(57)【要約】灯器（１）は，発光体（３）と，発光体（３）の周囲に周方向に位置付けられ，中心軸（７）を画定するハウジング（５）と，中心軸に沿って位置付けられたコリメータ（９）とを備える。ハウジング（５）は，その周囲において，出射される光の可視スペクトルを修正することができる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光体と，前記発光体の周囲に周方向に位置付けられ，中心軸を画定するハウジングと，前記中心軸に沿って位置付けられたコリメータとを備え，
前記ハウジングは，その周囲において，出射される光の可視スペクトルを修正することができる灯器。
【請求項２】
前記発光体が発光ダイオードである，請求項１に記載の灯器。
【請求項３】
前記コリメータがコリメートレンズである，請求項１または２に記載の灯器。
【請求項４】
前記コリメータがリフレクタである，請求項１〜３のいずれか一項に記載の灯器。
【請求項５】
前記コリメータが円錐形のリフレクタである，請求項４に記載の灯器。
【請求項６】
前記リフレクタは，前記発光体から出射される，前記中心軸に対して平行でない第１の方向への光を，前記中心軸に対して平行である第２の方向に反射するように配置された，請求項４または５に記載の灯器。
【請求項７】
前記リフレクタは，前記灯器の外に前記中心軸に沿って伝達される，前記発光体からの光量を増加するように配置された，請求項４〜６のいずれか一項に記載の灯器。
【請求項８】
光ハウジング，コリメータ，およびハウジングは，前記中心軸に沿って出射される光線を生成するように，相互に対して位置付けられた，請求項１〜７のいずれか一項に記載の灯器。
【請求項９】
前記ハウジングは，その周囲において，前記ハウジングの少なくとも一端とは異なる色調を有する，請求項３〜８のいずれか一項に記載の灯器。
【請求項１０】
前記ハウジングは，その周囲において，前記発光体から出射される光とは異なる色調を有する，請求項３〜９のいずれか一項に記載の灯器。
【請求項１１】
前記ハウジングが半透明である，請求項１〜１０のいずれか一項に記載の灯器。
【請求項１２】
前記ハウジングが光学フィルタの役割を果たして，特定の可視光の波長を遮断する，請求項１〜１０のいずれか一項に記載の灯器。
【請求項１３】
前記ハウジングは，顔料を含む半透明の高分子材料からなる，請求項１２に記載の灯器。
【請求項１４】
前記ハウジングは，出射される光を吸収し，吸収した光を異なる波長で再出射するように配置された蛍光体を含む，請求項１〜１０のいずれか一項に記載の灯器。
【請求項１５】
前記灯器が複数のコリメータを備える，請求項１〜１４のいずれか一項に記載の灯器。
【請求項１６】
懐中電灯は，更に，電池収納部を収納する前記中心軸の一端にハンドルを備える，請求項１〜１５のいずれか一項に記載の灯器を備える懐中電灯。
【請求項１７】
前記ハウジングは，前記ハンドルに対向する前記ハウジングの一端に透明キャップを備える，請求項１５または１６に記載の懐中電灯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，照明器具，即ち灯器に関する。より具体的には，本発明は，統合された安全性を有する手持ち懐中電灯に関する。本発明は，照明器具において使用するためのレンズおよび発光ダイオードにも関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）光源は，当業者間で周知である。しかしながら，最近まで，懐中電灯等の指向性照明器具においてＬＥＤを使用することは，幾分控えられてきた。これは，ＬＥＤが電力使用量の割に高光出力であり，白熱光源よりも長寿命である反面，その光出力はコヒーレントでなく，発散性が高いからである。本質的に，光は全方向に出射され，光波の位相は相互に対して一定ではない。その結果，光が不所望の方向に出射され，光波が相互に干渉して互いに相殺し，効率が低下する。
【０００３】
これは既知の問題であり，幾多の背景技術において解決が図られてきた。多くの用途において，コリメートされ，非発散性であって直進性の強い光線が望ましい。懐中電灯において，使用者に対して前向きの光線は使用者の進路を照明する。
【０００４】
米国特許第6685336号明細書（特許文献１）に記載されているように，先行技術において，この問題に対処するための試みとして，照明器具から光が出射されることが望ましい，反対方向にある発光軸に沿って，ＬＥＤの背後に配置されたコリメートリフレクタを使用する方法がある。また，米国特許第7798667号明細書（特許文献２）に例証されるように，後の特許出願には，ＬＥＤを焦点に配置した放物線形状のリフレクタが開示されている。この方法は，発散性がはるかに低く，より多くの横向きおよび後ろ向きの光を反射して，リフレクタから前向きに出射するものである。さらに，米国特許第7246917号明細書（特許文献３）は，複数のリフレクタを使用する方法を開示している。
【０００５】
別の方法として，例えば欧州特許第1255132号明細書（特許文献４）におけるように，先行技術において，この問題に対処するための試みとして，（照明器具から光が出射されることが望ましい方向にある発光軸に沿って）ＬＥＤの前方にコリメートレンズを配置する方法がある。この方法は，当技術分野において周知である。また，米国特許出願公開第2006/0152820号明細書（特許文献５）におけるように，別の発明者は，リフレクタをレンズと結合した。これらは全て，可能な限り多くの光線を所望の方向に確実に出射することによって，懐中電灯の効率を高めるための試みとして実施されたものである。
【０００６】
レンズおよびリフレクタ等のコリメータは，１００％の効率を有するものではない。実際，コリメートされることが望ましい全ての光がコリメートされる訳ではない。特に，例えば科学研究用とは対照的に，懐中電灯に内蔵するのに適した価格で製造されたコリメータは，著しく漏洩する。即ち，前向きであることが望ましい光が，コリメータによって吸収されたり，別の角度に，例えば側方に向けてコリメータから逃れたりする。
【０００７】
多色懐中電灯は，当業者間で周知である。例えば，米国特許第7896518号明細書（特許文献６）は，懐中電灯上のスイッチを使用して色調を選択する装置を開示している。色調または波長の異なる光が，異なるタスク（特許文献６は，航空用途，軍事用途，治安用途，狩猟，および異なる色調の偽造防止用途について記載）に適合される。
【０００８】
更に，安全上の理由から，光に関して複雑な規制の対象となる自動車の技術分野においては，ヘッドライトが一般的に白色である一方，フォグランプは，多くの場合に淡黄色とすべきである。即ち，人間の視覚処理を援助するために，光源のカラースペクトルからいくらかの短い青色〜紫色の波長を取り除いて，眩しさやギラつきを低減する。テールランプは，車両の前部および後部を区別するため，一般的に赤色である。側方にある標識灯等の被視認性灯火もまた，一般的に異なる色調を有しており，多くの場合には琥珀色である。他の道路利用者に対して，これらのライトは，車両の前部または後部から車両の側面を明白に目立たせ，車両の存在，位置および走行方向を第三者に斜めから認識させる。
【０００９】
側方にある標識灯は，特に暗い道路を歩行する歩行者にとっても望ましい。これらのライトは交通安全に資する。反射性の衣類や靴底にＬＥＤを嵌め込んだ子供靴等の既存の解決策は，側方に出射される光とは異なる前向きの光を効率的に生成することができない。これは運転者にとっても，歩行者の存在，位置または歩行方向を斜めから確認するのに僅かに役立つだけである。
【００１０】
米国特許第4257085号明細書（特許文献７）は，特に自動車において使用するための警告灯器用アダプタを開示している。この複雑な装置は，既存の独立した懐中電灯と相互作用するように設計されており，光線の一部を発散し，光線の非発散部を一方向性の光に変換する。特に，多くの光が不所望の方向に出射されるＬＥＤにおいて，これは，不所望の方向への光の一部を単純に収集し，それを有用な効果に適用する場合と比較してエネルギーの浪費である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】米国特許第6685336号明細書
【特許文献２】米国特許第7798667号明細書
【特許文献３】米国特許第7246917号明細書
【特許文献４】欧州特許第1255132号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第2006/0152820号明細書
【特許文献６】米国特許第7896518号明細書
【特許文献７】米国特許第4257085号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
即ち，従前は無駄と考えられていた光を有効利用することにより，製造費用を最小化しつつ，単色の前向きの光と，別の色の側方に出射される光を生成することができる懐中電灯を設計することが求められている。従って，本発明の目的は，有利な新規の機能性を導入しつつ，既存の技術の前述した欠点を改善することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は，発光体と，発光体の周囲に周方向に位置付けられ，中心軸を画定するハウジングと，中心軸に沿って位置付けられたコリメータとを備え，ハウジングは，その周囲において，出射される光の可視スペクトルを修正することができる灯器を提供する。即ち，使用時において，ハウジングにより出射される光の可視スペクトルを修正する。
【００１４】
一実施形態において，ハンドルは中心軸の一端を形成し，電池を収納する。発光体およびハウジングは，ハンドルに固着されている。この構成において，灯器は懐中電灯を構成する。ハンドルまたはハウジングのいずれかに１つ以上のコリメータを固着してもよい。
【００１５】
発光体およびコリメータの方向付けにより，中心軸に沿って出射する光の方向を画定する。灯器がハンドルを有する懐中電灯である場合，前向きとは，典型的にハンドルとは対向方向を指す。ハウジングは，先端部が開口していてもよく，保護キャップにより包囲されるか終結していてもよい。発光体およびコリメータを，例えば濡れ損および異物損傷から保護するために，先端部はキャップにより包囲されるか終結していることが好ましい。並びに，最大量の光を通過させ，灯器から出射することができるように，先端部は透明であることが好ましい。従って，前向きに出射する光は，発光体から出射されるのと同一の波長となる。
【００１６】
ハウジングの周囲には，光の色調を変化するために，光の可視スペクトルを修正する手段を有する。この修正は，いくつかの手段によって，例えば，出射される光から望ましくない波長をフィルタリングし，特定の波長のみを通過させることによって，または，出射される光がハウジングにある蛍光体によって吸収され，異なる波長の光として再出射される燐光等の効果によって，実施することができる。ハウジングがプラスチック製のシリンダである，簡単かつ好適な実施形態においては，シリンダの周囲は半透明であり，重合体樹脂への顔料の添加等の既知の方法により着色される。発光体は白色の光を出射し，ハウジングの周囲は半透明の琥珀色であることが好ましい。このようにして，灯器は前向きに白色の光線を生成し，周囲に琥珀色の拡散光を生成する。
【００１７】
ハウジングの形状は，略円筒形または略正方形もしくは略長方形等の別の形状であることができる。本明細書において使用される「周囲」という用語は，それに応じてハウジングの側面またはハウジングの表面を意味することを理解すべきである。
【００１８】
コリメータは円錐形のリフレクタであることが好ましい。これにより，コリメータをハウジングと同軸に配置して，中心軸に沿って伝達される光量を増加することができる（発光体から直接的にこの方向に出射される光と比較）。
【００１９】
より具体的には，本発明の一実施形態において，リフレクタは，発光体から出射される，中心軸に対して平行でない第１の方向への光を，中心軸に対して平行である第２の方向に反射するように配置されてもよい。
【００２０】
しかしながら，別の形状のコリメータでも円錐形のリフレクタと同様の効果を達成することができる。従って，リフレクタは，灯器の外に中心軸に沿って伝達される，発光体からの光量を増加するように配置されることが好ましい。
【００２１】
光ハウジング，コリメータ，およびハウジングは，中心軸に沿って出射される光線を生成するように，相互に対して位置付けられることが好ましい。
【００２２】
さて，本発明をより理解しやすくし，同様に実施する方法を示すために，非限定的な単なる例として，添付図面を参照して，本発明の好適な実施形態を記載する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態による安全灯器の側面図である。
【図２】図１と同一の安全灯器の側面図に，灯器の作用を説明する，図解による光線を追記した図である。
【図３】本発明の代替的な実施形態による安全灯器の側面図である。
【図４】図３と同一の安全灯器の側面図に，コリメータと，灯器の作用を説明する，図解による光線とを追記した図である。
【図５】実践的な懐中電灯の一部に固着され，実践的な懐中電灯の一部を形成する，本発明の一実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
次に，図面を参照して本発明の非限定的な実施例を記述する。
【００２５】
以下の説明は，一般的に安全灯器システムに関する。特に，懐中電灯等の手持ち操作に適した安全灯器システムに関する。
【００２６】
図１は，本発明による安全灯器の好適な実施形態を示す。安全灯器１は，発光体３と，発光体３の周囲に周方向に位置付けられ，中心軸７を画定するハウジング５と，コリメータ９とを備える。好適な実施形態において，ハウジング５は，着色された半透明の周囲と，透明な閉端部とを有するプラスチック製のシリンダである。ハウジング５は，出射される光の色調を修正することができる。図示するように，好適な実施形態において，コリメータ９はコリメートレンズである。
【００２７】
ハウジング５によって画定される中心軸７は，光が出射されることが望ましい前方向と，光が出射されることが望ましくない後方向を有する。
【００２８】
図２は本装置の作用を示す。図１と同一の本発明の実施形態を示すが，光線１１を追記したものである。発光体３から出射される光線１１がコヒーレントでなく，分散していることは明白である。ハウジング５の周囲から出射する光線１１が，本装置の前方向から出射する光線とは明らかに異なる色調となるように，光１１の一部は，その構成要素たるスペクトル成分を修正するハウジング５の一部を通過する。
【００２９】
図３は，コリメータ９が中心軸７上にある発光体３の後部に位置付けられたリフレクタであり，コリメート光束を出射するのが望ましい方向に関する，本発明の代替的な実施形態を示す。この実施形態においては，光の大部分が安全灯器１から望ましい前方向に出射されるように，コリメータ９は反射し，光線の角度を調整する。ハウジング５の周囲から出射する光線１１が，本装置の前方向から出射する光線とは明らかに異なる色調となるように，いくらかの光は，その構成要素たるスペクトル成分を修正するハウジング５を通じて依然として出射される。
【００３０】
図４は，装置１の作用を容易に理解できるように，コリメータ１０および図解による光線１１を追記した，本発明の好適な実施形態を示す。
【００３１】
図５は，実践的な懐中電灯の一部を形成する，本発明の一実施形態を示す。安全灯器１は，発光体３に電力を供給することができる電源（例えば，使い捨て電池または再充電可能な電池）を収納し，使用者が把持することのできるハンドル１３に固着されている。ハウジング５の先端部には，透明キャップ１７があり，発光体３を濡れ損および異物損傷から保護するのに役立つ。ハウジング５の周囲は着色されており，安全灯器１から周方向に出射される光１６のスペクトルを修正することができる。一方，安全灯器１から透明キャップ１７を通じて，望ましい前方向に出射される光１５のスペクトルは，実質的に，発光体３によって出射される光のスペクトルと同一である。
【００３２】
本明細書に記載した発明は，特に記載した以外の変形，修正，および／または追加の影響を受けやすい。また，本発明は，添付の特許請求の範囲の趣旨および範囲から逸脱することなく，これらの変形，修正，および／または追加を含むものと理解すべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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