CN105431680A - 在照明目标区域中用于独立瞄准和遮断步骤的装置、方法和系统 - Google Patents

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Abstract

提出了一种模块化LED照明器材的设计，借此光线定向和再定向的步骤是独立的，但又是协作的，从而促进紧凑的器材设计，具有低的有效投影面积(EPA)、好的热性能和可选的炫光控制程度。使用多个所述器材的照明系统是高度可定制的，但具有在运输之前可以预瞄准和预组装的可能性，其减少了发生安装错误的可能性同时保留了器材的定制特性。

Description

在照明目标区域中用于独立瞄准和遮断步骤的装置、方法和系统
相关申请的交叉引用
本申请要求2013年5月20日提交的序列号为13/897979的美国专利申请的优先权，其为2012年5月15日提交的序列号为13/471804的美国专利申请的部分连续案，其要求2011年6月2日提交的序列号为61/492426的美国临时申请的权益，在此将它们全部引入作为参考。
技术领域
本发明总体涉及装置、系统和方法，利用这些装置、系统和方法，目标区域被一个或多个照明器材充分照明，每一个照明器材都使用多个定向光源。更具体的是，本发明涉及模块化发光二极管(LED)照明器材在设计和使用上的改进，从而增加了在解决特殊应用(例如体育照明)的照明需求中的灵活性，同时没有妥协器材的紧凑特性。
背景技术
众所周知的是，为了充分照明目标区域(特别是形状复杂的目标区域)，需要光线定向(例如瞄准、校准)和光线再定向(例如遮挡、反射)的努力的组合，例如参见作为参考在此引入的号为7458700的美国专利。此概念基本显示在图1A-C中用多个提升的探照灯型器材照明运动场地的例子中。从图1A中可以看出，在未瞄准状态中，器材4照明目标区域5的一些部分(其通常不仅包括包含运动场地的水平平面，还包括在上述场地上方和附近的有限空间)；该照明由复合投影光束7(即，来自多个器材4的单独输出的合成)示意性地表示，其中光束7的阴影部分被认为是满足需要的。相对于柱子6调节器材4(即，定向光线)，使复合光束7如所期望的那样朝向目标区域5的最左边部分瞄准(参见图1B)，但是也导致照亮了不期望的区域例如露天看台515。这种通常被称为溢出光的光线是浪费的并且具有潜在的麻烦(例如，对于露天看台515中的观众)，或者是危险的(例如，对于邻近目标区域5的公路上的司机)。为了充分消除溢出光，可以增加遮光板或者类似装置到器材4(参见图1C)以提供所期望的遮断-即，再定向光线。一些遮光板，例如那些在此引入作为参考的号为7789540的美国专利中所公开的，设置有内反射表面从而既遮断光线又使所述光线再定向返回到目标区域5上，这样其就不会被吸收或者被浪费。
照明目标区域的这种一般方法对于传统照明系统是有效的，传统照明系统对于具有高的全向光线输出(例如，1000瓦特高强度气体放电(HID)灯泡)的单独大光源使用单独遮光板。最近，这种方法已经被应用到多个具有低的定向光线输出(例如，许多1-10瓦特LED)的小光源，并且已经取得成功，但是仅仅对于一些照明应用。
对于从一般任务的照明到要求更高的应用例如广阔区域照明的所有事物，在本领域有采用LED照明的趋势。与例如之前所述的传统的光源相比，举几个好处来说，LED具有更高的功效(流明/瓦特)、更长的寿命、更顺应环境法，并且具有更多颜色选择的选项。此外，用多个紧凑的和可瞄准的光源代替单一的传统光源可以为从有限数量的器材产生复杂光束图案提供可能性，因为来自每个LED的光线输出可以被精确和独立的定向和再定向，如果，当然，这种可能性可以在逻辑上且经济上实现。
虽然许多LED照明器材已经被设计用于下射式应用(即，朝向附着LED的柱子底部大致向下定向光线的照明应用)-例如参见号为7771087和8342709的美国专利-绕着它们与柱子的连接点枢转这些器材从而向外且远离柱子投射光线(即，例如在图1A-C中所示的探照灯应用)，一个问题变得非常明显，即，炫光。因为在LED器材上没有例如上述的外部遮光板，因此LED直接可见并且导致炫光。可以增加例如图1C中所示的外部遮光板以减轻炫光，但是然后出现不理想照明效果的问题，例如阴影和不均匀照明，因为这里包含的LED每个都是瞄准的并且与光学元件成对以产生固定的瞄准角以及光束图案-而没有被设计为与单个外部遮光板配合。
此外，当增加外部遮光板以对例如图1A-C所示的户外照明应用提供炫光控制时，必须考虑遮光板如何影响器材的有效投影面积(EPA)。增加的EPA需要更坚固的柱子或者使器材附着到柱子的更坚固装置以解决增加的风力问题，这可能会增加成本。考虑到通常的宽阔区域或者运动照明应用使用多个柱子，每个柱子具有许多器材-例如参见上述的号为7458700的美国专利-对EPA的甚至微小的改变所增加的成本也是非常可观的。这样，试图改变已存在的LED下射式器材以产生适合于运动照明应用的LED探照灯器材，在经济上是不可行的。
因此，本领域有设计照明器材的需要，该照明器材可以以一种方式实现多个例如LED的小光源的优点(例如，长寿命、高功效、对准多点的能力、在形成照明均匀性中更好的灵活性等)，同时保留照明器材的理想的特征(例如，低EPA、高利用系数和对于户外使用的适应性等)，这种方式解决要求高的应用的照明的需求(例如，广阔区域、运动照明以及诸如此类)，同时避免在简单修改已存在的LED照明器材时所发生的不理想的照明效果(例如，不均匀照明、阴影效应、炫光等)。
发明内容
设想设计一种紧凑的照明器材来容纳多个可调节光源，以及装置、系统和方法用于其独立且协作的光线定向和光线再定向，使得至少与最传统的用于运动照明应用的探照灯型器材相比，复杂的目标区域可以被充分照明，且具有提高的炫光控制、减少的EPA和增加的光照均匀性。
因此本发明的理论目标、特征、优点或者方面是改善现有技术状况和/或解决现有技术中的问题、关注点或者缺点。
根据本发明的一个方面，多个光源-每个与光学元件相关联-可以绕着第一轴线枢转，从而提供光线定向装置。一个或多个遮光板(每个都与一个或多个光源相关联)可以绕着与光源相同的轴线枢转，但是其枢转是独立的，从而提供独立但协作的光线再定向装置。
根据本发明的另一方面，在容纳一个或多个光源的壳体外部的第二遮光板可以绕着轴线枢转，从而该轴线与一个或多个内部遮光板和外部遮光板相交从而提供额外的独立但协作的光线再定向装置，而不会不利地影响器材的尺寸或EPA。如果期望，一个或多个内部遮光板和一个或多个光源可以以固定角度安装或者可绕着所述轴线或不同轴线枢转。
根据本发明的另一方面，通过器材结构、相关联电枢、光学元件或者支撑结构件可以获得一个或多个额外的枢转轴线以优化光线定向装置。
根据本发明的另一方面，上述的光源每个都包括多个LED使得多个LED共用一个单独的光学元件从而使光线输出最大化，但是不会增加额外光学元件的费用，不用引起来自瞄准多个方向的多个LED的光线的定向/再定向的不理想的光学效果的负担，或者在高电流下运转单独的LED的危害(导致已知的寿命、功效以及有时感知颜色的降低)也不会发生。
根据本发明的另一方面，提供了一种技术，凭借该技术，在在现场安装光学器材之前，对于照明应用，可以确定前述的光线定向和再定向装置，从而对于任何给定的器材，LED理想的瞄准角、LED的数量、光学元件的类型、共用光学元件的LED的数量，第二遮光板的瞄准角等都可以在厂家预先设定，从而提供更加可靠的现场产品，其不需要额外的改动以形成例如理想的复合光束图案或者炫光控制程度。
参考所附的说明书和权利要求书，本发明的这些和其他的目的、特征、优点或者各方面将变得更加明显。
附图说明
在说明书中经常会参考附图，附图通过附图编号来标记，并概括如下。
图1A-C示意性地显示了目标区域由照明器材照亮的一般过程。图1A显示了未瞄准照明器材，图1B显示了图1A中瞄准的器材，图1C显示了图1A中瞄准的且被遮断的器材。
图2A-H显示了根据本发明第一实施例的照明器材的多个视图。图2A和B显示了透视图，图2C显示了后视图，图2D显示了正视图，图2E显示了仰视图，图2F显示了俯视图，图2G和H显示了相反的侧视图。
图3A和3B显示了图2A-H的照明器材的部分分解透视图。图3A显示了仅仅分解了转向节200和外部枢转遮光板300的器材，图3B显示了(为了清楚起见)省略了转向节200和外部枢转遮光板300而分解了剩余器材部件的器材，注意(为了清楚起见)图3B也省略了几个固定装置。
图4A-E显示了图2A-H的器材沿着图2C的线A-A的剖视图。图4A显示了基本剖视图，注意可选插入件508被省略。图4B显示了图4A的剖视图，示出了遮光板300不同的枢转位置(参见300A和300B)。图4C显示了图4A的剖视图，示出了不同的安装表面102a和102b。图4D显示了图4A的剖视图，示出了内部遮光板503不同的瞄准角(参见503A-C)。图4E显示了图4A的剖视图，其增加了可选的反射部件305。
图5A和5B显示了根据本发明的各方面的柱子和光学器材的一个可能的阵列组合；图5B是图5A的透视图的顶部的放大视图。
图6示意性地显示了根据本发明的第二实施例(左)和第一实施例(右)，根据器材风力载荷测试得出的风向。
图7显示了根据本发明的第一实施例，根据一列器材的风力载荷测试得出的各种瞄准角。
图8A-C显示了使用图2A-H的器材的向上照射的两种可能选择。图8A显示了安装在柱子下方且倒置的器材。图8B和8C显示了在阵列内安装在柱子上方的器材，其具有额外的外部枢转遮光板300(参见300A和300B)。图8C是图8B的细节A的放大视图。
图9以流程图的形式显示了根据本发明的各个方面解决在特殊照明应用中的照明需求的一种可能的方法。
具体实施方式
A.概述
为了进一步理解本发明，将详细描述根据本发明的具体示例性实施例。在此描述中会频繁提及附图。附图标记用于表示附图中某些零件。所有附图中，相同的附图标记用于表示相同的零件。
具体实施例涉及用于运动照明应用的探照灯型器材，这仅作为举例而不是限制。例如，其他的广阔区域照明应用-相对于运动照明应用-通常需要较低的整体光线水平(例如，3水平英尺烛光(fc)对50水平fc)，较低的光照均匀性(例如，10：1最大/最小对2：1最大/最小)，以及减少的倒退(setback)(例如，几英尺对十几英尺)，其仍然能够得益于根据本发明的至少一些方面。另一个例子，下射型器材也能够得益于根据本发明的至少一些方面。又一个例子，没有提升和用于运动照明的探照灯型器材(例如，用于表面照明的安装在地面的探照灯型器材)也能够得益于根据本发明的至少一些方面。
关于术语，可以理解的是，术语“光线定向”意在指光线沿着指定方向传播的系统、装置、方法、设备和技术。这可以通过很多方法实现，包括但不限于通过透镜、滤光器、器材的一个或多个部件或照明系统的其他结构元件的枢转等。类似的，术语“光线再定向”意在指所限定的光线方向以某种方式被改变的系统、装置、方法、设备和技术。这可以通过多种方法实现，包括但不限于反射镜、遮光板、吸光元件、扩散器等。在此所述的各种光学元件和其他部件仅仅是光线定向和光线再定向装置的举例；其他的也是可以的，且可以想象的，且包括既能提供光线定向也能提供光线再定向装置的元件或部件。
B.示例性方法和装置实施例1
现在将描述利用前述通用例子的各个方面的更加具体的示例性实施例。图2A-H显示了第一设想的照明器材10的各个视图，其一般包括：楔形壳体100以帮助产生低EPA，楔形壳体具有多个暴露的散热片101以帮助器材冷却，可绕至少一个轴线枢转以帮助光线定向的可调节电枢200(也被称作转向节)，在壳体100靠近外部透镜400的末端处可枢转以帮助光线再定向的外部遮光系统300，和由透镜400密封在壳体100内的多个可瞄准LED模块500(还参见图3B)以帮助光线输出最大化和照明设计中的灵活性。本实施例十分适合于这些情况，其中预瞄准或者要么是预先设定的器材对于照明应用是理想的(例如，使现场安装错误最小化或者加快安装速度)，且具有如下更加具体的特征。
1.器材冷却
如所设想的，壳体100被设计成使空气导向超过、穿过、向上且远离器材10，有时被称为烟囱效应。这不仅通过壳体100的楔形实现，也通过多个竖直排列的散热片101实现。这些工作是必须的，因为，如在本领域熟知的，温度极大地影响LED的功效、显色性和寿命。举几个本领域熟知的因素来说，LED的温度(例如，接点温度)随着周围环境温度、相关联的散热器的效力、其他LED的数量和接近程度和输入功率而波动。在本发明中使温度增加最小化是非常重要，因为设想的器材10适用于运动照明应用，其过去一直使用传统的高瓦特光源(例如，1000瓦特HID灯)，每个都产生巨大数量的光线输出(流明)。可以知道的是，为了接近例如前述的单个传统光源的光线输出，需要大量的LED，而这产生了巨大的或者至少是大量的热量，该热量必须被有效地从器材处移除，否则，就不能实现使用LED的好处。然而冷却或热移除技术不可以很大地影响器材重量、成本或者EPA，或者使用LED的好处不可以比照明系统的复杂性和费用的增加更要紧。
因此，使用了很多冷却或热量移除技术，这些作为例子而不是限制。首先，使用任何数量的已存在管路可以实现主动冷却，对于运动照明的例子(参见图5A)，通常在柱子1002中存在内腔，内腔沿柱子的长度延伸直到器材阵列1000(例如，以屏蔽来自外壳1001的接线抵抗环境条件)。进一步的，内腔可以存在于转向节200(参见图2A)和装配器1010的部分1011和1012中(参见图5B)，因此建立了从地面到阵列顶部的恒定的气流路径；例如参见序列号为13/471804的美国申请(当前号为2012/0307486的美国公开)和序列号为13/791941的美国申请，二者都以它们的全部内容在此引入作为参考。当然，这不排除建立管路用作气流路径而不依赖之前存在的管路，或者依赖与强制气体或者其他主动冷却技术相反的被动冷却。
第二，在LED模块500和器材10的外部之间存在恒定热量耗散路径。从图3B可以看出，一个或多个LED501设置在保持架505内，该保持架通过固定装置506或者类似部件直接附着到壳体100的内表面102，注意出于简洁的目的，在图3B中仅仅显示了四个装置506和表面102内的互补孔。热量从LED501传递到表面102、到壳体100的主体、到散热片101，并且最终离开器材10。
最后，如所设想的，一些数量的LED501共用单个光源元件(例如，透镜502)，这可与在此引入作为参考的序列号为13/623153的美国申请一致，或者为其它方式。从附图3B可以看出，透镜502位于保持架505内并且通过板507位置固定，使得其封装了8个LED。这样，对于该例子来说，在每个器材10中总共有12个透镜502(即，96个LED)。这增加了全部的潜在光线输出同时降低了对任何一个LED501产生所述输出的电流需求，并且在一定程度上，既保持了器材的紧凑性又减少了成本(通过省略额外零件502、505和507)。
实际上，如图2A-H所示的器材使用12个LED模块，每个模块包含4个XM-LLED(可从Cree,Inc.,Durham,NC,USA获得)-总共48个LED-当存在主动冷却时，接点温度显示出极大的降低；在表1中示出了取样数据。应当注意的是，使用厂家数据、热模拟和在前述的序列号为13/623153的美国申请中描述的方法的组合来计算接点温度，尽管还有许多方法可以使用并提供使用主动冷却和不使用主动冷却(不管计算绝对值的精度)之间的有用的对比。
表1
从表1可以看出，随着器材功率增加，LED功效降低，这对于两种情况都是适用的，但是对于存在主动冷却的器材10适用的少一些。这样，当设计使用器材10的照明系统时，可以与在此所述的各种冷却技术相对而平衡功效、寿命和总的光线输出以确定对于照明应用的可接受的平衡。这可以与在此引入作为参考的序列号为13/399291(现在号为2012/0217897的美国公开)的美国申请一致，或者为其它方式。
当从水平散热片向如图2A-H所示的竖直散热片转换时，可以看到降低功效相似的减少；在表2中示出了与表1类似的器材设置(使用了48个CreeXM-L2LED)的取样数据。再次的，随着功率增加，总的光线输出增加且功效降低，但是当选择更有利的器材设计(即，竖直散热片)时，光线输出的增加更加显著，而功效降低被减少了。这归因于较低的接点温度，这是由于竖直散热片是比水平散热片更加有效的散热器。
表2
2.有效投影面积
除了设计用于热量管理外，壳体100被设计为对气体流动表现出很小的阻力，即，具有低的有效投影面积(EPA)。如前所述，低的EPA对于户外照明应用并且特别是运动照明应用非常关键，运动照明应用中多个器材被提升到目标区域上方并且受到强烈的风力载荷。关于如何在运动或其他广阔区域照明器材中进行低EPA设计的额外细节可以在号为61/708298的美国临时申请中找到，该申请在此全文引入作为参考。表3显示了对于之前设计的器材壳体(参见实施例2和前述序列号为13/471804的美国申请(现在号为2012/0307486的美国公开))以及本实施例的器材壳体100的关于风力载荷的各种测量结果。图6显示了关于表3的风向和相关的瞄准角。
表3
从表3可以看出，之前的壳体设计(实施例2)和本实施例的壳体100之间的EPA是可比的，注意表3提供了没有遮光板300的壳体100的EPA的测量结果(参见图6)。好处是壳体100具有更大的内部空间并且可以容纳更多的透镜，例如，壳体100可以容纳12个透镜502，每个设计用于封装4个XM-LLED，而之前设计的壳体限于同样设计的9个透镜。当然，两个实施例都没有限于器材的特定宽度。在此所述的实施例1和2的器材可以沿着轴线3000更短或者更长(参见图2D)从而容纳任意数量的LED(或其他光源)，而不脱离根据本发明的至少一些方面。
多个因素影响照明器材或者照明器材阵列的EPA。例如，如果第二遮光板300延伸到密封透镜400的平面下方，第二遮光板300的枢转(参见图4B)会不利地影响器材10的EPA；这对于防止光线被投影到柱子后面(例如，对于防止光线到达场地后方的住宅是必要的)的可选的遮光板/光线屏蔽元件305(参见图4E)也一样是适用的。也就是说，第二遮光板300的侧壁304(参见图2G和2H)遵循壳体100的设计从而使该效果最小化。此外，遮光作用(参见如4A)在一个或多个内遮光板503和第二遮光板300的内表面303之间分割，每一个都可以独立枢转。这不仅有助于光线再定向作用，而且允许设计者保持紧凑的遮光系统，这样相对于具有长的外遮光板的传统运动照明器材减少了EPA。
其他设计选择或者可选的特征也可以影响器材10的EPA。例如，转向节200在器材10上的位置(参见图2A)可能影响EPA。在阵列中的器材数量以及每个可以绕一个或多个轴线枢转的程度可能影响EPA。例如假设装配器1010的部分1012(参见图5B)是可枢转的(例如，通过额外转向节200或者以其它方式)，产生的阵列(参见图7)将可能具有不同于阵列1000(参见图5A和5B)的EPA。表4显示了单个器材壳体100和与图7相当的三个器材壳体100的阵列的各种与风力载荷有关的测量结果，再一次的，遮光板300被忽略。
表4
3.光线定向装置
如前所述，光线定向装置可以通过透镜、滤光器、照明系统的器材或其他结构元件的一个或多个部件的枢转等等来实现。更具体的，器材10可以通过转向节200相对于装配器1010或其他结构元件绕着第一枢转轴线2000(参见图2C)和第二枢转轴线3000(参见图2D)枢转，如所设想的，转向节200采用在序列号为12/910443的美国申请(现在号为2011/0149582的美国公开)中公开的设计，该美国申请在此引入作为参考，但是这作为举例而不是限制。实际上，如果横臂1012(参见图5B)也通过转向节200或者类似装置连接到装配器、柱子或其他类似部件，那么任何给定的器材10相对于目标区域都存在大范围的瞄准角。作为附加的好处，无论瞄准角是多少，阵列1000和转向节200的设计使得内部管路得到保护，其(i)保证了主动冷却的路径，并且(ii)保证了接线可以被屏蔽于湿气和其他不利环境状况之外(意味着可以在户外使用)。
额外的光线定向装置设置在LED模块500内。可以通过改变壳体100内部的表面102的角度来实现任何LED或者LED组501的瞄准角。例如，对比图4C的模块500A和500B；通过分别直接安装所述模块到表面102A和102B可以保持恒定的热量耗散路径，但是对于每一个可以产生不同的瞄准角。如果在制造之后需要改变模块的瞄准角，可以使用楔形插件(例如，参见前述序列号为61/708298的美国临时申请的图9)-优选由与壳体100相同的导热材料(例如，铝)制造-并且仍保持散热器的整体性。
可以通过透镜502的设计来提供额外的光线定向装置(参见图3B)。例如，封装第一子集LED的透镜502可以产生在第一平面上伸长的椭圆光束(例如，沿着轴线3000，图2D)，并且具有相同设计的封装第二子集LED的第二透镜502可以旋转90°从而产生在第二平面上伸长的椭圆光束(例如，沿着轴线2000，图2C)。透镜502可以包括涂层或者滤光元件从而选择性的传播从LED发射的特殊部分的光线，或者实现颜色改变，例如，参见在此引入作为参考的序列号为61/804311的美国临时申请。当然，滤光元件可以是模块500之内或接近模块500的分立器件。
最后，如所设想的，LED模块500以单独一行安装在壳体100之内(无论模块500内LED501的排列方式)，这对于器材的设计是精妙的，并且，也许是与直觉相反的，因为通常会试图堆叠模块从而使给定器材中的光源数目最多。然而，已经发现以这种方式堆叠模块不适合于需要很高光照均匀度的探照灯型照明应用或者其他照明应用-即，不是那些LED广泛使用的一般的照明应用-因为当器材枢转时，在每一行模块中的光学装置会与上方或下方堆叠的行相互影响，从而产生不希望的照明效果，例如阴影或者不均匀照明。
4.光线再定向装置
如前所述，光线再定向装置可以通过反射器、遮光板、光吸收元件、扩散器等实现。更具体的，在本实施例中，光线再定向装置被划分为两部分：那些在壳体100内的部分，和那些在壳体100外的部分。如前所述，通过划分光线再定向的工作，在处理应用的照明需求时可以获得额外的灵活性，并且可以取消提供炫光控制但是极大地提高了EPA的很长的外部遮光板。
光线再定向装置的第一部分包括器材壳体100内的一个或多个反射元件或光阻元件。图3B显示了反射条503，反射条通过支架504以相对LED501理想的角度位置固定(还参见图4D)，注意为了简洁起见，从3B中省略了一定数量的固定装置。反射条503可以是单数的或者复数的(例如，对于不同LED模块实现不同的照明效果)，可以被加工(例如被用锤头敲打)或者以其它方式被成形从而产生特殊的材料表面处理或者照明效果(例如，漫反射)，并且，如果是期望的，可以绕着与器材壳体100外部的光线再定向装置相同的轴线进行枢转。此外，一个或多个相似的反射条508被插在一个或多个模块之间从而防止水平传播(即沿着轴线3000)或者以其它方式使每个模块产生的光线弯曲，从而从每个器材10产生所期望的复合输出。当然，插入一个或多个模块之间的反射材料不必一定是条状的；前述序列号为13/471804的美国申请(现在号为2012/0307486的美国公开)的图9显示了单独的反射器，其可以围绕透镜502被定位在保持架505内从而以上述的方式对光线进行再定向。并且，当然，除了反射条之外的光学元件也可以实现类似的光线再定向效果。例如，邻近LED模块500或者透镜400的扩散器(例如，在此引入作为参考的序列号为12/604572的美国申请中讨论的)可以实现与反射条503相似的光束传播效果，基于例如所期望的传输效率、感知光源尺寸和光束图案等可以使用任一个或者两者兼用。
光线再定向装置的第二部分包括一个或多个位于壳体100外部的反射元件或光阻元件。在本实施例中，第二遮光板300(参见图2A-F和4A-E)包括可以反射(类似于条503)或者吸收光线的内表面303，如果是前者，那么一旦枢转遮光板300，光线就被反射回到目标区域但是光束的中心/最大强度会变化，如果是后者，一旦枢转遮光板300，光束形状/尺寸/强度不会发生改变但是光线被吸收，并因此被浪费。表面303既具有反射选项又具有非反射选项是有利的，因为对于两者都有设计机会。实际上，通过修改选项可以实现广阔范围的照明效果，例如改变材料选择、材料加工、表面303和503可以被枢转的程度(例如，从而提供极端的炫光控制)，以及包含使光线再定向的额外元件(例如，参看图4E标记305)。现在讨论一些可能的照明效果。
a)炫光控制
按照设想的，炫光控制被分为两种；现场(即，在目标区域)和场外(例如，在邻近运动场的家庭的窗户高度处)。场外炫光控制主要通过支架系统307和相关联的固定装置306相对于壳体100枢转外部遮光板300来实现(参见图3A)。因为遮光板300在器材壳体100的末端枢转(参见图3A中最高的固定装置306)，并且因为反射条503从模块500延伸到壳体100的末端(参见图4A)，因此存在用于光线再定向的相对不中断的反射表面，无论遮光板300是否枢转(参见图4B)。这种设计特征提供了更大范围的遮断角而不会对EPA产生不利影响(例如，如果器材10包括长的、静止的外部遮光板，就会如此)。实际上，遮光板300可以枢转一理想的量从而提供明显的遮断，防止场外的人直接看到光源(即，LED501)。遮光板300可以枢转的程度依赖于在侧壁304中的弧形槽的尺寸和位置(参见图3A)，在该例子中，角度A(参见图4B)大约为26°，但是其它角度也是可以的。
在现场，完全消除炫光几乎是不可能的，因为几乎必然有人位于器材的下方，就像运动照明应用中在场地5上的运动员(参见图1A-C)。因此，通过遮光板300简单的提供遮断是不够的，因为即使场外的人不能，但是目标区域中的人仍然能够直接看到光源。在本领域公知的是，直接看到强烈的光源会使人不舒服或者痛苦，或者致使人不能完成任务-已知的分别是不舒服炫光或者失能炫光。炫光的严重性依赖于例如在光源和背景之间的对比度、光源的尺寸和人眼的适应性。在此引入作为参考的序列号为12/887595的美国申请(现在号为2011/0074313的美国公开)讨论了炫光、其对人的影响以及那种关系如何对照明施加限制，也可参见由Hickcox,K.等于2013年2月20日发表于《照明研究与技术》(LightingResearchandTechnology)的文章“不同色彩发光挡板对LED不舒服炫光感知的影响(EffectofdifferentcolouredluminoussurroundsonLEDdiscomfortglareperception)”。由于适应性和背景的对比度对于大多数照明应用都是相对固定的，本发明的一个方面依靠提高光源尺寸来使得现场炫光最小化。为了该目的，壳体100内包含反射条503不仅有助于光线再定向功能，而且可以有助于增加感知光源尺寸，并且因此减少炫光。在或接近目标区域的直接看到器材10的人不会感觉到12个小的强光源(即，12个模块500)，但是会感觉到一条延伸了器材长度和反射条503宽度的光线。如果包括额外的反射再定向元件，例如后部元件305(参见图4E)-其防止光线投射到器材10的后面-或者额外的枢转遮光板300B(参见图8C)-其允许设计者产生上和下遮断这两者(例如，对于赛道照明或者目标性的向上照明)，那么该条光线潜在地在尺寸上会更大。当然，在模块500的透镜502附近可能仍会有较大强度的区域，所以可以将滤光或光线扩散部件放置在透镜502上或者其附近，以进一步帮助光线的扩散，实质上，既增加了光源尺寸又减少了对比度。而且，与前述的在LightingResearchandTechnology中的文章一致，模块内的一些子集的LED或者器材内的一些子集模块可以投射可感知的不同颜色的光线(例如，色温、光谱分布)来帮助现场的炫光控制工作。
前述的炫光控制技术不仅减少炫光(现场的和场外的)，并且不仅以保持器材低EPA的方式减少炫光，而且当使用与光线吸收材料相反的反射材料时，还使得不然会丢失或浪费的光线再定向返回到目标区域。实际上，对于给定的目标光亮度，如果使用前述的炫光控制技术，照明设计师可以潜在地减少对LED的输入功率而仍达到目标光亮度，因为，最终，更多的从器材10发射的光线被利用并且被再定向。所述炫光控制技术和相关联的装置可以潜在地用于已知的其他设计的器材，从而为减低EPA、增加炫光控制和减少输入功率提供改进的方案。
b)上射灯
如设想的，向上照明可以通过一个或多个设计为仅仅提供向上光线的器材1/10来实现，或者通过一个或多个也向目标区域贡献光线的器材1/10来实现。根据前者，与阵列1000中的其他器材相比，器材10可以安装在柱子1002(参见图8A)下方并且上下颠倒。通过枢转转向节200，枢转遮光板300(比较图4B中的300B和300A)，改变表面102的倾斜度从而实现不同的LED瞄准角(比较图4C中的102A和102B)，通过枢转或成形支架504改变反射条503相对于LED模块500的角度(比较图4D中的503A-C)，或者通过增加额外的光线再定向装置(例如，图4E中的标记305)，可以实现几乎任何所期望的光线的传播，参见图8A中的角度A。
但是，有时由于潜在的盗窃和安全问题，不希望在人可触及范围内安装器材。将器材安装在中间或者在沿着柱子的某些其他中间高度处通常也是不理想的，因为这损害了照明装置的整体美感。因此，理想的是也从安装在阵列1000内的器材提供向上照明。现在看图8B和8C，一个方案是根据阵列1000中的其他器材来安装器材1，向上瞄准所述器材(例如，通过转向节200)，向下枢转第一外部枢转遮光板300A以提供上方遮断1003，并且枢转第二外部枢转遮光板300B以向上定向光线用于向上照明。例如在运动照明应用中，上方遮断是理想的。尽管限定的目标区域包括场地5上方的空间(例如，照亮飞行中的球)，所述空间被限定到某个尺寸或者形状，照亮高于物体可以飞行或者人可以看见的空间是没有意义的。这样，提供上方遮断利用了从器材发射的光线并以有用的方式对其进行再定向。下枢转遮光板300B可以绕着与300A相同的轴线枢转，并且具有可比的形状和尺寸从而提供限定的下方遮断1004并且将向上照明限定到角度B。具有限定良好的上方和下方遮断是理想的，例如，在赛道照明应用中，希望照亮赛道上的车而不是赛道上方的观众(需要上方遮断)或者在赛道下方的场地中的空草地(需要下方遮断)；在此引入作为参考的号为5595440的美国专利详细讨论了赛道照明的技术。或者，与上遮光板300A相比，下枢转遮光板300B可以更小、更短、更平或者具有一些其他替代组成从而不仅对器材1发出的一些光线向着枢转遮光板300A再定向，而且允许有一些向下的光线(参见图8B中的可替换的下方遮断1005和光束发散角C)。具有限定良好的上方遮断和不那么严格的下方遮断从而允许一些向下的光线是理想的，例如，在赛道照明应用中，希望照亮赛道上的汽车而不是赛道上方的观众，而且也照亮场内的坑洼区域。当然，在前述的例子中，在坑洼区域中的炫光控制仍然是非常重要的，即使整体的光线水平都低于赛道上的-任何前述的炫光控制装置可以与器材1或者本发明的其他实施例结合使用。
5.照明设计的灵活性
在图9中以流程图形式显示了根据本发明各个方面的照明目标区域的一种可能的方法。根据方法8000，第一步骤(参见标记8001)包括识别照明应用。步骤8001可以包括这些事情，例如以全部三维尺寸绘出所期望的目标区域，确定柱子的特征(例如，尺寸、位置)，确定可能会影响设计选项的环境状况(例如，风速、平均温度)，确定照明特征(例如，整体光照水平、在目标区域的两个限定点之间测量得到的最大/最小光照水平比)，并且确定与所述目标区域处的活动有关的任何理想的光照效果(例如，具体色温、开/关遥控、预置的调光水平)。
第二步骤8002包括进行照明设计-复合光束图案-其在遵守步骤8001提供的限制/方向的同时还能充分照亮目标区域。步骤8002还包括将复合光束图案分解为一个或多个单独的图案，每个都与柱子的位置相关联。作为替换方式，照明设计者可以使用多个预定的单独的光束图案来“建立”复合光束图案，很像多个拼图块-每个都是更大的整体的一体但不完整的部分-精确地拼在一起从而形成目标设计。无论该复合光束是否被建立或者分解，如果是期望的，每个单独的图案可以至少部分重叠另一图案从而保证均匀照明-该方法在前述的序列号为13/299291的美国申请(当前号为2012/0217897的美国公开)中详细地进行了介绍。
第三步8003包括根据复合光束图案开发照明器材。通常，每个单独的光束图案都与柱子位置相关联；然而，基于尺寸、形状、颜色、强度等，单独的光束图案可以与多个柱子位置相关联。每个柱子位置都与一个或多个升高的并附着在该柱子上的照明器材相关联，每个所述的照明器材都与一个或多个LED模块相关联，且每个所述模块都是与一个或多光学元件或者光源相关联。所以可以看出，步骤8003的复杂性是可选择的和可变的。如果期望，照明设计者可以具有一定数量的“标准”器材从中选择，并且可以改变所述标准器材从而得到当作为整体时能够产生接近于复合光束图案的输出的器材。或者，照明设计者可以从模块层面起定制每个照明系统从而生成期望的复合光束图案。无论照明系统是多么自定义的，或者步骤8003是多么复杂，结果都是在步骤8001提供的限制/方向的基础上，用于生成复合光束图案的多个部件(例如，转向节、照明器材、横臂、柱子、接线、控制电路等)和方向(例如，图解的柱子布局、光线扫描、瞄准图等)。
第四步骤8004包括在目标区域安装照明系统。根据一系列方向来安装照明系统的机制在本领域是已知的，并且在前述号为7458700的美国专利中讨论过。也就是说，考虑到步骤8003的可能的复杂性和器材10的真正的定制特性，在现场安装，甚至由经验丰富的技术工人安装，都有可能导致错误，并且因此对于复合光束图案产生负面效果。这样，如果期望，器材10可以在工厂预组装或者预瞄准。枢转遮光板300的瞄准可以预先确定并且通过支架307上的螺栓306固定，转向节200可以调节并且锁定(参见前述的序列号为12/910443的美国申请(现在号为2011/0149582的美国公开))，表面102的角度可以被加工，具有合适数量和类型的LED501和光学元件502的LED模块500可以被组装，并且反射条503的角度被支架504固定-所有都在运输前完成。如果期望，整个阵列1000的预瞄准器材10-被预接线并密封以隔离湿气-可以被运输。
可选步骤8005包括在安装之后对照明系统进行调节。可能会发现照射在柱子后面或场外的光线数量是不可接受的，因此需要反射部件或者光线吸收部件305。可能发现目标区域自身发生了变化(例如，由于近来的建设)，因此特定的遮光板300必须进一步向下枢转以减少炫光。在这么做时，可能会发现单独光束图案的中心/最大强度发生转变，因此为了保持更一致的复合光束图案，照明设计者可以选择用更长的遮光板来取代受到影响的枢转遮光板300(接受对于EPA的不利影响)。前述只是克服挑战从而在照明系统安装之后保留理想的复合光束图案的一些例子；步骤8005可以包括额外的或者可替换的途径/方法。
C.示例性方法和装置实施例2
存在这样的例子，照明设计者或者其他人(们)选择更适合现场调节的器材设计，尽管其费用不菲。例如，前述的序列号为13/471804的美国申请(当前号为No.2012/0307486的美国公开)-本申请要求其优先权-中的器材12在设计上与在此的实施例1的器材10相似，但是其可以允许对包含在壳体内的LED进行现场枢转(参见序列号为13/471804的图4A-C)。虽然在本文的实施例1中，LED501的瞄准角通过壳体100的表面102固定，而它们的瞄准角可以在原地通过前述的楔形插入件进行调节；然而，这比序列号为13/471804(即，在此的实施例2)的器材12的枢转附件24更加不方便。但是这种便利是有代价的，在于器材12比器材10(假定尺寸是相当的)容纳的LED要少。然而可以发现，解决现场光线需求的额外的灵活性使LED数量的减少有正当理由。
D.选择和替换
本发明可以采用很多形式和实施例。前述的例子只是很少的一部分并且对于本领域技术人员而言明显的变形都包括在本发明内。为了给出一些选择和替换方式，下面将给出一些具体的例子。
已经讨论过将一个部件附着在另一个的各种装置和方法，大多数通常是以固定装置措辞。可以理解的是，这些装置不限于螺钉或者螺栓，但是应当被认为是包括各种使部件联接的装置和方式(例如，粘合、焊接、夹持等)。例如，图3A和3B中的部分分解图和图4A-E的截面图没有显示任何种类的将反射表面303附着到结构支撑件301的固定装置，也没有显示任何将反射表面503附着到支架504的固定装置，因为，如所设想的，所述反射表面在现场被就地粘合从而不会使反射表面变形并且影响光束图案。
类似的，也讨论了各种光学元件，大多数通常是以透镜502措辞。可以理解的是，光学元件可以包括各种光线定向和再定向元件(例如，反射器、扩散器、滤光器等)。而且，一些光学定向元件包括允许绕一个或多个轴线旋转的结构元件，其通常表现为可调节电枢(即转向节)。可以理解的是，尽管照明器材的不同部分的枢转-特别是独立枢转-是重要的，但枢转轴线的以及那些枢转所述部分的装置的准确数量和位置可以与在此所述的不同，而不会脱离根据本发明的至少一些方面。
如所设想的，实施例1和2中的器材的大部分部件由铝或者铝合金通过车削、压印、冲压或其他方式加工形成；这使得明显且连续的热路径能够将热量从其中包含的LED耗散。然而，所述部件可以由其他材料形成并且使用各种成形方法或者加工步骤，而不脱离根据本发明的至少一些方面，即便没有实现热耗散的优点。
类似的，在阵列1000中的大部分部件成形有内部通道，使得接线可以从LED501走线到柱子1002的底部，而不会将接线暴露在湿气或其他不利影响中，并且为主动冷却提供了路径。然而，所述部件也可以不成形有这样的内部通道，而也不脱离根据本发明的至少一些方面，即便没有实现主动冷却技术的优点。
已经给出了用于光线定向和光线再定向的装置的几个例子；其作为举例而不是限制。尽管这些装置(例如透镜、扩散器、反射器、遮光板等)对于具体的照明应用可以单独使用或者组合使用，应当指出的是，实施例1和2中的器材不限于零件、设计、或安装方法的任何特定组合，并且如果对于生成所期望的复合光束图案是合适的话，可以包括没有描述的额外的装置。
关于包括一个或多个器材1/10/12的照明系统，功率调整部件(例如，驱动器、控制器等)可以远离所述器材放置，可以容纳在附着到提升结构件的电器外罩1001中，例如图5A、8A、8B所示的以及引入作为参考的号为7059572的美国专利中所描述的，或者可以放置在器材1/10/12上的某处。此外，为包含在器材1/10/12中的光源进行功率控制可以在现场完成，或者远程完成，例如引入本文作为参考的号为7209958的美国专利中所描述的。可以使用各种方法为包括实施例1和2的照明系统提供能量，而不脱离根据本发明的至少一些方面。
最后，如前所述，本发明的一些方面可以用于各种照明应用中。例如，单独器材1/10/12的产生多重照明效果的能力(例如，向上照明和向下照明，一些LED的子集一种颜色以及另一子集另一种颜色)可以很好地适合于舞台照明或者正面照明应用。作为另一个例子，单个器材1(参见图8A-C)以防止了炫光的方式并以极小或者没有光损失的方式提供明显的上方遮断和下方遮断的能力可以很好地适合于过道照明、赛道照明或者向下照明的应用。作为又一个例子，器材1/10/12可以沿几乎任何方向枢转(例如，通过一个或多个转向节200)的能力可以很好地适合于通用道路照明应用，其中期望向司机的前方投射光线来帮助减少炫光，无论道路的地形和弯曲度；这种概念在前述的序列号为12/887595的美国申请(当前号为2011/0074313的美国公开)中讨论过。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种根据复合光束图案照明目标区域的方法，包括：
a.识别与目标区域有关的一个或多个因素；
b.建立多个单独的光束图案，这些光束图案在被集合起来时近似于所述复合光束图案；
c.建立包括多个照明器材的照明系统，每个照明器材都产生构成至少一个单独光束图案的输出，并且包括：
ⅰ.绕至少一个轴线可枢转的一个或多个光源；
ⅱ.绕至少一个轴线可枢转的一个或多个光线定向装置；
ⅲ.绕至少一个轴线可枢转并且相对于所述光学定向装置能够独立枢转的一个或多个光学再定向装置；
d.在所述目标区域安装所述照明系统以产生所述复合光束图案。
2.如权利要求1所述的方法，其中与所述目标区域有关的所述一个或多个因素包括以下中的一个或多个：
a.所述目标区域的尺寸；
b.所述目标区域的形状；
c.一个或多个提升结构件的数量和布局，所述一个或多个照明器材附着到提升结构件；
d.风力状况
e.温度状况；
f.光线水平；
g.照明均匀性；和
h.光线颜色。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述光线定向装置包括以下中的一个或多个：
a.透镜；
b.所述照明系统的结构部件；和
c.滤光器。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述光线再定向装置包括以下中的一个或多个：
a.反射装置；
b.扩散器；和
c.光线吸收装置。
5.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括产生复合光束图案以减少炫光。
6.如权利要求5所述的方法，其中减少的炫光在所述目标区域处。
7.如权利要求5所述的方法，其中减少的炫光在所述目标区域之外。
8.如权利要求5所述的方法，其中减少的炫光在所述目标区域处和在所述目标区域之外。
9.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括将所述光源紧凑地容纳。
10.如权利要求9所述的方法，其中将所述光源紧凑地容纳的步骤包括：大致楔形的壳体沿着纵向轴线但与其间隔开地从前缘张开。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述壳体沿着所述纵向轴线伸长。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述壳体的横截面大致是三角形的。
13.如权利要求9所述的方法，其中将所述光源紧凑地容纳的步骤包括：
a.在沿着轴线伸长的壳体中安装多个LED模块；
b.用透镜沿着所述LED模块密封所述壳体；
c.从纵向轴线到侧向延伸的边缘使壳体渐缩以促成空气动力学的和紧凑的轮廓。
14.如权利要求10所述的方法，所述方法还包括沿所述壳体的边缘安装外部遮光板。
15.如权利要求11所述方法，其中外部遮光板具有阻光、光吸收或光反射特性中的至少一种。
16.如权利要求10所述的方法，所述方法还包括沿所述LED模块增加内部遮光板。
17.如权利要求10所述的方法，所述方法还包括安装所述壳体以使所述边缘面对主风向。
18.如权利要求10所述的方法，所述方法还包括将多个壳体安装到安装机架并且调节每个壳体相对于所述安装机架的角度定向。
19.如权利要求18所述的方法，所述方法还包括相对于所述目标区域定向所述安装机架。
20.一种照明器材，包括：
a.壳体，其具有第一端、第二端、第一端和第二端之间一段长度的主体、在所述第一端和所述第二端之间所述主体中的内部空间和在所述主体内向所述内部空间打开的开口；
b.抵靠所述主体内的所述开口密封的透光装置；
c.安装在所述壳体的所述主体的所述内部空间中的一个或多个光源，所述光源最邻近所述第一端并且相对于所述透光装置呈预定角度，每个光源都产生光线输出；
d.安装在所述壳体的所述主体的所述内部空间中的一个或多个表面，所述表面相对于所述透光装置呈预定角度且适于对所述光源的所述光线输出进行再定向；
e.邻近所述透光装置安装的一个或多个表面，所述表面在所述内部空间之外在所述主体的所述第二端处且适于对所述光源的所述光线输出进行再定向；以及
f.枢转装置，其适于绕着轴线枢转安装在所述主体的所述第二端处的一个或多个表面，所述轴线横向延伸穿过所述器材的所述主体并与所述器材的所述第一端相比更靠近所述第二端。
21.如权利要求20所述的照明器材，其中安装在所述内部空间中的所述一个或多个表面包括反射材料、光阻材料或光吸收材料中的至少一种。
22.如权利要求20所述的照明器材，其中安装在所述内部空间之外的所述一个或多个表面包括反射材料、光阻材料或光吸收材料中的至少一种。
23.如权利要求20所述的照明器材，其中安装在所述壳体的所述内部空间中的所述一个或多个反射装置至少部分地封装所述一个或多个光源。
24.如权利要求20所述的照明器材，其中所述主体还包括正侧和背侧，所述主体在所述背侧上还包括反射部件以阻挡并再定向光线使其不会投射到照明器材的后面。
25.如权利要求20所述的照明器材，所述照明器材还包括第二枢转装置，其适于绕着轴线枢转安装在所述内部空间中的所述一个或多个反射装置，所述轴线横向延伸穿过所述器材的所述主体并与所述器材的所述第一端相比更靠近所述第二端。
26.如权利要求20所述的照明器材，所述照明器材还包括一个或多个光学装置，其中所述一个或多个光学装置中的每一个都封装多个光源并且校准从其投射出的光线。
27.如权利要求26所述的照明器材，所述照明器材还包括适于绕着轴线使光学装置枢转的枢转装置。
28.如权利要求20所述的照明器材，所述照明器材还包括一个或多个滤光装置，滤光装置安装在所述壳体的所述内部空间中并且适于改变所述光源的光线输出。
29.如权利要求28所述的照明器材，其中一个或多个滤光装置改变所述光源的所述光线输出的(ⅰ)颜色或者(ⅱ)传播。
30.如权利要求20所述的照明器材，所述照明器材还包括第二枢转装置，第二枢转装置适于绕着轴线枢转安装在所述内部空间中的一个或多个光源，所述轴线横向延伸穿过所述器材的所述主体并与所述器材的所述第二端相比更靠近所述第一端。
31.如权利要求20所述的照明器材，其中所述壳体的横截面大致是三角形的。
32.如权利要求31所述的照明器材，其中所述壳体还包括正侧和背侧并且沿着这些侧伸长。
33.如权利要求20所述的照明器材，所述照明器材还包括与所述壳体相关联的热量管理部件。
34.如权利要求33所述的照明器材，其中所述热量管理部件包括主动热移除系统或被动热移除系统中的至少一种。
35.如权利要求34所述的照明器材，其中所述主动热移除系统包括强制空气冷却。
36.如权利要求14所述的照明器材，其中所述热量管理部件包括散热器，散热器包括多个从所述壳体向外延伸并与所述光源直接热接触的暴露的散热片。
37.如权利要求26所述的照明器材，其中所述暴露的散热片在工作位置时大致竖直地延伸。
38.一种照明系统，设计用于根据复合光束图案照明目标区域，照明系统包括：
a.多个如权利要求20所述的照明器材，其中来自每个器材的光线输出构成所述复合光束图案的一部分；
b.一个或多个提升结构件；和
c.一个或多个可调节电枢，适于将所述照明器材可枢转地附着到所述提升结构件。
39.如权利要求38所述的照明系统，其中所述复合光束图案包括所述目标区域上方的空间，并且其中多个照明器材中的至少一个将来自与光线输出相关联的光源的一部分光线输出向上定向。
40.如权利要求38所述的照明系统，其中多个照明器材中的至少一个还将来自与光线输出相关联的光源的一部分光线输出向下定向。
41.如权利要求38所述的照明系统，其中所述目标区域包括运动场，并且其中所述提升结构件包括柱子。
42.如权利要求38所述的照明系统，其中所述目标区域至少包括部分赛道，并且其中所述提升结构件包括与所述赛道邻近的壁。
43.如权利要求42所述的照明系统，其中所述赛道具有行驶方向，并且多个照明器材中的每一个的复合光束都沿着行驶方向大致向前瞄准，以防止在驾驶员眼中产生炫光。

Claims (43)

1.一种根据复合光束图案照明目标区域的方法，包括：
a.识别与目标区域有关的一个或多个因素；
b.建立多个单独的光束图案，这些光束图案在被集合起来时近似于所述复合光束图案；
c.建立包括多个照明器材的照明系统，每个照明器材都产生构成至少一个单独光束图案的输出，并且包括：
ⅰ.绕至少一个轴线可枢转的一个或多个光源；
ⅱ.绕至少一个轴线可枢转的一个或多个光线定向装置；
ⅲ.绕至少一个轴线可枢转并且相对于所述光学定向装置能够独立枢转的一个或多个光学再定向装置；
d.在所述目标区域安装所述照明系统以产生所述复合光束图案。
2.如权利要求1所述的方法，其中与所述目标区域有关的所述一个或多个因素包括以下中的一个或多个：
a.所述目标区域的尺寸；
b.所述目标区域的形状；
c.一个或多个提升结构件的数量和布局，所述一个或多个照明器材附着到提升结构件；
d.风力状况
e.温度状况；
f.光线水平；
g.照明均匀性；和
h.光线颜色。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述光线定向装置包括以下中的一个或多个：
a.透镜；
b.所述照明系统的结构部件；和
c.滤光器。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述光线再定向装置包括以下中的一个或多个：
a.反射装置；
b.扩散器；和
c.光线吸收装置。
5.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括产生复合光束图案以减少炫光。
6.如权利要求5所述的方法，其中减少的炫光在所述目标区域处。
7.如权利要求5所述的方法，其中减少的炫光在所述目标区域之外。
8.如权利要求5所述的方法，其中减少的炫光在所述目标区域处和在所述目标区域之外。
9.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括将所述光源紧凑地容纳。
10.如权利要求9所述的方法，其中将所述光源紧凑地容纳的步骤包括：大致楔形的壳体沿着纵向轴线但与其间隔开地从前缘张开。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述壳体沿着所述纵向轴线伸长。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述壳体
13.如权利要求9所述的方法，其中将所述光源紧凑地容纳的步骤包括：
a.在沿着轴线伸长的壳体中安装多个LED模块；
b.用透镜沿着所述LED模块密封所述壳体；
c.从纵向轴线到侧向延伸的边缘使壳体渐缩以促成空气动力学的和紧凑的轮廓。
14.如权利要求10所述的方法，所述方法还包括沿所述壳体的边缘安装外部遮光板。
15.如权利要求11所述方法，其中外部遮光板具有阻光、光吸收或光反射特性中的至少一种。
16.如权利要求10所述的方法，所述方法还包括沿所述LED模块增加内部遮光板。
17.如权利要求10所述的方法，所述方法还包括安装所述壳体以使所述边缘面对主风向
18.如权利要求10所述的方法，所述方法还包括将多个壳体安装到安装机架并且调节每个壳体相对于所述安装机架的角度定向。
19.如权利要求18所述的方法，所述方法还包括相对于所述目标区域定向所述安装机架。
20.一种照明器材，包括：
a.壳体，其具有第一端、第二端、第一端和第二端之间一段长度的主体、在所述第一端和所述第二端之间所述主体中的内部空间和在所述主体内向所述内部空间打开的开口；
b.抵靠所述主体内的所述开口密封的透光装置；
c.安装在所述壳体的所述主体的所述内部空间中的一个或多个光源，所述光源最邻近所述第一端并且相对于所述透光装置呈预定角度，每个光源都产生光线输出；
d.安装在所述壳体的所述主体的所述内部空间中的一个或多个表面，所述表面相对于所述透光装置呈预定角度且适于对所述光源的所述光线输出进行再定向；
e.邻近所述透光装置安装的一个或多个表面，所述表面在所述内部空间之外在所述主体的所述第二端处且适于对所述光源的所述光线输出进行再定向；以及
f.枢转装置，其适于绕着轴线枢转安装在所述主体的所述第二端处的一个或多个表面，所述轴线横向延伸穿过所述器材的所述主体并与所述器材的所述第一端相比更靠近所述第二端。
21.如权利要求20所述的照明器材，其中安装在所述内部空间中的所述一个或多个表面包括反射材料、光阻材料或光吸收材料中的至少一种。
22.如权利要求20所述的照明器材，其中安装在所述内部空间之外的所述一个或多个表面包括反射材料、光阻材料或光吸收材料中的至少一种。
23.如权利要求20所述的照明器材，其中安装在所述壳体的所述内部空间中的所述一个或多个反射装置至少部分地封装所述一个或多个光源。
24.如权利要求20所述的照明器材，其中所述主体还包括正侧和背侧，所述主体在所述背侧上还包括反射部件以阻挡并再定向光线使其不会投射到照明器材的后面。
25.如权利要求20所述的照明器材，所述照明器材还包括第二枢转装置，其适于绕着轴线枢转安装在所述内部空间中的所述一个或多个反射装置，所述轴线横向延伸穿过所述器材的所述主体并与所述器材的所述第一端相比更靠近所述第二端。
26.如权利要求20所述的照明器材，所述照明器材还包括一个或多个光学装置，其中所述一个或多个光学装置中的每一个都封装多个光源并且校准从其投射出的光线。
27.如权利要求26所述的照明器材，所述照明器材还包括适于绕着轴线使光学装置枢转的枢转装置。
28.如权利要求20所述的照明器材，所述照明器材还包括一个或多个滤光装置，滤光装置安装在所述壳体的所述内部空间中并且适于改变所述光源的光线输出。
29.如权利要求28所述的照明器材，其中一个或多个滤光装置改变所述光源的所述光线输出的(ⅰ)颜色或者(ⅱ)传播。
30.如权利要求20所述的照明器材，所述照明器材还包括第二枢转装置，第二枢转装置适于绕着轴线枢转安装在所述内部空间中的一个或多个光源，所述轴线横向延伸穿过所述器材的所述主体并与所述器材的所述第二端相比更靠近所述第一端。
31.如权利要求20所述的照明器材，其中所述壳体的横截面大致是三角形的。
32.如权利要求31所述的照明器材，其中所述壳体还包括正侧和背侧并且沿着这些侧伸长。
33.如权利要求20所述的照明器材，所述照明器材还包括与所述壳体相关联的热量管理部件。
34.如权利要求33所述的照明器材，其中所述热量管理部件包括主动热移除系统或被动热移除系统中的至少一种。
35.如权利要求34所述的照明器材，其中所述主动热移除系统包括强制空气冷却。
36.如权利要求14所述的照明器材，其中所述热量管理部件包括散热器，散热器包括多个从所述壳体向外延伸并与所述光源直接热接触的暴露的散热片。
37.如权利要求26所述的照明器材，其中所述暴露的散热片在工作位置时大致竖直地延伸。
38.一种照明系统，设计用于根据复合光束图案照明目标区域，照明系统包括：
a.多个如权利要求20所述的照明器材，其中来自每个器材的光线输出构成所述复合光束图案的一部分；
b.一个或多个提升结构件；和
c.一个或多个可调节电枢，适于将所述照明器材可枢转地附着到所述提升结构件。
39.如权利要求38所述的照明系统，其中所述复合光束图案包括所述目标区域上方的空间，并且其中多个照明器材中的至少一个将来自与光线输出相关联的光源的一部分光线输出向上定向。
40.如权利要求38所述的照明系统，其中多个照明器材中的至少一个还将来自与光线输出相关联的光源的一部分光线输出向下定向。
41.如权利要求38所述的照明系统，其中所述目标区域包括运动场，并且其中所述提升结构件包括柱子。
42.如权利要求38所述的照明系统，其中所述目标区域至少包括部分赛道，并且其中所述提升结构件包括与所述赛道邻近的壁。
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