包括非接触式控制装置的便携式灯的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及便携式电灯领域，特别地涉及一种装备有光束亮度的非接触式控制的头灯。
【背景技术】
[0002]已知有相当多的有效技术来控制常规的电气装置(例如落地灯)的操作。但是这些常规技术并非适当地适于控制通常通过按钮或旋转开关来控制的便携式灯(例如头灯)。
[0003]然而，需要改进头灯的人体工程学，这也正是本发明的目的。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种便携式灯，例如具有改进的用户界面的头灯，该用户界面不仅允许控制灯的通电或断电，而且允许控制它的亮度。
[0005]本发明的另一目的是提供一种头灯，该头灯尤其紧凑的且没有任何手动开关，尽管如此，其允许控制和调节光通量。
[0006]本发明的另一目的是提供一种头灯的无接触式控制，其配备有有效的机构来避免不需要的接通/断开。
[0007]最后，本发明的第四个目的是获得用于控制头灯的通电、头灯的断电以及由头灯产生的光的亮度、甚至它的漫射能力的方法。
[0008]这些目的和其他目的是由具有光功率控制的便携式灯来实现，其包括:
[0009]-用于给一个或多个光源供电的电源模块；
[0010]-第一接近检测器，其用于检测靠近该灯的物体(例如，手指)；
[0011]-控制模块，其接收由所述第一接近检测器生成的信息，所述控制模块配置成检测所述对象沿着第一轴线(X-X’)的运动方向(正向或负向)，且用于从这种信息得出控制接通、断开或调节光功率的强度。
[0012]优选地，为了确定是否增加或减少光通量的强度水平，控制模块利用了该对象的移动方向，其中用户可以将该灯放置在他的头上，而无须注意该灯的定位的有利的一面。
[0013]在一个特定的实施方式中，便携式灯、所有的接近检测器位于所述光源的一侧处的同一轴线x-x’上。
[0014]优选地，第一接近检测器分别包括天线，所述天线配置成当物体接近于所述检测器时改变振荡器的振荡频率。可替选地，该第一接近检测器可以基于配置用于检测接近于所述灯的物体的接近的超声传感器。
[0015]在一个特定的实施方式中，该灯包括:
[0016]-第一接近检测器，其配置用于检测和区分沿着第一水平轴线X-X’的左-右运动或右-左运动；
[0017]-第二接近检测器，其配置用于检测和区分沿着基本上竖直的第二轴线Y-Y’的上-下运动或下-上运动。
[0018]在一个特定的实施方式中，该灯包括位于光源前方的光电装置，例如提供透明度/不透明度的电气控制的光电漫射元件，以及第二接近检测器配置用于控制光束的漫射。
[0019]优选地，聚合物分散液晶(PolymerDispersed Liquid Crystal，PDLC)元件执行光束的漫射控制，其中该roix元件被所述控制模块根据由检测物体沿着所述轴线γ-γ’运动的所述第二接近检测器生成的信息来控制。
[0020]本发明还获得了用于控制便携式灯的方法，该方法包括以下步骤:
[0021]-检测左/右类型的第一接近运动或右/左类型的第一接近运动并控制所述灯的接通；
[0022]-启动计数器，以建立用于允许调节光束强度的时间窗，所述时间窗在预定持续时间期间是打开的；
[0023]-在所述时间窗的打开期间检测第二接近运动；
[0024]-当第二接近运动的方向与第一接近运动的方向相同时，增加该灯的光强度；
[0025]-当所述第二接近运动的方向与所述第一接近运动的方向相反时，减少该灯的光强度；
[0026]-针对在关闭所述时间窗后检测到的任何接近运动而断开该灯。
[0027]本发明特别适合于实现头灯，不管该灯在用户头上位于哪一侧，其接通/断开可以被用户容易地控制。
【附图说明】
[0028]在阅读参考所附附图仅以非限制性的示例给出的说明和以下附图时，本发明的其他特征、目的和优点将很明显。
[0029]图1示出了根据本发明的紧凑头灯的实施方式的透视前视图。
[0030]图2示出了图1的灯的透视后视图，其突出用于给电池充电的USB端口。
[0031]图3示出了配备有通电/断电以及光通量的亮度的非接触式控制的便携式头灯的第一实施方式。
[0032]图4示出了头灯的第二实施方式，其中接近检测电路基于天线。
[0033]图5a示出了用于体现第二实施方式的接近检测器的电子电路的示例。
[0034]图5b示出了头灯的第三实施方式，其中接近检测器基于超声传感器。
[0035]图6a和图6b分别示出了沿着轴线XX’的接近检测装置的各自的天线的布置的两个示例。
[0036]图7示出了根据相互垂直的两个轴线XX’和YV的天线的布置的另一示例，以便实现检测物体沿着两个垂直轴线的运动。
[0037]图8示出了用于控制配备有接近检测器的头灯的通电、亮度调节、以及断电的方法的实施方式。
[0038]图9示出了头灯的第四实施方式，其还包括光束漫射的非接触式控制。
[0039]图10示出了用于控制光功率和光束漫射的方法的实施方式。
【具体实施方式】
[0040]现在将描述便携式灯(例如头灯)的实施方式，其可以有利地包含有效的非接触式控制机构，该非接触式控制机构不仅允许摆脱传统的机械开关，而且还能够增强灯的稳健性和紧固性。
[0041]因此，可以实现尤其紧凑的头灯，例如图1中示出的，其刚刚大于它包含的通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)，如图2所示，且尤其用于给电池充电。
[0042]以下描述的实施方式主要涉及头灯。然而，很明显地是，本领域技术人员也可以容易地将本发明的原理适用于实现下文中描述的任何便携式灯和它们的控制机构。
[0043]图3示出了在图1和图2中示出的灯的第一实施方式的细节，并且该灯实现了对通电、断电、甚至调节光功率的非接触式控制。
[0044]如图所示，灯100包括与控制模块10相关联的电源模块20、和包括在合适的情况下具有它们自己的聚焦系统的一个或多个LED的光源30。为了简洁，在图3的示例中呈现了单个LED 31以及它的光学模块32。LED 31借助连接于电源模块20的导线33供电。该配置清晰地实现了相当紧凑的头灯结构。然而，在不是主要期望紧凑性的情况下，可以在同一光学聚焦系统内布置一组多个二极管或者甚至组合成多个光学系统，以增加灯的亮度或用于增大该头灯使用的可能性。特别地，可以考虑使用较大的多芯片型LED(Cree XLM2)，结合不太紧凑的光学系统以便实现更复杂的头灯结构。
[0045]在【具体实施方式】中，在控制模块10生成的控制信息或控制信号Vc的控制下，借助导线33执行LED 二极管31的供电。
[0046]电源模块20具体包括常规地存在于LED灯中用于产生具有高强度的光束的所有组件，并且通常基于脉冲宽度调制(Pulse Width Modulat1n，PffM)，这为本领域技术人员所熟知，且与在D类音频电路中熟知的类似。该PffM调制通过控制信号Vc控制。通常来讲，将注意到，上面所提到的术语“信号”指的是用于控制电源模块20的电量(电流或电压)，特别地为用于给LED 二极管31供电的PffM调制。然而这仅为一个特定的实施方式，可以用“控制信息”来替代“控制信号Vc”，例如逻辑信息，该逻辑信息可以存储在寄存器或存储器中，因此通过任何合适的方式传输至电源模块20以便控制光通量的亮度。在一个特定的实施方式中，甚至可以考虑到，控制模块10和电源模块20可以集成在单一模块中或集成电路中。
[0047]因此，本领域的技术人员将容易地理解，当涉及“控制信号V。”时，同样会想到利用基于电控制变量(电流或电压)的实施方式以及通过传达给电源模块20的逻辑信息来执行控制的实施方式。出于该原因，以下将任意地讨论控制信号或控制信息。
[0048]—般来说，组成电源模块20的组件、开关和电路，例如双极型晶体管、场效应晶体管(FET)或金属氧化物半导体(MOS)或金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)为本领域技术人员所熟知，在该点上为了简洁将有意地缩短描述。类似地，读者可以参考PWM调制的各个方面的一般文献。
[0049]在图3示出的优选的实施方式中，控制模块10具有基于微处理器的构造，其包括借助常规的地址、数据和控制总线19与存储装置以及输入/输出(I/O)电路通信的处理器11，存储装置例如随机存取存储器(Random Access Memory，RAM) 12、闪速存储器13、只读存储器(ROM)或电可擦可编程存储器(EEPROM)等。图3示出了具有两个1/0电路(分别为14和15)的一个实施方式，当合适时其可以组合成单个电路，在一端用于连接(interface)接收控制信息Vc的电源模块20，在另一端连接一组η个接近检测器50-1至50_η (η大于或等于2) ο
[0050]在一个特定实施方式中，头灯还包括USB端口(如图2所示)，其可以借助于位于控制模块10内的USB模块16访问，且其与地址、数据和控制总线19通信。该USB控制接口不仅可以用于给存在于头灯中的电池(例如，L1-离子电池)40充电，而且还可以用于允许在头灯内存储调节参数和配置文件(profile)的配置数据的交换。
[0051]通过这样，控制模块可以与数据处理系统通信以配置该头灯，该数据处理系统例如计算机、笔记本电脑、触摸板、个人助理甚至常规的智能手机。然而应当注意地是，该USB端口仅为可以用在头