(57)【要約】  ＬＥＤ、レンズ、および反射器を備えるＬＥＤ光学アセンブリ。レンズは、光入射面と、回転軸線を中心にして回転させた光放出面とで構成されている。反射器は、一対の第１の反射面と一対の第２の反射面を有する。第１の反射面は、第１の曲線を回転軸線を中心にして回転させることにより画定される。第２の反射面は、第２の曲線を回転軸線に沿って投影させることにより画定される。レンズと反射器は協働して、ＬＥＤから発せられた光を垂直にコリメートされた広角の光線にリダイレクトする。【選択図】  図３Ｂ
2020510286.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の平面内に発光ダイを備え、前記発光ダイから前記第１の平面に直角をなして延びる光軸を有する発光ダイオード（ＬＥＤ）であって、前記第１の平面の一方の側の、前記光軸を中心とする半球内で光を放出する発光ダイオードと、
光入射面と、前記第１の平面に直角であり前記光軸を含む第２の平面内の回転軸線を中心にして回転させた光放出面とを有するレンズと、
前記第２の平面と交差する一対の第１の反射面と、第３の平面と交差する一対の第２の反射面とを有する反射器であって、前記第１の反射面が、第１の曲線を前記回転軸線を中心にして回転させることにより画定され、前記第２の反射面が、第２の曲線を前記回転軸線に沿って投影することにより画定され、前記第３の平面が、前記光軸を含み前記第１の平面および前記第２の平面に直角である、反射器と
を備えるＬＥＤ光学アセンブリであって、
前記光入射面と前記光放出面は協働して、前記ＬＥＤから放出され前記光入射面に入射した前記光を、前記第３の平面に平行な平面にリダイレクトし、前記第１の反射面が、前記ＬＥＤから放出され前記第１の反射面に入射した前記光を、前記第３の平面に平行な平面にリダイレクトし、前記第２の反射面が、前記ＬＥＤから放出され前記第２の反射面に入射した前記光を、前記第２の平面に平行な平面にリダイレクトする、ＬＥＤ光学アセンブリ。
【請求項２】
前記第２の反射面によってリダイレクトされた前記光が、前記光軸に対して実質的にコリメートされる、請求項１に記載のＬＥＤ光学アセンブリ。
【請求項３】
複数の光学セルを更に備え、
前記光学セルの各々がＬＥＤ、レンズおよび反射器を含む、請求項１に記載のＬＥＤ光学アセンブリ。
【請求項４】
前記光学セルの各々が複数のＬＥＤを有する、請求項３に記載のＬＥＤ光学アセンブリ。
【請求項５】
前記複数のＬＥＤが、前記光学セルの各々において少なくとも２つの異なる色の光を放出し、焦点軸から直角をなして延びる光軸に対して順番に配置されている、請求項４に記載のＬＥＤ光学アセンブリ。
【請求項６】
互いに隣り合う前記光学セルの前記焦点軸に沿った前記複数のＬＥＤの前記順番が異なる、請求項５に記載のＬＥＤ光学アセンブリ。
【請求項７】
前記複数のＬＥＤが、第１の発光パターンまたは第２の発光パターンを放出するように配置され、前記第１の発光パターンが、前記ＬＥＤから放出された前記光の実質的に全てを、前記光軸に平行な軌跡にリダイレクトし、前記第２の発光パターンが、前記ＬＥＤから放出された前記光の実質的に全てを、前記第３の平面に平行な平面にリダイレクトする、請求項４に記載のＬＥＤ光学アセンブリ。
【請求項８】
前記第１の曲線が、焦点を含む第１のフォーカスを有し、前記第２の曲線が、前記焦点を含む第２のフォーカスを有し、前記焦点が、前記光軸と前記回転軸線との交点にある、請求項１に記載のＬＥＤ光学アセンブリ。
【請求項９】
複数の互いに隣り合うセルであって、
前記セルの各々が少なくとも１つのＬＥＤ、レンズおよび反射器を含み、
前記ＬＥＤが、第１の平面内に発光ダイを備え、前記発光ダイから前記第１の平面に直角をなして延びる光軸を有し、前記ＬＥＤが、前記第１の平面の一方の側の、前記光軸を中心とする半球内で光を放出し、
前記レンズが、光入射面と、回転軸線を中心にして回転させた光放出面とを有し、
前記反射器が、一対の第１の反射面と一対の第２の反射面とを有し、前記第１の反射面が、第１の曲線を前記回転軸線を中心にして回転させることにより画定され、前記第２の反射面が、第２の曲線を前記回転軸線に沿って投影することにより画定される、
複数の互いに隣り合うセルを備える、警告灯であって、
前記レンズおよび前記反射器が協働して、前記ＬＥＤから放出された前記光を前記第２の平面に平行な平面にリダイレクトする、警告灯。
【請求項１０】
前記第２の反射面によってリダイレクトされた前記光が、前記光軸に対して実質的にコリメートされる、請求項９に記載の警告灯。
【請求項１１】
前記セルの各々における複数のＬＥＤを更に備える、請求項９に記載の警告灯。
【請求項１２】
前記複数のＬＥＤが、前記セルの各々において少なくとも２つの異なる色の光を放出し、焦点軸から直角をなして延びる光軸に対して順番に配置されている、請求項１１に記載の警告灯。
【請求項１３】
互いに隣り合うセルの前記焦点軸に沿った前記複数のＬＥＤの前記順番が異なる、請求項１２に記載の警告灯。
【請求項１４】
前記ＬＥＤから放出された前記光が、前記セルを実質的に満たすようにリダイレクトされる、請求項９に記載の警告灯。
【請求項１５】
第１の発光パターンまたは第２の発光パターンを放出するように配置された前記セルの各々における複数のＬＥＤを更に備え、
前記第１の発光パターンが、前記ＬＥＤから放出された前記光の実質的に全てを、前記光軸に平行な軌跡にリダイレクトし、前記第２の発光パターンが、前記ＬＥＤから放出された前記光の実質的に全てを、前記第２の平面に平行な平面にリダイレクトする、請求項９に記載の警告灯。
【請求項１６】
複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）であって、前記発光ダイオードの各々が、第１の平面内に発光ダイを備え、前記発光ダイから前記第１の平面に直角をなして延びる光軸を有し、前記ＬＥＤが、前記第１の平面の一方の側の、前記光軸を中心とする半球内で光を放出し、前記光軸の各々が前記第１の平面内の焦点軸上に配置されている、複数の発光ダイオードと、
光入射面と、前記第１の平面に直角であり前記光軸を含む第２の平面内の回転軸線を中心にして回転させた光放出面とを有するレンズと、
一対の第１の反射面と一対の第２の反射面とを有する反射器であって、前記第１の反射面が、第１の曲線を前記回転軸線を中心にして回転させることにより画定され、前記第２の反射面が、第２の曲線を前記回転軸線に沿って投影することにより画定される、反射器と
を備えるＬＥＤ光学アセンブリであって、
前記光入射面と前記光放出面が協働して、前記ＬＥＤから放出され前記光入射面に入射した前記光を、前記第３の平面に平行な平面にリダイレクトし、前記第１の反射面が、前記ＬＥＤから放出され前記第１の反射面に入射した前記光を、前記第３の平面に平行な平面にリダイレクトし、前記第２の反射面が、前記ＬＥＤから放出され前記第２の反射面に入射した前記光を、前記第２の平面に平行な平面にリダイレクトする、ＬＥＤ光学アセンブリ。
【請求項１７】
前記第２の反射面によってリダイレクトされた前記光が、前記光軸に対して実質的にコリメートされる、請求項１６に記載のＬＥＤ光学アセンブリ。
【請求項１８】
前記第１の曲線が、焦点を含む第１のフォーカスを有し、前記第２の曲線が、前記焦点を含む第２のフォーカスを有し、前記焦点が前記光軸と前記回転軸線との交点にある、請求項１６に記載のＬＥＤ光学アセンブリ。
【請求項１９】
前記複数のＬＥＤが、少なくとも２つの異なる色の光を放出する、請求項１６に記載のＬＥＤ光学アセンブリ。
【請求項２０】
前記複数のＬＥＤが、第１の発光パターンまたは第２の発光パターンを放出するように配置され、前記第１の発光パターンが、前記ＬＥＤから放出された前記光の実質的に全てを、前記光軸に平行な軌跡にリダイレクトし、前記第２の発光パターンが、前記ＬＥＤから放出された前記光の実質的に全てを、前記第３の平面に平行な平面にリダイレクトする、請求項１６に記載のＬＥＤ光学アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本開示は、光源からの光を分配するための光学システムに関し、より詳細には、ＬＥＤの光出力を垂直にコリメートされた広角ビームにリダイレクトするための光学システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]市販のＬＥＤは、発光ダイ（ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｅ）を通過する光軸に対して特徴的な空間放射パターンを有する。全てのＬＥＤ放射パターンに共通する特性は、平面に直角であるＬＥＤ光軸を取り囲むパターンの発光ダイを含む平面の一方の面から、光が放出されることである。ＬＥＤによって生成された光は、光軸を中心とする半球内で放射される。この半球内の光放射の分布は、ＬＥＤの発光ダイを覆うレンズ（存在する場合）の形状と光学特性によって決定される。したがって、ＬＥＤが生成する全ての光がデバイスの一方の側から放射されるので、ＬＥＤは「指向性」光源であると言うことができる。
【０００３】
[0003]特定の目的のために光源を設計する場合、生成された光の実質的に全てが、光源が組み込まれているデバイスの最終用途によって決定される照明のパターンまたはフィールドに配置されることを保証することにより、効率を最大化することが重要である。
【０００４】
[0004]警告灯および信号灯において、ＬＥＤを使用することはよく知られている。ＬＥＤの旧モデルは、ＬＥＤの光軸を中心とした比較的狭い視野角にわたって限られた量の光を生成していた。これらＬＥＤは典型的には、小型のアレイにまとめられて、所与の照明領域を満たし、必要な光出力を提供していた。最近開発された高出力ＬＥＤは、構成要素当たり、大幅により大きな光束を生成し、多くの警告および信号用途に必要な光束を生成するためのＬＥＤの数を減らすことが可能になっている。照明器具内に少数の高出力ＬＥＤを配置し、各高出力ＬＥＤに内面反射コリメーティングレンズを設けることは知られている。コリメーティングレンズは、ＬＥＤからの光を、ＬＥＤ光軸を中心とするコリメートビームにまとめる。そのような配置は、典型的には照明器具を満たさず、その結果、照らされていない背景に対して配置された輝点からなる望ましくない外観をもたらす。照明器具の外観を改善するために、外側レンズ／カバー上の光拡散用の光学フィーチャが用いられることが時々ある。また、照明器具が取り付けられている表面に対してＬＥＤの配置を変更することにより、広角の発光パターンを形成することも知られている。垂直面に対してＬＥＤに角度をつけるか、または間隔を空けることで、広範囲の視点から見えるように光を広げることができる。
【０００５】
[0005]本出願は、ＬＥＤから放出される光の軌跡を基準線または基準面に対して変更するための光学配置について議論する。本出願の目的のために、「コリメートされる」とは、「基準線または基準面と実質的に平行な軌跡にリダイレクトされる」ことを意味する。実質的に平行とは、基準線または基準面と５°以内で平行な軌跡を指す。平面に対する光のコリメーションについて議論する場合、基準面から発散した放出軌跡の成分が修正されて、軌跡の発散成分が基準面と５°以内で平行になり、一方で、基準面に平行な放出軌跡の成分は変更されないことが理解されるであろう。垂直面に取り付けられたＬＥＤの場合、垂直面に直角であるＬＥＤの光軸を中心とする半球パターンで光が放出され、すなわち、各ＬＥＤの光軸は水平方向である。ＬＥＤが一列に取り付けられている場合は、光軸は同じ水平面内に含まれ、これは典型的には水平基準面である。この状況では、「垂直にコリメートされる」とは、水平基準面（ＬＥＤ光軸を含む）から上方または下方に発散するであろう光が、水平面に実質的に平行な方向にリダイレクトされることを意味する。他の障害物または方向変化がないと仮定すると、各ＬＥＤからの垂直にコリメートされた光は、水平方向に約１８０°の弧にわたって分散されるであろう。互いに隣り合うＬＥＤの光が重なり合って、ＬＥＤの任意の１つのピーク強度の何倍ものピーク強度を持つ水平方向ビームが形成される。
【０００６】
[0006]当該技術分野では、ＬＥＤから発せられた光を、垂直にコリメートされ水平に分散された光線にリダイレクトする光学要素が求められている。照明器具を満たし、取付け面に平行な平面に光源を取り付ける一方で、この光分散パターンを実現することが求められている。
【発明の概要】
【０００７】
[0007]本開示によるＬＥＤ光学アセンブリの一実施形態は、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レンズ、および反射器を備える。ＬＥＤは、第１の平面内に発光ダイを含み、発光ダイから第１の平面に直角をなして延びる光軸を有する。ＬＥＤは、第１の平面の一方の側の、光軸を中心とする半球内で光を放出する。レンズは、光入射面と、第２の平面内の回転軸線を中心にして回転させた光放出面とで構成されている。第２の平面は第１の平面に直角であり、光軸を含む。反射器は、第２の平面と交差する一対の第１の反射面と、第３の平面と交差する一対の第２の反射面とを有する。第１の反射面は、第１の曲線を回転軸線を中心にして回転させることにより画定される。第２の反射面は、第２の曲線を回転軸線に沿って投影させることにより画定される。第３の平面は光軸を含み、第１の平面および第２の平面に直角である。
【０００８】
[0008]光入射面と光放出面は協働して、ＬＥＤから放出され光入射面に入射した光を、第３の平面に平行な平面にリダイレクトする。第１の反射面は、ＬＥＤから放出され第１の反射面に入射した光を、第３の平面に平行な平面にリダイレクトする。第２の反射面は、ＬＥＤから放出され第２の反射面に入射した光を、第２の平面に平行な平面にリダイレクトする。
【０００９】
[0009]別の実施形態では、ＬＥＤ光学アセンブリは複数の光学セルを備え、各光学セルはＬＥＤ、レンズ、および反射器を含む。各光学セルは、複数のＬＥＤを含んでもよい。いくつかの実施形態では、第１の曲線は焦点（ｆｏｃａｌ  ｐｏｉｎｔ）を含む第１のフォーカス（ｆｏｃｕｓ）を有し、第２の曲線は焦点を含む第２のフォーカスを有する。この焦点は、光軸と回転軸線との交点にあってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示の態様による警告灯アセンブリの等角図である。
【図２Ａ】図１の警告灯アセンブリで使用される光学システムの等角分解図である。
【図２Ｂ】図１の警告灯アセンブリの等角分解図である。
【図３Ａ】図１の警告灯アセンブリの正面図である。
【図３Ｂ】図３Ａの破線の円で囲まれた光学システムの部分図である。
【図４Ａ】図３Ａの警告灯アセンブリの線４−４に沿った断面図である。
【図４Ｂ】図４Ａの破線の円で囲まれた光学システムの部分図である。
【図５Ａ】図３Ａの警告灯アセンブリの線５−５に沿った断面図である。
【図５Ｂ】図５Ａの破線の円で囲まれた光学システムの部分図である。
【図６Ａ】図１の警告灯アセンブリで使用されるレンズ群の正面図である。
【図６Ｂ】図１の警告灯アセンブリで使用されるレンズ群の背面図である。
【図７】図３Ａの光学セルの水平発光パターンのグラフ表示である。
【図８】図３Ａの光学セルの垂直発光パターンのグラフ表示である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
[0023]次に、小型の多機能ライトヘッドの実施形態について、図を参照して説明するが、図１〜図６Ｂ全体を通して、同様の数字は同様の部分を表す。
【００１２】
[0024]図１〜図３Ａは、開示された光学システム１０を組み込んだ警告灯アセンブリ１００を示す。図１は、消防車、救急車、または救助車両などの緊急車両の垂直面であってもよい取付け面１２に固定された警告灯アセンブリ１００を示す。図１に示すように、警告灯アセンブリ１００は、ライトヘッド３０と、ライトヘッド３０を取り囲むベゼル１６とを含む。ライトヘッド３０は３６個の光学セル２４の矩形アレイを含み、各光学セル２４は少なくとも１つのＬＥＤ３４を含む。光学セル２４は、図３Ａに示すように、６×６グリッドに配置されている。各光学セル２４は、少なくとも１つのＬＥＤ３４からの光を所望の発光パターンにリダイレクトするための光学システム１０を含む。
【００１３】
[0025]以下でより詳細に説明するように、望ましい発光パターンは垂直にコリメートされた広角ビームである。本出願で使用する場合、垂直にコリメートされるとは、図３Ａおよび図３Ｂにおいて観察者の視点に対して「上」または「下」に向けられた軌跡でＬＥＤ３４から放出された光が、屈折および／または反射によって、図３Ｂで第３の平面Ｐ３として指定される水平面に実質的に整列する軌跡にリダイレクトされることを意味する。図３Ａの観察者の視点に対して「右」または「左」に向けられた軌跡でＬＥＤ３４から放出された光は、図３Ｂで第２の平面Ｐ２として指定される垂直面に実質的に整列する軌跡に選択的にリダイレクトされる。第２の平面Ｐ２から発散する軌跡を有する、各ＬＥＤ３４から放出された光の大部分は、第２の平面Ｐ２に対してリダイレクトされない一方で、一部の広角光（第２の平面Ｐ２から最も広く発散する軌跡を有する光）は、第２の平面Ｐ２に実質的に整列した軌跡にリダイレクトされる。結果として生じる発光パターンは、広い水平角度広がりを有して垂直にコリメートされ、緊急車両に対する位置のある範囲にわたって警告灯が視認されるようにする。
【００１４】
[0026]図２Ａ、図２Ｂに示すように、ライトヘッド３０は、カバー１４、反射器７０、シール３２、レンズ群５０、ＰＣ基板３６、およびヒートシンク板３８から構成される。図６Ａおよび図６Ｂに最もよく示されるように、レンズ群５０は後方に面する位置決めピン６２を有し、これが、ＰＣ基板３６の前面の対応する開口部に嵌合し、その光学セル２４に対するＬＥＤ３４に対して各レンズ５２を位置合わせする。図示した実施形態では、ヒートシンク板３８は、ＰＣ基板３６から後方に延びるワイヤ用の開口部、ならびにＰＣ基板３６を通って前方に延びて反射器７０と係合する締結具とを含む。シール３２は、反射器７０の背面の周囲の溝内に収容され、ヒートシンク板３８と係合して、レンズ５２およびＰＣ基板３６を取り囲む風雨密シールを提供する。コーサーム（ｃｏ−ｔｈｅｒｍ）ガスケット１３がＰＣ基板３６とヒートシンク板３８の間に挟まれ、当技術分野で公知なように、ＰＣ基板３６をアルミニウムヒートシンク板３８から電気的に絶縁し、一方でＬＥＤ３４からヒートシンク板３８への熱経路を提供する。カバー１４は、反射器７０の対応する溝内に受容される、後方に面するリップを含む。カバーリップを溝内に挿入する前に、ビード状の接着剤が溝の中に注入される。図示した実施形態では、カバー１４は、反射器７０と係合するスナップフィーチャを含んで、接着剤が硬化する間に、反射器７０に対してカバー１４が固定された関係を維持する。完全に組み立てられたライトヘッド３０は、ＰＣ基板３６、レンズ群５０、および反射器７０のための密閉されたエンクロージャを提供する。
【００１５】
[0027]図３Ａは、同一の光学セル２４を含むアレイ２２を示し、各光学セル２４は光学システム１０を有する。図３Ｂは、（図３Ａの破線円で囲まれている）１つの光学セル２４をより詳細に示す。各光学システム１０はＬＥＤ３４（図４Ｂに示す）を含み、ＬＥＤ３４は、レンズ５２を通して光を放出し、第３の平面Ｐ３の上方および下方の一対の第１の反射面７２と、第２の平面Ｐ２の左側および右側の一対の第２の反射面７４とに取り囲まれている。レンズ５２および反射器７０の詳細が、以下の図４Ａ〜図５Ｂを参照して、描かれた断面線４−４および５−５に沿って分析される。
【００１６】
[0028]図４Ａは、図３Ａの線４−４に沿ったライトヘッド３０の断面を示す。レンズ５２および反射器７０を、図４Ｂにより詳細に示す。各ＬＥＤ３４は、第１の平面Ｐ１に光軸４０および発光ダイを有する。ＬＥＤ３４は、第１の平面Ｐ１の一方の側の、光軸４０を中心とする半球内で光を放出する。焦点４２が、第１の平面Ｐ１内の光軸４０と回転軸線４４との交点に位置する。ＬＥＤ３４はＰＣ基板３６に取り付けられ、ＰＣ基板３６は電力を供給し、ヒートシンク板３８（図示せず）への放熱を可能にする熱経路を有する。ＰＣ基板３６は、第１の平面Ｐ１に平行である。第２の平面Ｐ２は回転軸線４４を含み、第１の平面Ｐ１に直角である。第３の平面Ｐ３は光軸４０を含み、第１の平面Ｐ１および第２の平面Ｐ２に直角である。
【００１７】
[0029]図４Ｂを参照すると、第１の反射面７２は第２の平面Ｐ２と交差し、第１の曲線を回転軸線４４を中心にして回転させることにより画定される。図示した実施形態では、第１の曲線は、焦点４２に第１のフォーカスを有する。回転軸線４４からα°未満でＬＥＤ３４によって放出された光は、第１の反射面７２によってリダイレクトされる。図示した実施形態では、αは約４０°である。レンズ５２は、光入射面５４、光放出面５６、および移行面５８によって画定される。図示した実施形態では、面が組み合わされて、回転軸線４４を中心に回転させた固体光学系を形成する。レンズ５２の表面５４、５６、５８は協働して、ＬＥＤ３４によって放出され光入射面５４に入射した光の垂直成分を除去する。回転軸線４４に対する移行面５８の角度βは、光入射面５４を通って屈折される光の軌跡と一致してもよい。図示した実施形態では、角度βは約６８°である。
【００１８】
[0030]第１の反射面７２およびレンズ５２は、ＬＥＤ３４によって放出された光の垂直成分を除去する。換言すれば、第１の反射面７２とレンズ５２は協働して、ＬＥＤ３４によって放出された光を第３の平面Ｐ３に平行な平面にリダイレクトする。
【００１９】
[0031]図５Ａは、図３Ａの線５−５に沿ったライトヘッド３０の断面を示す。この図では、第１の反射面７２および第２の反射面７４が明確に見え、図５Ｂにより詳細に示される。第２の反射面７４は、第３の平面Ｐ３と交差し、第２の曲線によって画定される。第２の曲線は、回転軸線４４に沿って投影されて、第２の反射面７４を形成する。図示した実施形態では、第２の曲線は、焦点４２と一致する第２のフォーカスを有する。第２の反射面７４は、レンズ５２によって屈折された光、または第１の反射面７２によって反射された光を、第２の平面Ｐ２に実質的に平行な平面にリダイレクトする。前述したように、レンズ５２によって屈折された光、または第１の反射面７２によって反射された光は、第３の平面Ｐ３に平行な平面にリダイレクトされる。その結果、ＬＥＤ３４から放出された光は、第２の反射面７４によって最終的に反射され、光軸４０に対して略コリメートされる。
【００２０】
[0032]図６Ａおよび６Ｂを参照すると、レンズ群５０は、ブレース６０によって接続された複数のレンズ５２を含む。図示したライトヘッド３０は、ＰＣ基板３６上の複数のＬＥＤ３４からの光をリダイレクトするために、３つの別個のレンズ群５０を組み立てている。ブレース６０は、レンズ５２を互いに接続し、レンズ群５０を反射器７０とＰＣ基板３６との間に固定する（図４Ａおよび図５Ａに示すように）。レンズ群５０の背面にあるピン６２は、ＰＣ基板３６の相補的な穴と係合し、レンズ５２をＬＥＤ３４に対して位置決めする。
【００２１】
[0033]図示した実施形態は、各セル２４に単一のＬＥＤを有する。他の実施形態では、各セル２４は、第１の平面Ｐ１および第３の平面Ｐ３内に、焦点軸４６に沿った光軸４０を有する３つの別個のＬＥＤ３４を含む。３つのＬＥＤ３４は、異なる色の光を放出してもよい。各光学セル内に複数のＬＥＤが存在する結果として、１つのＬＥＤのみが焦点４２を含む光軸４０を有することができる。アレイ２２の各光学セル２４は、焦点４２を含む光軸４０を有する、同じ色のＬＥＤを有することができ、またはセルの互いに隣り合うグループがＬＥＤ位置を交互に変えて各色のバランスをとることができ、その結果、ＬＥＤの各色に対して、実質的に同様の光分散パターンをもたらすことができる。
【００２２】
[0034]図示した実施形態では、レンズ５２、第１の反射面７２、または第２の反射面７４のうちの少なくとも１つによるリダイレクトなしに、光がライトヘッド３０から放出されることはない。反射面７２、７４およびレンズ５２は協働して、ベゼル１６を満たし垂直にコリメートされた広角ビームである光分散パターンを生成する。角度αまたはβのいずれかが、本開示の範囲から大きく逸脱しない範囲で異なっていてもよい。これにより、光はリダイレクトされずにライトヘッド３０から出ることができる。
【００２３】
[0035]図７および図８は、それぞれ、光学セル２４からの水平方向および垂直方向における発光パターンをグラフで表す。グラフは、広い水平角広がりを持つ垂直にコリメートされた光分散パターンを示す。水平方向の分散により、互いに隣り合うセル２４が連続する水平方向の光の帯を形成することが可能になり、それにより、ライトヘッド３０内の輝点が最小限に抑えられる。
【００２４】
[0036]図７は、水平方向の分散が広角の光線になることを示している。グラフで表す場合、水平方向に形成されたビームは、光軸４０に対して最大約４８°まで発散する角度範囲にわたって放出される光がはるかに多い。ＬＥＤ３４から光学システム１０を通ってくる水平方向での放出パターンの結果、第２の平面Ｐ２と整列した強い放出を伴う広角の発光パターンがもたらされる。
【００２５】
[0037]図８は、第３の平面Ｐ３と一致する０°の中心線に対して約１５°の垂直方向にコリメートされたビームに対応する垂直コリメーションを示す。換言すると、ＬＥＤ３４からの、光学システム１０を通る放出パターンは、実質的に全ての光が第３の平面Ｐ３に対して１５°以下の角度で垂直方向に放出されるビームをもたらす。光学セル２４によって垂直方向に生成されるビームの最大強度は放出パターンの中心にあり、これは、グラフで表した場合に、第２の平面Ｐ２および第３の平面Ｐ３と整列する比較的鋭く狭いスパイクに似ている。
【００２６】
[0038]例示の目的で好ましい実施形態を説明したが、前述の説明は、本明細書における本発明の限定と見なされるべきではない。それに応じて、本発明の趣旨および請求項の適用範囲から逸脱しない範囲で、様々な修正形態、適合形態、および代替形態を当業者は思い付くことができる。
【図１】
2020510286.tif 000003
【図２Ａ】
2020510286.tif 000004
【図２Ｂ】
2020510286.tif 000005
【図３Ａ】
2020510286.tif 000006
【図３Ｂ】
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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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【手続補正書】
【提出日】令和1年11月7日(2019.11.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の平面内に発光ダイを備え、前記発光ダイから前記第１の平面に直角をなして延びる光軸を有する発光ダイオード（ＬＥＤ）であって、前記第１の平面の一方の側の、前記光軸を中心とする半球内で光を放出する発光ダイオードと、
光入射面と、前記第１の平面に直角であり前記光軸を含む第２の平面内の回転軸線を中心にして回転させた光放出面とを有するレンズと、
前記第２の平面と交差する一対の第１の反射面と、第３の平面と交差する一対の第２の反射面とを有する反射器であって、前記第１の反射面が、第１の曲線を前記回転軸線を中心にして回転させることにより画定され、前記第２の反射面が、第２の曲線を前記回転軸線に沿って投影することにより画定され、前記第３の平面が、前記光軸を含み前記第１の平面および前記第２の平面に直角である、反射器と
を備えるＬＥＤ光学アセンブリであって、
前記光入射面と前記光放出面は協働して、前記ＬＥＤから放出され前記光入射面に入射した前記光を、前記第３の平面に平行な平面にリダイレクトし、前記第１の反射面が、前記ＬＥＤから放出され前記第１の反射面に入射した前記光を、前記第３の平面に平行な平面にリダイレクトし、前記第２の反射面が、前記ＬＥＤから放出され前記第２の反射面に入射した前記光を、前記第２の平面に平行な平面にリダイレクトする、ＬＥＤ光学アセンブリ。
【請求項２】
前記第２の反射面によってリダイレクトされた前記光が、前記光軸に対して実質的にコリメートされる、請求項１に記載のＬＥＤ光学アセンブリ。
【請求項３】
複数の光学セルを更に備え、
前記光学セルの各々がＬＥＤ、レンズおよび反射器を含む、請求項１に記載のＬＥＤ光学アセンブリ。
【請求項４】
前記光学セルの各々が複数のＬＥＤを有する、請求項３に記載のＬＥＤ光学アセンブリ。
【請求項５】
前記複数のＬＥＤが、前記光学セルの各々において少なくとも２つの異なる色の光を放出し、焦点軸から直角をなして延びる光軸に対して順番に配置されている、請求項４に記載のＬＥＤ光学アセンブリ。
【請求項６】
互いに隣り合う前記光学セルの前記焦点軸に沿った前記複数のＬＥＤの前記順番が異なる、請求項５に記載のＬＥＤ光学アセンブリ。
【請求項７】
前記複数のＬＥＤが、第１の発光パターンまたは第２の発光パターンを放出するように配置され、前記第１の発光パターンが、前記ＬＥＤから放出された前記光の実質的に全てを、前記光軸に平行な軌跡にリダイレクトし、前記第２の発光パターンが、前記ＬＥＤから放出された前記光の実質的に全てを、前記第３の平面に平行な平面にリダイレクトする、請求項４に記載のＬＥＤ光学アセンブリ。
【請求項８】
前記第１の曲線が、焦点を含む第１のフォーカスを有し、前記第２の曲線が、前記焦点を含む第２のフォーカスを有し、前記焦点が、前記光軸と前記回転軸線との交点にある、請求項１に記載のＬＥＤ光学アセンブリ。
【請求項９】
複数の互いに隣り合うセルであって、
前記セルの各々が少なくとも１つのＬＥＤ、レンズおよび反射器を含み、
前記ＬＥＤが、第１の平面内に発光ダイを備え、前記発光ダイから前記第１の平面に直角をなして延びる光軸を有し、前記ＬＥＤが、前記第１の平面の一方の側の、前記光軸を中心とする半球内で光を放出し、
前記レンズが、光入射面と、前記第１の平面に直角であり前記光軸を含む第２の平面内の回転軸線を中心にして回転させた光放出面とを有し、
前記反射器が、一対の第１の反射面と一対の第２の反射面とを有し、前記第１の反射面が、第１の曲線を前記回転軸線を中心にして回転させることにより画定され、前記第２の反射面が、第２の曲線を前記回転軸線に沿って投影することにより画定される、
複数の互いに隣り合うセルを備える、警告灯であって、
前記レンズおよび前記反射器が協働して、前記ＬＥＤから放出された前記光を前記第２の平面に平行な平面にリダイレクトする、警告灯。
【請求項１０】
前記第２の反射面によってリダイレクトされた前記光が、前記光軸に対して実質的にコリメートされる、請求項９に記載の警告灯。
【請求項１１】
前記セルの各々における複数のＬＥＤを更に備える、請求項９に記載の警告灯。
【請求項１２】
前記複数のＬＥＤが、前記セルの各々において少なくとも２つの異なる色の光を放出し、焦点軸から直角をなして延びる光軸に対して順番に配置されている、請求項１１に記載の警告灯。
【請求項１３】
互いに隣り合うセルの前記焦点軸に沿った前記複数のＬＥＤの前記順番が異なる、請求項１２に記載の警告灯。
【請求項１４】
前記ＬＥＤから放出された前記光が、前記セルを実質的に満たすようにリダイレクトされる、請求項９に記載の警告灯。
【請求項１５】
第１の発光パターンまたは第２の発光パターンを放出するように配置された前記セルの各々における複数のＬＥＤを更に備え、
前記第１の発光パターンが、前記ＬＥＤから放出された前記光の実質的に全てを、前記光軸に平行な軌跡にリダイレクトし、前記第２の発光パターンが、前記ＬＥＤから放出された前記光の実質的に全てを、前記第２の平面に平行な平面にリダイレクトする、請求項９に記載の警告灯。
【請求項１６】
複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）であって、前記発光ダイオードの各々が、第１の平面内に発光ダイを備え、前記発光ダイから前記第１の平面に直角をなして延びる光軸を有し、前記ＬＥＤが、前記第１の平面の一方の側の、前記光軸を中心とする半球内で光を放出し、前記光軸の各々が前記第１の平面内の焦点軸上に配置されている、複数の発光ダイオードと、
光入射面と、前記第１の平面に直角であり前記光軸を含む第２の平面内の回転軸線を中心にして回転させた光放出面とを有するレンズと、
前記第２の平面と交差する一対の第１の反射面と、前記第１の平面および前記第２の平面に直角であり前記光軸を含む第３の平面と交差する一対の第２の反射面とを有する反射器であって、前記第１の反射面が、第１の曲線を前記回転軸線を中心にして回転させることにより画定され、前記第２の反射面が、第２の曲線を前記回転軸線に沿って投影することにより画定される、反射器と
を備えるＬＥＤ光学アセンブリであって、
前記光入射面と前記光放出面が協働して、前記ＬＥＤから放出され前記光入射面に入射した前記光を、前記第３の平面に平行な平面にリダイレクトし、前記第１の反射面が、前記ＬＥＤから放出され前記第１の反射面に入射した前記光を、前記第３の平面に平行な平面にリダイレクトし、前記第２の反射面が、前記ＬＥＤから放出され前記第２の反射面に入射した前記光を、前記第２の平面に平行な平面にリダイレクトする、ＬＥＤ光学アセンブリ。
【請求項１７】
前記第２の反射面によってリダイレクトされた前記光が、前記光軸に対して実質的にコリメートされる、請求項１６に記載のＬＥＤ光学アセンブリ。
【請求項１８】
前記第１の曲線が、焦点を含む第１のフォーカスを有し、前記第２の曲線が、前記焦点を含む第２のフォーカスを有し、前記焦点が前記光軸と前記回転軸線との交点にある、請求項１６に記載のＬＥＤ光学アセンブリ。
【請求項１９】
前記複数のＬＥＤが、少なくとも２つの異なる色の光を放出する、請求項１６に記載のＬＥＤ光学アセンブリ。
【請求項２０】
前記複数のＬＥＤが、第１の発光パターンまたは第２の発光パターンを放出するように配置され、前記第１の発光パターンが、前記ＬＥＤから放出された前記光の実質的に全てを、前記光軸に平行な軌跡にリダイレクトし、前記第２の発光パターンが、前記ＬＥＤから放出された前記光の実質的に全てを、前記第３の平面に平行な平面にリダイレクトする、請求項１６に記載のＬＥＤ光学アセンブリ。
【国際調査報告】
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