CN101876401A - 具有响应于单个用户控制器的交错光源的照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及照明装置及其操作方法，其能够用于根据单个用户控制器以交错方式调节多个光源的亮度水平。在一个实施例中，照明装置包括多个光源。每个光源适于在与每个光源相关联的从相关联的最小亮度水平延伸至相关联的最大亮度水平的亮度水平范围内，呈现出相关联的当前亮度水平。照明装置还包括用户控制器，所述用户控制器适于以交错方式选择性地调节多个光源所呈现出的当前亮度水平，使得多个光源在用户控制器的至少一个位置范围内，呈现出彼此不同的当前亮度水平。

Description

具有响应于单个用户控制器的交错光源的照明装置
技术领域
本发明总体涉及照明装置，更具体地说，涉及具有多个光源的照明装置。
背景技术
便携式照明装置，例如手电(flashlight)、头灯(headlamp)等照明装置，可实施为具有用于照射感兴趣的区域的一个或多个光源。具体说，具有多个光源的照明装置可有利于以下情况：可在单个装置里设置不同类型的光源，例如提供不同光束图案或不同波长的光源。不幸地，通常难以对许多现有的包括多个光源的照明装置进行控制。
例如，某些照明装置可包括用于不同光源的独立的控制器。关于此点，用户会被迫在操作照明装置时从各个不同的控制器中进行选择。不幸地，这种实施方式需要用户记忆并辨别不同的控制器。这会使用户对照明装置的操作复杂化，尤其是在需要对多个光源进行调节的情况下。例如，在黑暗环境中，可能没有充足的光线让用户可靠地辨别多个控制器。又如，在紧急情况下，可能没有充足的时间让用户辨别多个控制器。因此，需要能够克服上述一个或多个缺点的改善的照明装置。
发明内容
本发明涉及不同的照明装置和操作方法，其能够用于根据单个用户控制器以交错方式(staggered fashion)调节多个光源的亮度水平。在一个实施例中，照明装置包括多个光源。每个光源适于在与每个光源相关联的从相关联的最小亮度水平延伸至相关联的最大亮度水平的亮度水平范围内，呈现出相关联的当前亮度水平(associated current brightness level)。照明装置还包括用户控制器，所述用户控制器适于以交错方式选择性地调节多个光源所呈现出的当前亮度水平，使得多个光源在用户控制器的至少一个位置范围内，呈现出彼此不同的当前亮度水平。
在另一实施例中，提供了一种操作照明装置的方法。照明装置包括用户控制器和多个光源。每个光源适于在与每个光源相关联的从相关联的最小亮度水平延伸至相关联的最大亮度水平的亮度水平范围内，呈现出相关联的当前亮度水平。该方法包括对用户控制器的调节进行检测的检测步骤。该方法还包括根据检测步骤以交错方式选择性地调节多个光源所呈现出的当前亮度水平，使得多个光源在用户控制器的至少一个位置范围内，呈现出彼此不同的当前亮度水平。
本发明的范围由权利要求书限定，其内容通过引用并入该部分。通过以下对一个或多个实施例的详细描述，本领域的技术人员能够更全面地理解本发明的实施例及其额外的优点。将参考附图进行描述。
附图说明
图1示出了本发明一实施例的包括本体和可装卸托架的照明装置。
图2示出了本发明一实施例的沿图1所示照明装置的本体的线5-5所取的截面图。
图3示出了本发明一实施例的包括带体的图1所示照明装置。
图4示出了本发明一实施例的包括另一带体的图1所示照明装置。
图5示出了本发明一实施例的图1所示照明装置的本体的分解图。
图6示出了本发明一实施例的、响应于单个用户控制器的、图1所示照明装置的多个不同光源的相对亮度的变化。
图7示出了本发明一实施例的图1所示照明装置的控制电路的框图。
图8示出了本发明一实施例的图1所示照明装置的电路图。
通过参考以下详细描述，能够最佳地理解本发明的实施例及其优点。应该明白的是，在附图中以相同引用标号表示相同的元件。
具体实施方式
图1示出了本发明一实施例的的照明装置100，包括本体101和构造成接收照明装置100的托架120，图2示出了本发明一实施例的沿本体101的线5-5所取的截面图。
照明装置100的本体101构造成插入托架120中，并且可选择性地从托架120中取出。关于此点，本体101可有利地安装至托架120，并位于托架120所在的任意便利位置。例如，在一个实施例中，托架120可放置于用户的头上，以便将照明装置100用作头灯。然而，照明装置100不一定局限于应用于头灯。例如，在其它实施例中，托架120可放置于其它位置，例如腰带、服装、腕带等用户方便的位置。在其它实施例中，本体101可从托架120中取出，以便用户手持使用本体101(例如，作为手电)、或者将本体101置于其它位置。
本体101包括壳体151，壳体151呈沿大致垂直方向延伸的大致长形形状。本体101包括位于壳体151两侧的呈现出大致圆柱形外表面的安装构件165。本体101可经由安装构件165与托架120的接合，选择性地连接至托架120。关于此点，托架120包括两个支承构件124，当安装构件165插入支承构件124中时，支承构件124的大致呈弧形的内表面125可与安装构件165的大致呈圆柱形的外表面接合。
当本体101与托架120接合(例如，经由安装构件165与支承构件124的接合)后，壳体151可沿箭头153所示方向绕轴线102相对于托架120旋转，以调节一个或多个光源166A～166E(后文详述)所发出的光的角度。
有利地，壳体151的重量被两个支承构件124支承。因为壳体151经由支承构件124和安装构件165而与托架120接合，所以本体101的重心紧邻支承构件124和托架120的其余部分。
本体101包括位于壳体151两侧的连接至安装构件165的端帽152。用户可把持壳体151或端帽152，来相对于托架120旋转本体101。有利地，壳体151的形状允许本体101的重心水平地定位在支承构件124之间，并垂直地定位成大致平齐于或低于(例如，在下方)轴线102、支承构件124、和/或安装构件165。重心的这种定位允许重力将壳体151大致拉向稳定位置(例如，不使本体101上重下轻、或者只在一端受支承，以避免本体101在无意中发生旋转)。作为结果，托架120构造成以稳定可靠的方式保持壳体151，同时仍然允许壳体151旋转。
托架120包括连接构件122、126，连接构件122、126包括孔口128、129，孔口128、129可接收各种带体或其它安装装置，以将托架120定位到期望位置。例如，图3示出了在本发明一实施例的头灯构造中，与带体110连接的本体101和托架120。关于此点，带体110穿过连接构件122的孔口128，以将托架120固定至带体110。在该构造中，托架120可位于用户前额的前面，而带体110可构造成套在用户的头上，以将照明装置100固定至用户。
又如，图4示出了在本发明一实施例的另一头灯构造中，与带体110以及带体112连接的本体101和120。关于此点，带体112穿过连接构件126的孔口129，以将托架120固定至带体112。在该构造中，带体112可构造成套覆在用户的头顶上，以将照明装置100进一步固定至用户。
本体101还包括大致安装在壳体151的顶侧上的用户控制器154。用户控制器154可相对于壳体151旋转，以调节照明装置100的电位器(potentiometer)或其它适当的控制器，从而调节例如从一个或多个光源166A～166E发出的光的强度。例如，用户可把持用户控制器154，来相对于本体150沿箭头155所示方向旋转用户控制器154。有利地，用户控制器154定位在壳体151的顶侧上，使得用户能够在不引起壳体151沿轴线102旋转的情况下，调节用户控制器154。作为结果，本体101能够在用户操作用户控制器154的同时，保持在期望位置(例如，相对于托架120旋转至期望角度)。
另外，用户控制器154定位在壳体151的顶侧上，还使得用户能够在不存在在无意中干涉光源166A～166E所提供的光的情况下，调节用户控制器154。关于此点，用户的手可置于壳体151的顶侧上，而不是置于光源166A～166E的前面(例如，在光源166A～166E所发出的光束图案内)，否则会遮挡光源166A～166E所发出的光束图案(beam pattern)。作为结果，用户能够在调节用户控制器154的同时，避免在无意中遮挡光源166A～166E向目标照射区域发出的光束图案(例如，避免产生阴影)。
虽然图示的用户控制器154是用户可旋转盘(例如旋钮(knob))，但是也可构思其它实施例。例如，在其它实施例中，用户控制器154可实施为滑动器(slider)(例如，连接至沿轴线滑动的电位器)、弹簧加载杆(springloaded lever)、拨动开关(toggle switch)、具有分离的增量位置和减量位置的开关、两个或两个以上的开关(例如，增量开关和减量开关)、或其它适当的的控制器。
照明装置100包括五个光源166A～166E。虽然示出的是五个光源，但是可使用任意期望数量的光源、和任意期望类型的光源。例如，在各种实施例，根据具体实施方式，光源166A～166E可实施为发光二极管(LED)、白炽灯光源、可见光光源、不可见光光源(例如发射红外线、紫外线、和/或其它光波长)、聚光灯(spotlight)、泛光灯(floodlight)、和/或其它适当的类型的光源。
光源166A～166E安装在壳体151中的透镜组件167内(例如，透镜组件167可实施为包括多个透镜，各个透镜能实现来自相应的一个或多个光源166A～166E的光的全内反射)。光源166A～166E和透镜组件167安装于窗口组件168后的壳体151内。
如图4所示，壳体151包括大致呈圆筒形的腔170。腔170可接收用于给照明装置100供电的电池(例如常规的AA或AAA电池)。
图5示出了本发明一实施例的本体101的分解图。除前文所述的本体101的各个部件外，图5还示出了多个其它部件。
例如，图5还示出了板180、印刷电路板(PCB)181、接触板182、O形圈183、螺纹184、弹簧185、和电池186。板180可插入端帽152中，并通过例如粘合剂、胶合剂等任意适当的产品贴附或以其它方式固定至端帽152。板180可包括在板180固定至端帽152后保持可见的字母、符号、和/或其它适当的标记。电池186可插入壳体151内的腔170(见4)中，以对光源166A～166E、印刷电路板181、和印刷电路板191供电。在插入腔170中的状态下，电池186与接触板182和弹簧185接合。印刷电路板181和/或印刷电路板191可用于提供适当的电路，该电路用于根据用户控制器154的操作所生成的控制信号来操作光源166A～166E。端帽152可与螺纹184接合，以将端帽152固定至安装构件165。关于此点，O形圈183可用于将端帽152密封至壳体151。
图5还示出了窗口组件168的各个部件。关于此点，窗口组件168包括反射帽168A、反射镜168B和反射环168C，它们可通过螺丝168D全部固定至透镜组件167。
另外，图5还示出了开关190、印刷电路板191、开关帽192、O形圈193和开关环194。开关190与用户控制器154和印刷电路板191接合。关于此点，开关190可随用户控制器154一起旋转。印刷电路板181和/或印刷电路板191可通过开关190检测用户控制器154的位置及其调整，并生成一个或多个控制信号，以通过后面将进一步描述的各种方法来操作光源166A～166E。用户控制器154、开关190和印刷电路板191可被开关帽192接收，开关帽192与开关环194一起插入本体中，并通过O形图193密封至壳体151。
照明装置100的开关190和其它相关部件的实施方式，可在用户控制器154的实施方式不同的实施例中发生改变。例如，开关190可通过适当的方式实施(例如，作为沿轴线滑动的电位器、响应于弹簧加载杆的开关、响应于拨动开关的开关、具有分离的增量位置和减量位置的开关、两个或两个以上的开关、或其它适当的开关实施方式)，以在这种实施例中与用户控制器154接合。
图6示出了响应于本发明一实施例的用户控制器154的操作，照明装置100的光源166A～166C的相对亮度(例如强度)发生的变化，而图7示出了本发明一实施例的照明装置100的控制电路的框图700。例如，在一个实施例中，可使用框图700的各个部件，来将光源166A～166C控制成以图6所示方式进行操作。
虽然图6-7的以下描述是针对光源166A～166C的，但是对于一个或多个光源166A～166C所描述的特征可相似地适用于照明装置100的光源166D～166E和/或其它光源。此外，虽然图6-7的各个特征是针对实施为头灯的照明装置100来进行描述的，但是这些特征也可用于期望的任意类型的照明装置100(例如，手电或其它适当的类型的照明装置)。
图6示出了响应于从最小位置到最大位置对用户控制器154的调节，分别与光源166A、166B、166C的相对亮度相对应的光束图案602、604、606。如图6所示，光源166A～166C可以交错方式(staggered fashion)从最小亮度水平过渡到最大亮度水平，使得光源166A～166C可呈现出与用户控制器154的不同位置相对应的最小亮度水平、中间亮度水平和最大亮度水平。
如上所述，光源166A～166C可实施为不同类型的光源。这样，光源166A～166C可呈现出不同的光束图案(例如，不同的离散图案)，如光束图案602、604和606的不同宽度所示。例如，在一个实施例中，光源166A可实施为聚光灯，其具有相对较窄的光束图案，如宽度窄的光束图案602所示。在另一实施例中，光源166B可实施为泛光灯，其具有相对较宽的光束图案，如光束图案604所示，光束图案604与光束图案602相比宽度宽。在另一实施例中，光源166C可实施为具有中间光束图案的光源，如光束图案606所示，与光束图案602和604相比光束图案606的宽度居中。
为便于图示，光束图案602、604和606表示为彼此分离。然而，在不同实施例中，光束图案602、604和606可彼此部分或全部重叠。
在不同实施例中，光源166A～166C可以相似或不同的最小和最大亮度水平实施。例如，在一个实施例中，光源166A～166C的最小和最大亮度水平可彼此大致相似。在另一实施例中，光源166A～166C的最大亮度水平可彼此不同，使得例如当光源166A和166B均设定为最大亮度水平时，光源166B可仍然比光源166A亮。在另一实施例中，光源166A～166C的最小亮度水平可彼此不同，使得例如当光源166A和166B均设定为最小亮度水平时，光源166B可仍然比光源166A亮。
下面将就光束图案602、604和606进一步描述用户控制器154的操作。当用户控制器154处于最小位置610(例如关闭位置)时，光源166A～166C均保持关闭(例如呈现出最小亮度)。
随着用户控制器154从位置610向位置620的调节，光源166A打开并且亮度逐渐增加，直到用户控制器154到达位置620时，达到大致50％的亮度。在用户控制器154从位置610过渡到位置620的过程中，光源166B、166C保持关闭。
随着用户控制器154从位置620向位置630的调节，光源166A的亮度进一步增加，直到用户控制器154到达位置630时，达到大致80％的亮度。光源166B在用户控制器经过位置620时打开，并且亮度逐渐增加，直到用户控制器154到达位置630时，达到大致30％的亮度。在用户控制器154从位置620过渡到位置630的过程中，光源166C保持关闭。
随着用户控制器154从位置630向位置640的调节，光源166A的亮度进一步增加，直到用户控制器154到达位置640时，达到其最大的亮度。光源166B的亮度进一步增加，直到用户控制器154到达位置640时，达到大致50％的亮度。光源166C在用户控制器经过位置630时打开，并且亮度逐渐增加，直到用户控制器154到达位置640时，达到大致50％的亮度。
随着用户控制器154从位置640向位置650的调节，光源166A的保持为最大亮度水平。光源166B的亮度进一步增加，直到用户控制器154到达位置650时，达到大致80％的亮度。光源166C的亮度进一步增加，直到用户控制器154到达位置650时，达到其最大亮度。
随着用户控制器154从位置650向位置660的调节，光源166A的保持为最大亮度水平。光源166B的亮度进一步增加，直到用户控制器154到达位置660时，达到其最大亮度水平。在用户控制器154从位置650调节到位置660的过程中，光源166C保持为最大亮度水平。
随着用户控制器154沿相反方向从位置660经由位置650、640、630和620调节到位置610，光源166A～166C的亮度水平以相似的交错方式减小。因此，随着对用户控制器154的调节，光源166A～166C可打开、关闭、并且亮度以交错方式发生变化。
图6所示的特定交错实施方式只为图示目的，并不起限制作用。照明装置100可实施为相对于用户控制器154，以交错或者不交错的方式，根据任意期望的最小和最大亮度水平，来控制光源166A～166C。例如，虽然所有光源166A～166C示意为在用户控制器154的至少一个位置范围内同时打开(例如，所有光源166A～166C在用户控制器154从位置630调节向位置660的过程中保持打开)，光源166A也可在用户控制器154到达位置640时关闭，并在用户控制器154调节向位置660的过程中保持关闭。继续该示例，光源166C也可在用户控制器154到达位置650时打开(例如，光源166C可在光源166A关闭后打开)，并在用户控制器154从位置650调节向位置660的过程中保持打开。
有利地，用户控制器154允许用户在只使用单个控制器的情况下，调节所有光源166A～166C的打开/关闭状态以及亮度。该特征是双手必须尽可能保持空闲以进行其它任务的用户所希望的。具体说，这种用户可只使用一只手调节多个光源166A～166C，而不必操作多个不同的控制器。
下面参考图7，光源控制电路702响应于从用户控制电路704接收到的一个或多个控制信号708，向光源166A～166C提供控制信号706A～706C。在一个实施例中，光源控制电路702可实施为印刷电路板181和/或印刷电路板191，用户控制电路704可实施为开关190、印刷电路板181、和/或印刷电路板191。例如，如上所述，开关190可与用户控制器154接合，并可随着用户控制器154被调节而得到调节。对开关190的这种调节可使印刷电路板181和/或印刷电路板191生成一个或多个控制信号(例如控制信号708)，所述一个或多个控制信号可提供至控制电路702(例如印刷电路板181和/或印刷电路板191)，以操作光源166A～166E(例如，包括光源166A～166C)。
因此，对用户控制器154的调节能够使控制信号708从用户控制电路704提供至光源控制电路702，以识别用户控制器154的位置(例如，位于图6所示位置610～660中的任一个位置、或者其中间位置)。
响应于控制信号708，光源控制电路702可生成控制信号706A～706C，以通过例如图6所示实施方式的交错方式或者其它实施方式，调节光源166A～166C的亮度。例如，在一个实施例中，光源控制电路702可实施为控制器、微处理器等装置，这些装置可被编程，以响应于控制信号708提供任意期望的控制信号706A～706C。因此，光源166A～166C可受到控制，以实现亮度水平的任意期望的交错或非交错变化。
图8示出了本发明一实施例的图1所示照明装置的电路图800。电路图800包括光源166A～166E(在本实施例中图示为实施为发光二级管)、电池186、光源控制电路802(例如，其可用于实施一个实施例中的光源控制电路702)、用户控制电路804(例如，其可用于实施一个实施例中的用户控制电路704)、和图示出的额外电路。光源控制电路802包括可编程控制器810和晶体管812A/812B，它们均可实施为印刷电路板181和/或印刷电路板191。用户控制电路804包括电位器890，电位器890可实施为开关190、印刷电路板181、和/或印刷电路板191。
用户控制电路804根据操作用户控制器154的用户对电位器890的调节，将控制信号808提供至例如可编程控制器810。响应于控制信号808，光源控制电路802的可编程控制器810可生成用于调节光源166B的亮度的控制信号806A，还可生成用于调节光源166A以及166C～166E的亮度的控制信号806B。关于此点，控制信号806A、806B控制晶体管812A、812B的操作，晶体管812A、812B使光源166A～166E的亮度发生变化。例如，在本实施例中，光源166B的亮度可独立于光源166A以及166C～166E的亮度受到控制，以实现亮度水平的任意期望的交错或非交错的变化。
虽然电路图800中示出的是两个控制信号806A和806B，但是也可生成任意期望数量的控制信号，并将之用于其它实施例，以通过任意期望的交错或非交错图案，例如根据前文所述的各种图案，独立地控制任意期望数量的光源。
如适用，在不背离本发明的精神的情况下，本文所述的各种部件可组合成复合部件，和/或分离成子部件。相似地，如适用，本文所述各个步骤的顺序可改变，组合成合成步骤，和/或分离成子步骤，来提供本文所述的特征。
上述公开的内容并非旨在将本发明限制为所公开的特定形式或特定使用领域。可以想到，根据本公开内容，本发明的无论是明示还是暗示的各种替代实施例和/或修改也是可行的。
上述实施例用于描述本发明，但不用于限制本发明。还应该理解的是，根据本发明的原理，可做出多种修改和变型。因此，本发明的范围由所附权利要求书限定。

Claims (22)

1.一种照明装置，包括：
多个光源，其中每个光源适于在与每个光源相关联的从相关联的最小亮度水平延伸至相关联的最大亮度水平的亮度水平范围内，呈现出相关联的当前亮度水平；和
用户控制器，所述用户控制器适于以交错方式选择性地调节多个光源所呈现出的当前亮度水平，使得多个光源在用户控制器的至少一个位置范围内，呈现出彼此不同的当前亮度水平。
2.如权利要求1所述的照明装置，其中，
所述用户控制器适于在从第一位置延伸至第二位置的第一个位置范围内受到调节时，将多个光源中的第一光源的当前亮度水平从第一最小亮度水平调节至第一最大亮度水平；并且
所述用户控制器适于在从第三位置延伸至第四位置的第二个位置范围内受到调节时，将多个光源中的第二光源的当前亮度水平从第二最小亮度水平调节至第二最大亮度水平。
3.如权利要求2所述的照明装置，其中，第一个位置范围的一部分与第二个位置范围的一部分交叠。
4.如权利要求2所述的照明装置，其中，第一个位置范围与第二个位置范围彼此不交叠。
5.如权利要求1所述的照明装置，其中，还包括控制电路，该控制电路适于根据响应于对用户控制器的调节所接收到的用户控制信号，提供多个光控制信号，来以交错方式控制光源。
6.如权利要求1所述的照明装置，其中，与多个光源中的第二光源相比，多个光源中的第一光源适于发射不同的光束图案。
7.如权利要求1所述的照明装置，其中，与多个光源中的第二光源相比，多个光源中的第一光源适于发射不同的波长。
8.如权利要求1所述的照明装置，其中，所述用户控制器是单个旋钮。
9.如权利要求1所述的照明装置，其中，所述用户控制器是单个滑动器。
10.如权利要求1所述的照明装置，其中，所述照明装置是头灯。
11.如权利要求1所述的照明装置，其中，所述照明装置是手电。
12.一种操作照明装置的方法，所述照明装置包括用户控制器和多个光源，其中每个光源适于在与每个光源相关联的从相关联的最小亮度水平延伸至相关联的最大亮度水平的亮度水平范围内，呈现出相关联的当前亮度水平，所述方法包括：
检测步骤，检测对用户控制器的调节；以及
调节步骤，根据检测步骤以交错方式选择性地调节多个光源所呈现出的当前亮度水平，使得多个光源在用户控制器的至少一个位置范围内，呈现出彼此不同的当前亮度水平。
13.如权利要求12所述的方法，其中，调节步骤包括：
当用户控制器在从第一位置延伸至第二位置的第一个位置范围内受到调节时，将多个光源中的第一光源的当前亮度水平从第一最小亮度水平调节至第一最大亮度水平；以及
当用户控制器在从第三位置延伸至第四位置的第二个位置范围内受到调节时，将多个光源中的第二光源的当前亮度水平从第二最小亮度水平调节至第二最大亮度水平。
14.如权利要求13所述的方法，其中，第一个位置范围的一部分与第二个位置范围的一部分交叠。
15.如权利要求13所述的方法，其中，第一个位置范围与第二个位置范围彼此不交叠。
16.如权利要求12所述的方法，其中，
检测步骤包括：检测响应于对用户控制器的调节所接收到的用户控制信号；并且
调节步骤包括：根据用户控制信号，提供多个光控制信号，来以交错方式控制光源。
17.如权利要求12所述的方法，其中，与多个光源中的第二光源相比，多个光源中的第一光源适于发射不同的光束图案。
18.如权利要求12所述的方法，其中，与多个光源中的第二光源相比，多个光源中的第一光源适于发射不同的波长。
19.如权利要求12所述的方法，其中，所述用户控制器是单个旋钮。
20.如权利要求12所述的方法，其中，所述用户控制器是单个滑动器。
21.如权利要求12所述的方法，其中，所述照明装置是头灯。
22.如权利要求12所述的方法，其中，所述照明装置是手电。
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