CN102577620A - 多模式便携式发光装置 - Google Patents

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Abstract

提供了一种便携式发光装置，例如手电筒，其具有机械电源开关和多种操作模式。机械电源开关与发光装置的控制器串联布置，并用作对于控制器的用于改变操作模式的用户界面。由于机械电源开关与控制器串联，所以便携式发光装置在机械开关打开时不消耗电池能量。耦接至控制器的状态机在每次其被加电时被控制器轮询，以确定发光装置的操作模式。

Description

多模式便携式发光装置
技术领域
本发明涉及便携式发光装置(包括，例如手电筒、提灯和头灯)及其电路。
背景技术
本领域中已知多种手持或便携式发光装置，包括手电筒。这样的发光装置通常包括具有正电极和负电极的一个或多个干单元电池。电池在电池舱或壳内电串联或并联地布置。电池舱有时也被用于容纳发光装置，由其在手电筒的情况下。从电池电极通过与光源(例如，灯泡或发光二极管(LED))的电极电耦接的导电装置建立电路。在通过光源后，电路继续通过与导电装置电接触的光源的第二电极，其又与电池的另一电极电接触。该电路包括打开或闭合电路的开关。开关闭合电路的动作使得电流能够通过灯泡、LED或其他光源，在白炽灯泡的情况下通过灯丝，从而产生光。
手电筒和其他便携式发光装置通常在手电筒的主电源电路中采用机械电源开关来接通(turn on)和关断(turn off)手电筒。当用户期望接通手电筒时，用户操纵机械电源开关来机械地连接两个触点以闭合开关并使电源电路完整，从而使电流从电池的正端经由光源返回到电池的负端。当用户期望关断手电筒时，用户操纵机械开关来将开关的两个触点断开连接，从而打开机械开关并断开电源电路。因此，这些装置中的机械开关作为使电源电路导通的导体，并贯穿便携式发光装置的操作引导电流。
本领域已知多种机械开关设计，包括例如按钮开关、滑动开关和旋转头开关。这样的开关倾向于清晰直观，并易于由用户操作。然而，仅具有简单机械电源开关的便携式发光装置不包括自动操作模式，例如闪烁模式、功率减小模式、或SOS模式。为了在便携式装置中包括这样的自动功能，便携式发光装置必须具有更先进的电子装置。
例如，多模式电子手电筒和其他便携式发光装置已经被设计为使用由微芯片或微控制器的处理器控制的电子电源开关。在这样的发光装置中，通过用户界面的适当操作选择被编程在微芯片中的各种模式，例如瞬时开关。
在一种方法中，多模式便携式发光装置的电子装置保持持续不断地连接至电源。然而，结果是，电子装置不断地消耗电力，从而降低了可用的电池寿命，或者在可再充电电池的情况下，降低了充电之间的操作时间。
在另一方法中，与光源和控制器电串联布置的机械电源开关被用于同时切断为电子装置和光源供电的电路。结果是，当便携式发光装置被关断时，电子装置不消耗来自电池的电力。然而，为了通过例如打开然后在预定时间周期内闭合机械电源开关来将机械电源开关用作用来选择不同操作模式的用户界面，微芯片被设置有替代的临时电源。
提供替代的临时电源被以使得当机械电源开关打开时，微芯片将保持被临时供电(即使便携式发光装置已经被关掉)直到机械电源开关被再次闭合。在没有替代的临时电源的情况下，微芯片将在机械电源开关打开时失去电源，使得控制器复位，并且在下次机械电源开关闭合时返回至其操作的默认模式，而不是触发到下一操作模式。
已经使用与控制器并联布置的一个或多个电容器来作为替代的电源。电容器被选择为具有足够的电容，以在机械电源开关打开之后，电压落至控制器的复位电压之前，为控制器供电一段适当的时间周期，例如1至2秒。因此，只要机械电源开关在分配的时间范围内再次闭合，发光装置将开始以下一操作模式操作。
这种方法的缺点在于，需要显著大的电容以能够为控制器供电足够的时段，导致成本增加。此外，在一些结构中，所需的电容器可能具有比被包括在便携式发光装置中的印刷电路板上可用的空间量大的物理足迹。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种使用机械电源开关作为用户界面的多模式便携式发光装置，其解决了或至少改善了与上面讨论的多模式便携式发光装置相关的一个或多个问题。
因此，在第一方面，提供了具有多模式操作的多模式便携式发光装置，例如手电筒。该便携式发光装置通过机械电源开关操作。开动该开关为便携式发光装置供电和断电。其也被用于选择操作模式。在一个实施例中，除了单一机械电源开关之外，不存在其他开关、输入或任何其他人机界面。在机械电源开关位于闭合(或打开)位置的任何时候，所有电路与电池物理断开，并且没有电池电流被消耗。发光装置可以包括多种操作模式，所述操作模式可以包括例如，正常模式、一个或多个功率节约模式、闪光模式、SOS模式等。
根据一个实施例，一种多模式便携式发光装置包括：壳体，用于容纳具有正电极和负电极的便携式电源；光源，具有第一电极和第二电极；以及主电源电路，用于分别将光源的第一和第二电极连接至便携式电源的正电极和负电极。主电源电路包括与光源电串联布置的机械电源开关和电子电源开关。便携式发光装置还包括控制器，与机械电源开关串联电耦接，以使得当机械电源开关被打开时，控制器不被便携式电源供电。控制器包括用于提供控制电子电源开关的打开和闭合的信号的输出，并且控制器被配置为以提供至少两种操作模式的方式控制电子电源开关。在便携式发光装置中还包括状态机，其具有用于临时存储操作模式的存储机构和耦接至控制器的用于将至少一个输出信号传输至控制器的至少一个输出。此外，控制器被配置为：在上电时，基于来自状态机的至少一个输出信号确定操作模式，然后将新的操作模式写入状态机。
根据另一方面，提供了一种操作多模式便携式发光装置的方法，所述多模式便携式发光装置包括：主电源电路，用于将光源连接至便携式电源；以及控制器，用于控制布置在主电源电路中的与光源电串联的电子电源开关，其中控制器串联电连接至布置在主电源电路中的与光源串联并且作为对于控制器的用户界面的机械电源开关。该方法包括以下步骤：在上电时使用控制器读取来自状态机的至少一个输出信号，以基于该至少一个输出信号来确定第一操作模式；以及在上电后，将来自控制器的第二操作模式写入状态机，其中该状态机在机械电源开关打开之后将第二操作模式记忆短暂周期，从而如果机械电源开关在所述短暂周期消失之前机械电源开关被闭合，则控制器将以第二操作模式操作。优选地，所述短暂周期足够长，足以使用户可靠地打开和闭合机械电源开关而没有过度的困难。典型地，大约1.5秒的时间段应该是足够的。
根据另一方面，提供了一种校准用于多模式便携式发光装置的驱动电路的一个或多个存储电容器的方法，其中每个存储电容器与泄放(bleed off)电阻器并联地连接至控制器的数据端口。根据一个实施例，所述方法包括：为驱动电路供电以对所述一个或多个存储电容器中的每个充电；去除对驱动电路的供电预定时间间隔；预定时间间隔一旦已经消失，就为驱动电路供电，并测量所述一个或多个存储电容器的每个上的电压值；以及将对于所述一个或多个存储电容器中的每一个测量的电压存储在能够由控制器访问的非易失性存储器中。
通过下面结合附图的描述将更好地理解本发明的其他方面、目的、期望特征、以及优点，附图中通过示例的方式描述了所公开的发明的多种实施例。然而，应该特别理解，附图仅是为了示出的目的，并不旨在限定本发明的范围。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的手电筒的透视图。
图2是的图1的手电筒的沿由2-2表示的平面截面图。
图3是图1的手电筒的前端的沿由2-2表示的平面的放大截面侧视图，其中手电筒被示出为关闭位置。
图4是图1的手电筒的LED模块的截面图。
图5A是保持套环(retaining collar)的侧视图，而图5B是沿保持套环的纵向截面图。
图6是用于图1的手电筒的电路图的实施例。
图7是根据用于图1的手电筒的状态机的一个实施例的电路图。
图8是用于图1的手电筒的电路图的另一实施例。
图9是用于在图8的电路中的使用的调节电路的一个实施例的电路图。
具体实施方式
图1中透视地示出了根据一个实施例的多模式手电筒10。手电筒10合并有多个不同的方面。尽管这些不同的方面已经被合并在手电筒10中，但是应该明确理解，本发明不限于在此描述的手电筒10。相反，下面描述的手电筒10的创造性的特征，不论是单独的还是组合的，都形成了本发明的一部分。此外，如本领域技术人员在阅读了本公开之后将清楚的，本发明的一个或多个方面也可以被合并到其他便携式发光装置中，包括例如头灯和提灯。
参考图1，手电筒10包括头组件20、筒12、以及尾盖组件30。头组件20大致布置在筒12的前端。尾盖组件30封住筒12的尾端。
图2是图1的手电筒的沿由2-2表示的平面的截面图。图3是图1的手电筒的前端的沿由2-2表示的平面的放大截面侧视图。在图2-3中，手电筒被示出为处于关断位置。
参考图2和图3，光源14被安装到筒12的前端。在本实施例中，光源14被安装为使得其被布置在反射器106的尾端。在其他实施例中，反射器106可以被省略或其形状可以被改变。
筒12是空的管状结构，适于容纳便携式电源，例如一个或多个电池16。因此，筒12用作用于容纳具有正电极和负电极的便携式电源的壳体。
在示出的实施例中，筒12的大小被设置为容纳以串联布置设置的两节电池16。在本实施例中，电池优选地为AA大小的碱性干电池。然而，可再充电电池可以代替干电池使用。此外，可以使用具有除了AA之外大小的电池。
筒12还可以被配置为包括单个电池、三节电池、或以串联或并排布置的超过三节电池的更多个电池。也可以使用其他适当的便携式电源，包括例如高容量存储电容器。
在示出的实施例中，筒12包括形成在其前端的外径上的前螺纹18以及形成在其尾端的内径上的尾螺纹22。本实施例的筒12还包括在前端处从筒的内径突出的具有减小的直径的环形唇(annular lip)24。环形唇24的面向尾部的表面形成用于下面所述的机械电源开关的触点21。
参考图2，尾盖组件30包括尾盖28和导电弹簧部件32。尾盖28优选地包括外螺纹34的区域，所述外螺纹34用于与形成在筒12的内部上的匹配的尾螺纹22啮合。也可以采用其他适当的手段来将尾盖28附接至筒12。尾盖28可以具有不同于图1-2所示的外部配置。例如，尾盖28的外表面可以包括压花。此外，组成尾盖28的材料的一部分可以被去除，从而形成有用于系索的孔的肋。
密封元件36可以提供在尾盖28和筒12之间的界面处，以提供防水密封。密封元件36可以是O-环或其他适当密封装置。在示出的实施例中，密封元件36是通过唇形密封(lip seal)形成的单向阀，其被定向为防止从外部流向手电筒10的内部，同时使得手电筒内的过压逸出或排放至大气中。可以在尾盖28和筒12之间的界面35上布置径向的脊，以保证筒12端部不提供对尾盖28的邻近凸缘的气密密封，从而防止来自手电筒的内部的过压气体流。
在颁发给Anthony Maglica的美国专利第5,003,440号中更全面地描述了手电筒中的单向阀的设计和使用，其通过引用结合于此。
在本实施例中，筒12和尾盖28由金属形成，优选地由航空器级铝形成。此外，筒12、尾盖28和导电弹簧部件32形成从光源14的负电极返回的接地返回路径的部分。导电弹簧部件32电耦接至尾盖28和电池16的壳电极。尾盖28又通过界面35电耦接至筒12。因此，当尾盖组件30安装在筒12中时，导电弹簧部件32形成电池16的壳电极和尾盖28之间的电路径，并且尾盖28通过例如界面35和/或配对螺纹22、34形成导电弹簧部件32和筒12之间的电路径。
为了利于电流的流动，置在尾盖/筒接触和导电弹簧部件32和尾盖28之间的界面处的任何已有的表面处理(例如通过阳极电镀)，应该被去除。
除了作为主电源电路中的导体，导电弹簧部件32还将电池16推向手电筒10的前端。结果是，后面的电池的中心电极与前一电池的壳电极电接触。以这种方式，被包含在筒12中的电池16电耦接。最前端电池16的中心电极被促使与发光模块40的可压缩正触点54接触。
参考图3，发光模块40布置在筒12的前端，并且在本实施例中，发光模块40相对于头组件20的反射器106保持光源14。光源14包括：通过第二电路板58与正触点54电连通的第一正电极，以及与散热壳体44电连通的第二负电极。光源14可以是发光的任何适当装置。例如，光源14可以是LED灯、白炽灯、或弧光灯。在示出的实施例中，光源14是LED灯，发光模块40是LED模块。发光模块40的LED 37优选地基本上以小于180度的球面角来发射光。在其他实施例中，可以使用具有其他发射角的LED，包括以大于180度的角进行发射的LED。
在共同待决的美国专利申请第12/188,201号中具体描述了可以用于发光模块40的LED模块的结构，其通过引用结合于此。
发光模块40与保持套环42、筒12和头组件20一起形成了与图6的电路图中示出的机械电源开关41对应的机械电源开关。机械电源开关41的触点包括环形区域24的触点21和发光模块40的散热壳体44。在图3中，手电筒10被示出为关闭状态(即，开关41打开)。为了闭合开关41并接通手电筒10，头组件相对于筒在逆时钟方向旋转，从而头组件20轴向平移远离筒，并且散热壳体44与触点21接触，从而闭合手电筒10的电路并使手电筒10接通。为了使手电筒10关闭，头组件以相反的顺时针方向转动，从而头组件轴向地向筒平移，并且推动发光模块40的散热壳体44与筒12的触点21不接触。
图4是处于隔离的发光或LED模块40的截面图。本发明的LED模块40包括作为光源14的LED 37、第一电路板38、由可压缩正触点54和下绝缘体56形成的下组件54、第二电路板58、由上绝缘体72和上正触点74和上负触点(未示出)形成的上组件70、以及由外部散热壳体44和接触环81形成的散热器80，其优选地由金属制成。
为了冗余，可压缩正触点54优选地包括两个夹具55，用于与第二电路板58电接触，夹具55之一被移位到图4中提供的截面视图中的页面前。第二电路板58与上正触点74和上负触点或地触点电接触，所述上正触点74和上负触点或地触点优选地与第一电路板38的底侧焊料连接。为了冗余，上正触点74优选地包括两个夹具76，其中一个被移位到图4中提供的视图的页面前。上接地触点也包括两个夹具76用于与第二电路板58电接触，其中一个被移位在图4中示出的上正触点的夹具76之后，另一个被移位在图4中提供的视图中的页面前。上正触点74通过第一电路板38与LED 37的正触点电连通，以及上地触点通过第一电路板38与散热器80电连通。
LED 37和散热器80附接到第一电路板38，优选地通过焊料连接。第一电路板38，其优选地是具有通过热通孔连接的多个导热层的金属覆层电路板，其促进了从LED 37至散热器80的快速和有效的热传递。
LED 37可以是任何可以被焊接至印刷电路板的发光二极管。优选的，可以使用丝网应用的焊料膏和回流炉将LED 37焊接至第一电路板38。更优选的，LED 37是由Philips Lumileds LightingCompany，LLC商业获得的
Figure BDA0000085593280000081
Rebel产品。
第二电路板58包括用于操作手电筒10并使其作为多模式手电筒的电路。
下组件45优选地通过将可压缩正触点54和下绝缘体56共同模制(co-molding)在一起形成。类似的，上组件70优选地通过将上绝缘体72和上正触点74以及上负触点共同模制在一起形成的。因此，上绝缘体和下绝缘体优选地由具有适于该应用的结构和热性质的可注模塑料形成。
上组件70的上正和负触点被焊接到第一电路板38的底部，第一电路板的前侧又被焊接至接触环81，接触环可以压合至散热壳体44和/或焊接至散热壳体44。因此，在本实施例中，上组件70被稳固地保持在散热壳体44中。此外，散热壳体44的周界被卷到下绝缘体56的环形凹陷83中。散热壳体44到环形凹陷83中的卷曲将下绝缘体56进而下组件45保持在散热壳体44中。
在制造过程中，在以第二电路板58位于两者之间的方式将下绝缘体56耦接至散热壳体44之前，可以将填充(potting)材料提供到下绝缘体56中。因此，在将下绝缘体56耦接至散热壳体44时，可以将第二电路板58插入填充材料中。如果手电筒10在使用中掉落，该填充材料可以用于保护第二电路板。填充材料可以包括环氧树脂或其他适当材料。下绝缘体56可以半填充有填充材料，但是也可以使用其他容积的填充材料。
当手电筒10处于接通状态时，散热壳体44与光源14和筒12热耦接并且电耦接。此外，散热壳体44将第二电路板58的接地路径电耦接至筒12。因此，散热壳体44用作用于发光模块40的负触点或地触点。此外，通过如图2中所示的布置散热壳体44以使得其在手电筒10接通时处于与筒12很好热接触，由光源14产生的热被有效地吸收和/或通过第一电路板38消散至接触环81、散热壳体44，并最终到筒12。这样，手电筒10能够有效保护光源14以放置由于热而被损坏。优选的，散热壳体44由优良的电和热导体制成，例如铝。
散热壳体44被形成为使得其在区域78中从具有第一直径的第一区域77到具有第二更大直径的第二区域79朝向LED模块40的后部或底部张开。第一区域77的直径的大小为使得其可以安装在环形唇24内而不与环形唇24接触。下绝缘体56的外径的大小为使得在筒的内壁和下绝缘56之间在径向上存在很小或没有活动范围(play)。以这样的方式，可以保持散热壳体44不与筒12接触，除了在LED模块40在筒12内被向前推得足够远从而使得散热壳体44的张开区域78与筒12的环形唇24的触点21接触时。
散热壳体44的外表面还包括在具有第一直径的区域77中的环形凹陷82。环形凹陷82通常垂直于散热器和筒12的轴。此外，在LED模块40被安装在筒12内时，环形凹陷82被布置为接收保持套环42的锁定片(locking tab)85(见图5)。
散热壳体44的张开区域78优选地被成形为沿尽可能多的表面区域与触点12匹配的形状，以利于LED模块40和筒12之间的电和热传递。散热壳体44的张开区域78的大小为使得一旦被布置在筒12中，散热壳体44(进而LED模块40)在前向上的轴向移动将被筒12的环形唇24限制。
下绝缘体56包括在其背面88的凹陷89，其被环形肩90环绕，从而凹陷被中心定位。凹陷89的尺寸被设置为深于电池16的中心电极得高度。然而，如图2和3中所示，当最前方的电池16被向前推向下绝缘体56的背面88时，电池16的中心电极与可压缩正触点54啮合。以这样的方式，LED模块40提供了一种简单的结构，即使在手电筒被振动或跌落(这可能导致一个或多个电池16突然在筒12中轴向移位)时，也能够提高部件之间的电耦接。此外，因为可压缩正触点54可以吸收由于例如使用不当导致的冲击应力，并且凹陷89深于最前面的电池16的中心电极，所以防止了电池的中心电极和在第二电路板58上提供的手电筒的电子装置在手电筒10的使用过程中被物理损坏。
此外，由于可压缩正触点54设置在背面88的肩部90前，因此如果一个或多个电池16从后插入筒12中从而其壳电极指向前方，则不形成与可压缩正触点54的电耦接。因此，LED模块40的配置及其在筒12中的布置将有助于保护手电筒的电子装置以免被反相电流影响或破坏。在另一实施例中，通过使用包括在手电筒的电路中的二极管来保护手电筒10的电子装置以免于被反相电流。
参考图2和3，发光模块40通常布置在筒12的前端。在没有其他的组件的情况下，发光模块40被导电弹簧部件32对电池16的动作向前推，直到散热壳体44的张开区域78与筒12的环形唇24接触。保持套环42与发光模块40的散热壳体44附接，并限制发光模块40在向后方向上的轴向移动超过预定距离。保持套环42在散热壳体44的环形凹陷82处附接至发光模块40。
参考图3、5A和5B，保持套环42包括：周界锁定片85，其从保持套环42的内表面向内突出；以及肋86，其从保持套环42的外表面向外突出。参考图3，每个锁定片85的大小被设置为配合到散热壳体44的外表上的环形凹陷82。优选地，多个肋86绕保持套环42的外周等距隔开，以便基本在保持套环42的轴向上延伸。肋86优选地从保持套环的前端延伸至稍微超过保持套环42的轴长度度的一半。设置肋86的尺度以便将发光模块40的前端和筒12的内径之间的径向游隙(radial play)量限制到期望值。优选地，还将肋86的尺度设置为从保持套环42向外突出等于或大于锁定片85向内突出的距离。通过仅使肋延伸至保持套环42的大约中间，保持套环42的尾端87能够在筒12内的散热壳体44的外表面上充分地延展，直到周界锁定片85卡合到环形凹陷82中(见图3)。一旦周界锁定片85卡合到环形凹陷82中，发光模块40的向后移动被环形唇24限制。因此，通过将保持套环42固定至布置在筒12中的发光模块40，在没有电池16安装在手电筒10中时，保持套环42防止发光模块40落至筒12的后面以及可能的掉出手电筒10的后端。在优选实施例中，保持套环42由绝缘体(例如塑料)制成。
参考图3，头组件20布置在筒12的前端。头组件20包括面盖102、透镜104、反射器106和头108。反射器106和透镜104被面盖102刚性地固定就位，面盖102螺纹连接至头108。头108包括形成在其内径上的螺纹112，其与筒12的前螺纹18啮合。以这样的方式进行布置，反射器106可以通过相对于筒12旋转头部件20在手电筒10的轴向上移位。
在示出的实施例的优选实施方式中，尾盖28、筒12、面盖102和头108(其基本形成手电筒10的外表面)由航空质量的热处理的铝(其可以被选择地阳极氧化)制成。非导电部件优选地由聚酯类塑料或其他用于绝缘和耐热的适当材料制成。
参考图3，反射器106的反射廓图(profile)118优选为计算机产生的优化的抛物线的一段，其被金属化以保证高精确光学性质。可选地，反射廓图118可以包括用于耐热的电成形(electroformed)镍基板。
优选的，廓图118由具有小于0.080英寸(更优选地，在0.020-0.050英寸之间)的焦距的抛物线限定。此外，限定廓图118的抛物线的顶点和反射器118的尾端开口之间的距离优选为0.080-0.130英寸，更优选地为0.105-0.115英寸。反射器106的前端的开口具有0.7-0.8英寸的直径，更优选地具有0.741-0.743英寸的直径，而反射器106的尾端的开口优选地具有0.2-0.3英寸的直径，更优选地具有0.240至0.250英寸的直径。此外，从该顶点至反射器106的尾端的开口的距离与焦距之间的比优选地在1.5∶1和6.5∶1的范围内，更优选地为3.0∶1至3.4∶1。此外，从顶点至反射器106的前端的开口的距离与焦距之间的比优选地在20∶1和40∶1的范围内，更优选的为26∶1至31∶1。
在示出的手电筒10中，反射器106可以选择性地相对于光源14在轴向上移动。通过相对于筒12旋转头部件20，头部件20沿筒12的前螺纹18行进，并使反射器106相对于光源14轴向位移。通过改变反射器106相对于光源14的轴向位置，手电筒10改变光源14产生的光的散射。以这样的方式，手电筒10可以在聚光照明和泛光照明之间调节。
尽管示出的实施例采用匹配螺纹来使得反射器106能够相对于光源14轴向移动，但是在其他实施例中，可以使用其他机制来实现可调聚焦特征。
此外，因为所示实施例的头部件20不构成电路的一部分，所以其可以从手电筒10的筒12完全移除，从而手电筒10的尾盖28端可以插入头部件20，并且手电筒以“烛光模式”使用。
参考图3，尽管在此公开的实施例示出了基本上平的透镜104，然而手电筒10也可以包括具有弯曲表面的透镜，以进一步改进手电筒10的光学性能。例如，透镜可以在全部或部分的透镜表面上包括两面凸的廓图或平凸廓图。
也可以在面盖102和透镜104、面盖102和头108、以及头108和筒12之间的界面处并入密封元件(例如，O-环75)，以提供防水密封。
现在将描述手电筒10的电路。参考图2-4，手电筒10的电路被示出为在断开或关断位置。当头部件20旋转以使发光模块40在向前方向上充分平移使得散热壳体44的张开区域78与筒12的触点21电耦接时，电路被闭合或处于接通位置。一旦电路闭合，电能从后面电池16传导通过其与布置在其前方的电池16的壳电极连接的中心触点。电能然后从最前方电池16传导至发光模块40的可压缩正触点54。电能然后通过正极触点74选择性地传导通过第二电路板58上的电子装置，以及经由第一电路板38至光源14的正电极。在经过光源14之后，电能出现通过光源14的负电极，其经由第一电路板38电耦接至散热器80。散热器80的散热壳体44电耦接至筒12的触点21。筒12耦接至尾盖28，其与导电弹簧部件32电接触。最后，尾盖组件30的导电弹簧部件32通过与最后面的电池的壳电极电耦接来完成电路。以该方式，形成主电源电路来提供电能以使光源14发光。
在本实施例中，还形成通过附接至第二电路板58的上端的上接地触点和第一印刷电路板38从第二电路板58至散热壳体44的并联接地路径，第一印刷电路板38又与散热器80电接触。因此，即使第二电路板58上的电子装置调节光源14的导通和关断，设置在第二电路板58上的控制器也可以在机械电源开关41被闭合的所有时间保持被供电。
参考图3，为了断开手电筒10的电路，用户可以拧或旋转头组件20以使发光模块40在尾方向上平移，直到散热壳体44的张开区域78与筒12的触点21分开。
尽管通过使头部件20从筒离开来接通手电筒10，并通过使头部件20轴向移向筒12来关断手电筒10的所示的实施例，但是通过发光模块40、保持套环42和环形唇21的简单重新配置，可以使手电筒10以相反的顺序操作。换句话说，使得头部件20离开筒12的轴向移动将使手电筒关断，而头部件20向筒12的轴向移动将使其接通。
此外，尽管已经描述了在筒/散热壳体处打开和闭合电路的旋转型机械电源开关，但是电路也可以在其他位置闭合或断开。此外，尽管已经描述了旋转型机械电源开关，但是在此描述的本发明的各个方面并不受所采用的机械电源开关类型的限制。也可以采用其他适当的机械电源开关，包括例如，按钮机械电源开关和滑动型机械电源开关。
下面将描述手电筒10的多模式操作。手电筒10优选地提供有多种操作模式。在下面描述的实施例中，手电筒10设置有四种操作模式。每种操作模式允许手电筒10执行手电筒10的四种特定特性中的一种，例如正常操作、功率节约、闪烁或SOS。当手电筒10初始接通时，或如果手电筒10已经被关断超过预定时间段，手电筒10将自动以第一默认操作模式操作。当手电筒10处在第一操作模式时，如果其关断小于或等于预定时间段的时间段，并然后再接通，则手电筒10将改变为第二操作模式。当手电筒10处在第二操作模式时，如果再次关断小于或等于预定时间段的时间段，并然后再次接通，则手电筒10将改变至第三操作模式。以相同方式，当手电筒10处在第三操作模式时，如果再次关断小于或等于预定时间段的另一时间段，并然后又接通，则手电筒10将改变至第四操作模式。
在本实施例中，预定时间段被设置为等于一点五(1.5)秒，其是相对很短的时间段，但是足以供手电筒10的操作者操纵头部件20关断手电筒10并且随后再接通手电筒10。在其他实施例中，更短或更长的周期都可能是期望的。然而，预定时间段优选地小于3秒，否则对于一般用户来说，手电筒10在能够返回至其默认操作模式而不索引遍历所有的操作模式之前，将不得不保持空闲太长时间。
在上述的实施例中，当手电筒10在第四操作模式时，如果其关断短的时间段，则返回接通，手电筒10将改变回第一操作模式。然而，在具有多于四个操作模式的实施例中，如果手电筒10关断小于或等于预定时间段的时间段，并然后返回接通，手电筒10将改变为第五操作模式，如此这般。无论包括的操作模式的数量，例如，2至N，手电筒10都优选地在达到编程在手电筒的电子装置中的最后模式后循环回第一操作模式。
优选地，第一操作模式是正常模式，其中手电筒10的光源14只要机械电源开关41保持闭合就提供有最大功率。本实施例中的第二操作模式是功率节约模式，其中手电筒10的光源14以减少的功率(例如50％功率)操作，以延长电池的寿命。本实施例的第三操作模式是闪烁模式，其中光源14以人眼可察觉的预定频率或预编程的频率模式忽明忽暗。第四操作模式是SOS模式，其中光源14自动闪烁为摩尔斯电码的信号SOS。
图6是图1的手电筒10的电路图的一个实施例。在图6的实施例中，图1的手电筒10的电路包括电池16、电子开关117、光源14、机械电源开关41、控制器140以及状态机150。在示出的实施例中，光源14是LED。在其他实施例中，光源14可以是白炽灯或弧光灯。
本实施例中的机械电源开关41对应于由发光模块40、保持套环42、筒12和头组件20形成的机械电源开关。如图所示，本实施例中的机械电源开关41的触点包括散热壳体44和筒12的触点21。
控制器140优选地是微控制器，例如ATtiny 13，其是由Atmel公司(San Jose，California)制造的8位微控制器。在其他实施例中，控制器140可以是微处理器、ASIC、或离散元件。
在本实施例中，电池16电串联布置使得存在正电极122和负电极124，正电极122对应于最前端电池的正电极，而负电极124对应于最后端电池的负电极。在其他实施例中，电池可以电并联布置。
电子开关117具有电压输入126、电压输出128以及占空比输入131。光源14具有第一、正电极58和第二、负电极59。机械电源开关41包括散热壳体44作为第一触点，以及筒12的触点21作为第二触点。控制器140具有电源输146、地148、多个数据端口142和144、和占空比输出130。状态机150具有多个状态端口182、184和接地156。
在本实施例中，电池16的正电极122电耦接至电子开关117的电压输入126以及控制器140的电源输入146。电子开关117的电压输出128电耦接至光源14的第一、正电极58。光源14的第二、负电极59电耦接至机械电源开关41的第一触点(本实施例中的散热壳体44)。因此，当使机械电源开关41的第二触点(筒12的触点21)与第一触点接触从而使得机械开关41被闭合时，形成第一闭合电路回路(对应于手电筒10的主电源电路)，其中电流从电池16流过电子开关117、光源14和机械电源开关41。
电子开关117和光源14被认为是第一闭合电路回路的负载。当开关41打开时，该负载与电池16断开电连接。
在一个实施例中，电子开关117是功率晶体管，优选的为p-沟道MOSFET，这是因为在本实施例的电路中开关是在高压侧上执行。在其中在电路的低压侧执行开关的实施例中，期望n-沟道MOSFET。在其他实施例中，电子开关117可以是包括限流的p-沟道MOSFET的负载开关，例如由Fairchild Semiconductor制造的FPF 2165。限流负载开关可以为可能遇到大电流情况的系统和负载提供下游保护。例如，如果手电筒实施例包括串联的三个或更多个电池则可能期望使用这样的负载开关。
在本实施例中，电池16的正电极122还连接至控制器140的电源输146。控制器140的地148连接至机械电源开关41的第一触点。因此，当机械电源开关41闭合时，还形成了第二闭合电路回路，其中电流从电池16流过控制器140以及机械电源开关41。控制器140被看作第二闭合电路回路的负载。当机械电源开关41被打开时，第二回路的负载(即控制器)与电池16断开电连接。
因此，如图6所示，主电源电路包括与光源14电串联设置的机械电源开关41和电子开关117。此外，控制器140与机械电源开关41电串联耦接，使得当机械功率开关41打开时，控制器140没有被电池16供电。控制器140包括用于提供如下控制信号的输出130，所述控制信号用于控制电子开关117的打开和闭合。控制器还被配置用于以提供如下所述的至少两种操作模式的方式来控制电子开关117。
状态机150包括用于临时存储操作模式的存储机构。其包括至少一个输出(例如输出182和184)，所述输出耦接至控制器140，用于传输至少一个输出信号至控制器140。如下面将更具体描述的，控制器140被配置用于基于来自状态机150的至少一个输出信号来确定操作模式。控制器140还在加电后将新的操作模式写入状态机150。
在本实施例中，电子开关117、控制器14-以及状态机150都驻留在发光模块40的第二电路板58上。在其他实施例中，它们可以位于分开的电路板上，并且可以驻留在与发光模块40不同的位置。
在本实施例中，机械电源开关41除了用作主电源开关之外，还用作用于多模式手电筒10的用户界面。因此，控制器140需要将机械电源开关41的动作解译为来自用户的输入，并相应改变手电筒10的操作模式。
因为负载117、14、140以及尤其是控制器140在每次开关41位于关断位置时不供电，所以当开关41一旦再次被闭合以接通手电筒10时，控制器140没有固有方法来知道在上一次机械电源开关41闭合时手电筒10是什么状态或模式。因此，每次通过机械电源开关41使手电筒10接通时，使用状态机150来将手电筒10的状态信息提供至控制器140。
图7是示出了用于图1的手电筒10的状态机150的一个实施例。在图7的实施例中，使用两个RC定时电路。一个电路被示出在状态机150的左侧，另一个被示出在状态机150的右侧。左RC电路包括电容器152，其并联电耦接至泄放电阻器162。充电电阻172插入在并联电路152、162和状态机150的状态端口182之间。电阻器172还与RC电路152、162串联连接。状态端口182电耦接至控制器140的数据端口142。
右RC电路的配置类似于左RC电路。电容器154与泄放电阻器164并联电耦接。充电电阻器174电插入在并联RC电路154、164和状态端口184之间，并且与RC电路154、164串联。状态端口184还耦接至控制器140的数据端口144。RC电路152、162和154、164耦接至接地连接156，接地连接156还耦接至机械电源开关41的第一触点(散热壳体44)。
电容器152、154的电容和电阻器162、164优选地被选为提供大于大约3秒小于大约4秒的时间常数。例如，在一个实施例中，电容器152、154的电容被设置为2.2μF，以及电阻器162、164的电阻被设置为1.5MΩ。结果是，每个并联RC电路的标称时间常数(τ)等于3.3秒(2.2μF x 1.5MΩ)。该时间常数表示每个电容器152、154衰退至其充电电压值的37％所需的时间。因此，如果在手电筒10关断之前每个电容器152、154上的完全充电电压是3伏，则每个电容器152、154上的电压在3.3秒的时间常数消逝后将大约为1.11伏。作为对比，充电电阻器172、174的电阻优选地被设置得很低(例如10kΩ)，从而使得RC电路172、152和174、154的时间常数非常短(例如，22ms)，从而电容器152和154可以被控制器140几乎瞬时完全充电(例如，在本实施例中为110ms)。通常，充电电阻器172、174的电阻应被设置为使得在正常操作过程中，电容器152、154在基本上短于用户接通然后关断手电筒10所需的时间的时间段内充电。通常，泄放电阻器优选地具有充电电阻器至少两个数量级大的电阻。
当机械电源开关41被打开或处于关断位置，存储在电容器152、154上的电压将分别以取决于电容器152、154和泄放电阻器162、164的值的给定速率衰减。当机械电源开关41闭合从而使得手电筒10被再次接通时，将存在保留在每个电容器152、154上的驻留电压。当在机械电压开关41闭合时加电时，控制器140测量每个电容器152、154上的驻留电压。控制器140根据其测量的每个电容器的电压，将保留在每个电容器152、154上的驻留电压解译成接通或关断(即，为1或0)。根据解译出的每个电容器的状态，控制器140确定并实现手电筒10的适当的操作模式。下表1概述了本实施例的控制器140的每个操作模式被配置为基于控制器140被加电时的每个电容器152、154的状态来实现。在其他实施例中，可以包括其他模式，或者可以将模式与电容器152、154的不同状态相关。
表1操作模式和电容器C1和C2上的电压的概述
Figure BDA0000085593280000191
由上述内容可知，每次控制器140被加电时，控制器140可以容易地使用存储在电容器152、154上的驻留电压来确定手电筒10的操作模式。此外，如表1所示，使用两个并联RC电路(152、162和154、164)允许四种操作模式。更多的操作模式可以通过使用更多的并联RC电路来实现。因为每个电容器可以用于表示两个逻辑值，因而可用的操作模式的数量可以是2n，其中n是并联RC电路的数量。例如，一个RC电路产生最大两种操作模式，两个RC电路产生最大四种操作模式，以及三个RC电路产生最大八种操作模式等等。
有利的，如果机械电源开关41保持打开或处于关断位置足够的时间段，则电容器152、154上的驻留电压将衰减至零(0)伏，而不管其原始状态。结果是，当控制器140被再次接通时，控制器140将测量到在任意电容器152或154上没有电压，并且如表1所示，将手电筒10置于第一或“正常”操作模式。
现在解释控制器140如何将保留在每个电容器152、154上的驻留电压解译成接通或关断状态(即，作为1或0)。在一个实施例中，通过嵌入在控制器140中的模数转换器(ADC)测量在加电时保留在每个电容器152和154上的驻留电压。所测量到的电压然后与存储在非易失性存储器中的电压进行比较。如果测量到的电压等于或大于存储在存储器中用于该电容器的电压，则该电容器被看作在接通状态，而如果测量的电容器的电压小于所存储的用于该电容器的电压，则其被看作是在关断状态。存储在存储器中的用于每个电容器152、154的电压例如可以对应于从打开机械电源开关41开始已经消逝了预定时间阈值(例如，1.5秒)之后每个电容器上应有的驻留电压。这意味着，如果用户希望从正常模式切换至功率节省模式，他/她将能够在手电筒10再次接通之前将手电筒10关断达1.5秒。任何更长的时间将导致手电筒返回至正常模式。
尽管存储在非易失性存储器中的用于每个电容器152、154的衰减电压值可以基于衰减公式Vc＝Ee-t/τ，但是更优选的方法是经验性地确定在期望的预定时间段已经消逝后存储在每个电容器152、154上的电压，然后将用于该电容器的驻留值存储在非易失性存储器中供控制器140未来参考。
因为电容器的制造公差相对高，所以电容器的实际电容可能与其标称值有显著的不同，也与具有相同标称电容的另一电容器的实际电容有显著不同。结果是，具有相同标称电容的电容器在泄放过程中以基本不同的速率被放电，较高电容的电容器比较低电容的电容器要花费更长的时间来泄放。为了从系统中去除这样的差异性，在优选实施例中，在制造过程中执行校正过程，以标准化或校准每个电容器152、154的放电速率。下面具体描述校准过程的实施例的详细说明。
一旦第二电路板58被制造，将该板连接至LED以模拟手电筒10的负载，同时控制器的相关管脚被拉低以为控制器提供校准信号。控制器和负载然后被加电，并且两个电容器152、154都完全充电。然后切断控制器140和LED的供电一段确切的间隔，例如1.5秒。在经过设定的时间间隔后，电路被加电，并且每个电容器152、154上的电压值被控制器140精确测量，然后控制器140将所测量的每个电容器的电压值存储在非易失性存储器中，例如嵌入在控制器140中的EEPROM中。存储在非易失性存储器中的用于每个电容器152、154的电压值现在精确地反映预定时间段(例如1.5秒)消逝后每个电容器的衰减电压阈值。该过程因此去除了可能影响多个手电筒模式的接通/关断定时的电容器公差的影响。
预定时间段优选地大于或等于0.75秒，且小于或等于3.0秒。更优选地，预定时间段大于或等于1.0秒，且小于或等于2.0秒。仍更优选的，预定时间段是1.5秒。
现在将结合表1和图7，描述手电筒10在不同模式之间的操作。当手电筒10被初始接通或在经过1.5秒之后被接通时，手电筒10以正常模式操作。控制器140然后通过上拉数据端口144，经由充电电阻器174对电容器C2 154充电。例如，如果手电筒包括串联的3个电池，则电容器152上的电压将近似4.5伏，而如果手电筒10仅包括两个电池，则电容器154上的电压将近似3.0伏。同时，控制器10通过下拉数据端口142来使电容器C1152放电，并且因此电容器C1152上的电压将近似0伏。如在表1的最右两列所示，电容器C1的逻辑值被设置为0，并且电容器C2154的逻辑值被设置为1。在示出的实施例中，充电电阻器172、174的值优选地设置为10KΩ或更小，从而使得电容器152、154可以在大约50ms或更短的时间内完全充电。
当手电筒10在正常模式时，如果其被关断小于例如1.5秒，然后再接通，则在数据端口142处测量的电压值将接近0伏，并且在数据端口144处测量的电压值将高于存储在非易失性存储器中的1.5秒电压阈值。控制器140将在数据端口142、144处呈现的电压值与存储器中的相应值进行比较，并且确定正确的操作模式是第二模式，其是功率节省模式。控制器140然后使用在正常模式中描述的方法为电容器C1 152充电，使电容器C2 154放电。如表1所示，电容器C1152的逻辑值被设置为1，以及电容器C2154的逻辑值被设置为0。
当手电筒10在功率节省模式时，如果其被关断小于例如1.5秒，然后再被接通，则在数据端口144处测量到的电压值将接近0伏，而在数据端口142处测量的电压值将高于存储在非易失性存储器中的1.5秒电压阈值。控制器140将数据端口142、144处呈现的电压值与存储器中的相应值进行比较，并且确定现在正确的操作模式是第三模式，其是闪烁模式。控制器140然后为电容器C1 152和C2154充电。如表1所示，电容器C1152和C2154的逻辑值都为1。当手电筒10在闪烁模式时，光源以存储在控制器140中的频率可视地闪烁接通和关断。
当手电筒10在闪烁模式时，如果其被关断小于例如1.5秒，然后再被接通，则在数据端口142和144处测量到的电压值将高于存储在非易失性存储器中的它们各自的对应的1.5秒电压阈值。控制器140将在数据端口142、144处呈现的电压值与存储器中的相应值进行比较，并且确定现在正确的操作模式是第四模式，其是SOS模式。控制器140然后使电容器C1 152和C2 154放电。如表1所示，电容器C1 152和C2 154的逻辑值都为零。
如表1所反映的，当用户索引遍历编程到控制器140中的各种操作模式时，上述处理过程可以无限地继续。
在图7中示出的实施例中，RC电路152、162和154、164被用作临时存储装置或设备，状态机150用于存储控制器140在加电时将实现的下一操作模式。在其他实施例中，可以使用不同于电容器152和154的能量存储装置。例如，可使用电感器代替电感器152、154来与泄放电阻器162、164并联，以形成作为临时能量存储装置或设备的RL电路。以该方式，LC定时电路可以连接至数据端口142、144。
如果手电筒10被配置为保持串联的3节电池16，则电子开关117优选地包括限流负载开关，以将提供至光源14的电流调节至期望等级，特别是如果光源14包括LED的话。优选地，电子开关117将来自电池16的DC电流调制为脉冲电流。限流开关可以是商业装置，例如由Fairchild Semiconductor制造的FPF2165。传送至光源14的输出电流可以通过连接至限流开关的ISET管脚的电阻器设置。然而，因为这种类型的限流负载开关具有高于期望公差的公差(例如，±25％)，因此如果该开关的输出电流根据设计要求被设置为例如500mA，并且该开关具有±25％的公差，则该负载开关的可能的输出电流的实际范围将在375mA和625mA之间。因此，限流负载开关的制造公差在手电筒之间产生了不期望的亮度差异。
为了最小化灯之间的波动，可以采用下面的过程来校准或标准化电子开关117的输出。首先，用于限流负载开关的ISET电阻器可以基于期望从电子开关117输出并发送至光源14的最小输出电流来进行选择。因为限流装置的宽的制造公差，几乎所有的装置如果不被调制的话实际上都输出高于期望输出电流限制的电流。因此，控制器140被配置来使用脉宽调制(PWM)信号控制端口130，并进而控制电子开关117的占空比输入131。通过调节PWM信号的占空比，来自电子开关117的平均输出电流可以被控制为期望等级。
控制器所使用的将控制器限流电子开关117的平均输出电流控制为期望等级的占空比被存储在非易失性存储器中，例如嵌入在控制器中的EEPROM中。在校准过程中，存储在存储器中的初始占空比值被设置为100％，然后在功能测试过程中被递减，直到达到适当的占空比，以从电子开关117产生期望的平均输出电流。在一个实施例中，限流电子开关117的占空比被递减直到电子开关将525mA的输出电流传送至光源14。一旦达到期望平均电流，导致期望平均电流的占空比被存回到控制器114的非易失性存储器中，从而光源14在除了功率节省模式之外的不同的操作模式中，将总是以该最大占空比操作。在功率节省模式下，占空比进一步减少以从“正常”模式产生期望的功率节省(例如，25％或50％)。
在上面的讨论中，限流负载开关被用作电子开关117来限制传送至光源14的电流。在其他实施例中，其中期望增加或减少由电池16或其他便携式电源提供至光源14的电流，如图8所示，电流调节电路160可以电地设置在电子开关117的输出和光源114之间。根据设计需要，电流调节电路160可以是传统的提升转换器(boostconverter)、降低低转换器(buck converter)或提升/降低转换器。
图9示出了用于调节电路160的电路图，调节电路160包括提升转换器162，用于提升从例如串联的两节电池16传递至光源14的平均电流。提升转换器电路包括微芯片163、开关晶体管164、与电子开关117和光源14串联布置的电感器165、以及与开关晶体管164的发射极串联连接的电流感测电阻器166。在本实施例中，还在微芯片163的Vcc管脚和STDN管脚与地之间设置了电容器167、168。这是用于限制由于电感器充电时的瞬间浪涌电流导致的输入电源上的压降。在图9中示出的提升转换电路中，光源14被提供有脉冲电流以最大化电池寿命。在其他实施例中，提升转换器可以以传统方式布置，以提供恒定电流来最大化光源14的亮度。在一个实施例中，微芯片163优选地包括由Zetex Semiconductor提供的ZXSC310E5。开关晶体管163优选地为双极晶体管，但是也可以包括其他开关晶体管。也可以采用其他提升转换器电路，包括提供连续DC电流输出至光源14的提升电路。
尽管在上述公开中已经呈现了改进的手电筒及其各部件的多种实施例，但是本领域技术人员可以设想出多种修改、替换、替换实施方式以及替换材料，并且可以被用于实现本发明的各个方面。因此，应该清楚地理解该描述仅是以示例的方式进行，而并不作为对如下面所要求的本发明的范围的限制。

Claims (26)

1.一种多模式便携式发光装置，包括：
壳体，用于容纳具有正电极和负电极的便携式电源；
光源，具有第一电极和第二电极；
主电源电路，用于将所述光源的所述第一电极和所述第二电极分别连接至所述便携式电源的所述正电极和所述负电极，所述主电源电路包括与所述光源电串联布置的电子电源开关和机械电源开关；
控制器，与所述机械电源开关串联电耦接，使得当所述机械电源开关打开时，所述控制器不被所述便携式电源供电，所述控制器包括用于提供控制所述电子电源开关的打开和闭合的控制信号的输出，所述控制器被配置用于以提供至少两种操作模式的方式来控制所述电子电源开关；
状态机，具有用于临时存储操作模式的存储机构以及耦接至控制器以将至少一个输出信号传递至所述控制器的至少一个输出，其中所述控制器被配置用于基于来自所述状态机的所述至少一个输出信号来确定操作模式，并且其中所述控制器被配置用于在加电之后将新的操作模式写入所述状态机。
2.根据权利要求1所述的多模式便携式发光装置，其中所述控制器是微控制器。
3.根据权利要求1所述的多模式便携式发光装置，其中所述控制器被配置用于：通过读取来自所述状态机的每个输出信号上的电压并将所述电压与存储在非易失性存储器中的信息进行比较，来基于来自所述状态机的所述至少一个输出信号确定操作模式。
4.根据权利要求3所述的多模式便携式发光装置，其中所述状态机包括与泄放电阻器并联的至少一个能量存储装置。
5.根据权利要求4所述的多模式便携式发光装置，其中所述能量存储装置是电容器。
6.根据权利要求4所述的多模式便携式发光装置，其中所述能量存储装置是电感器。
7.根据权利要求3所述的多模式便携式发光装置，其中所述非易失性存储器是EEPROM。
8.根据权利要求7所述的多模式便携式发光装置，其中所述控制器是微控制器，以及所述EEPROM嵌入在所述微控制器中。
9.根据权利要求1所述的多模式便携式发光装置，还包括模数转换器。
10.根据权利要求9所述的多模式便携式发光装置，其中所述模数转换器嵌入在所述控制器中。
11.根据权利要求1所述的多模式便携式发光装置，其中所述光源是LED。
12.根据权利要求1所述的多模式便携式发光装置，其中所述光源包括灯丝。
13.根据权利要求1所述的多模式便携式发光装置，其中所述状态机包括第一RC电路，所述第一RC电路具有电容器和并联电连接至所述电容器的泄放电阻器。
14.根据权利要求13所述的多模式便携式发光装置，其中所述状态机还包括充电电阻器，所述充电电阻器电串联布置在所述控制器的数据端口和所述第一RC电路之间。
15.根据权利要求14所述的多模式便携式发光装置，其中所述充电电阻器的电阻基本上小于所述泄放电阻器的电阻。
16.根据权利要求15所述的多模式便携式发光装置，其中所述泄放电阻器具有所述充电电阻器至少两个数量级大的幅值的电阻。
17.根据权利要求1所述的多模式便携式发光装置，其中所述状态机包括连接至所述控制器的两个状态输出，并且所述控制器被配置用于以提供四种操作模式的方式控制所述电子电源开关。
18.根据权利要求1所述的多模式便携式发光装置，其中所述操作模式包括正常模式和功率减小模式。
19.根据权利要求1所述的多模式便携式发光装置，其中所述操作模式包括正常模式和SOS模式。
20.根据权利要求1所述的多模式便携式发光装置，其中所述操作模式包括正常模式和闪烁模式。
21.根据权利要求1所述的多模式便携式发光装置，其中所述状态机将操作模式存储大于或等于0.75秒且小于或等于3秒。
22.根据权利要求1所述的多模式便携式发光装置，其中所述状态机将操作模式存储大于或等于1.0秒且小于或等于2.0秒。
23.根据权利要求1所述的多模式便携式发光装置，其中所述状态机将操作模式存储大约1.5秒。
24.一种操作多模式便携式发光装置的方法，所述多模式便携式发光装置包括：主电源电路，用于将光源连接至便携式电源；控制器，用于控制与所述光源电串联布置在所述主电源电路中的电子电源开关，所述控制器与机械电源开关电串联，所述机械电源开关与所述光源串联地布置在所述主电源电路中，并作为对于所述控制器的所述用户界面，所述方法包括以下步骤：
在加电时，使用所述控制器从状态机读取至少一个输出信号，以基于所述至少一个输出信号来确定第一操作模式；
加电后，将来自所述控制器的第二操作模式写入所述状态机，其中所述状态机将在所述机械电源开关打开之后将所述第二操作模式记住短暂时间段，从而如果所述机械电源开关在所述短暂时间段消逝前被闭合，则所述控制器将以所述第二操作模式操作。
25.根据权利要求16所述的方法，其中所述短暂时间段小于或等于1.5秒。
26.一种校准用于多模式便携式发光装置的驱动电路的一个或多个存储电容器的方法，其中每个存储电容器与泄放电阻器并联地连接至控制器的数据端口，所述方法包括：
为所述驱动电路供电以对所述一个或多个存储电容器中的每个存储电容器充电；
去除所述驱动电路的供电达预定时间间隔；
所述预定时间间隔一旦已经消逝，就为所述驱动电路供电；
测量所述一个或多个存储电容器中每个存储电容器上的电压值；以及
将对于所述一个或多个存储电容器中的每个存储电容器测量的电压存储在能够由所述控制器访问的非易失性存储器中。
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