201235592 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於包括（例如）手電筒、提燈及頭燈之可攜式 照明裝置，及其電路。 相關申請案之交又參考 本申請案為部份接續申請案，且係基於2〇〇9年1月14曰 申請之美國申請案第12/353,396號且主張2〇〇9年丨月14曰申 請之美國申請案第12/353,396號的優先權，該案之揭示内 容以引用的方式併入本文中好像其在本文中被充分闊述。 【先前技術】 此項技術中已知各種手持型或可攜式照明裝置（包括手 電筒）。此等照明裝置通常包括具有正電極及負電極之一 或多個乾電池。在電池室或外殼中串聯或並聯地電配置電 池。電池室亦有時用以固持照明裝置（特別是在手電筒之 狀況下）。經由導電構件自電池電極建立電路，導電構件 與諸如燈泡或發光二極體（「LED」）之光源的電極電耗 接。在通過光源之後，電路繼續通過該光源之與導電構件 電接觸的第二電極，導電構件又與電池之另一電極電接 觸。電路包括斷開或閉合電路之開關。致動開關以閉合電 路會使電流能_遞通過燈泡、LED或其他光源（JL在白織 燈泡之狀況下通過燈絲）藉此產生光。 手電筒及其他可攜式照明裝置已習知地使用手電筒之主 電力電路中之機械電力開關以「接通」手電筒及「關斷」 手電筒。當使用者需要「接通」手電筒時，使用者操控機 160937.doc 201235592 械電力開關以使兩個接點機械地連 力電路’藉此允許電流自電 ：及完成電 回至電池之負端子1使用者需要端=動通過光源且流 ^ ^ ^ 關斷」手雷锊吐 用者操控機械開關以切斷開關之兩個接點 ：， 關且使電力電路斷裂。因此，此等萝 在斷開開 此4裝置中之機械開關充當 1〇路及貫穿可揭式照明裝置之操作傳導電流之導 此項技術中已知多種機械開關設計， 關、滑動開關及旋轉頭開關。此等開關傾向於相當直觀: =:使用者操作。然而，僅僅具有簡單機械電力：: :式照明裝置不包括自動操作模式，諸如，隱現模 式、電力減少模式或sos模式。為了在可攜式照明裝置中 包括此自動功能性’可携式照明裝置必須具有進 設備。 舉例而s ’已設計出使用由微晶>5或微控制ϋ之處理器 控制的電子電力開關之多模電子手電筒及其他可攜式照明 裝置在此等照明裴置中，經由使用者界面(諸如，瞬時 開關)之適當操控而選擇經程式化至微晶片中之各種模 式。 在方法中，多模可攜式照明裝置之電子設備保持恆定 地連接至電源。然@，因此，電子設備恆定地消耗電力， 藉此減小有用電池壽命，或（在可再充電電池之狀況下）減 小每次充電之間的操作時間。 在另一方法中’安置成與光源及控制器電串聯之機械電 I60937.doc 201235592 力開關用以使對電子設備供電之電路及光源同時斷裂。因 此’當可攜式照明裝置關斷時，電子設備不消耗來自該等 電池（或該電池）之電力。然而，為了使機械電力開關用作 使用者界面以藉由（例如）在定義時間週期内斷開且接著閉 合機械電力開關而選擇不同操作模式，使微晶片具備臨時 替代電源。 提供臨時替代電源使得當機械電力開關斷開時，微晶片 將保持臨時被供電（即使可攜式照明裝置已被關斷），直至 機械電力開關再次閉合為止。在無臨時替代電源時，當機 械電力開關斷開時，微晶片將損失電力，從而造成控制器 在下一次機械電力開關閉合時重設且恢復至其預設操作模 式’而非雙態觸發至下一操作模式。 經配置成與控制器並列之一或多個電容器已用作替代電 源。將電容器選擇成具有足夠電容以在機械電力開關之斷 開之後在降到低於控制器之重設電壓之前對控制器供電達 合適時間週期(諸如，一秒至兩秒因此，只要在所分配 時間範圍内再次閉合機械電力開關，肖明裝置就將開始在 下一操作模式下操作。 此方法之缺點為，需要顯著的電容才能夠對控制器供電 達適當時間週期1而引起增加之成本 態中’所需電容器可能具有大於在可搞式照明裝置中包括 之印刷電路板上可用的李間量之實體佔據面積。 【發明内容】
本專利文獻之一目標為提供一錄客指-TJ* L 促讶禋多模可攜式照明裝置， 160937.doc 201235592 =多模可攜式照明裝置使用一機械電力開 面且解決(或至少改進)與上文所論述之：：:者界 置相關聯之問題中的一或多者。 U搞式照明裝. 因此’在-第-態樣中，提供一種具有多 多模可攜式昭明赉、乍模式之 …：一手電筒)。該可攜式照明褒 置係藉由-機械電力開關操作。此開關之 照明裝置開啟及關斷電力。其亦用以選擇操作模式了t 實施例中’除了該單一機械電力開關以外，不存在任何其 他開關、輸入端或任何其他人機界面。在任何時間當該機 械電力開關處於關斷（或斷開）位置時，所有電路係自電池 實體地切斷’且不消耗任何電池電流。該照明裝置可包括 數個操作模式，且該等操作模式可包括（例如）一常規模 式，、-或多個電力節省模式、—閃爍模式、—_模式， 等等。 根據-實施例’該多模可攜式照明裝置包含用於收納具 有-正電極及一負電極之一可攜式電源之一外殼，具有一 第一電極及一第二電極之一光源，及用於分別將該光源之 第-電極與第二電極連接至該可攜式電源之該正電極與該 負電極之-主電力電路。該主電力電路包括安置成 源電串聯之-機械電力開關及—電子電力開關。該可攜式 照明裝置進一步包含一控制器’該控制器與該機械電力開 關串聯地電耦接使得當該機械電力開_開時，該控制器 不由該可攜式電源供電，制器包括用於提供用於控制 該電子電力開關之斷開及閉合的—控制信號之—輸出端， 160937.doc 201235592 且該控制器經組態而以提供至少兩個操作模式之 制該電子電力開關。一狀態機亦包括於該可攜式照明 中’該狀態機具有用於臨時地儲存一操作模 ^ 果5^之一記憶體 機構及耗接至該控制器以用於將至少一輸出信號傳達至該 控制器的至少一輸出端。另外，該控制器經組態以基於: 供電時來自該狀態機之至少一輸出信號判定該操作模式， 且接著將一新操作模式寫入至該狀態機。 "" 根據另-態樣，提供-種操作—多模可攜式照明裝置之 方法，該多模可播式照明裝置包括：一主電力電路，其用 於將一光源連接至-可搞式電源；及一控制器，其用於控 制安置於該主電力電路中之與該光源電串聯的一電子電: 開關，其中該控制器串聯地電連接至安置於該主電力電路 中的-機械電力開關’該機械電力開關與該光源串聯且充 當至該控制ϋ之使用者界面1方法包含步驟：使用在供 電時之該控制器以自-狀態機讀取至少—輸出信號以基於 該至少-輸出信號判；第-操作模式；及在供電之後將 -第二操作模式自該控制器寫入至該狀態機，#中在該機 械電力開關斷開之後該狀態機記住第二操作模式達一簡短 週期’使得在該機械電力開關在該簡短週期過去之前閉入 時’該控制器將在第二操作模式下操作。較佳地，該簡: 週期之長度足以使-使用者在無不當困難的情況下可靠地 斷開及閉合該機械電力開關。通常 坶贾，約1.5秒之一週期應 為適當的。 根據另-態樣，提供-種校準__多模可攜式照明裝置之 160937.doc 201235592 一驅動器電路之一或多個記憶體電容器的方法，其中每— 記憶體電容器連接至與…池放電阻器並聯之一控制器之_ 資料埠。根據-實施例之該方法包含對該驅動器電路供電 二對該-或多個記憶體電容器中之每一者充電，自該驅動 器電路移除電力達一預定時間間隔，該預定時間間隔一經 ，去即對該驅動器電路供電，及量測該—或多個記憶體電 :器中之每一者上之電壓值；及將對該一或多個記憶體電 容器中之每—者所量測之該電壓儲存於可由該控制器存取 之一非揮發性記憶體中。 根據另一態樣，描述一種一微控制器藉以由一調節電路 供電之電路。該調節電路可在一電流調節電路與一電壓調 知電路之間轉換’其可使能夠經由脈寬調變而關斷及接通 一光源（諸如，一LED),同時在該PWM信號之關斷循環期 間，一微控制器仍可繼續被供電。 本發明之另外態樣、目標、所要特徵及優點將自以下結 «隨附圖式而考慮之描述更好地得到理解，在隨附圖式 中，所揭示之本發明之各種實施例係藉由實例來說明。然 而’應清楚地理解，該等圖式係僅出於說明之目的且不意 欲作為對本發明之限制的界定。 【實施方式】 圖1中之透視圖中說明根據一實施例之多模手電筒丨〇。 手電筒10併有數個相異態樣〃儘管此等相異態樣已全部併 入手電筒10中’但應清楚地理解，本發明不限於本文中所 描述之手電筒10。實情為，下文（個別地以及組合地兩種 160937.doc 201235592 方式）所描述之手電筒10之發明性特徵全部形成本發明之 一部分。另外，對於熟習此項技術者而言在審閱本發明之 後將變得顯而易見，本發明之一或多個態樣亦可併入至包 括（例如）頭燈及提燈之其他可攜式照明裝置中β 參看圖1，手電筒ίο包括一頭總成20、一機筒12，及一 尾蓋總成30。頭總成20圍繞機筒12之前向端而安置。尾蓋 總成30封閉機筒12之後端。 圖2為經由由2-2指示之平面截得之圖丨的手電筒之橫截 面圖。圖3為經由由2-2指示之平面截得之圖i的手電筒之 前端的放大橫截面側視圖。在圖2至圖3中，手電筒被展示 為處於關斷位置。 參看圖2及圖3，光源14安裝至機筒12之前向端。在本實 施例中’光源14安裝成使得其安置於反射器1 〇6之後端 處。在其他實施例中，可省略反射器1〇6，或可改變反射 器106之形狀。 機筒12為適於容納可攜式電源（諸如，一或多個電池16) 之中空管狀結構。因此，機筒12充當用於收納具有正電極 與負電極之可攜式電源之外殼。 在該說明性實施例中’機筒12經調整大小以容納以串聯 配置安置之兩個電池16。在本實施例中’電池較佳為具有 AA大小之鹼性類型乾電池。然而，可使用可再充電電池 而非乾電池》另外，可使用具有除了 AA以外之大小的電 池。 機筒12亦可經組態成包括一單一電池、三個電池，或以 160937.doc •10- 201235592 串聯或並排配置而配置的複數個三個以上電池。亦可使用 其他合適可攜式電源，包括（例如）高容量儲存電容器。 在所說明之實施例中，機筒12包括形成於其前端之外徑 上的前向細絲18，及形成於其後端之内徑上的後細絲22。 本實施例之機筒12亦包括自在前向端處之機筒之内徑突出 的有減少之直徑之環形唇緣24。環形唇緣24之後向表面形 成下文所描述之機械電力開關之接頭21。 參看圖2，尾蓋總成30包括一尾蓋28及一導電彈簧部件 32。尾蓋28較佳地包括用於與形成於機筒12之内部上的匹 配後細絲22嚙合之外部細絲34之區。亦可使用用於將尾蓋 28附接至機琦12之其他合適構件。尾蓋28可具有與圖^至 圖2中所展示之外部組態不同的外部組態。舉例而言尾 蓋28之外部表面可包括滾紋。又，可移除包含尾蓋28之材 料之一部分使得形成具有用於繫索之孔之肋狀物。 可在尾蓋28與機筒12之間的界面處提供密封元件36以提 供不透水密封。密封元件36可為〇形環或其他合適密封裝 置。在所說明之實施例中，密封元件36為由唇緣密封件形 成之單向閥，其經定向成使得防止自外部流至手電筒丨〇之 内部中，同時允許手電筒内之過壓力逸出或排出至大氣。 徑向脊可安置於尾蓋28與機筒12之間的界面35處以確保機 筒12之末端不提供與尾蓋28之鄰近凸緣相抵之氣密密封， 藉此阻止過壓力氣體自手電筒之内部流動。 在頒予給Anthony Maglica的在此以引用的方式併入本文 中之美國專利第5,003,440號中更充分地描述手電筒中之單 160937.doc 201235592 向閥之設計及使用。 在本實施例中，機筒12及尾蓋28係由金屬（較佳地，航 空級鋁）形成。另外，機筒12、尾蓋28及導電彈簧部件32 形成自光源14之負電極之接地返迴路徑之部分。導電彈普 部件32電耦接至電池16之表面電極及尾蓋28 ^尾蓋28又經 由界面35電耦接至機筒12。因此，在將尾蓋總成3〇安裝於 機筒12中時，導電彈簧部件32在電池16之管殼電極與尾蓋 28之間形成電路徑，且尾蓋28經由（例如）界面35及/或配合 細絲22、34而在導電彈簧部件32與機筒12之間形成電路 徑。 為了促進電之流動，應移除安置於尾蓋/機筒接頭處之 任何現有表面處理件（諸如，藉由陽極化）及導電彈簧部件 32與尾蓋28之間的界面。 除了充當主電力電路中之導體之外，導電彈簧部件32亦 促使電池16朝向手電筒10之前端。因此，後部電池之中心 電極與下一前向電池之管殼電極電接觸。以此方式，機筒 12中所含有的電池16電耦接。將最前向電池16之中心電極 促使成與照明模組4〇之可廢縮正接頭54接觸。 參看圖3，照明模組4〇安置於機筒12之前向端處，且在 本實施例中（連同其他元件），相對於頭總成20之反射器1〇6 而固持光源14。光源14包括經由第二電路板以與正接頭54 電通信之第一正電極，及與散熱片外殼44電通信之第二負 電極。光源14可為產生光之任何合適裝置。舉例而言，光 源14可為LED燈、白織燈或弧光燈。在所說明之實施例 160937.doc 201235592 中’光源14為LED燈，J•照明模組㈣LED模組。照明模 組做㈣37較佳地實質上以小於咖之球面角輕射光。 在其他實施例中’可使用具有其他輻射角之LED，包括以 大於180。之角輻射之LED。 ^此以引用的方式併人本文中之同在中請中的美國專利 申仴案第12/188,201號中詳細地描述可用於照明模組4〇之 LED模組之結構。 照明模組40與保持套環42、機筒12及頭總成2〇一起形成 對應於圖6之電路圖中所展示的機械電力開關“之機械電 力開關。機械電力開關41之接頭包含環形區24之接頭21及 照明模組40之散熱片外殼44。在圖3中，手電筒1〇被展示 為在關斷條件下（亦即，開關41係斷開的）。為了閉合開關 41且接通手電筒10，使頭總成在逆時針方向上相對於機筒 而旋轉，使得頭總成20軸向地平移遠離機筒且散熱片外殼 44開始與接頭21接觸’藉此閉合手電筒1〇之電路且接通手 電筒10。為了關斷手電筒1〇,使頭總成在相反的順時針方 向上旋轉’使得頭總成朝向機筒軸向地平移且推動照明模 組40之散熱片外殼44不與機筒12之接頭21接觸。 圖4為隔離的照明或LED模組40的橫截面圖。本實施例 之LED模組40包括作為光源14之一LED 37、一第一電路板 38、由可壓縮正接頭54及下部絕緣體56形成之一下部總成 45、一第二電路板58、由上部絕緣體72及上部正接頭74及 上部負接頭（未圖示）形成之一上部總成70，及由外散熱片 外殼44及接觸環81形成之一散熱片80(其較佳係由金屬製 160937.doc 13 201235592 為冗餘起見，可壓縮正接頭54較佳地包括用於與第二電
部正接頭74較佳地包括兩個夾片76，夾片 路板58電接觸之兩個夹片55,夾片55 提供之橫截面圖令的頁前方移位。第_
的頁前方移位。上部正接頭74係經由第—電路板38與咖 為冗餘起見， 76中之一者名 37之正電極電通信，且上部接地接頭係經由第一電路板％ 與散熱片80電通信。 LED 37及散熱片80較佳地經由焊接連接而附著至第一電 路板38。第一電路板38促進自lEd 37至散熱片8〇之快速且 有效率的熱傳遞，第一電路板38較佳為具有由熱通孔連接 之複數個導熱層之金屬包層電路板。 LED 3 7可為可焊接至印刷電路板之任何發光二極體。較 佳地，LED 37可使用網版塗覆焊膏及回焊爐而焊接至第一 電路板38。更佳地，LED 37為可購自Phmps Lumileds
Lighting Company，LLC之LUXEON® Rebel產品》 第二電路板58包括用於操作手電筒1〇且使其行使多模手 電筒功能之電路。 I60937.doc -14 · 201235592 下部總成45較佳係藉由一起共模製可壓縮正接頭54及下 部絕緣體56而形成*同樣地，上部總成7〇較佳係藉由一起 共模製上部絕緣體72及上部正接頭74及上部負接頭而形 成。因此，上部絕緣體及下部絕緣體較佳係自具有針對該 應用之合適結構及熱品質之可射出成形塑膠形成。 上部總成70之上部正接頭及上部負接頭焊接至第一電路 板38之底部，第一電路板38之前側又焊接至接觸環“，接 觸環81可壓入配合及/或焊接至散熱片外殼44。因此，在 本實施例中，上部總成70堅固地固持於散熱片外殼44内。 另外，散熱片外殼44之圓周邊捲曲至下部絕緣體56之環形 凹座83中。散熱片外殼44捲曲至環形凹座83中會固持下部 絕緣體56且因此固持散熱片外殼44内之下部總成45。 在製造期間，在下部絕緣體56藉由定位於下部絕緣體％ 與散熱片外殼44之間的第二電路板58而耦接至散熱片外殼 44之則，可將灌注材料提供至下部絕緣體％中。因此，在 下部絕緣體56耦接至散熱片外殼44時，第二電路板58可插 入至灌注材料中。此灌注材料可用以在手電筒1〇在使用中 時稍後掉下時保護第二電路板。灌注材料可包含環氧樹脂 或其他合適材料。可中途用灌注材料填充下部絕緣體％， 但可使用其他灌注材料量。 當手電筒10處於接通狀態時，散熱片外殼44與光源14及 機筒12熱搞接且電㈣。另外’散熱片外殼44將第二電路 板58之接地路徑電麵接至機筒12。因此，散熱片外殼料充 當照明模組40之負接頭或接地接頭。另外，藉由配置散熱 I60937.doc •15· 201235592 片外殼44(如圖2中所展示）使得當手電筒10接通時其與機筒 12良好熱接觸，由光源14產生之熱係由第一電路板38有效 率地吸收及/或耗散至接觸環81、散熱片外殼44及最終至 機筒12»因此’手電筒10能夠有效地保護光源14不受歸因 於熱之損害。較佳地，散熱片外殼44係由良好電與熱導體 (諸如，鋁）製成。 散熱片外殼44形成為使得其在自具有第一直徑之第一區 77至具有第二較大直徑之第二區79之區78中朝向led模組 40之背部或底部閃光。第一區77之直徑經調整大小使得其 可裝配於環形唇緣24内，而不與環形唇緣24接觸》下部絕 緣體56之外徑經調整大小使得在徑向方向上在機筒之内壁 與下部絕緣體56之間幾乎或完全沒有遊隙。以此方式，除 了在將LED模組40向前推動足夠遠而至機筒12内使得散熱 片外殼44之閃光區78開始與機筒12之環形唇緣24之接頭21 接觸時之外，可阻止散熱片外殼44接觸機筒12。 散熱片外殼44之外表面亦包括具有第一直徑之區77中之 環形凹座82。環形凹座82大體上垂直於散熱片及機筒12之 軸線。另外，當LED模組40安裝於機筒12内時，將環形凹 座82定位成收納保持套環42之鎖定片85(見圖5)。 散熱片外殻44之閃光區78經較佳塑形以沿著儘可能多的 表面積與接頭21緊密配合，以促進LED模組40與機筒12之 間的電及熱通信。散熱片外殼44之閃光區78亦經調整大小 使得一旦閃光區78安置於機筒12中，散熱片外殼44之軸向 移動及（因此）在前向方向上之LED模組40之軸向移動將由 160937.doc 201235592 機筒12之環形唇緣24限制。 下部絕緣體56包括在其背面88處之凹座89，凹座89係由 環形肩部90環繞使得該凹座在中心被定位。凹座89經調整 尺寸而深於電池16之中心電極之高度。然而’如圖2及圖3 中所展示，在將最前向電池16與下部絕緣體56之背面88相 抵而促使向前時，電池16之中心電極與可壓縮正接頭54嚙 合《以此方式，LED模組40提供甚至在手電筒搖動或掉下 時（此可造成該或該等電池16在機筒12内突然軸向地移位） 亦增強組件之間的電耦接之簡單組態。另外，因為可壓縮 正接頭54可吸收歸因於（例如）處置不當之衝擊應力，且凹 座89深於最前向電池16之中心電極，所以充分保護電池之 中心電極及手電筒之提供於第二電路板58上的電子設備不 受在手電筒10之使用期間之實體損害影響。 又，因為可壓縮正接頭54安置成在背面88之肩部9〇的前 方；所以在一或若乾電池16向後插入至機筒12中使得其管 殼電極方向向前的時，不形成與可壓縮正接頭54之任何電 耦接。因此，LED模組40之組態及其在機筒12内之配置將 幫助保護手電筒之電子設備不受由反向電流流動影響或損 害°在另一實施例中’藉由使用包括於手電筒1〇之電路中 的二極體而保護手電筒1〇之電子設備不受反向電流流動影 響。 參看圖2及圖3，照明模組40安置成大體上在機筒12之前 向端中。在無另外總成的情況下，藉由導電彈簧部件32對 電池16之動作而促使照明模組40向前直至散熱片外殼44之 J60937.doc •17· 201235592 閃光區78開始與機筒12之環形唇緣24接觸為止。保持套環 42附接至照明模組4〇之散熱片外殼44，且（連同其他元件） 限制照明模組40在向後方向上軸向移動超過預定距離。保 持套環42在散熱片外殼44之環形凹座82處附接至照明模組 40 〇 參看圖3、圖5A及圖5B，保持套環42包括圓周鎖定片 85，其自保持套環42之内表面向内突出；及肋狀物％，其 自保持套環42之外表面向外突出。參看圖3,鎖定片85中 每一者經調整大小以使其裝配至散熱片外殼44之外部上之 環形凹座82中。複數個肋狀物86較佳地圍繞保持套環42之 外部圓周而相等地間隔，以便大體上在保持套環42之軸向 方向上延伸。肋狀物86較佳地自保持套環前端延伸至稍微 超過保持套環42之軸向長度的一半。肋狀物％經調整尺寸 以便將在照明模組40之前向端與機筒12之内徑之間的徑向 遊隙之量限制至理想的量。較佳地，肋狀物86亦經調整尺 寸以自保持套環42向外突出與鎖定片85向内突出之距離相 同的距離或大於鎖定片85向内突出之距離的距離。藉由僅 使肋狀物延伸至約保持套環42之中間’保持套環42之後端 87可充分擴大超過機筒12内之散熱片外殼扣之外表面直至 圓周鎖定片85搭扣至環形凹座82中為止（見圖3)…旦圓周 鎖定片85搭扣至環形凹座82中，即藉由環形唇緣24來限制 照明模組40之後部移動。因此，藉由將保持套環42緊固至 照明模組40(其安置於機筒12巾），保持套⑽阻止在無電 池16安裝於手電筒10中的情況下照明模組4〇降至機筒。之 160937.doc 201235592 後部及可能地落在手電筒ίο之後端.。在一較佳實施例中， 保持套環42係由絕緣體（諸如，塑膠）製成。 參看圖3，頭總成20安置於機筒12之前向端上。頭總成 20包括一表面蓋102、一透鏡104、一反射器1〇6，及一頭 部108 »反射器106及透鏡104係由表面蓋1〇2嚴格地固持於 適‘位置’表面蓋102可以細絲方式輕接至頭部1 〇8。頭部 108包括形成於其内徑上之細絲112，細絲112與機筒12之 刖向細絲1 8喃合。以此方式配置，可藉由相對於機筒12旋 轉頭總成20而使反射器1〇6在手電筒1〇之軸向方向上移 位。 在所說明實施例之一較佳實施中，自航空品質之熱處理 過的鋁（其可經選擇性地陽極化）來製造大體上形成手電筒 10之外部表面的尾蓋28、機筒12、表面蓋102及頭部1〇8。 非導電組件較佳係由聚酯塑膠或適於絕緣及耐熱性之其他 合適材料製成。 返回參看圖3，反射器1〇6之反射性輪廓118較佳為電腦 產生之最佳化拋物線之片段，其經金屬化以確保高精度光 學性質。視情況，反射性輪廓1丨8可包括適於耐熱性之電 鑄成型錦基板。 較佳地，輪廟11 8係由具有小於〇 〇8〇叶（且更佳在〇 吋至0.050吋之間）的焦距之拋物線來界定。另外，界定輪 廓118之拋物線之頂點與反射器1〇6之後開口之間的距離較 佳為0.080吋至0.130吋，更佳為〇1〇5吋至〇 115吋。反射器 1〇6之前向端之開口較佳具有為0.7对至〇.8叶（更佳為〇.74i 160937.doc •19· 201235592 吋至0.743吋）之直徑，且反射器1〇6之後端之開口較佳具有 為0.2吋至0.3吋（更佳為〇 24〇吋至〇 25〇吋）之直徑。另外， 自頂點至反射器1 06的後端之開口之距離與焦距之間的比 率較佳係在1.5:1與6.5:1之範圍内，更佳係在3.〇:1至3.4:1 之範圍内。另外，自頂點至反射器1〇6之前向端之開口之 距離與焦距之間的比率較佳係在2〇:丨與4〇·丨之間的範圍 内，更佳係在26:1至31:1之範圍内。 在所說明之手電筒1〇中，反射器1〇6可相對於光源14在 轴向方向上選擇性地移動。藉由相對於機筒12旋轉頭總成 2〇 ’頭總成20沿著機筒12之前向細絲18行進且造成反射器 106相對於光源14軸向地移位。藉由變化反射器1 〇6相對於 光源14之轴向位置’手電筒1〇變化由光源14產生之光之分 散。以此方式’可在聚光照明與泛光照明之間調整手電筒 10 ° 儘管所說明之實施例使用配合細絲以使反射器106能夠 相對於光源14軸向移動，但在其他實施例中，可使用其他 機構以達成可調整聚焦特徵。 另外’因為所說明實施例之頭總成2〇不形成電路之部 分’所以可自手電筒1〇之機筒12完全移除其，使得手電筒 10之尾蓋28可插入至頭總成20中且該手電筒係在「燭光模 式（candle mode)」下使用》 返回參看圖3 ’儘管本文中所揭示之實施例說明實質上 平面透鏡104，但手電筒1〇可替代地包括具有彎曲表面以 進一步改良手電筒10之光學效能的透鏡。舉例而言，透鏡 160937.doc •20· 201235592 可包括在透鏡表面之整體或部分中雙凸面輪廓或平凸輪 廓。 亦可在表面蓋1〇2與透鏡1〇4之間、表面蓋1〇2與頭部1〇8 之間及頭部108與機筒12之間併有密封元件（諸如，〇形環 75)以提供不透水密封。 現在將描述手電筒10之電路。參看圖2至圖4，手電筒1〇 之電路被展不成處於斷開或關斷位置。當使頭總成2〇旋轉 以在前向方向上充分地平移照明模組40使得散熱片44之閃 光區78與機筒12之接頭21電耦接時，電路係閉合的或處於 接通位置。一旦電路閉合，即將電能自後部電池16傳導通 過其中心接頭，中心接頭與電池16之安置於其前方的管殼 電極連接。接著將電能自最前向電池16傳導至照明模組40 之可壓縮正接頭54。接著經由第二電路板58上之電子設備 將電能選擇性地傳導通過上部正接頭74且經由第一電路板 38而傳導至光源14之正電極。在傳遞通過光源μ之後，電 能經由經由第-電路板38電_接至散熱請之光源14之負 電極而顯現》散熱片8〇之散熱片外殼料電稱接至機筒12之 接頭21機筒12搞接至尾蓋28，尾蓋28又與導電彈簧部件 32電接觸。最後，尾蓋總成3〇之導電彈簧部件32藉由與最 後部電池之管殼電極電耦接而完成電路。以此方式，形成 主電力電路以提供電能以照明光源14。 在本實施例中，亦形成自第二電路板58經由附接至第二 電路板58之上部端及第—印刷電路板38(其又與散熱片 電接觸)的上部接地接頭而至散熱片外殼44之並聯接地路 I60937.doc 21 201235592 徑。因此，當機械電力開關41閉合時，提供於第二電路板 58上之控制器可保持一直被供電（即使第二電路板58上之 電子設備斷續地調變光源14)。 參看圖3 ’為了斷開手電筒1 〇之電路，使用者必須扭轉 或旋轉頭總成20以在後方向上平移照明模組直至散熱片 外殼44之閃光區78與機筒12之接頭21分離為止。 儘管手電筒10之所說明的實施例係藉由使頭總成2〇移動 遠離機筒而接通及藉由使頭總成2〇朝向機筒12軸向地平移 而關斷，但經由照明模組40、保持套環42及環形唇緣24之 簡單重組態’可使手電筒1〇按相反次序操作。換言之，使 得頭總成20遠離機筒12之軸向移動將導致手電筒關斷及頭 總成20朝向機筒12之軸向移動將導致手電筒接通。 另外，儘管描述了在機筒/散熱片外殼處斷開及閉合電 路之旋轉類型機械電力開關，但電路可在其他位置處閉合 或斷開。另外，儘管描述了旋轉類型機械電力開關，但如 本文中所描述之本發明之各種態樣不受所使用之機械電力 開關之類型限制。亦可使用包括（例如）按鈕及滑動類型機 械電力開關的其他合適機械電力開關。 現在將描述手電筒10之多模操作。手電筒10較佳具備複 數個操作模式。在下文所描述之實施例中，手電筒1〇具備 四個操作模式。每一操作模式允許手電筒10執行手電筒10 之四個特定特徵中之一者，諸如，常規操作、電力節省、 消隱或SOS。當手電筒10最初接通時，或在手電筒10已被 關斷達超過預定時間週期時，手電筒10將自動在第一預設 I60937.doc • 22· 201235592 操作模式中操作。當手電筒10處於第一操作模式中時，若 其被關斷達小於或等於預定時間週期的時間週期且接著接 通回：則手電筒10將改變至第二操作模式。當手電筒1〇處 於第二操作模式中時，若其再次被關斷達小於或等於預定 時間週期的時間週期且接著接通回，則手電筒1〇將改變至 第三操作模式。以相同方式，當手電筒1〇處於第三操作模 j中時，若其再次被關斷達小於或等於預定時間週期的另 時間週期且接著接通回，則手電筒1〇將改變至第四操作 模式。 、 在本實施例中，將預定時間週期設定成等於一點五 :(其為相對短時間週期），但多於手電筒1〇之操作者足夠 °、控頭總成2 0以關斷手電筒！ 〇且接著將手電筒】〇接通回所 :的時間。在其他實施例中，更短或更長週期可為理想 然而，預定週期較佳地小於3秒，否則手電筒1〇將必 須在其可在使用者未指示所有操作模式中任一者的情況下 改復至其預設操作模式之前對於一般使用者而言處於間置 狀態太長時間。 在上文所描述之實施例中，當手電筒10處於第四操作模 2時；6·其被關斷達一短時間週期且接著接S回，則手 電筒10將改變回至笛 ^ , 至第一刼作模式。又，在具有四個以上操 2式之-實施例中’若手電筒10被關斷達小於或等於預 間週期的時間週期且接著接通回，則手電筒10將改變 第五操作模式，等等。不論所包括之操作模式之數目 (例如，2至isn如h 可’手電筒10較佳在達到經程式化至該手 160937.doc -23· 201235592 電筒之電子設備中之最後掇始 取傻模式之後循環回至第一操作棋 式。 两 較佳地，第-操作模式為只要機械電力㈣_ 合，手電筒10之光源14即具備最大電力之常規模式。本； 施例中之第二操作模式為手電筒1G之光源Μ在減少之電力 (例如’鄉電力）下操作以便延伸電池的壽命之電力節省 模式。本實施例之第三操作模式為光源14在預定義頻率下 或經預程式化之頻率型樣下斷續地閃光（其可由人眼察幻 之隱現模式。第四操作模式為光源14自動閃光而以摩斯碼 傳訊SOS之SOS模式。 圖6為圖1之手電筒10之電路圖的一實施例。在圖6之實 施例中，圖1之手電筒1〇之電路包括電池16、電子開關 117、光源14、機械電力開關41、控制器14〇 ,及狀態機 150。在所說明之實施例中，光源14為LED。在其他實施 例中，光源14可為白熾燈或弧光燈。 本實施例中之機械電力開關41對應於由照明模組4〇、保 持套環42、機筒12及頭總成20形成之機械電力開關。如所 說明’本實施例中之機械電力開關41之接頭包含散熱片外 殼44及機筒12之接頭21。 控制器140較佳為微控制器，諸如，由san jose， California之Atmel公司製造之ATtinyl3，其為8位元微控制 器。在其他實施例中，控制器140可為微處理器、.ASIC， 或離散Μ件。 在本實施例中，電池16經電配置成串聯的使得存在一正 160937.doc • 24· 201235592 電極122及一負電極124，其中正電極122對應於最前部電 池之正電極，且負電極124對應於最後部電池之負電極。 在其他實施例中，電池可經並聯地電配置。 電子開關117具有一電壓輸入端126、一電壓輸出端128 及一工作循環輸入端131 ^光源Μ具有一第一正電極58及 一第二負電極59。機械電力開關41包括作為第一接頭之散 熱片外殼44及作為第二接頭之機筒12之接頭21。控制器 140具有一電力輸入端146、一接地端148、複數個資料埠 142、144及一工作循環輸出端13(^狀態機15〇具有複數個 狀態琿182、184及一接地連接156。 在本實施例中’電池16之正電極122電耦接至電子開關 117之電壓輸入端126及控制器140之電源供應輸入端146。 電子開關117之電壓輸出端128電耦接至光源14之第一正電 極58。光源14之第二負電極59電耦接至機械電力開關41之 第一接頭（本實施例中之散熱片外殼44)。因此，當機械電 力開關41之第二接頭（機筒12之接頭21)開始與第一接頭接 觸使得機械電力開關41閉合時，形成第一閉合電路迴路 (對應於手電筒10之主電力電路），其中電流自電池16流動 通過電子開關11 7、光源1 4及機械電力開關4 1。 將電子開關117及光源14考慮為第一閉合電路迴路之負 載。當開關41斷開時，自電池16電切斷該負載。 在一實施例中’電子開關11 7為功率電晶體（較佳為p通 道MOSFET) ’此係因為對本實施例之電路中之高壓側執行 切換。在對電路之低遷側執行切換之實施例中，則η通道 160937.doc -25· 201235592 MOSFET將為理想的。在仍另一實施例中，電子開關丨丨7可 為包括電流受限制的p通道MOSFET之負載開關，諸如， 由Fairchild Semiconductor製造之FPF 2165。電流受限制之 負載開關可向可能遭遇大電流條件的系統及負載提供下游 保護。舉例而言，若該手電筒實施例包括串聯之三個或三 個以上電池16，則可需要使用此負載開關。 在本實施例中’電池16之正電極122亦連接至控制器140 之電力輸入端146。控制器14〇之接地端148連接至機械電 力開關41之第一接頭。因此，當機械電力開關41閉合時， 亦形成第二閉合電路迴路，其中電流自電池16流動通過控 制器140及機械電力開關41。將控制器14〇考慮為第二閉合 電路迴路之負載。當機械電力開關41斷開時，自電池16電 切斷第二迴路之負載（即，控制器）。 因此，如圖6中所展示，主電力電路包括一機械電力開 關41及安置成與光源14電串聯之一電子開關117。另外， 控制器140與機械電力開關41串聯地電耦接，使得當機械 電力開關41斷開時，控制器140不由電池16供電。控制器 140包括用於提供用於控制電子開關117之斷開及閉合的控 制信號之輸出端13 0。該控制器亦經組態以提供如下文所 論述之至少兩種操作模式之方式來控制電子開關117。 狀態機150包含用於臨時地儲存操作模式之記憶體機 構。其包括耦接至控制器140以用於將至少—輸出信號傳 達至控制器140的至少一輸出端（例如’輸出端182及184)。 如下文更詳細地論述，控制器14〇經組態以基於來自狀態 160937.doc •26- 201235592 機150之至少—輸出信號來判定操作模式。控制器140亦在 供電之後將新操作模式寫入至狀態機丨5〇。 在本實施例中，電子開關117、控制器14〇及狀態機15〇 全部駐留於照明模組4〇之第二電路板58上β在其他實施例 中’其可駐留於分離的電路板上，且可駐留於除了照明模 組40以外的位置中。 在本實施例中’機械電力開關41除了充當主電力開關以 外’亦用作多模手電筒10之使用者界面。因此，需要控制 器將機械電力開關41之致動解譯為來自使用者之輸入且相 應地改變手電筒10之操作模式。 因為每當開關41處於關斷位置時，負載117、14、 140(且詳言之，控制器140)未得到供電，所以當開關41再 次閉合以接通手電筒1〇時，控制器14〇不具有任何内在方 式來知曉上次機械電力開關41閉合時手電筒1 〇所處之狀態 或模式。因此，狀態機150用以在每當手電筒1〇由機械電 力開關41接通時將手電筒1〇之狀態資訊提供至控制器 140 〇 圖7為展示圖1之手電筒10之狀態機150之一實施例的電 路圖。在圖7之實施例中，使用兩個RC定時電路。一者被 展示為在狀態機150之左側，且另一者被展示為在狀態機 150之右側。左側RC電路包括與泄放電阻器162並聯地電 耦接之電容器152。充電電阻器172插入於狀態機15〇之並 聯RC電路152、162與狀態埠182之間。電阻器172亦與RC 電路152、162串聯連接。狀態埠182電耦接至控制器140之 160937.doc -27- 201235592 資料埠142。 右側RC電路之組態類似於左側RC電路。電容器} 54並聯 地電耦接至泄放電阻器164。充電電阻器174電插入於並聯 RC電路154、164與狀態埠184之間，且與rc電路154、164 串聯。狀態璋184進一步耦接至控制器M〇之資料埠144。 RC電路152、162及154、164耦接至接地連接156，接地連 接156進一步耦接至機械電力開關41之第一接頭（散熱片外 殼 44)。 電容器152、154之電容及電阻器162、164較佳地經選擇 以提供大於約3秒且小於約4秒的時間常數。舉例而言，在 一實施例中，將電容器152、154之電容設定成處於2 2 μί，且將泄放電阻器162、164之電阻設定成處於丨5 μω。 因此，每一並聯RC電路之標稱時間常數（τ)等於3 3秒（2 2 μί χ 1.5 ΜΩ)。此時間常數表示電容器152、154中每一者 衰減至其充電電壓值的37%所用之時間。因此，若在手電 筒1〇關斷之前電容器152、154中每一者上之完全充電電壓 為三（3)伏特’則在時間常數3·3秒過去之後，電容器152、 154中每一者上之電壓將為大約ln伏特。對比而言較 佳地將充電電阻器172、174之電阻設定成極低的（例如， 10 kQ) ’使得RC電路172、i52&RC電路174、ι54之時間 常數（τ)極短（例如’ 22 ms)，使得電容器152及電容器154 可幾乎瞬時地由控制器14〇完全充電（例如，本實施例中之 110 ms)。一般而言，應將充電電阻器172、174之電阻設 定成使得電容器152及電容器154在實質上短於使用者在常 160937.doc •28· 201235592 規操作期間接通及接著關斷手電筒1 〇所花費的時間之時間 週期中充電。一般而言，泄放電阻器較佳具有大於充電電 阻器之至少兩個數量級的電阻。 當機械電力開關41斷開或處於關斷位置中時，儲存於電 容器152、154上之電壓將在給定速率下衰減，給定速率分 別取決於電容器1 52、1 54之值及泄放電阻器162、164之 值。當機械電力開關41閉合使得手電筒1 〇接通回時，將繼 續存在跨越電容器152、154中之每一者之殘餘電壓。當機 械電力開關41閉合時’每一電容器152、ι54上之殘餘電壓 在供電後由控制器140量測。控制器14〇將繼續存在於每一 電容器152、154上之殘餘電壓解譯為接通或關斷（亦即， 解譯為1或0)，此取決於其針對每一電容器所量測之電 壓。基於每一電容器之經解譯之狀態，控制器14〇判定且 實施手電筒10之適當操作模式。以下之表丨概述本實施例 之控制器140基於在控制器丨4〇被供電時每一電容器丨52、 1 54之狀態而實施的每—操作模式。在其他實施例中，可 月括其他模& ’或該等模式可與電容器⑸、之不同 狀態相關聯。 表丨.操作模式及電容器C1及C2上之電壓值的概述
160937.doc •29- 201235592 如自前述内容可見，控制器140可容易地使用儲存於電 容器152、154上之殘餘電壓以判定每當控制器ι4〇被供電 時手電筒10之操作模式。另外，如表所展示，使用兩 個並聯RC電路（RC電路152、162&RC電路154、164)允許 四個操作模式《可藉由使用更多並聯&〇：電路來實施更多 模式。因為每一電容器可用以表示兩個邏輯值，所以可用 操作模式之數目可為2n，其中n為並聯]^^電路之數目。舉 例而s，一個RC電路產生最大兩個操作模式，兩個Rc電 路產生最大四個操作模式，且三個RC電路產生最大八個 操作模式，等等。 有益地’若機械電力開關41係斷開的或處於關斷位置達 足夠時間週期，則跨越電容器152、154之殘餘電壓將衰減 至零（0)伏特，而不論其原始狀態如何。因此，當控制器 再次接通時，控制器14〇將在電容器152或154上量測不 出任何電壓’且如表1中所展示，將手電筒1〇置於第一或 「常規」操作模式。 現在將解釋控制器140如何將繼續存在於每一電容器 152、154上之殘餘電壓解譯為處於接通或關斷狀態（亦 即’解譯為1或0)。在一實施例中’在供電時繼續存在於 每一電容器152及154上之殘餘電壓由嵌入於控制器14〇中 的類比至數位轉換器（ADC)來量測。接著比較所量測之電 壓與儲存於非揮發性記憶體中之電壓。若所量測電壓等於 或大於儲存於針對電容器之記憶體中之電壓，則將電容器 視為處於接通狀態，而若電容器之所量測電壓小於針對該 160937.doc 201235592 電容器之儲存輕，則其視為處於關斷狀態。針對每 容：152、154之儲存於記憶體中之電麼可(例如)對應於跨 越每一電容器之殘餘電壓在白 在自機械電力開關41斷開已過去 預定時間臨限（例如，1.5秒）之接庙 乂）之後應具有的值。此意謂若使 用者想要自常規模式切換至雷六銘沈括a 兴芏電力卽嚙模式，則使用者將能 夠在將手電筒10接通回之前關邮生兩& 關斷手電筒10達高達15秒， 且手電筒將改變至電力筋么、M斗、.,, 刀卽雀模式。任何較長時間將導致手 電筒恢復至常規模式》 儘管可基於衰減公式Vc=Ee〜來言十算針對每一電容器 152、154之儲存於非揮發性記憶體中的衰減電壓值，但更 佳方法為在所要預定週期已過去之後經驗地判定儲存於每 -電容器152、154上之電壓’且接著將彼電容器之殘餘值 儲存於非揮發性記憶體中以用於控制器14〇之未來參考。 因為電容器之製造容差相對高，所以電容器之實際電容 可自其標稱值以及自具有相同標稱電容之另一電容器之實 際電容顯著地變化。因此，具有相同標稱電容之電容器可 在泄放期間以實質上不同速率放電，其中較高電容的電容 器比較低電容的電容器花費更長時間排盡^為了自系統移 除此可變性，在一較佳實施例中，在製造期間執行校準程 序以正規化或校準每一電容器152、154之放電速率。下文 描述校準程序之一實施例的詳細描述。 一旦第二電路板58經製造，該板即連接至LED以模擬手 電筒10之負載，而將控制器之相關接腳驅動成低的以將校 準信號提供至控制器。接著，對控制器及負載供電，且對 160937.doc 201235592 兩個電容器152、154完全充電β接著切斷至控制器i4〇及 LED之電力達精確時間間隔（例如，i 5秒 間間隔已過去之後’對電路供電，且藉由控：器= 地量測每-電容器152、154上之電壓值，控制器14〇接著 將每-電容器之所量測之電壓值儲存於非揮發性記憶體 (諸如，嵌入於控制器140中之EEPR〇M)中。針對每一電容 器152、154之儲存於非揮發性記憶體中的電壓值現在精確 地反映在預定週期（例如，丨.5秒）已過去之後針對每一電容 器之衰減電壓臨限。因& ’此程序移除了可影響多個手電 筒模式之接通/關斷時序之電容器容差的效應。 預定週期較佳大於或等於〇.75秒且小於或等於3 〇秒。更 佳地，預定週期大於或等於“秒且小於或等於2〇秒。仍 更佳地，預定週期為1.5秒。 現在將結合表1及圖7來描述在不同模式之間的手電筒1〇 之操作。當手電筒10最初被接通或在15秒已過去之後被 接通時’手電筒H)在常規模式中操作。控制器㈣接著藉 由上拉資料埠144經由充電電阻器174對電容器C2 ^斗充 電。舉例而言’若手電筒包括串聯之3個電池，則跨越電 容器152之電壓將為大約4.5伏特，而若手電筒_包括兩 個電池，則跨越電容器154之電壓將為大約3〇伏特。同 時，控制器10藉由下拉資料埠142而對電容器C1 152放 電’且因此’跨越電容器C1152之電㈣接近G伏特。如 表1之最右兩行中所展示，將電容器C1 152之邏輯值嗖定 成〇,且將電容HC2 154之邏輯值設定成卜在所說^實 160937.doc -32· 201235592 施例中，較佳將充電電阻器172、174之值設定成10 ΚΩ或 小於10 ΚΩ，使得電容器152、154可在約50 ms或小於50 ms中得到完全充電。 當手電筒10處於常規模式中時，若其被關斷達小於（例 如）1.5秒且接著接通回，則在資料埠142處所量測之電壓值 將接近0伏特且在資料埠144處所量測之電壓值將高於儲存 於非揮發性記憶體中之1.5秒電壓臨限值。控制器14〇比較 在資料埠142、144處所呈現之電壓值與記憶體中之對應 值，且判定出正確操作模式現在為第二模式（其為電力節 省模式）。控制器14 0接著使用在常規模式中所描述之方法 對電容器C1 152充電且對電容器〇：2 154放電。如表1中所 展示，將電容器C1 152之邏輯值設定成}，且將電容器C2 154之邏輯值設定成〇。 當手電筒10處於電力節省模式中時，若其被關斷達小於 (例如）1.5秒且接著接通回，則在資料埠144處所量測之電 壓值將接近0伏特且在資料埠142處所量測之電壓值將高於 儲存於非揮發性記憶體中之1.5秒電壓臨限。控制器14〇比 較在資料琿M2、144處所呈現之電壓值與記憶體中之對應 值’且判定出正確操作模式現在為第三模式（其為隱現模 式）。控制器140接著對兩個電容器C1 152&C2 154充電。 如表1中所展示，電容器C1 152與C2 154兩者之邏輯值皆 為1。儘管手電筒Π)處於隱現模式，但光源在儲存於控制 器140中之頻率下可見地斷續隱現。 當手電筒1〇處於隱現模式中時，若其被關斷達小於(例 160937.doc •33· 201235592 如）1.5秒且接著接通回，則在兩個資料谭142及144處所量 '之電>1值將高於儲存於非揮發性記憶體中的其對應 衫電壓臨限中之每一者。控制器14〇比較在資料埠"2、 144處所呈現之電壓值與記憶體中之對應值，且判定出正 f操作模式現在為第四模式（其為s〇s模式）。控制器14〇接 著對兩個電容器C1 152及C2 154放電。如表1中所展示， 電容器C1 152之邏輯值與電容器C2 154之邏輯值皆為〇。 如由表1所反映，當使用者指示經程式化至控制器14〇中 之各種操作模式中任一者時上述程序仍可無限地繼續進 行。 在圖7中所說明之實施例中，RC電路152、162&RC電路 154、164用作臨時記憶體構件或裝置狀態機15〇以用於記 住控制器140待在供電時實施的下一操作模式。在其他實 施例中’可使用除了電容器152及154以外的能量儲存裝 置。舉例而言’可使用與泄放電阻器162、164(而非電容 器152、154)並聯之電感器以將rl電路形成為臨時能量儲 存構件或裝置。以此方式’ LC時序電路將連接至資料蟑 142 ' 144 。 若手電筒10經組態以固持串聯之3個電池16，則電子開 關117較佳地包含一電流受限制之負載開關，其用以將提 供至光源14之電流調節至所要位準（特別是在光源14包含 LED時）。較佳地，電子開關117將來自電池16之DC電流調 變成脈衝式電流。電流受限制之開關可為商業裝置，諸 如，由Fairchild Semiconductor製造之FPF2165。經遞送至 I60937.doc •34· 201235592 光源Μ之輸出電流可由連接至電流受限制的開關之iset接 腳之電阻器設定。然而，因為此類型之電流受限制之負載 開關具有高於所要容差（例如’ ±25%)的容差，所以若按役 計要求將開關之輸出電流設定成（例如）5〇〇 mA且開關具有 ±25%之容差，則該負載開關之可能的輪出電流之實際範 圍將在375 mA與625 mA之間。因此，電流受限制之負載 開關的製造容差將產生來自不同手電筒之不理想的強度 差。 為了最小化光波動，可使用以下程序以校準或正規化電 子開關117之輸出。首先，可基於自電子開關117輸出且遞 送至光源14所需之最小輸出電流而選擇用於電流受限制之 負載開關的ISET電阻器。由於電流受限制裝置之寬製造容 差，故幾乎所有|置將f際上Μ出高於所要輸出電流限制 的電流（除非經調變）。因此，控制器14〇經組態以使用脈寬 調變（PWM)信號控制琿130，且因此控制電子開關ιΐ7之工 作循環輸入端131。藉由調整此PWM信號之工作循環，可 將來自電子開關117之平均輸出電流控制至所要位準。 將控制器用以將電流受限制之電子開關丨丨7之平均輸出 電流控制至所要位準之工作循環儲存於非揮發性記憶體 (諸如，嵌入於控制器中之EEpR〇M)中。在校準程序期 間’將儲存於記憶體中之初始卫作循環值設定成賴， 且接著在魏測試期間使其遞減直至達到適作循環以 自電子開關"7產生所要平均輸出電流為止。在一實施例 中，使電流受限制之電子開關m之工作循環遞減直至電 160937.doc 35· 201235592 子開關將525 mA之輸出電流遞送至光源14為止。_旦達成 所要平均電流’引起所要平均電流之卫作循環即儲存回控 制器114之非揮發性記憶體中，使得光源14將總是在不同 操作模式（除了電力節省模式之外）期間在彼最大工作循環 下操作。在電力節省模式中，使工作循環進一步遞減以引 起來自「常規」模式之所要電力節省（例如，25%或 50%)。 一 在以上論述中，將電流受限制之負載開關用作電子開關 117以限制遞送至光源14之電流。在需要增加或減小由電 池16或其他可攜式電源提供至光源14的電流之其他實施例 中（如圖8中所展示），可將電流調節電路16〇電插入於來自 電子開關117之輸出端與光源14之間。取決於設計要求， 電流調節電路160可為習知升壓式轉換器、降壓式轉換 器’或升壓式/降壓式轉換器。 圖9說明調節電路160之電路圖，調節電路16〇包含用於 使自（例如）串聯連接之兩個電池16遞送至光源14之平均電 冰升高之升壓式轉換器162。升壓式轉換器電路包括一微 曰曰片163、一切換電晶體164、安置成與電子開關117及光 源14串聯之一電感器165，及與切換電晶體164之發射器_ 聯連接之一電流感測電阻器166。在本實施例中亦將電容 器167、168提供於Vcc接腳及STDN接腳與微晶片163之接 地端之間。進行此以限制當電感器165正充電時由瞬間湧 入電流造成之輸入供應端上的電壓降。在圖9中所展示之 升壓式轉換器電路162中，向光源14供應脈衝式電流以最 160937.doc -36 · 201235592 大化電池壽命。在其他實施例中，㈣式轉換器可以習知 方式配置以提供恆定電流以最大化光源】4之亮度。在一實 施例微晶片163較佳包含由Zetex Semiconductors製造 之ZXSC310E5。t刀換電晶體163較佳為雙極電晶體，但亦 可匕3其他切換電晶體，亦可使用其他升壓式轉換器電 路包括將連續DC電流輸出提供至光源14之升壓式電 路。 圖1 〇說明涉及用以驅動光源14(諸如’ LED)的升壓式電 路之替代電路。如所展示’ &電路包括可對控制器140以 及光源14供電之調節電路190。更特定言之，調節電路19〇 之輸出端128可連接至控制器14〇之電力輸入端146。因 而’控制器140可被供電與經施加至光源14(諸如，lEd)之 電壓相同的電壓。此電路之優點冑，控制器不需要由電池 供電，藉此避免電池電壓充分下降以將不足的電力提供至 控制器14 0之情形β 控制器140可耦接至調節電路19〇(如所展示）。調節電路 90包括輸入ΕΝ，且為接地的（GND)(如所展示）❶調節電 路190可類似於圖9中所展示之調節電路，但可使用調節電 路之不同組態。 在圖10之電路中，控制器140經組態以控制埠13〇，且因 此控制至調節電路190中的信號131輸入EN。控制器140可 使用PWM信號控制至調節電路19〇之輸入信號131。因而， 圖ίο之調節電路190充當用以經由PWM將能量提供至光源 14使得LED或其他光源14可藉由pwM「調暗」之電流調節 160937.doc •37· 201235592 電路。換言之，將燈在適當工作循環及頻率下接通及關斷 以控制由使用者所見之平均亮度。 然而，若在提供至調節電路190之PWM信號之關斷循環 期間，亦不將電力提供至控制器140而使得控制器140將關 斷，則將出現問題。為了解決此問題，圖1〇之電路提供， 在PWM之關斷階段期間將上文所描述之電流調節電路轉換 成電壓調節電路。以此方式，調節電路19〇在ρψΜ信號之 接通循環期間之電流調節電路與在PWM信號之關斷循環期 間之電壓調節電路之間轉換。 在PWM信號之關斷循環期間，可將電壓調節至2.0伏 特，其較佳地足以操作微控制器14〇，但不足以使光源 14(諸如’ LED)前向偏壓。需要時可將電壓調節至其他位 準。因此’在PWM信號之關斷循環期間，控制器ι4〇仍可 被供電’而LED 14係關斷的’藉此提供光源丨4之所要調 暗，而控制器140保持被供電。 在一實例中’調節電路190之輸出可在用以對光源14供 電之約3.2伏特與在50%工作循環下之2.〇伏特（使得控制器 保持被供電）之間切換。換言之，可認為至微控制器14〇之 電力為適當100%時間’而在僅5〇%時間的情況下，電力適 於自LED發射光（亦即，光將調暗5〇。/0)。 儘管在前述揭示内容中已呈現經改良之手電筒及其各別 組件之各種實施例，但熟習此項技術者可預期眾多修改、 更改、替代實施例及替代材料且可利用該等修改' 更改、 替代實施例及替代材料來實現本發明之各個態樣β舉例而 160937.doc -38· 201235592 言’上文所描述之電路可用於除了圖！中戶斤展示之手電筒 以外的手電筒及照明裝置中。_，應清楚地理解，此描 述僅藉由實例而進行，且不為對如下文所主張之本發明之 範疇的限制。 【圖式簡單說明】 圖1為根據本專利文獻之—實施狀手電筒的透視圖。 圖2為經由由2-2指示之平面截得之圖1的手電筒之橫截 面圖。 圖3為經由由2-2指*之平面截得之圖…手電筒之前端 的放大橫截面側視圖，其中手電筒被展示為處於關斷位 置。 圖4為圖1之手電筒之LED模組的橫截面圖。 圖5A為保持套環之側視圖，且圖5b為通過保持套環之 縱向橫截面圖。 圖6為圖1之手電筒之電路圖的一實施例。 圖7為根據圖1之手電筒之狀態機之-實施例的電路圖。 圖8為圖1之手電筒之電路圖的另一實施例。 圖9為供用於圖8之電路中的調節電路之一實施例的電路 圖。 圖1〇為圖1之手電筒之電路圖的另一實施例。 【主要元件符號說明】 10 多模手電筒 12 機筒 14 光源 160937.doc •39· 201235592 16 最前向電池/後部電池 18 前向細絲 20 頭總成 21 接頭 22 後細絲 24 環形唇緣/環形區 28 尾蓋 30 尾蓋總成 32 導電彈簧部件 34 外部細絲 35 界面 36 密封元件 37 LED 38 第一印刷電路板 40 照明模組/LED模組 41 機械電力開關 42 保持套環 44 外散熱片外殼 45 下部總成 54 可壓縮正接頭 55 夾片 56 下部絕緣體 58 第二電路板（圖4)/第一正電極（圖6) 59 第二負電極 160937.doc -40- 201235592 70 上部總成 72 上部絕緣體 74 上部正接頭 75 〇形環 76 夾片 77 第一區 78 閃光區 79 第二區 80 散熱片 81 接觸環 82 環形凹座 83 環形凹座 85 圓周鎖定片 86 肋狀物 87 後端 88 背面 89 凹座 90 環形肩部 102 表面蓋 104 平面透鏡 106 反射器 108 頭部 112 細絲 117 電子開關 160937.doc • 41 201235592 118 反射性輪廓 122 正電極 124 負電極 126 電壓輸入端 128 電壓輸出端 130 工作循環輸出端 131 工作循環輸入端/輸入信號 140 控制器/微控制器 142 資料埠 144 資料埠 146 電力輸入端/電源供應輸入端 148 接地端 150 狀態機 152 電容器C1 154 電容器C2 156 接地連接 160 調節電路 162 泄放電阻器/升壓式轉換器電路 163 微晶片/切換電晶體 164 泄放電阻器 165 電感器 167 電容器 168 電容器 172 充電電阻器 160937.doc -42- 201235592 174 充電電阻器 182 狀態埠 184 狀態埠 190 調節電路 160937.doc -43-