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【発明の詳細(xì)な説明】

【０００１】 この出願は１９９９年３月３日に出願された米國暫定出願第６０／１２２７１
１號の利益を請求する。

【０００２】 （背景?発明の分野） 本発明は天文學(xué)、特に天體（celestial objects）の位置を確認(rèn)し識別することができる電子機器に関する。

【０００３】 （背景?従來技術(shù)の説明） 人は常に天空に魅せられてきた。 人は宇宙と生命の起源に刺激されてきた。 星と星座は、地球上のほとんど全ての文化における寓話、神話、および物語の根拠となっている。 星は人の未來の指針として使用されている。 船員や旅行者は位置と方向の指針として、ある星や星座をあてにしている。 さらに、星には多大な職業(yè)的および趣味的興味がある。

【０００４】 職業(yè)および趣味で星を見る人は、天體確認(rèn)裝置を使用して、星、星座、惑星、
彗星、小惑星、人工衛(wèi)星、はてしない大空の物體、またはその他の天空物體の位置を確認(rèn)する。 これらはまとめて天體と稱する。 ある既存の天體位置確認(rèn)裝置は、機械、電気、または予め作成された図表の組合わせを使用することによって機能する。

【０００５】 モリアードへのアメリカ特許第３，８６３，３６５號は、星座や星を含む天體半球（celestial hemisphere）の絵入り表示（pictorial representation）を含む平坦な回転ディスクを使用する方法を開示している。 ユーザーは、現(xiàn)在日時にディスクを回転させ、適正なコンパス方向にその方位を合わせなければならない。 天體の確認(rèn)は、ユーザーが天空を天體半球の絵入り表示と比較することによってなされる。 この方法は、天空と天體半球の絵入り表示とが二つの異なる尺度であるので、天體の位置を確認(rèn)することはむしろ困難であるということを証明している。 加えて、ディスクは、天體半球の平坦な光學(xué)系を有し、それは希望する天體の位置を何度の傾きで確認(rèn)すればよいかを判別するのが困難である。 さらに、天空は絵入り表示よりも多くの天體を含むので、絵入り表示上のどのパターンの星が天空の特定の領(lǐng)域に対応するかを決定することが困難である。

【０００６】 リーへの米國特許第５，７０４，６５３號は、電子コンパスが組み込まれた天體半球の絵入り表示を開示している。 電子コンパスは、リーの裝置のオペレータが天空のどの領(lǐng)域に向いているかを確認(rèn)する。 このコンパスは天體の概略方位角に向けるのを補助する。 しかしながら、適正な赤緯（declination）を決定し、
１組の天體図から観測している天空の特定の領(lǐng)域に精神的に移動する仕事は、依然としてオペレータが行い、補助されない。 これは、天體の位置を確認(rèn)する仕事の大部分をオペレータに殘していることになる。

【０００７】 メイヤーへの米國特許第４，９３８，６９７號は、天體図なしに天空の領(lǐng)域を直接観測する幾分か煩雑で複雑な機械的方法を含んでいる。 これは、成功するためには裝置の動作を相當(dāng)に理解していることが必要であり、また星群または星座の位置を確認(rèn)することができるだけである。

【０００８】 アタミアンへの米國特許第４，９７０，７９３號は、星や星座を位置確認(rèn)する方法を含んでいるが、適切に作動させるためには天空に向けられた球體の手動調(diào)整が必要である。 また、前記米國特許第３，８６３，３６５號に述べられたと同じ尺度相違問題があり、天球體を観測するのに多くのあいまいさを殘している。

【０００９】 そこで、天體の位置を確認(rèn)するさらにユーザフレンドリーな裝置が要望されている。

【００１０】 （発明の概要） 改良された天體位置確認(rèn)裝置が開示されている。 本発明の一つの特徴では、 措置はユーザに裝置を天體に向けさせ、裝置はユーザに天體の識別を知らせる。
本発明の他の特徴では、ユーザは裝置に希望する天體を見付けるよう指示する。
これは、観測ポートを介して行われ、計器はユーザの地理的位置、時間、および観測ポートの方向の方位角と天底角を自動的に検出し、この結(jié)果、天體位置確認(rèn)裝置を使用することが簡単になる。 本発明の他の実施形態(tài)は、上記特徴の組み合わせからなる。 本発明のこれらの特徴は、天體図からの平行移動と尺度に関する従來の問題を排除する。 さらに、本発明のある特徴では、裝置は攜帯可能で、または攜行できるようにコンピュータ裝置に取り付けられる。

【００１１】 本発明の一つの特徴では、ある日時にある位置から天體を観測する天體観測（
ＣＯＬ）裝置は、観測手段、プロセッサ、３軸磁気センサ、３軸重力センサ、位置決定手段、計時手段、およびデータベースからなる。 観測手段は、方位角と天底角によって規(guī)定される観測軸に沿って観察することにおいて、ＣＯＬ裝置のユーザを補助する。 ３軸磁気センサは、前記方位角を示す方位データを前記プロセッサに與えるようにされている。 ３軸重力センサは、前記天底角を示す天底データを前記プロセッサに與えるようにされている。 位置決定手段は、位置を示す位置データを前記プロセッサに與える。 計時手段は、時刻と日付を示す日時データを前記プロセッサに與える。 データベースは、前記プロセッサによってアクセスされてデータを與える。 これにより、プロセッサは、前記方位データ、天底データ、位置データおよび日時データに基づいて、観測軸に対応する赤徑と赤緯の天體座標(biāo)を決定する。

【００１２】 本発明の他の特徴では、前記観測手段は、ユーザが観測軸に沿った裝置を通して観測できるようにした観測チャンネルを有する。

【００１３】 本発明の他の特徴では、観測軸の角度方位を変更する方向を知らせる方向指示手段をさらに有し、該方向指示手段は、前記プロセッサによって制御され、視覚的指示手段、聴覚的指示手段または觸覚的指示手段を含む。

【００１４】 本発明のさらに他の特徴では、前記方向指示手段は、前記プロセッサによって制御され、ユーザが前記観測チャンネルを通して観測するときにユーザが見ることができる照明可能な表示裝置からなり、前記表示裝置の少なくとも一部を照明し、該照明された表示裝置に基づいてユーザが観測軸を変更できるようにする。
前記表示裝置は、円形に配置された一連の照明可能な矢印でもよく、前記プロセッサは、前記矢印の照明すべき少なくとも一部を指示するようにされている。

【００１５】 本発明の特徴では、網(wǎng)線があり、該網(wǎng)線は、ユーザが前記観測チャンネルを通して観測するときにユーザが見ることができるようにされている。

【００１６】 本発明の特徴では、前記観測手段は、観測軸に沿って観測される畫像を表示する表示畫面を有する。 さらに、観測軸の角度方位を変更する方向を知らせる方向指示手段をさらに有し、該方向指示手段は、前記プロセッサによって制御され、
視覚的指示手段、聴覚的指示手段または觸覚的指示手段を含む。

【００１７】 本発明の特徴では、前記裝置はハウジングを有し、前記観測手段は前記ハウジングを通して延びる観測チャンネルを有し、ユーザが観測軸に沿った前記観測チャンネルを通して観測できるようにされている。 本発明の他の特徴では、前記プロセッサは前記ハウジングから離れて配置されている。 本発明のさらに他の特徴では、前記ハウジングは、ユーザが前記観測チャンネルを通して観測している間にユーザによって保持されるようにされている。

【００１８】 本発明のさらなる特徴では、ＣＯＬ裝置は、観測軸の角度方位を変更する方向を知らせる方向指示手段をさらに有し、該方向指示手段は、前記プロセッサによって制御され、視覚的指示手段、聴覚的指示手段または觸覚的指示手段を含む。
このＣＯＬ裝置は、さらに、ユーザが天體の識別または天體座標(biāo)を前記プロセッサに入力するユーザインターフェースをさらに有する。 さらに、前記プロセッサは、観測軸が天體または天體座標(biāo)と一致するように、前記方向指示手段を介してユーザに観測軸の角度方位を変更するよう指示し、前記データベースは、天體の識別を天體の天體座標(biāo)と関連させるデータからなる。

【００１９】 本発明のさらなる特徴では、前記プロセッサは、観測軸が天體または天體座標(biāo)と一致していることを前記方向指示手段を介してユーザに知らせるようにされている。 さらに、前記裝置において、前記ユーザインターフェースは、ユーザが多數(shù)の天體座標(biāo)からなる天體の識別を入力するようにされている。 この場合、前記プロセッサは、観測軸が天體の多數(shù)の天體座標(biāo)と一致するように、前記方向指示手段を介してユーザに観測軸の角度方位を変更するよう指示し、これにより、ユーザに天體のツアーを提供する。 本発明のさらに他の特徴では、前記インターフェースは、ユーザが信號を前記プロセッサに入力すると、前記方向指示手段を介してユーザに現(xiàn)在の天體座標(biāo)から次の多數(shù)の天體座標(biāo)に観測軸の角度方位を変更するように指示する。

【００２０】 本発明のさらなる特徴では、ユーザが前記プロセッサに信號を送ると、観測軸と一致された天體または天體座標(biāo)を識別するユーザインターフェースをさらに有し、前記プロセッサは、天體または天體座標(biāo)に関係したデータを求めて前記データベースにアクセスするようにされている。 前記ユーザインターフェースは、さらに天體または天體座標(biāo)をユーザに知らせるようにされている。 本発明のさらに他の特徴では、前記ユーザインターフェースは、ユーザが手動スイッチの押圧または聴覚的指令により前記プロセッサに信號を送り、前記プロセッサが表示裝置またはスピーカを介してユーザに知らせるようにされている。

【００２１】 本発明のさらなる特徴では、前記データベースは、ユーザが、前記プロセッサと機能的に通信する前記裝置のユーザインターフェースを介して、前記データベースを編集し、プラグインモジュールを前記プロセッサと機能的に通信させ、または情報交換システムを前記前記プロセッサと機能的に通信させることで変更される。

【００２２】 本発明の特徴では、前記位置決定手段は、ユーザが位置情報を前記プロセッサに入力するようにされたユーザインターフェースからなり、前記データベースは、入力された位置情報に基づいて前記プロセッサに位置情報を與えるようにされている。

【００２３】 本発明の特徴では、前記計時手段は、日時データを前記プロセッサに與えるようにされた計時裝置からなる。

【００２４】 本発明の特徴では、前記位置決定手段と前記計時手段は、位置データと日時データを前記プロセッサに與えるようにされた全地球位置把握裝置を有する。

【００２５】 本発明の特徴では、観測軸の仰角を知らせる出力裝置をさらに有し、該仰角は天底角マイナス９０度である。

【００２６】 本発明の特徴では、方位角と天底角の関數(shù)としてコンパス方向（compass hea
ding）を知らせる出力裝置をさらに有する。

【００２７】 本発明の特徴では、前記プロセッサによって読み取り可能な補正指令、および／または、前記データベース內(nèi)の補正データをさらに有し、前記プロセッサは、
歳差運動（procession）、地球の伸び（elongation）、磁気偏差、視差、章動（
nutation）、またはこれらの組み合わせを補正する。

【００２８】 本発明の特徴では、前記プロセッサとインターフェースを取り、該プロセッサに前記磁気センサと重力センサの溫度誤差補正を行わせる溫度センサをさらに有する。

【００２９】 本発明の特徴では、前記データベースは、天體がその位置で肉眼で見えるときを示す追加のデータを有し、前記裝置は、前記プロセッサに機能的に接続された報知裝置をさらに有し、前記プロセッサは、天體がその位置で肉眼でユーザに見えるときを示す前記追加のデータを前記報知裝置を介して知らせる。

【００３０】 本発明の特徴では、ある日時にある位置から使用する天體位置確認(rèn)裝置が設(shè)けられ、該天體位置確認(rèn)裝置は、 ａ． 観測チャンネルからなり、該観測チャンネルは、それを通してユーザが観測軸と一致する天空のある位置に向けて當(dāng)該観測軸に沿って観測するようにされたハウジング、 ｂ． プロセッサ、 ｃ． 前記観測軸の方位角を示す方位データを前記プロセッサに與える３軸磁気センサ、 ｄ． 前記観測軸の天底角を示す天底データを前記プロセッサに與える３軸重力センサ、 ｅ． 前記天體位置確認(rèn)裝置の位置を示す位置データを前記プロセッサに與える位置データ入力裝置、 ｆ． 前記天體位置確認(rèn)裝置を使用する時間と日付を示す日時データを前記プロセッサに與える日時データ入力裝置、 ｇ． ユーザデータを前記プロセッサに入力し、情報をユーザに知らせるユーザインターフェース、 ｈ． それを通して前記プロセッサが観測軸の角度方位を変更する方向をユーザに知らせる方向指示手段、 ｉ． ユーザによってアクセスされ、前記プロセッサが、前記方位データ、天底データ、位置データおよび日時データ、ユーザデータ、およびデータベースに基づいて、 i）前記ユーザインターフェースを通して、観測軸と一致した天體の識別、 ii）前記ユーザインターフェースを通して、観測軸と一致した天體座標(biāo)、または iii）前記方向指示手段を通して、ユーザが天體の識別または天體座標(biāo)からなるユーザデータに基づき観測軸を変更する方向 をユーザに知らせるようにされたデータベース とからなる。

【００３１】 本発明のさらなる特徴では、前記プロセッサは、前記ハウジングから離れて配置されている。

【００３２】 本発明のさらなる特徴では、前記方向指示手段は、前記プロセッサと機能的に通信する円形に配置された一連の照明可能な矢印からなり、該矢印は、該照明された矢印が前記観測チャンネルを通して観測するユーザに見えるようにされ、前記方向指示手段と前記プロセッサは、矢印の少なくとも一部を照明するようにされ、これにより、ユーザが照明された一部の矢印に基づいて観測軸の角度方位を変更するようにされている。

【００３３】 本発明のさらなる特徴では、前記データベースは、ユーザが、前記ユーザインターフェースを介して、前記データベースを編集し、プラグインモジュールを前記プロセッサと機能的に通信させ、または情報交換システムを前記前記プロセッサと機能的に通信させることで変更される。

【００３４】 本発明の特徴では、天體を観測する方法が提供され、該天體観測方法は、 ａ． 観測軸に沿って天體を観測する裝置をユーザに提供し、 ｂ． 方位角を決定するようにされた３軸磁気センサを介して観測軸の方位角を識別し、 ｃ． 天底角を決定するようにされた２軸重力センサを介して観測軸の天低角を識別し、 ｄ． 前記方位角、前記天底角、裝置の位置および現(xiàn)在時刻と日付に基づいて赤経と赤緯の天體座標(biāo)を決定する ステップからなる。

【００３５】 本発明のさらなる特徴では、前記裝置をユーザに提供するステップは、前記裝置、前記３軸磁気センサ、および前記３軸重力センサをユーザの手に保持させるステップをさらに有する。 本発明のさらに他の特徴では、前記３軸磁気センサと前記３軸重力センサは前記裝置に一體である。

【００３６】 本発明のさらなる特徴では、前記方位角、天底角、裝置位置および現(xiàn)在日時を示すデータを受信するように前記プロセッサに指示し、データベースを調(diào)査し、
天體座標(biāo)を報知裝置を介して知らせる。

【００３７】 本発明のさらなる特徴では、前記方法は、さらに、希望する天體の識別をプロセッサに入力し、該プロセッサに前記天體座標(biāo)を決定するステップを?qū)g行するよう指示するステップを有する。 また、希望の天體が観測軸と一致するまで観測軸の角度方位を変更する方法に関するユーザに理解可能な指令を、方向指示手段を介して、知らせるよう前記プロセッサに指示するステップをさらに有する。 本発明のさらに他の特徴では、前記プロセッサに知らせるよう指示するステップを繰り返すステップをさらに有し、これにより、ユーザに希望する天體の一部を通ってツアーするよう指示する。

【００３８】 本発明のさらなる特徴では、希望する天體座標(biāo)をプロセッサに入力し、前記プロセッサに前記天體座標(biāo)を決定するステップを?qū)g行するよう指示するステップをさらに有する。 また、希望の天體座標(biāo)が観測軸と一致するまで観測軸の角度方位を変更する方法に関する情報を、方向指示手段を介して、知らせるよう前記プロセッサに指示するステップをさらに有する。

【００３９】 本発明の特徴では、天體を観測する方法は、本明細(xì)書に記載の本発明の実施形態(tài)にかかる裝置を提供するステップと、前記データベースを天體に関する追加データと更新し、裝置のユーザは、観測軸が方向指示手段を介して天體と一致するように観測軸の角度方位を変更する方向を知らせるようプロセッサに指示するステップからなる。 本発明のさらなる特徴では、前記更新ステップは、前記追加データからなるプラグインモジュールを前記裝置に機能的に接続するステップ、または前記追加のデータを情報変換システムを介して前記データベースにダウンロードするステップからなる。 前記ダウンロードするステップは、インターネットにアクセスして前記追加データを検索するステップからなる。 さらに、前記アクセスするステップは、前記追加データを購入するステップからなる。

【００４０】 他の目的および利點は、添付図面および明細(xì)書を考慮することから明らかとなる。

【００４１】 （好ましい実施形態(tài)の説明） 図において、同一の參照符號は全図を通して同一の要素に言及している。 図、
特に図１を參照すると、天體位置確認(rèn)裝置（ＣＯＬ）１０は、天體１４の位置を確認(rèn)するために、ユーザ１２によって使用される。 ＣＯＬ裝置１０は、本発明の好ましい実施形態(tài)を示し、攜帯に適したほぼ円筒形のハウジング１６を有している。 本発明の他の実施形態(tài)は、他の形狀のハウジングを有していてもよく、また攜帯できても、できなくてもよい。

【００４２】 ＣＯＬ裝置１０のハウジング１６は、ユーザ１２の近くに保持される第１観測口１８と、天體１４の近くの第２観測口２０とを有する。 使用中、観測口１８と２０は、ユーザ１２と天體１４との間に一直線に調(diào)整される。 ＣＯＬ裝置１０は、ユーザが當(dāng)該ＣＯＬ裝置１０を通して観測軸３４に沿って天體を見ることができるように適合されている。

【００４３】 本発明の他の実施形態(tài)は、天體１４を見るように配置された光センサを有し、
該光センサからの畫像をユーザが観測できるように観測スクリーン（不図示）に伝送する。 本発明のさらなる実施形態(tài)では、ＣＯＬ裝置１０は、支柱またはフレームに裝著され、直接手動操作（不図示）以外の機械的、電子的、空気圧的、又はその他の適切な手段により位置決めされるようになっている。 裝著されたＣＯ
Ｌ裝置１０の位置は、スイッチを介してユーザにより、機能的に集積された計算裝置により、あるいはその両方により指示される。 本発明のさらなる実施形態(tài)では、支柱またはフレームに裝著されたＣＯＬ裝置１０を有し、直接手操作を介して位置決めされ、裝置に安定性を與える（不図示）。

【００４４】 図２を參照すると、ＣＯＬ裝置１０は、ハウジング１６、観測口１８と２０、
データ入力／出力インターフェース（ＩＯＩ）３０、観測ボタンまたはスイッチ３２からなっている。 観測軸３４は円筒ハウジング１６を通って軸方向に延びるように示されている。 ＩＯＩ３０は、以下にさらに説明するように、メニューと結(jié)果の形態(tài)でデータを表示する表示スクリーン３６で構(gòu)成されている。 また、Ｉ
ＯＩ３０は、表示スクリーン３６上のメニューを介して移動したり、質(zhì)問を入力するように、データやコマンドを入力する複數(shù)のボタンまたはスイッチ３８を有している。 観測スイッチ３２は、ユーザがＣＯＬ裝置１０を介して観測するときに、ユーザの親指や指によって容易に操作できるように配置され適合されている。

【００４５】 図３を參照すると、天體１４が裝置１０の観測軸３４と一致したときのユーザの視野を表示しているＣＯＬ裝置１０が示されている。 ユーザ１２は、ＣＯＬ裝置１０を通って延びる観測チャンネル４６を介して天體１４を観測している。 観測チャンネル４６は、図示した実施形態(tài)では、ハウジング１６の內(nèi)面４８によって規(guī)定される。 観測チャンネル４６はさらに観測口１８と２０によって拘束される。

【００４６】 ＩＯＩ３０はハウジング１６の左側(cè)から延びるように示され、スイッチ３２はハウジング１６の底から延びるように示されている。 本発明の他の実施形態(tài)では、ＩＯＩ３０やスイッチ３２は他の形狀を有していてもよい。

【００４７】 ＣＯＬ裝置１０の観測部４０を參照すると、円形に配置された一連の照明指向矢?。矗菠膝Ε弗螗埃保钉蝺?nèi)面４８の近傍に配置されている。 矢印４２は使用中にＣＯＬ裝置１０の位置を指示するように照明される。 ８つの矢印が示されているが、本発明の他の実施形態(tài)ではそれ以上またはそれ以下の矢印を有していてもよい。 照明矢?。矗菠未螭怠⑿螤?、および數(shù)は実行する機能に最高（paramo
unt）でなくてもよい。 最高のものは、ＣＯＬ裝置１０が観測軸の必要な変更をユーザ１２に知らせて裝置を天空の特定の位置に一致させる方法があるということである。 したがって、矢印４２は方向指示器である。 方向指示器の色や形狀について多くの変形例がある。 本発明の他の実施形態(tài)では、ドットまたは境界を照明するように、ＣＯＬ裝置１０を?qū)Г椒à颔姗`ザに視覚的に知らせる他の任意の方法を有していてもよい。 矢?。矗菠握彰鳏?、ＬＥＤや光ファイバのような任意の適切な手段で達(dá)成してもよい。 本発明の好ましい実施形態(tài)では、矢印は貼付け畫像（overlayed image）ではない。

【００４８】 本発明の実施形態(tài)は、矢?。矗菠蓼郡悉饯嗡芜m切な方向指示器に関して多くの変形例を有する。 本発明の実施形態(tài)では、矢?。矗菠?、ユーザ１２がどのくらい遠(yuǎn)く観測軸３４を角度的に変更しなければならないかに依存して、異なる率で、あるいは色や強度の変化で明滅する。 例えば、ユーザ１２が希望する観測軸位置に非常に近い場合、矢?。矗菠霞彼伽嗣鳒绀贰ⅴ姗`ザが遠(yuǎn)く離れている場合は矢?。矗菠暇彜浃嗣鳒绀工?。 本発明の他の実施形態(tài)は、振動のような觸覚手段や、方向を報知する報知手段を使用してもよい。

【００４９】 本発明の他の実施形態(tài)では、観測軸３４が希望する天體１４と一致すると、矢?。矗菠先瓢k光するか明滅するようにしてもよい。 本発明のさらに他の実施形態(tài)では、ＣＯＬ裝置１０の希望する角度位置になったときに、視覚的、觸覚的、
聴覚的に報知する裝置を有し、ビ?ッという音や合成音を発するようにしてもよい。

【００５０】 観測部４０に網(wǎng)線（reticule）４４が中央に配置されている。 網(wǎng)線４４はＣＯ
Ｌ裝置１０を天體１４の中心に位置決めするのに役立つ。 本発明の他の実施形態(tài)は、他の網(wǎng)線や十字線（cross?hair）の形狀を有していてもよいし、また天體１４に位置決めする任意の手段を有していてもよい。 本発明のさらに他の実施形態(tài)では、網(wǎng)線４４は、さらに強い強度で照明したり、照明を停止したり、フラッシング（flashing）したりして、希望する角度位置に達(dá)したことを知らせるのに使用してもよい。

【００５１】 図４を參照すると、ＣＯＬ裝置１０には、全體的に符號５０で示すように、裝置を作動させるための多數(shù)の他の要素が組み込まれている。 図示された実施形態(tài)では、プロセッサ５２は、３軸磁場センサ５４、３軸重力センサ５６、計時（ti
me keeping）裝置５８、入力裝置６０、天體データベース６２、照明矢?。叮?
および表示裝置６６からなる要素を統(tǒng)合し、これらは図４の左上角から出発して反時計回りに配置されている。 本発明の好ましい実施形態(tài)では、これらの要素はＣＯＬ裝置１０のハウジング１６に組み込まれている。

【００５２】 図５を參照すると、本発明の他の実施形態(tài)では、ＣＯＬ裝置１１０はハウジング１１６の外部に外部要素を有していてもよく、該外部要素は、殘りの要素と機能的に通信している補助裝置１８０內(nèi)に存在するプロセッサ５２および／またはデータベース６２のような１または複數(shù)の要素からなる。 適切な補助裝置の例として、パーソナルデジタル補助裝置、デスクトップコンピュータまたはラップトップコンピュータを含むが、本発明の実施形態(tài)はこれらの例に限定されない。 したがって、本発明の実施形態(tài)では、プロセッサはハウジング１１６から離れて設(shè)置されている。 本発明の他の実施形態(tài)は、計時裝置５８、入力裝置６０および／
または表示裝置６６を補助裝置１８０に組み込んでいる。 本発明のさらに他の実施形態(tài)は、複合的な補助裝置を有している。 請求の範(fàn)囲の「補助裝置」の用語は１または複數(shù)の補助裝置を包含するものとして解釈されるものと理解されるべきである。

【００５３】 本発明の他の実施形態(tài)では、ＣＯＬ裝置１０の外形に、ＩＯＩ３０またはスイッチ１３２は必要としない。 また、データの入力出力は補助裝置１８０によって行われてもよい。 本発明の他の実施形態(tài)では、データベース６２は、ネットワークシステムのような情報変換システムを介して、あるいはインターネット１８２
を介して、他のデータベースに接続されてもよい。 ハウジング１６內(nèi)の要素と補助裝置１８０は、電気的または光學(xué)的信號交換媒體のようなデータ交換が可能な物理的導(dǎo)線（conduit）１８４を介して、または赤外線やＲＦ技術(shù)を利用するプロセスのような物理的導(dǎo)線を必要としないプロセスを介して、機能的に通信していてもよい。

【００５４】 図４に戻ると、入力裝置６０によりユーザはプロセッサ５２にデータを入力することができる。 図１に示す本発明の実施形態(tài)では、入力裝置６０はＩＯＩスイッチ３８とスイッチ３２に相當(dāng)する。 本発明の他の実施形態(tài)は、例えば聴覚形のような任意のタイプのデータ入力裝置を有していてもよく、またデータ入力裝置は補助裝置１８０に組み込んでもよい。

【００５５】 プロセッサ５２は、天體についての情報を引き出すために天體データベース６
２と接続している。 本発明の実施形態(tài)のデータベースの情報は異なっているが、
當(dāng)業(yè)者はデータベースにある広範(fàn)な情報を理解する。 データベース６２は、地理的位置を経緯座標(biāo)と関連付けるような他の目的のための引き出し可能なデータを含んでいてもよい。

【００５６】 プロセッサ５２は、センサ５４と５６、計時裝置５８、入力裝置６０からの入力を分析し、必要なデータベース６２と通信し、矢印６４と、図１に示す実施形態(tài)のＩＯＩ表示裝置３６に相當(dāng)する表示裝置６６とに情報を出力する。

【００５７】 プロセッサ５２は、ＣＯＬ裝置１０が向いている方向およびベクトルを演算するために、磁場センサ５４と重力場センサ５６から情報を受け取る。 ベクトルは、ＣＯＬ裝置１０の方位角（azimuth angle）と天底角（nadir angle）に対する３次元ベクトルである。 方位角は磁北と裝置が向いている方向の間の角度である。 天底角は地球直下（straight down）と裝置が向いている方向との間の角度である。 方位ベクトルは、磁場センサ５４を使用して決定され、天底角は重力場センサ５６を使用して決定される。 センサからの情報は當(dāng)業(yè)者に周知の手段を使用してプロセッサ５２で処理される。

【００５８】 ３軸重力センサ５６の使用は、天底角の位置を決定するのに要求される。 天底角は２つの特定ベクトルの間の３次元角である。 第１ベクトルは観測軸３４が向いている方法にある。 第２ベクトルは地球の質(zhì)量中心に向かって地表に真直ぐに向いている。 本発明の好ましい実施形態(tài)では、３軸重力センサは、最?。长膜?a href='/zhuanli/list-23068-1.html' target='_blank'>加速時計を使用して、３軸重力場ベクトルを決定するが、本発明の他の実施形態(tài)では、他の加速時計を使用してもよい。 使用する加速時計は靜止力、この場合は地球の１ｇの重力を検知することができなければならない。 このタイプの加速時計は簡単に入手可能な裝置で、この機能を達(dá)成するのに十分な精度を提供する。 本発明の実施形態(tài)では、３つの個々の加速時計は、Ｘ，Ｙ，Ｚ平面で互いに９０度直角に配置される。 通常の幾何學(xué)的計算により、３つの加速時計の読みが組み合わされ、天底角が得られる。

【００５９】 ３軸重力センサ５６の少なくとも３つの加速時計がなくても、１つまたは２つの加速時計の使用を開示するノートン（Norton）と比較すると、ＣＯＬ裝置１０
の精度に大きな誤差がある。 この誤差は、ユーザ１２がＣＯＬ裝置１０を何度で保持しているか、裝置の「回転」軸をどのように合わせたかに依存している。 地球の磁場だけを使用し、地球の重力場を方位を感知するのに使用する裝置では、
前記誤差を回避する唯一の方法は、磁場と重力場を測定するのに３軸センサを使用することである。 誤差は、ＣＯＬ裝置１０を無用にさせる１つの観測場よりたいてい大きいので、無視することはできない。

【００６０】 ＣＯＬ裝置１０の方向ベクトルが決定されると、プロセッサ５２は、ＣＯＬ裝置１０の経度、緯度、地方時間、および日付のデータを使用して、裝置方向ベクトルを天體座標(biāo)に平行移動させる。 本発明の実施形態(tài)では、経緯度データはユーザにより入力裝置６０を介して手動で入力される。 経緯度は座標(biāo)の形であってもよいが、町、郡、ジップコード、州の一部、州、群の地域のような他の地理的指示情報をユーザがＣＯＬ裝置１０に入れることで、間接的に入力してもよい。 この場合、データベース６２または他のデータベースは、裝置１０の経緯度を決定するのを補助する情報を含む。 地方時間と日付も手動で入力してもよいが、本発明の好ましい実施形態(tài)では、計時裝置５８がこの情報をプロセッサ５２に入力する。

【００６１】 本発明の他の実施形態(tài)では、ＣＯＬ裝置１０は、緯度、経度、時間および日付の情報またはその一部をプロセッサ５２に自動的に入力するために、全地球位置把握システム（ＧＰＳ）受信機（不図示）や他の適切な裝置を有する。

【００６２】 プロセッサは、センサ５４と５６から方向ベクトルの情報を受け取り、計時裝置５８から時間と日付の情報を受け、入力裝置６０を介してユーザからの情報を受ける。 この情報は、プロセッサ５２がデータベースに対する検索を行い、観測軸３４が向いている赤経（right ascension）と赤緯（declination）の天體座標(biāo)を決定するのに使用される。 本発明の実施形態(tài)は、この點で実行する１または多數(shù)の機能を有し、以下説明する。

【００６３】 天體の識別 全図を參照すると、ユーザ１２は識別を希望する天體にＣＯＬ裝置１０を向ける。 さらに詳しくは、ユーザは観測部４０の中心を天體１４に一致させる。 これにより、観測軸３４が天體１４と一致する。 ユーザはスイッチ３２を起動して、
プロセッサ５２に天體１４が位置確認(rèn)されたことを入力する。 プロセッサ５２はセンサ５４と５６からデータ、すなわち?xí)r間と位置データを受け取り、データベース６２と相談して、天體１４についての情報をスクリーン３６に表示する。

【００６４】 天體の位置確認(rèn) ＣＯＬ裝置１０が支持する他の共通モードの動作は、ユーザが天空の天體１４
を位置確認(rèn)するの補助することである。 例えば、ユーザ１２が土星がどこに位置しているかを知りたい場合、「位置確認(rèn)」モードを使用する。 希望する天體を位置確認(rèn)するために、オペレータはＩＯＩ３０を介して入手可能な天體のリストから土星を選択する。 次に、ユーザ１２はＣＯＬ裝置１０を通して観測する。 プロセッサ５２は、矢?。矗菠握彰鳏蚪椁筏啤ⅴ姗`ザにCOL裝置の方位を変更するよう導(dǎo)く。 例えば、観測軸３４をもっと垂直に左へ向ける必要がある場合、観測部４０の左上象限の矢?。矗菠螯c燈する。 希望する天體の土星が観測軸３４と一致すると、全ての矢?。矗菠彰鳏丹欷氦?、明滅する。 あるいは、一致したことをユーザ１２に知らせる他の任意の裝置を利用してもよい。

【００６５】 本発明の実施形態(tài)では、ＣＯＬ裝置１０はユーザのために黃道（ecliptic）を追跡してもよい。 黃道の例は、地球の軌道面である。 地球は太陽の周りを公転中に天空を橫切る想像日周弧（imaginary arc）を形成するからである。 この日周弧は、照明された矢印４２をガイドとして使用して追跡することができる。 本発明のさらなる実施形態(tài)は、彗星や衛(wèi)星のような他の天體の軌道を追跡してもよい。

【００６６】 星座および天空のツアー 多くの星座は天空の大きな領(lǐng)域を占め、多數(shù)の星を含むので、ＣＯＬ裝置１０
の実施形態(tài)は星座のツアーを提供する。 本発明の実施形態(tài)では、星座を選択し、
ＩＯＩ３０を介して入力する。 ＣＯＬ裝置１０は、観測軸３４が星座內(nèi)の最も明るい星と一致するように、矢?。矗菠蚪椁筏匹姗`ザ１２を?qū)Г?一致すると、Ｃ
ＯＬ裝置１０はその旨を表示し、ユーザがスイッチ３２を押すと、ＣＯＬ裝置は星座內(nèi)の次に明るい星にユーザを?qū)Г?この手順は、星座の星が全て観測軸３４
と一致するまで、現(xiàn)在の天體と関連する現(xiàn)在天體座標(biāo)から次の天體と関連する次の天體座標(biāo)まで、連続して続けられる。 同様に、獣帯星座（Zodiac constellat
ion）の天空ツアーのように、天體の天空ツアーは本発明の実施形態(tài)に含まれる。

【００６７】 他の動作モード 本発明の実施形態(tài)は、他のいくつかの動作モードを有し、これらはＣＯＬ裝置１０內(nèi)の照明に基づいて可能である。 ＣＯＬ裝置１０は、デジタルコンパスとして機能し、コンパスの表題（heading）を表示してもよい。 本発明の実施形態(tài)では、ＣＯＬ裝置１０は、該ＣＯＬ裝置１０が地表と平行に保持されていないときを補償するために、方位（azimuth）と天底（nadir）のデータを使用する。

【００６８】 ＣＯＬ裝置１０は、仰角（elevation angle）計器として機能し、仰角を表示してもよい。 ＣＯＬ裝置１０は、それが向いている天體座標(biāo)を表示してもよい。
この最後の動作モードは、裝置のデータベースに無い天體の天體座標(biāo)を（図表から）持っている天文學(xué)者に有益である。 ＣＯＬ裝置１０は、地方時間、ＵＴ時またはＧＭＴ時を含む種々の時間標(biāo)準(zhǔn)を表示してもよい。

【００６９】 本発明の他の実施形態(tài)では、ＣＯＬ裝置は、計器の精度を向上するために一連の補正を行ってもよい。 これらには、歳差運動procession（地軸の動揺）、地球の伸びelongation（地球は完全に円形ではない）、磁気偏差（真北極と磁北極の差）、視差（地球起動による天體座標(biāo)の誤差）、章動nutation（行列円上でうなずく地軸）を含むが、これらに限定されるものではない。 本発明の実施形態(tài)は、
磁気重力センサアレイの溫度誤差補正のために溫度センサを有していてもよい。
プロセッサは、本発明のいくつかの実施形態(tài)では、オペレータの不安定な手の震えに対する補償を行ってもよい。

【００７０】 本裝置の実施形態(tài)により、データベース６２は、天體と現(xiàn)在時極位置に関する新たな情報に更新することができる。 これは、軌道要素（orbital element）が特命要求（mission requirement）に基づいて変化する人工衛(wèi)星、例えば、ミール宇宙ステーション、國際宇宙ステーション、ハッブル宇宙望遠(yuǎn)鏡を追跡するのに特に有益である。 また、新たに打ち上げられた人工衛(wèi)星であって、活動後に軌道に載せられる人工衛(wèi)星にも有益である。 例えば、スペースシャトル。 さらに、
彗星や小惑星にような新たに発見された天體にも有益である。 天體についての情報をデータベースに追加することは、拡張チップや他のタイプのプラグインモジュールを介して、ユーザエントリーによって達(dá)成され、あるいは電子的に例えば電話回線やネットワークやインターネットのような他のタイプの情報交換システムを介して他のコンピュータに直接接続してダウンローディングすることによって達(dá)成される。 例えば、最新のポートにより、電話システムに差し込み、番號を呼出し、データベースと磁北位置を更新することができる。 これは、裝置を配置した後、オンラインで行える。

【００７１】 本発明の他の実施形態(tài)では、ＣＯＬ裝置１０は、データベース６２、他のデータベース（不図示）、プラグインモジュール、電話回線またはネットワークやインターネットのような他のタイプの情報交換システムを介して直接他のコンピュータからダウンロード可能なデータベースにおいて、天文學(xué)個人指導(dǎo)（astronom
y tutorials）に付屬するであろう。 同様にダウンロード可能な星座ツアーや天空ツアーも、本発明のいくつかの実施形態(tài)で利用可能である。

【００７２】 本発明の他の実施形態(tài)では、ＣＯＬ裝置１０は、オペレータに人工衛(wèi)星の次の肉眼観測機會を通知するために、當(dāng)業(yè)者に公知の計算を含めることができる。 例えば、ユーザが國際宇宙ステーションを選択すると、ＣＯＬ裝置１０は國際宇宙ステーションが肉眼で見える次の時刻を知らせることができる。

【００７３】 本発明の他の実施形態(tài)では、ＣＯＬ裝置１０は、照明された網(wǎng)線と方向指示器を観測領(lǐng)域で重ねて、ユーザ１２が裝置を眼から離して保持することができるようなレフレックスビューアー（reflex viewer）を含めてもよい。 これにより、
ユーザが観測軸３４に平行に遠(yuǎn)く離れて観測チャンネル４６を通して観察するのを防止することができる。

【００７４】 ＣＯＬ裝置１０は、攜?。╤and?held）サイズに限定されず、該攜帯サイズには多くの解釈が可能である。 さらに、ＣＯＬ裝置１０は、より大きなまたはより小さなスケールで機能するようにしてもよい。 したがって、本発明の実施形態(tài)の範(fàn)囲は攜帯サイズに限定されるものではない。

【００７５】 本発明の代案の実施形態(tài)では、ＣＯＬ裝置１０は、他の入力／出力裝置、他のスイッチ、これらの他の配置、および例えば數(shù)、配置、大きさ、タイプのこれらの多くの変形例を有していてもよいし、ハウジング１６に入力／出力裝置やスイッチがないオプションを含んでもよい。

【００７６】 本発明の他の実施形態(tài)では、ビューアーまたはレフレックスビューアーは、ユーザ１２が観測軸に平行に観測できるように、ハウジング１６の外側(cè)に配置することができる。

【００７７】 以上の説明は多くの細(xì)部を含むが、これらは本発明の範(fàn)囲の限定として解釈されるべきではなく、むしろ好ましい実施形態(tài)の例示として解釈されるべきである。 多くの他の変形が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態(tài)による裝置を用いてユーザが天體を確認(rèn)することを示す概略斜視図。

【図２】 図１に示す裝置の詳細(xì)斜視図。

【図３】 天體を観測中に図１に示す裝置を通して見た視野を示す図。

【図４】 図４は図１に示す裝置の要素の概略図。

【図５】 デジタルパーソナル補助機器を組み込んだ本発明の実施形態(tài)を示す概略図。

【符號の説明】

１０ 天體位置確認(rèn)裝置（ＣＯＬ） １２ ユーザ １４ 天體 １６ ハウジング １８ 第１観測口 ２０ 第２観測口 ３０ データ入力／出力インターフェース（ＩＯＩ） ３２ 観測ボタンまたはスイッチ ３４ 観測軸 ３６ 表示スクリーン ４０ 観測部 ４２ 矢印 ４６ 観測チャンネル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定國 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ