Kopf- oder Taschenlampe

German Patent DE102015122526

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.

Buhl, Erich (42697, Solingen, DE)

DE102015122526A

06/22/2017

12/22/2015

Click for automatic bibliography generation

Zweibrüder Optoelectronics GmbH & Co. KG, 42699 (DE)

F21L4/02 G05D25/02

DE102005043058A1

N/A

2007-03-01

20040246732	2004-12-09
20130249435	2013-09-26
20140286041	2014-09-25
EP2947371	2015-11-25

Patentanwälte Vomberg & Schart, 42653, Solingen, DE

1. Lampe, nämlich Kopf- oder Taschenlampe mit einer Lichtquelle und einer Vorsatzlinse (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle aus einer Matrix (2) mit mehreren Leuchtdioden (LEDs) oder mit mehreren Gruppen von LEDs besteht, die gegenüber der Vorsatzlinse (3) unterschiedlich positioniert sind, so dass die unterschiedlichen LEDs oder die unterschiedlichen LED-Gruppen Lichtkegel (10, 10') mit verschiedenen Abstrahlwinkeln mit Bezug auf die optische Achse (7) der Lampe (1) erzeugen, wobei die Matrix (2) mit einem Mikroprozessor (4) verbunden ist, der in Abhängigkeit von Eingangsdaten regelt, welche LED oder welche Gruppe von LEDs der Matrix (2) leuchten, womit unabhängig von einer Bewegung der Lampe (1) ein stabiler Lichtkegel (10, 10') abgestrahlt wird.

2. Lampe nach Anspruch 1 gekennzeichnet durch einen Gyrosensor (5), der Bewegungen der Lampe (1) registriert und einen Datensatz erzeugt, der den Eingangsdaten des Mikroprozessors (4) entspricht.

3. Lampe nach einem der Ansprüche 1 oder 2 gekennzeichnet durch einen LED-Driver (6), der elektrisch zwischen der Matrix (2) und dem Mikroprozessor (5) geschaltet ist.

4. Lampe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix (2) aus mindestens drei übereinander angeordneten LEDs besteht, so dass Nickbewegungen oder vertikale Erschütterungen durch die Ansteuerung unterschiedlicher LEDs kompensierbar sind.

5. Lampe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix (2) mindestens drei nebeneinander angeordnete LEDs besitzt, so dass horizontale Schwenkbewegungen der Lampe (1) ausgleichbar sind.

6. Lampe nach einem der Ansprüche 1 bis 5 gekennzeichnet durch ein Kalibriervorrichtung, die vor der Benutzung der Lampe (1) eine Kalibrierung des abgestrahlten Lichtkegels erlaubt

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kopf- oder Taschenlampe mit einer Lichtquelle und einer Vorsatzoptik.

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.

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.

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.

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.

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.

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden in den Unteransprüchen sowie nachfolgend erläutert.

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.

Ferner besitzt die Lampe nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung einen LED-Driver, der elektrisch zwischen der Matrix und dem Mikroprozessor geschaltet ist.

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.

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.

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.

Eine konkrete Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren erläutert.

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.

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.

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.