CN101142440A - 具有以高反射率材料模铸的反射器框架的运动照明器材 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于高强度照明器材的装置及方法。在一个方面，模铸金属反射器框架(30)用来代替旋压的碗形铝反射器，反射器框架(30)有点类似于碗形，包括具有安装结构的内表面。高反射比的片材或者多个高反射比的嵌入件(120)放在安装结构上以形成反射面(32)。这使得反射面具有高度的可定制性，并且使光损失最小。

Description

具有以高反射率材料模铸的反射器框架的运动照明器材

相关申请的交叉引用

根据35U.S.C.§119，本申请要求2005年1月18日提交的美国临时申请No.60/644534的优先权，其全部内容以引用的方式包含在此。本申请还是下列全部在2005年1月18日提交的美国临时申请的非临时申请：No.60/644639；No.60/644536；No.60/644747；No.60/644720；No.60/644688；No.60/644636；No.60/644517；No.60/644609；No.60/644516；No.60/644546；No.60/644547；No.60/644638；No.60/644537；No.60/644637；No.60/644719；No.60/644784；No.60/644687，各申请的全部内容以引用的方式包含在此。

以引用的方式包含在此

下列美国专利的全部内容以引用的方式包含在此：4816974；4974303；5161883；5600537；5816691；5856721；6036338。

I.背景技术

A.技术领域

本发明涉及产生用于相对远目标的高强度受控集中光束的照明器材。一个主要的例子是运动场照明。

B.现有技术中的问题

运动照明器材2的最传统的形式是：具有透明玻璃透镜3的铝制碗形反射器中的几个脚悬挂在横臂7上，横臂7通过可调转向节(knuckle)4固定到杆6上。

运动照明器材2的这种基本构造多年来一直保持相对固定，因为这是一种相对经济且耐用的设计。这种构造体现了如下两方面的合理折衷：一方面期望为远距离目标经济地控制高强度光，同时又要使风力载荷最小化，当照明器材在户外置于空中有时候远高于100英尺的位置时，这种风力载荷成为一个特别重要的问题。更大的反射器能够更好地控制光。然而，风力载荷使其行不通。运动照明系统的很大一部分成本涉及如何将灯竖立起来。风力载荷越大，杆必须越坚固并因此越昂贵。并且，传统的铝制碗形反射器通过旋压加工而形成。对于杆6上的用于不同照明应用的不同照明器材2需要不同的光束形状。用于制造铝制碗形反射器的旋压方法相对有效且经济，即使对于各种反射器形状和光控效果也是如此。铝的抗腐蚀性是非常有用的，尤其对于户外照明。

近几年，运动照明还必须处理眩光和溢散光的问题。例如，如果光传播到运动场的区域之外，则光可能溢散到运动场附近的居民住宅。

II.发明内容

因此，本发明的主要目的、特征或优势在于，提供一种高强度照明器材、其使用方法及其在照明系统中的应用，该照明器材改进或解决了本领域中的某些问题和缺陷。

本发明的其它目的、特征或优势包括：这种照明器材、方法或系统可以实现下列一项或多项：

a)减少能量使用；

b)对于固定数量的能量，增加每个照明器材的可用光量；

c)更有效地利用每个照明器材对目标区域产生的光；

d)无论在室外还是室内，这种类型的高强度照明器材对于多数运动照明或其它典型应用是坚固耐用的。

B.本发明的示例性方面

在本发明的一个方面，旋压铝反射器由在上面可以放置高反射率反射表面的反射器框架替代。相对较薄的高反射率面可以安装在反射器框架的内部并由多个元件遮护。这种反射器框架经济耐用，并且可以经济地批量生产。这种反射器框架可以制造得非常精确，以至于各反射器框架彼此是一致的。此外，不是具有反射面且支撑反射面(例如旋压铝反射器)，而是将反射面独立地施加到反射器框架上，通过互换反射面而形成不同的光束形状和特性，这不同于制造不同的旋压铝反射器。

在本发明的另一个方面，至少一部分主反射部分具有不同于随从旋转面的那部分的形状和方向。一个例子是位于灯之下的角形部分，该部分比由旋转面形成的那部分更低地会聚光。这可以有效地使将要从反射面的下部反射并向外、向上溢散到目标区域之外的光沿着照明器材瞄准的方向照到目标区域上。第二个例子是位于灯的一侧或另一侧的角形部分，该部分比由旋转面形成的那部分更低地会聚光。这可以有效地使趋于向外溢散到目标区域之外的光沿着与照明器材的那侧相反的方向偏转回目标区域上。如果适当地使用，主反射面的每个低会聚性部分可以增强而不是损失到达目标区域的光，因此增加了每所用能量单位的到达目标区域的光量。这还可以使照明器材的数目最少化。这还可以减少眩光和溢散光。参考所附说明书和权利要求书，可以更好地理解本发明的这些和其它目的、特征、优势和方面。

III.附图说明

图1A至1F示出一种传统的运动照明系统及其部件的总的示意图。

图2是根据本发明示例性实施例的照明器材的部分分解视图。

图3A和3B是图2的组装视图。

图4A和4B是根据本发明的有微小改变的实施例的组装视图。

图5A至5E是示意性地示出可以位于图2至图4所示反射器框架内部的反射嵌入件的各种视图。

图6A至8A是反射器框架的一个实施例的各种视图。

图7A至7F示出一种可选反射器框架。

图8A至8E示出一种可选反射器框架。

图9A至9L示出一种可选反射器框架。

图10A至10L示出其它的可选反射器框架。

图11A和B是和上述类型的反射器框架一起使用的一种部件的视图。

图12A至12D是和所述反射器框架一起使用的另一部件的视图。

图13A和13B是用于上述图中的任一反射器框架的通风管的平面图。

图14A至14C是能够可拆除地位于反射器框架内部的反射嵌入件的各种视图。

图15A至15C是反射嵌入件的可选实施例。

图16A至16C是反射嵌入件的另一实施例。

图17A至17C是反射嵌入件的另一实施例。

图18A至18C是反射嵌入件的另一实施例。

图19A至19C是反射嵌入件的另一实施例。

图20A至20C是反射嵌入件的另一实施例。

图21A至21C是反射嵌入件的另一实施例。

图22A至22C是反射嵌入件的另一实施例。

IV.具体实施方式

A.示例性装置

反射器框架30(铸铝413-参见图6A至图6Z)与灯锥40用螺栓连接。主反射面32(此处包括多个具有较高总反射比的并排条，参见美国专利No.6036338)安装在反射器框架30的内部。反射器框架30具有由旋转面形成的主要部分，并且具有至少一个取向不同的部分。因此，反射器框架30预设计为，在光束施加到反射器框架30上之后使由反射面产生的一部分光束偏移。用于玻璃透镜32的透镜框可拆除地锁在反射器框架30的前部。遮护罩70可以安装到透镜框上，并且从就位的反射器框架30的上前方延伸。遮护罩70包括位于其内部的高反射率条72。

1.反射器框架30概述

图4至图16示出反射器框架30的细节。反射器框架30由模铸(die-cast)的铝(例如铝合金413)制成。反射器框架30还可以由其它材料(例如涂有粉末的钢)制成。与现有技术的旋压碗形反射器不同，反射器框架30不具有用于将光可控地反射到目标区域的任何表面。因此，反射器框架30不需要在铸造后进行较多的处理。反射器框架30为主反射面32提供了基本的框架或者支撑，主反射面32使照明器材10的大部分光束成形并对其进行控制。反射器框架30基本上是碗形，具有基本封闭和光滑的外表面。

反射器框架30比传统的旋压铝反射器更厚更坚固(估计更坚固2至3倍)。模铸法使得可以经济地制造不同形式的反射器框架30。相比之下，不仅模铸反射器框架比通常的旋压铝反射器更坚固(能抵挡诸如冰雹、棒球等物体和其它力)，而且模铸反射器框架在构造上更灵活，能为运动场产生更柔和更易控制的照明。在模铸之后，反射器框架可以经过喷丸处理或者喷砂处理，且其外表面可以经过油漆处理。

如图所示，凸起或者突出物31从反射器框架30的外部延伸。这些突出物是用于模铸的推顶杆，以至于铸件不会发生扭曲。模铸法提供了以经济的方式形成用于照明器材的主反射面的框架的非常精确的方法。

当组装时，灯20经过位于反射器框架30的底部或者中央的开口110延伸，并且基本上位于反射器框架30的中央。高反射率的反射面32围绕着灯20的包围弧光管12的玻璃罩的主要部分。横向穿过弧光管12的中央(其赤道线)的正交面基本上突出到反射面32上，但是因为弧光管12相对于反射器框架30的中心瞄准轴线(灯20的纵轴基本上沿着反射器框架30的中心轴线)倾斜，所以弧光管12的突出赤道线的一部分从反射器框架30的前方开口倾斜地伸出。

通过将反射器框架30安装到灯锥40上的螺栓或者螺钉利用压紧环114(1/16英寸厚的铝5052-H32，甚至用蚀刻进行阳极化处理，参见图12A至12D)将垫圈112(厚度为0.060的机械级别的特氟隆Teflon^TM(PTEF)，参见图11A至11B)夹持在开口110的周围。可以将反射器通风管116(参见图13A和13B)(例如美国大湖公司(Great Lakes)过滤器，零件号ACF-F-30 PPI-75-75或者等价物)插入反射器框架30的通风口118(参见图6D)，用于将经过过滤的空气交换到反射器框架30的内部，基本上在工厂对通风口118进行密封。

反射器框架30大致为普通的运动照明旋转面的形状(抛物线或者双曲线或者其组合)，这是因为反射器框架30要支撑产生受控集中光束的主反射面32。这种光束需要在竖直和水平面均受到控制。如图6A所示，反射器框架30的大部分(参见附图标记102)由位于过渡点104和105之间的基本的旋转面(例如抛物线或者双曲线形)形成—大约为反射器框架30上部的244°。当反射面32覆盖在反射器框架30的这部分102之上时，照明器材10捕捉和精确地控制灯20的光能的主要部分，并且将其会聚为用于运动照明的形状。

B.组装和使用

实际上，诸如上述的一组照明器材10将用在为特定运动场定制的运动照明系统中。照明规格(通常包括光量和最小均匀度，有时包括眩光、溢散光和光晕限制)通常是准备好的或者是公知的。在本领域中众所周知的是，计算机软件可以设计照明系统，包括为了满足照明规格所需要的光束和光束形状的类型、照明器材的数目以及所在位置。计算机软件可以产生报告以描述为了满足设计所需的照明器材的数目、杆的位置、光束的类型以及瞄准角度。

如上所述，照明器材10可以经过组装以产生用于运动照明的多种光束和常用的光束形状。利用上述报告，可以在工厂预组装一组照明器材10。组装工人可以从库存中找出报告中所需求的用于每种光束类型的适当反射器框架30。大约一半反射器框架将包括侧面偏移部分109(并且其中大约一半划分为左偏移和右偏移)。同样，可以根据报告指出的照明器材的位置和功能从库存中找出用于每个照明器材的适当的反射嵌入件120、遮护罩70A或70B以及遮护罩反射嵌入件72。

组装工人将适当的反射嵌入件120安装在每个反射器框架30的销上，并且将适当的遮护罩反射条72安装在各照明器材10的遮护罩70上(根据遮护罩70的精确结构，可以首先将安装条或者支架固定到遮护罩70上)。在安装的两侧上具有防反射涂层的玻璃透镜54组装到与遮护罩70相连的透镜框230中。

适当瓦数的Z-lamp^TM灯20旋入每个照明器材10的插座154中，并且通过销和槽的方法和/或通过校正槽进行对齐，以至于由弧光管12的纵轴和灯20的纵轴限定的平面相对于反射器框架30适当地对齐。

将其它部件(包括上述具体描述的那些部件)组装起来，以完成给定照明系统的每个照明器材10的组装，包括将透镜54和遮护罩70的组合体锁在反射器框架30上，并且密封除用于放置过滤器的指定开口之外的全部孔。组装工人采取适当的措施以避免任何外来物质在透镜54和遮护罩70密封地安装到反射器框架30上之后附着于或者位于反射器框架30的内部。这包括剥除反射器框架30和遮护罩70的高反射率嵌入件上的脱离片材保护罩。

C.额外的例子

1.反射器框架30的低会聚性下侧部分108

反射器框架30可以包括特性不同的部分(参见图6A至图6Z，附图标记108)。该部分与部分102的旋转面具有不同的形状。在图6F所示的形式中，部分108大约为116°且位于反射器框架30内部的下半球中央。当高反射率的主反射面32施加在部分108上时，与光被部分102(该部分由一致的旋转面形成)反射的情形相比，光以更低会聚的方式被反射。

因此，反射器框架30特意铸造为包括至少一个这样的部分，该部分支撑高反射率材料，在不同的低会聚方向朝向光源20，并且该部分不是由反射面32的其余部分(其基本上是会聚的)拟合的一般旋转面的一部分。容易为照明器材10设计和制造这种低会聚的部分，因为反射器框架30是铸件而反射面是增加到反射器框架上的。低会聚性部分108设计成使照明器材10的将离开运动场的光改变方向，并且使其处于有用的位置为运动场照明。实际上，对于运动照明器材的标准瞄准角度而言，照在下半球的低会聚性部分108上的光可用于照亮运动场，而不是沿水平或者在水平之上行进且“溢出”运动场。

玛斯珂公司(Musco Corporation)以前已经调整了普通的传统旋压加工的碗形反射器的一部分旋转面来调整来自反射器的那部分光的方向。参见玛斯珂公司的美国专利No.4947303，其内容以引用的方式包含在此。然而，那种方法涉及增加单独的嵌入件在旋压反射器的反射面上或者机械喷丸处理或蚀刻旋压反射器的那部分来调整反射器的那部分的反射特性。在本发明实施例的照明器材10中，铸造反射器框架30的使用允许与反射面分离的非反射支撑结构成为反射支撑架的组成部分。这避免了使用独立的覆盖件或者调整反射面。

2.反射器框架30的侧面偏移部分109

作为选择，反射器框架30可以具有额外区域，类似于上述低会聚性部分108，该区域能够变更为支撑反射面32以使光发散。部分109的不同之处在于它位于反射器框架30的横向侧面上(并且就位时位于灯20的横向或一侧处)。然而，它的作用与把将要离开运动场的光拉回到运动场上相同。如图所示，这些侧面偏移部分可以在反射器框架30的任一侧上，并且可以具有不同的构造。参见图7至图10的附图标记109L和109R，示出了照明器材10的不同的侧面偏移构造的各种例子。

因此，光的这种“侧面偏移”或者基本水平的偏移在运动照明中特别有用。它可以允许可能是眩光或者溢散光的光被“推动”或者偏移回到运动场上。它还允许将额外的光照在运动场的某一区域上而不增加更多的照明器材，或者反过来允许从某一区域移除一些光。

可以认识到，减少一个照明器材的眩光和溢散光的能力是重要的。即使对于一个照明器材而言，实质上消除光溢散到运动场之外(例如到邻居的住房上)或者产生眩光(例如到相邻街道的司机上)的现象可能是非常有利的。但是，使特定照明系统中的多个照明器材的光偏移可以连续显著地减少眩光和溢散光。此外，使光偏移与减小照明器材的光的强度(至少在照明器材的灯的初始工作期间)相结合可以大大地减少眩光和/或溢散光。

模铸反射器和精确地形成多种形状(从而具有多种光偏移功能)的能力提供了如下很大的灵活性，即，“推动”光到对于照明应用有利的位置和/或“拉动”光离开被视为非有利的位置。一个运动场上的例子是使更多的光仅仅在棒球场的第二个垒之后偏移。另一个例子是减少足球场的端部角落的溢散光。或者运动场上的和离开运动场的光偏移都可以发生。可以增加或者减少运动场的某一部分处的光，或者使将要离开运动场的光改变方向而增加到进入运动场的光中。设计者可以选择目标空间中的几乎任何地方的光的位置和强度。虽然诸如光束宽度、到目标的距离等事项对光偏移的大小有一定影响，但是还是可以拥有上述优势。因此，特定照明应用的单个照明器材或者多个照明器材可以具有光束偏移部件或者光偏移部件，以至于可以定制照明应用。

3.高反射率主反射面32(反射嵌入件120)

反射面32独立于反射器框架30。在该示例性实施例中，反射面32由一组(例如36个，每10°左右围绕着反射面32)称为反射嵌入件120的高反射率片材材料的细长条构成。各个嵌入件120的形状(例如宽度)、镜面反射度(例如更多漫射或者更多闪光)和外观(例如光滑的、成梯状的、喷丸的、有纹理的)可以彼此不同或者全部类似。

图14A示出了反射嵌入件120的一个实例。它由0.020厚度的Anolux MIRO^IV阳极氧化照明片材材料(可以从加拿大安大略省宾顿市的Anomet公司获得)制成。这种材料具有较高的总反射比(至少95％)。这种材料可以成形为曲形。图17B示出了一个安装在销126和128上的成形轮廓。这种材料具有化学增亮而形成氧化物的坚硬光亮面的高纯度铝的基层，并且具有超反射性的蒸气沉积的薄膜外层。这产生了相对坚硬耐用的表面，该表面要使入射在其上的最少95％的可见光线反射。这种材料以平坦的片材形式供应。嵌入件120被切割为预期形状，并且是平坦的。薄塑料的自粘附型可脱离保护片材加在反射侧上以使反射面在操作期间不受指纹或者其它外来物质的影响。

临时性保护的脱离片材可以在制造时放在反射条120的反射侧上。可以在脱离片材上制造划线到以允许“断开和剥除”脱离片材。当组装照明器材10时，工人可以安装每个反射条120而不必担心指纹或者其它物质粘到反射条120上(他/她可以抓住嵌入件120，甚至触摸其前、后侧，而不会将指纹留在反射侧上)。但是在组装的适当时候，可以通过剥除脱离片材而快速容易地将其去除。

当将反射嵌入件120安装在反射器框架30上就位后，反射嵌入件120基本上被限制在内部销126和外部销128之间。反射嵌入件120不必精确地靠在位于其后的反射器框架30的实体面上来限定其自身的外形，但是反射器框架30的确为反射嵌入件120提供了基本的支撑和形状，因为每个反射嵌入件挂在碗形反射器框架30的两个销上。

各个嵌入件120的材料具有高度的一致性，因为它由大的片材在严格且高度可控的制造条件下制成。材料的细微之处在于它用于反射光更有效(因此更多能被利用的光到达运动场)，并且其非常高的反射率导致可以更精确地控制反射光(它使光源更精确地反射出)。这极大地提高了运动场的运动照明系统中的照明器材10的有效性和效率。

反射面32的替代物是可以从供货商(例如德国恩内佩塔城的Alanod Aluminum公司)获得的涂覆有银的铝。这种类型的材料可以比上述材料实现更高的反射率(也许高3％)，但不是同上述材料一样耐用。

图14A至图22A示出了可以安装到反射器框架30的内表面的反射嵌入件120的各种实例。预先制造的高反射率条120不必进行抛光或者其它处理，而这些处理对于旋压铝反射器而言需要进行多次。因此，避免了传统的旋压铝制照明器材的另一成本。并且，旋压铝反射器在抛光之后出现的颜色分离或者条纹得以避免，这是因为反射条120的一个面是平的(虽然沿着另一个曲面安装)并且在制造之后不经过抛光处理。

在一个示例性实施例中，36个嵌入件120(当底部为2英寸时)安装在反射器框架30上。每个选定嵌入件的特性及其在反射器框架30上的位置取决于照明器材预期的光束类型。可以对嵌入件120安装后的宽度、曲率及其表面特性进行设计以产生用于特定运动场的特定照明器材的所需类型和特性的光束。可以为照明器材定制嵌入件120。作为选择，可以形成有限个样式的库存，所有库存件都能安装在反射器框架30的一对销126和128上，并且能产生运动照明所需的许多标准光束类型。可以根据计算机控制的程序和/或运动场的规格确定用于该运动场的照明系统的每个照明器材的特定反射嵌入件120。因此，工人可以容易地为指定照明器材选择和安装适当的嵌入件120，而不必在照明设计中进行试验或者专家鉴定。工人基本上必须使库存项目与那个照明器材的规格相匹配。

每个嵌入件具有朝向相对端的成形开口122和124，这些开口适于与反射器框架30内部的一组内安装销126和外安装销128协同作用。每个反射嵌入件120上的每组开口122和124的间距和构造，以及反射器框架30上的相对应的那组内部销126和外部销128的间距和构造允许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紧固件，也不必使用工具。

图9A及其后续图示出了内部销126和外部销128的细节以及如何安装嵌入件120。将反射嵌入件120的矩形开口122竖直置于内部销126之上直到反射嵌入件120的平面处于内部销126的槽127的高度处。然后反射嵌入件120相对于内部销126稍微向前滑动，以至于保持反射嵌入件120的内端不运动。然后反射嵌入件120的较宽外端基本上滑入配合到外部销128之上。延伸到反射嵌入件120的成形开口124中的小的舌状物125可以稍微弯曲但是通过摩擦少量地咬合到销126中并且施加弹性力以将反射嵌入件120保持在内部销126和外部销128上就位。将嵌入件120安装在一组销126和128上之后，嵌入件120的曲形以及其材料的固有弹性抵抗其在工作期间进一步弯曲或者回到平坦构造，包括抵抗试图接近灯20、热源的倾向。

每个反射嵌入件120实质上形成光源(弧光管12和灯20)的单个小反射器。为了从照明器材10产生高度受控的合成光束，反射嵌入件在反射器框架30中安装和位置的准确性是重要的。反射嵌入件120的销式安装方法允许准确地放置嵌入件120且阻止嵌入件120在就位后发生形状或者位置的变化。此外，该方法使得快速和容易地将嵌入件120组装到照明器材10中。

可以认识到，可以为不同的照明效果制造不同样式和构造的反射嵌入件120。利用旋压反射器不容易实现这一点。如图14至图22所示，反射嵌入件120的精确的曲形轮廓以及其宽度可以确定照明器材10所产生的合成光束的特性。在玛斯珂公司的美国专利No.6036338中说明了所涉及的原理，该专利的内容以引用的方式包含在此。需要注意的是，更宽的反射条120(例如图20A所示)可以包括两对内部成形开口122和外部成形开口124，并且利用两组内部销126和外部销128。

如图6A至6Z所示，多对内部销126和外部销128在反射器框架30的不同部分处间距不同。例如，在反射器框架30的主要部分102处，所有销对126/128等距地间隔开第一距离。在低会聚性部分108或者侧面偏移部分109处，销对126/128具有更短但相等的间距，这是因为用于这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为相同的反射器框架30产生不同的光束特性。嵌入件120的实例如图所示。这些实例可分成三个主要类别：(a)在透镜端部宽2英寸，用于中等宽度的光束(图21A)；(b)宽4英寸(透镜端部)，用于更宽的水平光束传播(图19A至图20A，其中利用更少的照明器材实现照明)；(c)以及宽1英寸(透镜端部)，用于相当窄的光束传播(通常用于远离目标的照明器材)(图14A)。当然，其它构造也是可以的。可以为不同的照明效果设计不同的宽度、镜面反射度、形状和反射面。对于整个照明器材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可以不经过更改便应用于不同形状的反射器框架30，并且可以为照明器材10产生不同的光束形状。图6A至6Z示出了可以产生诸如本领域中公知的中等反射类型3的光束的反射器框架和反射嵌入件。本领域的技术人员可以认识到，可以利用适当的反射嵌入件和不同形状的反射器框架30产生其它类型的光束(例如，宽反射类型4、窄反射类型2等)。

此外，低会聚性下侧部分108或者低会聚性侧面偏移部分109可以改变照明器材10的光束的特性。图7、8、9和10示出了反射器框架30的低会聚性部分108以及具有或者不具有左或右侧面偏移部分109的不同构造。图6A至6C、10A至9C和19A至10C示出了诸如先前所述的低会聚性下半球部分108的变化。图7A至7C、9A至9C和10G至10I除了低会聚性下侧部分108之外增加了所谓的右侧面偏移部分109R。反射器框架30的横向侧面上的部分109R具有不同于主要部分102的形状。部分109R的形状也可以不同于低会聚性部分108。可以认识到，通过选用那种形状，与主要部分102相比，可以使入射在置于侧面偏移部分109R上的主反射面32上的光形成更低的会聚。因此，这种光将趋于更直接地被引导到图7A所示页面的外部，而不是到图7A的右部。对于将方向瞄准目标的照明器材，部分109可以将大量光偏转回目标，否则照明器材将从部分109所在的那侧偏离目标地投射光。典型的侧面偏移是360°主反射面32的大约60％。

与此类似，图8A至8C、9J至9L和10J至10L示出了左侧面偏移部分109L的变化。部分109L被加到反射器框架30上以便使将要朝向反射器的瞄准轴线会聚然后穿过轴线到达偏离目标的地方的光偏移，并且使那部分光偏转回目标。

需要注意的是，图7至图10仅仅示出了部分108和109的几个构造实例。当然，其它构造也是可以的。

通过利用反射器框架30的变化(例如低会聚性部分108或者侧面偏移部分109L或R)而容易形成的能力可以实现光束的定制。由于铸造反射器框架30的能力，所以可以不利用或者利用名义上的额外成本而容易地制造反射器框架30的上述部分。还由于形成任意多个可以在反射器框架30上互换的不同反射嵌入件120(具有任意多种反射特性)的能力，所以可能存在几乎无数个光束形状。

除了嵌入件120的宽度之外，可以修改其它特征来产生不同的反射特性。例如，可以将刻面或者其它表面变化增加到任何嵌入件120或者嵌入件120的任何部分上。一个实例是在用于侧面偏移部分109L或R上的嵌入件120上的刻面。另一个实例是阶梯形反射面。另一个实例是刻面或者阶梯与光滑面的组合。另一个实例是在反射面的一部分上采用油漆。根据照明器材10的光束的形状和特性允许对这些实例的任一个进行更多的定制和灵活变化。在玛斯珂公司的美国专利No.6036974中说明了用于例如高反射率材料的反射条或者片材的这些表面类型的实例。

刻面趋于使光发散。在同一照明器材10中，有些嵌入件可以具有刻面，而有些嵌入件可以没有刻面。这允许混合和匹配来自每个照明器材的光，或者允许相对于该系统中的其它照明器材混合和匹配光。使用具有刻面或者阶梯的嵌入件的实例是矫正本领域公知的“B杆现象”。在高达40％至60％的照明器材中的阶梯形嵌入件可以用于消除这一问题。

高反射率嵌入件不仅增加了照明器材的例如旋压铝反射器的低反射率反射面上的光量，而且由于利用这种有效反射精确地控制可用光，所以减少了眩光并使更多的光置于运动场。可以选择反射嵌入件120并将其安装在模铸反射器框架上。不必为每种光输出的预期变化而改变模铸反射器框架。虽然可以制造几种不同的反射器框架样式(例如，左偏移、右偏移、没有偏移等)，但是它与旋压铝反射器不同，在旋压铝反射器中对于每种光束形状需要有特定的制造步骤用于每个反射器。

嵌入件120的可选特征在于从内端到外端嵌入件120可以具有阶梯。一个或者多个阶梯用于沿着一个方向传播光(或者减少光—例如减少眩光或者溢散光)。可以在模具上形成每个阶梯。这些阶梯是使光的方向改变的非常有效的方式。这些阶梯可以用来代替模铸反射器框架的侧面偏移样式。甚至可以将这些阶梯放在传统的旋压铝反射器中以使光偏移。

一个嵌入件仅仅能使从照明器材输出的部分光偏移。例如，一个阶梯形嵌入件可以传播来自于照明器材的一部分合成光束的光(也就是说，从大致圆形的光束的周边向外产生相对小的凸起)。多个阶梯形嵌入件可以传播更大部分或者所有光束。相反，不同形状的阶梯形嵌入件可以减小小部分、大部分或者全部光束的周长。阶梯有可能不超过1/4英寸。更常见的是，阶梯在0.080或者0.160直线英寸的量级。阶梯不必在位置或者高度上不变。

因此，可以看出，选择使用嵌入件120可以使来自照明器材的光束的光偏移。这对于眩光或者溢散光控制可能非常有用。

可以认识到，嵌入件120(包括更换嵌入件120的能力)使照明器材10具有很大的灵活性。利用相同的模铸或其它的反射器框架或主体，将来可以进行改进。例如，如果在初次安装之后用于某一照明应用的眩光和溢散光要求变得更加严格，那么可以改变嵌入件120来满足新的要求。

D.可选形式和替代形式

可以认识到，本发明仅仅提供了根据本发明的几个示例性实施例。对于本领域技术人员显而易见的变形将包含在只由本发明的权利要求书限定的范围内。

可以看出，本发明提供了对现有技术的改变。本发明允许精确地模铸几乎无限个轮廓。很高反射率的反射面(无论是反射条或者其它形式)可以配合到那些不同形状的轮廓中以定制光束的输出。此外，这种光束输出可以比利用旋压铝反射器具有更高的强度，因为反射面的非常高的反射率使得反射产生的光损失更少。

可以认识到，示例性实施例预期利用反射条120。这种安装方法允许进行相对快的工厂化组装，而且使产生的光束类型具有灵活性。

安装反射嵌入件120的精确方式可以有所变化。一种方式是特意将反射嵌入件120制造为安装时它们彼此稍微重叠。在一个示例性实施例中，重叠量较少(例如0.060英寸)。已经发现嵌入件安装的方式可以稍微地调整由照明器材产生的光束形状。例如，如果嵌入件被沿着顺时针或者逆时针方向顺序安装，则安装的第二个嵌入件将与安装的第一个嵌入件稍微重叠，安装的第三个嵌入件将与安装的第二个嵌入件稍微重叠，如此等等。已经发现，与如下的安装方式相比这将产生不同的光束输出，所述安装方式即，围绕照明器材每隔一个位置不重叠地安装嵌入件，然后安装中间的嵌入件120，该中间嵌入件与先前安装的位于其两侧的嵌入件重叠。这允许额外的设计灵活性。

还可以认识到，可以有不同的安装嵌入件的方式。示例性实施例中的方法允许在多组凸台之间基本卡扣地捕捉反射条，以施加一点压力在嵌入件上而有助于使嵌入件就位。

Claims (17)

1.一种在不增加能量使用量的情况下增加目标区域的可用光的高强度照明器材，包括：

a.模铸金属反射器框架，其可安装到灯锥上且包括碗形外表面、内表面以及主开口，所述内表面包括适用于反射面的安装结构，玻璃透镜可以安装到所述主开口上；

b.具有非常高总反射比的反射面，其可安装到所述反射器框架的安装结构上。

2.根据权利要求1所述的照明器材，其特征在于，所述模铸反射器框架铸造为包括用于反射面的安装结构。

3.根据权利要求2所述的照明器材，其特征在于，所述安装结构包括适于保持反射面就位的凸台。

4.根据权利要求3所述的照明器材，其特征在于，所述反射面包括适于放在所述凸台上的辅助开口。

5.根据权利要求4所述的照明器材，其特征在于，所述辅助开口是槽。

6.根据权利要求5所述的照明器材，其特征在于，所述槽包括适于卡扣到所述凸台上的轮廓。

7.根据权利要求1所述的照明器材，其特征在于，所述内表面具有非对称的形状。

8.根据权利要求1所述的照明器材，其特征在于，所述反射面包括多个反射件。

9.根据权利要求8所述的照明器材，其特征在于，所述多个反射件包括反射条。

10.根据权利要求9所述的照明器材，其特征在于，所述反射条可以具有相同或者不同的尺寸、形状和反射特性。

11.一种用于高强度照明器材的反射器框架，包括：

a.模铸本体，其具有内表面和外表面；

b.所述内表面包括适于可拆除地安装反射面的安装结构。

12.根据权利要求11所述的反射器框架，其特征在于，所述反射面由较高总反射比的材料制成。

13.根据权利要求11所述的反射器框架，其特征在于，所述反射面包括能可拆除地安装到所述安装结构上的多个反射条。

14.根据权利要求11所述的反射器框架，其特征在于，所述内表面是非对称的。

15.一种捕捉和控制高强度光源的光以产生用于相对远目标区域的受控集中光束的方法，包括：

a.模铸一框架，所述框架具有大致呈碗形但形状不对称的内部；

b.安装具有非常高总反射比的反射面以大致随从于所述非对称的形状。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述模铸框架由金属制成。

17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述非对称的形状被选择用来形成不同的光束形状。

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