JPH07111491B2 - 受光器 - Google Patents

受光器

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JPH07111491B2
JPH07111491B2 JP61310107A JP31010786A JPH07111491B2 JP H07111491 B2 JPH07111491 B2 JP H07111491B2 JP 61310107 A JP61310107 A JP 61310107A JP 31010786 A JP31010786 A JP 31010786A JP H07111491 B2 JPH07111491 B2 JP H07111491B2
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lamp
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lamps
optical
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宏 川嶋
隆 入倉
孝男 繩倉
茂幸 森田
清章 稲葉
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Nippon Signal Co Ltd
Moritex Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、複数のランプからの光を受光する受光器に関
し、光学系によって得られる複数のランプの各結像位置
毎に、光ファイバ端面を位置させることにより、外来光
の影響を受けることなく各ランプからの光のみを個別的
に受光し、各ランプの劣化、断芯等の異常を確実に検知
できるようにしたものである。本発明に係る受光器は、
主として、航空機に進入角度を指示する精密進入経路指
示器(Precision Aproach Path Indicator。以下「PAP
I」と称する。)の監視装置等に使用される。
<従来の技術> PAPIに関する先行技術としては、本出願人等が先に出願
した特願昭60−266846号等がある。第7図はPAPIの原理
を示す図で、1は滑走路、A〜Dは灯器である。灯器A
〜Dは仰角θ〜θで光信号L1〜L4を照射する。仰角
θ〜θは、例えば2゜30′〜3゜30′程度の角度範
囲内において、20′の角度差で、θ<θ<θ<θ
となるように設定されている。
灯器A〜Dは、第8図に示すように、上層が白色光、下
層が赤色光で、中間にピンクの転移層を有する光信号L1
〜L4を照射する。第8図において、2はケース、3は白
色ランプ、4は赤色フィルタ、5は投光レンズである。
また、灯器A〜Dのそれぞれは、断芯による消灯事故を
なくするため、第9図及び第10図に示すように、3個程
度のランプL、T、Rを間隔をおいて横方向に並べた構
成となっている。
滑走路1に進入する航空機からは、オングライド.スロ
ープで灯器A、Bが白色、灯器C、Dが赤色に見え、オ
ングライド.スロープより高くなる程、白色に見える灯
器が増え、オングライド.スロープより低くなる程、赤
色に見える灯器が増えてくるので、灯器A〜Dの見え方
によって、航空機側で進入角度の適否が判断できる。
上述のように、PAPIは各灯器A〜Dの仰角θ〜θ
よって、航空機に適正な進入角度を指示するものである
から、仰角θ〜θ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る。そこで、各灯器A
〜Dの仰角θ〜θを監視するため、第11図に示すよ
うに、各灯器A〜Dの前方に、例えば10m程度の距離を
おいて、各光信号L1〜L4を受光する受光器a〜dを設置
し、受光器a〜dの受光信号を、光ファイバ6等によっ
て監視装置7に導き、仰角θ〜θが適正であるか否
かを監視する。受光器a〜dは光軸が転移層中に位置す
るように配置する。仰角θ〜θが所定値より変化す
ると受光器a〜dで受光される色成分が変化するので、
仰角θ〜θの変化を検出できる。
第12図は従来の受光器a〜dの構成を示す図で、ケース
8内に集光レンズ91、92等よりなる望遠鏡式の光学系9
を内蔵させると共に、この光学系9の後方に光ファイバ
10の端面101を配置して光学系9からの光を受光するよ
うになっている。
<発明が解決しようとする課題> しかしながら、従来の受光器a〜dは、間隔をおいて配
置された複数のランプL、T、Rからの光を、一つの光
ファイバ10の端面101で受光する構造であったため、次
のような問題点があった。
(イ)光ファイバ10の受光面となる端面101を、光学系
9の後方焦点位置の付近に配置した場合は、光軸上にあ
るランプ、例えば中央のランプTの像は、端面101上に
結像できるけれども、これと間隔をおいて両側に配置さ
れている他のランプL、Rは、結像位置が端面101から
外れてしまい、受光できなくなる。このことは、ランプ
L、Rの断芯、劣化等を検出できなくなることを意味す
る。
(ロ)上記の課題を解決するためには、受光面となる光
ファイバ10の端面101の位置を、光学系9の焦点位置か
ら外れた位置に設定しなければならない。ところが、こ
の場合には、第13図に示すように、光軸上にあるラン
プ、例えば中央のランプTの像は、端面101上に投影で
きるけれども、他のランプL、Rの像は端面101からズ
レた位置になる。このため、ランプTの断芯の場合に
は、明確な出力変動があるけれども、他のランプL、R
の断芯時は出力変動が少なく、断芯の有無を判別するこ
とが困難である。
そこで、本発明の課題は、外来光の影響を受けることな
く複数のランプからの光のみを個別的に受光し、各ラン
プの劣化、断芯等の異常を確実に検知でき、PAPIの監視
装置用として好適な受光器を提供することである。
<課題を解決するための手段> 上述した課題解決のため、本発明は、光学系と、光ファ
イバ束とを備え、互いに間隔を隔てて配置された複数の
ランプから、空間を介して入射された光を受光するため
の受光器であって、 前記光学系は、集光レンズを含んでおり、前記集光レン
ズは一面側が前記ランプと空間を隔てて向き合い他面側
に前記ランプ毎に異なる結像位置を生じ、前記ランプま
での距離が前記結像位置までの距離よりも充分に大きい
光学系を構成しており、 前記光ファイバ束は、一端側が前記光学系によって得ら
れる前記ランプの各結像位置毎に受光面となる光ファイ
バ端面を構成し、前記光ファイバ端面のそれぞれが前記
光ファイバ束から分岐された光ファイバ束の端面で構成
され、他端側が受光出力出射端となることを特徴とす
る。
<作用> 集光レンズは一面側がランプと空間を隔てて向き合い他
面側にランプ毎に異なる結像位置を生じ、ランプまでの
距離が結像位置までの距離よりも充分に大きい光学系を
構成しているから、結像位置は集光レンズの焦点距離に
よって定まるようになる。
光学系を構成する集光レンズによって得られる複数のラ
ンプの各結像位置毎に、受光面となる光ファイバ端面を
位置させてあるので、外来光の影響を受けることなく各
ランプからの光のみを、各光ファイバ端面によって個別
的に受光することができる。
また、複数のランプのうち一つでも断芯を生じると、断
芯を生じたランプの像が、対応する光ファイバ端面に結
ばれなくなる。
光ファイバ束は、光ファイバ端面のそれぞれが光ファイ
バ束から分岐された光ファイバ束の端面で構成され、他
端側が受光出力出射端となるから、複数のランプのうち
一つでも断芯を生じ、断芯を生じたランプの像が、対応
する光ファイバ端面に結ばれなくなると、受光出力出射
端側で明確な受光レベル.ダウンを生じる。従って、受
光出力出射端を監視装置に光学的に結合することによ
り、監視装置によって、各ランプの劣化、断芯等の異常
を確実に検知できる。
<実施例> 第1図は本発明に係る受光器の構成を平面的に示す図で
ある。図において、11は筒状のケース、12は受光光学系
を構成する集光レンズ、13は光ファイバ、14及び15は光
コネクタ、16は光ファイバ.ケーブル、17は支持部材で
ある。
光ファイバ13は多数の光ファイバ素線の集合体でなり、
その先端部を、多数の光ファイバ素線の集合体による3
つの光ファイバ131、132、133に分割したバンドルファ
イバとなっている。分割された光ファイバ131〜133の各
端面131a、132a、133aは、集光レンズ12によって得られ
る複数のランプL、T、Rの各結像位置、即ち、集合レ
ンズ12の焦点付近に分割して配置する。受光光学系を構
成する集光レンズ12は、ランプまでの距離が結像位置ま
での距離よりも充分に大きい光学系を構成する。
上記の受光器は、第11図に示したような状態で、灯器A
〜Dに対向配置して使用される。ここで、光ファイバ13
1〜133の各端面131a、132a、133aは、灯器A〜Dに備え
られた各ランプL、T、Rの各結像位置付近に配置して
あるから、ランプLの像は端面131aに、ランプTの像は
端面132aに、更にランプRの像は端面133aに結ぶ。第2
図は端面131a〜133aを前面から見たときのランプL、
T、Rの見え方を示す図で、端面131a〜133a内に、その
外径より若干小さく、ランプL、T、Rの像が結ばれて
いる。このため、ランプ以外からの外来光を受けること
が殆どないばかりか、1つの像の中の光の明暗のむらの
影響もない。ランプL、T、Rのうち一つでも断芯を生
じると、断芯を生じたランプの像が、対応する端面131a
〜133aに結ばれなくなり、端面131a〜133aとは反対側の
受光出力出射端で、明確な受光レベル.ダウンを生じ
る。従って、受光出力出射端に監視装置を光学的に結合
することにより、断芯を確実に感知できる。
第3図は本発明に係る受光器の回転角度−受光出力特性
を示す図である。第3図の特性は第4図に示す測定回路
で得られたものである。第4図において、18は100W、80
φの白熱球(ハロゲンランプ)、19は本発明に係る受光
器、20は測定器である。受光器19は白熱球18から10mの
距離をおいて配置し、矢印(イ)の方向に回転させた。
受光器19を矢印(イ)の方向に回転させた場合、その回
転につれて、白熱球19の結像位置が端面133a→132a→13
1aのように移動し、第3図に示すような回転角度一出力
特性が得られる。
第3図に示すように、端面133aでの出力R、光ファイバ
端面132aでの出力T及び端面131aでの出力Lは、略等し
い値になっており、バランスがとれている。従って、1
ランプ断芯毎に、受光器全体としての出力が約1/3づつ
減少するから、断芯を確実に検知できる。
上記の説明では、光ファイバ131〜133の端面131a〜133a
の光軸がランプの光軸に合っていることを前提にして説
明したが、実際の使用に当っては、設置現場での光軸合
せが必要である。第5図は光軸合せの手段について示
し、灯器A〜Dから約10mの距離をおいて設置された受
光器a〜dの前面に、ハーフミラー21を内蔵する筒状ケ
ース22を装着する。筒状ケース22には覗窓221を設けて
おく。
一方、光ファイバ13の後端側に配置されたコネクタ14に
対し、信号伝送用の光ファイバ.ケーブルに代えて、発
光器23に光結合された光ファイバ24及びそのコネクタ25
を接続し、光ファイバ13の後方から発光器23の光を入射
する。発光器23は、ランプL、T、Rの発する白色及び
赤色とは別の色、例えば緑色光を発光する発光ダイオー
ド等が適している。
灯器A〜Dの各ランプL、T、Rから発せられた光は、
ハーフミラー21を通って受光器a〜dに入り、光ファイ
バ131〜133の各端面131a〜133aのある位置にランプL、
T、Rの光像を結ぶと共に、その反射光が逆の経路を辿
ってハーフミラー21で反射され、覗き窓221から外部に
出るので、これを目視する。ここで、光ファイバ131〜1
33の端面131a〜133aの光軸が、対応するランプL、T、
Rの光軸と一致していれば、第6図に示すように、端面
131a〜133aの像と同心円となるように、ランプL、T、
Rの光像ができるが、光軸が狂っていると、同心円にな
らず、点線で表示するように偏心する。従って、ランプ
L、T、Rの光像が131a〜133aの像と同心円となるよう
に、受光器a〜dを左右または上下方向に回転調整する
ことにより、光軸合せを、目視により簡単に行なうこと
ができる。また、発光器23により、光ファイバ13の後端
側からランプL、T、Rの発光色とは異なる色の光を入
射させてあるので、第6図において、ランプL、T、R
の光像のまわりに、これとは異なる色の光ファイバ131
〜133の端面131a〜133aの像が現われる。従って、両者
の色の違いを見ながら光軸合せを行なうことができ、そ
の作業が容易になる。
<発明の効果> 以上述べたように、本発明によれば、目的としない外来
光があっても複数のランプからの光のみを個別的に受光
し、各ランプの劣化、断芯等の異常を確実に検知でき、
PAPIの監視装置用として好適な受光器を提供することが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る受光器の構成を平面的に示す図、
第2図は本発明に係る受光器において光ファイバ端面を
前面から見たときのランプの像の見え方を示す図、第3
図は本発明に係る受光器の回転角度−受光出力特性を示
す図、第4図は第3図の特性を得るのに使用された測定
回路、第5図は本発明に係る受光器の光軸合せを示す
図、第6図は光軸合せ時の像の見え方を示す図、第7図
はPAPIの原理を示す図、第8図はPAPIに使用される灯器
の基本的な構成を示す図、第9図は同じく灯器における
ランプの配列を示す回路図、第10図は同じく正面からみ
た配列を示す図、第11図はPAPIの灯器ランプと受光器と
の設置状態を示す図、第12図は従来の受光器の構成を示
す図、第13図は同じく灯器ランプの像の結び方及びその
問題点を示す図である。 A、B、C、D……灯器 L、T、R……ランプ 12……受光光学系 13、131、132、133……光ファイバ 131a、132a、133a……光ファイバの端面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 繩倉 孝男 東京都大田区上池台2−37−7 (72)発明者 森田 茂幸 埼玉県大宮市桜木町3―238 (72)発明者 稲葉 清章 埼玉県大宮市大字大谷1722−9 審査官 大渕 統正 (56)参考文献 特開 昭60−78407(JP,A) 特開 昭56−119105(JP,A) 特開 昭58−203408(JP,A) 実公 昭57−9766(JP,Y2)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光学系と、光ファイバ束とを備え、互いに
    間隔を隔てて配置された複数のランプから、空間を介し
    て入射された光を受光するための受光器であって、 前記光学系は、集光レンズを含んでおり、前記集光レン
    ズは一面側が前記ランプと空間を隔てて向き合い他面側
    に前記ランプ毎に異なる結像位置を生じ、前記ランプま
    での距離が前記結像位置までの距離よりも充分に大きい
    光学系を構成しており、 前記光ファイバ束は、一端側が前記光学系によって得ら
    れる前記ランプの各結像位置毎に受光面となる光ファイ
    バ端面を構成し、前記光ファイバ端面のそれぞれが前記
    光ファイバ束から分岐された光ファイバ束の端面で構成
    され、他端側が受光出力出射端となる 受光器。
JP61310107A 1986-12-26 1986-12-26 受光器 Expired - Lifetime JPH07111491B2 (ja)

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JPS63163417A JPS63163417A (ja) 1988-07-06
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