用于将基点光源与反射镜结构对准的装置及方法转让专利
申请号 : CN200580008544.1
文献号 : CN1954172B
文献日 : 2010-04-21
发明人 : 安东尼·麦格利卡
申请人 : 麦格设备有限公司
摘要 :
本发明提供了一种组合，用于将基点光源相对于反射镜轴线进行对准。该组合包括反射镜、具有基点光源的光源、以及可移动光源保持件。可移动保持件可以利用驱动件而移动。反射镜具有：第一开口端部，用于发射光束；第二端部；轴线，在第一和第二反射镜端部之间延伸。光源固定到可移动保持件上，并设置在反射镜的第二端部附近。驱动件在驱动接口上可操作地耦合至可移动保持件，用于相对于反射镜的轴线来移动基点光源，并将基点光源与反射镜轴线和反射镜焦点对准。提供了采用该组合的手电筒。
权利要求 :
1.一种手持便携式照明装置，包括：
反射镜，包括：第一开口端部，适于发射光束；第二端部；以及反射镜轴线，在所述第一开口端部与所述第二端部之间延伸；
光源；
可移动光源保持件，包括第一壳体和驱动接口，其中，所述可移动保持件将所述光源保持在所述反射镜的所述第一开口端部与所述第二端部之间的位置，并适于响应施加到所述驱动接口上的驱动力而相对于所述反射镜轴线横向移动所述光源，其中，所述驱动接口可由使用者从外部接近，以移动所述可移动光源保持件；以及套筒，其中，当所述套筒设置在第一位置时，所述套筒覆盖所述驱动接口，并且其中，当所述套筒设置在第二位置时，所述套筒打开并有助于使用者接近所述驱动接口。
2.根据权利要求1所述的手持便携式照明装置，其中，所述第一壳体在球形外壳内移动。
3.根据权利要求1所述的手持便携式照明装置，其中，所述可移动光源保持件还适于沿所述反射镜轴线平移所述光源。
4.根据权利要求1所述的手持便携式照明装置，还包括用于容纳一个或多个电池的第二壳体，所述第二壳体具有前端部和后端部，其中，所述反射镜设置在所述第二壳体的所述前端部附近。
5.根据权利要求4所述的手持便携式照明装置，还包括将所述光源耦合至所述一个或多个电池的电路。
6.根据权利要求1所述的手持便携式照明装置，还包括保持弹簧，所述保持弹簧偏压在所述可移动光源保持件上，用于在没有驱动力的情况下保持所述光源相对于所述反射镜轴线的位置。
7.根据权利要求1所述的手持便携式照明装置，还包括驱动件，所述驱动件耦合至所述驱动接口，并适于将所述驱动力传递至所述驱动接口，用于移动所述可移动光源保持件。
8.根据权利要求1所述的手持便携式照明装置，其中，所述光源包括两个电极，而所述两个电极之间延伸有灯丝。
9.一种手电筒，包括：
筒体，用于保持一个或多个电池，所述筒体具有前端部和后端部；
反射镜，设置在所述筒体的所述前端部附近，所述反射镜包括适于发射光束的第一开口端部、第二端部、以及在其间延伸的反射镜轴线；
照明源；
可移动保持件，包括容纳件和驱动接口，其中，所述容纳件将所述照明源保持在所述反射镜的所述第一开口端部与所述第二端部之间的位置，其中，所述驱动接口用于移动所述可移动保持件，以便横向调节所述照明源相对于所述反射镜轴线的位置，其中，所述驱动接口可由使用者从外部接近，以移动所述可移动保持件，其中，所述可移动保持件沿非线性路径相对于所述反射镜轴线横向移动所述照明源；以及电路，将所述照明源耦合至所述一个或多个电池。
10.根据权利要求9所述的手电筒，其中，所述驱动接口可从外部接近，以横向调节所述照明源相对于所述反射镜轴线的位置，而无需将所述一个或多个电池从所述筒体中拆卸下来或将所述反射镜从所述手电筒中拆卸下来。
11.根据权利要求9所述的手电筒，其中，所述可移动保持件还适于沿所述反射镜轴线移动所述照明源。
12.根据权利要求9所述的手电筒，其中，所述可移动保持件可以在所述照明源电连接至所述一个或多个电池的同时移动。
13.根据权利要求9所述的手电筒，其中，所述可移动保持件包括壳体。
14.根据权利要求13所述的手电筒，其中，所述壳体在球形外壳内移动。
15.根据权利要求9所述的手电筒，还包括耦合至所述可移动保持件上的弹簧偏压导体，其中，所述弹簧偏压导体包括第一导体插座、第二导体插座、和弹簧，所述第一导体插座可滑动地设置在所述第二导体插座的内腔中，而所述弹簧容纳在其间，所述弹簧朝向所述可移动保持件推动所述第一导体插座和所述第二导体插座之一。
16.根据权利要求9所述的手电筒，还包括保持弹簧，所述保持弹簧偏压在所述可移动保持件上，用于保持所述照明源相对于所述反射镜轴线的位置。
17.根据权利要求9所述的手电筒，还包括一种装置，所述装置用于在所述照明源相对于所述反射镜轴线移动之后保持所述照明源相对于所述反射镜轴线的位置。
18.根据权利要求9所述的手电筒，还包括套筒，其中，当所述套筒设置在第一位置上时，所述套筒覆盖所述驱动接口，并且，其中，当所述套筒设置在第二位置上时，所述套筒打开并有助于使用者接近所述驱动接口。
19.根据权利要求9所述的手电筒，还包括驱动件，所述驱动件耦合至所述驱动接口，并适于将驱动力传递至所述驱动接口，用于移动所述可移动保持件。
20.根据权利要求9所述的手电筒，其中，所述照明源包括两个电极，而在所述两个电极之间延伸有灯丝。
21.一种手电筒，包括：
壳体，用于保持一个或多个电池，所述壳体具有前端部和后端部；
反射镜，设置在所述壳体的所述前端部附近，所述反射镜包括适于发射光束的第一开口端部、第二端部、以及在其间延伸的反射镜轴线；
照明源；
可移动保持件，包括容纳件和驱动接口，其中，所述容纳件将所述照明源保持在所述反射镜的所述第一开口端部与所述第二端部之间的位置，其中，所述驱动接口用于移动所述可移动保持件，以便横向调节所述照明源相对于所述反射镜轴线的位置，其中，所述驱动接口可由使用者从外部接近，以移动所述可移动保持件，其中，所述可移动保持件围绕第一驱动轴线可移动，其中所述第一驱动轴线与所述反射镜轴线不一致，其中，所述可移动保持件围绕第二驱动轴线可移动，其中，所述第二驱动轴线与所述第一驱动轴线或所述反射镜轴线不一致；以及电路，将所述照明源耦合至所述一个或多个电池。
22.一种手电筒，包括：
第一壳体，用于保持一个或多个电池，所述第一壳体具有前端部和后端部；
反射镜，包括适于发射光束的第一开口端部、第二端部、以及在其间延伸的反射镜轴线；
照明源；
可移动保持件，包括第二壳体和驱动接口，其中，所述可移动保持件保持所述照明源，并适于响应施加到所述驱动接口上的驱动力而横向移动所述照明源相对于所述反射镜轴线的位置，其中，所述第二壳体在球形外壳内移动；
套筒，其中，当所述套筒设置在第一位置时，所述套筒覆盖所述驱动接口，并且其中，当所述套筒设置在第二位置时，所述套筒打开并有助于使用者接近所述驱动接口；以及电路，将所述照明源耦合至所述一个或多个电池。
23.根据权利要求22所述的手电筒，其中，所述驱动接口由使用者可从外部接近，以在所述球形外壳内移动所述可移动保持件。
24.根据权利要求22所述的手电筒，其中，所述驱动接口从外部可以接近，以移动所述照明源，而无需将所述一个或多个电池从所述第一壳体中拆卸下来，或将所述反射镜从所述手电筒中拆卸下来。
25.根据权利要求22所述的手电筒，还包括保持弹簧，所述保持弹簧偏压在所述可移动保持件上，用于在没有驱动力顶着所述驱动接口的情况下保持所述照明源相对于所述反射镜轴线的位置。
26.根据权利要求22所述的手电筒，还包括一种装置，用于在所述照明源相对于所述反射镜轴线移动之后保持所述照明源相对于所述反射镜轴线的位置。
27.一种手电筒，包括：
第一壳体，用于容纳电池；
光源，耦合至所述电池；
反射镜，包括轴线和开口端部，用于反射由所述光源产生的光，所述开口端部适于发射光束；
一种装置，可由使用者从外部可操作地驱动，所述装置用于将所述光源与所述反射镜的所述轴线对准；以及套筒，其中，当所述套筒设置在第一位置时，所述套筒覆盖所述装置，并且其中，当所述套筒设置在第二位置时，所述套筒打开并有助于使用者接近所述装置。
28.根据权利要求27所述的手电筒，其中，用于将所述光源与所述反射镜的轴线对准的所述装置包括第二壳体。
29.一种将手电筒的光源与所述手电筒的反射镜轴线对准的方法，所述方法包括：将光源固定至可移动保持件；
定位所述可移动保持件，从而将已固定的光源设置在反射镜的第一端部与第二端部之间，其中，所述第一端部适于发射光束；
将所述光源与电池进行电耦合；
将套筒从第一位置移动到第二位置；以及
操纵所述可移动保持件，以相对于所述反射镜轴线横向移动所述光源，进而在所述光源电耦合至所述电池的同时，将所述光源与所述反射镜轴线对准。
30.根据权利要求29所述的方法，其中，操纵所述可移动保持件的步骤是在不拆卸所述反射镜的情况下进行的。
31.根据权利要求29所述的方法，其中，所述可移动保持件包括球形壳体，并且，操纵所述可移动保持件的步骤包括在球形外壳内移动所述球形壳体。
32.根据权利要求29所述的方法，还包括调节步骤，即调节所述可移动保持件与所述反射镜的相对位置，以将所述光源与所述反射镜的焦点对准。
说明书 :
技术领域
本发明领域涉及手持或便携式照明装置，包括手电筒及手电筒部件。
背景技术
现有技术中已知有各种各样的手持或便携式照明装置，包括手电筒设计款式。手电筒通常包括具有正负电极的一个或多个干电池。在某些设计中，电池串联布置在可以用来握持手电筒的筒体或壳体的电池盒内。电路通常设置成从电池电极开始并经过与灯泡电极电接触的导电装置。在经过灯泡之后，电路继续经过与导电装置电接触的灯泡的第二电极，而导电装置进而与电池的另一电极电接触。白炽灯泡包括灯丝。通常，电路包括用来断开或接通电路的开关。接通电路的开关动作，使得电流能够流过灯泡，在白炽灯泡的情况下还流过灯丝，从而产生了光。
由灯丝产生的光通常被反射镜反射，以产生光束。灯丝通常包括基点光源(基本上为点光源)，基点光源是灯丝最热的部分并产生大部分的光。灯丝基点光源的相对于反射镜的位置决定了从手电筒发射的光束的类型。
包括头灯在内的手电筒产生的光，会由于所使用的反射镜的质量及插入在光束传播路径上的透镜的光学特性而降低质量。因此，在改进手电筒方面的努力经常试图针对反射镜或透镜的光学特性质量。例如，已经发现反射性、清晰性越高的反射镜可以提供越清晰的聚焦，从而提高了所产生的光束的质量。此外，在透镜材料方面已经获得了某些改进。手电筒所产生的光的质量方面的另一个重要因素是手电筒中所使用的灯泡。在灯泡发光质量方面已经取得了一些改进。
虽然有了这些努力，对改进由包括手电筒在内的手持或便携式照明装置所产生的光的质量和亮度方面仍然存在需求。由这些照明装置发射的光束所形成的光图案通常在形状上是不对称或被拉长的，而这对于光束的质量和亮度产生不利影响。导致这些光束失常的原因通常是，手电筒灯泡没有与组装好的手电筒的反射镜对准。
在各种各样的设计中，灯泡被电池盒或筒体内部的保持件或隔离件支撑于照明装置内部。但是，由于制造组装操作及偏差，在照明装置的制造全部完成之后，灯通常未与反射镜对准，导致性能降低。
在A.Maglica的美国专利No.5,260,858中描述了一种针对灯泡未对准的尝试，该专利结合于此作为参考。该专利描述了包括开关壳体的手电筒，该开关壳体部分地容纳在筒体内部，从而协助灯泡相对于反射镜进行对中。虽然该专利试图避免灯泡对于反射镜的未对准的尝试是超越现有技术的一个改进，但是简单地将灯泡相对于反射镜进行对准无法确保投射光束的失常将会消除。这时因为光主要是从灯泡的基点光源发射出来的。因此，灯的必须相对于反射镜对准的关键部件是灯泡的基点光源。
在未决(co-pending)申请序号No.09/932,443中描述了一种尝试，试图将灯泡的基点光源与反射镜对准，该申请结合于此作为参考。该申请描述了一种组合，该组合包括灯座，该灯座以如下方式固定灯泡，即将灯泡的灯丝与延伸通过灯座的预定轴线对准。然后将该灯座置于灯座容纳件中，该灯座容纳件以如下方式靠近反射镜而安装，即灯座的预定轴线与轴对称反射镜的轴线对准。虽然，以这种方式，灯泡灯丝与反射镜的对准程度得以显著地改进，仍然还是期望出现将灯泡灯丝与反射镜对准的替换方法。
手动调整灯泡来解决不对准问题是不切实际的。在操作过程中，照明灯泡的温度太高使得无法进行手动调节。而且，基点光源与反射镜的对准要通过评估照明装置所发射的光束的质量来校验。因此，从照明装置前端调整灯泡的任何尝试都会阻挡光束，并阻碍使用者对光束的进行同期视觉评估。
本发明提供了一种装置及方法，用于调整并保持基点光源与反射镜特征结构的对准。本发明还提供了一种装置及方法，使得使用者在执行基点光源调整的同时，进行光束的同期视觉评估。
本发明的另一特征涉及开关设计。已知一些开关设计，适于响应头部沿筒体的轴向运动而接通灯泡与一个或多个电池之间的电路，以及响应沿筒体的在相对方向上的轴向运动而断开电路。虽然这类开关对于采用AA型或AAA型较小电池的手电筒通常工作良好，但对于采用诸如C或D尺寸电池的较大电池尺寸的手电筒，已知的设计就不太适合了。这类设计不适合于采用较大电池的手电筒的一个原因是，最靠近手电筒头部端的电池的正电极被推靠在直接顶着开关底部而安装的导体上。因此，当手电筒震动或跌落时，该一个电池(或多个电池)或导体可能受损。随着串联连接的电池数量的增加，由于多个电池重量的增加，进而动能增加，这个问题还可能变得更加尖锐。
在A.Maglica的美国专利No.5,804,331中描述了一种尝试，试图解决由于手电筒受到的物理冲击而导致的一个电池或多个电池可能会发生的受损问题，该专利结合于此作为参考。虽然以美国专利No.5,804,331中描述的方式，使电池电极的保护得到了改进，仍然还是期望出现对诸如手电筒的便携式照明装置的电池和其它部件进行保护的替换方法。
对具有可变焦的照明装置的开发已经完成，其产生具有可变散射的光束。在手电筒中，头部组件通常可旋转地连接至手电筒的筒体上保持有灯泡的一端。此外，头部组件适于沿筒体可控制地平移，从而反射镜与灯泡之间的相对位置关系可以改变，进而改变从灯泡发出的通过透镜发射的光束的散射。虽然可变焦手电筒已经采用了适于响应头部组件的轴向运动而断开或接通的开关，鉴于各种原因，也包括上面所述的原因，这类手电筒通常仅限于采用AA和AAA电池的手电筒。
由灯丝产生的光通常被反射镜反射，以产生光束。灯丝通常包括基点光源(基本上为点光源)，基点光源是灯丝最热的部分并产生大部分的光。灯丝基点光源的相对于反射镜的位置决定了从手电筒发射的光束的类型。
包括头灯在内的手电筒产生的光，会由于所使用的反射镜的质量及插入在光束传播路径上的透镜的光学特性而降低质量。因此，在改进手电筒方面的努力经常试图针对反射镜或透镜的光学特性质量。例如，已经发现反射性、清晰性越高的反射镜可以提供越清晰的聚焦，从而提高了所产生的光束的质量。此外，在透镜材料方面已经获得了某些改进。手电筒所产生的光的质量方面的另一个重要因素是手电筒中所使用的灯泡。在灯泡发光质量方面已经取得了一些改进。
虽然有了这些努力，对改进由包括手电筒在内的手持或便携式照明装置所产生的光的质量和亮度方面仍然存在需求。由这些照明装置发射的光束所形成的光图案通常在形状上是不对称或被拉长的，而这对于光束的质量和亮度产生不利影响。导致这些光束失常的原因通常是，手电筒灯泡没有与组装好的手电筒的反射镜对准。
在各种各样的设计中，灯泡被电池盒或筒体内部的保持件或隔离件支撑于照明装置内部。但是，由于制造组装操作及偏差，在照明装置的制造全部完成之后，灯通常未与反射镜对准，导致性能降低。
在A.Maglica的美国专利No.5,260,858中描述了一种针对灯泡未对准的尝试，该专利结合于此作为参考。该专利描述了包括开关壳体的手电筒，该开关壳体部分地容纳在筒体内部，从而协助灯泡相对于反射镜进行对中。虽然该专利试图避免灯泡对于反射镜的未对准的尝试是超越现有技术的一个改进，但是简单地将灯泡相对于反射镜进行对准无法确保投射光束的失常将会消除。这时因为光主要是从灯泡的基点光源发射出来的。因此，灯的必须相对于反射镜对准的关键部件是灯泡的基点光源。
在未决(co-pending)申请序号No.09/932,443中描述了一种尝试，试图将灯泡的基点光源与反射镜对准，该申请结合于此作为参考。该申请描述了一种组合，该组合包括灯座，该灯座以如下方式固定灯泡，即将灯泡的灯丝与延伸通过灯座的预定轴线对准。然后将该灯座置于灯座容纳件中，该灯座容纳件以如下方式靠近反射镜而安装，即灯座的预定轴线与轴对称反射镜的轴线对准。虽然，以这种方式，灯泡灯丝与反射镜的对准程度得以显著地改进，仍然还是期望出现将灯泡灯丝与反射镜对准的替换方法。
手动调整灯泡来解决不对准问题是不切实际的。在操作过程中，照明灯泡的温度太高使得无法进行手动调节。而且，基点光源与反射镜的对准要通过评估照明装置所发射的光束的质量来校验。因此，从照明装置前端调整灯泡的任何尝试都会阻挡光束，并阻碍使用者对光束的进行同期视觉评估。
本发明提供了一种装置及方法，用于调整并保持基点光源与反射镜特征结构的对准。本发明还提供了一种装置及方法，使得使用者在执行基点光源调整的同时，进行光束的同期视觉评估。
本发明的另一特征涉及开关设计。已知一些开关设计，适于响应头部沿筒体的轴向运动而接通灯泡与一个或多个电池之间的电路，以及响应沿筒体的在相对方向上的轴向运动而断开电路。虽然这类开关对于采用AA型或AAA型较小电池的手电筒通常工作良好，但对于采用诸如C或D尺寸电池的较大电池尺寸的手电筒，已知的设计就不太适合了。这类设计不适合于采用较大电池的手电筒的一个原因是，最靠近手电筒头部端的电池的正电极被推靠在直接顶着开关底部而安装的导体上。因此，当手电筒震动或跌落时，该一个电池(或多个电池)或导体可能受损。随着串联连接的电池数量的增加，由于多个电池重量的增加，进而动能增加，这个问题还可能变得更加尖锐。
在A.Maglica的美国专利No.5,804,331中描述了一种尝试，试图解决由于手电筒受到的物理冲击而导致的一个电池或多个电池可能会发生的受损问题，该专利结合于此作为参考。虽然以美国专利No.5,804,331中描述的方式，使电池电极的保护得到了改进，仍然还是期望出现对诸如手电筒的便携式照明装置的电池和其它部件进行保护的替换方法。
对具有可变焦的照明装置的开发已经完成，其产生具有可变散射的光束。在手电筒中，头部组件通常可旋转地连接至手电筒的筒体上保持有灯泡的一端。此外，头部组件适于沿筒体可控制地平移，从而反射镜与灯泡之间的相对位置关系可以改变，进而改变从灯泡发出的通过透镜发射的光束的散射。虽然可变焦手电筒已经采用了适于响应头部组件的轴向运动而断开或接通的开关，鉴于各种原因，也包括上面所述的原因，这类手电筒通常仅限于采用AA和AAA电池的手电筒。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型照明装置，优选地是改进或解决上文所讨论的与现有技术照明装置有关的一个或多个问题的照明装置。为此，在本发明的一个方面，提供了一种组合，用于将基点光源相对于反射镜进行定位。基点光源可以是沿灯泡灯丝的。在一个实施例中，组合包括反射镜、光源、以及可移动灯泡保持件。反射镜具有适于发射光束的第一开口端部、第二端部、和在其间延伸的轴线。可移动光源保持件将光源定位在反射镜的第一开口端部与第二端部之间。驱动件可以耦合至可移动光源保持件，用于相对于反射镜轴线移动基点光源。保持件轴线被限定为，可移动光源保持件围绕该保持件轴线移动。驱动件通过相对于反射镜轴线调整保持件轴线，来移动光源和基点光源。
组合还可以包括固定机构，用于在灯丝的点光源已经与反射镜轴线对准之后保持基点光源与反射镜轴线的位置。因此，一旦基点光源移动至期望位置，该组合有利地保持基点光源的位置。
在本发明的另一方面，提供了一种手电筒，其包括用于调节基点光源相对于反射镜的位置的装置。手电筒包括：壳体、反射镜、照明源、可移动保持件、和电路。壳体容纳一个或多个电池。反射镜包括用来发射光束的第一开口端部、第二端部、和在其间延伸的轴线。照明源可以包括具有灯丝的白炽灯泡，并且灯丝通常包括基点光源。可移动保持件保持延伸经过反射镜第二端部的照明源。可移动保持件适于响应驱动力而选择性地调节照明源相对于反射镜轴线的位置。电路将照明源耦合至一个或多个电池。
照明源的点光源可以沿非线性路径移动。而且，手电筒可以包括，在点光源与反射镜轴线正确对准之后保持照明源的点光源位置的装置。手电筒可以包括适用在电路中的导线装置。因此，电路可以在点光源进行移动的同时得以保持。
此外，手电筒可以包括可调节的聚焦装置，以沿平行于反射镜轴线的方向相对于焦点而改变基点光源的位置。灯保持件保持基点光源，并保持与电池的可操作连接。驱动件可以耦合至可移动保持件，用于将点光源移动至与反射镜轴线共轴的位置。
手电筒还可以包括弯曲导线，该弯曲导线插入在电路之间，并可操作地连接至照明源的电极。当照明源的点光源相对于反射镜轴线移动时，弯曲导线有利地保持照明源与一个或多个电池之间的可操作连接。
在本发明的另一方面，手电筒包括弹簧导体装置，该弹簧导体装置耦合至一个或多个电池，用于保护一个或多个电池免受损坏。弹簧导体装置有利地吸收可能会在其它方面损坏电池的中心电极或其它手电筒部件的应力。因此，手电筒更耐用，并且容纳在手电筒中的部件以及电池受到了更好的保护。
在本发明的另一方面，提供了一种方法，用来将灯泡的基点光源与手电筒反射镜的轴线对准。该方法包括将灯泡连接至可移动灯泡保持件，该可移动灯泡保持件适于将灯泡的灯丝定位在反射镜内部，并选择性地调节可移动灯泡保持件，以将基点光源从与反射镜轴线横向偏移的第一位置移动至与反射镜轴线对准的第二位置。
从下面的对优选实施例的详细描述中，本发明的上述和其它特征和优点将变得显而易见。
组合还可以包括固定机构，用于在灯丝的点光源已经与反射镜轴线对准之后保持基点光源与反射镜轴线的位置。因此，一旦基点光源移动至期望位置，该组合有利地保持基点光源的位置。
在本发明的另一方面，提供了一种手电筒，其包括用于调节基点光源相对于反射镜的位置的装置。手电筒包括：壳体、反射镜、照明源、可移动保持件、和电路。壳体容纳一个或多个电池。反射镜包括用来发射光束的第一开口端部、第二端部、和在其间延伸的轴线。照明源可以包括具有灯丝的白炽灯泡，并且灯丝通常包括基点光源。可移动保持件保持延伸经过反射镜第二端部的照明源。可移动保持件适于响应驱动力而选择性地调节照明源相对于反射镜轴线的位置。电路将照明源耦合至一个或多个电池。
照明源的点光源可以沿非线性路径移动。而且，手电筒可以包括，在点光源与反射镜轴线正确对准之后保持照明源的点光源位置的装置。手电筒可以包括适用在电路中的导线装置。因此，电路可以在点光源进行移动的同时得以保持。
此外，手电筒可以包括可调节的聚焦装置，以沿平行于反射镜轴线的方向相对于焦点而改变基点光源的位置。灯保持件保持基点光源，并保持与电池的可操作连接。驱动件可以耦合至可移动保持件，用于将点光源移动至与反射镜轴线共轴的位置。
手电筒还可以包括弯曲导线，该弯曲导线插入在电路之间，并可操作地连接至照明源的电极。当照明源的点光源相对于反射镜轴线移动时，弯曲导线有利地保持照明源与一个或多个电池之间的可操作连接。
在本发明的另一方面，手电筒包括弹簧导体装置，该弹簧导体装置耦合至一个或多个电池，用于保护一个或多个电池免受损坏。弹簧导体装置有利地吸收可能会在其它方面损坏电池的中心电极或其它手电筒部件的应力。因此，手电筒更耐用，并且容纳在手电筒中的部件以及电池受到了更好的保护。
在本发明的另一方面，提供了一种方法，用来将灯泡的基点光源与手电筒反射镜的轴线对准。该方法包括将灯泡连接至可移动灯泡保持件，该可移动灯泡保持件适于将灯泡的灯丝定位在反射镜内部，并选择性地调节可移动灯泡保持件，以将基点光源从与反射镜轴线横向偏移的第一位置移动至与反射镜轴线对准的第二位置。
从下面的对优选实施例的详细描述中，本发明的上述和其它特征和优点将变得显而易见。
附图说明
图1是根据本发明的手电筒的透视图；
图2是图1中手电筒的侧视图；
图3是图1中手电筒沿所示的3-3平面截取的横截面视图；
图4是白炽灯泡的实施例的从前方所见的透视图；
图5是图4中白炽灯泡的从后方所见的透视图；
图6是图1中手电筒的前端部沿所示的6-6平面截取的放大横截面视图；
图7是图1中手电筒的可移动组件的横截面视图；
图8是图1中手电筒的可移动保持件组件的横截面视图；
图9是前接触保持件的透视图；
图10是图9中的剖开后的前接触保持件的透视图；
图11是后接触保持件的透视图；
图12是图11中的剖开后的后接触保持件的透视图；
图13是正电极接触件和负电极接触件的透视图；
图14是球形壳体的透视图；
图15是端盖的透视图；
图16是杆接触的横截面视图；
图17是插座接触的透视图；
图18是凸轮从动件组件的横截面视图；
图19是反射镜模块的横截面视图；
图20是图19中反射镜模块的透视图；
图21是可移动凸轮的侧视图；
图22是组装后的可移动凸轮的透视图；
图23是横向剖开的可移动凸轮的侧视图；
图24是图1中手电筒的前端部的沿所示的3-3平面截取的放大横截面视图；
图25是电路组件的透视图；
图26是图1中手电筒的前端部的沿所示的26-26平面截取的放大横截面视图；
图27是示出了反射镜焦点、反射镜轴线、和从反射镜射出的光束的常规反射镜的示意性横截面视图。
图2是图1中手电筒的侧视图；
图3是图1中手电筒沿所示的3-3平面截取的横截面视图；
图4是白炽灯泡的实施例的从前方所见的透视图；
图5是图4中白炽灯泡的从后方所见的透视图；
图6是图1中手电筒的前端部沿所示的6-6平面截取的放大横截面视图；
图7是图1中手电筒的可移动组件的横截面视图；
图8是图1中手电筒的可移动保持件组件的横截面视图；
图9是前接触保持件的透视图；
图10是图9中的剖开后的前接触保持件的透视图；
图11是后接触保持件的透视图；
图12是图11中的剖开后的后接触保持件的透视图；
图13是正电极接触件和负电极接触件的透视图；
图14是球形壳体的透视图；
图15是端盖的透视图；
图16是杆接触的横截面视图；
图17是插座接触的透视图；
图18是凸轮从动件组件的横截面视图；
图19是反射镜模块的横截面视图；
图20是图19中反射镜模块的透视图；
图21是可移动凸轮的侧视图；
图22是组装后的可移动凸轮的透视图；
图23是横向剖开的可移动凸轮的侧视图；
图24是图1中手电筒的前端部的沿所示的3-3平面截取的放大横截面视图；
图25是电路组件的透视图；
图26是图1中手电筒的前端部的沿所示的26-26平面截取的放大横截面视图；
图27是示出了反射镜焦点、反射镜轴线、和从反射镜射出的光束的常规反射镜的示意性横截面视图。
具体实施方式
现在将参照附图对本发明实施例进行描述。为了便于描述，在一个附图中表示一个部件的参考标号，在其它任一附图中将表示相同的部件。而且，在本发明的描述中会出现，部件的上侧、前侧、向前侧、或朝向前的侧部，通常表示部件的面向设置有光源的手电筒的前端方向的方位或侧部。类似地，部件的下侧、尾侧、后侧、向后侧、或朝向后的侧部通常表示部件的面向设置有后盖的手电筒的后部方向的方位或侧部。
参照图1，以透视方式示出了手电筒10形式的照明装置，作为本发明的实施例。手电筒10结合了本发明的各种特征。这些特征在下面进行详细描述，并在附图中示出，其目的是为了示出本发明的优选实施例。但是，可以清楚地理解，本发明并不限于这里所描述的手电筒。相反，本发明包括结合本发明各种特征中的一个或多个特征的手持或便携式照明装置。还可以理解，本发明针对下面描述的照明装置的每个发明特征。
参照图1、2和3，手电筒10包括：头部组件20、反射镜模块2、基点光源3、筒体4、和后盖组件30。头部组件20、反射镜模块2、和基点光源3设置在筒体4的前端部附近。后盖组件30封闭筒体4的后端部。可选地，第一导电件5、第二导电件7、和电路组件60可以设置在反射镜模块2与筒体4之间。
基点光源3可以是产生光的任何适当的装置，例如，基点光源3可以是发光二极管(LED)、弧光灯、或带有灯丝的白炽灯。基点光源3还可以是卡口型或螺口型灯、或现有技术中已知的其它类型。
参照图3、4和5，在例示性实施例中，基点光源3是灯359。灯359在具有发光灯丝360的一端包括灯泡部361。灯的另一端包括用于密封灯泡端部的玻璃珠362。第一和第二接线端电极357和358延伸通过玻璃珠并进入灯泡部。在灯泡部361中，灯丝360相对的端部连接至电极357和358的端部。优选地，电极大体上平行并与灯轴线363等距地延伸进入灯泡部。
通常在灯359的工作过程中，存在沿着灯丝的基点光源，该基点光源相对于沿着灯丝360的其它点发射大量的光。该点是灯丝最热的部分，并趋向于设置在电极端部之间延伸的金属灯丝的整个长度的中间位置。但是，灯丝上的该基点光源经常并不位于灯的中心轴线上或电极357与358的中间位置。这是由于多种因素造成的。例如，灯丝可以在一个端部相比另一个端部卷绕的更紧，从而灯丝的点光源将偏移到距离一个电极的端部比另一个电极的端部更近，并且更靠近灯的一个侧部。
即使灯丝均匀地卷绕，灯丝也可以连接至电极357、358，这样基点光源不与灯的轴线对准。而且，即使灯丝360的基点光源完全等距地定位在电极357与358的端部之间，如果电极端部本身没有精确地与灯的轴线363等距地间隔开，或如果电极的端部没有完全位于与灯的中心轴线363共同的平面上，不对准还是可能发生。这些不对准问题不是只有灯丝型的灯才具有的，其它基点光源装置，诸如LED和弧光灯等其它类型的灯，也可能有这样的问题。
其中，手电筒10包括可移动保持件，其帮助将移动并将基点光源3与反射镜的特征结构对准，以改进手电筒的性能。具体地说，在例示性实施例中，可移动保持件相对于反射镜轴线保持基点光源，并可以围绕与反射镜轴线不一致的轴线旋转。优选地，可移动保持件可以围绕至少两条旋转轴线旋转。本领域技术人员可以认识到，围绕两条轴线可以旋转的可移动保持件(其中，第二轴线定向为垂直于第一轴线)将导致通常为二维的基点光源位移范围。因此，手电筒10包括将基点光源与手电筒反射镜的特征轴线对准的结构。手电筒10还包括用于沿反射镜轴线移动基点光源，并将基点光源对准至反射镜焦点的结构。应该注意到，本发明不限于基点光源移动或位移所用的特定方式。
参照图3，壳体或筒体4容纳至少一个能量源，例如电池。在例示性实施例中，两个电池331以串联方式设置在筒体4内。但是，本领域技术人员将认识到，筒体4还可以构造成，容纳一个电池，或以串联或并排的平行设置方式容纳两个或两个以上的多个电池。此外，虽然电池331可以包括任何已知尺寸的电池，但是根据例示性实施例的手电筒10尤其适用于C或D尺寸的电池。而且，虽然本发明不限定电池类型，容纳在手电筒10中的电池优选地是可再充电型电池，如锂离子、镍金属氢化物(Nickel Metal Hydride)或镍镉电池。
参照图3，筒体4包括：内表面8、后螺纹部9、和前螺纹部11。后螺纹部9可松开地将筒体4与后盖组件30接合。前螺纹部11可松开地与反射镜模块2接合。筒体4的前面设置为邻接第二导电件7。
例示性实施例的后盖组件30包括后盖322和导电弹簧件334。后盖组件30可以包括可拆装的备用灯保持件，该备用灯保持件设置在朝向与筒体4接合的后盖端部开口的腔体中。可拆装的备用灯保持件可以包括摩擦地保持备用灯的内轮轴。从内轮轴引出的轮辐可以延伸至外轮轴，该外轮轴与形成在后盖322中的腔体的内表面摩擦接触，以防止损坏备用灯。
后盖322优选地包括外螺纹332的区域，用于与对应的形成在筒体4内部的后螺纹部9相接合。但是，也可以采用其它适合的装置来将后盖322连接至筒体4，例如弹簧夹。密封元件14可以设置在后盖322与筒体4之间的界面上，以提供水密密封。在优选实施例中，密封元件14是单向阀，其定位成可以防止液流从外部流入手电筒10的内部，同时又能使手电筒内部的过压可以排放或泄出到大气中。但是，本领域技术人员将认识到，密封元件14可以是其它适合的密封装置，例如O形环。
后盖322的与筒体4配合的外螺纹332可以设置有平坦顶部，以便可以通过筒体4与后盖322之间的配合螺纹建立螺旋通道。此外，径向突起可以形成在后盖322的配合面351上，以确保筒体4的端部不提供顶着相邻凸缘的气密密封，从而阻碍过压气体从手电筒内部流出。
在Anthony Maglica的美国专利No.5,113,326中更全面地描述了手电筒中的单向阀的设计和使用，其内容结合于此作为参考。
参照图3，当后盖组件30安装到筒体4上时，弹簧件334在后面电池331的壳体电极335与后盖322之间形成电通路。电通路，通过例如面351和/或配合螺纹，还形成在后盖332与筒体4之间。
弹簧件334还朝着手电筒10的前部向前推动电池331。因此，后面电池331的中心电极337与前面电池331的壳体电极进行电接触，并且前面电池331的中心电极338被推动进入与弹簧的接触，而弹簧偏压设置在手电筒10前端部附近的下接触组件80。
如图6所示，反射镜模块2以固定关系安装在筒体4的前端部。反射镜模块2通常包括：可移动组件40、下绝缘体25、和电路组件60。
图7示出了处于绝缘中的可移动组件40。可移动组件40体现了本发明的几个方面。其中，可移动组件40帮助将基点光源3与反射镜的轴线或焦点对准。可移动组件40还包括在保持点光源与能量源电接触的同时帮助点光源移位的结构，使得使用者可以在灯丝对准过程中对从手电筒发射的光束的质量进行视觉上的评估。
可移动组件40包括：端盖16、套筒固定件18、保持件壳体22、上弹簧件24、凸轮从动件组件50、上接触组件70、和可移动保持件组件90。
参照图8，其中，可移动保持件组件90保持灯359，并且可以相对于手电筒反射镜移动。可移动保持件组件90可以采用能够容纳光源并响应驱动压力而移动的其它结构形式。而且，虽然图8所示的例示性实施例是组装件，可移动保持件组件90可以是具有必要特征的整体结构。在例示性实施例中，可移动保持件组件90包括：前接触保持件26、后接触保持件12、正电极接触件28、和负电极接触件29、以及球形壳体31。
图9示出了前接触保持件26的透视图。图10示出了前接触保持件26的横断面的透视图。前接触保持件26包括一组腔体，腔体尺寸设置成，容纳正电极接触件28和负电极接触件29的部分。前接触保持件26包括：一对孔32、一对接触腔体34、一对接触槽35、对准槽6、外径36、和台肩38。孔32是通孔，其从前接触保持件26的前部延伸，并且每一个均与成对的接触腔体34中的一个相连通。在例示性实施例中，接触腔体34是矩形腔体，其延伸至前接触保持件26的后端部。在优选实施例中，前接触保持件26是由非导体制成的，例如塑料。
参照图8，后接触保持件12设置成邻接前接触保持件26的后端部。图11示出了后接触保持件12的透视图。图12示出了后接触保持件12的横断面的透视图。后接触保持件12包括：一对后接触腔体56、一对释放(relief)槽27、后轮廓39、对准突部42、后台肩74、和后外径76。对准突部42的尺寸设置成与前接触保持件26的对准槽6对应，并对准前接触保持件和后接触保持件的相应腔体。后轮廓39优选地是球体的一部分。后接触腔体56的尺寸和结构设置成，延伸前接触保持件26的接触腔体34。后外径76对应于前接触保持件26的外径36。在优选实施例中，后接触保持件12由非导体制成，例如塑料。
参照图8和13，正电极接触件28设置在由前、后接触保持件26、12各自的接触腔体34之一和后接触腔体56所限定的腔体内。正电极接触件28包括颈部44、接触延伸部45、接触底部46、和突部47。颈部44构造成摩擦地容纳灯359的电极357。接触延伸部45的尺寸设置成将正电极接触件28延伸至后接触保持件12的后部。接触底部46通常是圆形的，并构造成与接触保持件26的后轮廓39一致。正电极接触件28的突部47折弯进入另一个后接触腔体56。
仍然参照图8和13，负电极接触件29设置在由前接触保持件26的接触腔体34之一和释放槽27以及后接触保持件12的后接触腔体56所限定的第二腔体内。负电极接触件29包括颈部48和弯曲臂部49。颈部48构造成摩擦地容纳灯电极358。负电极接触件29形成为从接触腔体34中延伸出来，经过释放槽27，并进入腔体槽35，其中弯曲臂部49可以突出超过前接触保持件26的外径36。
在优选实施例中，正电极接触件28和负电极接触件29由片状导电材料制成，该导电材料形成为具有颈部44、48的葫芦状，如图13所示。电极接触的颈部44、48示出了一种摩擦地容纳与之建立电连接的电极的方法，建立电连接的其它合适方法已为本领域技术人员所熟知。为了方便片状导电材料的定形/形成，在导电片上可以采用释放切口。在优选实施例中，电极接触由铜片制成。
参照图8，由前接触保持件26和后接触保持件12各自的外径36和后外径76所限定的延伸外径与球形壳体31的孔51对接。
参照图14，球形壳体31包括：孔51、外轮廓52、背面54、和一对插孔58。在例示性实施例中，孔51大体上垂直于背面54。外轮廓52是球形的，并从背面54相对于孔51对称地延伸。成对的插孔58中的每一个相对于孔51的轴线大体上垂直地延伸，并穿过球形外轮廓52。在优选实施例中，球形壳体31是导体，例如铝。
球形壳体31的插孔58是驱动接口，其适于容纳驱动件，以移动可移动保持件组件90。在例示性实施例中，插孔58具有六边形形状。
参照图8，由前、后接触保持件26、12的外径36、76所限定的延伸外径，通过干涉配合而固定在球形壳体31的孔51中。为了增强干涉配合，可以包括设置在后接触保持件12的外径76周围的键75，如图11所示。球形壳体31可以具有对应的配合槽37，如图14所示。本领域普通技术人员应该认识到，也可以采用其它适合的紧固方法，如使用粘合剂、销钉、螺纹、夹子、或带子。
而且，如图8所示，因为负电极接触件29的弯曲臂部49被构造成沿径向突出超过前接触保持件26的外径36，所以当球形壳体31与接触保持件26、12组装时，弯曲臂部49与球形壳体31的孔51摩擦地接合。这样，例示性实施例公开了一种在负电极接触件29与球形壳体31之间提供电连接的方法。
仍然参照图8，球形壳体31的背面54靠在后接触保持件12的台肩74上。优选地，球形壳体31和后接触保持件12被构造成，当组装好以后，球形壳体31的球截形外轮廓52和后接触保持件12的球截形后轮廓39大体上形成共同的连续的球形表面。
灯359通过孔32由可移动保持件组件90容纳。灯电极357、358延伸穿过孔32，并分别摩擦地接合正电极接触件28和负电极接触件29的颈部44、48。该例示性实施例公开了一种保持并实现与灯359的电连接的方法。对本领域技术人员来所很显然，也可以采用其它结构来容纳灯359并实现与灯电极357、358的电连接。
参照图7，在可移动组件40的保持件壳体22中，示出了与端盖16、套筒固定件18、上弹簧件24、和上接触组件70有关的可移动保持件组件90。在例示性实施例中，保持件壳体22、套筒18、和上接触组件70的外形轮廓一起限定了可移动保持件组件90可在其中移动的外壳。
参照图7，保持件壳体22通常是中空圆柱结构，其包括：隙孔67、外形轮廓69、一对进出孔72、凸轮从动件容纳件73、和卡扣槽68。隙孔67设置在保持件壳体22的前端部上，并延伸至外形轮廓69。隙孔67的尺寸设置成提供用于可移动保持件组件90的外径36与灯359之间的间隙，并涵盖可移动保持件组件90的移动范围。外形轮廓69通常与保持件壳体22的内径交融，并对应于球形壳体的外轮廓52。
在例示性实施例中，保持件壳体22的凸轮从动件容纳件73是螺纹端口。成对的进出孔72通常设置为间隔180°，并且每个进出孔延伸穿过保持件壳体22的壁。卡扣槽68设置成朝向保持件壳体22的后部，并包括前侧部和后侧部，前侧部是锥形的，后侧部通常垂直于保持件壳体22的轴线。在优选实施例中，保持件壳体22是导体，例如铝。
仍然参照图7，套筒固定件18包括：圆柱形后部62、凸缘63、和通孔64。凸缘63的前部包括配合轮廓65，该配合轮廓65通常与可移动保持件组件90的后轮廓39一致。在例示性实施例中，配合轮廓65是球截形。在优选实施例中，套筒固定件18是非导体，例如塑料。
参照图7和15，端盖16通常是中空圆柱结构，其包括三个挠性段202和三个刚性段203，它们交替地布置在后端部周围。在所示实施例中，挠性段202和刚性段203中的每一个均通过在圆周方向等间隔设置的六个释放槽204所限定。外突部206位于三个挠性段202中的每一个上。每个外突部206均包括前端锥部208和背面212。背面212通常垂直于端盖16的轴线。连接每个刚性段203的是内支撑214。内支撑214包括具有三个轮辐217的轮轴215。每个轮辐延伸至三个刚性段203中的一个上。轮轴215包括位于前面侧的支撑锥部216和内直径218。
端盖16具有外径，该外径对应于保持件壳体22的内径。因为具有释放槽204，当端盖16与保持件壳体22装配时，挠性段202可以充分地向内弯曲。每个外突部206装入保持件壳体22的卡扣槽68内，并且其尺寸设置成，使得背面212靠在卡扣槽68的后面上。在优选实施例中，端盖是非导体，例如塑料。
参照图7，上接触组件70是弹簧偏压导体，其为可移动保持件组件90提供能量通路。上接触组件70包括：接触杆77、接触插座78、和接触弹簧79。
参照图16，接触杆77包括：接触端部116、盲孔117、外锥部222、和前外径224。在具有盲孔117的情况下，接触杆77类似于插座。盲孔117的尺寸设置成容纳接触弹簧件79。在优选实施例中，接触弹簧件79从盲孔117延伸出来，并靠在接触插座78上。
参照图17，接触插座78是开放式插座，包括端部接触112和内径114。在优选实施例中，端部接触112具有与接触底部46的轮廓相配合的球形轮廓，该轮廓与可移动保持件组件90的后轮廓39一致。
参照图7，为了装配上接触组件70，接触插座78套在接触杆77上，而接触弹簧件79容纳在其间。接触杆77的前外径224和接触插座78的内径114的尺寸设置成，部件可以轴向地相对滑动，而不会有横向移动。因为上接触组件70对可移动保持件组件90以及对灯359形式的基点光源提供电通路，所以接触杆77、接触插座78、和接触弹簧件79优选地是导体，例如铝或铜。
为了装配可移动组件40，可移动保持件组件90安装成，使得球形壳体31的外轮廓52靠在保持件壳体22的外形轮廓69上。可移动保持件组件插孔58与保持件壳体进出孔72对准。套筒固定件18安装成，使得其配合轮廓65靠在可移动保持件组件90的后轮廓39上。上弹簧件24设置在套筒固定件的圆柱形后部62上，并顶靠着套筒固定件凸缘63的后侧。上接触组件70可滑动地定位在套筒固定件的通孔64中，以实现与正电极接触件28的接触底部46的电连接。端盖16安装成固定并保持部件。凸轮从动件组件50可以固定到保持件壳体22上的凸轮从动件容纳件73上。绝缘环53也可以固定到接触杆77的后端部。
设置方式如下，上弹簧件24容纳在套筒固定件18与端盖16之间。一旦外突部206扣入卡扣槽68，壳体保持件卡扣槽68就会防止端盖16向后移动。由于接触杆的锥部222靠在端盖16的支撑锥部216上，接触杆77的向后运动受到了限制。上弹簧件24和接触弹簧79起到保持所需的部件关系的作用。因此，在这里描述了可移动组件40，其中内部部件的组装是通过搭扣配合完成的。
这里所描述的实施例的发明特征不限于组件的特定形式，而是可以利用其它适合的紧固方式。例如，可以采用压配合、压接法、或使用粘合剂将端盖16固定或组装到保持件壳体22上。但是，其中通过如上所述的搭扣配合组装部件的组合提供了部件组件，其易于制造并减低成本，这是因为在不需要保持压配合或干涉配合所要求的紧密度公差，同时也不需要压接操作所要求的专用工具的情况下，就可以完成组装工作。
参照图18，凸轮从动件组件50包括：带肩螺钉97、凸轮从动件127、和衬套87。带肩螺钉97包括设置在其头部的圆周槽118。凸轮从动件127通常是套筒，该套筒在一端具有沉孔，在第二端具有倒角131。衬套87通常是中空圆柱体，在圆周体的一端具有壁厚减小的上凸出部99。为了组装，凸轮从动件127的沉孔定位成邻接带肩螺钉97头部的凸缘。当凸轮从动件127处于适当位置时，通过将上凸出部99压接到圆周槽118中，衬套87固定至带肩螺钉97。凸轮从动件127的倒角131通过将上凸出部99引导进入槽118而使得压接步骤容易进行。通过适当地设定凸轮从动件127的高度，凸轮从动件127和衬套87，可以在安装衬套87之后，围绕带肩螺钉97自由转动。零件的自由转动有利地使得凸轮从动件127和/或衬套87顶靠着凸轮或引导件而更平滑地运动，同时降低了与相邻部件的摩擦。而且，由于衬套87将凸轮从动件固定在适当位置上，凸轮从动件组件50的操作和安装得以简化。结合这里所述的各种发明方面，也可以利用其它适合的凸轮从动件结构。例如，凸轮从动件组件50可以是简单的带肩螺钉。
参照图6，示出了安装在手电筒10中并设置在反射镜模块2中的可移动组件40。反射镜模块2包括很多特征。通常，反射镜模块2包括：反射镜，位于前端；壳体部，大约位于中部，用来容纳可移动组件40；以及支撑结构，位于后端，用来容纳可选电子器件。
参照图19和20，反射镜模块2包括在其前端的反射镜82。反射镜82具有相对于轴线43轴对称的反射面，并包括用于在一端发射光束的第一开口端部83以及第二端部85。轴线43可以由第一开口端部83和第二端部85限定。凸缘84也设置在反射镜模块2的前端。在例示性实施例中，第二端部85是开口的，有利于将光源设置在反射镜82内部。优选地，反射镜82具有大体上为抛物面的反射表面。抛物面结构具有聚焦特性，其中，从聚焦点或焦点发射的光改变方向成为平行光束。也可以采用其它适合的反射镜结构，例如，椭圆形结构。
参照图27，示出了轴对称反射镜的一些特征。反射镜轴线43是反射镜的轴线。反射镜的聚焦点或焦点71位于反射镜轴线43上。
图27还示出了被反射镜改变方向以产生平行光束的光的动作。当基点光源与反射镜的焦点对准时，将会产生反射镜能够产生的大量平行光束。当基点光源未与反射镜的轴线对准时，会发生不希望出现的光散射，导致光束不对称或在形状上被拉长。为了显著减少这样不希望出现的光散射，并使光束形状上的不对称或彗星尾(comet-tail)效果最小化，需要将基点光源与反射镜轴线和焦点对准。
参照图19和20，反射镜模块2的中部包括：内径86、外径底切(undercut)88、和轴向槽94。内径86和外径底切88基本上彼此同轴，并与反射镜82的轴线43同轴。反射镜模块2的内径86对应于可移动组件40的保持件壳体22的外径，从而相对的同轴位移运动可以实现，而不会出现较大的横向运动。轴向槽94是通槽，其设置成基本上平行于反射镜模块2的轴线43。轴向槽94的宽度的尺寸设置成容纳凸轮从动件组件50，从而限制反射镜模块2与可移动组件40之间的在圆周方向上的任何重大相对位移。
参照图6，当可移动组件40位于反射镜模块2的内径86中，且凸轮从动件组件50位于轴向槽94中时，球形壳体31的插孔58也与槽94对准，并可以通过槽94接近插孔58。反射镜模块2的尺寸还设置成，使得由可移动组件40保持的灯359定位在反射镜82的第一开口端部83与第二端部之间。
仍然参照图6，反射镜模块2的外径底切88的尺寸设置成容纳可移动凸轮96。参照图6、21和22，可移动凸轮96包括：凸轮101、进出孔103、止动件105、和锁紧突部107。凸轮101通常是平行槽形式的筒状凸轮，平行槽围绕可移动凸轮96周向延伸。可移动凸轮96的尺寸设置成，当其被安装时，凸轮从动件组件50的凸轮从动件127与凸轮101接合。可移动凸轮96的尺寸还被设置成，使得该凸轮在自由转动的同时被限制在外径底切88的前端和后端之内。因此，凸轮101能够限定可移动组件40的轴向升高、降低、和停留。进出孔103有助于安装或拆卸凸轮从动件组件50。
参照图21，止动件105设置在凸轮101的最前侧附近。如下文更详细的描述，止动件105与本发明的其它特征配合，有助于向使用者提供触觉响应特性，例如指示手电筒10正处于关闭位置。
优选地，可移动凸轮96是由两部分组成的结构，其可以套在反射镜模块2的外径底切88和凸轮从动件组件50上。可移动凸轮96的两部分可以通过现有技术中的适当方法固定。参照图23，在优选实施例中，可移动凸轮96的两部分通过卡扣插头124和配合孔126结合在一起。卡扣插头124包括具有头部134的挠性突部，头部134的尺寸设置成大于裂开轴135的尺寸。每个配合孔126具有沉孔台肩138。构造方式如下，当卡扣插头124插入到配合孔96中时，头部将可移动凸轮搭扣并固定在一起，使之靠着配合孔126的沉孔台肩。
参照图22，锁紧突部107设置在可移动凸轮96的外径上，并在平行于手电筒10轴线的方向上延伸。在优选实施例中，四个锁紧突部107等间隔地设置在可移动凸轮96的外径上。
如所述地设置可移动组件40、反射镜模块2、和可移动凸轮96，相对于可移动组件40转动可移动凸轮96将导致可移动组件40沿反射镜模块2的内径86进行轴向移位。这样，使得灯359可以沿反射镜轴线43平移。
参照图19和20，反射镜模块2的后端包括中部凸缘106和后弯曲段92。在例示性实施例中，两个后弯曲段92限定了朝向反射镜模块2后端的内径86。每个后弯曲段92包括在自由端上的螺纹93。后弯曲段92还限定了其间的间隙111。螺纹93构造成与筒体4的前螺纹部n接合，以将反射镜模块2固定在其上，如图24所示。虽然所示实施例示出了反射镜模块2上的外螺纹和筒体4上的内螺纹，但这种设置是可以互换的。
参照图24，绝缘体109，第一再充电件5、电路组件60、和第二再充电件7插入在中部凸缘106与筒体4的前面之间。弹簧108插入在可移动组件40与电路组件60之间。在例示性实施例中，绝缘体109通常是具有L形横截面的环状体，其靠在中部凸缘106上。第一再充电件5也是环状体，其定位成邻接绝缘体109。
电路组件60优选地包括电子器件，其中，电子器件控制流到灯359上的能量，或调节可再充电电池331的再充电。电路组件60可以包括处理器，用于执行所需的操作和功能。电路组件60插入在第一和第二再充电件5、7之间。电路组件60包括多个接触区域，以选择性地电耦合至第一再充电件5、第二再充电件7、上接触组件70、下接触组件80、和弹簧108。参照图25，示出了设置在电路组件60前侧上接触区域137a-137c。接触区域137a的尺寸和位置被设置成与第一再充电件5耦合，接触区域137b的尺寸和位置被设置成与弹簧108耦合，而接触区域137c的尺寸和位置被设置成与上接触组件70耦合。在电路组件60的后侧(未示出)上，接触区域137d的尺寸和位置被设置成与第二再充电件7耦合，而接触区域137e的尺寸和位置被设置成与下接触组件80耦合。间隙槽115使得电路组件60通过反射镜模块2的后弯曲段92装配。
参照图24，在反射镜模块2的后端附近还设置有弹簧偏压的下接触组件80以及下绝缘体25。类似于上接触组件70，下接触组件80包括接触杆77a、接触插座78a、和接触弹簧件79a；其中，每个部件的尺寸均适当地设置成与下绝缘体25适应。此外，接触杆77a包括凸缘59，其延伸超出接触杆77a的通常是圆柱体部分的外径。接触插座78a还包括悬垂于插座开口端的凸缘。
参照图24，下绝缘体25被构造成容纳下接触组件80，并被固定在反射镜模块2的后端附近。下绝缘体25包括：中心孔33、沉孔台肩115、背面121、凹部122、和挠性臂132。下绝缘体25还包括一些有助于其组装和安装到反射镜模块2后端的结构。
接触插座78a可滑动地设置在下绝缘体25的中心孔33中。下绝缘体的挠性臂132使得接触杆的凸缘59容纳在下绝缘体25的沉孔中。接触插座78a的设置成邻接沉孔台肩115的凸缘在向后的方向上限制接触插座78a的轴向位移。被接触弹簧件79向前偏压的接触杆77a与电路组件60的接触区域137e耦合。
优选地，接触插座78a轴向长度的尺寸被设置成，使得端接触部112a邻接或稍前于背面121，并保持在由下壳体25的凹部122所限定的外壳内。在所示实施例中，凹部122是底部面向手电筒10背部的截头圆锥体形空腔。凹部122的尺寸设置成，比延伸超出电池壳体的电池中心电极338的高度要深。
设置方式如下，当电池被向前推，抵靠在下壳体25的背面121上时，电池的中心电极338与接触插座的端接触部112a接合，并使其凸缘离开下绝缘体的沉孔台肩115。同时，接触弹簧件79a沿朝后的方向推动接触插座78a，使之抵靠在电池的中心电极上，以实现与电池331的弹簧偏压电连接。这样，下接触组件80提供了简单的结构，即使当手电筒受到震动或掉落时，而这会造成一个电池或多个电池331在筒体4内突然轴向地移位，该结构也可以提高部件之间的电耦合。此外，由于接触弹簧件79a可以吸收例如由于不正确操作造成的冲击压力，电池的中心电极和手电筒部件(例如电路组件60)可以受到很好的保护。
而且，由于凹部122的深度大于中心电极338延伸超出电池壳体端部的距离，如果一个电池或多个电池331反向插入到筒体4内，使得电池的壳体电极朝向前方，则不与下接触组件80形成耦合。当电池正确插入时，最前方电池的中心电极被推动，接触并压缩下接触组件80。这种设置可以直接通知使用者电池安装正确。
参照图6，头部组件20设置在手电筒10的前端，并可旋转地安装在反射镜模块2的凸缘84上。头部组件20包括面盖142、透镜144、套筒146、和密封环148。
面盖包括：凸缘152，朝着面盖的轴线而径向延伸；槽153；以及后螺纹154。在所示实施例中，透镜144设置在面盖的槽153中，并定位成抵靠在密封环148上。优选地，透镜144通过搭扣配合装入槽153内，如现有技术中所公知的一样。面盖的凸缘152定位在反射镜模块2的凸缘84前方。后螺纹154适于与套筒146的对应螺纹接合。
套筒146通过盖住轴向槽94和球形壳体31的插孔58，来保护手电筒的内部部件不被污染。套筒146通常是具有锥形外表面的中空圆柱体。套筒146包括围绕其前端的螺纹，以与面盖螺纹154接合。套筒146的前端位于反射镜模块2的凸缘84的后侧。面盖142与反射镜模块2的凸缘84之间的对应直径的尺寸被设置，并控制为间隙配合。构造和设置方式如下，面盖142和套筒146限定环绕反射镜模块凸缘84的间隙外壳，并且头部组件20可以相对于反射镜模块2而围绕手电筒10的轴线旋转。可选地，可以安装间隔件156，以填充多余轴向间隙。在优选实施例中，间隔件156由尼龙制成。
参照图26，套筒146还包括多个锁紧槽151，其对应于可移动凸轮96的锁紧突部107。通过使可移动锁紧突部107与套筒的锁紧槽151配合，当头部组件20围绕手电筒10的轴线旋转时，可以使可移动凸轮96围绕手电筒10的轴线旋转。
参照图6，由于通过凸轮从动件组件50和轴向槽94的协作，可移动组件40被限定在反射镜模块2的内径86内旋转，并且由于可移动凸轮96通过其与外径底切88的协作，在被限定成轴向移位的同时，围绕其轴线自由旋转，所以头部组件20的旋转引起可移动凸轮96的旋转，进而引起可移动组件40在反射镜模块2的内径86内轴向行进。由于反射镜轴线43大体上与反射镜模块2的内径86共轴，固定至可移动组件40前端的光源能够通过头部组件20的旋转沿反射镜轴线43行进。这样，保持在可移动保持件组件90中的灯359的位置可以沿反射镜82的轴线43调节。改变灯359的轴向位置，则相对于反射镜的基点光源有利地改变由手电筒10所产生的光的散射。
上述组合是一个实施例，用于沿反射镜82的轴线43或与之平行地移动基点光源。尽管其它组合可能更适合此目的，但是具有构成控制光源轴向位移精确度的特征(即，内径86)的反射镜82，有利地改进了制造性和生产成本。而且，具有固定至筒体和手电筒其它结构上的反射镜减少了所需部件的数量，并有利地易于制造。
而且，尽管上述实施例使用与头部组件一起旋转的凸轮，以实现光源的轴向平移，但是本发明并不被凸轮的结构和设置所限制。光源可以由其它的合适装置进行轴向平移，例如，具有固定至筒体的凸轮以及将可移动保持件耦合至头部组件。
上述的手电筒10也是一个实施例，适于沿除了平行或顺着反射镜轴线43之外的方向移动基点光源。参照图6，可移动保持件组件90将灯359保持在反射镜82内。为了移动灯359或基点光源3，使用者首先将套筒146从头部组件20上脱开，并沿朝后的方向滑动套筒，以露出轴向槽94，并得以接近球形壳体的插孔58。然后，使用者可以将驱动件(未示出)耦合至插孔58。在优选实施例中，驱动件是耦合至具有六边形形状的插孔58的标准六角键。优选地，驱动件还包括把手，以易于使用者握住驱动件。而且，驱动件优选地构造成使得其可以安置在手电筒10中。
如上所述，可移动保持件组件90由经过套筒固定件18和上接触组件70而设置的弹簧力固定在适当的位置。在所示实施例中，灯359移动，例如通过以能够克服弹簧力的足够压力旋转驱动件，并引起可移动保持件组件90在由保持件壳体22和套筒固定件18所部分限定的球形外壳中滚动。旋转六角键引起灯泡围绕与反射镜轴线43不一致的驱动轴线61旋转，如插孔58所限定的一样。就此而言，插孔58是可移动保持件组件90的驱动接口，有助于基点光源相对于反射镜轴线43移动。
而且，当驱动件如图6中的箭头A所示处于杠杆运动时，可移动保持件组件90可以沿第二方向移动灯359和其灯丝360。通过以这种方式移动驱动件，可移动保持件组件90围绕大体上与第一驱动轴线61成90°的第二驱动轴线在球形外壳中滚动。这样，由保持件组件90保持的灯359具有两个自由度，因此，灯的基点光源可以在限定的区域上移动，在所示实施例中，该区域是大体上垂直或在反射镜轴线43横向上的球形轮廓。这样，基点光源可以与反射镜轴线43对准。
应该注意到，可移动保持件组件90的移动并不被上述的两旋转轴线所限制。可移动保持件组件90的球面形状和容纳可移动保持件组件90的外壳有利地提供了整个运动范围，类似于球窝接合，而且可以沿任何方向操纵驱动件。
在灯移动以将基点光源与反射镜轴线对准之前或之后，通过提供足够的前进力，以保持灯359的位置，通过上弹簧件24所施加的经过套筒固定件18和/或上接触组件70的弹簧力，用作对准锁紧机构。尽管在对准之后可以采用其它保持灯位置的方法，弹簧力，优选地以盘簧的形式，提供了简单有效的结构，以达到所期望的结果。
在上述实施例中，通过操纵可移动保持件组件90的插孔58所限定的轴线，引起基点光源的移动。尽管这里描述了可移动驱动件，驱动件可以与可移动保持件组件90形成一体。
因此，已经描述了可移动保持件的一个实施例，该可移动保持件能够沿相对于反射镜轴线的大体上横向方向移动基点光源，并能够沿反射镜轴线移动基点光源。通过具有这种调节能力，本发明的可移动保持件有助于将基点光源与反射镜的焦点对准。即使在基点光源与焦点沿反射镜轴线对准之后，本发明的可移动保持件仍有助于沿反射镜轴线移动点光源远离焦点，并有助于改变点光源所发出的光的散射。由于上述的对准锁紧机构，基点光源与反射镜轴线的对准得以保持，并且通过沿反射镜轴线往回平移点光源，点光源可以与焦点再次对准。
可移动组件40和可移动凸轮96是一个截然不同的组合，用于相对于反射镜轴线或反射镜的焦点移动并对准基点光源。通过提供这种组合，可以有利地改进手电筒的性能。但是，特别注意的是，本发明并不限于用于相对于反射镜轴线移动基点光源的任何特定组合或设置。
在本发明的另一方面，负载上接触组件70的弹簧与符合后接触保持件12球形后轮廓39的接触底部46接合。有利地，即使由于负载上接触组件70的弹簧符合接触底部46的曲线，存在可移动保持件组件90的移动或旋转，这种接触之间的关系仍提供了两个部件之间的电连接。
在图6的所示实施例中，基点光源的位移范围可以由反射镜模块的轴向槽94、保持件壳体的进出孔72或隙孔67、或者反射镜的第二端部85的尺寸限定。优选地，这些附件结构的尺寸设置成，使得在实现所期望的光源位移范围的同时，可以避免光源接触任何部件并造成损坏。本发明并不限于基点光源移动的任何特定方式，或点光源的位移范围受到限制或控制的方式。
而且，可移动保持件组件90的驱动接口可以是任何适当的组合，该组合可以有助于可移动保持件组件(以及保持在其上的灯)的移动。例如，可移动保持件组件90可以构造成不具有插孔58，从而球形壳体31的球形外轮廓52制作成驱动接口。例如通过适当地设置相邻结构的尺寸，以有助于使用者手指或拇指进入并于外轮廓52接合，可以实现接近球形外轮廓52。为了提高接合，外轮廓52可以是带凸边的或表面粗糙的，以提高与使用者的手或手指的摩擦。在该替换的可移动保持件结构中，使用者通过操纵球形外轮廓52，以在由保持件壳体22和套筒固定件18所部分限定的球形外壳内移动球形壳体31，使用者可以移动灯。
此外，可移动保持件的驱动接口可以是外部结构。例如，可以从具有外六角形状的球形壳体31上突出延伸部。在这种结构中，驱动件可以是插孔或其它与延伸部的外部结构接合的凹型耦合件。如果延伸部的尺寸设置得足够大，使用者可能能够直接操纵可移动保持件，而无需使用驱动件。
还有其它方法来移动点光源。例如，可移动灯保持件可以构造成具有穿过两驱动环而突出的后延伸部。通过设置两驱动环，以沿垂直于手电筒轴线的方向移动，并且通过设置第一和第二驱动环，以沿彼此垂直的方向平移，可以实现两维光源位移范围。类似地，可以沿两个方向平移的单个驱动环也可以产生两维光源位移范围。
而且，上述实施例趋向于沿弓形或非线性路径移动基点光源。本发明不限于基点光源的位移路径。也可以采用点光源的沿相对于反射镜轴线的垂直方向上的线性平移，以对准点光源。本领域技术人员可以认识到，设置成间隔90°并垂直于反射镜轴线的两个驱动件与可移动保持件的耦合，将使得基点光源可以沿垂直于反射镜轴线的平面内的任何方向平移。
本发明还可以设想任何合适的装置来移动基点光源，以将光源与反射镜轴线对准。尽管这里仅描述了移动基点光源的机械装置，本发明不限于仅通过机械装置相对于反射镜而移动基点光源。例如，可以使用电力或机电装置可以用来移动灯和其灯丝。例如通过设置在电路组件60上的微处理器，可以提供对这些装置的控制。因此，本发明不限于移动基点光源的机械或机械控制的装置。
因此，已经公布了用于移动基点光源和将基点光源与反射镜轴线对准的装置。结合有助于平行地或沿上述的反射镜轴线调节点光源位置的结构，手电筒10公布了可以将光源的基点光源与反射镜的焦点或轴线对准的一种结构。
有利地，这里所述的装置在保持电能流向光源的同时，移动基点光源。优选地，手电筒在进行对准步骤的同时是接通的，从而使用者在移动可移动保持件的同时能够在视觉上校验光束的质量。
而且，尽管特定顺序不是必要的，但是使用者可以：(1)接通手电筒；(2)驱动可移动保持件，并移动基点光源，以基本上减少光束的不对称或彗星尾效果，直到观察到大体上对称的光束，这表明基点光源与反射镜轴线大体上对准了；以及(3)旋转头部组件，以沿反射镜轴线轴向平移点光源，直到观察到最亮的光束，这表明基点光源与反射镜的焦点大体上对准了。
由于上述的结构和步骤，可以获得使反射镜(诸如，抛物面反射镜)的聚焦性能最佳化的光束。这样，可以大大减少由未对准的点光源造成的不需要的光分散。而且，由于利用相同的能量可以产生较高亮度的光束，实现了电池能量的有效利用。因此，根据本发明的手电筒可以以比先前已知的手电筒更高级的光学性能等级进行操作。
在所示实施例的优选实例中，后盖322、筒体4、反射镜模块2、套筒146、以及面盖144，通常形成手电筒10的外表面，它们由飞机用的优质的热处理后的铝制造，为了防腐蚀而对其进行阳极氧化处理。优选地，所有的内部电接触表面被适当地形成或机加工，以提供有效导电性。所有的绝缘或非导电部件优选地由聚酯塑料或用于绝缘和阻热的其它合适的材料制成。反射镜82优选地设置有计算机生成的的抛物线反射表面，对其进行金属化，以确保高精密光学特征。可选地，反射镜82可以包括用于阻热的电镀形成的镍基板。
现在将描述手电筒10的电路。参照图6，手电筒10的电路在关闭或ON位置示出。当可移动组件40沿后方充分平移时，电路关闭，从而上接触组件70与电路组件60电耦合。参照图3、6以及图24，当电路关闭时，电能从后方的电池经过其中央接触而传导，该中央接触与设置在其前方的电池的壳体电极相连接。然后电能从前方的电池经过其中央电极传导至耦合至电路组件60的下接触组件80。然后电能选择性地经过电路组件60的电子器件传导至上接触组件70，进而该上接触组件70耦合至正电极接触件28的接触底部46。在经过灯359的灯丝之后，电能经过耦合至负电极接触件29的灯电极358而出现。负电极接触件29的弯曲臂部49电耦合至球形壳体31的孔51，该孔51耦合至保持件壳体22，而保持件壳体22进而耦合至弹簧108，弹簧108电耦合至电路组件60的接触区域137b。电能传导至与筒体前边进行电耦合的第二再充电环7。筒体4电耦合至后盖322。最后，后盖组件20的弹簧件334形成后盖322与后电池的壳体电极之间的电路径，以完成电路。以这种方式，形成电路，以提供电能，点亮光源。
参照图26，为了断开电路或切断(OFF)手电筒10，使用者旋转头部组件20，以充分地向前平移可移动组件40，从而上接触组件70与电路组件60的接触区域137a分离。
现在将描述本发明的触觉响应特征。参照图6，插入到可移动组件40与电路组件60之间的弹簧108，部分地用来进行可移动组件40和电路组件60的电耦合。弹簧108还用来向前偏压可移动组件40，进而向前偏压凸轮从动件组件50，抵靠在凸轮101的前侧。如图21所示，止动件105设置在凸轮101的最前侧附近。因此，当使用者旋转头部组件20，并平移可移动组件远离电路组件60，以关闭手电筒10时，凸轮从动件组件50最终移动进入止动件内的点，该点是可移动组件40距离电路组件60最远的点。由于凸轮101是不同形式的平滑过渡表面，当凸轮从动件组件50移动进入止动件内时，使用者能够感知到凸轮从动件组件50。这样，触觉响应提供给使用者手电筒保持在OFF位置的信息。
类似地，止动件可以设置在凸轮101上的电路关闭的位置。在这种情况下，触觉响应将向使用者表明手电筒保持在ON位置。
尽管已经描述了通过分离上接触组件70与电路组件60之间的接口上的电路而打开和关闭电路的旋转型开关，电路也可以在其它位置打开和关闭。
而且，尽管已经描述了旋转型开关，这里所述的本发明的各个方面并不被所采用的开关方案类型所限定。也可以采用其它合适的开关装置，诸如按钮或电子开关。
手电筒10优选地是可再充电的手电筒。如上所述，手电筒10包括电耦合至电路组件60的导电件5、7。因此，电耦合至导电件5、7的再充电装置或充电器，还将电耦合至电路组件60和可再充电的电池。这样，便携式光源可以再充电，而无需将其从筒体4上拆卸下来。
此外，尽管图中示出了某一灯泡，根据本发明的宗旨可以使用任何适当的基点光源。固定和制作与其它适当的基点光源装置的电连接的方法对本领域技术人员来说应该是已知的。而且，根据本发明的宗旨可以使用弧光灯、LED、或其它发光器件，以提高所产生的光的质量。
上述公布中已经提出了改进的高质量手电筒的各种实施例及其相应的部件。尽管已经描述了本发明的优选实施例，对本领域技术人员来说，可以进行各种更改、替换、实施例替换、和材料替换，并且可以将这些更改和替换利用在实现本发明的各个方面。例如，尽管前端组件包括用于移动基点光源的方面以及用于接通和断开手电筒的方面，但是本发明的点光源方面可以与这里所公布的其它的任何方面一起使用或单独地使用。可以想象所有这些替换实施例均被认为在所附权利要求描述的本发明范围内。
参照图1，以透视方式示出了手电筒10形式的照明装置，作为本发明的实施例。手电筒10结合了本发明的各种特征。这些特征在下面进行详细描述，并在附图中示出，其目的是为了示出本发明的优选实施例。但是，可以清楚地理解，本发明并不限于这里所描述的手电筒。相反，本发明包括结合本发明各种特征中的一个或多个特征的手持或便携式照明装置。还可以理解，本发明针对下面描述的照明装置的每个发明特征。
参照图1、2和3，手电筒10包括：头部组件20、反射镜模块2、基点光源3、筒体4、和后盖组件30。头部组件20、反射镜模块2、和基点光源3设置在筒体4的前端部附近。后盖组件30封闭筒体4的后端部。可选地，第一导电件5、第二导电件7、和电路组件60可以设置在反射镜模块2与筒体4之间。
基点光源3可以是产生光的任何适当的装置，例如，基点光源3可以是发光二极管(LED)、弧光灯、或带有灯丝的白炽灯。基点光源3还可以是卡口型或螺口型灯、或现有技术中已知的其它类型。
参照图3、4和5，在例示性实施例中，基点光源3是灯359。灯359在具有发光灯丝360的一端包括灯泡部361。灯的另一端包括用于密封灯泡端部的玻璃珠362。第一和第二接线端电极357和358延伸通过玻璃珠并进入灯泡部。在灯泡部361中，灯丝360相对的端部连接至电极357和358的端部。优选地，电极大体上平行并与灯轴线363等距地延伸进入灯泡部。
通常在灯359的工作过程中，存在沿着灯丝的基点光源，该基点光源相对于沿着灯丝360的其它点发射大量的光。该点是灯丝最热的部分，并趋向于设置在电极端部之间延伸的金属灯丝的整个长度的中间位置。但是，灯丝上的该基点光源经常并不位于灯的中心轴线上或电极357与358的中间位置。这是由于多种因素造成的。例如，灯丝可以在一个端部相比另一个端部卷绕的更紧，从而灯丝的点光源将偏移到距离一个电极的端部比另一个电极的端部更近，并且更靠近灯的一个侧部。
即使灯丝均匀地卷绕，灯丝也可以连接至电极357、358，这样基点光源不与灯的轴线对准。而且，即使灯丝360的基点光源完全等距地定位在电极357与358的端部之间，如果电极端部本身没有精确地与灯的轴线363等距地间隔开，或如果电极的端部没有完全位于与灯的中心轴线363共同的平面上，不对准还是可能发生。这些不对准问题不是只有灯丝型的灯才具有的，其它基点光源装置，诸如LED和弧光灯等其它类型的灯，也可能有这样的问题。
其中，手电筒10包括可移动保持件，其帮助将移动并将基点光源3与反射镜的特征结构对准，以改进手电筒的性能。具体地说，在例示性实施例中，可移动保持件相对于反射镜轴线保持基点光源，并可以围绕与反射镜轴线不一致的轴线旋转。优选地，可移动保持件可以围绕至少两条旋转轴线旋转。本领域技术人员可以认识到，围绕两条轴线可以旋转的可移动保持件(其中，第二轴线定向为垂直于第一轴线)将导致通常为二维的基点光源位移范围。因此，手电筒10包括将基点光源与手电筒反射镜的特征轴线对准的结构。手电筒10还包括用于沿反射镜轴线移动基点光源，并将基点光源对准至反射镜焦点的结构。应该注意到，本发明不限于基点光源移动或位移所用的特定方式。
参照图3，壳体或筒体4容纳至少一个能量源，例如电池。在例示性实施例中，两个电池331以串联方式设置在筒体4内。但是，本领域技术人员将认识到，筒体4还可以构造成，容纳一个电池，或以串联或并排的平行设置方式容纳两个或两个以上的多个电池。此外，虽然电池331可以包括任何已知尺寸的电池，但是根据例示性实施例的手电筒10尤其适用于C或D尺寸的电池。而且，虽然本发明不限定电池类型，容纳在手电筒10中的电池优选地是可再充电型电池，如锂离子、镍金属氢化物(Nickel Metal Hydride)或镍镉电池。
参照图3，筒体4包括：内表面8、后螺纹部9、和前螺纹部11。后螺纹部9可松开地将筒体4与后盖组件30接合。前螺纹部11可松开地与反射镜模块2接合。筒体4的前面设置为邻接第二导电件7。
例示性实施例的后盖组件30包括后盖322和导电弹簧件334。后盖组件30可以包括可拆装的备用灯保持件，该备用灯保持件设置在朝向与筒体4接合的后盖端部开口的腔体中。可拆装的备用灯保持件可以包括摩擦地保持备用灯的内轮轴。从内轮轴引出的轮辐可以延伸至外轮轴，该外轮轴与形成在后盖322中的腔体的内表面摩擦接触，以防止损坏备用灯。
后盖322优选地包括外螺纹332的区域，用于与对应的形成在筒体4内部的后螺纹部9相接合。但是，也可以采用其它适合的装置来将后盖322连接至筒体4，例如弹簧夹。密封元件14可以设置在后盖322与筒体4之间的界面上，以提供水密密封。在优选实施例中，密封元件14是单向阀，其定位成可以防止液流从外部流入手电筒10的内部，同时又能使手电筒内部的过压可以排放或泄出到大气中。但是，本领域技术人员将认识到，密封元件14可以是其它适合的密封装置，例如O形环。
后盖322的与筒体4配合的外螺纹332可以设置有平坦顶部，以便可以通过筒体4与后盖322之间的配合螺纹建立螺旋通道。此外，径向突起可以形成在后盖322的配合面351上，以确保筒体4的端部不提供顶着相邻凸缘的气密密封，从而阻碍过压气体从手电筒内部流出。
在Anthony Maglica的美国专利No.5,113,326中更全面地描述了手电筒中的单向阀的设计和使用，其内容结合于此作为参考。
参照图3，当后盖组件30安装到筒体4上时，弹簧件334在后面电池331的壳体电极335与后盖322之间形成电通路。电通路，通过例如面351和/或配合螺纹，还形成在后盖332与筒体4之间。
弹簧件334还朝着手电筒10的前部向前推动电池331。因此，后面电池331的中心电极337与前面电池331的壳体电极进行电接触，并且前面电池331的中心电极338被推动进入与弹簧的接触，而弹簧偏压设置在手电筒10前端部附近的下接触组件80。
如图6所示，反射镜模块2以固定关系安装在筒体4的前端部。反射镜模块2通常包括：可移动组件40、下绝缘体25、和电路组件60。
图7示出了处于绝缘中的可移动组件40。可移动组件40体现了本发明的几个方面。其中，可移动组件40帮助将基点光源3与反射镜的轴线或焦点对准。可移动组件40还包括在保持点光源与能量源电接触的同时帮助点光源移位的结构，使得使用者可以在灯丝对准过程中对从手电筒发射的光束的质量进行视觉上的评估。
可移动组件40包括：端盖16、套筒固定件18、保持件壳体22、上弹簧件24、凸轮从动件组件50、上接触组件70、和可移动保持件组件90。
参照图8，其中，可移动保持件组件90保持灯359，并且可以相对于手电筒反射镜移动。可移动保持件组件90可以采用能够容纳光源并响应驱动压力而移动的其它结构形式。而且，虽然图8所示的例示性实施例是组装件，可移动保持件组件90可以是具有必要特征的整体结构。在例示性实施例中，可移动保持件组件90包括：前接触保持件26、后接触保持件12、正电极接触件28、和负电极接触件29、以及球形壳体31。
图9示出了前接触保持件26的透视图。图10示出了前接触保持件26的横断面的透视图。前接触保持件26包括一组腔体，腔体尺寸设置成，容纳正电极接触件28和负电极接触件29的部分。前接触保持件26包括：一对孔32、一对接触腔体34、一对接触槽35、对准槽6、外径36、和台肩38。孔32是通孔，其从前接触保持件26的前部延伸，并且每一个均与成对的接触腔体34中的一个相连通。在例示性实施例中，接触腔体34是矩形腔体，其延伸至前接触保持件26的后端部。在优选实施例中，前接触保持件26是由非导体制成的，例如塑料。
参照图8，后接触保持件12设置成邻接前接触保持件26的后端部。图11示出了后接触保持件12的透视图。图12示出了后接触保持件12的横断面的透视图。后接触保持件12包括：一对后接触腔体56、一对释放(relief)槽27、后轮廓39、对准突部42、后台肩74、和后外径76。对准突部42的尺寸设置成与前接触保持件26的对准槽6对应，并对准前接触保持件和后接触保持件的相应腔体。后轮廓39优选地是球体的一部分。后接触腔体56的尺寸和结构设置成，延伸前接触保持件26的接触腔体34。后外径76对应于前接触保持件26的外径36。在优选实施例中，后接触保持件12由非导体制成，例如塑料。
参照图8和13，正电极接触件28设置在由前、后接触保持件26、12各自的接触腔体34之一和后接触腔体56所限定的腔体内。正电极接触件28包括颈部44、接触延伸部45、接触底部46、和突部47。颈部44构造成摩擦地容纳灯359的电极357。接触延伸部45的尺寸设置成将正电极接触件28延伸至后接触保持件12的后部。接触底部46通常是圆形的，并构造成与接触保持件26的后轮廓39一致。正电极接触件28的突部47折弯进入另一个后接触腔体56。
仍然参照图8和13，负电极接触件29设置在由前接触保持件26的接触腔体34之一和释放槽27以及后接触保持件12的后接触腔体56所限定的第二腔体内。负电极接触件29包括颈部48和弯曲臂部49。颈部48构造成摩擦地容纳灯电极358。负电极接触件29形成为从接触腔体34中延伸出来，经过释放槽27，并进入腔体槽35，其中弯曲臂部49可以突出超过前接触保持件26的外径36。
在优选实施例中，正电极接触件28和负电极接触件29由片状导电材料制成，该导电材料形成为具有颈部44、48的葫芦状，如图13所示。电极接触的颈部44、48示出了一种摩擦地容纳与之建立电连接的电极的方法，建立电连接的其它合适方法已为本领域技术人员所熟知。为了方便片状导电材料的定形/形成，在导电片上可以采用释放切口。在优选实施例中，电极接触由铜片制成。
参照图8，由前接触保持件26和后接触保持件12各自的外径36和后外径76所限定的延伸外径与球形壳体31的孔51对接。
参照图14，球形壳体31包括：孔51、外轮廓52、背面54、和一对插孔58。在例示性实施例中，孔51大体上垂直于背面54。外轮廓52是球形的，并从背面54相对于孔51对称地延伸。成对的插孔58中的每一个相对于孔51的轴线大体上垂直地延伸，并穿过球形外轮廓52。在优选实施例中，球形壳体31是导体，例如铝。
球形壳体31的插孔58是驱动接口，其适于容纳驱动件，以移动可移动保持件组件90。在例示性实施例中，插孔58具有六边形形状。
参照图8，由前、后接触保持件26、12的外径36、76所限定的延伸外径，通过干涉配合而固定在球形壳体31的孔51中。为了增强干涉配合，可以包括设置在后接触保持件12的外径76周围的键75，如图11所示。球形壳体31可以具有对应的配合槽37，如图14所示。本领域普通技术人员应该认识到，也可以采用其它适合的紧固方法，如使用粘合剂、销钉、螺纹、夹子、或带子。
而且，如图8所示，因为负电极接触件29的弯曲臂部49被构造成沿径向突出超过前接触保持件26的外径36，所以当球形壳体31与接触保持件26、12组装时，弯曲臂部49与球形壳体31的孔51摩擦地接合。这样，例示性实施例公开了一种在负电极接触件29与球形壳体31之间提供电连接的方法。
仍然参照图8，球形壳体31的背面54靠在后接触保持件12的台肩74上。优选地，球形壳体31和后接触保持件12被构造成，当组装好以后，球形壳体31的球截形外轮廓52和后接触保持件12的球截形后轮廓39大体上形成共同的连续的球形表面。
灯359通过孔32由可移动保持件组件90容纳。灯电极357、358延伸穿过孔32，并分别摩擦地接合正电极接触件28和负电极接触件29的颈部44、48。该例示性实施例公开了一种保持并实现与灯359的电连接的方法。对本领域技术人员来所很显然，也可以采用其它结构来容纳灯359并实现与灯电极357、358的电连接。
参照图7，在可移动组件40的保持件壳体22中，示出了与端盖16、套筒固定件18、上弹簧件24、和上接触组件70有关的可移动保持件组件90。在例示性实施例中，保持件壳体22、套筒18、和上接触组件70的外形轮廓一起限定了可移动保持件组件90可在其中移动的外壳。
参照图7，保持件壳体22通常是中空圆柱结构，其包括：隙孔67、外形轮廓69、一对进出孔72、凸轮从动件容纳件73、和卡扣槽68。隙孔67设置在保持件壳体22的前端部上，并延伸至外形轮廓69。隙孔67的尺寸设置成提供用于可移动保持件组件90的外径36与灯359之间的间隙，并涵盖可移动保持件组件90的移动范围。外形轮廓69通常与保持件壳体22的内径交融，并对应于球形壳体的外轮廓52。
在例示性实施例中，保持件壳体22的凸轮从动件容纳件73是螺纹端口。成对的进出孔72通常设置为间隔180°，并且每个进出孔延伸穿过保持件壳体22的壁。卡扣槽68设置成朝向保持件壳体22的后部，并包括前侧部和后侧部，前侧部是锥形的，后侧部通常垂直于保持件壳体22的轴线。在优选实施例中，保持件壳体22是导体，例如铝。
仍然参照图7，套筒固定件18包括：圆柱形后部62、凸缘63、和通孔64。凸缘63的前部包括配合轮廓65，该配合轮廓65通常与可移动保持件组件90的后轮廓39一致。在例示性实施例中，配合轮廓65是球截形。在优选实施例中，套筒固定件18是非导体，例如塑料。
参照图7和15，端盖16通常是中空圆柱结构，其包括三个挠性段202和三个刚性段203，它们交替地布置在后端部周围。在所示实施例中，挠性段202和刚性段203中的每一个均通过在圆周方向等间隔设置的六个释放槽204所限定。外突部206位于三个挠性段202中的每一个上。每个外突部206均包括前端锥部208和背面212。背面212通常垂直于端盖16的轴线。连接每个刚性段203的是内支撑214。内支撑214包括具有三个轮辐217的轮轴215。每个轮辐延伸至三个刚性段203中的一个上。轮轴215包括位于前面侧的支撑锥部216和内直径218。
端盖16具有外径，该外径对应于保持件壳体22的内径。因为具有释放槽204，当端盖16与保持件壳体22装配时，挠性段202可以充分地向内弯曲。每个外突部206装入保持件壳体22的卡扣槽68内，并且其尺寸设置成，使得背面212靠在卡扣槽68的后面上。在优选实施例中，端盖是非导体，例如塑料。
参照图7，上接触组件70是弹簧偏压导体，其为可移动保持件组件90提供能量通路。上接触组件70包括：接触杆77、接触插座78、和接触弹簧79。
参照图16，接触杆77包括：接触端部116、盲孔117、外锥部222、和前外径224。在具有盲孔117的情况下，接触杆77类似于插座。盲孔117的尺寸设置成容纳接触弹簧件79。在优选实施例中，接触弹簧件79从盲孔117延伸出来，并靠在接触插座78上。
参照图17，接触插座78是开放式插座，包括端部接触112和内径114。在优选实施例中，端部接触112具有与接触底部46的轮廓相配合的球形轮廓，该轮廓与可移动保持件组件90的后轮廓39一致。
参照图7，为了装配上接触组件70，接触插座78套在接触杆77上，而接触弹簧件79容纳在其间。接触杆77的前外径224和接触插座78的内径114的尺寸设置成，部件可以轴向地相对滑动，而不会有横向移动。因为上接触组件70对可移动保持件组件90以及对灯359形式的基点光源提供电通路，所以接触杆77、接触插座78、和接触弹簧件79优选地是导体，例如铝或铜。
为了装配可移动组件40，可移动保持件组件90安装成，使得球形壳体31的外轮廓52靠在保持件壳体22的外形轮廓69上。可移动保持件组件插孔58与保持件壳体进出孔72对准。套筒固定件18安装成，使得其配合轮廓65靠在可移动保持件组件90的后轮廓39上。上弹簧件24设置在套筒固定件的圆柱形后部62上，并顶靠着套筒固定件凸缘63的后侧。上接触组件70可滑动地定位在套筒固定件的通孔64中，以实现与正电极接触件28的接触底部46的电连接。端盖16安装成固定并保持部件。凸轮从动件组件50可以固定到保持件壳体22上的凸轮从动件容纳件73上。绝缘环53也可以固定到接触杆77的后端部。
设置方式如下，上弹簧件24容纳在套筒固定件18与端盖16之间。一旦外突部206扣入卡扣槽68，壳体保持件卡扣槽68就会防止端盖16向后移动。由于接触杆的锥部222靠在端盖16的支撑锥部216上，接触杆77的向后运动受到了限制。上弹簧件24和接触弹簧79起到保持所需的部件关系的作用。因此，在这里描述了可移动组件40，其中内部部件的组装是通过搭扣配合完成的。
这里所描述的实施例的发明特征不限于组件的特定形式，而是可以利用其它适合的紧固方式。例如，可以采用压配合、压接法、或使用粘合剂将端盖16固定或组装到保持件壳体22上。但是，其中通过如上所述的搭扣配合组装部件的组合提供了部件组件，其易于制造并减低成本，这是因为在不需要保持压配合或干涉配合所要求的紧密度公差，同时也不需要压接操作所要求的专用工具的情况下，就可以完成组装工作。
参照图18，凸轮从动件组件50包括：带肩螺钉97、凸轮从动件127、和衬套87。带肩螺钉97包括设置在其头部的圆周槽118。凸轮从动件127通常是套筒，该套筒在一端具有沉孔，在第二端具有倒角131。衬套87通常是中空圆柱体，在圆周体的一端具有壁厚减小的上凸出部99。为了组装，凸轮从动件127的沉孔定位成邻接带肩螺钉97头部的凸缘。当凸轮从动件127处于适当位置时，通过将上凸出部99压接到圆周槽118中，衬套87固定至带肩螺钉97。凸轮从动件127的倒角131通过将上凸出部99引导进入槽118而使得压接步骤容易进行。通过适当地设定凸轮从动件127的高度，凸轮从动件127和衬套87，可以在安装衬套87之后，围绕带肩螺钉97自由转动。零件的自由转动有利地使得凸轮从动件127和/或衬套87顶靠着凸轮或引导件而更平滑地运动，同时降低了与相邻部件的摩擦。而且，由于衬套87将凸轮从动件固定在适当位置上，凸轮从动件组件50的操作和安装得以简化。结合这里所述的各种发明方面，也可以利用其它适合的凸轮从动件结构。例如，凸轮从动件组件50可以是简单的带肩螺钉。
参照图6，示出了安装在手电筒10中并设置在反射镜模块2中的可移动组件40。反射镜模块2包括很多特征。通常，反射镜模块2包括：反射镜，位于前端；壳体部，大约位于中部，用来容纳可移动组件40；以及支撑结构，位于后端，用来容纳可选电子器件。
参照图19和20，反射镜模块2包括在其前端的反射镜82。反射镜82具有相对于轴线43轴对称的反射面，并包括用于在一端发射光束的第一开口端部83以及第二端部85。轴线43可以由第一开口端部83和第二端部85限定。凸缘84也设置在反射镜模块2的前端。在例示性实施例中，第二端部85是开口的，有利于将光源设置在反射镜82内部。优选地，反射镜82具有大体上为抛物面的反射表面。抛物面结构具有聚焦特性，其中，从聚焦点或焦点发射的光改变方向成为平行光束。也可以采用其它适合的反射镜结构，例如，椭圆形结构。
参照图27，示出了轴对称反射镜的一些特征。反射镜轴线43是反射镜的轴线。反射镜的聚焦点或焦点71位于反射镜轴线43上。
图27还示出了被反射镜改变方向以产生平行光束的光的动作。当基点光源与反射镜的焦点对准时，将会产生反射镜能够产生的大量平行光束。当基点光源未与反射镜的轴线对准时，会发生不希望出现的光散射，导致光束不对称或在形状上被拉长。为了显著减少这样不希望出现的光散射，并使光束形状上的不对称或彗星尾(comet-tail)效果最小化，需要将基点光源与反射镜轴线和焦点对准。
参照图19和20，反射镜模块2的中部包括：内径86、外径底切(undercut)88、和轴向槽94。内径86和外径底切88基本上彼此同轴，并与反射镜82的轴线43同轴。反射镜模块2的内径86对应于可移动组件40的保持件壳体22的外径，从而相对的同轴位移运动可以实现，而不会出现较大的横向运动。轴向槽94是通槽，其设置成基本上平行于反射镜模块2的轴线43。轴向槽94的宽度的尺寸设置成容纳凸轮从动件组件50，从而限制反射镜模块2与可移动组件40之间的在圆周方向上的任何重大相对位移。
参照图6，当可移动组件40位于反射镜模块2的内径86中，且凸轮从动件组件50位于轴向槽94中时，球形壳体31的插孔58也与槽94对准，并可以通过槽94接近插孔58。反射镜模块2的尺寸还设置成，使得由可移动组件40保持的灯359定位在反射镜82的第一开口端部83与第二端部之间。
仍然参照图6，反射镜模块2的外径底切88的尺寸设置成容纳可移动凸轮96。参照图6、21和22，可移动凸轮96包括：凸轮101、进出孔103、止动件105、和锁紧突部107。凸轮101通常是平行槽形式的筒状凸轮，平行槽围绕可移动凸轮96周向延伸。可移动凸轮96的尺寸设置成，当其被安装时，凸轮从动件组件50的凸轮从动件127与凸轮101接合。可移动凸轮96的尺寸还被设置成，使得该凸轮在自由转动的同时被限制在外径底切88的前端和后端之内。因此，凸轮101能够限定可移动组件40的轴向升高、降低、和停留。进出孔103有助于安装或拆卸凸轮从动件组件50。
参照图21，止动件105设置在凸轮101的最前侧附近。如下文更详细的描述，止动件105与本发明的其它特征配合，有助于向使用者提供触觉响应特性，例如指示手电筒10正处于关闭位置。
优选地，可移动凸轮96是由两部分组成的结构，其可以套在反射镜模块2的外径底切88和凸轮从动件组件50上。可移动凸轮96的两部分可以通过现有技术中的适当方法固定。参照图23，在优选实施例中，可移动凸轮96的两部分通过卡扣插头124和配合孔126结合在一起。卡扣插头124包括具有头部134的挠性突部，头部134的尺寸设置成大于裂开轴135的尺寸。每个配合孔126具有沉孔台肩138。构造方式如下，当卡扣插头124插入到配合孔96中时，头部将可移动凸轮搭扣并固定在一起，使之靠着配合孔126的沉孔台肩。
参照图22，锁紧突部107设置在可移动凸轮96的外径上，并在平行于手电筒10轴线的方向上延伸。在优选实施例中，四个锁紧突部107等间隔地设置在可移动凸轮96的外径上。
如所述地设置可移动组件40、反射镜模块2、和可移动凸轮96，相对于可移动组件40转动可移动凸轮96将导致可移动组件40沿反射镜模块2的内径86进行轴向移位。这样，使得灯359可以沿反射镜轴线43平移。
参照图19和20，反射镜模块2的后端包括中部凸缘106和后弯曲段92。在例示性实施例中，两个后弯曲段92限定了朝向反射镜模块2后端的内径86。每个后弯曲段92包括在自由端上的螺纹93。后弯曲段92还限定了其间的间隙111。螺纹93构造成与筒体4的前螺纹部n接合，以将反射镜模块2固定在其上，如图24所示。虽然所示实施例示出了反射镜模块2上的外螺纹和筒体4上的内螺纹，但这种设置是可以互换的。
参照图24，绝缘体109，第一再充电件5、电路组件60、和第二再充电件7插入在中部凸缘106与筒体4的前面之间。弹簧108插入在可移动组件40与电路组件60之间。在例示性实施例中，绝缘体109通常是具有L形横截面的环状体，其靠在中部凸缘106上。第一再充电件5也是环状体，其定位成邻接绝缘体109。
电路组件60优选地包括电子器件，其中，电子器件控制流到灯359上的能量，或调节可再充电电池331的再充电。电路组件60可以包括处理器，用于执行所需的操作和功能。电路组件60插入在第一和第二再充电件5、7之间。电路组件60包括多个接触区域，以选择性地电耦合至第一再充电件5、第二再充电件7、上接触组件70、下接触组件80、和弹簧108。参照图25，示出了设置在电路组件60前侧上接触区域137a-137c。接触区域137a的尺寸和位置被设置成与第一再充电件5耦合，接触区域137b的尺寸和位置被设置成与弹簧108耦合，而接触区域137c的尺寸和位置被设置成与上接触组件70耦合。在电路组件60的后侧(未示出)上，接触区域137d的尺寸和位置被设置成与第二再充电件7耦合，而接触区域137e的尺寸和位置被设置成与下接触组件80耦合。间隙槽115使得电路组件60通过反射镜模块2的后弯曲段92装配。
参照图24，在反射镜模块2的后端附近还设置有弹簧偏压的下接触组件80以及下绝缘体25。类似于上接触组件70，下接触组件80包括接触杆77a、接触插座78a、和接触弹簧件79a；其中，每个部件的尺寸均适当地设置成与下绝缘体25适应。此外，接触杆77a包括凸缘59，其延伸超出接触杆77a的通常是圆柱体部分的外径。接触插座78a还包括悬垂于插座开口端的凸缘。
参照图24，下绝缘体25被构造成容纳下接触组件80，并被固定在反射镜模块2的后端附近。下绝缘体25包括：中心孔33、沉孔台肩115、背面121、凹部122、和挠性臂132。下绝缘体25还包括一些有助于其组装和安装到反射镜模块2后端的结构。
接触插座78a可滑动地设置在下绝缘体25的中心孔33中。下绝缘体的挠性臂132使得接触杆的凸缘59容纳在下绝缘体25的沉孔中。接触插座78a的设置成邻接沉孔台肩115的凸缘在向后的方向上限制接触插座78a的轴向位移。被接触弹簧件79向前偏压的接触杆77a与电路组件60的接触区域137e耦合。
优选地，接触插座78a轴向长度的尺寸被设置成，使得端接触部112a邻接或稍前于背面121，并保持在由下壳体25的凹部122所限定的外壳内。在所示实施例中，凹部122是底部面向手电筒10背部的截头圆锥体形空腔。凹部122的尺寸设置成，比延伸超出电池壳体的电池中心电极338的高度要深。
设置方式如下，当电池被向前推，抵靠在下壳体25的背面121上时，电池的中心电极338与接触插座的端接触部112a接合，并使其凸缘离开下绝缘体的沉孔台肩115。同时，接触弹簧件79a沿朝后的方向推动接触插座78a，使之抵靠在电池的中心电极上，以实现与电池331的弹簧偏压电连接。这样，下接触组件80提供了简单的结构，即使当手电筒受到震动或掉落时，而这会造成一个电池或多个电池331在筒体4内突然轴向地移位，该结构也可以提高部件之间的电耦合。此外，由于接触弹簧件79a可以吸收例如由于不正确操作造成的冲击压力，电池的中心电极和手电筒部件(例如电路组件60)可以受到很好的保护。
而且，由于凹部122的深度大于中心电极338延伸超出电池壳体端部的距离，如果一个电池或多个电池331反向插入到筒体4内，使得电池的壳体电极朝向前方，则不与下接触组件80形成耦合。当电池正确插入时，最前方电池的中心电极被推动，接触并压缩下接触组件80。这种设置可以直接通知使用者电池安装正确。
参照图6，头部组件20设置在手电筒10的前端，并可旋转地安装在反射镜模块2的凸缘84上。头部组件20包括面盖142、透镜144、套筒146、和密封环148。
面盖包括：凸缘152，朝着面盖的轴线而径向延伸；槽153；以及后螺纹154。在所示实施例中，透镜144设置在面盖的槽153中，并定位成抵靠在密封环148上。优选地，透镜144通过搭扣配合装入槽153内，如现有技术中所公知的一样。面盖的凸缘152定位在反射镜模块2的凸缘84前方。后螺纹154适于与套筒146的对应螺纹接合。
套筒146通过盖住轴向槽94和球形壳体31的插孔58，来保护手电筒的内部部件不被污染。套筒146通常是具有锥形外表面的中空圆柱体。套筒146包括围绕其前端的螺纹，以与面盖螺纹154接合。套筒146的前端位于反射镜模块2的凸缘84的后侧。面盖142与反射镜模块2的凸缘84之间的对应直径的尺寸被设置，并控制为间隙配合。构造和设置方式如下，面盖142和套筒146限定环绕反射镜模块凸缘84的间隙外壳，并且头部组件20可以相对于反射镜模块2而围绕手电筒10的轴线旋转。可选地，可以安装间隔件156，以填充多余轴向间隙。在优选实施例中，间隔件156由尼龙制成。
参照图26，套筒146还包括多个锁紧槽151，其对应于可移动凸轮96的锁紧突部107。通过使可移动锁紧突部107与套筒的锁紧槽151配合，当头部组件20围绕手电筒10的轴线旋转时，可以使可移动凸轮96围绕手电筒10的轴线旋转。
参照图6，由于通过凸轮从动件组件50和轴向槽94的协作，可移动组件40被限定在反射镜模块2的内径86内旋转，并且由于可移动凸轮96通过其与外径底切88的协作，在被限定成轴向移位的同时，围绕其轴线自由旋转，所以头部组件20的旋转引起可移动凸轮96的旋转，进而引起可移动组件40在反射镜模块2的内径86内轴向行进。由于反射镜轴线43大体上与反射镜模块2的内径86共轴，固定至可移动组件40前端的光源能够通过头部组件20的旋转沿反射镜轴线43行进。这样，保持在可移动保持件组件90中的灯359的位置可以沿反射镜82的轴线43调节。改变灯359的轴向位置，则相对于反射镜的基点光源有利地改变由手电筒10所产生的光的散射。
上述组合是一个实施例，用于沿反射镜82的轴线43或与之平行地移动基点光源。尽管其它组合可能更适合此目的，但是具有构成控制光源轴向位移精确度的特征(即，内径86)的反射镜82，有利地改进了制造性和生产成本。而且，具有固定至筒体和手电筒其它结构上的反射镜减少了所需部件的数量，并有利地易于制造。
而且，尽管上述实施例使用与头部组件一起旋转的凸轮，以实现光源的轴向平移，但是本发明并不被凸轮的结构和设置所限制。光源可以由其它的合适装置进行轴向平移，例如，具有固定至筒体的凸轮以及将可移动保持件耦合至头部组件。
上述的手电筒10也是一个实施例，适于沿除了平行或顺着反射镜轴线43之外的方向移动基点光源。参照图6，可移动保持件组件90将灯359保持在反射镜82内。为了移动灯359或基点光源3，使用者首先将套筒146从头部组件20上脱开，并沿朝后的方向滑动套筒，以露出轴向槽94，并得以接近球形壳体的插孔58。然后，使用者可以将驱动件(未示出)耦合至插孔58。在优选实施例中，驱动件是耦合至具有六边形形状的插孔58的标准六角键。优选地，驱动件还包括把手，以易于使用者握住驱动件。而且，驱动件优选地构造成使得其可以安置在手电筒10中。
如上所述，可移动保持件组件90由经过套筒固定件18和上接触组件70而设置的弹簧力固定在适当的位置。在所示实施例中，灯359移动，例如通过以能够克服弹簧力的足够压力旋转驱动件，并引起可移动保持件组件90在由保持件壳体22和套筒固定件18所部分限定的球形外壳中滚动。旋转六角键引起灯泡围绕与反射镜轴线43不一致的驱动轴线61旋转，如插孔58所限定的一样。就此而言，插孔58是可移动保持件组件90的驱动接口，有助于基点光源相对于反射镜轴线43移动。
而且，当驱动件如图6中的箭头A所示处于杠杆运动时，可移动保持件组件90可以沿第二方向移动灯359和其灯丝360。通过以这种方式移动驱动件，可移动保持件组件90围绕大体上与第一驱动轴线61成90°的第二驱动轴线在球形外壳中滚动。这样，由保持件组件90保持的灯359具有两个自由度，因此，灯的基点光源可以在限定的区域上移动，在所示实施例中，该区域是大体上垂直或在反射镜轴线43横向上的球形轮廓。这样，基点光源可以与反射镜轴线43对准。
应该注意到，可移动保持件组件90的移动并不被上述的两旋转轴线所限制。可移动保持件组件90的球面形状和容纳可移动保持件组件90的外壳有利地提供了整个运动范围，类似于球窝接合，而且可以沿任何方向操纵驱动件。
在灯移动以将基点光源与反射镜轴线对准之前或之后，通过提供足够的前进力，以保持灯359的位置，通过上弹簧件24所施加的经过套筒固定件18和/或上接触组件70的弹簧力，用作对准锁紧机构。尽管在对准之后可以采用其它保持灯位置的方法，弹簧力，优选地以盘簧的形式，提供了简单有效的结构，以达到所期望的结果。
在上述实施例中，通过操纵可移动保持件组件90的插孔58所限定的轴线，引起基点光源的移动。尽管这里描述了可移动驱动件，驱动件可以与可移动保持件组件90形成一体。
因此，已经描述了可移动保持件的一个实施例，该可移动保持件能够沿相对于反射镜轴线的大体上横向方向移动基点光源，并能够沿反射镜轴线移动基点光源。通过具有这种调节能力，本发明的可移动保持件有助于将基点光源与反射镜的焦点对准。即使在基点光源与焦点沿反射镜轴线对准之后，本发明的可移动保持件仍有助于沿反射镜轴线移动点光源远离焦点，并有助于改变点光源所发出的光的散射。由于上述的对准锁紧机构，基点光源与反射镜轴线的对准得以保持，并且通过沿反射镜轴线往回平移点光源，点光源可以与焦点再次对准。
可移动组件40和可移动凸轮96是一个截然不同的组合，用于相对于反射镜轴线或反射镜的焦点移动并对准基点光源。通过提供这种组合，可以有利地改进手电筒的性能。但是，特别注意的是，本发明并不限于用于相对于反射镜轴线移动基点光源的任何特定组合或设置。
在本发明的另一方面，负载上接触组件70的弹簧与符合后接触保持件12球形后轮廓39的接触底部46接合。有利地，即使由于负载上接触组件70的弹簧符合接触底部46的曲线，存在可移动保持件组件90的移动或旋转，这种接触之间的关系仍提供了两个部件之间的电连接。
在图6的所示实施例中，基点光源的位移范围可以由反射镜模块的轴向槽94、保持件壳体的进出孔72或隙孔67、或者反射镜的第二端部85的尺寸限定。优选地，这些附件结构的尺寸设置成，使得在实现所期望的光源位移范围的同时，可以避免光源接触任何部件并造成损坏。本发明并不限于基点光源移动的任何特定方式，或点光源的位移范围受到限制或控制的方式。
而且，可移动保持件组件90的驱动接口可以是任何适当的组合，该组合可以有助于可移动保持件组件(以及保持在其上的灯)的移动。例如，可移动保持件组件90可以构造成不具有插孔58，从而球形壳体31的球形外轮廓52制作成驱动接口。例如通过适当地设置相邻结构的尺寸，以有助于使用者手指或拇指进入并于外轮廓52接合，可以实现接近球形外轮廓52。为了提高接合，外轮廓52可以是带凸边的或表面粗糙的，以提高与使用者的手或手指的摩擦。在该替换的可移动保持件结构中，使用者通过操纵球形外轮廓52，以在由保持件壳体22和套筒固定件18所部分限定的球形外壳内移动球形壳体31，使用者可以移动灯。
此外，可移动保持件的驱动接口可以是外部结构。例如，可以从具有外六角形状的球形壳体31上突出延伸部。在这种结构中，驱动件可以是插孔或其它与延伸部的外部结构接合的凹型耦合件。如果延伸部的尺寸设置得足够大，使用者可能能够直接操纵可移动保持件，而无需使用驱动件。
还有其它方法来移动点光源。例如，可移动灯保持件可以构造成具有穿过两驱动环而突出的后延伸部。通过设置两驱动环，以沿垂直于手电筒轴线的方向移动，并且通过设置第一和第二驱动环，以沿彼此垂直的方向平移，可以实现两维光源位移范围。类似地，可以沿两个方向平移的单个驱动环也可以产生两维光源位移范围。
而且，上述实施例趋向于沿弓形或非线性路径移动基点光源。本发明不限于基点光源的位移路径。也可以采用点光源的沿相对于反射镜轴线的垂直方向上的线性平移，以对准点光源。本领域技术人员可以认识到，设置成间隔90°并垂直于反射镜轴线的两个驱动件与可移动保持件的耦合，将使得基点光源可以沿垂直于反射镜轴线的平面内的任何方向平移。
本发明还可以设想任何合适的装置来移动基点光源，以将光源与反射镜轴线对准。尽管这里仅描述了移动基点光源的机械装置，本发明不限于仅通过机械装置相对于反射镜而移动基点光源。例如，可以使用电力或机电装置可以用来移动灯和其灯丝。例如通过设置在电路组件60上的微处理器，可以提供对这些装置的控制。因此，本发明不限于移动基点光源的机械或机械控制的装置。
因此，已经公布了用于移动基点光源和将基点光源与反射镜轴线对准的装置。结合有助于平行地或沿上述的反射镜轴线调节点光源位置的结构，手电筒10公布了可以将光源的基点光源与反射镜的焦点或轴线对准的一种结构。
有利地，这里所述的装置在保持电能流向光源的同时，移动基点光源。优选地，手电筒在进行对准步骤的同时是接通的，从而使用者在移动可移动保持件的同时能够在视觉上校验光束的质量。
而且，尽管特定顺序不是必要的，但是使用者可以：(1)接通手电筒；(2)驱动可移动保持件，并移动基点光源，以基本上减少光束的不对称或彗星尾效果，直到观察到大体上对称的光束，这表明基点光源与反射镜轴线大体上对准了；以及(3)旋转头部组件，以沿反射镜轴线轴向平移点光源，直到观察到最亮的光束，这表明基点光源与反射镜的焦点大体上对准了。
由于上述的结构和步骤，可以获得使反射镜(诸如，抛物面反射镜)的聚焦性能最佳化的光束。这样，可以大大减少由未对准的点光源造成的不需要的光分散。而且，由于利用相同的能量可以产生较高亮度的光束，实现了电池能量的有效利用。因此，根据本发明的手电筒可以以比先前已知的手电筒更高级的光学性能等级进行操作。
在所示实施例的优选实例中，后盖322、筒体4、反射镜模块2、套筒146、以及面盖144，通常形成手电筒10的外表面，它们由飞机用的优质的热处理后的铝制造，为了防腐蚀而对其进行阳极氧化处理。优选地，所有的内部电接触表面被适当地形成或机加工，以提供有效导电性。所有的绝缘或非导电部件优选地由聚酯塑料或用于绝缘和阻热的其它合适的材料制成。反射镜82优选地设置有计算机生成的的抛物线反射表面，对其进行金属化，以确保高精密光学特征。可选地，反射镜82可以包括用于阻热的电镀形成的镍基板。
现在将描述手电筒10的电路。参照图6，手电筒10的电路在关闭或ON位置示出。当可移动组件40沿后方充分平移时，电路关闭，从而上接触组件70与电路组件60电耦合。参照图3、6以及图24，当电路关闭时，电能从后方的电池经过其中央接触而传导，该中央接触与设置在其前方的电池的壳体电极相连接。然后电能从前方的电池经过其中央电极传导至耦合至电路组件60的下接触组件80。然后电能选择性地经过电路组件60的电子器件传导至上接触组件70，进而该上接触组件70耦合至正电极接触件28的接触底部46。在经过灯359的灯丝之后，电能经过耦合至负电极接触件29的灯电极358而出现。负电极接触件29的弯曲臂部49电耦合至球形壳体31的孔51，该孔51耦合至保持件壳体22，而保持件壳体22进而耦合至弹簧108，弹簧108电耦合至电路组件60的接触区域137b。电能传导至与筒体前边进行电耦合的第二再充电环7。筒体4电耦合至后盖322。最后，后盖组件20的弹簧件334形成后盖322与后电池的壳体电极之间的电路径，以完成电路。以这种方式，形成电路，以提供电能，点亮光源。
参照图26，为了断开电路或切断(OFF)手电筒10，使用者旋转头部组件20，以充分地向前平移可移动组件40，从而上接触组件70与电路组件60的接触区域137a分离。
现在将描述本发明的触觉响应特征。参照图6，插入到可移动组件40与电路组件60之间的弹簧108，部分地用来进行可移动组件40和电路组件60的电耦合。弹簧108还用来向前偏压可移动组件40，进而向前偏压凸轮从动件组件50，抵靠在凸轮101的前侧。如图21所示，止动件105设置在凸轮101的最前侧附近。因此，当使用者旋转头部组件20，并平移可移动组件远离电路组件60，以关闭手电筒10时，凸轮从动件组件50最终移动进入止动件内的点，该点是可移动组件40距离电路组件60最远的点。由于凸轮101是不同形式的平滑过渡表面，当凸轮从动件组件50移动进入止动件内时，使用者能够感知到凸轮从动件组件50。这样，触觉响应提供给使用者手电筒保持在OFF位置的信息。
类似地，止动件可以设置在凸轮101上的电路关闭的位置。在这种情况下，触觉响应将向使用者表明手电筒保持在ON位置。
尽管已经描述了通过分离上接触组件70与电路组件60之间的接口上的电路而打开和关闭电路的旋转型开关，电路也可以在其它位置打开和关闭。
而且，尽管已经描述了旋转型开关，这里所述的本发明的各个方面并不被所采用的开关方案类型所限定。也可以采用其它合适的开关装置，诸如按钮或电子开关。
手电筒10优选地是可再充电的手电筒。如上所述，手电筒10包括电耦合至电路组件60的导电件5、7。因此，电耦合至导电件5、7的再充电装置或充电器，还将电耦合至电路组件60和可再充电的电池。这样，便携式光源可以再充电，而无需将其从筒体4上拆卸下来。
此外，尽管图中示出了某一灯泡，根据本发明的宗旨可以使用任何适当的基点光源。固定和制作与其它适当的基点光源装置的电连接的方法对本领域技术人员来说应该是已知的。而且，根据本发明的宗旨可以使用弧光灯、LED、或其它发光器件，以提高所产生的光的质量。
上述公布中已经提出了改进的高质量手电筒的各种实施例及其相应的部件。尽管已经描述了本发明的优选实施例，对本领域技术人员来说，可以进行各种更改、替换、实施例替换、和材料替换，并且可以将这些更改和替换利用在实现本发明的各个方面。例如，尽管前端组件包括用于移动基点光源的方面以及用于接通和断开手电筒的方面，但是本发明的点光源方面可以与这里所公布的其它的任何方面一起使用或单独地使用。可以想象所有这些替换实施例均被认为在所附权利要求描述的本发明范围内。