JPH1054881A - 雷光観測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 落雷時に発生する所定の方向の雷光を確実に
選択して撮影すること。 【解決手段】 ループコイル１ａ、１ｂによって検出さ
れる電磁界の変化に基づく差分信号と、光検出器４によ
って検出される光強度信号とから、落雷方向がスチール
カメラ２の撮影方向と一致しているかどうかを判定し
て、撮影方向の雷光のみをスチールカメラ２によって撮
影可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、落雷時の放電経路
を撮影する雷光観測装置に関し、より詳細には稲妻の発
生方向と撮影方向とが一致した時に撮影装置の起動信号
を発生させる装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】落雷時に発生する雷光（稲妻）の記録
は、通常、スチールカメラやビデオカメラといった撮影
装置を用いて行われている。撮影装置は、雷光の発生に
合わせて起動させる必要があるため、撮影方向と一致し
た方向に指向性を有する光検出器を用いて、入射した雷
光の光強度が所定のしきい値を超えた場合に撮影起動信
号を発生させるようになっている。

【発明が解決しようとする課題】

【０００３】しかしながら、光検出器に撮影装置と同一
の指向性や入射領域を持たせるために、検出可能領域を
フードにより制限したとしても、反射などによる光の回
り込みによって意図しない方向の雷光で起動信号を発生
し、空撮りによる撮影フィルム等の記録媒体の無駄な消
費や記録データの増大による解析時間の長大化を招くと
いった問題がある。

【０００４】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、撮影可能領域内の雷
光だけを撮影することのできる雷光観測装置を提供する
ことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明はこの
ような課題を達成するために、２つのループコイルを互
いに交叉させた電磁界検出手段と、ループコイルによっ
て分割された１つの領域内で、かつループコイルの対称
面と一致する方向を撮影方向と定めて配置された撮影手
段と、この撮影手段の撮影方向を入射方向とするように
配置された光検出手段と、電磁界検出手段によって検出
された差分信号と光検出手段とによって検出された光強
度信号とから判定される雷光発生方向が撮影手段の撮影
方向と一致した時に、撮影手段の起動信号を発生する制
御手段とを備えるようにした。

【０００６】

【作用】回り込みによる光検出手段の誤検出を電磁界検
出手段により修正して、撮影可能領域内の雷光に対して
のみ起動信号を発生させる。

【０００７】

【発明の実施の形態】そこで以下に本発明の実施例につ
いて説明する。図１は、本発明の一実施例をループコイ
ルと光検出器と撮影装置の配置関係でもって示す上面図
で、図中符号１ａ、１ｂは、電磁界を検出する２つのル
ープコイルで、コイル面が大地に垂直となり、かつ互い
に交叉、好ましくは直交するように配置され、雷放電の
発生時の電磁界のベクトルを検出するように構成されて
いる。

【０００８】２は、撮影装置で、この実施例では、モー
タドライブ機構を搭載したスチールカメラとして構成さ
れており、２つのループコイル１ａ、１ｂの対称面、つ
まり、ループコイルによって分割された領域を等分割す
る面に垂直な方向、この実施例ではI方向を撮影方向と
するように配置されている。

【０００９】スチールカメラ２は、図２に示したよう
に、カメラ函体２１の一側にレンズ２２とメカニカルシ
ャッタ２３とを備え、また、レンズ２２の焦点にロール
フィルム２４が配置されていて、カメラ函体２１の底部
に取り付けられたモータドライブ機構２５により、撮影
後に１コマ分だけロールフィルム２４を巻き上げるよう
に構成されている。

【００１０】３は、レンズ２２の前面に配置された液晶
シャッタで、後述する撮影起動信号発生回路１８により
駆動される液晶シャッタ駆動回路１９からの駆動信号を
受けて、撮影可能な透光状態に調節するように構成され
ている。

【００１１】４は、フォトダイオードなどからなる雷光
検出用の光検出器で、スチールカメラ２の撮影範囲と一
致するように入射方向がフード４ａによって制限されて
いて、撮影装置２の撮影方向を検出可能領域とするよう
に配置されている。

【００１２】図２は、本発明の雷光観測装置の一実施例
を示すものであって、図中符号１１は、差分検出回路
で、各々のループコイル１ａ、１ｂの信号が前置増幅器
１０ａ、１０ｂを介して入力され、各コイルの差分信号
を第１の比較回路１２に出力するものである。

【００１３】第１の比較回路１２は、差分検出回路１１
からの差分信号Ｅと、しきい値設定回路１３によって設
定されたしきい値Ｅｓとを比較し、その比較結果を制御
装置１６に出力するものである。

【００１４】第２の比較回路１４は、光検出器４によっ
て検出された雷光による光強度信号Ｐと、しきい値設定
回路１５によって設定されたしきい値Ｐｓとを比較し、
その比較結果を制御装置１６に出力するものである。

【００１５】制御装置１６は、方位判定回路１７と撮影
起動信号発生回路１８とからなっており、方位判定回路
１７は、第１の比較回路１２からの信号と第２の比較回
路１４からの信号とを受けて、図１における４分割され
た領域の内、I方向を含む領域内での雷光であるかどう
かを判定し、撮影方向と一致した時に撮影起動信号発生
回路１８を作動させるものである。

【００１６】撮影起動信号発生回路１８は、液晶シャッ
タ駆動回路１９に起動信号を出力するとともに、一連の
落雷現象を撮影するのに要する時間の経過後に、モータ
ドライブ機構２５を駆動してロールフィルム２４を巻き
上げるための巻き上げ信号を出力するものである。

【００１７】液晶シャッタ駆動回路１９は、起動信号を
受けて、液晶シャッタ３が撮影可能な透明度となるレベ
ル調整用の駆動信号を液晶シャッタ３に印加するように
構成されている。

【００１８】この実施例において、まず、スチールカメ
ラ２のメカニカルシャッタ２３を開放した状態で、撮影
方向、この実施例においてはI方向に一致させ、またル
ープコイル１ａ、１ｂの向き及び光検出器４の入射方向
を、I方向を含む領域内での稲妻を検出できるように調
整する。

【００１９】雷放電によって発生する電磁界は、ループ
コイル１ａ、１ｂによって検出され、その差分値Ｅは、
落雷地点によって図３の実線で示したようなレベルＥ１
〜Ｅ４（Ｅ１＝Ｅ３＜Ｅ２＝Ｅ４）の値をとる。すなわ
ち、雷放電がI方向を含む領域で生じた場合には、ルー
プコイル１ａと１ｂに生じる起電力が略等しくなり、そ
の差分値はレベルＥ１となってしきい値Ｅｓよりも低い
レベルになる。

【００２０】雷放電がIII方向を含む領域で生じた場合
には、前述したI方向を含む領域と正反対の方向である
から、ループコイル１ａ、１ｂに生じる起電力は略等し
くなり、同じようにその差分値はレベルＥ３と低いレベ
ルになる。

【００２１】一方、雷放電がII方向、あるいはIV方向を
含む領域で生じた場合には、電磁界が主として一方のル
ープコイルと交鎖するから、ループコイル１ａ、１ｂの
間には起電力に大きな差が生じ、その差分値のレベルＥ
２、Ｅ４はしきい値Ｐｓを越える高いレベルになる。

【００２２】他方、雷光は、撮影装置の撮影領域と一致
する光検出器４で検出され、各方向を含む領域ごとの雷
放電による光強度値Ｐは、図３の点線で示したようなレ
ベルＰ１〜Ｐ４（Ｐ１＞Ｐ２'＝Ｐ４’＞Ｐ２＝Ｐ４＞
Ｐ３）の値をとる。すなわち、雷光がI方向を含む領域
で生じた場合には、光検出器４は雷光をまともに受ける
から、光強度値Ｐ１はしきい値Ｐｓを越える高いレベル
を示すことになる。

【００２３】これに対して、雷光がIII方向を含む領域
で生じる場合には、I方向を含む領域と反対方向である
から、光検出器４の背後からの雷光の回り込みはわずか
であり、光強度値Ｐ３は最低レベルになる。

【００２４】また、雷光がII方向、あるいはIV方向を含
む領域で生じた場合には、雷光に対して光検出器４が横
となるため、光の回り込み量がIII方向を含む領域の場
合よりも増えて、光強度値Ｐ２、Ｐ４は中間のレベルと
なる。

【００２５】しかしながら、I方向を含む領域とII方向
を含む領域との境界地点、あるいはI方向を含む領域とI
V方向を含む領域との境界地点で雷光が発生すると、光
強度値Ｐは、I方向を含む領域からの光強度値Ｐ１より
は若干低いレベルであるものの、光強度値Ｐ２、Ｐ４よ
りも高いレベル値Ｐ２’、Ｐ４’を示すことになる。

【００２６】これに対応するため、しきい値設定回路１
３により差分値Ｅに対するしきい値Ｅｓを、I方向を含
む領域及びIII方向を含む領域における最低レベルＥ
１、Ｅ３より若干高めに設定するとともに、しきい値設
定回路１５により光強度値Ｐに対するしきい値Ｐｓを、
II方向を含む領域とIV方向を含む領域とにおけるレベル
値Ｐ２’、Ｐ４’より若干低めに設定する。

【００２７】方位判定回路１７では、第１及び第２の比
較回路１２、１４からの比較信号により、表１に示した
ような判定が行なわれ、落雷地点がI方向を含む領域で
あるか否かの判定が可能となる。つまり、表１の判定表
から分かるように、Ｐ１≧Ｐｓで、かつＥ１≦Ｅｓの関
係を有する場合に、落雷地点がI方向を含む領域である
と判定できるとともに、それ以外の場合には、II方向乃
至IV方向を含む領域のいずれかと判定される。特に、I
方向を含む領域に発生する落雷と、I方向を含む領域と
隣接するII方向を含む領域及びIV方向を含む領域に発生
する落雷を識別して空撮りを防止することができる。

【００２８】

【表１】

【００２９】すなわち、II方向を含む領域内あるいはIV
方向を含む領域内のI方向を含む領域との境界に近い領
域で落雷が発生し、光検出器４によって検出された光強
度値Ｐが、高レベル値Ｐ２’、Ｐ４’（Ｐ１≧Ｐ２'＝
Ｐ４'≧Ｐｓ）であったとしても、ループコイル１ａと
１ｂとの間の起電力には大きな差が生じ、差分値のレベ
ルＥ２、Ｅ４が高く（Ｅ２＝Ｅ４＞Ｅｓ）なるから、I
方向を含む領域に雷光が生じた場合の光強度値Ｐと差分
値Ｅとの関係、Ｐ１≧Ｐｓで、かつＥ１≦Ｅｓと明確に
識別できる。

【００３０】このようにして、方位判定回路１７によっ
て落雷地点がスチールカメラ２の撮影方向と一致するI
方向を含む領域であると判定された場合のみ、撮影起動
信号発生回路１８から起動信号を液晶シャッタ駆動回路
１９に出力し、雷光を撮影できる程度の透明度となるレ
ベルの駆動信号を液晶シャッタ駆動回路１９から液晶シ
ャッタ３に出力して雷光を撮影する。

【００３１】撮影開始時点から予め設定された時間が経
過すると、制御装置１６は、液晶シャッタ３に印加する
電圧をロールフィルム２４が感光しない程度の値まで低
下させ、ついで、モータドライブ機構２５を作動させて
ロールフィルム２４を巻き上げて次の雷光の撮影に備え
る。

【００３２】なお、上述の実施例においては、２つのル
ープコイルにより分割された１つの領域内のみに撮影装
置と光検出器を配置しているが、図４に示したように、
４つの領域に２つのループコイルの対称面と一致する方
向に向けて撮影装置及び光検出器を各々配置し、ループ
コイルからの差分信号と各撮影装置に付属する光検出器
からの光強度信号とを組み合わせて判定することより、
複数方向の落雷を１組のループコイルを兼用して、空撮
りを可及的に少なくして撮影することができることは明
らかである。

【００３３】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、２つ
のループコイルを互いに交叉させた電磁界検出手段と、
ループコイルによって分割された１つの領域内で、かつ
ループコイルの対称面と一致する方向を撮影方向と定め
て配置された撮影手段と、この撮影手段の撮影方向を入
射方向とするように配置された光検出手段と、電磁界検
出手段によって検出された差分信号と光検出手段とによ
って検出された光強度信号とから判定される雷光発生方
向が撮影手段の撮影方向と一致した時に、撮影手段の起
動信号を発生する制御手段とを備えるようにしたので、
光検出器からの光強度信号とループコイルからの差分信
号とにより雷光発生方向を識別して、撮影範囲外の側方
で発生した雷光に対する誤撮影を阻止し、撮影フィルム
の無駄な消費をなくすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の雷光観測装置の一実施例をループコイ
ルと光検出器と撮影装置との配置関係で示す上面図であ
る。

【図２】本発明の雷光観測装置の一実施例を示すブロッ
ク図である。

【図３】各落雷地点に対するループコイルにより検出さ
れた差分信号と光検出器により検出された光強度信号と
の関係を示す図である。

【図４】本発明の他の実施例を示す図である。

【符号の説明】

１ａ、１ｂ ループコイル ２ スチールカメラ ４ 光検出器 １６ 制御装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２つのループコイルを互いに交叉させた
   電磁界検出手段と、前記ループコイルによって分割され
   た１つの領域内で、かつ前記ループコイルの対称面と一
   致する方向を撮影方向と定めて配置された撮影手段と、
   該撮影手段の撮影方向を入射方向とするように配置され
   た光検出手段と、前記電磁界検出手段によって検出され
   た差分信号と前記光検出手段とによって検出された光強
   度信号とから判定される雷光発生方向が前記撮影手段の
   撮影方向と一致した時に、前記撮影手段の起動信号を発
   生する制御手段とを備えた雷光観測装置。
2. 【請求項２】 前記ループコイルによって分割された領
   域の複数の領域に前記光検出手段と前記撮影手段とを配
   置し、前記制御手段により、前記各光検出手段と前記ル
   ープコイルにより雷光発生方向を判定して、該当する前
   記撮影手段に起動信号を出力する請求項１に記載の雷光
   観測装置。