幾乎所有的飛機都配備有外部燈。舉例來說，大型客機具有廣泛多種外部燈。實施例是導航燈或位置燈、信標燈、防碰撞燈或頻閃燈、機翼燈、滑行燈、著陸燈、跑道轉(zhuǎn)彎燈等等。示范性直升機通常具有著陸燈、搜索燈等等。在大量不同的燈以及不斷增加的使燈適應于特定操作情形的情況下，飛行員和/或空中機組人員正確且有利地操作這些燈的負擔已經(jīng)變得相當大。

因此，提供減少飛行員和/或空中機組人員的操作負擔的飛機外部燈單元將是有益的。

本發(fā)明的示范性實施方案包含一種動態(tài)飛機外部燈單元，能夠根據(jù)用于照明飛機環(huán)境的不同扇區(qū)的至少兩種發(fā)光分布而發(fā)射光，所述動態(tài)飛機燈單元包括：多個LED，所述多個LED中的至少兩個子組是單獨可控的，所述至少兩個子組中的每一者與所述至少兩種發(fā)光分布中的相應一者相關聯(lián)；光學系統(tǒng)，用于將從所述多個LED輸出的光變換為所述至少兩種發(fā)光分布；控制單元，用于控制所述多個LED；以及光檢測器，所述光檢測器被布置成用于檢測作為所述至少兩種發(fā)光分布的一部分由所述動態(tài)飛機外部燈單元發(fā)射且由所述飛機環(huán)境反射的光，且被構(gòu)造成用于輸出光檢測信號，其中所述控制單元耦合到所述光檢測器以用于接收所述光檢測信號，被構(gòu)造成用于確定距反射所述光的所述飛機環(huán)境的距離，且被構(gòu)造成用于響應于所確定的所述距離而在所述多個LED的所述至少兩個子組之間切換。

本發(fā)明的示范性實施方案允許通過提供飛機外部燈單元而減少飛行員和/或空中機組人員工作負荷，所述飛機外部燈單元響應于距飛機環(huán)境中的對象的距離而在不同照明模式之間切換而不需要飛行員和/或空中機組人員的交互。舉例來說，在飛機的著陸進場的高壓力階段，飛機外部燈單元的示范性實施方案可以提供著陸燈功能性，其特征在于窄的高強度照明光束，以便照明著陸跑道，然后切換到滑行燈模式，其特征在于較寬的強度較低的照明光束，以便照明飛機環(huán)境的較廣扇區(qū)且使飛機從機場的更多位置更好地可見。所述燈單元可以被構(gòu)造成用于在著地之前的預定高度處執(zhí)行此切換，從而使飛行員免于手動切換燈單元的任務。動態(tài)飛機外部燈單元的其它示范性實施方案可以在接近于地面的搜索飛行的高壓力階段中幫助直升機飛行員。例如可能動態(tài)飛機外部燈單元根據(jù)特征在于極窄的搜索燈光束的搜索燈模式發(fā)射發(fā)光分布，且動態(tài)飛機外部燈單元在距地面的預定距離處切換到特征在于較寬發(fā)光分布的著陸燈模式，以便當在距地面的此短距離處飛行時使飛行員知道潛在的障礙。在此情況中，使飛行員免于在照明模式之間手動切換的任務，且接收到關于距地面的距離較小的額外警報。

根據(jù)本發(fā)明的示范性實施方案的飛機外部燈單元稱為動態(tài)飛機外部燈單元，因為其能夠輸出多種發(fā)光分布。這些發(fā)光分布中的每一者照明飛機環(huán)境的不同扇區(qū)。術語“飛機環(huán)境的不同扇區(qū)”不一定指代飛機環(huán)境的互斥的扇區(qū)。相反，與不同發(fā)光分布相關聯(lián)的不同扇區(qū)可以重疊。然而，由于它們是不相同的，因此動態(tài)飛機外部燈單元能夠根據(jù)至少兩種不同發(fā)光分布而發(fā)射光。不同發(fā)光分布中的每一者與多個光源的相應子組相關聯(lián)。換句話說，多個光源的特定子組可以導致提供特定發(fā)光分布，而所述多個LED的另一子組可以導致另一發(fā)光分布。

動態(tài)飛機外部燈單元的光學系統(tǒng)將從多個LED輸出的光變換為多個發(fā)光分布。換句話說，對于所述多個LED的給定子組，光學系統(tǒng)將從所述給定子組輸出的光變換為相關聯(lián)的發(fā)光分布。再換句話說，光學系統(tǒng)針對所述多個LED的給定子組使對應發(fā)光分布成形。在此上下文中，可能提供實現(xiàn)從所有所述多個LED輸出的光的一個單個光學系統(tǒng)。然而，也可能提供與所述多個LED的互斥子組相關聯(lián)的兩個或更多個光學子系統(tǒng)。光學系統(tǒng)一般提供動態(tài)飛機外部燈單元在給定操作模式中的所需的方向和所需的張開角。

控制單元控制所述多個LED，因此實現(xiàn)在任何給定時間點所述多個發(fā)光分布中的所需一者的發(fā)射。具體來說，控制單元可以接通與所需發(fā)光分布相關聯(lián)的所述多個LED的所需子組，以便實現(xiàn)此所需發(fā)光分布和所需照明模式?？赡芩龆鄠€LED中的每一者是通過控制單元個別可控的，或者LED的群組是聯(lián)合可控的。

光檢測器檢測作為飛機環(huán)境的照明的部分的由飛機外部燈單元發(fā)射的光。以此方式，光檢測器不是例如在現(xiàn)有技術中使用的激光距離測量系統(tǒng)等單獨距離測量系統(tǒng)的部分。相反，光檢測器檢測作為所述照明的部分的可見光。反射的光是飛機環(huán)境的照明的副產(chǎn)物，使得根據(jù)本發(fā)明的示范性實施方案不需要額外光源來用于距離測量。光檢測器輸出光檢測信號。所述光檢測信號可以是作為模擬信號或呈數(shù)字化版本的檢測到的光量的直接表示。然而，也可能在光檢測信號的輸出之前實行預處理步驟。舉例來說，可能光檢測信號含有關于光檢測器檢測到的特性事件的信息，而不需要實際上隨著時間發(fā)射檢測到的光的過程。

控制單元被構(gòu)造成用于基于所述光檢測信號確定距反射光的飛機環(huán)境的距離。取決于在光檢測器內(nèi)完成的預處理的量，控制單元可以在各種程度上分析光檢測信號?？刂茊卧€可以使光檢測信號與關于在檢測操作期間由動態(tài)飛機外部燈單元發(fā)射的光的信息相關。基于所述距離的確定，控制單元被構(gòu)造成用于通過在所述多個LED的不同子組之間切換而在不同發(fā)光分布之間切換。換句話說，控制單元基于確定的距離而選擇LED的特定子組以用于發(fā)射特定光強度分布。

根據(jù)又一實施方案，所述動態(tài)飛機外部燈單元是飛機著陸燈。如上文以示范性方式論述，根據(jù)本發(fā)明的示范性實施方案的動態(tài)飛機外部燈單元可以作為飛機著陸燈以尤其有益的方式使用。在跑道進場期間，飛行員和/或空中機組人員可能忙于處置飛機，因而動態(tài)飛機外部燈單元在不同照明模式之間(即，在不同發(fā)光分布之間)的自動切換是尤其有益的。

根據(jù)又一實施方案，動態(tài)飛機外部燈單元被構(gòu)造成用于發(fā)射具有多個發(fā)射光脈沖的光，其中光檢測器檢測由飛機環(huán)境反射的響應光脈沖。光脈沖是接收關于反射光的飛機環(huán)境的信息的有效方式。由于響應光脈沖可以與發(fā)射光脈沖相關，因此可以分析響應光脈沖與發(fā)射光脈沖之間的各種偏差，例如滯后、脈沖持續(xù)時間、脈沖形狀、脈沖強度等等，且可以用于分析飛機環(huán)境。發(fā)射光脈沖可以具有對人眼不可見的頻率，例如至少50Hz的頻率，具體來說在50Hz到200Hz之間的頻率。以此方式，動態(tài)飛機外部燈單元可以針對一個或多個或所有不同發(fā)光分布以脈沖方式操作，而此脈沖操作對人眼不可見。也可能動態(tài)飛機外部燈單元一般以連續(xù)方式操作，其中以規(guī)則間隔發(fā)出一系列發(fā)射光脈沖。所述規(guī)則間隔可以在5秒到15秒之間，即，可能每5到15秒(例如，每5秒、每10秒或每15秒)存在一個系列的發(fā)射光脈沖。

根據(jù)又一實施方案，所述控制單元被構(gòu)造成用于基于所述發(fā)射光脈沖與所述響應光脈沖之間的滯后而確定距反射所述光的所述飛機環(huán)境的所述距離。換句話說，通過確定給定發(fā)射光脈沖與相關聯(lián)響應光脈沖之間的滯后，所述響應光脈沖由在相關聯(lián)發(fā)射光脈沖期間發(fā)出的光構(gòu)成，可以可靠地確定距反射光的飛機環(huán)境的距離，即距所照明對象的距離。

根據(jù)又一實施方案，控制單元被構(gòu)造成用于基于響應光脈沖的強度和持續(xù)時間而確定飛機滑翔角度。由于導致飛機環(huán)境中的擴展照明區(qū)域的動態(tài)飛機外部燈單元的張開角，且由于朝向光檢測器反射光的飛機環(huán)境的多個點，響應脈沖針對照明方向與擴展飛機環(huán)境之間的不同角度具有不同的強度和持續(xù)時間。由于動態(tài)飛機外部燈單元通常具有相對于飛機結(jié)構(gòu)的固定位置，因此響應光脈沖的強度和持續(xù)時間的這些差異可以用來確定朝向在飛機環(huán)境中反射光的對象的進場角度?？赡芸刂茊卧褂么诉M場角度作為在進場期間飛機的滑翔角度的估計。也可能控制單元基于此進場角度確定到機場的進場是否當前在進行中，因為控制單元可以被構(gòu)造成用于具有朝向跑道的滑翔角度總是在2°到5°之間的信息。基于此知識，可能控制單元將特定進場角度解譯為不是滑翔角度，因為所述進場角度不是可行的滑翔角度。

根據(jù)又一實施方案，所述控制單元被構(gòu)造成用于基于響應光脈沖的形狀而確定反射光的飛機環(huán)境的表面特征。舉例來說，由混凝土或柏油或柏油與混凝土的組合制成的延伸對象可以反射光以使得響應光脈沖具有初始的峰和從所述峰開始單調(diào)減小的形狀。這是響應光脈沖的形狀可以如何用以推斷反射光的飛機環(huán)境的對象的表面特征的實施例。

根據(jù)又一實施方案，所述控制單元被構(gòu)造成用于基于響應光脈沖的強度、持續(xù)時間和形狀中的至少一者而確定反射光的飛機環(huán)境是否為跑道。在特定實施方案中，控制單元被構(gòu)造成用于在響應光脈沖的強度和持續(xù)時間指示2°到5°之間的滑翔角度的情況下和/或在響應光脈沖的形狀指示柏油、混凝土和柏油與混凝土的組合中的一者的情況下確定反射光的飛機環(huán)境是跑道。換句話說，控制單元可以被構(gòu)造成用于使用從光脈沖的形狀推斷的反射光的對象的表面特征的信息以及從響應光脈沖的強度和持續(xù)時間推斷的關于進場角度的信息中的一者或兩者來確定到跑道的進場正在進行?？刂茊卧梢员粯?gòu)造成用于使得此確定是稍后切換發(fā)光分布的先決條件。換句話說，控制單元可以被構(gòu)造成用于在先前檢測到跑道的情況下僅切換到地面照明模式或接近地面照明模式，例如滑行燈模式。

根據(jù)又一實施方案，所述控制單元被構(gòu)造成用于基于所述發(fā)射光脈沖與所述響應光脈沖之間的滯后的變化而確定飛機進場速度。飛機進場速度的此確定可以用作飛機是否真的在跑道進場機動的過程中的檢查。

根據(jù)又一實施方案，控制單元被構(gòu)造成用于基于以下各項中的至少一者而從與著陸燈模式光強度分布相關聯(lián)的所述多個LED的第一子組切換到與滑行燈模式光強度分布相關聯(lián)的所述多個LED的第二子組：距反射所述光的所述飛機環(huán)境的所述距離，滑翔角度，反射所述光的所述飛機環(huán)境的表面特征，所述飛機環(huán)境是跑道的確定，以及飛機進場速度。針對從所述多個LED的第一子組切換到所述多個LED的第二子組而考慮的這些參數(shù)中的所述一者或多者在此實施方案中是從響應光脈沖確定。

根據(jù)又一實施方案，所述動態(tài)飛機外部燈單元是直升機搜索和著陸燈，被構(gòu)造成用于響應于所述距離低于預定閾值而從所述多個LED的與搜索燈模式光強度分布相關聯(lián)的第一子組切換到所述多個LED的與著陸燈模式光強度分布相關聯(lián)的第二子組。換句話說，當控制單元確定距所照明對象的距離低于預定閾值時，控制單元切換到著陸燈模式光強度分布而不需要飛行員/空中機組人員的交互。以此方式，使飛行員免于處置燈模式切換的任務。由于搜索燈模式經(jīng)常采用極窄的強光束，因此這種照明模式通常導致眼睛已適應強光束的飛行員對環(huán)境的其余部分的感知減少。以此方式，搜索燈模式會帶來飛行員忽視直升機環(huán)境的其余部分的固有風險。通過當接近于地面時切換到著陸燈模式，直升機搜索和著陸燈能夠提升飛行員對在搜索燈光束之外的潛在障礙的感知。所述預定閾值可以例如在20m到40m之間，具體來說大約30m。

應當指出，以上關于飛機著陸燈描述的額外特征和修改也適用于直升機搜索和著陸燈。具體來說，此直升機燈也可以被構(gòu)造成用于發(fā)射具有多個發(fā)射光脈沖的光，其中所述光檢測器檢測由所述飛機環(huán)境反射的響應光脈沖。

根據(jù)又一實施方案，所述飛機外部燈單元進一步包括與所述光檢測器相關聯(lián)的光檢測器透鏡，所述光檢測器透鏡朝向所述光檢測器引導來自預期反射扇區(qū)的光，所述預期反射扇區(qū)具有在水平方向上20°到40°之間以及在垂直方向上10°到20°之間的張開角，且所述預期反射扇區(qū)以5°到10°之間的方向角被引向下。以此方式，光檢測器指向飛行員的常規(guī)視場。此視場可以對應于飛機外部燈單元指向的照明方向，使得光檢測器可以拾取朝向飛機反射的光的較大部分。這有助于實現(xiàn)準確的光檢測和/或降低光檢測器的靈敏度要求。

本發(fā)明的示范性實施方案進一步包含一種操作動態(tài)飛機外部燈單元的方法，所述動態(tài)飛機外部燈單元具有多個LED、光學系統(tǒng)和光檢測器，所述方法包括以下步驟：接通所述多個LED的第一子組，從而經(jīng)由所述光學系統(tǒng)發(fā)射具有第一光強度分布的光；通過所述光檢測器檢測由所述多個LED的所述第一子組發(fā)射且由飛機環(huán)境反射的光；基于所述通過所述光檢測器檢測光的步驟而確定距反射所述光的所述飛機環(huán)境的距離；以及響應于所確定的所述距離而接通所述多個LED的第二子組，從而經(jīng)由所述光學系統(tǒng)發(fā)射具有第二光強度分布的光。通過所述操作動態(tài)飛機外部單元的方法，可以類似方式實現(xiàn)上文關于動態(tài)飛機外部單元描述的效果。而且，上文關于動態(tài)飛機外部單元描述的額外特征和修改以類似方式適用于控制所述動態(tài)飛機外部單元的方法。與此一起公開類似的方法步驟，具體來說類似于上文描述的控制單元的構(gòu)造的方法步驟。

根據(jù)操作動態(tài)飛機外部燈單元的方法的又一實施方案，所述動態(tài)飛機外部燈單元是飛機著陸燈，所述第一光強度分布是著陸燈模式光強度分布，所述第二光強度分布是滑行燈模式光強度分布。

根據(jù)又一實施方案，所述方法包括以下步驟：確定反射所述光的所述飛機環(huán)境是跑道，這是在所述接通所述多個LED的所述第二子組的步驟之前實行。

相對于附圖來描述更多的示范性實施方案，其中：

圖1以示意圖展示根據(jù)本發(fā)明的一個示范性實施方案的飛機外部燈單元；

圖2展示在跑道進場期間圖1的飛機外部燈單元；

圖3展示由圖1的飛機外部燈單元的光檢測器檢測到的示范性響應光脈沖；

圖4展示根據(jù)本發(fā)明的示范性實施方案的配備有飛機外部燈單元的示范性飛機；以及

圖5展示根據(jù)本發(fā)明的示范性實施方案的配備有飛機外部燈單元的示范性直升機。

圖1a展示根據(jù)本發(fā)明的飛機著陸燈2的示范性實施方案。飛機著陸燈2是根據(jù)本發(fā)明的示范性實施方案的動態(tài)飛機外部燈單元的特定實施方案。因此也稱為飛機外部燈單元2。

在圖1a的示范性實施方案中以橫截面示意圖展示飛機外部燈單元2。飛機外部燈單元2包括外殼4和安裝板6，飛機外部燈單元2的大多數(shù)其它元件安裝到所述安裝板上。安裝板6安置于外殼4的內(nèi)部。飛機外部燈單元2進一步包括透鏡蓋8，所述透鏡蓋形成飛機外部燈單元2的最外部分且飛機外部燈單元2發(fā)射光穿過所述透鏡蓋。

飛機外部燈單元2包括多個LED 10。具體來說，所述多個LED 10是LED陣列。進一步具體來說，LED陣列是具有LED 10的規(guī)則排列的二維矩陣，例如LED的柵格狀排列。在圖1a的示意性橫截面圖中，展示LED 10的二維陣列的一部分，即八個LED 10的線性排列的區(qū)段，作為僅說明性的實施例。

飛機外部燈單元2進一步包括與所述多個LED 10相關聯(lián)的透鏡12。透鏡12是示范性光學系統(tǒng)，用于使來自由所述多個LED 10發(fā)射的光的發(fā)光分布成形，所述發(fā)光分布由飛機外部燈單元2發(fā)射穿過透鏡蓋8。透鏡12是旋轉(zhuǎn)對稱透鏡，其中心軸對應于LED 10的陣列的中心。在圖1a的示范性實施方案中，透鏡12是使由所述多個LED 10發(fā)射的光聚焦的準直透鏡。經(jīng)由兩條光線20說明透鏡12對由接近于LED 10的陣列的中心的LED發(fā)射的光實行相當好的準直。以此方式，當操作接近于LED 10的陣列的中心的LED時，可以實現(xiàn)窄輸出光束。此窄輸出光束是飛機外部燈單元2的可能發(fā)光分布的一個實施例。所述光束照明飛機環(huán)境的窄扇區(qū)。

飛機外部燈單元2進一步包括安裝到安裝板6的光檢測器14。光檢測器14與光檢測器透鏡18相關聯(lián)。在圖1a的示范性實施方案中，光檢測器透鏡18是旋轉(zhuǎn)對稱透鏡，且相對于光檢測器14被布置成使得穿過光檢測器透鏡18的中心的軸線延伸穿過光檢測器14。光檢測器14和光檢測器透鏡18的此組合相對于所述多個LED 10和透鏡12偏移。不存在從所述多個LED 10中的任一者到光檢測表面指向光檢測器透鏡18的光檢測器14的直接光路徑。

飛機外部燈單元2進一步包括控制單元16，所述控制單元連接到所述多個LED 10且連接到光檢測器14?？刂茊卧?6控制所述多個LED 10。如下文將闡釋，控制單元16考慮由光檢測器14產(chǎn)生且輸出到控制單元16的光檢測信號以用于控制所述多個LED 10。

圖1b展示在一個不同操作模式中的圖1a的飛機外部燈單元2。在圖1a中針對接近于所述多個LED 10的中心的LED被接通的情況展示示范性光線20，而圖1b展示從所述多個LED 10的中心最大偏移的LED被接通的情形。對于此情況，展示以參考標號22表示的兩條示范性光線?？梢?，對于從LED 10的陣列的中心偏移的LED，透鏡12的準直不是那么有效。以此方式，由飛機外部燈單元2發(fā)射的光與圖1a中所示的操作模式相比具有更寬的張開角。從圖1a和圖1b的比較顯而易見，可以用LED 10的陣列實現(xiàn)各種不同的發(fā)光分布。取決于哪些LED被操作，可以實現(xiàn)更寬或更窄的發(fā)光分布。而且，可以實現(xiàn)在圖1a和1b的繪圖平面中朝向頂部成角度或朝向底部成角度的發(fā)光分布。而且，通過LED 10的加在一起的光強度，也可以實現(xiàn)具有各種強度的發(fā)光分布。舉例來說，實現(xiàn)具有朝向跑道成角度的窄光束的著陸燈模式光強度分布是可能的。然而，也可能同一個飛機外部燈單元2提供滑行燈模式光強度分布，所述光強度分布強度較低且具有用于照明飛行員前方的機場的較大部分的較寬張開角。應當指出，可以經(jīng)由LED 10的調(diào)光或者經(jīng)由操作適當數(shù)目的LED 10來實現(xiàn)所需的光強度，在具有大量LED的陣列的情況中操作適當數(shù)目的LED是尤其好的選擇。

圖2a展示在反射檢測操作的過程中的圖1a和1b的飛機外部燈單元2。為此目的，展示機場中通常遇到的朝向跑道30的發(fā)光和從跑道30的反射。應當指出，圖2a并未以任何方式按比例縮放。以與圖1a和1b相同的大小展示飛機外部燈單元2。雖然在現(xiàn)實中大得多，但將跑道30描繪為小的對象。而且，飛機外部燈單元2與跑道30之間的距離(比用于進場的大部分的這兩個要素中的任一者大得多)在圖2a的描繪中相當小。為了澄清圖2a僅是示意性的且飛機外部燈單元2與跑道30之間存在較大的比例改變，以虛線展示下文將詳細描述的說明性光線24和26的一部分。這指示飛機外部燈單元2與跑道30之間的距離并未以任何方式按比例縮放。

在圖2a中，以成角度方式展示飛機外部燈單元2，所述飛機外部燈單元可以是附接到在進場期間從飛機機身向下延伸的飛機前部行走機構(gòu)的著陸燈。此角度說明在朝向跑道30的滑翔進場期間整個飛機且因此飛機外部燈單元的成角度特征。同樣，在圖2a中為了說明性目的而夸大了飛機外部燈單元2的向下角度。

參考標號24指示來源于LED 10的陣列的中心LED中的一者、由飛機外部燈單元2發(fā)射且到達跑道30以用于其照明的示范性光線。假定飛機外部燈單元2在著陸燈模式中操作，其中LED陣列的中心LED被接通，且飛機外部燈單元2朝向跑道30發(fā)射相當高聚焦的窄光束。在圖2a的示范性實施方案中，跑道30是混凝土或者柏油或者混凝土與柏油的組合。由此，跑道30具有粗糙表面(在光學方面)，且因此以漫射方式反射到達的光。由于此漫反射，光線24的光的部分形成光線26，所述光線26通過透鏡蓋8和光檢測器透鏡18到達光檢測器14。換句話說，光檢測器18能夠檢測由LED 10發(fā)射且由跑道30反射的光。

顯然LED 10中的每一者發(fā)出許多光線，這些光線在不同點到達跑道30，且跑道30的不同點反射/散射光到各種方向中，此光中的一些光到達光檢測器14。由于不同的光路徑，存在光線的不同行進時間。因此，當全部或選定子組的LED 10發(fā)射有限的短長度的光脈沖時，朝向跑道30和返回朝向光檢測器14的不同光路徑導致光線的不同行進時間，從而導致光檢測器14處的光的時變檢測。換句話說，對于每一個此類發(fā)射光脈沖，光檢測器檢測響應光脈沖，所述響應光脈沖具有不同于發(fā)射光脈沖的特性?，F(xiàn)在將關于圖3描述此情形。

圖3a和3b展示由光檢測器14檢測的針對兩種不同進場情形的兩個示范性響應光脈沖40、42。針對短持續(xù)時間的發(fā)射光脈沖的發(fā)射以及所述短持續(xù)時間中的恒定強度的情況來檢測這些響應光脈沖40、42。舉例來說，典型的光發(fā)射脈沖的持續(xù)時間可以小于5ms。每一個此類發(fā)射光脈沖導致光檢測器14處檢測到響應光脈沖。響應光脈沖可以特征在于相對于發(fā)射光脈沖的開始的所述光脈沖的開始，即，與發(fā)射光脈沖相比的響應光脈沖的滯后。在圖3a和3b的x軸上以μs為單位指示此滯后。

響應光脈沖可以進一步特征在于由圖3a和3b中的字母I參考的初始強度、由圖3a和3b中的字母D指示的響應光脈沖的持續(xù)時間，以及響應光脈沖的形狀。響應光脈沖的所有這些參數(shù)都含有關于飛行情形和/或反射光的所照明飛機環(huán)境的特性的信息，即，關于當前實施方案中的跑道30的表面特征。

滯后是距跑道30的距離的度量。具體來說，滯后是光從LED 10到跑道30且回到光檢測器14走最短路徑需要的時間。這意味著將滯后除以2且將滯后乘以光速是飛機外部燈單元2與跑道30之間的距離的極準確的度量。

根據(jù)一些基本特性(例如峰在開始處，且隨后單調(diào)減小)在圖3a和3b中類似的響應光脈沖的形狀是反射光的對象的表面特征的指示。所展示響應光脈沖40、42就是反射光的例如混凝土或柏油的表面的特性。因此，取決于在將信號傳遞到控制單元16之前的處理水平，光檢測器14或控制單元16可以確定反射光的對象由混凝土/柏油制成。為了做出此確定，控制單元可以被構(gòu)造成用于分析在響應光脈沖的開始處的強度峰的突變性，且可以被構(gòu)造成用于分析在此初始峰之后的減小的斜率和/或函數(shù)。

初始峰的強度以及初始峰的持續(xù)時間是飛機的進場角度的指示符。在圖3a中，響應光脈沖40具有在相對尺度(其細節(jié)與本發(fā)明無關)上稍微大于0.1的初始強度峰以及2μs的持續(xù)時間。此強度水平和持續(xù)時間是3.5°的滑翔路徑的指示，即，大約3.5°的進場角度的指示。在圖3b中，響應光脈沖42的峰強度水平在同一尺度上稍微小于0.1，且響應光脈沖的持續(xù)時間是大約3μs。這些值是大約4.0°的滑翔路徑的指示。為了從所述持續(xù)時間和初始峰的強度確定滑翔路徑角度，控制單元可以具有用于得到這些結(jié)論的查找表或公式或其它種類的算法。

推斷此種信息的可能性允許控制單元16據(jù)此操作飛機外部燈單元2。作為示范性實施方案，描述在到跑道的飛機進場期間飛機外部燈單元的操作。為了說明性目的，在圖4中以俯視圖描繪配備有飛機外部燈單元2的示范性飛機100，所述飛機外部燈單元安裝到飛機100的前部行走機構(gòu)。在飛行的進場階段的起始后，控制單元16選擇所述多個LED中的預定子組用于在著陸燈模式中發(fā)射光。具體來說，控制單元16選擇接近于LED 10的陣列的中心的LED，以便提供窄著陸光束。圖4中描繪此窄著陸光束的示范性、示意性輸出光強度分布，且以參考標號60指示。在控制單元16以一般連續(xù)方式操作這些LED時，控制單元以規(guī)則間隔(例如，每10秒)打斷連續(xù)發(fā)光，以便發(fā)射一系列發(fā)射光脈沖。此系列的發(fā)射光脈沖可以由例如10個發(fā)射光脈沖組成。這些發(fā)射光脈沖導致在光檢測器14處檢測到的響應光脈沖，如上文關于圖2和3描述。從這些響應光脈沖的形狀，控制單元16可以推斷反射光的對象是柏油或混凝土。此確定是控制單元16的初次檢查，以便確保跑道進場實際上在進行中。控制單元16進一步分析響應光脈沖的持續(xù)時間和相對強度。如上文論述，這些參數(shù)指示滑翔路徑角度。在控制單元16預期2°到5°之間的滑翔路徑角度時，控制單元16檢查滑翔路徑角度是否在2°到5°之間，且使用此確定作為跑道進場實際上在進行中的二次檢查。

一旦完成這兩個檢查，控制單元16便分析發(fā)射光脈沖與響應光脈沖之間的滯后。此確定是可能的，因為控制單元16可以使發(fā)射光脈沖的時序與響應光脈沖的時序相關。從此滯后的確定，控制單元16確定距跑道的距離。當所確定距離低于預定閾值(例如，低于75m的值)時，控制單元進一步將飛機外部燈單元2切換到滑行燈操作模式。為此目的，控制單元16斷開在著陸燈模式中接通的一些LED且接通較遠離LED 10的陣列的中心的額外LED。以此方式，提供具有較寬張開角和較低峰強度的發(fā)光分布，使得飛機外部燈單元處于具有滑行發(fā)光分布的滑行燈模式中，如飛行員和機場人員所預期。圖4中描繪此較寬滑行燈模式光束的示范性、示意性輸出光強度分布，且以參考標號62指示。

在圖2b中，類似于圖2a，關于飛機跑道30來展示飛機外部燈單元2。飛機外部燈單元2展示為發(fā)射窄著陸光束34，如上文關于飛行的進場階段所描述。此外，描繪檢測扇區(qū)36，其指示指向飛機外部燈單元2的光被光檢測器透鏡18朝向光檢測器14重定向的扇區(qū)。著陸光束34和檢測扇區(qū)36具有大的重疊，使得由跑道30朝向飛機外部燈單元2反射的許多光實際上被光檢測器14檢測到。光檢測器被布置成用于檢測由飛機外部燈單元2發(fā)射且由跑道30反射的光。光檢測器透鏡18幫助捕捉所述光的大部分以用于檢測操作。

圖5展示根據(jù)本發(fā)明的示范性實施方案的配備有飛機外部燈單元2的示范性直升機200。飛機外部燈單元2是直升機搜索和著陸燈，其安裝到直升機200的前部底部部分。直升機200在地面202上方飛行。

在搜索燈操作模式中，飛機外部燈單元2沿著方向70發(fā)射極窄的搜索光束，也稱為聚光。此操作模式可以用于在窄聚焦的高強度照明光束的幫助下沿著方向70徹底檢查地面。在著陸燈操作模式中，飛機外部燈單元2在方向72之間發(fā)射寬著陸光束，也稱為泛光。在著陸燈操作模式中，飛機外部燈單元2發(fā)射圍繞方向70的寬光錐。此錐具有大約90°的張開角，由兩個45°角74指示。以此方式，飛行員在著陸期間可以知道并檢查環(huán)境的較大部分。如上所述，飛機外部燈單元2被構(gòu)造成用于響應于距地面的距離、具體來說在方向70中距地面的距離低于預定閾值(例如30m)而從搜索燈模式切換到著陸燈模式。

雖然已經(jīng)參考示范性實施方案描述了本發(fā)明，但本領域的技術人員將了解，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以做出各種改變且可用等效物代替本發(fā)明的元件。另外，在不脫離本發(fā)明的基本范圍的情況下可做出許多修改以使特定情形或材料適合于本發(fā)明的教示。因此，希望本發(fā)明不限于所公開的特定實施方案，而是本發(fā)明包含屬于所附權利要求書的范圍內(nèi)的所有實施方案。