专利名称：多功能手电筒和控制器的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及手电筒，更特别地，涉及多功能手电筒以及一种用于多功能手电筒以及其它光源的控制器。
背景技术：
在距电力配电网太远以至于不能使用连接到该配电网的光源的场所，或者在配电网发生了故障的场所，手电筒——尤其是手持式的手电筒——在许多场合中被用作第一光源。手电筒通常仅提供单一的光源。从而，这些手电筒仅具有一个操作模式。通常地，这些手电筒——尤其是仅指定用于紧急情况的手电筒——在使用之间的贮藏期是很长的。
用于这些手电筒中的普通电池的保存期限是有限的。在一个较短的时期之后，这些电池的电能会释放掉，哪怕它们并没有被使用。在储存或使用了较长的时期之后，手电筒的电池可能不再具有足够的能量来使单个光源发亮。然而，电池可能并没有完全地放电，且可具有足够的能量来使耗电低的光源——例如发光二极管(Light Emitting Diodes，LEDs)——发亮。
哪怕是使用了可充电的电池，使用者也没有办法知道电池上还保留有多少电量或者以现有电量手电筒还可使用多久。而且，在许多情况下，单个的光源可能对于一种情形而言是不够的，例如，光线可能太强了，不够强，等等。
因而，需要一种克服了上述问题的多功能手电筒。有利地，这种手电筒将包括用于不同情形下的不同光源。此外，使用者可以监控手电筒电源的状态是更有利的。而且，通过选择性地在不同的光源之间进行切换可有利地延长电源的寿命，这些不同的光源需要不同的电量。
发明内容
依据本发明的一个示例性的实施方式，提供了一种手电筒，其包括一个外壳，该外壳支撑多个光源。一个电源设置在外壳内且选择性地联接到光源。一个选择器选定光源中的一个或其组合以将其点亮。一个控制器控制把电源与选择的光源之间的连接并根据电源的电量以及所选择的光源而确定手电筒的剩余工作时间。一个显示器设置在外壳上并由控制器控制而显示剩余的工作时间。
在本发明的另一个示例性的实施方式中，提供了一种控制手电筒操作的方法。该方法包括从选择器接收一个信号到控制器处。由控制器基于来自选择器的信号而确定操作模式。根据操作模式，单个的光源或光源的组合选择性地联接到电源。根据电源的电量以及操作模式而确定剩余的工作时间。在显示器上显示剩余的工作时间。
在本发明的另一个示例性的实施方式中，提供了一种手电筒和支架的组合。所述组合包括一个手电筒以及一个支架；所述手电筒包括一个外壳，所述外壳具有一个设置在第一端处的头部、一个与所述第一端相对的第二端、以及一个可容置至少一个电池且设置在所述第一和第二端之间的体部，该手电筒还包括一个设置在外壳头部处的第一光源、以及一个设置在外壳第二端处的第二光源；所述支架包括一个第一端、一个第二端以及一个中间部分，所述的第一端限定了一个大致U形的凹入部分，该凹入部分可容置外壳的第一端，所述的第二端限定了一个第二凹入部分，该第二凹入部分可容置外壳的第二端，且所述的中间部分连接所述支架的第一和第二端。
依据本发明的另一个示例性的实施方式，提供了一种手电筒设备，其包括一个外壳，所述外壳具有一个设置在第一端处的头部、一个与所述第一端相对且在其上设置有一个接触件的第二端、以及一个可容置至少一个电池且设置在所述第一和第二端之间的体部；该手电筒设备还包括一个设置在外壳头部处的第一光源、一个设置在外壳第二端处的第二光源、以及一个用于控制光源操作的控制器；该设备还包括一个支架，所述支架限定了一个凹入部分，该凹入部分可容置外壳的第二端、构造成与所述外壳第二端上的接触件相配合的充电接触件、一个可接收交流电输入并为充电接触件提供一个充电电流的充电电路；其中，在充电器的插头插入并对手电筒进行充电、且来自于充电器的电流随之切断时，控制器启动第二光源。
通过参考下文所给出的描述、附图以及示例，其它的目的、优点和好处、以及示例实施方式的结构和功能将变得清晰。
本发明的上述以及其它的特征和优点将通过以下对本发明示例性实施方式的更为详细的描述而变得更清楚，这些示例性实施方式示于附图中，其中相似的标号大致上指代相同的、功能上类似的和/或结构上类似的构件。
图1是一个依据本发明的手电筒的示例性实施例的立体图；图2是图1中手电筒的前视图；图3是图1中手电筒的后视图；图4是图1中手电筒一个前部的剖视图；以及图5是图1中手电筒的侧视图；图6是图1中手电筒的一个改进的顶视图，其中在把手中设置了又一个光源；图7是图1中手电筒的仰视图；图8是一个依据本发明的支架的示例性实施例的立体图，所述支架与图1中的手电筒一起使用；图9是一个依据本发明的示例性实施例的立体图，该实施例是图1-7中的手电筒以及图8中的支架的组合；图10是图9中的手电筒和支架组合的前视图；
图11是图9中的手电筒和支架组合的后视图；图12是图9中的手电筒和支架组合的侧视图；图13是另一个依据本发明的手电筒和支架组合的示例性实施例；图14是用于依据本发明手电筒中的控制电路的示例性实施例的原理图；以及图15是另一个用于依据本发明手电筒中的控制电路的示例性实施例的原理图。
具体实施例方式
下文将详细地论述本发明的实施方式。在实施方式的描述中，为了明晰起见采用了特定的术语。然而，本发明并不限于所选择的特定术语。在描述特定的示例实施方式时，应当理解这仅仅是为了说明。本领域内的普通技术人员将理解可以使用其它的部件和构造，而不会偏离本发明的精神和范畴。
现在参考图1-7，一个实施了现发明的示例性的手电筒设计10包括一个带有多个光源的手电筒外壳或壳体12。至少两个光源消耗(draw)不同的电流或具有不同的电能消耗特征。一个第一光源13设置在一个第一端14处，而一个第二光源15设置在外壳12的一个第二端16处。第一光源13可包括一个白炽灯、荧光灯、卤素灯、氙气灯，或其它的可产生足够的光线以对一个物体进行照明的光源或多个光源。第二光源15可以由液晶显示器(LCDs)、发光二级管、电荧光板、或优选地由电力需求远低于第一光源13的其它类型的光源组成。
手电筒外壳可包括一个基本上长形的体部20，该体部限定了一个内腔(未示)。体部20的直径在其大部分长度上是基本不变的并与使用者的手相适应。体部20可包括一个向外的锥形区域47，该区域连接到大致呈圆柱形的、邻近端部14的部分48。体部20还可包括一个邻近端部16的延伸部70以容置第二光源。虽然示出的手电筒外壳12具有大致呈管状的体部20，可以设想其它的构造，包括矩形、卵形、方形或自由的形状，只要其可容置在此所描述的基本部件即可。也可以把部件设置成与特定的手电筒设计相适应。仅仅是为了示例，下文的描述将参照示于图1-7中的实施方式。
体部20的内腔(未示)可容置电源——例如一个可充电的电池——以及其它的通常与手电筒相关的部件。一个开关组件24设置在体部20的一个开口内。开关组件24设计成与一个电路组件相接合，以选择地接通或切断手电筒10的光源。开关组件24可以是一个瞬时的按钮开关，而电路组件可包括一个集成电路——例如一个微处理器——或离散的电路部件。瞬时开关的运动向电路组件提供了一个信号以执行正确的电子操作。或者，开关可以是一个滑动开关或任意其它类型的开关。一个显示设备34也设置在外壳12中。所述的显示设备可以例如是一个发光二极管或一个液晶显示器(LCD)。通过显示设备34可以为使用者提供与手电筒状态相关的各种信息，如下文所更为详细地描述的。
外壳12可用不同的材料制造，包括机械钢、铝、或铜，但优选地由一种聚合材料制造，例如耐冲击性的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)塑料或类似的材料。外壳12的外部表面45也可以包括有纹理，例如点刻、槽道、或改善了手电筒的手感、握持和外观的其它结构。例如，如图5所示，外部45包括垂直于外壳的纵轴而延伸的大致平行的槽道46，以与使用者的手配合。同时，在外部45上设置纹理47以帮助使用者对手电筒的握持。
在一个示例性的实施方式中，第一光源13设置在圆筒形部分48的内部(图4)。第一光源13设置在一个透镜组件18内，该透镜组件容置于外壳12的第一端14处。透镜组件18封闭了外壳12的第一端14。透镜组件18包括一个透镜圈90。一个聚合物或玻璃透镜94设置在透镜圈90内。透镜94可设计成以预定的模式分散或折射由第一光源13的灯泡所产生的光线，该透镜包括一个菲涅耳式的结构，以聚焦由第一光源13所产生的光束。反射镜98——例如一个通常用于手电筒设计中的反射镜——的一个边缘邻近透镜94且把透镜94压紧在透镜圈90上。反射镜包括一个与透镜94同心的中心开口97，并设计成容置光源13的一部分，从而把光源13的发光构件大致上设置在反射镜98的焦点上，使得第一光源13产生的光线受到反射而形成一个从手电筒的第一端14射出的光束。
如图7中所最好地显示的，第二光源15设置在外壳的第二端16处。第二光源可设置在第二端16中以沿一个或多个方向射出光线。例如，第二光源15的光束可径向地射出，或大致垂直于从第一光源13所射出的光束，或沿着与第一光源13大致相同的方向。光束的取向可通过几种不同的方法实现。例如，体部20可在第一端14和第二端16之间成一角度，使得第一端14和第二端16彼此之间不沿一条直线。在本发明的另一个实施方式中，第二光源设置在外壳的第二端16中，以一个与第一光源13的方向大致垂直的角度射出光束。如图5和7所示，第二端16包括一个延伸部70，该延伸部70具有一个底面71。延伸部70的底面71设置在一个与第一光源13所射出光束的纵轴大致垂直的平面内。在底部形成有一个开口以容置第二光源15。所示的第二光源包括三个LED(未示)，这些LED由相应的透镜15A-C覆盖。
底面71也可与一个位于手电筒第一端处的支撑件74一起将手电筒支撑在一个表面上。支撑件74形成为透镜圈18的一个平坦的部分。当放置于一个平面——例如一个桌子——上时，手电筒10通过底面71和支撑件74而搁置。
也可以在使用透镜组件18而把手电筒10支撑在一个面上时使用第二光源。透镜组件18可放置在一个表面——例如一个桌子——上，从而，第一光源朝向该表面而手电筒10支撑在一个竖立的位置上。然后，由第二光源所产生的光线可用于对一个区域进行照明，提供了一个免提的光源。
还可以在手电筒上设置一个第三光源51。第三光源可设置在例如体部20的顶面52上(图6)。例如，第三光源可以是一个冷阴极荧光灯(CCFL)。
手电筒10可包括一个可充电的电源，例如一个可充电的电池。可充电的电池容置于体部20内。外壳12设置有一个端口50以将电池连接到一个电源(图3)。在所示的实施方式中，端口50设置在外壳12的第二端16处。然而，端口50可以位于任何方便的位置。端口50可连接到一个常规的墙式适配器以进行充电。选择地，充电电路可设置在外壳12内，而端口50可用于与电源进行连接。任何类型的充电器都可用于对电池进行充电，例如一个交流或直流充电器。
可设置一个支架以在不使用手电筒或对手电筒进行充电时支撑手电筒。在图8中示出了一个示例性的支架200。支架200包括一个第一端202以及一个第二端204，这两个端部通过一个中间板206而连接到一起。支架200的第一端202限定了一个凹入部分208，此凹入部分可容纳手电筒的第一端14。支架200的第一端202包括两个臂209A、209B，这两个臂形成了一个大致U形的凹入部分。凹入部分的两个臂209A、209B向上延伸到手电筒搁置在支架中时第一端的高度的大致一半处，如图9所示。U形凹入部分208的顶部是开口的，以使得手电筒可以容易地插入到支架中或从支架移走。
支架200的第二端204可容纳手电筒的第二端16。支架200的第二端204限定了一个凹入部分210，此凹入部分可容纳手电筒第二端处的延伸部70。位于支架200第二端204处的凹入部分210在三个侧面上包绕着手电筒的第二端16，如图10所示。凹入部分210包括一个开口部分，用于把手电筒的第二端插入到支架200的第二端204中或把手电筒的第二端从支架的第二端移走。通过在三个侧面上包绕手电筒的第二端，提供了对支架200内手电筒的支撑。这使得支架200可以支架的第一端202竖直朝上地方式附在一个表面——例如一个墙壁上。手电筒的第二端16由支架200的包绕的第二端204支撑，以防止手电筒从支架200脱出。
支架200的第二端204可限定一个示于图11中的孔212，这个孔可通到手电筒上的充电端口50。一个从电源或常规墙式适配器引出的导线53(图12)可通过一个插头连接器51穿过位于支架200第二端204中的孔212而连接到端口50。如图12所示，墙式适配器的插头连接器51可以可移去地固定在孔212中。在此情况下，一旦手电筒10放置入支架200，插头连接器51就与端口50配合。在此构造中，每当手电筒回到支架上后，手电筒都可连接到一个充电器。
当手电筒10搁置在支架上时，支架200的平板206可与手电筒10的体部20隔开，如图13所示。这在使用者将手电筒插入支架或从支架移走手电筒时为使用者的手提供了握持手电筒的空间。支架200的第一端202可包括一个凹入部分214，其可容纳位于手电筒10第一端14的支撑部74。
图13示出了依据本发明的手电筒和支架组合的另一个实施方式。手电筒10包括一个具有一个第一端14’和一个第二端16’的手电筒体部20’。手电筒体部20’是一个长形的圆柱体，在第一端14’处形成有一个头部。可在第一端14’处设置一个第一光源13’。第二光源15’可设置在第二端16’处。从第二端16’发出的光线可朝向单个径向方向，其与所示的体部20大致成一个直角，或沿多个径向的方向(未示)。在此，第二光源包括一个或多个成行设置的发光二极管15A’、15B’、15C’。一个透镜可设置在发光二极管上方，从而使得发光二极管以与手电筒的体部大致成直角地发出光线。透镜可随意调节以产生一个聚焦光束，或产生未聚焦、更少限制的光束。可在外壳第二端16’与第二光源15’相对的一侧设置接触件(未示)。
可设置支架200’以保持手电筒10’。支架200’包括一个U形的凹入部分，其构造成容纳手电筒的第二端16’。充电接触件(未示)可设置在支架中，以与手电筒第二端16’上的接触件配合。可在U形凹入部分的任一侧设置弹簧加载的薄片201，以把手电筒10’保持在支架200’内。支架200’可包括一个可使用交流电输入并为充电接触件提供一个充电电流的充电电路。充电电路可包括一个交流连接器——例如一个交流插头，使得支架可插入到一常规的墙式适配器上。然后，充电电流通过位于支架上的充电接触件以及位于手电筒第二端16’处的接触件而供应到手电筒10’上。
手电筒10’可包括一个自动通电的特征。手电筒10’可包括一个装置，以探测手电筒何时位于支架200’中并正在进行充电。如果充电电流中断，光源之一可以开启。例如，只要手电筒10’位于支架200内、插入到电源中且电源中断，位于手电筒第二端16’中的发光二极管15’就可以自动地开启。例如，当手电筒正在充电且发生停电时，光源可以开启。此光源由手电筒的电源提供能量。此光源提供了一个夜间照明的功能并使得使用者可以在黑暗中找到手电筒。任意光源都可以由此自动通电特征开启。例如，示于图6中的本发明的CCFL可通过自动通电的特征而开启。
设置有一个控制器以控制上述多功能手电筒的操作。一个集成电路，例如一个可编程的微处理器、一个常规连线的集成电路，或离散的电路部件可用作一个控制器。控制器可控制多个光源的操作，例如那些用于上述手电筒中的光源。控制器还可控制对手电筒的可充电电源的充电，并对电源进行诊断和状态检查。下文所述的控制器和相关电路还可用作其它电池供电照明设备中的控制器，例如一个聚光灯、手提灯等等。
图14为一个示例性的控制器100和相关电路的框图，其可用于控制上述手电筒的操作。在此例中，手电筒包括一个电池99，该电池对一个白炽灯101和一个第二光源——例如多个发光二极管102-105——进行供电。电池99可通过连接到一个充电器108而进行充电。充电器108可位于手电筒的内部或者是一个外部充电器——例如一个已知的交流/直流转换/充电器的墙式适配器。如果其位于手电筒的内部，交流/直流充电器的形式可以是一个已知UL核准的墙式适配器，具有一个耐火的外壳，其带有可连接到交流插座上的交流插脚。此实施方式没有示出。关于本发明此方面的进一步细节，参考现时未授权的美国专利申请No.10/731,113，在此把其引入文中作为参考。控制器100部分地基于使用者的输入信号而控制手电筒的操作。可设置一个按钮或其它类型的开关，使得使用者可选择手电筒的操作模式。
在示于图14的实施方式中，一个瞬时按钮开关112连接到控制器100的接脚14并用来对白炽灯101的操作进行控制。压下开关112可调节白炽灯101的亮度、以及打开和关闭白炽灯101。控制器100被编程为响应来自于开关112的输入而控制供应至白炽灯101的电流。晶体管114与灯101串联并直接驱动灯101。晶体管114可以例如是一个金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或者是一个双极结晶体管。晶体管114的一个极115联接到灯101而一个第二极接地。晶体管114的控制极117从控制器100接收一个控制信号。控制信号把晶体管114设置成一个导通或不导通的状态，选择性地允许电流流过灯101并使之发光。可根据需要设置一个电阻而限制流向控制极的电流。
从控制器100供应至控制极117的控制信号优选地是一个脉宽调制信号，其脉冲宽度从0％到100％。通过变动控制信号的脉冲宽度，可通过一个已知的方式来控制灯101的亮度。在此引入文中作为参考的美国专利申请10/345,154教示了一种用于脉宽调制的方法以及电路。此外，晶体管114应当这样地选择绝不会在其线性模式下操作，从而导致了一个高效的操作。
还可以提供其它的控制灯101亮度的方法。例如，可使用一个分压计或一种采样/保持的方法。如果灯101用在一个仅需要减暗功能台灯中，则分压计是有利的。分压计连接到控制器100以控制灯的亮度。
控制器100还可用于控制发光二极管102-105的操作模式。在示于图14的示例中，设置了四个发光二极管102-105，但是可以使用任意数目的二极管。发光二极管102-105的每个阳极118-121都分别地通过电阻122-125联接到电池99的正极。可改变电阻122-125的阻抗以控制通过发光二极管102-105的电流，从而，仅通过改变阻抗值，发光二极管102-105就可与多种规格的电池一起使用。发光二极管的阴极126-129分别地联接到晶体管130-133。
晶体管130-133用于驱动发光二极管102-105。每个晶体管130-133的一极联接到其相应的发光二极管，而另一极接地。每个晶体管130-133的控制极从控制器100接收一个控制信号。电阻136-139可分别地联接到晶体管130-133的控制极，以限制其中流过的电流。可向每个晶体管130-133提供不同的控制信号，使得发光二极管102-105可彼此独立地操作。从而，发光二极管102-105可以不同的模式发光，例如单独地或以一定模式地同时闪光和熄灭。发光二极管可与白炽灯101组合发光。
控制器100可以是一个特定设计的集成电路、离散的电路部件或一个编程了的微处理器，以控制不同照明组合。使用者通过一个选择器而输入以选择需要的型式。在此，设置了两个开关140、142以控制发光二极管102-105的操作模式。使用开关142以选择一个操作的普通模式或特型模式(pattern mode)。如果选择了特型模式的操作，使用开关140以选择一个特殊的型式。不同的操作模式可导致多个光源中的不同光源单独或组合地发光。当然，可通过一个或多个开关实现相同的功能。
除了控制光源的操作之外，控制器100可编程以控制电池99的充电操作。充电器108提供一个充电电流。晶体管144与电池99串联并提供一个充电电流从充电器108到电池99正极的电流通路。电阻146联接于晶体管144的控制极和充电电源之间。电阻148联接于晶体管144的控制极和控制器100的接脚16之间。电阻146向晶体管144加偏压而使其截止，而电阻148通过接脚16所提供的输出向晶体管144加偏压而使其导通。晶体管144从而以一个开关模式——接通或者断开——操作，并发出很少的热量。充电电流的负极回路通过联接于地面和充电器108之间的电阻150。电阻150可逐周期地形成最大的充电电流电平。电阻150的高电压侧联接到电阻152以限制输送到控制器100接脚21上的电流。
控制器100可控制充电过程的结束并随着充电过程的进行使得充电电流逐渐减小。来自于电池99的反馈送至控制器100。部分地基于该反馈，控制器100对充电过程进行控制。例如，电阻154和156形成一个从电池99到控制器100的反馈电路。电阻154联接于电池99的正极和控制器100的接脚17之间。电阻156的一端联接到接脚17和电阻154，而另一端接地。从而，电阻154、156形成一个分压器，为控制器100的接脚17提供一定比例的电池99的电压。基于输送至接脚17的信号值，控制器100可判断电池99的充电程度并相应地控制晶体管144。可设置有电容器158以稳定接脚17上的电压。可把电阻154、156想象成可编程的分压器。仅通过改变电阻的值，就可以处理多种不同的电池电压。
当手电筒的电池正在进行再充电时，电阻160向控制器100的接脚20提供一个信号。响应于这个信号，控制器100可以在充电过程中锁定手电筒的操作。设置一个二极管162以防止在充电器故障的情况下电流从电池99回流到充电器108。
控制器100还可对电池99的状态进行监控。状态信息通过显示器164而传送至使用者。控制器100通过电阻166接收电池的状态信息，该电阻166联接到控制器的接脚18和19。电阻166与控制器的内阻一起形成了一个分压器。此分压器有效地为控制器100的接脚18和19提供了一个按比例减小的电池电压。基于在接脚18和19处所接收到的输入信号，控制器100可判定电池的状态。另一个按钮开关168可联接到控制器100，使得使用者可以启动电池的监控功能。不同次数地压下开关168导致了在显示设备164上显示不同的信息。例如，压下开关168一次，导致控制器100显示电池的剩余电量，压下开关168二次，则显示第一光源的预计工作时间，压下开关168三次，则显示第二光源的预计使用时间，等等。可把不同开关的功能结合到单个开关中。此外，可将控制器100编程为向使用者显示其它类型的信息。
控制器100还可以编程为可提供一个自动切断或手电筒电池的节能功能。在此情况下，由控制器100所控制的手电筒设置有一个倾斜开关169。当移动手电筒时，例如在常规的手电筒手持操作的情况下，倾斜开关169的接线端随着此移动而随机地短路。在接线端短路时，控制器100接收到一个信号，指示手电筒正在使用。当手电筒不移动时，倾斜开关169的接线端不会短路并且不对控制器100提供信号。当在一个预定的时间段之后还没有从倾斜开关169接收到信号时，控制器100判定手电筒不在使用并把手电筒设置成休眠模式，断开所有还处于接通状态的光源。然后，控制器100等待一个来自于控制开关之一的一个输入信号以开始手电筒的操作。
可根据需要旁路电池的节能功能。如果由透镜组件18和第二光源所支撑的手电筒使用于如上所述的免提方式时，此旁路操作是有用的。设置了一个开关170来旁路倾斜开关169。开关170联接了倾斜开关169的接线端而提供一个手电筒正在使用的指示，哪怕手电筒并没有移动。相应的，开关170不应该属于瞬时按钮的类型。开关170应当是电闸类型的——例如一个滑动开关，其可选择性地短路倾斜开关，为控制器提供信号，指示手电筒的使用。
图15示出了一个依据本发明另一实施方式的电路框图。电路包括一个控制器100’。该控制器联接到开关24、显示器240、电池99、充电电路242、第一光源13以及第二光源15A、15B、15C。在所示的实施方式中，第一光源13是一个白炽灯而第二光源包括三个发光二极管。在发光时，灯和发光二极管从电池获取不同的电流或电能。通过控制器100’而控制第一光源13以及第二光源15的发光。使用者操作开关24以使需要的光源发光。在不同的操作模式中，任意的光源组合都是可能的。为了使发光二极管发光，控制器100’给开关——例如一个与需要的发光二极管串联的晶体管——提供一个使能信号。每个发光二极管15A-15C都优选地与不同的晶体管串联，使得可以单独地控制发光二极管和使之发光。例如，发光二极管15A与晶体管244串联，发光二极管15B与晶体管246串联，而发光二极管15C与晶体管248串联。当每个晶体管的控制极接收到使能信号时，相应的晶体管处于导通状态。然后，电流选择性地从电池99流经二极管15A-15C且使二极管发光。
白炽灯13的发光也通过控制器100’而控制。一个继电器250可用于控制流经白炽灯13的电流。继电器250接通了一个允许电流流经所述灯的电路。设置一个例如晶体管251的开关以使得电流可以流经继电器250。当控制器100对晶体管251的控制极251提供一个使能信号时，电流流经继电器250中的一个线圈。这导致继电器250接通接触件252、254，并允许电流流经白炽灯13，使得该灯发光。
开关24由使用者操作，以控制手电筒不同光源的发光。以不同的次数按动开关24使得第一和第二光源以不同的组合或不同的操作模式发光。控制器接收一个指示开关24致动的信号，并正确地向晶体管提供使能信号。例如，按动开关24一次，仅使白炽灯13发光。连续地按动开关二次，则启动第二光源发光二极管的其中之一；连续地按动开关三次，则使第二光源的两个发光二极管同时发光；连续地按动开关四次，则使第二光源中的所有三个发光二极管都发光；而连续地按动开关五次，则使第一光源与第二光源中的所有三个发光二极管一起发光。当然，对于本领域内的普通技术人员而言，光源的不同组合以及控制功能是显而易见的，也可提供光源的不同组合以及控制功能。
如上所述，控制器100可对电池100的状态进行监控。电池状态可显示于显示器240上。显示器240可以是一个液晶显示器并为使用者传达与手电筒操作以及电池状态有关的信息。提供给使用者的信息可包括一个指示如下状态及其它状态的信息充电器的插头插入到手电筒中但没有从电源获取交流电、手电筒正在进行再充电、手电筒的充电操作已经完成、以及电池的充电信息。
控制器100’还可根据手电筒的操作模式而判断手电筒的剩余操作时间。如上所述，第一和第二光源可单独或以不同组合进行发光。控制器可根据电池的现有电量以及哪些光源正在发光来动态地判断手电筒的大致工作时间。例如，当手电筒的状态为仅有第一光源发光时，手电筒在该模式下所能工作的分钟数可由控制器100确定并由显示器240提供给使用者。通过类似的方式，当使用者选择手电筒的不同操作模式时，例如一个、两个或三个发光二极管发光或第一和第二光源一起同时地发光，在所选定的模式下的剩余工作时间显示于显示器上。这可以通过根据电池的瞬时电量值以及从电池所获取的电流而指示电池可以在所选定的操作模式下对手电筒的供电分钟数而实现。当手电筒在不同的工作模式之间切换时，控制器可动态地确定剩余的工作时间并相应地改变显示。当电源的电量很低时，使用者可通过选择一个耗电低的工作模式来延长电源电量的寿命。
显示器240还可包括一个电池上剩余电量的图形指示。图形指示可采取电池的图形表示。随着手电筒电池的消耗，改变电池的图形显示以指示电能的减少。例如，电池的图形显示包括一个分成三部分的电池。如果手电筒电池上的电量消耗了三分之一，就去掉电池图形指示中的一个部分，从而，使用者仅可以看到三分之二的电池图形指示，等等。
从而，提供了一种手电筒以及一个用于光源的控制器。手电筒和控制器提供了一种简单、多功能的光源，其操作和使用简单。
在本说明书中示出及论述的实施方式的目的仅仅是为了将发明人所知道的制造和使用本发明的最好方法教示给本领域内的普通技术人员。本说明书中的所有描述都不能认为是对本发明范畴的限制。所有给出的例子都是示例性的而不是限制性的。可对上述的本发明的实施方式进行改进和变动而不会偏离本发明的范畴，如本领域的技术人员根据上述教示所理解的那样。例如，由上述不同开关所启动的不同功能也可由单个开关启动。从而，应当理解，在权利要求及其等同的范畴内，本发明可以不同于所特别描述的方式实施。
权利要求
1.一种手电筒，包括一个外壳，其支撑多个光源；一个电源，其设置在所述外壳内且可选择性地与所述光源联接；一个控制器，其设置在所述外壳内，用于接收用户输入，该用户输入选择要点亮的一个光源或光源的组合，该控制器用于控制该电源与选定的光源之间的联接并根据电源的电量以及所选定的光源而确定手电筒的剩余工作时间；以及一个显示器，其设置在所述的外壳上并由所述控制器控制而显示剩余的工作时间。
2.如权利要求1所述的手电筒，其中，至少两个光源在单位时间内获取不同的电流或电能。
3.如权利要求1所述的手电筒，其中，所述多个光源包括至少一个白炽灯、荧光灯、卤素灯、氙气灯，和液晶显示器、发光二级管、以及电荧光板。
4.如权利要求1所述的手电筒，其中，所述电源是可充电的且所述的控制器确定该可充电电源的充电状态。
5.如权利要求4所述的手电筒，其中，所述的充电状态包括对以下至少一个状态的指示充电器插入到手电筒中但没有获取交流电流、手电筒正在进行充电、手电筒的充电操作结束、以及指示电源的电量。
6.如权利要求5所述的手电筒，其中，所述的多个光源包括多个发光二极管(LEDs)，并且，在所述的充电器插入到该手电筒中且来自该充电器的电能中断时，所述控制器启动该发光二极管。
7.如权利要求5所述的手电筒，其中，所述的多个光源包括一个设置在所述外壳上的冷阴极荧光灯，并且，在所述的充电器插入到手电筒中且来自该充电器的电能中断时，所述的控制器启动该冷阴极荧光灯。
8.如权利要求1所述的手电筒，其中，所述外壳具有一个设置在一第一端处的头部、一个与所述第一端相对的第二端、以及一个适于容置所述电源且设置在所述第一和第二端之间的体部；该多个光源中的第一光源设置在所述外壳的头部处；该多个光源中的第二光源设置在所述的外壳第二端处，而沿一个与所述多个光源中的第一光源所射出的光线大致垂直的方向射出其光线。
9.如权利要求8所述的手电筒，其中，所述的多个光源中的第二光源包括多个设置在所述外壳第二端处的发光二极管(LEDs)。
10.如权利要求9所述的手电筒，其进一步包括一个设置在所述发光二极管上方的放大透镜。
11.如权利要求1所述的手电筒，其中所述的显示器显示所述电源电量的一个图形表示。
12.如权利要求1所述的手电筒，其中所述的光源单独或同时地发光。
13.如权利要求1所述的手电筒，其进一步包括一个设置在所述外壳上且联接到所述控制器的开关，对该开关的致动向所述控制器发送一个信号而使得所述光源发光。
14.如权利要求4所述的手电筒，其进一步包括一个充电电路，该充电电路适于连接到一个电源而对所述电源进行充电。
15.如权利要求14所述的手电筒，其进一步包括一个端口，所述端口适于把所述电源联接到一个外部充电器。
16.如权利要求1所述的手电筒，其进一步包括一个位于所述外壳的第一端的透镜圈，该透镜圈具有一个表面而以该第一端将该手电筒竖立。
17.一种用于控制手电筒操作的方法，所述手电筒包括一个支撑多个光源的外壳、一个设置在所述外壳上的显示器、一个设置在所述外壳中并选择性地联接到所述光源的电源、一个用于控制所述电源与所述光源之间联接的控制器、以及一个设置在所述外壳上且联接到所述控制器的选择器，所述方法包括从所述选择器接收一个信号所述控制器处；根据来自于所述选择器的信号，由所述控制器确定一个操作模式；根据所述的操作模式，选择性地将单独的光源或光源的组合联接到所述电源；根据所述电源的电量以及操作模式，确定剩余的工作时间；以及将所述的剩余工作时间显示在该显示器上。
18.如权利要求17所述的方法，其中所述确定工作时间的步骤包括确定所述电源的电量；确定正在发光的光源；以及确定由正在发光的光源所消耗的电能。
19.如权利要求17所述的方法，其中所述多个光源包括一个灯以及三个发光二极管，并进一步包括当致动所述选择器一次时，所述灯发光；当连续致动所述选择器二次时，所述发光二极管中的第一个发光；当连续致动所述选择器三次时，所述发光二极管中的第二个发光；当连续致动所述选择器四次时，所述发光二极管中的第三个发光；当连续致动所述选择器五次时，所有的发光二极管全部发光；以及当连续致动所述选择器六次时，所有的发光二极管以及所述灯全部都发光。
20.如权利要求17所述的方法，其进一步包括在所述显示器上显示所述电源电量的一个图形表示。
21.如权利要求17所述的方法，其进一步包括在每次致动所述选择器时从所述选择器接收信号。
22.一种手电筒和支架的组合，所述组合包括一个手电筒，所述手电筒包括一个外壳，所述外壳具有一个设置在第一端处的头部、一个与所述第一端相对且其上具有一个延伸部的第二端、以及一个可容置至少一个电池且设置在所述第一和第二端之间的体部，该手电筒还包括一个设置在所述外壳的头部处的第一光源、以及一个设置在所述外壳的第二端处的第二光源；以及一个支架，所述支架包括一个第一端、一个第二端以及一个中间部分，所述第一端限定了一个大致呈U形的凹入部分，该凹入部分可容置所述外壳的第一端，所述的第二端限定了一个第二凹入部分，该第二凹入部分适于容置所述外壳第二端的该延伸部，且所述的中间部分连接所述支架的第一和第二端。
23.如权利要求22所述的组合，其中，当所述外壳的第一端和第二端容置于所述的支架内时，所述中间部分与所述外壳隔开。
24.如权利要求22所述的组合，其中，所述的第二凹入部分在三个侧面上包绕所述的延伸部。
25.如权利要求22所述的组合，其中，所述的手电筒进一步包括一个位于所述外壳第二端上的充电端口，而所述支架的第二端限定了一个开口，该开口通向所述的充电端口。
26.如权利要求22所述的组合，其中，所述的手电筒进一步包括一个位于所述外壳第一端处的平坦的支撑部分，且所述U形凹入部分构造成容置该平坦的支撑部分。
27.如权利要求22所述的组合，其中，所述的U形凹入部分包括两个臂，所述的两个臂延伸超过所述外壳第一端在竖直方向上的中点。
28.如权利要求22所述的组合，其中，所述的支架进一步包括一个背面，该背面设置在一个与所述U形凹入部分以及所述第二凹入部分背对的侧面上，该背面限定了一个孔以容置用于把所述支架附在一个表面上的紧固件。
29.如权利要求25所述的组合，其进一步包括一个插头连接器，该插头连接器可拆卸地固定到所述支架的所述的开口中。
30.一种手电筒和支架的组合，所述组合包括一个手电筒，所述手电筒包括一个外壳，所述外壳具有一个设置在第一端处的头部、一个与所述第一端相对且在其上设置有接触件的第二端、以及一个可容置至少一个电池且设置在所述第一和第二端之间的体部；该手电筒还包括一个设置在所述外壳的头部处的第一光源、一个设置在所述外壳的第二端处且背对该接触件的第二光源、以及一个用于对所述光源的操作进行控制的控制器；以及一个支架，所述支架限定了一个大致呈U形的凹入部分，该凹入部分适于容置所述外壳的第二端；充电接触件，其在手电筒位于支架内时与位于所述外壳第二端上的接触件相配合；以及一个充电电路，其可获取交流电输入并为充电接触件提供一个充电电流；其中，在手电筒位于支架内、充电电路获取交流电输入且随后来自于充电电路的充电电流中断时，控制器启动该第二光源。
31.如权利要求30所述的组合，其中，所述多个光源中的第二光源包括多个成行设置的发光二极管(LEDs)。
32.如权利要求30所述的组合，其进一步包括一个可连接到交流电输入的交流连接器。
33.如权利要求32所述的组合，其中所述的交流连接器包括一个交流插头。
全文摘要
提供了一种手电筒(10)。该手电筒(10)包括一个外壳(12)，所述外壳具有一个第一端(14)以及一个第二端(16)。一个第一光源(13)设置在外壳(12)的第一端(14)处。一个电池设置在外壳(12)内。一个选择器(24)选择性地把第一光源(13)和第二光源(15)联接到所述的电池。
文档编号F21L4/08GK1816716SQ200480018684
公开日2006年8月9日 申请日期2004年7月1日 优先权日2003年7月1日
发明者布鲁斯·伦道夫, 迈克尔·克里格 申请人:维克多产品公司