专利名称：可附接的照明系统的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及照明系统，更具体地，本发明涉及配置为附接到各种薄的结构或小直径结构的照明系统。该照明系统包括光源、配置为将光源连接到电源的电源开关、和允许进行光束的方向调整和聚焦的多轴枢轴组件。
背景技术：
对物品进行适当照明用于在弱光区域中进行观看的需要是已知的，使用附接到眼镜的灯和其他照明设备以产生被照亮的表面也是已知的。通常，在设计这些设备时，需要假设焦距和光强。例如对于阅读用眼镜，这些假设经常基于公认的标准，例如，阅读材料和眼镜之间的平均距离，以及通用的打印体或字体尺寸。其结果是，单个光源或多个光源集成地形成在或以其他方式永久地安装在现有的阅读用眼镜上，该阅读用眼镜以给定的光强将光单向性地聚焦在预定的聚焦范围上。因此，这种设备不易根据用户喜好或阅读情况进行调整。此外，现有设备的集成和/或已固定特性使得修理(例如，更换照明装置的电池)变得很困难或不可能。存在很多不可调的阅读灯未考虑的变化，但是这些变化又是为眼睛产生舒适的阅读环境所必需的。例如，人的年纪或视力健康情况决定这个人的视神经多好地接收光线，因此决定在可变的照明条件下一个人的舒适焦距。打印阅读材料的纸张的类型、颜色和质量也影响所需的光线量。报纸和大多数的图书使用柔软的灰白色纸张，这些纸张吸收光线且使眩光最小化。另一方面，杂志经常打印在高亮白纸上，这种纸张需要低光强且漫射的光源以使眼睛的舒适度最大化。还需要考虑和调整任意环境光的数量和方向上的位置。不能进行调整以适应这些或其他变化可能使得眼睛疲劳或眼睛疲乏的可能性增加，而没有使眼睛疲劳最小化。对于这种应用，限制使用白炽灯泡也是已知的。与LED光源相比，白炽灯泡需要基本更多的电力来运行。此外，白炽灯泡产生大量的热量，当白炽灯泡固定到用户的眼镜上时，用户通常不能接受这些热量。更通常的是，上述应用使用LED作为光源。LED是低功率光源，其提供高流明的发光。现有技术的LED照明装置通常嵌入眼镜架中。这种结构的一个缺点在于电源、电线、开关等也必须被嵌入镜架中。这种结构需要眼镜被大幅度地重新设计，以安装光组件。为了结合硬件所需的许多改变使得设计不合潮流且使得组件重量明显增加。无论眼镜的所有者是否使用光源，都需要对风格和重量进行改变。此外，这些相同的约束条件与变化也可能应用于除娱乐性阅读之外的领域。例如，许多工作要求工人在不能得到外部光源的区域中的光线不良的工作环境中进行工作。其多种示例可以是:在断电期间工作的电工、矿工、建筑工人、汽车技工等。为了安全考虑，许多的这些工人都要求佩戴安全帽。因此，许多安全帽都设置有矩形开口，用于便携灯的安装件被牢固地附接到矩形开口中。该安装件包括具有大头螺丝的圆孔，通过大头螺丝，手电筒滑过圆孔，并且大头螺丝紧固在圆孔的侧面。这种设备包括多个缺陷。例如，灯远离头盔进行延伸，使其易于碰到电线、树枝、建筑物等。因为灯架刚性地附接到安全帽上，这样可能引发危险情况。此外，刚性附接和大头螺丝使得灯很难快速拆下以用于手持使用。此外，刚性固定的安装件不提供某些照明需要所必需的角度调整。因此，需要一种可附接的照明系统，该照明系统被构造和设置为附接到眼镜、安全帽等上，以提供光线不良区域的照明。更特别的是，需要一种可附接的照明系统，其中可以根据照明系统所产生的光强和光束的方向来充分地调整光源。而且，期望这样的可附接的照明系统，其并有以非侵入、舒适和有美感的方式包装的用于功率的光源和电源。光源相对于安装件是可移动的且可替换的，并且应该适于通过单个适配夹固定到各种结构上而无需修改。
发明内容
本发明通常涉及可附接的照明系统，更具体地涉及配置为用于附接到较薄结构(例如一副眼镜的镜架部分或安全帽的边缘)的可附接的照明系统。可附接的照明系统包括光源、电源开关和多轴枢轴组件，电源开关配置为将光源连接到电源，多轴枢轴组件允许进行光束的方向调整和聚焦。提供适配夹以便于附接到薄的结构上。一种这样的适配夹包括锥形的引入部分和至少一个倒钩，设置在两个柔性侧面部分之间，以允许夹在表面上滑动到期望位置，因此倒钩接合夹的另一侧面部分或夹内部的材料，以保持锁定位置。另一适配夹包括多个槽，该多个槽设置在两个柔性侧面部分之间，以允许夹沿一副眼镜的边撑臂滑动到期望位置，并且卡合到锁定位置。照明系统可以根据光束的光强和方向进行全面调整。此外，本发明可以提供一种可以将光束焦点从窄的光点调整为较宽的光束的装置。其通过使用户可以调整光束以覆盖要观看的物品的精确区域来解决由不良照明引发的眼睛疲劳问题。此外，发明可以提供一种调节投射到被观察的物品上的光的强度的装置。这样通过使用户调整照明物品的明亮程度来解决由不适当发光引发的眼睛疲劳问题，因此，防止需要注视太暗的物品或照明太亮的物品上的眩光。此外，本发明可以提供一种调节将被光看的物品上的光线的方向焦点的装置。这样可以通过允许用户调整光输出的方向，来解决使用固定的假设焦距的问题，以在使用户的眼睛最舒适的距离处使光线聚焦在物品上。可附接的照明系统可以被制成各种尺寸。本发明优选地使用LED作为发射白光的光源，例如Lumileds.TM.制造的Luxeon.TM.系列LED。这些LED具有高流量的输出及100,000小时的寿命，可以在低直流(DC)电压输入信号的情况下运行，并且其光亮可以调节，并且可以在低温下运行，这些特性使其理想地附接到保持在与用户的脸部紧密相邻处的表面上。当然，本领域的技术人员应当理解，各种类型的高强度LED都可以使用，并且本发明不限定于特定LED的任何特定结构或设计。光源优选地是独立的可移动和可替换灯组件(例如便携手电筒)，其被构造和设置为卡合到安装组件中。灯组件包括电源开关，电源开关优选地并入聚光圈中且配置为将光源连接电池电源。从光源输出的光线可以调节成各种强度等级，并且在旋转聚光圈时进行聚焦。聚光圈的旋转优选地相对于LED光源移动抛物面反射镜，以改变发射的光线的焦点。透镜可以设置在灯组件的远端处或周围，透镜可以包括曲率和/或颜色，以提供其他的光学特性和改进，如本领域中已知的。光源优选地包括电池、电容、电池电容或其他蓄电装置，以用于存储LED所消耗的电能。蓄电装置通常设置在圆柱形的或其他形状的管状部分内部，管状部分的尺寸设计为以可移动的和可替换的方式与安装组件相配合。安装组件包括适配夹、偏置臂和摩擦管。适配夹被构造和设置为将安装组件固定到较薄结构或小直径结构上，并且包括第一旋转组件的第一部分。偏置臂通常是L形的，并且在第一端部处包括第一旋转组件的第二部分和在第二端部处包括第二旋转组件的第一部分。第一旋转组件的第一部分和第二部分卡合在一起，并且优选地允许绕第一旋转轴的360度旋转自由度。第二旋转组件的第一部分形成在摩擦管上，并且与第一旋转组件一样，第二部分与第二旋转组件的第二部分卡合在一起，以允许绕第二旋转轴的360度转动自由度。旋转组件的每个第一部分包括卡环部分和支承座圈部分，同时旋转组件的每个第二部分优选地包括多个弹簧夹和支承部分。这种接合使得卡合在一起的组件还提供推力和转动支承，以接收负载从而提供受控的转动，同时弹簧夹保持组件并且提供预定的阻力以防止旋转。这允许通过用户设置光，以使得在用户移动期间保持期望的位置。因此，本发明的目的是提供一种被构造和设置为固定到较小或较薄结构上的照明系统。本发明的另一目的是提供一种用于眼镜的照明系统，其具有用于灯组件的多个转动轴，允许相对于眼镜大范围的调整和弓I导光源。本发明的又一目的是提供夹适配器，用于将照明系统固定到眼镜的边撑臂部分。本发明的又一目的是提供一种适配夹，用于将照明系统固定到眼镜的边撑臂部分，适配夹可以固定到各种尺寸和形状的边撑臂上。本发明的又一目的是提供一种安装组件，安装组件具有两个旋转轴，每个旋转轴都提供360度的旋转自由度。本发明的又一目的是提供一种照明系统的适配夹，具有用于附接到薄的结构的边缘部分的开口边缘。本发明的又一目的是提供一种照明系统安装组件，其被构造和设置为附接到帽子的边缘。本发明的又一目的是提供一种照明系统安装组件，其被构造和设置为当受到预定力时进行脱离。通过本发明的示例、实施例和某些实施方式，参照附图从下面的描述中本发明的其他目的和优点将是显而易见的。在本文中包括的任何附图都构成了本说明书的一部分，并且包括本发明的示例性实施方式以及示出了各种目的和特征。附图简要说明
图1是本发明的一个实施方式的立体图；图2是本发明的一个实施方式的部分分解和部分组装的立体图；图3A是本发明的闭合适配夹的一个实施方式的立体图；图3B是图3A所示的闭合适配夹的侧视图；图3C是图3A所示的闭合适配夹的仰视图；图3D是图3A所示的闭合适配夹的主视图；图3E是图3A所示的闭合适配夹的后视图；图3F是沿图3C的线3F-3F得到的剖视图；图4是沿图2的线4-4得到的部分剖视图5A本发明的偏置臂的一个实施方式的立体图；图5B是图5A所示的偏置臂的主视图；图5C是图5A所示的偏置臂的右视图；图是图5A所示的偏置臂的后视图；图5E是图5A所示的偏置臂的仰视图；图5F是沿图的线5F-5F得到的剖视图；图6是示出闭合适配夹与一副眼镜的边撑臂组装的立体图；图7A是本发明的一个实施方式的立体图；图7B是图7A所示的实施方式的主视图；图7C是图7A所示的实施方式的右视图；图7D是沿图7C的线7D-7D得到的剖视图；图8A本发明的打开的适配夹的一个实施方式的立体图；图8B是图8A所示的打开的适配夹的俯视图；图8C是图8A所示的打开的适配夹的左视图；图8D是图8A所示的打开的适配夹的主视图；图8E是图8A所示的打开的适配夹的右视图；图8F是沿图8C的线8F-8F得到的仰视图；图8G是沿图8E的线8G-8G得到的剖视图；图9A是本发明的打开的适配夹的一个实施方式的立体图；图9B是图9A所示的打开的适配夹的俯视图；图9C是图9A所示的打开的适配夹的左视图；图9D是图9A所示的打开的适配夹的主视图；图9E是图9A所示的打开的适配夹的右视图；图9F是沿图9C的线9F-9F得到的仰视图；；图9G是沿图9E的线9G-9G得到的剖视图；图1OA本发明的偏置臂的一个实施方式的立体图；图1OB是图1OA所示的偏置臂的主视图；图1OC是图1OA所示的偏置臂的右视图；图1OD是图1OA所示的偏置臂的后视图；图1OE是图1OA所示的偏置臂的仰视图；图1OF是沿图1OD的线10F-10F得到的剖视图；图1lA是适于与本发明一起使用的摩擦管的一个实施方式的立体图；图1lB是图1lA所示的摩擦管的右视图；图1lC是图1lA所示的摩擦管的左视图；图1lD是图1lA所示的摩擦管的俯视图；图1lE是图1lA所示的摩擦管的仰视图；图1lF是图1lA所示的摩擦管的主视图；图12是多轴枢轴组件的一个实施方式的立体图；图13是固定到安全帽的照明系统的立体图14是示出附接到安全帽的现有技术的灯的沿图13的线14-14得到的部分立体图。
具体实施例方式虽然本发明提供了各种形式的实施方式，但是附图中示出的和本文中描述的仅仅是目前优选的而非限制的实施方式，应当理解，这些公开仅是本发明的示例，并不用于将发明限制到所示的具体实施方式
。参照图1-13，示出照明系统100、200。一个实施方式的照明系统100配置为附接到一副眼镜12的镜架部分10等。另一实施方式200 (图7-13)被构造和设置为附接到较薄结构上，例如安全帽250。照明系统100、200通常包括光源102、配置为将光源102连接到电源(在本文中示出为电池104)的电源开关106、和允许光束的方向调整和聚焦的多轴枢轴组件108。多轴枢轴组件108包括适配夹110、偏置臂122和摩擦管124。一个实施方式的适配夹110被闭合，以附接到眼镜架10的边撑臂部分112。适配夹110包括大体管状的部分114，大体管状的部分114具有设置在两个柔性侧壁118之间的多个槽116和脊120，以使得夹110沿边撑臂112滑动到期望位置且被扣合到锁定位置，参见图6。槽优选地包括各种宽度，以与各种类型和尺寸的边撑臂相配合，并且最优选的实施方式包括宽度递减的槽。脊120可以设置在每个槽的一侧或两侧上，以与边撑臂配合，将夹保持在适当位置并且防止夹进行不必要的转动。操作时，当边撑臂移动通过脊时，适配夹的侧面118弯曲以使得边撑臂通过脊，直到边撑臂被接收在下一个槽中。重复这个过程，直到边撑臂不能进入下一个更小的槽或者直到边撑臂到达最小的槽，借此脊将边撑臂固定在适当位置。夹优选地由诸如塑料的聚合材料形成。但是，应当注意，在不背离本发明范围的情况下，也可以使用诸如天然材料、金属或其适当组合的其他材料。另一实施方式的适配夹210 (图7-9)沿一个边缘打开，以附接到较薄的结构上，例如帽子303的边缘上(图13)。打开的适配夹210包括大体上U形的主体部分212。与开口相邻的至少一个边缘包括斜面216，其易于插到与U行本体部分的臂分开的薄的结构上。倒钩构件214可以沿相对臂进行设置，以阻止夹在薄的结构上移出。通常，适配夹110、210被构造和设置为将多轴枢轴组件108固定到眼镜12的边撑臂112上，并且包括第一旋转组件126的第一部分125。偏置臂122是大体L形的，并且包括设置在偏置臂的第一腿130上的第一旋转组件126的第二部分128和设置在偏置臂的第二腿132上的第二旋转组件126的第一部分125。第一旋转组件126的第一和第二部分125、126卡合在一起，如图4和7所示，并且优选地可提供绕第一旋转轴134的360度的旋转自由度。第二旋转组件126的第二部分128形成在摩擦管124上，并且与第一旋转组件126 —样，第二部分128与第二旋转组件126的第二部分128卡合在一起，以可提供绕第二旋转轴136的360度转动自由度。旋转组件126的每个第一部分125包括卡环部分138和支承座圈部分140，同时旋转组件的每个第二部分128优选地包括多个弹簧夹142和支承部分144。这种结合使得卡合在一起的组件还提供推力和转动支承，以接收负载从而提供受控的转动，同时弹簧夹142保持组件并且提供预定的阻力以防止旋转。这允许通过用户设置光源102，因此在用户移动期间保持期望的位置。此外，枢轴组件的构造提供了多个脱离点，这些脱离点在光源和/或枢轴组件的一部分被电线或建筑物困住的情况下允许它们脱离。摩擦管和光源之间的配合提供了一个脱离点，而每个旋转组件和夹自身提供附加的脱离点。也应注意，在不背离本发明的范围的情况下，旋转组件的第一部分和第二部分可以在位置上互换。光源102优选是发白光的LED光源，例如Lumileds.TM.制造的Luxeon.TM.系列LED。这些LED具有高流量的输出及100，000小时的寿命，可以在低电压输入信号的情况下运行，并且其光亮可以调节，并且可以在低温下运行，这些特性使其理想地附加到眼镜上。当然，本领域的技术人员应当理解，各种类型的高强度LED都可以使用，并且本发明不限定于特定LED的任何特定结构或设计。光源优选地包括在可移动的和可替换的独立的灯组件146中，该灯组件146被构造和设置为卡合到摩擦管124中。灯组件包括电源开关106，电源开关106可以是图1的机械开关148，但是优选地并入到聚光圈150中并且配置为当转动聚光圈150时将光源连接到电池电源104上。从光源输出的光可以调节成各种强度等级，并且在旋转聚光圈时进行聚焦。聚光圈的旋转优选地相对于LED光源102移动抛物面反射镜152，以改变发射的光的焦点。透镜154可以设置在灯组件的远端处或周围，其可以包括曲率和/或颜色，以提供其他的光学特性和改进，如本领域中已知的。应当注意，虽然示出了光源的具体实施方式
，但是多轴枢轴组件的构造使设备与许多的便携式手电筒和/或激光指示器的设计相匹配，该便携式手电筒和/或激光指示器具有大体圆柱形或细长形的部分，该部分的尺寸设计为以过盈配合安装在摩擦管内部。还应注意，用于多轴枢轴组件的构造的优选材料是塑料，因此部件具有某些弹力特性，以在不破坏部件的情况下进行弯曲和折弯。在不背离本发明范围的情况下，多轴枢轴组件的部件可以可替代地由刚性材料(例如金属)构成。参照图13-14，示出了用于安全帽302的现有技术的灯保持件300。该设备需要在安全帽302中形成特定的孔304，以用于附接灯保持件。灯保持件以永久的方式卡合到安全帽的孔中，因此在没有拿下安全帽和工具的情况下，不能轻易地从安全帽中卸下灯保持件。通常，在灯或灯保持件可能被电线或其他结构困住的地方使用时，这些特征使得这些设备很危险。灯保持件包括环306，环306的尺寸设计为安装在便携灯(未示出)和用于将便携灯固定在适当位置处的大头螺丝308的周围。环和大头螺丝的设计阻止用户通过一只手简单地抬起或移除便携灯，相反地，而是需要两只手移除，其中，一只手用于保持灯，而另一只手用于松开大头螺丝。本说明书中提及的所有专利和出版物仅表示本发明所述技术领域的技术人员的水平。所有的专利和出版物都在相同程度上通过引用并入本文，每个单独的出版物都明确地且分别地表面通过弓I用并入本文。应当理解，虽然示出了本发明的某一形式，但是本发明并不限定于本文中描述的和示出的特定形式或设置。对本领域的技术人员显而易见的是，在不背离本发明范围的情况下可以进行各种变化，本发明不应视为限定于说明书和附图中描述和示出的内容。本领域的技术人员容易地理解，本发明适于实现上面提及的和固有的目的和获得上面提及的和固有的结果和优点。在本文中描述的实施方式、方法、程序和技术是最优实施方式的当前表示，其是示例性的并不用于对范围进行限制。本领域的技术人员可以实现在本发明的精神所包含的和权利要求所限定范围所限定的各种变化和其他使用。虽然参照特定的最佳实施方式描述了本发明，但是应当理解，所要求的发明不过度地限于该具体实施方式
。实际上，对本领域的技术人员显而易见的用于执行本发明的描述方式的各种修改都应落入权利要求的范围内。
权利要求
1.一种用于附接到薄板状结构的照明系统，包括: 光源，被构造和设置为选择性地产生光束； 多轴枢轴组件，被构造和设置为选择性地保持所述光源并且允许所述光束的方向调整，所述多轴枢轴组件包括打开的夹构件，所述打开的夹构件包括U形主体，所述U形主体包括一对侧面部分和连接部分，所述一对侧面部分被构造和设置为当插入所述薄板状结构以接合所述薄板状结构的表面时弹性地彼此远离，以保持所述照明系统沿所述薄板状结构的设置。
2.如权利要求1所述的照明系统，其中，所述多轴枢轴组件还包括偏置臂和摩擦管，所述打开的夹构件包括第一旋转组件的第一部分，所述偏置臂大体是L形的并且包括第一旋转组件的第二部分和第二旋转组件的第一部分，所述第一旋转组件的所述第二部分设置在所述偏置臂的第一腿上，所述第二旋转组件的所述第一部分设置在所述偏置臂的第二腿上，所述摩擦管具有所述第二旋转组件的第二部分，所述摩擦管具有内表面，所述内表面的尺寸和形状设计成摩擦地接合所述光源，以选择性地保持所述光源，所述第一旋转组件和所述第二旋转组件的所述第一部分和第二部分被构造和设置为卡合在一起。
3.如权利要求2所述的照明系统，其中，所述第一旋转组件和所述第二旋转组件被构造和设置为提供360度的旋转自由度。
4.如权利要求2所述的照明系统，其中，旋转组件的每个所述第一部分包括卡环部分和支承座圈部分，并且每个旋转组件的每个第二部分包括多个弹簧夹和支承部分，每个所述旋转组件提供推力和转动支承，以提供预定的旋转阻力。
5.如权利要求4所述的照明系统，其中，所述多个弹簧夹在接收预定的负载时，脱离与每个所述旋转组件的连接。
6.如权利要求 1所述的照明系统，其中，至少一个所述侧面部分包括沿所述侧面部分的前沿的斜面，所述斜面被构造和设置为当所述柔性侧面部分在所述薄板状结构上滑动时，使所述柔性侧面部分分开。
7.如权利要求6所述的照明系统，其中，至少一个所述侧面部分包括设置在所述侧面部分之间的倒钩，所述倒钩被构造和设置为接合所述薄板状结构的表面，以保持所述照明系统沿所述薄板状结构的设置。
8.如权利要求1所述的照明系统，其中，两个所述侧面部分都包括沿所述侧面部分的前沿的斜面，所述斜面被构造和设置为当所述柔性侧面部分在所述薄板状结构上滑动时，使所述柔性侧面部分分开。
9.如权利要求8所述的照明系统，其中，两个所述侧面部分都包括在所述侧面部分之间的至少一个倒钩，每个所述倒钩被构造和设置为接合所述薄板状结构的表面以保持所述照明系统沿所述薄板状结构的设置。
10.如权利要求1所述的照明系统，其中，所述薄板状结构是帽子的一部分。
11.一种用于附接到一副眼镜的边撑臂的照明系统，包括: 光源，被构造和设置为选择性地产生光束； 多轴枢轴组件，被构造和设置为选择性地保持所述光源和允许所述光束的方向调整，所述多轴枢轴组件包括: 闭合的适配夹构件，所述闭合的适配夹构件包括具有多个槽的大体管状的结构，每个所述槽具有设置在两个柔性侧面部分之间的不同宽度，因此所述闭合的适配夹构件可以沿一副眼镜的所述边撑臂纵向地滑动到期望位置并且通过逐渐地将所述边撑臂移动到期望的槽中而卡合到锁定位置。
12.如权利要求11所述的照明系统，其中，每个所述槽包括至少一个脊，所述至少一个脊被构造和设置为与所述边撑臂配合，以将所述适配夹构件固定在期望位置。
13.如权利要求11所述的照明系统，其中，每个所述槽包括至少一个脊，所述至少一个脊设置在所述适配夹构件的相对侧，相对的所述脊被构造和设置为与所述边撑臂配合，以将所述适配夹构件固定在期望位置。
14.如权利要求11所述的照明系统，其中，所述槽的尺寸从所述适配夹构件的第一侧到所述适配夹构件的第二侧减小。
15.如权利要求11所述的照明系统，其中，所述第一旋转组件和所述第二旋转组件被构造和设置为提供360度的旋转自由度。
16.如权利要求11所述的照明系统，其中，旋转组件的每个所述第一部分包括卡环部分和支承座圈部分，并且每个旋转组件的每个第二部分包括多个弹簧夹和支承部分，每个所述旋转组件提供推力和转动支承，以提供预定的旋转阻力。
17.如权利要求16所述的照明系统，其中，所述多个弹簧夹在接收预定负载时，脱离与每个所述旋转组件的连接。`
全文摘要
本发明通常涉及照明系统(100)，更具体地涉及配置为附接到一副眼镜(12)的镜架部分(10)上的照明系统。照明系统包括光源(102)和多轴枢轴组件(108)，多轴枢轴组件允许光束的方向上调整和聚焦。提供适配夹以便于附接到眼镜的边撑臂部分上。适配夹(110)包括多个槽，多个槽设置在两个柔性侧面部分之间，以允许夹沿边撑臂(112)滑动到期望位置并且卡合到锁定位置。照明系统可以根据光强和光束方向进行全面调整。
文档编号F21V21/08GK103109129SQ201180030429
公开日2013年5月15日 申请日期2011年6月22日 优先权日2010年6月23日
发明者迈克尔·克里斯托福罗 申请人:视力保护有限公司