JP3236472U - 気象観測装置用制御ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】各気象観測ユニットの構成に関わらず、共通して用いることができる、気象観測装置用制御ユニットを提供する。【解決手段】上空の気象を観測する気象観測ユニットと共に気象観測装置１００を構成する気象観測装置用制御ユニットである。気象観測装置用制御ユニットは、気象観測ユニットで得られたデータの処理を行う制御部２１と、制御部での処理結果を地上に送信する送信器２２と、制御部及び送信器に電力を供給する電源２３と、を収容する収容ケース２０を有する。収容ケースは、複数種類の気象観測ユニットのそれぞれが取り付けられる単一の取付領域を有し、取付領域には、気象観測ユニット及び制御部を接続する配線を通過させる配線穴が形成されている。【選択図】図４

Description

実用新案法第１１条において準用する特許法第３０条第２項適用申請有り １．日本気象学会２０２１年度秋季大会、令和３年１２月２日～１２月８日、現地開催：三重大学（三重県津市栗真町屋町１５７７）、オンライン開催（ウェブサイトのアドレス）：ｈｔｔｐｓ：／／ｓｉｔｅｓ．ｇｏｏｇｌｅ．ｃｏｍ／ｍｅｔｓｏｃ．ｏｒ．ｊｐ／ａｔｍ２０２１／ｈｏｍｅ、学会発表「新しい降水粒子撮像ゾンデＲａｉｎｓｃｏｐｅの性能評価」 ２．日本気象学会２０２１年度秋季大会、令和３年１２月２日～１２月８日、現地開催：三重大学（三重県津市栗真町屋町１５７７）、オンライン開催（ウェブサイトのアドレス）：ｈｔｔｐｓ：／／ｓｉｔｅｓ．ｇｏｏｇｌｅ．ｃｏｍ／ｍｅｔｓｏｃ．ｏｒ．ｊｐ／ａｔｍ２０２１／ｈｏｍｅ、学会発表「４００ＭＨｚ帯気象援助局による雲／降水粒子撮像ゾンデ ＣｌｏｕｄｓｃｏｐｅとＲａｉｎｓｃｏｐｅの開発」 ３．ウェブサイトの掲載日（令和３年１１月２４日）、ウェブサイトのアドレス（ｈｔｔｐｓ：／／ｍｒｉ－２．ｍｒｉ－ｊｍａ．ｇｏ．ｊｐ／ｏｗｎｃｌｏｕｄ／ｓ／Ｒ６ＷＭＦＡＡＰＹＰＧｃ３ｋｇ）、講演予稿集「新しい降水粒子撮像ゾンデＲａｉｎｓｃｏｐｅの性能評価」 ４．ウェブサイトの掲載日（令和３年１１月２４日）、ウェブサイトのアドレス（ｈｔｔｐｓ：／／ｍｒｉ－２．ｍｒｉ－ｊｍａ．ｇｏ．ｊｐ／ｏｗｎｃｌｏｕｄ／ｓ／Ｒ６ＷＭＦＡＡＰＹＰＧｃ３ｋｇ）、講演予稿集「４００ＭＨｚ帯気象援助局による雲／降水粒子撮像ゾンデＣｌｏｕｄｓｃｏｐｅとＲａｉｎｓｃｏｐｅの開発」

本考案は、気象観測装置に用いられる、気象観測装置用制御ユニットに関する。

従来、上空の気象の観測を行うために、気象観測装置が用いられる。気象観測装置には、上空の気象観測を行うための気象観測ユニットと、気象観測ユニットで観測された気象データをデータ処理して地上へと送信する制御ユニットと、が設けられる。

気象観測ユニットの構成は、観測対象とする気象等に応じて異なる。しかしながら、気象観測ユニットの構成に合わせて制御ユニットの構成をそれぞれ変更すると、制御ユニットを製造する手間が煩雑となり、コストも増大する。

上記点に鑑み、本考案は、各気象観測ユニットの構成に関わらず、共通して用いることができる、気象観測装置用制御ユニットを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本考案に係る気象観測装置用制御ユニットは、上空の気象を観測する気象観測ユニットと共に気象観測装置を構成する。気象観測装置用制御ユニットは、気象観測ユニットで得られたデータの処理を行う制御部と、制御部での処理結果を地上に送信する送信器と、制御部及び送信器に電力を供給する電源と、を収容する収容ケースを有する。収容ケースは、複数種類の気象観測ユニットのそれぞれが取り付けられる単一の取付領域を有する。取付領域には、気象観測ユニット及び制御部を接続する配線を通過させる配線穴が形成されている。

送信器には、アンテナを接続することができる。ここで、アンテナは、収容ケースのうち、取付領域と反対側の面から、収容ケースの外部に突出させることができる。

複数種類の気象観測ユニットのうち、１つの気象観測ユニットは、雲粒子または降水粒子を検出する検出ユニットと、高度検出センサと、を備える。検出ユニットは、第１検出センサと、第１検出センサより重力方向下方に離隔して設けられた第２検出センサと、を備える。制御部は、第１検出センサが雲粒子または降水粒子を検出した時点から第２検出センサが雲粒子または降水粒子を検出した時点までの雲粒子または降水粒子の移動時間を測定する。また、制御部は、第１検出センサから第２検出センサまでの重力方向における距離と、測定した移動時間と、に基づいて、雲粒子または降水粒子の見かけの落下速度を算出する。さらに、制御部は、高度検出センサの高度データに基づいて、第１検出センサで雲粒子または降水粒子を検出した時点における気象観測装置の第１高度と、第２検出センサで雲粒子または降水粒子を検出した時点における気象観測装置の第２高度と、を測定し、第１高度及び第２高度の高度差と、移動時間と、に基づいて、気象観測装置の上昇速度を算出する。そして、制御部で、算出された、雲粒子または降水粒子の見かけの落下速度と、気象観測装置の上昇速度と、に基づいて、雲粒子または降水粒子の落下速度を算出する。

上述した気象観測ユニットは、雲粒子または降水粒子を撮影する撮影ユニットをさらに備える。撮影ユニットは、撮影装置と、雲粒子または降水粒子を照らすための光源と、を備える。

複数種類の気象観測ユニットのうち、他の気象観測ユニットは、雲粒子または降水粒子を撮影する撮影ユニットを備える。撮影ユニットは、透明フィルムと、フィルム収容室と、フィルム巻取室と、フィルム支持板と、光源と、撮影装置と、を備える。透明フィルムは、落下した雲粒子または降水粒子を付着させる。フィルム収容室は、透明フィルムをロール状に収容する。フィルム巻取室は、フィルム収容室から引き出された透明フィルムを巻き取る。フィルム支持板は、フィルム収容室からフィルム巻取室まで延びる透明フィルムの少なくとも一部を支持する。光源は、透明フィルムのうちフィルム支持板に支持された被支持部に付着した雲粒子または降水粒子を照らす。撮影装置は、被支持部に付着した雲粒子または降水粒子を、被支持部の下方から撮影する。

本考案の各構成によれば、気象観測ユニットの構成に関わらず、気象観測ユニットで得られたデータの処理を行い、その処理結果を地上に送信することができる。すなわち、本考案に係る気象観測装置用制御ユニットは、気象観測ユニットの構成に関わらず、共通して使用することができる。

第１実施形態に係るラジオゾンデの概略側面図である。 第１実施形態に係るラジオゾンデの概略平面図である。 第１実施形態に係るラジオゾンデの概略底面図である。 第１実施形態に係る第１収容ケース１０及び第２収容ケース２０の内部構造を示す側面図である。 第１実施形態に係る第１収容ケース１０の内部構造を示す平面図である。 図５に示す第１収容ケース１０の内部構造を、図５に示す矢印Ａの方向に見た図である。 第２実施形態に係るラジオゾンデの概略側面図である。 第２実施形態に係るラジオゾンデの概略正面図である。 第２実施形態に係るラジオゾンデの概略平面図である。 第２実施形態に係る第３収容ケース５０の内部構造を示す平面図である。なお、図１０では、光源５９を除く撮影ユニットの構成を省略している。 第２実施形態に係る第３収容ケース５０及び第４収容ケース６０の内部構造を示す側面図である。 第２実施形態に係る第３収容ケース５０の内部構造を示す正面図である。なお、図１２では、光源５９を除く撮影ユニットの構成を省略している。

以下、図面を参照しながら、各実施形態に係る気象観測装置の構成について説明する。なお、以下の実施形態では、気象観測装置としてラジオゾンデを採用した例を示すが、気象観測装置はこれに限られない。

（第１実施形態）
第１実施形態は、雲粒子または降水粒子（以下、雲粒子／降水粒子とも称す）の落下速度及び雲粒子／降水粒子の撮影を行うラジオゾンデに用いられる制御ユニット（本考案である気象観測装置用制御ユニット）に関する。

（ラジオゾンデの構成）
図１は、第１実施形態に係るラジオゾンデの概略側面図である。図２は、第１実施形態に係るラジオゾンデの概略平面図である。図３は、第１実施形態に係るラジオゾンデの概略底面図である。図１乃至図３を参照して、ラジオゾンデ１００は、互いに分離可能な気象観測ユニット及び制御ユニット（本考案である気象観測装置用制御ユニット）を有しており、制御ユニットに気象観測ユニットを取り付けることにより、ラジオゾンデ１００が構成される。気象観測ユニットは、後述する検出ユニット及び撮影ユニットと、これらを収容する直方体状の第１収容ケース１０と、平板３０とを有する。制御ユニットは、この制御ユニットの外装を構成する直方体状の第２収容ケース２０を有する。

気象観測ユニットの外装を構成する第１収容ケース１０は、平板３０の対向面のうち一方に取り付けられる。第１収容ケース１０の天面には、上方に突出した筒部１１が設けられる。筒部１１の空洞１２（開口部１２）が、第１収容ケース１０の天面を貫通して、第１収容ケース１０の内部と繋がっている。平面視において、開口部１２に対応する位置に、平板３０を貫通する排出口３１が設けられる。開口部１２から入り込んだ雲粒子／降水粒子は、第１収容ケース１０の内部に入り、排出口３１から外部へと排出される。

第２収容ケース２０は、平板３０の対向面のうち第１収容ケース１０と異なる面に取り付けられる。ここで、平板３０が取り付けられる第２収容ケース２０の上面には、気象観測ユニットが取り付けられる取付領域が形成されている。第２収容ケース２０は、平板３０の排出口３１を避けた位置に取り付けられる。第１収容ケース１０及び第２収容ケース２０と、平板３０と、の取付方法には、接着剤等の適宜な方法が採用される。

平板３０の側面には、平板３０の短手方向中央に対して対称な位置に、複数の脚部３２が設けられる。脚部３２にはスリットが設けられており、このスリットに、バルーンを繋ぐための複数の吊り索（図示しない）がそれぞれ取り付けられる。

（第１収容ケース及び第２収容ケースの内部構造）
第１収容ケース１０及び第２収容ケース２０の内部構造について、図４～６を参照して、以下に説明する。図４は、第１実施形態に係る第１収容ケース１０及び第２収容ケース２０の内部構造を示す側面図である。図５は、第１実施形態に係る第１収容ケース１０の内部構造を示す平面図である。図６は、図５に示す第１収容ケース１０の内部構造を、図５に示す矢印Ａの方向に見た図である。

（第１収容ケースの内部構造）
第１収容ケース１０の内部は、平板３０の短手方向に離隔して平板３０の長手方向に延びる一対の板状のホルダ１３と、一対のホルダ１３を繋ぐ複数の棒状のスペーサ１４と、を備える。ホルダ１３及びスペーサ１４によって形成された空間内に、雲粒子／降水粒子の落下速度を算出するために用いられる、雲粒子／降水粒子を検出する検出ユニットと、雲粒子／降水粒子を撮影するために用いられる撮影ユニットと、が設けられる。

（検出ユニットについて）
検出ユニットは、第１検出センサ１５と、第１検出センサ１５から重力方向下方に離隔して配置される第２検出センサ１６と、を備える。第１検出センサ１５は、第１発光素子１５Ａと、第１発光素子１５Ａと対応する高さに設けられた第１受光素子１５Ｂと、を備える。第２検出センサ１６は、第２発光素子１６Ａと、第２発光素子１６Ａと対応する高さに設けられた第２受光素子１６Ｂと、を備える。第１検出センサ１５及び第２検出センサ１６としては、赤外線センサなど、検出センサとして好適な素子が用いられる。

第１発光素子１５Ａ及び第２発光素子１６Ａと、第１受光素子１５Ｂ及び第２受光素子１６Ｂと、の間には、一対の長方形状のスリット板１７、１８が配置される。一対のスリット板１７、１８は、第１発光素子１５Ａ及び第２発光素子１５Ｂと、第１受光素子１６Ａ及び第２受光素子１６Ｂと、の対向方向に沿って対向して、平面視において開口部１２を挟む位置に配置される。一対のスリット板１７、１８はそれぞれ、重力方向に離隔した位置に、第１スリット１７Ａ、１８Ａと、第２スリット１７Ｂ、１８Ｂと、を備える。第１スリット１７Ａ、１８Ａは、第１検出センサ１５（第１発光素子１５Ａ及び第１受光素子１５Ｂ）と対応する高さに設けられ、第１発光素子１５Ａからの光を通過させる。第２スリット１７Ｂ、１８Ｂは、第２検出センサ１６（第２発光素子１６Ａ及び第２受光素子１６Ｂ）と対応する高さに設けられ、第２発光素子１６Ａからの光を通過させる。

検出ユニットは、第１検出センサ１５と、第１検出センサ１５から重力方向下方に離隔して配置される第２検出センサ１６と、を用いることによって、雲粒子／降水粒子の落下速度を算出することができる。まず、雲粒子／降水粒子が開口部１２から入り込んでいない場合、各発光素子１５Ａ、１６Ａからの光は、一対のスリット板１７、１８の各スリット１７Ａ、１７Ｂ、１８Ａ、１８Ｂを通過して、対応する受光素子１５Ｂ、１６Ｂで受光される。一方、雲粒子／降水粒子が開口部１２から入り込むと、雲粒子／降水粒子が一対のスリット板１７、１８の間を落下し、第１スリット１７Ａ・１８Ａを通過する光，第２スリット１７Ｂ・１８Ｂを通過する光、の順に光を遮って、排出口３１から排出される。すなわち、第１スリット１７Ａ、１８Ａを通過する光が第１受光素子１５Ｂで受光されなかった時点から、第２スリット１７Ｂ、１８Ｂを通過する光が第２受光素子１６Ｂで受光されなかった時点までの時間を、第１検出センサ１５の高さから第２検出センサ１６の高さまで雲粒子／降水粒子が落下するのに要する時間（以下、移動時間と称す）として検出することができる。この移動時間で、第１検出センサ１５から第２検出センサ１６までの高さ（距離）を除することにより、雲粒子／降水粒子の落下速度を検出することができる。なお、本実施形態では、第１検出センサ１５の高さを第１スリット１７Ａ、１８Ａの高さと同視することができ、第２検出センサ１６の高さを第２スリット１７Ｂ、１８Ｂの高さと同視することができる。

ここで、雲粒子／降水粒子の検出を行う際、ラジオゾンデ１００はバルーン（図示しない）に引っ張られて上昇している。そのため、上述にて算出された雲粒子／降水粒子の落下速度は、見かけ上の落下速度に過ぎず、雲粒子／降水粒子の実際の落下速度を求める際には、ラジオゾンデ１００の上昇速度を考慮する必要がある。そこで、第１収容ケース１０の外壁に、高度検出センサ１９（例えばＧＰＳセンサ）を設け、第１スリット１７Ａ、１８Ａを通過する光が第１受光素子１５Ｂで受光されなかった時点における高度と、第２スリット１７Ｂ、１８Ｂを通過する光が第２受光素子１６Ｂで受光されなかった時点における高度と、を測定することとした。これらの高度の差を算出し、上述の移動時間で除することにより、ラジオゾンデ１００の上昇速度を算出することができる。そして、雲粒子／降水粒子の見かけ上の落下速度から、ラジオゾンデ１００の上昇速度を減ずることにより、雲粒子／降水粒子の（実際の）落下速度を算出することができる。以降、「雲粒子／降水粒子の見かけ上の落下速度」を「雲粒子／降水粒子の仮落下速度」と称し、雲粒子／降水粒子の（実際の）落下速度と区別する。なお、高度検出センサ１９は、必ずしも第１収容ケース１０の外壁に配置する必要はなく、ラジオゾンデ１００の任意の位置に配置してよい。

なお、上述の実施形態のように一対のスリット板１７、１８を設けなくてもよい。この構成であっても、第１検出センサ１５と、第２検出センサ１６と、高度検出センサ１９と、の検出データを用いて、雲粒子／降水粒子の落下速度を算出することができる。ただし、一対のスリット板１７、１８を設けることにより、外乱光の影響を少なくできるため、より精度よく雲粒子／降水粒子の落下速度を算出することができる。

雲粒子／降水粒子の落下速度は、複数回の算出結果を平均することによって求めてもよい。これにより、測定条件における雲粒子／降水粒子の落下速度の算出結果のばらつきを抑制することができる。

（撮影ユニットについて）
撮影ユニットは、撮影装置としてのカメラ４１と、光源４２と、を備える。カメラ４１は、上下一対の可動スペーサ４３に挟まれる位置に配置され、一対の可動スペーサ４３を繋ぐ支持フレーム４４によって支持される。カメラ４１は、開口部１２から入り込んだ雲粒子／降水粒子を撮影できるよう、図５のＡ方向に見た場合（図６）において、一対のスリット板１７、１８の間に配置される。光源４２は、スリット板１７の２本の側辺のうちカメラ４１に近い側辺から延びる第１フィン１７Ｃに、重力方向に離隔して２つ設けられる。スリット板１８にも、光源４２が同様の配置で、スリット板１８の２本の側辺のうちカメラ４１に近い側辺から延びる第１フィン１８Ｃに設けられる。開口部１２から入り込んだ雲粒子／降水粒子を、光源４２から放たれた撮影光によって照らし、カメラ４１によって撮影することで、雲粒子／降水粒子を撮影することができる。光源４２としては、例えばＬＥＤライトなどを用いることができる。

雲粒子／降水粒子の露光時間や光源４２の発光量は、雲粒子／降水粒子の鮮明な撮影画像が得られるように、適宜設定する。

一対のスリット板１７、１８は、第１フィン１７Ｃ、１８Ｃのほか、第１フィン１７Ｃ、１８Ｃが設けられた側辺とは異なる側辺から延びる第２フィン１７Ｄ、１８Ｄと、上辺から延びる第３フィン１７Ｅ、１８Ｅと、下辺から延びる第４フィン１７Ｆ、１８Ｆと、を備える。上記各フィンは、一対のスリット板１７、１８の対向方向側に傾斜している。この構成によれば、光源４２からの撮影光が各フィンに反射して、雲粒子／降水粒子を間接的に照らすことができる。そのため、光源４２での消費電力を抑制しつつ、鮮明な輪郭の雲粒子／降水粒子を撮影することができる。

平面視で開口部１２を挟んで光源４２と反対の側に、Ｒ形状に形成された一対の反射鏡４５が、重力方向の上下角部に設けられる。反射鏡４５を設けることにより、光源４２から発された光が、反射鏡４５に反射して、開口部１２から入り込んだ雲粒子／降水粒子を間接的に照らすことができる。そのため、光源４２での消費電力を抑制しつつ、鮮明な輪郭の雲粒子／降水粒子を撮影することができる。

可動スペーサ４３の両端は、一対のホルダ１３の長手方向に等間隔に複数形成された固定穴４６に固定されている。可動スペーサ４３を固定する固定穴４６を変更すると、カメラ４１を前後に動かすことができるため、雲粒子／降水粒子に焦点が合う位置までカメラ４１の位置を調整できる。これにより、雲粒子／降水粒子の画像を、より明瞭にすることができる。

（第２収容ケースの内部構造）
第２収容ケース２０は、制御部２１と、送信器２２と、電源２３と、を収容する。制御部２１は、気象観測ユニット（検出ユニット、撮影ユニット及び高度検出センサ１９）で得られたデータの処理を行う。送信器２２は、第２収容ケース２０の外壁から延びるアンテナ２４に接続されており、アンテナ２４を介して、制御部２１で処理されたデータを地上に送信する。アンテナ２４は、第２収容ケース２０のうち、上面（すなわち、気象観測ユニットが取り付けられる取付領域）と反対側に位置する下面に設けられており、第２収容ケース２０の外部に突出している。

電源２３は、第２収容ケース２０内の制御部２１及び送信器２２等に電力を供給する。検出ユニット、撮影ユニット及び高度検出センサ１９で得られたデータは、配線穴２５を通って第１収容ケース１０内（すなわち、気象観測ユニット）と第２収容ケース２０内（すなわち、制御部２１）を繋ぐ配線によって、制御部２１に送られる。配線穴２５は、平板３０及び第２収容ケース２０の上面（すなわち、気象観測ユニットが取り付けられる取付領域）にそれぞれ形成されている。

（第２実施形態）
第２実施形態は、雲粒子／降水粒子の撮影を行うラジオゾンデに用いられる制御ユニット（本考案である気象観測装置用制御ユニット）に関する。すなわち、第２実施形態における気象観測ユニットは、雲粒子／降水粒子を撮影する撮影ユニットを備える。第２実施形態における撮影ユニットは、第１実施形態における撮影ユニットと異なり、落下して付着面（後述する透明フィルム）に付着した雲粒子／降水粒子を裏側（付着面側）から撮影するために用いられる。第２実施形態における制御ユニット（本考案である気象観測装置用制御ユニット）の構成及び機能は、第１実施形態における制御ユニット（本考案である気象観測装置用制御ユニット）と同様である。

図７は、第２実施形態に係るラジオゾンデの概略側面図である。図８は、第２実施形態に係るラジオゾンデの概略正面図である。図９は、第２実施形態に係るラジオゾンデの概略平面図である。図７乃至図９を参照して、ラジオゾンデ２００は、互いに分離可能な気象観測ユニット及び制御ユニット（本考案である気象観測装置用制御ユニット）を有しており、制御ユニットに気象観測ユニットを取り付けることにより、ラジオゾンデ２００が構成される。気象観測ユニットは、後述する撮影ユニットと、これを収容する第３収容ケース５０と、略長方形状の平板３０´と、を備える。制御ユニットは、この制御ユニットの外装を構成する直方体状の第４収容ケース６０を有する。

気象観測ユニットの外装を構成する第３収容ケース５０は、平板３０´の対向面のうち一方に取り付けられる。第３収容ケース５０の天面には、開口部５１が設けられる。開口部５１から入り込んだ雲粒子／降水粒子は、第３収容ケース５０の内部に入り、撮影ユニットにおいて撮影される。

第４収容ケース６０は、平板３０´の対向面のうち第３収容ケース５０と異なる面に取り付けられ、第１実施形態で説明した第２収容ケース２０と同一の構造を有する。ここで、平板３０´が取り付けられる第４収容ケース６０の上面には、気象観測ユニットが取り付けられる取付領域が形成されている。第３収容ケース５０及び第４収容ケース６０と、平板３０´と、の取付方法には、接着剤等の適宜な方法が採用される。

平板３０´の構成、平板３０´が備える脚部３２´の構成及び機能は、第１実施形態で説明した平板３０及び脚部３２と共通であるため、説明を省略する。

（第３収容ケースの内部構造について）
第３収容ケース５０及び第４収容ケース６０の内部構造について、図１０～図１２を参照して、以下に説明する。図１０は、第２実施形態に係る第３収容ケース５０の内部構造を示す平面図である。図１１は、第２実施形態に係る第３収容ケース５０及び第４収容ケース６０の内部構造を示す側面図である。図１２は、第２実施形態に係る第３収容ケース５０の内部構造を示す正面図である。図１０及び図１２では、光源５９を除く撮影ユニットの構成を省略している。

第３収容ケース５０の内部は、平板３０´の短手方向に離隔して平板３０´の長手方向に延びる一対の板状のホルダ５２と、一対のホルダ５２を繋ぐ複数の棒状のスペーサ５３と、を備える。ホルダ５２及びスペーサ５３によって形成された空間内に、撮影ユニットが設けられる。

（撮影ユニットについて）
本実施形態における撮影ユニットは、透明フィルム５４と、透明フィルム５４をロール状に収容するフィルム収容室５５と、フィルム収容室５５から引き出された透明フィルム５４を巻き取るフィルム巻取室５６と、フィルム収容室５５とフィルム巻取室５６とに挟まれた位置に配置された撮影装置としてのカメラ５７と、カメラ５７の上方に配置された透明なフィルム支持板５８と、光源５９と、を備える。フィルム支持板５８は、フィルム収容室５５からフィルム巻取室５６まで延びる透明フィルム５４の一部を下方から支持する。図１１中に示す矢印は、透明フィルム５４の巻き取り方向を示す。フィルム支持板５８は、フィルム収容室５５からフィルム巻取室５６まで延びる透明フィルム５４を、その全体に亘って支持してもよい。

光源５９は、光源支持部５９ａに取り付けられる。光源支持部５９ａは、各ホルダ５２の外壁を基端として、第３収容ケース５０の天面を貫通して重力方向上方に向かって延び、先端が繋がった構成を有する。光源５９は、光源支持部５９ａの該先端に支持され、平面視において、光源５９の少なくとも一部が、開口部５１の内側に配置される。この構成により、光源５９から下方に放たれる撮影光が、開口部５１を介して、第３収容ケース５０の内部に投射される。

開口部５１から第３収容ケース５０の内部へ入り込んだ雲粒子／降水粒子は、透明フィルム５４のうちフィルム支持板５８に支持された透明フィルム部分５４ａ（被支持部５４ａ）に付着する。この雲粒子／降水粒子を、光源５９から放たれる撮影光によって照らしながら、下方からカメラ５７で撮影することで、透明フィルム５４側から見た雲粒子／降水粒子の画像が得られる。フィルム支持板５８で透明フィルム５４を支持することにより、透明フィルム部分５４ａの浮き上がりや波打ちを抑制することができるため、雲粒子／降水粒子を明瞭に撮影することができる。なお、フィルム支持板５８は、カメラ５７から見た場合に被支持部５４ａ（透明フィルム５４）の手前に配置されるが、フィルム支持板５８は透明部材で構成されるため、カメラ５７での撮影に際して、雲粒子／降水粒子を遮蔽しない。

雲粒子／降水粒子を撮影した後は、フィルム巻取室５６のローラによって透明フィルム５４を巻き取ることにより、雲粒子／降水粒子が付着した被支持部５４ａをフィルム巻取室５６側へ送り出すとともに、透明フィルム５４の新たな部分をフィルム支持板５８に支持させる。フィルム巻取室５６での透明フィルム５４の巻き取りは、カメラ５７で撮影した時点から所定時間経過後に行うように設定されてもよく、所定時間ごとに行うように設定されてもよい。

（第４収容ケースの内部構造について）
第４収容ケース６０は、第１実施形態で説明した第２収容ケース２０と同様に、制御部６１と、送信器６２と、電源６３と、を収容する。制御部６１は、撮影ユニット（カメラ５７）で得られたデータの処理を行う。送信器６２は、第４収容ケース６０の外壁から延びるアンテナ６４に接続されており、アンテナ６４を介して、制御部６１で処理されたデータを地上に送信する。アンテナ６４は、第４収容ケース６０のうち、上面（すなわち、気象観測ユニットが取り付けられる取付領域）と反対側に位置する下面に設けられており、第４収容ケース６０の外部に突出している。

電源６３は、第４収容ケース６０内の制御部６１及び送信器６２等に電力を供給する。撮影ユニットで得られたデータは、配線穴６５を通って第３収容ケース５０内（すなわち、気象観測ユニット）と第４収容ケース６０内（すなわち、制御部６１）を繋ぐ配線によって、制御部６１に送られる。配線穴６５は、平板３０´及び第４収容ケース２０の上面（すなわち、気象観測ユニットが取り付けられる取付領域）にそれぞれ形成されている。

第３収容ケース５０の内部には、雲粒子／降水粒子を検出する検出センサ（不図示）を設けてもよい。この場合、該検出センサからのデータに基づいて、制御部６１において、フィルム巻取室５６での透明フィルム５４の巻き取りタイミング、カメラ５７の撮影タイミング、光源５９の発光タイミングなどを制御することができる。

第１実施形態及び第２実施形態で説明したように、本考案である気象観測装置用制御ユニット（実施形態で説明した制御ユニット）に対しては、第１実施形態で説明した気象観測ユニットを取り付けたり、第２実施形態で説明した気象観測ユニットを取り付けたりすることができる。これにより、２種類の気象観測ユニットに対して、１つの制御ユニットを共用することができる。

気象観測ユニットは、上述の２つの実施形態に示した構成に限られず、他の種々の構成であってよい。この場合であっても、第１実施形態及び第２実施形態で説明した制御ユニットを用いることができる。第１実施形態及び第２実施形態で説明した制御ユニットは、気象観測ユニットで得られたデータの処理を行う制御部と、制御部での処理結果を地上に送信する送信器と、制御部及び送信器に電力を供給する電源と、を備えているため、どのような種類の気象観測ユニットであっても、気象観測ユニットを制御ユニットに取り付けて気象観測装置を構成することができる。

第１収容ケース １０ 第２収容ケース ２０ 第３収容ケース ５０ 第４収容ケース ６０ 第１雲粒子検出センサ １５ 第２雲粒子検出センサ １６ 第１発光素子 １５Ａ 第１受光素子 １５Ｂ 第２発光素子 １６Ａ 第２受光素子 １６Ｂ 一対のスリット板 １７、１８ 第１スリット １７Ａ、１８Ａ 第２スリット １７Ｂ、１８Ｂ 高度検出センサ １９ 制御部 ２１、６１ 送信器 ２２、６２ 電源 ２３、６３ カメラ ４１、５７ 光源 ４２、５９ 透明フィルム ５４ 被支持部 ５４ａ フィルム収容室 ５５ フィルム巻取室 ５６ フィルム支持板 ５８ ラジオゾンデ １００、２００

Claims (5)

1. 上空の気象を観測する気象観測ユニットと共に気象観測装置を構成する気象観測装置用制御ユニットであって、
   前記気象観測ユニットで得られたデータの処理を行う制御部と、前記制御部での処理結果を地上に送信する送信器と、前記制御部及び前記送信器に電力を供給する電源と、を収容する収容ケースを有し、
   前記収容ケースは、複数種類の前記気象観測ユニットのそれぞれが取り付けられる単一の取付領域を有し、
   前記取付領域には、前記気象観測ユニット及び前記制御部を接続する配線を通過させる配線穴が形成されていることを特徴とする、気象観測装置用制御ユニット。
2. 前記送信器に接続されたアンテナを有しており、
   前記アンテナは、前記収容ケースのうち、前記取付領域と反対側の面から、前記収容ケースの外部に突出していることを特徴とする請求項１に記載の気象観測装置用制御ユニット。
3. 前記気象観測ユニットは、
   雲粒子または降水粒子を検出する検出ユニットと、
   高度検出センサと、
   を備え、
   前記検出ユニットは、第１検出センサと、前記第１検出センサより重力方向下方に離隔して設けられた第２検出センサと、を備え、
   前記制御部は、
   前記第１検出センサが雲粒子または降水粒子を検出した時点から前記第２検出センサが雲粒子または降水粒子を検出した時点までの雲粒子または降水粒子の移動時間を測定し、
   前記第１検出センサから前記第２検出センサまでの重力方向における距離と、前記移動時間と、に基づいて、雲粒子または降水粒子の見かけの落下速度を算出し、
   前記高度検出センサの高度データに基づいて、前記第１検出センサで雲粒子または降水粒子を検出した時点における前記気象観測装置の第１高度と、前記第２検出センサで雲粒子または降水粒子を検出した時点における前記気象観測装置の第２高度と、を測定し、
   前記第１高度及び前記第２高度の高度差と、前記移動時間と、に基づいて、前記気象観測装置の上昇速度を算出し、
   算出された、雲粒子または降水粒子の見かけの落下速度と、前記気象観測装置の上昇速度と、に基づいて、雲粒子または降水粒子の落下速度を算出する
   ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の気象観測装置用制御ユニット。
4. 前記気象観測ユニットは、
   雲粒子または降水粒子を撮影する撮影ユニットをさらに備え、
   前記撮影ユニットは、
   撮影装置と、
   雲粒子または降水粒子を照らすための光源と、
   を備える
   ことを特徴とする、請求項３に記載の気象観測装置用制御ユニット。
5. 前記気象観測ユニットは、
   雲粒子または降水粒子を撮影する撮影ユニットを備え、
   前記撮影ユニットは、
   落下した雲粒子または降水粒子を付着させる透明フィルムと、
   前記透明フィルムをロール状に収容するフィルム収容室と、
   前記フィルム収容室から引き出された前記透明フィルムを巻き取るフィルム巻取室と、
   前記フィルム収容室から前記フィルム巻取室まで延びる前記透明フィルムの少なくとも一部を支持するフィルム支持板と、
   前記透明フィルムのうち前記フィルム支持板に支持された被支持部に付着した雲粒子または降水粒子を照らすための光源と、
   前記被支持部に付着した雲粒子または降水粒子を、前記被支持部の下方から撮影する撮影装置と、を備える
   ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の気象観測装置用制御ユニット。

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