやスライダなどの他の種類の操作部や、任意に所望される他の操作部、スイッチまたはモニタ装置を特徴とすることができる。

ディスプレイスクリーン１１は、航空機内の実際の計器盤とほぼ同一の寸法及び形状であり、実際の航空機で使用する際に、情報ディスプレイ２１、２８やインジケータ２２、２４または計器２３などが動的に変化する場合、表示を適当に変化させて、操作部の表示が、航空機コックピット内の実際の操作部レイアウトの、本物により近い「見た感じ」を与えるようにする。

たとえば、飛行中の航空機の印象を与えるように人工水平線インジケータ２２をゆっくり移動させることができ、飛行中に起きる高度変化を示すように高度計２３を変化させることができ、異なる航空機操作状態を示すために表示灯２４をオンまたはオフさせることができ、また、第２情報ディスプレイ２８は、航空機が描写地形の上方を飛行中である印象を与えることができる。

タッチスクリーン１１の、操作部が描写されている位置が触れられると、すなわちたとえば、スクリーン１１の、トグルスイッチ２５ａが描写されている位置が触れられると、スクリーン１１は入力をコンピュータコントローラ１８に送り、これが応答して、スイッチ２５ａの表示を変化させる。 したがって、図面ではスイッチ２５ａが「ダウン」位置にあるが、スクリーン１１のスイッチ画像２５ａが触れられることによって、コンピュータコントローラ１８は、スイッチ２５ａを他方の「アップ」トグル位置に示すように表示を変化させることができる。

同様に、スクリーン１１の、押しボタンスイッチ２９が表示されている位置、たとえば、押しボタンスイッチ２９ａが描写されている位置が触れられると、コンピュータコントローラ１８は、航空機の実際の操作部レイアウトでそのスイッチ２９ａを操作した場合に対応させ、たとえば、スイッチ２９ａを押した状態に示し、また、たとえば、第２情報ディスプレイ２８によって表示されている地図の拡大視野を変化させるように、表示を変化させることができる。

ディスプレイシステム１０は、コンピュータコントローラ１８に入力を送ることができるジョイスティックＪなどのモデル化されたアナログ操作部と組み合わせて使用することができ、したがって、やはりモデル化されたアナログ操作部の移動に応答して、表示される操作部レイアウトをコンピュータコントローラ１８によって変化させることもできる。 たとえば、ジョイスティックを後方へ動かすと、上昇飛行であることを高度計２３が示唆するであろう。 このように、ディスプレイシステム１０は、実際の操作部レイアウトをシミュレートすることができる。

本発明の第１態様によれば、操作部レイアウトの設計時に、特定の設計を試すために、タッチスクリーン１１に触れて操作部の操作をシミュレートすることができ、任意のモデル化されたアナログ操作部をテストパイロットが操作することができる。 操作部レイアウトの変更、一例にすぎないが、高度計２３及び人工水平線２２の位置の交換が望まれる場合、適当なソフトウェアインターフェースによって単にコンピュータコントローラ１８をプログラムし直すことによって、これを達成することができ、計器盤の実際の模型を物理的に作り直す必要がなくなる。

本ディスプレイシステム１０は、設計ツールとして使用可能であると共に、航空機シミュレータシステムの一部として使用することもできる。 したがって、たとえば、軍用機用および民間機用のように、異なったモデルの航空機用に複数の航空機コックピット操作部レイアウトが使用される場合、パイロットは、スクリーン１１上に表示される適当な操作部レイアウトを選択するだけで、自分が搭乗する航空機に適した操作部レイアウトを備えたシミュレータで訓練することができる。

本発明の第４態様によれば、ディスプレイシステム１０は、図２に示されているように、実際の航空機環境において制御装置として使用することができる。 図２には、制御装置３２を内部に設けることができるコックピット３１を有する航空機３０が示されている。 これにより、実際の操作部の代わりに、操作部の画像を表示することができる。 この場合、スクリーン１１の、操作部が描写されている位置が触れられることで、コンピュータコントローラ１８に信号が送られて、それにより、表示される操作部レイアウトを変更するだけでなく、１つまたは複数の操作部アクチュエータを作動させるために航空機制御システム３３が使用する信号を生成することもできる。 したがって、例示にすぎないが、ディスプレイスクリーン１１の、押しボタン操作部２９ｂが描写されている位置が触れられることによって、１つまたは複数の着陸装置アクチュエータ３５によって航空機の着陸装置３４を下げることができるであろう。 航空機制御システム３３は、航空機の作動部品の状態を検知するためのセンサ３６を有し、これにより、たとえば、アクチュエータ３５が着陸装置３４を完全に下げたことをセンサ３６が示すと、センサは制御システム３３に信号を送り、これが次にディスプレイシステムのコンピュータコントローラ１８に信号を送って、たとえば、表示灯２４の１つを点灯状態に示すように表示を変化させることができる。

もちろん、表示されている操作部レイアウトは仮想であるので、表示される操作部レイアウトを個々のパイロットの要求仕様に合わせることができる。 このため、航空機３０の始動、または少なくともディスプレイシステム１０の始動時に、パイロットは、たとえば、ログイン、パスワード、さらにはスマートカードなどの物理的識別器(physical identifier)によってコンピュータコントローラ１８に自分自身を識別させることができ、その結果、コンピュータコントローラ１８は、個々のパイロットの好みに従ってスクリーン１１上の所定位置にさまざまな操作部を表示することができる。

本例では、３つのプロジェクタ１２、１３、１４が設けられ、その各々が、操作部レイアウトの一部の画像だけをスクリーン１１の裏面に投影する。 別の例では、表示すべき操作部レイアウトの特性に適するように、プロジェクタの数を増減させて設けることができる。

航空機用の操作部レイアウトに関連して本発明を説明してきたが、本発明は、他の乗物用の操作部レイアウトの表示にも適用することができ、その場合、本説明においてはパイロットである参照表現が、他の乗物操作者をも含むものと解釈されるべきである。

本例では、操作部レイアウトが、計器盤の寸法及び形状にしたスクリーン１１に表示されることが理解されるであろう。 当然ながら、たとえば、天井または他の場所に取り付けられる計器盤での操作部レイアウトを描写する操作部レイアウトの場合、ディスプレイスクリーンは好ましくは、描写される個々の計器盤の形状に構成される。

別の実施形態では、ディスプレイシステム１０を制御装置で使用する場合、操作部画像をプロジェクタ１２、１３、１４以外によって表示してもよい。 たとえば、スクリーン１１を固体スクリーンにしてもよい。 スクリーン１１が触れられた時にコンピュータコントローラ１８に信号を送るために、既知の、または将来に開発される任意のタッチスクリーン技術を用いることができる。

当業者には明らかなように、本発明の範囲から逸脱しないで、さまざまな他の変更を加えることができる。

本発明に従ったディスプレイシステムの説明的斜視図である。

本発明に従ったディスプレイシステムを搭載した航空機の説明図である。

符号の説明

１０ ディスプレイシステム、１１ タッチスクリーン、１２、１３、１４ プロジェクター、１８ コンピュータコントローラ、２０、２５ トグルスイッチの画像、２１ 第１情報ディスプレイ、２８ 第２情報ディスプレイ、２９ 押しボタンスイッチの画像、３０ 乗り物（航空機）、３２ 制御装置、３５ アクチュエータ（着陸装置アクチュエータ）、３６ センサ。