JPS5860276A - 降雪計 - Google Patents
降雪計Info
- Publication number
- JPS5860276A JPS5860276A JP56159981A JP15998181A JPS5860276A JP S5860276 A JPS5860276 A JP S5860276A JP 56159981 A JP56159981 A JP 56159981A JP 15998181 A JP15998181 A JP 15998181A JP S5860276 A JPS5860276 A JP S5860276A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- snow
- signal
- light
- output
- fog
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
- G01S17/95—Lidar systems specially adapted for specific applications for meteorological use
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
- Y02A90/10—Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は降雪の強さを光学的に測定する降雪計に関する
ものである。
ものである。
従来より降雪の検知に用いられている装置として、
Ｕ）投光部と受光部を一つのノ１ウジング内に収納して
、投光部より発した光の空中にある雪片からの後方散乱
光の光量の大小を受光部にて受光し、その信号の大小か
ら降雪の強ざを測定する装置。
、投光部より発した光の空中にある雪片からの後方散乱
光の光量の大小を受光部にて受光し、その信号の大小か
ら降雪の強ざを測定する装置。
（ロ）投光部と受光部とをある距離を隔てて対向設置し
、投光部より発する細いビーム状の光が空中の雪片ｔこ
よ−て間歇的に遮断されるのを受光部により感知し、降
雪の有無及びその強度を測定する装置。
、投光部より発する細いビーム状の光が空中の雪片ｔこ
よ−て間歇的に遮断されるのを受光部により感知し、降
雪の有無及びその強度を測定する装置。
が代表的なものとして挙げられる。
しかし、前者（イ）のものは、後方散乱光量の大小のみ
を測定する方式であるため、降雪以外の霧の場合であっ
ても後方散乱光が生じ、降雪時と同じ様な出力信号が現
われる。従って降雪のみを観測するには都合の悪い点が
あった。
を測定する方式であるため、降雪以外の霧の場合であっ
ても後方散乱光が生じ、降雪時と同じ様な出力信号が現
われる。従って降雪のみを観測するには都合の悪い点が
あった。
ただし出力信号の大小は空中の雪片の密度と大きざの関
数になるため降雪強度ｔこほぼ対応した出力信号が得ら
れる利点がある。
数になるため降雪強度ｔこほぼ対応した出力信号が得ら
れる利点がある。
また、後者（ロ）のものは、投光部からの光が受光部１
こ至るまでの間ｔこ空中の雪片により間歇的に遮断され
ることｔこより、受光部の出力信号にパルス状の信号が
得られるのを利用して、降雪の有無を観測したり、その
パルス信号の長さを測定して演算することにより雪片の
大きざを判定すると共にパルス数を測定することにより
、降雪の強さに比例した信号を得ようとするものである
。しかし、この装置では、その測定原理から明らかな様
に、パルス信号の長さは、同じ大きさの雪片であっても
雪片の落下速度や風の有無等の種々の要素により異な−
て来るため、出力信号と降雪量との間に誤差が生じやす
いという欠点があった。
こ至るまでの間ｔこ空中の雪片により間歇的に遮断され
ることｔこより、受光部の出力信号にパルス状の信号が
得られるのを利用して、降雪の有無を観測したり、その
パルス信号の長さを測定して演算することにより雪片の
大きざを判定すると共にパルス数を測定することにより
、降雪の強さに比例した信号を得ようとするものである
。しかし、この装置では、その測定原理から明らかな様
に、パルス信号の長さは、同じ大きさの雪片であっても
雪片の落下速度や風の有無等の種々の要素により異な−
て来るため、出力信号と降雪量との間に誤差が生じやす
いという欠点があった。
本発明は、上記の点に鑑みて成きれたものであり、従来
装置の欠点を除去し、出力が降雪量に比例すると共に雪
と霧とを判別する機能を有する降雪計を提供することを
目的とし、この目的を達成するため本発明の降雪計は、
投光光源と、この投光光源より照射される投光光束の空
気中をこ存在する物質（こよる散乱光を受光する受光素
子と、この受光素子による受光信号に応答した信号にも
とずいて雪と霧を判別する判別手段と、この判別手段の
出力をこもとずき、上記の受光信号に応答した信号を降
雪時出力とじで導出する手段とを備えるように構成され
ている。
装置の欠点を除去し、出力が降雪量に比例すると共に雪
と霧とを判別する機能を有する降雪計を提供することを
目的とし、この目的を達成するため本発明の降雪計は、
投光光源と、この投光光源より照射される投光光束の空
気中をこ存在する物質（こよる散乱光を受光する受光素
子と、この受光素子による受光信号に応答した信号にも
とずいて雪と霧を判別する判別手段と、この判別手段の
出力をこもとずき、上記の受光信号に応答した信号を降
雪時出力とじで導出する手段とを備えるように構成され
ている。
次に本発明の一実施例について図面を参照して詳細に説
明する。
明する。
第１図は本発明の一実施例装置の構成を示すブロック図
である。
である。
第１図において、発光ダイオード等よりなる投光光源３
は発振回路ｊ及び光源変調回路グによって一定の周波数
（例えば７００Ｈ・〜ｌ Ａ ｚ ）で変調された光を
発するように構成されており、この変調光により投光光
源３から発する光を周囲光２例えば太陽光、照明灯及び
車のヘッドライト等の光と区別するように成されている
。上記投光光源３から発せられた変調光は投光レンズ−
７ケこより一定角度内ｔこ向けて投光光束／として発せ
られる。このようにして大気中に照射された投光光束／
は大気中の雪や霧の粒子！こ当−て後方散乱光２を生じ
る。この後方散乱光２の一部は受光レンズ”７ｔこ入射
し、フォトダイオード等の受光素子♂に集光されて電気
信号に変換される。この受光素子この交流増幅回路２に
より太陽光等犯直流光（非変調光）の影響が除かれる。
は発振回路ｊ及び光源変調回路グによって一定の周波数
（例えば７００Ｈ・〜ｌ Ａ ｚ ）で変調された光を
発するように構成されており、この変調光により投光光
源３から発する光を周囲光２例えば太陽光、照明灯及び
車のヘッドライト等の光と区別するように成されている
。上記投光光源３から発せられた変調光は投光レンズ−
７ケこより一定角度内ｔこ向けて投光光束／として発せ
られる。このようにして大気中に照射された投光光束／
は大気中の雪や霧の粒子！こ当−て後方散乱光２を生じ
る。この後方散乱光２の一部は受光レンズ”７ｔこ入射
し、フォトダイオード等の受光素子♂に集光されて電気
信号に変換される。この受光素子この交流増幅回路２に
より太陽光等犯直流光（非変調光）の影響が除かれる。
この交流増幅回路２により増幅された信号は続くバンド
パスフィルタ回路１０に入力されて、投光光源グの変調
周波数と同じ周波数成分の信号が取り出され、このフィ
ルタ回路１０Ｔｔこより照明灯等から発せられた変調光
の影響が取り除かれ、投光光源グから発せられた周波数
成分の信号が続く同期整流回路／コに入力され、該回路
７．２により、発振器ｊの出力信号／／に同期して整流
され、微弱な信号がＳＮ比の良好な状態で取り出される
。
パスフィルタ回路１０に入力されて、投光光源グの変調
周波数と同じ周波数成分の信号が取り出され、このフィ
ルタ回路１０Ｔｔこより照明灯等から発せられた変調光
の影響が取り除かれ、投光光源グから発せられた周波数
成分の信号が続く同期整流回路／コに入力され、該回路
７．２により、発振器ｊの出力信号／／に同期して整流
され、微弱な信号がＳＮ比の良好な状態で取り出される
。
上記同期整流回路／コによって整流きれた信号は、積分
回路／３に入力されると共ｔこバイパスフィルタ回路７
５に入力される。上記積分回路／３ｔこ入力された信号
はこの回路／３によって平滑され、リップル分の少ない
直流信号ヶこなってゲート回路／４ｔに導かれる。
回路／３に入力されると共ｔこバイパスフィルタ回路７
５に入力される。上記積分回路／３ｔこ入力された信号
はこの回路／３によって平滑され、リップル分の少ない
直流信号ヶこなってゲート回路／４ｔに導かれる。
一方、バイパスフィルタ回路／、６に入力された信号は
、このフィルタ回路／ｊにより原信号の低周波成分が除
去されて、次の積分回路／にに導かれる。
、このフィルタ回路／ｊにより原信号の低周波成分が除
去されて、次の積分回路／にに導かれる。
ここでバイパスフィルタ回路／ｊのカットオフ周波数は
、数Ｈｚから数＋Ｈｚｔこ設定されるが、この周波数は
次のようにして決定される。即ち降雪計の測定空間に、
降雪はないが、霧による後方散乱がある場合には、受光
信号は、霧の濃度に応じたほぼ一定の信号レベルとなる
。また風により霧が流れており、霧の濃度に濃淡がある
場合には受信信号は霧の濃淡の流れに応じて、ゆるやか
に変動する。
、数Ｈｚから数＋Ｈｚｔこ設定されるが、この周波数は
次のようにして決定される。即ち降雪計の測定空間に、
降雪はないが、霧による後方散乱がある場合には、受光
信号は、霧の濃度に応じたほぼ一定の信号レベルとなる
。また風により霧が流れており、霧の濃度に濃淡がある
場合には受信信号は霧の濃淡の流れに応じて、ゆるやか
に変動する。
一方、測定空間に降雪がある場合には、投光光束／が空
中を落下して来る雪片によって断続的に反射されるため
に、霧が存在する場合よりも受光信号が急変する。この
ように、霧の場合と降雪の場合とでは、受光信号の中に
含まれる変動分の周波数成分が異なるため、バイパスフ
ィルタ回路１５のカットオフ周波数は、霧の場合に生じ
る信号のゆるやかな変動成分はカットし、降雪の場合に
生じる信号の急激な変動成分は通過するようｔこ選定す
る。
中を落下して来る雪片によって断続的に反射されるため
に、霧が存在する場合よりも受光信号が急変する。この
ように、霧の場合と降雪の場合とでは、受光信号の中に
含まれる変動分の周波数成分が異なるため、バイパスフ
ィルタ回路１５のカットオフ周波数は、霧の場合に生じ
る信号のゆるやかな変動成分はカットし、降雪の場合に
生じる信号の急激な変動成分は通過するようｔこ選定す
る。
バイパスフィルタ回路７．５のカットオフ周波数は以上
のように選択式れているため、降雪時にはバイパスフィ
ルタ回路／ｊの出力には次々と落下して来る雪片の反射
による交流成分（変動分）が現われ、このバイパスフィ
ルタ回路１５の出力は続く整流回路／２によって整流、
平滑されて比較回路／７に直流電圧レベルの信号が入力
される。
のように選択式れているため、降雪時にはバイパスフィ
ルタ回路／ｊの出力には次々と落下して来る雪片の反射
による交流成分（変動分）が現われ、このバイパスフィ
ルタ回路１５の出力は続く整流回路／２によって整流、
平滑されて比較回路／７に直流電圧レベルの信号が入力
される。
一方霧の場合には霧の濃淡による信号変動分がバイハス
フィルタ回路／′ｊによって遮断され、この回路／ｊの
出力には交流成分が現われないため、比較回路／７への
入力は略零電位とな・る。
フィルタ回路／′ｊによって遮断され、この回路／ｊの
出力には交流成分が現われないため、比較回路／７への
入力は略零電位とな・る。
比較回路／２は入力電圧がしきい値（舛θＶ）以上であ
ればゲート回路／グに対して、ゲートを開けるためのゲ
ート開閉信号／♂を送出して、降雪時のみゲート回路／
ダを開成する。従−て、この時、受光信号が降雪計出力
端子／りに現われることｔこなる。またこの時ゲート開
閉信号／♂は「降雪ありＪ信号として出力端子−〇に出
力される。
ればゲート回路／グに対して、ゲートを開けるためのゲ
ート開閉信号／♂を送出して、降雪時のみゲート回路／
ダを開成する。従−て、この時、受光信号が降雪計出力
端子／りに現われることｔこなる。またこの時ゲート開
閉信号／♂は「降雪ありＪ信号として出力端子−〇に出
力される。
従−て、降雪計出力端子／りの出力電圧をメータあるい
は記録計に入力することをこより、降雪時のみ降雪強度
ｔこ応じたメータ指示値あるいは記録第」図は本発明の
一実施例装置の基本的な部分である降雪の判別部、即ち
第１図ｔこおけるバイパスフィルタ回路／６．整流回路
／ｌ、比較回路／Ｚ、及びゲート回路／ダの具体的回路
例を示す図であり、第１図と同一部分は同一符号で示し
ている。
は記録計に入力することをこより、降雪時のみ降雪強度
ｔこ応じたメータ指示値あるいは記録第」図は本発明の
一実施例装置の基本的な部分である降雪の判別部、即ち
第１図ｔこおけるバイパスフィルタ回路／６．整流回路
／ｌ、比較回路／Ｚ、及びゲート回路／ダの具体的回路
例を示す図であり、第１図と同一部分は同一符号で示し
ている。
第コー図においてバイパスフィルタ回路７．５はＩＣ／
、コンデンサＣ／〜Ｃ３及び抵抗Ｒ／、Ｒ，２より構成
δれており、雪片による数Ｈｚ乃至数十Ｈｚ以上の信号
の急変動成分のみを取り出す働き−１をする。整流回路
／ｇはＩＣ２，！及びダイオードＤ／ 、 Ｉ）２、抵
抗Ｒ３〜Ｒ７にて構成された両波整流回路で、バイパス
フィルタ回路１５を通過した交流信号を整流して直流（
脈流）化する。次段のＩ ＣＦ、・抵抗Ｒ♂〜Ｒ／θ及
びコンデンサＣ／ｌｌより成る回路は脈波を平滑ｔこす
ると共に、所定のレベルにまで信号−を増幅する。比較
回路／７は１Ｃ，５及び抵抗Ｒ／／〜Ｒ／、５により構
成されており、入力信号が可変抵抗Ｒ／６にょ−て設定
される基準電圧以上になると、ＩＣ６によって構成され
ているコンパレータの出力がハイレベル（Ｈ）になる。
、コンデンサＣ／〜Ｃ３及び抵抗Ｒ／、Ｒ，２より構成
δれており、雪片による数Ｈｚ乃至数十Ｈｚ以上の信号
の急変動成分のみを取り出す働き−１をする。整流回路
／ｇはＩＣ２，！及びダイオードＤ／ 、 Ｉ）２、抵
抗Ｒ３〜Ｒ７にて構成された両波整流回路で、バイパス
フィルタ回路１５を通過した交流信号を整流して直流（
脈流）化する。次段のＩ ＣＦ、・抵抗Ｒ♂〜Ｒ／θ及
びコンデンサＣ／ｌｌより成る回路は脈波を平滑ｔこす
ると共に、所定のレベルにまで信号−を増幅する。比較
回路／７は１Ｃ，５及び抵抗Ｒ／／〜Ｒ／、５により構
成されており、入力信号が可変抵抗Ｒ／６にょ−て設定
される基準電圧以上になると、ＩＣ６によって構成され
ているコンパレータの出力がハイレベル（Ｈ）になる。
ゲート回路／ダはＩＣＪのアナログスイッチにより構成
されており、前述の比較回路／２の出力がＨレベルにな
るとＩ（ｌのスイッチ回路が閉成されて受光信号電圧が
ＩＣ７に導かれて、降雪計出力端子／９にこ出力される
。またゲート開閉信号／♂はＩＣ♂をこよってインピー
ダンス変換され、降雪ありを示す出力端子コθに出力さ
れる。
されており、前述の比較回路／２の出力がＨレベルにな
るとＩ（ｌのスイッチ回路が閉成されて受光信号電圧が
ＩＣ７に導かれて、降雪計出力端子／９にこ出力される
。またゲート開閉信号／♂はＩＣ♂をこよってインピー
ダンス変換され、降雪ありを示す出力端子コθに出力さ
れる。
なお比較回路／Ｚとゲート回路／グとの間に設けられて
いるダイオードＤ３及び抵抗Ｒ／１．／７は両回路間の
インターフェース用である。
いるダイオードＤ３及び抵抗Ｒ／１．／７は両回路間の
インターフェース用である。
なお上記実施例において雪と霧との判別をバイパスフィ
ルタ回路の出力にもとずいて判定するようにしているが
、本発明は、これに限定されることなく、例えば従来の
降雪計と降水検知器とを組合せて雪と霧を判別してもよ
い。
ルタ回路の出力にもとずいて判定するようにしているが
、本発明は、これに限定されることなく、例えば従来の
降雪計と降水検知器とを組合せて雪と霧を判別してもよ
い。
即ち、従来の降雪計及び降水検知器は雪、霧。
雨等に対して次表のような感度を有してりる。
従って、降水検知器の出力がある場合にゲート回路／グ
が開いて降雪計の出力が出るように組合せることにより
、降雪時のみ出力が出る降雪計とすることが出来る。
が開いて降雪計の出力が出るように組合せることにより
、降雪時のみ出力が出る降雪計とすることが出来る。
以上述べたように、本発明の降雪計は前遠した如く、降
雪強度と出力信号との対応関係が良いという後方散・乱
型の降雪計の特長を備えながら、後方散乱型の欠点であ
った霧や煙に対しても出力が現われるという点を改良し
たものであり、例えば道路の冬期の維持管理のために降
雪強度の測定値が必要な場合等に本発明の降雪計を用い
ることをこより、霧や、煙等に起因する出力か否かを人
間が判断したりする必要がない。また本発明の実施例に
よれば霧や煙等に起因する出力か否かを降雪計以外の気
象観測機器のデータと組み合わせて自動判別するという
複雑な機器構成にする必要がないという利点がある。ま
た人間の判断や他の機器のデータとの組合せによる判別
時に生じやすい誤判定の危険性も無くなる。
雪強度と出力信号との対応関係が良いという後方散・乱
型の降雪計の特長を備えながら、後方散乱型の欠点であ
った霧や煙に対しても出力が現われるという点を改良し
たものであり、例えば道路の冬期の維持管理のために降
雪強度の測定値が必要な場合等に本発明の降雪計を用い
ることをこより、霧や、煙等に起因する出力か否かを人
間が判断したりする必要がない。また本発明の実施例に
よれば霧や煙等に起因する出力か否かを降雪計以外の気
象観測機器のデータと組み合わせて自動判別するという
複雑な機器構成にする必要がないという利点がある。ま
た人間の判断や他の機器のデータとの組合せによる判別
時に生じやすい誤判定の危険性も無くなる。
更に本発明の降雪計の特長として次の点があげられる。
即ち、従来の後方散乱型の降雪計においては、例えば投
受光部の設置場所の前方に、家屋や樹木等の光を反射す
るような物体があると、これらの物体による反射光の影
響で出力信号が現われるため、設置場所が制旬されるこ
とがしばしばあり、また設置した時点では付近に障害と
なる物体がない場合でも、冬期に積雪量が多くなった場
合に、積雪面からの反射光により誤った出力が出てしま
うことがあったが、本発明の降雪計によれば、このよう
な静止物体からの反射光は出力として現われないため、
機器の設置上の制約条件が非常に少なくなると共に、設
置後予期せぬ反射物が投受光部の前方に現われた場合に
も誤動作の危険性がない。
受光部の設置場所の前方に、家屋や樹木等の光を反射す
るような物体があると、これらの物体による反射光の影
響で出力信号が現われるため、設置場所が制旬されるこ
とがしばしばあり、また設置した時点では付近に障害と
なる物体がない場合でも、冬期に積雪量が多くなった場
合に、積雪面からの反射光により誤った出力が出てしま
うことがあったが、本発明の降雪計によれば、このよう
な静止物体からの反射光は出力として現われないため、
機器の設置上の制約条件が非常に少なくなると共に、設
置後予期せぬ反射物が投受光部の前方に現われた場合に
も誤動作の危険性がない。
第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
一図は要部の具体的回路図である。 ／・・・投光光束、 ３・・・投光光源、 ♂：受光素
子、／り・・・ゲート回路、 １５・・・バイパスフ
ィルタ回路、 ／２・・・整流回路、 ／Ｚ・・・比
較回路、／！？・・・ゲート開閉信号、 ／２・・・降
雪計出力端子、２０・・・降雪あり出力端子。 代理人 弁理士 福 士 愛 彦
一図は要部の具体的回路図である。 ／・・・投光光束、 ３・・・投光光源、 ♂：受光素
子、／り・・・ゲート回路、 １５・・・バイパスフ
ィルタ回路、 ／２・・・整流回路、 ／Ｚ・・・比
較回路、／！？・・・ゲート開閉信号、 ／２・・・降
雪計出力端子、２０・・・降雪あり出力端子。 代理人 弁理士 福 士 愛 彦
Claims (1)
- ■、投光光源と、該投光光源より照射される投光光束の
空気中ｔこ存在する物質による散乱光を受光する受光素
子と、該受光素子による受光信号に応答した信号にもと
ずいて雪と霧を判別する判別手段き、該判別手段の出力
をこもとずき、上記受光信号に応答した信号を降雪時出
力として導出する手段とを備えたことを特徴とする降雪
計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56159981A JPS5860276A (ja) | 1981-10-06 | 1981-10-06 | 降雪計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56159981A JPS5860276A (ja) | 1981-10-06 | 1981-10-06 | 降雪計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5860276A true JPS5860276A (ja) | 1983-04-09 |
Family
ID=15705390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56159981A Pending JPS5860276A (ja) | 1981-10-06 | 1981-10-06 | 降雪計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5860276A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08179052A (ja) * | 1994-12-20 | 1996-07-12 | Nec San-Ei Instr Co Ltd | 降雪検知機 |
-
1981
- 1981-10-06 JP JP56159981A patent/JPS5860276A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08179052A (ja) * | 1994-12-20 | 1996-07-12 | Nec San-Ei Instr Co Ltd | 降雪検知機 |
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