高爾夫球場、體育場及大區(qū)域照明用減眩向上照明裝置、系統(tǒng)和方法
【專利說明】高爾夫球場、體育場及大區(qū)域照明用減眩向上照明裝置、系統(tǒng)和方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求2013年5月20日遞交的美國臨時申請N0.61/825，370在35U.S.C.§ 119/35U.S.C.§ 120下的優(yōu)先權(quán)，該申請全文通過引用方式合并于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明的一些實施例總的來說涉及照明系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明的一些實施例涉及LED以及其他固態(tài)照明器材和設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0004]在運(yùn)動及寬廣區(qū)域照明中LED變得日益普及，但是也有擔(dān)憂。一個擔(dān)憂是觀看者觀看時LED照明的強(qiáng)度。為了理解該擔(dān)憂的重要性，需要理解如何對諸如體育場的目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行照射。任何目標(biāo)區(qū)域需要特定量的光落于其上。這些光可以來自精確定位源，諸如一個或多個LED，或者其可以來自發(fā)散源，諸如在太陽模糊的多云天氣來自天空的光。在精確定位源的情況下，觀看時可能令人非常不悅，因為源強(qiáng)度與目標(biāo)強(qiáng)度之間的比率極高。當(dāng)該比率非常高時，實際上減弱了目標(biāo)區(qū)域或場地上的光感，這看起來需要場地上有更多的光，可能導(dǎo)致極高的光級，但是實際的可視性和光品質(zhì)較差。
[0005]使用LED來照明的第二個相關(guān)的擔(dān)憂是可能需要向上照明。在許多體育運(yùn)動中，諸如棒球、足球和高爾夫，有時球?qū)⒃诳罩懈咛?，為使競賽者和觀眾能夠看到空中的球，要求有良好的照射。這對于日光比賽不成問題，使用諸如HID光源的常規(guī)照明設(shè)備不難實現(xiàn)，因為那些類型的光源趨向于灑出大量的量，即使當(dāng)光向下瞄準(zhǔn)場地，也足以提供向上照明。而且，常規(guī)的照明設(shè)備通過來自場地的反射來提供向上照明。因為夜間背景實質(zhì)上是黑的，所以不要求很多。然而，反射光所能照射的高度有限制(例如，自地面水平起)。此外，現(xiàn)代照明設(shè)備尤其是LED照明設(shè)備的改進(jìn)的照明和炫光控制會不利地減弱向上照明，因為高度瞄準(zhǔn)場地且提供充足但非過量“地面水平”向上照明的向下照明在“飛行區(qū)”(地面以上的空間)反射照明區(qū)中提供了極少的向上照明或者不提供任何向上照明。同時，試圖增加向上光會由于LED照明的強(qiáng)度而產(chǎn)生不期望的炫光。在其全文通過引用方式合并于此的美國專利申請12/939,838中深入討論了一般向上照明的問題。試圖使用瞄準(zhǔn)“飛行區(qū)”的LED照明設(shè)備加劇了尤其是LED照明所伴隨的向上照明問題。這種照明會產(chǎn)生炫光，因為炫光是基于光源強(qiáng)度而覺察到的。每個LED都是極小(相對于大多數(shù)大面積光源)的強(qiáng)光源，對于場地或目標(biāo)區(qū)域上相同級別的照射，這相比較大的、不太強(qiáng)的光源產(chǎn)生了更多的炫光。因此，本技術(shù)領(lǐng)域仍有改進(jìn)的余地。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]給定強(qiáng)度和向上照明的需要，構(gòu)思本發(fā)明的實施例來改進(jìn)或推進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)。特別地，實施例提供了不可預(yù)期的有益效果的組合，例如不可預(yù)期的照明效率的提高以及不可預(yù)期的炫光減弱。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)的一個問題是LED照明所產(chǎn)生的強(qiáng)度和/或炫光。本領(lǐng)域已知的是，在強(qiáng)的LED光源周圍增加附加的光源會減弱炫光感，可能是因為較大的光源將趨于增強(qiáng)人眼對光的適應(yīng)性。同樣，對于被按既定強(qiáng)度照射的目標(biāo)而言，如果光源較大，則光源強(qiáng)度較低，因此炫光減弱。
[0008]根據(jù)本發(fā)明方案的實施例提供了新穎的、有價值的及不可預(yù)期的有益效果。
[0009]根據(jù)本發(fā)明方案的一些實施例使用反射來自LED的光的反射器、遮板或包層，從而增加光源的被感知尺寸。這得到了多個有益效果，諸如顯著增加了到達(dá)目標(biāo)的光，由于捕獲了更多的光減弱了需要來自光源的光強(qiáng)度，和/或由于反射器或其他組件或表面充當(dāng)遮板而減弱了炫光。
[0010]根據(jù)本發(fā)明方案的另外的實施例使用一個或多個漫反射器、遮板或包層來再引導(dǎo)來自可視LED源的燈光以增加既定目標(biāo)區(qū)域上的光。
[0011]根據(jù)本發(fā)明方案的另外的實施例使用一個或多個漫反射器、遮板或包層來再引導(dǎo)來自隱藏或部分隱藏的LED源的燈光以增加給定目標(biāo)區(qū)域上的光。
[0012]根據(jù)本發(fā)明方案的另外的實施例使用漫射透鏡材料來攔截來自LED光源的一些光、大部分光或全部光。這些實施例的有益效果可以包括:減弱感知到的炫光，以及允許有諸如較少炫光、相對于場地更好地放置光源、改進(jìn)的光截斷以及改進(jìn)的向上光的有益效果。
[0013]根據(jù)本發(fā)明方案的另外的實施例使用部分漫射的LED光源來產(chǎn)生照明區(qū)，該照明區(qū)在一些區(qū)域上提供強(qiáng)的照明而在其他區(qū)域上提供漫射照明。
[0014]根據(jù)本發(fā)明方案的另外的實施例使用部分漫射LED光源來提供向上照明到飛行區(qū)，與未經(jīng)漫射的燈光相比，飛行區(qū)的刺眼度減小。
[0015]根據(jù)本發(fā)明方案的另外的實施例提供用于諸如體育場和高爾夫球場的目標(biāo)區(qū)域的LED照明，通過將來自使用LED光源的器材的光的一些或全部漫射，其提供了充足的向下照明和充足的向上照明，而沒有過多的炫光。
[0016]根據(jù)本發(fā)明方案的另外的實施例提供了用于高爾夫球場上的向下照明和向上照明的LED照明，其提供了低而充足水平的向下照明，同時具有低而充足水平的向上照明，并且具有低水平的炫光和減弱的刺眼度。
[0017]根據(jù)本發(fā)明方案的另外的實施例提供了用于向下照明和向上照明的具有不同的顏色或色溫的LED照明。
[0018]根據(jù)本發(fā)明方案的另外的實施例減少了直接從LED源可見的相對光量，同時保持來自具有關(guān)聯(lián)的反射遮板或包層的器材的大約相同的設(shè)計量的光。
[0019]通過在保持或減少從目標(biāo)區(qū)域看到的光強(qiáng)度的同時增加從LED器材引導(dǎo)到目標(biāo)區(qū)域的光量，根據(jù)本發(fā)明方案的另外的實施例減少了照射目標(biāo)區(qū)域所需的能量，同時保持充足或改進(jìn)的實際或被感知水平的照射。
[0020]根據(jù)本發(fā)明方案的另外的實施例提供了具有充當(dāng)器材發(fā)出的光的50%至5%量級上的源的漫反射器、遮板或包層的LED照明，從而在提供充足或改進(jìn)的光水平的同時減少被感知的炫光。
【附圖說明】
[0021]圖1A-1I示出了根據(jù)所構(gòu)思的本發(fā)明方案的照射的各種LED器材、目標(biāo)區(qū)域和照射實例。
[0022]圖2A-C、3A_C和4A_C示出了包括根據(jù)所構(gòu)思的本發(fā)明方案的一些特征的各LED器材的視圖。
[0023]圖5A-D示出了根據(jù)所構(gòu)思的本發(fā)明方案的LED器材的實施例。
[0024]圖6示出了根據(jù)所構(gòu)思的本發(fā)明方案的LED器材的實施例。
[0025]圖7A-F示出了根據(jù)所構(gòu)思的本發(fā)明方案的LED器材的實施例。
[0026]圖8示出了根據(jù)所構(gòu)思的本發(fā)明方案的LED器材的近視圖。
[0027]圖9A-C是根據(jù)所構(gòu)思的本發(fā)明方案的具有LED器材的高爾夫球場的一部分的圖解示意圖。
[0028]圖10A-B圖解地示出了根據(jù)所構(gòu)思的本發(fā)明方案的器材的包夾視角。
[0029]圖11A-C示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的照明器具的立體圖。圖11C示出了照明器具的后視圖。
[0030]圖12A-E示出了沿著圖11C的線A_A的圖11A-C的照明器具的剖視圖。圖12A示出了基本剖視圖。圖12B示出了圖12A的剖視圖，示出了遮板300的不同的樞轉(zhuǎn)位置(參見300A和300B)。圖12C示出了圖12A的剖視圖，示出了不同的安裝表面102A和102B。圖12D示出了圖12A的剖視圖，示出了內(nèi)遮板503的不同的瞄準(zhǔn)角(參見503A-C)。圖12E示出了圖12A的剖視圖，示出了任選的反射組件305的添加。
[0031]圖13A-C示出了使用圖11A-C的照明器具進(jìn)行向上照明的兩個可能的選擇。圖13A示出了器材低位安裝于柱子上且翻轉(zhuǎn)。圖13A和13B示出了在陣列內(nèi)器材高位安裝到柱子上，且具有附加的外樞轉(zhuǎn)遮板300 (參見300A和300B)。圖13C是圖13B的細(xì)節(jié)A的放大圖。
【具體實施方式】
[0032]背景
[0033]總體上講，如果光源是漫射的，則其幾乎不會被看作精確定位(較少漫射)源。用于諸如體育運(yùn)動照明的區(qū)域照明的LED通常被視為相對刺眼的光源，因為它們接近光源點(相對于許多或大多數(shù)其他的大小的或廣域的光源)。因此，漫射LED照射的裝置和方法是所期望的。Hickcox 等人(2013 年 2 月 20 日公開于 Lighting Research and Technology上的 Hickcox, K 等人的 “Effect of different coloured luminous surrounds on LEDdiscomfort glare percept1n”(lighting Res.Technol.2012 ;0:1-12)，該文南犬全文通過引用方式合并于此)已經(jīng)證實，具有貢獻(xiàn)出觀看者所看到的全部光的一些可測部分的發(fā)光源的環(huán)繞LED燈能夠顯著減弱炫光感