CN101776235B - 用于运动照明系统的方法 - Google Patents

Abstract

公开了用于运动照明系统的方法，所述系统包括多个杆，每个杆具有至少一个横臂，用于支撑至少一个照明器材，每个照明器材具有HID灯，一种减少运动照明系统中照明器材总量的方法包括：确定利用照明系统对目标区域进行复合照明所需的最低光强度和均匀度；通过以低于额定功率但仍满足最低强度和均匀度要求的低功率初始操作灯，随后升高操作功率，从而降低HID灯的光通量衰减；从而减少在灯的整个常规工作寿命内满足所述要求所需的器材数量。

Description

用于运动照明系统的方法

本申请是申请日为2006年1月18日、申请号为200680008460.2、发明名称为“高能效高强度照明器材及用于高效实用节能高强度照明的方法和系统”的发明专利申请的分案申请。

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。具体地说，本发明涉及这种照明器材、其使用方法及其在组合使用多个这样器材的系统中的应用，这种照明器材通常置于高杆上，以便以节能的方式组合地照亮目标区域，这种照明器材具有更少的眩光和溢散光，并且具有降低成本和/或工作费用的能力。一个主要的例子是运动场照明。

背景技术

现有技术中的问题

运动场的照明通常被称作运动照明。图1A-1G显示了一种这样的运动照明设施。图1A中的足球场5由架设于杆6(见图1A)上的一组照明器材2的阵列1照亮。如本领域所公知，现有各种方法用于设计杆6和器材2的数量、类型和位置，以为场地提供理想或所需的光量和均匀度。通常有预先设定的光照量和均匀度规格以便遵从。

大多数传统形式的运动照明器材2是直径为若干英尺的碗形铝反射器，带有通过可调转向节4(见图1B)由横臂7悬挂的透明玻璃透镜3，横臂7固定于杆6上。每个照明器材2围绕竖直和水平轴线具有一些可调性。每个器材2因此能够通过相对于横臂7调节转向节4而唯一地瞄准目标区域或场地5。

运动照明器材2的这种普通配置在多年来保持相对恒定，这是因为其为相对经济和耐用的设计。它代表了希望经济地控制高强度光至远距离目标、同时使风负荷最小化着二者之间的合理协调；当器材在室外在一些墙壁上升高到超过100英尺空中时，风负荷特别明显。更为大型的反射器能够更好地控制灯具。然而，风负荷可能导致不实用。运动照明系统的显著一块成本涉及如何升高灯具。风负荷越大，杆必须具有更高的鲁棒性并且因此而更昂贵。此外，传统铝碗形反射器通过旋压工艺(spinning process)形成。对于不同照明用途，杆6上的不同器材2需要不同光束形状。用于产生铝碗形反射器的旋压工艺相对高效和经济，甚至可以实现各式各样的反射器形状和灯具控制效果。铝的耐蚀性非常有利，特别是对于室外照明。

经济性对于大多数运动照明而言是一项重要因素。主要运动照明消费者包括各种团体，例如学校区、市政改造部门和私人运动设团。这些团体对成本特别敏感。当然，如果将一百个照明器材架设在十个杆上的话，更容易满足场地的光量和均匀度规格。照明设计者可以确保多于所需的光量被供应至场地和场地上方空间容积。然而，但对于大多数消费者来说，成本因素将阻止这样做。由于运动照明并不总是必需的，因此可能并不被购置。

因此，针对降低运动照明系统成本付出了很多努力。一种途径是使适当照明目标场地所需的照明器材数量最小化。计算机程序为此被研制出来。编程可以实现照明最优化，这又使得杆和器材的数量最小化，以满足某一用途的照明规格。通常，所需的照明器材越少，所导致的器材成本越低，并且举高器材的杆的成本越低。

还已经尝试开发出功率更大的运动照明灯。然而，这种灯虽然能够产生更高的光输出，但是它们需要更多的电能来工作。为每个照明器材设置更多的灯可以减少照明器材和杆的数量，但是这将增加每个照明器材所使用的电能量。通常的运动照明灯平均来说每天可能只使用几个小时。运动照明系统的预期使用寿命至少为几十年。因此，特别是在使用时间较长的情况下，能量成本就变得明显起来。

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。此外，灯的高强度可能引起居民遭受眩光，或对独进道路上的驾驶员产生构成安全问题。一些机关已经颁布了法规，有关运动照明或其它宽阔地带室外照明可以产生多少眩光或溢散光。虽然现有多种补偿措施被尝试，但它们很多会导致阻碍、吸收或以其它方式降低光进入场地的量。这不但会由于眩光和溢散光控制措施而导致照明系统成本增加，而且还在一些情况下要求使用额外的器材以满足最低光量和均匀度规格。这样可能会增加更多的成本，以补偿眩光和溢散光控制措施导致的光损失。在一些情况下，甚至可能需要更为昂贵和/或附加的杆来支撑额外的器材。

因此，利益与问题的抗衡向运动照明设计者提出了挑战。一些利益与问题可能会彼此冲突。举例来说，对于更经济的运动照明的需要一直都存在。另一方面，眩光和溢散光控制实际上会增加成本和/或减少可以用于照亮场地的光量。设计者不得不平衡多个因素，例如成本、耐用性、尺寸、重量、风力载荷、寿命和维修事项。改进该项技术的尝试主要集中于运动照明的个别方面。举例来说，照明系统的计算机设计容易使硬件成本和系统安装成本最小化，但却使用传统的灯和照明器材技术，这是它的弱点。另外，光通量更大的灯产生更多的光，但是要与传统的照明器材技术一起使用。因此，对运动照明技术进行改进的需要仍然存在。

目前大区域或大范围照明系统存在例如电能向光能的转化中的能量损失、照明器材的能量损失、光到达非期望或无用位置所产生的能量损失等问题。本发明将解决这些问题。

发明内容

本发明涉及从控制光线如何到达目标区域以及由器材产生光所用的能量值方面改进运动照明。本发明包括设备方法和系统，用于有效且更节能地将光传输到目标空间，并且减少目标空间外的眩光和溢散光。

光能具有成本。每个运动照明系统消耗相当大量的电能，以从每个器材产生光。如显示于图1B-1F，每个器材2通过电力系统9从电源(商业或民居供电)接收电能，电力系统通常首先通过用于特定系统的集中配电箱或柜(图1C)分配电力，然后将电力传送到每个杆6上的镇流箱(图1B和C)，然后通过配线传送到每个器材2(图1B，D-F)。运动照明系统的典型元件被设计至少预期可使用几十年，并且根据需要而定期更换灯。本发明不但考虑到硬件及其安装的成本，还考虑到如何在工作寿命内有效地产生光和耗用电能。

微妙之处在于，大多数运动照明系统在相对短时间内工作。例如，即使每天晚上都被使用，也只不过是2-4小时。然而，在10年间，这意味着数千小时的工作。对于每个器材，每天甚至每年的能耗可能看上去都不太大。然而，从更大的范围考虑，例如，三十个器材10年的能量成本就很高了。这还仅仅是针对一个运动场地。如果乘以全世界被照明的运动场地数量，在维持场地内可被接受的照明的同时降低能耗，就很可观了。

本发明旨在针对相对于运动照明系统用照明器材的类型的设计中所用的能量更高效地产生光。这不仅涉及到经济效率(通过使用更少的能量以降低系统拥有者的成本)，而且还在宽广的方面涉及整个社会。目前世界上认识到，传统基于化石型燃料的能量源既不是无限的，也不能避免破坏性。本发明因此将目标指向设计运动照明系统和相关的宽阔地带照明以实现更为全盘整体性的硬件，以及在系统的整个工作寿命内消耗多少能量。

本发明所解决的一个问题是高效产生光。这一点具有若干内涵义。其中之一是降低在目标实现一定的光级别和均匀度所需的能量量值。然而，另一涵义是从给定量的能量增加输送到目标的有用光的量。

本发明还解决了其它环境问题。许多照明用途要求在目标空间上方有一定量值或强度的光，还要求在整个目标空间具有一定级别的均匀度。在前面讨论的例子中，照明器材围绕着目标空间的周边架设，并且它们的光束瞄准不同位置，以试图实现在整个目标空间中的理想强度和均匀度。如果不将一些光线落在目标空间之外的化，就难以实现这一点，特别是在目标空间的边缘。这样的溢散光和眩光可能会影响环境。这可能导致相邻建筑的″光污染″。这会产生安全问题，例如，阻碍灯附近的驾驶员或行人的视线。因此，本发明要解决溢散光和眩光问题。

本发明还提供了选择不同配置以满足不同照明用途需求的能力。例如，照明系统的各种特征可以选择，以实现照明系统的低资金成本。还可以选择各种特征，以降低工作成本。还可以选择特征，以减少眩光和溢散光。还可以选择特征，以提高在目标空间及其上方的光的数量和质量和/或系统的性能。本发明允许着眼于上述特征之一或是它们之间的组合。

A.本发明的目的、特征或优势

因此，本发明的主要对象、特征或优点在于提供了一种高强度照明器材，其使用方法，以及其在照明系统中的组合，以针对现有技术中的不足之处获得改进或解决问题。

本发明的其它对象、特征或优点包括器材、方法或系统，其可以获得下述益处中的一或多个：

a)降低耗用的能量；

b)对于固定量的能量增加每个器材的可用光的量；

c)相对于目标区域更有效地使用每个器材产生的光；

d)提供操作方法，其既能够降低工作成本，又能够增加每个器材的灯寿命；

e)改进器材的操作特性；

f)通过减少对于给定目标区域的器材数量，从而可以降低系统资金成本；

g)可以降低对于给定场地的系统总成本，然而，即使总成本增加，也能通过减少能量消耗来补偿或抵消成本差异；

h)对于大多数运动照明或其它典型的此类高强度照明器材的用途而言，不论是室内还是室外，都具有高鲁棒性和耐用性；

i)通过减少能量用量而使全世界受益；

j)可以延长器材的一些元件的工作寿命；

k)可以相对于目标空间或区域减少眩光和溢散光；

l)可以减小单个器材或成组器材的风拖曳力或有效投影区域(EPA)，这允许更小和/或更便宜的架设结构(例如杆)，这又可以从实质上降低照明系统的资金成本。

B.本发明的示例性方面

根据本发明一个方面的设备包括高强度照明器材设备，其具有带弧光管的高强度放电(HID)灯，不同于传统HID灯。加大的金属卤化物盐池(metal halide salt pool)添加到所述灯的弧光管化学物质中。传统弧光管相反两端的传统白色氧化物涂层被取消。轭架被构造成保持弧光灯，从而其弧光管在器材的大多数传统工作位置内在水平位置工作，或尽可能接近于水平位置。同化学物质没有改变、具有白色氧化物涂层并且不在水平位置操作的灯相比，在操作时，本发明的灯以相同的电能产生额外的光通量。

在本发明的其它方面，用于控制来自灯的光的反射面包括非常高反射率材料，其安装在构架上，以产生适用于运动照明或类似物的受控、同心的光束。高反射率材料被安装成围绕着弧光灯的赤道线的大部分。高反射率材料的主部分大致上随从于回旋表面的形状。该主部分可以向远处目标产生高度一致、受控、同心的光束。高反射率材料相对于传统运动照明器材所用低反射率旋压铝反射器而言降低光损失，并且还提高一致性和控制到目标的光。因此，所使用的每能量单位可在目标产生额外的可用光。

在本发明的其它方面，至少部分的主反射部分的形状和定向不同于随从回旋表面形状的部分。一个例子是，灯下面的角形部分所会聚的光少于随从回旋表面形状的部分。这可以有效地将光引导至目标，否则的话这部分光会从沿着器材瞄准的方向从反射面的底部向上向外朝向目标之外偏离并且溢散。第二个例子是安置在灯的任一侧的角形部分所会聚的光少于随从回旋表面形状的部分。这可以有效地将光偏转回到目标，否则的话这部分光会沿着与器材的该侧相反的方向朝向目标区域的外侧侧向向外溢散。

如果被恰当地使用，主反射面的每个低会聚性部分可以添加本来会从目标损失的光，并因此提高每能耗单位供给目标的光量。这还可以使得器材数量最小化。其还可以减少眩光和溢散光。

在本发明的其它方面，附加的反射面从主反射面的大致回旋表面向前延伸并且也由高反射率材料制成。不同于主要阻挡光的传统遮护罩，本发明的反射面不但可以阻挡可能成为眩光或溢散光的光，并且还高效且以高度可控的方式将本来浪费的光重新引导至目标区域。支撑附加反射面的构架可以以集成的方式连接至主反射面的构架，这还会使得整个器材的风拖曳力最小化。

在本发明的其它方面，位于主反射面和灯上的透镜具有防反射特性，以减少在光进入和离开玻璃表面时出现的光损失。这进一步可以利用相同量的用于产生光的能量增加到达目标的光。低铁玻璃可以用于提高透光率。

本发明上述特征中的一或多项可以用于器材中或与器材相组合。然而，上述特征使用得越多，总体上的合成效果越高。同传统HID灯和器材相比，这样的设备对于相同量的能量可以：(a)从光源产生更多的可用光，(b)更高效地从光源向器材外反射、控制和传输光，(c)将本来会脱离目标区域的光重新引导回到目标区域中。

在本发明的其它方面，多个这样的器材被一起用在针对特定目标区域设计的照明系统中。以累积的方式，可以实现更多的可用光，以及更高效和有效地使用在相同能量下额外产生的光，这可以减少照明给定目标区域所需器材的数量。这可以降低系统成本，并且进一步降低长时间期间内操作系统所需能量的量值。其还可以促进延长灯寿命。

在本发明的其它方面，一种方法包括：(a)通过在水平位置或靠近水平位置操作HID照明源，增加来自光源的可用光的量，所述照明源具有加大的金属卤化物盐池，并且弧光管上没有白色氧化物涂层，特别是在封罩的器材中，(b)通过高效处理来自光源的光，包括在器材透镜使用高总反射率的反射面和低光损失的传输表面，增加来自器材的可用光的量，(c)通过将大部分的高总反射率的反射面大致沿着回旋表面布置，以产生用于相对远距离目标区域的受控、同心光束，增加目标处可用光的量，其中反射面的一些其它部分与大致回旋表面的定向和/或位置不同，以将本来会成为眩光和溢散光的光重新引导至目标。

本发明的可选方面包括方法和设备，用于增加可以共给灯的电能的量，而不增加从配电设备获得的能量。一个例子是使用比传统技术能效更高的镇流器电路。尽管这种效率的增加在每个时刻看上去绝对量值相对较小，但在这种灯的几千小时的操作过程中，它们的累积会是非常可观的。

本发明的另一可选方面包括方法和设备，用于向弧光灯供应电能，从而在弧光灯的操作寿命内，能耗量减少。该方法包括以比通常规定的用于灯或照明用途的功率低的功率操作弧光灯，但功率不能低到对于给定用途而言产生的光量不可接受、或显著影响光的特性能、或有灯产生故障或损坏的危险。在弧光灯操作的大部分时间内以低功率操作。经过长时间后，通常为几千小时的灯寿命，这种累积会带来显著能耗量和成本节约。

在本发明的又一方面，灯工作的能量显著降低，但不会实质上影响灯的特性或损伤灯的寿命，而在操作寿命的靠后期间，灯在操作中的电能的量增加，以至少部分地补偿这种弧光灯长时间操作产生的光通量衰减。增加的电能是这样选择的，即在灯寿命的大部分时间内累积的电能耗用量仍低于传统技术所用的量，因此可实现净能量节约。灯的操作寿命长度在一些情况下也会实质上增加。

在本发明的又一方面，一种设备和方法减少光在器材中或从器材发出时的阻挡或扩散，从而对于给定量的能耗使更多可用光供给目标。在一个例子中，一种设备和方法被采用以减少照明器材的放气。器材在受控的环境中组装，以防止异物意外地施加到任何反射面、灯或透镜上，并且器材在工厂中密封。另一例子包括将传统HID器材的一或多个部分改变为那些由不放气的材料制成的。另一例子是通过过滤器改变对器材内部换气。另一例子是遮避那些在光特别是UV光的作用下放气的部件。降低这些表面或部件上的放气和/或异物可以对于相同量的器材能耗提高从器材发出的光量。

本发明的其它方面提出了设备、方法和系统，其可以本质上降低由用于给定用途或目标空间的一个或多个器材所发出的眩光或溢散光。

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。

附图说明

各图显示了器材根据本发明的器材的示例性实施方式的细节。一些图中显示了器材及其在运动照明系统中的应用方面的原理。下面对附图的简要说明旨在给出各组图所涉及的一般概念。

A.总体运动照明系统

图1A及其后续图1B-G总体上显示了一种运动照明系统和用于运动照明系统的传统元件。

B.改型弧光管12

图2A及其后续图显示了一种根据本发明实施方式的高强度放电弧光管。

C.Z-Lamp^TM 20

图3A及其后续图显示了一种高强度放电弧光灯，其与本发明示例性实施方式一起使用。

D.器材10的一般部件

图4是根据本发明示例性实施方式的照明器材10的示意性局部分解图。

图5A及其后续图是图4中的器材的各种视图，其中带有根据本发明的遮护罩的第一示例性实施方式(有时称作短遮护罩)。

图6A及其后续图类似于图5A及其后续图，显示了带有根据本发明的遮护罩的第二示例性实施方式(有时称作长遮护罩)。

E.总倾斜因数校正机构

图7A及其后续图示意性地示出了根据本发明示例性实施方式的自动倾斜因数校正机构的操作。

F.总体高反射率的反射嵌入件

图8A及其后续图总体上显示了高反射率的反射嵌入件，其在下层反射器框架或支承装置上形成了主反射面。

G.反射器框架30(较少会聚底部和/或侧面偏移)

图9A及其后续图是根据本发明示例性实施方式的反射器框架的例子的正向视图。

图9D及其后续图是图9A-C中的反射器框架的详图。

图10A及其后续图类似于图9A及其后续图，示出了反射器框架的一种替代性实施方式，其被构造成具有根据本发明一个方面的右侧光束偏移。

图11A及其后续图类似于图10A及其后续图，示出了一种替代性左侧光束偏移反射器框架。

图12A及其后续图示出了图9A及其后续图中的反射器框架的一种替代性实施方式。

图12G及其后续图示出了图10A2及其后续图中的右侧偏移反射器框架的一种替代性反射器框架。

图12J及其后续图示出了图11A及其后续图中的左侧偏移反射器框架的一种替代方式。

图13A及其后续图示出了图9A及其后续图中的反射器框架的一种替代性方式。

图13G及其后续图示出了图10A及其后续图中的右侧偏移反射器框架的一种替代性。

图13J及其后续图示出了图11A-C中的左侧偏移反射器框架的一种替代性方式。

图14A及其后续图示出了一种定心环，其有助于将灯定位在反射器框架的基部。

图15A及其后续图示出了一种保持环，其用于将图14中的定心环夹持在反射器框架上。

图16A及其后续图示出了一种通气装置/过滤器，其可在开口中定位在反射器框架上，以便于反射器框架内部的空气交换。

H.专门的反射嵌入件120

图17A及其后续图显示了一种类型的反射器嵌入件，其可拆除地安置在反射器框架中。

图18A、19A、20A、21A、22A、23A、24A和25A及其后续图示出了反射器嵌入件的替代性实施方式。

I.灯锥40

图26A及其后续图是根据本发明的方面的灯锥的正向视图、剖视图和等角视图。

J.转向节板60

图27A及其后续图是根据本发明的方面转向节板的透视图、正向视图、剖视图和等角视图。

图28A及其后续图是可安装到图27A及其后续图中的转向节板中的手指安全电连接器的视图。

图29A及其后续图是可安装到图27A及其后续图中的转向节板中的电线应力释放结构的视图。

图30A及其后续图是图36A及其后续图中的转向节的转向节垫圈的透视图和其它视图。

图31A及其后续图是用于将图36A及其后续图中的转向节保持在图26A及其后续图中的灯锥上的螺栓的视图。

图32A及其后续图是用于密封图31A中的转向节螺栓的O型环的视图。

图33A及其后续图是可用于转向节螺栓的垫片的视图。

图34A及其后续图是可用于图32A中的转向节O型环的垫片的视图。

图35A及其后续图是可用于图36A中的转向节和图26A中的灯锥的转向节灯锥系固螺栓的视图。

K.转向节50

图36A及其后续图是可连接在图27A中的转向节板和图26A中的灯锥上的转向节的视图。

图37A及其后续图是可安置在图36A中的转向节和图44A中的灯轭架之间的传动齿轮的透视图、正向视图和等角放大视图。

图38A及其后续图是用于图37A中的传动齿轮的衬套的视图。

图39A及其后续图是可安装在图44A中的轭架和图26A中的灯锥之间的弹簧的俯视图和侧视图。

图40A及其后续图是可用于图36A中的转向节和图26A中的灯锥的零位对准工具的前视图和侧视图。

图41A、42A和43A及其后续图分别是内侧系固件，外侧系固件和内侧止挡系固件的视图，它们可用于图26A中的灯锥，在灯锥偏离了工厂校准时提供精确的重新定位灯锥，例如，用于维护的目的。

L.轭架80

图44A及其后续图是轭架的视图，轭架适用于将弧光灯的灯座24保持在图26A中的灯锥中，包括用于在一定范围的器材瞄准角度中维持灯定向的自动倾斜因数校正结构。

图45A及其后续图显示了轭架限位器，用于将图44A中的轭架保持在图26A中的灯锥中的可枢转位置。

M.总体短和长遮护罩70

图46A是图5A和6A中的附装至反射器框架的两个遮护罩并排的透视图，还示出了安装在遮护罩底侧的高反射率的反射条的例子。

图46B是附装至反射器框架的最左侧的图46A中的遮护罩的局部透视图。

图47A及其后续图是最左侧的图46A中的反射器的附加透视图。

图48A及其后续图是最右侧的图46A中的反射器的附加透视图。

N.玻璃透镜

图49A及其后续图是透镜框的视图，所述透镜框被构造成可保持照明器材的玻璃透镜，并且遮护罩可附装到透镜框上。

图50A及其后续图示出了玻璃框垫圈，其用于将图49A中的透镜框密封到反射器框架上。

图51A及其后续图示出了透镜框对正销，其用于确保将图49A中的透镜框正确地旋转组装到反射器框架上。

图52A及其后续图示出了透镜垫圈，其用于将玻璃透镜保持和密封在图49A中的透镜框中。

图53A、54和55A及其后续图是枢轴块、连接器和锁栓臂的视图，该锁栓臂用于将带有玻璃透镜和遮护罩的图49A所示透镜框可分离地锁到反射器框架的前方开口上。

O.用于遮护罩嵌入件的安装轨和支承装置

图56A和57A及其后续图分别示出了遮护罩反射嵌入件上侧轨和下侧轨，它们可安装在遮护罩上，并且可被附装高反射率的反射嵌入条，如显示于图46A-48A。

图58A及其后续图示出了遮护罩过渡夹子，其可紧固在遮护罩内侧，用于处在不同高度的不同组反射嵌入件之间的过渡。

P.短和长遮护罩70的基本部件和延伸部件

图59是可附装到图49A中的透镜框上的基部遮护罩的正向视图。

图60是遮护罩延伸部件的正向视图，所述遮护罩延伸部件可附装至图59中的基部遮护罩以形成图46A中的短遮护罩。

图61是一种替代性遮护罩延伸部件的正向视图，其可连接到图59中的基部遮护罩以形成图48A中的长遮护罩。

Q.高反射率遮护罩嵌入件

图62A及其后续图显示了长遮护罩嵌入件的一个例子。

图63A及其后续图是专门构造的端部反射遮护罩嵌入件的视图，所述遮护罩嵌入件可安置在遮护罩的横向相反两侧。

图64A及其后续图示出了反射遮护罩嵌入件的一种替代性实施方式。

图65A示出了可用于图64A中的反射嵌入件的反射遮护罩嵌入件的相反端部的一种替代性实施方式。

图66A及其后续图示出了用于图62A和63A中的遮护罩嵌入件的遮护罩嵌入件支承装置。

图67A及其后续图示出了遮护罩嵌入件支承装置，其可用于图64A和65A中的反射嵌入件。

图68A及其后续图示出了遮护罩嵌入件组装对正支架。

R.杂项

图69A及其后续图是反射器垫圈的视图，所述用于将反射器框架在其连接至灯锥的部位密封。

图70A、71A、72A、73A、74A、75A和76及其后续图是可用于其它图中所示的各种元件的紧固件的视图。

S.具有向上照明特征的遮护罩

图77A-J是具有孔洞(图77A)的遮护罩的视图，该孔洞中可安装框架(图77B-F)；半透明嵌入件(图77G-J安装于该框架中；这种组合结构可以由器材提供″向上照明″，从而为目标空间上方提供一些附加的照明(例如为了提高运动场地的可运动性)。

T.D形横臂

图78A及其后续图显示了可安装一或多个器材的横臂；所述横臂具有″D″形轮廓或横截面，以提高EPA。

具体实施方式

A.概述

为了更好地理解本发明，下面将详细描述示例性实施方式。在描述中将会频繁地参考附图。参考数字和符号用于表示图中的一些部件和位置。除非另外指出，否则相同的参考数字和符号在各图中表示相同的部件和位置。

照明器材的一种实施方式将参照运动照明、运动照明器材和运动照明系统进行描述，用来照明体育场地，例如显示于图1A和1C。照明器材必须根据预定的照明级别和均匀度规格照亮场地和场地上方的一定体积的空间(有时集中称作目标区域或目标空间)。实施方式涉及使用高强度放电(HID)灯的器材，这种灯目前通常为1000瓦或以上，为金属卤化物类型。这样的装备通常具有若干阵列的器材，通常高架于两或更多个相对高杆(35英尺至100或更多英尺)。系统的电能通常由商业供电系统输送至控制柜。然后电能被分配到每个杆，每个杆具有各自的镇流箱，镇流箱利用配线将电能分配到位于各个杆顶部的每个照明器材(参看，例如，图1A-1E)。

在这方面，体育场地因此是目标区域或空间。每个运动设施可能有一个以上的目标区域。然而，可以理解，本发明可以应用于采用这些或其它HID灯的其它领域，而不局限于上面提到的类型的HID灯或局限于运动照明。

B.示例性设备

1.总体照明器材10

图4总体上以分解的形式示出了运动照明器材10的基本元件。图5A-6B以透视图示出了它们。器材10具有一些与现有技术运动照明器材类似的一般元件，但引入了一些不同的结构性元件和概念。安装件或者转向节板60(具有聚酯粉末涂层的360铝)用螺栓固定到横臂7的下侧。转向节板60围绕竖直轴线62(见图27A)具有可调性。转向节(knuckle)50(具有聚酯粉末涂层的360铝)在一端用螺栓固定到转向节板60的底部，并且进行延伸以沿着其另一端的轴线52枢轴连接到灯锥40上(参见图4)。可以认识到，转向节50基本上支撑照明器材10的剩余部分，并且基本上利用从横臂向下延伸到灯锥40的一侧的一个臂实现这一点。转向节50具有不太复杂的结构。

灯锥40(具有聚酯粉末涂层的360铝)相对于转向节50围绕轴线52旋转。灯锥40包括插座154(见图44，类似于商业上可获得的)，用螺栓将插座154固定在轭架(yoke)80的臂156和158之间的平坦连接板160(参见图44)上。灯20(玛斯珂公司(Musco Corporation)的Z-lamp^TM)具有可以旋入和旋出插座154(图4示出旋入工作位置)以安装或拆掉灯20的螺纹底座。

反射器框架30(铸铝413-见图9A及其后续图)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，见图17-25及其后续图)安装在反射器框架30的内部。反射器框架30具有随从于旋转面的主要部分，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变向。用于玻璃透镜3的透镜框(图49A及其后续图)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。

通过将图5A和B与图6A和B相比较可以看出，遮护罩70可以采用不同形状和形式。第一类型的遮护罩70A(图5A和B)较短，并且不向前和向下延伸到第二类型遮护罩70B(图6A和B)那样的程度。这两种类型具有相同的基段，其初始以较小的会聚角度从反射器框架30延伸。远侧延伸段连接着基段，并且向内朝向反射器框架30的中心轴线成角度折回。短遮护罩70A所使用的延伸段短于长遮护罩70B。遮护罩70B适用于，例如，当器材10瞄准于接近水平的角度时。同遮护罩70A相比，它会阻挡并且重新引导更多的光，否则的话这些光会偏离目标区域。

2.灯20

弧光灯20是在玛斯珂公司的美国专利No.5856721中公开的进行了一些修改的通用类型灯，该专利的内容以引用的方式结合于此。这些类型的灯由玛斯珂公司以商品名Z-lamp^TM使用，通常是1000瓦或者更大的金属卤化物(MH)HID灯。弧光灯20的弧光管12倾斜地穿过弧光灯的纵向轴线28。工作时，弧光灯20在照明器材10中旋转地定位，以至于弧光管的纵向轴线和弧光灯的纵向轴线限定出竖直平面，且弧光管12的纵向轴线尽可能地靠近水平平面。用于运动照明的传统HID灯具有白色氧化物涂层围绕着弧光管的相反两端(参看图2B-E中的阴影区域)。如显示于图2A(没有阴影)，灯20的弧光管12可被改造，以弃用传统白色氧化物涂层16L和16R或将其从相反两端13L和13R去除。

在传统的金属卤化物HID灯中，包括那些用于运动照明的灯，光通过高压水银放电产生，并且被添加其它发光物质，以改进灯的光谱。参看W.van Erk，″Transport processes in metal halide gasdischarge lamps″，Pure Appl.Chem.，Vol.72，No.11，pp.2159-2166，2000，该文献以引用的方式结合于此。其它一些发光物质包括钠-钪混合物，有时称作金属卤化物盐。本示例性实施方式中的金属卤化物灯20的弧光管12被改型为具有增加量的钠-钪盐混合物池。这几乎为这种类型的传统HID灯的两倍。例如，一个用于运动照明的2000瓦HID金属卤化物灯传统上具有大约31毫克这样的盐。本发明增加到大约61毫克。这在灯的整个工作寿命内提供了更大的″盐池″。

3.总体反射器框架30

图4、5A和9A及其后续图显示了反射器框架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(外部可以被印刷)。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)。模铸法更为经济并且可以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。

如显示于图5A-B和6A-B，凸起或者突出物71A、71B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，以至于在铸件被完成并从模具中取出后不会发生扭曲。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14A-C)将垫圈112(厚度为0.060的机械级别的特氟隆Teflon^TM(PTEF)，参见图15A-C)夹持在开口110的周围。可以将反射器通风管116(参见图16A和B)(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9D)，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9A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106之间的基本的旋转面(例如抛物线或者双曲线形)形成一大约为反射器框架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。

4.反射器框架30的低会聚性下侧部分108

然而，反射器框架30可以包括特性不同的另一部分(参见图9A及其后续图，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9F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，光以更低会聚性的方式被反射。

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性的部分，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结合于此。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。

5.反射器框架30的侧面偏移部分109

作为选择，反射器框架30可以具有类似于上述低会聚性部分108的额外区域，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10-13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”或者偏转回到运动场上。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。

6.高反射率主反射面32(反射器嵌入件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1 20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17A示出了反射嵌入件120的一个实例。它由0.020厚度的Anolux

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(它/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17-25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128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，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17-25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结合于此。需要注意的是，更宽的反射条120(例如图19A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9A及其后续图所示，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24)；(b)宽4英寸(透镜端部)，用于更宽的水平光束传播(图22-23，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17)。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9A及其后续图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10、11、12和13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9A-C、12A-C和13A-C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10A-C、12A-C和13G-I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10A所示页面的外部，而不是到图10A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11A-C、12J-L和13J-L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10-13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的反射面上的光量，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。

7.灯锥40、转向节50和转向节板60

灯锥40、转向节50和转向节板60在横臂7和反射器框架30之间形成可调连接。灯锥40还支撑灯20。图26A及其后续图示出了灯锥40的细节。除了前方开口132(反射器框架30用螺栓固定在其上并且用垫圈密封)和侧面的几个开口(例如用于转向节螺栓174和传动齿轮)之外，灯锥40基本上是封闭的。

通过将灯锥40侧面的横向突出的凸台或枢轴136插入转向节50的一个横向侧中的互补圆形缺口或收纳部172(见图36C)，灯锥40可枢转地附装至转向节50。转向节螺栓174(见图31A，32-34)，通过适宜的螺母和垫片，保持灯锥40和转向节50在组装到一起时不彼此分离。垫圈176(图30A-D)围绕枢轴收纳部172和开口174以及转向节50同心地装配在灯锥40和转向节50之间，以阻止水、昆虫或尘土进入转向节50。如见于图26和36，当这些部件被组装时，灯锥40和转向节50的界面上的互补结构用作承载表面和限位结构以提供灯锥40相对于转向节50的流畅、精确的转动。

如显示于各图，转向节50连接着转向节板60(见图27)，转向节板又固定地安装在横臂7上。转向节50的臂部178延伸至安装端部180。转向节板60通过插入每个曲形槽194和196中的一个螺栓连接至横臂7的底部。这使得能够在整个曲形槽194和196的范围内相对于横臂7旋转调节转向节板60。

应当指出，转向节50主要包括单一的臂，其通过枢转连接部沿着灯锥40的侧面悬挂器材10的大部分。不同于一些现有的器材(其中转向节直接延伸到灯锥的后部内，并且枢轴关节位于横臂和灯锥之间)，转向节50提供了一定的功能性优点首先，尽管器材10可能略重于旋压铝反射器器材，但通过将枢轴点沿着灯锥40的侧面布置，灯锥40、反射器框架30、灯20、遮护罩70和其它元件在该连接点的远侧产生的力矩更小。可以相信，该力矩减小大约一半。这对于长期耐用性是有益的，特别是对于器材经受各式各样的室外力和状况时，包括大风。连接部力矩较小还可以阻止灯锥和横臂之间打滑或关系改变，这些情况可能导致瞄准受影响。第二，可实现更短的器材，这是由于器材被牵拉到接近横臂的竖直平面。这有助于提供更低的EPA。第三，转向节50使得电源线以最低程度暴露于环境。电源线穿过转向节板60(从横臂7内部)，穿过转向节50内部，并进入灯锥40内部，完全由结构封闭。第四，可利用具有相对不复杂结构的部件来支撑和瞄准器材。

转向节50的安装端部180的圆开口182围绕转向节板60底部的向下延伸管192装配。穿过转向节50的安装端部180的螺栓孔184和186的螺栓延伸进入转向节板60中的曲形槽194和196。这种组合允许相对于转向节板60在一定范围内旋转调节转向节50(在转向节板60的曲形槽194和196限定的整个范围内)。通过这种方式，一旦转向节板60安装在横臂7底侧，转向节50围绕竖直轴线具有一些可调性。还设有密封件(例如围绕螺栓174的O型环-见图32A-C；与螺栓174同心的槽中的O型环-参看图30A-D，也见于图26E)。

转向节50中的曲形槽188提供了灯锥40绕转向节50的枢转限制。转向节50因此而能够用于瞄准器材10于横臂7的任何一侧。另外，灯锥40可以设置在相对于转向节50的给定瞄准角度，如下所述。内侧止挡系固件142可以固定于灯锥40表面上的凸台144上。内外侧止挡系固件146和148可以在这样的位置栓接在转向节50的曲形槽188的相反两侧，即当灯锥40相对于转向节50旋转调节其预期瞄准角度时，内外侧系固件146和148将抵靠于止动系固件142或凸台(见图26A-大致矩形凸台或突起，位于#36下面)，所述凸台从灯锥40延伸到槽194或196中(也可参看图26J)。因此，照明系统的安装者可以获得工厂预设的止挡，其对应于每个器材10的正确瞄准角度。这可以在系统被安装于场地时避免单独瞄准每个器材。另外，还允许更容易维护。将灯锥40保持在转向节50上的螺栓174可以松开，灯锥40和反射器框架30等可以向下摆动。维护可以被实施。不需要重新对正或重新瞄准，工人只需将反射器框架30等向上摆回，直至灯锥凸台碰到止挡系固件142并将灯锥40重新张紧于转向节50上。转向节50可以模铸成型并且通过垫圈或其它结构可拆除地安装在模铸成型反射器框架30上，以防止在部件之间的界面处泄露。止挡系固件142留在原位，因此工人知道器材将回到精确的瞄准位置，并且不需要重新瞄准或确认瞄准。

8.轭架80

轭架80在枢转轴线140处(参见图4和图26C)通过枢轴支撑在灯锥40的前方。轭架80的枢轴销152(参见图44A，下面将对其进行更详细地说明)纵向滑入位于开口132相对侧的配合接纳件134(其限定枢转轴线140)到达灯锥40，并且经由轭架保持件173(图45A-D)通过接纳件134相对侧的螺纹孔对中的机械螺纹保持就位。

灯插座154借助于螺栓、螺钉或者其它器具通过轭架80的后端部160安装在轭架80的臂156和158之间。因此，轭架80可以围绕由灯锥40中的接纳件134所限定的轴线140旋转。通过与传动装置结合，可枢转的轭架80允许由轭架80支撑的弧光灯20的弧光管12保持在水平位置而不受灯锥40的倾斜的影响。图7A-E与图26和44一起示出照明器材10的这种总的倾斜因数校正特征。

传动齿轮202(图37A-D)具有通过轴208与小齿轮部分206平行地间隔开的大齿轮部分204。轴208可旋转地枢轴安装在位于灯锥40侧面的开口138中(偏离灯锥40相对于转向节50的旋转轴线)。衬套203(塑料套管/衬套-图38A-D)为灯锥40的开口138中的齿轮202的轴208提供支承面。

当组装照明器材10时，小齿轮206与形成于转向节50中的齿条170(参见图36)啮合。大齿轮204转而与固定在轭架80(参见图44)一侧上的齿条190啮合。灯锥40可以在竖直平面内围绕其枢转轴线136相对于转向节50旋转，从而使得照明器材10相对于目标可以具有不同的瞄准角度。因为轭架80的前部(在其枢转轴线140处)相对于灯锥40固定，所以当灯锥40旋转时轭架80也在竖直平面内旋转。如果轭架80相对于灯锥40完全固定，则灯20的纵轴也将在竖直平面内旋转。然而，这将与如下优选相冲突，即无论照明器材的瞄准角度如何均使弧光管12工作于水平面内。

因此，照明器材10如下所述弥补了这一点。齿条170固定在转向节50中。转向节50相对于横臂7固定。选择传动装置和与其有关的部件，以便灯锥40围绕轴线52的旋转运动导致轭架80围绕不同的枢转轴线140成比例地旋转。将轭架枢转轴线140的位置有意识地选择为位于或者靠近灯锥40的前平面。当灯锥40向上旋转时，轭架80的前部和传动齿轮202随之升高，但是同时大齿轮206将轭架80的后部自由端成比例地举起，以至于灯20和其弧光管12的方向相对于水平面保持不变。

当组装时，轭架80的纵轴与灯锥40的纵轴对齐或者平行。因此，当将灯20正确地安装在轭架80上时，灯的纵轴将与轭架80和灯锥40的纵轴倾斜相同的角度。该位置基本上是参考位置。如果当杆6竖立时灯锥40例如相对于横臂7从水平面向下倾斜30°，则轭架80的纵轴也从水平面向下倾斜30°。这将使弧光管12置于水平面。

这种关系允许利用诸如Z-lamp^TM灯20，且允许其工作于水平位置，只要弧光管相对于弧光灯纵轴的角度偏离等于灯锥40相对于水平面的倾斜量即可。因此，如果弧光管12相对于灯20的纵轴倾斜30°，且灯20旋入轭架80的插座使得弧光管的轴线和灯轴线位于竖直平面内，则当灯锥40从水平面向下倾斜30°时弧光管12是水平的。如上所述，弧光管12在水平面的工作将校正倾斜因数。

然而，因为不是所有照明器材将瞄准于水平面以下30°，所以对于灯锥在参考位置(例如水平面以下30°)各侧在选定范围(例如在转向节50的平面中从水平面以上15°逐步至水平面以下47°)内的旋转，轭架80自动地调整以维持轭架80相对于水平面的方向。

图7进一步说明了这种自动倾斜因数校正。如果灯锥40从其相对于水平面30°的参考位置向上倾斜几度，则传动齿轮202将如图7D所示在灯锥40的开口138中沿逆时针方向旋转。齿条170关于转向节50且关于空间固定。灯锥40是关于其旋转轴线52倾斜(参见图4)，旋转轴线52也在空间中固定。灯锥40的前部并因此轭架80的前部将沿着弧线(参见附图标记302，图7)向上移动。传动齿轮202同样将沿着弧线(附图标记为304)向上移动。然而，传动齿轮202的逆时针旋转意味着大齿轮204将同时逆时针旋转。因为大齿轮204相对于灯锥40固定，所以大齿轮204的逆时针旋转将导致齿条190沿着第三条弧线(附图标记为306)在灯锥40内独立于灯锥40的竖直向上的运动竖直向上移动。于是，因为齿条190固定在轭架80上，所以轭架80的后部将同齿条190一起向上枢转，且旋转量与灯锥40的向上旋转量成正比。当灯锥40向下旋转时，轭架80的后部将自动进行类似的成比例的向下运动。然而，因为轭架80的后部更靠近灯锥40的枢转轴线，所以轭架80的后部运动量小于灯锥40的运动量。

一种替代措施是，相对于灯锥40的任何枢转保持灯位置固定。然而，这会导致弧光管12相对于器材10的反射面的位置的明显变化。这可能要求为器材10的每个瞄准方向实质上重新计算瞄准角度。优选对于器材10的不同瞄准角度尽可能小地改变弧光灯12相对于器材10的反射面的位置。因此，将轭架80的前部固定在灯锥40的前部意味着轭架80的前部与灯锥40的前部一起移动，并且基本上将灯20限制在相对于器材10的反射面的相同位置。因此，剩下的事情仅仅是相对于轭架80的前部的移动量成比例地升降轭架80的后部，以将轭架以及灯20以与基准位置相同的方式保持在相对于地面的相同的角定向。

在该实施例中，在水平面以上和以下的倾斜范围大约为+15°到-60°。该范围覆盖大部分传统的运动照明瞄准角度(其95％在30°光束和参考轴线处)。可以认识到，用于运行自动倾斜因数校正的导向因数是轭架80的枢轴位置。枢轴起到上述作用，这是因为它基本上与灯锥40与反射器框架30之间的连接面处于相同的平面。如果轭架越靠近灯锥40后部处枢轴连接到灯锥40上，则将越难以获得精确校正。当弧光灯20的位置和照明器材10的反射面之间出现某些变化时，该变化会相对较小。因此，如果需要的话可以进行微量的再瞄准。

仔细地选择传动比(大齿轮204和小齿轮206具有相同的齿数)，以至于能够精确地补偿灯锥40任何向上或者向下的倾斜，从而维持轭架80的相同的向下的角取向。换句话说，尽管轭架80与灯锥40相连，且当灯锥40离开参考位置枢转时轭架80随着灯锥40移动，然而传动装置导致轭架80枢转以维持相对于水平面的相同的方向。因为与轭架80相比，灯锥40围绕不同的轴线旋转，所以传动装置的选择对于使轭架80产生正确比例的运动是关键的。虽然轭架80相对于灯锥40的实际物理位置将存在一些变化，但是轭架80的方向保持与其参考位置平行。这将使得无论灯锥40在其参考位置还是一定程度地偏离参考位置(在传动范围之内)Z-lamp^TM灯20的弧光管12都能够保持水平。

为了应对间隙以及为了相对于轭架80施加偏心力，拉伸弹簧210(参见图39A-B)连接在轭架80的杆212和位于灯锥40前部的杆214之间。选择该弹簧是为了维持适当的偏心力。有必要给传动装置预加载荷，以至于齿轮中不存在间隙或者侧隙。这增加了瞄准的准确性。当对照明器材10进行维护时，可以通过拉动弹簧210离开杆214而容易地脱离弹簧210。大齿轮204上最后几个齿的节圆直径被切割为略大于其它齿的节圆直径。这使得组合机构对再次啮合不敏感。

因此，这种设计允许在预定范围内进行自动倾斜因数校正。它还允许通过将大齿轮204从轭架80的齿条190脱离啮合(低于向下55¹/₂度)而容易地维护器材。附装至它的灯锥40和器材10的其余部分可以向下然后向后摆动，以实施维护(例如取下透镜并清洁，更换灯，等)并且因此而枢转离开上述范围。在向下大约60度的位置，没有任何齿轮部件保持器材，尽管弹簧210仍提供一些弹力。一旦这些齿轮脱离啮合，灯锥40和相关的照明器材10剩余部分自由向下枢转到竖直位置，而不会受到齿轮啮合的干扰。当重新瞄准器材时，其枢转返回就位，并且大齿轮204啮合在齿条190中。图26J中的剖面A-A和B-B显示了横截面中的齿轮啮合以及弹簧的附装。

电能通过手指安全连接器22(图28A-M)供给灯20。连接器可以安装于转向节板60中的开口164中。应力释放件222可以围绕开口164卡扣，以便为与手指安全连接器22通信的电线提供应力释放结构。这使得能够实现电线至每个器材10的容易和安全的电连接。在连接器卡入转向节板60中央的互补形状的开口中后，两个俘获的螺栓保持其就位。它是在工厂中安装的，如同灯20。因此不会由包工单位产生错误。商品名AMP^TM(宾西法尼亚州Harrisburg的Tyco Electronics)的手指安全套箍/连接件可以使得电线对于安装人员来说是安全的。

灯20的灯座154安装在轭架80底部的两个弓形槽187中(图44F)(也参看图44H中的附图标记42)。如有必要，在弧光管12没有终止于相对于水平的正确旋转定向的情况下，这些校正槽允许略微转动灯座。灯20可以具有从其基部横向延伸的销，灯座154可以具有螺旋槽(参看玛斯珂公司的美国专利5856721)。槽的末端可以设计成端部止挡，以阻止灯20的基部向灯座中转动，并且使其处在对于弧光管12水平操作而言的正确灯旋转位置。然而，难以在灯座中以非常精确的公差制造槽。目前，这意味着灯可以终止于偏离正确旋转位置+-5度或6度。如有必要，槽187允许灯座旋转调节以实现补偿，这是因为仅仅几度的灯旋转错位也可能导致倾斜因数或其它问题加重。此外，有时销可能会在灯基部上或灯座的槽中错位。灯20的玻璃罩也可能相对于其螺纹基部或其弧光管12有些错位。校正槽允许灯组装者检查正确的Z-Lamp^TM旋转定向，并且如果出于某些原因不正确，工人可以转动灯座以进行补偿。此外，同例如用于旋压反射器的灯安装件相比，轭架80底部的平坦安装表面使得更容易确保正确对正。难以在旋压反射器上的灯锥上获得平坦安装表面。这可能导致灯20相对于旋压反射器和水平方向错位。然而，由于器材10中的灯20安装在平坦表面上并且可调，精确定位可以获得。

轭架80的一种替代措施是，对于每个器材瞄准角度手工调节灯20相对于水平方向的位置。这是高劳动强度的，并且可能导致组装者或安装者错误。

如果倾斜因数不需要校正，轭架80可以相对于灯锥40固定就位。这一点可以在省略传动齿轮202的情况下实现。一种这样的状况是，灯20为钠HID灯，例如本领域所公知的。它们不存在倾斜因数。

如前所述，如果瞄准角度不是处在基准位置，自动倾斜因数校正元件将灯20的弧光管12相对于器材10的反射面略微移动。这会改变光束形状。光源(灯20的弧光管12中的弧光)的微小改变可能导致明显的光束形状变化。

基于这个实施方式中的元件的几何形状，弧光管12在轭架80上每移动2/3度，光束的中心移动一度(即光束中心每一度的移动，只需移动反射器2/3的量)。乘数因子(本例中为1.5)被发现用来表征光束偏移。10度反射器移动可以获得15度的光束移动。

这使得器材的整体尺寸能够减小，还能获得与这种关系相关的其它益处。还允许在对于给定器材10的基准位置实施一组测光(在设计照明系统时用于表征器材的光束形状)。如果不是用已知的乘数因子来表征校正角度，则可能需要对每个器材的每个灯位置实施多组测光。这将是极为昂贵、高劳动强度和麻烦的。

乘数因子可以用于计算灯锥位置从基准位置的任何变化，以调节照明规格。例如，如果指示将光束设置在从水平向下27度(与30度的基准位置具有3度的差异)，则工人知道利用公式设置灯锥，例如：基准角度-[基准角度-光束偏移]×0.67＝器材瞄准角度，或[30度-[30度-3度]×0.67＝[3度×0.67]＝2度。因此，尽管光束降落3度，器材只需要倾斜2度。

一组测光可以用于软件编程以表征器材的光束，并且所述公式可以被编程以补偿弧形位置偏移。这种简单但令人满意的精确技术免去了对于器材的每个可能瞄准角度以及对于每种类型的光束进行测光。

可以理解，实际应用或结构性限制通常会导致灯锥40在竖直平面内的调节范围受限。然而，轭架80将灯保持在相对于相同基准平面的相对恒定定向，但只相对于灯锥40及其附装的反射器略微移动。这可能导致从器材改变光束的形态。然而，这可能是有益的，因为其允许照明设计者具有更高的灵活性。例如，如果灯锥40可以被向上调节，例如，由于会碰到其它结构而不能超过15度，则在这个实施方式中光束偏移向上偏移额外的少数几度。

9.遮护罩70

如表示于图4，遮护罩70可附装至器材10。高总反射率材料72安装在其内侧或其面向下侧。基本上遮护罩70从外侧设有位于所承载的高反射率材料上的保护罩层。图46-48显示了遮护罩70可以采取的两种大体形式。

每种形式的遮护罩70的尺寸实际上大于许多现有遮护罩，并且增大了器材10的整体尺寸。然而，它们的形状和结构被设计成同传统器材相比实际降低风负荷40％左右。遮护罩70的长度、形状和边缘被设计成提高整个器材10的EPA。它们是低成本的，并且具有优异的反射效率。

两种大体形式的遮护罩70显示于图中(参看，例如，图5A-B中的短遮护罩70A和图6A-B中的长遮护罩70B)。二者均起始于基部遮护罩段240(图59A)，其通过铆钉、螺栓或其它装置附装至透镜框230。第二或外遮护罩段，即短遮护罩段250(图60)或长遮护罩段260(图61)，通过铆钉、螺栓或其它装置附装至基部遮护罩240。

基部遮护罩段240被附装至透镜框230(装有玻璃透镜3)。图53、54和55显示了用于将透镜框230锁闭至反射器框架30的透镜框夹子233的各部分的细节。透镜框230(图49)基本上使其周边开口匹配于反射器框架30。基部遮护罩段240焊接或铆接在透镜框230的槽232中并且由臂234支撑。槽236保持着玻璃透镜3。槽238允许连接至反射器框架30。透镜垫圈231使得玻璃透镜3在槽236得到缓冲和密封。

玻璃边缘垫圈237装配在透镜框230的槽239中。对正销235(图51A)在对正的情况下穿过透镜框230和反射器框架30中的孔洞装配，以证实透镜框230在反射器框架230上的正确旋转定向。

位于透镜框230外侧的嵌入式挤出件为遮护罩70提供了安装凸缘。基部遮护罩段240与透镜框230以及与装于其上时的反射器框架30成一角度(20度)。锁闭件242(见图5和6，显示了锁闭件242处在锁闭状态，和图53-55，显示了构成锁闭件的一些元件)允许将透镜3/遮护罩70的组合体以容易拆装的方式紧固在反射器框架30上。

如见于图47，多个并排布置的高反射率的反射器嵌入件(例如，图62A-B中的反射嵌入件252)被铆接或以其它方式紧固在基部遮护罩段240和附装的反射器250上。或者，上侧和下侧轨道254和256可以在遮护罩组合体240/250的内侧附装在近侧和远侧位置，并且反射遮护罩分别安装在槽255和257中，然后铆接或栓接就位。一或多个径向支撑支架258(见图66A-C)可以由后至前连接遮护罩组合体240和250，以为上侧和下侧遮护罩的反射嵌入件轨道254和256提供更大的刚度。

遮护罩70上的反射嵌入件252的材料可以是与前述主反射面32的反射器嵌入件120相同类型的。或者，它们可以包括平坦反射片材部分，带有用于产生扩散的表面变化，以实现光的混合。例如，它们可以具有刻面或台阶(例如尖头或斑点)。它们还可以具有低反射率区域或无反射率区域，以简单地阻挡或吸收光(例如涂漆形成的平坦黑表面)(其它细节请参看玛斯珂公司的美国专利6036338)。

专门成形的端部反射嵌入件253可以安置在遮护罩70的相反两侧的横向边缘(见图63A-C)。端部反射嵌入件262可以安置在长遮护罩组合体240/260(见图64A-B)的底侧。端部嵌入件263类似于端部嵌入件253，但被构造成适用于短遮护罩250/260(见图65A-C)。

反射嵌入件可以直接附装至遮护罩组合体240/260的底侧。或者，它们可以附装至适宜构造的上侧和下侧轨道例如254和256(图66-68)上，后者附装至反射器70的底侧。在一定的条件下，它们可以是反射嵌入件之间的过渡。图58显示了过渡夹子264，图67显示了嵌入件支撑支架268，其可以首先附装至反射器70的底侧，然后将反射嵌入件安装在它们上。

反射嵌入件252、253或263的表面的性质可以根据光的理想操纵类型来选择、混合和匹配。如见于图46A，反射嵌入条可以具有不同宽度、长度和表面。如图所示，一些可以是平滑的，一些可以粗糙化或以其它方式改变，从而较不刺眼或能够扩散光。嵌入件也可以沿着它们的纵向轴线台阶化。

遮护罩70同时用于阻挡和重新引导光，否则的话这部分光容易脱离目标。遮护罩反射面的高反射率材料降低了光损耗并且因此而向目标区域提供了更多的光，甚至可以超过具有一定反射率的现有技术遮护罩。同简单地阻挡或吸收射入的大多数或全部光的传统遮护罩相比，提供了显著的光效益。

还可以理解，反射器70的其它变化也是可行的。一些例子显示于玛斯珂公司的美国专利No.5211473中。列举的这些类型的遮护罩可以从玛斯珂公司获得，它们具有各种商品名称，包括LEVEL8^TM。它们可提供各种程度的眩光和溢散光控制。它们可以选择性地添加到器材10。美国专利5211473中显示的一些改型用于显著降低眩光和溢散光。它们中的一些包括横贯遮护罩的格栅。如果与本实施方式中的遮护罩70一起使用，器材10仍会具有良好的效率，并且不会具有美国专利5211473中公开的类型的器材(例如旋压铝反射器)那样大的光损耗。这里将描述和显示其它改型。

遮护罩70的形状被设计成用于实现若干功能，首先，其以这样的方式支撑着高反射嵌入件，即可控制溢散光和眩光。第二，其以这样的方式支撑着反射嵌入件，即可使得光损耗最小化，并且可以增加到达目标的光量。第三，其形状大体上使得遮护罩和器材的投影面积最小化，以使得风拖曳系数低。第四，其以相对低成本且高效的方式实现了这些功能。

即使器材10的整体尺寸大于一些传统类似器材，其风拖曳系数仍会降低40％左右或更多。溢散光和眩光可以通过遮护罩70控制，但也可以通过这里公开的其它可能被采用的特征来控制(例如低初始输出强度，侧面偏移，高度控制光线方向的反射面)。这样可以允许采用更便宜的杆，从而显著降低照明系统的总体资金成本。风拖曳系数低意味着架设器材的杆的强度可以低些。

即使是在由于器材的EPA的提高导致眩光和溢散光控制不是问题的情况下，也可以采用遮护罩70，这可以降低杆的成本。器具有优异的效率和相对低成本。这特别有益于室外运动照明。

图59、56-58、61和46-48显示了遮护罩70A是如何构造的。基部遮护罩(由平坦铝片材制成)被附装至透镜框230(例如通过螺钉或铆钉)(见图59)。用于保持反射嵌入件的金属片构架被形成(图56A-D)。反射嵌入件安装在该构架上(图57A-D)。图57A-D中的嵌入件/构架的子组件被附装至图59中的基部反射器(见图58A-D)。铝片材挤出件(一个例子显示于图61中，用于长遮护罩)然后被附装至基部反射器，从而完成遮护罩70。

10.防反射玻璃透镜

玻璃透镜3包括位于两侧的防反射涂层。这些涂层是涂布在玻璃上的薄膜片材。这种波膜可以从各式各样的商业渠道获得。一个例子是

防反射涂层，可从宾夕法尼亚州Aston的McGrory Glass获得。

入射到玻璃板的光平均有8％不能穿过(每个玻璃表面具有4％的反射损失)。玻璃板两侧的防反射层可以使眩光最小化，并且将光的反射损失降到0.5％而非8％。

作为涂布到玻璃上的薄膜的一种替代措施，可以将玻璃透镜浸没到溶液中，以将防反射涂层沉积在两侧。这趋向于降低成本，但光损失降低程度可能不高。这种技术可以商业获得(例如俄亥俄州Cleveland的North American Coating Laboratories(NACL))。

其它涂层可从美国新泽西州Moorestown的DenglasTechnologies，LLC获得，用于降低两个表面的表反射和眩光。一些涂层可以被溅镀形成。一些可以用海绵擦涂，然后干燥，再被打磨。

另一种可能性是使用低铁玻璃，其可以增加透过玻璃的光(例如″Solarphire^TM″，来自美国Pittsburg的PPG公司)。玻璃中吸收的光较少。一些这样类型的玻璃具有改进的UV阻隔性能。

11.防止放气

来自照明器材10的光的损失源是照明器材10中材料的分解。举例来说，光(特别是UV光)可以使一些材料分解，并且使其放气。可以通过如下方式减少或最小化照明器材10中的放气：

(a)在工厂中进行照明器材10的组装。即使是指纹也会留下残留物，这些残留物会降低光反射或光透射表面的效率(因此损失光)，或者在灯的工作过程中导致放气(这会在反射面或透镜上留下凝结的残留物，并因此阻挡光从照明器材射出)。在工厂小心地组装可以避免在内部反射面上产生脏物或指纹。在工厂完成照明器材10的组装之后，在将其运输到安装地点之前将其密封起来，这可以降低运动场的安装者造成放气的风险。安装者不需要接触照明器材10的内部或者操作透镜3。它们只需要从运货箱中取出照明器材10，避免接触透镜3，并且将照明器材10安装到横臂7上的适当转向节板上。

(b)密封照明器材中的孔。对通向照明器材内部的开口进行密封(只留下用于进行空气交换的过滤器)同样是有用的。例子包括位于灯锥中的开口(见图26A和E)处、灯锥和反射器框架之间(见图26)、玻璃透镜和反射器框架之间的垫圈。见图49A-E。图49A-E示出了U-形横截面的透镜垫圈231(见图52A-B)，其能够更好地密封透镜3，这是由于垫圈231的Y-形远端和垫圈231内侧底部的尖脊。还请注意垫圈231支靠在透镜框231中的沟槽中。限定出沟槽的相对壁部延伸得远高于垫圈231。垫圈231围绕着透镜3的整个周边延伸。其支靠的沟槽的壁部也是如此。因此，它们″遮蔽″或是防止很多的直接UV光入射到垫圈231以产生放气的潜在可能。另外，图49A-E显示了透镜框垫圈237支靠在围绕透镜框230延伸的沟槽中。垫圈237可以是图50A-D中所示的O型环237。请注意，它也支靠在有对置的壁部限定的沟槽中。可以理解，当透镜框230支靠在围绕着反射器框架30的开口的周边的台肩上时，O型环237被压缩。被O型环237支靠的沟槽239的远侧边缘227、228被设计成与支靠在反射器框架30中的所述台肩具有金属与金属接触。不但O型环237因此而被从任何直接UV光遮蔽，透镜框230的边缘227、228与金属反射器框架30的连续台肩之间的金属与金属接触可以获得这样的益处，即反射器框架30的大表面区域用作散热器，以降低围绕垫圈237的热量，从而再次阻止放气。

(c)隐藏可疑材料使其不暴露于光。举例来说，透镜框垫圈237将透镜框或透镜框架230密封在反射器框架30上，透镜垫圈231将透镜密封在透镜框230上，并且为凹进的或者放在保护圈之下并隐藏起来，以使其不暴露于大部分(如果非全部)直射光(特别是UV光)。

(d)使用不放气的材料。一个例子是特氟隆Teflon^TM定位圈112。

(e)使UV光最小化。

(f)在反射器框架30内部的仅仅用于空气交换的开口中使用含炭过滤器(图14)。如果恒定的清洁空气通过照明器材10，则会出现更少的放气。为过滤器(由过滤不期望物质的材料构成)设置的开口可以位于反射器框架30的周边上，相对较小，并且基本上不直接暴露于光。

已经发现，这种修改可以大大减少放气材料在照明器材的透镜内部以及反射面的凝结，这种凝结容易使照明器材10的光产生损失。于是，减少放气将减少随着时间的光损失，减少维修量，减少能量输入量，并且可能双倍地延长灯的使用寿命。

重要的是具有“清洁的”光学系统。即使是这种照明器材的传统部件也可能存在放气。硅树脂垫圈、塑料元件、甚至胶水也可能放气。如果照明器材在运输到安装地点之前进行密封，并且采取上述步骤，那么可以显著地减少放气。安装者通过操作照明器材10的内部可能不会引起放气或减少光的问题。

另外，在工厂组装过程中，高反射性反射嵌入件120上的剥离罩保护反射嵌入件使得在反射面上不会出现残留物，这种残留物随后可能阻挡光或放气。

试图降低光损失的另一种可选方法是阻止灰尘或脏物或其它物质或颗粒物聚积在透镜上。类似

(得克萨斯州Houston的Sopus Products)的商用产品可以以薄层形式施加在透镜3上，以减少灰尘和脏物的聚积。在商业上可以获得具有相同功能的一些薄膜。商业上可以获得其它疏水涂层或或覆层。

减少灰尘和脏物可以将照明器材10的光损失减小几个百分点，并因此增加在使用相同能量的情况下照射到场地的光。阻止物质附着于玻璃上将减少这种物质或颗粒物所引起的反射。这种反射实际上是不可控制的，因此会引起眩光。

上述结构和步骤可以与使放气最小化的制造技术有利地结合。举例来说，在合理控制的工厂环境中组装照明器材10，而非在照明系统的地点(“建筑”环境)进行组装，这样可以显著地减少附着或进入照明器材10的脏物、杂质和其它物质。与建造室外运动照明系统的建筑场所所在的室外环境相比，工厂环境略接近于“净室(clean room)”。可以训练工人在组装照明器材的元件时进行小心的操作，以避免异物附着在内部部件或表面上。即使是指纹或污点也可能不利地影响反射面。大大降低了造成污染的可能性以及对照明器材10的性能的影响。这些步骤消除了很多对照明器材10的性能可能不利的变化因素。

工人可以在工厂里组装照明器材10并且密封其内部。凹进的垫圈和其它材料的使用，与组装过程和环境一起避免光学系统的劣化，光学系统可能以不受控制的方式放气或者吸收或反射光(并因此损失照射到目标空间的光或者产生眩光或溢散光)。容易将这种制造方式教授给工人，并且在各个照明器材之间容易实现复现。因此，具有实现一致性的高度可重复性。另外还允许组装工人进行复杂的组合，而工人不必在元件和特征如何作用方面具有复杂的知识。这样可以降低劳动成本。

前面描述的另一个特征是透镜垫圈可具有金属-金属接触，从而从其散热(其使用反射器框架的更大的表面作为散热器)，并且阻挡光到达透镜垫圈，热量和光的照射都会导致放气。与透镜垫圈暴露于光照并完全绝热相比，可以实现显著的温度降低。一个例子是使支承玻璃透镜的金属框与金属反射器框架之间进行金属-金属接触。在玻璃透镜和透镜框之间可以使用相对较薄的垫圈，但是金属-金属接触可以利用反射器框架的更大的表面作为散热器从玻璃透镜向外传导热量。

通过将压铸反射器框架放入温度(例如，华氏450度)高于其正常工作温度的烘箱中，可以在组装照明器材10之前使反射器框架放气。

12.线性反应器式镇流器/电效率更高的元件

线性反应器式镇流器(linear reactor ballast)用于向器材10供应电能。这种线性反应器式镇流器可以商业获得，并且同传统镇流器相比具有更高的电效率。对于使用的相同量值的能量，它们能够从灯20产生增加百分之几的光。玛斯珂公司的未决申请No.10/785867描述了一个例子。

作为替代或附加，用于将电能传送到器材10的灯20的元件可以向灯20提供更多的电能。例如，用于镇流器的高磁导率钢被研制出来，用于在使用的相同量值的能量的情况下向弧光灯20提供更高功率。

13.SMART LAMP^TM电路

未决申请No.10/785867中所述类型的电路，玛斯珂公司市场商品名SMART LAMP^TM，被添加以操纵器材10的灯20。如申请No.10/785867中所述，可以在灯的工作寿命内显著节约能量。还可以延长灯的寿命。尽管会向器材10添加一些额外的成本，但可以通过能量节约而收回。关于SMART LAMP^TM的细节在No.10/785867有所描述，并且以引用的方式结合于此。SMARTLAMP^TM电路在灯20的操作期间向其施加低功率。这同在高功率下操作的情况相比，消耗的能量更少。随着灯老化，光通量衰减导致灯的光通量输出降低。SMART LAMP^TM电路可以在选定的时间将灯电路切换到更大的电容，以提高灯的功率(并因此提高光通量输出)，以应对光通量衰减。如果功率在长时间内保持低于常规值(几百甚至几千小时)，能量节约可以积累，并且可以超过电路成本。具有多个引出端的超前峰值镇流器或自动变压器可以用于此目的的可切换电容器。替代性方式包括线性反应器式变压器，如前所述。其它方法也是可行的。

一种选择是，可允许手工选择这一特征。可手工选择的开关可以具有″满功率″和″能量节约″位置；后者利用SMART LAMP能量节约电路操作灯，前者由SMART LAMP能量节约电路切换出来。这样，使用者可以在能量节约和从器材输出更多光的模式之间选择。

另外，可以理解，现有的照明系统可以被改装上SMARTLAMP电路以实现能量节约和长灯寿命。老的电容器可以被替换上新的，并且SMART LAMP电路只需被插接到镇流箱中。增加的成本可以通过能量节约收回。

此外，更换灯的大部分成本是人工和设备成本。灯的成本为大约$30至$60。人工和设备(例如租用升降机来抬高工人以便更换灯)的成本可能是更换每个灯$120左右。如果灯的寿命被延长，可能至少是加倍，至少一次更换灯的费用可被节省，这就使得改装SMART LAMP^TM电路额外经济。其它概念包括，对于传统器材和灯电路，在整个新的器材10上改装SMART LAMP^TM电路。目前整个器材10的成本在大约$300的范围。相对快速且容易将转向节板60安装到旧的横臂上并且连接新的器材10的转向节50。瞄准方案通常留给照明设施(由照明系统的拥有者，其制造商，或安装商)。为了改装，日的器材的电容器被从镇流箱移除，新的电容器带着SMART LAMP^TM电路被装入。由于新的器材10中的改造的灯20通过SMART LAMP^TM电路而以低功率操作，因此新的器材可能需要重新瞄准。但这种成本，以及更换器材的成本，可以收回，这是由于：(a)每个器材10的光增加很可能导致所需的总器材数量减少，和(b)能耗量降低带来的外围益处、能量使用效率更高、溢散光和眩光更少，因此能量节约和灯更换次数减少。

或者，改装项目会留下相同数量的器材，但在在减小的功率(1500瓦至1000瓦)下操作。一个一个地取出并更换将需要不同的电容器和SMART LAMP电路，并且会比将器材全都更换为新的器材10更为便宜。这种情况可能不需要重新瞄准，但要操作更多的器材。

这种SMART LAMP这一特征的附加益处是在大多数应用场合显著减少眩光和溢散光。利用这一特征，从每个器材10最初发出的光较少(例如大约30％)。因此，如果两个器材相对于目标区域具有大致相同的照明模式，则带有SMART LAMP特征的器材同没有该特征的相比在初始功率降低阶段通常会产生降低级别的眩光和溢散光，这是由于其输出的光能较少。由于SMART LAMP通常在灯的工作寿命内保持相同级别的光输出，因此，如果0.7倍的减小乘数因子在初始光输出中被使用，则意味着初始显著减少溢散光和眩光。传统系统在此期间可能具有多50至60％左右的溢散光和眩光。这带来的额外益处是，该时间内使用的电力更少。

这可能是一项重要事情，特别是对于靠近邻居或位于城市中的照明系统。这可能是一种环境问题。一些关于眩光和溢散光的法规或条例规定了相邻建筑边界线处的最高光级别。这些限制可能从照明系统接通时就生效。因此，具有初始较高光输出(以及初始较高溢散光和眩光)的传统系统可能需要向器材添加更多且昂贵的溢散光和眩光防止设备，但这样经常会导致在那些灯经历了初始光通量衰减期间后对场地的光照级别不足。因此，那些系统通常必须向照明系统装入更多照明器材，这会导致系统成本增加。甚至可能需要越来越多的昂贵灯杆来承载额外器材，这是另外增加的成本。

因此，这种SMART LAMP特征可以提供眩光和溢散光方面的益处，以及能量最优化和光输出选项和益处。系统设计者和终端用户可以对不同的选项权衡处理。SMART LAMP可为不同的需要和目的来编程和构造。可以产生不同的性能选项。例如，可以产生一定范围的光输出。可以产生不同能量节约程序。设计者和终端用户可以选择并且平衡不同的因数，并且针对每个应用制定不同的益处。

可以看到，终端用户得到的一个益处是可以减少照明系统的器材总数。较低的初始溢散光和眩光，但在工作寿命维持光级别，可以实现用更少的器材照亮场地。这可以降低资金成本，通常是操作成本。由于需要更少的杆或更便宜的杆来架设总数减少的器材，因此可以进一步降低成本。

C.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3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3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3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。

将照明器材10和顶部设置有预组装的横臂7的杆与瞄准图一起运输到要照明的场地，瞄准图示出每个预设计的照明器材相对于场地如何瞄准。整个系统基本上可以在工厂进行预组装，也就是杆和杆的基座、横臂、照明器材、配线、镇流器箱等(参见玛斯珂公司的美国专利No.5600537，该专利的内容以引用的方式结合于此)。该预组装的系统可以从玛斯珂公司以商品名LightStructure^TM获得。

在地面高度，转向节板60被附装至横臂7，并且适宜的器材10通过转向节50被附装至适宜的转向节板60(在用于该器材的配线被连接到横臂7中的预设配线后)。根据瞄准方案(将杆用作基准点，如后文所述)，每个器材10的转向节被调节以匹配于该器材10所指明的瞄准。一旦实现瞄准，内外侧转向节系固件和转向节止挡系固件即被栓接就位，从而确定器材的正确瞄准位置。器材10相对于弧光管12的基准位置向上或向下的任何枢转将导致灯20的轭架80的自动倾斜因数校正运动。

具有线性反应器式镇流器的SMART LAMP^TM电路通过适宜的电容器而被设置于、或是被安装于每个杆6的相应镇流箱中。每个电路的计时器被设置。

杆被竖直架设。来自控制柜的电能被连接到每个杆上的相应镇流箱。

当照明系统被接通后，它将：

a.对于每个灯开始SMART LAMP^TM操作程序，这会节约能量，延长灯寿命，并且在整个寿命内延灯的更换。

b.对于来自配电设备的给定量的操作能量：

i.由于总倾斜因数校正，没有白色氧化物涂层，灯20的光池增加，因此每个器材产生更高的光通量，并且由于线性反应器式镇流器，因此配电设备和灯之间的能量损失减少；

ii.于高反射率的反射面，防反射透镜3，以及减少的放气，可由器材10产生更多的光输出；

iii.由于实施精确控制，可能是通过高反射率的反射面，每个器材10的主反射面的底部较少会聚部分，主反射面的较少会聚部分的侧面偏移为器材10的大约一半，高反射率的遮护罩反射面，因此可以向场地投放更多的光。

作为显著提高来自器材10的光量和光控制的结果，照明系统可以被设计成使用较少的器材，这需要更少或更便宜的杆。最终的安装系统比具有旋压铝反射器的系统更为耐用(特别是由于模铸的反射器框架30)，提供更低的风负荷(特别是由于遮护罩70)，并且长时间内节约大量能量(特别是由于SMART LAMP^TM技术)。这趋向于在长时间内维持更好的光级别，并且增加灯寿命。

1.器材10的单独和累计益处

下面的表1列举了采用本发明的前述特征和方面所能获得的潜在收益，表中内容涵盖了一定的假设和需要明确的细节。

表1

评论项目	收益	效果
			1	新的灯光通量	ABC
2	总倾斜因数校正，新式灯	ABC
			3	基准	ABC
4	重新引导的场外光	ABC
			5	反射遮护罩	ABC
6	防反射玻璃	ABC
			7	线性反应器式镇流器	ABC

8

SMART LAMPTM

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评论项目：

1.基于统计的瞄准角度计算。

2.容易校正倾斜因数，从5度向上瞄准至大约60度向下瞄准。

3.银涂覆的铝嵌入件很可能具有比加强型铝嵌入件120高大约3％的反射率，但可能需要一个系统来冷却银(例如将冷却空气吹过)以降低存在的热量。

4.侧面的60度段被使用。

5.通过操作视频光度计获得并且用未涂覆弧光管测量收益。遮护罩包括95％反射材料。

6.可能有成本更低的其它选择。

7.易于用作SMART LAMP^TM方案的一部分。随着灯老化，功率损失要求更换引出端，如果希望应对灯的光通量衰减的话。

8.不能提高光级别或减少器材总数，但在灯的寿命内节约能量。很可能使灯寿命加倍。

^**A.降低能量用量。

B.减少器材总数。

C.减少场地照明的总成本。

D.增加场地照明的总成本。可以通过减少能量用量来收回增加的成本。

每个能量降低乘数因子分别与光通量的增加量或能耗的降低量相关地赋予。可以看到，使用表1中所列举的所有方法估计目前可能要使得每个器材添加$73.00来实现。然而，在灯20的正常工作寿命内，能量节约为45％或更多，能够至少部分地收回这一成本。对于相同的能耗量，能量节约45％可以在灯的工作寿命内提供60％左右更多的光。还很可能充分降低EPA，以减小每个器材上的风负荷。这就允许更小和/或更便宜杆。

另外，下面的表2比较了玛斯珂公司目前的具有100个器材的运动照明设施与根据这里描述的本发明各方面的技术。据估计，从器材10发出的增加的光可以将这种典型运动照明应用中的器材数量平均而言从100减少到63。即使这些器材的硬件成本不变，基于表2中的架设，能量成本节约和灯更换节约可以导致消费者净收益为$87000。这意味着大约30％的节约，这是很显著的，特别是对于通常需要运动照明系统的类型的消费者而言。

表2

成本：

SC2^TM×100×$300＝  $30K

新式器材×63×$373＝$23.5K

                    $6.5K的器材成本降低

平均杆成本节约：    $IK

                    $7.5K总计

^*0.075分/千瓦小时×1.6千瓦小时×10000小时＝$ 1200/器材

^**新式器材＝SC2^TM×0.625＝63个器材

^*新式器材＝1200/器材×63×0.87(SMART LAMP乘数因子)＝$67K

^**灯更换$120/灯，SC2^TM需要3次更换，新的器材需要1次更换。

可以理解，前面的技术可以以各式各样的方式实施。此外，前面描述的技术选项中的任何一个或每个并不需要在一起使用。如已经指出，一些选项在玛斯珂公司的在先工作中被单独提出过。然而，在整个操作时间内使用一或多个所述技术步骤可以累积能量节约，这对于操作者而言是显著的，并且在最低程度上对于全世界节约基于化石的能量，这在能量消耗和将基于化石的能量转变为电能对环境的影响两个方面而言都是显著的。

通过使用两个或更多个上述方法步骤，这些优点可以得到组合。通过使用它们中的大多数或全部，可以获得显著的改进。例如在照明系统的30年操作期间，使用前面描述的设备和方法，假定每年300小时操作，因此10000个总操作小时数，并且假定没千瓦小时的费用为7¹/₂分，每个灯更换(可以避免)的费用为$120，仅仅使用SMART LAMP技术本身，就可以导致大约$800/器材的节约。这同大约$300/器材的预算制造成本相比是显著的。

前面详细描述的器材10只是根据本发明的代表性设备，其操作可以降低每个器材的能量消耗，减少大多数运动照明系统的器材总数，并且降低场地照明的总成本。本领域技术人员可以理解，将多项特征组合在器材10中可实现施加到目标区域的光的性质和量的显著改进。然而，这些特征单独具有各自的优点。如有必要，设计者可以采用一个或若干上述特征。

2.器材10及其操作的益处总结

a)通过降低倾斜因数获得新的灯光通量

已经确认，通过在灯20操作中保持弧光管12水平，可以实现额外的光通量输出。

一种形式的灯20使其弧光管轴线26从灯轴线28偏离固定量(例如30度)。这是运动照明器材的通常瞄准角度。然而，如前所述，很少使场地的所有器材都最终精确地瞄准水平面下方30度。如美国专利5856721中所讨论，并且本领域技术人员可以理解，灯20至少在常规运动照明瞄准角度内减小倾斜因数的量值，这是因为其在常规运动照明角度比传统灯更接近水平。因此，在大多数情况下，对于给定能量输入，可以在灯的整个寿命内获得光通量输出的净提高。

还有其它方式来调节弧光管12和反射器表面32的瞄准轴线之间的关系。可以参看玛斯珂公司的美国专利5161883，其以引用的方式结合于此。这里，器材10包括在器材的常规瞄准角度范围内的弧光管自动水平校正。灯位置在针对灯锥的一定范围的传统运动照明瞄准角度内(例如相对于水平向上5度至向下60度)被相对于灯锥独立地限定。这种自动总倾斜因数校正特征消除了因倾斜因数而引起的光通量衰减。还提供了下述附加优点，即单一类型的HID灯对于给定照明用途用于大多数-如果不是全部的话-器材，即使许多器材将相对于目标场地瞄准于不同角度。

必须采取措施来确保灯20的弧光管12中止于一定的旋转定向，从而在操作中弧光管12的纵向轴线和弧光灯20的纵向轴线位于竖直平面内。这要求将Z-Lamp^TM正确旋转定向在其灯座中。这可以手工完成。或者，可以用一或多个结构来有助于确保这一点(参看玛斯珂公司的美国专利5161883，公开了位于灯20的基部的销，其装配在灯座154中的螺旋槽内，以确定灯20的旋转对正)。在销/槽配置不精确或存在其它错位的情况下，器材10包括位于轭架80中的校正槽这一附加特征。

b)通过去除传统弧光管的端部涂层获得的新的灯光通量

已发现如果弧光管可以在水平或接近水平的位置操作，则可以通过省略位于弧光管相反两端上的常规白色氧化物涂层并且增大钠-钪盐池来提高HID灯的光通量输出，至少是在其一部分工作寿命内。预期可以增加光通量输出。

传统上，这样的白色氧化物涂层用于试图保持弧光管的端部受热，以防止出现低温位置，这种低温位置可能导致化学物质沉淀和降低光通量输出。已发现它们可以被消除，并且HID灯在其工作寿命的后段可以减小灯的光通量衰减。这里使用并且本领域公知的措词“灯的光通量衰减”是指，随着HID灯的工作小时数的累积，光通量输出会有所损失。改型的弧光管12的减小的光通量衰减被发现在初始快速光通量衰减期间(通常是灯工作的第一个100小时左右)之后开始具有显著效果。因此，仅仅通过消除白色氧化物涂层并增大盐池，就能够针对相同的输入能量产生额外的光通量。然而，还发现去除涂层能导致更为剧烈和快速的倾斜因数。这里使用并且本领域公知的措词“倾斜因数”是指，当一定的HID灯(包括金属卤化物)在除竖直或水平之外的其它位置操作时，光通量输出的损失。因此，弧光管12水平操作可以避免由于倾斜因数增大而导致的任何光效益偏差。

c)通过改变传统弧光管的化学物质获得的新的灯光通量

长时间中，随着这些类型的灯老化，一些盐迁移通过弧光管的石英，特别是在较高温度时。一些化学物质侵蚀石英并且损失。这可能减少光通量输出或影响弧光管性能和缩短其寿命。

已发现，通过产生更大的″盐池″，可以至少保持光通量输出更高(在灯的很多工作小时数内减小光通量衰减)。另外，通国使弧光灯在水平位置工作，其不会加热任何一个端部(因而可以阻止化学物质在低温点沉淀，这种沉淀可能会阻塞管并且阻挡可用光)，并且据信可以减少盐穿过石英的迁徙或是盐侵蚀或损失。此外，已发现不但能够在灯操作中提高光通量输出，而且灯还将在更低温度下工作。这降低了因化学物质通过弧光管12的石英析出导致的灯故障的可能性，这种可能性在较高温度下也更高。这还有助于实现弧光灯的长寿命。通过运动照明的光频率的正确混合，灯的美学性能也被改进，至少是维持。

改变化学物质，消除弧光管端部的涂层，以及水平操作，这些集中起来可改进灯20的性能(灯的效率和美学性能)，增加灯的光通量，并且延长灯的寿命。这种更大的″盐池″据信可以有助于增加光通量输出，至少是在灯工作寿命中的一些期间内。

可以相信，上面描述的改变灯化学物质可以使任何HID灯更为有效，至少是增大盐池可以有效地适用于不同传统金属卤化物的化学功能。

d)降低光在反射面的损失

利用高反射性(超过95％总反射率)的反射面，可在相同能量用量的情况下产生更多的可用在目标的光。器材10在主反射器框架30的主反射面32和反射器延伸段或遮护罩70的底侧使用高反射率材料。

已发现，使用非常高反射率的主反射面，可以获得更多的可用光。高反射度对于旋压铝反射器而言是不可行的。

高反射率材料不但可以减少反射面的光损失，它还能微妙且重要地添加允许非常精确地控制光的益处。不会像旋压反射器那样存在″模糊″或″失真″(由于其不可能获得高度精确的表面)。这导致更多的光到达目标区域。这还允器材之间的一致性。如果光束类型为″类型4″(例如本领域中公知)，则光束类型从器材到器材都是类型4。作为比较，由于难以保持一致性，旋压铝的预期类型4可能终止于除类型4之外的其它类型。

作为比较，旋压铝反射器的反射率或反射度为大约80％。表面不能通过旋压获得高反射率。另外，阳极氧化会降低反射率。用于池浴和旋压工艺的化学物质也会从反射器到反射器产生不同的结果。″失真″问题也是加工工艺带来的问题。尽管抛光可以有些帮助，但不能消除这些问题，并且还会对它们的制造产生显著的成本和时间。

因此，高反射率材料可以通过降低其它反射面可能出现的光损失来提高器材10的能量效率。对于相同输入的电能，可以在目标获得更多的光。

此外，高精确的反射面具有额外的益处。旋压反射器的表面条纹或偏差可能导致难以控制失真，并且还会造成分色。这可能影响器材的美学外观(即不能产生漂亮的白色光)。

关于这些类型的材料的细节和它们的性能，可以见于玛斯珂公司的美国专利6036338，其以引用的方式结合于此。材料可以构成一或若干段并且承载于反射器框架30上。或者，其可以被制成条并且由反射器框架30承载。这种条的例子以及它们的选项描述于美国专利6036338。

出于前面针对反射器框架30的主反射面32所述的相同原因，向遮护罩70的底侧添加非常高反射率的材料(例如95％)被发现能够在相同给定量的能量的情况下提高场地的可用光量。这些遮护罩包括以相对低成本制造的结构和轮廓，而没有显著增大有效投影面积(″EPA″)。它们基本上形成主反射器的连续部分。它们可以在照射到场地的光方面获得效益，同时还降低溢散光和眩光。

e)通过使用防反射玻璃透镜降低光损失

玻璃透镜3在每个表面具有4％的光损失，如本领域中公知。这种本来不能用于场地的损失的光现在由于这种玻璃而变得可用。

玛斯珂公司试图解决其它类型的器材中的这一问题。参看美国专利No.5816691，其中在不同类型的反射器中，发现通过改变光相对于玻璃前表面的入射角度有助于降低这种光损失。

然而，这个实施方式的一种替代措施是改变玻璃以减少或消除光损失。浸涂的薄膜或施加的片材被添加到玻璃透镜。这些防反射选项被发现，如果被施加在透镜的两侧，则可以消除改性玻璃的光损失，以使更多可用光到达目标区域或场地。

施加在玻璃上的薄膜一般相对昂贵(例如$14-$48，而玻璃透镜每块仅$2)。如此施加的可能不是高耐用性的，特别是施加在透镜外部时。然而，它会使得这种类型的HID器材内产生高温，并且降低其所施加的每个表面的反射损失，即从大约4％降低到0.25％至0.5％。即使设有非反射涂层，也可能有反射损失，特别是随着光的入射角度增大(每个表面甚至可能高达2％的损失)。但防反射涂层仍能降低光损失。这在长时间和/或如果与器材10的其它特征组合使用，可发挥综合效应。防反射涂层可以仅设置在透镜的一侧，并且产生向长度多供应一些光的益处。然而，在两侧设置趋向于使这一益处加倍。

一种更为便宜的方法是将玻璃浸没在非反射涂料中。这种方式不像施加薄膜涂层片材那样有效，但仍提供了一定改进。

f)通过用于重新引导偏离场地的光的主反射器表面的低会聚性下部来增加照射到目标的光

已发现，器材10的低会聚性、高反射率下部可以使用相同量值的电能提高照射到场地的光量。

可以理解，当器材10处在工作位置并且从升高横臂成角度向下瞄准时，来自反射器下半球的低会聚性光可能会指向更陡峭的角度并指向目标区域。否则的话，来自器材这部分的光将被更为水平地投射并且偏离或远离目标区域。

g)通过一些器材的主反射器表面的低会聚性侧面部分重新引导偏离场地的侧面光来增加照射到目标的光

已发现高达一半的用于典型运动照明设施的器材需要进行侧面偏移。据估计，由于离开场地或目标的侧面溢散光，会有大量的光从系统的全部器材损失掉。因此，如果适宜的侧面偏移被用于一半的器材，则据估计大约一半的本来要损失掉的光会被添加回到场地，而能耗量没有增加。

这些从反射器框架30的其余部分的大致回旋表面侧面偏移的错位措施的成本被最小化，这是由于框架30是模铸的。如各图中所示，三种一般形式的反射器框架30可被铸成，其中一个只具有下侧低会聚性部分，一个具有右侧偏移和下侧低会聚性部分，一个具有左侧偏移和下侧低会聚性部分。基于关于运动场地的先验信息，每种形式的数量可以被选择，以使得偏离最优化，即尽可能多的光能从偏离场地到返回场地。

一个例子如下所述。位于图1A中最左侧杆上并且大致朝向场地5的右下侧角部瞄准的器材所发出的光容易照射到其远侧从而被反射离开图所在纸面。本发明的反射器框架30可以被预先设计，以便在该侧支撑主反射面32，以使溢散光偏移到场地上。

对于图1A中最靠近右侧杆上的任何器材，其将光线指向场地的左侧近角，反射器框架30可被预先设定为以下述方式翻转反射器的远侧，即射向该部分的光被朝向场地引导，而不会离开场地所在的纸面。

h)通过用于重新引导偏离场地的光的反射遮护罩来增加照射到目标的光

与阻止从场地溢散的公知遮护罩不同，器材10的反射器70的高反射率的反射面72，以几乎没有光损失的方式，将这种光重新引导至场地。其在耗用相同能量的情况下，将增大的量的光照向场地。此外，高反射率材料的效率允许更精确控制光，以更好地将光照射在目标上，而非偏离目标。这还有助于减少眩光。

i)利用高效率镇流器减少供电设备与弧光灯之间的电能损失

利用能够提高供电设备与灯20之间电能量值的电气元件，是另一种提高光通量输出的可选方式，并因此而能以给定的初始量值的能耗量向场地供给更多的光。

如前面所述，如果使灯工作的电能能够更高效地从电源传输，就能够对于给定量的能耗量提高灯的光通量输出值，并因此将更多的光传送到场地。相关的例子包括使用线性反应器式镇流器。利用传统扼流器，功率系数是浪费的，特别是在启动灯时。线性反应器式镇流器提供了更高的能量效率。这可以利用从配电设备获得的电能向灯供应更多的电能，从而提高器材10的整体累积效率。这使得在相同量的能量输入下增加有用光量。

作为替代或附加，增大电线尺寸和/或增加器材10的容纳镇流器的钢材的量可以减小电阻，并且因此而减小电能向灯20传输时的电力损失。即使是这些步骤也能使得供给HID灯的可用功率提高50瓦左右。这对于给定量的电能耗用可能导致额外的可用光到达场地。

3.在不增加电能的情况下增加总的预期到达目标的光

前面介绍的各种方法综合起来可以导致，同这样的传统照明器材相比，照明器材10供给场地的可用光增加60％或以上。尽管已发现前面讨论的每个方法自己就能产生增多的益处，但综合这些步骤可以对于相同量值的能量向场地产生显著量的额外可用光。此外，这种增加的光是在器材的整个工作寿命内持续的。因此，为实现给定光级别需要更少的器材。因此，不但需要更少的能量来在任何一个时间向给定场地提供一定的光级别，而且益处是持续不断的。此外，重要的是，益处是在器材的工作寿命内累积的。其结果是，不但能耗量降低了，并且因此而降低每个时间的能量成本，而且还要综合考虑器材的几乎几千小时的有用光的复合效应。就像是银行复合利息一样，在小段迁移时间内看上去能量节约很少。然而，在灯和这种类型的器材的整个寿命跨度内，节约量越来越多。因此，本发明的方法着眼于细微之处，但非常稳定地在长时间内为系统的拥有者累积经济效益。

这种使得更多的光可用于场地的重要事实使得本方法能够减少满足大多数运动照明用途的光照量和均匀度规格所需的器材数量。这就能够降低前端资金硬件成本和设施成本，如前所述。这还能降低照亮场地的总成本，包括资金成本和工作成本。

另外，本方法解决了一个在运动照明中存在并且随时间而变得越来越严重的问题，即眩光和溢散光。本方法旨在允许实现提高的一致性和对光的控制，以保持光作为可用光供给场地，并且防止其以的形式溢散光离开场地或引起眩光。

此外，本方法可以延长一些元件的使用寿命。例子包括灯20的寿命。这为拥有者提供了另外的经济效益。

4.在灯的整个工作寿命内降低能耗量的可选操作特征

前面描述了用于从灯产生更多光通量、并且更高效地操纵和控制来自器材的光以便由用于产生光的给定量的能量向场地提供更多可用光的方法。其它选择包括对于HID运动照明器材在其工作寿命内从物质上降低能耗量，如公开于本申请人的共同未决的美国申请No.10/785867，该文献引用的方式结合于此。美国申请No.10/785867描述了玛斯珂公司的SMART LAMP^TM技术，其为操作HID弧光灯的方法，可以相对于传统方法以低能量用量高效地产生可用光。还可以为灯减小灯维护(或光通量衰减)因数并提高灯的效率。尽管这种灯功率改造所需的电路会提高系统资金成本，但在大多数情况下，可以通过长时间的降低能耗来得到补偿。已发现描述于同属于本申请人的美国共同未决申请10/785867中的方案可以导致灯在常规工作寿命内节约总能量成本的40％至50％左右。

另外，如描述于该申请，已发现可以延长灯寿命(20％左右或3至6千小时)。这进一步有助于能量节约，并且减少灯更换的人工成本。

因此，虽然前面描述的方法本身单独都是有益的，但应用所有这些方法(许多情况下累积起来，对于相同输入能量，可获得45％或更多的额外光以供给场地)，再组合SMART LAMP^TM技术(长时间40-50％能量节约)，可以联合导致非常高的效率和能量节约。

D.可选形式和替代形式

可以认识到，前面的示例性实施例仅仅是示例性的而非限制性的。本发明可以包括对于本领域技术人员显而易见的变形。本发明的范围只受权利要求书的限定。

举例来说，通过本发明可以想到尺寸、材料和各种组合的变化。具体地说，为了产生有益或有利的结果，并不需要示例性实施例的所有特征和方面。

特殊的可选特征如下面详细描述。

1.灯的替代措施

不是必须使用玛斯珂公司的Z-Lamp。通过适宜的改造，标准弧光灯可被使用。这要求相对于灯锥错置反射面(如玛斯珂公司的专利5161883所建议)，或者安装灯锥偏离反射器框架的瞄准轴线，如也公开于美国专利5161883。在任何一种情况下，这里描述的在常规运动照明瞄准角度范围内总倾斜因数校正的原理可以采用。通过传动装置或其它功能性等价物，灯轭架可以维持在相对于目标的预设角定向，不论反射面的瞄准角度如何。

2.反射器的替代措施

前面已经描述了各种光束形状和构造，它们可以通过成形反射器框架30和选择反射嵌入件120等实现。

3.遮护罩的可选措施

另一可选特征涉及遮护罩70。如显示于图77A-D，开口75(图77A)可以形成在遮护罩延伸部分250或260中。框架76(图77B-F)可以螺纹连接、栓接或以其它方式附装在开口75中。透光材料或嵌入件77(图77G-J)紧固在框架76中。其形状可以是基本上长气泡形，以形成一种″眼球″形状。通常，嵌入件77由半透明材料制成或具有扩散光的特性。例如，其可以是半透明的以限制光量(例如2000坎德拉)，所述光从中穿过以在目标上方提供一些强度，但不太高，并且扩散光。作为替代或附加措施，嵌入件77可以具有衍射表面或可分散光能量的表面(类似于许多荧光)。半透明方式的另一替代性措施是将嵌入件着色或涂色(例如灰色，即使用暗化剂)，以控制通过的光量。另外，嵌入件表面可被喷砂或内外酸蚀。当灯20接通时，这会向目标区域上方空间添加一些烛光效果。这使得运动员和裁判能够更好地看到地面上方很远处的球或物体(例如高空飞行的棒球)。优选地，一些类型的嵌入件可用于遮护罩开口。其为透明或半透明的(例如塑料，玻璃，聚碳酸酯，丙烯酸酯等)。其可以具有扩散光的光学性能。对于运动照明，预期其可以是半透明的，以向场地上方提供一定量的光，但不能直接看到光源或者成为眩光源(例如观察者站着或在目标场地之外看到，所述开口只需有光彩即可)，也不能使来自光源的大量的光离开场地。

可选地，棱镜材料可以用于遮护罩开口，以实现不同照明效果(例如以扩散或定向的方式散布光)。反射器70内的带角度的阶梯式棱镜反射器也可被使用。黑色漆可被用于遮护罩反射面的相反两侧，以实现对极端眩光和溢散光的控制。

可以理解，遮护罩的向上照明功能的另一可选措施是针对特定的应用进行量身订制。例如，球队的色彩或标志可以印制在半透明嵌入件上。另外，遮护罩，或整个反射器框架/遮护罩组合体，可以被印刷、装饰或以其它方式构造成球队或学校的颜色。由于反射器框架和遮护罩外部是模铸成型的，并且不包含反射面，因此绘画是更为可行的选择。

从嵌入件77向上照明可以提供更为愉悦的环境。其可以提供″软″色调的光。其可以降低对眩光感受程度，这可以减轻有时被称作令人讨厌或不舒服的光的眩光。

此外，嵌入件77可以与遮护罩70或添加到遮护罩70的元件(例如格栅)组合使用，以有助于眩光或溢散光控制或其它照明效果。棱镜或其它表面可以添加到遮护罩70内部或遮护罩70的其它表面上的任何格栅上。遮护罩70中可以设有曲形、角形或阶梯式反射条，以额外地操纵光。不同的这类元件可以提供，以便为每个器材10产生不同的性能和可运动性选项。

4.应用场合的替代措施

本发明可以用于除运动照明之外的其它大区域的照明应用场合。其中的几个例子包括停车场照明、建筑照明、公共场所照明、竞技场或体育场照明。本发明可以应用于室内照明。这涉及需要受控集中光束的任何HID照明器材。这包括照亮相对远距离(例如，大约100英尺或更远)的目标或者用于特效照明。

5.器材瞄准方法

由于反射面是精密的，因此瞄准精度对于器材10来说是非常重要的。如干方法可以用于提高器材10瞄准的可靠性。

可以补偿横臂7可能会有的翘曲，例如在其制造或焊接过程中(可能会产生热量)的翘曲。除了基于灯锥40相对于横臂7瞄准的角度，并且排除因翘曲导致垂直于杆或地面以外，瞄准可以同与横臂无关的基准点建立联系。如果横臂可以不考虑，则由于横臂翘曲导致的任何误差可以消除。

一种方法是：(a)假定杆是直的(在被正确安装在架设场所时会从地面竖直立起)；(b)将转向节板60附装至横臂7，(c)将转向节50附装至转向节板60，(d)将灯锥40附装至转向节50，(e)利用数字水平仪测量转向节50相对于基准(例如杆)的绝对角度。然后，零位对准工具，如后文所述，被相对于灯锥40安装和调节，其内置有任何所需的补偿措施。

图40A和B显示了一种零位对准工具162。其可附装至灯锥40的侧面。印制刻度可以铸造或印刷在转向节50上。器材10需要相对于目标区域瞄准。很多情况下，需要假定凸凹不平的金属横臂7可以用作相对于地面的基准。然而，横臂可能会在制造过程中翘曲(例如由于制造时的焊接造成的高温)。因此，转向节50可能不是完美竖直。为了向杆上所有器材提供更精确和一直的瞄准基准框架，它们在工厂中可以以杆为基准，即连接横臂7、每个器材的转向节板60和转向节50，并且栓接每个转向节板60的灯锥40。每个栓接的灯锥40可以相对于地球竖直向下笔直地悬挂。零位对准工具162可以通过螺栓或螺钉初始固定于灯锥40上，以使其印制的提示标记(见图40A)对准灯锥40的纵向轴线或其它基准位置。刻度可以在这样的位置印刷(例如用喷墨打印机)在转向节50上，即如果二者均相对于地球保持竖直的话，零位对准工具162的提示标记将指示零。如果指示标记没有对准转向节50上的零位置，这表明一些横臂中有一些翘曲或不规则性。通过指示标记偏离转向节零位置的程度，可以确定不规则性的量值。然后，零位对准板162可被松开并且转动，以使指示标记与零位置对正。因此，对横臂的翘曲的补偿可以实现。在安装器材时，补偿已经进行过了，并且工人可以假定与转向节零位置标记对正的指示标记就是瞄准的起始基准点。

为了在安装时确保一组或一阵列的器材10在杆的横臂上的正确旋转对正，小的定心环或圆圈可以印刷在器材阵列之一的透镜上(例如1/8英寸的厚度、21/2英寸直径的圆形UV可降解黄色油墨-见图1B中透镜上的小的定心环272)。其可以与器材的中心轴线同心。工人在地面上利用双筒镜可以将定心环和反射器的球头或背部与其所在地面上的观测位置连成直线，并且检测器材是否瞄准了地面上的正确预定点。一发现这种方法可以把精度限制在几英寸内。这是低成本、简单的方式，以检测整个阵列在架设后是否对正。由于每个器材相对于横臂预先瞄准，因此检测一个器材通常就足够了。如果存在错位，利用滑动装配在基础设施上的杆，杆可以简单地转动直至实现对正。

6.D形横臂

图78A-W显示了一种可选的横臂7A，其可以用于器材10。如显示于图78A、B和S，横臂具有大致矩形的横截面形状，除了其一个竖直侧面55大致上为圆形或曲形外(例如具有一定的曲率半径)。另外，横臂7A的从前边缘55到相反后边缘的宽度相对于传统正方形或矩形管状横臂增加(例如增加30％至40％)(图78C中显示了一般的用于比较的现有技术横臂，其所有侧面为方形或平坦的，并且具有较小的宽度W)。

已发现最高风负荷直接作用于横臂的前表面。上述形状可以减小横臂上的风负荷，并因此减小杆上的风负荷。这有助于减小整个阵列的EPA。在一些情况下，这允许更便宜的杆(例如更薄的金属壁或更小的直径)。

其还可以由容易获取的圆形管状原料高效制造。其平坦侧面可以轧制形成，在侧面55留下曲面。因此，不会增加成本。其具有与矩形管大致相同的强度。

请注意，现在其可以被制成不同于传统的长度(例如图78D-L)，并且可以沿着一侧形成安装开口，以便安装多个器材10。在这个实施方式中，横臂7A大约2英寸高(H)和3.875英寸宽(W)。长度L在大约1又1/3英尺(图78D)至18.7英尺(图78L)的范围内变化。

7.各种益处的选择性

如前面所描述，器材10的各种特征可以在不同组合方式或操作方安装选择，以实现灯的终端用户的不同目的。终端用户或照明设计者可以考虑：(a)眩光/溢散光方面的益处，(b)场地照明，(c)结构性和风负荷问题，以及(d)杆的高度要求和基于下面的需求或期望来选择某种结构：

1.照明系统的资金成本(器材、杆和设施的初始成本)

2.工作成本(系统工作的成本，包括电力和维护)

3.性能/可运动性(多少光照射到场地上，以及光如何分布)。

4.环境问题(眩光/溢散光；电力耗用)

可以在这些因素中进行选择。例如，目前典型运动照明系统的大约60％的成本为器材成本。大约40％为杆的成本。从较少的器材供给更多的可用光可以在所有上述四个领域获得益处。较少的器材意味着较少的资金成本(可能包括便宜或更少的杆)。较少的器材(以及SMART LAMP)可以在场时间内降低工作成本。性能和可运动性可以通过侧面偏移、更好地控制光和器材10的其它特征而得到提高。眩光和溢散光减少了，能耗量也是如此，因此有利于环境。

然而，可以通过设计来调节各种益处的量。例如，如果更大量的溢散光和眩光是可接受的，则可以使用较短的杆，这可以进一步降低资金成本。如果工作成本不是需要考虑的重要问题，则系统可以产生额外的光，尽管成本更高，但可运动性可能更好。关于这里描述的各种特定结构，图中试图大体上显示各部分的大小和比例，以使本领域技术人员理解代表性结构以及它们的构成、组装和操作方式。那些对于本领域技术人员而言容易理解的修改包含在本发明内。

此外，各式各样的元件的饰物、形状或结构可以提供令人愉悦的装饰性外观。其例子包括器材整体，其可以带有或不带有任何遮护罩、反射器框架、灯锥、安装转向节、遮护罩、带开口的遮护罩和D形横臂。

可选形式和替代形式

可以认识到，上述示例性实施例仅仅作为实例而不是作为限制性说明给出。对本领域技术人员而言的显而易见的改变将包含在本发明中。本发明的范围只由权利要求进行限定。

Claims (2)

1.一种减少运动照明系统中照明器材总量的方法，所述系统包括多个杆，每个杆具有至少一个横臂，用于支撑至少一个照明器材，每个照明器材具有HID灯，所述方法包括：

a.确定利用照明系统对目标区域进行复合照明所需的最低光强度和均匀度；

b.通过使用可见光反射率大于等于95％的反射面，在不提高工作能量的情况下增加照明器材的反射和传输，所述反射面安装在框架上，所述框架具有用于产生会聚光束的主部分以及在所述灯上方从框架向外、向前延伸的遮护罩；

c.初始以低于额定功率但仍满足最低强度和均匀度要求的低功率使灯工作，随后升高工作功率以补偿HID灯的光通量衰减；

d.从而减少在灯的整个常规工作寿命内满足所述要求所需的器材数量。

2.一种降低运动照明系统眩光和/或溢散光的方法，所述系统包括多个杆，每个杆具有至少一个横臂，用于支撑至少一个照明器材，每个照明器材具有HID灯，所述方法包括：

a.确定利用照明系统对目标区域进行复合照明所需的最低光强度和均匀度；

b.通过使用可见光反射率大于等于95％的反射面，在不提高工作能量的情况下增加照明器材的反射和传输，所述反射面安装在框架上，所述框架具有用于产生会聚光束的主部分以及在所述灯上方从框架向外、向前延伸的遮护罩；

c.初始以低于额定功率但仍满足最低强度和均匀度要求的低功率使灯工作，随后升高工作功率以补偿HID灯的光通量衰减；

d.从而在初始工作期间每个器材发出的光强度被降低以实现眩光和/或溢散光控制。

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