(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
低視界大気において少なくとも一つの識別マーカを有する目的物を検出するシステムであって、
所望の視野内において目的物の位置を確認できるように前記識別マーカと共に配置され、前記低視界大気の原因となる霧中に存在する水分が大気中のオゾンに作用してオゾンを破壊することによって大気中のオゾンに起因する減衰が低減される前記低視界大気を透過可能な太陽光ブラインド領域の紫外線を発光する紫外線発光手段と、
該紫外線発光手段のイメージを形成して目的物の位置を前記所望の視野内において描写するために、前記太陽光ブラインド領域の紫外線に反応するイメージ形成手段と、
目的物から同じ太陽光ブラインド領域で発光する関連放射線を除去してイメージを処理するイメージ処理手段と、
を具備してなることを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記イメージを表示する表示手段をさらに具備する請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記表示手段がヘッドアップ・ディスプレイを含み、その表示が前記少なくとも一つの識別マーカとしてのクリテカル・マーカの可視イメージ上に重複される請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記イメージ形成手段がマイクロチャンネル・プレート・高電子増倍管を含む請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記識別マーカの特徴に従って紫外線を変調させる変調手段をさらに含む請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記イメージ形成手段が約０．２７５μｍを越える放射線を選択的にブロックするブロック手段を具備する請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
低視界大気を生じさせている霧の内部に存在する水分が大気中のオゾンに作用しオゾンを破壊することによって大気中のオゾンに起因する発光紫外線の減衰が低減されることに基づいて、低視界大気中の航行を容易にするためのシステムであって、
所望の視野内において所望の領域の位置を確認できるように該所望の領域のクリテカル・マーカと共に配置され、太陽光ブラインド領域の紫外線を発光させる複数の発光源と、
前記複数の発光源のイメージを形成して前記所望の領域の位置を前記所望の視野内において表すイメージを形成するために、前記太陽光ブラインド領域の紫外線に反応するイメージ形成手段と、
観察者に航行の参考資料を提供するイメージを表示する表示手段と、
を具備してなることを特徴とするシステム。
【請求項８】
さらに前記イメージを処理するイメージ処理手段を含む請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記イメージ形成手段がマイクロチャンネル・プレート高電子増倍管を含む請求項７に記載のシステム。
【請求項１０】
前記複数の発光源からの紫外線を変調させる変調手段をさらに含む請求項７に記載のシステム。
【請求項１１】
前記イメージ形成手段が約０．２７５μｍを越える放射線をブロックするブロック手段を具備する請求項７に記載のシステム。
【請求項１２】
低視界大気を生じさせている霧の内部に存在する水分が大気中のオゾンに作用しオゾンを破壊することによって大気中のオゾンに起因する発光紫外線の減衰が低減されることに基づいて、低視界大気中を航行するためのシステムであって、
所望の領域のクリテカル・マーカと共に配置され、前記所望の領域の位置を所望の視野内において確認できるよう配設されたトランスポンダと、
紫外線スペクトルの太陽光ブラインド領域内で第一の放射線に応答して第二の放射線を発光させる前記トランスポンダの方向に沿って、当該第一の放射線を発光する発光源と、
前記発光源と共に配置され、前記トランスポンダのイメージを形成して前記所望の領域の位置を前記所望の視野内において描写するために、該第二の放射線に反応するイメージ形成手段と、
を具備してなることを特徴とするシステム。
【請求項１３】
前記第一および第二の放射線が互いに異なる波長を有する請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記イメージを表示する表示手段をさらに具備し、前記イメージの表示により観察者に航行の参考資料を提供する請求項１２に記載のシステム。
【請求項１５】
前記イメージ形成手段がマイクロチャンネル・プレート高電子増倍管を含む請求項１２に記載のシステム。
【請求項１６】
さらに前記イメージを処理するイメージ処理手段であって、太陽光ブラインド領域内で発光する目的物に関連する放射線を除去する手段を含む請求項１２に記載のシステム。
【請求項１７】
前記クリテカル・マーカの特徴に従って該第二の放射線を変調させる変調手段をさらに含む請求項１２に記載のシステム。
【請求項１８】
前記イメージ形成手段が約０．２７５μｍを越える放射線を選択的にブロックする手段を具備する請求項１２に記載のシステム。
【請求項１９】
低視界大気において少なくとも一つの識別マーカを有する目的物を検出するための方法であって、
所望の視野内において目的物の位置を確認できるように、前記低視界大気の原因となる霧中に存在する水分が大気中のオゾンに作用してオゾンを破壊することによって大気中のオゾンに起因する減衰が低減される前記低視界大気を透過可能な太陽光ブラインド領域の紫外線を発光する紫外線発光手段を前記識別マーカと共に配置する工程と、
前記発光源からのイメージを形成し、前記所望の領域の位置を前記所望の視野内において表すイメージを形成する工程、
前記イメージを表示する工程、
を具備してなる方法。
【請求項２０】
前記イメージの表示を上記の少なくとも一つの識別マーカとしてのクリテカル・マーカの可視イメージ上に重複させて表示する工程をさらに含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記識別マーカの特徴に従って紫外線を変調させる工程をさらに含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記イメージを形成する工程が約０．２７５μｍを越える放射線を選択的にブロックする工程を含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
低視界大気を生じさせている霧の内部に存在する水分が大気中のオゾンに作用しオゾンを破壊することによって大気中のオゾンに起因する発光紫外線の減衰が低減されることに基づいて、低視界大気中を航行するための方法であって、
前記所望の領域の位置を所望の視野内において確認できるように、複数のリフレクタを所望の領域のクリテカル・マーカと共に配置する工程、
紫外線スペクトルの太陽光ブラインド領域にある放射線を該リフレクタの方向に沿って発光源から発光させる工程、
前記リフレクタからの放射線に応答してイメージを形成し、前記所望の領域の位置を前記所望の視野内において描写するイメージを形成する工程、
前記イメージを表示し、それにより観察者に航行の参考資料を提供する工程、
を具備してなる方法。
【請求項２４】
前記イメージを形成する工程が約０．２７５μｍを越える放射線を選択的にブロックする工程を含む請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記発光源からの紫外線を変調する工程をさらに含む請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記複数のリフレクタからの紫外線を変調する工程をさらに含む請求項２３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
発明の技術分野
本発明は航行、監視を向上させるためのシステムに係わり、特に低視界条件下において有用なシステム、すなわち、関係する目的物、地域、例えば航空機、滑走路ライトの位置等の特徴を提供することができるシステムに関する。
発明の背景
快晴気候条件において、光は吸収、散乱による損失を少なくして大気を伝搬するが、悪天候に寄与するエアロゾル、分子、例えば霧、雨、雪などが大気に多く存在すると、これらが光を吸収、散乱させて光の損失が大きくなり、視界を著しく阻害することになる。多くの場合において、このような悪い視界は重要な目的物、区域の位置、特徴についての情報を著しく阻害し、危険な状態に陥らせることになる。
従来、悪天候下において、目的物、区域を確認、感知するのにヒトの眼を援助するためのシステムが用いられてきた。理想的にはこのようなシステムは天候を見通せる能力を有し、快晴のもとで得ることができる程度に、必要とする目的物、区域の位置、特徴についての情報を与えることができるものであることが望ましい。
このようなシステムは、劣悪な視界が人の都合に関わりなく発達し、重要な対応を瞬時に要求される飛行にとって重要となる。精巧で高価な航空電子装置にも拘らず、天候条件が着陸への最終進入を未だに制限している。これらの制限は、航空機、パイロット及び空港設備の能力を制約する。これらの能力は着陸が許可される前の最低雲高さ（シーリング）、滑走路最小視界に関係する。計器飛行規則（ＩＦＲ）での動作において、パイロットは航空機の計器パネルに示されたグライドパスのずれの指示により滑走路から特定の距離離れた所へ誘導されてしまう。このグライドパスのずれは、通常、着陸誘導システム、例えば計器着陸システム（ＩＬＳ）、マイクロ波着陸システム（ＭＬＳ）、または全地球航法（ＧＰＳ／ＧＮＳＳ）により提供され、これらの計器は無線周波数（ＲＦ）通信を介して航空機とリンクしている。もし、特定の距離でパイロットが連邦航空局（ＦＡＡ）により設定された滑走路の特徴を認識することができない場合は、パイロットは進入復行を実行しなければならない。航空交通管制官は、このような状況を避けるため、航空機をしばしばルート変更するように導きもしくは状況の悪い空港へ向かう航空機に対し離陸許可を与えない。いずれの方法をとるにせよ、これらの手法は乗客、飛行乗務員に心配をもたらし、余計な費用、遅延、計画変更を生じさせ、飛行安全の余裕を減少させる。
視界程度および着陸条件がカテゴリＩからカテゴリIIを超えてカテゴリIIIの種々のグレードに変わったとき、航空機を操作するパイロットの技量は、装置の精密レベルを増すことによって増大される。このことは、滑走路の視界が減少したとき、要求航行性能（ＲＮＰ）に対し、より高い基準が必要になるという認識に基づく。この装置における精密化の一つのレベルとして飛行制御操作の助けとなるオートパイロットがある。理想的には、カテゴリーIIIの条件においては、グライドパスのずれはオートパイロットを介して直接航空機に結合して、パイロットを「ループの外」に置き、自動的に航空機を滑走路に降下させ、着陸させられる。しかし、実際にはこの「ループの外」モードにすることはその実施コスト高のためにめったに行われることはない。この場合のＲＮＰは、完全性、利用可能性、サービスの継続性、正確性などの点において厳重な保証基準が必要となる。設備費、維持、履行のための継続的熟達訓練などのコストの関連で有効性が制限される。
ＲＦによりリンクされ、誘導エラーをベースとしたシステムの潜在的欠点を解決するための種々のシステムが考えられている。その最も簡単なアプローチは滑走路および境界表示の点滅強力白色ビーコンの使用である。このアプローチは長い距離の感知においては有効であるが、短い距離、特に濃い霧の場合には致命的となる。すなわち、短い距離において、この強力な白色ビーコンによりパイロットの視界が利かなくなり、可視波長光の大気拡散により方向が分からなくなる。
目的区域を照明、表示する能動光イメージング・システムは航行援助として評価されている。このシステムはパルス送信機及び同所にあるゲート・イメージシグ受信機を有する。これらの受信機は、同期的にゲートされ、送信機から出るパルスからのバック散乱は見られない。現在の相補的送信機／受信機ペアは可視光と近赤外光との間の波長で動作する。この方法は目的物とそのバックグラウンドとの反射コントラストに依存する。このようなシステムは本質的に視野が狭く、低い送信機パルス繰返率で動作され、長い調整時間を必要とする。その結果得られる情報の程度は低く、表示されるデータは限られ、有効実時間内に「ループ内パイロット」としての動作を十分に行うことができない。
電磁波スペクトルのマイクロ波、赤外、ミリ波（ＭＭＷ）領域で動作する種々のシステムが悪天候航行の援助として考えられている。これらはいずれも、可視波長より長い波長を用いることにより大気減衰が減少するという利点を採用したものである。
マイクロ波は視界の悪い大気を見通すための魅力的な手段である。しかし、シーンを発生させるために典型的に用いられる距離−角度走査技術、及び、長い動作波長が組合わさっても、着陸援助としてパイロットが実時間で使用するには不適切な、データ転送速度、解像度、方位−高度表示の解決手段を提供するにすぎない。
可視波長よりも２ないし２０倍長い波長で動作する赤外線システムは、ヒトの眼と同等の解像度を与え、方位−高度座標に実時間情報を直接提供することができる。もやがかかった状態で地形をバックグラウンドにして、一般に８ないし１２μｍの波長で動作される赤外センサはヒトの眼より良好なイメージを提供することができる。しかし、気象条件がさらに悪化し視界が半マイル以下となったときは、そのイメージは急激に悪化しヒトの眼より悪いイメージを提供することになる。検知能力は天候により制限を受ける。検知は関心のある目的物とバックグラウンドとの放射温度差に依存する。多くの場合、この見掛け上の差は現在用いられているセンサの感度よりも小さい（〜０．０１℃）。これは周囲の条件、例えば日に二回の温度コントラストの反転、一般に霧を伴う高湿度での雰囲気コントラストの悪化によるものである。そのため、赤外線システムの能力は、一般に最も必要な状況において効果が最も小さくなる。
波長１μｍで動作される赤外線システムは、受動的な目的物でなく、能動的な目的物を検出することにより、上述のコントラスト劣化ファクタの影響を少なくすることができると考えられていた。例えば、白熱灯フィラメントからの特徴的黒体放射はこの赤外線システムにより検知することができる。フィラメントを囲む加熱球により放射される長波長の放射より、むしろこの直接放射を検知することができる。しかし、波長１μｍにおける太陽光線のバックグラウンド放射の大きさは、フィラメント放射のときよりも７０db大きい。従って、約７０dbのシーン内ダイナミック・レンジはそのバックグラウンドからフィラメント信号を引き出すために必要となる。しかし、この方法は、厄介な信号−バックグラウンドコンボルーション（convolutions）を必要とし、費用がかかり、実時間で得ることが困難である。しかも、従来、３ないし５μｍあるいは８ないし１１μｍのウインドウで動作することにより得ていた低い太陽光線バックグラウンドの利点が失われる。
ミリ波（ＭＭＷ）放射を用いる従来のシステムが悪天候での使用に最も適した有力なものであった。３０ないし３００ＧＨｚ（１０ないし１．０ｍｍ）の間の放射線は、霧、その他の大気成分を透過し、減衰も比較的小さい。一般に、このシステムは霧透過が最も良好な３５あるいは９４ＧＨｚで動作される（例えば、“Passive Millimeter-wave Imaging”,Young et al;TRW Space & Defense Quest.Winter 1990/91）。しかし、ミリ波システムは幾つかの重大な欠点を有する。すなわち、その性能は雨で劣化し、その解像度は可視センサーより劣る。また、そのハードウエア機構は複雑である。幾つかのミリ波システムは従来のレーダ走査原理に基づいて動作されている。このシステムの能力は航空機の着陸に最も必要とする短い最終の進入において、その性能が潜在的に制限を受ける。
画像技術を用いたＭＭＷシステムは一般に感度が悪く、長い休止時間を要し、着陸の短い最終段階に遭遇する動的環境に適していない。ヘテロダインが感度を向上させる手段となると考えられていた。しかし、その利益は構成の複雑なことによりかなりのコスト高を招く。さらに、長い波長を伴うため、このミリ波システムは角度の解像度が悪く、ヒトの眼の６分の１程度である。
ＲＦ−リンクの誘導エラー・ベース・システムは天候に左右されないが、システムが複雑になり、着陸の際の「ループ内パイロット」動作に適していない。イメージ・ベース・システムはその代わりに単純でパイロットとの調和に適している。しかし、天候対応性に欠ける。その他、ＲＦ−リンク、アースマッピング混合システムや、記憶データ・ベース・システムも開発されている。これらは合成ビジョンシステムとして知られているが、複雑で実時間性に欠けることから、滑走路についてのイメージの信頼性に欠けるため採用されていない。
したがって、天候悪条件下で、実時間の「ループ内」動作、ヒトの眼に匹敵する解像度などを含め、全ての点で不都合のないシステムの必要性が未だにある。望ましくは、そのシステムは、例えば視界の悪い条件下でも晴天下でおこなわれると同様にしてオペレータが航行操作することができることが期待される。
発明の概要
本発明は関心のある目的物あるいは区域、例えば航空機、滑走路のライトなどを視界が悪い条件下で、それらの位置、特徴を提供することができるシステムを提供するものであって、これが紫外線照射を採用することにより実現される。視界の悪い大気において、紫外線の照射が小さい減衰および散乱を以て伝搬し、種々の用途に適用し得ることが見出された。さらに、紫外線照射の“太陽光線ブラインド”領域、すなわち太陽光線バックグラウンド照射に欠ける領域における動作においても高利得画像管の使用を介して高いＳＮ比が得られることにより、紫外線照射源に関連する重要なマーカ、区域を画像化しあるいは位置決めすることができることが見出された。
本発明の原理に基づくシステムは、一またはそれ以上の紫外線照射源と、受信した照射線のイメージ、表示を形成し得る受信機と、ディスプレイとを具備してなる。好ましい一例として、紫外線照射源はクリテカルマーカ例えば滑走路ビーコンあるいは信号表示器を伴って設けられる。紫外線照射はその照射源から発光され、好ましくは変調されて反復性、特徴的信号として発光され、悪視界雰囲気を通って伝搬し、受信機により受信される。この受信機は乗り物、例えば航空機に配置され、あるいは管制塔などの特定位置に固定される。受信機は受信した照射のイメージあるいは表示つまりクリテカルマーカのイメージを形成し、これがディスプレイに送られる。このディスプレイは、好ましくは透明なヘッドアップ・ディスプレイであって、これに上記のイメージあるいは表示が実シーン可視イメージ（オペレータが入手可能なとき）に重ねて映し出される。
他の好ましい例として、照射源は受信機に、またはその近くに置かれ、すなわち、同じ乗り物または同じ固定位置に設けられる。リフレックスリフレクタはクリテカルマーカとともに離れた位置に配置される。変調紫外線照射は照射源から発光され、悪視界雰囲気を通って伝搬し各リフレックスリフレクタに送られる。このリフレックスリフレクタは、紫外線照射信号を反射させ悪視界雰囲気を通って伝搬させ、受信機により受信させ、ここで受信された照射線のイメージあるいは表示がディスプレイを介してオペレータに提供される。
他の例として、このリフレックスリフレクタはトランスポンダにより置き換えられる。各トランスポンダは照射源からの紫外線照射を受信し、異なって変調された紫外線照射を受信機に戻す。各トランスポンダは独特の信号を伝達するようにし、クリテカルマーカの異なるタイプのものをオペレータに対し容易に区別し表示できるようにしてもよい。
本発明の原理によるシステムによれば、パイロット、乗り物操縦者、航空交通管理官、その他の者が、霧、雨、雪などによりもたらされた悪視界条件下でも、快晴のときと同様に仕事をこなすことが可能となる。特に、この特徴は、本発明によって作り出されたイメージあるいは表示を実シーン可視画像と組合せることにより達成される。例えばビーコンのようなクリテカルマーカによりマークされた関心のある目的物あるいは目標区域が悪視界条件のため見ることができない場合には、同じ位置において紫外線照射信号が照射源またはトランスポンダにより発生され、快晴の場合に見ることができるクリテカルマーカと同じ位置でこれらを検知しオペレータに表示することができる。この一対一マッピングは現存する可視パターンと重複するパターンを形成する発光源、リフレクタ、またはトランスポンダに延長させることができ、可視パターンの代わりに、あるいはそれと同調して表示させることができる。
【図面の簡単な説明】
添付図面を参照して説明する以下の記載から本発明がより完全に理解されるであろう。なお、図中、同一部材には同一符号が付されている。
図１は本発明の原理に係わるシステムのブロック図；
図２は種々の紫外線源におけるスペクトルの特徴を描いた線図；
図３は図１の光学フィルタに使用される種々の吸収フィルタ物質の伝達特性を示す線図；
図４は紫外線マイクロチャンネル・プレート光電子増倍管の応答特性をプロットした線図；
図５は本発明の原理に係わる他のシステムのブロック図；
図６はモデル快晴雰囲気におけるレイリー散乱、ミイまたはエアロゾル散乱およびオゾン吸収について海面減衰率と波長を関数としてプロットした線図；
図７はエアロゾル粒子による電磁放射の前方散乱を説明する模式図；
図８は図１のシステムについて実験的に得られたディスプレイを表したもの；
図９は図８のディスプレイを得るのに使用した受信機について１秒間当たりのフォトン数の角度分布を示す線図；
図１０は本発明の原理に基づくシステムの構成を示す模式図；
図１１ＡないしＢは図１に示すシステムにより援助されない状態で、または援助された状態で悪視界条件下における航空機が着陸を試みた場合を説明する模式図；
図１２ＡないしＣは、悪視界条件下で１マイル、１／２マイル、１／４マイルの距離からパイロットが見た滑走路の状態を示す模式図；
図１３ＡないしＣは、図１２ＡないしＣに対応する図であって、本発明の原理に基づいてヘッドアップ・ディスプレイを介してパイロットに映る状態を示す図；
図１４ＡないしＢは本発明を使用し、または使用せずにヘッドアップ・ディスプレイ上の着陸誘導システムにより駆動されるイメージを説明する図；
図１５は悪天候下で航空交通管制官により地上交通をモニタする場合について、本発明の原理に基づくシステムの使用方法を示す模式図；
図１６は悪天候下で滑走路への侵入を阻止する場合について、本発明の原理に基づくシステムの使用方法を示す模式図。
発明の詳細な説明
悪視界雰囲気下で、関係する目的物、地域の位置、特徴を提供し、航行、監視を向上させるためのシステムが、“太陽光線ブラインド”領域における紫外線照射を採用することにより実現可能となった。有利なことに、このスペクトルの放射線は悪視界雰囲気を効果的に透過し、実時間イメージを得るのに使用することができる。従来技術での考えとは異なり、太陽光線ブラインド領域でのオゾン吸収は悪視界雰囲気において実質的に減少することが分かった。第二に、悪視界雰囲気において紫外線は実質的に前方方向に伝搬、散乱することが分かった。有利なことに、これらの発見はそのスペクトルにおいて太陽光線バックグラウンド放射が少ないことと相侯って、高利得画像管の使用を介して高いＳＮ比が得られることにより、低出力の紫外線源を有するクリテカルマーカを画像化し位置決めすることを可能にさせた。
本発明は他の現在使用されている技術と比較して明らかな利点を有する。すなわち、紫外線の短波長により、ヒトの眼に匹敵する角度解像度が得られる。これは長波長のシステム、例えばミリ波システムでは得られない利点である。また、受信機データ転送速度は実時間シーンに相当する実時間イメージを形成し得るシステムの構成に匹敵し得るものである。これにより完全な「ループ内」コントロールを行うことが可能となった。従来のシステムでは視界状態が悪化するにつれ性能も悪化したが、本発明のシステムでは、より厳しい状態において性能を実際に向上させることができる。必要な構成部材は他のシステムの装置より小さくて済む。これにより、システム装置を航空機、ボート、自動車、その他の乗物に容易に装着することができる。されに、これらの構成部材は安価で単純で、かつ、容易に入手することができる。
以下、本発明の原理について航空産業を中心とした例について説明するが、本発明はその他の多くの分野に適用し得ることは当然である。例えば、本発明は航海、監視、調査、救助などにも適用することができる。
図１は本発明の原理に従うシステム１００のブロック図を示している。放射線源１１０1〜１１０iは関連するクリテカルマーカと同一部位に、あるいは一体となって、“太陽光線ブラインド”領域（〜０．２０５ないし０．２７５μｍ）範囲内の紫外線を発生する。例えば、放射線源１１０1〜１１０iは、見ることができるビーコンあるいはライト例えば滑走路ライトの部位、あるいはその近くに配置される。動作において、この発光した放射線は霧のような悪視界雰囲気１２０を透過伝搬し、受信機１３０に到達する。この受信機１３０は入射した紫外線を感知し、スペクトル中の他からの不必要な放射線をフィルタリングして除去する。視界が悪化しクリテカルマーカの位置を邪魔しても、紫外線が悪視界雰囲気１２０を透過し得るため、クリテカルマーカのイメージおよび位置を知ることができる。
各放射線源１１０1〜１１０iは紫外線ランプ１５０、ビーム形成光学装置１６０および変調器１７０を具備してなる。紫外線ランプ１５０は種々の光源から形成することができる。例えば、所望の紫外線スペクトルを発光し得るキセノン、水銀フラッシュランプなどである。その他、ＵＶレーザ、例えば周波数倍加Ｎｄ：ＹＡＧレーザなどを用いることができる。この後者の場合、光電子的あるいは機械的スキャナを用いてレーザ光を所望の立体角に向けて使用することができる。
図２は紫外線ランプ１５０に使用可能な幾つかの光源のスペクトル特性をプロットしたものである。好ましくは、紫外線ランプ１５０は、０．２０５ないし０．２７５μｍの間で、広帯域波長スペクトルに渡ってまたは個別（非連続性）の波長のものを発光するようにする。好ましくは、変調器１７０は紫外線ランプ１５０によって発光された放射線を変調し、反復性、特徴的放射パターンを形成し、他の存在するかもしれない紫外線源からのものと区別するようにする。光学装置１６０は紫外線を所望の立体角に向けるために用いられる。
受信機１３０はレンズ１８０、光学フィルタ１９０、画像管２００および信号プロセッサ２１０とを具備してなる。レンズ１８０の視野（ＦＯＶ）において、好ましくは水平で３０度、垂直で２２．５度のものが用いられるが、これらの値は数度から１２０度の範囲で変えることもできる。レンズ１８０はＵＶ石英あるいは他のＵＶ透過性材料から作られ、直径が１ないし４インチのものであり、この大きさはミリ波システムの場合における１２ないし２４インチのものと比べて有利である。受信機１３０の角度解像度は一般にヒトの眼に匹敵し、ほぼ１ないし２ｍｒａｄである。
光学フィルタ１９０は帯域フィルタであって、約０．２０５ないし０．２７５μｍの波長の放射線を透過させる。０．２７５μｍを超える波長の太陽光線を減衰させるため、実質的なロール・オフが用いられる。好ましくは、光学フィルタ１９０は〜０．２７５μｍないし０．２９０μｍの間でおよそナノメータ当たりの大きさのオーダで減衰させる。光学フィルタ１９０は吸収帯域フィルタおよび／または反射フィルタを縦続させたものからなっていてもよい。様々な材料が用いられる。例えば、光学フィルタ１９０は部分的にＮｉＳＯ4（Ｈ2Ｏ）6およびカチオンＸからなり、図３に示す応答特性を有するものから構成させてもよい（The Middle Ultraviolet;A.E.S.Green;John Wiley and Sons,ニューヨーク（１９６６）参照）。その他、レーザなどの狭線エミッション源とともに用いられている公知の狭帯域フィルタまたは干渉フィルタを用いることもできる。その他、必要な放射スペクトルのみを画像管２００へ反射させるために二色性ミラー、多層コートミラーを用いることもできる。
好ましくは、画像管２００は“太陽光線ブラインド”マイクロチャンネル・プレート・光電子増倍管（ＭＣＰ）、例えばＭＣＰＴ（EMR Photoelectric社製、プリンストン、ニュージャージ州）であって、感度の理論限界またはその近傍で動作することができる。その他の適当な高利得イメージ検知器、例えば固体ＣＣＤ、イメージ増強管等を使用することもできる。なお、固体ＣＣＤは同じ感度を有しないが、放射強度が実質的に高いレベルであるショート・レンジでの使用に適している。固体ＣＣＤをＭＣＰとの関連で使用し航行に必要なシステム・リダンダンシ（冗長性）を得るようにしてもよい。機能不全の場合、固体ＣＣＤを着陸の最終の重要な時点においてショート・レンジで使用することもできる。これにより、破滅的失敗でなく、ゆるやかなシステム低下を確保することができる。
ＭＣＰは個々の光子を計数し、それらの空間的関係を記録することにより放射線イメージを検知する画像管であることは当業者に知られていることである。このシステムが太陽光線バックグラウンド放射には実質的にない“太陽光線ブラインド”領域で動作されるため、この検知方法は高いＳＮ比を得ることができる。特にＭＣＰは以下のようにして動作される。放射エネルギーが光電陰極に集められ、これから一次電子が、直径１０μｍ、長さ１ｍｍのガラスシリンダの平行配列体に対して発せられる。このガラスシリンダの内側には二次発光物質が塗布されている。一次電子はその入口近傍の内壁に衝突し、二次電子を発生させる。この二次電子はさらにこのガラスシリンダの奥の内壁に衝突し、さらに二次電子を発生させる。このカスケード機構により高い無ノイズ利得が１０6のオーダーで得られる。この紫外線マイクロチャンネル・プレートの詳細については文献、SPIE Ultraviolet Technology,150-54(1986),“Ultravioiet Sencing Technology Developments at ITT”,およびRCA Electro-Optics Handbook,RCA Solid State Division,Lancaster,Pennsylvania(1974)を参照されたい。
図４には画像管２００の一般的スペクトル応答が描かれている。０．２７５μｍを超える波長でかなりのスペクトル応答が見られることから、光学フィルタ１９０のカットオフ特性は０．２７５μｍを超える波長の照射を拒絶するように設計し、検出を太陽光線ブラインド領域に限定されるようにする。画像管２００は放射線源１１０1〜１１０iのイメージ又は表示を５１２ｘ５１２画素の解像度で発生させる。
夜間には太陽光線バックグラウンド照射がないことから、画像管２００からの潜在的スペクトル応答は光学フィルタ１９０を必要としないことが当業者に容易に理解されるであろう。従って、太陽光線バックグラウンド照射が検知されない場合に光学フィルタ１９０は、機械的あるいは光学的機構を介して光学的入射路から自動的に除去するようにしてもよい。これは太陽光線バックグラウンド照射の特性に応答し得る検知器を用いた場合に有効である。
信号プロセッサ２１０は画像管２００からの画像を処理するもので、これにより変調されていない照射に相当する望ましくない信号、例えば道路のランプ、火、照明フラッシュ等からの信号が除去される。信号プロセッサ２１０はさらに異なる周波数で変調された放射線の信号を見分けることができる。このような変調はＦＭ，ＰＣＭ，ＡＭであれ、対象となるクリテカルマーカと関連する紫外線源に課すことにより識別可能な特徴を各紫外線源に与える。この識別的特徴はビルまたは障害物の上に設けられた危険信号表示器と滑走路のライトの色、型とを区別するのに用いることができる。
信号プロセッサ２１０により処理された情報は、ディスプレイ１４０に供給され、所望のクリテカルマーカのイメージまたは表示がオペレータに向けて表示される。なお、受信機１３０からの紫外線源のイメージまたは表示が種々の画像処理法により処理され得ることは当業者に明らかであろう（例えば文献、Digital Image Processing,Pratt,John Wiley & Sons,ニューヨーク(1978)）。ディスプレイ１４０は、オペレータの眼と実際の関連するシーンとの間に介在された媒体にイメージまたは表示を表示する透明なヘッドアップ・ディスプレイ、ヘルメット−マウンテッド・サイト、遮光板またはデバイスであることが好ましい。その他、イメージをモニタに表示させたり、レーダ・ディスプレイなどのセンサのディスプレイと合体させてもよい。
さらに、信号プロセッサ２１０はマイクロプロセッサ装置、Ａ／Ｄコンバータ、コントロール・ロジック、ソフトウエア、その他の関連電子機器を含んでいてもよい。このような装置の構造は公知であり、したがって、ここでは省略する。
図５は本発明の原理に係わる他のシステムのブロック図を示している。この例はリフレクタ１５１1〜１５１iが関連するクリテカルマーカと同一部位に、あるいは一体となっている点を除いて図１に示すものと同一である。放射線源１１０1は同様にして“太陽光線ブラインド”領域の紫外線を発生する。しかし、放射線源１１０1は低視界雰囲気１２０により遮られるのでなく、受信機１３０とほぼ同一部位に配置されている。
動作において、放射線源１１０1からの照射は低視界雰囲気１２０を通過してリフレクタ１５１1〜１５１iへと伝搬する。各リフレクタ１５１1〜１５１iはこの照射を再び低視界雰囲気１２０を介して反射する。受信機１３０は、この反射照射光を検知し、上記同様にリフレクタ１５１1〜１５１iからの照射イメージまたは表示を作り出し、これがディスプレイ１４０に表示される。
放射線源１１０1と受信機１３０が互いに近傍に配置されているため（例えば、航空機に）、受信機１３０が放射線源１１０1からのバック散乱を検出しないようにする必要がある。信号プロセッサ２１０は放射線源１１０1と受信機１３０とを仕切ることにより、その役割を果たしている。つまり、放射線源１１０1が発信しているとき、信号プロセッサ２１０が信号を画像管２００へ送り、検出を止めさせあるいは抑制させる。これはゲート信号５２０により行われる。放射線源１１０1からの発信が終わったとき、その直後にゲート信号５２０が除去され、画像管２００がリフレクタ１５１1〜１５１iからの照射を検知する。このゲート動作を容易にするため、信号プロセッサ２１０は信号５１０を介して信号を変調器１７０に送り発信を開始するようにすることができる。。
リフレクタ１５１1〜１５１iはリフレックスリフレクタであってもよいことが考えられる。このリフレックスリフレクタは照射光を実質的に入射光路に沿って反射させるものである。放射線源１１０1と受信機１３０が互いに近傍に配置されているため、反射された光は実質的に受信機１３０により検知される。リフレックスリフレクタはコーナ・キューブ・プリズム、球体など任意の形状をとり得る。
さらに、受信機１３０に戻された入射光は、検出を高め、または、所望の情報を乗せるために変調することが考えられる。この変調は公知の機械的、電気的または光学的シャッタにより行うことができる。
その他、リフレクタ１５１1〜１５１iを、入射光をより高いレベルで再送信させるトランスポンダで置換えることもできる。各トランスポンダは、例えば受信機１３０と放射線源１１０とを含み、追加情報に従って照射光を変調させるようにしてもよい。例えば、放射線源１１０1からの紫外線信号により各トランスポンダを駆動させ、異なる型の危険あるいは滑走路ライトを表す独特のリターン放射信号を発信させるようにしてもよい。これらの異なる放射信号はディスプレイ１４０上にて色、影、その他の情報により区別させることもできる。
本発明の原理の一層理解を容易にするため、電磁放射の伝搬について簡単に説明する。ガス雰囲気を通って伝搬する放射線は以下に示す放射束密度Ｅを有する。
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ここで、Ｉは放射線源の強度、Ｒは放射線源からの距離、Ｔaは雰囲気透過率である。Ｔaは完全な透過を表す１から完全に消滅したことを表すゼロの範囲に亘る。この透過率Ｔaは吸収、散乱により放射強度の減少を表し、多くの変数、例えば波長、通過距離、圧力、温度、湿度、大気組成などの関数である。
より具体的に述べると、雰囲気透過率Ｔaはビアの法則（Beer's Law）により以下のように表される。
Ｔa＝exp（−αＲ）
ここでαはスペクトル減衰率または“消失係数”である。この消失係数αは波長に依存し、大気により吸収、散乱された程度を表している（RCA Electro-Optics Handbook,RCA Solid State Division,Lancaster,Pennsylvania(1974)を参照のこと）。
この減衰は大気による吸収、散乱の結果である。散乱効果は二つの原則的メカニズムによる。すなわち、一つは空気分子による散乱で、“レイリー散乱”と呼ばれるもの、他の一つは大きいエアロゾル粒子による散乱で、“ミイ散乱”と呼ばれるものである（Principles of Optics,BornおよびWolf,Pergamon Press,ニューヨーク(1975)を参照のこと）。
吸収には多くの要素が原因となるが、オゾンＯ3ならびに酸素Ｏ2の影響が紫外線領域において最も大きい。快晴の天候においてはほとんどがオゾンによるものである。各減衰源についての消失係数は別々に決定することができる。図６に示されているものは、レイリー散乱（αRAYLEIGH）、エアロゾル散乱（αAEROSOL）およびオゾン吸収（αOZONE）について波長を関数として海面消失係数を示したものである。各消失係数を合算して大気についての全体的消失係数（α）が示される。大気における吸収、散乱の量は、消失係数αで測定した場合、大気の視界に大きく影響を及ぼす。
図６に示す消失係数から、従来、紫外線は可視光線よりも著しく減衰すると考えられていた。オゾンは電磁波スペクトルのほとんどの領域で減衰を殆ど生じさせないが、紫外線領域でその吸収効果は顕著である。約０．２１μｍ以下で、酸素はこの吸収に寄与し始める。
種々の現象の組合せにより、紫外線が低視界雰囲気を透過することが見出された。第一に、オゾン吸収効果は霧においてかなり減少することが見出された。この霧は大気中の水分子が凝縮して水の小滴（直径１０ないし２０μｍ）を形成し、これが空気中に懸濁した結果生じたものである。この水の小滴は悪天候に寄与し、オゾン分子と相互作用してオゾン分子を破壊し酸素分子および原子を生じさせる。望ましいことに、これによりオゾン吸収（αOZONE）に原因する消失係数が減少することになる。大気中のオゾンは天候が悪くなるに従って、つまり視界が悪くなるにつれて、さらに減少する。言い換えれば、紫外線領域におけるオゾンによる吸収は視界が悪くなるにつれて減少する。さらに、オゾンは夜間において自然に分解し朝方、つまり視界が悪い時点において、その量が最小となるという事実を有利に利用することができる。
低視界雰囲気における水滴により紫外線がかなり散乱されるが、図７に示すようにかなりの部分が実質的に前方に向けて伝搬し散乱し、従って減衰しないことが発見された。さらに、エネルギのかなりの部分が軸に沿って伝搬し、その放射源の位置を良好な解像度を以て判別し得ることが見出された。しかし、悪天候において紫外線領域には依然としてかなりの減衰が見られる。しかし、そのスペクトル中では太陽光線バックグラウンド照射が欠如することから、高利得画像管、例えばマイクロチャンネル・プレート管を用いることにより極めて低い探知放射線から放射源の位置、イメージを捕らえることができる。
ウィリアム空港（ペンシルバニア州）での実験結果から、太陽光線ブラインド領域での紫外線の使用は低視界大気の透過に有効であることが実証された。このウィリアム空港の選択はこの空港が濃霧にさらされ易いことによるものである。視界７００フィートの条件下（ＦＡＡ認可の視界距離測定装置により測定されたもの）で、二つのタングステン・ハロゲン発光源を６フィート離して受信機１３０から２４００フィートの位置に配置させた。その結果、この二つの発光源を、図８に示すように明瞭に別々に探知し表示させることができた。各発光源のイメージ８１０および８２０は実験における画像管の整合不良のため水平ではない。図９は異なるフォーマットで同じ結果を示すものである。これらの図から紫外線信号放射線は低視界大気においても実質的に前方に向けて伝搬し、散乱することが確認できる。さらに、二つの発光源の明確な分離状態をこれらの状況下でヒトの眼に匹敵し得る角度解像度（〜２．５ミリラジアン）を以て画像化し得るという本発明の効果が確認された。
本発明の利点を評価するため、視界の問題を取扱う場合の現在の航空産業における方法を検討した。低視界状態はＦＡＡにより航行を目的として以下のように分類されている。
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各着陸カテゴリは目的物が５％のコントラストで検知できる距離に基づく滑走路の視界距離に関連して作られている。航空機、空港で使用される精密着陸装置は、この表の悪視界条件下で安全に着陸させるための誘導が得られるような総合的機能を満たすものであることが証明されている。もし滑走路の視界距離が所定の精密着陸システムにおけるカテゴリとの関連でより悪い場合は、そのグレードのシステムでは離着陸に使用することができない。例えば、カテゴリIIの精密着陸システムを備えた航空機のパイロットが着陸のための最終進入で１００フィートの高さで滑走路を１，２００フィートの距離で見ることができない場合は、パイロットは進入復行を行わなければならない。
各カテゴリでの着陸に必要な精密着陸装置は、悪視界条件が厳しくなるにつれて次第に、複雑でコスト高となっている。そのような費用のため、カテゴリIIIaの着陸機能を備えた空港、航空機は少なく、カテゴリIIIcの機能を十分に果たす設備を備えた空港は１０個所未満である。本発明の利点の一つは、通常許可される航空機あるいは空港の精密着陸システムより悪い天候下においても着陸を可能とすることにある。例えば、航空会社はカテゴリＩの精密着陸システムを備えた航空機をカテゴリIIIaの視界条件下で着陸させることを希望している。これは７００フィート視界条件下でも、２００フィートの高さ、および２４００フィートの距離で滑走路が見えることが要求される。もし、これが可能であれば、経済的、動作上の利益は計り知れない。なぜならば、現在悪天候の間は閉鎖される数百の空港が、サービスに供されるからである。
次に、図１０について説明すると、悪天候下で航空機の着陸を容易にするための図１、図５のブロック図に従ったシステムが絵で表されている。太陽光ブラインド”領域（０．２０５ないし０．２７５μｍ）の紫外線が放射線源１１０1〜１１０iから照射されている。この放射線源１１０1〜１１０iは滑走路のエッジおよびセンターライトの近傍ないし一体となって配置されている。好ましくは、放射線源１１０1〜１１０iは滑走路のエッジおよびセンターライトの内部に設置される（例えば、エッジライト；モデルＨＲＬＱ、Crouse-Hinds Airport Lighting Products、Windor,コネチカット州：センターライト；モデルＲＣＬ−２０５６０Ｐ２、Sepco Aviation Lighting,Inc.,Windor,コネチカット州）。好ましくは、放射線源１１０1〜１１０iはピーク仰角３度で種々の方位に照射される。
その他、滑走路のエッジおよびセンターライトをその一部が所望の紫外線領域の光を発光するランプに変更させてもよい。これにより、滑走路ライトが可視マーカと紫外線源の双方を兼ね備えることができる。場合によっては、ランプを変更させなくともよい。石英タングステンハロゲンランプはすでに多くの滑走路で使用され、たとえ３０００Ｋ°の領域の黒体温度で動作されても紫外線領域の光を十分に発光することができる（The Photonics Design and Applications Handbook(1993),”Tungsten Halogen for Illumination”参照）。また、場合によっては、照射パターンを変化させるランプの球、レンズを所定の紫外線領域を透過させるものと交換する必要があるかも知れない。
照射された紫外線は、悪視界大気１２０を透過伝搬し、航空機１０３５に載置された受信機１３０により受信される。この受信機１３０は上述のように太陽光ブラインド画像管２００（図１、図５に示す。）を含み、受信した放射線のイメージまたは表示を作出すことができる。ディスプレイ１４０は放射線源１１０1〜１１０iのイメージまたは表示をパイロットに提供する。受信機１３０は数百フィート離れた光源からのハロー形の散乱を検知することができる。この放射線の前方散乱特性により、このハローが実質的に光源の周りに集中し、そのため信号処理を容易にしている。公知の種々の反グルーミング法を用いて最終的に表示されるイメージにおけるハロー作用の存在を除去するようにしてもよい。このような方法により、近傍および遠くのイメージを角度解像度の実質的な損失を生じさせることなくディスプレイに表示させることができる。画像処理技術を用いて“ループ外”着陸のための自動位置決めとトラッキングを行ってもよい。
その他、紫外線照射を航空機１０３５の適当な場所から発信させてもよい。この場合も、紫外線照射は低視界大気１２０を通過して滑走路のエッジおよびセンターライトの近傍ないし一体となって配置されているリフレクタ１５１1〜１５１iへと伝搬する。各リフレクタ１５１1〜１５１iはこの入射された紫外線を反射し再び低視界大気１２０を透過させ、受信機１３０により上記同様にリフレクタ１５１1〜１５１iからの照射のイメージまたは表示が作り出される。そして再度ディスプレイ１４０はパイロットにこのリフレクタからの照射のイメージまたは表示を知らせる。このようにして、パイロットは悪視界条件でも滑走路を見ることができ、安全な着陸が達成される。
図１１Ａは１／４マイルの視界のもとで、本発明を利用せずに航空機の着陸を試みた場合を絵で表したものである。滑走路から１マイル、１／２マイル、１／４マイルにおける航空機が参照符号１、２、３でそれぞれ示されている。円錐状の光はパイロットが霧を通して見ることができる距離を表している。これらそれぞれの位置において、パイロットが見ることができる対応するイメージが図１２ＡないしＣに示されている。この例では、パイロットは１／４マイルの距離で突然霧に遭遇し、図１２Ｃに示すように滑走路が見えなくなる。
比較のため、図１１Ｂに同じ航空機が本発明を利用して着陸を試みた場合が絵で表わされている。参照符号１、２、３は図１１Ａの場合と同様に滑走路から同じ距離を示している。さらに図１３ＡないしＣは１マイル、１／２マイル、１／４マイルの距離でディスプレイ１４０に表示されパイロットが見ることができるイメージを絵で表している。この場合、霧が突然現れても、続けて１マイルの視界を確保することができる。
なお、明らかなように、本発明はＧＰＳ／ＧＮＳＳ，ＩＬＳあるいはＭＬＳなどの現在の着陸システムによって発生する現在の着陸誘導指令とともに使用することができる。図１４Ａは、そのような誘導指令により順応されたヘッドアップ・ディスプレイに発生するフライトベクトルの方向付けを表している。パイロットはフライトベクトルの向きが二つのインデックスセットの中心にくるように、または誘導ボールに外接するようにして航空機をコントロールする。図１４Ｂは同じフライトベクトルを本発明で探知された滑走路ライトの実際位置のイメージと重ね合わせた状態を示している。二つのはっきりと異なった情報源からの航行情報を同時に表示することにより、最も危険なフライト場面での重要なクロスチェックが可能となる。このクロスチェックにより乗務員の負荷が軽減され、他の作業を行うことを可能にし、安全性が高められる。
他の例として、受信機とディスプレイを空港の管制塔に設置し、低視界状態での地上監視を援助することが考えられる。滑走路のビーコンに加えて紫外線源を全ての航空機に配置し、現存する可視ビーコンと同位置または合体させて設けてもよい（図１０のビーコン１４５）。航空機が地上走行する滑走路のイメージがヘッドアップ・ディスプレイに表示され、管制官に提供され、または管制塔の窓に投影される。この方法の絵が図１５に表されている。地上走行する航空機１５３０および地上車両１５１０は放射線源１１０1〜１１０iにより改装される。紫外線が受信機１３０およびディスプレイ１４０を備えた管制塔１５２０に伝搬される。図中には、本発明により提供された画像を利用して管制官が管制塔１５２０で地上交通をコントロールしている様子が示されている。
各放射線源は変調ないしコード化して各航空機を独特な方法で識別することもできる。また、ビデオトラッキングボックスを連続的ないし自動的に大きさを調整させ、目標航空機が完全に入り、他の目標物をボックスから除外するようにしてもよい。この自動トラック法は各航空機に別々のゲートを与える場合、レーダーシステムよりも優れた性能を提供することになる。したがって、“トラック・ホワイル・スキャン”システムで見られるクロス・ターゲット・キャブチャの可能性を低減させる。さらに変調ないしコード化した放射線を用い“脱クラッタ”をおこなってもよい。すなわち、種々の目的物、区域を変調信号のフィルターリングによりディスプレイから排除するようにしてもよい。
現在、多くの管制塔で、滑走路および地上車両路のレイアウトを表示する大きなモニタが使用されている。この航空機および地上車両の位置を、気象衛生画像を地上物体にスーパーインポーズ（重複）させるのと同様に、モニタの適当な位置にスーパーインポーズさせることもできる。このディスプレイの方式は空港管制官にとっては慣れたことであるから、本発明を容易に実施することができよう。
地上走行する航空機も滑走路内外への移動に際し本発明を利用することができる。現存の可視ビーコンと同配置された紫外線源が地上通路を規制し、現存の航空機ビーコンと同配置された紫外線源がパイロットに他の航空機の存在を知らせることができる。好ましくは、紫外線源はパルスキセノン源からなる。図１６に示すように着陸航空機、地上走行航空機および管制塔による本発明の使用により低視界状態においての滑走路進入に対する多重抑止を図ることができる。つまり、受信機１３０、ディスプレイ１４０および紫外線源を伴う航空機ビーコンが地上走行航空機１５３０に備えられる。これと同じ装置が着陸航空機１０３５にも備えられる。管制塔１５２０も同様に受信機およびディスプレイを備える。このようにして、着陸航空機１０３５、地上走行航空機１５３０および管制塔１５２０の要員は空、滑走路にて移動する交通状態を確認することができる。地上走行航空機１５３０のパイロットの視野が右上部に見える。滑走路と着陸航空機１０３５を良く見ることができる。管制官の視野が中央上部に示され、地上走行航空機１５３０と着陸航空機１０３５とを良く見ることができる。着陸航空機１０３５のパイロットは、左下部に示すように滑走路と地上走行航空機１５３０とを良く見ることができる。このように、本発明は滑走路進入に対し三方からの抑制が働く。
本発明は航空産業に多大の利益をもたらすものであるが、本発明は航空産業に限定されるものではない。例えば、このシステムを捜査、救助にも適用することができる。悪天候下で坐礁船舶の位置を紫外線源あるいはリフレクタを利用し、本発明の装置を備えた捜査機、ボートによる発見の手助けとなるようにすることもできる。
さらに、本発明を障害物検知、衝突回避に利用することもできる。紫外線源を危険信号ビーコンと同配置させた航空機にビル、アンテナ、電線の位置を知らせることができる。さらに、本発明を悪視界条件下での危険な地域での航行を可能にする。例えば、山岳地帯の空港での離着陸は、霧の状態では衝突などの危険性から現在は中止される。しかし、本発明に従い、紫外線源、リフレクタ、トランスポンダなどを山の斜面、頂上その他の障害物に設置することにより、それらの位置をパイロットに知らせることができる。また、そのような情報はその地域内外での正確な飛行路を知らせるのにも役立つ。
本発明のシステムは海上でも有効である。例えば、従来は航行ブイを用いて好ましい航路を定めており、船舶はそのブイの範囲内を航行するようになっている。しかし、そのようなブイは、船舶の航行の多い場合、波の高い場合、あるいは散乱したり、沈んだりした場合に見つけ出すことが困難である。本発明はこのような困難を解決することができる。つまり、紫外線源あるいはリフレクタをブイに取付け、受信機を船舶に備え付ける。これにより、ブイの位置がキャビンのヘッドアップ・ディスプレイに表示され、またはキャビンの窓に表示される。このようにして船長はブイの位置を知り、正しく操縦することができる。
さらに有利な点は、ブイの位置を現存のレーダ装置に理解させるのに役立たせることができる。すなわち、レーダーシステムは障害物の位置を知ることができるが、その障害物の特定はオペレータに任せられる。しかし、本発明を利用することにより、それが自動的に航行ブイであることを認識させることができ、ディスプレイに表示され、これにより正しい航路の図が提供される。
変調された紫外線による独特の識別機能により多くの目的物が、レーダーディスプレイ上に別々に、位置決め識別される。例えば危険物の表示、橋のＲＡＣＯＮビーコン、他の船舶のライトなどを識別することができる。好ましくは、ＵＶレーザを導灯エレメントとともに同配置させることもできる。
さらに、本発明は自動車に設置することもできる。例えば紫外線源あるいはリフレクタを道路端に設置し、濃霧の際に自動車に設けられた受信機、ディスプレイによって運転者が道路上を正しく走行し得るようにする。すなわち、本発明は視界が悪い状態において迅速に反応しなければならないような状況を必要とするあらゆる場合に適用することができる。
その他、本発明を発明の趣旨の範囲内において種々の変更して適用することも可能である。したがって、上記記載は単なる例示に過ぎず、それらの変更も本発明の範疇に含まれるものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６】
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