專利名稱：將場所外側光重新指向場所的改進的反射面的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及產(chǎn)生用于相對遠目標的高強度受控集中光束的照 明器材。 一個主要的例子是運動場照明。B. 現(xiàn)有技術中的問題最傳統(tǒng)形式的運動照明器材2是幾英尺直徑的碗形鋁反射 器，所述鋁反射器具有從橫臂7懸置的透明玻璃透鏡3，其中所
述橫臂7通過可調(diào)節(jié)的轉向節(jié)4固定至桿6 (見圖1B)。在多年來，運動照明器材2的這種大體結構仍舊相對不變， 這是因為其是相對經(jīng)濟與耐用的結構。該器材在經(jīng)濟地控制對于 遠距離的目標的高亮度的光的期望與同時最小化風力載荷之間實 現(xiàn)了合理的折衷，在器材在戶外有時被抬高到超過100英尺的高 度而處于空氣中時，這種風力載荷是一個特別重要的問題。較大 的反射器可以較好地控制光。但是，風力載荷使其行不通。運動 照明系統(tǒng)的成本的很大部分涉及照明器材被抬高的方式。風力載 荷越大，則桿就必須越堅硬并因而越昂貴。同樣，傳統(tǒng)的鋁碗形 反射器是通過旋壓工藝形成的。針對于不同的照明應用，不同的 光束形狀需要桿6上的不同的裝置2。用于形成鋁碗形反射器的 旋壓工藝是相對高效的和經(jīng)濟的，甚至對于不同的反射器形狀和 照明控制效果而言也是。特別對于戶外照明而言，鋁對于腐蝕的 抵抗也是非常有利的。在最近，運動照明還必須處理眩光和溢散光的問題。例如， 如果光行進到體育場所的區(qū)域之外，則其可溢散到體育場所附近 的住宅建筑上。II.發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的主要目的、特征或優(yōu)勢在于，提供一種高強 度照明器材、其使用方法及其在照明系統(tǒng)中的應用，該照明器材改進或解決了本領域中的某些問題和缺陷。本發(fā)明的其它目的、特征或優(yōu)勢包括這種照明器材、方法 或系統(tǒng)可以實現(xiàn)下列一項或多項a)減少能量使用；
b)對于固定數(shù)量的能量，增加每個照明器材的可用光量；C)更高效地利用每個照明器材對目標區(qū)域產(chǎn)生的光；d)無論在室外還是室內(nèi)，這種類型的高強度照明器材對于多 數(shù)運動照明或其它典型應用是堅固耐用的。A.本發(fā)明的示例性方面在本發(fā)明的一個方面，旋壓鋁反射器由在上方可以放置高反 射率反射表面的反射架替代。相對較薄的高反射率面可以安裝在 反射架的內(nèi)部并由多個元件遮護。這種反射架經(jīng)濟耐用，并且可 以經(jīng)濟地批量生產(chǎn)。這種反射架可以制造得非常精確，以至于各 反射架彼此是一致的。此外，不是具有反射面且支撐反射面(例 如旋壓鋁反射器)，而是將反射面獨立地施加到反射架上，通過互 換反射面而形成不同的光束形狀和特性，而不是制造不同的旋壓 鋁反射器。在本發(fā)明的另一個方面，至少一部分主反射部分具有不同于 隨從旋轉面的那部分的形狀和方向。 一個例子是位于燈之下的角 形部分，該部分比由旋轉面形成的那部分更多地擴散光。這可以 高效地使將要從反射面的底部反射并向外、向上溢散到目標區(qū)域 之外的光沿著照明器材瞄準的方向照到目標區(qū)域上。第二個例子 是位于燈的一側或另一側的角形部分，該部分比由旋轉面形成的 那部分更多地擴散光。這可以高效地使趨于向外溢散到目標區(qū)域 之外的光沿著與照明器材的那側相反的方向偏轉回目標區(qū)域上。 如果適當?shù)厥褂?，主反射面的每個低會聚性部分可以增強而不是 損失到達目標區(qū)域的光，因此增加了每所用能量單位的到達目標 區(qū)域的光量。這還可以使照明器材的數(shù)目最少化。這還可以減少 眩光和溢散光。參考所附說明書和權利要求書，可以更好地理解
本發(fā)明的這些和其它目的、特征、優(yōu)勢和方面。 III.


圖1A至F是傳統(tǒng)的運動照明系統(tǒng)和部件的概略示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的示意性實施例的照明器材的局部分解視圖；圖3A和B是圖2的組裝視圖；圖4A和B是根據(jù)本發(fā)明稍微不同的實施例的組裝視圖；圖5A至E是不同的視圖，示意性示出了可位于圖2至4的 反射架內(nèi)的反射嵌入件；圖6A至8A是反射架的一個實施例的不同的視圖；圖7A至F是可選的反射架；圖8A至E是可選的反射架；圖9A至L是可選的反射架；圖10A至L是另一可選的反射架；圖IIA和B是與前述類型的反射架一起使用的部件的視圖；圖12A至D是與反射架一起使用的另一部件的視圖；圖13A和B是用于前圖中的反射架的通氣孔的俯視圖；圖14A至C是反射嵌入件的不同的視圖，其中所述反射嵌入 件可以可拆卸地位于反射架中；圖15A至C是反射嵌入件的可選實施例；圖16A至C是反射嵌入件的另一可選實施例；圖17A至C是另一反射嵌入件的實施例；
圖18A至C是反射嵌入件的另一實施例； 圖19A至C是反射嵌入件的另一實施例； 圖20A至C是反射嵌入件的另一實施例； 圖21A至C是反射嵌入件的另一實施例； 圖22A至C是反射嵌入件的另一實施例。IV.具體實施方式
A.示意性設備反射架30 (鑄鋁型413—見圖6A和各副圖)栓接至燈錐40。 主反射面32，其在此包括多個具有較高總反射比的并排條(見圖 14至22和各副圖)，安裝在反射架30的內(nèi)部。反射架30具有由旋轉面形成的主要部分，并且具有至少一個取向不同的部分。因 此，反射架30預構造為，在光束施加到反射架30上之后使由反 射表面所產(chǎn)生的一部分光束變向。用于玻璃透鏡32的透鏡框可拆 除地鎖在反射架30的前部。遮護板70可以安裝到透鏡框上，并 且在就位時從反射架30的上前方延伸。遮護板70包括位于其內(nèi) 部的高反射率條72。1.反射架30概述圖2、 3A和6A以及各副圖示出了反射架30的細節(jié)。反射架 30由模鑄(die-cast)的鋁(例如413型鋁)制成。反射架30還 可以由其它材料(例如涂有粉末的鋼)制成。與現(xiàn)有技術的旋壓 碗形反射器不同，反射架30不具有用于將光受控地反射到目標區(qū) 域的任何表面。因此，反射架30不需要在鑄造后進行較多的處理。 反射架30為主反射面32提供了基本的框架或者支撐，主反射面
32使照明器材10的大部分光束成形并對其進行控制。反射架30 基本上是碗形，具有基本封閉和光滑的外表面。反射架30比傳統(tǒng)的旋壓鋁反射器更厚更堅固(估計更堅固2 至3倍)。模鑄法使得可以經(jīng)濟地制造不同形式的反射架30。相 比之下，不僅模鑄反射架比通常的旋壓鋁反射器更堅固(能抵擋 諸如冰雹、棒球等物體和其它力)，而且模鑄反射架在構造上更靈 活，能為運動場產(chǎn)生更柔和、更易控制的照明。如圖3A至B和4A至B所示，凸起或者突出物31從反射架 30的外部延伸。這些凸起或突出物是用于模鑄的推頂桿，以至于 鑄件不會發(fā)生變形。模鑄法提供了以經(jīng)濟的方式形成用于照明器 材的主反射面的框架的非常精確的方法。當組裝時，燈20經(jīng)過位于反射架30的底部或者中央的開口 110延伸，并且基本上位于反射架30的中央。高反射率的反射面 32圍繞著燈20的包圍弧光管12的玻璃罩的主要部分。橫向穿過 弧光管12的中央(其中緯線)的正交面基本上突出到反射面32 上，但是因為弧光管12相對于反射架30的中心瞄準軸線(燈20 的縱軸基本上沿著反射架30的中心軸線)傾斜，所以弧光管12 的突出中諱線的一部分從反射架30的前方開口傾斜地伸出。反射架30大致為普通的運動照明旋轉面的形狀(拋物線或者 雙曲線或者其組合)，這是因為反射架30要支撐產(chǎn)生受控集中光 束的主反射面32。這種光束需要在豎直和水平面均受到控制。如 圖6A所示，反射架30的大部分(參見附圖標記102)由位于過 渡點104和105之間的基本的旋轉面(例如拋物線或者雙曲線形) 形成 一 大約為反射架30上部的244° 。當反射面32覆蓋在反 射架30的這部分102之上時，照明器材10捕捉和精確地控制燈20的光能的主要部分，并且將其會聚為用于運動照明的形狀。 2.反射架30的低會聚性下側部分108反射架30可以包括特性不同的其它部分(參見圖6A和各副 圖，附圖標記108)。該部分具有與部分102的旋轉面不同的形狀。 在圖6F所示的形式中，部分108大約為116°且位于反射架30 內(nèi)部的下半球中央。當高反射率的主反射面32施加在部分108 上時，與光被部分102 (該部分由一致的旋轉面形成)反射的情 形相比，光以更低會聚性的方式被反射。因此，反射架30特意鑄造為包括至少一個這樣的部分，該部 分支撐高反射率材料，在不同的低會聚方向朝向光源20，并且該 部分不是由反射面32的其余部分(其基本上是會聚的)擬合的一 般旋轉面的一部分。容易為照明器材10設計和制造這種低會聚性 部分，因為反射架30是鑄件而反射面是增加到反射架上的。低會 聚性部分108設計成使照明器材10的將離開運動場的光改變方 向，并且使其處于有用的位置為運動場照明。實際上，對于運動 照明器材的標準瞄準角度而言，照在下半球的低會聚性部分108 上的光可用于照亮運動場，而不是沿水平或者在水平之上行進且 "溢出"運動場?，斔圭婀?Musco Corporation)以前己經(jīng)調(diào)整了普通的傳 統(tǒng)旋壓加工的碗形反射器的一部分旋轉面來調(diào)整來自反射器的那 部分光的方向。例如，參見瑪斯珂公司的美國專利No. 4947303， 其內(nèi)容結合在此引作參考。然而，那種方法涉及增加單獨的嵌入 件在旋壓反射器的反射面上或者機械噴丸或蝕刻旋壓反射器的那 部分來調(diào)整反射器的那部分的反射特性。在本發(fā)明實施例的照明 器材10中，鑄造反射架30的使用允許與反射面分離的非反射支
撐結構成為反射支撐架的組成部分。這避免了使用獨立的覆蓋件 或者調(diào)整反射面。3.反射架30的側面變向部分109可選地，反射架30可以具有額外區(qū)域，該區(qū)域能夠變更為支 撐反射面32，以類似于上述低會聚性部分108使光發(fā)散。部分109 的不同之處在于它位于反射架30的橫向側面上(并且就位時位于 燈20的橫向或一側處)。然而，它的作用與把將要離開運動場的 光拉回到運動場上相同。如圖所示，這些側面變向部分可以在反 射架30的任一側上，并且可以具有不同的構造。參見圖7至圖 IO的附圖標記109L和109R，示出了照明器材IO的不同的側面 變向結構的不同的實例。因此，光的這種"側面變向"或者基本水平的變向在運動照 明中特別有用。它可以允許可能是眩光或者溢散光的光被"推動" 或者變向回到運動場上。它還允許將額外的光照在運動場的某一 區(qū)域上而不增加更多的照明器材，或者反過來允許從某一區(qū)域移 除一些光。可以認識到，減少一個照明器材的眩光和溢散光的能力是重 要的。即使對于一個照明器材而言，顯著消除光溢散到運動場之 外(例如到鄰居的住房上)或者產(chǎn)生眩光(例如到相鄰街道的司 機上)的現(xiàn)象可能是非常有利的。但是，使特定照明系統(tǒng)中的多 個照明器材的光變向可以連續(xù)顯著地減少眩光和溢散光。此外， 使光變向與減小照明器材的亮度(至少在照明器材的燈的初始工 作期間)相結合可以顯著地減少眩光和/或溢散光。模鑄反射器和精確地形成廣泛不同的形狀(以及因而廣泛不 同的光變向功能)的能力提供了如下很大的靈活性，即，"推動"光到對于照明應用有利的位置和/或"拉動"光離開被視為非有利 的位置。 一個運動場上的例子是使更多的光僅僅在棒球場的第二 個壘之后變向。另一個例子是減少足球場的端部區(qū)域角落的溢散 光。或者運動場上的和離開運動場的光變向都可以發(fā)生。可以增 加或者減少運動場的某一部分處的光，或者使將要離開運動場的 光改變方向而增加到進入運動場的光中。設計者可以選擇目標空 間中的幾乎任何地方的光的位置和強度。雖然諸如光束寬度、到 目標的距離等事項對光變向的大小有一定影響，但是還是可以擁 有上述優(yōu)勢。因此，特定照明應用的單個照明器材或者多個照明 器材可以具有光束變向部件或者光變向部件，以至于可以定制照 明應用。B.組裝和使用實際上，諸如上述的一組照明器材IO將用在為特定運動場定 制的運動照明系統(tǒng)中。照明規(guī)格(通常包括光量和最小均勻度， 有時包括眩光、溢散光和光暈限制)通常是準備好的或者是公知 的。在本領域中眾所周知的是，計算機軟件可以設計照明系統(tǒng)， 包括為了滿足照明規(guī)格所需要的光束和光束形狀的類型、照明器 材的數(shù)目以及所在位置。計算機軟件可以產(chǎn)生報告以描述為了滿 足設計所需的照明器材的數(shù)目、桿的位置、光束的類型以及瞄準 角度。如上所述，照明器材10可以被組裝以產(chǎn)生用于運動照明的 廣泛不同的光束和常用的光束形狀。利用上述報告，可以在工廠 預組裝一組照明器材10。組裝工人可以從庫存中找出報告中所需 求的用于每種光束類型的適當反射架30。大約一半反射架將包括 側面變向部分109 (并且其中大約一半劃分為左變向和右變向)。
同樣，可以根據(jù)報告指出的照明器材的位置和功能從庫存中找出用于每個照明器材的適當?shù)姆瓷淝度爰?20、遮護板70A或70B 以及遮護板反射嵌入件72。組裝工人將適當?shù)姆瓷淝度爰?20安裝在每個反射架30的銷 上，并且將適當?shù)恼谧o板反射條72安裝在每個照明器材10的遮 護板70上(根據(jù)遮護板70的精確結構，可以首先將安裝條或者 支架固定到遮護板70上)。在安裝的兩側上具有防反射涂層的玻 璃透鏡54組裝到與遮護板70相連的透鏡框230中。以下提供了反射嵌入件120的進一步說明、可選以及替換方 式，以及它們安裝在不同的反射架30上的方式。1.高反射率主反射面32 (反射嵌入件120)反射面32獨立于反射架30。在該示例性實施例中，反射面 32由一組(例如36個，每10°左右圍繞著反射面32)稱為反射 嵌入件120的高反射率片材材料的細長條構成。各個嵌入件120 的形狀(例如寬度)、鏡面反射度(例如更多漫射或者更多閃光) 和外觀(例如光滑的、成梯狀的、噴丸的、有紋理的)可以彼此 不同或者全部類似。圖14A示出了反射嵌入件120的一個實例。它由0.020厚度 的Anolux MIRO IV陽極氧化照明片材材料(可以從Brampton ， Ontario, CANADA的Anomet公司獲得)制成。這種材料具有較 高的總反射比(至少95%)。這種材料可以成形為曲形。圖17B 示出了一個安裝在銷126和128上的成形輪廓。這種材料具有化 學增亮而形成氧化物的堅硬光亮面的高純度鋁的基層，并且具有 超反射性的蒸氣沉積的薄膜外層。這產(chǎn)生了相對堅硬耐用的表面，
該表面要使入射在其上的最少95%的可見光線反射。這種材料以 平坦的片材形式供應。嵌入件120被切割為預期形狀，并且是平 坦的。薄塑料的自粘附型可脫離保護片材加在反射側上以使反射 面在操作期間不受指紋或者其它外來物質(zhì)的影響。臨時性保護的可脫離片材可以在制造時放在條120的反射側 上?？梢栽谄纳现圃靹澗€以允許以"斷開和剝除"的方式除去 脫離片材。當組裝照明器材10時，工人可以安裝每個條120而不 必擔心指紋或者其它物質(zhì)粘到條120上(他/她可以抓住嵌入件 120，甚至觸摸其前、后側，而不會將指紋留在反射側上)。但是 在組裝過程中的適當時候，可以通過剝除脫離片材而快速容易地 將其去除。當將反射嵌入件120安裝在反射架30上就位后，反射嵌入件 120基本上被限制在內(nèi)部銷126與外部銷128之間。反射嵌入件 120不必精確地靠在位于其后的反射架30的實體面上來限定其自 身的外形，但是反射架30的確為反射嵌入件120提供了基本的支 撐和形狀，因為每個反射嵌入件懸置在碗形反射架30的兩個銷 上。各個嵌入件120的材料具有高度的一致性，因為它由大的片 材在嚴格且高度可控的制造條件下制成。材料的細微之處在于它 用于反射光更高效(因此更多能被利用的光到達運動場)，而其非 常高的反射率導致可以更精確地控制反射光(它使光源更精確地 反射出)。這極大地提高了運動場的運動照明系統(tǒng)中的照明器材 10的有效性和效率。反射面32的替代物是可以從供貨商(例如Germany, Ennepetal的Alanod Aluminum公司)獲得的涂覆有銀的鋁。這種
類型的材料可以比上述材料實現(xiàn)更高的反射率(大概高3%)，但不是同上述材料一樣耐用。圖14A至圖22A和各副圖示出了可以安裝到反射架30的內(nèi) 表面上的反射嵌入件120的各種實例。預先制造的高反射率條120 無需拋光或者其它處理步驟，而這些處理步驟對于旋壓鋁反射器 而言需要進行多次。因此，避免了傳統(tǒng)的旋壓鋁制照明器材的另 一成本。并且，旋壓鋁反射器在拋光之后出現(xiàn)的顏色分離或者條 紋得以避免，這是因為條120的一個面是平的(雖然沿著另一個 曲面安裝)并且在制造之后不經(jīng)過拋光處理。在一個示例性實施例中，三十六個嵌入件120 (當?shù)撞繛? 英寸時)安裝在反射架30上。每個選定嵌入件的特性及其在反射 架30上的位置取決于照明器材預期的光束類型?？梢詫η度爰?120安裝后的寬度、曲率及其表面特性進行設計以產(chǎn)生用于特定 運動場的特定照明器材的所需光束的類型和特性?？梢詾檎彰髌?材定制嵌入件120。作為選擇，可以形成有限個樣式的庫存，所 有庫存件都能安裝在反射架30的一對銷126和128上，并且能產(chǎn) 生運動照明所需的許多標準光束類型。可以根據(jù)計算機控制的程 序和/或運動場的規(guī)格確定用于該運動場的照明系統(tǒng)的每個照明 器材的特定反射嵌入件120。因此，工人可以容易地為指定照明 器材選擇和安裝適當?shù)那度爰?20，而不必在照明設計中進行試 驗或者專家鑒定。工人基本上必須使庫存項目與那個照明器材的 規(guī)格相匹配。每個嵌入件具有朝向相對端的成形開口 122和124，這些開 口適于與反射架30內(nèi)部的一組內(nèi)安裝銷126和外安裝銷128協(xié)同 作用。每個反射嵌入件120上的每組開口 122和124的間距和構
造，以及反射架30上的相對應的那組內(nèi)部銷126和外部銷128 的間距和構造允許快速和容易地固定或者移除嵌入件120。嵌入 件的定位和固定不使用任何緊固件。也無需使用工具。圖9A和各副圖示出了內(nèi)部銷126和外部銷128的細節(jié)以及 嵌入件120的安裝方式。將反射嵌入件120的矩形開口 122豎直 置于內(nèi)部銷126之上直到反射嵌入件120的平面處于內(nèi)部銷126 的槽127的高度處。然后反射嵌入件120相對于內(nèi)部銷126稍微 向前滑動，以至于保持反射嵌入件120的內(nèi)端不運動。然后反射 嵌入件120的較寬外端基本上滑入配合到外部銷128之上。延伸 到反射嵌入件120的成形開口 124中的小的舌狀物125可以稍微 彎曲但是通過摩擦少量地咬合到銷126中并且施加彈性力以將反 射嵌入件120保持在內(nèi)部銷126和外部銷128上就位。將嵌入件 120安裝在一組銷126和128上之后，嵌入件120的曲形以及其制成材料的固有彈性抵抗在工作期間進一步彎曲或者回到平坦結 構，包括抵抗試圖接近燈20、熱源的傾向。每個反射嵌入件120實質(zhì)上形成光源(弧光管12和燈20) 的單個小反射器。為了從照明器材IO產(chǎn)生高度受控的合成光束， 反射嵌入件在反射架30中安裝和位置的準確性是重要的。反射嵌 入件120的銷式安裝方法允許準確地放置嵌入件120且阻止嵌入 件120在就位后發(fā)生形狀或者位置的變化。此外，該方法使得快 速和容易地將嵌入件120組裝到照明器材10中?？梢哉J識到，可以為不同的照明效果制造不同樣式和構造的 反射嵌入件120。利用旋壓反射器不容易實現(xiàn)這一點。如圖14至 圖22所示，反射嵌入件120的精確的曲形輪廓以及其寬度可以確 定照明器材10所產(chǎn)生的合成光束的特性。在瑪斯珂公司的美國專 利No. 6036338中說明了所涉及的原理，該專利的內(nèi)容以引用的 方式包含在此。需要注意的是，更寬的反射條120 (例如圖19A 所示)可以包括兩對內(nèi)部成形開口 122和外部成形開口 124，并 且利用兩組內(nèi)部銷126和外部銷128。如圖6A至6Z所示，多對內(nèi)部銷126和外部銷128針對反射 架30的不同部分而間距不同。例如，在反射架30的主要部分102 處，所有銷對126/128等距地間隔開第一距離。在低會聚性部分 108或者側面變向部分109處，銷對126/128具有更短但相等的 間距，這是因為用于這些部分的反射嵌入件120更短并且曲率不 同。可以利用不同的反射嵌入件120為相同的反射架30產(chǎn)生不同 的光束特性。嵌入件120的實例如圖所示。這些實例可分成三個 主要類別(a)在透鏡端部寬2英寸，用于中等寬度的光束(圖 21A);寬4英寸(透鏡端部)，用于更寬的水平光束傳播(圖19A 至圖20A，其中利用更少的照明器材實現(xiàn)照明)；以及寬1英寸(透 鏡端部)，用于相當窄的傳播(通常用于遠離目標的照明器材)(圖 14A)。當然，其它構造也是可以的?？梢詾椴煌恼彰餍ЧO計 不同的寬度、鏡面反射度、形狀和反射面。對于整個照明器材10， 嵌入件120可以相同或者不同。在另一方面，相同的反射嵌入件120可以不經(jīng)過更改便應用 于不同形狀的反射架30，并且可以為照明器材10產(chǎn)生不同的光 束形狀。圖6A至6Z示出了可以產(chǎn)生諸如本領域中公知的中等反 射類型3的光束的反射架和反射嵌入件。本領域的技術人員可以 認識到，可以利用適當?shù)姆瓷淝度爰筒煌螤畹姆瓷浼?0產(chǎn)生 其它類型的光束(例如，寬反射類型4、窄反射類型2等)。
此外，低會聚性下側部分108或者低會聚性側面變向部分109 可以改變照明器材10的光束的特性。圖7、 8、 9和IO示出了反 射架30的低會聚性部分108以及具有或者不具有左或右側面變向 部分109的不同構造。圖6A至6C、 10A至10C和19A至19C 示出了諸如先前所述的低會聚性下半球部分108的變化。圖7A 至7C、 9A至9C和10G至101除了低會聚性下側部分108之外 增加了所謂的右側面變向部分109。反射架30的橫向側面上的部 分109R具有不同于主要部分102的形狀。部分109R的形狀也可 以不同于低會聚性部分108?？梢哉J識到，通過選用那種形狀， 與主要部分102相比，可以使入射在置于側面變向部分109R上 的主反射面32上的光形成更低的會聚。因此，這種光將趨于更直 接地被引導到圖7A所示頁面的外部，而不是到圖7A的右部。對 于將方向瞄準目標的照明器材，部分109可以將大量光偏轉回目 標，否則照明器材將從部分109所在的那側偏離目標地投射光。 典型的側面變向是360。主反射面32的大約60。％。與此類似，圖8A至8C、 9J至9L和IOJ至IOL示出了左側 面變向部分109L的變化。部分109L被加到反射架30上以便使 將要朝向反射器的瞄準軸線會聚然后穿過軸線到達偏離目標的地 方的光變向，并且使那部分光偏轉回目標。需要注意的是，圖7至圖IO僅僅示出了部分108和109的幾 個構造實例。當然，其它構造也是可以的。通過利用反射架30的變化(例如低會聚性部分108或者側面 變向部分109L或R)而容易形成的能力可以實現(xiàn)光束的定制。 由于鑄造反射架30的能力，所以反射架30的這些部分可容易地 制造沒有或有名義上的額外成本。還由于形成任意多個可以在反
射架30上互換的不同反射嵌入件120 (具有任意多種反射特性) 的能力，所以可能存在幾乎無數(shù)種光束形狀。除了嵌入件120的寬度之外，可以修改其它特征來產(chǎn)生不同 的反射特性。例如，可以將小平面或者其它表面變化增加到任何 嵌入件120或者嵌入件120的任何部分上。 一個實例是在用于側 面變向部分109L或R上的嵌入件120上的小平面。另一個實例 是階梯形反射面。另一個實例是小平面或者階梯與光滑面的組合。 另一個實例是在反射面的一部分上采用油漆。根據(jù)照明器材10 的光束的形狀和特性允許對這些實例的任一個進行更多的定制和 靈活變化。在瑪斯珂公司的美國專利No. 6036974中說明了用于 例如高反射率材料的條或者片材的這些表面類型的實例。小平面趨于使光發(fā)散。在同一照明器材10中，有些嵌入件可 以具有小平面，而有些嵌入件可以沒有小平面。這允許混合和匹 配來自每個照明器材的光，或者允許相對于該系統(tǒng)中的其它照明 器材混合和匹配光。使用具有小平面或者階梯的嵌入件的實例是 矯正本領域公知的"B桿現(xiàn)象(B pole phenomenon)"。在高達40 %至60 %的照明器材中的階梯形嵌入件可以用于消除這一 問題。高反射率嵌入件不僅與諸如旋壓鋁反射器的低反射率反射面 相比增加了照明器材的光量，而且由于利用這種高效反射精確地 控制可用光，所以減少了眩光并使更多的光置于運動場?？梢赃x 擇反射嵌入件120并將其安裝在模鑄反射架上。不必為每種光輸 出的預期變化而改變模鑄反射架。雖然可以制造幾種不同的反射 架樣式(例如，左變向、右變向、沒有變向等)，但是它與旋壓鋁 反射器不同，在旋壓鋁反射器中對于每種光束形狀需要有特定的 制造步驟用于每個反射器。
嵌入件120的可選特征在于從內(nèi)端到外端嵌入件120可以具 有階梯。 一個或者多個階梯用于沿著一個方向傳播光(或者減少 光 一 例如減少眩光或者溢散光)?？梢栽谀＞呱闲纬擅總€階梯。 這些階梯是使光的方向改變的非常高效的方式。這些階梯可以用 來代替模鑄反射架的側面變向樣式。甚至可以將這些階梯放在傳 統(tǒng)的旋壓鋁反射器中以使光變向。僅僅一個嵌入件能使從照明器材輸出的部分光變向。例如， 一個階梯形嵌入件可以傳播來自于照明器材的一部分合成光束的 光(也就是說，從大致圓形的光束的周邊向外產(chǎn)生相對小的擾動)。 多階梯形嵌入件可以傳播更大部分或者所有光束。相反，不同形 狀的階梯形嵌入件可以減小小部分、大部分或者全部光束的周邊。 階梯有可能不超過1/4英寸。更常見的是，階梯在0.080或者0.160 直線英寸的量級。階梯不必在位置或者高度上不變。因此，可以看出，選擇使用嵌入件120可以使來自照明器材 的光束的光變向。這對于眩光或者溢散光控制可能非常有用?？梢哉J識到，嵌入件120 (包括更換嵌入件120的能力)使 照明器材10具有很大的靈活性。利用相同的模鑄或其它的反射架 或主體，將來可以進行改型。例如，如果在初次安裝之后針對某 一照明應用的眩光和溢散光要求變得更加嚴格，那么可以改變嵌 入件120來滿足新的要求。以上已經(jīng)說明了通過形成反射架30而可行的不同的光束形 狀和結構，以及發(fā)射嵌入件120的選擇等。D.可選形式和替代形式應該清楚的是，本發(fā)明可以采取多種形式和實施例。本領域 技術人員清楚各種改型，這單獨地由權利要求書所限定。在各嵌入件120之間可具有稍微重疊量(例如，0.060英寸)。
權利要求
1.一種在不增加能量使用量的情況下增加目標區(qū)域的可用光的高強度照明器材，包括a.反射架，其可安裝到燈錐上且包括碗形外表面、內(nèi)表面以及主開口，所述內(nèi)表面包含適用于反射面的安裝結構，玻璃透鏡可以安裝到所述主開口上；b.具有非常高總反射比的反射面，其可安裝到所述反射架的安裝結構上；所述反射面包括i.大體由產(chǎn)生會聚光束的類型的旋轉面所形成的主要部分；以及ii.大體具有低會聚反射特性的第二部分。
2. 根據(jù)權利要求1所述的照明器材，其特征在于，所述低會 聚部分位于所述反射架的(a)底部和/或(b)側部中。
3. 根據(jù)權利要求1所述的照明器材，其特征在于，所述反射 架包括這樣的形狀，該形狀產(chǎn)生所述反射面的主要部分和第二部 分。
4. 根據(jù)權利要求3所述的照明器材，其特征在于，所述反射 架是鑄件。
5. —種高強度照明器材的反射架，包括a.本體，所述本體包括內(nèi)表面，所述內(nèi)表面包含適用于接收 反射面的安裝結構； b.所述內(nèi)表面包括大體由適于產(chǎn)生會聚光束的類型的旋轉 面所形成的主要部分；以及適于產(chǎn)生不同光束形狀的第二部分。
6. —種高強度照明方法，包括a. 提供反射架，所述反射架包括大體由產(chǎn)生會聚光束的類型 的旋轉面所形成的內(nèi)表面主要部分；以及產(chǎn)生不同的光束形狀的 類型的第二部分；b. 安置具有高反射比的反射面，所述反射面大體由所述主要 部分和所述第二部分形成；c. 以使得通過所述主要部分與所述第二部分的組合，產(chǎn)生非 對稱的光束。
7. 根據(jù)權利要求6所述的方法，其特征在于，所述第二部分 大體從所述反射架的中心橫向延伸。
8. 根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二部分 與所述主要部分相比大體具有低會聚特性，以使得與沒有所述第 二部分相比，更多的光適于沿所述照明器材的橫向變向。
全文摘要
高強度照明的設備和方法，在一方面，包括反射架，所述反射架具有主要部分，其大體由產(chǎn)生會聚光束的類型的旋轉面形成；以及由產(chǎn)生不同形狀的光束的類型的旋轉面形成的第二部分。將第二部分安置在所述反射架中允許沿期望的方向變向光束的各部分。
文檔編號F21V7/04GK101142441SQ200680008618
公開日2008年3月12日 申請日期2006年1月18日 優(yōu)先權日2005年1月18日
發(fā)明者M·K·戈爾丁, T·J·博伊爾 申請人:馬斯科公司