DE102015122526A1

DE102015122526A1 - Head or flashlight

Info

Publication number: DE102015122526A1
Application number: DE102015122526.3A
Authority: DE
Inventors: Erich Buhl
Original assignee: Zweibrueder Optoelectronics GmbH
Current assignee: Ledlenser GmbH and Co KG
Priority date: 2015-12-22
Filing date: 2015-12-22
Publication date: 2017-06-22

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kopf- oder Taschenlampe mit einer Lichtquelle und einer Vorsatzoptik. Um eine Kopf- oder Taschenlampe vorzuschlagen, deren abgestrahlter Lichtkegel auch im Falle von Bewegungen und/oder Erschütterungen einen stabilen Lichtkegel erzeugt und die eine gleichmäßige und flackerfreie Ausleuchtung des vorausliegenden Weges erlaubt, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Lichtquelle aus einer Matrix mit mehreren Leuchtdioden (LEDs) oder mehreren Gruppen von LEDs besteht, die gegenüber der Vorsatzlinse unterschiedlich positioniert sind, so dass die unterschiedlichen LEDs oder die unterschiedlichen LED-Gruppen Lichtkegel mit verschiedenen Abstrahlwinkeln mit Bezug auf die optische Achse der Lampe erzeugen, wobei die Matrix mit einem Mikroprozessor verbunden ist, der in Abhängigkeit von Eingangsdaten regelt, welche LED oder welche Gruppe von LEDs der Matrix leuchten, womit unabhängig von einer Bewegung der Lampe ein stabiler Lichtkegel abgestrahlt wird.The present invention relates to a headlamp or flashlight with a light source and an attachment optics. In order to propose a headlamp or flashlight whose radiated beam of light produces a stable cone of light even in the case of movements and / or vibrations and which allows a uniform and flicker-free illumination of the path ahead, it is proposed according to the invention that the light source consist of a matrix with a plurality of light-emitting diodes (US Pat. LEDs) or a plurality of groups of LEDs, which are positioned differently from the front lens, so that the different LEDs or the different LED groups generate light cones with different angles of emission with respect to the optical axis of the lamp, the matrix being connected to a microprocessor which regulates in response to input data which LED or which group of LEDs of the matrix are illuminated, whereby a stable cone of light is radiated independently of a movement of the lamp.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kopf- oder Taschenlampe mit einer Lichtquelle und einer Vorsatzoptik. The present invention relates to a headlamp or flashlight with a light source and an attachment optics.

Derartige Lampen sind seit Jahrzehnten bekannt und werden als mobile Lampen im Taschenlampenformat oder als Kopflampe eingesetzt. In den vergangenen Jahren haben solche Lampen – und insbesondere Kopflampen – die herkömmlichen Beleuchtungen von Fahrrädern überwiegend verdrängt, weil mit Kopflampen eine wesentlich bessere und zielgerichtete Ausleuchtung des vorausliegenden Weges möglich ist. Allerdings reagieren Kopflampen bei etwaigen Erschütterungen und kleinen Kopfbewegungen relativ sensibel, was zu einem unruhigen Lichtkegel und hierdurch zu einer flackernden Ausleuchtung führt. Auch Taschenlampen werden in vergleichbarer Weise mit geeigneten Verbindungselementen mit dem Lenker eines Fahrrades verbunden und unterliegen mithin ähnlichen Erschütterungen, was ebenfalls zu einem unruhigen Lichtkegel und zu einer flackernden Ausleuchtung führt und für den Fahrradfahrer nachteilbehaftet ist. Such lamps have been known for decades and are used as mobile lamps in the flashlight format or as a head lamp. In recent years, such lamps - and headlamps in particular - have overwhelmed the conventional lighting of bicycles, because with headlamps much better and more targeted illumination of the way ahead is possible. However, headlamps react relatively sensitively to any vibrations and small head movements, resulting in a restless beam of light and thereby flickering illumination. Also flashlights are connected in a comparable manner with suitable fasteners to the handlebars of a bicycle and therefore subject to similar shocks, which also leads to a troubled beam and a flickering illumination and is disadvantageous for the cyclist.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kopf- oder Taschenlampe vorzuschlagen, deren abgestrahlter Lichtkegel auch im Falle von Bewegungen und/oder Erschütterungen einen stabilen Lichtkegel erzeugt und die eine gleichmäßige und flackerfreie Ausleuchtung des vorausliegenden Weges erlaubt. It is therefore the object of the present invention to propose a headlamp or flashlight whose radiated light cone generates a stable cone of light even in the case of movements and / or vibrations and which allows a uniform and flicker-free illumination of the path ahead.

Diese Aufgabe wird durch die Lampe nach Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Lichtquelle aus einer Matrix mit mehreren Leuchtdioden (LEDs) oder mit mehreren Gruppen von LEDs besteht, die gegenüber der Vorsatzlinse unterschiedlich positioniert sind, so dass die unterschiedlichen LEDs oder die unterschiedlichen LED-Gruppen Lichtkegel mit verschiedenen Abstrahlwinkeln mit Bezug auf die optische Achse der Lampe erzeugen, wobei die Matrix mit einem Mikroprozessor verbunden ist, der in Abhängigkeit von Eingangsdaten regelt, welche LED oder welche Gruppe von LEDs der Matrix leuchten, womit unabhängig von einer Bewegung der Lampe ein stabiler Lichtkegel abgestrahlt wird. This object is achieved by the lamp according to claim 1. According to the invention, it is provided that the light source consists of a matrix with a plurality of light-emitting diodes (LEDs) or with a plurality of groups of LEDs, which are positioned differently relative to the front lens, so that the different LEDs or the different LED groups light cone with different angles of radiation with respect to generate the optical axis of the lamp, the matrix being connected to a microprocessor which regulates in response to input data which LED or which group of LEDs of the matrix illuminate, whereby a stable cone of light is emitted irrespective of movement of the lamp.

Die Lampe besitzt hiernach mehrere Leuchtdioden oder andere geeignete Lichtquellen, die sich von einem Mikroprozessor ansteuern lassen. Dabei sind die LEDs einzeln oder gruppenweise derart zu derselben Vorsatzlinse positioniert, dass unterschiedliche Lichtkegel mit einem unterschiedlichen Winkel zu der optischen Achse der Lampe erzeugt werden. Die Entscheidung, welche LED leuchten muss, wird dabei auf Basis geeigneter Eingangsdaten festgelegt, die von dem Mikroprozessor nach einer vorgegebenen Logik verarbeitet werden. The lamp thereafter has a plurality of light-emitting diodes or other suitable light sources, which can be controlled by a microprocessor. The LEDs are individually or in groups so positioned to the same conversion lens that different light beams are generated at a different angle to the optical axis of the lamp. The decision as to which LED to light is determined on the basis of suitable input data, which are processed by the microprocessor according to a predetermined logic.

Durch das Zusammenspiel zwischen der Matrix aus Leuchtdioden, der Vorsatzlinse und dem Mikroprozessor ist es nunmehr möglich, Erschütterungen und andere Bewegungen der Lampe auszugleichen, indem der Mikroprozessor in Abhängigkeit etwaiger Bewegungen der Lampe unterschiedliche LEDs ansteuert und hierdurch eine Schwenkbewegung der optischen Achse ausgleicht. Mit Bezug auf die ruhende Umgebung weist der abgestrahlte Lichtkegel nach alledem eine konstante Ausrichtung bezüglich einer Horizontalen und eine stabile Lage auf, wohingegen die optische Achse der Lampe in Folge von Erschütterungen und/oder Bewegungen lageinstabil ist. Through the interaction between the matrix of light-emitting diodes, the front lens and the microprocessor, it is now possible to compensate for vibrations and other movements of the lamp by the microprocessor depending on any movements of the lamp drives different LEDs and thereby compensates for a pivoting movement of the optical axis. With respect to the static environment, the emitted light cone after all has a constant orientation with respect to a horizontal and a stable position, whereas the optical axis of the lamp is unstable in position as a result of shocks and / or movements.

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden in den Unteransprüchen sowie nachfolgend erläutert. Preferred embodiments of the present invention are explained in the subclaims and below.

Nach einer ersten bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist ein Gyrosensor vorgesehen, der Bewegungen der Lampe registriert und einen Datensatz erzeugt, der den Eingangsdaten des Mikroprozessors entspricht. Derartige Gyrosensoren sind bereits nach dem Stand der Technik bekannt und erzeugen geeignete Datensätze, die von dem bevorzugt verwendeten Mikroprozessor verarbeitet werden können. According to a first preferred embodiment of the invention, a gyrosensor is provided which registers movements of the lamp and generates a data record which corresponds to the input data of the microprocessor. Such gyro sensors are already known in the art and produce suitable data sets that can be processed by the preferred microprocessor.

Ferner besitzt die Lampe nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung einen LED-Driver, der elektrisch zwischen der Matrix und dem Mikroprozessor geschaltet ist. Further, the lamp according to an advantageous embodiment of the invention has an LED driver, which is electrically connected between the matrix and the microprocessor.

An sich ist die Anzahl an LEDs bzw. an LED-Gruppen beliebig, wobei eine möglichst große Anzahl von LEDs mit unterschiedlichen Abständen zur optischen Achse vorteilhaft ist. Beansprucht wird allerdings mindestens eine Matrix aus drei übereinander angeordneten LEDs, so dass Nickbewegungen oder vertikale Erschütterungen durch die Ansteuerung unterschiedlicher LEDs kompensierbar sind. In der neutralen Einstellung leuchtet die mittlere LED, so dass eine Nickbewegung der Taschenlampe nach unten dazu führt, dass die untere LED angesteuert wird, was eine Lagekorrektur des abgestrahlten Lichtkegels „nach oben“ bewirkt. In vergleichbarer Weise wird eine Nickbewegung der Lampe nach oben durch eine Ansteuerung der oberen Leuchtdiode ausgeglichen, die einen Lichtkegel erzeugt, der weiter „nach unten“ geneigt ist, als es der mittleren und neutralen LED-Position entspricht. Durch die Anordnung von beispielsweise 11, 17 oder mehr übereinander angeordneter LEDs vergrößert sich die Varianz der möglichen Abstrahlwinkel und es ist eine nahezu gleichmäßige Ausleuchtung bei unterschiedlichen Winkelstellungen und Bewegungen der Lampe möglich. In itself, the number of LEDs or LED groups is arbitrary, with the largest possible number of LEDs with different distances from the optical axis is advantageous. However, at least one matrix of three LEDs arranged one above the other is claimed, so that pitching movements or vertical vibrations can be compensated by driving different LEDs. In the neutral setting, the middle LED lights, so that a pitching movement of the flashlight down leads to the lower LED is driven, which causes a position correction of the emitted light cone "up". Similarly, upward pitching of the lamp is counteracted by driving the upper LED, which produces a cone of light that is further tilted "down" than corresponds to the center and neutral LED positions. By arranging, for example, 11, 17 or more LEDs arranged one above the other, the variance of the possible emission angles increases and a nearly uniform illumination is possible at different angular positions and movements of the lamp.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist im Übrigen vorgesehen, dass die Matrix von LEDs mindestens drei nebeneinander angeordnete LEDs besitzt, so dass auch horizontale Schwenkbewegungen der Lampe ausgleichbar sind. In accordance with a further preferred embodiment of the invention, it is additionally provided that the matrix of LEDs has at least three LEDs arranged next to one another, so that horizontal pivoting movements of the lamp can also be compensated.

Insbesondere bei der Verwendung von Kopf- und Taschenlampen als Fahrradbeleuchtung ergibt sich häufig das Problem, dass die Lampen nicht immer an der gleichen Position und mit gleicher Winkelstellung zur Horizontalen ausgerichtet werden. Aus diesem Grund besitzt die Lampe gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung eine Kalibriervorrichtung, die vor der Benutzung eine Kalibrierung des abgestrahlten Lichtkegels erlaubt. Insofern ist auszuschließen, dass bei der Inbetriebnahme der Lampe erst mühevoll die neutrale Stellung eingerichtet werden muss, bei der die mittlere LED die gewünschte neutrale Abstrahlung des Lichtkegels erzeugt. In particular, when using headlamps and flashlights as bicycle lights, the problem often arises that the lamps are not always aligned in the same position and with the same angular position to the horizontal. For this reason, the lamp according to a preferred embodiment of the invention has a calibration device that allows calibration of the emitted light cone prior to use. In this respect, it can be ruled out that, when the lamp is put into operation, it is only with difficulty that the neutral position has to be set up, in which the middle LED produces the desired neutral emission of the light cone.

Eine konkrete Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren erläutert. A concrete embodiment of the present invention will be explained below with reference to FIGS.

1 zeigt die wesentlichen Komponenten einer Lampe 1 mit der Matrix 2 mit sechs übereinander angeordneten LEDs, einer Vorsatzlinse 3, einem Mikroprozessor 4, einem Gyrosensor 5 und einem LED-Driver 6. Im dargestellten Ausführungsbeispiel beschränkt sich die Matrix 2 auf eine Reihe aus fünf übereinander angeordneter Leuchtdioden. Diese sind gegenüber der davor angeordneten Vorsatzlinse 3 unterschiedlich positioniert und erzeugen unterschiedliche Lichtkegel mit einem unterschiedlichen Neigungswinkel gegenüber der optischen Achse 7 der Lampe 1. 1 shows the essential components of a lamp 1 with the matrix 2 with six LEDs arranged one above the other, a conversion lens 3 a microprocessor 4 , a gyrosensor 5 and a LED driver 6 , In the illustrated embodiment, the matrix is limited 2 on a series of five superposed LEDs. These are opposite the front lens arranged in front of it 3 positioned differently and produce different light cone with a different inclination angle relative to the optical axis 7 the lamp 1 ,

Im Anwendungsfall registriert der Gyrosensor 5 eine etwaige Bewegung der Lampe 1, insbesondere eine Nickbewegung, bei der die optische Achse 7 der Lampe 1 in Pfeilrichtung 8 verschwenkt wird und sendet die entsprechenden Daten an den Mikroprozessor 4. Über den LED-Driver 6 werden die verarbeiteten Signale von dem Mikroprozessor 4 an die Matrix 2 aus LEDs weitergeleitet, die nach den Vorgaben des Mikroprozessors 4 leuchten. Verwendet man die in der 1 dargestellte Vorsatzlinse 3, wird eine Nickbewegung der Lampe 1 in Pfeilrichtung 8 dadurch ausgeglichen, dass – wenn die Bewegung nach unten erfolgt – eine der unteren LEDs angesteuert wird, deren Lichtkegel (mit Bezug auf die optische Achse 7) weiter nach oben abgestrahlt wird. Im umgekehrten Fall, bei dem eine Nickbewegung nach oben erfolgt, wird eine LED angesteuert, die oberhalb der optischen Achse 7 angeordnet ist und deren Lichtkegel weiter nach unten abgestrahlt wird. Durch eine schnelle Berechnung der jeweiligen Zuordnungen ist eine unmittelbare Stabilisierung des abgestrahlten Lichtkegels trotz Erschütterungen möglich. In the case of application, the gyrosensor registers 5 a possible movement of the lamp 1 , in particular a pitching movement, in which the optical axis 7 the lamp 1 in the direction of the arrow 8th is pivoted and sends the appropriate data to the microprocessor 4 , About the LED driver 6 are the processed signals from the microprocessor 4 to the matrix 2 relayed from LEDs, according to the specifications of the microprocessor 4 to shine. If one uses those in the 1 illustrated auxiliary lens 3 , a pitching movement of the lamp 1 in the direction of the arrow 8th balanced by the fact that - when the movement is down - one of the lower LEDs is driven, the light cone (with respect to the optical axis 7 ) is emitted further upwards. In the opposite case, in which a pitching movement upwards, an LED is controlled, which is above the optical axis 7 is arranged and whose light cone is emitted further down. By a quick calculation of the respective assignments an immediate stabilization of the radiated light cone is possible despite vibrations.

Die 2a, b zeigen die Lampe 1 mit unterschiedlichen Winkellagen der optischen Achse 7 gegenüber einer Horizontalen 9 und den unterschiedlichen Lichtkegeln 10, 10', die von den jeweils zum Ausgleich der Bewegung angesteuerten LED erzeugt werden. The 2a , b show the lamp 1 with different angular positions of the optical axis 7 opposite to a horizontal 9 and the different light cones 10 . 10 ' , which are generated by each driven to compensate for the movement of the LED.

Claims

Lamp, namely a headlamp or flashlight with a light source and an auxiliary lens ( 3 ), characterized in that the light source consists of a matrix ( 2 ) is provided with a plurality of light-emitting diodes (LEDs) or with a plurality of groups of LEDs which are opposite the front lens ( 3 ) are positioned differently so that the different LEDs or the different LED groups light cone ( 10 . 10 ' ) with different angles of emission with respect to the optical axis ( 7 ) the lamp ( 1 ), the matrix ( 2 ) with a microprocessor ( 4 ), which regulates in dependence on input data which LED or which group of LEDs of the matrix ( 2 ), whereby regardless of a movement of the lamp ( 1 ) a stable light cone ( 10 . 10 ' ) is radiated.

Lamp according to Claim 1, characterized by a gyrosensor ( 5 ), the movements of the lamp ( 1 ) and generates a data record which corresponds to the input data of the microprocessor ( 4 ) corresponds.

Lamp according to one of claims 1 or 2, characterized by an LED driver ( 6 ) electrically connected between the matrix ( 2 ) and the microprocessor ( 5 ) is switched.

Lamp according to one of claims 1 to 3, characterized in that the matrix ( 2 ) consists of at least three superimposed LEDs so that pitching movements or vertical vibrations can be compensated by the control of different LEDs.

Lamp according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the matrix ( 2 ) has at least three juxtaposed LEDs, so that horizontal pivoting movements of the lamp ( 1 ) are compensable.

Lamp according to one of Claims 1 to 5, characterized by a calibration device which, prior to the use of the lamp ( 1 ) allows a calibration of the emitted light cone