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Title:
POCKET LIGHT COMPRISING AT LEAST ONE LED AS AN ILLUMINANT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/025168
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a pocket light comprising an LED (3) as an illuminant, and an on-off switch (2) for actuating the LED (3). In order to provide said pocket light with an especially flat housing and to improve the use of the energy source (4), the output voltage of said energy source being lower than the operating voltage of the LED (3), an electronic device (4) is provided, preferably a charge pump, which increases the output voltage of the energy source (4) to the operating voltage of the LED (3).

Inventors:
MOSER PETER (AT)
Application Number:
PCT/AT2003/000079
Publication Date:
March 25, 2004
Filing Date:
March 20, 2003
Export Citation:
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Assignee:
MOSER PETER (AT)
International Classes:
F21L4/02; F21V21/088; (IPC1-7): F21L4/02; F21V21/088; F21V33/00
Domestic Patent References:
WO2000029780A12000-05-25
Foreign References:
US5558429A1996-09-24
US6213623B12001-04-10
US5927846A1999-07-27
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 2002, no. 08 5 August 2002 (2002-08-05)
Attorney, Agent or Firm:
Babeluk, Michael (WIEN, AT)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE
1. Taschenleuchte mit zumindest einer LED (3) als Leuchtmittel gekennzeich net durch : ein flaches Gehäuse (1) mit zumindest einem Ein/Ausschalter (2) zur Betätigung der LED (3), eine im Gehäuse (1) angeordnete Energiequelle (4) zur Versorgung der LED (3), wobei die Ausgangsspannung der Energiequelle (4) kleiner ist als die Betriebsspannung der LED (3), sowie eine elektronische Einrichtung (5), welche die Ausgangsspannung der Energiequelle (4) auf die Betriebsspannung der LED (3) erhöht.
2. Taschenleuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Einrichtung (5) zur Spannungserhöhung gleichzeitig als Strombegrenzer für den Betrieb der LED (3) ausgebildet ist.
3. Taschenleuchte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Einrichtung (5) zur Spannungserhöhung eine Ladungspumpe ist.
4. Taschenleuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich net, dass das Gehäuse (1) einen schmale Seitenflächen (8) und eine schmale Vorderseite (7) bildenden Kunststoffkorpus (6) aufweist, welcher von einem Uförmig abgekanteten Metallclip (10) umfasst ist, welcher die Ober, Unterund Rückseite (12,13, 14) des Gehäuses (1) bildet.
5. Taschenleuchte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Unterseite (13) des Metallclips (10) ein Halteclip (15) zur Befestigung der Taschenleuchte integriert ist.
6. Taschenleuchte nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtaustrittsöffnung (16) für die zumindest eine LED (3) an einer der schmalen Seitenflächen (8), vorzugsweise an der schmalen Vorderseite (7) des Kunststoffkorpus (6) angeordnet ist und der als Tastschalter ausbildete Ein/Ausschalter (2) in einer Ausstanzung (17) der Oberseite (12) des Me tallclips (10) angeordnet ist.
7. Taschenleuchte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Lichtaustrittsöffnung (16) für die LED (3) eine Linse und/oder ein Reflektor eingefügt ist.
8. Taschenleuchte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Gehäuseseite, vorzugsweise am abgekanteten Metallclip (10), der Haltebü gel (19) einer Geldklammer zur Aufnahme von Geldscheinen befestigt ist.
9. Taschenleuchte nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeich net, dass der zumindest eine Ein/Ausschalter (2), die zumindest eine LED (3), die elektronische Einrichtung (5) zur Spannungserhöhung, eine Batteriehalterung (18) sowie die notwendigen Verbindungsleitungen in einer elektronischen Schaltung auf einer Leiterplatte (9) integriert sind.
10. Taschenleuchte nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lei terplatte (9) in eine Aussparung des Kunststoffkorpus (6) einschnappbar ausgeführt ist und mit Hilfe des Metallclips (10) fixierbar ist.
11. Taschenleuchte nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronischen Schaltung eine Ausschaltautomatik mit vorzugsweise vor gebbarer Leuchtdauer für die LED (3) aufweist.
12. Taschenleuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn zeichnet, dass als Leuchtmittel eine weiße LED und/oder eine UVLED vor gesehen ist.
13. Taschenleuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn zeichnet, dass als Ein/Ausschalter (2) ein helligkeitsgesteuerter Sensor vorgesehen ist.
Description:
Taschenleuchte mit zumindest einer LED als Leuchtmittel Die Erfindung betrifft eine Taschenleuchte mit zumindest einer LED als Leucht- mittel.

Kleine Taschenleuchten und Leuchtanhänger sind seit längerem bekannt und weisen unterschiedliche äußere Formen auf. So gibt es kompakte Schlüsselan- hänger, insbesondere für Autoschlüssel, welche aus einem Kunststoffgehäuse bestehen und beispielsweise über einen Tastschalter ein Leuchtmittel, beispiels- weise ein Glühlämpchen einschalten, welches von einer oder mehreren Knopf- batterien im Gehäuse der Taschenleuchte gespeist wird.

Weiters sind kompakte kleine Stableuchten bekannt geworden, welche in der Art eines Füllhalters mit etwas größeren Durchmesser konzipiert sind und eine Hal- teklammer ähnlich jener von Kugelschreibern oder Füllhaltern aufweisen.

Die bekannten Geräte sind allerdings zu voluminös um diese in einer Brieftasche oder einer Geldbörse mitzuführen, wobei einer weiteren Verkleinerung, bei- spielsweise stabförmiger Leuchten, durch den Durchmesser, die Größe bzw. die notwendige Anzahl handelsüblicher Batterien, Grenzen gesetzt sind.

Verwendet man nun anstelle kleiner Glühlämpchen beispielsweise eine Leucht- diode (LED) so ist zu beachten, dass diese typischer Weise eine Betriebsspan- nung von 3,8 V aufweist und daher bei Verwendung herkömmlicher Alkalizellen mit 1,5 V Ausgangsspannung drei derartige Zellen verwendet werden müssen, um die erforderliche Betriebsspannung zu erreichen.

Wie weiter unten anhand der Fig. 4 und 5 dargelegt, kann allerdings nur ein klei- ner Bereich der Batteriekapazität genutzt werden, so dass derartige Leuchten einen schlechten Wirkungsgrad aufweisen und aufgrund der benötigten hinter- einander geschalteten Knopfzellen eine bestimmte Baugröße aufweisen, welche nur durch teure Sonderanfertigungen der Energiequelle verringert werden könn- te.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Taschenleuchte mit zumindest einer LED als Leuchtmittel vorzuschlagen, welche flach und kompakt ausgeführt ist, wobei die Kapazität der verwendeten Energiequelle zu Erreichung eines bes- seren Wirkungsgrades möglichst gut ausgenutzt werden soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Taschenleuchte mit folgenden Merkmalen gelöst : - ein flaches Gehäuse mit zumindest einem Ein-/Ausschalter zur Betätigung der LED, - eine im Gehäuse angeordnete Energiequelle zur Versorgung der LED, wo- bei die Ausgangsspannung der Energiequelle kleiner ist als die Betriebs- spannung der LED, sowie - eine elektronische Einrichtung, welche die Ausgangsspannung der Ener- giequelle auf die Betriebsspannung der LED erhöht.

Erfindungsgemäß kann die elektronische Einrichtung zur Spannungserhöhung, beispielsweise als Ladungspumpe (z. B. TPS 60400 DBV der Firma) ausge- führt sein. Durch die erfindungsgemäße Maßnahme kann als Energiequelle bei- spielsweise eine handelsübliche Lithiumzelle der Baugröße 2430 eingesetzt wer- den, welche eine Ausgangsspannung von 3 V zur Verfügung stellt und durch die Ladungspumpe auf die benötigte Betriebsspannung der LED erhöht wird.

Erfindungsgemäß kann die elektronische Einrichtung zur Spannungserhöhung gleichzeitig als Strombegrenzer (z. B. 20 mA) für den Betrieb der LED verwendet werden. Aufgrund der verwendeten Ladungspumpe ist z. B. nur eine einzige fla- che Lithiumzelle mit einer Ausgangsspannung von 3 V für die Taschenleuchte vorgesehen, wobei bei fast leerer Batterie aufgrund der Spannungsverdopplung noch etwa 4 V für den Betrieb der LED zur Verfügung stehen.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung weist das Gehäuse einen schmale Seitenflächen und eine schmale Vorderseite bilden- den Kunststoffkorpus auf, welcher von einem U-förmig abgekanteten Metallclip umfasst ist, welcher die Ober-, Unter-und Rückseite des Gehäuses bildet.

Weiters ist in der Unterseite des Metallclips ein Halteclip zur Befestigung der Ta- schenleuchte integriert, womit die Taschenleuchte am Geldfach einer Brieftasche oder an einem Innenfach einer Handtasche befestigt werden kann.

In einer bevorzugten Ausführungsvariante kann die erfindungsgemäße Taschen- leuchte in eine Geldklammer integriert sein, wobei an einer Gehäuseseite, vor- zugsweise am abgekanteten Metallclip des Gehäuses, der Haltebügel einer Geld- klammer zur Aufnahme von Geldscheinen befestigt ist.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Lichtaustrittsöffnung für die zu- mindest eine LED an einer der schmalen Seitenflächen, vorzugsweise an der schmalen Vorderseite des Kunststoffkorpus angeordnet, wobei der als Tast- schalter ausbildete Ein-/Ausschalter in einer Ausstanzung der Oberseite des Me- tallclips angeordnet ist. Ist die Taschenleuchte mit dem Halteclip am Geldfach der Geldbörse befestigt, so wird die an der schmalen Vorderseite angebrachte LED direkt in das Innere des Geldfaches gerichtet und der an der Oberseite an- gebrachte Tastschalter ist frei zugängig.

Erfindungsgemäß sind der zumindest eine Ein-/Ausschalter, die zumindest eine LED, die elektronische Einrichtung zur Spannungserhöhung, eine Batteriehalte- rung sowie die notwendigen Verbindungsleitungen in einer elektronischen Schaltung auf einer Leiterplatte integriert.

Es gibt sich somit ein besonders kompakter Aufbau der Taschenleuchte, welche aus folgenden vier Bestandteilen besteht : - Metallclip mit integriertem Halteclip aus Stahl, - Kunststoffkorpus zur Aufnahme der Leiterplatte, welcher in den U-förmi- gen Metallclip eingeschoben wird, - Leiterplatte mit allen elektronischen Bauteilen, - Energiequelle (beispielsweise Lithiumzelle) Die Leiterplatte enthält alle elektronischen Bauteile und wird in den Kunststoff- korpus eingeclipst und von einem Rasthacken festgehalten. Die Taschenleuchte enthält in vorteilhafter Weise keine frei geführten Kabel oder Litzen, sodass Fehlfunktionen und Kontaktfehler weitgehend ausgeschlossen werden können.

Erfindungsgemäß kann die auf der Leiterplatte integrierte elektronische Schal- tung eine Ausschaltautomatik mit vorzugsweise vorgebbarer Leuchtdauer für die LED aufweisen. Die Ausschaltautomatik kann beispielsweise die eingeschaltete LED innerhalb von 2 bis 5 Sekunden wieder ausschalten, wodurch Batteriele- bensdauer entscheidend erhöht wird.

Die erfindungsgemäße Taschenleuchte kann beispielsweise mit einer weißen LED ausgestattet sein und als Innenbeleuchtung für Hand-und Geldtaschen verwen- det werden (Cent-Finder). Weiters ist es möglich die erfindungsgemäße Ta- schenleuchte mit einer UV-LED auszurüsten, wodurch ein kompakter Bankno- tenprüfer (Money-Check) realisiert ist, welcher bequem in der Handtasche bzw. aufgrund dessen Kompaktheit auch direkt in der Geldbörse mitgeführt werden kann.

Aufgrund der kompakten Ausführung können auch zwei der erfindungsgemäßen Taschenleuchten nebeneinander auf ein Geldfach aufgesteckt werden, wobei eine der Taschenleuchte mit einer weißen LED zur Beleuchtung des Geldfaches und die andere mit einer UV-LED zur Prüfung von Banknoten dient.

Natürlich ist es auch möglich, beide Funktionen in einer Taschenleuchte zu verei- nen, wobei in einem Gehäuse zwei LEDs (weiße LED und UV-LED) sowie zwei Tastschalter zum unabhängigen Einschalten einer der beiden LEDs vorgesehen sind.

Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung kann als Ein-/Aus- schalter ein helligkeitsgesteuerter Sensor vorgesehen sein, wodurch bereits beim Öffnen der Handtasche bzw. Geldbörse aufgrund der sich ändernden Helligkeit die LED eingeschaltet und beispielsweise mit Hilfe einer Ausschaltautomatik nach einer gegebenen Zeitspanne von 2 bis 5 Sekunden wieder ausgeschaltet wird.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 die erfindungsgemäße Taschenleuchte in einer Schrägansicht auf die Oberseite, Fig. 2 die Taschenleuchte gemäß Fig. 1 in einer Schrägansicht auf die Unterseite, Fig. 3 das Schaltbild der erfindungsgemäßen Taschenleuchte, Fig. 4 das Entladungsdiagramm herkömmlicher Alkali-Mangan-Zellen, Fig. 5 das Entladungsdiagramm einer Lithiumzelle bei Verwendung einer Ladungspumpe, Fig. 6 die bestückte Leiterplatte der erfindungsgemäßen Taschenleuchte in einer Draufsicht, Fig. 7 einen Teil des Gehäuses der Taschenleuchte in einer Schrägan- sicht auf die Unterseite sowie Fig. 8 eine Ausführungsvariante der erfindungsge- mäßen Taschenleuchte als Geldklammer.

Die in den Fig. 1 und Fig. 2 dargestellte erfindungsgemäße Taschenleuchte weist ein flaches Gehäuse 1 mit einem Ein-/Ausschalter 2, beispielsweise einen Tast- schalter, zur Betätigung einer LED 3 auf. Wie strichliert angedeutet, befindet sich im Gehäuse 1 eine Energiequelle 4, beispielsweise eine flache Lithiumzelle der Baugröße 2430, zur Versorgung der LED 3. Eine elektronische Einrichtung 5, vor- zugsweise eine Ladungspumpe (z. B. TPS 60400 DBV der Firma... ) sorgt dafür, dass die Ausgangsspannung der Energiequelle 4 von beispielsweise 3 V auf die für den Betrieb der LED 3 notwendige Betriebspannung von typischerweise 3,8 V bis max. 4,3 V erhöht wird. Die Taschenleuchte zur Beleuchtung des Innenraums von Hand-oder Geldtaschen ist somit extrem kompakt aufgebaut und weist eine Höhe auf, welche im Wesentlichen von der Dicke der Lithiumzelle und der die Lithiumzelle umgebenden Gehäuseteilen abhängig ist.

Das Gehäuse 1 der Taschenleuchte weist einen Kunststoffkorpus 6 auf, welcher die schmale Vorderseite 7 und die beiden Seitenflächen 8 bildet. Beim Zusam- menbau der Taschenleuchte wird die in Fig. 6 noch näher beschriebene Leiter- platte 9 mit allen elektronischen Bauteilen in eine Aussparung des Kunststoffkor- pus 6 eingeschnappt und danach ein U-förmig abgekanteter Metallclip 10 (siehe Fig. 7) über den Kunststoffkorpus 6 geschoben, bis ein Rasthaken 11 des Kunst- stoffkorpus 6 in eine Aussparung des Metallclips 10 einrastet. Der Metallclip 10 bildet die Oberseite 12, die Unterseite 13 und die Rückseite 14 des Gehäuses 1.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, weist die Unterseite 13 des Metallclips 10 einen Halte- clip 15 zur Befestigung der Taschenleuchte auf. Der Halteclip 15 ist bevorzugt einstückig mit dem Metallclip 10 ausgeführt. An der schmalen Vorderseite 7 des Kunststoffkorpus 6 ist eine Lichtaustrittsöffnung 16 für die LED 3 angeordnet.

Der als Tastschalter ausgebildete Ein-/Ausschalter 2 ist über eine Ausstanzung 17 in der Oberseite 12 des Metallclips 10 betätigbar.

In der Lichtaustrittsöffnung 16 für die LED 3 kann eine hier nicht weiter darge- stellte Linse oder auch ein Reflektor eingesetzt werden.

Leuchtdioden können im Gegensatz zu Glühlämpchen nicht an die vorgegebene Batteriespannung angepasst werden. Die benötigte Spannung ist physikalisch bedingt und beträgt für weiße bzw. blaue (Ultraviolette) LEDs typischerweise 3,8 V bzw. max. 4,3 V. Die Stromeinstellung (im dargestellten Beispiel 20 mA) erfolgt gemäß Stand der Technik mittels eines Vorwiderstandes. Daraus ergeben sich jedoch etliche Nachteile. Beispielsweise benötigt man mindestens drei Alkali- oder zwei Lithiumzellen um die erforderliche Betriebsspannung für die LED zu er- reichen. Der Vorwiderstand verbraucht zusätzliche Energie, weiters werden auf- grund der hohen Bauteile Toleranzen die Batterien unter Umständen nur zu 30% ausgenutzt.

Um diese Nachteile zu umgehen, weist die erfindungsgemäße Taschenleuchte einen Schaltplan gemäß Fig. 3 auf, mit welchem die Ausgangsspannung der Energiequelle 4, beispielsweise einer Lithiumzelle mit 3 V mit Hilfe der elektroni- schen Einrichtung 5, beispielsweise einer Ladungspumpe, auf die Betriebsspan- nung der LED 3 erhöht wird.

In der Ladungspumpe wird mit Hilfe des Kondensators C3 aus der zur Verfügung stehenden Ausgangsspannung eine etwa gleichgroße negative Ausgangsspan- nung erzeugt. Da die LED 3 zwischen der Ausgangsspannung und der invertier- ten Ausgangsspannung geschaltet ist, stehen auch bei einer fast leeren Batterie noch etwa 4 V zur Verfügung. Weiters dient die elektronische Einrichtung 5 gleichzeitig als Strombegrenzer für den Betrieb der LED 3, da er abhängig von der Kapazität und der Schaltfrequenz des Kondensators C3 die Ladungspumpe nur einen bestimmten Maximalstrom transportieren kann. Bei entsprechender Dimensionierung von C3 erübrigt sich somit ein strombegrenzender Vorwider- stand. Die beiden Kondensatoren Cl und C2 dienen zur Glättung der Frequenz, die Diode Dl schützt die Schaltung gegenüber einer falsch eingesetzten Knopf- batterie.

Die beiden Diagramme Fig. 4 und Fig. 5 zeigen die Vorteile in der Batterieaus- nützung. Dabei ist in Fig. 4 die Entladekurve von drei hintereinander geschalte- ten Alkali-Mangan-Zellen dargestellt, welche eine Gesamtspannung von 4,5 V aufweisen. Bei einem Betriebsstrom von 20 mA ergibt sich bei einer typischen Betriebsspannung von 3,8 V eine Nutzung von weniger als zwei Drittel der Bat- teriekapazität, bei einer maximalen Betriebsspannung von 4,3 V sogar nur ein Drittel der Batteriekapazität.

Eine weit bessere Ausnützung zeigt die erfindungsgemäße Schaltung ohne Vor- widerstand und Strombegrenzung mittels Pumpkondensator, bei welcher die Batterie aufgrund der Spannungsverdopplung bis auf ca. 2 V entladen werden kann (Fig. 5).

Fig. 6 zeigt die Bestückung einer Leiterplatte 9 mit den elektronischen Elementen gemäß Schaltung Fig. 3 sowie mit einer in der integrierten Batteriehalterung 18 gehaltenen Lithiumzelle 4 der Baugröße 2430.

Fig. 7 zeigt als Detail den Metallclip 10, welcher beispielsweise mitsamt dem in- tegrierten Halteclip 15 aus einem Edelstahlblech ausgestanzt und entsprechend angewinkelt wird.

Fig. 8 zeigt eine Ausführungsvariante der Erfindung, bei welcher die Taschen- leuchte in eine Geldklammer integriert ist. Dabei kann der Haltebügel 19 der Geldklammer am Gehäuse der Taschenleuchte, beispielsweise direkt am Metall- clip 10, befestigt sein.

Technische Daten der Taschenleuchte : Abmessungen : 51 x 35 x 8 mm inklusive Halteclip Batterie : BR/CR 2430 Lithium, 3 V ca. 300 mAH Standzeit : ca. 8 Stunden Dauerlicht (entspricht ca. 5000 bis 10000 Be- tätigungen) Taster : 1 000 000 Zyklen.




 
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