CN102187144A - 配置为利用不同电池工作的照明装置 - Google Patents

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Abstract

一种照明装置(10)，包括光源(22、24、26、28、30)、外壳(12)、电池腔(100)和升压电路(206，208)。该电池腔(100)适于容纳多个电池(64)，这多个电池(64)中的一个或多个电池(64)用作所述光源的电源。升压电路升高来自所述一个或多个电池(即电源)的电能到足以为光源(22、24、26、28、30)供电的电平。

Description

配置为利用不同电池工作的照明装置
技术领域
本发明总体上涉及照明装置，更具体地说，涉及多功能照明装置，例如具备多个照明选项、对这些照明选项的控制以及多种工作模式的手电筒(flashlight)。
背景技术
诸如手电筒之类的便携式照明装置通常会使用光源(例如白炽灯或一个或多个有机发光二极管LED)、反光器(或其他光学器件)和电源(典型情况下使用一个或多个电化电池)。许多通常被称之为手电筒的手持式照明装置一般来说其功能与性能都有限。典型情况下，常规的手电筒包括一个位于外壳外周之上的开关，此开关能够被启动以选择性通断电连接从而开闭此手电筒。若手电筒中有多于一个光源，则典型情况下配备多个开关以控制各个光源。
理想的情况是提供一种功能与性能增强的照明装置。具体来说，理想的情况是提供一种野外用途(例如军事应用和工业应用以及其他户外用途)增强的诸如手电筒之类的便携式照明装置。
发明内容
接下来呈现一份简略的概述以求提供对本发明至少一个层面的基本理解。这份概述不是对本发明的详尽概览，亦非意在指出本发明的重要或者关键要素，更非界定本发明的范围。相反，这份概述的首要目的在于以简略的方式呈现本发明的某些概念，作为随后将呈现的更为详尽的说明的前奏。
根据本发明的一个层面，提供一种照明装置，包括光源和外壳，该外壳大体上具有界定出一个适于容纳多个电池的腔的多面壁，以便所述电池中的一个或多个电池可用作以所述至少一个电池的输出为所述光源供电的电源。该光源被配置为由供应第一电压输出的第一数量的电池来供电，并被配置为由供应第二电压输出的第二数量的电池来供电，所述第二电压输出不等于所述第一电压输出，所述第二数量不等于所述第一数量。
根据本发明的另一层面，提供一种照明装置，包括光源和外壳，该外壳大体上具有界定出一个适于容纳多个电池的腔的多面壁，以便所述多个电池中的一个或多个电池可用作为所述光源供电的电源。该照明装置还包括配置为容纳至少一个第一电池的第一电池盒，该第一电池盒包括第一触点，该第一触点在所述至少一个第一电池正确定位于该第一电池盒中时处于接触状态而在所述至少一个第一电池未正确定位于该第一电池盒中时处于非接触状态。该照明装置还包括配置为容纳至少一个第二电池的第二电池盒。该第二电池盒包括第二触点，该第二触点在该第二电池正确定位于该第二电池盒中时处于接触状态而在所述至少一个第二电池未正确定位于该第二电池盒中时处于非接触状态。
附图说明
通过参照下述的说明书、权利要求书以及附图，本领域技术人员将会进一步理解并领会本发明的这些以及其他的特征、优点与目标。
在附图中：
图1是根据一个实施例的照明装置的上方正面立体图；
图2是图1所示照明装置的下方正面立体图，其中该照明装置的旋转头旋至第二锁定位置且其端盖处于开启位置；
图3是图1所示照明装置的正视图；
图4是图1所示照明装置的左视图，其中旋转头位于第一锁定位置；
图5是沿图3中的线V-V截取的该照明装置的剖视图；
图6是沿图3中的线VI-VI截取的该照明装置的靠下部分的剖视图；
图6A是图6中的VIA部分的放大图，其示出了电池的正极端子与电路间的电连接；
图7是图1所示照明装置的分解装配图；
图7A是图7所示旋转头的分解装配图；
图7B是图7所示枢轴连接器的分解装配图；
图7C是图7所示主体的分解装配图；
图7D是图7所示端盖的分解装配图；
图8是沿图4中的线VIII-VIII截取的该照明装置的剖视图；
图8A是图8中的VIII-VIII部分的放大图，其进一步示出了电池与照明装置中的电路间的电连接；
图9是沿图4中的线VIII-VIII截取的该照明装置的剖视图，其示出了一个处于按相反方向安装的储存位置的电池；
图9A是沿图9中线截取的IX-IX部分的放大图，其示出了这些电池与该照明装置中的电路间的电连接；
图10是该旋转头的立体图，其中头附连机构的右旋转连接器呈分解状态；
图11A是以第一锁定位置显示的旋转头的侧视图；
图11B是以过渡位置显示的旋转头的侧视图；
图11C是以第二锁定位置显示的旋转头的侧视图；
图12A是沿图3中的线XII-XII截取的剖视图，其示出了处于锁定位置的头附连组件的右旋转连接器；
图12B是沿图3中的线XII-XII截取的剖视图，其示出了处于释放位置的头附连组件的右旋转连接器；
图13是尾盖的立体图，其以分解方式示出了凸轮锁轮结构；
图14是图13中所示凸轮锁轮机构内部的立体图；
图15是以关闭位置示出的尾盖组件的正视图；
图16是沿图15的凸轮锁轮截取的局部剖视图，其示出了尾盖的锁闭啮合。
图17是以开启位置示出的尾盖的侧视图；
图18是以过渡的局部开启位置示出的尾盖组件的正视图；
图19是沿图18中处于局部开启位置的凸轮锁轮机构截取的局部剖视图；
图20是处于局部开启位置的尾盖组件的侧向立体图；
图21是以开启位置示出的尾盖的正视图；
图22是以开启位置示出的凸轮锁轮机构的局部剖视图；
图23是以开启位置示出的尾盖组件的侧视图；和
图24是示出根据一个实施例用于控制该照明装置的各光源的控制电路的电路图。
具体实施方式
在详细描述根据本发明的实施例之前，应注意到，这些实施例主要属于与照明装置相关的方法步骤和装置元件以及照明装置的工作方法的组合。因此，但凡适用，这些装置元件和方法步骤都采用附图中的常用符号来表示，仅用于表现与对本发明实施例的理解相关的具体细节，避免因那些对于受益于该说明书的本领域普通技术人员来说极易领会的细节而使公开内容变得晦涩。此外，说明书和附图中相同的符号代表相同的要素。
在本文中，例如第一与第二、上与下之类表示关系的词，可用来将一个实体或动作与另一实体或动作区分开，但却并不一定要求或者暗示这些实体或动作之间有任何实质性的此类关系或者顺序。词汇“包括”、“包含”或其他任何派生词意在覆盖非排他性质的包括，即，包括一组要素的处理、方法、产品或装置并非仅包括这些要素，而是可以包括未明确列出的或者对于该处理、方法、产品或装置来说固有的其他要素。在没有更多限制的情况下，一个要素之前有“包括”一词，并不表示包括该要素的处理、方法、产品或装置中就不能存在另外的等价要素。
现在参见图1-12，根据一个实施例，照明装置10通常以图示方式具体表现为手持式照明装置，本文中亦称之为手电筒，其为便携式的并适于由用户手持照明。尽管照明装置10在本文中显示和描述为手持式手电筒，但是应理解，照明装置10可与至少一个能将照明装置10安装到支撑结构(包括衣服配件，例如衬衫、背心、头盔、球帽)上的支架结构结合使用，或者，照明装置10也可安装到其他结构(例如武器)上以辅助军事或狩猎应用。照明装置10被配置为以多种工作模式工作，并且能用作手电筒(聚光或者泛光)、外部灯、汽车灯、桌灯、台灯等。
如图1-7D所示，照明装置10通常包括大体上细长的主外壳体12，该主外壳体12适于容纳并握持于用户手中。壳体12通常具有在内部界定出一个腔室的多道壁，该腔室适于容纳作为电源的至少一个电池(通常在电池套管100内)。该带腔室的壳体12进一步包括电路和控制部件。壳体12还包括具有一对向上延伸臂14A和14B的轭部14，向上延伸臂14A和14B从轭部14的利用头附连机构32与旋转头20接合的一端伸出。臂14A和14B分别具有用于容纳左旋转连接器34和右旋转连接器36的开口，左旋转连接器34和右旋转连接器36将旋转头20连接到臂14A和14B上。
旋转头20包括一个或多个光源。在本文所显示和描述的实施例中，旋转头20包括五个光源，具体表现发光二极管(LED)22、24、26、28和30。旋转头20可转动为在多个位置间绕枢轴旋转以选择性提供照向多个方向中所需方向的光照。在所公开的实施例中，旋转头在两个位置处锁定到固定位置。
主体12在与轭部14相对的一端处具有沿枢轴旋转的底端或尾盖16。端盖16相对于壳体12枢转并具有用户可启动以开关端盖16的锁闭机构。端盖16可如图2所示开启以显露出电池盒，以便用户从电池盒中取出电池64和放入电池64。
端盖16利用枢轴连接部可枢转地连接到主体12。根据一个实施例，该枢轴连接部可采用铰链形式，该铰链具有铰链组件66A和66B以及销68，铰链组件66A和66B分别形成在端盖16和主体12上并对准，销68贯穿铰链组件66A和66B中对准的孔。端盖12上连接有具有可旋转的凸轮锁轮18的锁闭机构，凸轮锁轮18包括形成在内侧上的凸轮面，用以与主体12外壁上的突起件(例如齿突132)啮合。如需关闭端盖12，则将端盖16旋转至局部关闭位置，并在随后顺时针旋转凸轮锁轮18使凸轮面与突起件132啮合，以将轮18的旋转运动强制转化为端盖16的枢转运动，从而以足够的力将端盖16推向主体12，以便啮合并压紧设置于端盖16和主体12之间的密封件160。因此，提供了密封式的锁合。如需开启端盖16，则逆时针旋转凸轮锁轮18，解除突起件132与凸轮面的啮合，从而使端盖16自由旋转至完全开启位置。
根据一个实施例，照明装置10包括采用LED形式的五个光源22、24、26、28和30，这五个光源都安装在旋转头20中并都大体朝向同一前方。LED 22大体位于旋转头20的前端面的中部区域，并用白色LED(也被称为无色LED，用于投射无色的白色可见光)来实现。余下的四个LED大体上靠近旋转头20的前端面的四个角设置。LED 24可用蓝色LED(用于发射蓝色光束中的一束蓝色可见光)来实现。LED 26可用红色LED(用于发射红色光束中的一束红色可见光)来实现。LED 28可用绿色LED(用于发射一束绿色可见光)来实现。根据一个实施例，LED 30可用红外(IR)LED(用于发射前向投射的红外光束)来实现。应理解，根据其他实施例，各种有色或者无色的光源可采用不同模式来实现、可安装在不同位置，并可进一步具有不同的输出光照。
在所公开的实施例中，白色的主LED 22大体上提供了比其他光源22、26、28和30更高的光强度。根据一个实施例，白色LED 22在典型情况下可用一节电流为约150毫安的AA号碱性电池来驱动以获得约75-80流明的光照，或者，也可用两节串联连接的碱性电池(电流为约275毫安)来驱动以产生约75-80流明的光照。典型情况下，有色LED 24、26和28以及IR LED 30这各个光源，可用一节电流为约30毫安的碱性电池来驱动以获得1-10流明范围内的光照，或者，也可用两节碱性电池(约50毫安)来驱动以获得1-10流明范围内的光照。应理解，可使用诸如锂电池之类的其他电池来获得更大的功率容量。
根据一个实施例，照明装置10可利用一节电池或者两节电池供应的电能工作。在这一过程中，不管是使用一节电池还是使用两节电池，照明装置10都使用控制电路来维持充足的电功率输出以驱动至少一个光源。此外，这些光源的光强度可调节为低、中和高强度设置。在中强度设置中，光源可按高功率设置的约50％来供电，而在低功率设置，光源可按高功率设置的25％来供电。应理解，主白色LED 22因之而用作提供最多光量的主光源。然而，应理解，根据其他实施例，可以改变利用各个光源22、24、26和28所获得的光量。
照明装置10进一步配置有多个可由用户启动的控制开关来控制光源22、24、26、28和30的启动与照明。第一开关40(在附图中用三位拨动开关来实现)位于主体12在旋转头20之下的前侧上，并大体上在一个便于由握持主体12的用户的拇指启动的位置上。三位拨动开关40具有三个开关位置，即位于右侧的第一开关位置40A、位于左侧的第二开关位置40B和位于中间的第三开关位置40C，第一开关位置40A使可见光LED以启动可见光LED模式被启动，第二开关位置40B使红外LED以启动IR或IFF模式被启动，第三开关位置40C用作无LED被接通的锁闭模式。在中间的锁闭模式位置40C，拨动开关40的控制臂基本上对准用来防止拨动开关40被意外或者无意启动的外突式开关防护件98。外突式开关防护件98的形状和尺寸大体上为以比拨动开关40的控制臂相等或者更大的距离从主体12向外伸出，并且能够作为与主体12一体模塑成形件形成。因此，外突件98用作防护装置。
照明装置10还具有三个用户可按压式按钮开关42、44和46，它们大体上位于拨动开关40下方且便于由握持主体12的用户的拇指启动。当三位拨动开关40位于可见光LED启动位置40A时，可启动(按压)按钮开关42以控制绿色LED通断，并可进一步启动(按压)以控制绿色LED的发光强度(亮度)。当开关40位于可见光LED启动位置40A时，可启动开关44以控制红色LED通断，并进一步控制红色LED的发光强度。当开关40位于可见光LED启动位置40A时，同样可启动开关46以控制蓝色LED通断，并进一步控制蓝色LED的发光强度。
应理解，当三位按钮开关40A位于可见光LED启动位置40A时，按钮开关42、44和46各自皆可工作以控制相应的LED 24、26和28，从而接通相应的有色光源24、26和28。通常，在两秒的时间窗内，可进一步启动各个按钮开关42、44和46以调节相应的有色光源24、26和28的强度或亮度。提供两秒的时间窗使得光源一经接通用户即能控制相应光源的强度。若用户在接通相应光源的两秒钟之内按压按钮开关42、44或46之一，则可调节相应光源的亮度。若用户等待了超出这两秒钟的时长才在随后按压按钮开关42、44和46之一，则对开关的此后续按压会关断相应光源。根据一个实施例，开关40、42和44任一皆可重复启动以接通和关断相应光源并于随后在多个强度设置(包括高、中和低强度设置)间改变由相应光源发射的有色光的强度。这些光源的强度或者亮度可根据预定序列来调节。根据一个实施例，这些光源可按低强度设置接通，而后按照从低亮度设置到中亮度设置再到高亮度设置的序列调节强度，并重复该序列或者颠倒该序列的顺序。根据另一实施例，这些光源可按高亮度设置接通而后顺序调节到中亮度设置再到低亮度设置，并重复该序列或者颠倒该序列的顺序。另外，应理解这些光源中的部分光源(例如白光LED 20)可按高强度设置接通，而有色光LED(例如LED 22、24和26)可按低强度设置接通以提供狩猎或军事应用中所需的不太显眼的光照。根据另一实施例，可进一步在两秒的时间窗内通过持续按压开关40、42和44来进一步启动通过倾斜升降可见光强度以更为步进的设置调节相应光源的有色光强度。
照明装置10进一步包括用户可按压的按钮开关48，其位于端盖16的底端。当三位拨动开关40位于可见光LED启动位置40A时，开关48可由用户启动来控制主白色LED 22，使得按压开关48可接通主白色光源22，且在两秒的时间窗内持续按压开关48可进一步改变主白色光源22的强度。因此，若用户按压开关48以接通白色LED 22，则在两秒的时间窗内的后续按压会按一序列(例如，从高亮度设置切换到中亮度设置再切换到低亮度设置的序列，或者步进式倾斜升降光源亮度的斜坡方式)调节白色光的强度。若三位拨动开关40位于IR/IFF启动位置40B，则红外光源30会以红外(IR)模式接通以提供无闪烁的连续IR；若开关48被按压，则照明装置10会进入IFF或SOS模式，在该模式下，红外LED 30按照针对IFF或SOS的特定频率闪烁。应理解，因而可利用三位拨动开关40在可见光LED模式和IR/IFF模式之间选择，而按钮开关48可用来根据所选模式控制白色LED 20或IR LED 30。
根据一个实施例，红外光源30用尤其适于军用的敌我识别(IFF)光源来实现。IFF光源30可利用产生人类裸眼基本上不可见的红外识别光束的红外LED(其在军事用途上用作友军标示)来实现。根据一个实施例，IFF光源30可断续工作以提供预定频率或模式的闪烁信号，该闪烁信号可为使用夜视设备(例如，夜视眼镜)的其他人员查看到。
根据另一实施例，红外光源30可用SOS光源来实现。SOS实施例中的光源30可用人眼基本上可见的可见光源来实现，并可断续工作以提供其他人员可见的预定频率或模式的闪烁可见光信号。
照明装置10进一步配备有测试模式，能够进行测试以检验这些LED是否全都正常工作。若需启动测试模式，则同时按压开关42和46。一旦启动了测试模式，则各光源20、22、24、26和28自动按预定序列循环。这使生产厂家的装配工人或野外用户能验证各光源正常工作。
图7A中所示白色LED 22大体上安装到导热型LED散热器92上，导热型LED散热器92大体上包括为LED 22的供电端子配置的孔。散热器92将热能从LED 20导走。在主白色LED 22的前方设置全内反射(TIR)透镜90形式的透镜，用于按所需光束模式汇聚白色光束。TIR透镜90可由热塑性透明塑料(也称为丙烯酸玻璃)制成。适用的丙烯酸玻璃的一个例子是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。在一个实施例中，TIR透镜90可包括具有可注塑成型的O形环框的TIR rebel透镜。TIR透镜90具有凸缘93，配置凸缘93的目的在于能够利用其对前外壳件86的硬质聚合物材料进行注塑成型。在注塑操作期间，通过环绕TIR透镜90的凸缘93注塑硬质聚合物材料86来形成水密封口。随后在硬质塑料材料86之上包覆注塑软弹性材料88。
旋转头20中还设置有LED板94，其他四个LED 24、26、28和30都安装在LED板94上。LED板94包括接触端子，用以向各LED 24、26、28和30提供电连接。利用包括旋转头的LED 22、24、26、28和30、TIR透镜90、散热器92、设置在后壳体58中的电路板94及在后壳体58上覆盖注塑的弹性材料60在内的内部部件，前壳体86及在前壳体86上覆盖注塑的弹性材料88被组装成与密封件87咬合并安装上紧固件(例如，螺钉)以便为旋转头20形成密封式锁合。
根据一个实施例，主白色LED 22可以包括可从Cree(科锐)公司购得的Cree XRE。蓝色LED可以包括可从Globe Technology Component购得的GB-333B473C-032型号件。红色LED可以包括可从环球技术公司(Globe Technology Component)购得的GB-IR224B31C-015型号件。绿色LED可以包括可从环球技术公司(Globe Technology Component)购得的LL-F50SRGBC2E-F1型号件。IR LED 30可以包括可从环球技术公司(Globe Technology Component)购得的可见光IR LED，例如GB-IR224B31C-015型号件。尽管主LED 22显示为在前方具有TIR透镜90形式的光学透镜，但应理解，其他LED 24、26、28和30同样可包括TIR透镜或其他光学透镜。
特别参见图7C，其示出了照明装置10的主体12，其具有若干装配在包括电池腔100(也称为电池套管)在内的腔室中的部件，包括配置为容纳第一电池64和第二电池64的第一电池盒(或容器)102A和第二电池盒(或容器)102B。电池64并排并联安装，但电池64的电连接部通常为串联连接以提供来自两节电池的加和电压输出。用来为照明装置10供电的电池64被安装上先嵌入的正极端子65A，以使负极端子65B处于底端或后端并与负极接触弹簧72A和72B接触。
照明装置10的主外壳体12内还配置有包括电路板120以及开关板121在内的数个电路部件，电路板120具有包括控制电路200在内多个装配至电路板120上的部件，开关板121具有装配至开关板121上的开关42、44和46。电路板120和开关板121将元件112夹在中间并被电连接，以便将开关信号传递至控制电路200。根据一个实施例，控制板200包括微处理器。但是，应理解，可使用包括特定用途集成电路(ASIC)或其他数字和/或模拟电路在内的各种其他形式电路。控制电路200控制启动光源、调节强度或亮度以及控制工作模式这多个方面，正如本文所阐述的。
照明装置10的主外壳体12内还配置有包括电路板120以及开关板121在内的数个电路部件，电路板120具有包括控制电路200在内多个装配至电路板120上的部件，开关板121具有装配至开关板121上的开关42、44和46。电路板120和开关板121以及居间件112电连接以便将开关信号传递至控制电路200。根据一个实施例，控制板200包括微处理器。但是，应理解，可使用包括特定用途集成电路(ASIC)或其他数字和/或模拟电路在内的各种其他形式电路。控制电路200控制启动光源、调节强度或亮度以及控制工作模式这多个方面，正如本文所阐述的。
照明装置10的主体12中还配置有将一个或多个电池64的电能提供给控制电路200并为光源20、22、24、26和28供电的导电电路元件。导电元件包括具有多个电路元件的带或条114，这多个电路元件形成为包裹在不导电的带中的电轨。根据一个实施例，条带114中配置有四根电轨。条带114中的这些电轨中有两根连接到装配在尾盖16中的底开关48上。第一导电带与开关48的第一触点接触，而第二导电带与开关48的第二触点接触。第三导电带与第一负极电池接触弹簧72A接触，而第四导电带与第二负极电池端子接触弹簧72B电接触。相应地，开关48两端的信号以及两个电池64中各电池的负极端子处的信号借助条带114供应到控制电路200。因此，控制电路200能够确定开关48的状态并能够为各个电池64提供电连接。
控制电路200处理电池电能输出并在各个电源20、22、24、26和28接通时向它们提供充足的电能进行供电。为从主体12向旋转头20供电，从控制电路200中伸出四根电线82穿过左旋转连接器34的槽35中的旋转连接的一侧，左旋转连接器34穿过臂14A中的孔15，如图7B所示。电线82的束穿入到旋转头20内部。这多根电线82是成束在一起的电缆并以密封方式穿过旋转头20以防止水汽进入到旋转头20中的腔室。根据一个实施例，这多根电线82使用八根或者十根电线，足以使电流分别流入各个LED 22、24、26、28和30。但是，应理解，根据其他实施例，可使用不同数目的电线。
根据可替代性实施例，可使用一对电线在控制电路200和旋转头20之间传输电能和数据。在这个实施例中，旋转头20中可包括独立的控制电路以便能接收和传输由这对电线所提供的数据和电能。通过将电线的数目降至一对电线，照明装置10可更易于制造，且更少的电线允许改善性能以确保主体12和旋转头20的防水型锁合。
参见图8-9A，示出了一对电池64以图8和图8A所示的双电池工作模式以及图9和图9A所示的单电池工作模式安装在照明装置10的电池套管100内。根据所公开的实施例，电池套管100适于将第一电池64和第二电池64容纳于相应的第一电池盒102A和第二电池盒102B中。规定各个电池64以相同的安装方向安装，使各个电池64的正极端子65A先安装到电池套管100中，以便电池64的负极端子65B接触负极端子弹簧72A和72B。各个电池64的正极端子65A在中部区域有凸起块，这区别于负极端子65B，负极端子65B底部更平。电池套管100配置为在两个电池64的正极端子65A正确安装、使这些电池64的凸起块65A与分别由弹簧110A和110B弹簧偏压的导电杯108A和108B分别接触时，照明装置10能够由第一电池64和第二电池64这两个电池来供电。各个电池64的凸起块65A如图8A所示，穿入向内凸起的肋状或者环状件105之间的区域中，以接触导电杯108A或108B，从而提供从两个电池64供应电能为照明装置10供电的电路连接。向内凸起的件180形状为环形，内径大至足以使各个电池64的凸起块65A与相应的导电杯108A或108B接触，但防止电池64的负极端子65B接触相应的导电杯108A或108B。应理解，使用多于两个的电池的情况可具有其他的工作模式，这取决于按正确方向安装或者嵌入的电池的数目。
当这些电池64中有一个电池沿相反的朝向方向安装使得负极端子65B首先嵌入电池盒100中时，电池64的负极端子端65B直接与向内凸起的环形件105衔接，防止电池负极端子65B与导电杯108B之间电接触，正如图9和图9A中右侧的电池64所示。当出现这种情况时，按相反的朝向方向安装的电池64不会接触到电路元件，因而不会提供为照明装置100供电或者使照明装置100工作的电能输出，而是仅仅储备在电池套管100内的停用位置处。只要另一电池64正确安装在电池套管100内，照明装置10就可利用这唯一一个正确安装的电池64工作。应理解，用户可特意将一个电池64按相反的朝向安装，以使按相反朝向安装的电池64成为不用作电源的储备电池。当一个电池64按相反朝向安装时，照明装置10可由单个电池来供电直至该电池电量耗尽，这样一来，用户会知晓大约一半的可用电能业已用尽并切换不正确安装的电池的朝向，从而在随后使用储备电池为照明装置10供电。
应理解，通过将电池盒100配置为容纳并排并联排列、但电路上串联连接、且以相同的朝向安装在电池套管100内的多个电池，用户可在黑暗中轻松地将电池安装到照明装置10中并确信电池朝向正确。这便于电池更换且拓展了照明装置10的整体用途。
参见图10-12B，进一步图示了旋转头20及其相对于主体12的旋转定位。如图10所示，显示了右枢轴接头36具有多个形成在内表面上的棘爪154。在所示的实施例中，棘爪154与按钮释放机构38中的棘齿152对准以提供彼此相距90°的锁定位置，使得旋转头20可锁定在如图10和11A所示与主体12的纵轴成90°的第一位置，并可进一步旋转90°并锁定到如图11C所示与主体12的纵轴对准的第二位置。可由用户启动的按钮释放机构38显示为包括多个棘齿152，这多个棘齿152在接头36中于任一锁定位置处与棘爪154啮合。应理解，棘爪与棘齿可互换，从而在按钮释放机构38中设置棘爪154而在枢轴接头36中设置棘齿152。进一步，应理解，可在按钮释放机构38与枢轴接头36二者中都安装棘爪与棘齿，使棘爪和棘齿在锁定旋转头位置对应啮合。
按钮释放机构38装配到头附连结构32的方形销150上。应理解，除方形以外，销150也可以是加号形(“+”)或其他形状。按钮释放机构38随头20的绕枢轴旋转运动而旋转。弹簧80向外偏压按钮释放机构38并可在用户激励足够的情况下压缩以解除棘齿与棘爪的啮合从而允许头20旋转运动。旋转头20可如图11B所示将朝向设定为相对于主体12的纵轴成90°。当开关38如图12B所示被按压时，棘齿152解除与棘爪154的啮合，旋转头20被旋转并可运动经过诸如图11B所示位置的过渡位置。在过渡位置处，棘齿152不与棘爪154啮合，使得旋转头20不处于锁定位置。当旋转头20充分旋转90°到达相对于第一锁定位置与主体12的纵轴对准的第二锁定位置时，棘齿152可被偏压回到与棘爪154啮合的状态，从而将旋转头20锁定到图11C所示的第二位置。如图12A所示，弹簧80将按钮38偏压回向外位置。头附连机构32的左侧具有允许旋转头20旋转的销形式的左枢轴接头34。
旋转头20配合到位进入第一或者第二锁定位置。在第一锁定位置，旋转头20沿大体上与主体12的纵轴垂直的方向发射光照。通过将旋转头20锁定到第一锁定位置，照明装置10可安装到支架结构(例如，衣服的配件)上，并可经受作用在照明装置10上的力(例如，当照明装置10处在运动中时承受的力)。类似地，当旋转头20在第二位置从而使光照大体上平行于主体12的纵轴投射时，第二锁定位置使旋转头20保持在足以经受作用在旋转头上的力的适当位置。例如，照明装置10可安装在枪支或其他武器上，锁定机构足以使旋转头20保持在适当位置，并足以经受在武器发射阶段所承受的后坐力。
为便于将照明装置10附连或安装到其他结构上，示出主体12配备了安装在主体12的后壁上的夹子76，如图4和5所示。夹子76可采用图7C所示的弯曲线形式并借助夹托78连接到主体12。应理解，夹子76可从与夹托78相对的端向外弯曲，以便能与诸如衬衫口袋之类的件夹合，从而由夹子76使照明装置10相对于其他结构保持在适当位置。应理解，可使用其他夹附连和安装结构以支撑附照明装置10附连到一结构上。
参见图13和14，示出了凸轮锁轮机构18装配到底盖16上。凸轮锁轮机构18包括从外缘伸出的控制杆136，该控制杆136使用户能够轻松地捏持并旋转凸轮锁轮18。凸轮锁轮18利用诸如螺钉之类的紧固件装配到端盖16。如图14所示，凸轮锁轮18具有从外缘向内螺旋升降的槽或隙形式的内圆柱凸轮134。内圆柱凸轮134定位成与设置在主体12上的向外突起件(例如，齿突132)啮合以关闭端盖16并提供密封、锁闭式锁合。
图15-23进一步示出了尾盖16的开启和关闭操作。如图15所示，当凸轮锁轮18最大程度地沿顺时针旋转至控制杆136处于垂直位置时，端盖16处于完全关闭位置。在此位置处，内圆柱凸轮134大体上与外壳12上的凸轮锁轮18完全啮合，使得端盖16在凸轮锁轮18的内凸轮面的作用下被拉向主体12。在此位置处，端盖16形成图17中所示对电池盒的密封式锁合。为开启端盖16，用户逆时针旋转凸轮锁轮18。如图18所示，凸轮锁轮18逆时针旋转1/4周(90°)到达局部开启外置。在此位置处，凸轮锁轮18的凸轮面使端盖16与在凸轮面134内啮合的齿突132分离。如此一来，端盖16可处于图20所示的局部开启状态。为完全开启端盖16，凸轮锁轮18如图21所示进一步沿逆时针旋转至相对完全关闭位置完成半周旋转(180°)。在此位置处，齿突132与凸轮面134无接触，这样凸轮锁轮18与端盖16不再在一侧上啮合于主体12，使得端盖16可如图23所示绕铰链组件66A和66B进行绕枢转。
当端盖16处于开启位置时，可更换电池。应进一步理解，带连接器114从主体12的内壁中伸出并伸入到提供连接空间的端盖16中。随着端盖16在开启位置与关闭位置之间枢转，带连接器114可通过开口滑入和滑出主体16。
照明装置10由大体上刚性的聚合物材料制成，能够承受大的力，例如在遭遇跌落时或者遭遇恶劣环境下的负载时所承受的力。主体12由刚性的聚合物材料50形成，刚性的聚合物材料50可包括ABS和聚碳酸酯的混合物。软弹性材料52可包括软耐热密封材料，例如TPE。主体12的局部，尤其是其前部和按钮开关42、44、46，具有包覆注塑的软弹性材料52，软弹性材料52如图6所示包覆注塑到刚性的聚合物材料50上。类似地，尾盖16具有刚性的聚合物层54，并且底部分包覆注塑以软弹性材料层56。顶盖20类似地包括由软弹性层60包覆注塑的硬聚合物层58。有利的是，层52、56和60的软弹性包覆注塑材料吸收冲击过程中的力并提供方便、舒适的改进型握持感受。在所示出的实施例中，轭部14被示出为连接到主体12上的独立件。应理解，轭部14和主体12都适于连接在一起并可在二者之间设置密封件以提供密封式锁合。根据一个实施例，轭部14可由硬聚合物材料制成。应理解，根据替代性实施例，轭部14也可作为主体的部件一体形成。
照明装置10包括用于控制光源22、24、26、28和30的工作的控制电路200。根据一个实施例，控制电路200大体上如图24所示具有一对升压电路。如图24所示，控制电路200包括连接到存储器204的微处理器202。微处理器202可包括能够对开关输入、执行例程以及所产生的控制信号进行处理的任何信号处理装置，如下文所述。存储器204可包括易失性和非易失性存储设备，例如电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪存储器或其他已知的存储设备。存储器204中存储有包括一个或多个灯控例程300和斜坡灯控例程400在内的多个例程。灯控例程300由微处理器202来执行以基于各个开关的启动来控制各个光源的启动。根据一个实施例，斜坡灯控例程400提供对光源强度(针对亮度)的斜坡形调整。
根据所公开的实施例，控制电路200包括用于提供大体上恒定的电流为主白色LED 22供电的升压控制电路，并提供约3.6伏的大体上恒定的电压为包括微处理器202在内的控制电路以及其余LED 24、26、28和30供电。
控制电路200图示了串联电连接以提供加和电源电压BAT+的第一电池64和第二电池64。假设各个单电池64在通常情况下输出约1.5伏的电压，则两个串联连接的电池的总和电压BAT+为约3.0伏。一对串联连接的二极管D8和D9并联连接到第一电池64和第二电池64，用作防止电池64短路的保护装置。应理解，若电池64中的一个按相反朝向安装在照明装置10中使得自身处于备用的停用安装朝向，则另一电池64独自提供电池电压输出BAT+，典型情况下为约1.5伏。电池输出BAT+供应给第一升压电路206和第二升压电路208。另外，微处理器202在输入接脚RB2检测到电池电压BAT+。
各个电池40、42、44、46和48被示出为连接到控制电路200。三位拨动开关40被示出具有接地信号key3(ground out signal key)的第一开关位置、未连接到控制电路的第二位置以及接地信号key 5的第三位置。微处理器202检测信号key3和key5，并基于检测到的信号确定拨动开关40身处何位。
当开关46被压下时，开关46闭合经电阻器R3的电压VDD与地之间的连接并提供接地信号key1。信号key1会被微处理器202检测到。当开关42被压下时，开关42闭合经电阻器R4的电压VDD与地之间的连接并通过信号key1和key4提供接地信号，信号key1和key4这两个信号会被微处理器202检测到。开关44在被压下时闭合经电阻器R5的电压VDD与地之间的连接，并提供会被微处理器202检测到的接地信号key2。开关48在被压下时提供电压VDD与地之间的连接使信号key4接地，而信号key4接地会被微处理器202检测到。通过检测信号key1、key2或key4，微处理器202能够确定开关40、42、44、46和48中任一开关是否被压下。
第一升压电路206接收跨接在电容器96两侧的电感器L2处的加和电池电压BAT+，并产生流经二极管D7的大体上恒定的电流，该大体上恒定的电流供应给主白色LED 22。在此过程中，微处理器202在接脚RCO上提供脉宽调制(PWM)输出信号，该PWM输出信号经二极管D2供应给第一升压电路206的使能输入(CE)。第一升压电路206接下来在输出接脚OUT上产生脉冲频率调制(PFM)输出，该PFM输出供应给主白色LED 22为其供电。第一升压电路206可从电流检测电阻器R24和R25接收反馈信号。电容器C7和C8跨接在LED 22两侧以提供稳定的输出。
第二升压电路208接收跨接于电容器C1两侧的电感器L1处的加和电池电压BAT+。第二升压电路208产生流经二极管D1的大体上恒定的约3.6伏电压。该大体上恒定的3.6伏电压随后用来为包括微处理器202在内的控制电路供电，并为余下的LED 24、26、28和30供电。
LED 24显示为从微处理器202的接脚RC3上接收蓝色输出信号(蓝色输出(out blue))以接通蓝色LED 24。当微处理器202在接脚RCI上输出输出信号(红色输出(out red))时，红色LED接通。当微处理器202在接脚RC2上输出绿色信号(绿色输出(out green))时，绿色LED 28接通。当微处理器202在接脚RC4上输出信号(输出IR(out IR))时，IR LED 30接通。应理解，蓝色LED 24、红色LED 26、绿色LED 28和IR LED 30中各LED的强度可由提供脉宽调制信号并改变该脉宽调制信号来对各LED的强度进行调节的微处理器202进行调节。
应理解，升压电路升高一个或多个电池的电压输出以便为光源供电。控制电路可用来控制该升压电路以升高电压输出从而为光源供电。在此过程中，可检测电源的加和总电压输出并根据检测到的电压调节脉宽调制信号。尽管本文中显示并描述了第一升压电路和第二升压电路包括电感器，但是，应理解，根据其他实施例可使用其他的能量转换元件。例如，升压电路可使用至少一个电容式电荷泵将一个或多个电池所提供的能量转换为适于为光源供电的形式。电容式电荷泵可利用至少一个电荷泵电容器来转换能量。
有利的是，控制电路200检测照明装置10中是否串联连接有单个电池或者多个电池进行供电以使光源和控制电路工作。尽管本文中显示并记载了用一个或者两个电池64使光源10工作，但是，应理解，照明装置10可配置为容纳多于两个电池并可由三个或更多个电池来供电。此外，应理解，有利的是，升压电路调节供应给光源为其供电的输出电压和电流。在此过程中，相比1.5伏的单电池输出电压，照明装置10通常在升压至较高的电压(例如，3伏)时效率更高。控制电路200可接收若干电压中的任一电压并将该电压转换为有效电压和电流为光源和控制电路供电。
尽管本发明已在本文中根据本发明的特定优选实施例进行了详细描述，但是本领域技术人员可在不背离本发明精神的情况下作出多项修正和改变。因此，发明的意图仅应由所附权利要求的范围来限定，而绝不应限于本文中所示用来描绘实施例的那些具体信息与工具。

Claims (33)

1.一种照明装置10，包括：
光源22、24、26、28、30；
外壳12，大体上具有多面壁，所述多面壁界定出一个适于容纳多个电池64的腔100，从而使所述多个电池中的一个或多个电池用作为所述光源22、24、26、28、30供电的电源；和
升压电路206、208，用于升高所述一个或多个电池64的电压输出来为所述光源22、24、26、28、30供电，其中所述光源被配置为由供应第一电压输出的第一数量的电池来供电，并被配置为由供应第二电压输出的第二数量的电池来供电，所述第二电压输出不等于所述第一电压输出，所述第二数量不等于所述第一数量。
2.如权利要求1所述的照明装置10，进一步包括控制电路200，该控制电路200用于控制所述升压电路206、208升高所述电压输出来为所述光源22、24、26、28、30供电，其中所述控制电路200检测来自所述一个或多个电池64的电力供应并控制所述升压电路206、208。
3.如权利要求1-2中任一项所述的照明装置10，其中所述外壳的腔100包括用于容纳第一电池的第一电池盒102A和用于容纳第二电池的第二电池盒102B，其中所述第一电池盒102A包括在所述第一电池正确定位于所述第一电池盒中时处于接触状态的第一触点108A，且其中所述第二盒包括在所述第二电池正确定位于所述第二电池盒中时处于接触状态的第二触点108B。
4.如权利要求1-3中任一项所述的照明装置10，其中所述第一电池盒102A的第一触点108A和所述第二电池盒102B的第二触点108B在相应的第一电池或者第二电池未正确嵌入到对应的第一电池盒102A或第二电池盒102B中时，处于非接触状态。
5.如权利要求1-4中任一项所述的照明装置10，其中所述电池64以相同的朝向安装。
6.如权利要求1-5中任一项所述的照明装置10，进一步包括负极触点72A、72B。
7.如权利要求1-6中任一项所述的照明装置10，进一步包括连接到所述升压电路206，208的条带114。
8.如权利要求1-7中任一项所述的照明装置10，其中所述多个电池64中的一个或多个电池位于停用位置。
9.如权利要求1-8中任一项所述的照明装置10，其中所述多个电池被定向为：使所述照明装置以多电池工作模式工作。
10.如权利要求1-9中任一项所述的照明装置10，其中所述多个电池被定向为：使所述照明装置以单电池工作模式工作。
11.如权利要求1-10中任一项所述的照明装置10，其中所述控制电路200以与用作电源的电池64的数目无关的方式，升高所述电压输出从而为所述光源22、24、26、28、30供电至所选的电压电平。
12.如权利要求1-11中任一项所述的照明装置10，其中所述电池64仅包括一个单嵌入式电池。
13.如权利要求1-12中任一项所述的照明装置10，其中所述第一触点108A是包括第一弹簧110A的弹簧偏压触点，所述第二触点108B是包括第二弹簧110B的弹簧偏压触点。
14.如权利要求1-13中任一项所述的照明装置10，其中所述照明装置由所述第一电池盒102A中的唯一一个电池来供电，所述第二电池盒102B充当作为备用电池的第二电池的储存盒。
15.如权利要求1-14中任一项所述的照明装置10，进一步包括至少一个电接头，用于仅在所述多个电池处于正确朝向时才串联电连接这多个电池。
16.如权利要求1-15中任一项所述的照明装置10，其中所述升压电路206，208包括电感器。
17.如权利要求1-16中任一项所述的照明装置10，其中所述升压电路206，208包括用于提供大体上恒定的电压输出的第一升压电路和用于提供大体上恒定的电流输出的第二升压电路。
18.如权利要求1-17中任一项所述的照明装置10，其中所述光源22、24、26、28、30包括包含第一LED和第二LED在内的多个发光二极管，其中所述第一LED由所述大体上恒定的电压输出来供电，所述第二LED由所述大体上恒定的电流输出来供电。
19.如权利要求1-18中任一项所述的照明装置10，进一步包括保护装置D8、D9以减少电池短路。
20.如权利要求1-19中任一项所述的照明装置10，其中所述光源22、24、26、28、30的输出强度可调节。
21.一种照明装置10，包括：
光源22、24、26、28、30；
外壳12，该外壳12大体上具有多面壁，所述多面壁界定出一个适于容纳多个电池的腔，从而使所述多个电池中的一个或多个电池可用作为所述光源供电的电源；
配置为容纳至少一个第一电池的第一电池盒102A，该第一电池盒包括第一触点，该第一触点在所述至少一个第一电池正确定位于该第一电池盒中时处于接触状态而在所述至少一个第一电池未正确定位于该第一电池盒中时处于非接触状态；和
配置为容纳至少一个第二电池的第二电池盒102B，所述第二电池盒包括第二触点，该第二触点在该第二电池正确定位于该第二电池盒中时处于接触状态且在所述至少一个第二电池未正确定位于该第二电池盒中时处于非接触状态。
22.如权利要求21所述的照明装置10，其中所述第一触点是包括第一弹簧的弹簧偏压触点，所述第二触点是包括第二弹簧的弹簧偏压触点。
23.如权利要求21-22中任一项所述的照明装置10，其中所述至少一个第一电池和所述至少一个第二电池以相同的朝向各自正确安装在相应的第一电池盒和第二电池盒中。
24.如权利要求21-23中任一项所述的照明装置10，其中所述第一电池盒和第二电池盒在实体上是并排并联设置的，且其中所述至少一个第一电池和所述至少一个第二电池以串联方式电连接。
25.如权利要求21-24中任一项所述的照明装置10，进一步包括一个或多个电接头，适于在所述至少一个第一电池和所述至少一个第二电池正确朝向时以串联方式电连接所述至少一个第一电池和所述至少一个第二电池。
26.如权利要求21-25中任一项所述的照明装置10，进一步包括升压电路206，208，用于升高所述第一电池和所述第二电池中的一个或多个电池的输出为所述光源22、24、26、28、30供电。
27.如权利要求21-26中任一项所述的照明装置10，进一步包括控制电路200，该控制电路200用于控制升压电路206，208升高所述电压输出为所述电源22、24、26、28、30供电，其中所述光源22、24、26、28、30被配置为由供应第一电压输出的第一数量的电池供电，并被配置为由供应第二电压输出的第二数量的电池供电，所述第一数量不等于所述第二数量，第一电压输出不等于第二电压输出。
28.如权利要求21-27中任一项所述的照明装置10，其中所述控制电路200检测来自一个或多个电池的电力供应并控制所述升压电路206，208。
29.如权利要求21-28中任一项所述的照明装置10，其中所述升压电路206，208包括电感器。
30.如权利要求21-29中任一项所述的照明装置10，其中所述升压电路206，208包括用于提供大体上恒定的电压输出的第一升压电路和用于提供大体上恒定的电流输出的第二升压电路。
31.如权利要求21-30中任一项所述的照明装置10，其中所述光源22、24、26、28、30包括包含第一LED和第二LED在内的多个发光二极管，其中所述第一LED由所述大体上恒定的电压输出来供电而所述第二LED由所述大体上恒定的电流输出来供电。
32.如权利要求21-31中任一项所述的照明装置10，其中所述光源22、24、26、28、30的输出强度可调节。
33.如权利要求21-32中任一项所述的照明装置10，其中所述照明装置仅由所述第一电池盒中的唯一一个电池供电，而所述第二电池盒充当作为备用电池的第二电池的储存盒。
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