発光ダイオードフラッシュライト

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【発明の名称】	発光ダイオードフラッシュライト
【発明者】	【氏名】尹相然
【要約】	【課題】光ビームが遠い距離まで照らすように直進性を向上させながら、部品数を最少化して組立が容易であり、かつ放熱特性が良くて長時間使用時にも均一の明るさを維持できる発光ダイオードフラッシュライトを提供する。【解決手段】導電性収納筒１００と、導電性後尾キャップ３００と、ヘッド部２００とを備える。ヘッド部２００は、導電性ヘッドキャップ２１０、絶縁筒２２０、ランプモジュール２３０、第１連結導体２４０、第２連結導体２５０、コリメータレンズ２６０を含んでモジュール化される。さらに、ヘッド部２００には、放熱金属キャップ２７０を含む。

【特許請求の範囲】
【請求項１】少なくとも一つ以上の乾電池を収納するための導電性収納筒と、この導電性収納筒の後端に着脱可能に結合され、スプリングを通じて前記導電性収納筒内に収納される乾電池の負電極と前記導電性収納筒とを電気的に連結する導電性後尾キャップと、前記導電性収納筒の先端に着脱可能に結合されるヘッド部とを備えたフラッシュライトにおいて、前記ヘッド部は、前面に光ビームが発射される透明窓を有し、前記導電性収納筒の先端に着脱可能に結合される導電性ヘッドキャップと、このヘッドキャップの後端で前記透明窓に向かって先端部が挿入され、外側壁に軸方向にスロットが形成された絶縁筒と、この絶縁筒の内側後端に組立てられ、前面中央に発光ダイオードが設けられ、その周りに前記発光ダイオードのアノード電極端子とカソード電極端子が各々形成され、後面に前記乾電池のポジティブ電極と連結される放熱金属層がコーティングされた絶縁基板により構成されたランプモジュールと、前記絶縁基板のアノード電極端子と前記放熱金属層とを電気的に連結するために前記絶縁基板の側面が挿入されるＵ字形第１連結導体と、一端は前記絶縁筒のスロットに設けられ前記ヘッドキャップの内側面と電気的に接触され、他端は前記絶縁筒の内側に延びて前記発光ダイオードモジュールのカソード電極端子と連結される第２連結導体と、前記ヘッドキャップの透明窓と前記ランプモジュールの絶縁基板との間の前記絶縁筒内側に組立てられ、前記発光ダイオードから発射された光ビームを前方に屈折させるコリメータレンズとを備えることを特徴とする発光ダイオードフラッシュライト。
【請求項２】前記ヘッド部は、前記絶縁基板の後面の放熱金属層に熱導電率が優れて電気的に絶縁特性を有する絶縁接着剤である絶縁材を介在して付着され、前記導電性収納筒の内側面と接触され放熱金属層の熱を前記導電性収納筒に伝達し、外部に熱を放出するための放熱金属キャップをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオードフラッシュライト。
【請求項３】前記放熱金属キャップは前記乾電池の正電極が前記放熱金属層と連結されるように中央にせん孔が形成されたことを特徴とする請求項２に記載の発光ダイオードフラッシュライト。
【請求項４】前記放熱金属キャップは前記乾電池のポジティブ電極が接触することを防止するために前記せん孔に絶縁リングが嵌め込まれたことを特徴とする請求項３に記載の発光ダイオードフラッシュライト。
【請求項５】前記放熱金属キャップは前記絶縁筒の後端部を取り囲み、先端がヘッドキャップの後端と接触されることを特徴とする請求項２に記載の発光ダイオードフラッシュライト。
【請求項６】前記導電性収納筒の長さは通常の大人の掌の幅と同一または、少し長いことを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオードフラッシュライト。
【請求項７】前記導電性収納筒の外側表面には複数の指圧突起が形成されたことを特徴とする請求項６に記載の発光ダイオードフラッシュライト。
【請求項８】前記導電性収納筒の外側表面は、複数の指圧突起が形成された弾性表皮により取り囲まれたことを特徴とする請求項６に記載の発光ダイオードフラッシュライト。
【請求項９】前記導電性収納筒の外側表面はローレット（ｋｎｕｒｌｉｎｇ）処理されたことを特徴とする請求項６に記載の発光ダイオードフラッシュライト。
【請求項１０】前記絶縁筒には内側面に中心に向かって突出され、前記レンズを支持するための複数の支持片が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオードフラッシュライト。
【請求項１１】前記第２連結導体の一端は前記ヘッドキャップの内側面と電気的に緊密な接触のために弾性構造で形成されたことを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオードフラッシュライト。
【請求項１２】前記後尾キャップはプッシュボタンスイッチを含むことを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオードフラッシュライト。
【請求項１３】前記プッシュボタンスイッチは、前記後尾キャップ本体の後尾凹部に挿入され圧力を加えると前進し、圧力を除去するとスプリングにより復元されるプッシュボタンと、前記本体の孔に挿入され前記プッシュボタンの押し動作に連動して押される時毎に前進状態と後進状態のいずれか一つの状態にトグルされる移動体と、中央にせん孔を有し、前記移動体が前記孔内に限定され動作されるように固定させ、前記本体に電気的に接触される導体片と、この導体片のせん孔を通じて前記移動体と結合され、移動体と連動して前後に移動され、前記前進状態では前記導電性収納筒内に収納される乾電池の負電極と前記導体片とを電気的に接触させ、後進状態では前記負電極と離れて電気的接触が切れる導電棒とを備えることを特徴とする請求項１２に記載の発光ダイオードフラッシュライト。
【請求項１４】前記発光ダイオードフラッシュライトは前記導電性収納筒内に収納される乾電池ホルダをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の発光ダイオードフラッシュライト。
【請求項１５】前記乾電池ホルダは、三つのＡＡＡ形乾電池を並列にホールディングし、電気的に直列に接続することを特徴とする請求項１４に記載の発光ダイオードフラッシュライト。
【請求項１６】前記乾電池ホルダは、複数の乾電池を着脱可能に並列にホールディングし、直列に連結する本体と、この本体前面に形成され、前記放熱金属層に電気的に接触される正導体と、前記本体後面に形成され、前記後尾キャップのスプリングと電気的に接触される負導体とを含むことを特徴とする請求項１５に記載の発光ダイオードフラッシュライト。
【請求項１７】前記導電性収納筒は、先端部の外側壁にせん孔が形成され、内側にプッシュボタンスイッチが設けられてそのプッシュボタンスイッチのノブが前記せん孔を通じて外部に露出され、前記せん孔に前記ノブを覆う弾性ノブが設けられたことを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオードフラッシュライト。
【請求項１８】前記プッシュボタンスイッチは、前記導電性収納筒に収納され、軸方向に２分割され、合わさると円筒をなす絶縁筒と、この絶縁筒の前面に突出されるように固定され、前記ランプモジュールの放熱金属層と電気的に接触されるスプリングと、前記絶縁筒の後面に固定され前記乾電池の正電極と電気的に接触される正導体と、前記絶縁筒の側面にノブが前記せん孔に突出されるように固定され、第１端子は前記スプリングの後端に電気的に連結され、第２端子は前記正導体に電気的に連結されスイッチングするスイッチとを備えることを特徴とする請求項１７に記載の発光ダイオードフラッシュライト。
【請求項１９】前記導電性収納筒は、三つのＣ型乾電池を直列に収納した長さより長い長さを有することを特徴とする請求項１８に記載の発光ダイオードフラッシュライト。
【請求項２０】少なくとも一つ以上の乾電池を収納するための導電性収納筒と、この導電性収納筒の後端に着脱可能に結合され、スプリングを通じて前記導電性収納筒内に収納される乾電池の負電極と前記導電性収納筒とを電気的に連結する導電性後尾キャップと、前記導電性収納筒の先端が挿入される後端部と、前記後端部より大きい直径を有する先端部とを有し、前記導電性収納筒の先端部にねじ式に結合され、ねじ結合時に前記導電性収納筒の先端が内側面に形成されたストッピングジョーに隣接する位置まで挿入されるように、前記導電性収納筒の軸方向に沿って前後に移動されるヘッド筒と、このヘッド筒の先端部に着脱可能に結合され、前面に光ビームが発射される透明窓を有するヘッドキャップと、前記ヘッド筒内に挿入され前記ストッピングジョーに定着され収納される絶縁基板と、この絶縁基板の前面に光ビームが前方に向かうように配列された複数の高輝度発光ダイオードと、前記絶縁基板後面中央に形成され前記複数の高輝度発光ダイオードのアノード電極が共通に連結され、乾電池の正電極と接触される中心端子と、前記基板後面の中心端子の周りに形成され、前記複数の高輝度発光ダイオードのカソード電極が共通に連結され前記導電性収納筒の先端と接触されるリング端子とを有するランプモジュールと、前記絶縁基板前方の前記ヘッド筒とヘッドキャップとが結合して形成された内部空間に配置され、複数の高輝度発光ダイオードから照射された光ビームを前方に反射させる反射鏡とを備えたことを特徴とする発光ダイオードフラッシュライト。
【請求項２１】前記ヘッド筒は、熱導電率が優れる金属材質であり、前記ストッピングジョーと前記絶縁基板との間に配置され前記絶縁基板とヘッド筒とを密結合させて、前記絶縁基板の熱を前記ヘッド筒に伝達する金属材質の放熱リングをさらに備えることを特徴とする請求項２０に記載の発光ダイオードフラッシュライト。
【請求項２２】前記絶縁基板の前面に放射状に配置され、前記絶縁基板の後面の中心電極と前記複数の高輝度発光ダイオード各々のアノード電極間に電気的に連結され、前記乾電池から供給される発光ダイオードの駆動電流を制限するための複数の抵抗素子をさらに備えることを特徴とする請求項２０に記載の発光ダイオードフラッシュライト。
【請求項２３】前記反射鏡には前記複数の発光ダイオードが各々対応して挿入される複数のせん孔が形成され、前記反射鏡の反射面は放物面をなすことを特徴とする請求項２０に記載の発光ダイオードフラッシュライト。
【請求項２４】前記導電性収納筒の外側表面にはサイン波形態の屈曲が形成され、サイン波形態の屈曲は前記後尾キャップから前記ヘッド筒に行くほど波長が長くなる形状であることを特徴とする請求項２０に記載の発光ダイオードフラッシュライト。
【請求項２５】前記複数の発光ダイオードの数は３乃至１０個であることを特徴とする請求項２０に記載の発光ダイオードフラッシュライト。
【請求項２６】前記ヘッド筒と導電性収納筒の他端のねじ結合は電源オン／電源オフ動作を迅速にするために多線ねじ構造であることを特徴とする請求項２０に記載の発光ダイオードフラッシュライト。
【請求項２７】前記導電性収納筒の長さは複数の乾電池を直列に連結した長さより長い長さであることを特徴とする請求項２０に記載の発光ダイオードフラッシュライト。
【請求項２８】前記ヘッド筒と導電性収納筒は相互に固定され、前記リング端子と前記導電性収納筒の先端が常に接触した状態に維持され、後尾キャップはプッシュボタンスイッチを含むことを特徴とする請求項２０に記載の発光ダイオードフラッシュライト。
【請求項２９】前記プッシュボタンスイッチは、前記後尾キャップ本体の後尾凹部に挿入され圧力を加えると前進し、圧力を除去するとスプリングにより復元されるプッシュボタンと、前記本体の孔に挿入され前記プッシュボタンの押し動作に連動して押される時毎に前進状態と後進状態のいずれか一つの状態にトグルされる移動体と、中央にせん孔を有し、前記移動体が前記孔内に限定され動作されるように固定させ、前記本体に電気的に接触される導体片と、この導体片のせん孔を通じて前記移動体と結合され、移動体と連動して前後に移動され、前記前進状態では前記導電性収納筒内に収納される乾電池の負電極と前記導体片とを電気的に接触させ、後進状態では前記負電極と離れて電気的接触が切れる導電棒とを備えることを特徴とする請求項２８に記載の発光ダイオードフラッシュライト。
【請求項３０】ヘッド部と収納部とを有し、前記ヘッド部と収納部の境界にストッピングジョーが形成され、前記収納部に少なくとも一つ以上の乾電池を収納するための導電性収納筒と、この導電性収納筒の後端に着脱可能に結合され、スプリングを通じて前記導電性収納筒内に収納される乾電池の負電極と前記導電性収納筒とを電気的にスイッチングするプッシュボタンスイッチを含む後尾キャップと、前記ヘッド部の先端部に着脱可能に結合され、前面に光ビームが発射される透明窓を有するヘッドキャップと、前記ヘッド部内に挿入され前記ストッピングジョーに定着され収納される絶縁基板と、この絶縁基板の前面に光ビームが前方に向かうように配列された複数の発光ダイオードと、前記基板後面中央に形成され前記複数の発光ダイオードのアノード電極が共通に連結され、後方に若干突出され乾電池のポジティブ電極と接触される中心端子と、前記基板後面の中心端子の周りに形成され前記複数の発光ダイオードのカソード電極が共通に連結され前記ストッピングジョーと電気的に接触されるリング端子とを有するランプモジュールと、前記絶縁基板前方の前記ヘッド部とヘッドキャップとが結合して形成された内部空間に配置され、複数の高輝度発光ダイオードから照射された光ビームを前方に反射させる反射鏡とを備えたことを特徴とする発光ダイオードフラッシュライト。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は発光ダイオード（ＬＥＤ；ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）をランプに使用するＬＥＤフラッシュライトに関するものであり、より詳細には、ＬＥＤモジュールを改善したＬＥＤフラッシュライトに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】韓国実用新案登録第２０－２１９４９７号
【特許文献２】韓国実用新案登録第２０－２３７４８８号
【０００３】最近、半導体技術の発達により高輝度ＬＥＤ素子が開発されるにつれ、高輝度ＬＥＤ素子をランプに使用したフラッシュライトなどが開発され商品化されている。
【０００４】一般に、ＬＥＤは一般フィラメント電球または放電ランプと比較して使用寿命が長時間、例えば１００，０００時間程度で殆ど半永久的に使用可能であり、かつ消費電力が相当に小さくてフィラメント電球に比べて乾電池の消耗が少なくて経済的である。
【０００５】特許文献１には、一つの発光ダイオードを使用したＬＥＤフラッシュライトが開示されている。この特許文献１ではランプホルダにＬＥＤのリード線を挿入し、後方に延びたリード線を折り曲げて乾電池のポジティブ電極及びネガティブ電極とスイッチング動作により電気的に連結されるように構成している。
【０００６】特許文献２では、複数の発光ダイオードをヘッドフラッシュのランプに使用した技術を示している。この特許文献２のヘッドフラッシュは赤色、黄色、青色の発光ダイオードを組合わせて白色光を出す技術を示している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】特許文献１のフラッシュライトは一つのＬＥＤを使用して非常に小型であるフラッシュライトを開示しているが、乾電池の電極と連結するための連結構造の部品数が多くて組立工程が複雑である。
【０００８】発光ダイオードは接合部の温度が上昇すると、順方向電圧と電流が共に減少するので、温度が高くなるにつれて明るさが低下する。最近の高輝度発光ダイオードは既存の普通の発光ダイオードと比較すると、さらに大きい電流が流れるので、長時間使用時に熱を発生することになる。だから、この熱により周辺温度の上昇と共に接合部の温度が上昇することになるので、ますます明るさが暗くなる。
【０００９】さらに、フラッシュライトのランプ使用時にＬＥＤはヘッド部の密閉された空間内に設けられて外気と遮断された状態に維持されるので、発光ダイオード自体の熱抵抗特性により発光ダイオードの周辺温度が速く上昇することになる。
【００１０】激しい場合には、発光ダイオードの熱的ストレスによりその特性が変化し、寿命が短縮され、または破損などの故障の原因になる。
【００１１】従って、発光ダイオードの使用データブックでは、最大定格電圧と最大定格電流以下で使用することを勧めているが、フラッシュライトのように密閉された空間に設けて使用する場合には、依然として放熱の問題点を有している。
【００１２】また、最大定格電圧及び電流以下で駆動した場合は、駆動電流が使用定格電流以下に制限されるので、フラッシュライトの明るさも一定以下に制限されるという問題がある。
【００１３】従って、発光ダイオードをランプに使用したフラッシュライトでは、長時間使用時にも均一な明るさを維持することができる放熱設計の方法が研究されなければならない。
【００１４】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、その目的は、発光ダイオードとコリメータレンズをヘッド部にモジュール化することにより、光ビームが遠い距離まで照らすように直進性を向上させながら、部品数を最少化して組立が容易であるシングルＬＥＤフラッシュライトを提供することにある。
【００１５】さらに、本発明は、ＬＥＤモジュールから発生した熱を効果的に外部に放出することにより、定格電流の制限なしに所望の明るさで長時間使用しても均一な明るさを維持することができるＬＥＤフラッシュライトを提供することを第２の目的とする。
【００１６】さらに、本発明は、後尾プッシュボタンスイッチを有するＬＥＤフラッシュライトを提供することを第３の目的とする。
【００１７】さらに、本発明は、乾電池ホルダを内蔵したＬＥＤフラッシュライトを提供することを第４の目的とする。
【００１８】さらに、本発明は、複数の発光ダイオードを一つの絶縁基板に組立てて部品数を最少化することにより、組立が容易であるマルチＬＥＤフラッシュライトを提供することを第５の目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明の発光ダイオードフラッシュライトは、導電性収納筒、後尾キャップ、ヘッド部を含む。
【００２０】本発明でヘッド部は、前面に光ビームが発射される透明窓を有し、前記導電性収納筒の先端に着脱可能に結合される導電性ヘッドキャップと、このヘッドキャップの後端で前記透明窓に向かって先端部が挿入され、外側壁に軸方向にスロットが形成された絶縁筒と、この絶縁筒の内側後端に組立てられ、前面中央に発光ダイオードが設けられ、その周りに前記発光ダイオードのアノード電極端子とカソード電極端子が各々形成され、後面に前記乾電池のポジティブ電極と連結される放熱金属層がコーティングされた絶縁基板により構成されたランプモジュールと、前記絶縁基板のアノード電極端子と前記放熱金属層とを電気的に連結するために前記絶縁基板の側面が挿入されるＵ字形第１連結導体と、一端は前記絶縁筒のスロットに設けられ前記ヘッドキャップの内側面と電気的に接触され、他端は前記絶縁筒の内側に延びて前記発光ダイオードモジュールのカソード電極端子と連結される第２連結導体と、前記ヘッドキャップの透明窓と前記ランプモジュールの絶縁基板との間の前記絶縁筒内側に組立てられ、前記発光ダイオードから発射された光ビームを前方に屈折させるコリメータレンズとを備えることを特徴とする。
【００２１】また、本発明のヘッド部は、前記絶縁基板の後面の放熱金属層に熱導電率が優れて電気的に絶縁特性を有する絶縁接着剤である絶縁材を介在して付着され、前記導電性収納筒の内側面と接触され放熱金属層の熱を前記導電性収納筒に伝達し、外部に熱を放出するための放熱金属キャップをさらに備えることが望ましい。絶縁材は熱導電率が優れて電気的に絶縁特性を有する絶縁接着剤を使用することが望ましい。
【００２２】放熱金属キャップは、前記乾電池の正電極が前記放熱金属層と連結されるように中央にせん孔が形成され、乾電池のポジティブ電極が接触することを防止するために前記せん孔に絶縁リングが嵌め込まれることが望ましい。放熱金属キャップは絶縁筒の後端部を取り囲み、先端がヘッドキャップの後端と接触される。
【００２３】本発明のレンズはコリメータレンズにより構成する。これは光ビームの直進性を向上させて光を遠くまで照らすようにする。
【００２４】本発明で、導電性収納筒の長さは通常の大人の掌の幅と同一、または少し長い長さを有し、外側表面には複数の指圧突起が形成されることが望ましい。外側表面の複数の指圧突起は外側表面積を増加させて内部の熱を外部へ速く発散させて、放熱効果を増大させる効果を得ることができる。
【００２５】本発明で、第２連結導体の一端は前記ヘッドキャップの内側面と電気的に緊密な接触のために弾性構造で形成される。
【００２６】本発明で、後尾キャップはプッシュボタンスイッチを含むことが望ましく、プッシュボタンスイッチは、後尾キャップ本体の後尾凹部に挿入され圧力を加えると前進し、圧力を除去するとスプリングにより復元されるプッシュボタンと、本体の孔に挿入され前記プッシュボタンの押し動作に連動して押される時毎に前進状態と後進状態のいずれか一つの状態にトグルされる移動体と、中央にせん孔を有し、前記移動体が前記孔内に限定され動作されるように固定させ、前記本体に電気的に接触される導体片と、この導体片のせん孔を通じて前記移動体と結合され、移動体と連動して前後に移動され、前記前進状態では前記導電性収納筒内に収納される乾電池の負電極と前記導体片とを電気的に接触させ、後進状態では前記負電極と離れて電気的接触が切れる導電棒とを備える。
【００２７】本発明は、導電性収納筒内に収納される乾電池ホルダを含むことが望ましく、三つのＡＡＡ形乾電池を並列にホールディングし、電気的に直列に接続することが望ましい。
【００２８】乾電池ホルダは、本体前面に形成され、前記放熱金属層に電気的に接触される正導体と、前記本体後面に形成され、前記後尾キャップのスプリングと電気的に接触される負導体とを含む。
【００２９】また、本発明で導電性収納筒は、先端部の外側壁にせん孔が形成され、内側にプッシュボタンスイッチが設けられてそのプッシュボタンスイッチのノブが前記せん孔を通じて外部に露出され、前記せん孔に前記ノブを覆う弾性ノブが設けられるように構成できる。
【００３０】プッシュボタンスイッチは、前記導電性収納筒に収納され、軸方向に２分割され、合わさると円筒をなす絶縁筒と、この絶縁筒の前面に突出されるように固定され、前記ランプモジュールの放熱金属層と電気的に接触されるスプリングと、前記絶縁筒の後面に固定され前記乾電池の正電極と電気的に接触される正導体と、前記絶縁筒の側面にノブが前記せん孔に突出されるように固定され、第１端子は前記スプリングの後端に電気的に連結され、第２端子は前記正導体に電気的に連結されスイッチングするスイッチを備える。
【００３１】本発明の導電性収納筒は、三つのＣ型乾電池を直列に収納した長さより長い長さを有する。
【００３２】本発明のマルチＬＥＤフラッシュライトは導電性収納筒、後尾キャップ、ヘッド筒、ヘッドキャップ、ランプモジュール、反射鏡を含む。
【００３３】導電性収納筒は少なくとも一つ以上の乾電池を収納し、乾電池の負電極とランプの一側端子とを電気的に連結するための通路を提供するために金属円筒形パイプ構造を有することが望ましい。導電性収納筒の外側表面には後尾からヘッドに行くほど波長が長くなるサイン波形状の柔らかな屈曲が形成され、手に取る時に指が広がる程度とマッチングする構造をなすことが望ましい。
【００３４】後尾キャップは金属により構成され、導電性収納筒の一端にねじ式で着脱可能に結合され、キャップ前面に設けられたスプリングを通じて導電性収納筒内に収納される乾電池の負電極に圧力を加えると同時に、電気的に連結され導電性収納筒を負電極と電気的に連結する。
【００３５】ヘッド筒は金属により構成され、導電性収納筒の他端が挿入される後端部と、この後端部より大きい直径を有する先端部を有し、導電性収納筒の他端の外側面とヘッド後端の内側面がねじ式で結合され導電性収納筒の他端が内側面に形成されたストッピングジョーに隣接する位置まで挿入されるように、回転時に導電性収納筒の軸方向に沿って前後に移動される。
【００３６】ヘッドキャップはヘッド筒のヘッド先端にねじ式で着脱可能に結合され、前面に光ビームが発射される透明窓が形成される。
【００３７】ランプモジュールは絶縁基板、複数の発光ダイオード、中心端子、リング端子を含む。
【００３８】絶縁基板はヘッド筒のヘッド先端直径より小さいが、ヘッド後端直径より大きい直径を有する円板形でヘッド筒内のストッピングジョーに定着され収納され、前面と背面には導電性印刷回路パターンが各々形成される。
【００３９】前面の印刷回路パターンは複数の発光ダイオードの数に対応して等分割する境界線に沿って中心から放射状に拡張された放射ラインパターン、この放射ラインパターンで分割された各領域の中央から放射ラインパターンの各ライン終端に隣接して拡張された複数のアノードラインパターン、前記放射ラインパターンで分割された各領域でアノードラインパターンを除外したその他の領域を覆う複数のカソードパターンを含む。複数のカソードラインパターンは与えられた空間で最大限広い面積で形成され発光ダイオードの熱放出を助ける。複数のカソードパターンはラインパターンを取り囲んで一つの一体に形成されたパターンにより構成することもできる。即ち、発光ダイオードの数が３個であると３等分され、４個であると４等分され、６個であると６等分される。
【００４０】後面の印刷回路基板は中心に円形に形成されたプラスパッド、このプラスパッドの周りに等間隔に配置された円形の複数のアノードパッド、この複数のアノードパッドを取り囲む状態でプラスパッドの外側部分に形成されたリング形マイナスパッドを含む。リング形マイナスパッドは最大限広い面積に形成され、発光ダイオードから発生した熱を外部に放出する役割を有する。
【００４１】絶縁基板の中心、各アノードパッドの中心、リング形マイナスパッドにせん孔が形成される。アノードパッドに形成されたせん孔と対応するリング形マイナスパッドのせん孔に、対応する発光ダイオードのアノードリード線とカソードリード線が前面から挿入され、後面に引き出される。
【００４２】従って、白色の複数の発光ダイオードが絶縁基板前面に、光ビームが前方に向かうように配列される。
【００４３】中心端子は絶縁基板の後面中央に形成されたプラスパッドに少し突出されるように半田で覆って形成する。この半田の一部が中心に形成されたせん孔を通じて前面に流れて堅くなって、前面の放射ラインパターンの中心部と電気的に連結される。
【００４４】リング端子は絶縁基板の後面のマイナスパッドの複数のせん孔を通じて各々突出された複数のカソードリード線を半田で覆って後方に少し突出されるように形成する。ここで、せん孔を通じて前面に流れて堅くなった半田により、マイナスパッドとカソードパターンが電気的に連結される。
【００４５】アノードパッドのせん孔を通じて各々突出した発光ダイオードのアノードリード線を各々半田で覆うと、その一部がせん孔を通じて前面に流れて堅くなって、前面のアノードラインパターンと電気的に連結される。
【００４６】放射ラインパターンの各ライン終端と各アノードラインパターンの終端との間に発光ダイオードに供給される電流を制限するための抵抗素子が各々連結されることが望ましい。この抵抗素子の抵抗値は、周辺温度条件の変化に関係なく、常に一定の明るさを維持するように適正な順方向の電流値を設定する。
【００４７】反射鏡は絶縁基板前方の前記ヘッド筒とヘッドキャップが結合して形成した内部空間に配置され、複数の発光ダイオードから照射された光ビームを前方に反射させる。
【００４８】望ましくは、反射鏡はコップ形態で基底面には複数の発光ダイオードが挿入される複数のせん孔が形成される。反射鏡は内部面が放物面をなすことが望ましい。
【００４９】また、反射鏡は後方に行くほど直径が狭くなる円筒形パイプ形態でその内部に複数の発光ダイオードが配置され、絶縁基板の前面に反射層をコーティングした構造により構成することもできる。
【００５０】本発明で、ヘッド筒のストッピングジョーと絶縁基板との間に配置され絶縁基板とヘッド筒とを熱的に密結合させ、前記絶縁基板の熱をヘッド筒に伝達する金属材質の放熱リングをさらに備えることが望ましい。
【００５１】本発明で、ヘッド筒と導電性収納筒の他端とのねじ結合は電源オン／電源オフ動作を迅速にするために多線、例えば３線ねじ構造とすることが望ましい。
【００５２】本発明で、導電性収納筒の長さは、概略としてＡＡサイズ乾電池三つを直列に連結した長さより長い長さとし、内径はＡＡサイズ乾電池の直径より少し大きい直径とすることが望ましい。
【００５３】本発明で、後尾キャップはスプリングと乾電池のマイナス電極との間の間隔をオン／オフする押しボタン（プッシュボタン）スイッチを含むこともできる。
【００５４】また、本発明のフラッシュライトは、ヘッド部と収納部とを有し、前記ヘッド部と収納部の境界にストッピングジョーが形成され、前記収納部に少なくとも一つ以上の乾電池を収納するための導電性収納筒と、この導電性収納筒の後端に着脱可能に結合され、スプリングを通じて前記導電性収納筒内に収納される乾電池の負電極と前記導電性収納筒とを電気的にスイッチングするプッシュボタンスイッチを含む後尾キャップと、前記ヘッド部の先端部に着脱可能に結合され、前面に光ビームが発射される透明窓を有するヘッドキャップと、前記ヘッド部内に挿入され前記ストッピングジョーに定着され収納される絶縁基板と、この絶縁基板の前面に光ビームが前方に向かうように配列された複数の発光ダイオードと、前記基板後面中央に形成され前記複数の発光ダイオードのアノード電極が共通に連結され、後方に若干突出され乾電池のポジティブ電極と接触される中心端子と、前記基板後面の中心端子の周りに形成され前記複数の発光ダイオードのカソード電極が共通に連結され前記ストッピングジョーと電気的に接触されるリング端子とを有するランプモジュールと、前記絶縁基板前方の前記ヘッド部とヘッドキャップとが結合して形成された内部空間に配置され、複数の高輝度発光ダイオードから照射された光ビームを前方に反射させる反射鏡とを含む。
【００５５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。
【００５６】図１乃至図５は本発明の望ましい一実施形態による後尾プッシュボタン式シングルＬＥＤフラッシュライトを概略的に示す図である。
【００５７】図１に示すように、本発明の一実施形態のフラッシュライト１０は導電性収納筒１００、ヘッド部２００、後尾キャップ３００、ゴムキャップ４００を含む。
【００５８】導電性収納筒１００は略大人の掌の幅程度の長さを有し、乾電池２０の負電極２４とランプの一側端子とを電気的に連結するための電流通路を提供するために金属円筒形構造を有する。
【００５９】導電性収納筒１００の外側表面には複数の指圧突起１０２が形成される。この指定突起１０２は、把持時に掌に指圧効果を与え、かつ表面積の増大で内部から伝達された熱を速く大気中に発散する役割を有する。また、フラッシュライトが掌から滑って抜け出さないようにする効果が得られる。
【００６０】導電性収納筒１００の先端部内側には雌ねじ１０４が形成され、内側面の雌ねじ１０４が形成された部分の後方にはストッピングジョー１０６が形成される。後端部内側には雌ねじ１０８が形成される（図５及び図６参照）。
【００６１】図２に示すように、ヘッド部２００はヘッドキャップ２１０、絶縁筒２２０、ランプモジュール２３０、第１連結導体２４０、第２連結導体２５０、レンズ２６０、放熱金属キャップ２７０を含む。
【００６２】ヘッドキャップ２１０は前面に光ビームが発射されるせん孔２１２が形成され、先頭エッジにストッピングジョー２１３が形成され、ストッピングジョー２１３の内側から後方に“Ｏ”リング２１４及び透明レンズ２１６が順に装着され光ビームが発射される透明窓を形成する。
【００６３】ヘッドキャップ２１０の後端部外側面に雄ねじ２１８が形成され、雄ねじ２１８と導電性収納筒１００の雌ねじ１０４がねじ結合される。ねじ結合時に透明レンズ２１６はストッピングジョー２１３と絶縁筒２２０の先端との間に圧着固定される。従って、“Ｏ”リング２１４はストッピングジョー２１３と透明レンズ２１６との間を外部からシーリングする。
【００６４】絶縁筒２２０はプラスチック射出物であり、ランプモジュール２３０、第１連結導体２４０、第２連結導体２５０及びレンズ２６０を支持する。ランプモジュール２３０は絶縁筒２２０の後端部内側に着脱可能に結合され、レンズ２６０は絶縁筒２２０の先端部内側に着脱可能に結合される。
【００６５】絶縁筒２２０の外側面に軸方向にスロット２２２が形成され、スロット２２２に第２連結導体２５０が後方から挿入され締結される。
【００６６】絶縁筒２２０の内側面には軸方向に所定長さを有し、中心に行くほど長さが短くなって直角三角形態の複数の支持片２２４が形成され、レンズ２６０の後面を支持し、一方ではランプモジュール２３０の前面を支持する。
【００６７】ランプモジュール２３０は米国Ｌｕｍｉｌｅｄｓ社のＬｕｘｅｏｎ（商品名）スター構造を使用する。スターは基板（ＭＣＰＣＢ）２３２の後面に放熱金属層２３４を形成し、前面中央にシングルＬＥＤ２３６を設けて、その周辺に放射状に６個の端子２３８，２３９が配置された構造を有する。第１端子２３８はＬＥＤ２３６のアノード電極と連結され、左右の二つの第１半田電極２３８ａは第１端子２３８と電気的に連結される。第２端子２３９はＬＥＤ２３６のカソード電極と連結され、左右の二つの第２半田電極２３９ａは第２端子２３９と電気的に連結される。
【００６８】スター形基板構造は、放射突起間の空間を通じて熱放出を円滑にするための構造を有する。放熱金属層２３４は熱導電率が優れるアルミニウムコーティング層により構成する。
【００６９】第１連結導体２４０はＵ字形に折り曲げられた構造を有し、基板２３２の側面が挿入されるように結合され基板２３２の半田電極２３８ａと後面放熱金属層２３４とを電気的に連結する。従って、本発明では、第１連結導体により放熱金属層２３４は放熱板に使用されると同時に、乾電池のプラス端子と電気的に連結されるプラスパッドに使用される。
【００７０】第２連結導体２５０は絶縁筒２２０のスロット２２２の後端２２６が挿入される第１折り曲げ部２５２からスロット２２２内部に沿って前方に延びた第１端部２５４を含む。第１端部２５４は絶縁筒２２０の外側面よりさらに突出されるように、凸に曲げられて弾性構造を有する。このような弾性構造はヘッドキャップ２１０の内側面と接触時に電気的接触を確実に保障する。
【００７１】第１折り曲げ部２５２から絶縁筒２２０の内側面に沿って前方に延びた第２端子２５６は再度後方に折り曲げられて第２折り曲げ部２５８を形成し、連続して中心方向に傾斜するように延びて第２半田電極２３９ａと半田づけられて固定される。第２折り曲げ部２５８は第２端子２５６の終端が第２半田電極２３９ａに弾力的に接触され確実な電気的な接触を保障するために弾性構造をなす。
【００７２】レンズ２６０はコリメータ（ｃｏｌｌｉｍａｔｏｒ）構造を有する。このようなコリメータ構造レンズ構造は、ＷＯ００／２４０６２号、ＷＯ０１／５１８４７号、ＷＯ０２／５２６５６号などに類似する構造が開示されている。
【００７３】コリメータレンズ２６０は光を集光して前方に集束された光ビームを照射することができるように変形された凸レンズとして、前面は平面または凹放物面２６２をなし、その中央には凸部突起２６４を有し、後面は凸放物面２６６をなし、中央にスロット２６８が形成された構造を有する。従って、スロット２６８で側方に発射された光線は凸放物面２６６で反射され、前方に屈折され、凹放物面２６２となす凸レンズの光学的特性により軸方向に集中され直進することになる。また、前方に発射された光線は中央の凸部突起となす凸レンズ構造により軸方向に集中されながら、前方に直進することになる。従って、ＬＥＤ２３６から発射された光線がコリメータを通過しながら、前方に集束され直進する直進性を有するので、明るさを増加させる。
【００７４】放熱金属キャップ２７０は基板２３２の後面の放熱金属層２３４に熱導電率が優れる絶縁材２７２（図５ａに示し）を介在して付着される。この放熱金属キャップ２７０は、導電性収納筒１００の内側面と接触され放熱金属層２３４の熱を導電性収納筒１００に伝達して外部に熱を放出する。従って、放熱金属キャップ２７０は熱放出効率を増加させることにより、ＬＥＤの接合部温度の上昇を抑制して長時間使用時にも光特性を維持することができるようにする。また、放熱機能により乾電池から提供される数百ｍＡの電流を制限なしに、そのまま発光ダイオードに印加して最大に明るく駆動することができる。
【００７５】絶縁材２７２には熱導電率が優れ、電気的に絶縁特性を有する絶縁接着剤や両面絶縁テープを使用する。絶縁接着剤は商業的に購入が可能である通常の放熱絶縁接着剤であれば、十分である。
【００７６】放熱金属キャップ２７０には乾電池の正電極が前記放熱金属層と連結されるように中央にせん孔２７４が形成される。放熱金属キャップ２７０は絶縁筒の後端部を取り囲み、先端が前記ヘッドキャップ２１０の後端と接触されたキャップ構造を有する。
【００７７】従って、絶縁筒２２０にレンズ２６０、ランプモジュール２３０、第１連結導体２４０、第２連結導体２５０を組立てた後にランプモジュール２３０の後面に絶縁接着剤を通じて放熱金属キャップ２７０を付着する。ここで、放熱金属キャップ２７０の中央せん孔２７４に対応する放熱金属層２３４の部分には絶縁接着剤が塗布されないようにする。
【００７８】このような組立体をヘッドキャップ２１０の後方から挿入すると、絶縁筒２２０はヘッドキャップ２１０と放熱金属キャップ２７０に完全に取り囲まれて、外部から見えないように組立てられる。
【００７９】このように組立てられたヘッド部２００が導電性収納筒１００の先端部にねじ結合される。ねじ結合時に放熱金属キャップ２７０は導電性収納筒１００のストッピングジョー１０６に後面エッジ部位がかかって密結合され、側面も導電性収納筒１００の内側面の中間ばめ（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｆｉｔ）に面接触される。従って、放熱金属キャップ２７０は導電性収納筒１００と熱的に確実充分に接触する。
【００８０】図１に示すように、後尾キャップ３００の後面にはプッシュボタン３９０が設けられ、プッシュボタン３９０はゴムキャップ４００により覆われる。また、後尾キャップ３００の側面には連結孔３０２が形成され、この連結孔３０２に手首にかけるためのストリング３０４が締結される。
【００８１】図３に示すように、後尾キャップ３００は本体３１０、外筒３２０、中間管３３０、内管３４０、導体片３５０、導体棒３６０、第１スプリング３７０、第２スプリング３８０及びプッシュボタン３９０を含む。
【００８２】本体３１０は金属円筒形で中心に孔３１２が形成され、孔３１２の基底に孔３１２より直径が小さいせん孔３１４が形成される。本体３１０の先端部外側面には雄ねじ３１６が形成される。雄ねじ３１６は導電性収納筒１００の後端部雌ねじ１０８とねじ結合される。本体３１０の後面には凹所３１８が形成され、凹所３１８の空間はせん孔３１４を通じて孔３１２の空間と連通される。
【００８３】外管３２０はプラスチック射出物で内側壁にガイドスロット３２２が形成される。ガイドスロット３２２間の突出部３２４先端には第１傾斜面３２６と第２傾斜面３２８を有する歯が形成される。
【００８４】中間管３３０は外管３２０に挿入され、後端３３２が凹所３１８の空間まで延び、先端３３４の外側壁には外管３２０のガイドスロット３２２に沿って前後にスライドされるガイド突起３３６が形成される。中間管３３０の先端３３４には歯３３８が形成される。
【００８５】内管３４０は中間管３３０に挿入され、先端３４２に縁３４４が形成され、縁３４４の後方のエッジに中間管３３０の先端の歯３３８と噛合される歯３４６が形成される。また、縁３４４の外側面にはガイド突起３４８が形成される。ガイド突起３４８は歯３３８と歯３４６が互いに噛合された状態で、ガイド突起３３６に対して半ピッチ以上行き違った位置に形成される。従って、内管３４０は中間管３３０と同様に外管３２０のガイドスロット３２２に沿って前後にスライドされる。
【００８６】導体片３５０はスター形金属片で中心にせん孔３５２が形成され、外管、中間管、内管組立体を本体３１０の孔３１２内に固定させる役割を有すると同時に、電気導体の役割を有する。導体片３５０は孔３１２に押し込まれ式に結合され、本体３１０と電気的に接触される。
【００８７】導体棒３６０は金属棒で後端３６２が導体片３５０のせん孔３５２を通じて内管３４０内にしっかり嵌まるように結合され、内管３４０のように前後に移動される移動体を形成する。導体棒３６０の先端３６４には第１スプリング３７０の後端が確実に電気的に接触され固定される環縁３６６が形成される。
【００８８】第１スプリング３７０の先端は乾電池の負電極と接触したり離れたりする。
【００８９】第２スプリング３８０は凹所３１８の空間に延びた中間管３３０の後端３３２外側面に挿入される。
【００９０】プッシュボタン３９０は円板状で前面中央に孔３９２が形成され、この孔３９２に中間管３３０の後端３３２が嵌められて固定される。プッシュボタン３９０は凹所３１８内で前後に中間管３３０と共に移動される。
【００９１】図４に示すように、乾電池ホルダまたはカートリッジ５００はＡＡＡ形乾電池２０ａ，２０ｂ，２０ｃの長さより若干長く、直径が略ＡＡＡ乾電池直径の二倍以上の円筒構造で３個の乾電池２０ａ，２０ｂ，２０ｃを直列に連結するように収納する。円筒構造側面の３個の開口部５０２を通じて各々の乾電池が収納される。
【００９２】カートリッジ５００は大きく分けて前板５１０、支持台５２０、後板５３０、プラス導体５４０、マイナス導体５５０を含む。
【００９３】前板５１０の後面から後方に３個の支持台５２０が各々延びて一体に形成される。後板５３０は支持台５２０の自由端にねじ５６０により結合される。
【００９４】前板５１０の前面には中央にせん孔５１３を有する絶縁キャップ５１２が結合される。前板５１０の側方から挿入され前面と後面に面接触されるＵ字形連結導体片５１４が前板５１０に設けられる。
【００９５】前記プラス導体５４０である棒形導体５４０は連結導体片５１４の前面の前側に挿入されるスプリング５４２を通じて連結導体片５１４と電気的に接触される。棒形導体５４０は絶縁キャップ５１２のせん孔５１３を通じて先端が突出されるように設けられ前板５１０に設けられる。棒形導体５４０はスプリング５４２により前後に伸縮性あるように動く。
【００９６】前板５１０の後面にはスプリング５１６が設けられる。スプリング５１６の一端は乾電池２０ａの負電極と接触され、他端はスプリングが圧縮される方向と直角をなす方向に延びて隣接乾電池２０ｂの正電極とが接触される。
【００９７】後板５３０の中央にせん孔５３２が形成される。前記マイナス導体５５０であるスリーブ導体５５０はせん孔５３２に挿入され、かつ先端が外に広くなって後板５３０のせん孔５３２周辺のエッジに固定される。後板５３０の前面にはスプリング５３４，５３６が設けられる。スプリング５３４の一端は乾電池２０ｂの負電極に接触され、他端はスリーブ導体５５０の先端に固定され電気的に連結される。スプリング５３６の一端は乾電池２０ｃの負電極に接触され、他端は乾電池２０ａの正電極と接触される。乾電池２０ｃの正電極は連結導体片５１４の他端に接触される。
【００９８】このような構造により乾電池２０ａ，２０ｂ，２０ｃは棒形導体５４０とスリーブ導体５５０との間に直列に連結される。
【００９９】乾電池２０ａ，２０ｂ，２０ｃは３個の支持台５２０間の開口部５０２空間に各々挿入され並列に配置される。
【０１００】このように構成された乾電池カートリッジ５００は導電性収納筒１００内に挿入される。棒形導体５４０の先端は放熱金属キャップ２７０の中央せん孔２７４に露出された放熱金属層２３４と電気的に接触され、スリーブ導体５５０の後端は後尾キャップ３００の第１スプリング３７０に電気的に付いたり離れたりする。
【０１０１】図５及び図６を参照して電源オン／オフ動作を説明すると次のようである。
【０１０２】プッシュボタン３９０を押すと、中間管３３０が外管３２０のガイドスロット３２２に沿って前進する。内管３４０も共に前進して外側面のガイド突起３４８がガイドスロット３２２を外れることになると、第１スプリング３７０の圧力により外管３２０の歯の第１傾斜面３２６に沿って内管３４０は半ピッチ右回転しながら、中間管３３０と噛合される。中間管３３０を押す力が除去されると、第２スプリング３８０の復元力により中間管３３０及びプッシュボタン３９０は後進するが、内管３４０はガイド突起３４８が半ピッチ回転された状態であるので、第１傾斜面３２６にかかって半ピッチさらに右回転して全体的に１ピッチ右回転された状態で後進しなく、安定した前進状態（電源オン状態）を維持することになる。ここで、導体棒３６０が第１スプリング３７０の圧力により若干偏心されながら、導体片３５０と密着され電気的に接触される。
【０１０３】プッシュボタン３９０を再度押すと、中間管３３０が前進して内管３４０を第２傾斜面３２８トップ位置以上に前進させ、すると、内管３４０は半ピッチ右回転しながら、若干後進して中間管３３０の歯と噛合される。中間管３３０が元位置に復元されると、内管３４０は第２傾斜面３２８に乗って半ピッチ右回転してガイドスロット３２２にガイド突起３４８が挿入されながら、第１スプリング３７０の復元力により後進することになるので、第１スプリング３７０が乾電池カートリッジ５００のスリーブ導体５５０から離れる。従って、内管３４０は安定した後進状態（電源オフ状態）を維持する。
【０１０４】図７は本発明によるフラッシュライトの変形実施形態の外観斜視図である。変形実施形態のフラッシュライト３０は、外側表面に指圧突起がない導電性収納筒１１０の外側面を、指圧突起１１４が形成された弾性表皮１１２、例えばゴムパイプで覆った構造を示す。
【０１０５】図８は本発明によるフラッシュライトのさらに他の変形実施形態の外観斜視図を示す。この変形実施形態のフラッシュライト４０は、外側表面に指圧突起がない導電性収納筒１２０の外側面をローレット（ｋｎｕｒｌｉｎｇ）１２２処理して、把持時に滑らないようにする構造を示す。
【０１０６】〈実施形態２〉図９は本発明によるフラッシュライトの他の実施形態の外観斜視図を示し、図１０は分解斜視図である。他の実施形態のフラッシュライト６０は上述したフラッシュライト１０，３０，４０と比較して乾電池はＣ形乾電池を使用し、プッシュボタンスイッチは後尾ではない側面に形成された構造が異なる。ヘッド部の構造は上述した一実施形態と同一であるので、同一符号を使用し、具体的な説明は省略する。
【０１０７】導電性収納筒１３０はＣ形乾電池３個を直列に配置した長さより長い長さを有し、内径はＣ形乾電池の直径より大きい。導電性収納筒１３０は乾電池の負電極とランプの一側端子とを電気的に連結するための電流通路を提供するために、金属円筒形構造を有する。
【０１０８】導電性収納筒１３０の外部表面には複数のゴムリング１３２が設けられて把持時にフラッシュライトが掌から滑って抜けないようにし、視覚的に美的効果も付与する。図１１に示したようにフラッシュライト７０の導電性収納筒１４０の外部表面にゴムリング１３２の代わりに表面をローレット（ｋｎｕｒｌｉｎｇ）処理１４２することも可能である。
【０１０９】図１０に示すように、導電性収納筒１３０の先端部内側には雌ねじ１３４が形成され、後端部内側には雌ねじ（図示せず）が形成される。導電性収納筒１３０の外側面にはせん孔１３３が形成され、このせん孔１３３を通じてスイッチ７５０のノブ７５２が外部に突出される。
【０１１０】後尾キャップ６００は雄ねじ６０２が形成された先端部とせん孔６０４が形成された後端部により構成された金属円筒に構成する。後端部の外径は導電性収納筒１３０の外径と同一である。先端部の前面中央には凹所６０６が形成され、この凹所６０６に一端が挿入され、他端が前面より前方に突出されるようにスプリング６０８が装着される。
【０１１１】スプリング６０８の一端は凹所６０６内部で後尾キャップ６００と電気的によく接触されるように凹所内壁に密着される。先端部の雄ねじ６０２は導電性収納筒１３０の後端部の内側面に形成された雌ねじと結合される。
【０１１２】従って、後尾キャップ６００は導電性収納筒１３０の後尾に結合され、乾電池が挿入される導電性収納筒１３０の後方を遮蔽する。
【０１１３】先端部の雄ねじ６０２後方部分と後端部との境界面に"Ｏ“リング６１０が設けられて後尾キャップ６００が完全に閉まると、導電性収納筒１３０の内部空間をシーリングする。
【０１１４】後尾キャップ６００前面に設けられたスプリング６０８を通じて導電性収納筒１３０内に収納される乾電池の負電極に圧力を加えると同時に電気的に連結され、導電性収納筒１３０を乾電池の負電極と電気的に連結する。
【０１１５】プッシュボタンスイッチ組立体７００は円筒形の絶縁ケース７０２を構成する一対の半円筒７１０，７２０と、スプリング７３０、金属スリーブ７４０、スイッチ７５０を含む。絶縁ケース７０２の前面にスプリング７３０が設けられ、後面に金属スリーブ７４０が設けられ、外側面にスイッチ７５０のノブ７５２が若干突出されるように設けられる。スイッチ７５０の一側端子はスプリング７３０に導線７３２を通じて電気的に連結され、他側端子は金属スリーブ７４０に導線７４２を通じて電気的に連結される。
【０１１６】プッシュボタンスイッチ組立体７００は導電性収納筒１３０の先頭から内側に挿入され中間嵌め合わせ式に設けられる。スイッチ７５０はノブ７５２がせん孔１３３に位置し、せん孔１３３にゴムカバー７５４が施こされてノブ７５２を覆う。
【０１１７】従って、プッシュボタンスイッチ組立体７００の後尾金属スリーブ７４０は乾電池の正電極と電気的に接触され、先頭に設けられたスプリング７３０の自由端は放熱金属キャップ２７０のせん孔２７４に露出された放熱金属層２３４に接触することになる。スプリング７３０がせん孔２７４内側で放熱金属キャップ２７０と電気的に接触されることを防止するためにせん孔２７４には絶縁スリーブ２８０が装着される。
【０１１８】ヘッド部２１０を導電性収納筒１３０の先頭にねじ結合すると、放熱金属キャップ２７０が中間嵌め合わせ式により導電性収納筒１３０の内側面に接触され、ランプモジュール２３０から発生した熱を導電性収納筒１３０を通じて外部に放出する熱通路の役割を有することになる。
【０１１９】スイッチ７５０のノブ７５２を押すと、スプリング７３０と金属スリーブ７４０との間の電気的接触がオン／オフされランプモジュールの発光ダイオードの点灯、消灯を制御する。
【０１２０】上述したシングルＬＥＤタイプのフラッシュライトは、コリメータレンズを使用することにより、シングルＬＥＤの光ビームの集束を極大化して、フラッシュライトの明るさを増加させ、かつ放熱金属キャップを使用することにより、数百ｍＡの高輝度ＬＥＤの駆動時に接合部の温度上昇を効果的に抑制することができるので、連続的な長時間使用時にもＬＥＤを保護し、均一な明るさを維持することができる。また、収納筒の外部表面を指圧突起により構成することにより、指圧効果と共に表面積増加により効率的な放熱が可能である。
【０１２１】〈実施形態３〉図１２乃至図１５は、本発明の望ましい一実施形態による電源オン／オフ回転方式フラッシュライトを概略的に示す図である。
【０１２２】本発明の一実施形態のフラッシュライト８０は導電性収納筒１１００、後尾キャップ１２００、ヘッド筒１３００、ヘッドキャップ１４００、ランプモジュール１５００、反射鏡１６００、放熱リング１７００を含む。
【０１２３】導電性収納筒１１００は３個のＡＡサイズ乾電池２０を直列構造に収納する程度の長さと直径を有し、乾電池２０の負電極２４とランプモジュール１５００の一側端子とを電気的に連結するための電流通路を提供するために金属円筒形構造を有する。
【０１２４】導電性収納筒１１００の外側表面は後尾から先頭に行くほど波長が長くなるサイン波形状の柔らかな屈曲１１０２に形成されていて、手に取る時、手指が広がる程度とマッチングする構造をなす。このような、外部表面屈曲構造は把持時に滑ることを防止しながら、視覚的に美的効果を高めることができる。
【０１２５】導電性収納筒１１００の後端部内側面に雌ねじ１１０４が形成され、先端部の外側面に雄ねじ１１０６が各々形成される。先端部に形成された雄ねじ１１０６は３線ねじで形成される。先端部の雄ねじ１１０６の後方には円周方向にスロット１１０８が形成され、このスロット１１０８にシーリングのための“Ｏ”リング１１１０が挿入される。
【０１２６】後尾キャップ１２００は雄ねじ１２０２が形成された先端部とせん孔１２０４が形成された後端部とにより構成された金属円筒により構成する。後端部の外径は導電性収納筒１１００の外径と同一である。先端部の前面中央には凹所１２０６が形成され、この凹所１２０６に一端が挿入され、他端が前面より前方に突出されるようにスプリング１２０８が装着される。
【０１２７】スプリング１２０８の一端は凹所１２０６の内部で後尾キャップ１２００と電気的に接触されるように凹所内壁に密着される。先端部の雄ねじ１２０２は導電性収納筒１１００の後端部の内側面に形成された雌ねじ１１０４と結合される。
【０１２８】従って、後尾キャップ１２００は導電性収納筒１１００の後尾に結合され乾電池２０が挿入される導電性収納筒１１００の後方を遮蔽する。
【０１２９】先端部の雄ねじ１２０２後方部分と後端部との境界面に"Ｏ"リング１２１０が設けられて後尾キャップ１２００が完全に閉まると、導電性収納筒１１００の内部空間をシーリングする。
【０１３０】後尾キャップ１２００前面に設けられたスプリング１２０８を通じて導電性収納筒１１００内に収納される乾電池２０の負電極２４に圧力を加えると同時に、電気的に連結され導電性収納筒１１００を乾電池２０の負電極２４と電気的に連結する。
【０１３１】ヘッド筒１３００は中央部１３０２、後端部１３０４、先端部１３０６を含む金属円筒により構成する。ヘッド筒１３００の中央部１３０２は内径が導電性収納筒１１００の外径と同一であり、内側面に雌ねじ１３０８が形成される。雌ねじ１３０８は３線ねじで形成される。後端部１３０４は後方に行くほど中央部１３０２の外径から内径へ、その外径が段階的に小さくなる傾斜階段形状を有する。先端部１３０６は中央部１３０２の内径と外径との間の直径を有し、外側面には雄ねじ１３１０が形成され、中央部１３０２の内側面と先端部１３０６の内側面との間の境界部にはストッピングジョー１３１２が形成される。中央部１３０２の外側面と先端部１３０６の外側面との間の境界部には"Ｏ"リング１３１４が設けられる。
【０１３２】従って、ヘッド筒１３００の雌ねじ１３０８と導電性収納筒１１００の雄ねじ１１０６がねじ結合され、ヘッド筒１３００が軸方向に沿って前後に移動されるようになる。雌ねじ１３０８と雄ねじ１１０６は３線ねじにより構成されているので、ヘッド筒１３００の回転に応答してヘッド筒１３００が前後に迅速に移動することになる。即ち、１回回転時にねじ山の３ピッチほど移送されることになる。このような構造はヘッド筒１３００の回転量が小さくても軸方向の長さ変化を大きくしてオン／オフを迅速にすることができるようにする。
【０１３３】ヘッド筒１３００の後端部１３０４と導電性収納筒１１００の先端部との間は"Ｏ"リング１１１０によりシーリングされる。
【０１３４】ヘッドキャップ１４００は先頭に行くほど若干直径が狭くなる金属円筒形で、内側面に雌ねじ１４０２が形成され、ヘッド筒１３００の先端部１３０６の雄ねじ１３１０とねじ式に着脱可能に結合される。ヘッドキャップ１４００の前面にはせん孔が形成され、先頭エッジにはストッピングジョー１４０４が形成され、このストッピングジョー１４０４の内側から後方に"Ｏ"リング１４０６及び透明レンズ１４０８が順に装着され光ビームが発射される透明窓を形成する。ねじ結合時に透明レンズ１４０８はストッピングジョー１４０４とヘッド筒１３００の先端間に圧着固定される。従って、"Ｏ"リング１４０６はヘッドキャップ１４００と透明レンズ１４０８との間を外部からシーリングする。
【０１３５】ランプモジュール１５００は絶縁基板１５１０、複数の発光ダイオード１５２０、中心端子１５３０、リング端子１５４０及び抵抗素子１５５０を含む。
【０１３６】絶縁基板１５１０は前後面に各々銅箔パターンが印刷された印刷回路基板を円形に構成したものである。絶縁基板１５１０はヘッド筒１３００の先端部直径より小さく、後端部直径よりは大きい直径を有する円板形に構成される。絶縁基板１５１０はエッジが放熱リング１７００により取り囲まれてヘッド筒１３００内のストッピングジョー１３１２に定着される。
【０１３７】発光ダイオード１５２０は６個で、絶縁基板１５１０の前面に六角形の各頂点位置に一つずつ配置された配列構造である。発光ダイオード１５２０は白色発光ダイオードとして８００乃至３，０００ｍｃｄの高輝度を有する。この発光ダイオード１５２０には、例えば、日本ニチア（Ｎｉｃｈｉａ）社のモデル名ＮＳＰＷ５００ＢＳを使用することができる。ここで、白色発光ダイオードは青色発光ダイオードの発光面に黄色系列の蛍光体層を塗布することにより、白色光ビームを形成する。
【０１３８】放熱リング１７００は熱導電率が優れる金属材からなり、リング端子１５４０の外径より大きい内径を有し、外径はヘッド筒１３００の先端部内径より若干小さくて先端部内側に挿入されながら、内側面と密結合されるサイズを有する。放熱リング１７００はその断面が“Ｌ”字形で絶縁基板１５１０の側面と後面エッジ部位を取り囲むようにして、最大限接触面積を増加させて熱導電率を高める。従って、絶縁基板１５１０の後面の銅箔パターンから発生した熱をヘッド筒１３００に伝達して放熱させることにより、発光ダイオード１５２０の周辺温度が上昇することを防止する。
【０１３９】反射鏡１６００は後方に行くほど狭くなるコップ形態でコップ入口の先端には縁１６０２が形成され、縁１６０２がヘッド筒１３００の先端エッジにかかる。反射鏡１６００のコップ内部面１６０４は放物面をなし、放物面１６０４には発光ダイオード１５２０の配置構造に対応して６個のせん孔１６０６が形成され、このせん孔１６０６に発光ダイオード１５２０が挿入され放物面１６０４より突出されるように配置される。
【０１４０】図１６に示すように、絶縁基板１５１０の前面の印刷回路パターンは、放射ラインパターン１５０２、アノードラインパターン１５０４、カソードパターン１５０６を含む。
【０１４１】放射ラインパターン１５０２は中心１５０２ａから各々６方向に拡張されたライン１５０２ｂと各ライン１５０２ｂ終端のラインパッド１５０２ｃを含む。ライン１５０２ｂは複数の発光ダイオード１５２０の数に対応して６等分する境界線に沿って中心１５０２ａからエッジに放射状に拡張される。
【０１４２】アノードラインパターン１５０４は放射ラインパターン１５０２により分割された各領域の中央に形成された円形パッド１５０４ａと、この円形パッド１５０４ａから隣接するライン１５０２ｂに向かって走り、さらにライン１５０２ｂに隣接する部分でエッジに向かってライン１５０２ｂと並んで走るアノードライン１５０４ｂと、このライン１５０４ｂの終端のラインパッド１５０４ｃとを含む。
【０１４３】カソードパターン１５０６は放射ラインパターン１５０２及びアノードラインパターン１５０４と一定間隔を維持しながら、放射ラインパターン１５０２により分割された各領域でアノードラインパターン１５０４を除外した残り領域を覆う。即ち、複数のカソードパターン１５０６は与えられた最大限広い面積に形成され発光ダイオードの熱放出を助けてくれる。
【０１４４】放射ラインパターン１５０２のラインパッド１５０２ｃとアノードラインパターン１５０４のラインパッド１５０４ｃとの間に抵抗素子１５５０が半田により付着される。抵抗素子１５５０は発光ダイオードに供給される電流を数十ｍＡ、例えば、４．５Ｖ順方向駆動電圧で５０～６０ｍＡ程度に制限する。
【０１４５】発光ダイオードとして日本ニチア（Ｎｉｃｈｉａ）社のモデル名ＮＳＰＷ５００ＢＳを使用する場合に、最大順方向電流を３０ｍＡとして抵抗を使用しない場合、初期には多い順方向電流が流れて相当に明るく照らすが、長時間使用により時間が過ぎるにつれて発光ダイオードの接合部の温度が上昇するようになると、熱抵抗により順方向電流が次第に低下するので、明るさが初期に比べて相対的に次第に暗くなる。
【０１４６】しかし、本発明では抵抗素子１５５０を使用して順方向電流を５０乃至６０ｍＡに制限するが、最大定格値より大きくして明るさを最大にしても本発明の放熱構造により十分に発光ダイオードの周辺温度が上昇することを防止できるので、長時間使用時にも常に均一な明るさを維持することができるように最適化させることができる。
【０１４７】図１７に示すように、後面の印刷回路基板はプラスパッド１５１２、６個のアノードパッド１５１４、マイナスパッド１５１６を含む。
【０１４８】プラスパッド１５１２は後面中心に円形に形成され、中央にせん孔１５１２ａが形成される。中心端子１５３０はプラスパッド１５１２に若干突出されるように半田により覆って形成する。この半田の一部が中心に形成されたせん孔１５１２ａを通じて前面に流れて堅くなりながら前面の放射ラインパターン１５０２の中心１５０２ａと電気的に連結される。
【０１４９】６個のアノードパッド１５１４はプラスパッド１５１２の周りに等間隔に配置された円形に前面のアノードラインパターン１５０４の円形パッド１５０４ａと各々対応して形成される。アノードパッド１５１４の各中心にはせん孔１５１４ａが各々形成される。
【０１５０】リング形マイナスパッド１５１６はプラスパッド１５１２の外側部分に６個のアノードパッド１５１４を取り囲む状態で形成され、発光ダイオード１５２０のアノードリード線１５２２とカソードリード線１５２４の間隔ほど６個のせん孔１５１４ａから離れた位置に各々対応する６個のせん孔１５１６ａが形成される。このリング形マイナスパッド１５１６は最大限広い面積で形成され発光ダイオード１５２０から発生した熱を外部に放出する役割を有する。
【０１５１】アノードパッド１５１４に形成されたせん孔１５１４ａと対応するリング形マイナスパッド１５１６のせん孔１５１６ａに対応する発光ダイオードのアノードリード線１５２２とカソードリード線１５２４が前面から挿入され、後面に引出される。後面に引出されたリード線は後面から所定長さ、略１～２ｍｍ程度のみ残し、その他の部分は切断される。従って、白色の複数の発光ダイオードが絶縁基板前面に光ビームが前方に向かうように配列される。
【０１５２】リング端子１５４０は絶縁基板１５１０後面のマイナスパッド１５１６の複数のせん孔１５１６ａを通じて突出された複数のカソードリード線１５２４を半田で覆って円周方向に拡張され、後方に若干突出するように形成される。半田部位が隣接部位と完全に接して円をなすようにすることができ、図１８及び図１９に示すように中間が切れた点線リング状態に形成することもできる。ここで、せん孔１５１６ａを通じて前面に流れて堅くなった半田によりマイナスパッド１５１６とカソードパターン１５０６が電気的に連結される。
【０１５３】アノードパッド１５１４のせん孔１５１４ａを通じて各々突出された発光ダイオード１５２０のアノードリード線１５２２を各々半田で覆うと、その一部がせん孔１５１４ａに乗って前面に流れて堅くなって、前面のアノードラインパターン１５０４の円形パッド１５０４ａと電気的に連結される。
【０１５４】従って、本発明の電源オン状態で電気的連結状態は図１５に示すように、乾電池正電極－中心電極１５３０－放射ラインパターン１５０２－抵抗素子１５５０－アノードラインパターン１５０４－アノードリード線１５２２－発光ダイオード１５２０－カソードリード線１５２４－リング端子１５４０－導電性収納筒１１００－後尾キャップ１２００－スプリング１２０８－乾電池負電極からなる。
【０１５５】だから、図１５及び図１４に示すように、電源オン／オフスイッチングはリング端子１５４０と導電性収納筒１１００の先端１１１２との間の接点オン／オフよりなる。即ち、ヘッド筒１３００と導電性収納筒１１００との間の回転による相対的往復運動によりリング端子１５４０と導電性収納筒１１００の先端１１１２間の接触が離れたり付いたりすることになる。
【０１５６】図２０および図２１は４個の発光ダイオードをランプモジュール化した場合の絶縁基板の印刷回路パターンを示し、図２２及び図２３は３個の発光ダイオードをランプモジュール化した場合の絶縁基板の印刷回路パターンを示す。
【０１５７】発光ダイオードの数が減少するほど、これらの間の間隔が広くなるので発光ダイオードが配列される同心円の直径がますます狭くなり、これらの間に配置される抵抗素子の配置空間もエッジから中心に移動して中間部分に配置される。従って、前面のカソードパターンが各等分割領域に分離されずに、エッジ部位で一つに統合され熱放出のためにパターンの表面積を最大にすることができるパターンとなる。
【０１５８】〈実施形態４〉図２４及び図２５は、本発明によるマルチＬＥＤフラッシュライトの他の実施形態を示す図である。この他の実施形態<実施形態４>は上述した実施形態３と比較して後尾キャップにプッシュボタンスイッチを設けた構造が異なる。後尾プッシュボタンスイッチを含む後尾キャップは実施形態１の後尾キャップ３００と同一である。
【０１５９】後尾プッシュボタン方式フラッシュライト９０の後尾キャップ３００の雄ねじ３１６は導電性収納筒１１００の後端部雌ねじ１１０４と結合される。
【０１６０】だから、実施形態３の回転方式は電源オンオフ動作のために、ヘッド筒と導電性収納筒を回転させるために、二つの手を必要とするが、実施形態４の後尾プッシュボタン方式は手の親指でプッシュボタンを操作可能であるので、一つの手で電源オン／オフ操作が可能である。
【０１６１】図２５に示すように、実施形態４のフラッシュライト９０は実施形態３のフラッシュライト８０と比較してヘッド筒１３００と導電性収納筒１１００が完全に結合されリング端子１５４０と先端１１１２が常に接触した状態を維持するように固定される。
【０１６２】図２６は本発明によるランプモジュールの他の実施形態を示す。この他の実施形態のランプモジュールは、抵抗素子がないタイプの絶縁基板１５６０の前面に印刷回路パターンなしに、複数の発光ダイオードのみが配置される。後面には中央部にスター形プラスパッド１５６２とリング形マイナスパッド１５６４が形成される。スター形プラスパッド１５６２の放射状枝の終端部にせん孔１５６６が形成され、このせん孔１５６６に対応してリング形マイナスパッド１５６４にせん孔１５６８が各々形成される。発光ダイオードのアノードリード線はせん孔１５６６を通じて前面から後方に引出され、カソードリード線はせん孔１５６８を通じて前面から後方に引出される。
【０１６３】引出されたアノードリード線及びカソードリード線は１～２ｍｍ程度のみ後方に突出されるようにして、残りリード線が切断される。突出されたリード線の周りを半田で覆ってアノードリード線はプラスパッド１５６２に共通的に連結され、カソードリード線はマイナスパッド１５６４に共通的に連結される。
【０１６４】プラスパッド１５６２の中心には別途の半田突起を形成して中心端子１５７０を形成し、カソードリード線を連結する同心円に沿って半田リングを形成してリング端子１５７２を形成する。
【０１６５】図２７および図２８は変形された反射鏡構造を示す。
【０１６６】図２７の反射鏡１６１０は基底がない筒形で絶縁基板１５６０の前面に反射層１５７４を形成して反射鏡１６１０の基底を兼ねるようにする。反射鏡の後端部はテーパ形状で後方に行くほど狭くなる傾斜面をなす。反射鏡１６１０の後端１６１２は６個の発光ダイオードを全て内部に収容する程度の直径を有する。
【０１６７】図２８の反射鏡１６２０は基底１６２２を有する筒形で基底１６２２に、対応する発光ダイオードが挿入される６個のせん孔１６２４を有する。反射鏡１６２０は反射鏡１６１０と比較して内側面が放物面とならないという点が異なる。
【０１６８】図２９は本発明のさらに他の実施形態を示す図である。この他の実施形態のフラッシュライト９５は前述したフラッシュライト８０，９０と比較してヘッド筒と導電性収納筒とが一体に形成され、その一体物の後尾にプッシュボタン形後尾キャップを組立てた点が異なり、その他の部分は同一であるので、同一符号を使用して具体的な説明は省略する。
【０１６９】導電性収納筒１９００はヘッド部１９１０と収納部１９２０とに区分され、ヘッド部１９１０と収納部１９２０との境界にストッピングジョー１９１２を形成し、このストッピングジョーにランプモジュール１５００のリング端子１５４０が直接接触した状態に組立てられる。電源オンオフは後尾プッシュボタンスイッチにより行われる。
【０１７０】以上、本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の思想と精神を離れることなく、本発明の実施形態を修正または変更できる。
【０１７１】
【発明の効果】本発明によると、複数の発光ダイオードランプモジュールにより構成して乾電池とランプ間の連結構造を極端に簡単に構成することにより、部品数を最少化して組立作業時に作業性が向上し生産性を極大化させることができるので、経済的であり、かつ不良及び故障率を最少化することができる。
【０１７２】また、複数の高輝度発光ダイオードを使用したときの電流供給の増加による発熱問題を放熱金属キャップまたは放熱リングを通じて収納筒外部に放出させることにより解決できるので、定格電流以上の大きい電流の供給が可能となって、さらに明るく発光ダイオードを駆動することができ、かつ常に均一な明るさを維持することができるので、製品の信頼性を向上させることができる。

【出願人】	【識別番号】５０３１２３２４４【氏名又は名称】エイタック株式会社
【出願日】	平成１５年４月２日（２００３．４．２）
【代理人】	【識別番号】１０００８６３６８【弁理士】【氏名又は名称】萩原誠
【公開番号】	特開２００３－３３１６０１（Ｐ２００３－３３１６０１Ａ）
【公開日】	平成１５年１１月２１日（２００３．１１．２１）
【出願番号】	特願２００３－９９６７３（Ｐ２００３－９９６７３）