JP3195959U

JP3195959U - 懐中電灯の光学構造

Info

Publication number: JP3195959U
Application number: JP2014006383U
Authority: JP
Inventors: 合一川
Original assignee: 台湾清一股▲ふん▼有限公司
Priority date: 2014-05-14
Filing date: 2014-12-02
Publication date: 2015-02-12
Anticipated expiration: 2024-12-02
Also published as: TWM487393U

Abstract

【課題】懐中電灯の光学構造を提供する。【解決手段】本体１、レンズ３、スイッチユニットを備える。本体１一端にはベースを設置し、ベースには光源を固定して設置する。レンズ３は本体１の光源に対応する位置に設置し、レンズ３はシリコンで製造し、しかもレンズ３は入光面、出光面３２を備える。出光面３２は非球面を呈して設置し、しかも出光面３２の表面は光源に対応して集光微構造を形成する。入光面は光源の光線を収斂し、出光面３２を通して均一化し、集光して出光する。シリコン製のレンズ３を通して、光線の精度を向上させられ、傷と汚れの付着を防止でき、しかも各色温度及び波長のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ−ＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ、発光ダイオード）に適用可能で、光源の光線を収斂後、非球面出光面３２の集光微構造により、光を均一化して集光し、出光することができる。【選択図】図２

Description

本考案は、懐中電灯の光学構造に関し、シリコン製のレンズを通して、光線の精度を向上させられ、傷と汚れの付着を防止でき、しかも各色温度及び波長に適用可能なＬＥＤ懐中電灯に関する。

テクノロジーが日進月歩の進歩を遂げている現代において、人々は生活の質を非常に重視するようになっている。そのため、各分野の業者は、最新のテクノロジーを競って生活に応用している。照明具の光源においては、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ−ＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ、発光ダイオード）が、消費電力が低く、発光効率が高いという特性を持つため、従来の白熱灯、蛍光灯に取って代わられ、照明や発光の用途に幅広く応用されている。従来の懐中電灯は、本体に反射鏡を設置する。反射鏡の中央には、それに対応してＬＥＤ光源を設置する。これにより、ＬＥＤ光源は、反射鏡を通して集光及び広角照明を実現する。

しかし、反射鏡は通常は、電気メッキ或いは真空メッキで形成されるため、製造コストが高い。しかも、ＬＥＤ光源の有効発光角度は、約１２０度で、従来の白熱灯の発光角度が１８０度を超えているのに及ばないため、反射鏡では、ＬＥＤ光源に良好な光を反射させることができない。さらに、反射鏡を設置するレンズは、平面のガラス片であるため、均光及び集光の機能を備えない。よって、照明用とするＬＥＤ光源は、反射鏡を通して反射しても均一に光を投射することはできない。しかも、このため、投射された光線は光点を持ち、出光の光型に影響を及ぼす。加えて、投射光線の広角及び距離は、狭く、また短いため、ＬＥＤ光源の出光効率が不充分である。

上記に鑑み、図１に示すような均光式懐中電灯が開発された。従来の均光式懐中電灯は、本体１０一端に、ＬＥＤ光源２０を設置する。ＬＥＤ光源２０には、均光レンズ３０を設置する。均光レンズ３０は、入光面３０１と出光面３０２を備える。入光面３０１は、平面を呈して設置する。出光面３０２は、曲面を呈する陥没部３０２１を備える。陥没部３０２１中心には、集光部３０２２を突出状に形成する。これにより、出光面３０２全体は、ややＷ字型を呈する。これにより、ＬＥＤ光源２０の光線は、入光面３０１を通して集光された後、出光面３０２の陥没部３０２１及び集光部３０２２により出光する。

しかし、上述した考案は使用上に欠点があり、改善する必要がある。その原因は下記の通りである。

上述した考案では、陥没部３０２１は、光線を発散させ、集光部３０２２は、光線を集めるため、出光時には、光線の不均一を招く。しかも、投射される光線は、やはり光点を備えるため、全体的な光型の美しさに影響を及ぼす。

さらに、従来の懐中電灯や均光式懐中電灯では、レンズの多くは、プラスチック製或いはガラス製である。しかし、プラスチック製のレンズは、紫外線のＬＥＤ光源に適用することができる。紙幣チェック用の波長は、３６５ｍｍの紫外線であるが、プラスチックは、紫外線により焼かれ白化及び劣化してしまうため、適用性には限界がある。ガラス製のレンズでは、紫外線の影響を受けて劣化することはないが、ガラスの製造は、研磨や鋳造によるため、入光面或いは出光面に微構造を形成することができず、これがガラス製レンズの精度を不充分にしている。

本考案は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、反射鏡を通して光を反射し投射するため良好な反射出光効果を達成できず、均一な出光と集光ができず、投射された光線は光点を持ち、投射光線の角度が狭く距離が短いためＬＥＤ光源の出光効率が不足するという従来の懐中電灯に存在する欠点、また光線が不均一で、投射された光線は光点を持つという均光式懐中電灯に存在する欠点、さらに紫外線に焼かれ白化及び劣化の現象が起きるため適用性が不足するというプラスチックレンズに存在する欠点、加えて精度が不良であるというガラスレンズに存在する欠点を解決することができる懐中電灯の光学構造を提供することにある。

本考案による懐中電灯の光学構造は、本体、レンズ、スイッチユニットを備える。
該本体一端には、ベースを設置し、該ベースには、光源を固定して設置する。
該レンズは、該本体の光源に対応する位置に設置し、該レンズは、シリコンで製造する。
しかも、該レンズは、入光面、出光面を備え、該出光面は、非球面を呈して設置し、しかも該出光面の表面は、該光源に対応して、集光微構造を形成する。
しかも、該入光面は、該光源の光線を収斂し、該出光面を通して均一化し集光し、出光する。
該光源は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ−ＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ、発光ダイオード）である。
該光源は、紫外線である。
該光源の波長は、３６５ｍｍである。
該光源は、白色光である。
該光源は、黄色光である。

該懐中電灯の光学構造はさらに、調整台を備える。
該調整台には、調整部品を設置し、該ベースには、該調整部品に対応するスライド槽を設置する。
該レンズは、該調整台に対応して組み付け、しかも、該調整台は、調整部品及びスライド槽を通して、該レンズと該光源との間隔距離を制御する。
該調整部品は雄ネジで、該スライド槽はそれに対応する雌ネジである。
該本体にはさらに、スイッチユニットを設置する。
該スイッチユニットは、該光源に接続し、該本体内部には、収容室を形成する。

本考案は、以下の長所と効果を備える。
１.本考案はシリコンでレンズを製造するため、レンズは傷がつきにくく、汚れが付着しにくいという効果を備え、たとえ汚れが付着したとしても、アルコールでふき取ることができる。また、本考案のレンズはさまざまな色温度或いは波長のＬＥＤに適用可能で、それは波長が３６５ｍｍの紙幣チェック用の紫外線を含み、しかも紫外線の影響を受け劣化することがないため、本考案の適用性を高めることができ、異なる光源に応じてレンズの設計を行う必要がないため、在庫と設計のコストを効果的に引き下げることができる。
２.本考案のレンズは非球面を呈して設置し、出光面の表面は、光源に対応して集光微構造を形成するため、光源が発する光線を確実に均一化して集光し、出光することができるため、ＬＥＤを光源としても、生じる光型には光点が生まれず、よって本考案の光型は美しく、しかも集光の効果を備える。
３.本考案のレンズには、調整台を設置するため、レンズと光源との間隔距離を調整でき、光線のズームを行えるため、本考案の光線は、集光或いは光をソフトにする効果を達成することができる。

従来の均光式懐中電灯の局部断面模式図である。本考案の第一実施形態の立体模式図である。本考案の第一実施形態の立体分解模式図である。図２のＡ−Ａ位置における断面模式図である。本考案の第二実施形態の局部断面及び光学ルートの模式図である。本考案の第二実施形態の局部断面、及びレンズと光源との間隔距離が拡大した時の光学ルートの模式図である。

［実施例１］
本考案の一実施形態による懐中電灯の光学構造を図面に基づいて説明する。図２〜４に示すように、本考案の第一実施形態による懐中電灯の光学構造は、本体１、レンズ３、スイッチユニット４を備える。

本体１内部には、収容室１１を形成する。本体１一端には、ベース１２を設置する。ベース１２には、光源２を固定して設置する。光源２は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ−ＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ、発光ダイオード）である。光源２は、紫外線、波長が３６５ｍｍの紫外線、白色光、黄色光である。

レンズ３は、本体１の光源２に対応する位置に設置する。レンズ３は、シリコンで製造する。しかも、レンズ３は、入光面３１、出光面３２を備える。出光面は、非球面を呈して設置し、しかも出光面３２の表面は、光源２に対応して、集光微構造を形成する。しかも、入光面３１は、光源２の光線を収斂し、出光面３２を通して均一化し集光し、出光する。

スイッチユニット４は、本体１に設置する。しかも、スイッチユニット４は、光源２に接続する。

本考案は、少なくとも１個の電池（図示なし）を、収容室１１内に装置するだけで良い。これにより、使用者がスイッチユニット４をオンに制御すると、電池は光源２に給電し、光源は光線を発する。

図４に示すように、光源が発する光線は、レンズ３の入光面３１により入光し、続いて、出光面３２の集光微構造を通して出光する。本考案のレンズ３は、シリコンで製造するため、本考案のレンズ３は、製造工程において、集光微構造の成形或いは塑形が容易である。これにより、異なる光線は異なる入射角で収斂され、異なる位置の集光微構造により、出光を調整することができる。しかも、出光面３２は、非球面を呈するため、出光時の光型中には光点がない。これにより、出光時の精度と均一性を向上させることができる。

さらに、シリコンは光線波長の影響を受けての劣化現象が起き難いため、本考案のレンズ３は、各色温度、波長、各色の光源２に適用することができる。しかも、光源２が紫外線、或いは波長が３６５ｍｍの紫外線である時にも、レンズ３に劣化現象をもたらすことはない。紙幣チェックの際には、本物の紙幣は蛍光繊維を含むため、紫外線（通常は波長が約３６５ｍｍの紫外線）を受けると、刺激され蛍光を発するが、偽札は蛍光繊維を含まないため、蛍光反応を生じない。よって、使用者は蛍光反応を生じるか否かによって、紙幣の信義を判断することができる。

図５、６に示すように、本考案の第二実施形態において、第一実施形態との差異は、第二実施形態が調整台５を備える点である。調整台５には、調整部品５１を設置する。ベース１２には、調整部品５１に対応するスライド槽１２１を設置する。レンズ３は、調整台５に対応して組み付ける。しかも、調整台５は、調整部品５１及びスライド槽１２１を通して、レンズ３と光源２との間隔距離を制御する。調整部品５１は、雄ネジで、スライド槽１２１は、それに対応する雌ネジである。

図５に示すように、レンズ３と光源２との間隔距離が、近ければ、光線が入光面３１に入射する入射角は大きくなる。これにより、光線は発散状態を呈し、光線がソフトになる効果を実現することができる。光線を集中させたい時には、図６に示すように、調整部品５１は雄ネジで、スライド槽１２１はそれに対応する雌ネジであるため、調整台５を回すことで、レンズ３と光源２との間隔距離を調整することができる。こうして図６に示すように、レンズ３と光源２との間隔距離を拡大する。これにより、光源２の入光面３１に入射する入射角度は小さくなり、光線の集中出光に有利とし、光線のズーム効果を達成することができる。

１０本体
２０ＬＥＤ光源
３０均光レンズ
３０１入光面
３０２出光面
３０２１陥没部
３０２２集光部
１本体
１１収容室
１２ベース
１２１スライド槽
２光源
３レンズ
３１入光面
３２出光面
４スイッチユニット
５調整台
５１調整部品

Claims

懐中電灯の光学構造であって、本体、レンズ、スイッチユニットを備え、
前記本体一端には、ベースを設置し、前記ベースには、光源を固定して設置し、
前記レンズは、前記本体の光源に対応する位置に設置し、前記レンズは、シリコンで製造し、しかも前記レンズは、入光面、出光面を備え、前記出光面は、非球面を呈して設置し、しかも前記出光面の表面は、前記光源に対応して、集光微構造を形成し、しかも前記入光面は、前記光源の光線を収斂し、前記出光面を通して均一化し集光し、出光することを特徴とする懐中電灯の光学構造。
前記光源は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ−ＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ、発光ダイオード）であることを特徴とする請求項１に記載の懐中電灯の光学構造。
前記光源は、紫外線であることを特徴とする請求項２に記載の懐中電灯の光学構造。
前記光源の波長は、３６５ｍｍであることを特徴とする請求項３に記載の懐中電灯の光学構造。
前記光源は、白色光であることを特徴とする請求項２に記載の懐中電灯の光学構造。
前記光源は、黄色光であることを特徴とする請求項２に記載の懐中電灯の光学構造。
前記懐中電灯の光学構造はさらに、調整台を備え、
前記調整台には、調整部品を設置し、
前記ベースには、前記調整部品に対応するスライド槽を設置し、
前記レンズは、前記調整台に対応して組み付け、
しかも、前記調整台は、調整部品及びスライド槽を通して、前記レンズと前記光源との間隔距離を制御することを特徴とする請求項１〜６の任意の一項に記載の懐中電灯の光学構造。
前記調整部品は雄ネジで、前記スライド槽はそれに対応する雌ネジであることを特徴とする請求項７に記載の懐中電灯の光学構造。
前記本体にはさらに、スイッチユニットを設置し、
前記スイッチユニットは、前記光源に接続し、
前記本体内部には、収容室を形成することを特徴とする請求項１〜６の任意の一項に記載の懐中電灯の光学構造。