(57)【要約】  発光製品（例えば、懐中電灯）は、光を放射するための光源（１６）と、光源に対して位置を調節可能なレンズ系（２０）とを含む第１のハウジング（１２）を備える。第２のハウジング（１４）を第１のハウジング（１２）に取り付けることができ、第２のハウジング（１４）は光源用の電源を含む。第１のハウジングと第２のハウジングが取り付けられると、第１のハウジング及び第２のハウジングが相対移動して、光源からの光を合焦させるためにレンズ系の位置を光源の位置に対して調整することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のハウジングであって、該第１のハウジング内の適所に固定される光を放射するための光源と、該第１のハウジング内の適所に固定された反射体と、該光源及び該反射体に対して位置を調整可能なレンズ系とを含む第１のハウジングと、
前記第１のハウジングに取り付けられ、かつ前記光源用の電源を含む第２のハウジングと、を備え、
前記第１のハウジングと前記第２のハウジングとが取り付けられると、該第１のハウジング及び該第２のハウジングが相対移動して、前記光源からの前記光を合焦させるために前記レンズ系の前記位置を該光源の位置に対して調整することができる、発光製品。
【請求項２】
前記第１のハウジングが第１のねじ面を含み、前記第２のハウジングが該第１のねじ面と係合することができる第２のねじ面を含み、該第１及び第２のねじ面が前記第１のハウジングを前記第２のハウジングに取り付けることができ、更に、前記レンズ系の前記位置を前記光源の該位置に対して調整して前記光源からの前記光を合焦させるために、取り付け後に、前記第１のハウジング及び前記第２のハウジングを相対移動させることができる、請求項１に記載の発光製品。
【請求項３】
前記第１のねじ面が軸に沿って延在し、かつ前記レンズ系が前記第１のねじ面の一部と該軸に沿って重なり合う要素を有し、
前記第１のハウジングが前記第２のハウジングに取り付けられて、前記第１のハウジングが前記第２のハウジングに対して移動すると、前記要素が前記第２のハウジングと接触して、前記光源からの前記光を合焦させるために前記レンズ系の前記位置を調整する、請求項２に記載の発光製品。
【請求項４】
前記レンズ系が前記前側ハウジングの中に装填されるバネである、請求項３に記載の発光製品。
【請求項５】
前記光源が発光ダイオードを含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の発光製品。
【請求項６】
前記光源が白熱電球を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の発光製品。
【請求項７】
前記電源が電池を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の発光製品。
【請求項８】
前記第２のハウジングが長くかつ把持され得る表面を含み、前記発光製品が前記光源をオン／オフするための機構を含む、請求項７に記載の発光製品。
【請求項９】
前記電源が交流電源である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の発光製品。
【請求項１０】
前記第１のハウジングがヒート・シンクを更に備える、請求項１〜９のいずれか一項に記載の発光製品。
【請求項１１】
前記電源が前記ヒート・シンク上に実装される、請求項１０に記載の発光製品。
【請求項１２】
前記レンズ系が、前記光源と軸に沿って位置合わせされて実装されるレンズを含み、前記レンズ系の前記位置が該軸に沿って調整されて前記光源からの前記光を合焦させる、請求項１に記載の発光製品。
【請求項１３】
前記要素がカムリングの中に実装され、かつ前記第２のハウジングが、前記レンズ系の前記位置を調整して前記光源からの前記光を合焦させるために前記第１のハウジング及び前記第２のハウジングが互いに対して回転されると前記要素に接触するカム表面を含む、請求項３に記載の発光製品。
【請求項１４】
第１のハウジングであって、該第１のハウジング内の適所に固定される光を放射するための光源と、該光源に対して位置を調整可能なレンズ系とを含む第１のハウジングと、
前記第１のハウジングに取り付けられ、かつ前記光源用の電源を含む第２のハウジングと、を備え、
前記第１のハウジングと前記第２のハウジングとが取り付けられると、該第１のハウジング及び該第２のハウジングが相対移動して、前記光源からの前記光を合焦させるために前記レンズ系の前記位置を該光源の位置に対して調整することができる、発光製品。
【請求項１５】
第１のハウジングであって、該第１のハウジング内の適所に固定される光を放射するための光源と、該光源に対して位置を調整可能なレンズ系とを含む第１のハウジングを備え、
前記第１のハウジングは、前記光源用の電源を含む第２のハウジングに取り付けられるように設計され、取り付け後に、該第１のハウジング及び該第２のハウジングが相対移動して、該光源からの前記光を合焦させるために前記レンズ系の前記位置を該光源の位置に対して調整することができる、発光製品用のハウジング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は懐中電灯等の発光製品に関する。
【背景技術】
【０００２】
懐中電灯は通常、ある程度合焦可能な光源を含んでいる。歴史的に、一部の懐中電灯は反射体を含んでいるがレンズは含んでいなかった。これらの懐中電灯から放射される光線は、多くの場合、反射体と光源の相対位置を変化させることで調整することができた。この調整は、光源に対して反射体を移動させるか、又は反射体に対して光を移動させる機構を用いて達成されてきた。例えば、光源を含むヘッド組立体は反射体を含む懐中電灯本体の上にねじ込まれ、又はその逆であり、そしてヘッド組立体を回転させて光源と反射体とを相対移動させる。
【０００３】
多くの場合、ある種の懐中電灯は反射体を含んでいないが、合焦に使用することができる１つ以上のレンズを含むレンズ系を含む。これらの懐中電灯における合焦は、レンズ系と光源の相対位置を変化させることを伴う。これは、通常、（１）ヘッド組立体の中のレンズ系の位置を固定して、ヘッド組立体が本体上にねじ込まれるときに懐中電灯本体の中に固定された光源に対してレンズ系を移動させること、（２）一部の映像投射装置に見られる機構と類似の機構によって、光源に対して移動するハウジングの中にレンズ系を実装すること、又は（３）レンズ系と、リングを回転させることによりレンズ系に対して移動可能な光源とを含む固定ヘッド組立体を使用すること、によって達成してきた。３番目の設計の商用版では、ヘッド組立体は懐中電灯本体から取り外し可能ではない。
【０００４】
別の既知の懐中電灯は、固定反射体と、固定光源と、可動レンズ系と、合焦させるためにレンズ系を移動させるモーターと、を含む。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一態様において、本発明は、第１のハウジングと、第１のハウジングに取り付けられる第２のハウジングとを備える、懐中電灯などの発光製品を特徴とする。第１のハウジングは、第１のハウジング内の適所に固定されたレンズ系と、同様に第１のハウジング内の適所に固定された反射体と、光源及び反射体に対して位置を調整可能なレンズ系とを含む。第２のハウジングは、光源用の電池等の電源を含む。第１のハウジングと第２のハウジングとが取り付けられると、これらは相対移動して、光源からの光を合焦させるために光源の位置に対してレンズ系の位置を調整することができる。光源、反射体及びレンズを採用する第１のハウジングを使用することで、光源からの大量の光をコリメートすることができ、広帯域にわたって光線を焦点決めすることができる（集束〜広帯域ビーム）。発光装置は合焦が容易であり、製造費用効率が高い。
【０００６】
いくつかの実施形態において、第１のハウジング及び第２のハウジングは、第１のハウジングを第２のハウジングに取り付けることができ、取り付け後のレンズ系の位置の調整を可能とする対向するねじ面を含む。例えば、後者の調整は、第２のハウジングと接触してレンズ系の位置を調整する要素をレンズ系の中に含むことによってなされ得る。レンズ系は前側ハウジングの中に装填されるバネであり得る。
【０００７】
いくつかの実施形態において、第１のハウジングは、光源によって生成される熱を吸収しかつ消散させるヒート・シンクを更に備える。ヒート・シンク上に電源を実装することができ、これにより、ヒート・シンクが光源からの熱を吸収しかつ消散させるので、部品間の公差スタックアップを最小にする。
【０００８】
発光製品の実施形態は次の特徴の１つ以上を有してもよい。第１のハウジングは、後方に延在してカム表面と接触する１つ以上の要素を含んでもよい。第１のハウジングが第２のハウジングに対して移動すると、要素はカム表面との接触を介して光源に対するレンズ系の位置を調整する。カム表面はバレルカムのように円筒形であってもよい。カム表面は、カップ上に、又は第２のハウジングに対して適所に固定される他の部材上に配置されてもよい。カップ又は他の部材は、外部要素、例えば、第２のハウジングの表面と係合しかつカップ又は他の部材を第２のハウジング対して適所に固定する歯を含んでもよい。第２のハウジングは、カップ及び他の部材と係合しかつカップを第２のハウジング対して適所に固定する突出要素（例えば、スプライン）を有する表面（例えば、内側表面）を含んでもよい。カム表面は、第１のハウジングから後方に延在する要素がカム表面に沿って更に移動するのを防ぐ止め要素（例えば、垂直段差）を含んでもよい。
【０００９】
別の態様において、本発明は、これら上記の発光製品のひとつと同じであるが第１のハウジングの中に反射体のない発光製品を特徴とする。
【００１０】
別の態様において、本発明は上記第１のハウジングのいずれかを特徴とする。いくつかの実施形態において、第１のハウジングは、種々の第２のハウジングに取り付けることができ、当該第２のハウジングは、例えば、自転車パックのハウジング、ヘッドライト、懐中電灯等を含む電源を含む。他の実施形態において、第１のハウジングは、小型又は大型電池パック、再充電可能な又は再充電可能でない電池パック、あるいは交流電源方式などの多様な電源と共に使用され得る。
【００１１】
本発明の他の態様は、組み立て方法及び上記の発光装置の使用方法を含む。
【００１２】
本明細書で使用するとき、「反射体」は、光源によって生成される可視光線反射率が５０％を超える、例えば、約７５％を超える表面を含む部材である。
【００１３】
１つ以上の実施形態の中でも特に有利な点は、構成要素を相対回転させることによってユーザーが光線を操作する（例えば、広げる又は狭くする）ことができるが、構成要素が所定の可動域を超えて分離する又は移動する程度まで構成要素を回転させない構成である。
【００１４】
本発明による１つ以上の実施形態の詳細を、添付の図面及び以下の説明に示す。本発明の他の特徴、目的及び利点は、説明、図面及び特許請求の範囲から明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】発光装置の実施形態の斜視図。
【図２】分離した状態の、図１の発光装置の第１のハウジング、及び第２のハウジングの前側の断面図。
【図３】取り付けられた状態の、図１の発光装置の第１のハウジング、及び第２のハウジングの前側の断面図。
【図４】取り付けられた状態の、図１の発光装置の第１のハウジング、及び第２のハウジングの前側の断面図。
【図５】取り付けられた状態の、図１の発光装置の第１のハウジング、及び第２のハウジングの前側の断面図。
【図６】発光装置の第２の実施形態の、部分的に切り取られた前側斜視図。
【図７】図６の発光装置の前側端部の、部分的に切り取られた後側斜視図。
【図８】他の型のカム表面を有する後側ハウジングの前側端部に結合された、図６の発光装置の部分的に切り取られた後側斜視図。
【図９】他の型のカム表面を有する、図６の発光装置の後側ハウジングの前側端部の側面図。
【図１０】カップを有さない、図６の発光装置の後側ハウジングの前側の前側斜視図。
【００１６】
各種の図面における同様の参照符号は、同様の要素を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１を参照すると、懐中電灯１０は、前側の第１のハウジング１２と、長い後側の第２のハウジング１４とを備える。
【００１８】
図２を参照すると、第１のハウジング１２は、光源１６と、反射体１８と、レンズ系２０と、ヒート・シンク２２と、外側ヘッド２４と、窓２６と、エンドキャップ２８と、レンズバネ３０とを含む。
【００１９】
光源１６はＬＥＤであり、あるいは、例えば、白熱電球であり得る。光源１６はヒート・シンク２２の上に実装され、第１のハウジング１２の中の適所に固定される。
【００２０】
反射体１８は、例えば、アルミニウム、銅、若しくは銀のような研磨された金属様固体の単一金属、又は金属（例えば、アルミニウム）でコーティングされたガラス又はプラスチックなどのコーティングされた材料から製造することができる。反射体１８はまた、ヒート・シンク２２に実装されかつ第１のハウジング１２の中の適所に固定される。
【００２１】
レンズ系２０は、光源１６の前側に延在するレンズ３２と部材３４とを含む。レンズ３２は、レンズ３２と光源１６との間の相対位置に基づき、光源１６から放射される光をコリメートし、合焦させ、かつ広げるように構成される。一実施形態において、レンズ３２は、光源１６の焦点を合わせる曲線的な前側表面と平坦な後側表面とを有する。レンズ系２０は光源１６及び反射体１８に対して可動である（以下の更なる説明を参照のこと）。あるいは、レンズ系２０は、光源１６からの光を集める、コリメートする、広げる、又は合焦させる複数のレンズを含むことができる。
【００２２】
ヒート・シンク２２は、光源１６からの熱を吸収しかつ消散させる、例えば、アルミニウム、銅、又は熱伝導複合材料などの材料から製造することができる。ヒート・シンク２２は外側ヘッド２４に固定される。
【００２３】
外側ヘッド２４はねじ面３６を含む。外側ヘッド２４は、金属、プラスチック、又はその他の材料から構成され得る。部材３４はねじ面３６と軸方向に重なり合う。窓２６は第１のハウジング１２の前側に実装され、取り外し可能なエンドキャップ２８は外側ヘッド２４に取り付けられる。
【００２４】
レンズバネ３０は、反射体１８と、部材２４の前側に隣接するレンズアセンブリ２０との間に実装される。
【００２５】
第２のハウジング１４は、電池（図示せず）用チャンバ３８と、ねじ面４０と、第１のハウジング１２と第２のハウジング１４とが取り付けられた際の電池と光源１６との間の電気接触（この実施形態ではバネ４２）とを含む。
【００２６】
第１のハウジング１２及び第２のハウジング１４が図２に分離して示されている。図３〜図５を参照すると、第１のハウジング１２を第２のハウジング１４の上にねじ込むことにより第１のハウジング１２と第２のハウジング１４とを取り付ける。最終的に、部材３４は第２のハウジング１４の前側に接触する。その時、レンズ３２は光源１６に最も近い位置にある。引き続き第１のハウジング１２が第２のハウジング１４の上にねじ込まれると、光源１６及び反射体１８は第２のハウジング１４に向かって軸方向に移動し続けるが、レンズ系２０の更なる軸方向運動は部材３４が第２のハウジング１４の前側に接触することにより抑制される。結果として、部材３４の前側はレンズバネ３０を圧縮し、それによりレンズ３２が光源１６から更に離れるようにレンズ３２を移動させる。これにより発光装置１６から放射された光線が合焦して（エンドキャップ２８は分離している）、広帯域ビームから、より狭帯域のビームへと合焦する。第１のハウジング１２が完全に第２のハウジング１４の上にねじ込まれたとき（図５参照）、レンズ３２は光源１６から最も遠い距離にある。
【００２７】
使用する際、第１のハウジング１２を第２のハウジング１４に対して回転して所望の合焦を得る。言うまでもなく、これは、第２のハウジング１４を第１のハウジング１２に対して回転させることによってもなされ得る。
【００２８】
図６を参照すると、代替実施形態において、懐中電灯４０は、前側の第１のハウジング４２と、後側のハウジング４４上のねじ面４６を含むねじ面を使用して取り付けられる後側の第２のハウジング４４とを備える。第１のハウジング４２は、静的に実装される反射体４８と、反射体４８の遠位側中央に配置される透明な焦点調節レンズ５０と、レンズ５０の近位の反射体４８の頂点にある光源５２とを含む。反射体４８は、１つ以上（例えば、２つ、３つ、又は４つ）の放射状に分布された開口部５４を有する。レンズ５０は、反射体を通って近位位置へ突出している１つ以上の放射状に分布された脚５６を含む。
【００２９】
図７を参照すると、反射体４８はヒート・シンク５８に対して回転式に及び軸方向に抑制される。ヒート・シンク５８は、開口部５４の位置から半径方向にずれる軸方向脚６０を有する。
【００３０】
図８を参照すると、平面円形の近位端部６４を有するカップ６２は光源５２の近位に配置される。カップ６２は、１つ以上のらせん形のカム表面６８を含む環状の遠位端部６６を含む。らせん形のカム表面６８はレンズ５０の脚５６と連通する。第１のハウジング４２がカム表面６８に対して相対回転することで、レンズ５０は光源５２に対して近位から遠位位置へと軸方向に移動し、これにより光線を狭角度から広角度に変化させる。
【００３１】
カム表面６８は近位端部７０と遠位端部７２とを有する。遠位端部７２において、カム表面６８は、図９に示されるほぼ垂直な段差７４を有する近位端部７０に戻る。第１のハウジング４２上に右ねじが使用される場合、カム表面６８の段差７４は、第１のハウジング４２の時計回りの回転がカップ６２もまた時計方向に回転するような方向に向かう。この実施形態におけるレンズ５０は、ねじのらせん運動に起因する軸方向運動がカムの軸方向運動を減算するように相対調整される。
【００３２】
図９を参照すると、実質的に垂直な段差７４の機能は、別の方法としては、カップ６２上にあるがカムから半径方向に分離している実質的に垂直な段差７６を用いて達成することができる。この実施形態において、カップ６２はヒート・シンク５８の軸方向脚６０と係合しているので時計方向に回転する。この実施形態におけるレンズ５０は、ねじのらせん運動に起因する軸方向運動がカムの軸方向運動を加算するように相対調整される。
【００３３】
図１０を参照すると、第２のハウジング４４は、管の長さの少なくとも一部分に延在する１つ以上のスプライン７８を含む一般に円筒形の内側表面を有する。
【００３４】
図８に戻って参照すると、カップ６２は、少なくとも１つの半径方向に突出する歯８２で中断される外側表面８０を有する。歯８２は適合部材８４を介してカップ６２に接続される。適合部材８４は半径方向のコンプライアンスを可能にするが、回転方向のコンプライアンスは比較的ない。歯８２は時計回りの方向によりコンプライアンスであり、かつ反時計方向へのコンプライアンスが少ないのが更に好ましい。
【００３５】
懐中電灯４０を以下のように組み立てることができる。カップ６２は、組み立てる前に及び組み立て中に第１のハウジング４２に固定されるが、最終的には第２のハウジング４４に対して適切な部分にロックされる。ねじ面４６によって第１のハウジング４２を第２のハウジング４４の上にねじ込む。第１のハウジング４２がねじのらせんに従ってそのらせん運動を介して進むと、脚５６はカップ６２の上の実質的に垂直段差７４にぶつかって止まる。これによりカップ６２が第１のハウジング４２と共に又は第１のハウジング４２と同じらせん方向に回転する。第１のハウジング４２及びカップ６２がらせん経路を更に進むと、カップ６２の上の外歯８２が第２のハウジング４４の内部スプライン７８と係合する。第１のハウジング４２及びカップ６２が更に回転することにより、歯８２がスプライン７８の上を可揺的にラチェット式に乗り越える。ねじが完全に係合して組み立てが終わると前側ハウジング４２の最後の動きが止まる。そのとき脚５６はカム表面６８の底部近位端部に配置されている。カップ６２の歯８２はスプライン７８と係合している。
【００３６】
第１のハウジング４２は、反時計回りに回転すると、カム表面６８への相対運動によって脚５６を近位から遠位へと軸方向にスライドさせる。歯８２をカップ６２に結合させる適合部材８４によってカップ６２の反時計回りの回転は妨げられる。第１のハウジング４２が反時計回りに回転すると第１のハウジングはらせん経路を通り近位から遠位へと軸方向に移動する。カップ６２がカム表面６８を１つだけ有する場合は、第１のハウジング４２の回転の自由度は、脚５６が垂直段差７４で止まるまでの１回転未満である。ヘッドを回転させるためにユーザーによって加えられるトルクが第１のハウジング４２から脚５６、垂直な段差７４、適合部材８４、歯８２、内部スプライン７８の順番で伝達されると更なる反時計回りの回転は妨げられ、こうして更なる回転を防ぐ。
【００３７】
上述されたこの構造及び方法によると、第１のハウジング４２は、本体のねじと完全に係合されたねじの１ピッチ内に常にとどまるので、ねじ付き組立品のヘッドから本体までの力の一体性が維持される。
【００３８】
他の実施形態は、特許請求の範囲内にある。
【図１】
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【図２】
2010541156.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010541156.tif 000009
【図８】
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【図９】
2010541156.tif 000011
【図１０】
2010541156.tif 000012
【国際調査報告】
2010541156.tif 000013
2010541156.tif 000014
2010541156.tif 000015