JP5795063B2 - 回転対称的なアダプター光学系を有するポケットランプ - Google Patents

Description

本発明は、外側の反射体部分、内側の集光レンズ部分、並びに、袋状穿孔を有する後方の面を備える、光学的な軸線に対して回転対称的なアダプター光学系と、および、
円板状の保持具の上に設けられた発光ダイオード（ＬＥＤ）とを有する、
ポケットランプに関する。

上記されたアダプター光学系を有する、冒頭に記載した様式のポケットランプは、基本的に、従来技術に従って公知である。
例えば、特許文献１内において種々のアダプター光学系が記載されており、その際、放射特性の変化のために、１つの光源が、後方の袋状穿孔内において、位置移動可能である。その際、この光源は、２つの点の間で、長手軸線方向に移動可能であり、これら点の両方が、袋状穿孔の内側に設けられている。
この光源の直線状の運動によって、基本的に、円錐形の光の開口角は変化され、従って、対象物は、異なる距離内において、照明され得る。

上記されたアダプター光学系を有する、この公知のポケットランプにおいて、光強度が円錐形の光の内側で均等でないことは欠点であり、その際、通常は、この光強度が光学的な軸線の上で最も大きな状態であり、これに対して、この光強度はこの円錐形の光の周縁部に向かって連続的に減少する。

米国特許第２，２５４，９６２号明細書

従って、本発明の課題は、アダプター光学系を有する１つのポケットランプを提供することであり、このポケットランプの場合、上記された欠点が除去されている。
特に、１つのポケットランプが提供されるべきであり、このポケットランプの場合、放射特性が、いわゆる満月のような状態（Ｍｏｎｄｓｔｅｌｌｕｎｇ）と集光の状態（Ｆｏｋｕｓｓｔｅｌｌｕｎｇ）との間で調節され得る。
この満月のような状態の場合、大きな開口角を有する円錐形の光が形成され、且つ、この開口角内において、均一な光分布状態が形成される。それに対して、この集光の状態は、比較的に小さな開口角を有する円錐形の光によって特徴付けられる。
その際、ポケットランプの操作可能性は、可能な限り簡単であるべきであり、それによって、所望された調節が、迅速に、且つ高い信頼性で与えられる。

この課題は、請求項１に従うポケットランプによって解決され、それに従って、本発明に従い、アダプター光学系が、ＬＥＤに対して、２つのストッパーによって制限された状態で、保持具におけるこのアダプター光学系の当接の際に、基本的に均一の円錐形の光が形成されるように位置移動可能である。

本発明に従うポケットランプの放射特性は、基本的に、２つの調節状態によって規定され、
即ち、その集光の状態の場合にＬＥＤが可能な限り大きな間隔をアダプター光学系に対して有している、集光の状態と、および、
その満月のような状態の場合にこのアダプター光学系が保持具と当接状態にあり、従って、このＬＥＤがほぼ後方の面の高さ内において位置することになる、満月のような状態とによって規定される。
この集光の状態の場合、放射された光は、比較的に小さな円錐形の光に制限され、従って、対象物が、大きな距離内において照明され得る。

上記とは反対に、満月のような状態の場合、
可能な限り大きな角度を有する円錐形の光が形成され、その際、光分布状態は、本発明に従うポケットランプの場合、この円錐形の光の内側で均等であり、且つ、周縁部に向かって鋭く低下する。これによって、特に均一な照明が提供される。
本発明に従う構造によって、骨の折れる、アダプター光学系とＬＥＤとの間の正確な間隔を探し求めること無しに、このポケットランプの有利な調節は、迅速に選択され得る。

本発明の有利な構成は、以下で、並びに従属請求項内において、記載されている。

光学的な軸線に沿ってのアダプター光学系の直線状の運動は、更に別のストッパーによって制限されており、このストッパーが、ＬＥＤとアダプター光学系との間の、可能な限り大きな間隔を形成し、その際、このＬＥＤが、この状態において、アダプター光学系の焦点内において位置する。
このポケットランプの構造に従い、このストッパーは、ポケットランプケーシング、および、ランプヘッドに沿っての、または、結合要素の内側の、それぞれ１つのストッパー面によって形成されている。
その満月のような状態の場合に光が均一に規定された円錐形の光の内側で放射される、満月のような状態は、保持具が、アダプター光学系のストッパー面との当接状態にあり、且つ従って、ＬＥＤが、ストッパー面の平面とほぼ一致している場合に、最適に調節される。

発生する熱を導出するために、有利には、保持具は、熱伝導性の面を有しており、これら面が、ケーシングとの当接状態にある。例えば、この目的のために、リング形状の当接面が、この保持具の下側面上に設けられており、この当接面でもって、この保持具が、台座形状の突出部の上で、このケーシングの内側で接触している。
熱伝導性の面のための有利な材料として、特に、アルミニウム、銅、または黄銅が適している。

本発明に従うポケットランプの、特別の放射特性は、基本的に、アダプター光学系の幾何学的な形態によって規定され、その際、この目的のために、長さの比率、もしくは大きさの比率は、特別な意義がある。
この目的のために、有利には、反射体部分の直径と、集光レンズ部分の直径との間の比率は、０．５５±０．１、有利には０．５５±０．０５の値である。換言すれば、反射体部分の直径と、集光レンズ部分の直径との間の比率は、０．５５の値であり、その際、偏差が、０．１、有利には０．５の大きさの範囲内において、正の方向および負の方向に許容可能である。
集光レンズ部分の厚さと、反射体部分の高さとの比率は、有利には、０．１７±０．０５、特に０．１７±０．０２の値である。

集光された調節状態において、ストッパー面に対するＬＥＤの間隔と、中心点の平面に対するこのＬＥＤの間隔との間の比率は、０．４±０．１、有利には０．４０±０．０５、の値である。

更に、有利には、袋状穿孔は、円錐形の外周面を備えており、この円錐形の外周面が、長手方向軸線に対して、２３°±５°、有利には２３°±２°の開口角αを有している。

特に有利な実施形態に従い、幾何学的な部分の種々の具体的な採寸状態が与えられ、その際、有利には、
反射体部分の直径は、２０．８±１ｍｍの値であり、
集光レンズ部分の直径が、１１．４±１ｍｍの値であり、
アダプター光学系の高さは、１１．６±１ｍｍの値であり、
この集光レンズ部分の厚さが、３．０４±０．５ｍｍの値であり、
集光された調節状態において、ＬＥＤとストッパー面との間の間隔は、３．５８±０．５ｍｍの値であり、且つ、
このＬＥＤと中心点の平面との間の間隔が、８．８８±１ｍｍの値である。

上記の場合に、集光レンズ部分は、有利には、２つの異なった、強度に凸状に湾曲された面によって区画されており、その際、光入射面の半径が、光射出面の半径よりも大きい。

本発明の更に有利な構成並びに具体的な実施形態を、以下で、図に基づいて説明する。

２つの異なる調節状態における、本発明に従うポケットランプの、一方の実施形態の図である。 ２つの異なる調節状態における、本発明に従うポケットランプの、他方の実施形態の図である。 アダプター光学系の図である。 アダプター光学系の放射特性の概略的な図である。

本発明に従うポケットランプ１の具体的な１つの構成に従い、このポケットランプは、ケーシング２、ランプヘッド３、アダプター光学系、並びに、ＬＥＤ（発光ダイオード）５を備えている。その際、このアダプター光学系４は、このランプヘッド３内において固定されており、このランプヘッドが、このケーシング２に対して長手軸線方向に位置移動可能である。
ケーシング側で、このＬＥＤ５が保持具６の上で固定されており、従って、総じて、このアダプター光学系はこのＬＥＤに対して位置移動可能である。このランプヘッド３、もしくはアダプター光学系４の位置移動は、その際、２つのストッパーによって制限されている。
一方では、アダプター光学系４を有する保持具６が当接部を形成し、この当接部に対して、アダプター光学系４が、ストッパー面７として形成された、後方の面を有している。
他方では、図示された実施例において、この位置移動が、結合要素８によって可能であり、この結合要素が、ランプヘッド３およびケーシング２を、互いに結合しており、且つ、この結合要素が、ストッパー（図示されていない）を備えている。

図１ａは、１つの調節状態を示しており、この調節状態の場合、アダプター光学系４が、保持具６と当接状態にあり、従って、ＬＥＤ５が、ストッパー面の平面と、ほぼ一致している。この調節状態の場合、放射は、大きな放射角によって特徴付けられており、この放射角の内側で、光分布状態は均一である。
図１ｂは、それに対して、１つの集光された調節状態を示しており、この調節状態において、アダプター光学系４と保持具６とが、互いに距離Ａにおいて設けられている。

１つのアダプター光学系４の具体的な採寸状態、もしくは大きさの比率が、図２内において示されている。このアダプター光学系は、内側の集光レンズ部分２１、外側の反射体部分２２、並びに、後方の面２３を備えており、この後方の面が袋状穿孔２４を備えている。
この袋状穿孔２４は、その際、円錐形の外周面２５によって区画されており、この円錐形の外周面が、長手方向軸線２６に対して、２３°の開口角αを備えている。
反射体部分２２の直径２７は、２０．８ｍｍの値であり、これに対して、集光レンズ部分２１が、１１．４ｍｍの直径２８を有している。この図示されたアダプター光学系は、総じて、１１．６ｍｍの高さ（高さ２９）、および、この集光レンズ部分２１が、３．０４ｍｍの厚さ３０を備えている。

集光された調節状態において、即ち、アダプター光学系４と保持具６との間の最大の間隔の場合に、ＬＥＤ５とストッパー面（後方の面）２３との間の間隔３１は、３．５８ｍｍの値であり、このＬＥＤ５と中心点の平面３３との間の間隔３２が、８．８８ｍｍの値である。
このことから、ストッパー面２３に対するＬＥＤ５の間隔３１と、中心点の平面３３に対するこのＬＥＤ５の間隔３２との間の比率（３１／３２）のために、０．４の値が与えられ、
集光レンズ部分２１の直径２８と、反射体部分２２の直径２７との間の比率（２８／２７）のために、０．５５の値が与えられ、且つ、
アダプター光学系４の高さ２９に対する集光レンズ部分２１の厚さ３０の比率（３０／２９）のために、０．２６の値が与えられる。

図３は、概略的に、放射線経過を、集光された調節状態において示しており、
その際、ＬＥＤ５から放射された光線が、集光レンズ部分２１の上に照射し、これら光線が、±３２°の角度β内において放射されている。これら光線は、集光レンズ部分２１から、４°の円錐角度γを有する円錐形の光へと集束される。
残りの光線は、３２°から６０°までの角度δ内において、ＬＥＤ５から放射され、且つ、反射体部分２２に照射し、この反射体部分が、軸平行な光線束を形成する。

１ ポケットランプ
２ ケーシング
３ ランプヘッド
４ アダプター光学系
５ ＬＥＤ、発光ダイオード
６ 保持具
７ ストッパー面
８ 結合要素
２１ 集光レンズ部分
２２ 反射体部分
２３ ストッパー面、後方の面
２４ 袋状穿孔
２５ 円錐形の外周面
２６ 長手方向軸線
２７ 反射体部分２２の直径
２８ 直径
２９ 高さ
３０ 厚さ
３１ 間隔
３２ 間隔
３３ 中心点の平面
Ａ 距離
α 開口角
β 角度
γ 円錐角度
δ 角度

Claims (9)

1. 外側の反射体部分（２２）、内側の集光レンズ部分（２１）、並びに、袋状穿孔（２４）を有する後方のストッパー面（２３）を備える、光学的な軸線（２６）に対して回転対称的なアダプター光学系（４）と、および、
   円板状の保持具（６）の上に設けられた発光ダイオード（ＬＥＤ）（５）とを有するポケットランプであって、
   その際、前記アダプター光学系（４）が、前記ＬＥＤ（５）に対して、２つのストッパーによって制限された状態で位置移動可能である様式の前記ポケットランプにおいて、
   前記保持具（６）における前記アダプター光学系（４）の当接の際に、基本的に均一の円錐形の光が形成され、
   その際、前記集光レンズ部分（２１）の直径（２８）と、前記反射体部分（２２）の直径（２７）との間の比率（２８／２７）が、０．５５±０．１の値であり、且つ、
   前記集光レンズ部分（２１）の厚さ（３０）と、前記アダプター光学系（４）の高さ（２９）との比率（３０／２９）が、０．２６の値であること、
   を特徴とするポケットランプ。
2. 前記光学的な軸線に沿っての前記アダプター光学系（４）の直線状の運動は、更に別のストッパーによって制限されており、このストッパーが、前記ＬＥＤ（５）と前記アダプター光学系（４）との間の、可能な限り大きな間隔を形成し、その際、このＬＥＤ（５）が、この状態において、前記アダプター光学系（４）の焦点内において位置することを特徴とする請求項１に記載のポケットランプ。
3. 前記保持具（６）は、熱伝導性の面を有しており、これら面が、ケーシング（２）との当接状態にあることを特徴とする請求項１または２に記載のポケットランプ。
4. 前記集光レンズ部分（２１）の直径（２８）と、前記反射体部分（２２）の直径（２７）との間の比率（２８／２７）は、０．５５±０．０５の値であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のポケットランプ。
5. 前記袋状穿孔（２４）は、円錐形の外周面（２５）を備えており、
   この円錐形の外周面が、前記光学的な軸線（２６）に対して、２３°±５°の開口角（α）を有していることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載のポケットランプ。
6. 前記袋状穿孔（２４）は、円錐形の外周面（２５）を備えており、
   この円錐形の外周面が、前記光学的な軸線（２６）に対して、２３°±２°の開口角（α）を有していることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載のポケットランプ。
7. ａ）前記反射体部分（２２）の直径（２７）は、２０．８±１ｍｍの値であり、
   ｂ）前記集光レンズ部分（２１）の直径（２８）が、１１．４±１ｍｍの値であり、
   ｃ）前記アダプター光学系（４）の高さ（２９）は、１１．６±１ｍｍの値であり、
   ｄ）この集光レンズ部分（２１）の厚さ（３０）が、３．０４±０．５ｍｍの値であり、ｅ）集光された調節状態において、前記ＬＥＤ（５）と前記ストッパー面（２３）との間の間隔（３１）は、３．５８±０．５ｍｍの値であること、
   を特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載のポケットランプ。
8. 前記集光レンズ部分（２１）は、２つの異なった、強度に凸状に湾曲された面によって区画されており、その際、光入射面の半径が、光射出面の半径よりも大きいことを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載のポケットランプ。
9. 外側の反射体部分（２２）、内側の集光レンズ部分（２１）、並びに、袋状穿孔（２４）を有する後方のストッパー面（２３）を備える、光学的な軸線（２６）に対して回転対称的なアダプター光学系（４）と、および、
   円板状の保持具（６）の上に設けられた発光ダイオード（ＬＥＤ）（５）とを有するポケットランプであって、
   その際、前記アダプター光学系（４）が、前記ＬＥＤ（５）に対して、２つのストッパーによって制限された状態で位置移動可能である様式の前記ポケットランプにおいて、
   前記保持具（６）における前記アダプター光学系（４）の当接の際に、基本的に均一の円錐形の光が形成され、
   その際、前記集光レンズ部分（２１）の直径（２８）と、前記反射体部分（２２）の直径（２７）との間の比率（２８／２７）が、０．５５±０．１の値であり、且つ、
   前記集光レンズ部分（２１）の厚さ（３０）と、前記アダプター光学系（４）の高さ（２９）との比率（３０／２９）が、０．２６の値であること、
   その際、
   ａ）前記反射体部分（２２）の直径（２７）は、２０．８±１ｍｍの値であり、
   ｂ）前記集光レンズ部分（２１）の直径（２８）が、１１．４±１ｍｍの値であり、
   ｃ）前記アダプター光学系（４）の高さ（２９）は、１１．６±１ｍｍの値であり、
   ｄ）この集光レンズ部分（２１）の厚さ（３０）が、３．０４±０．５ｍｍの値であり、ｅ）集光された調節状態において、前記ＬＥＤ（５）と前記ストッパー面（２３）との間の間隔（３１）は、３．５８±０．５ｍｍの値であること、
   を特徴とするポケットランプ。

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