CN101589269B - 带有可调扩散透镜的头灯 - Google Patents

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    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Abstract

一种照明装置，包括头部组件(106)、电池组(110)和灯筒(108)。该灯筒(108)包括至少一个光源(142，144，146，148)和扩散透镜(104)。该扩散透镜(104)可枢转地联接至该灯筒(108)。该扩散透镜(108)构造成在第一位置和第二位置之间枢转，在该第一位置中该扩散透镜(108)对由这至少一个光源(142，144，146，148)发出的光进行扩散，在该第二位置中这至少一个光源(142，144，146，148)发出的光的大部分都没有被该扩散透镜(104)扩散。

Description

带有可调扩散透镜的头灯
技术领域
本发明总体上涉及照明装置，更具体地涉及可佩带的照明装置。
背景技术
通常，传统的手电筒包括筒体、装在筒体中的电池、灯泡座、灯泡和单个开关。这个开关通常装在筒体的外周上并且能触动以交替地打开和关闭手电筒。灯泡座通常包括弹簧，当灯泡座拧到筒体上时，该弹簧偏压在筒体中的电池上。该弹簧还用作电触点以向灯泡座中的灯泡供电。
这种传统的手电筒通常要求使用者根据需要用他或她的手拿着并指引手电筒。这会限制使用者的行动，因为他们被要求拿着手电筒而可能不能使用一只或一双手。
发明内容
下面介绍简化概述，从而提供对本发明的一个或多个方面的基本理解。这个概述不是本发明的详尽综述，既没有意图确定本发明的要素或关键元件，也没有意图叙述其范围。相反地，这个概述的主要目的是为了以简化形式介绍本发明的一些构思，作为后面介绍的更详细描述的前序。
一种照明装置，包括头部组件、电池组和灯筒。该灯筒包括至少一个光源和一种扩散透镜。该扩散透镜可枢转地联接至该灯筒。该扩散透镜构造成在第一位置和第二位置之间枢转，在该第一位置中该扩散透镜对由这至少一个光源发出的光进行扩散，在该第二位置这至少一个光源发出的大量的光都没有被该扩散透镜扩散。
一种通过扩散透镜选择性地对从人可佩带的头灯的灯筒中的至少一个光源发出的光进行扩散的方法，包括选择性地将可枢转地联接至该灯筒的扩散透镜枢转到多个不同位置中的一个，该扩散透镜在这个位置中根据扩散透镜的位置对由这至少一个光源发出的光进行扩散。
在一个实施例中，箍带中的至少一个包括套筒，电缆延伸穿过该套筒。
在一个实施例中，还包括固定至箍带中的至少一个的套筒，电缆被引导穿过所述套筒。
本发明还公开了其它装置和方法。
为了实现上述及相关的目标，本发明包括下文详细描述的特征，特别是在权利要求书中所指出的特征。下列说明和附图详细阐述了本发明的某些图示方面和实施方式。然而，这些只是对应用本发明原理的不同方式中的一些的陈述。通过下面结合附图对本发明的详细描述，本发明的其它目的、优点和新颖特征将变得更明显。
附图说明
图1是根据本发明实施方式的照明装置的透视图。
图2是根据本发明实施方式的照明装置的正视图。
图3是根据本发明实施方式的照明装置的后视图。
图4是根据本发明实施方式的照明装置的左视图。
图5是根据本发明实施方式的照明装置的右视图。
图6是根据本发明实施方式的照明装置的俯视图。
图7是根据本发明实施方式的照明装置的仰视图。
图8是根据本发明实施方式的照明装置的正视图，进一步图示了灯筒。
图9是根据本发明实施方式的照明装置的另一个后视图。
图10是根据本发明实施方式的照明装置的另一个侧视图。
图11是根据本发明实施方式的照明装置的另一个侧视图。
具体实施方式
下面将参照附图描述本发明，在所有附图中，相同附图标记的元件代表相同的部件。这里提供的这些图和这些图的相应描述都只是为了示例性目的。根据目前的描述，本领域技术人员将获知用于制造附图和下列描述所示装置和结构的其它实施方式和方法。
图1至9是示出根据本发明实施方式的照明装置100的图。照明装置100可以戴在使用者的头上或头盔上，从而便于手的自由操作。
图1是根据本发明实施例的照明装置100的透视图。照明装置100包括灯筒108、头部组件106、左箍带116、右箍带114、顶箍带118和电池组110。
灯筒108包着一个或多个光源并且包括透镜圈或透镜座102、扩散透镜104、第一模式开关102和第二模式开关122。扩散透镜104围绕透镜圈102的下部能枢转，以在关闭或扩散位置中操作作为区域光，以及在打开或非扩散位置中操作作为探照灯。扩散透镜104是透明的，其能分散/扩散通过其的光。扩散透镜104可定位在打开位置的整个范围内来获得扩散度。
灯筒108和电池组110能气密地密封以减少或阻止外部气体进入灯筒108和/或电池组110。
第一模式开关120选择一个或多个第一操作模式。在一个例子中，第一模式开关120包括按钮，该按钮用于选择高强度白光、低强度白光和/或关灯操作模式。第二模式开关122选择一个或多个第二操作模式。在一个例子中，第二模式开关122包括按钮，该按钮用于选择红光、绿光和/或关灯操作模式。
灯筒108通过一对枢轴套124附接至头部组件106。灯筒108可以经由枢轴套124指向一个或多个方向。枢轴套124中的一个包括孔眼或类似机构，其通向灯筒。此外，枢轴套124包括锁销或其它机构(未示出)以部分地将灯筒108固定在相对于头部组件106的不同方位。头部组件106还包括箍带释放扣112，箍带释放扣112允许顶箍带附接到头部组件106上和/或脱离头部组件106。可以在头部组件106的后部固定衬垫材料(未示出)。
电池组110通常经由导线130向灯筒108供电。电池组110包括头板126，在这个头板上固定着电池组衬垫128。如图3所示，电池组盒132包括电池穴，并被固定到头板126的相对侧或面向外面的侧上。电池组110可构造成使其重量大约等于灯筒的重量，以利于装置100的重量分布和/或穿戴。此外，电池组110可由较轻部件构成以减轻装置100的重量。
左箍带116联接至头部组件106和头板126。左箍带116包括尺寸调整机构116b，用于调整箍带116的长度。左箍带116由合适的材料制成，例如，布、软金属、塑料等等。
右箍带114联接至头部组件106和头板126。右箍带114也包括尺寸调整机构114b，如图5所示，与左箍带116所用的类似。右箍带114还包括导线引导机构138，如图5所示，用于引导和保护导线或电缆130。在一个例子中，该机构138包括固定到右箍带114上的保护套。在另一个实施例中，该机构138包括进入并固定到箍带114上的多个孔眼和/或箍带。右箍带114由合适的材料制成，例如，布、软金属、塑料等等。
请注意，导线或电缆130可包括多重导体，用于导电和/或传递信息。这个信息包括电力需求、操作模式、剩余电量等等。
在替换实施例中，右箍带114包括导电细丝和/或纤维，用于导电和/或传递信息，至少部分地省略了导线130。
顶箍带118经由箍带释放扣112和头板126联接至头部组件106。顶箍带118还包括调整机构118b，该调整机构118b与左箍带116所用的类似。顶箍带118由合适的材料制成，例如，布、软金属、塑料等等。
箍带114、116和118中的一个或多个可包括利于抓握箍带114、116和118的材料。这样的材料可以是箍带的一部分和/或加在箍带114、116和118的表面上。在一个例子中，这样的材料包括硅基材料或类似物。这样的材料可助于抓握放置到照明装置100上的帽子或其它物体。这样的材料还可助于使用者保持照明装置100。这些例子只是示例性的，并不是进行限制。
图2是根据本发明实施方式的照明装置100的正视图。图显示枢轴套124经由枢轴套124中的一个124b附接灯筒108和进入灯筒108的电线。
图3是根据本发明实施方式的照明装置100的后视图。板134固定至电池组110的面向外面的部分。该板134包括识别信息和/或为电池组提供附加的结构支撑。在一个例子中，该板134由金属制成。电池组附接机构136固定至头板和/或盒132，图显示该板134联接至顶箍带118以允许顶箍带附接头板126和/或脱离头板126。在该例子中，图显示电线130通过索环连接至电池组110。
图4是根据本发明实施方式的照明装置100的左视图。本视图进一步图示左侧箍带116和顶箍带118。
图5是根据本发明实施方式的照明装置100的右视图。本视图进一步图示右侧箍带114和机构138。电线130包括盘绕部分130b，其考虑并允许电池组110与灯筒108之间的长度或距离的改变。
图6是根据本发明实施方式的照明装置100的俯视图。图进一步图示了第一和第二开关120和122。
图7是根据本发明实施方式的照明装置100的仰视图。电池枢轴套140a和140b将盒132可枢转地固定至头板126。盒132可定向在多个位置中以便于电池的插入和/或取出或装置的使用。
图8是根据本发明实施方式的照明装置100的正视图，图进一步图示灯筒108。在这个例子中，一个或多个内装光源包括，发白光二极管(LED)142、第一发红光LED 144、发绿光LED 146和第二发红光LED 148。在这个例子中，这些LED都是5mm的尺寸。设置反光镜150以利于光源的光线发射。这些反光镜150包括抛物面形反光镜、非球面反光镜及类似物。请注意，本发明的替换方面可包括其它光源以及与图8不同的光源配置。
图9是根据本发明实施方式的照明装置100的另一个后视图。该视图进一步图示电池组110的内部，图显示电池组110带有插入式电池152和电路板154。这些插入式电池152包括一次电池和/或二次电池，例如碱性电池、锂电池、镍氢电池以及类似类型的电池，这些电池经由连接结构或触点联接至电线130和/或电路板154。该电路板154监控开关120、122的状态并且根据这些状态控制操作模式。替换性地，开关120、122自身控制操作模式。
在一个例子中，电路板154还监控电池消耗和剩余电量。而且，在一个例子中，电路板可显示低剩余电量，例如通过闪烁其中的一个光源。此外，作为其它的例子，电路板154可在一段时间过后自动关闭光源，在低电耗模式下工作，其中，光源是脉宽调制的以在低强度和低电耗下提供照明。另外，作为其它的例子，电路板154便于插入式电池的充电、温度监控和控制，实施电力调节等等。
其它装置(未示出)，例如铅笔夹、工具架、文件固定架、手机及类似物可以可移动地附接至装置100的各个部分，例如头部组件106或箍带114、116。例如，左侧箍带116中的套管可以用于铅笔或钢笔的附装。作为另一个例子，托架或夹具可附接至装置100用以保持或支撑水平仪或卷尺。
图1至9是用作示例目的。应当认识到，本发明的替代实施方式包括对装置100的改型和省略。
图10是根据本发明实施方式的照明装置1500的侧视图。这个视图只是作为一个例子用作示例目的，并没有意图限制本发明为所示特定装置。为了进一步描述这些部件，给出的附图标记与上述装置100的部件的类似。
在该视图中，显示灯筒1508的扩散透镜1504位在部分缩进的位置中。
图11是根据本发明实施方式的照明装置1500的另一个侧视图。这个视图只是作为一个例子用作示例目的，并不意图限制本发明为所示特定装置。
在该视图中，显示灯筒1508的扩散透镜1504处于缩进的位置中。
尽管从特定方面或多个方面显示和描述了本发明，但是，很明显，一旦本领域技术人员阅读并理解了本说明书和附图，就会想到同等替换和改型。特别是对于由上述部件(组件、装置、电路等)执行的各种功能，用于描述这些部件的术语(包括提及的“装置”)，除非另外指明，都意图对应于执行所述部件的特定功能的任何部件(也就是说，是功能等同的)，尽管在结构上不等同于本发明所示示例性实施例中执行这个功能所公开的结构。此外，尽管就本发明的几个方面中的一个描述了本发明的特定特征，但是，这些特征可以与其它方面的一个或多个特征相结合，因为这是任何给定或特定应用所期望和有利的。同样，术语“示例性的”只是作为例子，而不是最佳或优良的解决方案。而且，对于用在详细说明或权利要求书中的术语“包括”的范围，这个术语意图是包含性的，类似于术语“包含”。

Claims (38)

1.一种照明装置(100)，包括：
头部组件(106)；
电池组(110)，其操作性地通过电缆(13)联接至所述头部组件的第一端，所述电缆包括多重导体，用于传递电力和信息，所述信息包括电力需求、操作模式和剩余电量；
电池组还包括电路板(154)，所述电路板(154)操作性地监控电池的使用、监控剩余电量、指示低剩余电量、在预设时间段之后自动关闭、并且以低电耗模式工作；和
灯筒(108)，其操作性地联接至所述头部组件的第二端，所述灯筒(108)包括：
至少一个光源(142，144，146，148)；
透镜圈(102)；和
扩散透镜(104，1504)，其可绕灯筒(108)的透镜圈的下部枢转，所述扩散透镜(104)构造成在第一位置和第二位置之间枢转，在所述第一位置中所述扩散透镜(104)扩散由所述至少一个光源(142，144，146，148)发出的光，在所述第二位置中所述至少一个光源(142，144，146，148)发出的大量的光没有被所述扩散透镜(104)扩散，所述扩散透镜(104，1504)可定位在缩进位置中。
2.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：所述扩散透镜(104)构造成枢转至处于所述第一和第二位置之间的至少一个位置，所述扩散透镜(104)在处于所述第一和第二位置之间的所述至少一个位置时，部分地扩散由所述至少一个光源(142，144，146，148)发出的光。
3.根据权利要求2所述的照明装置，其特征在于：当所述扩散透镜(104)处于所述第一和第二位置之间的所述至少一个位置时，该扩散透镜(104)扩散的由所述至少一个光源(142，144，146，148)发出的光比所述扩散透镜(104)处在所述第一位置时的要少，而比所述扩散透镜(104)处在所述第二位置时的要多。
4.根据权利要求3所述的照明装置，其特征在于：所述扩散透镜(104)可在所述第一和第二位置之间的整个位置范围内定位，由此提供了扩散度的范围。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的照明装置，其特征在于：所述扩散透镜(104)包括透明材料，该透明材料扩散通过其的光。
6.根据权利要求5所述的照明装置，其特征在于：所述灯筒(108)包括第一模式开关(120)，该第一模式开关操作所述至少一个光源(142，144，146，148)中的第一光源(142)。
7.根据权利要求6所述的照明装置，其特征在于：所述第一模式开关(120)选择一个或多个第一操作模式。
8.根据权利要求7所述的照明装置，其特征在于：所述一个或多个第一操作模式包括高强度模式、低强度模式和关灯模式。
9.根据权利要求6所述的照明装置，其特征在于：所述灯筒(108)包括第二模式开关(122)，该第二模式开关操作所述至少一个光源(142，144，146，148)中的第二光源(144，146，148)。
10.根据权利要求9所述的照明装置，其特征在于：所述第二模式开关(122)选择一个或多个第二操作模式。
11.根据权利要求10所述的照明装置，其特征在于：所述一个或多个第二操作模式包括第一红光模式、第二红光模式、绿光模式和关灯模式。
12.根据权利要求9所述的照明装置，其特征在于：所述一个或多个第一操作模式不同于所述一个或多个第二操作模式。
13.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：所述至少一个光源(142，144，146，148)是5mm的发光二极管。
14.根据权利要求1、2、3或4所述的照明装置，其特征在于：所述灯筒(108)通过至少一个枢轴(124)附接至头部组件(106)，所述灯筒(108)构造成围绕所述至少一个枢轴(124)在至少第一位置与第二位置之间移动，在所述第一位置中，所述至少一个光源(142，144，146，148)发出的光被引向第一方向，在所述第二位置中，所述至少一个光源(142，144，146，148)发出的光被引向不同的第二方向。
15.根据权利要求14所述的照明装置，其特征在于：所述至少一个枢轴(124)包括将所述灯筒(108)保持在第一或第二位置中的机构。
16.根据权利要求14所述的照明装置，其特征在于：所述电缆(130)从所述电池组(110)延伸至所述至少一个光源(142，144，146，148)的，所述电缆(130)与所述电池组(110)中的一个电池以及所述至少一个光源(142，144，146，148)成电连接，所述电池经由所述电缆(130)向所述至少一个光源(142，144，146，148)供电。
17.根据权利要求16所述的照明装置，其特征在于，所述头部组件(106)包括：
左箍带(116)；
右箍带(114)；以及
顶箍带(118)。
18.根据权利要求17所述的照明装置，其特征在于：所述箍带(114，116，118)都布置成符合人头部的形状。
19.根据权利要求17所述的照明装置，其特征在于：所述头部组件(106)包括用于将所述顶箍带(118)可移动地固定至所述头部组件(106)的机构(112)。
20.根据权利要求17所述的照明装置，其特征在于：所述箍带(114，116，118)中的至少一个包括抓握材料。
21.根据权利要求20所述的照明装置，其特征在于：所述抓握材料包括硅基材料。
22.根据权利要求17所述的照明装置，其特征在于：所述箍带(114，116，118)中的至少一个包括套筒，所述电缆(130)延伸穿过该套筒。
23.根据权利要求17所述的照明装置，其特征在于：还包括固定至所述箍带(114，116，118)中的至少一个的套筒，所述电缆(130)被引导穿过所述套筒。
24.根据权利要求17所述的照明装置，其特征在于：所述箍带(114，116，118)中的至少一个包括尺寸调整机构(116b)，用于调整箍带(114，116，118)的长度。
25.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：所述电路板(154)在预设时间段之后自动关闭所述至少一个光源(142，144，146，148)。
26.根据权利要求25所述的照明装置，其特征在于：所述电路板(154)在低电耗模式下操作所述至少一个光源(142，144，146，148)，所述至少一个光源(142，144，146，148)受到脉宽调制以在降低的强度和降低的电耗下提供照明。
27.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：所述电路板(154)易于进行给插在所述电池组(110)中的至少一个电池充电、温度监控和电力调节中的至少一种。
28.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：所述电池组(110)是气密密封的。
29.根据权利要求28所述的照明装置，其特征在于：所述气密密封实质阻止外部气体进入所述电池组(110)。
30.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：还包括紧固装置，用于将铅笔夹、工具架、文件固定架或手机中的至少一个可移动地附接至所述装置(100)。
31.一种经由扩散透镜(104)选择性地扩散从至少一个光源(142，144，146，148)发出的光的方法，该至少一个光源位于人可佩带的头灯(100)的灯筒(108)中，该方法包括：
选择性地将可枢转地联接至所述灯筒(108)的所述扩散透镜(104)枢转至多个不同位置中的一个，所述扩散透镜(104)在这个位置中根据扩散透镜(104)的位置对由所述至少一个光源(142，144，146，148)发出的光进行扩散，所述扩散透镜(104，1504)还可定位在部分缩进的位置中。
32.根据权利要求31所述的方法，其特征在于：所述扩散透镜(104)在所述多个不同位置的每一个处将发出的光扩散到不同的程度。
33.根据权利要求31所述的方法，其特征在于，还包括：
使用所述头灯的第一开关来根据多个第一模式中的一个操作所述至少一个光源(142，144，146，148)的第一光源；以及
使用所述头灯的第二开关来根据多个第二模式中的一个操作所述至少一个光源(142，144，146，148)的第二光源。
34.根据权利要求33所述的方法，其特征在于：所述多个第一模式包括高强度模式、低强度模式和关灯模式，所述多个第二模式包括第一红光模式、第二红光模式、绿光模式和关灯模式。
35.根据权利要求31或33所述的方法，其特征在于：还包括围绕至少一个枢轴(124)枢转所述灯筒(108)以对所述至少一个光源(142，144，146，148)发出的光进行导向。
36.根据权利要求31或33所述的方法，其特征在于：还包括引导向所述至少一个光源(142，144，146，148)供电的导线穿过所述头灯(100)的头部箍带(114，116，118)。
37.根据权利要求36所述的方法，其特征在于：所述箍带(114、116、118)中的至少一个在其表面上包含抓握材料。
38.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：所述扩散透镜(104，1504)还可定位在部分缩进的位置中，使得所述扩散透镜(104，1504)至少部分地置于所述灯筒(108)中。
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