JP5739544B2 - フォーカシングレンズシステム - Google Patents

Description

テクニックの分野
本発明は、懐中電灯又は他のライティング（照明具）ユニットにおける、光を放出するダイオード（発光ダイオード）（ＬＥＤ）のようなそのような、光源からの光のビームを生じさせるためのレンズに関係する。レンズは、光のビームのフォーカスを変動させるための調節機構と組み合わせられたものであることがあると共に、レンズ、光源、及び調節機構を支持する構造に収容されたものであることがある。そのような構造は、また、動力（電力）源、制御、相互接続、及び電子部品を含むことがある。

背景
懐中電灯及び他のライティングユニット用のレンズは、一般には共通してそれに沿って光が向けられたものであるところの軸、即ち、光学的な軸（光軸）、について対称的なものであるところの形状を有する、多様な形態で提供されてきたものである。数個のそのようなレンズは、光源に隣接のレンズの後部の末端における穴を含むものでありつづけたものである。穴の内に、光源は、光学的な軸に沿って位置について調節されたものであることがある。レンズの後部の穴に相対的な光源の位置の調節は、レンズの前方の面から現れる光ビームの変動を可能とする。典型的には、レンズは、幅広いビームについて実質的な均一性を備えたスポットビームについての最大の強度を組み合わせるためのそれらの能力において限定されたものである。

先行の技術のレンズは、また、典型的には、最も少ないときで一個の追加的な凸状の表面と組み合わせられた前方の面における中央の凸状のレンズの表面が提供されたものであったが、そこでは光は、レンズの中へと受けられた、レンズ内で反射させられた、又はレンズから放出されたもののいずれかであった。先行の技術における追加的な凸状の表面は、ビームへの源からの光の適切なフォーカシングに必要なものと思われてきたものであることがある。先行の技術のレンズは、代わりに、クロスセクション（断面）において眺められた際に平坦なものであったところの光を受ける、反射させる、及び放出する表面が提供されたものであった。そのような平坦な表面は、また、おそらく、光をフォーカシングする又は製造する目的のためには必要なものと思われたものであった。

発明の概要
本出願に記載されたレンズシステムは、光源及び調節機構と組み合わせられたものであることがあるところのレンズを提供する。レンズシステムは、懐中電灯又は他のライティングユニットに組み込まれたものであると共に源からの光をフォーカシングすることを提供することがある。白熱の又は蛍光性のバルブ（電球）のようなそのような、他の光源が、使用されたものであることがあるとはいえ、光を放出するダイオード又はＬＥＤは、適切な源である。光ビームは、スポットビーム及び幅広いビームの間で調節可能なものであることがある。

レンズは、前方の面、後部のＬＥＤを受ける空隙又はウェル、並びに、前方の面及び後部のウェルの間で延びる側部の表面を備えたレンズ本体を含むことがある。前方の面は、輪状の凹状の表面によって取り巻かれた中央の表面を含む。後部のウェルは、ＬＥＤが凹状に湾曲させられた空隙の側壁及び基部によって定義された位置について調節されたものであるための空間を含む。様々な実施形態において、基部は、凹状の湾曲、実質的に平坦な表面、又は代わりに実質的に平坦な表面によって取り巻かれた凸状のフォーカシング素子を含むことがある。側壁及び基部の凹状の湾曲は、ベジェ（Ｂｅｚｉｅｒ）曲線又は基底関数で導かれた曲線であることがある。

レンズシステムは、他方のものに相対的な一方の部分を移動させるための調節機構と共に二個の部分に築かれたハウジングの構造を含むことがある。典型的には、ＬＥＤは、ハウジングの一方の部分に結合させられたものであると共にレンズは、他方のものに結合させられたものであることになる。

レンズ本体の側部の表面は、クロスセクションにおいて楕円の曲線を定義することがある。側部の表面は、典型的には、レンズ本体内からそれに衝突するところの光を反射させる、光を反射させる表面である。反射体としてのレンズ本体の内部で眺められた、側部の表面は、典型的には、クロスセクションにおいて凹状の曲線を定義する。レンズ本体の外側から眺められた側部の表面は、典型的には、凸状の曲線を定義する。

レンズ本体の中央の表面は、典型的には、凸状のものであると共に、そのようなわけで、典型的には表面の中央に、最も多く前側の点を含む。レンズ本体の前方の面の輪状の表面は、中央の表面の最も多く前側の点と比べて前方により遠いものであるところの前方のリム（へり）まで前方に延びることがある。レンズ本体は、さらに、輪状の表面及び側部の表面の間における面取りを定義するより外側の前方のリムを含むことがある。

空隙の側壁の凹状の曲線、及び、いくつかの実施形態においては、基部は、ベジェ曲線である、又は他の曲線、例のためには、基底関数から導かれた曲線、を使用することがある。リムは、後部のウェルまわりに走ることがあると共に、後部のリムに隣接の後部のウェルは、モールドからの取り除きを容易にするためのドラフト角度（抜き勾配）が提供されたものであることがある。

レンズシステムを組み込む懐中電灯は、二個の部分におけるハウジングの構造、調節機構、ＬＥＤ、及びレンズを含むことがある。レンズの本体は、側部の表面、基部及び空隙の側壁を備えた、後部のウェル、並びに、中央の及び輪状の表面を備えた前方の面を含む。一般に、これのレンズ本体において、側部の表面が、光を反射させる表面である一方で、基部及び空隙の側壁は、光の進入を許す表面であると共に、前方の面の中央の表面及び輪状の表面は、光を放出する表面である。基部が、また、ここにおいてより多く詳細に記載された他の構成を含むことがあるとはいえ、これらの表面の全ては、典型的には中央の表面が凸状のものであることを除いて、凹状のものであることがある。

ライティングユニットは、バッテリーのようなそのような、動力供給（電源）、又はＬＥＤと互換性の電圧の波形の条件を設けるための電子部品を備えたＡＣ−ＤＣコンバーターを含むことがある。例のためには、パルスの幅の変調器は、ＬＥＤの有効な明るさを調節するために使用されたものであることがある。

レンズ本体は、典型的には、ポリメチルメタクリラート（ＰＭＭＡ）のようなそのような、固体の透明な材料で形成された、成形された、又はさもなければ、合計の内部の反射（内部全反射）（ＴＩＲ）のための単一のピースとして形成された、ものである。

図１は、本記載の実施形態に従ったレンズシステムのためのレンズ本体の断面図である。 図２は、光学的な軸に沿って位置について調節可能なものであるところの光源を組み込む図１のレンズ本体の断面図である。 図３は、本記載の実施形態に従ったレンズシステムのためのレンズ本体の断面図である。 図４は、本記載の実施形態に従ったレンズシステムのためのレンズ本体の断面図である。 図５は、本開示の実施形態との一致における図４のレンズ本体の透視図である。 図６は、本体の部分に対して相対的なヘッドの部分の移動を示す組み立てられたレンズシステムの部分断面図である。 図７は、制御スイッチ及びランヤード接続構造を示す、レンズシステムの端面図である。 図８Ａは、光源が、レンズ本体の後部のウェルに移動させられたものである際に、変動するビームを形成するための光の屈折及び反射を示す。 図８Ｂは、光源が、レンズ本体の後部のウェルに移動させられたものである際に、変動するビームを形成するための光の屈折及び反射を示す。 図８Ｃは、光源が、レンズ本体の後部のウェルに移動させられたものである際に、変動するビームを形成するための光の屈折及び反射を示す。 図８Ｄは、光源が、レンズ本体の後部のウェルに移動させられたものである際に、変動するビームを形成するための光の屈折及び反射を示す。 図９は、指のグリップの部分にくぼみを提供するヘッドの部分のためのより外側のプロフィールを備えた、レンズシステムの実施形態の外観図である。 図１０は、指のグリップの部分にくぼみ及びボタンを提供するヘッドの部分のためのより外側のプロフィールを備えた、レンズシステムの実施形態の外観図である。 図１１は、指のグリップの部分にくぼみを提供するヘッドの部分のためのより外側のプロフィールを備えた、レンズシステムの実施形態の外観図である。 図１２は、本開示の様々な実施形態との一致におけるレンズシステムの分解立体断面図である。

図面の手短な記載
図１は、本記載の実施形態に従ったレンズシステムのためのレンズ本体のクロスセクションの眺め（図）である。

図２は、光学的な軸に沿って位置について調節可能なものであるところの光源を組み込む図１のレンズ本体のクロスセクションの眺めである。

図３は、本記載の実施形態に従ったレンズシステムのためのレンズ本体のクロスセクションの眺めである。

図４は、本記載の実施形態に従ったレンズシステムのためのレンズ本体のクロスセクションの眺めである。

図５は、本開示の実施形態との一致における図４のレンズ本体の透視図の眺めである。

図６は、本体の部分に対して相対的なヘッドの部分の移動を示す組み立てられたレンズシステムの部分的なクロスセクションの眺めである。

図７は、制御スイッチ及びランヤード接続構造を示す、レンズシステムの末端の眺めである。

図８Ａ−８Ｄは、光源が、レンズ本体の後部のウェルに移動させられたものである際に、変動するビーム（８Ａの幅広いビームから８Ｄのスポットビームまで）を形成するための光の屈折及び反射を示す。

図９は、指のグリップ（つかみ）の部分にくぼみを提供するヘッドの部分のためのより外側のプロフィールを備えた、レンズシステムの実施形態の外部の眺めである。

図１０は、指のグリップの部分にくぼみ及びボタンを提供するヘッドの部分のためのより外側のプロフィールを備えた、レンズシステムの実施形態の外部の眺めである。

図１１は、指のグリップの部分にくぼみを提供するヘッドの部分のためのより外側のプロフィールを備えた、レンズシステムの実施形態の外部の眺めである。

図１２は、本開示の様々な実施形態との一致におけるレンズシステムの分解した部分の相互関係が示されたクロスセクションの眺め（分解立体断面図）である。

好適にされた実施形態の詳述された記載
図１は、光をフォーカシングするためのレンズ１０を示す。レンズ１０は、前方の面１４、ウェル１６のようなそのような後部の空隙、並びに、前方の面１４及び後部のウェル１６の間で延びるところの側部の表面１８を備えたレンズ本体１２を含むことがある。前方の面１４は、クロスセクションにおいて凹状の曲線を定義することがあるところの輪状の表面２２によって取り巻かれた中央の表面２０を含む。後部のウェル１６は、空間２４を定義するが、それの内にＬＥＤ又は他の光源は、位置について調節されたものであることがある（例．図２を見ること）。

ウェル１６は、典型的には、空隙の側壁２６及び基部２８によって定義されたものである。側壁２６は、好ましくは、図１に示されたように、クロスセクションにおいて、凹状の曲線を定義する。基部２８は、これの実施形態において、また、クロスセクションにおいて凹状の局線を定義する。後部のウェル１６は、後部のリム３０を含むことがあるが、それは、図１に示されたように、基準の線ＲＬを定義するために、理解されたものであることがある。

基部及び側壁における凹状の曲線の形状は、製造及び使用に適切ないずれの形状でもあることがある。側壁２６の曲線は、典型的には、ベジェ曲線である。後部のウェルの側壁について好適にされたベジェ曲線は、ベジェ曲線の特性と一致して、それらの間で変動する曲線の角度と共に、基準の線ＲＬに対して相対的な約７４°のウェルの基部に隣接の第一の角度Ｓ１及び基準の線に対して相対的な約９０°のウェルの後部のリムに隣接の第二の角度Ｓ２を含むことがある。他の実施形態において、基部及び側壁における曲線の形状は、基底関数から導かれた曲線であることがある。発明は、これの様式において限定されたものであることの無いものである。

基部２８の曲線は、実質的に弓形のものであることがある。そのような弓形の曲線についての典型的な半径は、約３８ｍｍと比べてより少ないものではないものである。

前方の面１４の輪状の表面２２の曲線は、典型的には、ベジェ曲線である。輪状の表面２２について好適にされたベジェ曲線は、基準の線ＲＬに対して相対的な約４８°の前方の面１４の前方のリム３２に隣接の第一の角度Ａ１及び基準の線ＲＬに対して相対的な約２０°の前方の面１４の中央の表面２０に隣接の第二の角度Ａ２を含むことがある。

レンズ１０の側部の表面１８は、典型的には、図１に示されたように、クロスセクションにおいて楕円の曲線を定義する。側部の表面１８は、普通は、光を反射させる表面である。すなわち、それが、一般にはレンズ本体１２内で光を反射させるところのものである（例．図８Ｃ−８Ｄを見ること）。側部の表面１８は、クロスセクションにおいて、それが反射させるところの光に対する点で凹状のものであるところの曲線を定義することがある。

中央の表面２０は、典型的には、最も多く前側の点３４を定義する、凸状のものである。中央の表面２０は、様々な湾曲を組み込むことがあると共に、典型的な湾曲は、約７ｍｍと比べてより多いものではないものの半径を備えた実質的に弓形のものである。

レンズの実施形態への参照と共に記載された測定は、単に例示的なものである。技術における普通の熟練の者たちは、容易に、他の測定が開示の範囲から外れること無しに使用されたものであることがあることを理解することになる。例として、レンズ１０は、大きいレンズシステムにおいて、ここにおいて提供された測定のような大きいものとして最も少ないときで約二倍のものである。さらには、図１への参照と共に議論された測定は、図２−５の実施形態に対して等しく適用可能なものであることがある。

レンズ本体１２の前方の面１４の輪状の表面２２は、前方のリム３２まで前側に延びることがある。典型的には、前方のリム３２は、中央の表面２０の最も多く前側の点３４と比べて前側により遠いものである。前方の又はより外側のリム３２は、最も少ないときで約１ｍｍの幅の輪状の表面及び側部の表面の間における面取り３５を含むことがある。面取り３５は、望まれたレンズのサイズ及び動作の特性について選択された幅を有することがあると共に、例のみとして、幅において約１．５ｍｍ、約１．６ｍｍ、約２．６ｍｍ、又は約３．０ｍｍであることがある。

レンズ１０は、前方のリム３２におけるより外側の直径であるところの幅Ｗ並びに後部のリム３０及び前方のリム３２又は面取り３５の間における高さＨを定義する。典型的には、幅Ｗは、約２０ｍｍ及び約５０ｍｍの間におけるものであると共に、例のみとして、約２０．７ｍｍ、約２６．０ｍｍ、約３９．０ｍｍ、又は約４６．６ｍｍであることがある。

後部のウェル１６は、典型的には、最も少ないときで約９ｍｍの後部のリム３０でより内側の直径を有する。後部のウェル１６は、望まれたレンズのサイズ及び動作の特性について選択されたより内側の直径を有することがあると共に、例のみとして、約９．８ｍｍ、約１２．６ｍｍ、約１９．４ｍｍ、又は約２２．１ｍｍであることがある。後部のウェルのまわりのものからモールドの部分の取り除きを易しいものにするために約２°及び約３°の間におけるもののドラフト角度で後部のリム３０に隣接の後部のウェル１６は、提供されたものであることがある。

図２に見られたように、ＬＥＤ３６のようなそのような、光源は、好ましくは、実線で示された、典型的なスタートする位置から、中間の位置Ｐ１及びＰ２を通じて、最終的な位置Ｐ３まで、一般には後部のウェル１６内で、光学的な軸ＯＡに沿って位置について調節可能なものである。調節は、連続的なものであることがある、又は、それは、選択された位置でストップ又は移動止めが提供されたものであることがある。いずれの範囲の位置の調節も、特定のレンズのサイズ、設計、及び望まれたビームの変動に適合させられたものとして組み込まれたものであることがある。典型的には、範囲は、約５ｍｍから約６ｍｍまでであると共に、範囲の他の例は、約６．１ｍｍ、約６．８ｍｍ、約１４．０ｍｍ、又は約１６．９ｍｍを含む。ＬＥＤ３６は、それの最後尾の位置で基準の線ＲＬに又はそれより下に位置させられたものであることがある、又は、基準の線ＲＬより上の後部のウェル１６内でスタートすることがある。典型的には、後部のウェル１６は、約９ｍｍ深いものであると共に、深さの他の例は、約１２．８ｍｍ、約１５．９ｍｍ、約２３．２ｍｍ、又は約２８．６ｍｍを含む。ＬＥＤ３６は、基部２８の約３ｍｍから５ｍｍ内まで、又は、レンズシステムの望まれた動作の特性について選択されたもののような他の限界まで、ウェル内で前側に可動のものであることがある。一般的なものにおいて、側壁２６及び基部２８の凹状の湾曲は、凸状の湾曲に対して比較された際に後部のウェル１６内におけるＬＥＤ及びそれの支持する構造の増加させられた移動及びより大きい構造について許容する。

レンズの好適にされた実施形態、例，媒体のサイズに作られたレンズシステムについてのものは、約２０．７ｍｍのレンズの幅、約１２．８ｍｍの高さ、約９．８ｍｍのより内側の直径、約１．６ｍｍの面取りの幅、及び、約６．１ｍｍの位置の調節の範囲を組み合わせる。他の組み合わせは、望まれた動作の特性について選択されたものであることがある。典型的には、そのような寸法は、最も少ないときで約±１０％だけ変動させられたものであることがある。

図３への参照と共に、レンズフォーカシングシステムのためのレンズ本体は、様々な実施形態との一致において図解されたものである。レンズ１０は、前方の面１４及び後部の面１５を有するレンズ本体１２を含むことがある。前方の面１４は、クロスセクションにおいて凹状の曲線を定義するところの輪状の表面２２によって取り巻かれた及びそれと共軸に配された凸状の中央の表面２０を含む。後部の面１５は、ウェルの基部２８及びウェルの側壁２６によって定義されたものであるところの、ウェル１６のようなそのような、光を放出するダイオードを受けるウェルを含むが、ウェルの側壁２６がクロスセクションにおいて凹状の曲線を定義する。後部の面１５へ前方の面１４を相互に接続するものは、クロスセクションにおいて楕円の曲線を定義するところの、側部の表面１８である。後部のウェル１６は、空間２４を定義するが、それの内でＬＥＤ又は他の光源は、位置について調節されたものであることがある。

実施形態において、ウェル１６は、空隙の側壁２６及び基部２８によって定義されたものであることがある。基部２８は、一個の実施形態において、クロスセクションにおいて、平坦な表面を定義する。他の語では、基部２８は、後部のリム３０によって定義された基準の線に対して平行なものであるところの平面によって定義されたものであることがある。様々な実施形態において、平坦な表面は、ある数の幾何学的な形状を具備することがある、例のためには、基部２８は、円形の平坦な表面又は代わりに正方形の平坦な表面によって定義されたものであることがある。様々な実施形態において、空隙の側壁２６における凹状の曲線の形状は、製造及び使用に適切ないずれの形状でもあることがある。空隙の側壁２６の曲線は、ベジェ曲線であることがあると共に、図１に対する参照と共に記載されたように、基準の線ＲＬに対する点で、角度によって定義されたものであることがある。

図３の実施形態において、前方の面１４は、クロスセクションにおいて凹状の曲線を定義するところの輪状の表面２２を含む。凹状の曲線は、ベジェ曲線であることがあると共に、また、図１への参照と共に記載されたような角度によって定義されたものであることがある。輪状の表面２２は、面取りを含むことがあるところの前方のリム３２を定義する。前方の面１４は、また、凸状の中央の表面２０を含む。凸状の中央の表面２０は、最も多く前側の点３４を含む。最も多く前側の点３４は、様々な実施形態において、輪状の表面２２の前方のリム３２によって定義されたエリア３５内に配されたものである。

図４への参照をすることで、レンズフォーカシングシステムのためのレンズ本体は、別の実施形態との一致において図解されたものである。レンズ１０は、前方の面１４及び後部の面１５を有するレンズ本体１２を含むことがある。前方の面１４は、図１−３への参照と共に記載されたところのものに類似の特徴を含むことがある。後部の面１５は、ウェルの基部２８及びウェルの側壁２６によって定義されたものであるところの、ウェル１６のようなそのような、光を放出するダイオードを受けるウェルを含むが、ウェルの側壁２６はクロスセクションにおいて凹状の曲線を定義する。前方の面１４及び後部の面１５を相互に接続するものは、クロスセクションにおいて楕円の曲線を定義するところの、側部の表面１８である。

様々な実施形態において、ウェルの基部２８は、凸状のフォーカシング素子３１を含むことがある。凸状のフォーカシング素子３１は、ウェルの基部２８の直径と比べてより少ないものであるところの全体的な直径を有することがある。その結果として、凸状おフォーカシング素子３１は、ウェルの基部２８と共軸に配されたものであるところの球状のバンプとして記載されたものであることがある。凸状のフォーカシング素子３１が、ウェルの基部２８の直径と比べてより少ないものであるところの直径を有するという理由のために、全体的なウェルの基部２８は、二個の部分、第一の部分３７及び第二の部分３３、へと分離されたものであることがある。第二の部分３３は、凸状のフォーカシング素子３１であることがある。第二の部分３３は、基部２８から定義された高さを有すると共にウェルの基部２８と共軸に配されたものであることがある。第一の部分３７は、実質的に平坦なものであると共に凸状のフォーカシング素子３１及び空隙の側壁２６の間に配されたものであるところのウェルの基部のエリアのものからなることがある。

様々な実施形態において、フォーカシング素子３１は、例のためには、光源の位置、に依存性の様々な様式において光源と相互作用することがある。光源が、レンズから離れて遠いものである（狭い角度の位置）とき、光の小さいフラクションのみが、フォーカシング素子３１と相互作用することがある。その結果として、フォーカシング素子３１は、目立って狭い光の分布に影響するものではないものである。光源が、フォーカシング素子３１に対して付近のものである（幅広い角度の位置）とき、フォーカシング素子３１は、望まれた様式においてビームのパターンに影響する。このように、フォーカシング素子３１は、狭い角度の分布における少量の効果を備えた、幅広い角度の光の分布を可能とする。

図５への参照と共に、図４への参照と共に記載されたようなレンズ本体の透視図の眺めは、図解されたものである。レンズ本体１０は、ウェルの側壁２６を含むところの後部の面１５を含むと共に、基部２８は、凸状のフォーカシング素子３１を含む。図解されたように、ウェルの基部２８は、配向において円形のものであると共に第一の部分３７及び第二の部分３３を有することがある。第一の部分３５又は代わりに凸状のフォーカシング素子３１及びウェルの側壁２６の間におけるエリアは、実質的に平坦なものであることがある。第二の部分３５は、ＬＥＤを受けるウェル１６へと突き出るところの凸状のフォーカシング素子３１を具備することがある。図解されたように、凸状のフォーカシング素子３１は、基部２８と共軸に配されたものであることがある。

図８Ａ−Ｄに最も良好に見られたように、レンズに対して相対的なＬＥＤの位置の調節は、幅広いビーム（図８Ａ）及び狭い又はスポットのビーム（図８Ｄ）の間の範囲にわたるビームを提供する。スポットのビームは、最大の強度の約５０％で約＋／−３°の角度的な分布を提供することがある。幅広いビームの例は、約＋／−２０°の角度的な範囲を備えた分布であるが、それにわたる強度は、最大の又は軸上の値の最も少ないときで約５０％である。本実施形態の設計と共に、光は、約５ｍｍと比べてより多いものではないものであるＬＥＤの位置における調節でスポットのビームから幅広いビームまで変動させられたものであることがある。典型的なレンズ及びＬＥＤの構成について算出された光の光線ＬＲの表現は、図８Ａ−８Ｄの各々に示されたものである。見られたものであることができるように、レンズ１０は、典型的には、望まれたビームへと光の光線ＬＲの実質的な部分を向けると共に、光の光線ＬＲのより小さい部分は、望まれたビームの外側で進むことが期待されたものであることがある。

光ビームをフォーカシングするための、図６−７及び９−１２に示されたような、レンズシステム３８は、本体４２のようなそのような、第一の部分、ヘッド４４のようなそのような、第二の部分、及び、第二の部分に対して相対的な第一の部分を移動させるための調節機構４６を含むハウジングの構造４０を含むことがある。調節機構４６は、好ましくは、本体４２へのヘッド４４の滑動可能なマウンティングである、又は代わりに、部分４２及び４４の間におおけるねじを切られたかみ合い又はユーザーがハウジングの部分の相対的な位置を調節することを許容する他の適切な機構であることがある。

ＬＥＤ３６は、ハウジング４０の本体４２へ結合させられたものであることがある。レンズ１０は、ハウジング４０のヘッド４４へ結合させられたものであることがある。様々な実施形態において、レンズ１０は、図１−５のいずれにも記載されたようなレンズであることがある。スポットのビーム及び幅広いビームの間において光ビームを調節するためのＬＥＤ３６及びレンズ１０の位置ＲＰ（図６）における相対的な移動又は調節を許容するいずれかの事例において、部分の間におけるねじを切られたかみ合いが、他方のものに対して相対的な一方の部分を回転させることを許容する一方で、部分の間における滑動可能なマウンティングは、ヘッド４４の直接的な移動を許容する。

ＬＥＤ３６及びレンズ１０は、光ビームにおける可視のダイオードのイメージを生じさせるために組み合わさることがある。レンズ１０及びＬＥＤ３６の相対的な位置を調節する際における移動の範囲ＲＰが、約５ｍｍと比べてより多いものではないものに限定されたものであるとすれば、本実施形態は、実質的にそのようなダイオードのイメージを低減することが信じられたものである。

記載されたような調節機構を備えた、本実施形態のレンズシステム３８は、約＋／−２０°の角度的な範囲を備えた分布を有する幅広いビームを備えた光ビームを提供することがあるが、それにわたって強度は、最大の又は軸上の値の最も少ないときで５０％である。それの幅広いビームのために、レンズシステム３８は、最も少ないときで約＋／−１０°の角度的な分布の間において実質的に均一な強度を提供することが信じられたものである。レンズシステム４０は、また、それの後部のウェルの側壁、後部のウェルの基部、前方の輪状の表面、及び／又は側部の表面の間で一個の又はより多い平坦な又は凸状の表面を組み込む類似のレンズに対して比較された際にスポットのビームについて増加させられた強度を提供することが信じられたものである。

本実施形態に従った懐中電灯４８は、図６及び１２において見られたように、より上に記載されたような調節機構、ＬＥＤ、及びレンズを備えたハウジングの構造を含むことがある。ヘッド４４は、レンズ１０のリム３２から隣接のリップ５４によって定義されたオープニング（開口部）５２を備えたキャップ５０を含むことがある。内部のナット５６のようなそのような、ブラケットは、リップ５４に対して前方のリム３２及び／又は面取り３５をプレスすることによってその所にレンズ１０を保持するためにキャップ５０においてねじを切ることが可能にかみ合わせられたものであることがある。典型的には、リップ５４は、約０．５ｍｍ及び約１．０ｍｍの間だけ前方のリム３２及び／又は面取り３５を重ね合わせる、又は、そのような重なり合いは、特定のレンズの寸法及び懐中電灯の望まれた用途について選択されたようなものである。懐中電灯４８は、レンズ１０の前方に透き通った保護のプレートを含むことがある、又は、レンズは、外部の表面を提供することがある。典型的には、電子部品、バッテリー、及び相互接続５８は、ハウジングの構造４０の本体の部分４２に提供されたものである。

本体４２は、ＬＥＤ３６のためのマウント６０を受けるためのねじを切られたかみ合いを含むことがある。ヘッド４４は、キャップ５０に付着するためのねじを切られたかみ合いを備えた基部の部分６２を含むことがある。Ｏリングは、ねじを切られた接続をシールする（密閉する）ために望まれたものとして提供されたものであることがある。調節機構４６は、ヘッドの位置が調節されたものである際に本体４２の外部の表面６６に圧迫を与えるところのヘッド４４に取り付けられた内部のＯリング６４を含むことがある。ＬＥＤ３６のマウント６０は、Ｏリング６８が提供されたものであることがあるが、それにおいてヘッド４４の内部の表面７０は、ヘッドの位置が調節されたものである際に圧迫を与える。

ヘッド４４は、好ましくは、典型的には基部の部分６２のまわりに延びる、溝７２及びふくらみ７４のようなそのような、グリップが向上させられた領域が提供されたものである。グリップが向上させられた領域は、例．本体が他の三個の指によってつかまれたものである一方でヘッドに親指及び人差し指のために便利なグリップを提供することによってビームのフォーカスの一個の手だけが使われた調節において、ユーザーを援助する。ふくらみ７４に又はヘッド４４における他の場所に、図９−１１に示されたような、一個の又はより多いくぼみ７６のようなそのような、様々な他のグリップが向上させられた領域は、提供されたものであることがある。図６及び９−１２に示されたように、制御ボタン７８は、例．ヘッドの反対の末端において、懐中電灯の本体４２に提供されたものであることがある。ボタン８０（図１０）は、また、ヘッドの位置の調節の制御又は他のグリップする（つかむ）若しくは制御の目的のようなそのような、いずれの目的のためにもヘッド４４に提供されたものであることがある。

ハウジングの構造は、アルミニウム若しくはスチール又はＡＢＳのようなそのようなプラスチックのようなそのような材料から作られたものであることがある。構成部品の材料は、非常に高い又は非常に低い周囲の温度のようなそのような苛酷な環境におけるライティングユニットの動作と互換性のものであるために選択されたものであることがある。

発明が実例の目的のために詳細に記載されてきたものであるとはいえ、そのような詳細が単独でそれの目的のためのものであると共にバリエーションが、それが請求項によって限定されたものであることがあるようなものを除いて発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく技術において熟練させられた者たちによってそれにおいて作られたものであることができることは、それは理解されたものであることである。

出願人は、彼ら又は彼女らの発明の主題の事項が、ここにおいて開示された様々な要素、特徴、機能、及び／又は性質の全ての新規な及び非自明なコンビネーション及びサブコンビネーションを含むためのものであるとみなす。開示された例の単一の特徴、機能、要素、又は性質は、全ての例に対して本質的なものであるものではない。後に続く請求項は、新規な及び非自明なものとしてみなされたものであるところのある一定のコンビネーション及びサブコンビネーションを定義する。特徴、機能、要素、及び／又は性質の他のコンビネーション及びサブコンビネーションは、これの又は関係付けられた出願において本請求項の補正及び新しい請求項の提示を通じて請求されたものであることがある。そのような請求項は、それらが、元来の請求項に対して範囲において異なるもの、より広いもの、より狭いもの、又は等しいものであることのどれかであっても、また、出願人の発明の主題の事項の内に含まれたとしてみなされたものである。

関係させられた出願のクロスリファレンス
本出願は、“Ｆｏｃｕｓｉｎｇ Ｌｅｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ”と題された２０１０年１２月３日に出願された米国特許出願第１２／９６０，４３４号の一部における継続であるが、それは、“Ｆｏｃｕｓｉｎｇ Ｌｅｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ”と題された２００９年１０月２日に出願された米国特許出願題１２／５７２，９１０号の一部における継続であるが、それらの全体の明細書は、これにより、いずれのものでもあるとすれば、これの明細書と不整合のものであるところのそれらのセクションを除いて、全ての目的のためにそれの全体において参照によって組み込まれたものである。

クレーム
我々は、クレームする：
１． レンズシステムであって、
第一の部分及び第二の部分を含むハウジング、前記第一の部分が前記第二の部分に対して相対的な移動するために構成されたものであること；
前記第二の部分に結合させられたレンズ、前記レンズが輪状の表面及びクロスセクションにおいて凹状の曲線を定義するところの空隙の側壁を含むこと；並びに、
前記第一の部分に結合させられた光源、前記光源が光ビームを提供するために前記レンズと相互作用するために構成されたものであること
：を具備する、レンズシステム。

２． クレーム１のレンズシステムにおいて、
前記レンズは、さらに、空隙の基部、前記空隙の側壁及び前記空隙の基部が前記光源を受けるために構成された空隙を定義すること、を含む、レンズシステム。

３． クレーム２のレンズシステムにおいて、
前記空隙の基部は、クロスセクションにおいて、平坦な表面を定義する、レンズシステム。

４． クレーム２のレンズシステムにおいて、
前記空隙の基部は、前記空隙の基部の直径と比べてより少ない直径を有するところの凸状のフォーカシング素子を含む、レンズシステム。

５． クレーム４のレンズシステムにおいて、
前記凸状のフォーカシング素子は、前記光源と共軸に配されたものである、レンズシステム。

６． クレーム１のレンズシステムにおいて、
前記輪状の表面は、前記レンズの前方の面する部分に配されたものであると共に、
前記レンズの前方の面する部分は、さらに、凸状の中央の表面を含む、
レンズシステム。

７． クレーム１のレンズシステムにおいて、
前記ハウジングは、さらに、前記第二の部分に対して相対的な前記第一の部分を移動させるために構成された調節素子を含む、レンズシステム。

８． クレーム１のレンズシステムにおいて、
前記光源は、光を放出するダイオード（ＬＥＤ）であると共に、
前記ＬＥＤ及び前記レンズは、ダイオードのイメージを生じさせるために構成されたものである、
レンズシステム。

９． クレーム１のレンズシステムにおいて、
前記レンズは、光学的な軸を定義すると共に、
前記第一の部分は、前記第二の部分に相対的な前記光学的な軸に沿って約５ミリメートルを移動させるために構成されたものである、
レンズシステム。

１０． クレーム１のレンズシステムにおいて、
前記空隙の側壁の前記凹状の曲線は、約３８ミリメートルの半径を備えた実質的に弓形のものである、レンズシステム。

１１． レンズであって、
輪状の表面と共軸に配された凸状の中央の表面を有する前方の面、前記輪状の表面がをクロスセクションにおいて凹状の曲線を定義すること；並びに、
光を放出するダイオード（ＬＥＤ）を受けるウェルを有する後部の面、前記ＬＥＤを受けるウェルがウェルの基部及びウェルの側壁によって定義されたものであること、並びに、前記ウェルの側壁がクロスセクションにおいて凹状の曲線を定義すること
：を具備する、レンズ。

１２． クレーム１１のレンズにおいて、
前記ウェルの基部は、クロスセクションにおいて平坦な表面を定義する、レンズ。

１３． クレーム１１のレンズにおいて、
前記ウェルの基部は、凸状のフォーカシング素子を含むと共に、
前記凸状のフォーカシング素子は、前記ウェルの基部の直径と比べてより少ないものであるところの直径を有する、
レンズ。

１４． クレーム１３のレンズにおいて、
前記凸状のフォーカシング素子は、前記ウェルの基部と共軸に配されたものである、レンズ。

１５． クレーム１３のレンズにおいて、
前記側壁及び凸状のフォーカシング素子の間における前記ウェルの基部のエリアは、実質的に平坦なものである、レンズ。

１６． クレーム１１のレンズであって、
さらに、前記前方の面及び前記後方の面を相互に接続する側部の表面を具備すると共に、
前記側部の表面は、クロスセクションにおいて楕円の曲線を定義する、
レンズ。

１７． クレーム１１のレンズにおいて、
前記輪状の表面は、前記凸状の中央の表面と比べてより遠くに延びるところの前方のリムを形成する、レンズ。

１８． クレーム１１のレンズにおいて、
前記輪状の表面の前記凹状の曲線は、ベジェ（Ｂｅｚｉｅｒ）曲線である、レンズ。

１９． クレーム１１のレンズにおいて、
前記ウェルの側壁の前記凹状の曲線は、ベジェ（Ｂｅｚｉｅｒ）曲線である、レンズ。

２０． クレーム１８のレンズにおいて、
前記ＬＥＤを受けるウェルは、基準の線を定義するリムを含むと共に、
さらに、前記ウェルの側壁の前記ベジェ（Ｂｅｚｉｅｒ）曲線は、前記基準の線に相対的な約７４°の前記ＬＥＤを受けるウェルの前記基部に隣接の第一の角度及び前記基準の線に相対的な約９０°の前記リムに隣接の第二の角度を定義する、
レンズ。

Claims (15)

1. レンズシステムであって、
   前記レンズシステムは、
   第一の部分及び第二の部分を含むハウジング
   を具備すると共に、
   前記第一の部分は、前記第二の部分に対して相対的に移動するように構成されたものであると共に、
   前記レンズシステムは、
   前記第一の部分へ結合させられた光源、
   前記第二の部分へ結合させられたレンズ
   を具備すると共に、
   前記レンズは、前方の面、前記光源を受けるための後方に面する空隙、並びに前記前方の面及び前記後方に面する空隙を接続するための側部の表面を含むと共に、
   前記前方の面は、断面において凹状の曲線を備えたものである輪状の表面を含むと共に、
   前記後方に面する空隙は、断面において凹状の曲線を備えたものである空隙の側壁を含むと共に、
   前記光源は、光ビームを提供するために前記レンズと相互作用するように構成されたものであると共に、
   前記後方に面する空隙は、さらに、前記空隙の側壁へ結合させられた空隙の基部を含むと共に、
   前記空隙の基部は、前記空隙の基部の直径と比べてより少ない直径を有する凸状のフォーカシング素子を含むと共に、
   前記空隙の基部は、さらに、断面において平坦な表面を備えたものであると共に前記空隙の側壁へ前記凸状のフォーカシング素子を接続する接続部分を含む、
   レンズシステム。
2. 請求項１のレンズシステムにおいて、
   前記凸状のフォーカシング素子は、前記光源と共軸に配されたものである、レンズシステム。
3. 請求項１のレンズシステムにおいて、
   前記レンズの前記前方の面は、さらに、凸状の中央の表面を含む、レンズシステム。
4. 請求項１のレンズシステムにおいて、
   前記ハウジングは、さらに、幅広いビーム及びスポットビームの間に前記光ビームを調節するために前記第二の部分に対して相対的に前記第一の部分を移動させるように構成された調節素子を含む、レンズシステム。
5. 請求項１のレンズシステムにおいて、
   前記光源は、発光ダイオード（ＬＥＤ）であると共に、
   前記ＬＥＤ及び前記レンズは、ダイオードのイメージを生じさせるように構成されたものである、
   レンズシステム。
6. 請求項１のレンズシステムにおいて、
   前前記レンズは、光学的な軸を備えたものであると共に、
   前記第一の部分は、前記第二の部分に対して相対的に前記光学的な軸に沿って約５ミリメートル移動するように構成されたものである、
   レンズシステム。
7. 請求項１のレンズシステムにおいて、
   前記空隙の側壁の前記凹状の曲線は、約３８ミリメートルの半径を備えた実質的に弓形のものである、レンズシステム。
8. レンズであって、
   前記レンズは、
   輪状の表面と共軸に配された凸状の中央の表面を有する前方の面
   を具備すると共に、
   前記輪状の表面は、断面において凹状の曲線を備えたものであると共に、
   前記レンズは、
   発光ダイオード（ＬＥＤ）を受けるウェルを有する後部の面
   を具備すると共に、
   前記ＬＥＤを受けるウェルは、ウェルの基部及びウェルの側壁を備えたものであると共に、
   前記ウェルの側壁は、断面において凹状の曲線を備えたものであると共に、
   前記レンズは、前記レンズ及び前記ＬＥＤによって提供された光ビームを調節するために前記受けるウェルに配されたものであるＬＥＤに対して相対的に移動するように構成されたものである、
   前記ウェルの基部は、凸状のフォーカシング素子を含むと共に、
   前記凸状のフォーカシング素子は、前記ウェルの基部の直径と比べてより少ないものである直径を有すると共に、
   前記ウェルの基部は、断面において平坦な表面を備えたものであると共に前記ウェルの側壁へ前記凸状のフォーカシング素子を接続する接続部分を含む、
   レンズ。
9. 請求項８のレンズにおいて、
   前記凸状のフォーカシング素子は、前記ウェルの基部と共軸に配されたものである、レンズ。
10. 請求項８のレンズにおいて、
    前記側壁及び凸状のフォーカシング素子の間における前記ウェルの基部のエリアは、実質的に平坦なものである、レンズ。
11. 請求項８のレンズであって、
    前記レンズは、
    さらに、前記前方の面及び前記後方の面を相互に接続する側部の表面を具備すると共に、
    前記側部の表面は、断面において楕円の曲線を備えたものである、
    レンズ。
12. 請求項８のレンズにおいて、
    前記輪状の表面は、前記凸状の中央の表面と比べてより遠くに延びる前方のリムを形成する、レンズ。
13. 請求項８のレンズにおいて、
    前記輪状の表面の前記凹状の曲線は、ベジェ曲線である、レンズ。
14. 請求項８のレンズにおいて、
    前記ウェルの側壁の前記凹状の曲線は、ベジェ曲線である、レンズ。
15. 請求項１３のレンズにおいて、
    前記ＬＥＤを受けるウェルは、基準の線を備えたものであるリムを含むと共に、さらに、
    前記ウェルの側壁の前記ベジェ曲線は、前記基準の線に対して相対的に約７４°の前記ＬＥＤを受けるウェルの前記基部に隣接する第一の角度及び前記基準の線に対して相対的に約９０°の前記リムに隣接する第二の角度を備えたものである、
    レンズ。

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