JP2005044786A - 屋外パネルを照明するための改良された照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 広告板や屋外看板などの看板を照明するための照明装置の照明効率を向上さ せる。
【解決手段】 看板の表面を照明するための照明装置は、ランプハウジングと、ランプ ハウジングの内部に配置されたランプと、ランプハウジングの内部に取り付けられたリ フレクタ手段とを有している。リフレクタ手段はランプによって発生された光を非対称 な分布でパネルの表面上へ向けるようになっている。照明装置は、ランプハウジングへ 取り付けられたリフラクタをさらに有することができる。リフラクタはリフレクタ手段 と協働して、ランプ及びリフレクタ手段からの光をパネルの表面上へ向け、それによっ て、表面上の光の均一性を向上させ、表面に当たらない光の量を低減させる。この発明 の装置によれば、標準的な寸法を有する広告板を二つの照明装置だけで、全体的かつ均 一に照明することが可能となる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、一般に、広告板、屋外看板及びそれと類似した垂直表面を照明するための照明装置に関する。さらに詳しくは、この発明は、光の「漏れ」が少なくて、優れた照明強度及び均一な照明が可能な効率のよい照明装置に関する。

広告板やそれと類似した看板などの垂直表面を照明することができる照明装置は照明分野において特定の分野を占めている。この種の照明装置は過酷な環境で動作し、雨、風及び周囲温度などの要素に対して効果的な耐久性を有している必要がある。屋外看板などを照明するために開発された従来の照明装置は、様々な距離から見て看板が理解できるような十分な強度の照明レベルを実現するという要求に対して、効率を変えることによって対応してきた。従来の照明装置は、また、そうした看板の様々な部分において所望のレベルで照明を行って均一性について所望の印象を与えるようにするという第二の要求に対しても対応してきた。従来の照明装置は、こうした二つの要求に対して、その時点での既存の技術が許す限りにおいて対応してきた。しかし、エネルギー保存について配慮が高まるにつれて、そうした照明装置に対して別の要求が生じ、それに応じて、発生した光のできるだけ多くを屋外看板上へ指向させ、発生した光のできるだけ多くが実際に使用されるようにされてきた。発生した光が十分に利用されることによって、与えられた状況において、発生する光を少なくすることが可能になり、その結果としてエネルギーが保存される。今日の市場においては、エネルギー保存が照明の強度や均一性の低下につながることは許されない。屋外看板などを照明する照明装置によって発生された光によって部分的に引き起こされる光「公害」に関する最近の比較的大きい要求のために、そうした照明装置によって発生される光がそうした屋外看板の端部のまわりから「漏れる」ことなく、照明されるべき看板あるいは広告板上にそれをできるだけ多く向けられる必要性がある。そうした「漏れ」は、機能を果たさず夜空を不鮮明にする迷光を生じる。広告板やそれと類似した看板上に集められないそうした照明装置からの光はギラギラやクラッタを生じ、そうした非効率によるエネルギーの事実上の浪費をもたらしている。そうした浪費のコストは年間ベースで１０億ドル以上と見積もられる。こうした性質の漏光は、屋外看板の場所の近くで行われている仕事に悪い影響を与える可能性がある一方、「スカイグロー(sky glow)」に寄与して、夜の環境を劣化させ、特に、田舎社会における生活の質に影響を及ぼすとともに、ビジネスや余暇活動に悪い影響を与える。

屋外看板などを照明するために用いられる照明装置は、こうした目的のための照明装置について記載した既存の米国特許によって確かめられるように、少なくとも100年近く存在している。米国特許第2,746,187号においてエネバ(Ennever)は、広告板や類似した屋外看板などの屋外ディスプレイを照明するためのシステムについて述べている。この特許は広告板の上端に沿って取り付けられた照明装置について記載している。この照明装置は、直接照明によって、あるいは、光源を取り巻く反射構造からの反射によって、広告板上へ下方へ向かって直接光を投下する。エネバの時代の照明装置は、看板の表面全体にわたって均一な光強度を形成せず、エネルギー効率はよくなかった。

米国特許第3,647,148号において、ウィンス(Wince)は、特定の物体上に光を向けるとともに全般的な照明を行うように形成された反射構造及び屈折構造の両方を有する照明装置構造について述べている。ウィンスによって開示された照明装置は、垂直表面を照明することを特に意図したものではなかった。しかし、ウィンスの特許は、照明のために反射表面及び屈折表面を使用している。米国特許第4,037,341号において、オーデル(Odle)外は、照明されるべき垂直表面を有する屋外看板などを照明するための照明装置について述べている。オーデル外の時代までには、屋外看板照明は、相互に離間されるとともに看板表面から離間されて取り付けられた複数の照明装置が、看板の正面において、看板の下端に近接して配置されるところまで進歩した。この場合、照明装置によって発生された光は、上述したエネバによって提供された下方への照明とは対照的に、一般に、この照明装置から上方へ向けられる。オーデル外の特許は、屋外看板を適当な強度で均一に照明することを意図している。また、積極的な側端部カットオフを形成すること、すなわち、照明装置から出て看板の端部を通り過ぎてしまう光を最小限に抑えることを意図している。これは、看板に入射しない光を形成するために発生したエネルギーは無駄になるためである。オーデルは、予め決められた量の発生光が与えられたとき、屋外看板を最大限に照明するために、反射表面と屈折構造とを組み合わせることを述べている。

米国特許第4,188,657号において、ライブリング(Reibling)は、屋外看板を照明するための照明装置について述べている。この照明装置は、その照明装置の反射表面上で様々な反射表面仕上げを組み合わせることによって光パターンを形成できる照明装置である。米国特許第4,261,030号において、ヘルナンデス(Hernandez)は、水平方向に配置されたランプを有するライトニングフィクスチャについて述べている。ランプの各々の背後には、それぞれ放物線状のリフレクタが取り付けられており、光は照明される表面の方へ向けられるようになっている。ヘルナンデスは、主要リフレクタに加えて、補助リフレクタについて述べている。反射表面を組み合わせることによって、照明される表面上へ光が向けられる。デヴォス(de Vos)外の米国特許第4,398,239号は、道路などを照明するための照明装置について述べている。この照明装置は、耐候性のハウジングから取り外すことができるリフレクタを有しており、ハウジングにはリフレクタと協働して動作する光源も取り付けられている。

オーデル外は、米国特許第4,451,875号において、広告板などを照明するための照明装置について述べている。この照明装置は、反射表面と、この反射表面と照明される看板の表面との間に配置された光源を有している。オーデル外の照明装置は、耐候性ハウジングの一部を形成している透明カバー上に配置されるとともに、それと一体状に形成された屈折構造を利用している。オーデル外の屈折構造は反射表面と協調して機能し、広告板やそれと類似した屋外看板の表面などの照明されるべき垂直表面上へ光を向ける。

米国特許第4,559,587号において、クイオグ(Quiogue)外は、協働して機能して物体上へ光を向ける反射表面及び屈折構造の両方を有する照明装置について述べている。ハモンド(Hammond)は、米国特許第4,575,783号において、光源から出た光を屋外看板のすべての部分へ向かわせ、看板の表面上で均一な光分布を形成するように形成されたリフレクタについて述べている。光源から看板の面へ直接入射する光によって適当な強度で均一に照明されることのない看板表面部分の方へ向かって、光はハモンドのリフレクタによって方向を変えられる。米国特許第4,954,935号において、ハモンド外は多数のパネルで形成された屋外広告板などを照明するためのライトニングシステムについて述べている。ハモンド外によって述べられているこのシステムは、看板の各パネルについて一つずつ設けられた多数の照明装置を利用している。ハモンド外はランプハウジングの内部にリフレクタが固定されたメタルハライドランプを使用している。リフレクタはランプの背後に配置されており、ランプから放射される光を照明されるべき看板表面上へ反射する。ハモンド外のリフレクタには、多数のフルートあるいは反射セグメントが設けられている。

ラスカー(Lasker)の米国特許第4,337,507号には方向性のある分布を有する照明器具(lighting fixtures)が開示されている。ラスカーによって述べられている照明装置には、投光用の照明装置(floodlighting luminaires)においてよく見られるような、非常に大きい角度で逃げる光の量を低減するために、プリズムユニット及びリフレクタユニットが設けられている。ラスカーによって述べられているプリズムユニットは、光源によって発生された光を方向付けるための垂直リブを用いており、また、プリズムユニット及びリフレクタユニットを囲むハウジングのアパーチャの背後を照明するとともに非常に広い角度における光の横方向分布を実現している。ラスカーの構造によって提供される光分布は、広告板などの垂直方向を向いた表面上へ均一かつ全体的に集光されるような光分布を提供していない。ラスカーは光の均一な水平方向分布を形成するために円筒形状及び放物線形状を有するリフレクタを採用している。ラスカーは、ハウジング内部において、光源及びリフレクタユニットを固定された水平軸のまわりに旋回させて、垂直方向のカットオフ角度及び最大強度の角度を調節している。しかしながら、ラスカーの構造は、屋外広告看板などを照明するのに必要とされるように、看板の垂直表面を全体的かつ均一に照明するようには形成されていない。

米国特許第3,358,133号においてトーマン(Thoman)外はシャベル状の構造に形成された主要リフレクタを有する投光器について述べている。このリフレクタは支持フレームにヒンジ連結されている。トーマンの照明装置を投光器として使用することによって意図されるような大きい面積にわたって均一に分布する広いビームを形成するために、半円筒形の補助リフレクタが主要リフレクタと協働する。トーマンは屋外看板などの垂直表面を効果的に照明することを意図した光学系については述べていない。米国特許第5,188,453号、第5,355,291号、5,588,742号、第5,664,878号において、スービサク(Subisak)外は、看板の周辺に取り付けて、その看板の内部から看板の表面を照明する照明装置について述べている。ハイン(Hein)外及びサラ(Sara)外の比較的最近の特許、すなわち、米国特許第6,168,295号及び第6,508,574号は、それぞれ、複数の反射セグメントから形成されたリフレクタアセンブリを利用して広告板などの垂直表面を照明することができる照明装置について述べている。反射セグメントは、その特定の位置及び方向に関して列状にまとめて配置されている。
米国特許第2,746,187号明細書 米国特許第3,647,148号明細書 米国特許第4,037,341号明細書 米国特許第4,188,657号明細書 米国特許第4,261,030号明細書 米国特許第4,398,239号明細書 米国特許第4,451,875号明細書 米国特許第4,559,587号明細書 米国特許第4,575,783号明細書 米国特許第4,954,935号明細書 米国特許第4,337,507号明細書 米国特許第3,358,133号明細書 米国特許第5,188,453号明細書 米国特許第5,355,291号明細書 米国特許第5,588,742号明細書 米国特許第5,664,878号明細書 米国特許第6,168,295号明細書 米国特許第6,508,574号明細書

上記において参照した米国特許を含む従来の技術によって確認されているように、広告板や屋外看板などの垂直表面を均一に照明することを目標として、相当の努力がこれまでに払われてきていることがわかる。こうした照明は、均一であるとともに、発生した光を望ましい形で利用して看板の表面上に形成された表記を明瞭に判読できるような十分な強度を有することを意図している。屋外看板を照明するための光学システムには多くの形態があり、また、看板表面の上下の両方に配置されてきたけれども、光を最大限に利用するとともに光の漏れを少なくして、看板設置に必要なコストを含めた資金を節約するためには、照明装置自身の改良が必要である。当該分野におけるさらなる意図は、より少ない照明装置で、与えられた寸法の表面を照明することを可能にするような効率を有する照明装置を提供することであった。
この発明は、照明装置の内部において垂直方向に配置されたランプで特に使用される特定の構造を有する反射アセンブリを提供して、この発明のいくつかの実施の形態において非対称な光分布を形成することによって、当該分野において長年感じられていたこれらの要求に取り組んでいる。この発明の反射構造は、照明装置のハウジングに支持された屈折構造と協働して、光の向きを看板表面上へ変えて光の漏れを最小限に抑えている。この発明の照明装置は、与えられた寸法の看板表面を少ない照明装置で照明可能にするような効率を有している。従って、この発明は、この発明のいくつかの実施の形態に関する以下の説明から明らかになるように、当該分野において大きい進歩を実現している。

ここに明瞭に記載されているこの発明の実施の形態においては、この発明は広告板、屋外看板、及びそれと類似した垂直表面を照明するための照明装置であって、所望の強度で看板の表面全体を均一に照明することができるとともに看板の端部のまわりにおける光の漏れが少ない照明装置を提供している。この発明の照明装置は、リフレクタアセンブリを設けることによって従来の技術を改良している。リフレクタアセンブリは、垂直表面の特定の部分へ光を向けるように形成されており、光の公害やギラギラを最小限に抑えるように制御する。この発明の特定の実施の形態の特徴は、カバーとしても機能する透明レンズを用いて周囲の影響からシールされたハウジングの内部において、光源を垂直方向に配置していることである。レンズには屈折部材が形成されており、この屈折部材はレンズの内側表面上に配置されていることが好ましい。屈折部材はレンズの各部に設けられており、プリズムの形態を有している。これらプリズムは、屋外看板の特定部分を照明するために、照明装置の反射アセンブリの少なくとも一部からの光の方向を変えるように選択された様々な構造を有している。この発明に従って形成されたリフレクタアセンブリは、メインリフレクタと補助リフレクタを有している。メインリフレクタは、好ましくは、放物線形状を有する。また、補助リフレクタは、好ましくは、メインリフレクタに取り付けられており、光源及び反射サイドパネルのすぐ「背後」に配置されている。反射アセンブリは、光を効果的に制御して垂直表面へ向けられる光をできるだけ多くし、それによって、高い平均看板照度で前記表面上に均一な所望の光強度を付与するようにその機能を果たす。この発明のリフレクタアセンブリは、看板の照明を増やすとともに漏光を低減するように配置された反射サイドパネルを有していることが好ましい。透明な照明装置レンズあるいはカバー上に形成された屈折プリズムは、光源及びリフレクタアセンブリの両方からの光を再集光して、照明の均一性を向上させ、漏光を低減する。夜空への漏光は、この発明の照明装置を使用することによって従来の照明装置よりもかなり低減され、照明の均一性が改善される。

この発明の照明装置を使用することによって実現される効率のために、より少ない照明装置で、予め決められた寸法を有する看板を適切に照明することができる。従来の技術では、広告板、屋外看板などを照明するための照明装置は、少なくとも四つの照明装置を使用することによって標準的寸法の看板を所望のように照明することができる。この発明の照明装置では、この発明の照明装置をわずか二つ用いるだけで、同じ寸法の広告板や屋外看板を所望のように照明することができる。言い換えると、一般的な屋外看板照明環境においては、従来の技術では少なくとも四つの照明装置が一般的に必要であったのに対して、この発明の照明装置を用いて形成されたシステムによれば、二つの照明装置を使用するだけで、従来は四つの照明装置を使用する必要があった寸法の看板を照明することが可能になる。こうした性能は、部分的に、照明装置の内部における光源が中央位置ではなくて一方あるいは他方のサイドへ近づけて配置されていることによって実現されている。光源を中心からずらせた配置によって、光の非対称分布が実現され、一般的な照明環境において、看板の各端部に一つの照明装置を使用することが可能となる。このように配置された照明装置の各々は、光源が照明装置の外側に向けて配置されている。このような構造の照明装置においては、外側の反射サイドパネルはフラットな高反射仕上げになっていることが好ましく、内側の反射サイドパネルは高反射仕上げ、あるいは、光の漏れを低減するために低反射仕上げになっている。

この発明の実施の形態に従って形成された照明装置は、照明装置内部において中央、すなわち、照明装置の各サイドから等距離に光源を設置することによって対称な光分布を形成する。そうした実施の形態においては、補助リフレクタは引き続き光源のすぐ背後に配置されており、この発明の実施の形態においては、光源も引き続き垂直方向に配置されている。その実施の形態における反射サイドパネルは高反射仕上げが施されていることが好ましい。

この発明のいくつかの実施の形態において使用するのに好ましい光源は、照明装置の内部において垂直方向に取り付けられた適当なランプの形態を有している。こうした方向性は、一般的な屋外看板の垂直表面を照明するのに必要な照明装置の数を減らすのに望ましい非対称な光分布を容易にする。ランプを垂直方向に配置することによって、水平方向に配置されたランプを有する同様の照明装置に比べたとき、一般にランプの出力及び寿命も増大する。

従って、この発明の目的は、広告板や屋外看板などを照明するための照明装置であって、前記広告板の端部のまわりで光の漏れを生じることなく前記広告板の表面全体にわたって均一な光分布を実現できるような照明装置を提供することである。

この発明の別の目的は、垂直表面を照明するための照明装置であって、対称あるいは非対称な光分布を形成できるように、照明装置の内部の位置に垂直方向に配置された光源を有しており、それによって、一般的な屋外看板などを照明するのに必要な照明装置の数を減らすことが容易であるような照明装置を提供することである。

この発明のさらに別の目的は、光の漏れを最小限に抑えつつ広告板などを均一に照明することができる照明装置を提供することである。曲線状のメインリフレクタと、好ましくは楕円形の補助リフレクタとから形成されたリフレクタアセンブリが、好ましくは、照明装置に支持された屈折プリズムといっしょに機能して、広告板の垂直表面上へ光を向けたり、光の方向を変えたりする。リフレクタアセンブリは反射サイドパネルを有していることが好ましく、このサイドパネルは広告板上へできるだけ多くの光を向ける機能を果たす。

この発明のさらに別の目的は、広告板などの大きいパネルの前方に取り付けてそのパネルを照明するように意図された照明装置を提供することである。この照明装置は、ハウジングと、ハウジングの内部に配置された垂直方向の光源と、光源からの光を照明されるパネルの表面へ直接向けたり、好ましくはカバー用レンズの内側表面上に配置された屈折プリズムの方へ向けたりするためにハウジングの内部に配置されたリフレクタアセンブリとから形成されている。カバー用レンズはハウジングを完成させており、その上に入射する光に対して透過性を有している。リフレクタアセンブリは、メインリフレクタと、光源及び反射サイドパネルの背後に配置された補助リフレクタとを有している。リフレクタアセンブリの反射表面も屈折プリズムも、光源からの光を、所望の強度及び均一性で、また、少ない光の漏れで、パネルの表面上へ向ける機能を有している。

この発明のさらに別の目的は、広告板などを均一かつ効果的に照明することができる屋外看板照明システムを提供することである。前記広告板は、一般に、細長い寸法、すなわち、水平方向に約４８フィート(14,4 m)の長さを有している。こうした広告板はこの発明に従って形成された二つの照明装置だけで全体が照明される。この発明の照明装置は、従来の技術に従って形成された照明装置を使用した場合に必要とされたよりも少ない照明装置で、様々な寸法の広告板を照明することができる。

この発明の他の目的及び利点は、この発明の実施の形態に関する以下の説明からより容易に明らかになるであろう。

米国特許第4,037,341号、第4,188,657号、第4,261,030号、第4,451,875号、第4,575,783号、第4,954,953号の開示内容は本明細書において文献援用されている。これらの特許は本質的に広告板や屋外看板などを照明することができる照明装置について述べている。これらの特許の開示内容は、本明細書の開示内容に対する追加情報を形成するものであり、また、この発明を製造及び使用する当業者にさらなる教示を与えるものである。２００２年３月２９日に出願された米国特許出願第10/113,494号の開示内容も本明細書において文献援用されている。

ここで図面、特に、図１から図３を参照する。この発明の特定の実施の形態に従って形成された照明装置は参照番号１０で示されている。この照明装置１０は、一般に、照明が行われる垂直表面を有する屋外看板や広告板などに対して、本質的に、従来の方法で取り付けが可能である。照明装置１０によって照明される屋外看板は、簡単化のために、図面には描かれていない。一般的な使用環境においては、広告板あるいは看板の垂直表面は広告メッセージなどを伝える表記がされている。照明装置１０は看板の垂直表面上の表記を照明して、夜間などにその表記が判読できるようになっている。照明装置１０は、導管やパイプなどの形をとるサポート（図示されていない）を含めた通常の手段を用いて、看板から離間された状態で、その下端よりも若干下方の位置に取り付けられる。こうしたサポートは、照明装置１０と屋外看板との間に予め決められた距離を維持する役割を果たすものであり、前記照明装置をそうしたサポート上でレベル調整して締め付けたあと、照明装置１０の回転を防止できるように、従来の方法で形成されている。照明装置１０は、従来の方法で照明装置のハウジング１４へ取り付けられたＵ字形の取り付け部材１２を介してサポートを照明装置１０へ連結することによって、そうした看板へアタッチメントによって従来通りの方法で取り付けることができる。屋外看板の表面に対する照明装置１０の配置は特定の使用状況によって変わる。当業界における慣例では、定期的に保守を行ったり表記の交換を行うために一般的に使用される保守用キャットウォークを設けるために、照明装置１０は屋外看板の表面から所定の距離だけ離間させて取り付ける必要がある。その距離はその表面の下端から外側へ約６０インチ(152.4 cm)である。

照明装置のハウジング１４はリフレクタアセンブリ１６と、通常の方法で電源へ接続されるランプ１８とを収容している。リフレクタアセンブリ１６は、図４にも分解図として示されており、メインリフレクタ２０及び補助リフレクタ２２から形成されている。補助リフレクタ２２はメインリフレクタ２０へ取り付けられていることが好ましい。リフレクタアセンブリ１６は反射用サイドパネル２４も有している。リフレクタアセンブリ１６はハウジング１４の内部のほぼ全表面を占めており、ランプ１８からの光が屋外看板の表面上、あるいは、透明レンズ２８上へ効率的に向けられるようになっている。レンズ２８は通常用いられているプレスされたホウケイ酸ガラスから形成されており、その内側表面上には一連の屈折部材３０が形成されている。レンズ２８はこれも当該分野で通常行われているアクリル製のポリマ材料から形成することもできる。レンズ２８は、当該分野において通常そうであるように、カバーとしても機能するように形成されている。レンズ２８はフレーム２９によって取り付けられている。フレーム２９はヒンジ連結されており、照明装置１０の内部へアクセスできるようになっているとともに、当該分野において周知のように、照明装置１０を各部材に対してシールできるようになっている。ランプ１８は、メインリフレクタ２０の中に形成された開口部３４を介して、通常のランプソケット３２によって取り付けられる。ランプソケット３２は、一般に、磁器から形成されており、工場で予め結線されており、当該分野において周知のように、耐腐食性を有し、安全で、しっかりとした保持を行い、ランプ交換が容易なように形成されている。特に、図１から図３に示されている実施の形態においては、照明装置１０が動作環境に設置されたときには、ランプ１８は鉛直方向に配置される。すなわち、ランプ１８はその長手軸が鉛直方向に向くように配置される。ランプ１８は、一般に、金属ハライドランプの形を有し、特に、約４０，０００ルーメンを発生することができるパルス金属ハライドランプである。適したランプとしては、米国、オハイオ州、ソロン(Solon, Ohio，U.S.A.)のベンチャ・ライティング(Venture Lighting)によって製造されているようなパルス金属ハライドランプがある。こうしたランプは、１７５から４００ワットの間であり、３２０から４００ワットの間であることが好ましい。もちろん、照明装置１０は正確に鉛直方向とは違う方向に、すなわち、この発明の範囲から逸脱しない他の位置に取り付けることが可能であることを理解すべきである。ここでの記述においては、「垂直方向」という用語を使用するときには垂直に対して約±１５°の方向を指している。好ましい取り付けは、水平に対して上方へ約８０°の方向である。本質的なことは、この発明の実施の形態におけるランプ１８は、照明装置１０のハウジング１４の内部において、ほぼ垂直あるいはそれに近い方向に配置されているということである。

ハウジング１４はほぼ直方体のボックス形状の本体部分３６を有している。本体部分３６はリフレクタアセンブリ１６を収容するような寸法を有している。ハウジング１４は周辺の側端部３８、４０及び前後端部４２、４４のまわりがそれぞれ開口している。前端部４２は屋外看板などに最も近接して配置される端部である。レンズ２８はフレーム２９によって取り付けられている。レンズ２８とフレーム２９とによって形成されるアセンブリは、ハウジング１４を含むハウジングアセンブリも形成している。フレーム２９はハウジング１４の端部３８〜４４と合わさる周辺端部のまわりで開口している。図からわかるように、レンズ２８は、その前面にわたって下方へ傾斜しており、湾曲したコーナを有している。これは、当該分野における従来どおりの構造である。レンズ２８は、ランプ１８によって発生されてリフレクタアセンブリによって少なくとも部分的に反射された光を照明装置１０から外へ出射可能にするアパーチャを提供している。レンズ２８は、照明装置１０からのすべての光がレンズ２８を通過するように、照明装置１０の内部に効果的に配置されている。レンズ２８の中央部分を通過する光は、以下で説明するように、屈折部材３０によって屋外看板の垂直表面上へと向きが変えられる。屈折部材３０はレンズ２８上における位置に応じた異なる特性を有するプリズムのグループとして設けられている。プリズムは、図１２に示されているように、レンズ２８の中へ直接形成されており、その表面の内側に配置されていることが好ましい。図１２からわかるように、レンズ２８は本質的に本体部分３１を有している。本体部分３１はその構造がほぼ長方形あるいは正方形であり、プリズムがレンズ２８のその本体部分３１に一体化されて形成されている。当該分野においては、屈折部材３０のような屈折部材は、照明装置のアパーチャ上に配置されたレンズあるいは透明カバーの内側表面上に配置されるか、あるいは、それと一体化して形成されるときには、内部プリズムと呼ばれる。レンズ２８は従来の方法によってハウジング１４に対して取り付けられ、照明装置１０の内部へ湿気が浸入しないようになっている。レンズ２８を形成する材料は、雨、雪、あるいは、熱、直射日光などの厳しい気候条件によって損傷を受けない耐熱衝撃性を有するガラスあるいは透明なポリマ材料が選ばれる。レンズ２８は雨によって効率よく自己洗浄される滑らかな外側表面に形成される。

上述したように、ハウジング１４は、レンズ２８とフレーム２９とから形成されるアセンブリを接合することによって完成され、本質的に、容積効率がよくて、見た目にも魅力的な形状にされる。ハウジング１４には、フレーム２９の周辺端部と合わさる端部３８〜４４のまわりに周辺リップ４６が設けられている。リップ４６とフレーム２９の端部とは、従来の方法によってラッチ可能であり、ハウジング１４及びレンズ保持用フレーム２９を一体に固定して、リフレクタアセンブリ１６及びランプ１８を含む光学アセンブリに対するエンクロージャを完成している。図面には示されていないけれども、リップ４６とフレーム２９端部との間には、ハウジング１４をシールするために従来の方法でガスケットが設けられている。シーリング構造（図示されていない）がフレーム２９内部のレンズ２８をシールしている。当該分野において一般的であるように、フレーム２９にはバイザを形成することもできる。

上述したように、フレーム２９はハウジング１４へ従来のようにヒンジ連結されており、フレーム２９及びそれに支持されているレンズ２８は本質的にドアのように動作し、フレーム２９とハウジング１４とのラッチを外すと上方へ旋回して、保守などのために照明装置１０の内部へアクセスできる。従来と同様に、レンズ２８は屈折部材３０を支持している。また、当該分野において従来から行われているように、フレーム２９をハウジング１４へ取り付けるために有用なヒンジコンポーネント（図示されていない）は、前記フレーム２９及びハウジング１４と一体にダイキャスト製造することができる。フレーム２９が垂直状態を通り越して旋回する場合には、従来のように、フレーム２９に対してサポート（図示されていない）を設けることができる。サポートとしては、たとえば、一体状のキャストヒンジストップ（図示されていない）がある。ハウジング１４及びレンズ保持用フレーム２９によって形成されるアセンブリは、雪や風によって運ばれる雨が照明装置１０の内部へ侵入することを防止する。このアセンブリは濡れた場所に対してＵＬにリストされており、ＵＬ１５７２の雨試験の要件を満足している。照明装置１０は通常の手段を用いて新しい看板あるいは既存の看板に容易に取り付けられるような構造になっている。

この発明に従って形成された照明装置１０などの照明装置は、新規な構造で形成された反射部材を含む新規な特徴によって、広告板や屋外看板などを均一に照明するように効果的に機能する。このような反射部材は、レンズ２８上に配置されるか、又は、それといっしょに形成された屈折部材と協調して機能する。垂直表面は所望の強度を有する高い平均照度で照明され、屋外看板の周辺端部のまわりの光の漏れは最小限に抑えられる。メインリフレクタ２０は、メインリフレクタ２０全体の形成を容易にするセクションから形成可能であり、滑らかに連続する曲面形状あるいはそれに類似した形状に形成することができる。補助リフレクタ２２は、メインリフレクタ２０の後端部４８に対して、本質的にハウジング１４の後端部４４に沿って取り付けられていることが好ましい。補助リフレクタ２２は好ましくは楕円形であり、ランプ１８のすぐ背後に配置されている。補助リフレクタ２２は後端部４８に沿って部分的にのみ延びている。図示されているように、メインリフレクタ２０は、上方へ延びており、補助リフレクタ２２の位置の側方において、弓状のリフレクタ部分５０を形成している。リフレクタアセンブリ１６は看板などの表面全体にわたる光の強度及び均一性を改善しており、その端部のまわりの光の漏れを最小限に抑えている。以下で説明するように、異なる方向及び機能を有する屈折部材３０と組み合わせて、リフレクタアセンブリ１６がここに記載された特定の動作上の改善を少なくとも部分的に実現するようにすることが好ましい。

リフレクタアセンブリ１６は、図１、図２及び図４に最もよく示されているように、上述した反射サイドパネル２４、２６をさらに有している。以下でさらに詳しく説明するように、ランプ１８は照明装置１０の内部において、非対称あるいは対称な光分布を形成することができる位置に配置することができる。図１に示されている実施の形態は、特に、非対称な光分布を形成する。これは、ランプ１８がサイドパネル２４あるいは２６の一方あるいは他方に近づけて配置されているためである。ランプ１８がサイドパネル２４に近づけて配置されたときには、サイドパネル２４には高反射率仕上げを施すことが好ましい。反対側のサイドパネル２６は高反射率仕上げが施されていてもよいし、漏光を低減するために低反射率仕上げが施されていてもよい。ランプ１８が非対称な状態でサイドパネル２４に近接して配置されるとともに補助リフレクタ２２がランプ１８の背後に配置されるように形成された照明装置１０によれば、図１３を参照するとわかるように、光は主として照明装置１０の反対のサイドへ向けられ、屋外看板５４などの垂直表面３２上へ向けられる。このように形成された照明装置１０は屋外看板５４の端部５６近くに配置される。その際、サイドパネル２４はその結果できる構造の外側に配置される。これにより、光は照明装置１０に面する看板の端部５６の方だけでなく、看板の中央の方へも向けられる。そして、照明装置１０からの光は、主として、看板の対向する端部５６から前記看板の中心へ延びる領域へ向けられる。従って、このように形成された照明装置１０は非対称な光分布を形成する。照明装置１０の鏡像を成す第２の照明装置１１は、ランプ１８がサイドパネル２６に近接して配置されるように形成されている。したがって、光は看板５４の端部５８上へ向けられるとともに前記端部５８と看板５４の中心との間に広がる領域上へ向けられる。看板５４は、二つの照明装置、すなわち、照明装置１０と、照明装置１０の鏡像を成すように形成された照明装置１１とを使用するだけで照明することができる。二つの照明装置１０、１１をこのように用いられたとき、前記照明装置によって発生した光の大部分は看板の中心の方へ向けられるため、看板５４の端部５６、５８における漏光の制御を簡単にしている。看板５４の中心は照明装置１０、１１を用いることによって効果的に「伸長」されるため、看板５４の中心に向けた方向の漏光は最小限に抑えられる。また、与えられた照明状況に対してより少ない数の照明装置を使用することによって、エネルギー消費量は性能を落とすことなく最小限に抑えられる。多数の照明装置を使用することによって生じる視覚クラッタ(visual clutter)のような漏光も減る。

図１４を再び参照する。図には、別の照明状況が示されている。すなわち、対称な光分布を形成することができる照明装置１３が看板５４の端部に配置された照明装置１０、１１の間に配置されている。照明装置１３は図７に示されているように形成されており、ランプ１９は照明装置１３の側部から等距離、すなわち、照明装置１３のほぼ中心に配置されている。照明装置１３は、その他の点においては、照明装置１０と同じように形成されている。照明装置１３においては、補助リフレクタ２３はランプ１９のすぐ背後に配置されており、メインリフレクタ２１の後端部に沿って中央に取り付けられている。補助リフレクタ２３の両側において、メインリフレクタ２１のセクション６０、６２がメインリフレクタ２１の各端部から上方へ延びており、ここに記載された照明装置１０のセクション５０とほぼ同じように機能する。「対称」な照明装置１３を「非対称」な照明装置１０、１１と組み合わせて使用することによって、看板５４の中心部分へ向けられる光レベルをより大きくすることが可能である。また、照明装置１３には反射サイドパネル（図示されていない）が形成されていることが好ましい。このサイドパネルは照明装置１０のサイドパネル２４、２６とほぼ同様に形成され、その反射面は高反射仕上げに形成されていることが好ましい。

図４をさらに参照する。ここに記載されているように、照明装置１０のリフレクタアセンブリ１６は二つのリフレクタ、すなわち、メインリフレクタ２０及び補助リフレクタ２２から形成されている。メインリフレクタ２０はセクション６４、６６から形成されている。セクション６４、６６は高反射仕上げになっており、適当なファスナ（図示されていない）を使用して、対向する側端部６８、７０に沿って一体化可能である。セクション６４、６６は、組み合わせられると、図８及び図９に図示されているように、光を反射する曲面形状になる。セクション６４は、本質的に、図１３及び図１４の看板５４などのような看板の上部へ光を向ける。図８からわかるように、ランプ１８を有するアーク管１７の中心は看板５４の上端のすぐ下で反射される。図９からわかるように、ランプ１８のすぐ下方に位置するセクション６６は看板５４の上端も照明する。従って、最大量の光が看板５４の上部へ向けられ、漏光は最小限に抑えられる。好ましくは、補助リフレクタ２２は楕円形に形成されており、図１０及び図１１の図面から推察されるように、光が看板５４の下部に分布される。

続いて、特に、図４を参照する。リフレクタアセンブリ１６にはセクション７２が形成されている。セクション７２は補助リフレクタ２２及び反射セクション５０を有している。セクション７２は適当なファスナ（図示されていない）によってセクション６６へ組み付けられている。セクション５０はセクション６４、６６の曲線部分へ続く放物線形状を有している。セクション５０は補助リフレクタ２２に隣接して配置されており、補助リフレクタ２２はランプ１８のすぐ背後に配置されている。楕円形の補助リフレクタ２２は、図１０を参照するとわかるように、アーク管１７のすぐ下方に単一化されたランプの像を形成する。図１１から推察できるように、放物線形状のセクション５０は看板５４の下側中央部分へ向けて光を反射する。図７において最もよくわかるように、セクション６０、６１がそれぞれ中央に配置された補助リフレクタ２３の両サイドに配置されていることを除いて、「対称」な照明装置１３のメインリフレクタ２１は同様に形成されている。前記セクション６０、６１及び補助リフレクタ２３の光を向ける機能は、本質的にメインリフレクタ２０及び補助リフレクタ２２のセクション５０の機能に関してここで述べられた方法と同一である。

図１２を参照する。この図に示されているレンズ２８は、従来と同様に、ホウケイ酸ガラスあるいはアクリル材料などのプラスチック材料から形成されていることを理解すべきである。屈折部材３０はレンズ２８の内側表面上に一体状に形成されたプリズムのグループを有している。屈折部材３０は図１３及び図１４に示された看板５４などの看板の垂直表面上へ向けられる光の均一性を改善するように機能する。屈折部材３０は、通常は看板５４へ向かわない光、すなわち、方向が変えられないと失われてしまう光を捉える機能を有している。この発明の構造は非プリズムタイプのレンズを利用することができるけれども、ここに記載されているような屈折部材３０で形成されたレンズ２８は改善された性能を有する照明装置を提供できることを理解すべきである。図１２に示されるように、以下において、図面の上部に沿って位置するレンズ２８の端部７８として表される端部は、看板５４の最も近くに配置される端部のことである。照明装置１０において、レンズ２８の下方におけるランプ１８の位置はその中心８０を有する。照明装置１０の鏡像を成す照明装置１１は、照明装置１０の構造に対して照明装置１１の反対側の端部近くに位置するランプ１８などのランプ位置を有するだけでなく、レンズを図１２において見たときに、レンズ２８の鏡像として形成された屈折部材３０も有する。言い換えると、照明装置１０の鏡像としての照明装置１１に関する記述は、ランプ１８の位置の再配置の事項でしかない。

図１２をさらに参照するとわかるように、屈折部材３０はレンズ２８の内側表面の大部分を全体としてカバーするいくつかのセクションにグループ分けされる。これらのセクションはセクションＡからＨ及びセクションＪからＭとして表される。これらのセクションの各々を形成するプリズムは概略的に描かれている。なぜなら、そのように構造を概略化して示すことによって、実際のプリズムあるいはプリズムのグループを見ることによって得られる情報よりもより多くの情報を提供できるからである。図１２からわかるように、セクションＡ、Ｈ及びＢはレンズ２８の端部７４に対して離間されて配置されており、セクションＡはセクションＢとＨの間の中央に配置されており、前記セクションＢ及びＨよりも長くなっている。セクションＪ、Ｋ、Ｌ及びＭは、セクションＡのすぐ上に配置されており、それら下端に沿ってセクションＡの上端へ連続している。セクションＪ、Ｋ、Ｌ及びＭはそれらの側端部に沿って順に連続している。セクションＧはセクションＨの上方に配置されるとともにレンズ２８の外側端部７６に沿って配置されている。セクションＧはこのセクションＧの内側端部に沿ってセクションＪへ連続している。セクションＣはセクションＢの上方に配置されるとともにそのセクションＣに連続している。セクションＣは、その内側端部において、セクションＡ及びセクションＭの一部と接触している。セクションＤはセクションＣの上方に位置し、セクションＣへ連続するとともにセクションＭの一部へ連続している。セクションＤの上側の内側端部は、レンズ２８を横切って延びてセクションＧに接触しているセクションＦの端部と接触している。セクションＥはレンズ２８の端部７８に沿って位置しており、それぞれセクションＤ、Ｆ、Ｇの端部と接触した状態で、それらを横切って延びている。いくつかのセクションを形成するプリズムはこれらのセクション内で完全に切断されており、プリズムは隣接するセクションにおいて途切れている。

上述したセクションを形成するために使用されるプリズムは、特殊な形状を有する曲面で形成することができる。このようなプリズムは、当該分野においてこれまで使用されているもので、米国、オハイオ州、ニューアーク(Newark, Ohio, U.S.A.)のホロフェン(Holophane)で製造されている屈折部材で知られているようなものであり、特に、光ストリーク(light streaks)を避けるために光を拡散させることができるものである。セクションＡ及びＨは、それがない場合には看板５４上へ入射しない光を、その端部へ向ける。セクションＡは看板の上端へ光を向け、一方、セクションＨは看板の端部へ光を向ける。セクションＢ及びＣは看板５４の端部から看板の中央部分へ光を向ける。セクションＤ、Ｅ、Ｆ及びＧは看板５４上で滑らかな光分布を形成するように機能し、主として看板上における明るいスポットを低減する機能を有している。セクションＬ及びＭは光を看板５４の中央へ向けるように作用し、一方、セクションＪ及びＫは、それがない場合にはランプ１８のアーク管によって形成されるランプの影が生じるような場所において、看板５４の中央部分へ向けられる光を滑らかにする。

いくつかの実施の形態を例として、本願発明について説明してきたが、ここに示されていて説明されている特定の実施の形態は発明を説明するためのものであり、それを制限することはない。従って、この発明の範囲は添付の特許請求の範囲よって限定される。

屋外看板などを照明するためのこの発明に従って形成された照明装置の実施の形態の斜視図であり、ランプが通常の組み付け位置から離間されている状態を示す図である。 図１に示されたこの発明の実施の形態の分解斜視図である。 図１の照明装置の側断面図である。 図１に示されているこの発明の実施の形態に従って形成されたリフレクタアセンブリの分解斜視図である。 図１の照明装置の一部を示す線図である。 図１のリフレクタアセンブリの理想化された平面図である。 対称な光分布を実現することができるこの発明の実施の形態におけるリフレクタアセンブリの一部を示す理想化された平面図である。 この発明のいくつかの構造におけるメインリフレクタの一部の機能を示す略 図である。 この発明のいくつかの構造におけるメインリフレクタの別の一部の機能を示 す略図である。 この発明のいくつかの構造における補助リフレクタの一部の機能を示す略 図である。 この発明のいくつかの構造における補助リフレクタの別の一部の機能を示 す略図である。 この発明の少なくともいくつかの実施の形態において使用されるレンズ上 に配置された屈折部材を示す理想化された正面図である。 一般的な屋外看板を照明するために、非対称な光分布を形成することがで きる二つの照明装置が使用されている状態を示す略図である。 一般的な屋外看板を照明するために、非対称な光分布を形成することがで きる二つの照明装置と、対称な光分布を形成することができる一つの照明装置とが使用 されている状態を示す略図である。

符号の説明

１０，１１，１３ 照明装置
１２ 取り付け部材
１４ ハウジング
１６ リフレクタアセンブリ
１８、１９ ランプ
２０ メインリフレクタ
２２，２３ 補助リフレクタ
２４，２６ サイドパネル
２８ レンズ
３０ 屈折部材

Claims (20)

1. パネルの表面を照明するための照明装置であって、
   ランプハウジングと、
   ランプハウジングの内部に配置されたランプと、
   ランプハウジングの内部に取り付けられたリフレクタ手段と、
   を有し、リフレクタ手段はランプによって発生された光を非対称な分布でパネルの表面上へ向けるようになっている照明装置。
2. ランプハウジングへ取り付けられたリフラクタをさらに有し、リフラクタはリフレクタ手段と協働して、ランプ及びリフレクタ手段からの光をパネルの表面上へ向け、それによって、表面上の光の均一性を向上させ、表面に当たらない光の量を低減させる請求項１記載の照明装置。
3. ランプはランプハウジングの内部で垂直方向に配置されている請求項１記載の照明装置。
4. リフレクタ手段が、
   曲面状の反射表面を有するメインリフレクタと、
   ハウジングに支持されるとともにランプの背後に取り付けられた補助リフレクタと、
   を有している請求項３記載の照明装置。
5. メインリフレクタの反射表面の形状が放物線形である請求項４記載の照明装置。
6. 補助リフレクタの反射表面の形状が楕円形である請求項４記載の照明装置。
7. メインリフレクタの少なくとも一つの側端部に沿って配置された反射サイドパネルをさらに有する請求項４記載の照明装置。
8. 反射サイドパネルは高反射仕上げを有している請求項７記載の照明装置。
9. ランプは反射サイドパネルに近接して配置されている請求項８記載の照明装置。
10. パネルの表面を照明するための照明装置であって、
    ランプハウジングと、
    ランプハウジングの内部に配置されたランプと、
    ランプハウジングの内部に取り付けられたリフレクタアセンブリと、
    を有し、リフレクタアセンブリは、曲面状の反射表面を有するメインリフレクタと、ハウジングに支持されるとともにランプの背後に取り付けられた補助リフレクタとを有している照明装置。
11. ランプはランプハウジングの内部で垂直方向に配置されている請求項１０記載の照明装置。
12. ランプはハウジングの一方のサイドに対してより近接して離間されており、ランプによって発生された光が非対称な分布でパネルの表面上へ向けられるようになっている請求項１１記載の照明装置。
13. メインリフレクタの反射表面の形状が放物線形である請求項１２記載の照明装置。
14. 補助リフレクタの反射表面の形状が楕円形である請求項１２記載の照明装置。
15. メインリフレクタの各側端部に沿って配置された反射サイドパネルをさらに有する請求項１２記載の照明装置。
16. ランプに最も近接して配置された反射サイドパネルは高反射仕上げを有している請求項１５記載の照明装置。
17. ランプに最も近接したパネルの反対側に配置されている反射サイドパネルは高反射仕上げあるいは低反射仕上げのいずれかを有している請求項１６記載の照明装置。
18. ランプは、ランプハウジングの内部において、照明装置の側端部から等距離に配置されており、ランプによって発生された光が対称な分布でパネルの表面上へ向けられるようになっている請求項１１記載の照明装置。
19. ランプハウジングへ取り付けられたリフラクタをさらに有し、リフラクタはリフレクタアセンブリと協働して、ランプ及びリフレクタアセンブリからの光をパネルの表面上へ向け、それによって、表面上の光の均一性を向上させ、表面に当たらない光の量を低減させる請求項１１記載の照明装置。
20. 屋外看板を照明するためのシステムであって、
    屋外看板は、ほぼ長方形の寸法を有し、その端部及び中央部分を照明するために複数の照明装置を使用する必要があるような幅方向の寸法を有しているような看板であり、システムは、
    看板から離間するとともに看板の各端部において看板の下端に対して対向する照明装置を有し、
    照明装置の各々がハウジングと、このハウジングの内部に取り付けられたランプと、ハウジングの内部に取り付けられたリフレクタアセンブリとから形成されており、リフレクタアセンブリはランプからリフレクタ上へ入射した光を看板の垂直表面あるいは照明装置の他の部分へ反射させるためのものであり、照明装置の各々のランプはハウジングの各々の内部に垂直に配置されるとともに照明装置の各々の外側側部により近接した状態で離間して配置されており、それによって、看板上に非対称な光分布を形成し、看板の端部のまわりにおける光の漏れを最小限に抑えた状態で、看板を均一に照明するようになっているシステム。
    
    

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