本发明涉及一种包括光源和附加光学器件的头灯或手电筒。
背景技术：
这种灯具数十年以来便是已知的并且作为手电筒形式的可移动灯具或作为头灯使用。在过去数年中，这样的灯具(并且尤其是头灯)在很大程度上置换了自行车的常规照明装置，因为利用头灯可以显著更好地并且针对目标地照亮处于前面的道路。然而，头灯在可能的振动和小的头部运动时会相对敏感地作出反应，这导致不平稳的光锥并由此导致闪动(即摇晃闪烁)的照明。手电筒也以类似方式利用适当的连接元件与自行车车把相连接并因此承受类似的振动，这同样导致不平稳的光锥和闪动的照明，对于自行车驾驶员来说是不利的。
技术实现要素：
因此本发明的任务是，提出一种头灯或手电筒，其辐射的光锥即使在运动和/或振动的情况中也产生稳定的光锥并且允许对处于前面的道路进行均匀且无闪动的照明。
该任务通过按照权利要求1所述的灯具得以解决。本发明规定：光源包括带有多个发光二极管(leds)或带有多组led的阵列，所述多个发光二极管或多组led相对于附加透镜不同地定位，使得不同的led或不同的led组产生关于灯具光轴有不同辐射角的光锥，其中，所述阵列与微处理器连接，该微处理器依据输入数据调节：阵列的哪些个led或哪些组led发光，因而不受灯具运动影响地辐射出稳定的光锥。
据此，所述灯具具有多个发光二极管或其他合适的光源，它们能够由微处理器操控。在此，led单独地或按组地这样相对于同一附加透镜定位，使得产生相对于灯具光轴成不同角度的不同光锥。对于哪个led须发光的决策，在此基于合适的输入数据加以确定，所述输入数据由微处理器按照预定的逻辑进行处理。
通过发光二极管阵列、附加透镜和微处理器之间的配合作用，于是便可以补偿灯具的振动和其他运动，方式为：微处理器依据灯具的可能的运动来操控不同的led并由此补偿光轴的偏转运动。针对静止的环境，辐射的光锥总归具有一种关于水平方向(horizontalen，地平)恒定的定向和一种稳定的位置，而灯具的光轴则由于振动和/或运动之故位置不稳定。
在从属权利要求中以及在下文说明了本发明的一些优选实施形式。
按照本发明优选的第一种设计，设置有陀螺传感器，所述陀螺传感器记录灯具的运动并且产生数据组，该数据组对应于微处理器的输入数据。这种陀螺传感器按照现有技术是已知的并且产生合适的数据组，所述数据组可以由优选使用的微处理器进行处理。
另外，所述灯具按照本发明的一种有利设计还具有led驱动器，该led驱动器电连接于所述阵列和微处理器之间。
led或led组的数量本身是任意的，其中，数量尽可能多的led(它们相对于光轴具有不同距离)是有利的。但肯定要求有包括三个上下相叠设置的led的至少一个阵列，使得俯仰(颠簸)运动或竖向的振动通过操控不同的led而能被抵偿。在中立(neutral)位置调定中，中间的那个led发光，使得手电筒向下的俯仰运动导致：下面的那个led被操控，这便引起辐射光锥“向上”进行位置校正。按类似方式，灯具向上的俯仰运动通过操控上面的那个发光二极管得以补偿，该上面的发光二极管产生一个与对应于中间的和中立的led位置相比进一步(更远地)“向下”倾斜的光锥。通过设置例如11、17或更多个上下相叠布置的led，可能的辐射角的变化得以放大，并且可以在灯具的不同角度位置和运动时实现一种近似均匀的照明。
按照本发明的另一种优选设计，此外规定：led阵列具有至少三个并排设置的led，从而也能够补偿灯具的水平偏转运动。
尤其是在头灯和手电筒作为自行车照明装置使用时，经常产生如下问题，即：灯具不总是在相同的位置上并且以相同的角度位置相对于水平方向定向。出于这个原因，所述灯具按照本发明的一种优选设计具有校准装置，该校准装置允许在使用之前对辐射的光锥进行校准。就此而言，可排除下述情况：在启用灯具时必须首先费力地设定中立位置，在该位置，中间的led产生所希望的中立的光锥辐射。
优选地，所述校准装置与陀螺传感器连接，该陀螺传感器确定灯具相对于水平方向的定向以校准该灯具，从而与灯具初始位置无关地可产生水平的光锥。
光源的位置和透镜的几何结构应彼此协调，以便确保：由每个光源产生相对于光轴具有不同倾斜角的基本上相同的光锥。为此，按照本发明的一种优选设计规定：附加透镜是如下所述的透镜，该透镜具有横截面基本上呈部分圆形的光出射面并具有形成光入射面的后方隙口。所述后方开口关于光轴优选是不对称的，并且该不对称的后方开口优选这样构造，使得透镜厚度平行于光轴观察、从下面的位置至上面的位置连续增大。由此，平行于光轴得到了一种变化的透镜厚度，其中最大的透镜厚度存在于最下面的光源处，并且比较而言最小的透镜厚度存在于最上面的光源的位置处。通过这种位置和厚度关系，确保了：辐射的光锥是恒定的，而不依赖于相应操控的光源，并且该辐射的光锥只相对于水平的光轴具有变化的辐射角。
横向于光轴，所述透镜具有长形的形状，从而对处于前面的道路提供宽阔的照明。优选地，所述光出射面构造为圆柱体表面，其中，圆柱体的纵轴线垂直于灯具光轴并且平行于水平方向延伸。
附图说明
下文借助附图来解释本发明的具体设计。附图为：
图1示出灯具的一种具体实施形式的示意图，包括主要的构件；
图2a、b示出相对于光轴有不同角度位置的灯具，以及
图3示出按照本发明的附加光学器件的一种具体实施形式的横截面示图。
具体实施方式
图1示出了灯具1的主要构件，包括带有六个上下相叠设置的led的阵列2、附加透镜3、微处理器4、陀螺传感器5和led驱动器6。在示出的实施例中，阵列2限于一排，包括五个上下相叠设置的发光二极管。所述发光二极管相对于在其之前设置的附加透镜3不同地定位并且产生相对于灯具1光轴7具有不同倾斜角的不同光锥。
在使用情况中，陀螺传感器5记录灯具1可能发生的运动，尤其是俯仰运动，此时灯具1光轴7沿箭头方向8偏转，并且将对应的数据发送给微处理器4。通过led驱动器6，经处理的信号从微处理器4传送给led阵列2，这些led按照微处理器4给出的规定发光。如果使用在图1中示出的附加透镜3，则灯具1沿箭头方向8的俯仰运动通过下述方式得以补偿，即：当进行向下的运动时，下面的led之一被操控，该led的光锥(相对于光轴7而言)进一步(更远地)向上辐射。反过来，在俯仰运动向上进行时，则操控设置在光轴7上方的led并使其光锥进一步(更远地)向下辐射。通过对相应配置的快速计算，尽管存在振动仍能使辐射的光锥直接稳定化。
图2a、b示出了灯具1，光轴7相对于水平方向(地平)9或者说相对于地面9'具有不同的角度位置，并且具有不同的光锥10、10'，所述光锥由分别为了补偿运动而被操控的led产生。
在图3中示出了附加光学器件3的一种具体实施形式的横截面示图。该附加光学器件3具有光出射面11，所述光出射面基本上呈部分圆形地设计。附加光学器件3在后方具有隙口，该隙口的端面12构成为光入射面并且所述隙口关于光轴7不对称地设计。后方开口的这种不对称式设计的特征在于，透镜厚度在开口的下面的区域内(亦即在按规定正常使用时朝向地面9'的区域内)显著大于在远离地面9'的上面的区域内的透镜厚度。所述透镜厚度在此是指平行于光轴7在光入射面和光出射面之间的距离。在图3中可以清楚地看到：在后方开口的下端部处的距离a1显著大于在光轴7附近设置的距离a2以及在该后方开口的上端部处并且平行于光轴7存在的距离a3。正如在图示实施例中那样，后方开口的端面12可以设计为弯曲或平坦结构。