(57)【要約】      （修正有）【課題】自動車事故のためのシミュレーション配置用の照明装置を提供する【解決手段】照明素子２１は、光源２１．１０と、光源２１．１０への電力の供給を制御するように構成された、その制御が開始信号を受け取ると、供給される電力が、ゼロではない第１の値から、第１の値よりも大きい第２の値へと増大するように行われる出力制御部２１．２０と、開始信号を供給するための入力部２１．４０とを有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源（２１．１）と、
開始信号を受信すると、供給される電力が、ゼロではない第１の値から、前記第１の値よりも大きい第２の値へと増大するように前記光源（２１．１）への前記電力の供給を制御する出力制御部（２１．２；２１．２０）と、
前記開始信号を供給するための入力部（２１．４）とを有する、
照明素子（２１）。
【請求項２】
前記光源（２１．１）は、ＬＥＤ（２１．１１）の複数のグループと、対応する複数の出力調整部（２１．２０）とを有し、各グループはそれぞれ出力調整部（２１．２０）と接続される、
請求項１に記載の照明素子（２１）。
【請求項３】
前記１つの出力制御部（２１．２）または複数の出力制御部（２１．２０）に接続され、出力制御部（２１．２；２１．２０）からのパラメーターや操作データを問い合わせるように構成されている光源制御手段（２１．３０）をさらに有する、
請求項１に記載の照明素子（２１）。
【請求項４】
前記パラメーターや操作データは、ＬＥＤ（２１．１１）の温度、前記出力制御部（２１．２；２１．２０）の温度、および前記電力の第１の値における光出力、のデータのうち１つ以上を有する、
請求項３に記載の照明素子（２１）。
【請求項５】
前記光源制御手段（２１．３０）は、前記出力制御部（２１．２；２１．２０）にＲＳ４８５バスシステムを介して接続される、
請求項３に記載の照明素子（２１）。
【請求項６】
前記出力制御部（２１．２；２１．２０）は、所定の期間中、供給される前記電力を前記第２の値に維持し、前記所定の期間が経過した後に前記電力を前記第１の値に戻すように下げる、
請求項１に記載の照明素子（２１）。
【請求項７】
前記電力の第１の値は、前記電力の第２の値の２０％から４０％の範囲である、
請求項１に記載の照明素子（２１）。
【請求項８】
複数の、請求項１に記載の照明素子（２１）と、
前記出力制御部（２１．２；２１．２０）のそれぞれに接続する開始ライン（２３）に接続され、前記開始信号を生成して前記開始ライン（２３）に前記開始信号を供給するように構成される主制御部（２２）とを有する、
自動車事故のためのシミュレーション配置用の照明装置（２０）。
【請求項９】
前記主制御部（２２）は、イーサネットにより、前記照明素子（２１）に接続される、
請求項８に記載の照明装置（２０）。
【請求項１０】
請求項８に記載の照明装置（２０）を有する、自動車事故のためのシミュレーション配置。
【請求項１１】
前記シミュレーション配置は、前記主制御部（２２）に接続しており、光バリアまたは電気接触を用いて、前記シミュレーション配置により前記開始信号をトリガーする信号が生成され、前記主制御部（２２）へ送られる、
請求項１０に記載の自動車事故のためのシミュレーション配置。
【請求項１２】
自動車事故のためのシミュレーション配置用の照明装置を操作する方法であり、前記照明装置が複数の照明素子を有し、各照明素子が光源を有する方法であって、
前記光源に供給される電力は、ゼロではない第１の値から、第１の値よりも大きい第２の値へと増大する方法。
【請求項１３】
前記電力を所定の期間中、前記第２の値に維持し、前記照明素子を前記所定の期間の前と後にモニターするとともに、前記光源および前記光源を制御する出力制御部のパラメーターや操作データを収集する、
請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
開始信号を生成して前記複数の照明素子へ同時に送り、前記電力の前記第１の値から前記第２の値への増大を開始する、
請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記シミュレーション配置において、光バリアまたは電気接触によって前記開始信号をトリガーする、
請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、照明素子、当該照明素子を有し、特に自動車事故のためのシミュレーション配置において使用される照明装置、当該照明装置を有する、自動車事故のためのシミュレーション配置、および自動車事故のためのシミュレーション配置用の照明装置の操作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車事故の影響を調べるための方法や装置は、昔から知られており、従来から衝突試験や衝突試験設備という短縮した言い方で知られてきた。このような衝突試験において、自動車は自らの駆動力または外部からの駆動力によって、所定の衝突地点にまで導かれる。衝突の瞬間は、一秒当たり典型的には１，０００から２，０００フレームの記録回数が可能である特別な高速度カメラを用いて記録され、衝突の影響がきわめて正確に分析できるように、できる限り詳細に記録される。
【０００３】
このように露出時間の短い高速度カメラを使用するには、衝突の際に車両全体を強力かつ均一に照らす必要がある。複数の照明素子あるいは照明ユニットからなる照明装置がそのために用意され、素子やユニットの多くが部屋の天井から吊るされたレールに摺動可能に取り付けられる。それぞれの照明素子から、車両の一部分に向けて放射ビームをあてることによって、その車両のすべての部分をできるだけ均一に照らしうる空間を作ることを目的とする。
【０００４】
特に高速度カメラが必要とする条件を満たすために、自動車を照らすのに使用する照明素子は、画像記録の際に、自動車を十分に照らすことができるきわめて高い光束を生成しなければならない。
【発明の概要】
【０００５】
本開示の第１の態様によれば、光源と、出力制御部と、開始信号を供給するための入力部とを有する照明素子が提供される。出力制御部は、光源への電力の供給を制御し、その制御は、開始信号を受け取ると、供給される電力が、ゼロではない第１の値から、第１の値よりも大きい第２の値へと増大するように行われる。
【０００６】
本開示の第２の態様によれば、自動車事故のためのシミュレーション配置用の照明装置が提供される。照明装置は、複数の第１の態様に係る照明素子と、各出力制御部に接続する開始ラインに接続する主制御部とを有し、主制御部は開始信号を生成し、開始ラインに開始信号を供給するように構成されている。
【０００７】
本開示の第３の態様によれば、提供される自動車事故のためのシミュレーション配置は、第２の態様に係る照明装置を有する。
【０００８】
本開示の第４の態様によれば、自動車事故のためのシミュレーション配置用の照明装置の操作方法が提供される。本方法において、照明装置は、複数の照明素子を有し、各照明素子は光源を有する。また、本方法において、光源に供給される電力は、ゼロではない第１の値から、第１の値よりも大きい第２の値へと増大する。
【０００９】
当業者であれば、下記の詳細な説明および添付の図面を参照することにより、追加の特徴および利点を理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
添付の図面は実施の例であって、本説明と共に本開示の原理および実施の例の詳細を明らかにする。
【図１】自動車事故のためのシミュレーション配置を概略的に示す上面図である。
【図２】第１の態様に係る照明素子の例を概略的に示すブロック図である。
【図３】第１の態様に係る照明素子の例を概略的に示すブロック図であり、照明素子はいくつかのＬＥＤグループと、各グループに関連する出力制御部、および各出力制御部に接続する光源制御部を有する。
【図４】第１の態様に係る照明素子の一例における光源の一例の上面図であり、光源はマトリクス状のＬＥＤ配列を有する。
【図５】第２の態様に係る、ｎ個の数の照明素子を有する照明装置の一例を概略的に示すブロック図である。
【図６】衝突試験実行の前、間、および後に、ＬＥＤへ供給された電流の時間依存性を示す、例示的な電流時間図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下の詳細な説明において、本説明の一部をなす付属の図面を参照し、本開示が遂行できるように図面において具体的な実施の例を、説明のために示す。この関連で、方向を示す用語、例えば「上端」「下端」「前」「後ろ」「上部」「下部」などは記載される図面の方向を基準にして使用される。本開示の実施の例における部品は様々な方向で位置づけられるため、これら方向を示す用語は例示であって、限定するものでは決してない。その他の実施の例を使用することもでき、本開示の保護範囲から逸脱することなく構造的または論理的な変更を行うこともできることが理解される。従って、以下の詳細な説明は、限定的に解されるものではなく、本開示の保護範囲は添付の特許請求の範囲によって定義される。
【００１２】
以下の説明、請求の範囲または図面において、回路要素などの要素が互いに「接続」「電気的に接続」または「電気的に結合」すると表現されている場合、これらの要素が直接結合、すなわち間に別の要素がない状態で結合していることを指しうる。しかしながら、記載の要素が互いに直接結合しているわけではなく、記載の要素の間に別の要素が結合されている状態も指しうる。図面において同じ参照符号が使用されている場合、同じあるいは機能的に同じ要素を指しており、その場合これら要素の説明は繰り返されることはない。
【００１３】
図１は衝突試験設備の必須部品を概略的にかつ簡略化した形態で示す。選択された図は、本開示の出発点を今一度示すことを意図しているに過ぎない。衝突試験設備１０は、衝突地点１、照明素子２、および自動車３と衝突地点１との衝突の瞬間を記録するための複数の高速度カメラ（図示せず）を備える。衝突地点１は、動かないように固定された障害物か、別の車両であってもよい。照明素子２は、例えば部屋の天井から順に吊るされたレール２．２に取り付けられた複数の照明素子またはユニット２．１を有していてもよい。例えば、３つの照明ユニット２．１が示される。各照明ユニット２．１は、自動車３の方向へ放射ビーム２．１１を出射する。照明ユニット２．１は、例えば、特別なバラストで操作されるハロゲンガス放電灯、または発光ダイオード（ＬＥＤ）、特に白色光ＬＥＤを含んでいてもよい。
【００１４】
図２は第１の態様に係る照明素子の一例を概略的に示すブロック図である。第１の態様に係る照明ユニット２１は、光源２１．１と、少なくとも１つの出力調整部２１．２（特に光源２１．１に接続している電流調整部）と、開始信号を供給するための入力部２１．４と、を有する。出力制御部２１．２の出力部の１つが光源２１．１にライン２１．５を介して接続されている。光源２１．１は、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）、特に白色光ＬＥＤ２１．１１を備えていてもよい。
【００１５】
第１の態様に係る照明素子の一例において、出力制御部２１．２は、電力（特に電流）の光源２１．１への供給を制御するように構成されており、その制御は開始信号を受け取った後、供給される電力が、ゼロではない第１の値から、第１の値よりも大きい第２の値へと増大するように行われる。出力制御部２１．２は、電力または電流を公共の電力供給（図示せず）から引いてくることができる。その後ライン２１．５を介して、光源２１．１に第１の値または第２の値に応じた電流が供給される。以下でも見られるように、各照明ユニット２１は、複数の出力制御部２１．２を含んでいてもよい。
【００１６】
第１の態様に係る照明素子の一例において、第２の値は、例えば光源に供給できる電力の最大値（１００％とする）でありうる。電力の最大値は、例えばＬＥＤ２１．１１の熱負荷容量および／または出力制御部２１．２の性能に依存しえる。これとは別に、電力の第１の値は、電力（特に電流）の最大値である第２の値の１０％から５０％の間の範囲、特に２０％から４０％の範囲、好ましくは３０％の付近の値になりうる。
【００１７】
第１の態様に係る照明素子の一例において、光源２１．１は、マトリクスの形に配置できる複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）２１．１１、特に白色光ＬＥＤを有する。あるいは、光源２１．１はハロゲンガス放電灯を備えていてもよい。
【００１８】
第１の態様に係る照明素子の一例において、照明素子は、操作状態において５０，０００ルーメンを超える、特に１００，０００ルーメンを超える光度を有する。
【００１９】
第１の態様に係る照明素子の一例において、照明素子は、操作状態において１ｋＷを超える、特に５ｋＷを超える光出力電力を有する。
【００２０】
図４に示されるように、ＬＥＤ２１．１１のマトリクス配置は、４つの側壁と（見えない）後壁を備える、平らな長方形のハウジング２１．３の内部に固定されうる。
【００２１】
図３は第１の態様に係る、各ＬＥＤグループにそれぞれ接続する複数の出力調整部を有する、照明素子を示すブロック図である。図３の照明ユニット２１は、ＬＥＤ２１．１１の複数のグループ２１．１０と、対応する複数の出力調整部２１．２０とを備え、ＬＥＤ２１．１１の各グループ２１．１０はそれぞれ１つの出力調整部２１．２０に接続して制御される。各出力調整部２１．２０を図２の出力調整部２１．２として設計してもよい。図４を参照すると、ＬＥＤ２１．１１のグループ２１．１０は異なる方法で形成されてもよい。例えば、グループ２１．１０は、互いに隣または上下に存在する、いくつかのＬＥＤ２１．１１マトリクスの横列または縦列であってもよい。あるいは、グループ２１．１０を、マトリクス全体の一部をそれぞれなす複数のマトリクスから形成してもよく、例えばマトリクス全体を１／４ずつの４つに分けてもよい。
【００２２】
例えば、光源２１．１は全部で１５０から２５０個、特に約２００個のＬＥＤを備えてもよく、全部のＬＥＤは１５から２０個のＬＥＤ、特に約１８個のＬＥＤからなるブロックに分割されたうえで、出力制御部によってそれぞれ制御される。
【００２３】
第１の態様に係る照明素子２１の一例において、照明素子２１は、１つ以上の出力制御部２１．２０に接続する光源制御素子２１．３０も備えている。光源制御ユニット２１．３０はマイクロコントローラであってもよい。光源制御部２１．３０は、出力制御部２１．２０からのパラメーターや操作データを問い合わせるように構成されていてもよい。ここで、パラメーターや操作データは、例えばＬＥＤ２１．１１の温度、出力制御部２１．２０の温度、光源制御部２１．３０の温度、電力の第１の値における光出力などを含む。
【００２４】
出力制御部２１．２０はそれぞれ、図２における照明素子２１の入力部２１．４と同様の入力部を備え、この入力部は、開始ライン２３と接続してもよく、または接続している。各出力制御部２１．２０の出力部の１つは、光源２１．１のいずれか１つのグループ２１．１０の入力部、特に対応するグループ２１．１０のＬＥＤ２１．１１に、図２のライン２１．５に対応するライン２１．５０を介して接続している。
【００２５】
図５は第２の態様に係る照明装置の一例を示す。図５の照明装置２０は、複数の照明素子２１を備え、各照明素子２１は光源２１．１および少なくとも１つの出力調整部２１．２を備える。照明素子２１は、図２および図３のいずれかの例に応じて設計されてもよい。
【００２６】
照明装置２０は、各出力制御部２１．２に接続する開始ライン２３に接続する主制御手段２２をさらに有する。ここで、主制御手段２２は、開始信号を生成し、開始ライン２３に開始信号を供給するように構成されている。
【００２７】
照明装置２０の一例において、照明素子２１は、主制御素子２２に接続するイーサネット（登録商標）網に接続してもよい。そこで、例えば厳密に１つのイーサネットラインが各照明素子２１、特に照明素子２１の光源制御素子２１．３０に接続してもよい。光源制御ユニット２１．３０はその後、パラメーターや操作データをイーサネット網に送るＲＳ４８５バスシステムを介して、出力制御部２１．２０に接続してもよい。
【００２８】
開始信号は、操作者による手動でトリガーさせてもよく、自動的にトリガーしてもよい。自動的にトリガーする場合、例えば、自動車事故のためのシミュレーション配置において、光バリアまたは電気接触によって開始信号をトリガーすることができる。少なくとも１つの出力制御部が、それぞれ関連した光源２１．１０のパラメーターや操作データをＲＳ４８５バスシステムを介して供給し、そのパラメーターや操作データが一定の条件を満たさないあるいは所定の範囲外にあるため、操作が容易に行なえないまたは関連する光源が充分に動作できないことが示された場合には、開始信号がトリガーされないようにしてもよい。すなわち、すべての光源あるいはＬＥＤグループから、送られてきたパラメーターや操作データを通して操作が充分容易にできることが報告されたときにのみ、開始信号はトリガーされる。
【００２９】
開始信号は、複数の照明ユニット２１へ同時に送られ、電力の第１の値から第２の値への増大が開始される。開始信号は、例えば（矩形）トリガー信号、またはその電圧レベルおよび／または継続時間が出力制御部２１．２または２１．２０の電気回路に検出されるのに充分であるべき（２４Ｖ）矩形信号（継続時間は例えば１ｎｓから１００ｍｓ）でありうる。トリガー信号または矩形信号の継続時間は、いずれの場合でも、電力の第２の値を光源に供給する間の特定の期間よりも短いことが望ましい。
【００３０】
開始ライン２３は、単線ラインとしても２線ラインとしてもよい。２線ラインの一例においては、３本のアース線および２本の信号線が必要になる。２本の信号線は、それぞれ有用な反対の極性をもつ信号を送る。上記の構成により、コモンモード干渉を抑制することができる。図３に示すように、開始ライン２３は、出力制御部２１．２０に対応する数の分岐を備える。出力制御部２１．２０の入力部２１．４０は、上記に記載したように開始ラインに接続できるように設計される。
【００３１】
光源制御ユニット２１．３０も、開始ライン２３に接続する入力部を備えることができる。開始信号は、例えば光源制御ユニット２１．３０内のイベントカウンタをトリガーすることができる。
【００３２】
照明素子２０の一例において、各出力制御部２１．２は、所定の期間中、供給される電力を第２の値に維持し、所定の期間が終われば電力を第１の値に戻るまで減少させるように構成される。この特定の期間は、衝突試験が行われ、衝突試験の間に高速度カメラが写真を撮ることができるように選択される。その期間は、例えば５秒より長く、または５秒から３０秒、特に１０秒から２０秒の間、例えば約１５秒とすることができる。
【００３３】
本開示の第３の態様によれば、提供される自動車事故のためのシミュレーション配置は、本開示の第２の態様に係る照明装置を備える。シミュレーション配置は、特に照明装置の主制御素子に接続してもよい。ここで、光バリアまたは電気接触を使って、シミュレーション配置により開始信号をトリガーする信号が生成され、主制御素子へ送られる。照明装置、特に主制御素子を１つ以上の高速度カメラと同期させてもよい。
【００３４】
本開示の第４の態様は、自動車事故のためのシミュレーション配置用の照明装置の操作方法に関する。当該照明装置は、複数の照明素子を有し、各照明素子は光源、特に複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を有する。本方法において、光源に供給される電力は、第１の値から第２の値へと増大する。ここで、第１の値はゼロ以外の値であり、第２の値は第１の値よりも大きい値である。
第４の態様に係る方法の一例において、電力を所定の期間中第２の値に維持し、照明素子を当該所定の期間の前と後にモニターするとともに、光源および光源を駆動する出力制御部のパラメーターや操作データを収集する。
【００３５】
第４の態様に係る方法の一例において、開始信号を生成して複数の照明素子へ同時に送り、電力の第１の値から第２の値への増大を開始する。さらなる一例では、自動車事故のためのシミュレーション配置において、光バリアまたは電気接触によって開始信号をトリガーする。
【００３６】
上記に記載してきた照明素子または照明装置に関連する特徴や実施形態と組み合わせて、第４の態様に係るさらなる方法の例を形成することが可能である。
【００３７】
図６は光源へ供給される電流Ｉの時間依存性を表す電流時間図である。電流時間図には第１段階から第３段階までがある。第１段階において光源に供給される電流の量は、電流の最大値（１００％）の３０％である。照明素子２１．２または２１．２０に供給される開始信号によって、第２段階が開始される。電流は例えば１μｓから１００μｓ、具体的には１μｓから５０μｓ、より具体的には１μｓから２０μｓの時間をかけて、３０％から１００％まで増大しうる。第２段階の間に（本例においては１５秒の長さ）、照明素子に供給される電流は最大値である１００％にまで増大し、衝突試験が行われる。第３段階において、衝突試験の完了後、または高速度カメラの記録終了後に、照明素子に供給される電流Ｉは、再び最初の値（例えば３０％）まで減少する。
【００３８】
本記載において特定の実施形態が紹介され説明されているが、図示および説明された特定の実施形態が本開示の保護範囲から逸脱することなく、多くの代替および／または同等の実施に置き換え可能であることは当業者にとって明らかである。本出願は、本明細書中で述べられた特定の実施形態に対する適合や変更をすべて網羅することを意図している。従って、本開示は特許請求の範囲およびそれと均等のものによってのみ限定されることとなる。
【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】
2019096608.tif 000007
【図６】
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【外国語明細書】
2019096608000001.pdf