CN110873294B - 戴在人的手腕上的有源照明设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种设置在人手腕上的有源照明设备(1)，用以照亮人正在走的路。该设备优选为腕表的形式。该设备包括由控制单元(2)控制的第一光源(5)。第一光源放置在表壳的一部分上。由控制单元激活的每个第一光源可以产生与由控制单元激活的另一个第一光源产生的光束的方向不同的光束。该设备还包括连接到控制单元的运动传感器(3，4)，以确定穿戴该设备的人的手腕运动，从而允许控制单元根据人的手腕运动选择要激活的某些第一光源，以便照亮在相同的向前方向上要沿循的路径。

Description

戴在人的手腕上的有源照明设备

技术领域

本发明涉及一种穿戴在人手腕上的有源照明设备，其特别是用于在环境光不足时照亮所走的路径。可穿戴的有源照明设备可以是电子腕表或电子机械腕表的形式，或者是具有电子元件的手环的形式。

背景技术

为了充分照亮步行的人所走的路径或道路，已知使用一种可穿戴的照明设备，可以恰当地调节由一个或多个光源产生的光的强度。这种照明设备也可以用于在黑暗中行走或跑步。这种照明设备可以放置在例如人的头部，并且在黑暗中行走或跑步时可以手动打开。

在这方面可以参考美国专利申请2018/0112839A1，其公开了一种具有可定向光源的手环。然而，没有对在行走或跑步过程中考虑手环的运动的光源的取向的描述。因此，这种带有光源的手环不能恰当地照亮穿戴所述手环的行人或跑步者所走的路径，这是一个缺点。

美国专利申请2017/0241634 A1号公开了一种手环，该手环具有附接和连接各种光源的可能性，但是如前所述，光源保持在明确限定的方向上，并且不能恰当地照亮穿戴所述手环的行人或跑步者所走的路径，这构成了一个缺点。

发明内容

因此，本发明的一个目的是克服上述缺点，制造一种穿戴在人手腕上的有源照明设备，该设备易于使用且不复杂，以便在考虑人手腕运动的同时恰当地照亮人所走的路径。

为此，本发明涉及一种放置在人手腕上的可穿戴有源照明设备，其被穿戴在人手腕上以用于照亮穿戴该照明设备的人所走的路径，该照明设备是腕表的形式，或者是具有电子元件的手环的形式，所述腕表具有由表镜封闭的至少一个表壳和连接到表壳中间部件的表带。该设备包括：第一光源，其由所述设备的控制单元控制，所述第一光源放置在表壳或手环的第一部分上；至少一个运动传感器，其连接到所述控制单元，以确定穿戴该设备的人的手腕运动。由所述控制单元激活的每个第一光源被布置成使得其能够产生与由所述控制单元激活的另一个第一光源产生的光束的取向不同的光束，并且控制单元被布置成根据所确定的人的手腕运动来选择要激活的特定第一光源，以便照亮在相同的限定的向前方向上要沿循的路径。

在本文中还限定了该照明设备的特定实施例。

根据本发明的照明设备的一个优点存在于这样的事实中：在使用过程中，照明设备保持由第一光源产生的光的同一个方向，以照亮穿戴该照明设备的人要沿循的路径。因此，控制单元基于运动传感器的测量结果选择第一光源，以便在行走或跑步期间不跟随人的手腕的运动，从而光照总是保持在相同的向前方向。

有利地，可以提供第二光源，第二光源布置在照明设备中，以产生不同于向前的光照的颜色的向后光照，从而向来自后面的车辆其他人发出使用照明设备的人的存在的信号。

优选地，照明设备可以是腕表的形式，或者简单地是带有电子元件的手环。在腕表的情况下，光源可以安装在表壳的一部分上，例如安装在表圈上，以便使每个光源一旦被激活就在表壳的径向向外的方向上，即基本上在平行于表盘和垂直于表壳中间部件的方向上，产生光束。来自被激活的光源的每个光束与另一个被激活的光源的光束的方向不同。要激活的光源的选择由控制单元基于至少一个运动传感器(例如磁力计或加速度计)的测量结果来控制。

附图说明

基于附图所示的至少一个非限制性实施例，放置在人手腕上的可穿戴有源照明设备的目的、优点和特征将在以下描述中更加清楚地显现，其中:

-图1表示本发明的有源照明设备的组件的简化框图，

-图2表示根据本发明的腕表形式的可穿戴有源照明设备的实施例的简化视图，

-图3表示图2中的根据本发明的腕表形式的可穿戴有源照明设备的实施例的简化的局部剖视图，以及

-图4示意性地示出了根据本发明的穿戴在人手腕上的腕表形式的可穿戴有源照明设备，用于照亮人所走的路径。

具体实施方式

在下面的描述中，涉及的是要放置在人手腕上的可穿戴主动/有源照明设备。本领域技术人员熟知的所有电子元件将仅以简化的方式进行描述。照明设备可以有利地是腕表的形式或带有电子元件的手环的形式。

需要注意的是，“腕表的形式”不一定意味着它本质上是腕表。然而，照明设备的构造与这样的腕表的构造相同：该腕表具有表壳、表镜以及一件式或两件式的表带，表镜封闭表壳上部以在表盘或液晶显示器上显示信息，表带连接至表壳以将照明设备放置在人手腕周围。

图1是根据本发明的放置在人手腕上的可穿戴有源照明设备1的各种主要部件的简化视图。照明设备1是具有至少一个由一件式或两件式表带连接的表壳的腕表的形式，或者是具有电子元件的手环的形式。照明设备1也可以是如图2至4中所示出的腕表。

照明设备1包括连接到控制单元2的至少一个运动传感器3、4，以及连接到控制单元2的至少第一光源5。控制单元2连接到未示出的连续电源。该电源优选地是DC电压源，其来自可充电电池或一次电池，或者从接收的电磁辐射中提取并整流而获取电力。如下面参考图2和3所示，照明设备1可以通过表壳上的或对表壳进行封闭的表镜上的开关按钮或触摸按钮的动作来手动激活。

如下面参考图2和3所示，对于腕表形式的照明设备1，第一光源5可以设置在由表镜封闭的表壳中间部件上，或者设置在固定到表壳中间部件的表圈上。照明设备1还可以包括连接到控制单元2的第二光源6。这些第二光源也可以放置在表壳中间部件上，例如由表镜封闭的表壳上，或者固定至表壳中间部件的表圈上。

每个第一光源5被布置成一旦被激活就产生与其他每个光源的取向都不相同的光束。因此，这允许控制单元2基于运动传感器3、4的测量结果自动选择某些第一光源5，使得穿戴照明设备1的人所遵循的路径的光照L1总是保持在相同的方向上。第一光源5的选择取决于穿戴照明设备1的人的手腕运动，以便不管手腕的运动如何均沿相同的前进方向照亮行进的路径。

每个第二光源6也被布置成一旦被激活就产生与其他每个光源的取向都不相同的光束。基于运动传感器3、4的测量结果，控制单元2还自动选择某些第二光源6，以产生与光照L1相反的光照L2，同时将光照L2保持在与光照L1相反的同一个方向上。

在照明设备1具有第一和第二光源5、6的情况下，可以设想使第一光源5的光照L1具有不同于第二光源6的光照L2的颜色。例如，用于穿戴照明设备1的人的前方照明的光照L1可以是白光，而用于提供后方照明以指示出在道路上行走或奔跑的人的存在的光照L2可以是红光。

第二光源6也可以由控制单元2控制，以提供闪烁的红色的第二光照L2。这使得可以增加可见度，以向从后面来的车辆或其他人发出指示使用照明设备的人的存在的信号，并且进一步降低电力消耗。

自然，也可以设置双色的第一光源5。在这种情况下，没有第二光源6，但是第一光源必须由控制单元选择，以在行走或跑步期间产生第一颜色的前向光照L1和第二颜色的后向光照L2。第二光照L2也可以是闪烁的光。

每个第一或第二光源可以是LED发光二极管，或者两个例如头对尾安装的LED发光二极管的组合，以产生向前照射的第一颜色的光束，或者反向的不同于第一颜色的第二颜色的光束。

照明设备1可以包括两个运动传感器，例如磁力计3和加速度计4，以向控制单元2提供测量信号。磁力计3和加速度计4可以是三轴型。所述控制单元2还可以包括至少一个存储器21，用于存储由运动传感器3、4获得的测量结果，和用于管理和计算由传感器进行的测量的至少一个计算算法。控制单元2还可以包括自己的时基22，例如低频振荡器，其可以是腕表石英振荡器或微机电系统，以便对测量和控制第一和第二光源5、6的操作进行计时。因此，该控制单元2可以是微控制器。

还应当注意，一旦被激活，控制单元2可以通过至少一个运动传感器3、4考虑穿戴照明设备1的人的手腕的初始位置。这使得可以在开始行走或跑步之前首先校准第一光照L1的方向和第二光照L2的方向。因此，例如光照L1的方向一旦被校准，就允许光照L1的方向被固定地保持，而不管手腕如何移动，为了在黑暗中恰当地照亮要沿循的路径这是希望出现的结果。

原则上，不调整各个激活光源的光强度，而是寻求对于由控制单元2激活的光源产生的每个光照具有最大强度。

图2和图3表示处于工作位置的可穿戴有源照明设备1的实施例。照明设备1在此为腕表。该腕表1包括具有表壳中间部件12的表壳，表壳中间部件12由带有密封垫圈13的后盖14封闭，表壳由表镜18封闭，表镜18由垫圈17固定到表圈10上，表圈10自身通过另一个密封垫圈11连接到表壳中间部件12上。用于指示时间的表盘16和指针20可以通过表镜18看到。表带30通过紧固件连接到表壳中间部件12，以将照明设备1放置在使用所述设备的人的手腕上。图2中的按钮40通过表壳中间部件12安装，以连接到控制单元2，按钮40设置为用于手动调节时间或者用于初始化和激活照明设备1。还可以提供连接到表壳内的控制单元2的触摸按钮，以初始化和激活照明设备1。

腕表1还包括表壳内的腕表机芯或电子表模块19，以及连接到一个或两个运动传感器3、4的控制单元2，运动传感器3、4例如是磁力计3和加速度计4。如下所述，控制单元2通过柔性印刷电路板15电连接到每个光源5、6。优选地，至少第一光源5部分放置在表圈10的空腔内，并且部分朝向表圈10的外部开口，特别是以透镜的形式。

如图2中示意性示出的，第一光源5放置在表圈10上或部分位于表圈10内，在这种情况下，第一光源5是环形或圆形的。提供了数个第一光源5，放置在表圈10周缘的圆的一部分上，优选规则地彼此间隔开。第一光源5可以放置在中午和6点之间总计180°的圆的一部分上。每个第一光源5电连接到布置在表壳内的控制单元2，以便根据也布置在表壳内的运动传感器3、4的测量结果而被激活。一旦被激活，每个第一光源5可以产生光束F，如图3所示，光束F被引导到表壳的径向外侧，即基本上在平行于表盘16和垂直于表壳中间部件12的方向上。因此，每个第一光源5产生的光束F的方向不同于另一个激活的光源产生的光束的方向。光束F可以是锥形的。

在本例中，为了产生第一光照L1，例如提供了由控制单元2激活并在图2中以灰色示出的四个光源5，其限定了第一照明扇区。其他第一光源5未激活。然而，在人的手腕以角度θ移动期间，控制单元2执行对相继的第一光源5——例如被选择的其他四个相继的第一光源5——的另一选择和激活，以保持相对于穿戴照明设备1的人所走路径的地面50成角度α的光照L1的相同方向。第一光照L1是来自四个激活光源5的四个光束F的组合。在使用照明设备1时，光照L1的方向随着图2的按钮40的手动操作而被存储在手腕的初始位置。

如果有使用，第二光源6也放置在环形或圆形的表圈10上或部分放置在表圈10内。提供了数个第二光源6，其布置在表圈周缘的圆形的一部分上，并且优选规则地彼此间隔开。第二光源6可以布置在圆形的6点至午夜之间的共计180°的一部分上。每个第二光源6电连接到布置在表壳内的控制单元2，以便根据同样布置在表壳内的运动传感器3、4的测量结果而被激活。一旦被激活，每个第二光源6可以产生沿表壳径向指向外部的光束，即基本上在平行于表盘和垂直于表壳中间部件的方向上。因此，每个第二光源6产生的光束的方向不同于另一个激活的第二光源产生的光束的方向。第二光源6的数量可以等于第一光源5的数量，以产生与第一光照L1相反的第二光照L2。

在本例中，为了产生第二光照L2，例如提供了由控制单元2激活并在图2中以灰色示出的四个第二光源6，其限定了与第一照明部分相对的第二照明扇区。其他第二光源6未激活。然而，在人的手腕以角度θ移动期间，控制单元2执行对相继的第二光源6——例如选择四个其他相继的第二光源——的另一选择和激活，以保持光照L2处于相对于穿戴照明设备1的人所走路径的地面50成角度α的同一方向。第二光照L2是来自四个激活的第二光源6的四个光束的组合。在使用照明设备1时，光照L2的方向随着按钮40的手动动作而被存储在手腕的初始位置。例如，第一光照L1可以是白色，而第二光照L2可以是红色。

应当注意，也可以设想在表圈10的整个周缘上仅设置两种颜色的第一光源。在这种情况下，每个第一光源5包括两个首尾相连安装的发光二极管。以这种方式，控制单元2可以激活在第一照明扇区上产生白色光束的第一光源5，以及在第二照明扇区上产生红色光束的其他第一光源5。

在图3中，第一光源5可以布置在表圈10的整个周缘上，部分位于表圈10的空腔内。如果还使用了第二光源，也可以设想在表圈10的整个周缘上以同轴方式将它们放置在第一光源5的上方或下方。每个第二光源到控制单元2的电连接可以通过布置成经过表盘16的下方的柔性印刷电路板15来实现。

图4示意性地示出了戴在人手腕上的腕表形式的用于照亮人所走的路径的可穿戴有源照明设备1。在这种情况下，腕表穿戴在左臂B的腕部上，但是也可以设想将该腕表戴在右臂的腕部上。注意，在具有腕部的手臂B沿方向D向上移动的过程中，在照明设备1开始使用时，被初次校准的第一和第二光照L1和L2始终保持在相同的照明方向上——对于第一光照L1是向前而对于第二光照L2是向后。这清楚地照亮了穿戴照明设备1的人在路径或道路上行走或跑步时所走的路径。

应当注意，第一光源5或第二光源6可以放置在图3中的表壳中间部件12的外壁上，或者放置在表壳中间部件12的外部空腔中，而不是放置在表圈10上或表圈10内部。光源的布置可以与上面参考图2和3描述的相同。

还应当注意，表壳的形状可以不同于通常的圆柱形(即从上方看是圆形)。从上面看，它可以是椭圆形，也可以是矩形或其他形状。在这种情况下，光源必须例如在表壳中间部件的周缘或表壳中间部件的外壁上被适当地定向，以便允许光源被选择用于激活，并且无论手腕的运动如何，总是具有一致的向前照明而不会变化。

照明设备也可以是具有电子元件的手环，其中第一光源或第二光源可以安装在手环的侧向周缘上。光源也必须被合适地定向，以无变化地产生至少第一前向照明。

根据给出的描述，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，可以设想穿戴在人手腕上的有源照明设备的几种变型。

Claims (17)

1.有源照明设备(1)，其被穿戴在人手腕上以用于照亮穿戴该照明设备(1)的人所走的路径，该照明设备(1)是腕表的形式，或者是具有电子元件的手环的形式，所述腕表具有由表镜(18)封闭的至少一个表壳和连接到表壳中间部件(12)的表带(30)，

该设备包括:

-第一光源(5)，其由所述设备的控制单元(2)控制，所述第一光源(5)放置在表壳或手环的第一部分上，

-至少一个运动传感器(3，4)，其连接到所述控制单元(2)，以确定穿戴该设备的人的手腕运动，

其特征在于，由所述控制单元(2)激活的每个第一光源被布置成使得其能够产生与由所述控制单元(2)激活的另一个第一光源产生的光束的取向不同的光束，并且

控制单元(2)被布置成根据所确定的人的手腕运动来选择要激活的特定第一光源(5)，以便照亮在相同的限定的向前方向上要沿循的路径。

2.根据权利要求1所述的有源照明设备(1)，其特征在于，该设备包括:

-由控制单元(2)控制的第二光源(6)，所述第二光源(6)放置在表壳或手环的第二部分上，其中由控制单元(2)激活的每个第二光源能够产生与由控制单元(2)激活的另一个第二光源产生的光束方向不同的光束，以及

由控制单元(2)激活的第二光源(6)根据由运动传感器(3，4)获得的测量结果，产生与由控制单元(2)激活的第一光源(5)所产生的第一光照(L1)方向相反的第二光照(L2)。

3.根据权利要求2所述的有源照明设备(1)，其特征在于，第一和第二光源(5，6)是发光二极管。

4.根据权利要求1所述的有源照明设备(1)，其特征在于，每个所述第一光源(5)均包括两个首尾相连安装的发光二极管，其中第一发光二极管一旦被激活就产生第一颜色的光束，而第二发光二极管一旦被激活就产生不同于第一颜色的第二颜色的光束。

5.根据权利要求1所述的有源照明设备(1)，其特征在于，所述运动传感器是磁力计(3)或加速度计(4)。

6.根据权利要求1所述的有源照明设备(1)，其特征在于，所述设备包括两个运动传感器，即磁力计(3)和加速度计(4)。

7.根据权利要求1所述的有源照明设备(1)，其特征在于，所述控制单元(2)包括存储器(21)和时基，所述存储器(21)用于存储由一个或两个运动传感器(3，4)获得的测量结果和用于由传感器获得的测量结果的管理与计算的至少一个计算算法，所述时基具有用于对测量和选择要激活的光源的操作进行计时的低频振荡器。

8.根据权利要求7所述的有源照明设备(1)，其特征在于，一旦被手动激活，所述控制单元(2)就确定放置在人手腕上的照明设备(1)的初始位置，以便校准和初始存储由所述控制单元(2)激活和选择的第一光源产生的第一前向光照(L1)的方向。

9.根据权利要求1所述的有源照明设备(1)，其中，所述照明设备(1)是腕表的形式，所述腕表具有大致圆柱形的表壳，其特征在于，所述第一光源(5)安装在圆形表圈(10)上或部分位于圆形表圈(10)内，所述表圈固定到表壳中间部件(12)。

10.根据权利要求9所述的有源照明设备(1)，其特征在于，多个第一光源(5)至少设置在表圈(10)的周缘处的小于或等于180°的圆周部分上，同时彼此间隔开。

11.根据权利要求10所述的有源照明设备(1)，其特征在于，所述多个第一光源(5)彼此规则地间隔开。

12.根据权利要求10所述的有源照明设备(1)，其特征在于，多个第二光源(6)设置在表圈(10)的周缘处的小于或等于180°的至少一个其他圆周部分上，并且面向第一光源，并且第二光源(6)彼此规则地间隔开。

13.根据权利要求9所述的有源照明设备(1)，其特征在于，所述第一光源(5)设置在圆形表圈(10)的整个周缘上，同时彼此间隔开。

14.根据权利要求13所述的有源照明设备(1)，其特征在于，所述第一光源(5)彼此规则地间隔开。

15.根据权利要求13所述的有源照明设备(1)，其特征在于，每个所述第一光源(5)包括头对尾安装的两个发光二极管，其中第一发光二极管一旦被激活就产生第一颜色的光束，而第二发光二极管一旦被激活就产生不同于第一颜色的第二颜色的光束，并且由控制单元(2)选择和激活的特定第一光源(5)产生向前的白色的第一光照(L1)，而由控制单元(2)激活和选择的特定其他第一光源(5)产生向后的红色的第二光照(L2)。

16.根据权利要求2所述的有源照明设备(1)，其特征在于，由被激活的第一或第二光源(5，6)产生的第二光照(L2)是闪烁光。

17.根据权利要求15所述的有源照明设备(1)，其特征在于，由被激活的第一或第二光源(5，6)产生的第二光照(L2)是闪烁光。

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