特許 6676616 二焦点懐中電灯

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6676616

(24)【登録日】2020年3月16日

(45)【発行日】2020年4月8日

(54)【発明の名称】二焦点懐中電灯

(51)【国際特許分類】

   F21L 4/00 20060101AFI20200330BHJP

   F21V 5/04 20060101ALI20200330BHJP

   F21V 5/00 20180101ALI20200330BHJP

   F21V 23/04 20060101ALI20200330BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20200330BHJP

【ＦＩ】

   F21L4/00 411

   F21V5/04 100

   F21V5/00 510

   F21V5/00 320

   F21V23/04 130

   F21Y115:10

【請求項の数】23

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-505543(P2017-505543)

(86)(22)【出願日】2015年7月30日

(65)【公表番号】特表2017-523578(P2017-523578A)

(43)【公表日】2017年8月17日

(86)【国際出願番号】US2015042946

(87)【国際公開番号】WO2016019162

(87)【国際公開日】20160204

【審査請求日】2018年7月30日

(31)【優先権主張番号】62/032,470

(32)【優先日】2014年8月1日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】62/078,910

(32)【優先日】2014年11月12日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】512021922

【氏名又は名称】コースト カトラリー カンパニー

【氏名又は名称原語表記】Ｃｏａｓｔ Ｃｕｔｌｅｒｙ Ｃｏｍｐａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100091214

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 進介

(72)【発明者】

【氏名】ウィンダム，グレゴリー，デイヴィッド

(72)【発明者】

【氏名】チュー，カム，フー

(72)【発明者】

【氏名】シ，ハイ，ロン

(72)【発明者】

【氏名】ディン，チャオ，ジュン

(72)【発明者】

【氏名】フェン，シャオ，ジエン

(72)【発明者】

【氏名】レオン，キン，パク

【審査官】 當間 庸裕

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２００４／０１３０８９１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００５−１０８５５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 登録実用新案第３１０１０７４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特表２０１３−５４４４３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０５２９５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／００７３７８３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２１Ｌ ４／００

Ｆ２１Ｖ ５／００

Ｆ２１Ｖ ５／０４

Ｆ２１Ｖ ２３／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

二焦点懐中電灯であって、
筐体部材と、
幾何学的中心点を有するレンズであって、該レンズは、
光ビームをスポットビームに整形するように適合されるとともに、該レンズの幾何学的中心点から第１の距離離れた第１のフォーカス素子、及び
光ビームをフラッドビームに整形するように適合されるとともに、該レンズの幾何学的中心点から第２の距離離れた第２のフォーカス素子、
を含むレンズと、
光を前記第１のフォーカス素子に通すように配置された第１のＬＥＤと、
光を前記第２のフォーカス素子に通すように配置された第２のＬＥＤと、
前記筐体部材内に配置されるとともに、前記第１のＬＥＤ及び前記第２のＬＥＤに電力を提供するように適合された電源と、
前記第１のＬＥＤ、前記第２のＬＥＤ又は前記第１のＬＥＤ及び前記第２のＬＥＤの双方に電力を選択的に提供するように構成された制御要素と、
を含み、
前記第１のＬＥＤは前記第２のＬＥＤよりもダイが小さく、前記第１のＬＥＤと前記第１のフォーカス素子との間の距離は前記第２のＬＥＤと前記第２のフォーカス素子との間の距離よりも大きい、懐中電灯。

【請求項2】

前記第１のフォーカス素子は中央フォーカス素子と、該中央フォーカス素子から延びるとともに、該中央フォーカス素子を取り囲む環状リング部とを含む、請求項１に記載の懐中電灯。

【請求項3】

前記中央フォーカス素子は平凸レンズ、凹凸レンズ又はメニスカスレンズを含む、請求項２に記載の懐中電灯。

【請求項4】

前記第２のフォーカス素子は平凸レンズ、凹凸レンズ又はメニスカスレンズを含む、請求項１に記載の懐中電灯。

【請求項5】

前記第１のフォーカス素子は、前記中央フォーカス素子から延びるとともに、前記第１のＬＥＤの少なくとも一部を受容するための後方空隙を形成するように構成された側壁をさらに含む、請求項２に記載の懐中電灯。

【請求項6】

前記第２のフォーカス素子は、前記第２のフォーカス素子から延びるとともに、前記第２のＬＥＤの少なくとも一部を受容するための後方空隙を形成するように構成された側壁をさらに含む、請求項２乃至５のいずれか一項に記載の懐中電灯。

【請求項7】

前記懐中電灯は、前記第１のＬＥＤ及び前記第２のＬＥＤが取り付けられるベース部材をさらに含む、請求項１に記載の懐中電灯。

【請求項8】

前記ベース部材は、前記第１のＬＥＤを前記第１のフォーカス素子に対する位置に配置するように構成された第１の台座を含み、前記第１のＬＥＤの位置は最適なスポットビームを生成するために選択される、請求項７に記載の懐中電灯。

【請求項9】

前記ベース部材は、前記第２のＬＥＤを前記第２のフォーカス素子に対する位置に配置するように構成された第２の台座を含み、前記第２のＬＥＤの位置は最適なフラッドビームを生成するために選択される、請求項７又は８に記載の懐中電灯。

【請求項10】

前記レンズの幾何学的中心点からの前記第１の距離と前記第２の距離とは実質的に同じであるか又は異なる、請求項１に記載の懐中電灯。

【請求項11】

前記制御要素はスイッチである、請求項１に記載の懐中電灯。

【請求項12】

前記スイッチを繰り返し作動させることで前記懐中電灯のモードが変更され、第１のモードは前記第１のＬＥＤのみを作動させ、第２のモードは前記第２のＬＥＤのみを作動させ、第３のモードは前記第１のＬＥＤ及び前記第２のＬＥＤの双方を作動させ、第４のモードは前記懐中電灯の電源をオフにする、請求項１１に記載の懐中電灯。

【請求項13】

第１のＬＥＤ及び第２のＬＥＤを含む懐中電灯のための二焦点レンズであって、
幾何学的中心点と、
光ビームをスポットビームに整形するように適合されるとともに、当該レンズの幾何学的中心点から第１の距離離れた第１のフォーカス素子と、
光ビームをフラッドビームに整形するように適合されるとともに、当該レンズの幾何学的中心点から第２の距離離れた第２のフォーカス素子と、
を含み、
前記懐中電灯は前端と後端とを含み、前記第２のＬＥＤは前記第１のＬＥＤの前に配置されるか又は前記第２のフォーカス素子は前記第１のフォーカス素子の前に配置される、レンズ。

【請求項14】

前記第１のフォーカス素子は中央フォーカス素子と、該中央フォーカス素子から延びるとともに、該中央フォーカス素子を取り囲む環状リング部とを含む、請求項１３に記載のレンズ。

【請求項15】

前記第２のフォーカス素子は平凸レンズ、凹凸レンズ又はメニスカスレンズを含む、請求項１４に記載のレンズ。

【請求項16】

前記第１のフォーカス素子は、前記中央フォーカス素子から延びるとともに、第１のＬＥＤの少なくとも一部を受容するための後方空隙を形成するように構成された側壁をさらに含む、請求項１４に記載のレンズ。

【請求項17】

前記第２のフォーカス素子は、前記第２のフォーカス素子から延びるとともに、第２のＬＥＤの少なくとも一部を受容するための後方空隙を形成するように構成された側壁をさらに含む、請求項１６に記載のレンズ。

【請求項18】

前記第２のＬＥＤ及び前記第２のフォーカス素子はそれぞれ前記第１のＬＥＤ及び前記第１のフォーカス素子の前に配置されている、請求項１３に記載のレンズ。

【請求項19】

前記第１の距離と前記第２の距離とは互いに異なる、請求項１３に記載のレンズ。

【請求項20】

前記第１の距離及び前記第２の距離は同じである、請求項１３に記載のレンズ。

【請求項21】

前記懐中電灯は前端と後端とを含み、前記第２のＬＥＤは前記第１のＬＥＤの前に配置されるか又は前記第２のフォーカス素子は前記第１のフォーカス素子の前に配置される、請求項１に記載の懐中電灯。

【請求項22】

前記第２のＬＥＤ及び前記第２のフォーカス素子はそれぞれ前記第１のＬＥＤ及び前記第１のフォーカス素子の前に配置されている、請求項２１に記載の懐中電灯。

【請求項23】

第１のＬＥＤ及び第２のＬＥＤを含む懐中電灯のための二焦点レンズであって、
幾何学的中心点と、
光ビームをスポットビームに整形するように適合されるとともに、当該レンズの幾何学的中心点から第１の距離離れた第１のフォーカス素子と、
光ビームをフラッドビームに整形するように適合されるとともに、当該レンズの幾何学的中心点から第２の距離離れた第２のフォーカス素子と、
を含み、
当該レンズが前記懐中電灯で用いられた場合、前記第１のフォーカス素子及び前記第２のフォーカス素子は前記第１のＬＥＤ及び前記第２のＬＥＤにそれぞれ対応し、前記第１のＬＥＤと前記第１のフォーカス素子との間の距離は、前記第２のＬＥＤと前記第２のフォーカス素子との間の距離よりも大きい、レンズ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、「フラッド／スポット懐中電灯」と題する２０１４年８月１日出願の米国仮特許出願第６２／０３２４７０号の優先権を主張する。係る出願の開示は参照により本願に全体的に組み込まれる。

【0002】

本開示は、異なる焦点距離及び／又はビーム幅を有するビームを出射する、懐中電灯等の二焦点（dual-focus）携帯型照明装置に関する。

【背景技術】

【0003】

フラッドビーム（flood beam）からナロービームまで又はナロービームからフラッドビームまでの連続した範囲のビーム幅及び／又は焦点距離で光ビームの調整が可能な懐中電灯が製造されてきた。しかしながら、そのようなシステムではフラッドビームの光出力又はスポットビームの狭い集光（例えばビーム距離）のいずれかが犠牲になるのが一般的である。例えば、スポットビームで長いビーム距離を実現するためにはフラッドの明るさが犠牲になり得るか又はフラッドモードでより多くの光出力を実現するためにはスポットビームのビーム距離が犠牲になるか又はその両方である。

【図面の簡単な説明】

【0004】

添付の図面と併せて下記の詳細な説明により実施形態を容易に理解できる。実施形態は例示に過ぎず、添付の図面の図に何ら限定されるものではない。

【図1】図１は、二焦点懐中電灯の正面斜視図を示し、懐中電灯は２つの別個のフォーカス素子が配置された単一のレンズを有し、各フォーカス素子はレンズの中心から僅かに離れている。

【図2】図２は、図１の二焦点懐中電灯の部分断面図を示し、２つのフォーカス素子を通る部分断面図を示すとともに、２つの異なる強度を有する２つのＬＥＤ光源を示し、２つのＬＥＤのうちの一方は各フォーカス素子の後ろに配置され、各ＬＥＤはそれぞれのフォーカス素子から異なる距離のところに取り付けられている。

【図3】図３Ａ及び図３Ｂは、図１の二焦点懐中電灯の斜視図（図３Ａ）及び断面図（図３Ｂ）を示し、それぞれがレンズの中心から僅かに離れた２つのフォーカス素子を示す。

【図4】図４Ａ及び図４Ｂは、図１の二焦点懐中電灯のレンズ及びベース部材の分解図（図４Ａ）及び斜視図（図４Ｂ）であり、２つのフォーカス素子と、２つのＬＥＤ光源が取り付けられたベース部材とを示す。

【図5】図５Ａ及び図５Ｂは、図４のレンズ、ベース部材及びＬＥＤの２つの断面図であり、フラッドフォーカス素子／ＬＥＤ（図５Ａ）及びスポットフォーカス素子／ＬＥＤ（図５Ｂ）からの配光を示す。

【図6】図６Ａ及び図６Ｂは、全て様々な実施形態に係る３つのフォーカス素子を備えるレンズ及び４つのフォーカス素子を備えるレンズを有する懐中電灯の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0005】

以下の詳細な説明では、本願の一部を成すとともに、実施され得る実施形態を一例として示す添付の図面が参照される。なお、他の実施形態が利用されることがあり、実施形態の範囲から逸脱することなく構造的又は論理的な変更が加えられ得る。したがって、下記の詳細な説明を限定的に解釈するのではなく、実施形態の範囲は添付の特許請求の範囲及びその同等物によって定義される。

【0006】

実施形態の理解を助けるような形で様々な動作を複数の別個の動作として順番に説明し得る。しかしながら、説明する順番は、これらの動作が順番に依存することを含意すると解釈すべきでない。

【0007】

係る説明は、上／下、後ろ／前及び上面／底面等の斜視的な説明（perspective-based description）を使用することがある。そのような説明は解説を促進するために用いているに過ぎず、開示される実施形態の用途を制限すること意図するものではない。

【0008】

「連結された（coupled）」及び「接続された(connected)」という用語と共にそれらの派生語を用いることがある。なお、これらの用語はお互いの同意語であることを意図したものではない。むしろ、特定の実施形態では、「接続された」は２つ以上の要素が直接物理的又は電気的に接触し合うことを示すために用いられ得る。「連結された」は２つ以上の要素が直接物理的又は電気的に接触することを意味し得る。しかしながら、「連結された」は２つ以上の要素が互いに直接接触していないものの互いに協働又は相互作用することも意味し得る。

【0009】

説明を目的として、「Ａ／Ｂ」の形を取るか又は「Ａ及び／又はＢ」の形を取る語句は（Ａ）、（Ｂ）又は（Ａ及びＢ）を意味する。説明を目的として、「Ａ、Ｂ及びＣのうちの少なくとも１つ」という形を取る語句は（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ａ及びＢ）、（Ａ及びＣ）、（Ｂ及びＣ）又は（Ａ、Ｂ及びＣ）を意味する。説明を目的として、「（Ａ）Ｂ」という形を取る語句は（Ｂ）又は（ＡＢ）を意味する。即ち、Ａは選択的要素である。

【0010】

説明では、「実施形態」又は「複数の実施形態」という用語を用いることがあり、それらはそれぞれ同じか又は異なる実施形態のうちの１つ以上を意味し得る。さらに、実施形態に関連して用いられる「含む（comprising）」、「含有する（including）」及び「有する（having）」等の用語は同意語である。

【0011】

本明細書の実施形態は、フラッドビーム及びスポットビームの双方の光出力及びビームフォーカスを最適化する、懐中電灯等の携帯型照明装置を可能にする光学システムを提供する。フラッドビームからスポットビームに又はその逆にビームのフォーカスを変更するために光学系と光源との間の距離を調整できる数多くの懐中電灯が市場に存在する。しかしながら、これらの照明システムには様々な限界がある。一部の懐中電灯は、スポットビーム構成におけるビーム距離を犠牲にしてフラッドビームの光出力（例えばルーメン）の最適化を求める。他の懐中電灯はスポット位置におけるビーム距離の最適化を求めるが、フラッド位置での光出力が犠牲になる。さらに他のものは、最適なフラッド及び最適なスポット光をつくることの違いを分離するためにビーム距離及び光出力の双方を犠牲にする。

【0012】

これとは対照的に、本明細書で開示する照明システムの様々な実施形態は、１つがフラッドビーム用で１つがスポットビーム用である２つの別個のフォーカス素子（focusing elements）が配置された単一のレンズを含む。様々な実施形態では、２つのフォーカス素子のそれぞれはレンズの中心から僅かな距離離れており、それぞれはＬＥＤ等の２つの光源のうちの１つの前に位置している。様々な実施形態では、フラッドビームフォーカス素子及びスポットビームフォーカス素子のそれぞれは単一の機能を行うように設計されている（例えば、スポット又はフラッドビームのフォーカスのいずれか）。例えば、様々な実施形態では、フラッドビームフォーカス素子は光ビームを広く一貫したフラッドビームに整形するように最適化され得る。様々な実施形態では、フラッドビームは広い領域に亘って明るい照明を提供し得る。様々な実施形態では、スポットビームフォーカス素子は光ビームをフォーカスさせて狭く明るいビームにするのに最適化され得る。様々な実施形態では、スポットビームは長距離移動し得る。

【0013】

様々な実施形態では、各光源のサイズも、選択された条件下（例えばフラッドビーム又はスポットビーム）で最適に実施されるように最適化され得る。様々な実施形態では、フラッドビームフォーカス素子と対を成すＬＥＤ（例えば、フラッドビームＬＥＤ）はスポットビームＬＥＤに比べて「ダイ」又は光出射面のサイズが大きく、いくつかの実施形態では、スポットビームＬＥＤよりも光出力の視角が広い及び／又は出射するルーメンが多い。様々な実施形態では、ダイが大きいＬＥＤを用いることは広くて明るいビームへとより容易に分散されるより広くて明るい光を生成するのに役立つ。

【0014】

反対に、様々な実施形態では、スポットビームフォーカス素子と対を成すＬＥＤ（例えばスポットビームＬＥＤ）は（フラッドビームＬＥＤに比べて）「ダイ」又は光出射面のサイズが小さく、フラッドビームＬＥＤよりも光出力の視角が狭い及び／又は出射するルーメンが少ない。様々な実施形態では、スポットビームのために視角が小さいＬＥＤを用いることは有用であり得る。何故なら光はよりタイトなビーム（tighter beam）でＬＥＤを離れ、それによりそれがフォーカス素子を通過することでさらにタイトなビームに容易に整形できるからである。様々な実施形態では、より小さな「スポットビーム」ＬＥＤはより大きな「フラッドビーム」ＬＥＤよりも出射する光が少ないが、よりタイトな視角は光の強度がより強くより小さなビームに「詰め込まれている（packed）」ことを意味する。様々な実施形態では、より小さなＬＥＤを用いても、「タイト」なスポットビームは、より明るくより大きいな「フラッド」ＬＥＤからの大きく広がったフラッドビームよりも長距離移動し得る。

【0015】

それに加えて、様々な実施形態では、より大きなレンズ内での各ＬＥＤとそれに対応するフォーカス素子との間の距離は最適なフラッドビーム又は最適なスポットビームを生成するため固定及び最適化され得る。例えば、各ＬＥＤは、懐中電灯内に設置された場合により大きな「フラッド」ＬＥＤを「フラッドビーム」フォーカス素子から僅かに離れた所に配置し、より小さい「スポットビーム」ＬＥＤを「スポットビーム」フォーカス素子から離れた所に配置するベース部材に配置され得る。様々な実施形態では、「スポットビーム」ＬＥＤをフォーカス素子からさらに後方に配置することは、「スポットビーム」フォーカス素子がスポットビームをタイトなビームに整形するようにできる。反対に、「フラッド」フォーカス素子をフォーカス素子から僅かに離れた所に配置することで、「フラッドビーム」フォーカス素子は広い範囲に亘ってフラッドビームを分散させることができる。

【0016】

そのため、様々な実施形態では、先行技術の装置の欠点を解消する二焦点懐中電灯を開示する。従来の単一焦点のＬＥＤ懐中電灯では、１つのＬＥＤがスポットビーム及びフラッドビームの双方のための光源としての役割を果たさなければならない。ダイが小さいＬＥＤを有し、視角がタイトで光出力の合計が少ない懐中電灯において、結果として得られるスポットビームは明るくタイトで長距離移動し得るが、フラッドビームの幅及び光出力の合計が犠牲になり得る。反対に、ダイが大きいＬＥＤを有し、視角が広く光出力の合計が高い懐中電灯では、フラッドビームは大きくルーメンレーティングの合計（total lumen rating）は大きいが、スポットビームの移動距離は小さく、サイズが大きく長距離の使用に適していない。本明細書で開示する二焦点懐中電灯はこれらの問題を解消し、最適なスポットビーム及び最適なフラッドビームの双方を生成し得る。

【0017】

本明細書で説明する二焦点懐中電灯の別の利点は、各光源とそのフォーカス素子との間の距離が固定されているため、それらはフォーカス調整機構を何ら含まない点である。したがって、様々な実施形態では、開示する懐中電灯には可動部がほとんどなく、その結果、それは既存のフォーカス懐中電灯よりも軽量及び／又は耐久性があり得る。それに加えて、様々な実施形態では、ユーザーはフラッド設定、スポット設定及び／又はデュアル設定（例えば懐中電灯の端部又は側部等の筐体の任意の便利な位置に位置し得る単一のボタン又はスイッチを押すことで両方のＬＥＤが点灯し得る）の間で設定を切り替え得る。例えば、いくつかの実施形態では、ユーザーは懐中電灯をオンにして、単一の押しボタンを繰り返し作動させることで「スポット」及び「フラッド」モード（又は「スポット」、「フラッド」及び「デュアルソース」モード）を循環させる。他の実施形態では、「電源」、「スポット」、「フラッド」及び任意で「デュアルソース」（例えば、スポットＬＥＤ及びフラッドＬＥＤの双方を同時にオンする）のために別個のボタン又は他の制御要素が設けられ得る。

【0018】

図１は二焦点懐中電灯の正面斜視図を示す。様々な実施形態によれば、懐中電灯は２つの別個のフォーカス素子が配置された単一のレンズを有し、各フォーカス素子はレンズの中央から僅かにオフセットされている。図示の実施形態では、懐中電灯１００は、一端に単一のレンズ１０４を備える従来の又は伝統的な細長い筐体１０２を有し得る。様々な実施形態では、レンズ１０４は２つの別個のフォーカス素子１０６ａ、１０６ｂを含み、スポットビームフォーカス素子１０６ａで光ビームをスポットビームに整形するか又はフラッドビームフォーカス素子１０６ｂで光ビームをフラッドビームに整形する。レンズ１０４を円形のものとして図示しているが、当業者であれば四角形、楕円形又は三日月形等の他の形態を取り得ることが分かる。

【0019】

様々な実施形態では、スポットフォーカス素子１０６ａ及びフラッドフォーカス素子１０６ｂの双方はレンズ１０４の中心点から僅かに離れていてもよい。図示の実施形態は、２つのフォーカス素子１０６ａ、１０６ｂがレンズ１０４の幾何学的中心点から離れている距離が僅かに異なっていることを示すが、他の実施形態では、それらはレンズ１０４の幾何学的中心点から離れている距離は略同じである。それに加えて、２つのフォーカス素子１０６ａ、１０６ｂをサイズが異なるものとして図示しているが、他の実施形態では、それらは実質的に同様の直径を有し得る。

【0020】

図２は、様々な実施形態に係る、図１の二焦点懐中電灯の部分断面図を示す。図示の実施形態では、２つのフォーカス素子１０６ａ、１０６ｂのそれぞれを通じて部分断面図を見ることができ、それぞれが異なる強度を有する２つのＬＥＤ光源１１０ａ、１１０ｂがレンズ１０４の直ぐ後ろに位置している。様々な実施形態では、スポットビームＬＥＤ１１０ａはスポットビームフォーカス素子１０６ａの後ろに置かれ、フラッドビームＬＥＤ１１０ｂはフラッドビームフォーカス素子１０６ｂの後ろに置かれ得る。様々な実施形態では、スポットビームＬＥＤ１１０ａはフラッドビームＬＥＤ１１０ｂに比べてダイが小さく視角が狭い。フラッドビームＬＥＤ１１０ｂはダイがより大きく視角が広い。様々な実施形態では、これらのサイズ、視角及び明るさ（例えばルーメン）における違いは異なるフォーカス素子１０６ａ、１０６ｂと協力してビーム距離が長いタイトなスポットビーム及び明るく広いフラッドビームを生成する。

【0021】

様々な実施形態では、２つのＬＥＤ１１０ａ、１１０ｂは、２つのＬＥＤ１１０ａ、１１０ｂのそれぞれを各フォーカス素子１０６ａ、１０６ｂの後ろの最適なフォーカス距離に配置するように構成された２つの台座１１２ａ、１１２ｂを含み得るベース部材１０８に取り付けられて、最適なスポットビーム及び最適なフラッドビームを生成する。図示の実施形態では、スポットビームフォーカス素子１０６ａとスポットビームＬＥＤ１１０ａとの間の距離はフラッドビームフォーカス素子１０６ｂとフラッドビームＬＥＤ１１０ｂとの間の距離よりも大きい。様々な実施形態では、この間隔の違いは少なくとも部分的にスポットビームフォーカス素子１０６ａとフラッドビームフォーカス素子１０６ｂとの光学系の違いに起因し得る。

【0022】

図３Ａ及び図３Ｂは、様々な実施形態に係る、図１の二焦点懐中電灯のレンズの斜視図（図３Ａ）及び断面図（図３Ｂ）を示し、それぞれがレンズの中央から僅かに離れた２つのフォーカス素子を示す。図示の実施形態では、レンズ１０４は２つのフォーカス素子１０６ａ、１０６ｂを含み、様々な実施形態では、フラッドビームフォーカス素子１０６ｂは光を広いビーム内に分散するように適合された平凸レンズ、両凸レンズ、凹凸レンズ又はメニスカスレンズを含み得る。フラッドビームフォーカス素子１０６ｂを概して円形のものとして図示しているが、いくつかの実施形態ではフラッドビームフォーカス素子１０６ｂは楕円又は細長い形状を有し得る。例えば、自動車、オートバイ又は自転車のヘッドライト等のいくつかの用途では、照明を必要としない上方に光を送って光を無駄にするよりも、ユーザーの周辺視野の側の外に広がるように光ビームを整形することが有利であり得る。いくつかの用途では、楕円形ビームは従来の円形ビームよりも人間の通常の視界に形状が近い場合がある。

【0023】

図３Ｂで最も良く示すように、様々な実施形態では、スポットビームフォーカス素子１０６ａは、光をフォーカスさせて狭くタイトなビームにするために協働する中央フォーカス素子１１４と環状リング部１１６とを有するより複雑なレンズであり得る。様々な実施形態では、中央フォーカス素子１１４は平凸レンズ、両凸レンズ、凹凸レンズ又はメニスカスレンズであり得る。

【0024】

いくつかの実施形態では、スポットビームフォーカス素子１０６ａ及びフラッドビームフォーカス素子１０６ｂのうちのいずれか又は双方はＬＥＤ及び／又は台座のうちの少なくとも一部を受容するように適合され得る後方空隙１１８ａ、１１８ｂを含み得る。様々な実施形態では、スポットビームは内反射を用いて光を「集めて」、それを前方に反射させ得る。例えば、光線は中央フォーカス素子を通過し、その後レンズの環状部の内側壁又は外側壁により狭くフォーカスされたビームにおいて前方に反射され得る。この特徴は図５Ｂで最良の形で図示され、下記でより詳細に説明する。

【0025】

図４Ａ及び図４Ｂは、様々な実施形態に係る、図１の二焦点懐中電灯の分解図（図４Ａ）及び斜視図（図４Ｂ）を示し、２つのフォーカス素子と、２つのＬＥＤ光源が取り付けられたベース部材とを示す。いくつかの実施形態では、レンズ１０４は、ＬＥＤ１１０ａ、１１０ｂ及び／又は台座１１２ａ、１１２ｂの少なくとも一部を受容するために適合され得る後方空隙１１８ａ、１１８ｂを含み得る。

【0026】

図５Ａ及び図５Ｂは、様々な実施形態に係る、図４のレンズ、ベース部材及びＬＥＤの２つの断面図であり、フラッドフォーカス素子／ＬＥＤ（図５Ａ）及びスポットフォーカス素子／ＬＥＤ（図５Ｂ）からの配光を示す。図５Ａに示すように、フラッドビームＬＥＤ１１０ｂからの光がレンズ１０４のフラッドビームフォーカス素子１０６ｂを通過すると、フラッドビームフォーカス素子１０６ｂは係る光を幅広で明るいフラッドビーム１２０ｂに向ける。図５Ｂに示すように、スポットビームＬＥＤ１１０ａからの光がレンズ１０４のスポットビームフォーカス素子１０６ａを通過すると、スポットビームフォーカス素子１０６ａの中央フォーカス素子１１４と環状リング部１１６とが協働して光をタイトで狭いスポットビーム１２０ａに向ける。いくつかの実施形態では、環状リング部は環状リング部１１６の内側壁１１６ａから前方方向に光を反射し得るのに対して、他の実施形態では、環状リング部は外側壁１１６ｂ又は両方から前方方向に光を反射し得る。

【0027】

当業者であれば、いくつかの状況では、例えば長距離ビームが必要な場合にスポットビームＬＥＤ及びフラッドビームＬＥＤの双方を同時に点灯させることが望ましい場合があるが近接場の一般的な照明も望ましいことが分かる。これらの場合、スポットビームＬＥＤ及びフラッドビームＬＥＤの双方が同時に点灯され得る。それに加えて、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、様々な実施形態では、レンズ１０４は３つ（図６Ａ）又は４つの別個のフォーカス素子１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ及び１０６ｄ（光ビームをスポットビームに整形するためのスポットビームフォーカス素子１０６ａ、光ビームをフラッドビームに整形するためのフラッドビームフォーカス素子１０６ｂ）及び第３（及び任意で第４又はそれ以上）の光源からの光ビームを整形するための追加のフォーカス素子を含み得る。フォーカス素子１０６ｃ及び１０６ｄをフラッドビームフォーカス素子として図示しているが、当業者であれば追加のスポットビームフォーカス素子又はよりシンプルな反射体で置換してもよいことが分かる。様々な実施形態では、追加の光源は赤、青、緑又は紫外線ＬＥＤ等のカラーＬＥＤであり得るか又はそれらは赤外線ＬＥＤであり得る。例えば、様々な実施形態では、赤外線ＬＥＤは暗視ゴーグルと共に使用され得る。

【0028】

本明細書で特定の実施形態を説明及び記載してきたが、図示説明した実施形態は、その範囲から逸脱することなく同じ目的を実現するために計算された多種多様な代替的な及び／又は同等の実施形態若しくは実施で置換され得ることが当業者には分かる。当業者であれば、実施形態は多種多様な方法で容易に実施され得ることが分かる。本願は、本明細書で解説した実施形態の任意の改作又は変更を含むことを意図する。したがって、実施形態は特許請求の範囲及びその同等物によってのみ限定されることは明らかである。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】