(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の取り付けられたＬＥＤを備える取付面と、
各々が基部を有する複数の配向可能なレンズと、
を有し、
前記配向可能なレンズの各々の前記基部は、前記複数のＬＥＤのうちの単一のＬＥＤの周りで前記取付面に、該単一のＬＥＤに対して或るＬＥＤ光出力軸を回転軸とした回転方向で取り付けられ、
主反射器が、前記配向可能なレンズの各々の前記基部に取り付けられ、該主反射器は屈折レンズを少なくとも部分的に囲み、
前記配向可能なレンズの各々における前記屈折レンズ及び前記主反射器は、前記単一のＬＥＤから放出される光の大部分を、前記基部により支持されると共に前記光の大部分を該単一のＬＥＤのＬＥＤ光出力軸を逸れて反射するように傾斜された傾斜反射面に向ける、
ＬＥＤ照明器具用の光学系。
【請求項２】
前記配向可能なレンズの各々における前記屈折レンズ及び前記主反射器が、前記屈折レンズの周部から前記主反射器の上部に向かって延びる側壁により取り付けられる請求項１に記載のＬＥＤ照明器具用の光学系。
【請求項３】
前記配向可能なレンズの各々における前記反射面が、前記光の大部分を垂直面内において前記ＬＥＤ光出力軸から外れた５０°〜７５°の範囲内に反射するように傾斜されている請求項１に記載のＬＥＤ照明器具用の光学系。
【請求項４】
前記主反射器、前記屈折レンズ及び前記反射面が、前記光の大部分を水平面内において前記ＬＥＤ光出力軸から４０°の範囲内に反射する請求項３に記載のＬＥＤ照明器具用の光学系。
【請求項５】
前記配向可能なレンズの各々における前記反射面が、前記光を前記ＬＥＤ光出力軸から外れて前記配向可能なレンズの各々における光学レンズに向けて反射し、該光学レンズが前記反射器に取り付けられると共に前記基部に向かって延在する請求項１に記載のＬＥＤ照明器具用の光学系。
【請求項６】
前記配向可能なレンズが一体的な型形成されたユニットである請求項１に記載のＬＥＤ照明器具用の光学系。
【請求項７】
前記光学レンズが、該光学レンズを通過する光の方向を変化させる請求項５に記載のＬＥＤ照明器具用の光学系。
【請求項８】
反射部が、前記配向可能なレンズの各々における前記側壁に取り付けられ、前記主反射器に隣接すると共に前記屈折レンズに概ね対面して設けられ、前記配向可能なレンズの各々における該反射部が、前記単一のＬＥＤから放出され前記側壁を通過する光の一部を前記反射面に向ける請求項２に記載のＬＥＤ照明器具用の光学系。
【請求項９】
前記主反射器が、放物状反射器である請求項２に記載のＬＥＤ照明器具用の光学系。
【請求項１０】
複数のＬＥＤが取り付けられた取付面と、
各々が基部を有する複数の配向可能なレンズと、
を有し、
前記配向可能なレンズの各々の前記基部は、前記取付面に、前記複数のＬＥＤのうちの単一のＬＥＤの周りで該単一のＬＥＤに対して或るＬＥＤ光出力軸を回転軸とした回転方向で取り付けられ、
主反射器が、前記配向可能なレンズの各々の前記基部に取り付けられ、該主反射器は屈折レンズを少なくとも部分的に囲み、
前記屈折レンズ及び前記主反射器は、前記単一のＬＥＤから放出される光の大部分を反射プリズムに向け、
前記反射プリズムが、前記光を主ＬＥＤ光出力軸から外れて指向させるために、傾斜された反射面及び光学レンズを有する、
ＬＥＤ照明器具用の光学系。
【請求項１１】
前記配向可能なレンズの各々における前記屈折レンズ及び前記主反射器が、前記屈折レンズの周部から前記主反射器の上部に向かって延びる側壁により取り付けられる請求項１０に記載のＬＥＤ照明器具用の光学系。
【請求項１２】
反射部が、前記配向可能なレンズの各々における前記側壁に取り付けられ、前記主反射器に隣接すると共に前記屈折レンズに概ね対面して設けられた請求項１１に記載のＬＥＤ照明器具用の光学系。
【請求項１３】
前記配向可能なレンズの各々における前記反射部が、前記単一のＬＥＤから放出され前記側壁を通過する光の一部を、前記配向可能なレンズの各々における前記反射プリズムの前記反射面に向ける請求項１２に記載のＬＥＤ照明器具用の光学系。
【請求項１４】
前記反射部とは実質的に反対側に、前記主反射器に隣接すると共に前記屈折レンズに概ね対面して表面が設けられる請求項１３に記載のＬＥＤ照明器具用の光学系。
【請求項１５】
前記配向可能なレンズの各々における前記反射プリズムが、前記光の大部分を垂直面内において前記主ＬＥＤ光出力軸から外れた５０°〜７５°の範囲内に反射するように配置及び構成される請求項１０に記載のＬＥＤ照明器具用の光学系。
【請求項１６】
前記配向可能なレンズの各々が、前記ＬＥＤの各々から放出される前記光の少なくとも７０％を前記主ＬＥＤ光出力軸から外れて指向させるように構成され及び向けられている請求項１０に記載のＬＥＤ照明器具用の光学系。
【請求項１７】
前記光学レンズが該光学レンズを通過する光の方向を変化させる請求項１０に記載のＬＥＤ照明器具用の光学系。
【請求項１８】
前記主反射器が放物状反射器である請求項１１に記載のＬＥＤ照明器具用の光学系。
【請求項１９】
前記配向可能なレンズが、一体的な型成形されたユニットである請求項１０に記載のＬＥＤ照明器具用の光学系。
【請求項２０】
前記配向可能なレンズが、一体的な型成形されたユニットである請求項１８に記載のＬＥＤ照明器具用の光学系。
【請求項２１】
取付面に取り付けられた複数のＬＥＤと、
各々が基部、放物状反射器、屈折レンズ及び反射面を有する複数の配向可能なレンズと、
を有し、
前記配向可能なレンズの各々の前記基部は、前記複数のＬＥＤのうちの単一のＬＥＤの周りで前記取付面に取り付けられると共に、前記放物状反射器及び前記反射面を支持し、
前記配向可能なレンズの各々の前記放物状反射器は、前記単一のＬＥＤの発光部及び前記屈折レンズを少なくとも部分的に囲み、
前記配向可能なレンズの各々における前記反射面は、前記基部から離れる方向に或る角度で延びると共にＬＥＤ光出力軸と或る角度で交差し、該ＬＥＤ光出力軸は前記取付面から外方に遠ざかり且つ前記単一のＬＥＤの前記発光部の中心に位置するものであり、
前記配向可能なレンズの各々における前記屈折レンズは、前記単一のＬＥＤと前記反射面との間に配置されると共に、前記ＬＥＤ光出力軸と交差し、
前記屈折レンズ及び前記放物状反射器は、前記単一のＬＥＤにより放出される光線の大部分が前記屈折レンズ及び前記放物状反射器の少なくとも一方に当たると共に、前記配向可能なレンズの各々における前記反射面に向けられ且つ該反射面により少なくとも部分的に反射され、これにより該反射面に入射する光線の大部分を前記ＬＥＤ光出力軸に対して所定の角度の範囲内に一様に向けるような構造及び向きを有する、
ＬＥＤ照明器具用の光学系。
【請求項２２】
請求項２１に記載の配向可能なレンズを備えるＬＥＤ照明器具用の光学系において、前記配向可能なレンズが一体的な型成形されたユニットであるＬＥＤ照明器具用の光学系。
【請求項２３】
前記配向可能なレンズの各々における前記屈折レンズ及び前記放物状反射器が、前記屈折レンズの周部から前記放物状反射器の上部に向かって延びる側壁により取り付けられる請求項２２に記載のＬＥＤ照明器具用の光学系。
【請求項２４】
反射部が、前記配向可能なレンズの各々における前記側壁に取り付けられ、前記放物状反射器に隣接すると共に前記屈折レンズに概ね対面して設けられる請求項２３に記載のＬＥＤ照明器具用の光学系。
【請求項２５】
前記配向可能なレンズの各々における前記反射部が、前記単一のＬＥＤから放出され前記側壁を通過する光の一部を、前記配向可能なレンズの各々における前記反射面に向ける請求項２４に記載のＬＥＤ照明器具用の光学系。
【請求項２６】
前記反射部とは実質的に反対側に、前記放物状反射器に隣接すると共に前記屈折レンズに概ね対面して表面が設けられる請求項２５に記載のＬＥＤ照明器具用の光学系。
【請求項２７】
請求項２１に記載の配向可能なレンズを備えるＬＥＤ照明器具用の光学系において、前記配向可能なレンズの各々における前記反射面に入射する前記光線の大部分が、前記反射面に取り付けられると共に前記配向可能なレンズの各々における前記基部に向かって延びる光学レンズに向かって一様に指向され、実質的に大部分が該光学レンズを通過するＬＥＤ照明器具用の光学系。
【請求項２８】
請求項２７に記載の配向可能なレンズを備えるＬＥＤ照明器具用の光学系において、前記配向可能なレンズの各々における前記光学レンズが、該光学レンズを通過する前記光線の大部分の前記角度の範囲を変更するように配置及び構成されるＬＥＤ照明器具用の光学系。
【請求項２９】
請求項２１に記載の配向可能なレンズを備えるＬＥＤ照明器具用の光学系において、前記角度の範囲が、垂直面内において前記ＬＥＤ光出力軸から外れた５０°から７５°までであるＬＥＤ照明器具用の光学系。
【請求項３０】
個々のＬＥＤ上に取り付けられた複数の配向可能なレンズを備えるＬＥＤ板を有するＬＥＤ照明器具用の光学系であって、
電源に電気的に接続される複数のＬＥＤを有する支持面と、
前記面に取り付け可能な、各々が個々のＬＥＤ上に個別に取り付けられる複数の配向可能なレンズと、
を有し、前記配向可能なレンズの各々が、
ＬＥＤを実質的に囲んで前記面上に保持される基部と、
前記ＬＥＤ上に位置される主屈折レンズと、
前記主屈折レンズの少なくとも一部を囲む第１及び第２の主反射器と、
を有し、
前記主屈折レンズ並びに前記第１及び第２の主反射器は、前記ＬＥＤから出力される光の大部分を傾斜された反射器に向かって再指向させ、該傾斜された反射器は前記光を該反射器に対向する光学レンズを介して反射する、
ＬＥＤ照明器具用の光学系。
【請求項３１】
配向可能なレンズを備えるＬＥＤ照明器具用の光学系であって、
取付面に取り付けられた複数のＬＥＤと、
各々が基部、放物状反射器、平行化レンズ、並びに反射面及び光学レンズを備える反射プリズムを有する複数の配向可能なレンズと、
を有し、
前記配向可能なレンズの各々の前記基部は、前記複数のＬＥＤのうちの単一のＬＥＤの周りで前記取付面に取り付けられると共に、前記放物状反射器及び前記反射プリズムを支持し、
前記放物状反射器は、前記単一のＬＥＤの発光部及び前記平行化レンズを少なくとも部分的に囲み、
前記反射面は、前記基部から離れる方向に或る角度で延びると共にＬＥＤ光出力軸と或る角度で交差し、該ＬＥＤ光出力軸は前記取付面から外方に遠ざかり且つ前記単一のＬＥＤの前記発光部の中心に位置するものであり、
前記平行化レンズは、前記単一のＬＥＤと前記反射面との間に配置されると共に、前記ＬＥＤ光出力軸と交差し、
前記平行化レンズ及び前記放物状反射器は、前記単一のＬＥＤにより放出される光線の大部分が前記平行化レンズ及び前記放物状反射器の少なくとも一方に当たると共に、前記反射プリズムにおける前記反射面に向けられ且つ該反射面により少なくとも部分的に反射され、これにより該反射面に入射する光線の大部分を、該反射面から前記プリズムを介して前記光学レンズの外部へと、前記ＬＥＤ光出力軸に対して所定の角度の範囲内に一様に向けるような構造及び向きを有する、
ＬＥＤ照明器具用の光学系。
【請求項３２】
請求項３１に記載の配向可能なレンズを備えるＬＥＤ照明器具用の光学系において、前記配向可能なレンズが一体的な型成形されたユニットであるＬＥＤ照明器具用の光学系。
【請求項３３】
前記配向可能なレンズの各々における前記平行化レンズ及び前記放物状反射器が、前記平行化レンズの周部から前記放物状反射器の上部に向かって延びる側壁により取り付けられる請求項３２に記載のＬＥＤ照明器具用の光学系。
【請求項３４】
請求項３３に記載の配向可能なレンズを備えるＬＥＤ照明器具用の光学系において、前記配向可能なレンズの各々における前記プリズムの前記反射面が、該反射面に入射する前記光線の大部分を該反射面から離れる方向に内部反射するＬＥＤ照明器具用の光学系。
【請求項３５】
請求項３４に記載の配向可能なレンズを備えるＬＥＤ照明器具用の光学系において、前記配向可能なレンズの各々における前記光学レンズが、該光学レンズを通過する前記光線の実質的に大部分の前記角度の範囲を変更するように配置及び構成されるＬＥＤ照明器具用の光学系。
【請求項３６】
反射部が、前記配向可能なレンズの各々における前記側壁に取り付けられ、前記放物状反射器に隣接すると共に前記平行化レンズに概ね対面して設けられる請求項３５に記載のＬＥＤ照明器具用の光学系。
【請求項３７】
前記配向可能なレンズの各々における前記反射部が、前記単一のＬＥＤから放出され前記側壁を通過する光の一部を、前記配向可能なレンズの各々における前記反射プリズムの前記反射面に向ける請求項３６に記載のＬＥＤ照明器具用の光学系。
【請求項３８】
前記反射部とは実質的に反対側に、前記放物状反射器に隣接すると共に前記平行化レンズに概ね対面して表面が設けられる請求項３７に記載のＬＥＤ照明器具用の光学系。
【請求項３９】
前記配向可能なレンズが、光学用等級のアクリルから形成される請求項３８に記載のＬＥＤ照明器具用の光学系。
【請求項４０】
前記取付面が平らな板材である請求項３９に記載のＬＥＤ照明器具用の光学系。
【請求項４１】
前記平らな板材がアルミニウム製の平らな板材である請求項４０に記載のＬＥＤ照明器具用の光学系。
【請求項４２】
前記取付面が平らな板材である請求項３１に記載のＬＥＤ照明器具用の光学系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広くは配向可能な（向きを設定することが可能な）レンズに係り、更に詳細には発光ダイオード照明器具用の配向可能なレンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード、即ちＬＥＤは、当該ＬＥＤにより放出される光を反射する種々のレンズとの組み合わせで使用されている。また、種々のレンズが、複数のＬＥＤを光源として使用する照明器具において使用するために設けられている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、ＬＥＤ照明器具用の配向可能なレンズを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的は、請求項に記載されたＬＥＤ照明器具用の配向可能なレンズにより達成される。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】図１は、本発明の配向可能なレンズを備えるＬＣＤ照明器具の上面斜視図であり、平らな板材には複数のＬＥＤが実装される一方、３つの配向可能なレンズと共に示され、これらレンズのうちの２つは対応するＬＥＤの周りで上記平らな板材に取り付けられ、１つは対応するＬＥＤから分解された状態で示されている。
【図２】図２は、図１の配向可能なレンズのうちの１つの上面斜視図である。
【図３】図３は、図２の配向可能なレンズの底面斜視図である。
【図４Ａ】図４Ａは、図２の配向可能なレンズの５−５線に沿う断面で示す上面斜視図及び取付面に取り付けられたＬＥＤの断面図であり、配向可能なレンズがＬＥＤの周りで上記取付面に取り付けられている。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図２の配向可能なレンズの５−５線に沿う断面で示す上面斜視図である。
【図５Ａ】図５Ａは、図２の配向可能なレンズの５−５線に沿う断面図であり、ＬＥＤの周りに、該ＬＥＤから発し屈折レンズに当たる例示的光線の光線軌跡と共に示されている。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図２の配向可能なレンズの５−５線に沿う断面図であり、ＬＥＤの周りに、該ＬＥＤから発し、側壁を通過し、反射部に当たるか又は光学レンズに向けられる例示的光線の光線軌跡と共に示されている。
【図６Ａ】図６Ａは、図２の配向可能なレンズの６−６線に沿う断面図であり、光源から発し主反射器の部分に当たる例示的光線の光線軌跡と共に示されている。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図２の配向可能なレンズの６−６線に沿う断面で示す上面斜視図である。
【図７】図７は、ランバート光分布を持ち、使用時に本発明の配向可能なレンズを備えない単一のＬＥＤの、カンデラで目盛られた垂直面での極分布を示す。
【図８】図８は、使用時に本発明の配向可能なレンズの一実施例を備える図７と同一のＬＥＤの、カンデラで目盛られた垂直面での極分布を示す。
【図９】図９は、使用時に本発明の配向可能なレンズを備えない図７と同一のＬＥＤの、カンデラで目盛られた水平面での極分布を示す。
【図１０】図１０は、使用時に図８と同一の配向可能なレンズを備えた図７と同一のＬＥＤの、カンデラで目盛られた水平面での極分布を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
先ず、本発明は、下記の説明に記載され及び図面に図示された構成要素の配置及び構成の詳細に適用が限定されるものではないと理解されるべきである。本発明は、他の実施例も可能であり、種々の態様で実施又は実行することができる。また、本明細書で使用される表現及び用語は、説明の目的のものであり、限定するものと見なされるべきではないと理解されたい。本明細書における"含む"、"有する"又は"持つ"及びこれらの変形の使用は、以下に掲載される項目及びこれらの等価物並びに更なる項目を含むことを意図するものである。そうでないと限定されない限り、本明細書における"接続される"、"結合される"、"連通する"及び"取り付けられる"並びにこれらの変形は、広い意味で使用され、直接的及び間接的な接続、結合及び取り付けを含むものである。更に、"接続され"及び"結合され"なる用語並びにこれらの変形は、物理的又は機械的な接続又は結合に限定されるものではない。更に、及び以降の段落に記載されるように、図面に示される固有の機械的構造は、本発明の実施例を例示することを意図するもので、他の代替的な機械的構造も可能である。
【０００７】
ここで、図１〜１０（幾つかの図を通して、同様の符号は同様の構成要素を示している）を詳細に参照すると、ＬＥＤ照明器具用の配向可能な（orientable：向きを設定することが可能な）レンズの種々の態様が示されている。配向可能なレンズは、単一のＬＥＤに関連して使用可能であり、種々のＬＥＤと共に設置し及び使用することができる。配向可能なレンズは、好ましくは、ランバート光分布を持つＬＥＤ用のレンズとして使用されるが、他の光分布を持つＬＥＤのためのレンズとして構成され及び使用されることもできる。図１は、ＬＥＤ用の平らな板材（ボード）１を示し、該板材上にはランバート光分布を持つ５４個のＬＥＤ４が取り付けられている。ＬＥＤ用平板材１の幾つかの実施例において、ＬＥＤ用平板材１は、これに限定されるものではないが、アルミニウム等の有利な熱分散特性を持つ金属製板材である。他の実施例において、ＬＥＤ用平板材１は難燃材４（ＦＲ４）又は他の通常の印刷回路基板である。ＬＥＤ用平板材１及び複数のＬＥＤ４は、多数の板材、多数のＬＥＤ、及びＬＥＤ用の複数の配向可能なレンズを使用することが可能な多数のＬＥＤ構造の単なる例示である。これらに限定されるものではないが、熱、所望のルーメン出力、及び所望の光分布パターン等の設計的配慮の結果、異なる数のＬＥＤ、異なるＬＥＤ構造及び／又は異なる材料を選択することになる。
【０００８】
図１に示されるように、配向可能なレンズ１０の一実施例は３つ存在し、これらレンズのうちの２は対応するＬＥＤ４上に配置されると共に平板材１に結合され、これらレンズのうちの１つは対応するＬＥＤ４から分解されて示されている。配向可能であるということは、各レンズが所与のＬＥＤの周りで所与の向きに個々に調整可能であることを意味する。明らかとなるように、複数の配向可能なレンズ１０が複数のＬＥＤとの組み合わせで使用される場合、各々の配向可能なレンズ１０は他の配向可能なレンズ１０の向きとは無関係に個々に配向することができ、かくして、例えば図１の３つの配向可能なレンズ１０は各々固有の方向に配向されている。更に、複数のＬＥＤが存在する場合、少ない場合は１つのＬＥＤに、又は幾つかの好ましい実施例において多い場合には全てのＬＥＤに、個別の配向可能なレンズ１０を設けることができる。幾つか又は全てのレンズは、配向可能なレンズを備えるＬＥＤ照明器具を作製する際に個別に且つ永久的に所与の向きに調整することができるか、又は幾つか又は全てのレンズを現場での調整を可能にするように取り付けることもできる。このように、これに限られるものではないが、平板材１上の複数のＬＥＤ４のような、複数のＬＥＤと共に複数の配向可能なレンズ１０を用いる場合、複雑な光度分布パターン及び分布パターンの柔軟性を達成することができる。
【０００９】
ここで図２及び３を参照すると、配向可能なレンズ１０の一実施例が更に詳細に示されている。配向可能なレンズ１０は、この実施例では実質的に平で且つ実質的に円形の内側及び外側結合面１４及び１６を備えるように示された基部１２を有し、上記結合面の各々は実質的に円形の内周及び外周を有している。図２の基部１２は、上記内側及び外側結合面１４及び１６のうちのかなりの部分の間に設けられた凹部１５も備えるように示されている。該基部１２は、なかでも、例えば図１の平板材１への取り付けのように、ＬＥＤが取り付けられた表面への配向可能なレンズ１０の取り付けのために設けられている。ＬＥＤ自体に対してではなく、ＬＥＤが取り付けられた表面に対する基部１２の取り付けは、ＬＥＤから配向可能なレンズ１０への熱伝達を低減する。幾つかの実施例では、内側及び外側結合面１４及び１６の両方が、配向可能なレンズ１０の取り付けのための表面と結合する。幾つかの実施例では、内側結合面１４のみが、配向可能なレンズ１０の取り付けのための表面と結合し、外側結合面１６は、ＬＥＤの周りでの配向可能なレンズ１０の位置合わせのために表面と作用し合う。幾つかの実施例において、内側及び／又は外側結合面１４及び１６又は他に設けられた表面を、配向可能なレンズ１０の取り付けのための取付面に接着することができる。幾つかの実施例において、内側及び／又は外側結合面１４及び１６又は他に設けられた表面を、配向可能なレンズ１０の取り付けのための取付面に弾発（スナップ）結合することができる。幾つかの実施例において、内側及び／又は外側結合面１４及び１６又は他に設けられた表面を、配向可能なレンズ１０の取り付けのための取付面に圧接することができる。取付面に対する基部１２の他の取り付け手段も、当業者により広く知られているように、及びそれらの教示に基づいて設けることもできる。
【００１０】
基部１２は、美的目的で又は配向可能なレンズ１０の他の構成部分の支持若しくは取り付けのために設けることが可能な部分も有する。例えば、幾つかの好ましい実施例において、少なくとも主反射器２４（図６Ａに示されるような）及び反射プリズム３０が基部１２に取り付けられ及び該基部により支持される。配向可能なレンズ１０の幾つかの実施例には、反射プリズム３０の支持を行うのを助けると共に配向可能なレンズ１０を完全に密封するために設けることもできるような、支持部１８又は１９を備える基部１２を設けることができる。配向可能なレンズ１０の基部１２の幾つかの実施例には、設置の容易化又は他の理由で、所望なら、リム部１７及び同様の付属体を設けることもできる。幾つかの実施例において、配向可能なレンズがＬＥＤの周囲で取付面上に設置される場合、シート又は他の物体が、リム部１７、又はリム部１７の周囲に設けられる鍔部等の該基部１２の他の部分に接触し、配向可能なレンズ１０上に上記取付面方向の圧縮力を生じさせ、これにより内側及び／外側結合面１４及び１６を配向可能なレンズ１０の取り付けのための上記取付面と結合させることもできる。
【００１１】
他の実施例において、基部１２は、配向可能なレンズ１０が所与のＬＥＤと共に適切に使用されるのを可能にすると共にＬＥＤ光出力軸の周りの如何なる向きにも設置可能となる限りにおいて、異なる形状及び形態をとることができ、この場合、上記ＬＥＤ光出力軸は何れかの所与のＬＥＤの発光部の中心から発し、ＬＥＤ取付面から離れる方向に向けられた軸である。例えば、基部１２は、幾つかの実施例では、図示された内側及び外側結合面１４及び１６とは反して、凹部１５を備えずに単独の結合面のみを備えるように設けることもできる。また、例えば、基部１２には、円形以外の形状を持つ内側及び／又は外側周部を設けることもできる。また、例えば、基部１２には、主反射器２４及び反射プリズム３０等の、配向可能なレンズ１０の構成部分の取り付け及び／又は支持のために他の構造を設けることもできる。基部１２に対する他の変形例は、当業者にとり明らかであろう。
【００１２】
図２には、屈折レンズ２２、主反射器２４、表面２６、反射部２８及び反射プリズム３０の部分も示されている。図４Ａ、図５Ａ、図５Ｂ及び図６ＡのＬＥＤ９及び表面５のように、配向可能なレンズ１０がＬＥＤの周りに配置され、基部１２が表面に取り付けられると、屈折レンズ２２及び主反射器２４はＬＥＤ９に近接する。特に、主反射器２４は、ＬＥＤ９の発光部を部分的に囲むように配置され、屈折レンズ２２は、ＬＥＤ９のＬＥＤ光出力軸と交差すると共に主反射器２４により部分的に囲まれるように配置される。幾つかの実施例において、主反射器２４は放物状反射器である。屈折レンズ２２及び主反射器２４は、ＬＥＤ９により放出される光の大部分が、これら２つのうちの一方に集合的に入射するように配置される。幾つかの実施例において、主反射器２４は、ＬＥＤ９の発光部を完全に囲むように設けることができる。幾つかの実施例においては、図に示されるもののように、主反射器２４はＬＥＤ９の発光部を部分的にのみ囲み、反射部２８がＬＥＤ９の発光部の一方の側部に主反射器２４に隣接配置されて設けられ、表面２６がＬＥＤ９の発光部の実質的に反対の側部に設けられると共に主反射器２４に隣接して配置される。
【００１３】
幾つかの追加の実施例において、屈折レンズ２２は側壁２３の基部に配置され、該側壁２３はＬＥＤ９の発光部を実質的に囲んでいる。ＬＥＤ９から発し屈折レンズ２２に入射する光線の大部分は、反射プリズム３０の反射面３２に向けられるように屈折される。幾つかの実施例において、屈折レンズ２２は、光線を、図５Ａに示される例示的光線のように、これら光線が反射面３２に向かって実質的に平行化（コリメート）されるように屈折するよう構成される。
【００１４】
他の実施例において、ＬＥＤ９から発する他の光線は、主反射器２４の近傍の側壁２３に入射し、該側壁を変化された角度で通過し、主反射器２４に入射する。主反射器２４に入射した光線の大部分は、反射され、図には示されないが他の図を参照すれば明らかなように反射面３２の部分に向けられる図６Ａに示された例示的光線のように、反射プリズム３０の反射面３２に向けられる。配向可能なレンズ１０の幾つかの実施例において、主反射器２４は、該反射器に入射する光線の大部分が内部反射され、反射面３２に向けられるような組成及び向きを有する。他の実施例において、主反射器２４は反射性材料からなる。
【００１５】
更なる実施例において、ＬＥＤ９から発する他の光線は、反射部２８の近傍の側壁２３に入射し、該側壁を変更された角度で通過し、反射部２８に入射する。反射部２８に入射した光線の大部分は、反射され、図５Ｂにおいて反射部２８に入射し、反射面３２に向けられるように示された例示的光線のように、反射プリズム３０の反射面３２に向けられる。幾つかの実施例において、反射部２８は、光線を、これら光線が配向可能なレンズ１０を固有な方向で出射するように、主反射器２４及び屈折レンズ２２により向けられる光線からは固有の方向に向けるように配置及び構成される。配向可能なレンズ１０の実施例において、反射部２８は、該反射部に入射する光の大部分が内部反射され、反射面３２に向けられるような組成及び向きを有する。他の実施例において、反射部２８は、反射性材料からなる。
【００１６】
幾つかの実施例において、ＬＥＤ９から発する他の光線は、図５Ｂに示された例示的光線のように、表面２６の近傍の側壁２３に入射し、該側壁を変更された角度で通過し、反射プリズム３０の光学レンズ３４に向かって指向される。図５Ｂに示されるように、これら光線の大部分は光学レンズ３４を通過し、該光線の多くは支持部１８も通過する。また、図５Ｂに示されるように、幾らかの光線は表面２６にも入射し、レンズ３４及び潜在的には支持部１８に向かって指向される。当業者であれば、所望の光分布特性を達成するために、配向可能なレンズ１０の構成の変更は、屈折レンズ２２、側壁２３、主反射器２４、表面２６及び反射部２８の全て又は何れかの構成の変更を必要とすることを認識するであろう。
【００１７】
幾つかの実施例において、側壁２３は屈折レンズ２２を設けるために設けられ、多くの光線が、主反射器２４並びに可能性として反射部２８及び表面２６に入射する前に側壁２３を通過する。幾つかの実施例において、側壁２３は該側壁を通過する光線の進行経路を変化させる。幾つかの実施例において、側壁２３の高さは、該側壁の反射部２８との接続部の近傍で短縮される。他の実施例では、屈折レンズ２２は主反射器２４の内側表面に取り付けられる薄い支持体又はそれ以外を用いて位置決めされ、側壁２３は設けられない。また、図に示されるような幾つかの実施例においては、側壁２３が設けられ、配向可能なレンズ１０は適切な媒体の一体に型形成された固体ユニットから形成される。配向可能なレンズ１０が一体の型形成された固体ユニットを形成するような斯かる実施例において、ＬＥＤから放出された光線が該配向可能なレンズ１０に入射すると、これら光線は、配向可能なレンズ１０から出射するまで、該適切な媒体を介して進行する。幾つかの実施例において、該媒体は光学用等級のアクリルであり、該配向可能なレンズ１０内で発生する全ての反射は内部反射の結果である。
【００１８】
反射プリズム３０の反射面３２は、屈折レンズ２２により平行化され、又は主反射器２４若しくは反射部２８により反射されると共に反射面３２に向けられた光線が、図５Ａ及び５Ｂに示された光線のように、反射面３２から離れるように反射され、光学レンズ３４に向かって指向されるような組成及び向きを有することができる。好ましくは、上記光線は反射面３２から離れるように内部反射されるが、該反射面３２を反射性材料から形成することもできる。光学レンズ３４に入射する殆どの光線は、幾つかの実施例では可能性として或る変更された角度で、該光学レンズ３４を通過する。好ましくは、光学レンズ３４を通過する光線の方向は、僅かにのみ変更される。配向可能なレンズ１０の構成部分が一体の型形成された固体ユニットを形成するような実施例においては、反射面３２は該反射面に入射する如何なる光線も内部反射し、ＬＥＤから発し該配向可能なレンズ１０に入射する光線は、光学レンズ３４又はそれ以外を介して当該配向可能なレンズ１０を出射するまで、該配向可能なレンズ１０の媒体を介して進行する。
【００１９】
反射プリズム３０の反射面３２は、平らな表面である必要はない。図に示されたような幾つかの実施例において、反射面３２は、該反射面３２から反射される光の一層正確な制御を可能にすると共に一層狭い範囲の光線が当該配向可能なレンズ１０により放出されるのを可能にするために、実際には僅かに異なる角度の２つの面を有している。他の実施例においては、湾曲され、凹状の、凸状の又は３以上の面が設けられた反射面を設けることができる。同様に、光学レンズ３４は、反射面３２から反射される光の一層正確な制御を可能にし、及び／又は一層狭い範囲の光線が当該配向可能なレンズ１０により放出されるのを可能にするために、種々の実施例をとることができる。
【００２０】
当該配向可能なレンズ１０の使用により、所与のＬＥＤから放出される光を、ＬＥＤ光出力軸から、該ＬＥＤ光出力軸から或る角度で再指向させることができる。配向可能なレンズ１０は、ＬＥＤ光出力軸の周りにおいて如何なる向きにでも設置することができるので、この光は、同様に、ＬＥＤ光出力軸の周りの如何なる向きにでも分布させることができる。所与の配向可能なレンズ１０及び該レンズの構成部分の構造に依存して、ＬＥＤから放出された光が該ＬＥＤの光出力軸から外れるように再指向される上記角度は変化し得る。更に、再指向された光ビームの広がりも同様に変化し得る。平板材１及び複数のＬＥＤ４等の、表面上に取り付けられた複数のＬＥＤ上で複数の配向可能なレンズ１０が使用される場合、当該取付面を複雑にすることなしに、各配向可能なレンズ１０をＬＥＤ軸の周りで如何なる向きででも設置することができる。更に、平板材１及び複数のＬＥＤ４等の、表面上に取り付けられた複数のＬＥＤを用いて、複雑な光度分布パターン及び光分布の柔軟性を達成することができる。
【００２１】
図７は、ランバート光分布を有するが配向可能なレンズを備えない単一のＬＥＤの、カンデラで測定された、垂直面内での極分布を示す。図９は、図７と同一のＬＥＤの、カンデラで測定された、水平面内での極分布を示す。図８は、使用時に図に示した配向可能なレンズの実施例を備える図７と同一のＬＥＤの、カンデラで測定された、垂直面内での極分布を示す。図１０は、使用時に図８と同一の配向可能なレンズを備える図７と同一のＬＥＤの、カンデラで測定された、水平面内での極分布を示す。
【００２２】
図８及び図１０から分かるように、配向可能なレンズ１０は、ランバート光分布を持つＬＥＤにより出力される光の大部分を、ＬＥＤ光出力軸から外れるように指向させる。垂直面内においては、図８に示されるように、当該光の大部分は上記光出力軸から外れた約５０°〜７５°の範囲内に向けられる。水平面内では、図１０に示されるように、当該光の大部分は上記光出力軸から４０°の範囲内に向けられる。使用時に図８及び図１０の配向可能なレンズの実施例を有する、ランバート光分布を持つＬＥＤにより出力される光の約９０％が、光出力軸を外れて分布される。図７〜図１０は、配向可能なレンズの実施例の解説目的で提示されたものである。勿論、光を光出力軸から外れ及び離れるように種々の範囲に向けるような種々の極分布を生じさせる配向可能なレンズの他の実施例も設けることができる。このように、他の実施例の垂直面においては、光を、光出力軸から種々の角度で、一層広い又は一層狭い範囲内に主に向けることができる。他の実施例の水平面内では、光を、同様に、一層広い又は一層狭い範囲内に向けることができる。
【００２３】
上述した説明は、解説の目的で提示されたものである。本発明を、網羅的に説明しようとも、開示された詳細な形態に限定しようとするものでもなく、上述した教示に照らして、明らかに多数の修正例及び変形例も可能である。ＬＥＤ照明器具用の配向可能なレンズの特定の形態が図示及び説明されたが、後述する請求項及び斯かる請求項の可能な機能的均等物に含まれる限りにおいて、上記特定の形態に限定されるものではないと理解されたい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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