JP3270932B2 - 高度に制御可能な照明装置及び方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術背景 A.技術分野 本発明は、照明システムに関し、特に、集中照明源及
び反射器に関する。

B.従来技術の問題点 長年に亙って、いろいろな照明目的のための多種多様
の照明器具（以下、単に「照明器」とも称する）が開発
されてきた。比較的大きな区域を照明する場合、複数個
の集中ランプを使用し、それらのランプからの光エネル
ギーを収束して所望の方向に差し向けるためにランプの
周りを反射材で囲繞することは、一般に慣用されている
方法である。これらの組み合わされた照明源即ち光源の
１つ又は複数個が、被照明区域（照明すべき区域）に直
接向けられる。

光エネルギーは、長い距離に亙って拡がるので、遠隔
区域の照明度は、光源からの距離の自乗に反比例する形
で変化する。更に、光を比較的大きい目標区域へ差し向
ける照明器具は、被照明区域より何倍も小さいのが普通
であるから、各１つの照明器具から発出される光エネル
ギーのビーム（以下、「光ビーム」又は単に「ビーム」
とも称する）は、相当に大きな区域をカバーしなければ
ならない。

これらの特性が、幾つかの照明上の問題を提起する。
第１に、遠く離れた目標区域に所要の光レベルを維持す
るためには、光源はその光源のところでその目標区域に
おける光レベルよりもはるかに高いレベルの光エネルギ
ーを創出しなければならない。このことは、その照明器
具を見る人に対して眩しいという問題が生じる。

第２に、発散ビーム又は収束ビームを用いると、一般
に、相当な量の光が目標区域の外にこぼれる。その結
果、こぼれ光や眩光を生じる。こぼれ光及び眩光は、光
の非能率な使用をもたらすことになり、大抵の場合望ま
しくない。こぼれ光は、非目標区域（目標とされていな
い区域）を照明するものであり、眩光は、光源の方を見
たときに見られる比較的明輝な光である。

このような問題の一例は、一般的なスポーツ競技場の
照明を例にとって説明することができる。フットボール
競技場、ソフトボール球場、野球場等のスポーツ競技場
は、大きな面積を占める。競技場の二次元面積を夜間競
技可能な状態に十分なレベルにまで照明しなければなら
ないばかりでなく、競技場の上の広大な三次元空間にも
競技可能にするための最少限の光を照射しなければなら
ない。１つの解決法は、基本的に、照明ランプを据えつ
けるための個別の据付け構造体の垂直壁を競技場の両側
に配設し、それらの壁の間の空間に光を充満させて三次
元空間全体に所要の光値を創生することであろう。もち
ろんこの方法は、実際的ではなく、事実上不可能であ
る。従って、従来の方法は、競技場の周りに間隔を置い
て数本の大きなポールを建て、各ポールの上端に多数の
照明器具のクラスター（集群）を設置する方法である。
各照明器具は、被照明空間に光を満たすようにいろいろ
な方向に向けられ、空間全体に亙って適当な光度（光強
度）を維持するような態様で空間を照射する。

これを達成するためには、光度の高い高強度（強力）
ランプと非常に能率的な反射器が必要である。先に述べ
たように、このことは、又、眩光及びこぼれ光の問題を
提起する。なぜなら、そのような光は、必然的に、競技
場、プレーヤー、観客及び周囲区域に向けて総じて下向
き角度に向けられるからである。高強度ランプための慣
用の反射器システムの面から発出された光は、一般に、
絶えず拡大する半球形状の出力を創生し、その半球の中
心に近い部位ほど光度が高く、半球の外周縁に行くにつ
れて漸次光度が低くなる。しかしながら、この出力は、
競技区域を画定する空間の縁のところで正確に制限する
ことができないような形状及び寸法であり、従って、空
間外に光がこぼれる。換言すれば、競技スペースから離
れた位置でポールに高架された照明器具から発する光
は、光源からの放射光の拡大する半球の中心に近い部位
ほど高い光値を有することになる。（ここで、「高架す
る」とは、高い位置に取り付けることをいう。）従っ
て、競技スペースの周縁部においても中心部とほぼ同等
の光けを創生するためには、が競技スペースの遠隔地点
に向けて差し向けられるような向きに多数の照明器具か
らの光エネルギーを向ける必要がある。このことは、必
然的に、たとえ光エネルギーの比較的高い光度部分が目
標スペース内に維持されるとしても、放射する光の半球
の高光度中心部から離れた幾つかの比較的低い光度部分
の少くとも一部分が競技スペースの外に投光され、眩光
及びこぼれ光の問題を惹起することを意味する。

もう１つの例は、自動車のレーストラック（走路）で
ある。夜間に高速度で走行する自動車によっては、視界
を良好にするためと安全配慮のためにトラック及びその
直ぐ上方区域に高レベルの光を当てる必要がある。今日
の世界では、又、テレビがカーレースのような夜間イベ
ントを高品質画像で放映できることも、大きな配慮事項
の１つである。このような高レベルの光はトラックにだ
け供給すればよいのであるが、経済的な配慮と、従来の
技術からして、一般に、運動競技場に用いられるのと同
様な照明方法が採用される。即ち、トラックの周縁のイ
ンフィールド側（内側）又は外側又はその両側に間隔を
置いて配置されたできるだけ少数の照明ポールに多数の
照明器具がクラスターの形に取り付けられる。各照明器
具は、１マイル又はそれ以上の長さにもなるトラックの
全長に沿って所要の照明条件を充足するのに十分な光を
トラックに向けるためにいろいろな方向に下向き角度に
向けられる。このような照明は、特にインフィールド側
に設置されている場合、トラックの周りにいる観客にと
って眩光となり、反対に、トラックの外側に設置された
照明は、トラックのインフィールド側又はインフィール
ド側とは反対側のトラックの外側にいる観客にとって眩
光となることがある。更に、トラックの外側にこぼれ光
も相当に大きくなる。又、レーストラックのインフィー
ルド側の周りの照明ポールは、観客及びテレビカメラに
とって視界を遮る障害物となる。

レーストラック（内側にバンク即ち斜面が設けられて
いることが多い）をよりよく照明し、観客の視界を良好
にし、あるいは、テレビカメラがレーシングカーを視て
いる方向と同じ方向にレーシングカーを照明するため
に、しばしば照明器がレーストラックの内側に設置され
ることが多い。これらの照明器は、基本的に、観客に対
しては浅い角度で悪い方向に向けられ、トラックの外側
又はインフィールド側とは反対側のトラックのにいる観
客にとって眩光を生じる。

更に、照明ポールの上端に従来の態様でクラスターの
形に集めて取り付けると、大きな影を生じる。トラック
を照明するためのクラスター状の照明器を密集して取り
付けることができれば、影をなくすか、相当に減少させ
ることができる。更に、密集配置の照明器は、トラック
上を走行しているレーシングカーとカーの間をも照明す
ることができる。このことは、観客が各カーをよりはっ
きりと見ることができ、各カーを識別するのを容易にす
るとともに、ドライバーが他の車の後についてドラフト
する（風圧を避けるために前車の後を走る）のを容易に
するという利点をもたらす。ドラフティングとは、高速
度で走行しているときでも前のカーの直ぐ後に僅か数イ
ンチ離れたところについて運転することである。従っ
て、そのような密集配置の照明は、非常に有益ではある
が、照明器をポールの上端に取り付ける態様で用いるの
では、以下に述べるように経済的にみて適当ではない。

こぼれ光又は眩光を少なくするように照明器具の向き
及び照準調整を可能にする手段として、強力光源をポー
ル又は他の構造物にクラスター状にして高い位置に設置
することによって制御する方法は、構造物を高くすれば
するほど製造費が高くなるので、経済的でない。又、照
明器具の構造物に対する取り付け位置が高くなると、メ
ンテナンス上の問題があるとともに、照明が遠く離れた
ところからもみえるようになるので景観を害するという
問題も惹起する。

以上がこの種の照明に随伴する主要な問題であるが、
やはり、これらの問題は、主として、広範な区域及び空
間を照明する場合に随伴する上述したいろいろな要因の
故に光量の制御及び眩光の制御をすることが困難である
ということに基因している。

又、従来の照明器具に固有の特性に基因する問題点も
ある。１個の光源から発生することができる光量には限
度がある。一次反射器を用いなければ、光を完全に制御
することは困難であり、一次反射器を用いたとしても、
光の固有の性質からして、光源から遠ざかるにつれて光
強度が減衰し、光が拡がる。どの位置に設置されたもの
であれ、１つの照明器具から発生し、一定の区域又は一
定体積のスペースに供給することができる光量には限度
がある。このことは、複数個の照明器具、特にポールの
上端にクラスター状に設置した照明器具を使用する場合
にも当てはまる。又、従来の照明器具から発せられる光
の制御は、眩光及びこぼれ光のような問題の制御も含め
て困難な場合がある。

従って、従来の大区域照明の欠点を改良することがで
きる。あるいは、大区域照明に随伴する問題の幾つかを
解決することができる照明システムを求める切実な要望
がある。

従って、本発明の主な目的は、従来の照明システムの
欠点の少くとも幾つかを改善し、従来の照明システムに
随伴する問題の幾つかを解決することである。

本発明の他の目的は、目標区域又は三次元空間への光
の正確な、融通性のある制御を可能にする、高い制御性
を有する照明手段及び方法を提供することである。

本発明の他の目的は、光エネルギーをはるかに能率的
に、効果的に使用することを可能にする照明手段及び方
法を提供することである。

本発明の他の目的は、１つの光源から所定の空間又は
区域へ差し向けることができる光エネルギーを従来の１
つの照明器具で可能であったより増大することができる
照明手段及び方法を提供することである。

本発明は、又、光源の光エネルギーの拡散、又は光エ
ネルギーのその他の操作及び改変をも可能にする。

本発明の更に他の目的は、光を制御する点に関して広
範囲の融通性とオプションを与えることができる照明手
段及び方法を提供することである。

本発明の他の目的は、従来の照明システムと同程度
に、又はそれより経済的な照明手段及び方法を提供する
ことである。

本発明の他の目的は、眩光制御及びこぼれ光制御に関
して極めて有益な結果をもたらすことができる照明手段
及び方法を提供することである。

本発明の更に他の目的は、従来の照明システムとは、
有意に異なる光源配置を可能にし、それによって目標ス
ペース又は区域への照明にとっても、観客、テレビジョ
ンのカバレッジ（撮影範囲）、又は目標区域の外にいる
人にとっても有益な照明手段及び方法を提供することで
ある。

本発明の他の目的は、照明目標区域内でのカードライ
バーやプレーヤー等の参加者にとっての目視運動や各種
イベントのために改善された、有益な照明を与えるとと
もに、観客、テレビのビデオ撮影要件、静止写真及び映
画の撮影要件にとって有益な照明を供給し、かつ、照明
によってよくみえるようにされる目標区域の外側にいる
人にとってこぼれ光や眩光を最少限にする照明手段及び
方法を提供することである。

本発明の他の目的は、大きな目標区域全体又は空間全
体に亙って光の量、レベル、均一性及び平滑性に関して
制御することができる照明を創生し、必要に応じて、模
範効果を得るために影又は光度変更面積を予知可能な態
様で制御することができる照明手段及び方法を提供する
ことである。

本発明の叙上及びその他の目的、特徴及び利点は、以
下の説明及び特許請求の範囲の記載を参照することによ
って明らかになろう。

場合によっては、従来の照明システムの融通性に関し
て問題が生じることもある。例えば、１個又はは複数個
の照明器具を相当な高さのところに持ち上げる必要があ
る場合、恒久的に設置されたポールに取り付けられてい
たとすれば、照明器具の位置調節を行うのが困難であ
る。クレーン又は機械的なアームを使用するとすれば、
そのような装置のしように付随する相当な費用がかか
る。

融通性の欠如のもう１つの例は、各照明器具の光出力
がそれぞれ一定していることである。各照明器具の光出
力はそれぞれ特定の部所へ差し向けることができ、ビー
ムパターンを変更するように照明器具を改変することも
でき、複合ビームを創生するために個々の照明器具を組
み合わせることもできる。しかしながら、多数の照明器
具の複合ビームの制御は、主として、個々の照明器具の
構造と組立て又は構成の関数であるから、眩光の制御や
光のカットオフ（遮断又は区切り）を行うには、各個々
の照明器具に組み入れることができるように構成された
装置を必要とする。従って、製造コスト及びメンテナン
スの手間を相当に増大させることになる。

更に、１個又は複数個の照明器具を備えた従来の照明
システムは、運搬するのが多少困難である。例えば、建
築現場や高速道路の補修現場のためのある種のポータブ
ル照明装置は、伸縮自在のアームに取り付けた照明器具
の配列体を使用する。それらの照明器具のため電源は発
電機によって供給される。しかしながら、この種の装置
の使用及び使用環境は、照明器具を破損させる高い危険
性を提起する。又、そのような照明器を位置決めし、設
定する作業も面倒である。更に又、そのような照明器で
は、眩光及びこぼれ光の問題を起こさないような照明を
創生することも困難である。

従って、本発明の他の目的は、いろいろな異なる照明
出力を顕在的な能率的な態様で創生する上で大きな融通
性を与える照明手段及び方法を提供することである。

本発明の他の目的は、いろいろな異なる照明出力を顕
在的な能率的な態様で創生する上で大きな融通性を与え
る照明手段及び方法を提供することである。

耐久性があり、しかも可搬（ポータブル）性を高める
のに役立つという意味で融通性があり、眩光及びこぼれ
光に関連して光出力の高度の制御を可能にする照明手段
及び方法を提供することである。

発明の概要 本発明は、目標の区域又は物体を照明することがで
き、その近傍の区域又は物体を照明しないように高い制
御性を有する照明手段並びに方法を提供する。又、照明
源は、非目標部位からみて目に見える眩光ではない。本
発明の照明の１つの応用分野は、広大区域又はスペース
の照明である。そのような例としては、運動競技場、闘
技場、レーストラック、街路、道路又は高速道路の照
明、駐車場の照明、ビルの外回り照明、その他の区画さ
れた区域又はスペースの照明等がある。多大、本発明の
応用範囲は、この範囲に限定されるものではない。

本発明の方法は、光源及び一次反射器から一次光ビー
ムを発生することを含む。ここで、「光ビーム」又は
「ビーム」とは、ランプと反射器の組み合わせ体からは
っすつする光エネルギー又は反射器から反射される光エ
ネルギーを意味する。従って、これらの用語は、科学的
に用いられるのではなく、単に、本発明に用いられる光
エネルギーのいろいろな部分をよりよく表現し、説明す
るためのものである。

一次ビームは、方向、形状及び光強度等の規定された
特性を有するものである。先に述べたように、「一次ビ
ーム」という用語は、光源即ちランプに組み合わされた
一次反射器から発出する制御された光エネルギーを意味
する。一次反射器は、所定のサイズ及び形状を有する。
一次ビームは、一次反射器から所定距離離された二次反
射器へ差し向けられる。

二次反射器も、所望の特性の二次ビームを創出するよ
うに所定の特性の形状、輪郭及びサイズを有する。「二
次ビーム」という用語は、やはり、二次反射器から反射
された光エネルギーを意味する。

二次ビームは、目標区域の少くとも一部分へ光を供給
するのに用いられる。一次ビーム及び一次反射器に対す
る二次反射器の形状、サイズ、向き及び距離を変更する
ことによって、得られる二次ビームのビーム形状、方向
及び光強度に関して高度の制御を可能にする。それは
又、従来技術におけるこぼれ光及び眩光の問題に直接関
係する光をカットオフすることに関しても高度の制御を
可能にする。更に又、それは、特定の状況に適用するの
に最も有利な態様で、又、一次ビームだけではできない
ような態様で一次ビームの選択的なりようを可能にす
る。又、それは、多くの状況下において、一次ビームに
よって直接供給したとすれば供給することができる量よ
り、一次ビーム光エネルギーの多くを二次反射器から目
標区域へ送ることを可能にし、その結果、光エネルギー
のより能率的な使用を可能にする。

本発明は、一次ビームの特定の選択された部分を二次
反射器によって受け取らせることができる。二次反射器
は、いろいろな形状及びサイズとすることができる。二
次反射器は、一次光源及び一次反射器からいろいろな所
定距離離れたところに配置し、その離隔距離を調節自在
とすることができる。二次反射器は、一次ビーム及び目
標区域に対して、所望の特性の二次ビームを創生するよ
うに計算された所定の特性の形状、輪郭、サイズ及び配
置を有する。

本発明の手段は、第１部位に配置した光源及び一次反
射器と、第２部位に配置された、所定のサイズ、形状及
び向きの二次反射器を含む。

二次反射器は、一次ビームのうち望ましい部分を正確
に利用し、一次ビームのうち利用されたとすればこぼれ
光又は眩光となるであろう部分を吸収するか、あるいは
照明の投射を受けたくない競技参加者、観客又は区域外
の人等のいろいろな目視者にとって邪魔にならないよう
な態様で通すことを可能にするようなサイズに設計し、
一次反射器からの間隔を設定することができる。一次ビ
ームのこの選択的利用は、又、テレビジョン、ビデオ及
び映画撮影のための要件を配慮する上でも有益である。
本発明によれば、一次光源からの光は、ほぼ一方向パタ
ーンでぶつかるので、従来のランプから直接目標に向け
て発出されてほぼ全方向に拡がる球形状パターンで放射
され、従って一次反射器によって極めて制限された度合
でしか制御することはできない光に比べて、極めて制御
性がよい。

本発明の別の特徴は、一次反射器及び二次反射器をい
ろいろな位置に配置することができることである。それ
らは、例えば、地面に配置してもよく、低い高さの位
置、又は高い高さの位置に配置することもできる。更
に、光源とともに、一次反射器も二次反射器も、いろい
ろな形状とすることができる。更に又、一次反射器と二
次反射器の中心軸線は、互いに対向して整列させてもよ
く、あるいは互いにいろいろな角度をなすように配置す
ることもできる。更に、有益な高度に制御された特性の
複合照明を得るために、個々の一次反射器及び二次反射
器を他の一次反射器と二次反射器の組み合わせ体と組み
合わせて用いることもできる。

更に、一次反射器及び光源は、特定の特性の光強度、
ビーム形状及び向きを有するように選定することができ
る。又、光源からの一次ビームの選択的部分を遮蔽し、
又は吸収し、又は所望の形状に形成することもできる。
一次反射器と二次反射器の表面の反射特性を変えること
もできる。

従って、本発明は、ランプ等の光源と、特定の形状及
び強度の一次光ビームを創生するために該光源に組み合
わされた一次反射器と、一次ビームの少くとも一部分を
目標区域へ差し向ける二次反射器を用いる。この二次反
射器は、正確に予知される特性の二次ビームを創生する
ように一次反射器及び光源に対して特定のサイズ、形状
及び配置を有するように選択される。この組み合わせに
より、一方向又は複数の方向の光の正確なカットオフ、
光の所望の形状、光の所望の強度パターン、光の所望の
方向、又は光の所望のカバレッジ（投射範囲）等のいろ
いろな予知可能な特性を有する二次ビームを創生するこ
とを可能にする。光をこのような態様に制御することが
できることは、又、眩光及びこぼれ光の制御を可能にす
るという利点をももたらす。それは、又、効率の増大を
も可能にする。

本発明は、多くの異なる応用例及び用途に適用するこ
とができ、いろいろな異なる実施形態をとることができ
る。

本発明にはいろいろな変型実施例が可能である。例え
ば、多数の照明器具に対して単一の共通の二次反射器を
設けることができる。その場合、二次反射器は、いろい
ろな異なる方向に面する複数の平坦な表面を有するよう
に付形することができる。

本発明は又、今日建築現場や高速道路の補修現場の照
明に用いられているのと同様のポータブル照明装置のよ
うな用途にも役立つ。

図面の簡単な説明 図１は、本発明による照明システムを装備したカーレ
ーストラックの上からみた概略平面図である。

図２は、図１の線２−２に沿ってみた拡大立面図であ
る。

図３は、図２の線３−３の方向にみた図１のトラック
の一部分の上面図である。

図４は、図５の線４−４に沿ってみた（一次反射器を
含む）個別照明器具の拡大断面図である。

図５〜15は、本発明による一次反射器及び二次反射器
の透視図である。

図16は、図15の線16−16に沿ってみた上面図である。

図17は、本発明の一実施例による一次反射器と二次反
射器との位置的及び寸法的関係を示す図である。

図18A、18B及び19〜21は、図５に示されているものと
同様の一次反射器及び二次反射器によって創生される一
次ビームパターン及び二次ビームパターンの概略図であ
る。

図22A、22B及び22Cは、図18Aと同様の図であるが、そ
れぞれ変型一次反射器を示す。

図23〜31は、図６に示されているものと同様の一次反
射器及び二次反射器によって創生されるいろいろなビー
ムの概略図である。

図32は、図11に示されているものと同様の一次反射器
及び二次反射器によって創生されるいろいろなビームの
概略図である。

図33,34A及び34Bは、いろいろな異なる二次反射鏡に
よって創生することができるいろいろな異なるビームパ
ターンの概略図である。

図35A、35B、36A、36B及び37は、他の図に示されたも
のとは異なる光源及び一次反射器と、をれらの光源及び
一次反射器から発せられるビームパターンの概略図であ
る。

図38〜40は、一次光源及び二次反射器の概略図であ
り、一次光源の一部だけを二次反射器によって反射させ
た場合の反射光を示す。

図41は、図15に示されたものと同様の一次反射器と二
次反射器の変型配置の立面図である。

図42は、図41の一次反射器と二次反射器の変型組み合
わせの立面図である。

図43は、本発明による一次反射器と二次反射器の変型
配置の部分立面図である。

図44は、１個の二次反射器を用いた多重照明器具の透
視図である。

図45は、二次反射器の構造の変型実施例の透視図であ
る。

図46は、図45の実施例の上面図であり、１つの照明器
具からの光の一部が二次反射器によって偏向される態様
を示す。

図47は、図45に示されたものと同様の二次反射器の透
視図である。

図48は、本発明によるポータブル照明システムの透視
図である。

図49は、図49のものと同様の変型実施例の透視図であ
る。

図50は、街路照明に使用される本発明の一実施例の透
視図である。

図51は、図50の照明システムの平面図であり、道路上
に投影される照明パターンを示す。

図52は、高速道路のインターチェンジの透視図であ
り、本発明による照明システムの利用例を示す。

図53は、図52の一部分の拡大平面図であり、照明器具
のうちの幾つかのものの光パターンを示す。

図54は、掲示板を照明するために用いられる本発明の
照明器組み合わせ体の透視図である。

図55は、図54の側面図である。

図56は、図55と同様の図であるが、光源と二次反射器
を掲示板の全高の途中の高さのところにまで持ち上げて
取り付けた例を示す。

図57は、本発明の一実施例の透視図であり、掲示板の
ような大きな構造物に対する光エネルギーの投射位置を
制御することができることを示す図である。

図58は、図57に対応する正面図であり、本発明によっ
て得られるビームパターンを示す。

図59、60及び61は、照明ポールの上端又は上端近くに
取り付けた照明器具によって下向き照明（ダウンライテ
ィング）を行い、照明ポールの下端近くに取り付けた照
明器具によって上向き照明（アップアイティング）を行
うようにした変型照明器組み合わせ体の透視図である。

図62及び63は、光エネルギーを第１二次反射器に投射
し、第１二次反射器から第２二次反射器に投射するよう
にして本発明の更に別の実施例を示す。

図64及び65は、ビルヂングのような大きな又は背の高
い物体を照明するために本発明の照明装置を使用する例
を示す。

図66は、トラック又は道路の内側と外側の両側に本発
明の照明器を用いた例を示す透視図である。

図67は、図66の上面図である。

図68は、ジェット機の翼にペンキを塗るための慣用の
装置の部分正面図である。

図69は、図68の装置の側面図であり、照明システムを
も示す。

図70は、図69の本発明による照明システムの正面図で
ある（図68のドレープを除く）。

図71は、本発明による照明システムの立面図である。

図72は、本発明による照明システムの側面図である。

図73は、本発明による変型実施例の側面図である。

好ましい実施例の詳細な説明 本発明のよりよい理解に資するために、本発明の特定
の実施例を添付図を参照して詳細に説明する。ただし、
ここに示す好ましい実施例は、単に例として示すもので
あり、本発明を限定するためのものではない。

すべての図面を通じて同じ参照番号及び符号は、同じ
部品及び部位を示す。

A.概要 本発明は、目標区域のための高い制御性を有する照明
に関する。この詳細な説明では１つの好ましい実施例を
照明するが、その前に本発明に係る基本的原理の幾つか
について簡単な説明をする。

本発明の照明システムは、この好ましい実施例の態様
に適用される場合でも、他の用途に適用される場合で
も、第１に、光エネルギーを放射する光源を用いる。こ
の好ましい実施例では、この光源は、光エネルギーをほ
ぼ球形状に放射するアークランプから成る。即ち、光エ
ネルギーは、光源から基本的にあらゆる方向に発出され
る。ただし、アークランプ以外のタイプの光源を用いる
こともできる。

光源の光エネルギーの大部分を捕捉するために光源に
一次反射器を組み合わせる。この好ましい実施例では、
この反射器は、基本的に、中心にランプを配置するボウ
ル形反射器である。ランプからの光エネルギーの球形状
放射線は、その大部分が反射器によって捕捉され、その
反射器は、捕捉した放射線及び直接発出光を反射器の面
からほぼ半球形状に放射する態様に差し向ける。光源に
組み合わされたこの反射器は、一次反射器と称する。本
発明には他のいろいろなタイプの光源及び反射器を用い
ることができる。

本発明の照明システムは、光源及び一次反射器から発
せられた光エネルギー（「一次ビーム」とも称する）の
少くとも一部分の経路内に配置された二次反射器と称さ
れるもう１つの反射器を用いる。この二次反射器は、通
常、光エネルギーがほぼ単一方向パターンの形で該二次
反射器に入射するように定められた距離だけ一次反射器
から離れたところに配置する。換言すれば、二次反射器
は、通常、一次ビームの半球形状に拡大し放射する光エ
ネルギーの一部分だけを捕捉するように十分な距離だけ
一次反射器から離れたところに配置する。かくして、一
次ビームの、上記距離だけ離れたところの部分は、半球
形状の一次ビームに対してほぼ単一方向に進む。

二次反射器は、光源及び一次反射器の光エネルギー
（一次ビーム）の反射である二次ビームを創生する。こ
の二次ビームは、半球より数゜小さい円弧である。換言
すれば、二次ビームは、球形内で全方向に放射するのと
は異なり、ほぼ単一方向であり、従って、正確に規定
し、制御することができる。二次ビームを照明するため
のき遠隔目標部所へ導くに当って、二次ビームの外周縁
が実質的に正確なカットオフ（区切り）を有することが
できるように、該部所を画定し、二次ビームを制御する
ことができることが認められた。換言すれば、カットオ
フ（区切り）をビームの内側又は外側僅か数インチ又は
数フィート以内に位置させることができる。１例として
いえば、ある種の応用例においては、二次反射器から10
0フィート以上離れたところでそのようなビームの縁か
ら１フィート未満のところで光強度の95％以上が遮断さ
れるようにすることができる。ことによって、光が届く
地点及び光が届かない地点を極めて正確に制御すること
を可能にする。このような正確な制御は、個々の一次反
射器及び二次反射器、又は幾つかの一次反射器と二次反
射器の組み合わせ体のための幾つかの異なるオプション
によって行うことができる。

更に、本発明は、一次ビームのうち、該一次ビームを
目標区域に向けて直接心合させたとすればこぼれ光とな
るであろう一部分を目標区域に向け直すことによって、
光エネルギーのうち目標区域に差し向けて利用される量
を増大させることができる。

二次ビームの形状サイズ及び強度は、少くとも下記の
要素によって決定される。

a.光源のタイプと特性 b.一次反射器から二次反射器までの距離 c.一次反射器のサイズ d.一次反射器の形状 e.二次反射器のサイズ f.二次反射器の形状 g.一次反射器の反射特性 h.二次反射器の反射特性 i.一次反射器に対する二次反射器の向き j.二次反射器によって向け直される一次ビームの量 後述するように、二次反射器の形状は、いろいろな異
なる照明目的のためにいろいろな異なる形態をとること
ができる。例えば、二次反射器は、平坦な平面状反射鏡
とすることができる。あるいは別法として、二次反射器
は、任意の方向に、又は複数の方向に湾曲させることが
できる。又、二次反射器は、凸面又は凹面又は凸面と凹
面の組み合わせとすることができる。更に又、二次反射
器は、複数のセグメント（分節体）で構成することもで
きる。各セグメント自体を平面状又は湾曲状又はその他
の形状とすることができる。それらのセグメントをほぼ
同一平面内に整列させてもよく、あるいは、他の非平面
状形状に整列させてもよい。更に又、各セグメントを互
いに異なる方向に傾斜させることもできる。二次反射器
に関する上記各オプションの任意の組み合わせを用いる
こともできる。

又、一次反射器又は二次反射器又はそれらの任意の一
部分を鏡面のような正反射性としてもよく、又は拡散反
射性又は両者の中間の反射特性とすることができる。

更に、一般的に、光源及び一次反射器からの一次ビー
ムの一部分は必要とされず、二次反射器によって利用さ
れないようにすることが望ましい。従って、二次反射器
は、目標スペース又は区域へ向けることが望ましい一次
ビームの部分を選択するようにすることができる。光エ
ネルギーが望ましくない区域又は望ましくない方向に送
られるのを回避するために、一次ビームのうちの望まし
くない部分を二次反射器によって遮蔽又は吸収すること
ができ、あるいは単に二次反射器によって利用されない
ようにすることができる。

これによって、本発明の照明システムは、こぼれ光及
び眩光について高い制御性をもって二次反射器から相当
に離れた距離のところの目標区域を照明することができ
る。

又、本発明は、光の方向、及び、光エネルギーのうち
目標スペース又は区域へ差し向けるべき部分の選択に関
して、光源及び一次反射器だけから成る従来の照明シス
テムで可能であったより高い制御性を有する。

更に、多くの条件下において、一次ビームのうち一次
反射器だけで利用されるよりも多くの部分を二次反射器
によって捕捉し制御することにより光エネルギーの利用
効率を増大することができる。以下に、本発明の照明シ
ステムの好ましい実施例での応用例を説明する。

この好ましい実施例は、カーレースのトラックのため
の照明システムである。以下にトラック及びその周辺に
ついての概略説明をする。

その後に、本発明の特徴及びその背後にある技術思想
を述べる。

最後に、本発明の変型例及びオプションを説明する。

B.レーストラックの概要 図１は、上からみたカーレーストラック（「レースト
ラック」又は単に「トラック」とも称する）10を示す。
この特定の例では、トラック10は、トリオーバル（三角
楕円）トラックと称されるものであり、高速NASCARタイ
プのレースに使用される。トラック10は、ピット12と、
インフィールド14と、屋根付きメイン観覧席16、屋根付
きカーブ観覧席18及びインフィールドスタンド20を有す
る。

通常、このようなトラックは、複数の非常に背の高い
照明ポールを使用し、それらのポールの上端近くに取り
付けた多数の照明器具のクラスター（集群）によって照
明される。これらの照明ポールは、図１に示されるよう
にトラック10の外周縁の周りに配置されたポール21であ
るか、あるいは、トラック10の内周縁の周りに配置され
たポールである。各照明器は、トラックのいろいろな異
なる部分を照明するために下向きに傾けられてる。これ
らの照明器の幾つかは、図１に示されるように観覧席の
頂部に設置することもできる。

しかしながら、本発明の好ましい実施例では、トラッ
ク10を照明するための一次光源は、インフィールド14の
外縁の周りに配置された複数の照明システムである。図
１ではこれらのシステムのうちの２、３だけに参照番号
22が付されているが、例えば1.5マイルの長さを有する
トラック10に対する位置関係を示すために幾つかの照明
システムが示されている。

これらの照明システム（単に「システム」とも称す
る）22は、照明器具を取り付けたポール21（又は観覧席
に設置した照明器）を用いる従来のシステムに代わって
トラック10を照明する働きをする。図示の好ましい実施
例において、照明を強化するために、あるいは、トラッ
ク及びその上方空間に「充満」光と称することができる
ような光を追加するために、インフィールドのために、
又はその他の用途のために、所望ならばポール21と幾つ
かの照明器具を用いてもよい。ポールの上端にクラスタ
ー状に集められた慣用のランプ／反射器器具からのその
ような充満光は、一般に、ポールが、障害にならないよ
うな場所で、かつ、眩光又はこぼれ光になる可能性があ
っても、それが重要な要素にならない場所に配置される
場合にのみ使用される。しかしながら、これらの外側位
置からの充満照明のために、従来の照明システムではな
く、所望ならば高架位置から本発明による一次及び二次
反射器システムを用いることもできる。このことは、本
発明の融通性を示すものである。レーストラックの例に
関していえば、例えばピット内のカーの周辺区域を照明
するために、あるいは必要に応じてその他の所定の場所
を照明するために、ポールの上端に取り付けられた慣用
の照明器具からのダウンライティングを用いることがで
きるが、それはレーストラック10を照明するのには必須
ではない。

図２は、図１のトラック10の線２−２に沿ってみた拡
大立面図である。図に示されるように、システム22は、
ランプ32（図４参照）と一次反射器34を含む照明器具即
ち一次光源30を備えている。一次光源（単に「光源」又
は「照明器具」とも称する）30は、通常、をれを支持体
に取り付けるための何らかのタイプの取り付けエルボ36
を有するものとする。この例の場合、支持体は、インフ
ィールドガードレール38である。光源30をインフィール
ドカードレール38に取り付けるための１つの理由は、照
明器具をレーシングカー及び異物から保護することであ
る。ただし、光源は、ガードレールから独立して取り付
けることもできる。

一次反射器34は、トラック10からそれる方向に向いて
おり、一次ビーム40を創生する。ビーム40は、その少く
とも一部分が二次反射器42に投射される。二次反射器42
は、二次ビーム44を創生し、二次ビームはトラック10の
一部分を照射するように差し向けられる。

C.レーストラックの照明 図２は、外側擁壁46から内周縁48までのトラック10の
幅を照射するように二次ビーム44を極めて正確に制御す
ることができることを示す。ただし、二次ビームは、擁
壁46を越えて観覧席18内へ入ることが内ので、眩光やト
ラック10からのこぼれ光を生じることがない。要する
に、二次ビーム44は、トラック10だけを照射し、その他
のものは実質的に何も照射しないように正確に制御する
ことができる。

更に、以下に詳述するように、トラック10及びその直
ぐ上を横切る光の光レベル即ち強度は、カーレーシング
に必要な、かつ、観客の観戦及びテレビ撮影に必要な十
分なレベルにすることができ、しかも、観客やテレビカ
メラの視線を妨害することがなく、眩光又はこぼれ光を
最少限又はゼロに抑えることができる。

簡単に比較すると、本発明のシステム22を使用せず、
照明がポール21からだけのものとすれば、光をトラック
10へ差し向けることは可能であるが、相当な量の光がイ
ンフィールド14内へこぼれ、インフィールドの観客に眩
目を起させることになる。反対に、ポール21をインフィ
ールド内に設置したとすれば、相当な量の光が屋根なし
観覧席内へ又はトラック10の外へこぼれ、トラック外の
観客に眩目を起させることになる。このように相当な量
のこぼれ光が生じるのは、慣用の照明器具のクラスター
は、トラック全体をカバーするために各クラスターの個
々の照明器具をいろいろな方向に向けなければならない
からである。トラック全体を十分に照明するためにする
各々照明器具からの光の制御は正確ではないから、光の
一部がトラックの境界の外にこぼれる。又、強力（光強
度の高い）照明器が直接目に入るので、少くともある目
視位置からは眩目を生じる。

又、一次反射器34を備えた光源30だけをガードレール
38のトラック側に配置し、トラック10の方に直接向けた
とすれば、相当な量の光が擁壁46を越えてこぼれる（従
って眩目を起させる）ことになり、それを回避するに
は、ビーム40の一次部分がトラック10に低く投射され、
トラック10を横切りトラックの上方を照らすのに必要な
タイプの照明を供給しないように照明器具を大きく下に
傾けなければならない。

図３は、トラック10の一部分の上からみた概略図であ
り、トラック10の各部を次々にカバーするために複数の
照明システム22を用いることができることを示す。従っ
て、本発明の照明システム22は、眩光及びこぼれ光を排
除するために光の垂直方向のカットオフを行うばかりで
なく、トラック10全周に一次反射器と二次反射器の組み
合わせ体を配置することによりトラックの全長を均一に
カバーすることができる。これは、ポールにクラスター
状に取り付けられた照明器具では不可能である。

図３は、又、二次反射器42からトラック10へ投射され
る光は、各二次ビーム44の先行縁がレーシングカーに対
して基本的に直角に入射し、カーの前方で拡開するよう
な態様に向けられる態様を示す。それによって、トラッ
クの上方向からドライバの眼に進入する眩光を減少又は
排除する。

D.一次及び二次反射器のオプション 図５〜16は、二次反射器（「反射鏡」又は「鏡」とも
称する）42と２〜３の採用可能な形態を示す。図５〜16
の各例において、光源30は、図４に示されたものと同様
の照明器具であってよいが、他のいろいろな異なるタイ
プの光源を用いることもできる。図４には、基本的に対
称形状のボウル形反射切34と、軸方向に取り付けられた
アークランプ32が示されている。いろいろな代替物を用
いることができる。例えば、非対称系の反射器に直線状
光源を取り付けたものを使用することもできる。その他
いろいろなタイプのものを使用することができる。

図４の照明器具は、ランプ32と、一次反射器34と、取
り付けエルボ36から成る。一次反射器34は、ほぼ半球形
状のボウル形又は血形反射器である。ランプ32は、軸方
向に取り付けられた強力（例えば、1500ワット）アーク
ランプであり、その光エネルギーの多部分をランプのア
ーク管33の赤道から（即ち、ランプの長手軸線を中心と
してその360゜全周から）放射する。従って、光エネル
ギーのこの多部分が一次反射器34によって捕捉され、集
束され、反射された画定された一次ビーム40となる。

図４には、幾つかの追加の随意選択（オプション）の
特徴が示される。アーク管33は、ほぼ水平位置となるよ
うに図に示されるようにランプ32の長手軸線に対して傾
けられている。これは、アーク管33が反射器34に対して
軸方向に整列している場合とは僅かに異なるビームパタ
ーンを反射器34に呈するとともに、いわゆる「傾斜角係
数」を排除することにより性能及びランプ寿命に有益な
影響を与える。

更に、眩光源となるのを防止する目的で、反射器34の
面から鋭い角度で発出する光を遮蔽し向け直すために、
あるいは、ランプ32又は反射器の内面を観客、ドライバ
又はカメラの視線から遮蔽するために、反射器34の面の
周りにバイザー（遮光板）35を取り付けることができ
る。バイザー35は、反射器34の面のどの部分からも外方
へ延長させることができる。

更に、反射器34の底部から発出する光を遮蔽し、ラン
プ32から直接発出する光の一部を遮蔽するために、バイ
ザー35の内部に遮光体（ブロック）37を設置することが
できる。遮光板37は、いろいろなサイズとし、任意の位
置に配置することができ、反射器34内にも配置すること
もできる。

このようなタイプの照明器具を用いる理由は、後に詳
述するが、これらの特徴は本発明にとって必須の代うっ
けんではなく、他のいろいろな異なるタイプの光源、即
ち、ランプと反射器の組み合わせを用いることができる
ことを理解されたい。

ランプ光源からの光エネルギーの出力は全方向になり
（ほぼ球形状になる）、反射器の面内に完全に収容され
ているランプの反射器の面からの光出力がほぼ半球状に
拡大するので、ランプを囲繞する一次反射器の光制御能
力は制限される。ランプの一部が反射器の面の外に配置
されていたとすれば、光エネルギーのうち制御されない
部分が一層大きくなる。これが、従来のランプ／反射器
システムが本発明では可能な光制御能力をもつことがで
きない理由である。

本発明によれば、一次光源30から離れたところに二次
反射器を配置することによって、該二次反射器に入射す
る光を基本的に単一方向性にする。従って、制御するの
が容易になる。これが本発明の主要な利点の１つであ
る。

図５〜16は、本発明に使用することができる二次反射
器42の幾つかの例を示す。図４に示された照明器具即ち
一次光源30は、図５〜16のうちの幾つかの図に二次反射
器42に関連させて示されている。これらの図の各二次反
射器42は、下記のように互いに異なる。

図５の二次反射器42Aは、脚60によって地面から離れ
たところに懸架することができる単なる平坦な鏡であ
る。これは他の手段又は構造物によって支持することも
できる。二次反射器42A、又は本発明によるどの二次反
射器42のどの反射面も、慣用の鏡、又は多少なりとも反
射性の表面を有する任意の材料で形成することができ
る。そのような材料の例としては、反射性アルミニウム
板、マイラータイプの鏡、銀の裏張ガラス、アクリル樹
脂、又はポリカーボネートなどがある。その他の材料も
使用可能である。

反射器42の反射表面又は任意の部分を鏡のような正反
射性、又は拡散反射性又は両者の中間の反射特性とする
ことができる。高い正反射率の反射鏡表面を用いた場
合、二次反射器からのビームの反射部分は、一次ビーム
のうち向け直しすべきものとして選択された部分のほぼ
正確な像となる。一次ビームのうち二次反射器から差し
向けられる部分を変更したい場合は、その１方法とし
て、正反射率が比較的低く、拡散反射性が比較的高い表
面を用いることができる。又、二次反射器からの反射ビ
ームパターンを変更するために二次反射器の形状をいろ
いろに変えることもできる。更に、二次反射器のサイズ
の変更を用いることもできる。この他いろいろな方法が
可能である。

図６は、複数の細長い幅狭セグメント62を組み合わせ
て成る二次反射器42Bを示す。各セグメント（「鏡セグ
メント」とも称する）62は、平面状であるが、脚60にほ
ぼＣ字曲線状に配列されている。別法として、これらの
セグメントを平面状として平面に沿って配列するが、図
11及び13に示されるように、各セグメントを平面に対し
て枢動又は傾斜させることができる構成としてもよい。
各セグメントは、必要に応じて、垂直又は水平方向に同
じ角度だけ傾動させることができるようにしてもよく、
又は、それぞれ異なる角度傾動させることができるよう
にしてもよい。

図７は、長手軸線に沿って細長いが、横軸線Ｃに沿っ
て湾曲している二次反射器Ｃを示す。

図８は、水平方向に互いに離隔した複数のセグメント
66を組み合わせることによって構成することができる二
次反射器42Dを示す。各セグメント66は、図示のように
ほぼ同一平面内に位置させてもよく、あるいは、光源30
に対して異なる角度に向けてもよく、あるいは又、各セ
グメントの表面の正反射率を互いに異なるものとするこ
ともできる。別法として、各セグメント66は、細長い幅
狭の平坦な平面状セグメントとしてもよく、あるいは湾
曲セグメントとしてもよい。又、各セグメントは、１つ
の方向又は複数の方向に傾斜させてもよい。

図９は、曲線Ｃに沿って凸面状の反射表面を有する二
次反射器42Eを示す。

図10は、横軸線に沿う曲線C1と長手軸線に沿う曲線C2
によって示されるように２つの方向に湾曲させることが
できる二次反射器42Fを示す。

図11は、ほぼ垂直平面内に配置されているが、各々該
平面に対して長手水平軸線の周りに回動することができ
る複数の個別セグメント62を組み合わせることによって
構成することができる二次反射器42Gを示す。各セグメ
ント62は、互いに、又はそれらが配置されている平面に
対して同じ角度だけ、あるいは、異なる角度傾動させる
ことができる構成とすることができる。

図12は、複数の個別セグメント62を有する二次反射器
42Hを示す。各個別セグメント62は、１つの次元又は複
数の次元において（例えば、長手軸線C2及び横軸線C1に
沿って）個々に湾曲させることができる。

図13は、図11のものと同様であるが、複数の個別セグ
メント62を、垂直平面から角度的に（角Ａ参照）偏倚し
た平面に沿って互いに傾動させることができる構成とし
た点で異なる二次反射器42Iを示す。

図14は、図11のものと同様であるが、セグメント65,6
7を同一平面内に整列させ、必要ならばセグメント65の
周囲寸法をグメント67のそれと異ならせてもよいことを
示す。

図15は、複数の平面状個別セグメント62を有する二次
反射器42Kを示す。ただし、この例では、幾つかのセグ
メント62が垂直軸線を中心として他のセグメントの垂直
軸線に対して枢動しうるようになされている。更に、こ
の実施例では、セグメント62の両端のところに配置さ
れ、セグメント62とは異なる角度に（垂直軸線及び、又
は水平軸線の周りに）傾動させることができる、セグメ
ント62より幅広の長方形の側部セグメント69が設けられ
ている。セグメント62と69の組み合わせは、光源30から
の光の反射の変更態様を増やす。例えば、この構成によ
れば、光源30からの光のある部分を選択的に特定の定め
られた区域へ差し向けることができる。

図16は、図15の上から見た平面図であり、セグメント
62の相互間の枢動態様及びセグメント69の傾動態様を示
す。

以上のいろいろな例は、単に反射器42の２、３のタイ
プを例示するために示されたものである。光源及び一次
反射器34についてもいろいろなタイプのものを使用する
ことができる。

図５〜16に示された二次反射器42は、光源30からそれ
に入射する光エネルギーに対して各々独自の作用を有す
る。以下に説明するように、光源30のサイズ及び光源30
からの一次ビーム40の特性、並びに二次反射器42の周囲
寸法及び光源30からの二次反射器42の離隔距離等の基本
的要素が、二次反射器42から二次ビーム42として導かれ
る光エネルギーの形状及び特性の決定に関与する。

図５〜16は、二次反射器42を、いろいろなタイプの二
次ビーム44を創生するように構成することができる態様
の幾つかを示している。

先に述べたように、図５の平坦な鏡42Aは、基本的
に、その鏡に入射する光エネルギーの正確な像を反射す
る。ただし、光源30からの一次ビーム40の一部分だけが
鏡42Aに入射するように設計することができることを理
解されたい。従って、鏡42Aは、入射角は反射角に等し
いという基本的原理に従って該鏡に入射する光だけを反
射する。いうまでもなく、鏡42Aに入射しない、光源30
からの光は、単に該鏡のそばを通り過ぎ、二次ビーム44
の一部とはならない。かくして、一次ビーム40のうち使
用したくない部分を選択することができる。

図６の鏡42Bは、その上部１、２のセグメント62が光
源30に向けて前方へ傾けられているので、二次ビーム44
の頂部の高さを下げる作用をする。

図７の鏡42Cは、その上部から下部へ凹面状に湾曲し
ているので、二次ビーム44をその頂部及び底部から収束
する作用をする。

図８の鏡42Dは、セグメント即ちパネル66が垂直軸線
又は水平軸線の周りに回動されていない限り、図５の鏡
42Aと同様な機能を果たす。

図９の鏡42Eは、曲線Ｃに沿って湾曲した凸面を有し
ているので、基本的に、図７の鏡の機能とは反対に、二
次ビーム44の頂部及び底部を散開させる。

図10は、二次ビーム44を曲線C1及びC2に沿って凹面状
をなす鏡42Fによって頂部及び底部から、並びに両側部
から収束させる例を示す。

図11の鏡42Gは、図６の鏡と銅おような反射二次ビー
ムを創生するが、すべてのパネル62がほぼ垂直な平面に
沿って整列しているので、図６の例のようにパネル62を
曲線Ｃに沿って組み立てる必要がないという点で組立が
容易である。

図12は、パネル62が線C1及びC2に青て湾曲している点
を除いて図11と同様な例を示す。

図13は、すべてのセグメント62を垂直平面から傾けら
れた平面内に配置することができるが、互いに対して傾
斜させることができる構成を示す。この平面自体もいろ
いろな度の方向に傾けることもできる。

図14〜16は、一次ビームの選択された特定部分を捕捉
し、二次ビーム44のそれぞれ異なる成分を創生するため
に（例えば、第14の構成では、比較的大きいセグメント
65からの二次反射は、比較的小さいセグメント67からの
二次反射より大きい）、二次反射鏡を互いに異なるサイ
ズの、異なる向きのセグメントで構成することができる
ことを示す。どのような目的のためであれ、この構成
は、一次ビーム40の比較的大きい部分をある特定の部所
へ向け直し、一次ビーム40の比較的小さい部分を比較的
小さい部所へ向け直すことを可能にする。又、一次ビー
ム40のうちの比較的光強度の高い部分を捕捉してそれを
特定の１つ又は複数の部所へ差し向け、一次ビーム40の
うちの比較的光強度の低い部分を他の部所へ差し向けた
い場合もある。

図15は、１つの鏡を異なるサイズのセグメント62,69
で構成することができることを示す例である。図15は、
又、各セグメント62を垂直軸線の周りに回動させること
によって一次ビーム40のそれぞれ異なる部分を水平方向
に異なる方向に散開させることができることを示す。

図17は、レーストラック10のための照明システム22に
使用することができるもの同様の一次光源30と二次鏡42
との関係を概略的に示す。図１のレーストラック10に関
する好ましい実施例では、一次反射器34の直径は2ftで
あり、その下縁は地面に近接させる。二次鏡42（この例
では、平坦であるが、図11の例に示されるように、互い
に傾動及び枢動可能な複数のセグメント62で構成するこ
とが好ましい）は、一次反射器34から約10ft離して配置
されている。鏡42の全高は約4ftである。従って、４つ
のセグメントで構成されている場合は、各セグメントの
高さを1ftとすることができる。好ましい実施例では、
鏡42の幅は6ft程度とすることができる。

図17は又、光源30の照準軸線80をほぼ鏡42の中心に当
てるためには光源30を僅かに上に傾けなければならない
ことを示す。ただし、光源42を鏡42とは異なる方向に差
し向けたい場合もあることを理解されたい。いずれにし
ても、図17は、入射角は反射角に等しいという法則に従
って一次ビーム40が鏡42に入射し、画然と画定された
（区切られた）外縁を有する二次ビーム44を反射するこ
とを示す。このことは、図に示される垂直方向に関して
も、図に示されていない水平方向に関しても真実であ
る。

E.光学的原理 図18〜40は、システム22が動作する光学的原理と、一
次反射器と二次反射器の関係、及び、それらが二次反射
器から反射される光エネルギーにどのように影響を及ぼ
すかを示す。

図18Aは、それぞれr1、m1の高さ寸法を有する一次反
射器34と二次反射器42Aの概略側面図である。この例で
は、一次反射器34の中心即ち照準軸線80は、鏡42Aのほ
ぼ中心に心合している。しかしながら、本発明の重要な
特徴は、一次反射器34からの一次ビーム40の一部分だけ
を選択的に用いるためにその一部分だけが二次反射器42
Aに入射するように一次ビーム40の照準を定めることが
できる。例えば、一次ビームの中心部分の燭光即ち光強
度（光度又は単に「強度」とも称する）を非常に強く
し、ビームの縁に行くにつれて光度が減少するようにす
ることができる。ある種の用途においては、一次ビーム
の高光度の中心部分の一部分だけを利用することが望ま
しい場合がある。その場合、例えば一次ビームの半分だ
けが二次反射器に入射するように一次ビームの照準を定
めることができる。他の半分は、単に、二次反射器のそ
ばを通し過ぎ、使用されない。

別の例として、高い又は低い燭光の反射光を特定の目
標区域へ差し向けたい場合、一次ビームの高燭光部分を
二次反射器から比較的遠いところへ反射させ、一次ビー
ムに低燭光部分を二次反射器から比較的近いところに照
準させる（向けさせる）ようにすることができる。光強
度即ち光度は距離に比例して減少するから、ビームの高
光度部分と低光度部分を慎重に選択し、それらを目標区
域の異なる位置に向けることによって、目標区域又はス
ペース全体に均一な照明を施すのに役立てることができ
る。

図18Aにおいて、反射器34と鏡42Aとの間の距離はd1で
表されている。この組み合わせによって創生されるビー
ムのタイプを決定するための重要な関係は、後に詳述す
るようにr1とm1とd1の関係である。

一次反射器34からの一次ビーム40の形状及び強度は、
反射器34とランプ32との関数である。この例では、一次
ビーム40は、反射器34の内側反射表面によって画定され
る形状を有する、僅かに収斂するビームである。図18で
は、他の図におけると同様に、一次ビーム40は、斯界で
周知の態様で、反射器34の両側縁から二次反射器42のそ
れぞれ反対側の縁へ延長する２つの線によって表されて
いる。これは、反射器34から発出する一次ビーム40の正
確なパターンを表すものではなく、二次ビーム44の外周
縁がどのように画定されるかを示すために用いられる。
周知のように、反射面に対する入射角は反射角に等し
い。従って、二次ビーム44の外周縁は、一次ビーム40か
らの最大入射角によって画定される。最大入射角は、反
射器34の最外縁から二次反射器42の最外縁への角度であ
る。従って、一次ビーム40について図18Aに示されるよ
うに線を引くことにより、二次ビーム44の外周縁を示す
ことができる。

この点を更に説明すると、図18Aには、反射器34の外
縁と外縁の間から出て鏡42Aに至る破線が引かれてい
る。これは、反射器34の内部の一点から出る光線はいず
れも反射器34の両側縁から二次反射器42Aの対応する反
対側側縁への入射角より大きくないことを示し、このよ
うにして二次ビーム44の外周縁が画定されることを裏づ
けている。図18の実際の一次ビーム40は、軸線80に関し
て対称である。ただし、一次ビーム40は、図４に示され
るような部品を用いることによって非対称の形状とする
ことができることを理解されたい。例えば、バイザー、
遮光体及び傾斜させたアークランプを使用することによ
り一次ビームとして非対称のビームパターンを創生する
ことができる。

従って、図18Aに示されるように、反射器34の内部の
頂縁及び底縁から反射器42Aの反対側の底点及び頂点に
引かれる光線が一次ビーム40を画定する。次いで、一次
ビーム40は、図に示されるように反射器42Aから二次ビ
ーム44として反射される。ビーム40の外周縁の光線の入
射角は、図18Aの平坦な鏡42Aからの反射角に等しく、二
次ビーム44を創生する。かくして、二次ビーム44は、実
質的に一次ビーム40の「鏡像」である。

平坦な二次反射器を用いた場合、二次ビーム44の全角
は、一次ビームのそれと等しくなる。図18Bは、全二次
ビームがどのようにして決定されるかを示す。反射器34
の照準軸線80が鏡42Aの中心に対して基本的に垂直であ
る図18Aの平坦鏡42Aの場合、二次ビーム44は下記のよう
に画定される。鏡42Aから反射器34の対向する外縁へ２
つの垂直線ｃとｅが引かれている。線ｂとｄは、反射器
34の各側縁から鏡42Aの対向縁への光線を表す。線ａと
ｆは、線ｂとｄからの反射光線を表す。線ａとｆとの間
の角は、線ｃとｄ間の角とｂとｅとの間の角の和によっ
て画定される。図18Bの場合、反射器34が平坦な鏡42Aに
対して垂直関係にあるので、線ｃとｄ間の角とｂとｅと
の間の角とは等しい。ただし、これは、このような構成
の基本的関係を示すものであり、二次反射器が湾曲して
いたり、あるいは互いに傾けられた複数のセグメントか
ら成るものである場合は、二次ビームの形状も異なるも
のとなることを理解されたい。

互いに異なる角度に回動されたセグメント型の平坦な
二次反射器を用いた場合、又は、湾曲した二次反射器を
用いた場合は、二次ビーム44のビーム拡開角度を一次ビ
ーム40のそれから変更することができる。ただし、図18
Aは、平坦な鏡の二次反射器42Aを用いた場合でも、反射
器34の一次ビーム40から画然と画定され制御されたビー
ム形状を創生することができることを示す。

図19は、図18のものと同じ鏡42A及び一次反射器34を
使用するが、両者間の距離を変更する（長くする）と、
二次ビーム44の上下間の幅が図18Aの構成の場合より狭
くなることを示す。これは、一次ビーム40の両側縁から
鏡42Aの頂縁及び底縁への入射角が図18Aに示されるもの
より小さくなるからである。従って、反射器34及び42A
のサイズを一定とした場合（m1及びr1を変えない場
合）、一次反射器34と二次反射器42Aとの間の距離を変
えることによって二次ビーム44のビームパターンを変更
することができる。二次反射器の視角は距離とともに変
化するからである。

同様にして、図20は、図18、19の寸法m1よりはるかに
小さい寸法m2を有する二次反射器42Aの場合（d1及びr1
な変わらない）、やはり入射角と反射角の光学的原理に
より二次ビーム44が図18Aのそれより幅狭となることを
示す。

図21は、一次反射器34の寸法r2を小さくすることによ
り（m1及びd1を変えないとすれば）、二次ビーム44の幅
を狭まくすることができることを示す。

図18〜22は、二次反射器からの反射光の角度は、一次
反射器から発出して二次反射器の鏡面に捕捉される光の
角度に比例することを示す。この現象は、鏡（二次反射
器）のサイズ又は一次反射器から鏡までの距離によって
変えることができる。単一の平面状、正反射性二次反射
器は、図18Bに示されるような二次ビームの創生する。

図18〜22は、又、二次反射器42Aは、一次ビーム40内
に囲まれた比較的単一方向性の光線を取り込み、極めて
正確に制御された態様で正確な縁を有する画然とした二
次ビーム44を発出することを示す。二次ビーム44の形状
と強度は、一次反射器34と二次反射器42Aのサイズ並び
にをれらの反射器間の距離及び光源30及び一次反射器34
から発出する光の特性によって大きく影響される。

図22A、22B、22Cは、光源30又は一次反射器34自体を
変更することにより、二次反射器42Aから発出する光の
タイプを変更することができるという更に別の技術思想
を示す。

図22Aは、一次反射器34の直径がr1であり、鏡42Aの高
さがm1であり、一次反射器34と鏡42Aの間隔がd1であっ
ても、一次反射器34の面の相当大きな部分を遮光体51に
よって遮蔽すれば、二次ビーム44の幅を狭くすることが
できることを示す。図から分かるように、反射器34の半
球の下部を遮蔽すると、一次ビーム40の幅が狭くなり、
その結果、二次ビーム44の幅を狭くする。

図22Bの構成は、遮光体51によって反射器34の実効直
径を減小し、一次ビーム40の角度を狭め、それによって
平坦な二次反射器42Aからの二次ビーム44の幅を狭くす
るという点で、図22Aのものと類似しているが、図22B
は、バイザー35を反射器34の下方部分の周りに配置する
（そして外方へ突出させる）ことにより、基本的に、眩
光を減少させるために光源30の内部を側部からの直接視
線から遮蔽することができることを示す。バイザーは、
又、所望に応じて光を遮蔽することもでき、又、どのよ
うなタイプのバイザー35を使用するかによって一次ビー
ム40の形状を改変する上の一助となる。バイザー35はい
ろいろな異なる形状及び構成を取ることができ、反射器
34の所望の部位から延長させることができる。

図22Cは、遮光体51が外方にバイザー35に沿って配置
されている点を除いて図22Bのものと同様の構成を示
す。この構成は、一次ビーム40を更に改変し、それによ
って二次ビーム44を改変することができる。

再び図２及び３を参照すると、これらの図は、以下に
してシステム22がトラック10の全長を光で被うことがで
きるかを示すとともに、トラック10の上方の一定の区画
されたスペース全体に亙って直接光を与え、しかも、他
の場所へは光をこぼさない極めて正確な遮光を可能にす
る態様を示す。

擁壁46（図２参照）の頂部において光をカットオフ
（遮断する又は区切る）ための手段として、図５又は図
18〜22に示されるような平坦な鏡が望ましく場合があ
る。その場合、図６、11及び13に示されるような傾斜さ
せたセグメント式の鏡又は湾曲鏡を利用することができ
る。図６の鏡42Bを用いる場合、垂直に対する鏡42Bの頂
部の角度をを底部より鋭くする。かくして、鏡42Bは、
一次反射器34から光線を受け取り、一次ビーム40のどの
部分（一次反射器の最底部からの一次ビーム40の部分を
含む）からの反射角も擁壁46の上を越えることがないよ
うに構成される。

二次ビーム44のための実質的に同様なタイプのビーム
パターンを図11又は13に示されるような二次反射器によ
って得ることができる。ほぼ同一平面に沿って配置され
た複数の平坦な平面状セグメント62を用いるが、各々の
セグメントを水平軸線に沿って回動することにより、図
６に示されるように曲線Ｃに沿って配置されたセグメン
トと同様な効果を得ることができるので、二次反射器42
のための構造を簡略化することができる。

図３は、各鏡42が水平方向に細長くされているが、光
を傾け基本的にトラック10上のカーの前で拡開させるよ
うに一次反射器34及びトラック10に対して角度を付けて
（角Ａ参照）配向されていることを示す。換言すれば、
図に示されるように、カーが最初に遭遇する各二次ビー
ム44の先行縁（図３でみて上側の縁）がトラック10に対
して基本的に垂直になる。各鏡42は、二次ビーム44の先
行縁及び光源30に対して鈍角をなすように傾けられてお
り、その結果として、二次ビーム44の反対側の縁をトラ
ック10の上流側（図３でみて下側）へ拡開させる。これ
は、ドライバに対する眩光を防止するためである。即
ち、この構成は、トラックを周回するドライバの眼に眩
光又は閃光が入るのを回避する。別法として各鏡42を
（例えば、トラックに対して平行に）固定したままにし
ておき、光源の方を動かして鏡42からの反射角を変える
ようにすることもできる。

レーストラックに適用する本発明の実施例のための更
に別の変型として、トラック10の内側の周りに連続した
鏡付きフェンスを設ける方法を採用することもできる。
その場合、複数の光源が連続した鏡付きフェンスに光を
照射し、フェンスは、光をトラック10へ望ましい態様で
向け直すように構成される。このような鏡付きフェンス
は、二次反射器として機能するばかりでなく、インフィ
ールドスタンドの観客やテレビカメラに対して眩光を起
すおそれのある一次ビームからの光を遮蔽する働きをも
する。

図23〜31は、図６、11又は13に示されるような鏡42の
作動態様を基本的に説明する図である。図23〜31の二次
反射器42は、その上方部分が二次ビーム44の最上縁の区
切り（境界）を限定する働きをする態様を実証するため
に湾曲した上方縁を有するものとして示される。二次反
射器42の湾曲した上方縁は図示を簡略にするために概略
的に示されている。図11及び13に示されるような構成に
よっても同様の作用が得られる。図23は、基本的に、一
次反射器34の最下縁から発出した光線が擁壁46の頂縁に
向けて収斂されるが、擁壁46を越えることがない態様を
示す。即ち、擁壁46の頂縁のところに画然とした光の区
切りを設定することができる。

図24は、一次反射器34の最上縁から発出した光がトラ
ック10の下側（トラック上の上部空間の下方部分）に向
けて下向きにいろいろな姿勢に反射されることを示す。

図25は、一次反射器34の最上縁と最下縁の間の部位か
ら発出した光がトラック10又は擁壁の上下間の中間部分
に向けられることを示す。

図26及び27は、鏡42上の１点からの反射のパースを示
す。図26は、鏡42の頂部が光を擁壁46の頂部から下向き
に、次いでトラックの上部に向けて差し向けることを示
す。

図27は、鏡42の底部からの反射が光を擁壁46の下方及
びトラックに差し向けることを示す。ただし、光エネル
ギーが鏡42から目標部所へ反射される態様は、本明細書
全体を通して述べられた多くの要素の関数である。図26
及び27は、概略的な図であり、光を制御するのに本発明
をどのように適用することができるかを示すための図で
ある。この例では、光が擁壁46を乗り越えるのを防止
し、しかも、擁壁46を有するトラック10を横切る十分な
量の光を供給するために反射器34と鏡42を含む複数の照
明システム22を用いることができる。

図28は、図23〜27に示されたタイプの二次反射器42の
ための一次ビーム40と二次ビーム44の複合形状を示し、
二次ビーム44の頂縁及び底縁が画然とカットオフされて
いる（区切られている）ことを示す。所望ならば、二次
ビーム44の両側縁にも同様な画然とした区切りを設定す
ることができる。

図29〜31は、基本的に、図23〜28に示されたものと同
等の二次反射器42を示す点を除いて図23、24及び28と同
様の図である。ただし、二次反射器42は、連続した湾曲
反射器ではなく、図23に示された鏡の曲率と同様の曲線
Ｃに沿って配列された複数の個別の平面状セグメントか
ら成るものである。ただし、これらの個別の平面状セグ
メント62は、図32に示されるような平面に沿って整列す
る構成としても、図23〜31に示されたものと同様の作用
が得られる。各セグメントは、二次反射器からの所望の
反射を達成するためにいろいろな異なる垂直方向に枢動
又は傾動自在とすることができる。

図33、34A及び34Bは、図10に示されたものと同様のタ
イプの二次反射器42を使用した場合に、水平方向に（例
えば、トラック10に沿って水平方向に）拡開するビーム
に関して得られる相違を示す。図34Aでは、反射器42は
その一端から他端へ水平方向に湾曲されている。図34A
は、この構成により水平方向の狭められた二次ビームを
創生することを示す。

図34Bは、各セグメント62を図に示されるように垂直
軸線の周りに回動させることにより同様にビームを水平
方向に狭めることができることを示す。

図33は、図34A及び34Bの反射器と比較するために、平
坦な鏡42に関連して図18〜22に示されたタイプのビーム
の水平幅を示す。

図35A、35B、36A、36B及び37は、本発明がいろいろな
異なるタイプの光源を使用することができることを示
す。図35A及び35Bは、トラフ型反射器80と、斯界におい
て周知の態様で反射器80内に配置された直線電球82を有
する非対称の光源30を示す。このような非対称の照明器
具は、光の垂直方向の極めて良好な制御を可能にする
が、長い開放面を有しているので光の水平方向の制御は
十分にできない。ただし、図35Bに示されるように、二
次反射器42に関しては先に説明したのと同様の原理が当
てはまる。二次反射器42に対する光源30からの最も大き
い入射角は、光源の上下両外縁からのものである。図35
Bは、光源の上下両縁から対向する鏡42の両外縁に光れ
た光線を示す。

図36A及び36Bは、トラフ型反射器84の頂部を比較的長
くした点を除いて図35A及び35Bの光源30と同様の光源を
示す。トラフ型反射器84の頂部を比較的長くしたことに
より、図36Bに示されるように二次反射器42へのビーム
パターンを改変する。

図37は、図35A又は36Aに示されたのと同様の照明器具
からの水平方向の光出力をどのようにして制御すること
ができる下を示す。二次反射器42は、非対称光源の光出
力の選択された一部分を捕捉することができ、単に非対
称の光源を用いるだけではできない、画然と画定された
境界（区切り）を有する水平ビームを創生することがで
きる。

図38〜40は、本発明の照明システム22が一次ビーム40
の選択された特定の部分だけを利用することができるこ
とを示す。図38においては、光源30は、一次ビーム40を
二次反射器42へ差し向けるものとして示される。図39に
みられるように、一次ビーム40の中心部分は、外側部分
よりはるかに高い強度を有している。この高強度の中心
部分が鏡42の最頂縁へ差し向けられ、一次ビーム40の基
本的に半分が鏡42に入射されるようにする。従って、一
次ビーム40の上半分は、単に鏡42を越えて進み、反射さ
れない（従って、使用されない）。一次ビーム40の上半
分は、それがこぼれ光又は眩光を起すかどうかに応じ
て、遮蔽又は吸収することもでき、あるいは、単に通り
過ごさせることができる。

一次ビーム40の下半分は、鏡42によって図40に示され
るような形状に反射される。従って、二次ビーム44の高
強度部分がその頂部にくる。これは、二次ビーム44のう
ち、例えば最い遠い位置へ反射させることができる部分
であり、比較的強度の低い部分は比較的近くに向けられ
る。そうすることによって、光強度は距離とともに減少
するという原理に従ってトラック10に均一な照明を施す
ことができる。一次ビーム40のこれらの部分を選択的に
使用することによって、一次ビーム40のの異なる部分を
利用し、異なる区域へ差し向けることができる。

図41は、図２と同様の立面図であるが、図15に示され
たのと同様の二次反射器42の有益な特性を示す図であ
る。図１にみられるように、レーシングカーのためのピ
ット列12は、トラック10のインフィールド14内にある。
ピット列に沿ってのインフィールドスタンド20（図１参
照）の観客は、ピット12にピットインしているカーを近
くに視ることができる。図15に示されるような二次反射
器42Kを用いることによって、照明器具30からの光を二
次ビーム44Aとしてトラック10へ向け直すために二次反
射器42Kの細長い幅狭セグメント62を適当に傾動させる
ことができる。一方、ピット12にピットインしているカ
ーを照射するために光を二次ビーム44Bとして直ぐ下方
へピット列12に向けるように、二次反射器42Kの側部セ
グメント69,69をそれぞれ異なる角度に傾けることがで
きる。これを達成するために、反射器42Kを高架するた
めに比較的背の高いポール60を用いる。この例は、本発
明のシステムの融通性を示すとともに、本発明によれ
ば、光源30から選択された特定部分の光を採用し、それ
を２つの異なる部所へ制御された態様で差し向けること
ができることを示す。

図42は、図41に示された構成の変型実施例を示す。こ
の例では、光源をポール60の底部に直接取り付けること
ができる。一次反射器34は、基本的にほぼ真直ぐ上向き
に傾ける。二次反射器42は、水平に対してほぼ45゜に位
置ぎめする。この実施例では、鏡42は、各々水平軸線の
周りに異なる角度傾けることができる複数の個別セグメ
ント62を有するタイプのものとすることができる。上方
のセグメント62は、光を二次ビーム44Aとして遠くトラ
ック10へ差し向けるように傾けられる。下方の１つ又は
それ以上のセグメント62は、光を二次ビーム44Bとして
ピット12へ差し向けるように傾けられる。

好ましい実施例では光源及び二次反射器を地面上又は
地面胃比較的近いところに設置するが、図43は、本発明
のシステム22は非常に背の高い（例えば、数十ftの高さ
の）ポールの上端に設置することもできる例を示す。図
42の例の場合と同様に、光源30は二次反射器42より下に
配置することができる。光源と二次反射器との間の距
離、それらのサイズ及び形状、及び先に述べたような他
のいろいろな要素は、背の高いポールの上端から所要の
二次ビーム44を創生することができるように決定すれば
よい。

以上の説明から分かるように、本発明は、光を正確に
制御するための極めて融通性の高い、有益な方法を提供
する。本発明は、いろいろな形態及び実施形態を採用す
ることができる。従って、本発明の真の要旨及び精神
は、請求の範囲に記載されており、ここに例示された各
実施例は、本発明の範囲を制限するためのものではな
い。

以上の説明では、本発明の光源及び二次反射器は、多
種多様の材料で製造することができ、いろいろな異なる
構成とすることができることが強調されている。更に、
いろいろな異なる効果を得るために光源と二次反射器と
の組み合わせを調整することができる。発明の詳細な説
明では、NASCARレーストラック全体に均一な照明を供給
し、しかも、トラックの外部への眩光又はこぼれ光を減
少又は排除するために複数の照明システム22を用いるこ
とを論じた。その場合、各二次ビームの光エネルギーが
それぞれトラックの一部分をカバーする。そして、それ
らの二次ビームは、トラックを完全にカバーし、しか
も、トラック及びその真上の空間の円滑な、均一な照明
を維持するような態様に互いにオーバーラップされる。

更に、本発明は、光を１つ又は２つの平面内でそれぞ
れ集中させるのに用いることができる。換言すれば、１
つの一次光源からの光と少くとも一部分をセグメント型
二次反射器によって捕捉し、二次反射器の各セグメント
が一次ビームのそれぞれ対応する部分を受け取って他の
セグメントからのビーム部分とオーバーラップさせ（部
分的に重ね合わせ）、それによって集中させた高光度の
光を目標に向けて放射することができる。反対に、二次
反射器のセグメントは、ビームを必要に応じて１つ又は
２つの平面内で散開させるのに利用することもできる。
これらの作用は、平面状の鏡セグメントを用いたもので
あれ、凹面状又は凸面状鏡セグメントを用いたものであ
れ、本発明の２つ以上の照明システム22を用いた場合で
も同様に得ることができる。図15は、特に、ビームを所
望のように拡開させるために、互いに水平方向に傾斜さ
せた平面状セグメントを用いることができることを示し
ているが、ビームは、必要に応じて、収斂させることも
でき、あるいはその他の形状に改変することもできる。

従って、本発明は、慣用の光源からの光を制御する上
で明白な利点を提供する。一次光源ランプが一次反射器
内で用いられると、光はあらゆる方向に発出し、制御し
にくい、基本的に球形状の全方向性光エネルギーを発す
る。この球形状の光エネルギーを一次反射器へ向けれ
ば、一次反射器から発する光は、多少方向性が与えられ
るが、ほぼ半球形状に発出する。これも、正確には制御
しにくい。

本発明によれば、一次反射器からの半球形状の光エネ
ルギーを、一次反射器から離れたところに配置された二
次反射器に入射させる。従って、二次反射器に入射下光
は、比較的単一方向性であり、はるかに制御し易い。一
次反射器から二次反射器へのアークと二次反射器から一
次反射器へのアークの累積角度が、二次反射器に多数の
平面状セグメントを使用して一次ビームの各部分をオー
バーラップさせることができること、又は、凸面状又は
凹面状に配列したセグメントを使用することによって一
次ビームを二次反射器上に収束又は散開させることがで
きる機能とが相俟って、光の制御に大きな融通性を与え
る。更に、本発明は、二次反射器に入射する一次ビーム
の拡開を促進するために二次反射器に拡散性表面を用い
ることもできる。

従って、本発明は、こぼれ光及び眩光のカットオフに
関して光を制御を改善することができる。本発明は又、
一次光源からの光エネルギーの利用たびを高めることに
よってエネルギー効率を増大させるという点でも利点を
有する。例えば、本発明によらなければ、一次光源から
の僅か10゜幅の光ビーム（一次ビーム）しか目標区域に
対して利用することができないような場合でも、本発明
によれば、例えば20゜幅の一次ビームを二次反射器から
向け直すことができ、二次反射器として多数の平面又は
湾曲面を使用することにより、二次ビームを10゜幅に改
変してそれを目標区域へ与えることができ、しかも、カ
ットオフ及びこぼれ光及び眩光制御の上述した利点をも
たらすことができる。このように、本発明によれば二次
反射器を用いることにより、一次反射器だけの場合より
利用可能な光エネルギーの多くを目標区域へ与えること
ができる。

かくして、本発明は、二次反射器から相当遠くに離れ
たところに位置する比較的大きな区域に使用することが
できる照明システムを提供する。本発明によれば、目標
区域に方向性を有する光で照明することができるばかり
でなく、こぼれ光や眩光に関して高度の制御が可能であ
る。更に、光源と一次反射器だけを用いる従来のシステ
ムによって可能とされるより、光エネルギーの多くの部
分を目標区域へ差し向けることができる。

更に、本発明によれば、光エネルギーが望ましくない
区域へ送られるのを防止するために、又は、必要に応じ
て一次ビームの一部分だけを利用するために、一次ビー
ムのうち望ましくない部分を遮蔽又は吸収することがで
きる。

ここに例示された各実施例は遠隔区域に高強度の広範
な照明を与えるために照明システム22を用いる場合に適
用されるが、本発明の原理は全く異なる状況にも適用す
ることができることを理解されたい。例えば、直径数分
の1inというような極小光源を、光源から僅かな距離離
隔させて配置された極小の二次反射器と組み合わせて用
いることもできる。

中間的な規模の応用例としては、自動車のヘッドライ
トに本発明のシステムを適用する例がある。その場合、
眩光及びこぼれ光を大幅に減少させる、あるいは実質的
になくすることさえできる、高度に制御された画然とし
てヘッドライトビームを創生することができる。このよ
うなヘッドライトビームは、ハイウエーの安全にとって
極めて有益である。

又、本発明のシステムの融通性の１つは、ここの光源
及び二次反射器をいろいろな異なる目的に合わせて注文
製造することができることである。これは、形状、サイ
ズ及び離隔距離に関してのみならず、使用される光源の
タイプ、使用される一次反射器のタイプ及び使用される
二次反射器のタイプについても当てはまる。これに更
に、一次反射器及び二次反射器の反射表面の特性も含ま
れる。先に述べたように、反射表面は、鏡のような正反
射性、又は拡散反射性又は両者の中間の反射特性とする
ことができる。又、二次反射器の各セグメント又は各部
分（セクション）ごとに異なる反射特性とすることもで
きる。

更に、注文製造可能な要素には、一次光源に設けるバ
イザー及び遮光体等の先に述べた付加特徴も含まれる。
又、照明システムの構成部品のうちの任意の部品の表面
を、それにインサート（挿入物）を挿入することによっ
て、又は塗料を塗るか、又は他の何らかの手段によっ
て、遮蔽するか、又は、光反射性ではなく光吸収性とす
ることができる。

例として挙げれば、例えば上述したレーストラックの
実施例に使用するために二次ビーム44の頂部を平坦な画
然とカットオフされた頂部とする１つの方法は、図４に
示されるような光源30をバイザー及び遮光体と組み合わ
せて使用する方法である。ランプ33及び反射器34に対し
てバイザー35の底部に遮光体37を設ければ、反射器34の
底部からの光の量が制限される。その結果として、二次
反射器42の頂部で受け取られる光の量及び光の角度が制
限され、目標区域（この例ではレーストラックの外側
壁）への光がカットオフされる。

従って、本発明の基本的な原理は、光の利用効率を高
める能力のみならず、光を制御し、カットオフする能力
にも及ぶ。本発明は、本発明によらざればこぼれ光とな
ってしまうような光の利用を可能にする。本発明は、こ
ぼれ光及び眩光を減少又は排除するために一次ビームの
選択的改変を可能にする。本発明は、目標に対して光源
の光強度を制御することができることにより光の効率を
高めるような態様で光のカットオフを行うことを可能に
する。本発明は又、一次ビームを選択し、光強度の大き
い又は小さい、又は形状又は方向の異なる二次ビームと
して再構成することを可能にする。

これらの利点を強調するために、レーストラック10に
関連して本発明の方法及び装置の特定的な応用例を以下
に簡単に説明する。この説明から本発明の利点、及び、
光をカットオフし画然と画定し、光を効率的に使用し、
光の強度を制御する能力が一層よく理解されよう。

図１は、各システム22が、それぞれピット列12に対し
て特定の向きに向けられてトラック10の周りに配分され
ていることを示す。好ましい実施例では、二次反射器42
の好ましい形態は、各々ほぼ同一平面内に配列された４
つの水平方向に細長いセグメントから成る形態のもので
ある。どのセグメントも、該平面に対して傾動自在とす
る。直径2ft（61cm）の丸面一次反射器34が地面上又は
地面近くに内側ガードレール即ちインフィールドガード
レール38によって取り付けられている。これらの一次反
射器のあるものは、対称的ビームを鏡（二次反射器）42
に向けて発し、他のものは、非対称的ビームを鏡42に向
けて発するように構成されている。鏡42は、高さ4ft
（1.22m）、幅6ft（1.83m）であるが、幾つかの鏡は異
なる目的のために異なる寸法とすることもできる。これ
らの鏡42は、一次反射器からほぼ10ft（3.05m）離れた
ところに配置されている。

これらの照明システム22は、約50ft（15.24m）幅のバ
ンク付きトラック10を照明する。トラック10の外側の擁
壁46は、内側ガードレール38及び一次反射器34から約10
0ft（30.48m）離れてある。ピート列12のための照明シ
ステム22に関していれば、トラック10は、それらの照明
システムから更に遠くに（約300ft（91.44m））離れて
いる。外側擁壁即ちフェンス46の高さは、約4ft（1.22
m）である。

ここで強調しておきたいことは、本発明の利点緒１つ
は、照明システム22を基本的に地面上又は地面の近くに
配置することができることである。この配置は、観客や
テレビ又は映画撮影にとっての多くの視覚問題を回避す
るのに役立つ。この配置は、又、背の高いポールの上端
に照明源を設置することに随伴するデザイン、構造及び
設置上の問題を回避する。この配置は、又、照明器具に
対するメンテナンスにとっても非常に有利である。

本発明による照明システム22は、従来の照明器具が物
理的制約又はその他の要因によって十分に機能すること
はできないような場所でも、有効に機能するように柔軟
に対処することができるということを過少評価すること
はできない。本発明の好ましい実施例では、眩光及びこ
ぼれ光の問題にも配慮しながら、基本的に、光を遠くへ
届かせる。更に、本発明は、実際に、光を地面又は地面
近くから遠い距離を隔てて目標に投射する場合でも照明
効率を高めることができる。

一次反射器からのビームは、25゜〜30゜の範囲の幅と
することができる。の方に向けられるが、一次反射器か
らの光エネルギーの必ずしも全部が二次反射器によって
利用されるわけではなく、選択された特定の部分が使用
され、向け直され、及び、又は再構成される。一次反射
器からの光エネルギーのうちの望ましくない部分は、遮
蔽され、吸収され、又は単に使用されない。

各一次反射器／二次反射器組み合わせ体ごとに、所望
の照明を創生するように調節される。この調節を行う１
つの方法は、一次光源を所定位置に設置し、二次反射器
全体を構築し、次いで、二次反射器の個別セグメントを
個々に傾動させて各セグメントからの反射光エネルギー
の最高点がトラック10の外側擁壁46の頂縁を越えないよ
うにする方法である。こうすることによって、トラック
10の外部にこぼれ光や眩光が生じないようにすることが
できる。次いで、鏡42の各セグメントの高さは光源39に
対してそれぞれ異なるので、各セグメントのいろいろな
部分の反射角が光を擁壁46の頂縁から下向きにトラック
10を横切って拡開させる。異なるセグメントをこのよう
な態様で使用することにより、一次ビームが実際に重ね
られ、光エネルギーを増強してトラック10の外側擁壁46
に向けて投射する。擁壁46が遠く離れており、光エネル
ギーは距離とともに減少することからみて、この構成
は、実際に、トラックを横切る比較的均一な光レベルを
創生するという利点を提供する。

鏡42の垂直方向の高さが光の垂直方向のカットオフを
制御するのみならず、鏡42の水平方向の幅が光エネルギ
ーの水平方向の拡がりを制御する働きをする。従って、
6ft（1.83m）幅の二次反射器42を用いることによって、
二次ビーム44をトラック10に沿って相当の距離まで拡開
することができる。好ましい実施例では、400基の照明
システム22が1.5マイルの長さのトラック10の周りに15
〜20ft（4.57〜6.1m）の間隔を置いて配置される。先に
述べたように、観客にとっても、トラックを周回するド
ライバにとっても眩光が生じないように光源30に対する
鏡42の角度が定められる。又、トラック10及びその上方
空間全体に所望の光強度を創生するために二次ビームの
各々について何らかのオーバーラップが設定される。

ピット列12のためのシステム22は、光をトラック10へ
投射するとともに、ピット列に直接投射する。この場
合、二次反射器42は、ピット12内のカーに対して直ぐ下
向きに向けられるとともに、トラック10へも向けられる
幅狭の二次ビームを創生するために光源30から比較的遠
くに離れたところに位置するように高さ15ft（4.57m）
のポールに設置されている。

これらの照明器具の幾つかは、いろいろな目的のため
に特定のタイプの遮光体、バイザー又は黒ペンキを用い
ることによって誂え製造される。又、反射表面の幾つか
は、その正反射率が異なるものとされる。更に、照明シ
ステム22の幾つかは光を重ねて特定の部所へ差し向け、
その部所へに光の量を従来の照明器具によって可能な量
より増大させるように構成される。他の照明システム22
は、光を拡開するように調節される。

二次ビームを距離、サイズ及び光強度に関して調節す
るためにシステム22の各構成部品を調節することができ
る。本発明に関連するいろいろな要素を考慮することに
よって、どのような種類のビームを必要とするか、そし
てどのような種類のビームを創生することができるかを
予知することができる。ここでもやはり、本発明による
ビームの正確な制御により、任意の方向の光の垂直方向
のカットオフを可能にすることを強調しておきたい。こ
の例では、外側擁壁46までの100rt（34.48m）の距離か
ら僅か1ft（30.48cm）程度越えると、光強度に約95％の
変化が生じる。かくして、トラックは完全に照明される
にも拘らず、擁壁46の後の第１列目の観客には事実上殆
ど光が投射されない。更に、本発明は、観客に対しても
ドライバに対しても眩光を制御することができる。

各システム22を設計するに当って用いることができる
特定の要素のうちの幾つかを挙げると、以下のとおりで
ある。

二次反射器の形状によって一次ビームの形状を変える
ことができる。二次反射器は、例えば凹面状であれば、
一次光源の像を縮小させる。セグメント型の平坦な二次
反射器は、各セグメントごとに一次ビームの像の方向を
変更することを可能にする。更に、二次反射器の凸面又
は凹面の曲率をいろいろに変更することによって、シス
テム22は、一次ビームのいろいろな部分を目標に対して
拡開又は集中させるように差し向けることができる。二
次反射器を、又は、セグメント型である場合二次反射器
の任意のセグメントを垂直軸線又は水平軸線の周りに調
節することができ、あるいは垂直軸線と水平軸線を中心
とする調節を組み合わせることもできる。又、二次反射
器を平坦なセグメントと湾曲セグメントを組み合わせて
組み立てることもできる。

二次反射器即ち鏡のサイズを選定するに当っては、鏡
のサイズが書きのような作用を有することを念頭に置く
べきである。鏡の幅を大きくすればするほど、一次ビー
ムとの接触角が大きくなる。二次反射器上の異なる点へ
移行すると、その点において一次光源から光が受け取ら
れる角度が変化する。従って、一次反射器34の照準軸線
が二次反射器の中心に直接心合されている場合、一次反
射器34から6ft（1.83m）幅の二次反射器の対向縁に受け
取られる光の角度は、4ft（1.22m）の高さの二次反射器
の対向縁に受け取られる光の角度とは異なる。

本発明の適用性及び融通性の他の例を図44〜49に関連
して以下に説明する。

図44は、一次光源300,302及び304を示す。二次反射器
306は一次光源300,302,304から離隔して配置されてい
る。このようにこの例では、多重光源が単一の共通の二
次反射器を利用することができる。一次光源300,302,30
4からの光エネルギーは、それぞれ独立した区域へ光を
反射させるために二次反射器上の特定の部位へ差し向け
ることができる。あるいは、一次光源300,302,304から
の光エネルギーは、それらを組み合わせて同一の区域へ
投射するためにオーバーラップ（重ねる）こともでき
る。二次反射器306からの光出力のタイプは、一次光源3
00,302,304と二次反射器との間の間隔、一次光源からの
ビームの二次反射器への入射角、及び一次光源のビーム
が入射する二次反射器上の部位との相対関係によって決
定される。このことについては先に説明した。

この構成は、本発明の融通性を増大させる。即ち、複
数の光源が、それらを改変する必要なしに、共通の二次
反射器306を用い、その制御特性を利用することができ
るので、光の経済的、かつ、能率的利用を可能にする。

図45〜47は、二次反射器のための変型例を示す。図45
に示されるように、二次反射器400は、反射表面402（拡
散反射性、正反射性又は両者の中間の反射特性を有する
ものであってよい）を有する。反射表面402は、山と谷
を交互に有する波形にされている。この構成では、波形
の１つおきの垂直パネルの表面402は１方向に向けられ
ており、それらの間のパネルの表面402は他の方向に向
けられている。従って、照明器具404からの光は、実質
的に２方向に反射される。表面402を実質的に拡散反射
性とすることによって、二次反射器400から特定のタイ
プの光出力を創生することができる。表面402を実質的
に正反射性とすれば、異なる光出力を創生することがで
きる。この二次反射器400も、先に述べた実施例の場合
と同様に反射光の高度の制御を可能にする。

図46は、単に、表面402が照明器具404からの光に作用
する態様を概略図で示すためのものである。

図47は、単に、表面402の波形を必要により垂直では
なく水平に設けることもできることを示すためのもので
ある。

図48は、本発明の更に別の有利な融通性のある構成を
示す。これは、本発明による照明システムを自動車502
に枢動自在に連結することができるトレーラ500によっ
て搬送自在（ポータブル）とした例である。照明器具50
4は、トレーラ500の荷台506に固定することができ、容
易に操作することができる。又、照明器具504は、損傷
しないように防護することもできる。荷台506に伸縮自
在アーム508を係留することができ、そのアームの外端
に二次反射器510を取り付けることができる。

図48に仮想線で示されるように、このシステムは、ア
ーム508を折り畳み、アーム508と二次反射器510をトレ
ーラ500に固定することによって搬送することができ
る。アーム508は、所定位置におかれると、反射器510を
所望の向きに上昇させるように操作することができ、照
明器具504の向きを定め、発電機512によって照明器具に
電力を供給し、高度に制御可能な照明を供給することが
できる。

先にも述べたように、このシステムの主たる利点の１
つは、眩光及びこぼれ光を制御することができることで
ある。これは、例えばハイウエー建設現場のためのポー
タブル照明においては極めて価値のある利点である。ハ
イウエーの片側半分の補修現場に高レベルの光を投射す
ることができ、ハイウエーの他の半分への光をカットオ
フすることができる。それによって、補修作業者及び機
器から僅か数ft離れたところで高速度で走行する車にと
って非常に危険なこぼれ光及び眩光を排除する。

図48には、又、自動車502に搭載された別の二次反射
器514が示されている。これは、単に、異なる照明効果
を得るために別の二次反射器と迅速に交換することがで
きることを示すためのものである。更に、二次反射器51
0からの反射態様を変えるために、照明器具504と二次反
射器510との間隔を変更することもできる。

別法として、図48のシステムは、トラックの荷台や、
他の支持表面の上に設置することもできる。更に、この
実施例は、多くの異なる応用例に適用することができ
る。例えば、ゴルフコースの照明に用いることができ
る。背の高いポールを排除したことにより高架照明器具
から他のフェアウエーへの眩光を開示することができ
る。擦過状やその他の運動場の一時的な照明に用いるこ
ともできる。更に、このシステムは、隣接する道路の通
行車及び通行人、又は近隣の事務所や家に対する眩光の
問題を回避又は大幅に軽減するために駐車場の一時的照
明に利用することもできる。

更に、図49に例示されるように、図48に示されるよう
な移動トレーラに関連した技術思想と同じ思想を多重二
次反射器510A,510B及び、又は多重照明器具504A,504Bに
も適用することができる。これらの照明器具及び二次反
射器は、異なる区域又は同じ区域に異なる態様で照明を
施すために独立して構成することができ、移動させるこ
とができる。

更に、これらの照明器具及び二次反射器は、異なる照
明効果を得るために他のこれらの照明器具及び二次反射
器と交換することができる。本明細書で述べたものを含
めていろいろなタイプの照明器具と二次反射器の組み合
わせを本発明にしたがいろいろな形態で用いることがで
きる。

更に追加の特定的な例を以下に述べる。

光を正確に制御することができることから広範囲な照
明応用例において利点を得ることができる。

例えば、街路やハイウエーの照明を制御することが困
難なことから、従来は広範囲の区域照明を施すのが常で
あるが、そのような照明は当然に道路外にこぼれ光を生
じることになる。その結果、実際の道路を周囲区域から
区別しにくくする。更に、照明の制御が困難なことは、
多くの場合、照明ポールや照明器具の使用数を多くする
ことになり、従って、設備費が高くなり、資源の消費を
増大させることにもなる。

もう１つの例は、看板やビルヂング等の物体の静止照
明である。光が主として目標物に向けられるように光を
効率的に制御すること、又、所望の照明効果が得られる
ように光を制御することは困難である。例えば、大き
な、又は背の高い物体の場合、物体全体を最少数の照明
器具で比較的均一な光レベルで照明することが困難であ
る。これは、光の強度が距離に比例して減少するという
事実に直接関係している。

高層ビルヂングを例にとると、従来の照明器具からの
光は遠くに行くにつれて拡開し、拡散するので、一般に
光ビームの最も強い中心部分がビルヂングの頂部に向け
て照準される。その場合、相当なこぼれ光が生じる。反
対に、その同じ照明器具をビルヂングのはるかに下の地
点に向けたとすれば、照明器具とビルヂングとの間隔が
短くなるので光強度が増大し、はるかに明るくなる。従
って、照明の均一性を得ることが困難になる。

掲示板等の物体を照明する場合は、光を正確に掲示板
に投射し、自動車の運転者に対するこぼれ光や眩光を最
少限にすることが困難である。

困難な問題を提起する更に別の照明分野は、スポーツ
競技場の照明である。スポーツ競技場等の従来慣用の照
明方法は、競技場の周りに照明器具を（通常ポールに取
り付けて）高架にする方法である。各照明器具は、協同
して競技場及びその真上の区域ができるだけ均一な光レ
ベル（明るさ）に照明されるように配置され、下向きに
照準される。しかしながら、１つの問題は、ある種のス
ポーツ（野球、フットボール、テニス等）は競技場の面
及びその真上空間だけでなく、ボールをも照明しなけれ
ばならず、従って、競技適性環境を創生するには競技場
の上に十分な照明を行う必要があることである。プレー
ヤー及び観客がボールをよく視ることができ、競技場の
上の空間全体に均一な光レベルを維持する必要があり、
そのためには、飛行するボールを視るのをかんなにする
ような光レベルの顕著なむらが存在しないようにしなけ
ればならない。

従来の照明器具に随伴するもう１つの問題は、光エネ
ルギー自体を所定の場所へ照準即ち向ける上での適用性
及び融通性である。光は、自由空間では屈折しないの
で、照明器具から一旦発出されると、それ以上制御する
のが困難であるか、あるいは不可能である。

ある種の状況下で遭遇するもう１つの問題は、十分な
照明レベルを維持し、しかも、不都合な影を生じない照
明を供給するのが困難なことである。更に、テレビ撮影
に十分な大区域のための照明レベルを得ることが困難で
ある。

従って、本発明のもう１つの側面は、街路やハイウエ
ーを効果的に照明するために一次光源と二次反射器を利
用することに関する。一次光源及び二次反射器は、街路
又は道路に沿って照明ボール上に高架することができ
る。一次光源と二次反射器の組み合わせの構成は、二車
線車道の片側半分又は分離帯で分離されたハイウエーの
一方の側をカバーするように光を正確に制御することが
できるような構成とすることができる。別法として、一
次光源と二次反射器の組み合わせは、どちらの方向に通
行するドライバにとっても顕著な眩光又はこぼれ光を起
すことなく両方向車道の両側又は分離ハイウエーの両側
を照明することができるような構成とすることもでき
る。

眩光又はこぼれ光を起すことなく光を正確に制御する
ことにより、道路に隣接する区域に光を投射することな
く運転者のために車道を効果的に照明することができ
る。これによって、道路を正確に、かつ、比較的均一に
照明することができ、しかも、道路外の区域を照明され
ないままに残し、従って、道路と道路外の区域とを画然
と対照させることができるので、所要の照明レベルを維
持し、照明コストを低減することができる。

本発明の更に別の側面によれば、掲示板やビルヂング
のような大型構造物の効果的な照明を可能にする。本発
明による光の正確な制御が、こぼれひかりや眩光を最少
限に抑制する。更に、光の正確な制御により、特殊鋼か
を得るための光の方向づけ、又は、最少数の照明器具で
大型構造物の均一な照明を可能にするような態様の光の
方向づけを可能にする。

本発明の更に別の側面によれば、効果的な上向き照明
（アップライティング）を可能にする。先に述べたよう
に、ある種の応用例においては、競技場のような主たる
被照明区域の上の区域に相当な量の光が必要とされる場
合がある。競技場の直ぐ上の区域の照明は、ポールの上
端に取り付けた慣用の照明器具又は一次光源と二次反射
器の組み合わせを用いた照明器具によって行うことがで
きる。慣用タイプの照明器具又は一次光源と二次反射器
の組み合わせ照明器具を、競技場の上方空間に光を満た
すべく光を上向きに投射するためにポールの底部近くに
設置することができる。

本発明の更に別の側面は、第１の二次反射器に光エネ
ルギーを投射する１基又は２基以上の一次光源を使用
し、第１の二次反射器から反射された光の一部又は全部
を第２の（又はそれ以上の）二次反射器へ投射する方法
に関する。この方法は、融通性を一層高め、光の制御性
を高める。

本発明の更に別の側面によれば、所望の照明効果を得
るために一次と二次の照明部品の組み合わせを複合的に
利用することを可能にする。例えば、レーストラック又
は道路照明の応用例においては、一次と二次の照明部品
の組み合わせ体を道路の両側に設置することができる。
その場合、例えば視角の如何に拘らず影をなくすように
レーストラックを効率的に照明するために一次と二次の
照明部品の組み合わせ体からの光の制御を用いることが
できる。

以下に、一次光源と二次反射器を利用するという本発
明の基本思想に従って用いることができるいろいろな改
良、オプション及び変型実施例を述べる。本発明の理解
に資するために、本出願人の1990年６月10日付け米国特
許出願第/535,834号、及び、1991年10月10日付け米国特
許CIP出願第07/771,721号の明細書がここに編入された
ものとする。これらの明細書には、一次光源と二次反射
器の組み合わせが高度に制御可能な照明出力を創生する
態様について基本的な説明が記載されている。

以下の説明は、図50〜67に示された実施例に関するも
のである。理解を容易にするために、以下の説明では、
同様な構成部品は同様な参照番号又は符号で示される。
例えば、照明ポールは、すべて符号「Ｐ」で示され、
「一次光源」は、すべて符号「Ｌ」で、二次反射器は、
すべて符号「Ｓ」で示される。

図50は、２車線車道又は道路Ｈに沿って設置された複
数の照明ポールＰを利用する例を示す。各ポールＰに
は、一次光源（「照明器具」とも称する）Ｌと二次反射
器（単に「反射器」又は「鏡」とも称する）Ｓが高架さ
れている。反射器Ｓは、照明器具Ｌから二車線道路Ｈの
所望部分への光を正確に制御するように構成することが
できる。

図51は、部品Ｌ及びＳの構成及び向きによって、光を
二車線道路Ｈの一方又は他方の側又は両方のが差に向け
ることができることを示す。

図52及び53は、このタイプの照明システムをインター
チェンジに適用した例を示す。従来技術では、基本的に
インターチェンジ全体（道路及びその隣接区域を含む）
を光でカバーするために、通常、多数の照明器具を使用
する。従って、車道と車道に隣接する区域との間に明確
なコントラストが画定されない。それ故、安全な運転を
確保するにはより高いレベルの光を創生しなければなら
ない。

図52、53の実施例では、光がインターチェンジの車道
部分へ正確に投射されるように光を差し向け、制御する
ために本発明による光源Ｌと二次反射器Ｓを用いること
ができる。車道の隣接区域へのこぼれ光を大幅に減少さ
せることにより、ドライバが車道と隣接区域とをはっき
りと識別することができるようにする。この構成は又、
インターチェンジの安全な照明のために必要とされる光
エネルギーの量をも節減する。

図54〜58は、掲示板を照明するためのいろいろな実施
例を示す。図54、55に示されるように、こぼれ光又は眩
光を起すことなく掲示板Ｂを照明するように光を制御す
るために光源Ｌと二次反射器Ｓを地面又は地面の近くに
配置することができる。

図56は、光源Ｌ及び二次反射器Ｓを掲示板Ｂに付設し
た構造体の上に設置されていることを除いては図54、55
と同様の実施例を示す。

図57、58は、単に、掲示板Ｂにいろいろな異なる照明
効果を与えるために光源Ｌと二次反射器Ｓの組み合わせ
体からの高度に制御可能な光を用いることができること
を示す。図57では、反射器Ｓからの最も強度の高い中心
部分が掲示板Ｂの中心に向けられている。一方、図58で
は、反射器Ｓからの最も強度の高い中心部分が掲示板Ｂ
の頂部近くに照準されている。後者の場合、相当な量の
光が掲示板Ｂを越えて通過する。これらの２つの構成
は、本発明の照明システムの融通性と照明効果を示す。

図59〜61は、本発明の別の側面を示す。ある種の応用
例では光を空中へ上向きに投射することが望ましい場合
がある。図59におけるようにポールＰの上端に設置され
た慣用の照明器具Ｌによって創生されるダウンライト
（下向きライト）を補完するために、あるいは、図60に
おけるようにポールＰの上端に設置された一次光源Ｌと
二次反射器Ｓの組み合わせによって創生されるダウンラ
イトを補完するために、図59、60に示されるように光源
Ｌ及び二次反射器ＳをポールＰの底部近くに設置し、高
度に制御可能な光のパターンを空中へ投射するようにす
ることができる。

更に別の変型例として、図61におけるように慣用の照
明器具ＬをポールＰの底部近くに上向きにして配向し、
ダウンライトを投射するようにに一次光源Ｌと二次反射
器Ｓの組み合わせ又は慣用の照明器具を設置することが
できる。

図62及び63は、本発明の更に別の実施例を示す。この
例では、光源Ｌからの光を第１の二次反射器S1へ差し向
け、二次反射器S1からの光の少くとも一部分を第２の二
次反射器S2へ差し向ける。これによって光の融通性及び
制御性を高める。図62の例では、光を光源Ｌから発出さ
れる方向とは総体的に反対の方向に向けるこ出る。一
方、図63の例では、光を光源Ｌから発出される方向と実
質的に同じ方向に向けることができる。異なる照明用途
のために更に多重二次反射器を用いることもできる。

図64及び65は、高層ビルヂング０を照明するために光
源Ｌと１つ又は複数の二次反射器Ｓを使用する実施例を
示す。この例では、ビームの最も強度の高い中心部分を
ビルヂングに向けて上向きに最も遠いところまで投射す
ることによって、ビルヂングのより均一な照明を達成す
ることができる。更に、光源Ｌと二次反射器Ｓの組み合
わせを用いることによって照明の正確な制御を可能にす
る。

図66及び67は、車道又はレーストラックＴの内側、又
は少くとも一方の側に光源Ｌと二次反射器Ｓを使用する
実施例を示す。この例では、トラックＴの内側に設ける
光源Ｌと二次反射器Ｓの組み合わせを地面上に設置す
る。これらの組み合わせは、内側から外側に向けてトラ
ック10に光を供給する。光源Ｌと二次反射器Ｓの組み合
わせをレーストラックＴの反対側にに設置することもで
きる。その場合、光源Ｌと二次反射器Ｓの組み合わせ
は、ポールＰに高架し、外側から内側に向けてトラック
10に光を供給する。この構成は、影をなくするのに有利
であり、又、テレビ撮影のために最善の照明を提供す
る。

以上の各例は、本発明の原理に従って使用することが
できる光源と二次反射器のいろいろな組み合わせの単な
る例であり、本発明はこれらの例だけに限定されるもの
ではない。

飛行機翼の照明 本発明は、又、作業者が飛行機の翼にペンキを塗る際
翼の下面を照明するための照明システムを提供する。大
型飛行機の翼にペンキを塗布する間及びペンキ塗布のた
めの養生用の紙等を翼に被せる間、翼の下に電気器具を
おく必要なしにこの照明システムによって翼の下面が見
えるようにする。

本発明は、特に、航空機産業を長年悩ませてきた問題
に対処する。飛行機が製造された後、作業者が足場の上
に乗って翼にペンキを塗布する。この作業中、足場が翼
の下に置かれ、作業者が床より高く、翼からほぼ7ft
（2.134m）下の均一な高さのところで作業できるように
する。翼は、地面から約35ft（10.67m）又は以上の高さ
のところにある。足場は、翼から7ft（2.134m）又はそ
れ以上垂下しているエンジンを避けるように、かつ、停
止中の飛行機の翼の傾斜に適合するように常に調節しな
ければならない。又、翼の形状、デザイン及び長さがそ
れぞれ異なるので、作業者は、常に足場の調節及び設計
改変をしなければならない。更に、飛行機の翼の下面に
ペンキを塗布する間、ペンキが意図しない部分や既に塗
布されている部分へ移行するのを防止するために紙又は
その他のマスキングシートを翼に被せなければならな
い。望ましくないペンキ移りを防止するためには紙を翼
の縁から少くとも１〜2ft（30.5〜61cm）垂下させなけ
ればならない。このような足場と、翼から垂れ下がった
マスキングシートとが、光が翼の下面に届くのを遮るこ
とになる。

この問題は、ペンキ塗り作業には爆発の危険性を内包
しているという事実によって一層複雑にされる。即ち、
翼の近傍に電気器具が設置されていると、空気中に浮遊
するペンキ粒子に引火する危険が相当に高くなる。従っ
て、照明器具及びその他の電気器具は、翼から安全な距
離だけ離れたところに配置しなければならない。照明器
具及び電動足場等の電気器具は、爆発の危険を避けるた
めに、塗布すべき翼面からほぼ25ft（7.62m）以上離れ
たところに配置しなければならない。

従って、斯界において、照明器具を塗布すべき翼面か
ら相当の距離離れたところに配置し、翼の下面を照明す
ることができる照明器具を求める要望がある。又、でき
るだけ均一な照明を供給し、しかも、過度な眩光やこぼ
れ光が翼の下側での作業者の作業を妨害することがない
ようにすることが望ましい。

従って、本発明の目的は、光源を塗布すべき翼面から
相当の距離離れたところに配置し、翼の下面を照明する
こための照明装置及び方法を提供することである。

本発明の他の目的は、光を均一な分配パターンで投射
することができる、翼の下面を照明するための照明装置
及び方法を提供することである。

本発明の他の目的は、過度の眩光やこぼれ光を防止す
るような態様で翼の下面を照明するための照明装置及び
方法を提供することである。

本発明の更に他の目的は、ポータブルでコンパクトで
あり、いろいろな場所で使用することができる、翼の下
面を照明するための照明装置及び方法を提供することで
ある。

本発明の更に他の目的は、製造コストが安く、耐久性
があり、使用中安全で能率的な、翼の下面を照明するた
めの照明装置及び方法を提供することである。

本発明によれば、作業者は、光源を翼から離れたとこ
ろに設置して光源からの光を翼の下面に向けて反射させ
ることにより、たとえ翼が紙、プラスチック又はその他
のマスキングシートで覆われており作業区域が完全に囲
われていても、翼を照明することができる。マスキング
シートによって囲われた作業区域内に設定された足場
も、光を遮る物体となる。従って、本発明は、足場の周
りに光を偏向させ、飛行機の翼の下面を十分に照明す
る。

本発明の装置は、飛行機の翼から離れたところに設置
された、光ビームを創生することができる光源を含む。
この光源は、通常、発出する光を収束するように方向付
けするための組み込みの一次反射器を備えたランプであ
る。この光源及び一次反射器についての詳細な説明につ
いては、本明細書に編入されたものとされた本出願人の
上述の米国特許出願を参照されたい。

二次反射器は、一次反射器からの光ビームの少くとも
一部分を受け取りそれを翼の下面へ差し向けるように光
源から離れた位置に配置する。光源は飛行機の翼の先行
縁より上方に高架してもよく、その場合、二次反射器が
光ビームの一部分を受け取りそれを適正部所へ差し向け
ることができるように二次反射器の位置を調節する。

飛行機翼の下面の視度を更に高めるために複数の光源
の組み合わせを用いることもできる。又、比較的軽量の
アルミニウムで形成された複数の二次反射器を足場上又
は足場の周りに容易に配置することができる。二次反射
器には、着脱自在の反射面を有する反射板インサートを
挿入することができる。この二次反射器は、光を所定部
所に照準させるように調節することができ、反射板イン
サートは、ペンキと不作業の後、清掃又は交換のために
取り外すことができる。

本発明の照明システムは、操作が容易で、経済的であ
り、いろいろなタイプの足場に適用することができる融
通性を有している。更に、単一の光源に対して複数の二
次反射器を使用することもできる。又、装置全体を好便
に分解して持ち運ぶことができる。

図68〜73を参照して説明すると、従来技術の問題点は
図68に示される。図に示されるように、足場610が飛行
機翼612の下に配置されている。翼612は、床上例えば30
ft（9.14m）又はそれ以上の高さのところにある。塗装
工614は、翼612の下面に対して作業する間、翼612はペ
ンキが作業区域からはみ出るのを防止するためにマスキ
ングシート616で覆われている。翼付けエンジン614も、
翼612の下側で作業する塗装工614にとって障害となる場
合がある。エンジン618は、翼612から7ft（2.134m）又
はそれ以上下に垂下している。マスキングシート616の
下に照明装置が配置されていると、どのような照明装置
であれ、それは、塗装工614を引火による爆発の危険に
さらすことになる。このように、翼612の下側の作業区
域は、いろいろな障害物や、安全に対する配慮のために
十分に照明されない。

図69は、翼の下面を照明するための本発明による照明
装置及び方法の好ましい実施例を示す。この照明装置
は、光源622と、光源622からの光624を反射する一次反
射器626と、一次反射器626からの光を受け取り、翼612
の下面に反射させるように（例えば、可動ベース621上
に）配置された二次反射器620から成る。光源622をマス
キングシート616の外側の安全な遠隔位置に配置し、二
次反射器620を足場610に設置することによって、塗装工
614は、爆発性のペンキが光源622に接触するおそれなし
に、翼612の下面を塗布することができる。

光源622は、図70に示されるように翼612の上方に配置
することもでき、図69に示されるように翼612の下方に
配置することもできる。

図71は、翼612と、光源622と、二次反射器620を示す
立面図である。光624は、光源622から二次反射器620
へ、そして翼612へ向けられる。

図72は、光源622が塗装作業区域から安全な遠隔位置
に留められる限り、殆ど任意の位置に配置することがで
きることを示すために、翼612に対する足場610及びマス
キングシート616の位置関係を示す。

別の実施例として、多重二次反射器を用いることがで
きる。その１例として、図73は、１つの光源622と、光6
24を約612の下面に反射させる多重二次反射器620,620を
示す。本発明の目的が達成される限り、二次反射器の個
数又はその位置は、任意に選択することができる。

光源622、一次反射器、二次反射器、及びそれらの組
み合わせについての更に詳細については、本明細書に編
入されたものとされた本出願人の上述の米国特許出願を
参照されたい。

一次光源は、ポール上に高い位置に設置することもで
きる。二次反射器は、照明位置を偏向するために翼に対
して容易に移動させることができるカートやスキッド
（例えば、図69に参照番号621で示されている）に設置
して移動自在とすることができる。

以上、本発明の好ましい実施例を及び変型実施例を例
として説明したが、本発明は、ここに例示した実施例の
構造及び形態に限定されるものではなく、本発明の精神
及び範囲から逸脱することなく、いろいろな実施形態が
可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｆ２１Ｗ 131:10 Ｆ２１Ｍ 1/00 Ｓ Ｆ２１Ｙ 101:00 (72)発明者 クルッカム，ジョウ ピー. アメリカ合衆国 アイオア州 52577, オスカルーザ，エイ． アヴェニュ イ ースト 1817 (56)参考文献 特開 平３−216902（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−114879（ＪＰ，Ａ) 特公 平２−21532（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭54−42551（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭57−601（ＪＰ，Ｂ１) 実公 昭46−31512（ＪＰ，Ｙ１) 米国特許4272799（ＵＳ，Ａ) 米国特許4408266（ＵＳ，Ａ) 米国特許4367514（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F21S 2/00 E01F 9/00 F21V 11/00 F21V 14/00 B64F 5/00

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】比較的遠くに離れた目標区域又はスペース
   に向けて高度に制御可能な照明を与える方法であって、 特定の形状及び反射特性を有する反射表面を備え、所定
   の高さ及び幅寸法を有し、画定された一次ビームを発生
   するための一次反射器（34）を含む光エネルギー発生手
   段（30）を第１部所に配置し、 特定の形状及び反射特性を有する反射表面を備え、所定
   の高さ及び幅寸法を有する二次反射器（42）を前記一次
   反射器（34）に対して規定された第２部所に配置し、該
   一次反射器（34）と二次反射器（42）の間の離隔距離を
   該二次反射器と前記目標区域又はスペースとの間の距離
   より相当に短い距離とし、 前記一次反射器（34）と二次反射器（42）の高さ及び
   幅、反射表面の反射特性及び形状、及び、両反射器間の
   離隔距離及び整列態様の関数として得られる形状を有す
   る二次ビームを該二次反射器（42）から目標区域又はス
   ペースへ反射させるように、前記一次ビームを選択し改
   変するために該一次ビームの少なくとも一部分を該二次
   反射器（42）へ差し向けることから成ることを特徴とす
   る照明方法。
2. 【請求項２】前記二次反射器（42）は、各々特定のサイ
   ズ、形状及び反射表面を有する複数のセグメント（62）
   から成り、各セグメント（62）は、それぞれ二次ビーム
   を創生するように選定されており、他のセグメント（6
   2）と協同して特定の形状及び強度の複合二次ビームを
   創生するように他のセグメント（62）及び一次ビームに
   対して整列されている請求の範囲第１項に記載の方法。
3. 【請求項３】前記複数のセグメント（62）は、光エネル
   ギーの能率的使用を可能にするべく前記二次ビームの所
   望の区切りを設定し、該二次ビームを前記目標区域内の
   特定部位へ向けるように、互いに、かつ、一次ビームに
   対して整列されている請求の範囲第２項に記載の方法。
4. 【請求項４】前記一次ビームの一部分が前記二次反射器
   （42）へ差し向けられ、該二次反射器（42）は、複数の
   セグメント（62）から成り、それらのセグメント（62）
   は、該一次ビームの光エネルギーを前記目標区域内の１
   つの部所へ少なくとも部分的にオーバーラップする態様
   で向け直す特定の形状及びサイズを有している請求の範
   囲第１項に記載の方法。
5. 【請求項５】比較的遠くに離れた目標区域又はスペース
   を高度に制御可能な態様で照明する方法であって、 光源（30）から光エネルギーを発生させ、 該光エネルギーを特定のサイズ及び形状の一次反射器
   （34）によって第１方向にほぼ半球形状に反射させ、 該一次反射器（34）から所定距離離隔したところに、か
   つ、前記目標区域又はスペースに対するよりも該該一次
   反射器（34）に対して相当に近い位置に所定のサイズ、
   形状及び反射特性を有する二次反射器（42）を配置し、 該一次反射器（34）からの光エネルギーの一部分を二次
   反射器（42）に入射させるように該一次反射器（34）の
   向きを定め、 前記二次反射器（42）に入射した光エネルギーをほぼ単
   一方向に目標区域又はスペースへ向け直すように該二次
   反射器（42）の向きを定めることから成り、 該二次反射器（42）からの光エネルギーのサイズ、形状
   及び強度を、一次反射器（34）と二次反射器（42）の離
   隔距離、一次反射器（34）及び二次反射器（42）のサイ
   ズ、一次反射器（34）及び二次反射器（42）の形状、一
   次反射器（34）及び二次反射器（42）の反射特性、及び
   二次反射器（42）に入射する前記一次ビームの部分及び
   量の関数として規定する方法。
6. 【請求項６】レーストラック（10）を照明する方法であ
   って、 反射手段（42）を該レーストラック（10）から離れた位
   置に該レーストラック（10）の一側に面するように配置
   し、 複数の光源（22）を前記反射手段（42）とレーストラッ
   ク（10）の間に配置して、該光源（22）によって創生さ
   れる光エネルギーを該レーストラック（10）から総体的
   に離れる方向に向け、該光エネルギーの少なくとも一部
   分を該反射手段（42）上に照準させ、 前記レーストラック（10）の外側又はレーストラック
   （10）上の限定されたスペースの外側へ光をこぼすこと
   なく、該レーストラック（10）及びレーストラック（1
   0）上の限定されたスペースを均一に照明するべく該レ
   ーストラック（10）への照明を制御するように、 ａ）前記各光源（22）と、それに対応する前記反射手段
   （42）との離隔距離、 ｂ）該各光源（22）のサイズ、 ｃ）該各反射手段（42）のサイズ、 ｄ）該各反射手段（42）の形状、及び ｅ）前記光エネルギーに対する該各反射手段（42）の垂
   直及び水平方向の向きを調節することから成ることを特
   徴とする照明方法。
7. 【請求項７】内周縁（48）及び外周縁（46）を有するレ
   ーストラック（10）を照明するための照明装置であっ
   て、 各々、光源（33）と、該光源からの光を前記レーストラ
   ック（10）から離れる方向に差し向けるための一次反射
   器（34）を備えており、該レーストラック（10）に沿っ
   て互いに離隔した位置に配置された複数の照明器具（2
   2）と、 光エネルギーを前記レーストラック（10）へ反射するた
   めに、該レーストラック（10）に沿って、かつ、前記光
   源（33）及び一次反射器（34）からの光エネルギーの少
   なくとも一部分内に配置された二次反射器（42）から成
   り、 該二次反射器（42）は、前記レーストラック（10）の外
   側又はレーストラック（10）上の限定されたスペースの
   外側へ光エネルギーをほとんど差し向けることなく、該
   レーストラック（10）及びレーストラック（10）上の限
   定されたスペースを照明するために高度に制御された、
   画然と画定された光エネルギーを創生するように、前記
   光源（33）及び一次反射器（34）のサイズ、形状及び光
   エネルギー、及び一次反射器（34）までの離隔距離に関
   連して定められたサイズ、形状、及び正反射率を有する
   ことを特徴とする照明装置。
8. 【請求項８】道路等を照明するための照明装置であっ
   て、 光ビームを発生するための光源（22）と、 該光ビームの少なくとも一部分を受け取るように配置さ
   れており、反射光ビームの少なくとも一部分を前記道路
   （Ｈ）へ反射させるように配向された二次反射器（42）
   から成ることを特徴とする照明装置。
9. 【請求項９】道路、ハイウエー、街路、及び自動車通行
   のためのインターチェンジを照明する方法であって、 光源（22）を道路（Ｈ）通に関連する目標物の上方に高
   架し、 前記光源（22）からの光の少なくとも一部分を前記道路
   （Ｈ）等の少なくとも一部分へ反射させるように二次反
   射器（42）を高架することから成ることを特徴とする照
   明方法。