CN106167101B - 飞机着陆灯单元、飞机外部照明系统以及操作飞机着陆灯单元的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是关于一种飞机着陆灯单元(2)，包括：多个LED(10)；光学系统(12)，与所述多个LED(10)相关联，用于使所述飞机着陆灯单元(2)的光输出成形以照明飞机环境；控制单元(16)，用于控制所述多个LED(10)；以及光检测器(14)，所述光检测器被布置成用于检测由所述多个LED(10)发射、经由所述光学系统(12)输出且由例如云、雾、雨和雪等大气霾(30)反射的光，其中所述控制单元(16)耦合到所述光检测器(14)且被构造成用于基于由所述光检测器(14)检测到的所述光而控制所述多个LED(10)，从而调整所述飞机着陆灯单元(2)到所述大气霾的所述光输出。
Description
技术领域
本发明是属于飞机外部照明的领域。具体来说，本发明是属于飞机着陆灯以及具有耦合到其它灯单元的此类飞机着陆灯的飞机外部照明系统的领域。
背景技术
几乎所有的飞机都配备有外部灯。举例来说，大型客机具有广泛多种外部灯。实施例是导航灯或位置灯、信标灯、防碰撞灯或频闪灯、机翼灯、滑行灯、着陆灯、跑道转弯灯等等。这些灯提供飞机周围的各种照明。具体来说，在跑道进场期间，大量的外部灯通常在操作中，例如导航灯、信标灯、防碰撞灯、着陆灯，并且在一些情况中还有滑行灯和跑道转弯灯。在天空和/或机场跑道周围和上方的大气并不清晰的条件下，例如在本文一般称为大气霾条件的多云、有雾、下雨或下雪的条件下，此大量的光输出承担着由于从大气霾的光反射而导致飞行员的视觉变差的风险。
因此，改进飞机的外部照明以使得减少飞行员的盲目/飞行员视觉的减弱将是有益的。
发明内容
本发明的示范性实施方案包含一种飞机着陆灯单元，包括：多个LED；光学系统，与所述多个LED相关联，用于使所述飞机着陆灯单元的光输出成形以照明飞机环境；控制单元，用于控制所述多个LED；以及光检测器，所述光检测器被布置成用于检测由所述多个LED发射、经由所述光学系统输出且由例如云、雾、雨和雪等大气霾反射的光。所述控制单元耦合到所述光检测器且被构造成用于基于由所述光检测器检测到的光而控制所述多个LED，从而调整所述飞机着陆灯单元到所述大气霾的所述光输出。
本发明的示范性实施方案允许较高程度地减少在到机场跑道的进场期间反射光使飞行员的视觉减弱的风险。由于飞机着陆灯在飞行员的向前的视觉方向上发射大量的光，因此飞机着陆灯带来由于来自云、雾、雨或雪的反射而减弱飞行员视觉的最大风险。通过响应于大气霾的反射而控制飞机着陆灯单元的光输出，单步控制操作能够较大地减轻飞行员经历的视觉减弱。通过在单个位置实行光检测操作且通过响应于此而控制仅单个飞机外部灯单元(即，飞机着陆灯单元)，可能已经实现对飞行员视觉的较大影响。换句话说，根据本发明的示范性实施方案的飞机着陆灯单元允许基于对具有低复杂性的飞机着陆灯单元的多个LED的控制(即，基于飞机着陆灯单元内的光检测器的光检测对所述多个LED的控制)而实现在大气霾条件中对飞行员视觉的较高程度的改善。
术语“飞机着陆灯单元”指代被构造且希望用于在飞机着陆进场期间照明着陆目标的灯单元。所述飞机可以是飞机或直升机。着陆目标的实施例是飞机跑道或直升机着陆台。飞机着陆灯单元是飞机外部灯单元。它可以被构造且希望用于安装到飞机外部结构，例如安装到在到跑道的飞机进场期间展开的飞机的前部行走机构。
所述多个LED作为光源的提供允许提供极有电力效率且具有长预期使用寿命的飞机着陆灯单元。
所述光学系统可以是影响所有多个LED的光输出，因此使飞机着陆灯单元的输出光强度分布成形的单个光学系统。所述多个LED可以是LED的线性排列或LED的二维阵列排列，所述光学系统布置于整个LED排列上。所述光学系统可以是单个光学透镜，具体来说是准直透镜，但也可以由例如透镜、反射器和或快门等多个光学元件组成。也可以提供多个光学系统，这些光学系统中的每一者与飞机着陆灯单元的全部LED的相应子组相关联。
控制单元可以用各种方式耦合到光检测器。举例来说，可能光检测器连续或周期性地产生光检测信号，所述光检测信号传达关于由所述光检测器检测到的光的水平的信息。也可能光检测器执行此信息的某种形式的预处理，且向控制单元用信号通知特定事件，例如光检测的水平超过特定阈值。替代地，原始光检测数据的所有处理可以由控制单元执行。
应当指出，布置于飞机着陆灯单元内的光检测器不检测朝向飞行员实际反射的光。然而已经发现，朝向飞机着陆灯单元反射回的光提供朝向飞行员的反射的良好估计，且因此是关于飞行员的视觉减弱的良好指示。此良好指示的原因在于以下事实：例如云、雾、雨或雪等大气霾发生通常是延伸结构，存在于与飞机延伸范围相比经常极大的空间中。
根据又一实施方案，所述控制单元被构造成用于将由所述光检测器检测到的光与反射阈值进行比较，且响应于由所述光检测器检测到的所述光高于所述检测阈值而减小所述飞机着陆灯单元的所述光输出。换句话说，如果由光检测器检测到的光超过反射阈值，那么控制单元控制所述多个LED以使得飞机着陆灯单元的光输出减少。再换句话说，响应于由光检测器检测到的光高于反射阈值，飞机着陆灯单元的光输出与飞机着陆灯单元的正常操作模式(也称为飞机着陆灯单元的标称操作模式)相比减小。以此方式，提供减少因反射而使飞行员盲目的风险的简单但有效的手段。与反射阈值的比较以及飞机着陆灯单元的光输出的相应减少导致朝向飞行员反射的光的立即减少。超过反射阈值可以是切换飞机着陆灯单元的操作模式的仅有指示。换句话说，可能飞机着陆灯单元具有两个操作模式，即标称操作模式和减少光输出操作模式，其中响应于与反射阈值的比较而在这两个模式之间进行切换。然而，也可能控制单元被构造成用于将由光检测器检测到的光与多个反射阈值进行比较，响应于此而选择相应数目的操作模式中的一者。进一步可能控制单元返回到对由光检测器检测到的光的每个水平指派特定控制操作的控制函数。此控制函数可以是阶梯函数，以此方式对应于上文论述的多个反射阈值的情况，或者可以是无阶梯的连续函数，从而对由光检测器检测到的光量指派连续改变的光输出水平。
应当指出，控制单元可以响应于由光检测器检测到的光高于反射阈值而临时(即，针对进场的一部分)或永久(即，针对整个进场)减小光输出。可能光输出的减少将由光检测器检测到的光带到低于反射阈值。这并不与改变的大气条件有关，且可能仅仅是光输出的减少的结果。然而，也可能飞机经过大气霾，且改变的大气条件将允许返回到标称操作模式。为了防止在不同光输出之间的任何切换，虽然大气条件可能是恒定的，但可能控制单元被构造成用于永久减小光输出。为了给予飞机着陆灯单元适应经过的大气霾的机会，替代地可能控制单元被构造成用于在预定义时间间隔中减小光输出。在所述预定义时间间隔之后，控制单元可以根据标称操作模式控制所述多个LED，且可以在检测到的光与反射阈值之间进行新的比较。也可能提供又一反射阈值，控制单元被构造成用于响应于由光检测器检测到的光下降到低于所述又一反射阈值而再次增加飞机着陆灯单元的光输出。
根据又一实施方案，所述控制单元被构造成用于响应于由所述光检测器检测到的所述光高于所述反射阈值而调暗所有所述多个LED。以此方式，可以在所有输出角度上以成比例方式减小飞机着陆灯单元的光强度分布，因此保持飞机环境的不同扇区的相对照明相同，且仅减少飞机着陆灯单元的总体亮度。
根据替代实施方案，所述多个LED包括第一子组的LED和第二子组的LED，所述第一和第二子组的LED是单独可控的，且所述控制单元被构造成用于响应于由所述光检测器检测到的所述光高于所述反射阈值而调暗所述第一子组的LED。具体来说，在调暗所述第一子组的LED时，控制单元可以保持来自第二子组的LED的光输出不变，即，控制单元可以如以标称操作模式那样控制第二子组的LED。以此方式，控制单元可以减少来自最容易造成朝向驾驶舱的不需要的反射的那些LED的光输出，同时保持其它LED的照明恒定。以此方式，可以有效地减少飞行员视觉减弱，同时以所需的水平保持希望减少使人盲目的反射的扇区的照明。以此方式，可以实现在减少朝向飞行员的反射与用于飞行员的情况感知的足够照明之间的优化折衷。而且，这有助于维持例如机场的地面人员对飞机的被动可见性。
根据又一实施方案，所述多个LED包括第一子组的LED和第二子组的LED，所述第一和第二子组的LED是单独可控的，且所述控制单元被构造成用于响应于由所述光检测器检测到的所述光高于所述反射阈值而断开所述第一子组的LED。以此方式，可以实现朝向飞行员的不需要的反射的甚至更多的减少，同时仍确保飞行员的某一水平的情况感知且维持某一水平的被动可见性。同样，可以如标称操作模式中那样操作所述第二子组的LED。然而，也可能调暗所述第二子组的LED。
根据又一实施方案，所述第一子组的LED在飞行员向前的视觉方向上提供比所述第二子组的LED多的照明。以此方式，可以实现将主要朝向前方发射光且光更可能朝向飞行员反射的那些LED调暗或断开。由于不同LED的不同空间位置，不同LED具有对飞机着陆灯单元的光输出的不同贡献。每一LED的特定位置以及每一LED与光学系统的特定关系允许每一LED对总体光输出的不同贡献。可以确定所述多个LED中的哪些LED对飞行员向前的视觉方向上的照明比其它LED贡献更多。随后可以选择这些LED进行调暗或断开，从而导致飞行员向前的视觉方向上的照明的减少，同时维持向左和向右的较侧向方向中的相当大量的照明。
根据又一实施方案，所述第二子组的LED提供比所述第一子组的LED宽的照明场。换句话说，所述第一子组的LED在小角度范围上提供较高强度照明，而第二子组的LED在较宽角度范围上具体来说以较小强度照明飞机环境。可以用此方式保持飞机着陆灯单元的宽基本照明，同时减少飞机的向前飞行方向周围的窄锥体中的高强度照明。
根据又一实施方案，反射阈值是固定阈值。以此方式，控制单元可以根据极低复杂性的算法仅依赖于固定阈值来提供所述多个LED的控制。
根据替代实施方案，反射阈值是取决于飞机着陆灯单元周围的环境光水平而设定的可变阈值。为此目的，飞机着陆灯单元可以具有环境光传感器。对于较高环境光，可以将反射阈值设定为较高值。以此方式，可以取决于环境光水平而做出不同操作模式之间的切换，例如，可以取决于夜晚条件对比白天条件而做出切换。这些可变阈值可以考虑人眼对其周围环境的适应。举例来说，与在白天条件时相比，在夜晚条件中较低量的反射光可能使飞行员盲目或干扰飞行员。因此，这些可变阈值可以适合于在某些天气条件中基于人眼的敏感性而对干扰反射进行较有针对性的减少。
根据又一实施方案，所述反射阈值是对应于在清澈天空条件下来自机场跑道的光反射的预期反射值的至少十倍那么高。由于跑道通常由混凝土或柏油或其组合制成，因此跑道通常漫反射光，使得由飞机着陆灯单元发射的光中的一些光朝向飞行员反射回。此效应使得跑道在夜晚是可见的。使反射阈值取决于光从飞机着陆灯单元的此预期和既定反射允许对是否存在并非清澈天空情形的天气条件的相当可靠的指示。预期反射值可以是来自飞机跑道(包含其紧邻的周围环境)的预期光反射，因为飞机着陆灯单元的通常输出光强度分布并不将所有光集中于机场跑道，而是也照明一些邻近的环境。
根据又一实施方案，飞机着陆灯单元进一步包括与光检测器相关联的用于朝向所述光检测器汇聚反射光的光检测器透镜。以此方式，光检测器的灵敏度要求可以保持较低。光检测器透镜朝向光检测器收拢反射光，从而给出由大气霾引起的反射的较清楚指示。在特定实施方案中，光检测器透镜朝向光检测器引导来自预期反射扇区的光，所述预期反射扇区具有水平方向中在20°到40°之间和垂直方向中在10°到20°之间的张开角。以此方式，至少相对于飞机着陆灯单元的具有最高光强度的照明扇区，预期反射扇区与飞机着陆灯单元的标准照明扇区重合或较大地重叠。
本发明的进一步示范性实施方案包含一种飞机外部照明系统，包括：根据上述实施方案中的任一者描述的飞机着陆灯单元，以及至少又一个飞机外部灯单元，所述至少又一个飞机外部灯单元耦合到所述飞机着陆灯单元的光检测器且被构造成用于基于由所述飞机着陆灯单元的所述光检测器检测到的光而控制所述飞机着陆灯单元的相应光输出。以此方式，也可以基于相同的光检测来控制一个或多个飞机外部灯单元，例如防碰撞灯单元、滑行灯单元(如果在进场期间已经接通)和跑道转弯灯单元(如果在进场期间已经接通)。具体来说，可能减小这些另外的飞机外部灯单元的光输出，从而减少这些另外的飞机外部灯也减弱飞行员的视觉的风险。用于减少这些飞机外部灯单元的光输出的反射阈值可以与用于飞机着陆灯单元的反射阈值相同，或者可以不同。此外，所述至少又一个飞机外部灯单元可以是确切来说又一个飞机外部灯单元。也可能所述至少又一个飞机外部灯单元是两个或更多个飞机外部灯单元，所述飞机外部灯单元中的每一者基于由飞机着陆灯单元的光检测器检测到的光而控制其相应光输出。上文关于飞机着陆灯单元描述的修改、额外特征和效应同等适用于飞机外部照明系统。
根据又一实施方案，所述至少又一个飞机外部灯单元是至少一个防碰撞灯单元。具体来说，所述至少又一个飞机外部灯单元可以是左防碰撞灯单元和右防碰撞灯单元，这些防碰撞灯单元分别安置于飞机的左机翼和右机翼的翼尖中。
本发明的示范性实施方案进一步包含一种飞机，其包括如以上实施方案中的任一者中描述的飞机着陆灯单元，和/或如以上实施方案中的任一者中描述的飞机外部照明系统。上文关于飞机着陆灯单元和飞机外部照明系统描述的修改、额外特征和效应同等适用于所述飞机。
本发明的进一步示范性实施方案包含一种操作飞机着陆灯单元的方法，所述飞机着陆灯单元包括多个LED、与所述多个LED相关联的光学系统，以及光检测器。所述方法包括以下步骤：以标称操作模式操作所述多个LED，从而提供所述飞机着陆灯单元的光输出以用于照明飞机环境；检测由所述多个LED发射、经由所述光学系统输出且由例如云、雾、雨和雪等大气霾反射的光；基于由所述光检测器检测到的光而控制所述多个LED，从而调整所述飞机着陆灯单元到所述大气霾的所述光输出。操作飞机着陆灯单元的方法的示范性实施方案允许上文关于飞机着陆灯单元论述的相同效果。与此一起明确公开与上文在飞机着陆灯单元的上下文中论述的结构特征和修改类似的方法步骤。
根据又一实施方案，操作飞机着陆灯单元的方法包括以下步骤：将由光检测器检测到的光与反射阈值进行比较。所述控制所述多个LED的步骤可以包括响应于由所述光检测器检测到的光高于所述反射阈值而调暗所述多个LED的子组。以此方式，可以实现上文论述的减少容易造成朝向飞行员的不需要的反射的扇区中的光输出的效果。
附图说明
关于附图来描述本发明的进一步示范性实施方案，其中：
图1以示意图展示根据本发明的示范性实施方案的飞机着陆灯单元；
图2以示意性方式展示在云的存在下图1的飞机着陆灯单元；
图3展示根据本发明的示范性实施方案的穿过飞机着陆灯单元的示范性输出光强度分布的水平横截面；
图4展示根据本发明的示范性实施方案的具有飞机外部照明系统的飞机。
具体实施方式
图1a展示根据本发明的飞机着陆灯单元2的示范性实施方案。在图1a的示范性实施方案中以横截面示意图展示飞机着陆灯单元2。飞机着陆灯单元2包括外壳4和安装板6，飞机着陆灯单元2的大多数其它元件安装到所述安装板上。安装板6安置于外壳4的内部。飞机着陆灯单元2进一步包括透镜盖8，所述透镜盖形成飞机着陆灯单元2的最外部分且飞机着陆灯单元2发射光穿过所述透镜盖。
飞机着陆灯单元2包括多个LED 10。具体来说，所述多个LED 10是LED阵列。进一步具体来说，LED阵列是具有LED 10的规则排列的二维矩阵，例如LED的栅格状排列。在图1a的示意性横截面图中，展示LED 10的此二维阵列的一部分，即八个LED 10的线性排列的区段，作为仅说明性的实施例。
飞机着陆灯单元2进一步包括与所述多个LED 10相关联的透镜12。透镜12是示范性光学系统，用于使来自由所述多个LED 10发射的光的光输出成形，所述光输出由飞机着陆灯单元2发射穿过透镜盖8。在图1a的示范性实施方案中透镜12是旋转对称透镜，其中心轴对应于LED 10的阵列的中心。在图1a的示范性实施方案中，透镜12是使由所述多个LED10发射的光聚焦的准直透镜。经由两条光线20说明透镜12对由接近于LED 10的阵列的中心的LED发射的光实行相当好的准直。以此方式，接近于LED 10的阵列的中心的LED在窄角度范围中贡献于飞机着陆灯单元2的光输出。
飞机着陆灯单元2进一步包括安装到安装板6的光检测器14。光检测器14与光检测器透镜18相关联。在图1a的示范性实施方案中，光检测器透镜18是旋转对称透镜，且相对于光检测器14被布置成使得穿过光检测器透镜18的中心的轴线延伸穿过光检测器14。光检测器14和光检测器透镜18的此组合相对于所述多个LED 10和透镜12偏移。不存在从所述多个LED 10中的任一者到光检测表面指向光检测器透镜18的光检测器14的直接光路径。
飞机着陆灯单元2进一步包括控制单元16，所述控制单元连接到所述多个LED 10且连接到光检测器14。控制单元16控制所述多个LED 10。如下文将阐释，控制单元16考虑由光检测器14产生且输出到控制单元16的光检测信号以用于控制所述多个LED 10。
图1b展示与图1a中所示相同的飞机着陆灯单元2。然而，出于说明性目的，展示两条其它光线22而不是图1a中所示的光线20。图1a的光线20源自接近于所述多个LED 10的中心的LED，而图1b的光线22源自从所述多个LED 10的中心最大偏移的LED，即源自在图1b的观看方向中最上部的LED。可见，对于从LED 10的阵列的中心偏移的LED，透镜12的准直不是那么有效。以此方式，与接近于LED 10的阵列的中心的LED相比，源自LED 10的阵列的最大偏移LED的光线22在更宽的张开角中贡献于飞机着陆灯单元的输出光强度分布。在所示的特定实施例中，光线22在图1b的观看方向中贡献于输出光强度分布的向下成角度的部分。从图1a和图1b的比较显而易见，LED 10的阵列的个别LED对飞机着陆灯单元2的输出光强度分布做出不同的贡献。进一步显而易见，个别LED的接通/断开切换和/或调光可以导致以飞机着陆灯单元2可以实现的不同输出光强度分布的宽范围。虽然图1a和1b的示范性实施方案展示准直透镜12以及以平面方式并排排列的LED 10的规则阵列，但可以用其它构造和定向来排列LED且可以用其它方式实施光学系统。因此，飞机着陆灯单元2的输出光强度分布可以适于广泛多种使用情形和/或特定应用需求。所展示的飞机着陆灯单元2仅用于说明性目的。
图2展示在检测大气霾的过程中图1的飞机着陆灯单元2。在图2中，将云30描绘为大气霾的实施例。在飞机着陆灯单元2的透镜盖8前方以示意性方式展示云30。显然，真实的云通常是比飞机着陆灯单元2大得多的延伸结构，事实上比整个飞机大得多。实际上，飞机着陆灯单元2可能被云或例如雨、雾或雪等其它大气霾围绕。然而，为了说明大气霾检测，以描绘的说明性方式展示云30。云30包括液滴32，所述液滴是形成云30的颗粒且反射照射于其上的光。
参考标号24指示示范性光线，所述示范性光线源自LED 10的阵列的中心LED中的一者，经由准直透镜12和透镜盖8由飞机着陆灯单元2发射，且既定在飞机进场期间照明机场的跑道。假定飞机着陆灯单元2以标称操作模式操作，即在为了在清澈天空条件下照明机场跑道以及可能其周围环境而设计的操作模式中操作。虽然希望到达机场跑道，但光线24射中云30的液滴32中的一者。液滴32反射光线，以参考标号26指示反射的光线。光线26朝向飞机着陆灯单元2反射回。具体来说，光线26穿过透镜盖8且穿过光检测器透镜18。光检测器透镜18朝向光检测器14重定向光线26。
光检测器14在云30的存在下比在云30的不存在下检测到多得多的光。虽然在图1中未图示，但应当指出，光检测器14在云30的不存在下也检测到光。一方面，光检测器14检测环境光。另一方面，即使当几乎不存在环境光时，例如在夜间条件期间，光检测器14在跑道的进场期间也检测到光。具体来说，由所述多个LED 10发射且到达机场跑道的光由机场跑道漫反射，所述光的小部分朝向飞机着陆灯单元2反射回且由光检测器14检测到。此光可以称为预期反射值，因为其表示在清澈天空条件下由机场跑道以及可能其周围环境反射的光量。在云或例如雾、雨或雪等其它大气霾的存在下，由光检测器14检测到的光量比此预期反射值大得多。举例来说，由大气霾反射的光量可以比在清澈天空条件下由机场跑道反射的光量大超过10倍，具体来说超过20倍。控制单元16使用此检测到的光量的偏差作为控制所述多个LED 10的基础，如下文将描述。
光检测器14输出指示由光检测器14检测到的瞬时光量的光检测信号。此光检测信号由控制单元16接收。控制单元16将由光检测器检测到的瞬时光量(简称为由光检测器检测到的光)与阈值(称为反射阈值)进行比较。如果超过此反射阈值，那么控制单元假定例如云30等大气霾过于密集而使得由大气霾反射大量的光而减弱飞行员的视觉。换句话说，控制单元16推断由飞机着陆灯单元2经由准直透镜和透镜盖8从所述多个LED 10发射的如此多的光被大气霾反射，使得飞行员因反射光而盲目且无法正确查看飞机环境。
应当指出，控制单元16在大气霾是延伸结构的假定下操作。虽然光检测器14不在飞机驾驶舱中，其事实上在飞机着陆灯单元2中，但控制单元16假定由光检测器14检测到的光是指向驾驶舱的反射的水平的良好指示符。以此方式，估计飞行员的盲目程度而不需要在飞机驾驶舱中提供单独的光检测器。
控制单元16基于由光检测器14检测到的光、具体来说基于由光检测器14提供的光检测信号而控制所述多个LED 10。在关于图2描述的示范性实施方案中，控制单元16控制所述多个LED 10以使得在由光检测器14检测到的光超过反射阈值后使飞机着陆灯单元2的光输出与标称操作模式相比减少。
图3展示根据本发明的示范性实施方案的穿过由飞机着陆灯单元发射的各种示范性输出光强度分布的水平横截面。图1和2的飞机着陆灯单元2可以在各种操作条件中发射一些或所有这些输出光强度分布。因此，结合图1和2的飞机着陆灯单元2来公开图3的所有输出光强度分布。
图3a展示飞机着陆灯单元2以标称操作模式可以发射的示范性第一输出光强度分布50。关于飞机着陆灯单元2所安装的飞机的向前飞行方向40描绘第一输出光强度分布50。第一输出光强度分布在所描绘的水平横截面平面中具有在向前飞行方向40周围大约50°的张开角，覆盖从向前飞行方向40向左和向右大约25°。光强度在此角度范围上大致恒定。
图3b展示飞机着陆灯单元2在减少光输出模式中可以发射的示范性第二输出光强度分布52。第二输出光强度分布52也具有大约50°的张开角和在此角度范围上大致恒定的光强度。然而，第二输出光强度分布52的光强度是第一输出光强度分布50的光强度的大约70%。
第一输出光强度分布50和第二输出光强度分布52如下相关。响应于由光检测器检测到的光超过反射阈值，控制单元调暗飞机着陆灯单元2的所有LED以使得所述LED发射它们的标称光强度的仅70%。因此，虽然输出光强度分布的总体形状保持不变，但发射的光输出减少到标称操作模式中的光输出的70%。
图3c展示飞机着陆灯单元2以标称操作模式可以发射的示范性第三输出光强度分布60。第三输出光强度分布60也具有在向前飞行方向40周围大约50°的张开角。然而，光强度在此角度范围上不是恒定的。在向前飞行方向40周围20°的角度范围中的光强度高于在所述50°范围的其余部分中的光强度。具体来说，在-25°到-10°之间以及10°到25°之间的角度范围中的光强度是在-10°到10°之间的角度范围中的光强度的大约70%。以此方式，实现例如跑道前方的目标的强照明，同时在较低程度上照明飞机环境的侧向扇区。这可以通过在-10°到10°的角度范围中操作较多的贡献于飞机着陆灯单元的输出光强度分布的LED且在-25°到-10°和10°到25°的角度范围中操作较少的贡献于飞机着陆灯单元的输出光强度分布的LED来实现。
图3d展示飞机着陆灯单元2在减少光输出模式中可以发射的示范性第四输出光强度分布62。第四输出光强度分布62等于第二输出光强度分布52。
第三输出光强度分布60和第四输出光强度分布62如下相关。响应于由光检测器检测到的光超过反射阈值，控制单元调暗或关闭在-10°到10°的角度范围中贡献于第三输出光强度分布60的一些或所有那些LED。以此方式，最容易减弱飞行员视觉的光减少，同时保持侧向扇区中的照明不变。
图3e展示飞机着陆灯单元2以标称操作模式可以发射的示范性第五输出光强度分布70。第五输出光强度分布70等于第一输出光强度分布50。
图3f展示飞机着陆灯单元2在减少光输出模式中可以发射的示范性第六输出光强度分布72。第二输出光强度分布72也具有大约50°的张开角。然而，光强度在此角度范围上不是恒定的。虽然在从-25°到-10°和从10°到25°的角度范围中与第五输出光强度分布70相比光强度不变，但在-10°到10°的角度范围中光强度是第五输出光强度分布的光强度的大约70%。
第五输出光强度分布70和第六输出光强度分布72如下相关。响应于由光检测器检测到的光超过反射阈值，控制单元调暗或关闭在-10°到10°的角度范围中贡献于第五输出光强度分布70的一些或所有那些LED。以此方式，最容易减弱飞行员视觉的光减少，同时保持侧向扇区中的照明不变。
应当指出，图3a到3f的输出光强度分布是用于说明性目的。其它张开角、在张开角上的光强度的其它变化以及标称操作模式与减少光输出模式之间的其它调整也是可能的。
图4以俯视图展示根据本发明的示范性实施方案的具有飞机外部照明系统102的飞机100。飞机外部照明系统102具有安置于飞机100的前部行走机构处且如以上任一实施方案中描述的飞机着陆灯单元2、右翼尖防碰撞灯单元104和左翼尖防碰撞灯单元106。飞机着陆灯单元2、右翼尖防碰撞灯单元104和左翼尖防碰撞灯单元106彼此连接。具体来说，右翼尖防碰撞灯单元104和左翼尖防碰撞灯单元106经由合适的信号线和/或无线信号接口耦合到飞机着陆灯单元2的光检测器14和/或控制单元16。在图4的示范性实施方案中，右翼尖防碰撞灯单元104和左翼尖防碰撞灯单元106被构造成用于响应于由飞机着陆灯单元2检测到的光而调整它们的光输出，如上文详细描述。
虽然已经参考示范性实施方案描述了本发明，但本领域的技术人员将了解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以做出各种改变且可用等效物代替本发明的元件。另外，在不脱离本发明的基本范围的情况下可做出许多修改以使特定情形或材料适合于本发明的教示。因此，希望本发明不限于所公开的特定实施方案，而是本发明包含属于所附权利要求书的范围内的所有实施方案。
Claims (12)
1.一种飞机着陆灯单元(2)，包括：
多个LED(10)，
光学系统(12)，与所述多个LED(10)相关联，用于使所述飞机着陆灯单元(2)的光输出成形以照明飞机环境，
控制单元(16)，用于控制所述多个LED(10)，以及
光检测器(14)，所述光检测器被布置成用于检测由所述多个LED(10)发射、经由所述光学系统(12)输出且由大气霾(30)反射的光，
其中所述控制单元(16)耦合到所述光检测器(14)且被构造成用于基于由所述光检测器(14)检测到的所述光而控制所述多个LED(10)，从而调整所述飞机着陆灯单元(2)到所述大气霾的所述光输出，
其中所述控制单元(16)被构造成用于将由所述光检测器(14)检测到的所述光与反射阈值进行比较，且响应于由所述光检测器(14)检测到的所述光高于所述反射阈值而减小所述飞机着陆灯单元(2)的所述光输出，
其中所述多个LED(10)包括第一子组的LED和第二子组的LED，所述第一和第二子组的LED是单独可控的，且其中所述控制单元(16)被构造成用于响应于由所述光检测器(14)检测到的所述光高于所述反射阈值而调暗所述第一子组的LED，
其中所述第一子组的LED在飞行员向前的视觉方向上提供比所述第二子组的LED多的照明，并且
其中所述第二子组的LED提供比所述第一子组的LED宽的照明场。
2.一种飞机着陆灯单元(2)，包括：
多个LED(10)，
光学系统(12)，与所述多个LED(10)相关联，用于使所述飞机着陆灯单元(2)的光输出成形以照明飞机环境，
控制单元(16)，用于控制所述多个LED(10)，以及
光检测器(14)，所述光检测器被布置成用于检测由所述多个LED(10)发射、经由所述光学系统(12)输出且由大气霾(30)反射的光，
其中所述控制单元(16)耦合到所述光检测器(14)且被构造成用于基于由所述光检测器(14)检测到的所述光而控制所述多个LED(10)，从而调整所述飞机着陆灯单元(2)到所述大气霾的所述光输出，
其中所述控制单元(16)被构造成用于将由所述光检测器(14)检测到的所述光与反射阈值进行比较，且响应于由所述光检测器(14)检测到的所述光高于所述反射阈值而减小所述飞机着陆灯单元(2)的所述光输出，
其中所述多个LED(10)包括第一子组的LED和第二子组的LED，所述第一和第二子组的LED是单独可控的，且其中所述控制单元(16)被构造成用于响应于由所述光检测器(14)检测到的所述光高于所述反射阈值而断开所述第一子组的LED，
其中所述第一子组的LED在飞行员向前的视觉方向上提供比所述第二子组的LED多的照明，并且
其中所述第二子组的LED提供比所述第一子组的LED宽的照明场。
3.根据权利要求1或2所述的飞机着陆灯单元(2)，其中大气霾包括云、雾、雨和雪中的至少一个。
4.根据权利要求1或2所述的飞机着陆灯单元(2)，其中所述反射阈值是固定阈值。
5.根据权利要求1或2所述的飞机着陆灯单元(2)，其中所述反射阈值是取决于所述飞机着陆灯单元(2)周围的环境光水平而设定的可变阈值。
6.根据权利要求1或2所述的飞机着陆灯单元(2)，其中所述反射阈值是对应于在清澈天空条件下来自机场跑道的光反射的预期反射值的至少10倍那么高。
7.根据权利要求1或2所述的飞机着陆灯单元(2)，进一步包括与所述光检测器(14)相关联的用于朝向所述光检测器(14)汇聚反射光的光检测器透镜(18)。
8.一种飞机外部照明系统(102)，包括：
根据前述权利要求中任一项所述的飞机着陆灯单元(2)，以及
至少又一个飞机外部灯单元(104，106)，所述至少又一个飞机外部灯单元耦合到所述飞机着陆灯单元(2)的所述光检测器(14)且被构造成用于基于由所述飞机着陆灯单元(2)的所述光检测器(14)检测到的所述光而控制其相应光输出。
9.根据权利要求8所述的飞机外部照明系统(102)，其中所述至少又一个飞机外部灯单元是至少一个防碰撞灯单元。
10.一种操作飞机着陆灯单元(2)的方法，所述飞机着陆灯单元包括多个LED(10)、与所述多个LED(10)相关联的光学系统(12)以及光检测器(14)，其中所述多个LED(10)包括第一子组的LED和第二子组的LED，所述第一和第二子组的LED是单独可控的，所述方法包括以下步骤：
以标称操作模式操作所述多个LED(10)，从而提供所述飞机着陆灯单元(2)的光输出以用于照明飞机环境，
检测由所述多个LED(10)发射、经由所述光学系统(12)输出且由大气霾(30)反射的光，
将由所述光检测器(14)检测到的所述光与反射阈值进行比较，
基于由所述光检测器(14)检测到的所述光而控制所述多个LED(10)，从而调整所述飞机着陆灯单元(2)到所述大气霾(30)的所述光输出，
其中控制所述多个LED(10)的步骤包括响应于由所述光检测器(14)检测到的所述光高于所述反射阈值而调暗所述第一子组的多个LED，其中所述第一子组的LED在飞行员向前的视觉方向上提供比所述第二子组的LED多的照明，并且其中所述第二子组的LED提供比所述第一子组的LED宽的照明场。
11.一种操作飞机着陆灯单元(2)的方法，所述飞机着陆灯单元包括多个LED(10)、与所述多个LED(10)相关联的光学系统(12)以及光检测器(14)，其中所述多个LED(10)包括第一子组的LED和第二子组的LED，所述第一和第二子组的LED是单独可控的，所述方法包括以下步骤：
以标称操作模式操作所述多个LED(10)，从而提供所述飞机着陆灯单元(2)的光输出以用于照明飞机环境，
检测由所述多个LED(10)发射、经由所述光学系统(12)输出且由大气霾(30)反射的光，
将由所述光检测器(14)检测到的所述光与反射阈值进行比较，
基于由所述光检测器(14)检测到的所述光而控制所述多个LED(10)，从而调整所述飞机着陆灯单元(2)到所述大气霾(30)的所述光输出，
其中控制所述多个LED(10)的步骤包括响应于由所述光检测器(14)检测到的所述光高于所述反射阈值而断开所述第一子组的多个LED，其中所述第一子组的LED在飞行员向前的视觉方向上提供比所述第二子组的LED多的照明，并且其中所述第二子组的LED提供比所述第一子组的LED宽的照明场。
12.根据权利要求10或11所述的操作飞机着陆灯单元(2)的方法，其中大气霾包括云、雾、雨和雪中的至少一个。
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