DE69610291T2 - Verfahren und einrichtung zum senden von warnungsfarblicht - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Beleuchtungssysteme, und insbesondere auf ein zentralisiertes Lichtsystem für die Lichter an einem Notfallfahrzeug.
• Gegenwärtig geben Notfallfahrzeuge, einschließlich Krankenwagen, Polizeiwagen und Notfallfahrzeuge mit einer Feuerwehrausrüstung, sichtbare Warnsignale ab durch den Einsatz einer auf dem Fahrzeug montierten Signalleuchte oder eines Lichtbalkens, oder über in die Karosserie des Fahrzeugs eingebaute, im Takt aufblitzende Lichter. Eine Signalleuchte (beacon) beherbergt gewöhnlich eine kontinuierliche Lichtquelle, deren Licht mittels eines sich drehenden Reflektors ausgestrahlt wird, während ein Lichtbalken in typischen Fällen eine Anzahl von aufblitzenden (impulsmäßig betriebenen) Lichtquellen oder mittels rotierender Spiegel abstrahlende Lichtquellen enthält. Ein in die Karosserie des Fahrzeugs eingebautes im Takt aufblitzendes Licht wird in typischen Fällen von einer Kunststofflinse oder dergleichen abgedeckt, um seine Sichtbarkeit zu erhöhen und um eine bestimmte Farbe zu erzielen.
• Um deren Wirksamkeit zu gewährleisten, wird von diesen Lichtsystemen gefordert, daß sie bestimmte Leistungsvorschriften erfüllen, wie sie zum Beispiel vorgeschlagen werden von der AMD (Ambulance Manufacturers Division) Norm 016 der Abteilung der Hersteller von Ambulanzfahrzeugen in der Nationalen Vereinigung der Lastwagenausrüster. Eine andere Vorschrift für Ambulanzfahrzeuge, die allgemeine Verwaltungsvorschrift für Dienstleistungen KKK-A-1822C, fordert, daß eine Mindestanzahl von Lichtern an bestimmten Anzeigestellen an dem Fahrzeug angebracht und so angeordnet werden, daß sie das Licht in einer bestimmten Weise abstrahlen.
• Bei einer Signalleuchte dreht ein motorisierter Antriebsmechanismus einen parabolischen Reflektor, um abwechselnd das zu einer vorgegebenen Stelle abgestrahlte Licht zu blockieren und zu fokussieren, so daß das Licht für die Beobachter intermittierend statt kontinuierlich zu sein scheint. Der Antriebsmechanismus enthält einen relativ großen Motor, was derartige Signalsysteme ziemlich unwirtschaftlich macht. Signalleuchten sind auch begrenzt hinsichtlich des Aufblitzens von nur einer Farbe, und zwar basierend auf der Farbe des transparenten Gehäuses, das die Glühbirne sowie den Reflektor umgibt.
• Mit im Takt betriebenen (strobing) Glühbirnen werden die gewünschten intermittierenden Lichtmuster erzielt, indem man wiederholt eine oder mehrere der Glühbirnen im Blitzbetrieb ein- und ausschaltet. In einem Lichtbalken sind zum Beispiel einige der Lichter farbmäßig so gefiltert, daß Beobachter besser unterscheiden können zwischen diesen Notlichtern und den weißen und roten Lichtern von normalen Fahrzeugen, und daß Beobachter zwischen den verschiedenen Typen von Notfallfahrzeugen unterscheiden können. Um jedoch eine Vielfalt von Farben anzeigen zu können, muß eine Anzahl von Glühbirnen an verschiedenen Anzeigestellen in dem Lichtbalken vorgesehen werden, wobei jede Glühlampe durch ihr eigenes gefärbtes Glas oder dergleichen abstrahlt. Darüber hinaus können zusätzlich zu den Notlichtern andere Lichter für ein Notfallfahrzeug hinzukommen. Zum Beispiel ist ein Krankenwagen in typischen Fällen ausgerüstet mit Szene- bzw. Umfeldlichtern, auch als Ladelichter bekannt, um den Bereich um das Fahrzeug herum im geparkten Zustand kontinuierlich auszuleuchten, um das Einladen einer Person zu erleichtern.
• Obwohl sie ihre Funktion erfüllen, weisen Lichtbalken, Wechsellichter und rotierende Signalleuchten eine Anzahl von zusätzlichen Nachteilen auf, die damit verbunden sind. Ein Nachteil, der allen drei Typen von Lichtern gemeinsam ist, besteht darin, daß die Glühbirnen oft als Ergebnis von durch die Fahrbahn verursachten Brüchen der Glühfäden aufgrund von Stößen und Vibrationen ausfallen. Die hohe Ausfallrate macht die häufige Durchführung von zeitaufwendigen Test- und Wartungsarbeiten notwendig. Die Lebensdauer dieser konventionellen, auf der Basis von Glühfäden arbeitenden Glühlampen liegt in typischen Fällen in der Größenordnung von 300 Stunden.
• In Betracht zu ziehen ist ebenfalls die Konstruktion sowie die Anpassung der Fahrzeuge für den nachfolgende Einbau von Notlichtern. Es ist eine beträchtliche Montage-Hardware sowie Verkabelung erforderlich, um Lichtbalken oder Signalleuchten an ein Fahrzeug anzufügen, oder um Impulslichter in ein Fahrzeug einzubauen, insbesondere wenn man ein ansonsten standardmäßiges Fahrzeug zu einem Notfallfahrzeug umbaut. Darüber hinaus kann die Montage entweder einer Signalleuchte oder eines Lichtbalkens auf dem Fahrzeug zu einer Verminderung hinsichtlich der aerodynamischen Eigenschaften des Fahrzeugs führen.
• Ein weiterer Nachteil, der aus der Montage von Lichtbalken oder Signalleuchten auf Notfallfahrzeugen resultiert, liegt darin, daß die Fahrzeuge notwendigerweise auffälliger werden, selbst in Zeiten, wenn kein Notfall vorliegt und die Lichter nicht aktiviert sind. Dies ist in bestimmten Situationen unerwünscht. Polizeibeamte haben zum Beispiel oft den Wunsch, daß ihre Polizeiwagen unauffällig bleiben, zum Beispiel wenn sie sich selbst für die Beobachtung von potentiellen Verkehrssündern aufstellen.
• Schließlich benötigen Krankenwagen eine sehr stabile Stromversorgung mit hoher Leistungsfähigkeit, so daß die empfindliche medizinische Ausrüstung darin richtig arbeitet. Blitzende, intermittierende Lichter jedoch erzeugen große ungleichmäßige Leistungsanforderungen und können unvorhersagbares elektronisches Rauschen erzeugen. Demzufolge müssen konventionelle aufblitzende Lichter mit einer gut geregelten unterbrechungsfreien Stromquelle sowie einer angemessenen Abschirmung ausgestattet sein, indem man zum Beispiel eine elektronische Filterung und/oder ein vollständig separates Stromversorgungssystem hinzufügt. Dies erhöht die Komplexität sowie die Kosten für das Fahrzeug.
• Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Aussenden von Lichtsignalen von einem Fahrzeug vorzusehen ohne die Notwendigkeit von wesentlichen Änderungen am äußeren Profil des Fahrzeugs.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe gelöst von dem System nach Anspruch 1 oder Anspruch 14 sowie von dem Verfahren nach Anspruch 23 oder Anspruch 30.
• Weitere Verbesserungen können erzielt werden, indem man Gebrauch macht von den Merkmalen von einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 13, 15 bis 22 und 24 bis 29.
• Die EP-A-0 566 361 beschreibt eine Notlichteinrichtung für die Montage auf eine äußere Oberfläche eines Fahrzeugs. Diese Notlichteinrichtung verwendet Fiberoptikfasern als Lichtleitungen, die eine Lichtquelle mit LCD-Tafeln auf einer äußeren Oberfläche des Fahrzeugs verbinden. Es sind Linsen im Innern der Lichteinrichtung angeordnet, und sie stehen in Verbindung mit einer Lichtquellen-Einfassung, um Licht in die Lichtleitungen zu fokussieren, d. h. die Linsen richten das Licht neu aus auf einen inneren Bereich des Fahrzeugs. Die LCD-Tafeln, die das Licht aussenden, leisten dabei keinerlei Art von Bündelausrichtungsfunktion des Typs, wie er von einer Linse oder einem anderen Wandlertyp geleistet wird, wie er von der vorliegenden Erfindung her gefordert wird.
• Die US-A-4 104 615 beschreibt eine Warneinrichtung enthaltend einen drehbaren Signalgenerator, der aus einem festen Einzelstück eines lichtdurchlässigen Materials hergestellt ist zum Formen des ausgesendeten Lichtbündels. Ein von dem Lichtleiter gebildetes reflektierendes Prisma richtet das Licht neu aus, das in einer im wesentlichen vertikalen Richtung von einer Lichtquelle abgestrahlt wird, und zwar in eine im wesentlichen horizontale Richtung.
• Die vorliegende Erfindung schlägt Ausführungen vor, die dafür sorgen, daß Warnlichter die Beleuchtungsvorschriften für Notfallfahrzeuge erfüllen, ohne daß sie Glühfäden enthaltende Glühlampen verwenden.
• Die vorliegende Erfindung schlägt ferner Ausführungen vor, die jede Anzeigestelle auf einem Fahrzeug in die Lage versetzen, Licht in einer oder mehreren unterschiedlichen Farben auszusenden.
• Die vorliegende Erfindung erlaubt es, Gebrauch zu machen von einer kontinuierlichen Lichtquelle, um wirksam ein kontrastreiches Lichtmuster bereitzustellen, ohne daß man einen rotierenden Reflektor braucht.
• Es ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß die aerodynamischen Eigenschaften des Fahrzeugs beibehalten werden können, während man zuläßt, daß das Fahrzeug unauffällig bleibt, wenn das nötig ist. Weiterhin werden der Einbau sowie die Wartung eines Notfall-Lichtsystems in einem Fahrzeug vereinfacht.
• Die vorliegende Erfindung schlägt ebenfalls eine Ausführung vor, die in einer im wesentlichen konstanten Weise Leistung bzw. Strom zieht.
• Wie oben gezeigt, stellt die Erfindung ein System sowie ein Verfahren bereit zum Erzeugen und Aussenden von Notfall- Lichtsignalen aus einer kontinuierlichen Lichtquelle, die an einer Stelle im Inneren eines Fahrzeugs angeordnet ist. Ein optisch mit der kontinuierlichen Lichtquelle gekoppelter Modulator verändert die Eigenschaften des kontinuierlichen Lichtes hin zu moduliertem Licht, das sich zwischen wenigstens zwei Ausgangszuständen ändert. Weitere Mittel koppeln auf optischem Wege den Modulator auf eine äußere Fläche des Fahrzeugs für die Übertragung des modulierten Lichtes von der Stelle im Innern, um das modulierte Licht von dem Fahrzeug auszusenden.
• In einer Ausführung enthält das System ein Lichtleiter- Übertragungsmedium zum optischen Koppeln der kontinuierlichen Lichtquelle mit dem Modulator. Es kann ein Wandler, zum Beispiel eine Linse, verwendet werden als Mittel zum Übertragen des modulierten Lichtes vom Innern zum Äußeren des Fahrzeugs. Die Modulation des Lichtes kann enthalten eine Farbfilterung, eine Intensitätsveränderung oder eine Kombination aus Farbfilterung und Intensitätsveränderung, und somit kann der Modulator ein Filter aufweisen. Es kann eine Steuerung vorgesehen werden, um selektiv die Filtereinstellung zu steuern und um weiterhin selektiv die Intensität des Lichtes zu modulieren. Die Steuerung kann Zugriff nehmen auf einen Speicher, um periodisch das Licht in einem oder mehreren Betriebsmuster(n) zu modulieren.
• Im folgenden werden bevorzugte Ausführungen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben. Darin zeigen:
• Fig. 1 eine Seitenansicht eines Notfallfahrzeugs, zum Beispiel eines Krankenwagens, die eine Anzahl von allgemeinen Anzeige- bzw. Lichtstellen für die Unterbringung von Notfall-Lichtern zeigt;
• Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Notfallfahrzeug, zum Beispiel den Krankenwagen von Fig. 1, der entsprechend der Erfindung ausgelegt ist, welche Draufsicht ein Blockschaltbild der Entladungslampen mit hoher Intensität zeigt sowie deren optische Übertragungswege zur Verbindung der Lampen mit einer Anzahl von Anzeigestellen;
• Fig. 3A und 3B Draufsichten, die typisch sind für eine bestimmte Art der Anbringung eines Lichtsystems auf einem Krankenwagen, die die allgemeine Position von Notfall-Lichtern bzw. von Szene-Lichtern zeigen;
• Fig. 4 ein Blockschaltbild, das eine Art der Verbindung der Lampen mit den Lichtverteilungswandlern über ein Filter zeigt;
• Fig. 5 ein Blockschaltbild eines Schaltkreises, der für die Steuerung eines Lichtsystems gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet ist;
• Fig. 6 ein Blockschaltbild eines Schaltkreises, der geeignet ist für die Nahtstelle zu der Systemsteuerung von Fig. 5, um den Betrieb der Entladungslampen und Filter zu steuern;
• Fig. 7 eine Frontalansicht, die einen für den Einsatz mit der vorliegenden Erfindung geeigneten Filtertyp veranschaulicht;
• Fig. 8 eine Draufsicht, die vier unterschiedliche Beleuchtungszonen um ein Notfallfahrzeug herum veranschaulicht, wie das durch eine entsprechende Spezifizierung bezeichnet ist;
• Fig. 9 in einer Draufsicht ein Blockschaltbild, das eine alternative Konfiguration von Entladungslampen hoher Intensität und deren optische Übertragungswege zu verschiedenen Anzeigepositionen an einem Notfallfahrzeug zeigt;
• Fig. 10A-10D eine Speicherliste zum Speichern typischer Betriebsparameter für die Steuerung eines gemäß der Erfindung aufgebauten Lichtsystems;
• Fig. 11 eine Flußdiagramm, das die allgemeinen Schritte für den Betrieb eines Notfall-Lichtsystems darstellt, und
• Fig. 12A-12D verschiedene Ansichten von optischen Wandlern, die für einen Einsatz mit einem gemäß der Erfindung aufgebauten Lichtsystem geeignet sind.
• Indem wir uns nun den Zeichnungen zuwenden und zunächst bezugnehmen auf die Fig. 1 und 2, so ist dort ein allgemein mit 10 bezeichnetes Lichtsystem gezeigt, das in ein Fahrzeug 12 eingebaut und in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ausgelegt ist. In einer Ausführung handelt es sich bei dem Fahrzeug 12 um einen Krankenwagen mit einem vorderen Teil 14 sowie mit einem hinteren Teil 16.
• Ein Lichtsystem für einen Krankenwagen kann eine Kombination aus zwei separaten Lichtsystemen enthalten, wie das am besten in den Fig. 3A und 3B gezeigt ist. In einer solchen Konfiguration enthält das erste System (Fig. 3A) mehrere Notfall- Lichter 18&sub1;-18&sub1;&sub4;, die sowohl um den vorderen Teil 14 als auch um den hinteren Teil 16 des Fahrzeugs 12 herum angeordnet sind. Die Notfall-Lichter 18&sub1;-18&sub1;&sub4; werden aktiviert, um Beobachtern außerhalb des Fahrzeugs eine Notfallsituation zu signalisieren. Das zweite System (Fig. 3B) enthält mehrere Hilfs- oder Szene- Lichter 20&sub1;-20&sub4;, die am hinteren Teil 16 des Fahrzeugs 12 an der Rückseite, an der rechten sowie an der linken Seite davon liegen. Die Szene-Lichter 20&sub1;-20&sub4; werden gewöhnlich benutzt, um die seitlichen und rückwärtigen Flächen um einen geparkten Krankenwagen herum auszuleuchten, um das Einladen einer Person zu erleichtern. Die besondere in den Fig. 3A und 3B gezeigte Anordnung erfüllt die Auslegungsvorschriften für die Beleuchtung eines Krankenwagens, zum Beispiel die allgemeine Verwaltungsvorschrift für Dienstleitungen KKK-A-1822C, welche die Mindestanzahl von an einem Krankenwagen erforderlichen Lichtquellen sowie deren Positionen festlegt.
• Gemäß einem Aspekt der Erfindung und wie in Fig. 2 gezeigt, wird das Licht von einer oder mehreren Lichtquellen (z. B. 221), die zentral an einer inneren Stelle des Notfallfahrzeugs 12 angeordnet ist, auf das Äußere davon geleitet. Anders als bei konventionellen Lichtsystemen ist in der bevorzugten Ausführung nicht beabsichtigt, daß die Lichtquellen gewöhnlich von einem Betrachtungspunkt außerhalb des Fahrzeugs direkt sichtbar sind. In der Tat können die Lichtquellen an irgendeinem passenden Ort in dem Fahrzeug 12 installiert sein, zum Beispiel können sie auf dem Fahrzeugboden hinter den oder unterhalb von den Vordersitzen montiert sein.
• Wie in Fig. 4 gezeigt, enthält jede Lichtquelle, alternativ als eine Lichtmaschine 22 bezeichnet, vorzugsweise eine Hochintensitäts-Entladungslampe (HID high intensity discharge) 24, eine Vorschaltanordnung 26 zur Lieferung einer angemessenen Menge an Energie für den Betrieb der HID 24 sowie einen oder mehrere Ports bzw. Eingänge 28 zur Ankopplung der Fiberoptik- Lichtleiter (oder Bündel) 30. Solche Lichtmaschinen 22 können eine Xenon-Metallhalogenid-Lampe verwenden, die über eine Niedervolt-Vorschaltanordnung betrieben wird, um kontinuierlich breitbandiges Licht zu liefern, wie das beschrieben ist in den US Patenten mit den Nummern 5,047,695 und 5,317,237. Diese Lichtmaschinen 22 liefern Licht in der Größenordnung von 2.000 bis 15.000 Lumen und weisen Lebensdauern auf von etwa 3000 bis 5000 Stunden. (Ein an die Vorschaltanordnung geliefertes Signal mit relativ niedriger Spannung moduliert den ausgangsseitigen Leistungspegel, wie das nachfolgend in größerem Detail beschrieben wird.) Ein Typ einer für den Einsatz in dem vorliegenden Lichtsystem 10 besonders geeigneten Lichtmaschine wird von der General Electric Corporation hergestellt. Dieser Typ von Lichtmaschine kann kontinuierlich bei sechzig Watt betrieben werden, und zwar mit einem über diesen Durchschnittswert hinausgehenden Spitzenleistungswert, wenn man ihn kombiniert mit Betriebsperioden unterhalb dieser Durchschnittsleistung, vorausgesetzt man hält einen insgesamten durchschnittlichen Leistungspegel von sechzig Watt ein.
• Das hier beschriebene Notfallfahrzeug 12 weist somit, wie in Fig. 2 gezeigt, eine Anzahl von Lichtmaschinen 22&sub1;-22&sub5; auf, die im Innern davon angeordnet und mit den Fiberoptik-Lichtleitungen 30 gekoppelt sind. Die Lichtleitungen 30 ihrerseits wirken als Übertragungsmedium zum Übertragen des kontinuierlichen breitbandigen Lichtes von den Lichtmaschinen 22&sub1;-22&sub5; in Richtung auf das Äußere des Fahrzeugs 12. In der Fahrzeugkarosserie sind kleine Öffnungen gebildet, um zu erlauben, daß das Licht von dort ausgesendet wird. In der hier benutzten Form soll der Ausdruck "kontinuierlich" Licht bedeuten, das im aktivierten Zustand nicht mit Unterbrechungen aufleuchtet und erlischt, und das für einen menschlichen Betrachter im allgemeinen als kontinuierlich erscheint, und zwar im Unterschied zu impulsmäßigen Lichtern, die abwechselnd eingeschaltet oder gelöscht werden. Somit zählen zu kontinuierlichen Lichtern solche Lichter, die dauernd gezündet, erleuchtet oder als Lichtbogen betrieben werden sowie solche Lichter, die bei einer ausreichend hohen Frequenz gepulst werden, wobei die einzelnen Impulse nicht mehr einzeln voneinander unterscheidbar sind. In der hier benutzten Form können kontinuierliche Lichter auch in ihrer Intensität variieren (wie zum Beispiel beschrieben in der verwandten, gleichzeitig anhängigen US Patentanmeldung mit dem Titel "Flashing Lighting System Using a Discharge Light Source", von Joseph M. Allison et al. Anwaltsakte No. LD 10796, angemeldet am 2. Februar 1995) und werden trotzdem als kontinuierlich angesehen. Zusätzlich soll der Ausdruck "breitbandig" Licht mit einer Mischung aus sichtbaren Frequenzanteilen von Licht bedeuten, wie sie in typischen Fällen erscheinen in Kombination als verschiedene Schattierungen von weiß.
• Die Lichtleitungen 30 sind vorzugsweise auf der Basis von Acryl hergestellt und weisen einen elliptischen Querschnitt auf. Die elliptische Form liefert eine wünschenswerte Streuungscharakteristik und erlaubt weiterhin, daß man eine solche Leitung bequem längsweise über einer anderen verlegt. Lichtleitungen dieses Typs sind im Handel erhältlich von Lumenyte Corporation, Costa Mesa, Kalifornien.
• Damit die Wärme der Lichtmaschinen 22&sub1;-22n nicht die Lichtleitungen 30 beschädigt, können die Lichtleitungen 30 mit den Lichtmaschinen 22&sub1;-22n gekoppelt werden über ein zylindrisch geformtes Stück aus Quarz oder aus einem anderen derartigen Material. Zusätzlich kann das Quarz dotiert sein, um ultraviolettes Licht abzuleiten. Der Effizienz wegen enthalten die Lichtmaschinen 22&sub1;-22n elliptische Spiegel, wobei die Lampe in einem Brennpunkt der Ellipse und das aufnehmende Ende der Lichtleitung 30 (oder der Quarzkopplung) in dem anderen Brennpunkt positioniert wird. Sobald das Licht in die Lichtleitung 30 eintritt, geht die Übertragung des Lichtes dadurch zu den externen Anzeigepositionen in wohlbekannter Weise vor sich.
• An jeder Anzeige- bzw. Lichtstelle ist ein Lichtwandler 32 durch eine Öffnung in dem Fahrzeug 12 eingeführt und wirkt als eine Linse, um das aus der Lichtleitung 30 austretende Licht in einer gewünschten Weise abzustrahlen, und zwar im allgemeinen nach außen von dem Fahrzeug 12. Zum Beispiel beugt eine solche Linse das Licht mit minimaler Streuung, um den Ausleuchtungswinkel von einem etwa dreißig Grad betragenden Lichtkegel zu vergrößern auf etwa neunzig Grad in der horizontalen Ebene. In der vertikalen Ebene beugen die Konverter 32 in typischen Fällen das Licht zwischen etwa zwanzig und dreißig Grad, was entsprechenden typischen Vorschriften genügt, welche minimale Lichtstärkenwerte bei zehn Grad in der Vertikalen fordern. Die Wandler 32 dienen ebenfalls dazu, den Innenraum des Fahrzeugs 12 vor den äußeren Elementen zu schützen, und können aus transparentem Kunststoff oder Glas gemacht sein. Alternativ können die Konverter 32 konfiguriert werden als Lichtstreuer, um das Licht zu streuen und um den für einen externen Betrachter sichtbaren Bereich der Lichtquelle zu vergrößern.
• Wie man zugeben wird, ist das Lichtsystem 10 relativ einfach in ein Fahrzeug zu installieren, da lediglich eine kleine Öffnung durch die Fahrzeugkarosserie gebohrt oder geschnitten werden muß, um einen Durchgang für einen der Wandler 32 oder eine der Lichtleitungen 30 vorzusehen, oder damit Licht von dort hindurchgelangt. Jeder Wandler 32 wird durch seine entsprechende Öffnung eingesetzt und vorzugsweise an seinem Umfang abgedichtet (zum Beispiel mittels einer Gummidurchführung), um sowohl als Linse wie auch als schützende Barriere zu wirken, wie zuvor beschrieben wurde. Da die effektive freiliegende Fläche der Wandler 32 darüber hinaus in ihrer Größe klein ist im Hinblick auf konventionelle Signalleuchten oder Lichtbalken, bleibt das Profil des Fahrzeugs 12 relativ unverändert. Somit bleiben mit der vorliegenden Erfindung die aerodynamischen Eigenschaften eines Fahrzeugs im wesentlichen erhalten, insbesondere im Vergleich zu Polizeiwagen oder dergleichen mit darauf angebrachten Lichtbalken oder Signalleuchten.
• Die Fig. 12A-12D zeigen optische Wandler 32, die für einen Einsatz mit der vorliegenden Erfindung geeignet sind. Ähnliche derartige Wandler sind in größerem Detail beschrieben in der verwandten, gleichzeitig anhängigen US Patentanmeldung "A Compact Uniform Beam Spreader for a High Brightness Centralized Lighting System" von William J. Cassarly et al. Anwaltsakte No LD 10795, angemeldet am 2. Februar 1995.
• Die Fig. 12A-12B sind eine Seitenansicht bzw. eine Draufsicht eines Wandlers 32, der optisch mit einer elliptischen Lichtleitung 30 gekoppelt ist. Die gekrümmten Oberflächen 33 minimieren Nullen in der ausgangsseitigen Lichtverteilung, wie das beschrieben ist in der zuvor angegebenen Anmeldung von Cassarly et al. Akte Nr. LD 10795. Ein Wandler 32 dieses Typs wurde benutzt zusammen mit der vorliegenden Erfindung in einem gemäß Fig. 9 aufgebauten Prototyp-System und beugt das Licht so, daß es die Leistungsspezifikationen für Lichtsysteme bei Krankenwagen erfüllt, zum Beispiel neunzig Grad in der horizontalen Ebene, dreißig Grad in der vertikalen Ebene.
• Fig. 12C ist eine Draufsicht auf einen Wandler 32, der optisch mit einer elliptischen Lichtleitung 30 gekoppelt ist, und der als eine plan-konvexe Linse ausgeführt ist, um das empfangene Licht in einer Weise zu brechen und zu beugen, die geeignet ist für einen Einsatz im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung. Eine Fresnel-Linse mit vergleichbaren optischen Brechungs- und/oder Beugungseigenschaften kann in ähnlicher Weise als ein optischer Wandler 32 verwendet werden.
• Fig. 12D ist eine Draufsicht auf einen anderen Typ von Wandler 32, der ebenfalls für einen Einsatz im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung geeignet ist. Dieser Wandler 32 ist ausgelegt für eine interne Totalreflexion, um das von der Lichtleitung 30 erhaltene Licht um etwa neunzig Grad zu biegen. Die Verjüngung des Wandlers 32 von Fig. 12D streut in der gewünschten Weise das Licht für die Aussendung von dem Fahrzeug 12.
• Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird wenigstens etwas von dem von den Lichtmaschinen 22&sub1;-22&sub5; gelieferten breitbandigen Licht moduliert, um periodisch die Ausgangszustände zu ändern, bevor das Licht von dem Fahrzeug 12 ausgesendet wird. Betrachter nehmen den Kontrast zwischen den verschiedenen Zuständen als Blitzen wahr. Mehr noch, um die Leistungsvorschriften für Notfallfahrzeuge zu erfüllen, muß das von dem Fahrzeug 12 ausgesendete Licht für Betrachter erscheinen als aufblitzend, und zwar mit Frequenzen, die charakteristisch sind für Notfallfahrzeuge, im allgemeinen zwischen 60 und 240 Blitzen pro Minute (ein bis vier Hertz), wie das genormt ist von Seiten der Society of Automotive Engineers (SAE J-845, SAE J-595, SAE J- 1318) für Notfall-Warnlichter. Natürlich sind diese Standardfrequenzen nicht absolut zu sehen, und somit kann das System 10 ausgelegt sein zum Aussenden von Licht bei anderen wahrnehmbaren Blitzfrequenzen, zum Beispiel bei Frequenzen im Bereich von 0,1 Hertz bis 10 Hertz. Der Steuerschaltkreis zum Steuern der Blitzfrequenz wird nachfolgend in größerem Detail beschrieben.
• Eine Art der Modulation des Lichtes ist verbunden mit der periodischen Veränderung der spektralen Zusammensetzung des von dem Fahrzeug 12 ausgesendeten Lichtes an ausgewählten Wandlern 32, um so eine Lichtabgabe mit den passenden Farben für diesen Typ von Notfallfahrzeug zu liefern, zum Beispiel rot, gelb und weiß (ungefiltert) für einen Krankenwagen. Die Farbmodulation wird vorzugsweise ausgeführt, indem man das breitbandige, ausgewählte Lichtleitungen 30 verlassende Licht mit einem variablen Filter 34 filtert, bevor es seinen entsprechenden optischen Wandler 32 erreicht. Zu diesem Zweck ist in einer Ausführung ein Farbrad 36 (Fig. 4, Fig. 7) mit den darin untergebrachten gewünschten Farbfiltern zwischen den Lichtleitungen 30 und dem optischen Wandler 32 angeordnet, um als das variable Filter 34 zu dienen. Alternativ ist es machbar, das Licht unmittelbar an der Lichtmaschine 22 zu filtern, d. h. bevor es in den Fiberoptik-Übertragungspfad 30 eintritt.
• Ohne Rücksicht auf die Stelle, wo der Filter eingeführt ist, ändert das von dem Fahrzeug periodisch ausgesendete Licht seine spektrale Zusammensetzung mit einer von der Drehung des Farbrades 36 abhängigen Geschwindigkeit, indem man das Farbrad 36 mit einem motorbetriebenen Antriebsmechanismus 38 (Fig. 4) für eine Rotation verbindet. Natürlich kann einer der Abschnitte (z. B. Abschnitt 371) in dem Farbrad 36 für alle Wellenlängen des sichtbaren Lichtes transparent sein, so daß einer der ausgesendeten Zustände weißes Licht ist. Alternativ kann einer der Abschnitte (z. B. Abschnitt 373) des Farbrades 36 undurchlässig sein für alle Frequenzen des sichtbaren Lichtes, was die Emulation eines konventionellen Ein/Aus-Blitzmusters möglich macht. Ein solcher undurchlässiger Abschnitt kann ebenfalls dazu benutzt werden, sogar geringe Lichtpegel zu blockieren, die in einem in größerem Detail nachfolgend beschriebenen Bereitschaftsmodus bei geringer Leistung vorhanden sein können. Zwei oder mehr selektiv orientierte polarisierte Filter können in Reihe angeordnet und so koordiniert sein, daß sie die Anzahl von verfügbaren Anzeigemustern weiter vergrößern.
• In einer Ausführungsform der Erfindung dienen mehrere Farbräder 36 als die variablen Filter 34, und bei den die Farbräder 36 antreibenden Motoren 38 handelt es sich um Schrittmotoren. Dies macht es möglich, daß die elektrischen Ausgangsimpulse die Richtung und die Drehgeschwindigkeit von jedem der Farbräder 36 und dadurch die Einstellungen der variablen Filter 34 und folglich der Farben des von dem Fahrzeug 12 ausgesendeten Lichtes bestimmen, wie auch die Frequenz und das Tastverhältnis der Blitzrate. Ein geeigneter Schrittmotor wird hergestellt von Nippon Pulse Motor Co., Ltd., und ist als Teile Nr. PF42T-48 im Handel erhältlich von Inland Stepper Motors, Sierra Vista, Arizona.
• Um die spektrale Zusammensetzung des ausgesendeten Lichtes zu modulieren, ist eine Systemsteuerung 40 vorgesehen, wie in Fig. 5 gezeigt ist. Vorzugsweise enthält die Systemsteuerung 40 einen Prozessor 42, der betriebsmäßig mit einem Speicher 44 verbunden ist und eine Schnittstelle zu den Filtern 34&sub1;-34n über den Eingangs/Ausgangs- (I/O) Schaltkreis 46 aufweist. Ein Steuerpult 48 mit wenigstens einem Schalter darauf ist verbunden mit der Systemsteuerung 40, um es dem Fahrzeugbediener zu erlauben, unter den voreingestellten, in dem Speicher 44 gespeicherten Blitzmustern auszuwählen, und zwar in Abhängigkeit vom Typ der Notfallsituation, wie er von dem Fahrzeugbediener gewählt wird. Eine ähnliche Systemsteuerung zum Steuern des Blitzmusters in einem Notfallfahrzeug wird beschrieben in der US Patentanmeldung mit der Serial No. 07/592,557, die auf die Federal Signal Corporation, University Park, Illinois, lautet.
• Um den für die Rotation des Farbrades 36 notwendigen Strom bereitzustellen, ist der Prozessor mit dem Schrittmotor 38 verbunden über den Treiber 49, bei dem es sich handeln kann um einen UNC 5804 integrierten Schaltkreis, im Handel erhältlich von Allegro Corporation. Um das Farbrad zu positionieren, ist ein Positionssensor 39 auf einem der Abschnitte des Farbrades angebracht, zum Beispiel im Abschnitt 373 (Fig. 7), um die Winkelposition an den Prozessor 42 zu melden. Der Positionssensor 39 kann zum Beispiel einen leitfähigen Streifen oder Magneten in Verbindung mit einem entsprechenden Schalter enthalten, so daß der Schalter bei einer bestimmten Winkelposition des Rades geschlossen wird. Dies stattet den Prozessor 42 über die Steuerung des Schrittmotors 38 mit einer geschlossenen Regelschleife für die Filtereinstellung aus. Wenn ein undurchlässiger Abschnitt auf dem Farbrad vorhanden ist, wird dort der Metallstreifen aufgebracht, z. B. aufgeleimt, da irgendein Blockiereffekt, der von dem Streifen verursacht wird, bei dieser Radposition irrelevant ist. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, kann ein Puffer 41, zum Beispiel in der Form eines integrierten Schaltkreises vom Typ 74HC244 (TTL), benutzt werden, um den Sensor 39 (und andere derartige Sensoren) mit dem Prozessor 42 zu verbinden.
• In einer alternativen Ausführung können einer oder mehrere der Filter 34 einen zweifarbigen Spiegel oder dergleichen enthalten, der lediglich spezielle Frequenzen reflektiert, während er die anderen spektralen Frequenzen durchläßt, um das Licht zu modulieren. In einer weiteren alternativen Ausführung können die Filter 34 elektronische Filter sein, zum Beispiel Flüssigkristallanzeigen, die eine spannungsgesteuerte Filterung von ausgewählten Lichtwellenlängen ermöglichen. In noch einer weiteren Ausführung können die Filter 34 abstimmbare akusto- optische Filter enthalten, die ausgewählte Wellenlängen des Lichtes über das sichtbare Spektrum ausfiltern, und zwar entspechend der Frequenz eines daran angelegten Ultraschallsignals. Der Einsatz einer elektro-optischen oder akustischen optischen Filterung ermöglicht es dem System, ohne sich bewegende Teile zu arbeiten. Wenn elektro-optische Filter zum Filtern des Lichtes verwendet werden, kann der I/O Schaltkreis 46 einen D-A Spannungsumsetzer enthalten, um eine variable Spannung an das Filter anzulegen, um die gefilterten Wellenlängen zu bestimmen. Alternativ kann ein Schalternetzwerk in dem I/O Schaltkreis 46 enthalten sein, um eine gesteuerte Auswahl zwischen zwei oder mehreren speziellen Spannungen zu ermöglichen. Das Schaltnetzwerk kann in gleicher Weise die an ein abstimmbares, akusto-optisches Filter angelegten Frequenzen schalten, womit es die Auswahl der Wellenlängen für das Filter möglich macht.
• Da das verfügbare Licht nicht zwischen einem Zustand Voll-Ein und Voll-Aus hin und her geschaltet wird, kann ohne Berücksichtigung der verwendeten Filtermittel 34 das gesammte kontinuierliche Licht verwendet werden, das von der Lichtmaschine 22 erzeugt wird. Dies kann für eine verbesserte Erkennung des Fahrzeugs 12 dienen, während es die bei üblichen Notfall- Lichtern auftretenden, einen Schreck einjagenden Blitze vermindert.
• Indem man kontinuierliches Licht bei sich ändernden Zuständen verwendet, sieht man darüber hinaus eine beachtliche Flexibilität in den Lichtmustern vor, die an die Betrachter ausgesendet werden. Indem man zum Beispiel die Zeit steuert, über die jede Farbe ausgesendet wird, zum Beispiel durch eine passende Zeitsteuerung für die Positionierung des Farbrades 36, können die aufblitzenden Farben dazu benutzt werden, zusätzliche Informationen von dem Fahrzeug 12 zu übertragen. Im Wege eines Beispiels können zum Beispiel kurze rote und lange gelbe Blitze dazu benutzt werden um anzuzeigen, daß ein Fahrzeug sich mit einer hohen Geschwindigkeit bewegt, während ein langes Rot und kurzes Gelb benutzt werden kann, um ein abgebremstes oder angehaltenes Fahrzeug anzuzeigen.
• Zusätzlich zur Veränderung der spektralen Zusammensetzung des Lichtes können andere Charakteristiken des ausgesendeten Lichtes moduliert werden. Insbesondere kann die Intensität des Lichtes periodisch verändert werden, um so den Kontrast zwischen den Farben zu verstärken. Zu diesem Zweck wird die Intensität der Lichtmaschine 22 durch eine passende Steuerschaltung, wie nachfolgend beschrieben, gesteuert.
• Es läßt sich leicht einsehen, daß bis zu einem gewissen Ausmaß der Filterbetrieb selbst die ausgesendete Leuchtintensität als Funktion der gerade durchgelassenen Wellenlänge reduziert. Ein Rotfilter reduziert zum Beispiel die Intensität stärker als ein Gelbfilter, während der ungefilterte Zustand die Intensität überhaupt nicht verringert. Wenn man somit zwischen rot und - weiß (ungefiltert) abwechselt, kann der Kontrast verstärkt werden, indem man die Leistung für den Betrieb der Lichtmaschine 22 erhöht, um die Intensität der Lampe 24 während des (ungefilterten) Zustandes weiß zu erhöhen, während man die Leistung (und Intensität) während des (gefilterten) Zustandes rot reduziert. Damit aus der Sicht eines Zuschauers das intensivere weiße Licht nicht das weniger intensive rote Licht überstrahlt, kann die "Einschalt"-Zeit für den roten Blitz von einer längeren Dauer sein mit Bezug auf die "Einschalt"-Zeit für den weißen Blitz. Mit anderen Worten, das Tastverhältnis für rot kann größer als 50 Prozent sein, für das Weiß weniger als 50 Prozent. Man kann jedoch wohl zustimmen, daß dies lediglich eine Art für die Koordination der spektralen Verteilung und Intensität darstellt.
• In der Tat müssen die Intensitätseinstellungen nicht synchron mit den Filtereinstellungen verändert werden. Es kann zum Beispiel die Intensität sinusförmig mit drei Hertz verändert werden, während die Farben in diskreten Stufen mit zwei Hertz geändert werden. Das Lichtsystem 10 kann so angeordnet werden, daß die Farbänderungen der Intensitätsänderung nacheilen oder vorauseilen, dazu gleichphasig oder gegenphasig sind, oder so, daß eine oder beide der Modulationen sich zufallsmäßig verändern kann. Darüber hinaus müssen die Farben sich nicht in diskreten Schritten ändern, insbesondere wenn elektronische Filter verwendet werden. Der Einfachheit halber werden jedoch, wie hier beschrieben, die Farben und Intensitäten, wenn überhaupt, synchron moduliert werden.
• Um die Intensitäten zu verändern bzw. zu modulieren, steht die Systemsteuerung 40 an ihrer Schnittstelle zu den Vorschaltanordnungen 26&sub1;-26n der Lichtmaschinen 22&sub1;-24n über den I/O Schaltkreis 46 in Verbindung. Wie man zugeben wird, kann der I/O Schaltkreis 46 im Handel erhältliche Bauteile enthalten, zum Beispiel einen oder mehrere Digital-Analog (D-A) Spannungsumsetzer oder Schalter aufweisen, die verbunden sind mit entsprechenden Verstärkern oder Abschwächern, wie sie zum selektiven Liefern von Steuersignalen für die Vorschaltanordnungen 26&sub1;-26n der Lichtmaschinen 22&sub1;-22n gebraucht werden, um die gewünschte Intensität zu steuern. Der I/O Schaltkreis 46 kann eine elektronische Abschirmung, Filter und/oder optoelektronische Isolatoren enthalten, um Erdschleifen, Rauschen, Übersprechen und dergleichen auszuschalten.
• Wie in Fig. 6 gezeigt ist, enthält eine solche Vorschaltanordnung 26 einen Gleichspannungs-Gleichspannungsumsetzer 50, zum Beispiel einen Rücklaufkonverter, zum Umsetzen der Spannung von einer Spannungsquelle 52, zum Beispiel von einer Autobatterie, auf den für den Betrieb der Hochintensitäts-Entladungslampe 24 nötigen Pegel. Die Vorschaltanordnung 26 enthält ferner eine Starterschaltung 54, um die für die Zündung der Lampe 24 benötigten Hochspannungsimpulse zu erzeugen. Diese Hochspannungsimpulse werden solange erzeugt, bis die Lampe 24 gezündet hat, oder bis diese Impulse von einer Zeitgeberschaltung 56 abgesetzt werden, sollte die Lampe nach einer vorbestimmten Zeitdauer immer noch nicht zünden.
• Kurz nach ihrer Zündung befindet sich die Lampe 24 auf einer Temperatur unterhalb ihrer regulären Betriebstemperatur, was in einer mageren Lichtabgabe-Effizienz resultiert sowie in einer niedrigen Betriebsspannung. Eine Spannungssensorschaltung 58 stellt diesen Zustand fest und meldet ihn an eine Steuerschaltung 60, die weiter mit einer Stromsensorschaltung 59 verbunden ist. Die Steuerschaltung 60, welche einen Differentialverstärker aufweist und so geschaltet ist, daß sie die abgefühlten Strom- und Spannungspegel der Lampe 24 angleicht, hebt bei dem Zustand der geringen Spannung die Energiezuführung für die Lampe an, zum Beispiel um einen Faktor zwei. Wie bei diesen Typen von Gleichspannung-zu-Gleichspannungsumsetzern bekannt ist, wird die an die Lampe 24 gelieferte Energie gesteuert durch die Frequenz eines Schaltimpulses, der den Primärtransformator in dem Gleichspannung-zu-Gleichspannungsumsetzer 50 entlädt. Die Steuerschaltung 60 ist vorzugsweise so angeordnet, daß die Schaltfrequenz nominell um dreißig Kilohertz zentriert ist, um somit oberhalb der hörbaren Frequenzen zu liegen.
• Die von der Steuerschaltung 60 erzeugte Leistungszunahme bei dem festgestellten Zustand niedriger Spannung erhöht die Lichtausgabe und vermindert als weiteren Vorteil den Zeitabschnitt, den es für die Lampe 24 braucht, ihre reguläre Betriebstemperatur zu erreichen. So wie die Lampentemperatur sich erhöht, nimmt die Spannung über der Lampe 24 allmählich zu. Wenn die Spannungssensorschaltung 58 dies feststellt, vermindert die Steuerschaltung 60 in entsprechender Weise die an die Lampe 24 gelieferte Leistung, bis diese ihre Nennbetriebsleistung, zum Beispiel sechzig Watt, erreicht.
• Um die Lichtintensität steuerbar zu ändern, wird eine kleine Spannung zu der abgefühlten Eingangsspannung für die Steuerschaltung 60 hinzugefügt oder davon abgezogen, was die Steuerschaltung 60 veranlaßt, die Schaltfrequenz und somit den an die Lampe 24 angelegten Leistungspegel zu verändern. Zu diesem Zweck liefert der Prozessor 42 ein oder mehrere Ausgangssignal(e) an eine Schnittstellenschaltung 62, die einen Betrag der von der abgefühlten Spannung abzuziehenden oder ihr hinzuzufügenden Spannung schaltet. Es kann zum Beispiel ein erstes Ausgangssignal mit einem hohen Pegel einen Festkörperschalter oder dergleichen in der Schnittstellenschaltung 62 schließen, um einen passenden Spannungsbetrag hinzuzufügen, woraus eine Abnahme des Leistungspegels resultiert, während ein zweites Ausgangssignal mit einem hohen Pegel in gleicher Weise benutzt werden kann, um einen geeigneten Betrag davon abzuziehen, um die Leistung zu erhöhen. Alternativ kann ein Digital-Analogspannungsumsetzer in die Schnittstellenschaltung 62 eingefügt werden, um den Prozessor 42 in die Lage zu versetzen, den abgefühlten Spannungspegel und folgedessen den Leistungspegel über eine beträchtliche Anzahl von Werten auszugleichen. In jedem Fall stellt die Steuerschaltung 60 die Schaltfrequenz und daher den Leistungswert entsprechend der abgefühlten Spannung ein, wie sie ausgeglichen wird durch von dem Prozessor 42 gesteuerte Spannungen. Eine ähnliche Vorschaltanordnung für die Steuerung der Lampenintensität ist beschrieben in der verwandten, gleichzeitig anhängigen US Patentanmeldung mit dem Titel "Flashing Lighting System Using a Discharge Light Source" von Joseph M. Allison et al. Anwaltsakte No. LD 10796, angemeldet am 2. Februar 1995.
• Ein weiterer Vorteil, der aus der Fähigkeit zur Steuerung der Leistung der Lampe 24 herrührt, besteht darin, daß die Lampe 24 in einem Bereitschaftsmodus bei niedriger Leistung betrieben werden kann. Im Bereitschaftsmodus (standby) bleibt die Lampe 24 bei einem niedrigen Leistungspegel gezündet, und zwar in Bereitschaft für eine nahezu sofortige Aktivierung auf ihre volle Leistung. Dies ist ein bedeutsamer Vorteil bei Notfallsituationen, wo eine Aufwärmzeit gefährlich sein kann. Hinzu kommt, daß "warme" Startvorgänge eine Aufnahme von Extraleistung vermeiden, wie sie bei einem Kaltstart auftritt, worin ein Zustand liegt, der für die Vorschaltanordnung 26, die Lampe 24 und das Leistungssystem belastend ist.
• Es kann leicht eingesehen werden, daß sich die Leistungseinstellungen entweder in diskreten Schritten verändern lassen oder in graduellen Zuwächsen. Beispielsweise kann sich die Intensität in einer Weise ändern, die einer Rampenfunktion, einer Sinusfunktion oder praktisch irgendeiner Funktion entspricht.
• Indem wir uns einer Erläuterung einer Betriebsweise der Erfindung mit besonderer Bezugnahme auf die Fig. 8-11 zuwenden, fragt die Systemsteuerung 40 im Schritt 100 (Fig. 11) das Steuerpult 48 ab um zu bestimmen, wann das Notfall-Lichtsystem 10 aktiviert werden soll. Wie zuvor beschrieben, befindet sich der Schalter in typischen Fällen auf einem Steuerpult 48 oder dergleichen und ist für einen Bediener des Fahrzeugs 12 zugänglich. Wenn das Steuerpult 48 anzeigt, daß kein Notfall vorliegt, befinden sich die Lichtmaschinen 22&sub1;-22&sub5; normalerweise im Bereitschaftsmodus, eigentlich im Aus-Zustand, obwohl sie nicht tatsächlich gelöscht sind, um so in der Lage zu sein, den vollen Betrieb aufnehmen zu können, ohne eine beachtliche Aufwärmzeit zu erfordern.
• Sobald die Betätigung eines Schalters als Hinweis auf einen Notfallmodus festgestellt wird, greift der Prozessor 42 im Schritt 102 auf seinen Speicher 44 zu, um die Parameter für den Betrieb der Notfall-Lichter, zum Beispiel der mehreren optischen Wandler 32, die effektiv den Beobachtern als die "Lichter" 19&sub1;-19&sub2;&sub0; von Fig. 9 erscheinen, zu erhalten. Man wird leicht verstehen, daß es sich bei dem Speicher 44 vorzugsweise um einen nicht-flüchtigen Speicher handelt, so daß diese Einstellungen bei einer Spannungsunterbrechung nicht verloren gehen. Der oder die Schalter auf dem Steuerpult 48 können auch benutzt werden, um auf einen besonderen Betriebsmodus der Lichter 19&sub1;-19&sub2;&sub0; hinzuweisen. In der vorliegenden Erfindung können zum Beispiel die Lichter 19&sub9;-19&sub1;&sub1; entweder als blitzende Lichter oder als kontinuierliche Szene-Lichter betrieben werden, und zwar in Abhängigkeit davon, ob das Fahrzeug sich bewegt oder geparkt ist.
• Die Fig. 10A und 10B stellen Nachschlagetabellen 81-85 im Speicher 44 für einen ersten Betriebsmodus dar, während die Fig. 10C und 10D Nachschlagetabellen 91-95 für einen zweiten Betriebsmodus darstellen. Aus Gründen der Einfachheit wird hier lediglich der erste Betriebsmodus beschrieben. Man kann jedoch leicht einsehen, daß der zweite Betriebsmodus in ähnlicher Weise funktioniert. Darüber hinaus wird hier auf die mehreren Anzeige- bzw. Lichtstellen um das Fahrzeug 12 herum Bezug genommen als Lichter 19&sub1;-19&sub2;&sub0;, obwohl sie entsprechend der Erfindung nicht die Quellen sind, die ursprünglich das Licht erzeugen.
• Wenn der Modus 1 ausgewählt wird, liest der Prozessor 42 die Nachschlagetabelle 81 für die Lichtmaschine 22&sub1; (Fig. 9) in den Speicher 44 ein und erhält: eine erste Leistungseinstellung von fünfunddreißig Watt für einen ersten Zeitabschnitt von dreißig Prozent des Zyklus, eine zweite Leistungseinstellung von sechzig Watt für die nächsten Vierzig Prozent von dem Zyklus und eine dritte Leistungseinstellung von fünfundachtzig Watt für die verbleibenden dreißig Prozent von dem Zyklus. Die Leistungswerte können bei Nacht, wo eine geringere Intensität wünschenswert sein kann, reduziert werden, indem man erneut den abgefühlten Spannungspegel einstellt (erhöht).
• Die Farben für die Lichter 19&sub1;-19&sub4;, die mit der Lichtmaschine 22&sub1; gekoppelt sind, werden in ähnlicher Weise über die Tabelle 81 erhalten, d. h. rot und weiß für den Modus 1. Die Länge der Zykluszeit, zum Beispiel eine halbe Sekunde, kann fest sein oder alternativ erhalten werden aus dem Speicher 44 oder über irgendeine andere geeignete Maßnahme.
• Sobald die Intensitäten, Farben und Zeiten beschafft sind, stellt der Prozessor 44 im Schritt 104 die Filter und Lampen auf ihre anfänglichen Einstellungen ein und startet im Schritt 106 einen Zeitgeber bzw. Timer. Diese Einstellungen werden auf die Lichter 19&sub1;-19&sub2;&sub0; angewendet, bis im Schritt 108 der erste Zeitwechsel festgestellt wird, in diesem Beispiel bei dreißig Prozent des Zyklus.
• Zu diesem Zeitpunkt bei dreißig Prozent werden im Schritt 110 die Intensitätseinstellungen und Farben für bestimmte Lichter geändert, wie das über die Nachschlagetabellen spezifiziert ist. Ähnliche Farb- und/oder Intensitätswechsel werden während der Schritte 112-120 für die Lichter 19&sub1;-19&sub2;&sub0; vorgenommen. Diese Schritte werden jedoch hier nicht im Detail beschrieben, die verschiedenen Einstellungen können bestimmt werden, indem man dem Ablaufdiagramm von Fig. 11 in Verbindung mit den Nachschlagetabellen in den Fig. 20A-10D folgt.
• Somit läuft der Prozeß in einer Schleife zwischen den Schritten 104-122 ab, bis er deaktiviert wird. Demnach werden im Modus 1 die Lichter 19&sub1;-19&sub6;, 19&sub8;-19&sub9;, 19&sub1;&sub1;, 19&sub1;&sub7;-19&sub1;&sub8; und 19&sub2;&sub0; aufblitzen von weiß nach rot bei dreißig Prozent der Zykluszeit und zurück von tot nach weiß bei einhundert Prozent der Zykluszeit. Die Lichter 19&sub7; und 19&sub1;&sub9; werden zu denselben Zeiten von gelb nach rot wechseln und zurück nach gelb. Das Licht 19&sub1;&sub0; wird zwischen schwarz und gelb wechseln, während das Licht 19&sub1;&sub2; von Schwarz nach weiß wechseln wird, und zwar wieder bei denselben prozentualen Zykluszeiten. Die entsprechenden Leistungspegel werden ebenfalls verändert bzw. moduliert bei dreißig, siebzig und einhundert Prozent der Zykluszeit, wie zuvor beschrieben.
• Anders als diese bestimmten Lichter werden jedoch bei dem ausgewählten Modus (Modus 1) die Lichter 19&sub1;&sub3;-19&sub1;&sub6; nicht ihre Farbe ändern, sie bleiben rot, werden sich jedoch in ihrer Intensität ändern von fünfunddreißig Watt auf vierundachtzig Watt. Wie in der Nachschlagetabelle 84 von Fig. 10B spezifiziert, werden diese Änderungen auftreten bei fünfzig Prozent und einhundert Prozent des Zyklus von einer halben Sekunde.
• Die Lichter werden in dieser Weise so lange zyklisch betrieben, bis im Schritt 122 festgestellt wird, daß der Schalter im Steuerpult 48 deaktiviert wird, zu welcher Zeit die Lichter 19&sub1;-19&sub2;&sub0; wieder normal in ihren Bereitschaftsmodus zurückgeführt werden. Natürlich kann die Feststellung der Deaktivierung zu jedem Zeitpunkt im Ablauf erfolgen, zum Beispiel über eine Hardware-Unterbrechung. Darüber hinaus kann alternativ das Steuerpult 48 einen Wechsel im Betriebsmodus anstatt einer vollständigen Deaktivierung der Lichter anzeigen.
• Obwohl für die Erfindung keine speziellen Einstellungen oder Muster notwendig sind, wurden die oben beschriebenen Einstellungen gewählt, um damit wenigstens eine standardmäßige Spezifikation zu erfüllen. Wie zum Beispiel in Fig. 8 gezeigt ist, dürfen nach der AMD Spezifikation keine weißen Lichter in der Zone D zwischen +135 und -135 Grad auftreten, und in gleicher Weise dürfen in der Zone A zwischen +45 und -45 Grad keine gelben Lichter erscheinen. Um sicherzustellen, daß die Vorschriften erfüllt werden, werden die optischen Wandler 32 so gewählt und auf der Fahrzeugkarosserie angeordnet, daß sie kein Licht nach außerhalb über diese Grenzen hinaus aussenden, und die Nachschlagetabellen sind dazu passend im Speicher 44 aufgezeichnet, um die Ausgangsfarben richtig zu verändern.
• In alternativen Anordnungen kann es wünschenswert sein, die Lichtleitungen 30 derart angeordnet zu haben, daß nicht alles Licht auf irgendeiner Seite des Fahrzeugs 12 von einer gemeinsamen Lichtmaschine herrührt. Mit einer solchen Konfiguration wird wenigstens etwas Licht aus allen Richtungen her sichtbar sein für den Fall, daß eine der Lichtmaschinen 22&sub1;-22n ausfällt.
• Schließlich erlaubt es die vorliegende Erfindung, daß die Lichter 19&sub9;-19&sub1;&sub1; sowohl als blitzende Lichter als auch als Szene-Lichter dienen. Für einen Notfall-Lichtbetrieb verändert der Prozessor 42 die entsprechenden Filter 34 zwischen zwei oder mehreren Farbeinstellungen, und zwar normalerweise in Verbindung mit der Intensität, wie zuvor beschrieben. Für die Szene- bzw. Umfeldbeleuchtung stellt der Prozessor 42 die Filter 43 ein auf eine ungefilterte Einstellung und setzt die Intensität auf das gewünschte Maß, im allgemeinen auf die normale Betriebsintensität der Lampe 22&sub3;.
• Wie aus der vorhergehenden detaillierten Beschreibung ersehen werden kann, wird ein Lichtsystem für ein Notfallfahrzeug sowie ein Verfahren vorgesehen, das dafür sorgt, daß Warnlichter die für Notfallfahrzeuge geltenden Lichtabgabevorschriften erfüllen, ohne dabei Glühfäden enthaltende Lampen zu verwenden. Jede Anzeige- bzw. Lichtabgahestelle an dem Fahrzeug kann so angeordnet werden, daß sie Licht in einer oder mehreren unterschiedlichen Farben aussendet. Das Lichtsystem verwendet eine kontinuierliche Lichtquelle, um wirkungsvoll ein kontrastreiches Lichtmuster zu liefern, und nimmt im wesentlichen in konstanter Weise die Leistung auf.
• Darüber hinaus kann das Lichtsystem in ein Fahrzeug eingebaut werden, ohne das Fahrzeugprofil wesentlich zu verändern. Zusätzlich werden der Einbau sowie die Wartung eines Notfall- Lichtsystems in einem Fahrzeug vereinfacht.
• Alle hier zitierten Referenzen werden hiermit in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme darauf eingefügt.

Claims (30)

1. System zum Erzeugen und Aussenden von Lichtsignalen von einem Fahrzeug (12), enthaltend: eine kontinuierliche Lichtquelle (24), einen Modulator (34), der mit der kontinuierlichen Lichtquelle optisch gekoppelt ist, zum Verändern der Eigenschaften des kontinuierlichen Lichtes in moduliertes Licht, das sich zwischen wenigstens zwei Ausgangszuständen periodisch ändert, eine Linse (32), die mit dem Modulator optisch gekopppelt ist, zum Streuen des modulierten Lichtes und zum Übertragen des Lichtes zum Äusseren des Fahrzeugs, eine Lichtleitung (30) zum Verbinden des Lichtes von der kontinuierlichen Lichtquelle mit der Linse, wobei die Linse optische Eigenschaften hat, die das gestreute Licht in eine gewünschte Form bringen, um es von dem Fahrzeug auszusenden.

2. System nach Anspruch 1, wobei die kontinuierliche Lichtquelle (24) in dem Fahrzeug (12) an einer inneren Stelle (Fig. 2) davon angeordnet ist, die von einem Blickpunkt ausserhalb des Fahrzeugs nicht direkt sichtbar ist.

3. System nach Anspruch 1, wobei eine Steuervorrichtung (40) vorgesehen ist, die den Modulator (34) steuert, um das modulierte Licht in ein Muster zu verändern, das eine Notsituation mitteilen soll.

4. System nach Anspruch 3, wobei die Steuereinrichtung (40) einen Speicher (44) aufweist, und wobei der Speicher Musterinformation (Fig. 10) zum Steuern des Modulators speichert.

5. System nach Anspruch 1, wobei die Lichtleitung (30) ein Lichtleiter-Übertragungsmedium enthält zum optischen Koppeln der kontinuierlichen Lichtquelle mit dem Modulator.

6. System nach Anspruch 1, wobei die Linse (32) zum Übertragen des modulierten Lichtes zum Äusseren des Fahrzeugs einen Wandler (32) zum Beugen des modulierten Lichtes aufweist.

7. System nach Anspruch 6, wobei der Brechungsindex des Wandlers (32) so ist, daß das modulierte Licht innen total reflektiert wird, während es durch ihn übertragen wird.

8. System nach Anspruch 1, wobei die Linse (32) zum Übertragen des modulierten Lichtes zum Äusseren des Fahrzeugs einen Wandler (32) zum Brechen des modulierten Lichtes aufweist.

9. System nach Anspruch 1, wobei der Modulator (34) ein Filter (36) mit wenigstens zwei wählbaren Einstellungen zum Modulieren der spektralen Zusammensetzung des Lichtes und eine Steuereinrichtung (40) enthält, die mit dem Filter zum Wählen seiner Einstellungen verbunden ist.

10. System nach Anspruch 9, wobei die Steuereinrichtung (40) das Filter (36) betätigt, um das kontinuierliche Licht so zu modulieren, daß die spektrale Zusammensetzung des Lichtes zwischen den zwei Ausgangszuständen graduell verändert wird.

11. System nach Anspruch 9, wobei die Steuereinrichtung (40) das Filter (36) betätigt, um das kontinuierliche Licht so zu modulieren, daß die spektrale Zusammensetzung des Lichtes zwischen den zwei Ausgangszuständen in diskreten Schritten verändert wird.

12. System nach Anspruch 9, wobei auf die Steuereinrichtung (40) ansprechende Mittel (26) vorgesehen sind zum Modulieren der Intensität des kontinuierlichen Lichtes in Verbindung mit der Modulation der spektralen Zusammensetzung des ausgesendeten Lichtes.

13. System nach Anspruch 9, wobei das Filter einen zweifarbigen Spiegel aufweist.

14. System zum Erzeugen und Aussenden von Lichtsignalen, enthaltend: eine kontinuierliche Lichtquelle (22), ein Filter (34), das optisch zum Empfang von Licht von der kontinuierlichen Quelle verbunden ist, wobei das Filter wenigstens zwei wählbare Einstellungen hat zum Modulieren der spektralen Zusammensetzung des empfangenen Lichtes gemäß seiner Einstellung (Fig. 7), einen Wandler (32), der optisch mit dem Filter (34) verbunden ist, zum Aussenden des Lichtes in die umgebende Atmosphäre, und eine Steuereinrichtung (40), die mit dem Filter verbunden ist, zum Wählen seiner Einstellung, um die spekrale Zusammensetzung des ausgesendeten Lichtes selektiv zu modulieren.

15. System nach Anspruch 14, wobei ferner wenigstens ein Lichtleiter-Übertragungsmedium (30) vorgesehen ist zum Ausbreiten von Licht aus der kontinuierlichen Quelle (22) zu dem Filter (34).

16. System nach Anspruch 14, wobei die Steuereinrichtung (40) das Filter steuert zum perioischen Verändern des modulierten Lichtes in ein sich wiederholendes Muster (Fig. 10), das eine Notsituation mitteilen soll.

17. System nach Anspruch 16, wobei die Steuereinrichtung (40) einen Speicher (44) aufweist und wobei der Speicher Musterinformation speichert, auf die von der Steuereinrichtung zum Steuern des Modulators zugegriffen wird.

18. System nach Anspruch 14, wobei die Steuereinrichtung (40) mit Mitteln (26) in Verbindung steht, die mit der kontinuierlichen Lichtquelle (22) verbunden sind, um die Intensität der kontinuierlichen Lichtquelle zu verändern.

19. System nach Anspruch 14, wobei der Wandler (32) eine Linse enthält.

20. System nach Anspruch 14, wobei die Steuereinrichtung (40) die Einstellung des Filters (36) in Verbindung mit den Mitteln (26) zum Verändern der Intensität der Lichtquelle (22) so wählt, daß jede Filtereinstellung einer Intensitätseinstellung entspricht.

21. System nach Anspruch 20, wobei die Steuereinrichtung (40) die Einstellung des Filters (36) und die Intensität der Lichtquelle (22) steuert, um abwechselnd die Eigenschaften des kontinuierlichen Lichtes in zwei bestimmte Ausgangszustände mit einer Wiederholungsrate zwischen ein und vier Hertz zu modulieren.

22. System nach Anspruch 21, wobei die Steuereinrichtung (40) Mittel (38, 42, 44) enthält zum Verändern des Tastverhältnisses des ersten Ausgangszustandes in bezug auf das Tastverhältnis des zweiten Ausgangszustandes.

23. Verfahren zum Erzeugen und Aussenden von Notlichtsignalen von einer kontinuierlichen Lichtquelle (22), die in dem Innenraum von einem Fahrzeug (12) angeordnet ist, enthaltend die Schritte: a) Senden von Licht aus einer kontinuierlichen Lichtquelle (22) in Richtung auf das Äussere des Fahrzeugs, b) Modulieren des kontinuierlichen Lichtes zwischen wenigstens ersten und zweiten Ausgangszuständen mit einer Rate im wesentlichen zwischen 0,1 und 10 Hertz, und c) Neuausrichten des modulierten Lichtes zum Aussenden von dem Äusseren des Fahrzeugs nach aussen.

24. Verfahren nach Anspruch 23, wobei der Schritt des Modulierens des kontinuierlichen Lichtes den Schritt enthält, daß ein Filter (36) gesteuert wird, um selektiv einen ersten Bereich von Wellenlängen des kontinuierlichen Lichtes für eine erste Zeitperiode und einen zweiten Bereich von Wellenlängen des kontinuierlichen Lichtes für eine zweite Zeitperiode auszufiltern, um die spektrale Zusammensetzung des ausgesendeten Lichtes periodisch zu verändern.

25. Verfahren nach Anspruch 23, wobei der Schritt des Modulierens des kontinuierlichen Lichtes den Schritt enthält, daß die Intensität des kontinuierlichen Lichtes eingestellt wird, um Licht bei einer ersten Intensität für eine erste Zeitperiode und bei einer zweiten Intensität für eine zweite Zeitperiode zu liefern.

26. Verfahren nach Anspruch 23, wobei der Schritt des Modulierens des kontinuierlichen Lichtes die Schritte enthält, daß die Intensität des kontinuierlichen Lichtes eingestellt wird, um Licht bei einer ersten Intensität für eine erste Zeitperiode und bei einer zweiten Intensität für eine zweite Zeitperiode zu liefern, und ein Filter (36) gesteuert wird, um selektiv einen ersten Bereich von Wellenlängen des Lichtes bei der ersten Intensität und einen zweiten Bereich von Wellenlängen des kontinuierlichen Lichtes bei der zweiten Intensität auszufiltern, um die Intensität des ausgesendeten Lichtes in Verbindung mit seiner spektralen Zusammensetzung periodisch zu verändern.

27. Verfahren nach Anspruch 26, wobei der Schritt des Modulierens des kontinuierlichen Lichtes den Schritt enthält, daß auf einen Speicher (44) zugegriffen wird, um Information zum Einstellen der Intensität und zum Steuern des Filters (36) zu erhalten.

28. Verfahren nach anspruch 26, wobei die erste Zeitperiode im wesentlichen gleich der zweiten Zeitperiode ist, so daß die Änderungsgeschwindigkeit zwischen den Zuständen ein 50 Prozent Tastverhältnis hat.

29. Verfahren nach Anspruch 26, wobei die erste Zeitperiode grösser ist als zweite Zeitperiode, so daß die Änderungsgeschwindigkeit zwischen dem Zustand grosser Intensität in bezug auf den Zustand kleiner Intensität ein Tastverhältnis von grösser als 50 Prozent hat.

30. Verfahren zum Erzeugen von Notlichtsignalen in einem Fahrzeug (12) und zum Aussenden der Signale an Beobachter ausserhalb des Fahrzeugs, wobei das Verfahren die Schritte enthält: Bereitstellen einer Lichtquelle (22) in einem Innenraum von einem Fahrzeug (12), wobei der Innenraum von einem Blickpunkt ausserhalb des Fahrzeugs nicht direkt sichtbar ist, Erzeugen von kontinuierlichem, breitbandigem Licht an der Lichtquelle (12), Übertragen des breitbandigen Lichtes von der kontinuierlichen Quelle zu einem Filter (36), periodisches Filtern des Lichtes an dem Filter, um wenigstens eine Farbe zu liefern, die von dem breitbandigen Licht unterschiedlich ist, Liefern des Lichtes an einen Ort ausserhalb des Fahrzeugs und Neuausrichten und Aussenden des periodisch gefilterten Lichtes von dem äusseren Ort in eine umgebende Atmosphäre, die das Fahrzeug umgibt, um Beobachtern ausserhalb des Fahrzeugs eine Notsituation zu signalisieren.