CN113316697A - 带辐射元件的太阳能灯 - Google Patents

Abstract

公开了一种太阳能灯。该灯包括多个辐射延伸部，每个辐射延伸部由多个扁平面板形成，这些扁平面板可以沿着所述多个扁平面板中的相应扁平面板之间的线相对于彼此折叠；和电子组件，其中灯是可折合的，并且当灯折合时，每个辐射延伸部的扁平面板相对于彼此折叠。

Description

带辐射元件的太阳能灯

相关申请

本申请涉及2016年12月5日提交的美国申请序列号15/804,877、美国临时申请序列号62/430,192，以及2016年11月4日提交的美国临时申请序列号62/417,632，其全部内容通过引用结合于此。

技术领域

该文件总体上描述了一种可折合的太阳能灯或发光体，除了提供照明之外，除了这种灯的不同物理形式之外，该灯还可以用电功率为外部装置供能并由外部装置供能。

背景技术

“生活简单”意味着许多事情，从自给自足、到户外、到自由。在现代世界，生活简单还意味着缺乏属于普通现代生活的一部分并且可以被视为奢侈品或必需品的电气和电子装置。例如，在野外的夜晚，照明会是至关重要的，并且会更容易且简单地由电灯而不是火焰来提供。类似地，用于通信的电子器件（例如，经由各种无线电装置，如AM/FM收音机、市民波段收音机、或者甚至手机或卫星手机）有时对在野外、丛林或内陆旅行的人来说可能是方便的，并且在其他时候，会是关键的，诸如如果旅行者受伤并需要立即援助。在这种情况下，携带足以为整个远征的供电需求的蓄电池或其他电源（例如，发电机）可能是不切实际的。

在因自然灾害而突然陷入恶劣生活条件的地区，这些问题是共有的，并且更加严重。例如，在飓风、台风或大地震之后，传统的电功率供应和配电网络可能会广泛中断。并且对电功率的需求——无论是医疗保健、搜索和救援操作、通信和计算设施的操作、还是类似的——都非常珍贵。像发电机这样的电源可能不容易获得，可能不足够分散而无法满足对光和其他由可能广泛分散的电力供能的东西的需求，且可能太大、太笨重，并且在任何情况下都难以运输。

发明内容

该文件大体描述了用于向便携式电子装置中的多个使用点提供太阳能生成的电力的技术。使用点可以包括作为装置一部分的发光二极管（LED），其中该装置可以采取提灯的形式，该提灯具有灯并且还具有连接到智能手机、平板电脑和其他便携式消费电子装置的低压电源插头。提灯可能够在物理上扩展成其完整提灯形式，诸如矩形盒或圆柱体或球体，并且然后可以折合成扁平形式，例如，其中相对侧在平行的平面中彼此抵靠平放。从扁平形式到扩展形式的扩展可以通过装置内部的可拉伸绳索来辅助，该绳索自然缩短以将装置拉至其扩展形式——从而基本上自动地（在用户的小的初始输入之后）将盒从其变平形式“打开”。扩展也可以通过辅助折合的预先调节的折叠部、切口或不同的材料厚度来辅助。该装置还可以设置有多个太阳能面板，其中，在盒示例中，当其扩展时，每个太阳能面板位于盒的不同侧上，当盒被压平时，每个面板与另一个面板共面，并且当压平的装置被对折时，每个面板可以与另一个面板背靠背地定位——这产生了在其两个外表面上具有太阳能面板的扁平装置，使得它们可以很容易地暴露于阳光，并给装置中的蓄电池充电，使得以后可以使用它来用LED生成光或给如智能手机之类的外部装置充电。

此外，除了提供光和电功率的能力之外，该装置还可以提供附加的功能。例如，构成盒或其他形式的容器的表面可以压印有一个或多个天线，这些天线可以独立地连接到至如智能手机之类的天线的装置并充当至其的天线，或者也可以通过电源连接器连接，以便为智能手机提供比在智能手机的相对小的壳罩的情况下更有效的天线。该灯还可以设置有附加的电子装置，这些电子装置可以插入外部装置（诸如智能手机）中，并充当补充那些外部装置的功能的外围装置。电子器件可以包含蓝牙、WIFI、GPS、天线和各种不同的传感器，以支持终端用户在远离电网的远程区域时的需求。

这种装置的结构——例如，太阳能面板、用于电子部件的印刷电路板、LED灯（例如，电网中）和蓄电池——在装置处于压缩形式时可以全都呈扁平形式，并且可以位于彼此平行的平面中，使得装置可以尽可能扁平地折叠。这种形式可以允许装运成本最小化，可允许可以装运到远程位置的装置的数量最大化，并且可允许用户能够在最小的空间中携带装置。该布置也可以是这样的，使得当灯折合时，太阳能面板全都在灯的一侧上彼此共面，使得折合的灯可以放在表面上（例如，放在桌子上或者从用户背包的后表面悬挂）并且所有的太阳能面板大体朝向太阳。

灯的电子部件的布置可以呈具有多个扁平的、平行的层的分层结构——例如，其中中间层是印刷电路板。例如，LED灯可以直接安装到印刷电路板，太阳能面板也安装到印刷电路板——其中，太阳能面板安装到特定电路板的一侧，且LED安装到相对的一侧，以便产生三层结构。为了使这种结构甚至更薄和质量更轻，可以使用薄的或柔性的电路板来使三层组件小于几毫米的厚度。太阳能电池可以涂覆环氧树脂、ETFE、PET或其他层压件，以保护和固定电池。

在替代实施方式中，太阳能面板可以邻近与太阳能面板尺寸相似的扁平蓄电池（例如，蓄电池在每个特定太阳能面板的后面或侧面）定位，并且PCB可以在太阳能面板和蓄电池两者的后面，例如，在蓄电池的相对于太阳能面板的相对侧上。LED可以进而在与PCB的蓄电池所在位置相对的一侧上安装到PCB。每个这样的分层组件可以位于构成可扩展和可收缩壳体的侧面的面板上，诸如当壳体处于扩展形式时，位于中空立方体或其他三维几何挤压结构、以及其他可能的形状因子的一个或多个面板上，且当壳体处于压缩形式时，位于相对扁平的矩形上。太阳能面板也可以邻近于PCB布置，以进一步最小化总厚度（例如，通过将以下任何两者或全部放置在同一平面上：太阳能面板、PCB和蓄电池）。例如，太阳能面板可以小于1毫米厚，并且邻近于也小于1毫米厚的PCB定位。蓄电池可以邻近于太阳能面板和PCB两者，或者可以在PCB或太阳能面板的后面。将太阳能面板、PCB和蓄电池邻近布置（诸如以三折或多折设计）进一步最小化当灯扩展时的总厚度。

一个或多个充电插头和/或天线插头也可以设置在该装置上，智能手机或类似的消费电子装置可以连接到该装置中，以从灯接收功率和/或无线电接收和/或其他辅助，或者可以向灯提供功率或其他辅助。在这样的示例中，灯的一个部分可以形成可不透水密封的袋或其它容器，充电插头及其绳索的一部分位于其中，使得消费电子装置（例如，智能手机）可以完全滑入袋中、附接到插头、并以不透水的方式充电（当袋被密封关闭时），使得如果灯在进行充电的同时遭受雨水或落入水体中，消费者电子装置将会受到保护。如上所述，充电插头可以包括输出插头和输入插头，输出插头使得灯的蓄电池可以对诸如智能手机的另一个装置充电，输入插头使得灯可以由外部蓄电池操作，和/或其蓄电池可以由外部电池充电——或者取决于连接到它们的装置的种类，可以包括这样的插头：每个插头可以既是输入插头又是输出插头。

在一个实施方式中，公开了一种太阳能灯，其包括平底面板；侧壁，其在灯的第一端处连接到平底面板，其中灯可通过折合和扩展侧壁而扩展和收缩；在灯的与灯的第一端相对的第二端处连接到侧壁的平顶面板；电子组件，其包含在所述平顶面板的防水外壳中，并且具有太阳能面板、可再充电蓄电池、印刷电路板以及附接到所述印刷电路板的一个或多个LED；数据/功率连接器，其附接到电路板、邻近于太阳能面板定位，并且被布置成从蓄电池向灯外部的装置提供功率，从灯外部的装置向蓄电池提供功率，或者两者皆有；以及用于数据/功率连接器的外壳，用户可以打开和关闭该外壳以访问数据/功率连接器，其中当用户关闭该外壳时，该外壳是不透水密封的。

在一些方面，外壳包括通过塑料铰链连接到平顶面板的可移除帽。此外，可移除帽可以围绕其外围形成圆周密封，其中对应的表面安装到平顶面板。该灯可以另外包括手柄，该手柄具有附接到灯的第一部分的第一部段和附接到灯的第二部分的第二部段，该第二部分位于灯的与第一部段所附接的一侧相对的一侧上，并且其中手柄的第一和第二部段包括用于彼此连接的卡扣连接器。此外，灯可以限定密封的内部体积，并且是可充气和可放气的。该灯可替代地或附加地包括多个充电指示器灯，其响应于用户输入，点亮指示蓄电池当前电量水平的几个灯。平底面板和平顶面板可以在它们的边缘处密封到侧壁。此外，数据/功率连接器可以是USB连接器，其可以被布置成仅传递电功率，而不传递数据。

在某些方面，平底面板和平顶面板的外部外围与侧壁的形状匹配，并且围绕外围密封到侧壁。另外，平顶面板可以包括顶片材和底片材，它们形成用于电子组件的口袋，并且其中，顶片材在其中具有孔，以提供对数据/功率连接器的访问。

在一个实施方式中，公开了一种用于发电和提供电力的便携式装置。该装置包括一个或多个扁平太阳能面板；一个或多个蓄电池，其被布置成利用来自所述一个或多个扁平太阳能面板的电功率进行充电；布置成由所述一个或多个蓄电池供能的一个或多个灯；一个或多个电连接器，其被布置成从所述一个或多个蓄电池接收电功率，并连接到便携式电子装置上的组合电力/数据连接；以及可扩展和可折合的壳体，其保持太阳能面板、蓄电池和灯，并且被布置成当扩展时形成中空内部体积，且当收缩时形成扁平面板。可扩展和可折合的壳体可以在扩展时呈矩形盒的形式，并且可以包括侧面面板，侧面面板在它们中具有对角线分隔物，当壳体从扩展状态朝向折合状态移动时，侧面面板打开。该装置还可以包括弹性绳索，弹性绳索位于中空内部体积内并且具有相对的端部，每个端部都连接到壳体。弹性绳索也可以基本上平行于侧面面板分隔物定向，以便趋向于拉开分隔物或推动分隔物闭合，并且作为该动作的一部分，折合或扩展该装置。

在另一个实施方式中，太阳能面板、PCB和蓄电池组合可以集成到可折合立方体的一个侧面中。立方体形状可以在一个或多个面上具有阀或其他形式的空气开口，并且在一个或多个面上具有太阳能面板组件。空气、水或气体可以用来扩展立方体。电子组件可以密封在塑料内（例如，在相对紧密地安装在电子组件周围以防止其相对于灯的其余部分移动的塑料袋中）以便是不透水的。可以使用TPU，PVC、硅树脂或其他形式的材料，并将其密封在一起，以阻挡水。

作为一个示例，可以提供智能手机上的应用程序，该应用程序针对控制这种太阳能灯，并且可以通过该应用程序在智能手机上提供GUI，使得用户可以无线地打开或关闭灯、改变灯中LED的颜色或色温、或者设置灯的其他编程行为。单个计算装置（例如，智能手机或平板电脑）也可以通过一个应用程序单独或以协调组合的方式控制多个灯，诸如通过将多个灯的颜色改变为彼此及时协调的各种不同颜色，或者通过同时打开和关闭所有灯，或者以顺序的方式从一个灯切换到另一个灯。计算装置可以从每个灯接收数据，诸如指示每个灯的蓄电池的电量状态的数据，并且可以向应用程序的用户显示这样的数据。

电子组件可以包括面向立方体外部以收集阳光的太阳能面板、邻近于太阳能面板（例如，在太阳能面板后面或旁边）或熔合到太阳能电池以便堆叠在一起的PCB板、以及堆叠在下面或邻近于PCB和太阳能面板定位的蓄电池。LED可以布置在PCB上（通常在与太阳能面板相对的一侧上），以最大化可折合灯内的光输出。该电子组件可以设置有多个开关或传感器，以便由用户对其进行远程抑或手动控制。一些开关可以面向内部体积的外部，因此用户可以打开或关闭灯，或者以其他方式控制电路（例如，经由来自智能手机或类似装置的蓝牙或WiFi无线数据连接）。

电子组件可以具有其自己的壳体或托盘，以进一步保护它。壳体或托盘可以具有用于LED的孔（并且可以在面向灯内部的一侧上具有镀银涂层，以便最大化回到灯中的光反射）、用于将蓄电池保持在适当位置的区域、以及用于将电路保持在适当位置并支撑端口或天线的附加夹具。除了塑料壳体之外，整个电子组件可以密封在塑料层内，以形成立方体体积的一个表面。在其他变型中，壳体自身可以是透明的，并且直接密封到可折合立方体的体积中。用户可以通过使用多面的PCB或将面向外部的部件附接到单面的PCB来控制电子器件。

在一种变型中，多面的PCB在一侧上具有太阳能电池、开关、指示器LED和端口，并且在相对侧上具有LED。蓄电池堆叠在PCB下方，并且LED布置在蓄电池周围，以避免被阻挡将它们的光照射到壳体中。一层透明塑料可以跨太阳能面板的面延伸，并在其边缘处密封到灯体。因为一些端口或传感器可能需要部分暴露以便有助于电连接，所以塑料帽可以连接到外表面层并布置在端口或传感器上（以便可在端口上移除和替换）。这种塑料帽被设计成紧密地安装在端口周围，以便访问和保护它们。塑料帽在其关闭时形成防水垫圈，并且在其打开时允许访问端口。端口可以是具有功率输入和输出模式的双向USB端口，或者它可以是多个端口或连接器。磁性端口也可用于最小化轮廓和深度。端口可以垂直于电路板或者平行于电路板且紧邻其侧面布置。防水帽是一种防水和保护需要用户访问的部件的简单但有效的方法。

在制造过程中，作为第一步骤，可以将端口帽密封到塑料外层。然后，可以将电子组件插入塑料外层和塑料内层之间。在一些变型中，可以使用多于一个的内层和外层以便保护电子组件。端口帽应小心地在端口上对准，以确保正确放置。端口帽可以是中空的，或者其可以是实心的，并具有在端口上配合的开口。然后，围绕电子组件的多层塑料在外边缘周围密封在一起，以形成不透水密封。用于密封或焊接塑料层的工具可以有孔，当外边缘被密封时，端口帽可以穿过该孔。在另一种变型中，包括端口帽在内的整个顶表面可以被模制或形成为单层，从而减少单独密封端口帽的需要。可以使用附加的粘合剂来确保各层不会移位或移动，并且所有的东西都保持扁平。高频焊接可用于将材料熔合在一起。帽可以由与塑料层相同的材料制成，或者它可以是能够与塑料层有效熔合在一起的另一种材料。如果一种类型材料用于不能密封的帽，则也可以使用非常强的粘合剂来使其有效地防水。粘合剂也可以用来在各层之间形成不透水密封。由于电子组件上的材料层是薄的或者是柔性的，所以可以操纵开关和传感器。在其他变型中，防水按钮通过顶层插入或密封，并提供对按钮的访问。帽也可以在可折合形式的另一个表面上，并且端口在邻近的PCB上，或者通过绳索连接。这种端口实施方式可以与下面讨论的任何一种适当形式的灯一起使用。

在其他变型中，磁性表面或线圈可以用于无线传输功率，并且这可以被密封到一个或多个表面中，从而消除对防水帽或拉链锁的需要。例如，灯可以设置有Qi线圈，当灯放在Qi垫上时，Qi线圈可以接收功率，或者当另一兼容装置平放在灯的顶部上时，Qi线圈可以用作Qi垫。这种无线充电可以通过减少使其防水所需的元件数量来最大化组件的效率，并且允许电子部件甚至更加气密和不透水。替代地，端口自身通过具有涂层抑或通过灯设计可以是防水的，从而也消除了对防水帽的需要。

多供能太阳能灯可以配备有GPS，以允许人们在紧急情况下跟踪用户的位置。这些灯可以有多种传感器类型，从而为用户提供关于事物的有用信息，诸如太阳能充电条件、天气、距离、声级、振动和运动。这些无线、多供能太阳能灯可以经由蓝牙、WIFI或另一类型的连接通过人们手机向他们提供信息。

LED可以具有自动传感器，该传感器在天黑时打开和关闭，或者在下雨时改变颜色。这种信息在紧急时刻会是有用的，并且灯可以发送信号以警告人们，或者传递通知。这种多供能太阳能灯系统还可以彼此共享信息，并创建成组的装置。例如，一组装置都可以全被发送相同的消息来同时开始对另一个装置充电，或者全部打开。这种可折合的多供能太阳能装置的连接系统可以容易地部署，因为它们是可包装的和重量轻的。它们可以被设计成在紧急情况下与其他物资一起空投或将它们投放到不同的位置。当它们到达它们的位置时，它们可以根据需要扩展或折合。

为了最大化太阳能充电条件和使灯相对于太阳的位置扩展或改变取向，扩展和折合会是尤其有用的。例如，太阳能可折合多供能灯可以是带叶子的花朵形状。这些叶子靠近灯泡，并且然后当太阳能面板有足够的阳光给内部蓄电池再充电时，该装置可以扩展以最大化表面积。这种扩展和折合可以完全由传感器自动控制或手动控制。小齿轮或接头可以被控制以扩展或收缩，或者可以使用电线通过电信号来扩展和收缩。智能材料也可以以类似的方式使用，其可以通过电信号、温度变化或其他环境变化来响应或改变形状。这种扩展和折合的自动化为这些装置的远程和自给自足提供了更大的空间。在大面积停电的紧急情况下，成千上万的人可以方便且快捷地部署，以提供充电站或插入电网中以进行对其补充和修复。对于岛屿来说，由于海洋上有如此多未开发的表面积，因此拥有防水的、可以漂浮且易于部署的远程电源具有很大的发电潜力。

在一些方面，所述一个或多个扁平太阳能面板包括一对太阳能面板，当壳体扩展时，这对太阳能面板在矩形盒的邻近侧上彼此成直角，并且当外壳收缩时，这对太阳能面板在扁平面板的单侧上且彼此共面。在其他方面，壳体具有折叠状态，在该状态下，壳体被折合且扁平面板被折叠，并且其中太阳能面板的面在折叠状态下在壳体外侧上定位在彼此相反的方向上，使得两个太阳能面板在折叠状态下暴露于环境光。此外，当装置从扩展状态变为折合状态时，侧面面板的表面可以被预产生折痕以引导侧面面板的折叠。

在其他方面，可扩展和可折合的壳体可以呈多角星的形式；太阳能面板可以从星中心向外沿星的多个点纵向延伸；当装置折合时，星的每个点都可以折合成扁平面板。该星在其点或尖顶上可以具有一个或多个太阳能面板。太阳能电路组件可以在壳体或盒内部防水，并且这个壳体可以密封或直接附接到星的一个或多个点。星可以从塑料或其他材料切割为单独的预先折叠的点，并且然后每个点可以连接在一起形成完整的星。使用可以预折叠和划刻痕的扁平表面的过程允许容易的折合和扩展。小孔或线可以激光切割或压印到材料中，以有助于甚至更平滑的折叠和展开。

在星形形式中，防水LED条可以连接到太阳能电路，并通过星定向，或者LED可以在电路的背面上。磁体、钩环紧固件或小系材可以用来保持星处于其扩展形状。相同类型的设计可以用于花朵形状或其他多面阵列。该材料可以印刷有图案或不同的透明度，以控制LED。因为悬挂的星将会在风中自然地扭曲，所以小传感器或稳定器（例如，磁性的）可以用于通过检测太阳所处的位置和定向太阳能面板来重新定向该星，以优化充电。

在其他方面，当扩展时，可扩展和可折合壳体可以呈截头锥体的形式；并且锥体的截头端可以在装置的与锥体基端相对的一端处，并且当装置折合时可以朝向基端移动。在这种方面，太阳能面板可以位于锥体的平截头端、锥体的平基端或两者。在这种变型中，扬声器可以位于锥体的小端或大端上，并被定向成将声音投射到锥体中。同样在这些方面，壳体可以具有多个平壁作为构成锥体外围的壁。在其他方面，锥体可以包含LED、蓄电池，并作为扩展且然后折合的便携式灯泡发挥功能。锥体可以插入扁平蓄电池组和扁平太阳能面板的更大系统中。这种扁平组-面板太阳能系统可以很容易地运输，并提供小房屋的离网功率。在又一方面，可扩展和可折合的壳体呈多个连接的扁平矩形面板的形式，所述扁平矩形面板被布置成通过卷成多面管而扩展，并且通过展开成扁平片材而折合；并且多个扁平矩形面板中的多者包含太阳能面板。

在该装置的又一方面，所述一个或多个蓄电池可以包括一对蓄电池，每个蓄电池定位在太阳能面板中的相应一者的后面，并且该系统可以被布置成使得任一个太阳能面板可以给任一个蓄电池充电，并且任一个蓄电池可以给所述一个或多个灯和所述一个或多个连接器供能。此外，该装置可以包括可密封和可开封的口袋，该口袋被布置成保护电子装置免受壳体外部的水的影响，并且其中，所述一个或多个电连接器位于口袋内部。另外，太阳能面板、蓄电池和灯可以密封在具有一个或多个透明侧面的一个或多个口袋中，以允许阳光到达太阳能面板，并允许来自灯的光到达壳体的内部。该装置还可以包括控制器，该控制器被布置成通过所述一个或多个连接器进行通信，以将关于装置操作的数据供应给在电子装置上运行的应用程序，并允许向装置的用户显示该数据。

在另一实施方式中，公开了一种使用太阳能灯对消费电子装置充电的方法。该方法包括在光源的可见光路径中放置太阳能灯，该太阳能灯包括一个或多个扁平太阳能面板、被布置成利用来自所述一个或多个扁平太阳能面板的电功率进行充电的一个或多个蓄电池、以及被布置成由所述一个或多个蓄电池供能的一个或多个灯；通过连接到所述一个或多个蓄电池的电绳索将灯连接到消费电子装置；以及经由电绳索将电功率从消费电子装置传递到灯或者从灯传递到消费电子装置。

在某些实施方式中，这里讨论的系统和技术可以提供一个或多个优点。例如，可以提供非常便携的装置，其既可以充当用于各种消费电子装置的灯又可以充当充电器，并且可以从其他装置接收电荷和/或数据。便携式装置可以以其扩展的形式放置，以在诸如露营地或暗室的空间中提供均匀分布的光。并且，它可以被容易地压缩和折叠，以便装运或运输，当其折叠时太阳能面板向外面向，并且当其扩展时太阳能面板也向外面向，使得，当环境光可用时，它可以随时用环境光进行充电。该装置还可以被封装，使得其自己的电子器件与装置外部不透水，并且可以包含可密封的外壳，充电的智能手机或其他便携式电子装置可以放置在该外壳中，以便在这种充电和照明装置最有可能在其中操作的困难环境中提供保护。用于该装置的充电端口也可以放置在该装置的外部边缘处，并且可以具有放置在其上的小的可密封帽，以在它没有连接到外部装置时保持它的不透水性，但是该端口可以被移除以用于连接到外部装置（在该点处连接可以是不透水的，也可以不是不透水的）。在一些实施方式中，具有太阳能面板的多个装置可以电菊花链连接，以向蓄电池组提供附加的电荷，使得用户可以将生成的电荷与特定情况的需求相匹配。结果，这种装置的用户可以以即使在恶劣环境下也将会工作的方式简单地解决多个问题。

一个或多个实施例的细节在附图和以下描述中阐述。从说明书和附图以及权利要求书中，其他特征和优点将变得显而易见。

附图说明

图1A示出了呈扩展形式的照明和充电装置。

图1B示出了被压平的照明和充电装置。

图1C示出了呈压平形式的照明和充电装置。

图1D示出了照明和充电装置的一侧上的可密封外壳。

图1E是照明和充电装置的分解图。

图1F示出了呈扩展形式照明和充电装置的侧视图。

图2A示出了呈压缩且折叠旅行形式的照明和充电装置。

图2B示出了展开和折合的照明和充电装置。

图2C从其背面示出了呈折合形式的照明和充电装置。

图2D从每一侧示出了呈折合和悬挂形式的照明和充电装置。

图2E示出了作为提灯的呈扩展形式的照明和充电装置，该提灯既被安置也被悬挂。

图2F示出了悬挂的和充当提灯的照明和充电装置。

图3A-3B示出了用于照明和充电装置的电子组件的电子结构的两侧的示意图。

图4A-4B示出了呈可折合截头锥体形式的照明装置。

图5A-5E示出呈卷起形式的照明装置。

图6A-6D示出了呈展开的星形件形式的照明装置。

图7A-7C示出了由可变形三角形部件构成的照明装置。

图8A-8C示出了柔性太阳能灯的视图。

图9A-9B示出了具有电气和数据输入-输出端口的可充气灯立方体的俯视图和分解图。

图10A-10C示出了具有到输入/输出端口的侧面通道的可折合太阳能灯的实施例的不同视图。

图11示出了太阳能灯的示例电气示意图。

图12是示出使用照明和充电装置的步骤的流程图。

具体实施方式

本文件大体描述了可折合装置，这些装置使用太阳能以供照明以及为其他装置充电，并从其他装置（诸如智能手机）接收电荷。这里描述的可折叠装置可在它们扩展时采取灯的形式，并且可以限定中空（填充空气的）内部体积，该内部体积帮助将从LED投射的光分散到该体积中（并且可以进一步包括外壳壁上的划刻痕、磨砂或其他机构，以更好地漫射来自外壳的光）。该装置的这种扩展形状可以采取例如矩形盒的形式，诸如具有中空内部体积的立方体、可扩展的星形件、可卷成多面管的面板、以及截头锥体等形式。在矩形盒的示例中，用于壳体的相对侧壁可以至少部分敞开，诸如沿着从一个角到相对的角的对角线，使得盒可以折合成扁平的——即，使得远离刻痕的角可被推向彼此，直到它们在折合状态下几乎接触，并且使得对角刻痕的相对端处的角可被推离彼此，直到它们位于当盒或其他三维形状折合成二维时所形成的扁平面板的相对端处。诸如圆形或扁平绳索的弹性带可以帮助将某些形式朝向它们的打开位置或关闭位置偏压，以帮助用户打开或关闭灯壳体，而不必拉动壳体，除非首先开始打开或关闭它——即，通过将带的每一端附接在远离刻痕线的盒的角边缘处，以便拉动刻痕线使其关闭。因此，壳体可以有效地响应于用户施加的有限启动力而弹开。在矩形盒的示例中，当盒到达其完全扩展的盒配置时，通过使刻痕每一侧上的侧壁彼此接触并锁定，可以防止盒移动通过并越过其打开位置。其他机构也可以附接到壳体的移动部段，以便在适当的情况下将壳体朝向打开或关闭配置偏压。

太阳能面板可以位于盒（或其他形式的灯）的一个或多个侧面上，并且每个太阳能面板可以布置在具有对应蓄电池和电路板的扁平夹层中，在该电路板上安装有一个或多个LED——其中当从上方观察时，相关联的太阳能面板、蓄电池和电路板可以各自具有彼此近似相同的尺寸和形状——并且可以是分层的，例如，作为太阳能面板，然后是蓄电池，然后是电路板，然后是用于点亮灯的LED（尽管这些层中的两层或更多层可以结合，诸如从灯的外部看，通过将相关部件彼此并排放置）。夹层可以是与外部和彼此不透水和/或气密密封的，其中，在太阳能面板上有透明的盖，并且在LED和壳体内部之间有透明的面板。

该装置还可以包括例如覆盖盒的两个面板的可密封的袋，这两个面板没有刻痕并且没有被太阳能面板覆盖，并且袋的尺寸可以设置成当灯装置折合时接受智能手机或其他电子装置。例如，在一个实施方式中，当灯装置折合成扁平矩形时，矩形的一侧可以是来自前一个立方体的两个邻近侧的太阳能面板，并且扁平矩形的相对侧可以是智能手机或袋中的其他电子装置。例如，可以通过沿着袋的整个边缘从袋的一侧接合到另一侧的接缝来密封袋，类似于拉链锁或类似的夹层袋子外壳。电源插头可以位于袋内，使得智能手机（或其他电气和电子装置）可以连接附接到插头、滑入袋中、并且然后密封袋（例如，经由拉链锁型的塑料密封）。插头可以是能够输运电功率和数据的形式，尽管特定的灯可以被布置成仅支持这些特征中的一个而不支持另一个。在其他示例中，诸如在灯设置有固态存储装置的情况下，插头既可以提供和接收数据（例如，使得旅行者可以使用该灯来存储来自智能手机的照片）又可以提供和接收功率。

此外，一个或多个磁体可以集成到灯壳体中（例如，放置在壳体的封闭口袋中或者粘附到构成壳体壁的材料片材）并且可以用于将灯保持到金属物体（例如，容易地将灯从钢梁悬挂或将其粘附到电气面板的门），并且因此其尺寸设置成足以保持比普通含铁材料的灯重量更大的重量，使得灯不容易掉落。这种磁体可以附加地或替代地用于将灯保持在扩展或折合状态（或两者兼有）。例如，对于卷成管的灯，磁体可以结合到构成灯的片材的每个相对端中，并且当片材被卷起并且使端部彼此靠近时，这两个磁体可以彼此扣紧。替代地，卡扣、带和其他结构可以用于将构成壳体的片材的一端联结到片材的另一端，诸如粘附到一端的短塑料带，并且可以捆绑或卡扣到另一端，以便保持灯处于扩展形式。

该装置（无论呈该矩形盒形式还是下面讨论的其他形式）还可以包括电子传感器包，例如GPS包和运动传感器包。这种传感器包可以收集数据并经由灯上的显示器或经由到外部装置的传输向将其显示给用户，和/或可以将收集的数据传输到另一个装置或系统（诸如经由灯中的内置WiFi或蜂窝数据连接和/或到MiFi型装置的传输，MiFi型装置可以放置在灯的不透水隔间中），并且可以经由USB连接从灯接收数据，USB连接可以为MiFi型装置供能并从灯向其提供数据，或者可以简单地为MiFi型装置供能，并且可以向MIfi型装置无线地发送数据。以这种方式，例如，徒步旅行者可以使用灯来收集GPS数据，并且可以使用他们通常用于其他目的的MiFi型装置，以便发送GPS数据（例如，自动通知家人他们在哪里），并且所有这些都可以使用灯的太阳能电池来供能。

现在更特别地参考图，图1A-1C示出了呈扩展形式的照明和充电装置100。装置100在这里被示为具有外壳104的灯，外壳104呈扩展的中空立方体的形式——矩形盒的特定形式，其中所有12个边缘的长度基本相等。外壳104包括在这些边缘之间的六个面板，并且彼此邻近的两个边缘包含太阳能面板102A、102B。在这个示例中，太阳能面板102A、102B被示出在顶部和左侧邻近的面板上，这允许它们和它们相关联的电子器件跨它们共享的角容易地彼此连接。

太阳能面板102A、102B的邻近侧布置还允许两个面板102A、102B以多种不同的配置暴露于阳光。例如，在图1A的配置中，装置100可以从凸片134悬挂，该悬挂将使每个太阳能面板102A、102B与竖直方向成45度角（尽管面对相对相反的方向）放置。结果，如果装置100从凸片134悬挂在外侧，则两个面板都将朝向太阳向上形成角度，并且至少一个面板将朝向太阳形成角度。当装置100折合时，如图1C所示，两个太阳能面板102A、102B位于装置100的同一侧上，并且彼此共面且邻近。通过将两组太阳能面板102A、102B和相关联的电子器件（例如，相关联的片材蓄电池和带有电路板的LED）放置在邻近面板中，则这两组可以更方便地彼此相互连接，使得太阳能面板102A抑或102B可以给任一蓄电池充电，并且任一蓄电池可以给两个面板中任一个的内部部段上的灯提供功率。此外，可以提供单个电子控制器来控制两个面板中的特征的操作，其中电连接只需要穿过它们彼此共享的装置100的角。

外壳104由用于每个面板的柔性塑料片材层制成，其中每个面板可以具有一层或多层。可以在仅仅限定壳体104的一个壁的面板上提供单层，而在面板执行诸如包含电子器件的功能的位置，可以使用多层，并且面板需要既从装置100的外部又从壳体104的内部物理地分离和包含电子器件。邻近面板的层可以沿着两个太阳能面板102A、102B之间的线（角）焊接，以便形成铰链106，并且在外壳104的平行于铰链106的其他边缘处，或者单个塑料片材可以缠绕在外壳104的一个至四个壁周围。如比较处于扩展状态的图1A和处于折合状态的图1C所示，可以看到包括铰链106在内的两个铰链已经从90度打开到180度，并且两者已经从90度关闭到0度。在这里讨论的铰链之间，在面板具有多层的情况下，作为这些层的片材可以构成口袋，在该口袋中可以放置和密封各种电子器件（无论是作为装置100的一部分的永久电子器件，诸如太阳能面板，还是临时电子器件，诸如放置在可密封袋中以进行充电的智能手机），使得装置100在操作中可以基本上不透水。在该示例中，太阳能电池、蓄电池、电路板、电子器件和LED可以被包含在构成装置100两侧上的永久密封（与环境密封）的口袋的层之间（并且那些口袋可以是彼此密封的或者彼此不密封）。位于太阳能面板相对侧上的两个面板可以由一对层形成，其产生单个大口袋，并且是可密封和可开封的，以接收像智能手机之类的电子装置。装置100一侧上的其余面板可以由单层柔性塑料制成，并且可以被布置成扩展和收缩——例如，通过跨每个面板对角地具有打开的刻痕线，并且每个刻痕线平行于相对面板上的刻痕线，或者通过在侧面面板上具有特别拉伸的材料。

装置100在第一次开始从扩展状态移动到折合状态的动作可以通过比较图1A与图1B来观察。在那里，可以在外壳104的侧壁中看到，对角刻痕108或接缝已经从一个横向边缘放置到另一个横向边缘（在图中从左上到右下，并且在相对的面板上有在图中不可见的平行刻痕）。虽然被称为“刻痕”108，但是这种描述意味着仅指示在相对侧上已经形成开口，该开口足以使相关刻痕108的相对侧上的表面彼此远离，使得外壳104的侧面可以从正方形形状移动到菱形形状，且然后移动到扁平形状（图1C）。如这里所示，刻痕是从立方体的一个角对角地延伸到立方体（以及立方体的相对面板上的平行刻痕）的同一面板或面上的相对角的空间。外壳104的折叠可以通过将铰链106压向其相对的铰链（跨外壳104的对角相对）来开始。这种运动可以由装置100经由弹性带112在内部抵抗，弹性带112呈圆形或扁平绳索的形式，其连接在外壳104的其他侧角（平行于铰链106角及其相对角的侧角）之间，并且自然地将这些角拉向彼此。

此外，面板在刻痕108的每一侧上的两个部段可已经沿着它们的中心线107（有效地在不是铰链106的两个边缘和它的相对边缘之间——从邻接刻痕的面板部段的侧面的中心线到该面板部段的相对的三角形角）产生折痕，使得当它们移动分开并且其他边缘一起移动并且因此开始折合这两个面板时，面板将在它们自身的中心处整齐地折叠并且进入外壳104的内部中。

装置100的扩展以相反的方式执行，其中用户将铰链106和其相对的边缘彼此拉开和/或将另一侧边缘推向彼此。在弹性带112已经设置在外壳104内部以帮助将装置100朝向其扩展状态偏压的情况下，可能需要很小的力。

同样，如图1B所示，呈凸片114形式的止动件设置在外壳104的侧面面板上的每个三角形半面板上。凸片114可以是半面板的一体部段，其从每个半面板的侧面稍微延伸，并且定位在每个半面板的彼此不对准的部段处，使得一个半面板的凸片114沿着刻痕108处于不同的位置处，然后是另一半面板的凸片114。凸片114可以定位成使得当壳体104扩展时它们接触，以便更好地将外壳104锁定到其扩展形式中。凸片114稍微延伸到外壳104中或从外壳104中延伸出来（例如，通过塑料面板在其松散边缘处的自然挠曲），以便在装置100达到其完全扩展状态时抓住相对的三角形面板，并且以便防止装置100在相对的配置中压平。

然后，以这种方式，可以提供装置100，其可以通过将光照射到立方体外壳104（或其他中空三维形状）的内部的机构并且使光从立方体的至少两个或四个壁分散来相当均匀地分布光，所述壁包括可以被划刻痕或磨砂以增加和平滑从外壳104射出并进入房间的光量的壁。装置100然后可以容易地折叠成扁平形式，以便于在太阳能面板被暴露的情况下容易的装运或其它运输——例如，使得用户可以在白天将折合的装置100放置在背包上、他们的衣服上、建筑物的外墙上或其他地方，使得装置100可以全天为其蓄电池充电，并且然后在日暮时将其扩展并用作提灯和/或电子装置充电器。图1A-1C中描述和示出的装置100还可以设置有用于向装置外部的装置（诸如智能手机、平板电脑和其他提灯）提供电功率和/或从装置外部的装置接收电功率的机构。在下面的图中更详细地描述了用于这种充电的特定机构。

图1D示出了在照明和充电装置100的一侧上的可密封的口袋124。在这个示例中，口袋124在与如图1C所示的一侧相反的一侧上（例如，在图1A-1C中不可见的两个面板上），并跨盒的不包括太阳能面板102A、102B的两个面板的全长延伸。换句话说，用于外壳104的两个片材（其可以是内部片材和外部片材）在与铰链106相对的边缘处没有彼此焊接，使得这些片材形成口袋，该口袋可以向外封闭，但跨装置100的两个面板是敞开的。

口袋124在这里被示为透明的，并且包括一对电气附件插头122。插头122可以采取例如USB或闪电公插头或母插头的形式，并且被布置成插入各种智能手机或需要定期充电的其他装置（诸如，iPhone智能手机、iPad平板电脑或运行Android操作系统的智能手机或平板电脑）上的功率和数据端口。这种端口插头被设计成及能够提供电荷又能够提供数据传输（例如，如果USB电缆的一端插入一个计算装置中，且另一端插入另一个计算装置中），不过在某些用途中，它们可仅用于提供电功率或充电。因此，它们在本文件中被称为功率/数据连接器。在某些实施方式中，插头可以采取功率/数据连接器的物理形式（例如，USB），但可能有只支持两种功能之一（诸如功率供应）的连接电线。

在某些实施例中，插头122可以向装置上的这种功率和数据端口仅提供（和/或接收）电功率，或者也可以提供数据通信。例如，作为装置100的一部分的控制器（未示出）可以控制从太阳能面板102A、102B向装置100中的扁平蓄电池施加电力的方式，以及如何从蓄电池向LED施加电力。控制器还可以控制如何从面板102A、102B和/或蓄电池向外部装置施加功率，以及潜在地如何将从外部装置接收的功率施加到装置100中的蓄电池和/或LED。用于控制和操作照明以及去往/来自外部装置的充电的特定技术将在下面更详细地描述，并且可适用于本文件中讨论的各种物理形式的提灯。

可密封的开口120被示出在口袋124的一个边缘（短边缘中的一个）处。可密封的开口120可以采取在两个柔性塑料片材上互锁的相对脊的形式，所述两个柔性塑料片材在该位置处构成外壳104（诸如以拉链锁外壳的形式）。因此，诸如智能手机的装置可以通过开口120插入口袋124中，附接到适当的插头122，并且然后开口120可以被拉链封闭。然后，智能手机可以在口袋124的不透水保护装置内充电历时用于传输适当的电力以允许智能手机的适当操作所需的时间量。

袋124可以跨立方体的两个面板的长度延伸，并且口袋124可以在这两个面板之间的边缘角处敞开，使得当智能手机或其他装置处于袋124中并且装置处于折合形式或状态时，智能手机或其他装置可以跨两个面板的长度延伸。构成口袋外壁的面板可以被密封（例如，热封）在其开口120不位于其处的口袋的三个侧面（诸如构成立方体壳体104的两个面板的内部片材）上，并且当壳体104扩展时可以限定外壳104内部的内部空隙的外壁。此外，在一些实施方式中，口袋124处的塑料外层可以由不干扰触摸屏显示器的使用的材料形成，使得用户可以在智能手机仍密封在口袋124内时操作智能手机。

图1E是照明和充电装置100的分解图。总的来说，该视图示出了可以构成外壳104的各种层，尽管在实际实施方式中，这些层将彼此粘附（例如，用粘合剂或经由热或声波焊接）在特定位置处，诸如沿着铰链106的线（见图1A）和外壳104的平行于铰链106的其他边缘——基本上在立方体的所有90度角处，除了口袋跨两个面板延伸的地方。

装置100由各种层构成，包括在其外围处被切割以实现上述功能的塑料片材。这些层可以在制造期间类似于它们在图像中所示的方式那样被定位，并且这些片材可以被联结，以便将各种部件保持在适当位置，并且然后扁平结构可以被折叠，并且具有进一步联结的某些边缘，以便形成前面附图中所示的完全可扩展/可折合的立方体。例如，顶层140呈矩形形式，并且具有尺寸基本相等的四个面板，当层140在制造中形成为盒时，凸片146重叠并粘附到相对的面板。底层142还包括四个正方形面板，每个对应于顶层140中的一个面板。底层142还包括三角形面板146，其在底层142的中间两个正方形面板的两侧上延伸（尽管它们也可以类似地从顶层140延伸）。当装置100呈其作为立方体的扩展形式时，这些三角形面板146可以构成外壳104的侧面。每个这样的三角形面板146包括沿其中心的压缩线148，以便促进相关面板沿着该线（对应于上述图中的中心线107）折叠。这些线可以通过在该位置处对面板划刻痕、在该位置处部分地熔化面板、或者通过形成面板使得片材在压缩线148处更薄来形成。

位于顶层140和底层142之间的是相对扁平的（尽管不如片材扁平）电子层150，顶层140和底层142各自由扁平的塑料片材制成。电子层150可以位于装置100的一个或多个面板中，并且这里位于作为两个独立物理结构的两个面板中。电子层150可以包括太阳能面板、蓄电池、一个或多个印刷电路板、LED、开关和相关联的电路（例如，一个或多个微处理器）,用于操作照明和充电功能。在下面图11的电路图中示出了示例电子器件。在制造过程中，电子层150可以通过如下方式来密封，即，如在此所示那样定位这些层，并且在一些或所有面板的外围处将两个塑料片材彼此密封。一般来说，侧边缘都将是被密封的，而某些横边缘可能不是，诸如两个太阳能面板之间的边缘（或者至少留下一个布线通道，并且其余的边缘将被密封）以及与该边缘相对的边缘（因为密封将会阻止智能手机或其他装置延伸保护袋的整个长度）。

图1F从一侧示出了制造之后的灯100。太阳能面板102A、102B和下面的电子组件150的其余部分示出在灯100的顶部和左面板上。还示出了刻痕108开口，尽管这里它基本上是关闭的，因为灯100处于其扩展状态。图1B和1C的凸片114在该特定实施方式中未示出，尽管它们也可以被包括在内，以帮助防止盒过度延伸且然后在与其正常方向相反的方向上折合。插头122在此示出，从灯100一侧上的面板102B延伸到另一侧。保持面板102B的口袋可以具有与保持面板102A的口袋和将围封插头122的口袋（现在示出）的不透水密封，通过每个这样的口袋可以被电连接，即使它与灯100的外部不透水并且与其他口袋不透水。

在各种实施例中，这里描述的灯100和下面描述的其他形式的灯可以与诸如智能手机或平板电脑的计算机无线交互。这种交互可以包括计算机从灯100获得信息和/或向灯100提供控制信号。在某些实施方式中，多个灯100可以由在单个计算机上运行的单个应用程序来控制，诸如由已经将多个灯放置在她的庭院上和周围并且想要使用她的智能手机上的应用程序来根据她已经设定的目标来协调它们的操作的用户来控制，所述目标诸如在日落时打开、协调地变换颜色以及其他这样的目标。

在一个示例中，灯100可以设置有蓝牙或其他类似的无线网络接口，并且还设置有微处理器控制器，以实现自动打开或关闭整个灯100、打开或关闭灯100的特定LED（但不是所有LED）、使灯100变亮或变暗、改变从灯发出的光的颜色（例如，其中灯具有红色、绿色、蓝色和白色/红白LED）、或者以其他方式影响每个这种灯100的输出的能力。

在某些方面，微处理器可以获得关于灯的状态信息或其他数据，诸如指示灯100中蓄电池的当前电量状态的值，或者由灯100的太阳能面板递送的当前充电率或功率水平。响应于计算机上的应用程序请求这样的数据，可以通过无线接口将这样的数据提供给计算机。该应用程序然后可以显示代表数据的值或图标（例如，示出蓄电池的电量百分比的数字或红色/黄色/绿色图标，其特定颜色大致指示蓄电池的当前电量状态）。该应用程序还可以集成所提供的数据，以便导出感兴趣的另外的值。例如，该应用程序可以从太阳能面板接收指示当前充电率或功率水平的值，以及还有蓄电池的当前电量水平，并且可以计算蓄电池在当前稳态条件下达到充满电所花费的时间量的导出值。类似地，如果计算机诸如通过USB端口从灯100汲取功率，则它可以计算一旦计算机充满电、灯100将具有的剩余的功率量，并且可以在计算机的屏幕上向用户指示该功率量。

在其他方面，计算机可以经由在计算机上前台抑或后台中执行的应用程序为灯100生成控制信号。例如，应用程序的用户可以直接控制灯100，诸如通过按压计算机屏幕上的图标来使灯100立即打开和/或关闭。在另一方面，用户可以触摸色轮上的颜色，以使灯100发出的光的颜色改变。用户可以类似地移动显示在计算机GUI上的滑块，以使灯100变暗或变亮。

以这种方式，然后，灯100在接收功率和接收和传输数据两方面都可以是无线的。有时它可能是有线的——例如，以从墙上插座或智能手机接收功率或向智能手机提供功率——尽管在其大部分时间期间，它可以通过从作为灯100的一部分安装的太阳能面板生成功率来无线操作。某些控件既可以在本地又可以远程地执行（例如，用灯100上的物理按钮和/或经由计算装置上的应用程序的选择来打开/关闭）。其他灯可以仅在本地或仅远程地控制（例如，改变光颜色）。此外，某些数据可以在本地和远程提供，尽管详细程度不同，诸如通过使用灯100上的3或4个LED来显示蓄电池的四分之一电量水平，同时在计算装置的显示器上显示与0和100之间的数字相同的电量水平（因此4部分分级对100部分分级）。

在某些情况下，计算装置可以从灯100外部获得数据，并且可以使用这样的数据来控制灯100。例如，如果用户采用应用程序来使一个或多个灯在黄昏时打开，则计算装置可以访问GPS单元和识别特定GPS位置的当前黄昏时间的在线服务，并且然后应用程序可以通过使用通过向这种在线服务提供位置数据而返回的所获取的黄昏时间数据，在该时间或大约在该时间打开灯100。在另一个示例中，应用程序可以用灯100的位置来编程，并且应用程序可以连续地监控计算装置相对于灯100的位置（如从装置上的GPS单元所确定的）（如先前在应用程序中注册的），以便在计算装置在灯100的预定距离内时，自动地使灯打开。在这种情况下，可以使放置在用户家前面的灯打开以“欢迎”用户回家。

在另外的示例中，一个计算装置和应用程序可以控制多个灯。每个灯最初可以与装置配对，使得当装置靠近每个这样的灯时，应用程序可以显示每个灯的图标或其他视觉指示器。

然后，用户可以采用该应用程序来单独地或以协调的方式控制灯100（灯100可以是彼此没有连线的完全分离的装置，并且每个都包括多个LED）。单独的控制可以是直接的，诸如通过用户按压代表多个灯中特定一个的图标，以便打开或关闭这种选择的灯。单独控制也可以是间接的，诸如通过为每个灯单独设置和存储预定的开关时间。例如，一盏灯可在晚上7点打开，另一盏是在晚上7：30打开，等等。

为了协调的控制，每个灯的变化可以是同时的或顺序的。例如，用户可以使用应用程序将多个灯分组，并且然后可以在由应用程序显示的色轮上选择颜色，以便自动地使每个灯立即改变为所选择的颜色。这种同时控制也可以被编程，诸如通过让计算装置在黄昏时打开所有灯，并在黄昏之后的特定分钟数时关闭所有灯。顺序控制也可以被编程，诸如通过将几个灯布置成一行（例如，沿着行驶或行走路径），由此应用程序可以连续改变灯的颜色，其中沿着路径的每个相继的灯相对于前一盏灯的改变被延迟，以便产生特定颜色从路径的一端行进到另一端的效果。如上所述，这里描述的应用程序及其功能可适用于本文件中描述的任何形状的灯，以及具有或不具有给外部装置充电或被外部装置充电的能力的灯。

图2A示出了呈压缩和折叠的旅行形式的照明和充电装置200。该示例中的装置200可以与参考图1A-1F讨论的装置100相同或相似。如图1A所示，它已经被压缩压平成矩形，并且然后对折成正方形形式（当从顶部看时，立方体的所有六个面板都彼此对准，并且当从侧面看时，它们彼此平行）。可以看到装置200的单个太阳能面板202A面朝上朝向观察者，并且因此可以能够收集光并为包含在装置200内的扁平蓄电池生成电力。如果装置200与图1A-1F中的装置100相同，则另一个太阳能面板（未显示）将面朝下。

柔性带212将该装置一分为二，并完全缠绕在它周围，或者至少完全缠绕它的侧面和顶部周围，以保持其处于非常扁平和紧凑的形式（因此它不会自扩展）。带（或至少在带端部处的一层）可以由普通的钩环材料形成，该材料在一侧上具有钩，并且在相对侧上具有环。因此，带212可以穿过凸片234中的通道，并且按路线返回，以便接触并锁定到自身中，使得它在装置200上保持紧密。带212也可以用对应的卡扣保持紧密，一个卡扣在带212上且另一个卡扣在装置200主体上或者在围绕装置200沿与带212的方向相反的方向延伸的另一个带上。

虽然没有详细示出，但是装置200可以在具有智能手机的袋中具有一个或多个功率/数据连接器9，该连接器诸如呈USB或闪电插头的形式，其可以如以上针对图1A-1E的装置100所述的那样实施。

图2B示出了展开但仍然折合的照明和充电装置200。这里，带212已经被拉离自身，并滑出凸片234。带212的锚定端仍然永久地附接到另一个凸片236，以便不会意外地从装置200分离。在这种模式下，装置200的厚度是其在图2A的折叠模式下的一半，且宽度是其在图2A的折叠模式下的两倍。此外，第二太阳能面板202B现在与太阳能面板202A一起暴露，并且它们两者都朝向彼此相同的方向。在这种模式下，装置200可以放在水平表面的顶部上，并且可以同时将太阳能接收到两个太阳能面板202A、202B中，以便使其充电最大化。例如，用户可以在他们忙碌一天时将装置200放在桌子或屋顶上，并且可以在一天结束时返回到充满电的装置。或者，例如，装置200可以从徒步旅行者背包的背面悬挂下来，其中两个面板都接收阳光。

图2C从其背面示出了呈折合形式的照明和充电装置200。该视图是来自图2B但翻转过来使得太阳能面板朝下的装置200。额外的塑料片材在装置100的这一侧上，并且沿着三个边缘被密封，具有可密封和可开封的第四边缘（例如，最靠近带212的永久凸片236的边缘）。智能手机被示为已经被放入如此形成的袋中（类似于针对图1A-1E讨论的袋），并且第四边缘可以被基本不透水地卡扣关闭（例如，通过拉链锁或其他封闭机构），以便保护智能手机不被弄湿（例如，如果正在下雨或者如果用户是徒步旅行者并且将他们的背包掉到小溪或湖里）。袋的塑料表面可以由不干扰装置上触摸屏的操作的材料形成，使得用户可以将他们的手指压靠在袋的外部以操作保持在袋内部的智能手机。

图2D示出了呈折合和悬挂形式的照明和充电装置200。这里，装置200可以从带212竖直地悬挂，而不是放在水平表面上。当期望来自装置200的一定水平的光并且装置200可以悬挂在房间中时，可以使用这种方法，尽管在这种配置中，智能手机将阻挡大部分光，并且壳体的中空内部将不可用于更好地分布光。更一般地，这种构造可用于将装置200从背包的一部段悬挂，使得两个太阳能电池202A、202B面向外并且能够捕获阳光。

图2E从两个角度将呈扩展形式的照明和充电装置200示为提灯。这是当用户想要从装置200生成真实光时装置200可以采取的形式。当装置200折合时，该装置可以通过将其相对的压缩侧彼此拉开而扩展，并且可以通过连接在外壳的彼此相距最远的边缘之间的弹性绳索的自然收缩来辅助扩展（如以上针对图1A-1E所讨论的）。同样在这个示例中，带212已经穿过凸片234中的开口，该开口的尺寸设置成接收带212。这种配置允许装置200以这样的方式悬挂，即，使具有太阳能面板的壳体的两个面板向上指向，并且因此将另外两个面板指向下方。如图2F所示，那些较低的面板是透明的，带有一些磨砂，并且帮助使光更好地向下分散到悬挂装置200的房间中。

图3示出了用于照明和充电装置的电子结构的两侧的示意图。在该示例中，示出了一对太阳能面板302A、302B，并且它们可以类似于上面讨论的面板102A、102B、202A和202B。面板302A、302B可以采取各种熟悉的形式，并且可以是刚性或柔性面板，或者两者的组合。参考下面的图（例如，图4A、4B、5A、5E、6A-6D、7A、7C、8A-8C）示出和讨论太阳能面板的各种示例位置布置。这里以及上面和下面的其他图中讨论的电子器件可以在那些配置中的每一个中实施，尽管电子组件及其下面的部件的形状和位置变化以匹配每个配置的特定形状。装置的每个这样的形状或配置也可以在具有或不具有本文讨论的外部充电特征（向灯外部的装置或具有太阳能面板和蓄电池的其他装置充电或从其充电）的情况下实施。

面板302A比面板302B稍小，使得两者可以装配在提灯装置的相似尺寸的侧面中，但是面板302A可以为用户控制面板304留出空间，用户控制面板304沿着面板304的一个外围边缘定位，并且覆盖印刷电路板，印刷电路板也在面板302A下方并且平行于面板302A。控制面板304可以包括用于提灯操作者的一个或多个输入和/或输出装置。例如，用户可以推动电源按钮306来点亮提灯，并且可以额外推动几次来将提灯点亮到不同的亮度水平，接连的推动最终循环回到将提灯返回到关闭状态（并且随后的推动将提灯重新打开，并且然后通过不同的亮度水平）。此外，状态LED 308可以在提灯充电时、在蓄电池充满电时或在其他情况下点亮，以便通知用户提灯的特定状态。LED 308也可以以一种或多种速度闪烁，以向用户提供附加信息。数字（例如，七段）显示器（未示出）也可以被提供来示出装置中蓄电池的电量水平（例如，以0到100%的比例分级）。

一对插头310，例如USB和闪电插头，通过电线312连接到面板302A（或者更具体地，连接到面板302A也连接到的印刷电路板），并且可以插入智能手机或其他可充电装置中，以提供已经被面板302A和302B捕获并随后存储在被附接到面板302A和302B背面的扁平蓄电池中的功率，或者从外部装置接收功率以给蓄电池充电。此外，控制面板304以及面板302A和302B两者都可以与电线312一起连接到公共印刷电路板，并且因此与其他部件（例如，控制IC）一起被电连接。

如图3中的下面的示例所示，示出了面板302A和302B的背面（即，该装置已经有效地从上图翻转过来）。当面板被插入到提灯的外壳中时，这些背侧将向内指向提灯的中空中心，无论是直接还是通过构成提灯的内部外壳的透明内层。这些背侧可以是PCB的背侧，可以包括一个或多个LED灯314，LED灯314安装到电路板，并且被连接以由太阳能面板充电的蓄电池供能，并且还向插头310供应电功率。

这些扁平面板的“夹层”结构（其中太阳能面板和控制面板在第一层，印刷电路板在下面的平行层中，且LED在另外的下面的层）中可以采取各种形式。例如，为了省钱，可以在装置的每个面板中使用单个电路板，每个电子部件（太阳能面板、控制面板和发光LED）可以安装到该电路板，其中“向外”部件（太阳能面板和控制面板）安装到电路板的一侧，并且“向内”部件（发光LED）安装到电路板的相对侧。为了在这种布置中容纳扁平蓄电池而不阻挡太阳的太阳能面板的视野或提灯内部的LED的视野，扁平蓄电池可以覆盖少于这里所示的整个正方形。例如，如图3的左下方的表示所示，蓄电池可位于太阳能面板的一半后面，并且LED可能偏移并安装到另一半。根据所识别的蓄电池需求，这种布置可以用于两个面板，并且LED可以位于彼此相对的侧面（例如，图3中的左外侧和右外侧，尽管如所描绘的，右面板使LED居中且那里没有蓄电池）上。

图4A-4C示出了呈可折合截头锥体形式的照明装置400。这种太阳能可再充电装置400可用于照明花园、庭院、游泳池、小路或住宅，如同这里讨论的其他灯一样。它具有集成到面406中的一个中的太阳能LED电路（未示出），当它的一个相对的扁平面（402）在其基部处时，该面可以是它的顶面。太阳能电路具有照射到提灯400的内部体积中的明亮的LED，以及与LED（未示出）相对面对的太阳能面板408，其中PCB（未示出）可以夹在两者之间。该产品被设计成可向下折合成更紧凑的形状因子，其可以在其不使用时轻松运输或储存。

该示例中的装置400被视为具有八个倾斜和渐缩的侧面面板，侧面面板可以由透明或烟熏的柔性塑料材料制成，并且可以像线405一样在锐线处弯曲以构成装置400的八个倾斜侧面。图中所示的结构限定八个倾斜和渐缩侧面面板中的每一个侧面面板围绕其延伸的中心线。

图4A的右边的视图示出了处于折合状态的装置400，其中每个侧壁404可以在围绕装置400延伸为水平线的点处已经被划刻痕或减薄，使得当面406被向下推动时（例如，通过用户的手掌），壁404将像手风琴一样折叠，并且因此允许面406向下移动，直到装置400比其扩展高度短得多。如图所示。

在一些示例中，装置400可以在其内部被密封或可密封并且可充气，使得壁404和面402、406可以形成封闭的内部体积，充气的空气可以被接收到该内部体积中。在图4B中，示出了用于接纳和排出这种空气的阀422。同样如图4B所示，一对装置400可以彼此连接，诸如经由对应面406中的磁体420。当进行这种堆叠或连接布置时，也可以在装置之间进行电连接，使得一个装置（例如，其容纳太阳能面板和/或蓄电池）的功率可以被提供给另一个装置（例如，其容纳LED或用于诸如智能手机等外部装置的连接器）。例如，在这种实施方式中，两个所描绘的灯可以保持太阳能面板、蓄电池和LED，但是它们的连接可允许它们两者通过共享它们已存储在它们的蓄电池中的功率而在最长时间内以单一水平提供光。

这些装置400和连接或卡扣在一起的其它装置（无论是通过机械摩擦配合连接（如乐高积木）还是磁连接）之间的电连接可以由两个或更多个导电延伸部形成，所述导电延伸部抵靠对应的两个或更多个导电垫搁置，或者由每个装置形成，所述装置具有从表面向外延伸并接触从另一个灯的表面向外延伸的其它垫的垫，其中当所述装置彼此压靠在一起时（例如，经由磁力），所述垫可以弯曲回更靠近以与它们的表面齐平。也可以使用其他适当的电连接器，只要它们能够形成可靠且方便的一个或多个电路，其总体目标是经由使装置彼此接触的相同的用户运动并且以允许用户容易地对准装置的方式使它们彼此可靠地连接和断开，由此这种装置对准也将导致电触点的对准和连接。

装置400包含太阳能LED电路（未示出），该电路具有可再充电蓄电池、LED、调节LED和充电的部件、以及连接到电路板的太阳能面板或太阳能电池——其连接方式类似于以上针对其他形式的灯所讨论的方式，尽管其形状不同以匹配装置400的形状。可再充电蓄电池可以由太阳能面板408再充电，或者在某些情况下由诸如微型USB输入的附加功率输入（以上面和下面讨论的其他实施例的方式连接）充电。电路可以具有一个或多个按钮或开关来控制LED和检查蓄电池功率。该电路还可能有自动传感器，该自动传感器在天黑时会自动打开LED，从而使得可以方便地在晚上或作为池（as a pool）使用提灯照亮一条路径。LED照射到主体中，并通过主要材料的表面半漫射或部分地漫射（例如，通过具有烟熏或浑浊外观的材料）。

在该装置以这种方式渐缩的情况下，太阳能面板可以定位在相对的面/端（或两者）中的一个上，在它们向上定位时，它们可以在那里收集阳光。小面/端406上的面板可以使装置在其放置在表面上时更稳定，并且还允许光更有效地向上和向外传播。较大面/端402上的面板允许装置经由较大面板捕获更多的阳光，并更好地向下传播光，并且因此可能特别适合于走道灯。

如图所示，装置400被设计成沿其中心线向下折合，以便在不使用或充电时易于存储或运输。例如，如果有人想把装置400放在一边用于冬天，那么那个人可以很容易地将产品折合起来并存储起来。另外，将其压实还降低了运输它时的装运费用，并且还使得将一个或多个装置400携带在背包或其他存储物品中或上更容易。如上所述，折合可以通过在灯边缘周围的不同高度处放置外周刻痕或其他薄弱点来发生，其中刻痕可以相对于壁的厚度偏离中心，使得每隔一条接缝被偏压以沿相反方向弯曲，以便在灯沿其中心线折合时形成图4A右侧所示的结构。

一个或多个开口可以放置在灯中产生的腔室的壁中，以在灯折合或扩展时让空气进入或排出——无论是空气的运动导致扩展/收缩还是扩展/收缩导致空气进出壳体运动。在灯被设计成可充气的情况下，可打开和可关闭的阀（例如，阀422）——类似于浮动筏形阀——可提供来密封壳体内的空气。在一些实施例中，与照射到壳体中的LED相对的壁可以是部分或全部反射性的，以便将光反射回壳体中，或者可以是基本透明的（尽管可能是浑浊的），以便允许光从灯的底部射出（例如，如果它是悬挂的）。

可以用于壳体的材料是硅树脂材料，但是它也可以是另一种类型的软塑料材料，诸如EVA、TPU、橡胶或另一种混合物。这些材料也可用于与上图和下图一起讨论的其它装置的壁和基底。产品折合是因为侧壁具有不同的厚度或密度，以允许壁相互折合并“折叠”下来。同样的效果可以通过外部织物和为织物提供结构的刚性框架来实现。框架可以具有铰链以允许其折合。

图5A-5E示出了呈卷起形式的照明装置500。这种太阳能可再充电灯和手机充电器可用作轻便、可易于运输的提灯，以用于野营、背包旅行或其他户外活动。该装置500的极为紧凑的设计折叠或卷成管，且展开或铺开成扁平表面。其在折叠时可以兼作手电筒。此外，它可以沿一个方向卷成LED面向外的管，并且沿相反方向卷成LED面向内的管。

现在更具体地参考附图，该设计在装置100的五个不同面板上具有五个太阳能面板502，它们利用柔性电连接彼此连接，该连接器可以穿过装置500的每一侧的面板之间的灯壳体壁的铰链部段。每个装置面板可以由袋形成，袋内对应的电子器件（太阳能面板502、具有适当电路的下面的印刷电路板和下面的LED灯）是不透水密封的。太阳能面板502连接到PCB（并且可以使它们的背侧与相应的PCB接触或者集成到相应的PCB的一个表面中）、可再充电蓄电池522（或者多个蓄电池522）、几个LED 520、524（例如，1-10个，通常均匀且对称地间隔开）、以及调节流向蓄电池522和LED 520、524的电流的附加部件。用于LED的支持电子器件可以位于壳体的一个侧面面板中，并且该面板在其中可以具有或可以不具有LED，而其他面板可在它们中具有LED和太阳能面板502。每个面板可以具有基本透明的内膜和至少在一些边缘处密封到内膜的基本透明的外膜，使得电子组件既在折叠装置500的内部又在外部与大气密封。

装置500可以设置有USB组件508，该USB组件508具有一个或多个USB输入端口以通过外部电源给蓄电池再充电，以及一个或多个USB输出端口以给手机或其他装置（或者可以在任一方向上提供电功率的端口）充电。在这个示例中，组件508位于装置510的一个侧壁段的端部处，其中每个段的形状是等腰三角形，并且具有相同横截面形状的匹配塑料或经橡胶处理的帽，以便当端口没有连接到任何东西时，在组件上提供不透水密封。具有组件508的段也可以包含用于该装置的蓄电池，并且因此不具有用于照明该装置的LED。相比之下，其余的段可以大部分是中空的，并且包含朝向其内部的LED，以便在装置500平放时，使光从每个段的两个壁向外发出。

装置500可以通过具有一个或多个卡扣510、512的带506以卷起形式保持，所述卡扣510、512可以沿着装置500的中间部段在别处与对应的卡扣514配合，所述装置500的中间部段被定位成使得当装置500的段被紧紧地卷起时，带506可以缠绕在装置500的段的周围，并因此将它们保持在卷起的位置。

这种形状有五个侧面，并卷成五边形管（横截面为五边形形状的管）；然而，根据设计，灯也可以替代地容易地具有更多或更少的侧面。这个变型中的表面在该变型内部有五个峰；然而，它也可以是扁平的或者具有不同的挤压横截面形状。

当展开时，太阳能面板502可以一次全部暴露于太阳（它们可以全部在可折叠壳体的每个侧面面板的公共侧面上，在从外部不透水并且任选地彼此不透水的口袋中，尽管彼此电连接或不连接）。用户可以将装置500附接到背包，并在旅途中给其充电。一旦装置500被充电，那么当需要提灯或当需要附加的备用蓄电池来给手机或其他装置再充电时，用户可以将其卷回管形并放入背包中以供使用。在手电筒模式下，装置500在灯管的特定一个端部外聚焦，类似于常规的手电筒——因为额外的LED灯非常靠近装置500的公共端部处的每个面板的一个端部定位。在提灯模式下，LED（在这种设计中是峰）发光穿过表面，并通过材料漫射。发光的表面可以用来照亮帐篷或者在停电时照亮房间——例如，通过将装置500经由带506从房间的侧壁或从房间的中间悬挂。装置500的外边缘具有磁体，使得五边形管保持闭合，并且当一路展开时，装置500也可以形成提灯形状。

图5E示出了装置500的一个版本，通过该版本，多个这样的装置500可以被菊花链连接，以产生生成更大的光表面积的组合装置500。在这个示例中，多个装置500经由卡扣凸片530连接，卡扣凸片530可以在它们的顶侧上具有母连接器，并且在它们的底侧上具有公连接器，使得任何装置500可以卡扣在串中任何其他装置的顶部上或下方。连接可以仅仅是机械的以便产生大的光，或者也可以是电的，因为可以提供电气接触（例如，在卡扣凸片530内部（在一个凸片处具有正连接，并且在另一个凸片处具有负连接）或者在不同的位置处）。利用电连接，可以以类似于上面和下面描述的那样的方式在装置500之间共享功率——例如，一个装置中的蓄电池可以从另一个装置中的太阳能面板接收功率，或者可以向另一个装置中的LED灯提供功率。在某些实施方式中，还可以在不同装置500之间提供数据连接，诸如以传送控制信号，该控制信号使每个装置500响应于来自装置的第一者的用户输入来改变其照明。

这里的装置500可以由各种类型的太阳能面板和电路板构造而成。在一种变型中，装置500可以由柔性太阳能面板和柔性电路板制成，以最小化灯的总厚度和重量。

灯的塑料壳体的主要材料可以是硅树脂或其他类型的柔性材料，诸如EVA、TPU、PET或织物。该材料将通常是透明的或半透明的，以便允许光进入（用于由太阳能面板收集）其中或离开（用于从LED提供给周围大气）它。磁体、卡扣和/或绳索可以附接到灯，并且可以允许用户使灯在不同的位置中保持折叠。太阳能面板和电路可以集成到灯中，使得保护它们不受元件影响。端口上的帽可以布置成紧密配合，以确保端口防水。

图6示出了呈展开的星形件形式的照明装置600。纸星形件提灯经常被用来装饰天井和门廊。图6中所示的设计将太阳能LED电路集成到星形件中，以创建可持续、可再充电、耐用和防水的提灯。太阳能星形件压实成扁平的，并展开以形成星形形状。

如图所示，星形件的尖顶602的一个面具有集成到其中（例如，在面的相对侧面上的两个透明或半透明片材之间的口袋中）的嵌入式太阳能面板608 LED电路。太阳能面板608被定位成面向星形件的外部，以收集阳光并给可再充电蓄电池再充电，从而为LED供能，并且太阳能面板608可以被定位在尖顶602的一侧上，当尖顶从所提供的钩子（未示出）悬挂时，该侧指向上。由太阳能面板608收集的功率可以提供给太阳能面板背侧的PCB上的LED，以便照射到装置600的内部体积中。替代地，或者另外地，在星形件的同一侧上，尖顶602的邻近面向外的面可以具有另一个太阳能面板或者LED灯604的面板，其中在后一种情况下，LED灯可以面向下并且将光投射到装置600的外部。换句话说，光可以被向内引导到由半透明塑料制成的尖顶中，或者光可以从不同于太阳能面板608位于其上的面板的装置面板向外引导，或者两者都有。为了使光的向外方向更加均匀，任何带有灯的面的外层可以被磨砂，而任何带有太阳能面板的面的外表面可以是透明的。

PCB、可再充电蓄电池、LED和调节电流的其他部件位于太阳能面板608的下侧上、在任何给定的具有太阳能面板的尖顶中。这些部件在不同设计配置中可通过电线（例如，PCB迹线）并且在单独位置中彼此连接。另外，如果需要更多的功率，则可以使用更多的太阳能面板608。电路可以被设计成紧凑且防水的（例如，本质上防水抑或通过位于密封口袋内而防水）并完全集成到星形件中，使得当星形件折叠和展开时电路是安全的。LED被配置成照射到星形件形状中（并且潜在地朝向星形件的背侧，在那里它们可以从星形件中穿出或者被反射到星形件壳体的内部中，或者直接从星形件壳体中照射出来，诸如通过被放置在不具有LED的尖顶的表面上）。开关可以位于PCB上，使得用户可以控制LED并且检查蓄电池功率。太阳能星形件也可以具有自动传感器，当有运动或者当周围环境变得足够暗时，它就打开LED。

星形件可以由刚性和柔性材料的组合制成，以为其提供所需的结构，并确保它在不使用时保持轻质和易于包装。在这种设计中，使用的材料可以是半刚性塑料材料以形成框架，以及透明或半透明的硅树脂材料以在框架中形成允许光线通过的窗口。在其他配置中，星形件可以由折叠的半透明或透明塑料片材或织物构造而成。在所有配置中，灯可以设计成压紧成扁平的，并且然后扩展成完全可用的形式。当不使用时，用户可以将灯压紧并存储在用户房屋中，以备需要时使用。在所描绘的配置中，设计是可扩展和可收缩的，但不是可充气的；然而，它可以很容易地被做成封闭的壳，该壳在充气时会扩展成星形形状。磁体、尼龙卡扣、卡扣或小系材可以用来保持星形件处于其扩展形状，并且同样也可以用来保持星形件扁平。材料可以沿着折叠线切割或划刻痕，以产生更锐利的折痕和更平滑的折叠。在一些变型中，太阳能面板可以与星形件分开定位。星形件可以类似于串灯钩在一起并联结在一起，从而在它们之间形成可以改变距离的电连接。这个系统然后可以连接成更大的压实成扁平的蓄电池和太阳能面板系统。

各种尖顶602可以作为单个整体装置（其可以在每个尖顶之间具有永久布线）彼此永久连接，或者可连接和可断开。例如，可以经由放置在每个尖顶的对应内面上的磁体或机械摩擦连接器来发生连接，使得用户可以容易地将尖顶“卡扣”在一起或分开。在一些实施方式中，那些物理连接器还可以提供尖顶之间的电连接。每个尖顶可以只实施光收集（经由太阳能面板），只实施光分配（经由LED），或者两者都实现。例如，星形件中的一个尖顶602可以设置有太阳能面板，而其他尖顶可以设置有LED，并且可以从第一尖顶获得它们的电功率。如果这种星形件的用户期望更长时间的的照明或者另外想要更多的功率，则他们可以将发光尖顶换成功率尖顶，或者仅仅将功率尖顶添加到不完整的星形件（例如，图6C中不完整的星）。每个尖顶中的电路（包括控制电路）可以识别邻近尖顶是提供功率还是寻找功率，并可以根据情况进行调整。此外，在尖顶串联布线的情况下，最靠近电源的尖顶可自己发光，并且如果它确定其他尖顶存在的功率不足，则它可阻止功率流向链中的下一个尖顶。尖顶自身也可以通过将它们卡扣打开或闭合（任选地借助于偏压的绳索或其他结构（诸如在图1A-1E中）而可扩展或可收缩（例如，图6D），或者可以将它们的内部体积与环境密封，并且是可充气和可放气的。

图7A-7C示出了可重新配置的太阳能灯装置400的另一种形式。这种形式大致呈可沿着多条不同的竖直线、水平线和四十五度线弯曲的片材的形式，这是通过在这些线处仅具有柔性塑料基底并将更刚性的材料（诸如PCB、蓄电池和太阳能面板）放置成与那些折叠线错开来实现的。在相关实施方式中，装置700可以以传统的“蛇立方体拼图”的形式提供，其中几个三维三角形片串在一起，并且可以在两个三角形之间的每个界面处沿不同方向折叠，以便产生各种形状。

更具体地参考图7A-7C，在这个示例中，装置700是一个原型，它使用纸片来表示太阳能面板、PCB、蓄电池和其他电气部件。装置700的三个竖直行702A、702B和702C被水平分割成四个片，并且这些片中的每一者被对角地分割成四个子片。每个子片可以包括太阳能面板、LED灯或两者，以及PCB和用于给灯供能并控制它们的相关电路。第四列804被分割成四个正方形，并且可以容纳四个不同的蓄电池，这些蓄电池可以用电线连接在一起（并联或串联），并且经由电线和其他适当的连接器连接到三角形子片。每个三角形可以仅具有太阳能面板或仅具有一组LED（其中LED可以面向装置700的与面板相同的一侧、相对侧或两者），或者可以在防水袋内（包括其中每个袋可以保持太阳能面板和一个或多个LED两者）具有面向一个方向的太阳能面板和面向另一个方向的LED。

图7B示出了沿不同方向折叠以产生复杂形状的装置700，其中，子片706可以是例如保持LED和PCB的袋，其中LED可以向下指向朝向保持装置700的人的手，并且同一个或其他子片可以包括面朝上并且远离用户手的太阳能面板。图7C示出了相同装置800，但是折叠成不那么复杂的形式。该示例具有三个侧面，因为作为折叠过程的一部分，蓄电池列704已经被夹在其他列中的一个的后面。于是，在这种形式下，装置700产生类似于图5A-5E的装置500的管状手电筒形式。来这些图中的其他相关结构（例如，带和聚集在装置一个边缘附近的LED）也可以用装置800以如上所讨论的方式实施。

图8A-8C示出了形成为柔性片材的提灯装置的另一种配置。在该示例中，太阳能面板是柔性的，并且PCB被制成柔性的或者被去除，诸如通过在用作装置800的整体结构的柔性塑料基底上形成被连接的不同子片的布线迹线。

在这个示例中，装置800具有柔性PCB 804，在其上放置了位于间隔开的子区域处的LED，这些子区域被设置为与片材基底806的矩形形状成四十五度角的正方形。太阳能面板802被放置在其他子区域中，并且LED子区域与太阳能面板子区域的比率可以基于与典型的LED消耗的能量的量相比每个太阳能面板在典型的一天中产生的能量的量、期望的发光时间的量以及期望的发光的量的确定。

用于控制LED发光的机构被粘附并电连接到装置900右端处的柔性基底上的迹线，如图8A所示。例如，用户可以按下膜电源开关812来打开和关闭LED，并且在一些实施方式中，可以对从开关812接收输入的微处理器控制器进行编程，以使LED循环通过不同的亮度水平，用于随后推动开关812（或者使每个LED变得不太亮，或者使几个LED被激活）。开关812可以与装置800中使用的其余电子器件一起不透水地密封。一行指示器灯814可以在适当的时间显示状态信息，诸如装置800中蓄电池的当前电量状态（例如，充满电的蓄电池有四盏灯，以及电量低的蓄电池有一盏灯，以及电量快用完的蓄电池可能有一盏闪烁的灯）。在该区域的表面之下以及在其他部件之下或邻近于其他部件，可以安装薄的扁平可再充电蓄电池808。此外，一个或多个数据/功率端口810可以以类似于上面和下面讨论的方式提供和附接，以从蓄电池808和太阳能面板802或向蓄电池808和灯804提供功率。

图8B示出了从上方看的处于扁平状态的图8A的装置800，其中LED灯被激活。这里，灯（总共14个）与太阳能面板（总共58个）的比例为24%。

图8C示出了稍微卷起的装置800，以便展示其上安装有其他部件的基底或柔性电路板的柔性。蓄电池808被放置在装置的一个端部处，因为它们通常将是一些最不具有柔性的部件，并且它们在端部处的放置将因此最小化它们对装置800的整体柔性的干扰。

在其上安装有太阳能面板和灯的表面被分成许多基本相等的区域的其他实施方式中，灯占据的空间与太阳能面板占据的空间的比率可以在10%至20%、20%至30%、30%至40%的范围内，并且值为大约20%、大约25%、大约30%和大约35%，其中可接受的范围基于太阳能面板在典型环境中的典型发光的一天生成足够的能量来点亮装置800一段期望的时段的能力，诸如从黄昏到睡觉时间所需的时段（例如，4、6或8小时）。

关于灯上的电气输入或输出端口，对于上面和下面讨论的两种配置，输入/输出端口可以位于灯的与太阳能面板同一面上，或者它们可以位于灯的另一面上。各种配置中的每一种都可以包括或不包括阀，例如，以允许手动充气且因此允许灯扩展。输入和输出功率端口可以用密封到灯表面的防水帽保护免受外部元件的影响。当帽关闭时，帽的内表面或外表面可以滑入或围绕安装到灯的凸缘的外表面或内表面，以便形成不透水密封。帽可以打开和关闭，以暴露输入和输出端口。在一些实施方式中，帽具有小凸片或门铰链，该小凸片或门铰链可以被翻转打开以访问端口。在一些实施方式中，帽可以扭曲或滑动以暴露端口。在一些实施方式中，帽是保护端口的半刚性塑料帽。在这些实施方式中，帽可以围绕其边缘可移除地密封到灯的一个表面，从而形成防水密封。在附图所示的一些实施方式中，帽可以由热塑性聚氨酯（TPU）材料模制而成，并密封到同样由TPU材料制成的可折合灯的顶表面。可以使用胶水或附加的粘合剂将部件固定在合适位置。将保护帽的材料熔合到提灯的材料对于提供防水密封和保护输入和/或输出端口可能是重要的。

在一些实施方式中，输入和/或输出端口可以竖直定位在电路板上，例如，如图9A-9B所示，以便最小化帽的宽度，其中USB插头将竖直向下移动以接合端口（以便被插入）。为了降低帽的高度，可以使用辅助电路板或支撑件来降低端口。输入和/或输出端口也可以水平地安装在电路板上，并且可以在可折合提灯的侧向侧面上被访问，即使在电路板在取向上是水平的的情况下也是如此。

太阳能灯可以包括太阳能面板、LED电路和可再充电蓄电池。可再充电蓄电池可以由太阳能面板再充电，并且具有一个或多个附加的功率输入，通过这些功率输入可以对它们进行充电，诸如手摇曲柄、5V USB输入或允许可再充电蓄电池由除太阳能面板之外的另一个电源再充电的其他功率输入端口。

在某些情况下，USB插头或端口可远离主电路和电路板，并通过防水绳索连接。在这种灯中，输入和输出端口附接到从电路板延伸的绳索。通过将端口与电路板分开一段距离，可以执行不同的防水方法。如图1A-1E所示，拉链锁袋可以保持绳索被保护，但也可以采用其他保护。一些端口具有防水涂层，使得通过将它们从电路板延伸并在它们附接到电路板的区域周围密封，端口可以是防水的并自由地直接连接到电源、彼此连接、或连接到手机，而不需要附接的壳体或保护。绳索可以包括例如微型USB和其他USB端口。端口可以附接到绳索的端部，并且当不使用时，端口可以存储在灯一侧上的防水袋中。材料也可以被卷起或折叠以形成防水密封，或者某些类型的尼龙卡扣或粘合剂也可以用于形成通过其访问端口的访问点。

端口周围的帽有许多不同的设计，以使它们防水并形成紧密的垫圈。帽可以被设计成像门一样打开、滑动或扭转。帽的顶部可以脱落并被拧紧或拧下，或者它可以卡扣到位并松开卡扣。在大多数情况下，它包括顶半部和底半部，顶半部和底半部配合在一起形成不透水密封。壁的厚度和形式可以变化，以形成紧密的唇缘来密封在一起，且不会意外弹开。

端口也可以是磁性充电端口，这提供了潜在地减少对帽的需求的优点。在这种情况下，在暴露的磁性端口周围的紧密的贴纸或密封件可以提供必要的防水性。另外，防水涂层和端口设计的进步（诸如提供更多防水性的桶形端口）可以减少对帽和外壳的需求，并且可以被暴露，且不会有水损坏电路的风险。

在图4A-4C所示的可折合八面体金字塔中，顶部上可有磁性端口。贴纸可在电路板上并且围绕磁性端口。这可以充分使端口防水。如上所述，磁体可以提供功率输入，或者在另一种设计中，磁体可以允许产品堆叠或连接在一起，以延长蓄电池寿命或共享功率。磁体可以提供电连接。产品之间的这种电连接也可以通过金属卡扣、凸片、导电线或将允许它们链接的其他连接形式来实现。帽和其他设计为用户提供了附加的安全级别，并允许提灯完全浸没在水中，以用作池灯或水下灯。

图9A示出了俯视图，并且图9B是示例可扩展和可折合太阳能灯（例如，经由密封内部体积的充气和放气）的分解图。灯900（其也可称为提灯或更一般地称为装置）包括由具有多个面板的侧壁分开的扁平的刚性顶部和扁平的刚性底部，以便形成类似于图1A-1E中的立方体的立方体。而图1A-1E的壳体通过将它弹开（也许在内部偏压拉伸绳索的帮助下）被机械地扩展，图9A和9B所示的壳体充气和放气以使其扩展和收缩，这可以允许其在充气时更容易漂浮在水中。

现在参考图9A，使出了灯900的顶表面，并且其包括中央太阳能板904和在所有四个侧面上围绕太阳能板904的外围区域902。外围区域下方可以是电连接到太阳能面板904的电子组件的部段922（图9B），其外围形状类似于外围区域902，并且可以包括具有施加的导电迹线的一个或多个PCB，以及PCB上的相关联安装的电子器件。

如图9A所示，安装到PCB顶部上的是微型USB或其他形式的USB端口912。该端口912被附接的柔性环围绕，该柔性环进而通过铰链或系索被系到柔性盖914，该柔性盖914具有与环的对应表面的形状相匹配的表面。以这种方式，当盖关闭时，盖914可以密封地与环接合，以保护端口912免受湿气影响。充电灯916包括在保护盖下的LED，该保护盖在灯900的顶面上延伸，并且当太阳能面板904接收到足够的光时被点亮，其生成功率来给灯900中的可再充电蓄电池充电和/或点亮指向灯900的内部体积的LED。一系列灯918也可以是密封在灯900的顶表面下并连接到下面的PCB的LED，该系列灯918可以响应于用户推动按钮920而点亮。更多的灯可以被激活，以便指示灯900中的蓄电池的更高的电荷——例如，四个可用灯中的四个用于充满电，并且只有一个非常用于非常低的电量，或者第一个灯闪烁用于非常低的电量。

并且电源开关922使灯打开或关闭，从而给灯的顶面板背侧上的一个或多个LED供能，使得它们将光导入灯900的内部开放体积中。开关922（其也密封在顶部塑料片材下）的后续按压可以改变灯900的照明模式，诸如通过来自灯900的用户的接连按压来接连地使灯变暗（例如，降低每个LED的强度或减少发光的LED的数量）。

一对带906、910附接到灯900的顶部，带906、910可以缝合、胶合、热封或以其他方式附接到灯顶部附近的顶表面或侧表面。带906、910可以通过位于每个带上的一对对应的卡扣908彼此附接（尽管带910上的卡扣在图中看不到，因为它在带910的底部上，但是可以在图9B中看到）。带906、910中的一者或两者可以在沿着相关带906、910的长度的不同位置处设置有多个卡扣908，使得当带906、910彼此连接时形成的环可以在长度上发生变化。当灯900朝向图9A的观察者向上弯曲时，灯900可以从由带906、910形成的环上悬挂，或者当带906、910向下弯曲远离观察者并在灯900下面彼此连接时，带906、910可以使灯900保持处于压缩形式。

现在更具体地参考图9B中灯900的分解图，可以看到灯900的各种示例层，并且可以指示制造灯900的技术。在这种技术中，成对的层可在其他部件已经放置在这些层之间之后彼此粘附，使得插入的部件可以保持在适当位置，并且保持与灯900周围的环境条件不透水。可以彼此粘附的层包括透明塑料层930和934，透明塑料层930和934可以在它们之间保持透明PET层932，以便形成灯900的相对刚性的底板。这些层的夹层可进而连接到半透明柔性塑料的外围套管928，当灯900扩展时，该外围套管928构成灯900的立方体的四个壁。

在扩展状态下，在该示例中，套管928的壁由单片挤压材料制成，但是也可以由扁平片材制成，该扁平片材具有彼此密封以形成封闭的套管的敞开边缘，或者可以由多个扁平片形成，例如四个独立的片，其中灯900的每个侧面面板一个片。

套管928可以以类似于上片材926的方式密封，上片材926可以是透明的塑料片材，或者可以足够透明，使得通过套管928指向装置900的内部体积中的来自上方的LED的光可以容易地传播。通过在其顶部和底部两者处在其外围处密封套筒928（例如，通过粘合剂或热封、或焊接或声波焊接），套管928内的体积可以制成不透水和气密的，使得灯900可以充气，可以保持充气，并且可以漂浮。

顶片材902可以在其外围处密封到上片材926，并且它们可以形成不透水的袋，以围封PCB 920和太阳能面板904，太阳能面板904可以通过顶片材902中的透明窗口接收阳光。袋中还设置有反射器板922，反射器板922在其中形成有孔口924，通过孔口924可以从下方看到安装到PCB 920的LED。结果，当灯900扩展或充气时，LED可以被引导以将光通过孔口924照射到灯900的内部体积中。

在图9A-9B中，数据/功率端口直接连接到PCB。太阳能面板、PCB和蓄电池堆叠在一起，以最小化整体高度。该电路组件安置在托盘922内，如图9B所示。托盘922具有蓄电池安置区域，以及用于LED的孔或开口924。LED围绕蓄电池布置成圆圈，以最大化立方体内的均匀光分散。这个电路组件被密封在两个塑料片材之间。可以使用不同合适类型的塑料，诸如PVC、TPU、EVA、硅树脂或其他。端口连接到PCB，并从太阳能面板、蓄电池、托盘和PCB的扁平堆叠伸出。端口可以是微型USB、迷你USB、USB C、其他USB、磁性、闪电、双向USB或其他组合的组合。

图9A-B中的端口垂直于电路组件。在制造过程中，塑料外层上具有切入其中的孔，其中端口可以从其穿过伸出。在组装灯的过程中，作为第一步骤，端口帽被密封到塑料外层。然后，该外层和密封端口帽被小心地布置在电路上，使得端口在帽和孔内对齐，参见图9B。底层然后被布置在电路组件的相对侧上。在一些变型中，可以使用更多的层。底层和附加的顶层将电路夹在中间。然后将整个组件放入制造工具中。该工具可以在顶部上具有孔，以允许端口帽伸出，以便实现紧密、扁平的密封。该工具将电路组件外边缘周围的塑料层密封在一起。

外层也密封到立方体的侧面和立方体的基部，从而形成半封闭的体积。端口帽是对需要被访问的端口或开关进行防水的简单有效的方法。端口可以是5V、以1安培、2安培或更大，以控制对不同电子装置的充电。根据蓄电池和太阳能面板的尺寸，更高或更低的电压输出也是可能的。

在上面的详细描述中，电路上的外层由两个独立的元件组成：端口帽和塑料片材。这两个元件可以简单地通过将两者模制在一起作为一个单个模具、或者通过使用另一种类型的密封件或拉链锁来访问端口而制成为一个元件。磁性端口和防水端口将不一定需要相同类型的端口帽。

孔可以被切入材料中，并且材料可以直接密封到太阳能面板或PCB涂层，或者粘合剂或附加的垫圈可以用于在采用这种磁性端口的情况下在磁性端口周围形成不透水密封。也可以使用防水端口，从而消除对端口帽的需要。在防水端口的情况下，可能需要实施粘合剂或仔细缝合来保护电路。

在图9A中，端口帽是中空的，并且当帽打开时，端口被暴露。帽的顶部配合到基部中，并且使端口防水。这些端口可以直接连接到主PCB，或者位于较小的PCB上，该较小的PCB进而连接到主PCB。电线或线缆也可用于将端口与PCB分开一段距离。

太阳能面板可以以几种材料进行涂覆，例如环氧树脂、ETFE或PET。这些涂层可以直接熔合到端口帽，从而消除对顶层的需要。在这种实施方式中，触摸传感器开关可以用在涂层下面，以使开关防水。其他类型的涂层或粘合剂贴纸也可以用来保护部件。为了减小厚度，太阳能电池可以直接安装到极薄的PCB。进而，薄的锂离子蓄电池或其他类型的蓄电池或大电容器可以直接位于PCB下方，或者可以位于另一个面上。太阳能面板上的涂层的边缘可以延伸超过太阳能面板的边缘，以便产生可以然后直接密封到体积的边缘，从而消除对将电路夹在中间的多层的需要。

也可以使用具有端口的其他特定实施方式。例如，USB输入端口（或闪电端口）和USB输出端口两者都可以设置在一个灯上的单个帽下，以便提供方便的机构来将电荷引入灯中以及还有从灯中取出。在这种实施方式中，盖可能需要做得比在它下面只有一个端口的情况下更宽，尽管制造商可能想要对具有单个端口的灯使用过大的盖，使得制造商只需要制作一个盖部分来用于其单端口灯和其多端口灯两者。在一些情况下，可以提供一对输入或输出端口，或者可以提供一对一种类型的端口和另一种类型的单个端口——例如，使得灯可以由一个源充电，但是可以经由插入多个输出端口的USB电缆向多个外部装置提供电荷。在图9A所示的端口布置的一个实施方式中，代替塑料可移除帽，可以在一个或多个端口上提供拉链锁或类似的密封。在这种实施方式中，接缝可以朝向灯的侧面敞开，并且端口可以几乎平放在PCB上并与其平行，使得USB插头可以从侧面而不是从顶部嵌入和插入，如图9A所示。

对于这里的每种形式的灯，可以从灯的外部提供一排太阳能面板，并且灯自身可以不具有太阳能面板或者有少量的太阳能面板（例如，一个或两个）。灯外部的太阳能面板可以直接用电线连接到灯以给它功率，和/或可以连接到蓄电池，即使它们还没有连接到灯，也可以随着时间的推移给蓄电池充电，并且然后当灯连接到蓄电池和外部太阳能电池时，经由蓄电池向灯提供功率。以类似的方式，任何适当物理形式的两个或更多个太阳能灯可以电连接在一起，使得它们可以彼此共享存储的功率。

图10A-10C示出了呈可充气袋子形式的可充气太阳能灯1000。与上面讨论的其他灯一样，灯1000通常可以包括在不透水的袋中的电子组件，该电子组件接收来自灯1000外部的阳光，并将来自LED灯的光引导到灯内部的可扩展和可收缩的内部体积中。另外，电子组件可设置有一个或多个USB、闪电或其他数据/功率端口。

更具体地参考图10A-10C，灯1000包括位于其顶部边缘处的手柄1004和位于其下方的可充气袋子1020，其中袋子1020在其充气时限定空的内部体积，并且在其放气时几乎没有体积，因为袋子的相对的扩展侧壁朝向彼此移动并且在几个位置中接触。整个袋子可以由两个匹配的矩形塑料片材制成，这两个矩形塑料片材在它们的侧面边缘处联结到一对侧面面板1020，侧面面板1020可以在中间划刻痕，使得当灯1000收缩时，它们向内折叠并进入灯1000的内部体积中。底部面板1022可以构成限定内部体积的第五壁，并且还可以被划刻痕以便折合到空间中，该空间允许灯1000在其折合时尽可能扁平。空气阀1002可以设置在灯1000的一侧上，以允许空气进入或离开内部体积。

手柄1004可以分成两个独立的部分，如图10C中最清楚地所示，并且这两个部分可以卡扣在一起或者松开卡扣。这种动作可允许用户将手柄1004缠绕在管道、闭环带或用于悬挂灯1000的另一结构周围，诸如在待照明房间的天花板附近。

与上面讨论的其他灯一样，示出了电子组件1006，并且其顶部是太阳能面板1008，太阳能面板1008通过透明的保护覆盖件面向灯1000的外部，该保护覆盖件保持电子组件1006与灯1000的外部不透水。太阳能面板1008下方可以是PCB，其经由微控制器和被从电子组件的面访问的其他电路提供功能。例如，电源开关1010（图10C中的1014）可以被用户按压以打开或关闭LED，并且通过接连按压，其可以使LED在这次按压的几个周期内逐渐越来越暗，直到它们关闭（例如，例如，在第四次按压时关闭，并且然后在下一次按压时打开）。一系列指示器灯1012可以提供灯1000中由太阳能面板1008充电的可再充电蓄电池的电量状态的指示。该指示可以响应于用户按压测试开关1014而发生，其中点亮更多的灯指示更高的电量状态。

以这种方式，已经讨论了几种形式的太阳能灯，其包括经由公共充电端口（诸如USB端口）向外部装置充电和/或从外部装置充电的能力（例如，立方体、从侧面看其主要是三角形的枕头/袋子、截头锥体和星）。每一者都可以设置有适当的电路（例如，图11）以允许使用太阳能来为蓄电池充电和/或为LED灯供能。当特定的灯被移动成扩展形式（无论是机械的还是经由充气）时，灯可以照亮内部体积。并且可以提供几个部件来辅助用户与灯的交互以及用户理解灯的当前状态。当灯用于给不具有太阳能充电的另一个装置（诸如智能手机）充电时，或者当灯由外部源充电时，诸如通过USB适配器将其插入120伏交流电时，可使该灯特别有用。

图11示出了太阳能灯电路1100的示例电气示意图。总的来说，该示意图示出了用于传递和调节电功率的电子部件和连接，该电能可由多个太阳能电池生成，并由一个或多个LED和可连接到USB充电端口的任何装置使用（无论是作为来自在其上采用该电路的装置的输出功率还是到这种装置的输入）。

现在更特别地参考图中所描绘的特定部件，多个太阳能面板1136（在地1138处接地）示出在右边缘处，并且串联连接以为所描绘电路的其余部分提供电流。太阳能面板1136进而连接到LED 1132（带有二极管）和相关联的电阻器1134，该电阻器1134（通过被点亮）向用户指示面板何时向电路提供电荷。蓄电池1112在面板不提供功率时提供功率，并且二极管D1 1118确保功率沿正确的方向从面板和/或蓄电池流向电路的其余部分。光传感器LS1120可以任选地被提供（具有相关联的电阻器1122），使得只有当光传感器感测到缺少光（例如，夜间或室内）时，电路才闭合（并且功率被提供给灯）。还可以提供附加的一组电阻器1124、1126、1128、1130，并将其连接到与太阳能相关的输入，同时由光传感器1120控制的迹线可以向一个或多个LED灯提供功率（并且还可以通过手动开关来允许功率流动（未示出））。

蓄电池的充电可以经由专用集成电路1104的端口BAT和PRG来控制，诸如具有热调节的TP4056独立线性锂离子蓄电池充电器。这种集成电路可以充当单电池锂离子蓄电池的恒流/恒压线性充电器，尽管也可以采用多电池蓄电池。热反馈调节充电电流，以限制高功率操作或高环境温度期间的管芯温度。本示例中的充电电压固定在4.2V处，并且充电电流可以通过单个电阻器进行外部编程，如下所示。在达到最终浮动电压之后，当充电电流降至编程值的1/10时，芯片可以终止充电周期。芯片1104还可以包括电流监视器、欠压锁定、自动再充电以及指示充电终止和输入电压存在的两个状态引脚。

在该示例中，还提供外部USB端口1106，并且在某些实施方式中，该端口可以是用于给蓄电池充电的端口、用于使用蓄电池给外部装置充电的端口、或者两者。此外，可以提供具有相似功能的多个端口，并且在某些实施方式中，可以提供数据和功率的传输（例如，如果灯已经在其中集成了闪存的话）、或者仅仅是功率而不是数据的传输。USB端口1106可以采取适当的标准化形式，并且可以是USB形式或用于对便携式电子装置（例如，闪电端口）充电的其它有线功率传输协议。USB端口1106（具有相关接地）可以由USB控制器1102控制，该控制器可以采用USB微控制器或用于数据/功率连接系统的其他类似控制器的形式。

可以提供这里所示的特定电路的变型，其中可以使用可变数量的太阳能电池、LED和蓄电池。此外，可以提供各种指示器灯来示出灯何时充电或放电，以及通过灯所提供的一个或多个USB或类似功率连接器中的每一个的充电或放电状态。

以这种方式，然后，这里所示的电路和类似的电路可以提供一种成本有效且紧凑的实施方式，该实施方式可以生产在PCB上，并且除了用于功率的输入或输出端口（并且潜在地通过相同的端口用于数据，例如当灯包括闪存或类似特征时）之外，还可以直接或间接连接到太阳能电池、一个或多个蓄电池和LED。这种布置可以占用最小的空间，并且可以特别地非常扁平，使得它可以在太阳能面板旁边或后面（并且在相对侧上LED后面）实施，并且非常薄（例如，小于1/8或1/4英寸），并且因此能够容易地放置在不透水的口袋中，该防水口袋可以形成为保护电子器件免受灯壳体内部的湿气和其他条件（例如，其中冷凝可能自然地发生和/或湿气可能在灯通过口腔充气的地方被捕获）和灯外部的湿气和其他条件的影响，同时仍然允许电子器件捕获阳光并有效地分配所生成的光。

图12是示出使用照明和充电装置的步骤的流程图。一般来说，这里示出的步骤包括将提灯从用于充电的压缩和折叠状态转换到用于照明的扩展状态，并返回。例如，该过程可以在晚上当天开始变暗、并且提灯的用户需要光时发生，并且然后可以在早上当不再需要光时继续（在晚上的大致相反方向）。

该过程开始于框1202，在框1202处，用户握住已经折叠到自身上（例如，图2A）的照明装置以供在白天期间充电。该装置可以由带保持关闭，该带缠绕在该装置周围并在穿过一个孔眼循环回去之后经由钩环紧固件（例如，新罕布什尔州，曼切斯特的Velcro美国公司制造）扣在其自身上。在钩环分离的情况下，带可以从照明装置周围滑出位置（框1204）。

在框1206处，通过扩展灯外壳来打开灯外壳，以在外壳内部形成打开体积。如果该装置被系在外壳中相对边缘之间的弹性绳索在内部偏压到打开位置中，则这种动作可以包括简单地放开该装置，其中当外壳处于折合状态时，这些边缘彼此距离最远，并且当外壳处于展开状态时，这些边缘彼此最靠近（使得该绳索通过其自然的缩短动作将外壳拉至扩展状态）。这种打开也可以首先包括将外壳展开成其最扁平的形式。

在框1208处，将可以是将装置保持在压缩和折叠状态的同一钩环紧固件带的带固定在外壳的边缘处。例如，带可以系到作为外壳一部分的孔眼，并且可在先前已经附接到孔眼，并且即使当装置折合和折叠时也保持在那里，并且可以用于将装置从天花板或其他升高的位置悬挂，使得外壳内的LED向下朝向房间的地板照射并照射到房间中，并且使得装置上的底面板是透明的，以便允许在外壳内部生成的光容易向下照射并且照射到房间中，并且分散到房间中。

在某些实施方式中，带最永久地附接到的凸片可以位于不能最佳地允许灯悬挂和定位以最大化向下照射的光量的位置。在这种情况下，第二凸片可以设置在装置的边缘处，当灯从升高的位置悬挂时，该边缘最自然地是顶部边缘，并且用户可以将带滑动穿过这种凸片中的开口，使得带与灯主体的最后连接点是当装置从带悬挂时应该是最高点的点（见图2E和2F）。

在框1210处，操作提灯。例如，呈一个或多个优选不透水按钮形式的控制面板可以设置在装置的外围处，并且用户可以按压按钮来打开灯以及使灯变亮或变暗。还可以提供其他按钮，这些按钮操作可导致向装置上的附件插头提供电力或切断来自其的电力。在一些实施方式中，按钮可以被按压多次，其中每次按压导致装置的灯以不同的亮度水平被激励，诸如三个亮度水平和“关”水平。这种不同的亮度水平可以通过将LED点亮到不同的单独亮度水平、或者通过激励装置中所有多个LED的更大或更小的子集来实现。

在框1212处，当用户不再需要来自提灯的光时，他们可以从他们悬挂提灯的任何地方取下提灯，并且可以从提灯主体的边缘解开带——至少在带穿过提灯上的第二附接点的地方，如图2E所示。用户然后可以开始折合提灯以使其更小的过程，以便运输（框1214）。用户可以通过将两个边缘（例如，图1A-B中的铰链106）朝向彼此推动和/或通过将被划刻痕的侧面面板向内推入外壳的中心来这样做。弹性绳索可以抵抗外壳的这种压缩，并且用户可以提供足够的力来克服这种阻力，直到他们使外壳完全变平（例如，因此外壳内基本上没有剩余体积）。

在这一点上，该装置变平，但是还没有折叠，并且因此相对较长（例如，长度是它宽度的两倍）。因此，该装置足够长，以在其与太阳能面板相对的一侧上接受音乐播放器或智能手机（框1216）。用户可以稍微挤压该装置的侧面，以打开该装置的这种侧面上的袋的可密封开口，可以将手指放入该开口中以进一步使其打开，并且可以在内部滑动他们的电子装置，诸如智能手机。用户同样可以把手伸入袋中以抓住袋内的电插头，并将其插入用于这种插头的智能手机插座中（框1216）。在一些实施例中，插头可以位于用户可以操纵的短电线的端部上，或者可以相对于装置的壳体相对地固定，使得用户可以简单地将他们的智能手机或其他装置滑到插头上，而不必物理地伸入袋中并处理插头。然后，用户可以以熟悉的方式关闭并密封袋，防止水渗透，诸如通过沿着密封的长度按压手指，以推动弹性互锁通道彼此接合。

在某些实施例中，当智能手机或其他装置在袋内时，其是可操作的。例如，提灯可以通过相关插头与智能手机建立物理数据连接，或者可以经由蓝牙技术建立无线连接。数据连接可以采取提灯的形式，提灯将关于其性能的数据传递给在智能手机上执行的应用程序。例如，提灯可以向应用程序指示其当前的电量水平、示出其何时充电和放电的时间表的信息、以及提灯的其他这样的操作信息。在另一个示例中，提灯可以传递关于由太阳能面板生成的当前能量水平的信息，使得这种信息可以实时显示在智能手机上，并且使得用户可以实时改变提灯相对于太阳的取向，以便最大化其充电水平。

智能手机及其执行应用程序也可以向提灯传递数据，诸如控制提灯照明或提灯其他部件的信息。例如，用户可以在智能手机上执行睡眠定时器，这可以使提灯被点亮限定的时间段，并且然后通过智能手机应用程序向提灯装置的控制器发送信号来关闭提灯。在其他示例中，智能手机可以发送信号以使由提灯生成的灯光颜色以限定的方式改变，诸如响应于智能手机播放的音乐或其从传感器或手机收集的天气数据。

提灯还可以设置有一个或多个扬声器，并且智能手机可以通过扬声器提供音乐，其中扬声器和相关联的放大器由提灯中的蓄电池供能，蓄电池由太阳能面板充电。在这种情况下，智能手机和/或提灯可以在蓄电池已经耗尽到只剩下预定时间段的照明时提供警告——例如，日落后准备一顿饭和准备睡觉需要的两个小时。此外，扬声器可以集成到提灯的一个或多个外围面板中，诸如通过放置成邻近于太阳能面板。在其他实施例中，扬声器可以由基本透明的材料制成，并结合到与太阳能面板相对的面板中（其中外壳是六面盒）。扬声器可以通过将其集成到半刚性嵌件中制成防水的，该嵌件被模制以适合扬声器。该模制嵌件然后可以直接密封到装置的一个表面，或者多层可以将它保持在适当的位置。在一些变型中，太阳能面板电路组件可以在灯的一侧上，并且扬声器在相对侧上。电线可以从扬声器延伸到主电路，并且仍然允许提灯扩展和折合，电线将只需要足够长以允许这样即可。

在框1218处，智能手机已经被充电或者以其他方式与结合提灯被充分使用，并且可以从袋中取出。然后，用户可以折叠提灯，诸如通过沿着位于上文描绘的实施例中的两个太阳能面板之间的铰链折叠。为了克服现在彼此压靠的各层塑料面板的弹性以及由于压缩和折叠而被拉伸的各种铰链而使提灯完全变平，用户然后可以拉紧折叠提灯周围的带，并经由钩环紧固件将其附接回自身以保持其紧密（框1220）。此时，该对太阳能面板向外指向（例如，图2A），并且至少一个可以指向太阳（即使装置翻转），诸如通过夹到用户背包的外部，或者以其他方式放置或附接到某个结构的外表面和/或上表面。

然后，以这种方式，多功能太阳能充电提灯可以被用户部署和采用。该提灯可以非常扁平并且小以便运输，可以稍微扩展以给密封袋中的便携式电子装置充电，并且可以进一步扩展以提供提灯，该提灯利用其体积来更好地分散由该体积内部的一个或多个LED产生的光。

在某些情况下，太阳能可能不是充电的可行选项。例如，在一个没有太多阳光的地区，或者在冬季月份期间，此时太阳离地球距离较远并且不能提供太多的功率，太阳能就不容易收集。此外，在某些情况下，期望快速进行充电，例如，在飓风或暴风雨即将来临且需要快速给装置和备用蓄电池充电的情况下。在这些情况下，备用蓄电池和提灯具有多个功率输入非常重要。能够在产品或多个源之间连接或共享功率也是方便的。例如，一个备用蓄电池可以通过它们的输入和输出将另一个蓄电池链接在一起，从而为另一个蓄电池充电。

本文所示和所述的可折合太阳能灯的设计具有多个输入和输出，以能够将它们连接在一起，提供了多种方式对其他装置进行充电和提供功率。在太阳能提灯上具有输入和输出端口的好处之一是用户能够使用除了太阳能面板之外的另一个电源给可再充电蓄电池充电。例如，如果天气多云，则用户可以将装置插入电脑或墙上的插座，为蓄电池再充电。另外，当用户的手机没电且他或她需要充电时，他或他可以使用装置中的可再充电蓄电池作为备用蓄电池源。具有端口的另一个好处是多个产品可以链接在一起并共享功率，如例如图11C所示；或者，可以附接附加的太阳能面板，以便更快地给提灯充电，如例如图11A所示。这为允许用户创建独特的系统规范的更大的灵活性。如果用户想要太阳能面板更大的产品，他或她可以向功率输入插入附加的太阳能面板，以更快地为产品再充电。如果用户具有两个单元，并且一个没有蓄电池但一个具有充满电的蓄电池，则他或她可以将没有蓄电池的单元连接到充满电的蓄电池的单元以共享功率。

在设计的一些变型中，可折合灯可以具有集成的太阳能面板和可再充电蓄电池两者。例如，灯可以具有集成的蓄电池，但在白天期间连接到外部太阳能面板以对其再充电。在这种情况下，用户可以在白天期间将灯连接到太阳能面板，以用功率输入端口对其再充电，并且然后在晚上将其断开连接，以将灯带到室内，并使用它来提供光。具有输入和输出端口允许这种创建“系统”的灵活性，该“系统”可以根据用户想要使用它的方式和位置以及他或她为了对他或她的备用蓄电池和提灯再充电和供能而方便的方式来个性化。

人们常常使用在长串上连接在一起的笨重的户外灯泡用于户外照明。灯泡是易碎的，因为它们常常由玻璃制成，并且他们不能被容易地运输。然而，它们提供了许多好处，因为它们既明亮又美观。在这项技术的一些变型中，可以设计可折合的灯泡，PCB和LED可以集成到灯泡的一侧中。硅树脂或其他材料可以包围电子组件以使其防水。硅树脂或塑料覆盖件可以根据所需的光量朝向和远离LED折合。它也可以充当聚焦或传播出所需的光量的透镜。这种独立的灯可以具有其自己的太阳能面板，或者具有连接到其他灯泡、和压紧成扁平的蓄电池以及太阳能面板的电绳索。

以下段落讨论了本文讨论的本发明的其他特定实施方式和方面。例如，在一个实施方式中，公开了一种太阳能照明系统，并且其包括：第一装置，其限定外围形状并包括太阳能面板和可再充电蓄电池；第二装置，其限定与第一装置的外围形状匹配的外围形状，并且包括一个或多个LED灯；一个或多个物理连接器，用于将第一装置固定附接到第二装置；和一个或多个电连接器，以形成电路，使得来自第一装置上的蓄电池的功率可以用于给第二装置上的LED灯供能。第一装置可包括可以由蓄电池供能的一个或多个LED灯，并且第二装置包括独立的蓄电池和可以为第二装置上的一个或多个LED灯供能的太阳能电池。另外，所述一个或多个物理连接器与所述一个或多个电连接器集成在一起。

在一些方面，所述一个或多个物理连接器是磁性锁定连接器。此外，第一装置和第二装置可以与一行物理连接的装置中的第三装置菊花链连接，该一行物理连接的装置可以彼此共享由三个装置中的至少一个上的太阳能面板生成的其他电力。此外，第一装置和第二装置可以被布置成在每个装置上的基部点处彼此连接，并且其中每个装置具有保持其相应的从基部点向外辐射的LED灯的壳体。另外，第三个装置可以布置成连接到基部点，并具有保持LED灯的壳体，并且可以从基部点向外辐射。

在又其他方面，第一装置、第二装置或两者被布置成卷起成封闭的管。封闭的管可以在管的第一端附近设置有多个LED灯，以便以手电筒的形式发射光。此外，封闭的管可以由四个或更多个扁平侧面形成，这些扁平侧面限定管的封闭多边形。另外，第一装置、第二装置或两者可被布置成使其紧凑成扁平状态。在一些方面，第一装置可以构成从基部点辐射的星形件的第一尖顶，并且可以包括太阳能面板，并且在星形件的中心点处连接到第一装置的附加装置可以具有由太阳能面板生成的电功率供能的LED。第一装置、一个或多个其它装置或两者可包括一个或多个可再充电蓄电池，以从第一尖顶上的太阳能面板接收功率，并随后为其它尖顶上的灯的操作提供该功率。在一些示例中，一组太阳能电池可以连接到采取共同形式的多个装置，诸如用于星形件的多个尖顶。每个尖顶或其他匹配的装置可以包括蓄电池、LED灯或两者，并且星形件或其他系统可以从太阳能面板充电，并且然后在稍后提供光，诸如在装置从太阳能面板拔出之后。因此，在一些示例中，这里讨论的太阳能面板可以是照明装置的一部分，并且在其他情况下，用于为联结的装置供能的至少一些太阳能面板可以与那些物理联结的装置分离。此外，在存在多个具有共同形状因子的装置的情况下，一些装置可能够比其他装置更完全地折合，例如，因为有些包含蓄电池或其他笨重的部件，并且其它则不包含。

在又另一实施方式中，公开了一种太阳能照明装置，其包括具有一对二维表面的柔性片材基底；多个电迹线，其设置在所述表面中的至少一个上，并被布置成连接所述表面中的至少一个上的电气装置；多个柔性太阳能电池，其跨表面中的一个布置，并且可电连接到蓄电池；以及多个LED灯，其物理连接到表面中的至少一个并且可电连接到蓄电池。LED灯和柔性太阳能电池可以两者都在柔性片材的同一表面上。此外，LED灯和柔性太阳能电池可以在柔性片材的彼此相对的表面上。此外，表面中的第一者可以被分成跨表面中的第一者的二维位置的网格，并且柔性太阳能电池或LED灯可以位于网格中的每个交叉点处。另外，LED灯可以跨柔性太阳能电池的表面散布。

在又另一实施方式中，公开了一种太阳能灯，其包括多个直径逐渐变小的同心环，这些同心环以金字塔形状彼此附接。每个环的顶部边缘联结到每个接连更小的环的底部边缘，以便形成锥体或金字塔形结构。该结构可以在其撞击点之前被截断，以便形成扁平的上板，并且太阳能电池可以设置在该上板处。可再充电蓄电池和LED灯也可以定位在扁平的上板处，并且LED可以被向下引导以将它们的光指向由每个环形成的内部体积中。通过每个环落入其下一个接连的环的内部中，灯可以使其顶部层级被向下按压，以将灯折合成更扁平的形式。两个环相交的点可以被划刻痕或以其他方式形成，使得环沿交替的方向折叠，以便像手风琴一样折叠成更扁平的结构。扁平顶板可以位于装置的最小直径部段或最大直径部段处。USB端口或其他形式的数据/功率端口还可设置有灯，使得灯可以向外部负载提供电功率，或者外部源可以向灯提供电能（例如，将灯插入沿一个方向或任一方向递送电力的USB电缆）。

虽然本说明书包含许多具体的实施方式细节，但是这些不应被解释为对任何发明或可被要求保护的范围的限制，而是对特定发明的特定实施方式的特定特征的描述。本说明书中在单独实施方式的上下文中描述的某些特征也可以在单个实施方式中组合实施。相反，在单个实施方式的上下文中描述的各种特征也可以在多个实施方式中单独实施或者以任何合适的子组合实施。此外，尽管特征可以在上文中被描述为在某些组合中起作用，并且甚至最初被如此要求保护，但是来自所要求保护的组合的一个或多个特征可以在适当的情况下从该组合中删除，并且所要求保护的组合可以针对子组合或子组合的变型。

类似地，虽然在附图中以特定顺序描述了操作，但是这不应该理解为要求以所示的特定顺序或以相继的顺序执行这些操作，或者要求执行所有示出的操作，以实现期望的结果。此外，上述实施方式中的各种系统部件的分离不应被理解为在所有实施方式中都需要这种分离，并且应当理解，所描述的部件和系统通常可以集成在单个产品中或者封装到多个产品中。此外，已经描述了多个特定的电气系统（例如，用于给灯供能，用于给灯外部的装置充电，用于从外部电源给灯充电，等等），并且也已经描述了灯的多种形状因子（例如，机械打开和闭合立方体、星形件、片材、卷的三角形以形成管等）。应当理解，通常这里描述的电气解决方案可以等同地用于每种不同的物理灯形式（例如，USB端口可以以立方体或其他三维挤压形式或扁平片材形式从安装它的表面伸出或与其平行。

因此，已经描述了主题的特定实施方式。其他实施方式在以下权利要求的范围内。在一些情况下，权利要求中列举的动作可以以不同的顺序执行，并且仍然获得期望的结果。

Claims (22)

1.一种太阳能灯，包括：

多个辐射延伸部，当灯处于扩展状态时，每个辐射延伸部从所述灯的中心轴线向外辐射，每个延伸部由多个扁平面板形成，这些扁平面板能够沿着所述多个扁平面板中的相应扁平面板之间的线相对于彼此折叠；和

电子组件，其包含在不透水外壳中并且具有电互连的太阳能面板、可再充电蓄电池、印刷电路板和一个或多个LED，所述LED被布置成将光从所述灯内部引导并引导通过所述多个辐射延伸部的扁平面板，

其中，所述灯是可折合的，并且当所述灯折合时，每个辐射延伸部的扁平面板相对于彼此折叠。

2.根据权利要求1所述的太阳能灯，其中，每个所述辐射延伸部包括尖顶，当所述灯处于扩展状态时，所述尖顶扩展，并且当所述灯折合时，所述尖顶压平。

3.根据权利要求2所述的太阳能灯，其中，所述灯在其扩展状态下呈星的形式。

4.根据权利要求2所述的太阳能灯，其中，所述灯通过围绕所述中心轴线旋转一个或多个尖顶而折合，这导致所述尖顶彼此靠近。

5.根据权利要求2所述的太阳能灯，其中，第一尖顶包括一个或多个太阳能面板，而其他尖顶不包括。

6.根据权利要求1所述的太阳能灯，其中，所述灯能够由执行用于控制所述灯的应用程序的便携式无线装置远程地控制。

7.根据权利要求5所述的太阳能灯，其中，所述便携式无线装置被布置成彼此协调地控制多个灯。

8.根据权利要求1所述的太阳能灯，其中，所述灯包括功率端口，用于从所述灯的蓄电池给电子装置充电。

9.根据权利要求8所述的太阳能灯，还包括可移除的帽，所述帽在功率端口上方不透水密封。

10.根据权利要求8所述的太阳能灯，其中，所述功率端口沿着垂直于所述印刷电路板的平面的线面向所述灯的外部。

11.根据权利要求8所述的太阳能灯，其中，所述功率端口沿着平行于所述印刷电路板的平面的线面向所述灯的外部。

12.根据权利要求1所述的太阳能灯，还包括手柄，所述手柄具有附接到灯的第一部分的第一部段和在灯的与第一部段所附接的一侧相对的一侧上附接到灯的第二部分的第二部段。

13.根据权利要求1所述的太阳能灯，其中，所述灯限定密封的内部体积，并且是可充气和可放气的。

14.根据权利要求1所述的太阳能灯，还包括磁体，所述磁体被布置成将灯保持在扩展状态。

15.根据权利要求1所述的太阳能灯，其中，所述灯包括多个充电指示器灯，所述多个充电指示器灯响应于用户输入而点亮几个灯，所述几个灯指示蓄电池的当前电量水平。

16.一种用于生成和提供电力的太阳能灯，包括：

一个或多个太阳能面板；

一个或多个蓄电池，其被布置成用来自所述一个或多个太阳能面板的电功率充电；

一个或多个发光装置（LED），其被布置成由所述一个或多个蓄电池供能；

一个或多个电连接器，其被布置成从所述一个或多个蓄电池接收电功率，并连接到与所述灯分离的便携式电子装置上的组合的功率/数据连接；和

可扩展和可折合的壳体，其包括多个尖的渐缩元件，这些元件：

每个从所述装置的中心线向外辐射，

每个都具有多个扁平的壁，

可通过围绕所述灯的中心线旋转壳体的部段而折合，并且

被定位成接收来自所述一个或多个LED的光，并使接收到的光穿过所述多个扁平的壁。

17.根据权利要求16所述的太阳能灯，其中，所述灯能够由便携式无线装置远程控制，所述便携式无线装置执行用于控制所述太阳能灯的应用程序。

18.根据权利要求16所述的太阳能灯，还包括可移除的帽，所述帽在所述一个或多个电连接器上不透水密封。

19.根据权利要求16所述的太阳能灯，其中，所述一个或多个电连接器沿着垂直于印刷电路板的平面的线面向灯外，所述印刷电路板连接到所述一个或多个扁平太阳能面板和所述一个或多个蓄电池。

20.根据权利要求16所述的太阳能灯，其中，所述一个或多个电连接器沿着平行于印刷电路板的平面的线面向灯外，所述印刷电路板连接到所述一个或多个扁平太阳能面板和所述一个或多个蓄电池。

21.根据权利要求16所述的太阳能灯，其中，所述灯限定密封的内部体积，并且是可充气和可放气的。

22.根据权利要求16所述的太阳能灯，还包括磁体，所述磁体被布置成将所述灯保持在扩展状态。

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