JPH02155899A - 仰角監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、上層白色光、下層赤色光の光信号を所定の仰
角で照射する灯器の仰角の適否を監視するための仰角監
視装置に関し、特に仰角監視精度を向上する技術に関す
る。

〈従来の技術〉 例えば、空港では着陸時の安全対策の１つとして、着陸
する航空機のパイロットに滑走路への正しい進入角度を
光信号で指示する視覚援助システムを設けており、その
１つとしてＰＡＰＩ（Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ　Ａｐｐｒｏ
ａｃｈ　Ｐａｔｈ　Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）がある。

かかるＰＡＰ　Ｉについて簡単に説明する。

滑走路に表示された航空機の接地帯の左側方に４つの灯
器を横列配置し、それぞれ微小の角度差を持つ異なった
仰角で光信号を照射する。前記灯器は第４図に示すよう
に、反射鏡ｌの中心に設けたハロゲンランプ等の白色光
源２の前方に、順次上半分が赤色光だけを透過させる構
成の赤色干渉膜フィルタ３とレンズ４とを配置して構成
されており、上層が白色光、下層が赤色光で両者の境界
にピンクゾーン（はとんど目には見えない）と呼ばれる
転移層を有する光信号を照射する。

このようにして設けられた灯器からの光信号は、航空機
のグライド・スロープ（進入角度）によって航空機から
の見え方が異なる。

オングライド・スロープ（適正な進入角度）では、外側
２つが白色、他の２つが赤色に見え、オングライド・ス
ロープより高い程白色に見える灯器が増え、オングライ
ド・スロープより低い程逆に赤色に見える灯器が増える
。

このように、ＰＡＰ　Ｉは灯器からの光信号の見え方に
より航空機に適正な進入角度を指示するものであるから
、灯器の仰角が所定値に設定されているか否かを監視す
ることは極めて重要であり、このために、ＰＡＰ　Ｉで
は、灯器の仰角監視装置が設置されている。

かかる仰角監視装置の従来例として、本出願人により先
に提案されたもので、光信号の転移層の位置を検出して
灯器の仰角が適正か否かを監視する方式（転移層空間位
置検出方式）のものがある（特願昭６３−１１８５７８
号等参照）。

これは、第５図に示すように灯器Ａ−Ｄの前方に距離Ｌ
（例えば１０ｍ）を隔てて各灯器Ａ−Ｄに対して１対１
の関係で監視センサａ−ｄを設置する。この場合、光信
号の転移層の巾は一様ではなく、光信号の光学中心から
多少ずれた位置が最も狭くなることから、監視センサａ
　−ｄは灯器Ａ〜Ｄに対して正対させず、横にずらして
転移層の最も狭くなる位置に設置して転移層の検出精度
を高くしている。

前記監視センサａ　−ｄは、第６図及び第７図に示すよ
うに、支柱１１に支持軸１２回りに回動可能に設けたケ
ース１３の灯器Ａ−Ｄの光が当たる受光面に、例えば長
孔状の４つの受光窓２１〜２４を、上下方向に位置をず
らして設けである。各受光窓２１〜２４のケース１３内
後方には、レンズホルダ１４に保持された集光レンズ３
１〜３４（集光レンズ３１．３３は図示されていない）
、受光センサホルダ１５に保持された受光センサ４１〜
４４及び仰角判定回路１７が設けられている。尚、１６
は調整ネジである。

前記各受光センサ４１〜４４は、第８図に示すように、
受光素子５１〜５４と対数増巾器６１〜６４とを一体化
して構成されており、第１０図のように明るい程出力が
小となる照度−出力特性を有している。また、前記仰角
判定回路１７は、２つの入力が異なったレベルのとき高
レベル出力を発生し、２つの入力が同レベルのとき低レ
ベル出力を発生する構成の３つのコンパレータ７１〜７
３と１つのアンドゲート７４で構成されており、コンパ
レータ７１は、受光センサ４１と４２の出力■１とＶ２
を比較し上向警報となる比較出力ｖｐ、、を出力すると
共に、比較出力Ｖ　Ｐ　ｔｏのインバート出力ＶＰ、、
をアンドゲート７４に入力する。コンパレータ７２は受
光センサ４２と４３の出力■２と■３とを比較しその比
較出力ＶＰ２０をアンドゲート７４に入力する。コンパ
レータ７３は受光センサ４３と４４の出力■３とＶ４と
を比較し下向警報となる比較出力■Ｐ３ｏを出力すると
共に、比較出力ＶＰ、、のインバート出力■Ｐｏ３をア
ンドゲート７４に入力する。

かかる構成の仰角監視装置の作用を説明する。

例えば、灯器Ａ〜Ｄから照射された光信号の転移層が第
６図の（ハ）の位置となる仰角のときは、受光窓２１〜
２４を介して受光センサ４１．４２は白色光を受光し、
受光センサ４３．４４は赤色光を受光している。従って
、受光センサ４１．４２の出力Ｖ、、Ｖ２は共に低レベ
ルとなり、受光センサ４３．４４の出力Ｖ、、Ｖ４は共
に高レベルとなる。このため、コンパレータ７１．７３
の比較出力ＶＰ、、、ＶＰ３ｏは共に低レベル、そのイ
ンバート出力ｖｐ、、、ＶＰＯ３は共に高レベルとなる
。また、コンパレータ７２の比較出力■Ｐ２゜は高レベ
ルとなる。この結果、アンドゲート７４には共に高レベ
ルの信号が入力し、アンドゲート７４から仰角が適正で
あることの判定出力が得られる。

次に、前記の適正仰角よりも仰角が大きく転移層の位置
が第６図の（ロ）にあるときは、受光センサ４１だけが
白色光を受光する。従って、受光センサ４１の出力■、
だけが低レベルとなり、コンパレータ７１の比較出力Ｖ
Ｐｉ、が高レベルとなり、−Ｊ１間警報出力が得られる
。また、適正仰角よりも仰角が小さく転移層の位置が第
６図の（ニ）にあるときは、受光センサ４４だけが赤色
光を受光する。

従って、受光センサ４４の出力ｖ４だけが高レベルとな
り、コンパレータ７３の比較出力ＶＰ、ｌｏが高レベル
となり、下向警報出力が得られる。

尚、転移層が第６図の（イ）及び（ホ）の位置で、全て
の受光センサ４１〜４４が白色光又は赤色光を受光する
ようになったときは、コンパレータ７１゜７３及びアン
ドゲート７４のいずれの出力もなくなる。

この状態のときは、異常事態として視覚援助システムの
動作を停止させる。

この転移層空間位置検出方式の仰角監視装置によれば、
仰角の適否を確実に判定でき、しかも、特開昭６２−１
２５５００号公報等に記載されているカラーセンサを使
用したものに比べて、装置の構成が簡単であり、コスト
が安くできる。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、転移層空間位置検出方式の場合、受光センサ
４１〜４４が、白色光を受光した時と赤色光を受光した
時とでその出力差が大きい程、転移層の検出が容易とな
り、検出の精度及び信頼性を高くできる。

ここで、受光素子５１〜５４の分光感度特性と赤色干渉
膜フィルタ３の分光感度特性は、第９図のようになって
おり、′従来では、受光センサ４１〜４４に白色光人力
時の出力Ｘと赤色光入力時の出力Ｙば、それぞれ次の（
１）式と（２）式で示される。

性、ＦＲ（λ）は赤色干渉膜フィルタの分光感度特性を
示す。

表１に白色光入力時の出力Ｘと赤色光入力時の出力Ｙの
データの一例を示す。

表１　受光センサ出力データ（単位二■）尚、１〜■は
受光センサ４１〜４４に対応している。

このデータによると、従来の白色光入力時の出力Ｘは約
４．４０　Ｖであり、赤色光入力時の出力Ｙは約４．５
１　Ｖである。従って、従来装置の転移層検出精度の目
安となる入射光の影響を除いたその差動出力の相対的変
化率（−ｌ　ｘ−ｙ　ｌ　／Ｘ）としては、約２．５％
が得られる。

しかしながら、前記相対的変化率は、灯器電流。

設置場所の温度、湿度及び天候変化等により、最悪０．
５〜１％程度低下することから、設置後、長期間環境変
化の激しい屋外で安定に使用するには、充分なものとは
言えず、今生しの大きな相対的変化率が得られることが
望まれている。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、灯器電流
、天候及び使用期間等の種々の環境条件が変化しても安
定に監視性能を発揮できる転移層空間位置検出方式の仰
角監視装置を提供することを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 このため本発明は、上層白色光、下層赤色光の光信号を
所定の仰角で照射する灯器の前方に距離を隔てて設置さ
れ、前記灯器側に面した受光面に高さを異ならセで配置
された複数個の受光窓と、該受光窓毎に設けられ対応す
る受光窓から入射する光の強度に応じた電気信号を出力
する複数個の光電変換手段と、該各光電変換手段からの
各出力に基づいて前記仰角の適否を判定する仰角判定手
段とを備え、前記灯器の仰角を監視する転移層空間位置
検出方式の仰角監視装置において、前記各光電変換手段
前方の光入射経路に、入射光の赤色帯域光を減衰させる
光学フィルタを装着する構成とした。

〈作用〉 かかる構成において、灯器から照射された上層白色光、
下層赤色光の光信号は、入射光の赤色イ１）域光を減衰
させる光学フィルタを介して光電変換手段に入射する。

これにより、灯器から照射された白色光２赤色光は、そ
れぞれに含まれる赤色帯域の光成分が減衰されて光電変
換手段に入射することになる。この場合、赤色光に含ま
れる赤色帯域成分の赤色光全体に対する割合は、白色光
に含まれる赤色帯域成分の白色光全体に対する割合に比
べて大きく、光電変換手段の出力の低下は、赤色光の方
が大きくなる。従って、白色光入力時の出力と赤色光入
力時の出力の差が大きくなるので、転移層の検出が容易
となり、仰角の監視精度及び信頼性が高くなる。

〈実施例〉 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。尚
、従来と同一部分には同一符号を付して説明を省略する
。

本実施例の仰角監視装置は、第１図及び第２図に示すよ
うに、従来の監視センサａ−ｄ（第６図〜第８図参照）
の構成に加えて、受光窓２１〜２４の内側に、入射光の
赤色帯域光を減衰させる光学フィルタとして例えば第３
図のＧ（λ）で示す分光感度特性を有するグリーンフィ
ルタ８０を設けて構成した。

かかる構成によれば、受光窓２１〜２４から入射する灯
器Ａ−Ｄからの光はグリーンフィルタ８０を通過した後
、従来と同様に集光レンズ３１〜３４を介して受光セン
サ４１〜４４に入射する。

この場合、受光センサ４１〜４４に白色光人力時の出力
Ｘと赤色光入力時の出力Ｙは、それぞれ次の（３）式と
（４）式で示される。

光に比べて赤色光が大きく減衰されることになるため、
その出力差が大きくなる。

表２に本実施例における白色光入力時の出力Ｘと赤色光
入力時の出力Ｙのデータの一例を示す。

このデータによると、本実施例の白色光入力時の出力Ｘ
は約４．６１　Ｖであり、赤色光入力時の出力Ｙは約４
．７８　Ｖである。これにより、本実施例装置の転移層
検出精度の目安となる差動出力の相対的変化率（−１Ｘ
−Ｙ　ｌ　／Ｘ）は、約３．７％が得られる。

従って、従来と比較して相対的変化率を約１．５倍にで
きる。このため、霧や雨等の気象変化、レンズ汚れ及び
経時変化等により相対的変化率が最悪０．５〜１％低下
したとしても、転移層の検出に支障のない２％以上の変
化率を確保できるので、設置場所の環境が変化しても充
分安定して監視センサａ　−ｄの性能を維持することが
できる。

また、出力差の値が大きくなるので、アンプのオフセッ
ト調整のための余裕ができるという効果がある。

尚、本実施例では、赤色帯域光を減衰する光学フィルタ
としてグリーンフィルタを使用したが、これに限らず、
赤色帯域光を減衰できるものであればよい。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、受光センサの入射
光路に赤色帯域光を減衰させる光学フィルタを設ける構
成とし、白色光に比べて赤色光の減衰を大きくして両者
の光の強度差を強調させたので、環境条件等の変化によ
る入射光が弱くなっても転移層の検出を安定にできる。

従って、仰角監視装置の信頼性及び精度を向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す監視センサの構成図、
第２図は同上監視センサの回路図、第３図は同上実施例
に使用したグリーンフィルタの分光感度特性図、第４図
はＰＡＰ　Ｉに使用される灯器の概略構成図、第５図は
灯器と監視センサの設置関係を示す図、第６図は従来の
監視センサの受光面側正面図、第７図は従来の監視セン
サの構成図、第８図は同上監視センサの回路図、第９図
は受光センサ及び赤色干渉膜フィルタの分光特性図、第
１０図は受光センサの出力特性図を示す。 １７・・・仰角判定回路　　２１〜２４・・・受光窓　
　３１〜３４・・・集光レンズ　　４１〜４４・・・受
光センサ　　７１〜７３・・・コンパレータ　　７４・
・・アントゲ−Ｉ−８０・・・グリーンフィルタ　　Ａ
−Ｄ・・・灯器　　ａ　−ｄ・・・監視センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　上層白色光、下層赤色光の光信号を所定の仰角で照射
   する灯器の前方に距離を隔てて設置され、前記灯器側に
   面した受光面に高さを異ならせて配置された複数個の受
   光窓と、該受光窓毎に設けられ対応する受光窓から入射
   する光の強度に応じた電気信号を出力する複数個の光電
   変換手段と、該各光電変換手段からの各出力に基づいて
   前記仰角の適否を判定する仰角判定手段とを備え、前記
   灯器の仰角を監視する仰角監視装置において、前記各光
   電変換手段前方の光入射経路に、入射光の赤色帯域光を
   減衰させる光学フィルタを装着したことを特徴とする仰
   角監視装置。