发光产品，例如手电筒 【技术领域】
本发明涉及手电筒之类的发光产品。
手电筒一般包括可在一定程度上聚焦的光源。在历史上，一些手电筒包括反射器而不是透镜。从这些手电筒发出的光束通常可通过改变反射器和光源的相对位置来进行调节。这已经通过采用相对于光源移动反射器或者相对于反射器移动光源而得以实现。例如，可将包括光源的头部组件拧到包括反射器的手电筒主体上，反之亦然，并且转动头部组件将相对于彼此移动光源和反射器。
手电筒的常见种类不包括反射器而是包括具有可用于聚焦的一个或多个透镜的透镜系统。这些手电筒上的聚焦涉及到改变透镜系统和光源的相对位置。这一般通过以下步骤来实现(1)将透镜系统的位置固定在头部组件中并且当将头部组件拧到主体上时相对于固定在手电筒主体上的光源移动透镜系统，(2)将透镜系统安装在通过类似于有些视频投影机上所见的那些机构相对于光源进行移动的外壳上，或者(3)使用包括透镜系统和可通过转动环相对于透镜系统进行移动的光源的固定头部组件。在商业版的第三设计中，头部组件不能够与手电筒主体拆离。
另一种已知的手电筒包括固定的反射器、固定的光源、活动透镜系统、以及移动透镜系统以用于聚焦的马达。
发明概述
在一个方面，本发明的特征在于诸如手电筒之类的发光产品，所述发光产品包括第一外壳和能够连附到第一外壳的第二外壳。第一外壳包括在第一外壳内部位置固定的透镜系统、同样也在第一外壳内部的位置固定的反射器、和位置能够相对于光源和反射器调节的透镜系统。第二外壳包括光源的电源，例如电池。当第一外壳和第二外壳相连附时，它们能够相对于彼此进行移动，以相对于光源的位置来调节所述透镜系统的位置，以聚焦来自光源的光。通过使用利用光源、反射器和透镜的第一外壳，可使来自光源的大量光线平行，并且光束可聚焦在宽频带(窄至宽的光束)上。发光装置容易聚焦，并且制造成本相对划算。
在一些实施方案中，第一外壳和第二外壳包括相反的螺纹表面，它们使第一外壳能够连附到第二外壳并且允许在连附后调节透镜系统的位置。例如，后面的调节可通过在透镜系统中包括接触第二外壳的一个元件以提供透镜系统位置的调节来进行。透镜系统可被弹簧装载在前外壳中。
在一些实施方案中，第一外壳还包括吸收由光源产生的耗散热量的散热器。可将光源安装在散热器上，其使零件之间的公差积累最小化，因为它吸收并耗散来自光源的热量。
发光产品的实施方案可包括下列一个或多个特征。第一外壳可包括向后延伸以接触凸轮表面的一个或多个元件。当第一外壳相对于第二外壳进行移动时，所述元件通过与凸轮表面接触调节透镜系统相对于光源的位置。凸轮表面可为圆柱形的，如在圆柱凸轮中一样。凸轮表面可位于相对于第二外壳固定的杯或其它构件上。杯或其它构件可包括外部元件例如接合第二外壳表面并将杯或其它构件相对于第二外壳固定的齿。第二外壳可包括具有接合杯或其它构件并将杯相对于第二外壳固定的突出元件(例如，花键)。凸轮表面可包括防止从第一外壳向后伸出的元件沿着凸轮表面进一步移动的止动元件(例如，垂直台阶)。
在另一方面，本发明的特征在于与上述这些产品之一相同，但在第一外壳中没有反射器的发光产品。
在另一方面，本发明的特征在于上述第一外壳中的任何一种。在一些实施方案中，第一外壳能够连附到包括电源的各种各样的第二外壳，包括例如自行车包的外壳、头灯、手电筒等在内。在其它实施方案中，第一外壳能够与多个电源例如小的或大的电池组、可再充电或不可充电电池组或交流电力系统一起使用。
本发明的其它方面包括组装方法和使用以上发光装置的方法。
如本文所用，“反射器”是包括具有由光源产生的可见光的反射率大于50％例如大于约75％的表面的构件。
一个或多个实施方案的其它优点之一是允许使用者通过相对转动组件操纵光束(例如，变宽或变窄)，然而防止将组件转动到组件分开或移动到预定的运动范围以外的程度。
本发明的一个或多个实施方案的细节阐述于附图和以下说明中。通过阅读说明书、附图以及权利要求书，本发明的其它特征、目的和优点将变得显而易见。
附图概述
图1是发光装置的一个实施方案的透视图；
图2是在图1中的发光装置中的第一外壳和第二外壳的前面脱离的截面图；
图3至5是图1中的发光装置中的第一外壳和第二外壳的前面连附的截面图；
图6是发光装置的第二实施方案的局部剖开的前透视图；
图7是图6发光装置的前端的局部剖开的后侧视图；
图8是与具有可供选择种类的凸轮表面的后面外壳的前端相配合的图6发光装置的后透视图；
图9是具有可供选择种类的凸轮表面的图6发光装置的后面外壳的前端的侧视图；和
图10是没有杯的图6的发光装置的后面外壳的前面的前透视图。
各种附图中的类似的参考符号指示类似的元件。
发明详述
参见图1，手电筒10包括前面的第一外壳12和细长的后面的第二外壳14。
参见图2，第一外壳12包括光源16、反射器18、透镜系统20、散热器22、外头部24、窗口26、端盖28和透镜弹簧30。
光源16是LED，但作为另外一种选择也可为例如白炽灯泡。光源16被安装在散热器22上并在第一外壳12中的位置固定。
反射器18可由例如诸如抛光金属像铝、铜或银之类的固体单一材料或诸如金属(例如，铝)镀膜玻璃或塑料之类的涂覆材料制成。反射器18也安装在散热器22上并在第一外壳12中的位置固定。
透镜系统20包括在光源16前面延伸的透镜32和构件34。透镜32被构造成能根据透镜32和光源16之间的相对位置使光源16发出的光平行、聚焦或变宽。在一个实施方案中，透镜32具有聚焦光源16的圆形的前表面和平直的后表面。透镜系统20能够相对于光源16和反射器18移动(参见下面进一步的讨论)。作为另外一种选择，透镜系统20可包括共同使来自光源16的光平行、变宽或聚焦的多个透镜。
散热器22可由吸收和耗散光源16发出的热量的诸如例如铝、铜之类的材料或导热复合材料制成。散热器22固定到外头部24上。
外头部24包括螺纹表面36。外头部24可用金属、塑料或其它材料制作。构件34轴向上与螺纹表面36重叠。将窗口26安装在第一外壳12的前面并将可脱离的端盖28连附到外头部24上。
将透镜弹簧30安装在反射器18和透镜组件20之间，与构件24前面相邻。
第二外壳14包括电池(未示出)室38、螺纹表面40和电触头，电触头在这个实施方案中是弹簧42，其在第一外壳12和第二外壳14相连时介于电池和光源16之间。
第一外壳12和第二外壳14在图2中被显示成是分离的。参见图3至5，第一外壳12和第二外壳14通过将第一外壳12拧到第二外壳14上而相连。最后，构件34接触第二外壳14的前面。在那时，透镜32处在其距光源16最近的位置。当将第一外壳12继续拧到第二外壳14上时，光源16和反射器18继续朝着第二外壳14轴向移动，然而透镜系统20的进一步轴向移动受到构件34与第二外壳14前面的接触的限制。因此，构件34的前面压缩透镜弹簧30，使透镜32进一步移动远离光源16。这导致使从发光装置16发出的光束(其中端盖28卸离)聚焦以从宽光束聚焦到窄光束。当将第一外壳12完全拧到第二外壳14上时(参见图5)，透镜32处在其距光源16最远的距离。
在使用时，将第一外壳12相对于第二外壳14转动以提供所期望的焦距。当然，这也可通过相对于第一外壳12转动第二外壳14来进行。
参见图6，在一个可供选择的实施方案中，手电筒40包括前面的第一外壳42和借助于螺纹表面(包括后外壳44上的螺纹表面46在内)而相连的后面的第二外壳44。第一外壳42包括静止不动的反射器48、居中位于反射器48的远侧上的透明的聚焦透镜50、和在反射器48邻近透镜50的顶点处的光源52。反射器48具有一个或多个(例如，两个、三个或四个)放射状分布的开口54。透镜50包括穿过反射器伸到邻近位置的一个或多个放射状分布的支柱56。
参见图7，反射器48被回转地和轴向地限制到散热器58上。散热器58具有从开口54的位置放射状伸出的轴向支柱60。
参见图8，邻近光源52安放具有平面圆形近端64的杯62。杯62包括环形远端66，该远端包括一个或多个螺旋形凸轮表面68。螺旋形凸轮表面68与透镜50的支柱56相通。借助于第一外壳42与凸轮表面68的相对转动，将透镜50在轴向上相对于光源52从近位移到远位，从而使光束从窄角变到宽角。
凸轮表面68具有近端70和远端72。在远端72，凸轮表面68恢复到具有几乎垂直台阶74的近端70，如图9所示。当在第一外壳42上采用右旋螺纹时，凸轮表面68上的台阶74将朝向这样一个方向，使得第一外壳42的顺时针转动使杯62也按顺时针方向转动。在这个实施方案中，透镜50的相对调节量使得由于螺纹的螺旋前进而产生的轴向移动与轴向凸轮行程是相减的。
参见图9，基本垂直的台阶74的功能可供选择地可用在杯62上但与凸轮放射状分离的基本垂直的台阶76来实现。在这个实施方案中，由于与散热器58的轴向支柱60相接合的缘故，杯62按顺时针方向转动。在该实施方案中，透镜50的相对调节量可使得由于螺纹螺旋前进而产生的轴向运动与轴向凸轮行程是相加的。
参见图10，第二外壳44具有大致圆柱形的内表面，其包括在管长的至少一部分延伸的一个或多个花键78。
往回参见图8，杯62具有被至少一个径向突出齿82遮住的外表面80。齿82通过屈从构件84连附到杯62上。屈从构件84允许在径向上屈从但在转动方向上相对不屈从。齿82更优选地在顺时针方向上更屈从，并在逆时针方向上不太屈从。
手电筒40可如下进行组装。在组装前以及在组装期间，将杯62固定到第一外壳42上，但最后变成相对于第二外壳44锁在一部分上。借助于螺纹表面46将第一外壳42拧到第二外壳44上。当第一外壳42通过其螺旋运动沿着螺纹螺旋线前进时，支柱56顶住杯62上基本垂直的台阶74停下。这使杯62随着第一外壳42并在和第一外壳42相同的方向上转动。当第一外壳42和杯62在螺旋形路径上进一步前进时，杯62上的外齿82接合第二外壳44的内花键78。第一外壳42和杯62的进一步转动使齿82顺从地在花键78上松脱。前外壳42的最终移动在其中螺纹完全接合的组装结束处停止。支柱56现在位于凸轮表面68的底部近端处。杯62的齿82与花键78相接合。
当逆时针转动时，第一外壳42使支柱56由于与凸轮表面68的相对运动在轴向上从近端滑到远端。由于将齿82连附到杯62上的屈从构件84的缘故，防止了杯62的逆时针转动。第一外壳42的逆时针转动使第一外壳沿着螺旋形路径在由近到远的轴向方向上移动。当杯62具有仅一个凸轮表面68时，在支柱56在垂直台阶74处停止之前，第一外壳42具有转动小于一转的自由度。进一步的逆时针转动被阻止，因为由使用者所施加的转动头部的扭矩被从第一外壳42传递到支柱56，然后传递到垂直台阶74，然后传递到柔顺构件84，然后传递到齿82，然后传递到内花键78，因此防止进一步的转动。
以上所述的这种结构和方法规定，第一外壳42一直留在与主体螺纹完全接合的螺纹的一个节距内，因此保持头部与主体的螺纹组装强度的完整性。
其它实施方案在权利要求范围内。