移動体案内装置
【課題】低コストで実現可能で、安全に移動体の案内をすることが可能な移動体案内装置を提供する。
【解決手段】移動体案内装置６２は、主表面１１０を有する基礎ブロック１００と、稜線を形成するように互いに直角に組合せた２つの反射面を有する反射装置１０２と、稜線が主表面１１０に対する直交面内にあるように、かつ２つの鏡面がこの直交面を中心に面対称となるように、反射装置１０２を基礎ブロックに支持する支柱１２２とを含む。支柱１２２は、主表面１１０に対する垂線と、支柱１０２が支持する稜線とがなす角度の絶対値が、０度より大きくかつ５度よりも小さくなるように反射装置１０２を支持する。進入角度案内装置６２はさらに、反射装置１０２と同様で主表面１１０となす角度が異なる反射装置１０４及び１０６を含んでもよい。
【解決手段】移動体案内装置６２は、主表面１１０を有する基礎ブロック１００と、稜線を形成するように互いに直角に組合せた２つの反射面を有する反射装置１０２と、稜線が主表面１１０に対する直交面内にあるように、かつ２つの鏡面がこの直交面を中心に面対称となるように、反射装置１０２を基礎ブロックに支持する支柱１２２とを含む。支柱１２２は、主表面１１０に対する垂線と、支柱１０２が支持する稜線とがなす角度の絶対値が、０度より大きくかつ５度よりも小さくなるように反射装置１０２を支持する。進入角度案内装置６２はさらに、反射装置１０２と同様で主表面１１０となす角度が異なる反射装置１０４及び１０６を含んでもよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、移動体の案内システムに関し、特に、電波を使わずに移動体を案内することができる案内システムで使用される、光を用いた移動体案内装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、世界各地の空港で旅客機などの航空機の着陸を支援するために、ＩＬＳ（Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｌａｎｄｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）と呼ばれる誘導システムが利用されている。
【０００３】
ＩＬＳでは、グライドパス、ローカライザ及びマーカ・ビーコンにより、航空機に対して安全な着陸のための情報を与える。
【０００４】
グライドパスは滑走路への適正（安全）な降下角度を示すものである。ローカライザは滑走路への適正（安全）な進入方位を示すものである。マーカ・ビーコン（アウター・マーカ、ミドル・マーカ、インナー・マーカ）は滑走路までの距離を示す。
【０００５】
これらのうち、グライドパス及びローカライザについて図１にその概略を示す。図１を参照して、従来のＩＬＳ２０は、空港の滑走路２２の端部付近から、航空機２８が進入してくる方位及び角度に向けられた２つの電波２４及び電波２６を発生する図示しない発信装置を含む。これらのうち、電波２４は１５０Ｈｚの信号により変調されており、電波２６は９０Ｈｚの信号により変調されている。航空機２８から見ると、電波２４は電波２６より向かって右側で、かつ上方に向けられている。逆に電波２６は電波２４より向かって左側で、かつ下方に向けられている。
【０００６】
電波２６及び２８の出力パワーは同じに設定されている。その結果、電波２４の向けられた方向と電波２６の向けられた方向との中間位置（上下及び左右の中間）では、航空機２８が受信する信号レベルが両者で等しくなる。航空機２８に設けられた操縦システムは、両者の信号レベルを測定し、両者の信号レベルが上下左右で等しくなるように、クロスポインタと呼ばれる表示方式によって航空機２８の安全な進行方向を示す。
【０００７】
このようにすることにより、図１（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、航空機２８は、電波２４の向けられた方向と電波２６の向けられた方向との中間のパス３０を進行し、安全な角度で、空港の滑走路２２への安全な進入方位に進むことができる。このパス３０を、横から見たときにはグライドパス、上から見たときにはローカライザと呼ぶ。
【０００８】
ＩＬＳはほぼ全ての空港で使用されており、関連する先行技術文献としては特許文献１がある。
【特許文献１】特開２００６−１０７１７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ＩＬＳは、電波を用いるもので、視界が良好でない状況でも、航空機を滑走路へ安全に誘導できるという利点がある。しかし、逆に、電波を用いるために、発信装置のメンテナンスが必要であるという大きな欠点がある。通常の空港の場合には、莫大なコストをかけてＩＬＳのための装置のメンテナンスを行なっている。しかし、将来、月面に着陸したり、軌道上に設けられた宇宙ステーションにドッキングしたりする場合には、そうした装置のためのコストは膨大なものとなり、メンテナンスのコストを下げるためには装置の信頼性を飛躍的に高めなければならず、その結果、装置そのもののコストが上昇してしまうという問題がある。
【００１０】
さらに、電波を用いるために電力が必要であるという問題もある。停電時の自家発電設備があるとしても、停電発生時の電力の切替時に事故が発生する可能性もあるし、停電が長引けば空港の機能そのものを停止させなければならない場合もあり得る。停電発生の原因として何らかの事故又は災害だけではなく、意図的な破壊活動の可能性も排除できない。
【００１１】
その上、電波を用いたシステムでは、特に空港の近くに高層ビルが存在している場合、航空機の受信する電波にはゴーストが生じることが多く、安全な誘導を行なうことが難しいという問題もある。かつてと異なり、現代では空港と市街地とが近接しつつあり、こうした問題は今後ますます深刻化するはずである。
【００１２】
安全な航空輸送を実現するためには、このような問題は国家的に取り組むべき問題である。
【００１３】
空港の着陸誘導システムとしては、ＩＬＳ以外にＭＬＳ（Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｌａｎｄｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）及びＬＤＡ（Ｌｏｃａｌｉｚｅｒ Ｔｙｐｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ Ａｉｄｓ）方式もあるが、これらにも、上記した問題が共通に存在している。したがって、上記した問題を解決するような着陸誘導システムの開発が急務である。しかし、上記した特許文献１に記載の技術は電波を使用することを前提としており、こうした問題は解決できない。
【００１４】
またこうした問題は航空機には限らない。既に述べたように、宇宙船の誘導についても同様の問題が生じ得るし、地上を走行する車両及び海上等を航行する船舶等、固定された軌道を持たない移動体の案内についても同じことが言える。特に自動車の場合には、事故を防ぐために電波を用いた車両間通信を使用することが考えられているが、そのための計器のメンテナンスにはやはりコストがかかる。すなわち、移動体を対象とする誘導システムの全てについて、上記した問題が生じ得る。
【００１５】
それゆえにこの発明の目的は、低コストで実現可能で、安全に移動体の案内をすることが可能な移動体案内装置を提供することである。
【００１６】
この発明の他の目的は、保守のためのコストが安く済み、安全に移動体の案内をすることが可能な移動体案内装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の第１の局面に係る移動体案内装置は、移動体を案内するための移動体案内装置であって、主表面を有する基礎ブロックと、稜線を形成するように互いに直角に組合された２つの反射面を有する第１の反射装置と、稜線が主表面に対する第１の直交面内にあるように、かつ２つの反射面が第１の直交面を中心に面対称となるように、第１の反射装置を基礎ブロックに支持するための第１の支持手段とを含み、第１の支持手段は、主表面に対する垂線と、稜線とがなす角度の絶対値が、０度より大きくかつ５度よりも小さい第１の値となるように第１の反射装置を支持する。
【００１８】
このように第１の反射装置を設けると、例えば主表面が所定の基準面と一致するように基礎ブロックを地上施設などに設けた場合、移動体からこの反射装置に光をあてて反射光が戻ってくるか否かを調べることによって、上記した第１の値によって定められる境界線のどちら側にいるかを判定できる。この情報に基づき、移動体をこの境界線に沿って、又はこの境界線の一方側から他方側に出ないように、安全に案内することができる。しかもこの移動体案内装置の動作にはエネルギー源は不要であり、かつ可動部もないためメンテナンスが不要である。その結果、低コストで実現可能で、安全に移動体の案内をすることが可能な移動体の案内システム及びそのための案内装置を提供することができる。
【００１９】
好ましくは、移動体案内装置はさらに、稜線を形成するように互いに直角に組合された２つの反射面を有する第２の反射装置と、第２の反射装置の稜線が主表面に対する第２の直交面内にあるように、かつ当該第２の反射装置の２つの反射面が第２の直交面を中心に面対称となるように、第２の反射装置を基礎ブロックに支持するための第２の支持手段とを含み、第２の支持手段は、主表面に対する垂線と、第２の反射装置の稜線とがなす角度の絶対値が、０度より大きくかつ５度よりも小さく、かつ第１の値と異なる第２の値となるように第２の反射装置を支持する。
【００２０】
このように第２の反射装置をさらに設けると、第１の値により定められる境界線と、第２の値により定められる境界線とにより、空間を３分割することができる。この情報を用い、例えばこれら３つの領域のうちの１つのみの内部に移動体が存在し、そこから外部には出ないように、移動体を案内することができる。案内することができる領域をより狭くすることができる。メンテナンスのコストも極めて低い。その結果、保守のためのコストが安く済み、安全に移動体の案内をすることが可能な移動体の案内システム及びそのための案内装置を提供することができる。
【００２１】
より好ましくは、移動体案内装置はさらに、稜線を形成するように互いに直角に組合された２つの反射面を有する第３の反射装置と、第３の反射装置の稜線が主表面に対する第３の直交面内にあるように、かつ当該第３の反射装置の２つの鏡面が第３の直交面を中心に面対称となるように、第３の反射装置を基礎ブロックに支持するための第３の支持手段とを含み、第３の支持手段は、主表面に対する垂線と、第３の反射装置の稜線とがなす角度の絶対値が、第２の値となるように、第３の反射装置を支持する。
【００２２】
さらに好ましくは、第３の支持手段はさらに、第３の反射装置が、第１の直交面に関して第２の反射装置と面対称となるように、第３の反射装置を支持する
第２の反射手段と第３の反射手段とが第１の反射手段を中心として、左右に配置され、かつそれらが入射光を反射する限界角度が互いに等しくなるので、移動体からこれら反射手段に光をあてたときの反射光のパターンが分かりやすくなり、より安全に移動体を案内することができる。
【００２３】
移動体案内装置はさらに、稜線を形成するように互いに直角に組合された２つの鏡面を有する第２の反射装置と、第２の反射装置の稜線が第１の直交面内にあるように、かつ当該第２の反射装置の２つの鏡面が第１の直交面を中心に面対称となるように、かつ第２の反射装置が、主表面及び第１の直交面の双方と直交する第２の直交面に関し、第１の反射装置と面対称となるように、第２の反射装置を基礎ブロックに支持するための第２の支持手段とを含んでもよい。
【００２４】
好ましくは、移動体案内装置は、２つの上記移動体案内装置を、互いの基礎ブロックの主表面が同一面となるように、互いに背中合わせに組合せたものである。
【００２５】
より好ましくは、２つの移動体案内装置のうち、一方の移動体案内装置に属する反射装置には、互いに異なる色の光透過性のフィルタが設けられており、他方の移動体案内装置に属する反射装置には、それぞれ一方の移動体案内装置に属する、同じ角度で主表面に取付けられた反射装置のフィルタと同じ色の光透過性のフィルタが設けられている。
【００２６】
さらに好ましくは、反射装置には、互いに異なる色の光透過性のフィルタが設けられている。
【００２７】
第１の反射装置には第１の色の光透過性フィルタが設けられており、第２及び第３の反射装置には、第１の色と異なる第２の色の光透過性フィルタが設けられていてもよい。
【００２８】
第１の角度は例えば３度、第２の角度は例えば３．５度又は２．５度でもよい。
本発明の第２の局面に係る移動体案内装置は、稜線を形成するように互いに直角に組合わされ、かつ稜線を含む所定の対称面に関して互いに面対称な形状の２つの反射面を有する反射装置と、この反射装置に取付られ、少なくとも反射装置の稜線と平行な方向の長さが調整可能で、かつ所望の長さで反射装置に固定可能な長さ調整装置とを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図２に、この発明の一実施の形態に係る案内システム５０の概略構成を示す。この実施の形態は、航空機８０に対し、滑走路６０への安全な進入方位及び進入角度の情報を提供するためのものである。なお、以下の図面及び説明において、同一部品には同一の参照符号を付してある。それらの名称及び機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００３０】
図２を参照して、案内システム５０は、滑走路６０の両端部付近に、滑走路６０への進入方向を向いて設置され、稜線を形成するように互いに直角に組合せた２枚の反射面を持ち、所定の面に平行に入射する光のみを光源側に反射する反射装置（以下、このような反射装置を「平行反射装置」と呼ぶ。）を用いた進入角度案内装置６２及び６４と、滑走路６０の両端部の両側付近に、滑走路６０に進入しようとする航空機８０の方向を向いて設置された、平行反射装置を用いた進入方向案内装置６６，６８，７０及び７２と、滑走路６０の両側部に一定間隔で配置された複数の再帰反射装置７４及び７６とを含む。
【００３１】
図２（Ｂ）に示すように、進入角度案内装置６２は、一般的に安全な進入角度とされる、水平線に対して３度をなす進入線９０と、その上下０．５度にある上限９２及び下限９４という、３つの角度のいずれかの位置に航空機８０が存在しているときには航空機８０からの光を航空機８０に向けて反射し、それ以外の場合にはそれ以外の方向に光を反射する機能を持つ。進入角度案内装置６４の機能も同様である。
【００３２】
図３に、進入角度案内装置６２の概略を斜視図で示す。図３を参照して、進入角度案内装置６２は、互いに平行な主表面１１０及び下面（図示せず）を有する、扁平な直方体形状をなす基礎ブロック１００と、基礎ブロック１００の主表面１１０上に固定された３個の平行反射装置１０２，１０４及び１０６とを含む。平行反射装置１０２，１０４及び１０６は互いに全く同じものであるが、基礎ブロック１００にそれぞれ支柱１２２，１２４及び１２６によって取付けられている角度と、それぞれの前面に貼付されている、光を透過するフィルタの色との点で互いに異なっている。
【００３３】
平行反射装置１０２，１０４及び１０６はいずれも、稜線を形成するように互いに直角をなすように組合せた２枚の鏡面を含む。このような平行反射装置では、これら鏡面の双方に対して直角な面に平行な方向から入射する光は、その方向に反射され、それ以外の方向から入射する光は、別の方向に反射され、光源側には反射されない。なお、鏡面の裏面（外側を向いた面）は、光を通さないような塗装がされている。
【００３４】
本実施の形態では、平行反射装置１０２、１０４及び１０６の前面にはそれぞれ、青、黄、赤の３色のフィルタが設けられている。
【００３５】
図３において、支柱１２２は、主表面１１０に対して直交する面で、かつ平行反射装置１０２を構成する２つの鏡面の交線を含むような面内にあるように設けられる。このような面を以下平行反射装置１０２の「中心面」と呼ぶ。その結果、支柱１２２は、平行反射装置１０２を構成する２つの鏡面が、上記した中心面を中心に面対称となるように平行反射装置１０２を支持している。平行反射装置１０４及び１０６の支柱１２４及び１２６も同様である。ただし、それらの支柱により支持される稜線が主表面１１０となす角度がそれぞれ３．５度及び２．５度となっている点で平行反射装置１０４及び１０６の取付方は平行反射装置１０２と異なっている。
【００３６】
以上の説明から明らかなように、平行反射装置１０２は仰角３度からの入射光のみをその光源側に反射し、平行反射装置１０４は仰角２．５度からの入射光のみをその光源側に反射し、平行反射装置１０６は仰角３．５度の入射光のみをその光源側に反射する。これら以外の角度で入射する光は、いずれも無関係な方向に反射され、光源側に反射されることはない。
【００３７】
図４は、進入角度案内装置６２の平面図である。図５（Ａ）は図４の一点鎖線５Ａで示される方向から見た進入角度案内装置６２の側面図、図５（Ｂ）は図４の一点鎖線５Ｂで示す断面での断面図、図５（Ｃ）は図４の一点鎖線５Ｃで示す断面での断面図を、それぞれ示す。なお図５（Ａ）及び図５（Ｂ）においては、図を明快にするために、背後に存在する平行反射装置１０２及び平行反射装置１０４は示していない。
【００３８】
図４及び図５（Ｂ）を参照して、平行反射装置１０２は、その稜線（平行反射装置１０２を構成する２枚の鏡面の交線の背部に相当）が主表面１１０に対する垂線から３度だけ、後方に傾くように、支柱１２２により基礎ブロック１００の主表面１１０に固定されている。したがって平行反射装置１０２の上面は図５（Ｂ）に示すように水平線より３度上を向く（基礎ブロック１００は、主表面１１０が水平となるように地上に固定されるものとする。）。すなわち、平行反射装置１０２は、水平位置から３度上方を向いた方向から入射する光はその方向に反射し、それ以外の方向から入射する光は光源側には反射せず、別の方向に反射する。
【００３９】
同様に、図４及び図５（Ａ）を参照して、平行反射装置１０６は、その稜線が主表面１１０に対し垂直な位置から２．５度だけ後方に傾くように支柱１２６により基礎ブロック１００の主表面１１０に固定されている。その結果、平行反射装置１０６は、仰角２．５度の方向から入射する光についてはその方向に反射する。それ以外の方向から入射する光は別の方向に反射され、光源側には反射されない。
【００４０】
図４及び図５（Ｃ）を参照して、平行反射装置１０４は、その稜線が主表面１１０に対し垂直な位置から３．５度だけ後方に傾くように支柱１２４により基礎ブロック１００の主表面１１０に固定されている。したがって平行反射装置１０４の上面は図５（Ｃ）に示すように水平線より３．５度上を向く。その結果、平行反射装置１０４は、仰角３．５度の方向との間から入射する光についてはその方向に反射し、それ以外の方向から入射する光は反射しない。
【００４１】
例えば、図５（Ｂ）に示す、平行反射装置１０２への入射光１２８が仰角３度の面内で入射するものとする。すると、この光は平行反射装置１０２の２枚の反射面で反射され、光源側に反射される。一方、仰角が３度以外の面から入射する入射光１２９の場合、図５（Ｂ）に示すように、光源とは異なる方向に反射され、光源に戻ることはない。
【００４２】
平行反射装置１０４及び１０６についても同様である。
以上に述べた進入角度案内装置６２の構成についてまとめると、以下のようになる。図４を参照して、例えば平行反射装置１０２は、２つの反射面を互いに直角に組合せた、１つの稜線を有するものである。支柱１２２は、この稜線が、主表面１１０に対する直交面内にあるように、かつ図４から明らかなように、２つの鏡面がこの直交面（平行反射装置１０２の中心面）を中心に面対称となるように、平行反射装置１０２を基礎ブロックに支持している。支柱１２２は、主表面１１０と、稜線１０８（図５（Ｂ）参照）とがなす角度の絶対値が、３度となるように平行反射装置１０２を支持する。
【００４３】
このように構成された進入角度案内装置６２によれば、航空機８０が着陸時に前方を照射するライトを点灯した場合、航空機８０には進入角度案内装置６２からの反射光が次のように見えることになる。
【００４４】
航空機８０が図２（Ｂ）に示す上限９２より上方にいると、航空機８０からの光は進入角度案内装置６２に対し３．５度とも、３度とも、２．５度とも異なる角度で入射するため、平行反射装置１０２、平行反射装置１０４、及び平行反射装置１０６からの反射光の方向は航空機８０とは別の方向となる。その結果、航空機８０には進入角度案内装置６２から全く光が反射して来ない。
【００４５】
航空機８０が上限９２の仰角に位置している場合には、航空機８０からの光は平行反射装置１０４のみによって反射され、航空機８０の方向に戻る。平行反射装置１０２及び平行反射装置１０６からの反射光は航空機８０には戻らない。その結果、航空機８０からは反射光は１つだけ見える。航空機８０に戻る光は平行反射装置１０４からのものであるから、黄色である。
【００４６】
航空機８０が進入線９０と下限９４との間にいる場合には、航空機８０から平行反射装置１０２，１０４及び１０６への入射光の角度は３．５度、３度、２．５度のいずれとも異なるため、これらからの反射光は航空機８０には戻らない。したがって航空機８０から反射光は見えない。
【００４７】
航空機８０が進入線９０上に位置している場合には、航空機８０からの光は平行反射装置１０２のみによって反射され、航空機８０の方向に戻る。平行反射装置１０４及び平行反射装置１０６からの反射光は航空機８０には戻らない。その結果、航空機８０からは反射光は１つだけ見える。これは平行反射装置１０２によるものであるから、青色である。
【００４８】
航空機８０が進入線９０と下限９４との間の位置にいる場合には、航空機８０から平行反射装置１０２，１０４及び１０６への入射光の角度は３．５度、３度、２．５度のいずれとも異なるため、これらからの反射光は航空機８０には戻らない。したがって航空機８０から反射光は見えない。
【００４９】
航空機８０が下限９４上に位置している場合には、航空機８０からの光は平行反射装置１０２のみによって反射され、航空機８０の方向に戻る。平行反射装置１０４及び平行反射装置１０６からの反射光は航空機８０には戻らない。その結果、航空機８０からは反射光は１つだけ見える。これは平行反射装置１０２によるものであるから、青色である。
【００５０】
航空機８０が下限９４よりも下の位置にいる場合には、航空機８０から平行反射装置１０２，１０４及び１０６への入射光の角度は３．５度、３度、２．５度のいずれとも異なるため、これらからの反射光は航空機８０には戻らない。したがって航空機８０から反射光は見えない。
【００５１】
以上から、航空機８０から見て、進入角度案内装置６２から常に青色の反射光が見えるような角度で滑走路６０に進入すれば、安全な降下角度であることが分かる。反射光が見えなくなって黄色い反射光が見えれば、高度が高すぎることが分かる。赤い反射光が冷えれば高度が低すぎて危険であることが分かる。航空機８０では、この反射光をカメラで捉えて電気信号に変換することで自動着陸をすることが可能である。又は、反射光をカメラで捉えた映像を操縦室でモニタに表示することにより、パイロットが有視界で着陸を行なうことができる。このとき、これらの反射光の色を考慮することにより、より確実に進入角度を確認することができる。
【００５２】
なお、本実施の形態では、航空機８０において着陸時に照射する光線は白色光であり、照射範囲が絞られてはいるものの、ある広がりを持っているので、航空機８０からの光が平行反射装置１０２，１０４及び１０６のいずれによって反射された場合も、進入角度が３．５度、３度、及び２．５度のいずれかであれば航空機８０には確実に反射光が到達する。
【００５３】
次に、航空機８０を滑走路６０への正しい進入方位に誘導するための、図２（Ａ）に示す進入方向案内装置６６について説明する。図２（Ａ）に示す他の進入方向案内装置６８，７０，７２についても同様の構成である。
【００５４】
図６を参照して、進入方向案内装置６６は、図３に示す進入角度案内装置６２と同様、平行反射装置を用いたものであり、その案内方式も進入角度案内装置６２と同様である。ただしここでは、進入方向案内装置６６への進入角度ではなく進入方位を示すため、図６に示すような構成となっている。以下、進入方向案内装置６６の構成について説明する。
【００５５】
図６を参照して、進入方向案内装置６６は、底面１３６、及び互いに直交し、かついずれも底面１３６に対して直角となるように設けられた３つの側壁１６０，１６２及び１６４を有する基礎ブロック１３０と、この基礎ブロック１３０の側壁１６０の内側面１３４に、稜線１４４が底面１３６の上面と平行になるように取付けられた平行反射装置１４０とを含む。底面１３６の上面と下面（図示せず）とは互いに平行で、かつ底面１３６はその上面が水平となるように地上に固定されるので、平行反射装置１４０の稜線１４４も水平となる。また、本実施の形態では、側壁１６４の内側面１３８を主表面とする。
【００５６】
図７は、図６に示す進入方向案内装置６６を基礎ブロック１３０の上方から見た平面図である。図７を参照して、平行反射装置１４０は、稜線１４４が水平となるように、かつ稜線１４４が面１３４となす角度が、面１３４に対する垂直線から所定角度αだけ、進入方向案内装置６６の開口側に傾くよう面１３４に固定されている。そのため、平行反射装置１４０の鏡面は、面１３４に対して同じ角度だけ傾くことになる。その結果、線１５０に示されるように、平行反射装置１４０の２つの鏡面に直角でない面から平行反射装置１４０に入射する光はその光源側には反射されず、別な方向に反射される。一方、線１５２に示されるように２つの鏡面に直角な面（稜線１４４と直交する面）内で進入方向案内装置６６に入射する光は平行反射装置１４０の２枚の鏡面で順次反射され、入射光と同じ面内の光源側に反射される。
【００５７】
したがって、進入方向案内装置６６の２枚の鏡面と直交する面内に航空機がいる場合には航空機からの光が平行反射装置１４０により反射されて航空機の方向に戻るが、そのような面以外に航空機がいる場合には、航空機からの光が平行反射装置１４０により反射されて航空機に戻ることはない。進入方向案内装置６６の側壁１６４の外側面が滑走路の側部と平行となるように、かつ底面１３６が水平となるように進入方向案内装置６６を地上に設置し、かつ安全な進行角度の限界位置となるように、角度αを決める。すると、進入方向案内装置６６からの反射光が航空機に見えると、航空機は安全な進入方位を進みつつあることがわかる。つまり、航空機は、進入方向案内装置６６からの反射光が見える位置まで進行方位を変更した後、その反射光が引き続いて見えるように進行方位を調整することで、航空機を安全な進入方位で進めることができる。滑走路が目視できる位置まで到達すれば、滑走路の両側に配置された再帰反射装置７４及び７６を目標に着陸を試みることができる。角度αは、０度より大きければよいが、あまり大きいと方向案内装置としての意味がなくなる。一方、横風の存在下では、航空機の着陸時には、風上側に向かってやや機首を向ける必要があり、そうした場合にも確実に進入方向案内装置６６に着陸時の照明光が当たるようにするためには、照明の広がりも考慮してある程度の余裕を持っておく必要がある。それでも、３０度程度までをカバーできれば実用上十分であると考えられる。したがって、０度＜α＜３０度程度とすればよい。
【００５８】
以上の進入方向案内装置６６の構成についてまとめると以下のようになる。平行反射装置１４０は、１つの稜線を形成するように互いに直角に組合せた２つの反射面を有するものである。支柱１４８は、この稜線１４４が内側面１３２に対する直交面内にあり、かつ平行反射装置１４０を構成する２枚の鏡面が平行反射装置１４０の中心面を中心に面対称となるように、平行反射装置１４０を基礎ブロック１３０に支持している。さらに、図７に示されるように、支柱１４８は、内側面１３４及び１３８に対する垂線と、稜線１４４とがなす角度の絶対値が、αとなるように平行反射装置１４０を支持している。別の表現をすると、支柱１４８は、面１３４及び１３８と、稜線１４４に対する垂線１４９とがなす角度の絶対値がαとなるよう平行反射装置１４０を支持している。これはまた、支柱１４８は、稜線１４４と内側面１３２とがなす角度の絶対値がαとなるように平行反射装置１４０を支持しているということもできる。
【００５９】
したがって、図２（Ａ）に示すように、例えば側壁１６４の外側面が滑走路の側辺と平行となるように、基礎ブロック１３０の底部が水平となるように、かつ航空機の側から向かって右側に進入方向案内装置６６を設置し、進入方向案内装置６６と鏡像の関係になる進入方向案内装置６８を向かって左側に設置すると、滑走路への安全な進入方位の両側の限界部分を航空機が容易に確認できる。
【００６０】
進入角度案内装置６２、進入方向案内装置６６などに対して航空機から照射する光の光源としては、着陸時に点灯する地上照射用のライトを用いれば、光源を独立に設ける必要がなく都合がよい。ただし、この場合、平行反射装置の性質上、光は光源の近くに戻ってくるため、反射光の測定用のカメラを光源の近くに設置する必要がある。光源がランディング・ギアに取り付けられているような場合には、ランディング・ギアの構造が複雑になるおそれもある。こうした問題を解決するために、図８に示されるように、航空機１７０の機首下面に、所定方向を照射する光源と、進入角度案内装置６２などからの反射光を撮影するためのカメラとを組合せた測定装置１７２を設けてもよい。
【００６１】
［動作］
以上に構成を説明した案内システム５０では、以下のようにして航空機の案内が行なわれる。
【００６２】
図９（Ａ）を参照して、構成の説明から明らかなように、滑走路６０の端部の両側部に進入方向案内装置６６及び６８を配置し、かつ両者が互いに鏡像構造となっている場合を想定する。すると、進入方向案内装置６６が光を反射する位置、すなわち安全な進入方位の限界は、たとえば線８２により示されるものとなる。一方、進入方向案内装置６８が光を反射する位置は、滑走路６０の中心線を中心として線８２に対し線対称な線８４により示されるものとなる。
【００６３】
図９（Ａ）に示すように、線８２より外側（図９（Ａ）における上側）の領域２１０にいる航空機２００から進入方向案内装置６８に向けて光を照射しても、反射光は航空機２００に戻ってこない。したがって、航空機２００は安全な進行方向を向いていないことが分かる。線８４より外側（図９における下側）の領域２１２に航空機がいる場合も同様である。
【００６４】
線８２により示される面内に航空機８０が到達し、機首が進入方向案内装置６６の方向を向いている場合、進入方向案内装置６６からの反射光が航空機８０に到達する。航空機８０はこの光を検知することにより、安全な進入方位を進んでいることが判定できる。航空機８０が線８４により示される面内に到達した場合も同様である。
【００６５】
一方、線８２及び８４ではさまれた領域にいる航空機８０から進入方向案内装置６６及び６８に向けて光を照射しても、光は反射されず、航空機８０に反射光が到達することはない。したがって航空機８０は、一旦この位置に入った場合、進入方向案内装置６６からの反射光も進入方向案内装置６８からの反射光も受光しないように自身の進行方位を調製すればよい。
【００６６】
一方、進入角度の案内は以下のように行なわれる。図９（Ｂ）を参照して、進入角度案内装置６２の平行反射装置１０４（図３〜図５を参照）が光を反射する領域が上限９２の位置であり、平行反射装置１０６が光を反射する領域が下限９４により示されているものとする。上限９２より上の領域２４０にいる航空機２３０には、自分が照射した光の反射光は全く届かない。したがって航空機２３０には、自分が、安全な進入角度範囲の外側にいることが分かる。一方、下限９４より下の領域２４２にいる航空機２３２にも、反射光は全く戻らない。したがって、航空機２３２には、自分が安全な進入角度範囲の外側にいることが分かる。
【００６７】
航空機２３０が上限９２により示されるような角度で進入する姿勢となると、進入角度案内装置６２からの黄色い反射光が航空機２３０に届く。したがって航空機２３０には、安全な進入角度範囲の上端に達したことが分かる。さらに航空機２３０の進入角度が小さくなり、航空機８０により示される位置になると、進入角度案内装置６２からの黄色い反射光は消え、青い反射光が見えるようになる。この青い反射光が見えるような進入角度で航空機８０を降下させれば、航空機８０は滑走路６０に対する安全な進入角度を進んでいることになる。
【００６８】
一方、航空機２３２が下限９４で示されるような降下速度で滑走路６０に進入しようとする場合、航空機２３２には平行反射装置１０６からの反射光が見える。この光は赤色である。その結果、航空機８０には、自分が、安全な降下角度により決まる進入角度の領域の下限にいることが分かる。したがって、高度をもう少しあげ、進入角度を大きくする必要のあることが分かる。
【００６９】
このように、滑走路６０に着陸しようとする航空機から進入角度案内装置６２並びに進入方向案内装置６６及び６８に対して光を照射し、その反射光の有無及び反射光の色を判定することによって、航空機の進入方向と進入角度とが安全な領域にあるか否かを判定することができる。この原理により、パイロットの目視により手動によって、又は電子的に反射光の有無及びその色を判定して自動的に、航空機が安全な進入方向及び進入高度で滑走路６０に進入できるよう、航空機を操縦することができる。
【００７０】
なお、滑走路６０の両側には、前述したように再帰反射装置７４及び７６が一定間隔で複数個並べられている（図２（Ａ）参照）。これらはその名前のとおり、入射方向がどの方向であってもその方向に入射光を反射する機能を持っている。したがって、これらからの光によって、夜間でも滑走路６０の位置を確認し、安全に着陸することができる。この場合、これらからの反射光と進入角度案内装置６２及び進入方向案内装置６６などからの反射光とを区別するために、進入角度案内装置６２、進入方向案内装置６６などについてはそれぞれ別個の色のフィルタを設けることが望ましい。
【００７１】
さらに、上記実施の形態では、平行反射装置を、支柱を用いて基礎ブロックに固定している。しかし本発明はそのような実施の形態には限定されない。例えば、稜線１４４を、隣接する面に直接に、所定角度を持って接着するようにしてもよい。又は、平行反射装置を支持するステーを設け、平行反射装置１４０の姿勢が所望のものになるようにしてもよい。
【００７２】
また、進入角度案内装置６２と、滑走路６０の反対側端部にある進入角度案内装置６４についても、互いを区別するために個々の平行反射装置に装着するフィルムの色を別々にしてもよい。進入方向案内装置６６、６８、７０及び７２についても同様である。
【００７３】
なお、このように平行反射装置を用いて案内装置を実現すると、次のような効果が得られる。第１に、平行反射装置は、可動部分を持たず動力も必要としない、完全にパッシブな装置である。したがってメンテナンスをする必要がないし、動作のための電力を供給する必要もない。運用に必要な費用がほぼゼロになる。また、上記した使用方法の場合、平行反射装置の再帰反射の精度は低くても十分である。そのため、たとえば反射鏡２枚を互いに直角に組合せることで容易に平行反射装置を実現することができ、コストを低く抑えることができる。もっとも、反射鏡２枚を組合せたものでなく、プリズムのような、より精度の高いものを用いてもよいことはもちろんである。
【００７４】
上記実施の形態では、平行反射装置は互いにおおよそ同じ方向を向いて配置されている。しかし、空港の場合には、風向きによって滑走路を逆向きに使用する可能性がある。そうした場合のために、たとえば図３又は図６に示す装置をそれぞれ２つ、背中合わせに、すなわち平行反射装置が向いている方向が反対側となるように組合せて滑走路端部に配置することで、滑走路をどちらの方向で使用する場合も航空機で行なう処理は同じである。
【００７５】
図１０に、そのような進入角度案内装置２６０を示す。図１０を参照して、この進入角度案内装置２６０は、底部ブロック２７０と、底部ブロック２７０の上面中央に、底部ブロック２７０の上面を第１の面２８０と第２の面２８２とに分割するように設けられた仕切部材２７２と、図３に示す平行反射装置１０２，１０４及び１０６と同様の順序及び設置形式で第１の面２８０の上に設けられた平行反射装置１０２，１０４及び１０６と、平行反射装置１０２，１０４及び１０６の配置に対し、仕切部材２７２の中央を中心として点対称となるような順序及び設置形式で第２の面２８２の上に設けられた平行反射装置２９２，２９４及び２９６とを含む。平行反射装置２９２，２９４及び２９６の稜線は、平行反射装置１０２，１０４及び１０６とそれぞれ同様で、第２の面２８２の垂線に対してそれぞれ３度、３．５度及び２．５度だけ傾いている。さらに、平行反射装置２９２，２９４及び２９６の前面にはそれぞれ、平行反射装置１０２，１０４及び１０６と同様、青、黄、赤のフィルタが設置されている。
【００７６】
図１０に示す進入方向案内装置２６０はちょうど図３に示す進入角度案内装置６２の２つを、互いの基礎ブロック１００の主表面１１０が同一面となるように、互いに組合せたものと同様の構成である。
【００７７】
平行反射装置１０２，１０４及び１０６の組と、平行反射装置２９２，２９４及び２９６の組とは背中合わせに配置され、しかも点対称の位置にある平行反射装置の設置角度及びフィルタの色は互いに等しい。このようにすることにより、進入角度案内装置２６０を滑走路近傍に配置した場合、いずれの方向から航空機が滑走路に進入する場合も、航空機から見える反射光の角度及び色の条件が等しくなる。その結果、進入角度案内装置２６０を設置しておけば、滑走路の進入方向にあわせて進入角度案内装置の配置を入替えたりする必要がない。
【００７８】
また、上記実施の形態は、航空機の着陸時の誘導についてのものである。しかし本発明はそのような実施の形態には限定されない。一般的な移動体を案内するシステムにおいて、安全な進行方位及び角度と、安全でない進行方位及び角度との境界を明示するために、本発明を適用可能なことは、当業者には明らかであろう。例えば、車両及び船舶等、固定した軌道上を移動するのではない移動体に対する案内又は誘導を、このシステムを用いて行なうことができる。
【００７９】
さらに、上記実施の形態の進入角度案内装置６２は、３つの平行反射装置１０２、１０４及び１０６を備えており、進入方向案内装置６６は１つの平行反射装置１４０のみを備えているが、本発明はそのような実施の形態には限定されない。たとえば２つの平行反射装置を設けるようにしてもよい。この場合には、両者が光を反射する角度を互いに異ならせるようにすることで、空間を３つに分割して利用者に示すことができる。さらに、３つ以上の平行反射装置を使用する場合には、そのうちの２つが光を反射する角度を同じとなるようにしてもよい。３つ以上の平行反射装置を使用する場合には、それら平行反射装置を配置するパターンによって、案内装置を識別することが容易になる。
【００８０】
図１１に、そのような形式の進入角度案内装置３２０を示す。図１１を参照して、進入角度案内装置３２０は、図３に示す基礎ブロック１００と同様の、上面３３２を有する基礎ブロック３３０と、上面３３２に、図における左から順に配置された平行反射装置３０６、３０４、１０２、１０４及び１０６とを含む。
【００８１】
平行反射装置１０２，１０４及び１０６は、図３に示すものと同じで、その配置の順番のみが異なっている。また平行反射装置１０２，１０４及び１０６はそれぞれ、図３において、主表面１１０に取付けられているのと同じ角度で上面３３２に取付けられている。またこれらの前面には、それぞれ青、黄、及び青のフィルムが設けられている。
【００８２】
平行反射装置３０６は平行反射装置１０６と同じものであり、平行反射装置１０６と同じ角度で上面３３２に取付けられ、かつ平行反射装置１０６と同じく赤いフィルムがその前面に設けられている。平行反射装置３０４は平行反射装置１０４と同じものであり、平行反射装置１０４と同じ角度で上面３３２に取付けられ、かつ平行反射装置１０４と同じく黄色のフィルムがその前面に設けられている。
【００８３】
この進入角度案内装置３２０では、図３に示すものと同様、平行反射装置１０２，１０４，１０６，３０４及び３０６からの反射光によって、航空機の進入角度が適正な値か否かが判定できる。さらに、進入角度案内装置３２０は左右対称となっているため、図３に示すものよりも航空機から視認することが容易で、反射光のパターンを電子的処理で認識することも容易である。
【００８４】
上に述べた実施の形態では、いずれも基礎ブロックがあり、その上に平行反射装置が所定の角度を持って取付けられている。このようにしておくことにより、工場で平行反射装置を製造するときに、その取付角度をある精度で調整できるし、複数個の平行反射装置を組付けることができるので、設置現場では基礎ブロックごと所望の平坦な位置に装置を設置すればよい。
【００８５】
なお、基礎ブロックの材質はアプリケーションによって適宜選択すればよい。例えば空港に設置する場合には、基礎ブロックはコンクリートとすればよい。宇宙ステーションに設置するような場合には、重量の軽い金属製で、かつ中空の筐体を用いればよい。磁石を採用すると設置が簡略になり、安定することが考えられる。
【００８６】
しかし、場合によっては、設置の角度の精度がそれほど問題でない場合もあり得る。そうした場合には、設置現場で角度調節をしながら平行反射装置を適切な位置に設置できるようにしておくと便利である。
【００８７】
図１２に、平行反射装置の角度が調整できるような進入角度案内装置３５０の側面図を示す。図１２を参照して、進入角度案内装置３５０は、稜線を形成するように互いに直角に組合わされた２枚の反射面を有する平行反射装置３６０を含む。平行反射装置３６０の２枚の反射面の下辺は、その先端側から稜線側に向かって直線的に切取られた形状をしている。反射面の下辺をこのような形状としておくことにより、平行反射装置３６０が自然に斜め上方を向くことになる。
【００８８】
進入角度案内装置３５０はさらに、平行反射装置３６０の反射面を保護し、かつ平行反射装置３６０の姿勢を安定させるため、その下辺に装着される保護部材３６２と、平行反射装置３６０の反射面の稜線の後ろに平行反射装置３６０を支えるような形で設けられた、中空で、かつ後面下部に形成された開口部３７０を有する支持部材３６４を含む。支持部材３６４の下面には図示しない円形の開口が形成されている。進入角度案内装置３５０はさらに、支持部材３６４の下面の開口から上に向かって挿入され、支持部材３６４の内部の図示しない雌ねじと係合した調整ねじ３６８と、開口部３７０に、調整ねじ３６８と係合するように挿入され、調整ねじ３６８を上下させることで、地面３５２に対する進入角度案内装置３５０の設置角度を調整するための調整ナット３６６とを含む。
【００８９】
調整ナット３６６を回転させることにより、調整ねじ３６８が支持部材３６４の下部から出入りする。その結果、調整ねじ３６８の、平行反射装置３６０の稜線に平行な方向の長さ成分が変化する。調整ナット３６６を回さないようにすることで、所望の長さで調整ねじを平行反射装置３６０に固定することができる。その結果、平行反射装置３６０の地面３５２に対する設置角度が調整ねじ３６８の出入り可能な長さ範囲内で自由に調整できる。
【００９０】
このように平行反射装置３６０の取付角度を調整できるようにしておけば、簡略に、進入角度案内装置３５０を所望の場所に所望の角度で設置することができる。
【００９１】
なお、上記した実施の形態では、反射板に入射する光は可視光線であることを前提としている。しかし、本発明はそのような実施の形態には限定されない。目視ではなく、電子機器によって反射光を検出する場合には、可視光線以外の光、例えば遠赤外線を用いることもできる。遠赤外線を用いる場合には、霧などで見通しが悪い場所であっても比較的明瞭に反射光を検出することができる。検出された遠赤外線を可視化してモニタに表示することなどにより、手動操縦に利用することもできる。
【００９２】
上記した実施の形態は、空港などにおいて航空機の着陸時の航空機の案内に使用する場合についてのものである。しかし本発明はそのような実施の形態には限定されない。飛行機に限らず、月面への着陸、宇宙空間に打ち上げられた宇宙ステーションへの宇宙船のドッキング、軌道に束縛されず自由に移動できる車両等の案内に利用することができる。そうした場合、平行反射装置の設置角度をどの程度にすべきかは、アプリケーションに依存する。例えば宇宙船又は船のように、大きく姿勢が変動することが予測される移動体の場合には、設置角度の比較的大きいものまで必要となることが予想される。したがって、複数個の平行反射装置を利用することが好ましい。
【００９３】
今回開示された実施の形態は単に例示であって、本発明が上記した実施の形態のみに制限されるわけではない。本発明の範囲は、発明の詳細な説明の記載を参酌した上で、特許請求の範囲の各請求項によって示され、そこに記載された文言と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含む。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】従来のＩＬＳ２０の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る案内システム５０における地上設備の概略配置を示す図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る案内システム５０で用いられる進入角度案内装置６２の斜視図である。
【図４】図３に示す進入角度案内装置６２の平面図である。
【図５】図３に示す進入角度案内装置６２の側面図及び側断面図である。
【図６】本発明の一実施の形態に係る案内システム５０で用いられる進入方向案内装置６６の斜視図である。
【図７】図６に示す進入方向案内装置６６の平面図である。
【図８】航空機に設けられるライト及び反射光を撮影するカメラの配置を示す図である。
【図９】本発明の一実施の形態に係る案内システム５０によって空間がどのように分割され、航空機からどのように反射光が見えるかを説明するための図である。
【図１０】案内システム５０で利用可能な進入角度案内装置の他の例である進入角度案内装置２６０の斜視図である。
【図１１】案内システム５０で利用可能な進入角度案内装置のさらに他の例である進入角度案内装置３２０の斜視図である。
【図１２】設置時に設置角度を調整可能な進入角度案内装置３５０の側面図である。
【符号の説明】
【００９５】
５０ 案内システム、６０ 滑走路、６２，６４，２６０，３２０，３５０ 進入角度案内装置、６６，６８，７０，７２ 進入方向案内装置、８０ 航空機、９０ 進入線、９２ 上限、９４ 下限、１０２，１０４，１０６，２９２，２９４，２９６，３０４，３０６，３６０ 平行反射装置。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、移動体の案内システムに関し、特に、電波を使わずに移動体を案内することができる案内システムで使用される、光を用いた移動体案内装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、世界各地の空港で旅客機などの航空機の着陸を支援するために、ＩＬＳ（Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｌａｎｄｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）と呼ばれる誘導システムが利用されている。
【０００３】
ＩＬＳでは、グライドパス、ローカライザ及びマーカ・ビーコンにより、航空機に対して安全な着陸のための情報を与える。
【０００４】
グライドパスは滑走路への適正（安全）な降下角度を示すものである。ローカライザは滑走路への適正（安全）な進入方位を示すものである。マーカ・ビーコン（アウター・マーカ、ミドル・マーカ、インナー・マーカ）は滑走路までの距離を示す。
【０００５】
これらのうち、グライドパス及びローカライザについて図１にその概略を示す。図１を参照して、従来のＩＬＳ２０は、空港の滑走路２２の端部付近から、航空機２８が進入してくる方位及び角度に向けられた２つの電波２４及び電波２６を発生する図示しない発信装置を含む。これらのうち、電波２４は１５０Ｈｚの信号により変調されており、電波２６は９０Ｈｚの信号により変調されている。航空機２８から見ると、電波２４は電波２６より向かって右側で、かつ上方に向けられている。逆に電波２６は電波２４より向かって左側で、かつ下方に向けられている。
【０００６】
電波２６及び２８の出力パワーは同じに設定されている。その結果、電波２４の向けられた方向と電波２６の向けられた方向との中間位置（上下及び左右の中間）では、航空機２８が受信する信号レベルが両者で等しくなる。航空機２８に設けられた操縦システムは、両者の信号レベルを測定し、両者の信号レベルが上下左右で等しくなるように、クロスポインタと呼ばれる表示方式によって航空機２８の安全な進行方向を示す。
【０００７】
このようにすることにより、図１（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、航空機２８は、電波２４の向けられた方向と電波２６の向けられた方向との中間のパス３０を進行し、安全な角度で、空港の滑走路２２への安全な進入方位に進むことができる。このパス３０を、横から見たときにはグライドパス、上から見たときにはローカライザと呼ぶ。
【０００８】
ＩＬＳはほぼ全ての空港で使用されており、関連する先行技術文献としては特許文献１がある。
【特許文献１】特開２００６−１０７１７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ＩＬＳは、電波を用いるもので、視界が良好でない状況でも、航空機を滑走路へ安全に誘導できるという利点がある。しかし、逆に、電波を用いるために、発信装置のメンテナンスが必要であるという大きな欠点がある。通常の空港の場合には、莫大なコストをかけてＩＬＳのための装置のメンテナンスを行なっている。しかし、将来、月面に着陸したり、軌道上に設けられた宇宙ステーションにドッキングしたりする場合には、そうした装置のためのコストは膨大なものとなり、メンテナンスのコストを下げるためには装置の信頼性を飛躍的に高めなければならず、その結果、装置そのもののコストが上昇してしまうという問題がある。
【００１０】
さらに、電波を用いるために電力が必要であるという問題もある。停電時の自家発電設備があるとしても、停電発生時の電力の切替時に事故が発生する可能性もあるし、停電が長引けば空港の機能そのものを停止させなければならない場合もあり得る。停電発生の原因として何らかの事故又は災害だけではなく、意図的な破壊活動の可能性も排除できない。
【００１１】
その上、電波を用いたシステムでは、特に空港の近くに高層ビルが存在している場合、航空機の受信する電波にはゴーストが生じることが多く、安全な誘導を行なうことが難しいという問題もある。かつてと異なり、現代では空港と市街地とが近接しつつあり、こうした問題は今後ますます深刻化するはずである。
【００１２】
安全な航空輸送を実現するためには、このような問題は国家的に取り組むべき問題である。
【００１３】
空港の着陸誘導システムとしては、ＩＬＳ以外にＭＬＳ（Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｌａｎｄｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）及びＬＤＡ（Ｌｏｃａｌｉｚｅｒ Ｔｙｐｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ Ａｉｄｓ）方式もあるが、これらにも、上記した問題が共通に存在している。したがって、上記した問題を解決するような着陸誘導システムの開発が急務である。しかし、上記した特許文献１に記載の技術は電波を使用することを前提としており、こうした問題は解決できない。
【００１４】
またこうした問題は航空機には限らない。既に述べたように、宇宙船の誘導についても同様の問題が生じ得るし、地上を走行する車両及び海上等を航行する船舶等、固定された軌道を持たない移動体の案内についても同じことが言える。特に自動車の場合には、事故を防ぐために電波を用いた車両間通信を使用することが考えられているが、そのための計器のメンテナンスにはやはりコストがかかる。すなわち、移動体を対象とする誘導システムの全てについて、上記した問題が生じ得る。
【００１５】
それゆえにこの発明の目的は、低コストで実現可能で、安全に移動体の案内をすることが可能な移動体案内装置を提供することである。
【００１６】
この発明の他の目的は、保守のためのコストが安く済み、安全に移動体の案内をすることが可能な移動体案内装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の第１の局面に係る移動体案内装置は、移動体を案内するための移動体案内装置であって、主表面を有する基礎ブロックと、稜線を形成するように互いに直角に組合された２つの反射面を有する第１の反射装置と、稜線が主表面に対する第１の直交面内にあるように、かつ２つの反射面が第１の直交面を中心に面対称となるように、第１の反射装置を基礎ブロックに支持するための第１の支持手段とを含み、第１の支持手段は、主表面に対する垂線と、稜線とがなす角度の絶対値が、０度より大きくかつ５度よりも小さい第１の値となるように第１の反射装置を支持する。
【００１８】
このように第１の反射装置を設けると、例えば主表面が所定の基準面と一致するように基礎ブロックを地上施設などに設けた場合、移動体からこの反射装置に光をあてて反射光が戻ってくるか否かを調べることによって、上記した第１の値によって定められる境界線のどちら側にいるかを判定できる。この情報に基づき、移動体をこの境界線に沿って、又はこの境界線の一方側から他方側に出ないように、安全に案内することができる。しかもこの移動体案内装置の動作にはエネルギー源は不要であり、かつ可動部もないためメンテナンスが不要である。その結果、低コストで実現可能で、安全に移動体の案内をすることが可能な移動体の案内システム及びそのための案内装置を提供することができる。
【００１９】
好ましくは、移動体案内装置はさらに、稜線を形成するように互いに直角に組合された２つの反射面を有する第２の反射装置と、第２の反射装置の稜線が主表面に対する第２の直交面内にあるように、かつ当該第２の反射装置の２つの反射面が第２の直交面を中心に面対称となるように、第２の反射装置を基礎ブロックに支持するための第２の支持手段とを含み、第２の支持手段は、主表面に対する垂線と、第２の反射装置の稜線とがなす角度の絶対値が、０度より大きくかつ５度よりも小さく、かつ第１の値と異なる第２の値となるように第２の反射装置を支持する。
【００２０】
このように第２の反射装置をさらに設けると、第１の値により定められる境界線と、第２の値により定められる境界線とにより、空間を３分割することができる。この情報を用い、例えばこれら３つの領域のうちの１つのみの内部に移動体が存在し、そこから外部には出ないように、移動体を案内することができる。案内することができる領域をより狭くすることができる。メンテナンスのコストも極めて低い。その結果、保守のためのコストが安く済み、安全に移動体の案内をすることが可能な移動体の案内システム及びそのための案内装置を提供することができる。
【００２１】
より好ましくは、移動体案内装置はさらに、稜線を形成するように互いに直角に組合された２つの反射面を有する第３の反射装置と、第３の反射装置の稜線が主表面に対する第３の直交面内にあるように、かつ当該第３の反射装置の２つの鏡面が第３の直交面を中心に面対称となるように、第３の反射装置を基礎ブロックに支持するための第３の支持手段とを含み、第３の支持手段は、主表面に対する垂線と、第３の反射装置の稜線とがなす角度の絶対値が、第２の値となるように、第３の反射装置を支持する。
【００２２】
さらに好ましくは、第３の支持手段はさらに、第３の反射装置が、第１の直交面に関して第２の反射装置と面対称となるように、第３の反射装置を支持する
第２の反射手段と第３の反射手段とが第１の反射手段を中心として、左右に配置され、かつそれらが入射光を反射する限界角度が互いに等しくなるので、移動体からこれら反射手段に光をあてたときの反射光のパターンが分かりやすくなり、より安全に移動体を案内することができる。
【００２３】
移動体案内装置はさらに、稜線を形成するように互いに直角に組合された２つの鏡面を有する第２の反射装置と、第２の反射装置の稜線が第１の直交面内にあるように、かつ当該第２の反射装置の２つの鏡面が第１の直交面を中心に面対称となるように、かつ第２の反射装置が、主表面及び第１の直交面の双方と直交する第２の直交面に関し、第１の反射装置と面対称となるように、第２の反射装置を基礎ブロックに支持するための第２の支持手段とを含んでもよい。
【００２４】
好ましくは、移動体案内装置は、２つの上記移動体案内装置を、互いの基礎ブロックの主表面が同一面となるように、互いに背中合わせに組合せたものである。
【００２５】
より好ましくは、２つの移動体案内装置のうち、一方の移動体案内装置に属する反射装置には、互いに異なる色の光透過性のフィルタが設けられており、他方の移動体案内装置に属する反射装置には、それぞれ一方の移動体案内装置に属する、同じ角度で主表面に取付けられた反射装置のフィルタと同じ色の光透過性のフィルタが設けられている。
【００２６】
さらに好ましくは、反射装置には、互いに異なる色の光透過性のフィルタが設けられている。
【００２７】
第１の反射装置には第１の色の光透過性フィルタが設けられており、第２及び第３の反射装置には、第１の色と異なる第２の色の光透過性フィルタが設けられていてもよい。
【００２８】
第１の角度は例えば３度、第２の角度は例えば３．５度又は２．５度でもよい。
本発明の第２の局面に係る移動体案内装置は、稜線を形成するように互いに直角に組合わされ、かつ稜線を含む所定の対称面に関して互いに面対称な形状の２つの反射面を有する反射装置と、この反射装置に取付られ、少なくとも反射装置の稜線と平行な方向の長さが調整可能で、かつ所望の長さで反射装置に固定可能な長さ調整装置とを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図２に、この発明の一実施の形態に係る案内システム５０の概略構成を示す。この実施の形態は、航空機８０に対し、滑走路６０への安全な進入方位及び進入角度の情報を提供するためのものである。なお、以下の図面及び説明において、同一部品には同一の参照符号を付してある。それらの名称及び機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００３０】
図２を参照して、案内システム５０は、滑走路６０の両端部付近に、滑走路６０への進入方向を向いて設置され、稜線を形成するように互いに直角に組合せた２枚の反射面を持ち、所定の面に平行に入射する光のみを光源側に反射する反射装置（以下、このような反射装置を「平行反射装置」と呼ぶ。）を用いた進入角度案内装置６２及び６４と、滑走路６０の両端部の両側付近に、滑走路６０に進入しようとする航空機８０の方向を向いて設置された、平行反射装置を用いた進入方向案内装置６６，６８，７０及び７２と、滑走路６０の両側部に一定間隔で配置された複数の再帰反射装置７４及び７６とを含む。
【００３１】
図２（Ｂ）に示すように、進入角度案内装置６２は、一般的に安全な進入角度とされる、水平線に対して３度をなす進入線９０と、その上下０．５度にある上限９２及び下限９４という、３つの角度のいずれかの位置に航空機８０が存在しているときには航空機８０からの光を航空機８０に向けて反射し、それ以外の場合にはそれ以外の方向に光を反射する機能を持つ。進入角度案内装置６４の機能も同様である。
【００３２】
図３に、進入角度案内装置６２の概略を斜視図で示す。図３を参照して、進入角度案内装置６２は、互いに平行な主表面１１０及び下面（図示せず）を有する、扁平な直方体形状をなす基礎ブロック１００と、基礎ブロック１００の主表面１１０上に固定された３個の平行反射装置１０２，１０４及び１０６とを含む。平行反射装置１０２，１０４及び１０６は互いに全く同じものであるが、基礎ブロック１００にそれぞれ支柱１２２，１２４及び１２６によって取付けられている角度と、それぞれの前面に貼付されている、光を透過するフィルタの色との点で互いに異なっている。
【００３３】
平行反射装置１０２，１０４及び１０６はいずれも、稜線を形成するように互いに直角をなすように組合せた２枚の鏡面を含む。このような平行反射装置では、これら鏡面の双方に対して直角な面に平行な方向から入射する光は、その方向に反射され、それ以外の方向から入射する光は、別の方向に反射され、光源側には反射されない。なお、鏡面の裏面（外側を向いた面）は、光を通さないような塗装がされている。
【００３４】
本実施の形態では、平行反射装置１０２、１０４及び１０６の前面にはそれぞれ、青、黄、赤の３色のフィルタが設けられている。
【００３５】
図３において、支柱１２２は、主表面１１０に対して直交する面で、かつ平行反射装置１０２を構成する２つの鏡面の交線を含むような面内にあるように設けられる。このような面を以下平行反射装置１０２の「中心面」と呼ぶ。その結果、支柱１２２は、平行反射装置１０２を構成する２つの鏡面が、上記した中心面を中心に面対称となるように平行反射装置１０２を支持している。平行反射装置１０４及び１０６の支柱１２４及び１２６も同様である。ただし、それらの支柱により支持される稜線が主表面１１０となす角度がそれぞれ３．５度及び２．５度となっている点で平行反射装置１０４及び１０６の取付方は平行反射装置１０２と異なっている。
【００３６】
以上の説明から明らかなように、平行反射装置１０２は仰角３度からの入射光のみをその光源側に反射し、平行反射装置１０４は仰角２．５度からの入射光のみをその光源側に反射し、平行反射装置１０６は仰角３．５度の入射光のみをその光源側に反射する。これら以外の角度で入射する光は、いずれも無関係な方向に反射され、光源側に反射されることはない。
【００３７】
図４は、進入角度案内装置６２の平面図である。図５（Ａ）は図４の一点鎖線５Ａで示される方向から見た進入角度案内装置６２の側面図、図５（Ｂ）は図４の一点鎖線５Ｂで示す断面での断面図、図５（Ｃ）は図４の一点鎖線５Ｃで示す断面での断面図を、それぞれ示す。なお図５（Ａ）及び図５（Ｂ）においては、図を明快にするために、背後に存在する平行反射装置１０２及び平行反射装置１０４は示していない。
【００３８】
図４及び図５（Ｂ）を参照して、平行反射装置１０２は、その稜線（平行反射装置１０２を構成する２枚の鏡面の交線の背部に相当）が主表面１１０に対する垂線から３度だけ、後方に傾くように、支柱１２２により基礎ブロック１００の主表面１１０に固定されている。したがって平行反射装置１０２の上面は図５（Ｂ）に示すように水平線より３度上を向く（基礎ブロック１００は、主表面１１０が水平となるように地上に固定されるものとする。）。すなわち、平行反射装置１０２は、水平位置から３度上方を向いた方向から入射する光はその方向に反射し、それ以外の方向から入射する光は光源側には反射せず、別の方向に反射する。
【００３９】
同様に、図４及び図５（Ａ）を参照して、平行反射装置１０６は、その稜線が主表面１１０に対し垂直な位置から２．５度だけ後方に傾くように支柱１２６により基礎ブロック１００の主表面１１０に固定されている。その結果、平行反射装置１０６は、仰角２．５度の方向から入射する光についてはその方向に反射する。それ以外の方向から入射する光は別の方向に反射され、光源側には反射されない。
【００４０】
図４及び図５（Ｃ）を参照して、平行反射装置１０４は、その稜線が主表面１１０に対し垂直な位置から３．５度だけ後方に傾くように支柱１２４により基礎ブロック１００の主表面１１０に固定されている。したがって平行反射装置１０４の上面は図５（Ｃ）に示すように水平線より３．５度上を向く。その結果、平行反射装置１０４は、仰角３．５度の方向との間から入射する光についてはその方向に反射し、それ以外の方向から入射する光は反射しない。
【００４１】
例えば、図５（Ｂ）に示す、平行反射装置１０２への入射光１２８が仰角３度の面内で入射するものとする。すると、この光は平行反射装置１０２の２枚の反射面で反射され、光源側に反射される。一方、仰角が３度以外の面から入射する入射光１２９の場合、図５（Ｂ）に示すように、光源とは異なる方向に反射され、光源に戻ることはない。
【００４２】
平行反射装置１０４及び１０６についても同様である。
以上に述べた進入角度案内装置６２の構成についてまとめると、以下のようになる。図４を参照して、例えば平行反射装置１０２は、２つの反射面を互いに直角に組合せた、１つの稜線を有するものである。支柱１２２は、この稜線が、主表面１１０に対する直交面内にあるように、かつ図４から明らかなように、２つの鏡面がこの直交面（平行反射装置１０２の中心面）を中心に面対称となるように、平行反射装置１０２を基礎ブロックに支持している。支柱１２２は、主表面１１０と、稜線１０８（図５（Ｂ）参照）とがなす角度の絶対値が、３度となるように平行反射装置１０２を支持する。
【００４３】
このように構成された進入角度案内装置６２によれば、航空機８０が着陸時に前方を照射するライトを点灯した場合、航空機８０には進入角度案内装置６２からの反射光が次のように見えることになる。
【００４４】
航空機８０が図２（Ｂ）に示す上限９２より上方にいると、航空機８０からの光は進入角度案内装置６２に対し３．５度とも、３度とも、２．５度とも異なる角度で入射するため、平行反射装置１０２、平行反射装置１０４、及び平行反射装置１０６からの反射光の方向は航空機８０とは別の方向となる。その結果、航空機８０には進入角度案内装置６２から全く光が反射して来ない。
【００４５】
航空機８０が上限９２の仰角に位置している場合には、航空機８０からの光は平行反射装置１０４のみによって反射され、航空機８０の方向に戻る。平行反射装置１０２及び平行反射装置１０６からの反射光は航空機８０には戻らない。その結果、航空機８０からは反射光は１つだけ見える。航空機８０に戻る光は平行反射装置１０４からのものであるから、黄色である。
【００４６】
航空機８０が進入線９０と下限９４との間にいる場合には、航空機８０から平行反射装置１０２，１０４及び１０６への入射光の角度は３．５度、３度、２．５度のいずれとも異なるため、これらからの反射光は航空機８０には戻らない。したがって航空機８０から反射光は見えない。
【００４７】
航空機８０が進入線９０上に位置している場合には、航空機８０からの光は平行反射装置１０２のみによって反射され、航空機８０の方向に戻る。平行反射装置１０４及び平行反射装置１０６からの反射光は航空機８０には戻らない。その結果、航空機８０からは反射光は１つだけ見える。これは平行反射装置１０２によるものであるから、青色である。
【００４８】
航空機８０が進入線９０と下限９４との間の位置にいる場合には、航空機８０から平行反射装置１０２，１０４及び１０６への入射光の角度は３．５度、３度、２．５度のいずれとも異なるため、これらからの反射光は航空機８０には戻らない。したがって航空機８０から反射光は見えない。
【００４９】
航空機８０が下限９４上に位置している場合には、航空機８０からの光は平行反射装置１０２のみによって反射され、航空機８０の方向に戻る。平行反射装置１０４及び平行反射装置１０６からの反射光は航空機８０には戻らない。その結果、航空機８０からは反射光は１つだけ見える。これは平行反射装置１０２によるものであるから、青色である。
【００５０】
航空機８０が下限９４よりも下の位置にいる場合には、航空機８０から平行反射装置１０２，１０４及び１０６への入射光の角度は３．５度、３度、２．５度のいずれとも異なるため、これらからの反射光は航空機８０には戻らない。したがって航空機８０から反射光は見えない。
【００５１】
以上から、航空機８０から見て、進入角度案内装置６２から常に青色の反射光が見えるような角度で滑走路６０に進入すれば、安全な降下角度であることが分かる。反射光が見えなくなって黄色い反射光が見えれば、高度が高すぎることが分かる。赤い反射光が冷えれば高度が低すぎて危険であることが分かる。航空機８０では、この反射光をカメラで捉えて電気信号に変換することで自動着陸をすることが可能である。又は、反射光をカメラで捉えた映像を操縦室でモニタに表示することにより、パイロットが有視界で着陸を行なうことができる。このとき、これらの反射光の色を考慮することにより、より確実に進入角度を確認することができる。
【００５２】
なお、本実施の形態では、航空機８０において着陸時に照射する光線は白色光であり、照射範囲が絞られてはいるものの、ある広がりを持っているので、航空機８０からの光が平行反射装置１０２，１０４及び１０６のいずれによって反射された場合も、進入角度が３．５度、３度、及び２．５度のいずれかであれば航空機８０には確実に反射光が到達する。
【００５３】
次に、航空機８０を滑走路６０への正しい進入方位に誘導するための、図２（Ａ）に示す進入方向案内装置６６について説明する。図２（Ａ）に示す他の進入方向案内装置６８，７０，７２についても同様の構成である。
【００５４】
図６を参照して、進入方向案内装置６６は、図３に示す進入角度案内装置６２と同様、平行反射装置を用いたものであり、その案内方式も進入角度案内装置６２と同様である。ただしここでは、進入方向案内装置６６への進入角度ではなく進入方位を示すため、図６に示すような構成となっている。以下、進入方向案内装置６６の構成について説明する。
【００５５】
図６を参照して、進入方向案内装置６６は、底面１３６、及び互いに直交し、かついずれも底面１３６に対して直角となるように設けられた３つの側壁１６０，１６２及び１６４を有する基礎ブロック１３０と、この基礎ブロック１３０の側壁１６０の内側面１３４に、稜線１４４が底面１３６の上面と平行になるように取付けられた平行反射装置１４０とを含む。底面１３６の上面と下面（図示せず）とは互いに平行で、かつ底面１３６はその上面が水平となるように地上に固定されるので、平行反射装置１４０の稜線１４４も水平となる。また、本実施の形態では、側壁１６４の内側面１３８を主表面とする。
【００５６】
図７は、図６に示す進入方向案内装置６６を基礎ブロック１３０の上方から見た平面図である。図７を参照して、平行反射装置１４０は、稜線１４４が水平となるように、かつ稜線１４４が面１３４となす角度が、面１３４に対する垂直線から所定角度αだけ、進入方向案内装置６６の開口側に傾くよう面１３４に固定されている。そのため、平行反射装置１４０の鏡面は、面１３４に対して同じ角度だけ傾くことになる。その結果、線１５０に示されるように、平行反射装置１４０の２つの鏡面に直角でない面から平行反射装置１４０に入射する光はその光源側には反射されず、別な方向に反射される。一方、線１５２に示されるように２つの鏡面に直角な面（稜線１４４と直交する面）内で進入方向案内装置６６に入射する光は平行反射装置１４０の２枚の鏡面で順次反射され、入射光と同じ面内の光源側に反射される。
【００５７】
したがって、進入方向案内装置６６の２枚の鏡面と直交する面内に航空機がいる場合には航空機からの光が平行反射装置１４０により反射されて航空機の方向に戻るが、そのような面以外に航空機がいる場合には、航空機からの光が平行反射装置１４０により反射されて航空機に戻ることはない。進入方向案内装置６６の側壁１６４の外側面が滑走路の側部と平行となるように、かつ底面１３６が水平となるように進入方向案内装置６６を地上に設置し、かつ安全な進行角度の限界位置となるように、角度αを決める。すると、進入方向案内装置６６からの反射光が航空機に見えると、航空機は安全な進入方位を進みつつあることがわかる。つまり、航空機は、進入方向案内装置６６からの反射光が見える位置まで進行方位を変更した後、その反射光が引き続いて見えるように進行方位を調整することで、航空機を安全な進入方位で進めることができる。滑走路が目視できる位置まで到達すれば、滑走路の両側に配置された再帰反射装置７４及び７６を目標に着陸を試みることができる。角度αは、０度より大きければよいが、あまり大きいと方向案内装置としての意味がなくなる。一方、横風の存在下では、航空機の着陸時には、風上側に向かってやや機首を向ける必要があり、そうした場合にも確実に進入方向案内装置６６に着陸時の照明光が当たるようにするためには、照明の広がりも考慮してある程度の余裕を持っておく必要がある。それでも、３０度程度までをカバーできれば実用上十分であると考えられる。したがって、０度＜α＜３０度程度とすればよい。
【００５８】
以上の進入方向案内装置６６の構成についてまとめると以下のようになる。平行反射装置１４０は、１つの稜線を形成するように互いに直角に組合せた２つの反射面を有するものである。支柱１４８は、この稜線１４４が内側面１３２に対する直交面内にあり、かつ平行反射装置１４０を構成する２枚の鏡面が平行反射装置１４０の中心面を中心に面対称となるように、平行反射装置１４０を基礎ブロック１３０に支持している。さらに、図７に示されるように、支柱１４８は、内側面１３４及び１３８に対する垂線と、稜線１４４とがなす角度の絶対値が、αとなるように平行反射装置１４０を支持している。別の表現をすると、支柱１４８は、面１３４及び１３８と、稜線１４４に対する垂線１４９とがなす角度の絶対値がαとなるよう平行反射装置１４０を支持している。これはまた、支柱１４８は、稜線１４４と内側面１３２とがなす角度の絶対値がαとなるように平行反射装置１４０を支持しているということもできる。
【００５９】
したがって、図２（Ａ）に示すように、例えば側壁１６４の外側面が滑走路の側辺と平行となるように、基礎ブロック１３０の底部が水平となるように、かつ航空機の側から向かって右側に進入方向案内装置６６を設置し、進入方向案内装置６６と鏡像の関係になる進入方向案内装置６８を向かって左側に設置すると、滑走路への安全な進入方位の両側の限界部分を航空機が容易に確認できる。
【００６０】
進入角度案内装置６２、進入方向案内装置６６などに対して航空機から照射する光の光源としては、着陸時に点灯する地上照射用のライトを用いれば、光源を独立に設ける必要がなく都合がよい。ただし、この場合、平行反射装置の性質上、光は光源の近くに戻ってくるため、反射光の測定用のカメラを光源の近くに設置する必要がある。光源がランディング・ギアに取り付けられているような場合には、ランディング・ギアの構造が複雑になるおそれもある。こうした問題を解決するために、図８に示されるように、航空機１７０の機首下面に、所定方向を照射する光源と、進入角度案内装置６２などからの反射光を撮影するためのカメラとを組合せた測定装置１７２を設けてもよい。
【００６１】
［動作］
以上に構成を説明した案内システム５０では、以下のようにして航空機の案内が行なわれる。
【００６２】
図９（Ａ）を参照して、構成の説明から明らかなように、滑走路６０の端部の両側部に進入方向案内装置６６及び６８を配置し、かつ両者が互いに鏡像構造となっている場合を想定する。すると、進入方向案内装置６６が光を反射する位置、すなわち安全な進入方位の限界は、たとえば線８２により示されるものとなる。一方、進入方向案内装置６８が光を反射する位置は、滑走路６０の中心線を中心として線８２に対し線対称な線８４により示されるものとなる。
【００６３】
図９（Ａ）に示すように、線８２より外側（図９（Ａ）における上側）の領域２１０にいる航空機２００から進入方向案内装置６８に向けて光を照射しても、反射光は航空機２００に戻ってこない。したがって、航空機２００は安全な進行方向を向いていないことが分かる。線８４より外側（図９における下側）の領域２１２に航空機がいる場合も同様である。
【００６４】
線８２により示される面内に航空機８０が到達し、機首が進入方向案内装置６６の方向を向いている場合、進入方向案内装置６６からの反射光が航空機８０に到達する。航空機８０はこの光を検知することにより、安全な進入方位を進んでいることが判定できる。航空機８０が線８４により示される面内に到達した場合も同様である。
【００６５】
一方、線８２及び８４ではさまれた領域にいる航空機８０から進入方向案内装置６６及び６８に向けて光を照射しても、光は反射されず、航空機８０に反射光が到達することはない。したがって航空機８０は、一旦この位置に入った場合、進入方向案内装置６６からの反射光も進入方向案内装置６８からの反射光も受光しないように自身の進行方位を調製すればよい。
【００６６】
一方、進入角度の案内は以下のように行なわれる。図９（Ｂ）を参照して、進入角度案内装置６２の平行反射装置１０４（図３〜図５を参照）が光を反射する領域が上限９２の位置であり、平行反射装置１０６が光を反射する領域が下限９４により示されているものとする。上限９２より上の領域２４０にいる航空機２３０には、自分が照射した光の反射光は全く届かない。したがって航空機２３０には、自分が、安全な進入角度範囲の外側にいることが分かる。一方、下限９４より下の領域２４２にいる航空機２３２にも、反射光は全く戻らない。したがって、航空機２３２には、自分が安全な進入角度範囲の外側にいることが分かる。
【００６７】
航空機２３０が上限９２により示されるような角度で進入する姿勢となると、進入角度案内装置６２からの黄色い反射光が航空機２３０に届く。したがって航空機２３０には、安全な進入角度範囲の上端に達したことが分かる。さらに航空機２３０の進入角度が小さくなり、航空機８０により示される位置になると、進入角度案内装置６２からの黄色い反射光は消え、青い反射光が見えるようになる。この青い反射光が見えるような進入角度で航空機８０を降下させれば、航空機８０は滑走路６０に対する安全な進入角度を進んでいることになる。
【００６８】
一方、航空機２３２が下限９４で示されるような降下速度で滑走路６０に進入しようとする場合、航空機２３２には平行反射装置１０６からの反射光が見える。この光は赤色である。その結果、航空機８０には、自分が、安全な降下角度により決まる進入角度の領域の下限にいることが分かる。したがって、高度をもう少しあげ、進入角度を大きくする必要のあることが分かる。
【００６９】
このように、滑走路６０に着陸しようとする航空機から進入角度案内装置６２並びに進入方向案内装置６６及び６８に対して光を照射し、その反射光の有無及び反射光の色を判定することによって、航空機の進入方向と進入角度とが安全な領域にあるか否かを判定することができる。この原理により、パイロットの目視により手動によって、又は電子的に反射光の有無及びその色を判定して自動的に、航空機が安全な進入方向及び進入高度で滑走路６０に進入できるよう、航空機を操縦することができる。
【００７０】
なお、滑走路６０の両側には、前述したように再帰反射装置７４及び７６が一定間隔で複数個並べられている（図２（Ａ）参照）。これらはその名前のとおり、入射方向がどの方向であってもその方向に入射光を反射する機能を持っている。したがって、これらからの光によって、夜間でも滑走路６０の位置を確認し、安全に着陸することができる。この場合、これらからの反射光と進入角度案内装置６２及び進入方向案内装置６６などからの反射光とを区別するために、進入角度案内装置６２、進入方向案内装置６６などについてはそれぞれ別個の色のフィルタを設けることが望ましい。
【００７１】
さらに、上記実施の形態では、平行反射装置を、支柱を用いて基礎ブロックに固定している。しかし本発明はそのような実施の形態には限定されない。例えば、稜線１４４を、隣接する面に直接に、所定角度を持って接着するようにしてもよい。又は、平行反射装置を支持するステーを設け、平行反射装置１４０の姿勢が所望のものになるようにしてもよい。
【００７２】
また、進入角度案内装置６２と、滑走路６０の反対側端部にある進入角度案内装置６４についても、互いを区別するために個々の平行反射装置に装着するフィルムの色を別々にしてもよい。進入方向案内装置６６、６８、７０及び７２についても同様である。
【００７３】
なお、このように平行反射装置を用いて案内装置を実現すると、次のような効果が得られる。第１に、平行反射装置は、可動部分を持たず動力も必要としない、完全にパッシブな装置である。したがってメンテナンスをする必要がないし、動作のための電力を供給する必要もない。運用に必要な費用がほぼゼロになる。また、上記した使用方法の場合、平行反射装置の再帰反射の精度は低くても十分である。そのため、たとえば反射鏡２枚を互いに直角に組合せることで容易に平行反射装置を実現することができ、コストを低く抑えることができる。もっとも、反射鏡２枚を組合せたものでなく、プリズムのような、より精度の高いものを用いてもよいことはもちろんである。
【００７４】
上記実施の形態では、平行反射装置は互いにおおよそ同じ方向を向いて配置されている。しかし、空港の場合には、風向きによって滑走路を逆向きに使用する可能性がある。そうした場合のために、たとえば図３又は図６に示す装置をそれぞれ２つ、背中合わせに、すなわち平行反射装置が向いている方向が反対側となるように組合せて滑走路端部に配置することで、滑走路をどちらの方向で使用する場合も航空機で行なう処理は同じである。
【００７５】
図１０に、そのような進入角度案内装置２６０を示す。図１０を参照して、この進入角度案内装置２６０は、底部ブロック２７０と、底部ブロック２７０の上面中央に、底部ブロック２７０の上面を第１の面２８０と第２の面２８２とに分割するように設けられた仕切部材２７２と、図３に示す平行反射装置１０２，１０４及び１０６と同様の順序及び設置形式で第１の面２８０の上に設けられた平行反射装置１０２，１０４及び１０６と、平行反射装置１０２，１０４及び１０６の配置に対し、仕切部材２７２の中央を中心として点対称となるような順序及び設置形式で第２の面２８２の上に設けられた平行反射装置２９２，２９４及び２９６とを含む。平行反射装置２９２，２９４及び２９６の稜線は、平行反射装置１０２，１０４及び１０６とそれぞれ同様で、第２の面２８２の垂線に対してそれぞれ３度、３．５度及び２．５度だけ傾いている。さらに、平行反射装置２９２，２９４及び２９６の前面にはそれぞれ、平行反射装置１０２，１０４及び１０６と同様、青、黄、赤のフィルタが設置されている。
【００７６】
図１０に示す進入方向案内装置２６０はちょうど図３に示す進入角度案内装置６２の２つを、互いの基礎ブロック１００の主表面１１０が同一面となるように、互いに組合せたものと同様の構成である。
【００７７】
平行反射装置１０２，１０４及び１０６の組と、平行反射装置２９２，２９４及び２９６の組とは背中合わせに配置され、しかも点対称の位置にある平行反射装置の設置角度及びフィルタの色は互いに等しい。このようにすることにより、進入角度案内装置２６０を滑走路近傍に配置した場合、いずれの方向から航空機が滑走路に進入する場合も、航空機から見える反射光の角度及び色の条件が等しくなる。その結果、進入角度案内装置２６０を設置しておけば、滑走路の進入方向にあわせて進入角度案内装置の配置を入替えたりする必要がない。
【００７８】
また、上記実施の形態は、航空機の着陸時の誘導についてのものである。しかし本発明はそのような実施の形態には限定されない。一般的な移動体を案内するシステムにおいて、安全な進行方位及び角度と、安全でない進行方位及び角度との境界を明示するために、本発明を適用可能なことは、当業者には明らかであろう。例えば、車両及び船舶等、固定した軌道上を移動するのではない移動体に対する案内又は誘導を、このシステムを用いて行なうことができる。
【００７９】
さらに、上記実施の形態の進入角度案内装置６２は、３つの平行反射装置１０２、１０４及び１０６を備えており、進入方向案内装置６６は１つの平行反射装置１４０のみを備えているが、本発明はそのような実施の形態には限定されない。たとえば２つの平行反射装置を設けるようにしてもよい。この場合には、両者が光を反射する角度を互いに異ならせるようにすることで、空間を３つに分割して利用者に示すことができる。さらに、３つ以上の平行反射装置を使用する場合には、そのうちの２つが光を反射する角度を同じとなるようにしてもよい。３つ以上の平行反射装置を使用する場合には、それら平行反射装置を配置するパターンによって、案内装置を識別することが容易になる。
【００８０】
図１１に、そのような形式の進入角度案内装置３２０を示す。図１１を参照して、進入角度案内装置３２０は、図３に示す基礎ブロック１００と同様の、上面３３２を有する基礎ブロック３３０と、上面３３２に、図における左から順に配置された平行反射装置３０６、３０４、１０２、１０４及び１０６とを含む。
【００８１】
平行反射装置１０２，１０４及び１０６は、図３に示すものと同じで、その配置の順番のみが異なっている。また平行反射装置１０２，１０４及び１０６はそれぞれ、図３において、主表面１１０に取付けられているのと同じ角度で上面３３２に取付けられている。またこれらの前面には、それぞれ青、黄、及び青のフィルムが設けられている。
【００８２】
平行反射装置３０６は平行反射装置１０６と同じものであり、平行反射装置１０６と同じ角度で上面３３２に取付けられ、かつ平行反射装置１０６と同じく赤いフィルムがその前面に設けられている。平行反射装置３０４は平行反射装置１０４と同じものであり、平行反射装置１０４と同じ角度で上面３３２に取付けられ、かつ平行反射装置１０４と同じく黄色のフィルムがその前面に設けられている。
【００８３】
この進入角度案内装置３２０では、図３に示すものと同様、平行反射装置１０２，１０４，１０６，３０４及び３０６からの反射光によって、航空機の進入角度が適正な値か否かが判定できる。さらに、進入角度案内装置３２０は左右対称となっているため、図３に示すものよりも航空機から視認することが容易で、反射光のパターンを電子的処理で認識することも容易である。
【００８４】
上に述べた実施の形態では、いずれも基礎ブロックがあり、その上に平行反射装置が所定の角度を持って取付けられている。このようにしておくことにより、工場で平行反射装置を製造するときに、その取付角度をある精度で調整できるし、複数個の平行反射装置を組付けることができるので、設置現場では基礎ブロックごと所望の平坦な位置に装置を設置すればよい。
【００８５】
なお、基礎ブロックの材質はアプリケーションによって適宜選択すればよい。例えば空港に設置する場合には、基礎ブロックはコンクリートとすればよい。宇宙ステーションに設置するような場合には、重量の軽い金属製で、かつ中空の筐体を用いればよい。磁石を採用すると設置が簡略になり、安定することが考えられる。
【００８６】
しかし、場合によっては、設置の角度の精度がそれほど問題でない場合もあり得る。そうした場合には、設置現場で角度調節をしながら平行反射装置を適切な位置に設置できるようにしておくと便利である。
【００８７】
図１２に、平行反射装置の角度が調整できるような進入角度案内装置３５０の側面図を示す。図１２を参照して、進入角度案内装置３５０は、稜線を形成するように互いに直角に組合わされた２枚の反射面を有する平行反射装置３６０を含む。平行反射装置３６０の２枚の反射面の下辺は、その先端側から稜線側に向かって直線的に切取られた形状をしている。反射面の下辺をこのような形状としておくことにより、平行反射装置３６０が自然に斜め上方を向くことになる。
【００８８】
進入角度案内装置３５０はさらに、平行反射装置３６０の反射面を保護し、かつ平行反射装置３６０の姿勢を安定させるため、その下辺に装着される保護部材３６２と、平行反射装置３６０の反射面の稜線の後ろに平行反射装置３６０を支えるような形で設けられた、中空で、かつ後面下部に形成された開口部３７０を有する支持部材３６４を含む。支持部材３６４の下面には図示しない円形の開口が形成されている。進入角度案内装置３５０はさらに、支持部材３６４の下面の開口から上に向かって挿入され、支持部材３６４の内部の図示しない雌ねじと係合した調整ねじ３６８と、開口部３７０に、調整ねじ３６８と係合するように挿入され、調整ねじ３６８を上下させることで、地面３５２に対する進入角度案内装置３５０の設置角度を調整するための調整ナット３６６とを含む。
【００８９】
調整ナット３６６を回転させることにより、調整ねじ３６８が支持部材３６４の下部から出入りする。その結果、調整ねじ３６８の、平行反射装置３６０の稜線に平行な方向の長さ成分が変化する。調整ナット３６６を回さないようにすることで、所望の長さで調整ねじを平行反射装置３６０に固定することができる。その結果、平行反射装置３６０の地面３５２に対する設置角度が調整ねじ３６８の出入り可能な長さ範囲内で自由に調整できる。
【００９０】
このように平行反射装置３６０の取付角度を調整できるようにしておけば、簡略に、進入角度案内装置３５０を所望の場所に所望の角度で設置することができる。
【００９１】
なお、上記した実施の形態では、反射板に入射する光は可視光線であることを前提としている。しかし、本発明はそのような実施の形態には限定されない。目視ではなく、電子機器によって反射光を検出する場合には、可視光線以外の光、例えば遠赤外線を用いることもできる。遠赤外線を用いる場合には、霧などで見通しが悪い場所であっても比較的明瞭に反射光を検出することができる。検出された遠赤外線を可視化してモニタに表示することなどにより、手動操縦に利用することもできる。
【００９２】
上記した実施の形態は、空港などにおいて航空機の着陸時の航空機の案内に使用する場合についてのものである。しかし本発明はそのような実施の形態には限定されない。飛行機に限らず、月面への着陸、宇宙空間に打ち上げられた宇宙ステーションへの宇宙船のドッキング、軌道に束縛されず自由に移動できる車両等の案内に利用することができる。そうした場合、平行反射装置の設置角度をどの程度にすべきかは、アプリケーションに依存する。例えば宇宙船又は船のように、大きく姿勢が変動することが予測される移動体の場合には、設置角度の比較的大きいものまで必要となることが予想される。したがって、複数個の平行反射装置を利用することが好ましい。
【００９３】
今回開示された実施の形態は単に例示であって、本発明が上記した実施の形態のみに制限されるわけではない。本発明の範囲は、発明の詳細な説明の記載を参酌した上で、特許請求の範囲の各請求項によって示され、そこに記載された文言と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含む。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】従来のＩＬＳ２０の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る案内システム５０における地上設備の概略配置を示す図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る案内システム５０で用いられる進入角度案内装置６２の斜視図である。
【図４】図３に示す進入角度案内装置６２の平面図である。
【図５】図３に示す進入角度案内装置６２の側面図及び側断面図である。
【図６】本発明の一実施の形態に係る案内システム５０で用いられる進入方向案内装置６６の斜視図である。
【図７】図６に示す進入方向案内装置６６の平面図である。
【図８】航空機に設けられるライト及び反射光を撮影するカメラの配置を示す図である。
【図９】本発明の一実施の形態に係る案内システム５０によって空間がどのように分割され、航空機からどのように反射光が見えるかを説明するための図である。
【図１０】案内システム５０で利用可能な進入角度案内装置の他の例である進入角度案内装置２６０の斜視図である。
【図１１】案内システム５０で利用可能な進入角度案内装置のさらに他の例である進入角度案内装置３２０の斜視図である。
【図１２】設置時に設置角度を調整可能な進入角度案内装置３５０の側面図である。
【符号の説明】
【００９５】
５０ 案内システム、６０ 滑走路、６２，６４，２６０，３２０，３５０ 進入角度案内装置、６６，６８，７０，７２ 進入方向案内装置、８０ 航空機、９０ 進入線、９２ 上限、９４ 下限、１０２，１０４，１０６，２９２，２９４，２９６，３０４，３０６，３６０ 平行反射装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体を案内するための移動体案内装置であって、
主表面を有する基礎ブロックと、
稜線を形成するように互いに直角に組合された２つの反射面を有する第１の反射装置と、
前記稜線が前記主表面に対する第１の直交面内にあるように、かつ前記２つの反射面が前記第１の直交面を中心に面対称となるように、前記第１の反射装置を前記基礎ブロックに支持するための第１の支持手段とを含み、
前記第１の支持手段は、前記主表面に対する垂線と、前記稜線とがなす角度の絶対値が、０度より大きくかつ３０度よりも小さい第１の値となるように前記第１の反射装置を支持する、移動体案内装置。
【請求項２】
稜線を形成するように互いに直角に組合された２つの反射面を有する第２の反射装置と、
前記第２の反射装置の前記稜線が前記主表面に対する第２の直交面内にあるように、かつ当該第２の反射装置の前記２つの反射面が前記第２の直交面を中心に面対称となるように、前記第２の反射装置を前記基礎ブロックに支持するための第２の支持手段とを含み、
前記第２の支持手段は、前記主表面に対する垂線と、前記第２の反射装置の前記稜線とがなす角度の絶対値が、０度より大きくかつ５度よりも小さく、かつ前記第１の値と異なる第２の値となるように前記第２の反射装置を支持する、請求項１に記載の移動体案内装置。
【請求項３】
稜線を形成するように互いに直角に組合された２つの反射面を有する第３の反射装置と、
前記第３の反射装置の前記稜線が前記主表面に対する第３の直交面内にあるように、かつ当該第３の反射装置の前記２つの鏡面が前記第３の直交面を中心に面対称となるように、前記第３の反射装置を前記基礎ブロックに支持するための第３の支持手段とを含み、
前記第３の支持手段は、前記主表面に対する垂線と、前記第３の反射装置の前記稜線とがなす角度の絶対値が、前記第２の値となるように、前記第３の反射装置を支持する、請求項１に記載の移動体案内装置。
【請求項４】
前記第３の支持手段はさらに、前記第３の反射装置が、前記第１の直交面に関して前記第２の反射装置と面対称となるように、前記第３の反射装置を支持する、請求項３に記載の移動体案内装置。
【請求項５】
稜線を形成するように互いに直角に組合された２つの鏡面を有する第２の反射装置と、
前記第２の反射装置の前記稜線が前記第１の直交面内にあるように、かつ当該第２の反射装置の前記２つの鏡面が前記第１の直交面を中心に面対称となるように、かつ前記第２の反射装置が、前記主表面及び前記第１の直交面の双方と直交する第２の直交面に関し、前記第１の反射装置と面対称となるように、前記第２の反射装置を前記基礎ブロックに支持するための第２の支持手段とをさらに含む、請求項１に記載の移動体案内装置。
【請求項６】
請求項２に記載の２つの移動体案内装置を、互いの基礎ブロックの前記主表面が同一面となるように、互いに背中合わせに組合せた、移動体案内装置。
【請求項７】
前記２つの移動体案内装置のうち、一方の移動体案内装置に属する反射装置には、互いに異なる色の光透過性のフィルムが設けられており、他方の移動体案内装置に属する反射装置には、それぞれ前記一方の移動体案内装置に属する、同じ角度で前記主表面に取付けられた反射装置のフィルムと同じ色の光透過性のフィルムが設けられている、請求項６に記載の移動体案内装置。
【請求項８】
互いに異なる反射装置には、互いに異なる色の光透過性のフィルムが設けられている、請求項２〜請求項５のいずれかに記載の移動体案内装置。
【請求項９】
前記第１の反射装置には第１の色の光透過性フィルムが設けられており、
前記第２及び第３の反射装置には、前記第１の色と異なる第２の色の光透過性フィルムが設けられている、請求項４に記載の移動体案内装置。
【請求項１０】
移動体を案内するための移動体案内装置であって、
稜線を形成するように互いに直角に組合わされ、かつ前記稜線を含む所定の対称面に関して互いに面対称な形状の２つの反射面を有する反射装置と、
前記反射装置に取付られ、少なくとも前記反射装置の前記稜線と平行な方向の長さが調整可能で、かつ所望の長さで前記反射装置に固定可能な長さ調整装置とを含む、移動体案内装置。
【請求項１】
移動体を案内するための移動体案内装置であって、
主表面を有する基礎ブロックと、
稜線を形成するように互いに直角に組合された２つの反射面を有する第１の反射装置と、
前記稜線が前記主表面に対する第１の直交面内にあるように、かつ前記２つの反射面が前記第１の直交面を中心に面対称となるように、前記第１の反射装置を前記基礎ブロックに支持するための第１の支持手段とを含み、
前記第１の支持手段は、前記主表面に対する垂線と、前記稜線とがなす角度の絶対値が、０度より大きくかつ３０度よりも小さい第１の値となるように前記第１の反射装置を支持する、移動体案内装置。
【請求項２】
稜線を形成するように互いに直角に組合された２つの反射面を有する第２の反射装置と、
前記第２の反射装置の前記稜線が前記主表面に対する第２の直交面内にあるように、かつ当該第２の反射装置の前記２つの反射面が前記第２の直交面を中心に面対称となるように、前記第２の反射装置を前記基礎ブロックに支持するための第２の支持手段とを含み、
前記第２の支持手段は、前記主表面に対する垂線と、前記第２の反射装置の前記稜線とがなす角度の絶対値が、０度より大きくかつ５度よりも小さく、かつ前記第１の値と異なる第２の値となるように前記第２の反射装置を支持する、請求項１に記載の移動体案内装置。
【請求項３】
稜線を形成するように互いに直角に組合された２つの反射面を有する第３の反射装置と、
前記第３の反射装置の前記稜線が前記主表面に対する第３の直交面内にあるように、かつ当該第３の反射装置の前記２つの鏡面が前記第３の直交面を中心に面対称となるように、前記第３の反射装置を前記基礎ブロックに支持するための第３の支持手段とを含み、
前記第３の支持手段は、前記主表面に対する垂線と、前記第３の反射装置の前記稜線とがなす角度の絶対値が、前記第２の値となるように、前記第３の反射装置を支持する、請求項１に記載の移動体案内装置。
【請求項４】
前記第３の支持手段はさらに、前記第３の反射装置が、前記第１の直交面に関して前記第２の反射装置と面対称となるように、前記第３の反射装置を支持する、請求項３に記載の移動体案内装置。
【請求項５】
稜線を形成するように互いに直角に組合された２つの鏡面を有する第２の反射装置と、
前記第２の反射装置の前記稜線が前記第１の直交面内にあるように、かつ当該第２の反射装置の前記２つの鏡面が前記第１の直交面を中心に面対称となるように、かつ前記第２の反射装置が、前記主表面及び前記第１の直交面の双方と直交する第２の直交面に関し、前記第１の反射装置と面対称となるように、前記第２の反射装置を前記基礎ブロックに支持するための第２の支持手段とをさらに含む、請求項１に記載の移動体案内装置。
【請求項６】
請求項２に記載の２つの移動体案内装置を、互いの基礎ブロックの前記主表面が同一面となるように、互いに背中合わせに組合せた、移動体案内装置。
【請求項７】
前記２つの移動体案内装置のうち、一方の移動体案内装置に属する反射装置には、互いに異なる色の光透過性のフィルムが設けられており、他方の移動体案内装置に属する反射装置には、それぞれ前記一方の移動体案内装置に属する、同じ角度で前記主表面に取付けられた反射装置のフィルムと同じ色の光透過性のフィルムが設けられている、請求項６に記載の移動体案内装置。
【請求項８】
互いに異なる反射装置には、互いに異なる色の光透過性のフィルムが設けられている、請求項２〜請求項５のいずれかに記載の移動体案内装置。
【請求項９】
前記第１の反射装置には第１の色の光透過性フィルムが設けられており、
前記第２及び第３の反射装置には、前記第１の色と異なる第２の色の光透過性フィルムが設けられている、請求項４に記載の移動体案内装置。
【請求項１０】
移動体を案内するための移動体案内装置であって、
稜線を形成するように互いに直角に組合わされ、かつ前記稜線を含む所定の対称面に関して互いに面対称な形状の２つの反射面を有する反射装置と、
前記反射装置に取付られ、少なくとも前記反射装置の前記稜線と平行な方向の長さが調整可能で、かつ所望の長さで前記反射装置に固定可能な長さ調整装置とを含む、移動体案内装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００９−２５２０３１（Ｐ２００９−２５２０３１Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１００５８５（Ｐ２００８−１００５８５）
【出願日】平成２０年４月８日（２００８．４．８）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成１９年１０月１０日 社団法人日本航空宇宙学会、社団法人日本航空技術協会、社団法人日本気象学会発行の、「第４５回飛行機シンポジウム講演集（ＣＤ−ＲＯＭ）」に発表
【出願人】（３９７０５７８０９）株式会社津村総合研究所 (5)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月８日（２００８．４．８）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成１９年１０月１０日 社団法人日本航空宇宙学会、社団法人日本航空技術協会、社団法人日本気象学会発行の、「第４５回飛行機シンポジウム講演集（ＣＤ−ＲＯＭ）」に発表
【出願人】（３９７０５７８０９）株式会社津村総合研究所 (5)
【Ｆターム（参考）】
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