JPH08203309A - 高効率、高制御性の照明装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 比較的大きな区域を高い効率で、高い制御性
をもって照明するための装置及び方法を提供すること。 【構成】 高度に制御された光を創出し、その光を有効
に利用する照明装置及び方法。この装置は、光源（８
２）と、光源に直接設けられた、又は光源に近接して配
置された一次反射器（９４）と、光源及び一次反射器か
ら光を受取り、それを目標区域へ差し向ける二次反射器
（７０）から成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、比較的大きな区域又は
目標物の照明に関し、特に、大きな区域又は目標物を高
い効率で、かつ、高い制御性をもって照明するために高
強度（強力）光源を使用する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】高効率で、高制御性の高強度照明を用い
ることが望ましい用例は多数存在する。高強度照明の方
法としては、多くの方法が知られている。大抵の方法
は、比較的高ワット数の何らかの種類のアークランプ
と、アークランプからの光の一部を目標区域へ差し向け
る反射器システムを用いる。一例を挙げれば、ボウル形
の半球状反射器に軸方向に取り付けたアークランプを用
いる方法である。このタイプの照明は、米国特許第５，
３３７，２２１号及び５，３４３，３７４号に詳述され
ている。

【０００３】このタイプの照明器具（以下、単に「照明
器」とも称する）は、高強度の制御された集中光ビーム
を創出することができるが、この照明器の性質からして
効率と制御の面で幾つかの難点がある。この種の照明器
は、通常、少くとも数十フィートの高さのところに高架
されており、目標区域に向けて照準される。（ここで、
「高架する」とは、高い位置に取り付けることをい
う。）反射器は対称形であるから、一部の光は目標区域
に直接投射されるが、一部の光は目標区域の外にこぼれ
る。そのような光は、こぼれ光と称される。こぼれ光
は、さもなくば目標区域に有効に用いられる可能性のあ
る、照明器によって創出された光が目標区域に向けられ
ないわけであるから、光の有効な利用を低減することに
なる。

【０００４】更に、この種の照明器は、比較的制御され
た集中光ビームを創出するが、その光の性質からして、
そのような集中ビームでさえ遠くの距離にまで正確に視
準させることができず、従って、一部の光ビーム（単に
「ビーム」とも称する）の発散と光の分散が生じる。遠
く離れた区域で各照明器からのビームパターンの画然と
したカットオフ（遮断又は区切り）を達成することは困
難であり、光の正確な形状及びその他の特性を制御する
ことは困難である。又、照明器からの光の形状を目標区
域の形状に整合させることも困難である。

【０００５】米国特許第５，３３７，２２１号及び５，
３４３，３７４号は、光制御の問題の克服に向けられた
装置及び方法を開示している。これらの特許に示された
好ましい実施例では、必須要件ではないが、ボウル形反
射器と、一次反射器と、軸方向取り付けアークランプと
で構成された照明器具が用いられている。反射鏡は、一
次光源からの光の少くとも一部分を再指向させる。（こ
こで、光を「再指向させる」とは、光を所望の向きに向
け直すことをいう。）この組み合わせ（ボウル形反射器
と、一次反射器と、アークランプの組み合わせ）は、画
然とした正確なカットオフを有する制御されたビームを
創出するようになされている。従って、レースカートラ
ック（走路）を例にとれば、それらの照明器具を地上に
設置することができ、各照明器具が、トラックの全幅を
カバーするが、トラックの外周縁の制限壁の頂縁又はそ
れに近接したところでカットオフされるように光ビーム
を差し向ける。従って、光は、トラック外ではなくトラ
ック上に投射される。又、光は、観客の目に入らないよ
うにそらされる。トラックに対して均一な、しかし制御
された照明を与えるように複数基のこの種の照明器具を
トラックの内側の周りに配置して統合調整することがで
きる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような照明システ
ムは確かに効率的ではあるが、それらの器具及び方法に
関してなお改良の余地がある。例えば、装置のサイズは
相当に大きい。上記米国特許第５，３３７，２２１号及
び５，３４３，３７４号に記載された好ましい実施例で
は、その照明器具の大きさは、軸方向取り付けアークラ
ンプを備えた在来のボウル形照明器具とほぼ同じであ
る。例えば、その反射器の反射面は、直径数フィートも
あり、反射鏡又は二次反射器は、高さ数フィート、幅数
フィートもの大きさで、照明器具から数フィート離れた
ところに配置される。

【０００７】更に、このタイプの構成は、光の能率的な
利用という面でも欠点を有する。照明器具からの光の全
部を二次反射器又は反射鏡によって再指向させることが
できないからである。例えば、照明器具からの光の一部
は、反射鏡の外側にこぼれ、従って失われる。又、この
タイプの構成は、位置ぎめ及び調整の容易さ という点
での融通性においても制約がある。

【０００８】従って、本発明の主な目的は、現行の技術
水準を改善する、高効率、高制御性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、光を能率
的に利用する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、比較的コンパクトな照明器具から
大きな区域へ高度に制御可能な光を照射することであ
る。本発明の他の目的は、創出される光の特性の調節等
の操作特性上の融通性を提供することである。本発明の
他の目的は、光を目標区域へ差し向ける上での融通性を
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。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、高強度光源を含む照明装置を提供する。
第１即ち一次反射器は、光源上に又は光源に近接したと
ころに配置し、光源とほぼ同じサイズとする。光源から
の直接光は、光源より相当に大きいサイズの第２即ち二
次反射器によって高度に制御された態様で目標に向けて
再指向させる。一方、一次反射器は、光源からの光を高
度に制御された態様で目標に向けて再指向させるため
に、光源からの光を、該光源を通して該光源に戻すよう
に、及び又は、二次反射器へ向けるように再指向する。

【００１０】光源と、一次反射器と、二次反射器とは、
同じハウジング内に収容することができる。このハウジ
ングは、目標に対する該ハウジングの向きを調節自在に
することができるベースに着脱自在に取り付けることが
できる。このベースは、地面に設置してもよく、あるい
は、ハウジングを高架する構造体を含む何らかの構造体
に結合してもよい。

【００１１】本発明の方法は、光源の光出力の少くとも
一部分を該光源を通して該光源に戻すように再指向する
操作を含む。この再指向は、光源に非常に近接したとこ
ろで行われる。かくして、光源からの直接の光と、光源
からの光のうち光源を通して光源に再指向された光とを
高度に制御された態様で目標に向けて再指向させる。

【００１２】本発明は、高度に制御された、特定の区域
又は目標に能率的に利用される光を創出するために単一
の照明器具に適用してもよく、多数の照明器具に適用し
てもよい。

【００１３】

【実施例】

Ａ．概観 本発明の理解を容易にするために以下に好ましい実施例
を詳しく説明する。以下に説明する好ましい実施例は、
本発明がとることができる１つの形態だけであるが、こ
れは本発明がとることができるいろいろな実施形態を限
定するものではない。各図を通して同一の参照番号は同
一の部品を示す。

【００１４】本発明のいろいろな特定的な用途の例は、
上述した米国特許第５，３３７，２２１号及び５，３４
３，３７４号にみられる。一例を挙げれば、本発明は、
レースカートラックのような目標区域に好適に適用する
ことができる。その他の例としては、スポーツ競技場又
はコート（テニス又はバスケット等のコート）の照明、
高速道路又は交差点の照明、及び、高度に能率的で制御
可能な高強度照明が必要とされるか、望ましいその他の
用途が挙げられる。

【００１５】Ｂ．好ましい実施例の全体構造 図１Ａは、本発明の好ましい実施例による照明器具（単
に「器具」とも称する）１０を示す。照明器具１０のハ
ウジング１２は、いずれもステンレス鋼で形成された頂
壁（頂部パネル）１４、底壁（底部パネル）１６、左側
壁（左側パネル）１８、右側壁（右側パネル）２０及び
後壁（後部パネル）２２と、前部パネル２４を有する。
この実施例では、前部パネル２４は、ハウジング１２に
付設され、ハウジング１２の一部を構成するステンレス
鋼製フレーム２６内に嵌められた実質的に透明の窓から
成る。ベース２８は、ハウジング１２を枢動連結部３
２，３２（図６参照）によって画定される水平軸線の周
りに矢印４０で示されるように枢動させることができる
ようにハウジング１２の側壁１８，２０に枢動連結部３
２，３２によって連結されたフォーク（二又部材）３０
を有しているという点でダブルトラニオンである。フォ
ーク３０は、ハウジング１２の下のトラニオンボックス
から直立した２本の互いに離隔したアームを有してお
り、垂直軸線を画定する支柱４２に矢印４４で示される
ように垂直軸線を中心として回転自在に取り付けられて
いる。支柱４２は、地面４６に固定されており、それに
よって器具１０全体を地面の近くに設置することができ
る。別法として、支柱４２又はそれに類する構造部材を
高架支持体を含めて任意のタイプの支持体に固定するこ
とができる。

【００１６】図１Ｂは、数基の照明器具１０を支柱５０
に高架された横アーム４８に取り付けた例を示す。図１
Ｂの各照明器具１０は、回転自在及び、又は傾動自在に
することができる。ただし、トラニオン取付機構は必ず
しも必要ではなく、ハウジング１２は、何らかの支持構
造物又はいろいろなタイプのベースに当業者に周知のい
ろいろな態様で取り付けることができる。

【００１７】図１Ａにみられるように、照明器具１０
は、そのハウジング１２内に収容された部品から光出力
を創出する自蔵ユニットである。図示の好ましい実施例
では、ハウジング１２は、幅７５．５６５ｃｍ（２９３
／４ｉｎ）×高さ８６．３６ｃｍ（３４ｉｎ）×奥行４
８．８９５ｃｍ（１９１／４ｉｎ）である。もちろん、
その他の形状及び寸法も可能である。ハウジング１２の
素材は、臨界的な重要性を有するものではなく、例えば
板金であってよい。ベース２８の各構成部材の素材も臨
界的な重要性を有するものではなく、図示の好ましい実
施例では金属バーと管で形成されている。

【００１８】図２は、掛金５６を解放してヒンジ５２の
周りに枢動開放された前部レンズ（「ドア」とも称す
る）２４を示す。掛金５６は、リベット又はその他の手
段によってハウジング１２に結合されており、ドア２４
を閉鎖状態に保持する、端部にリップ（唇部）を有する
中央弾性フィンガを備えている。掛金５６の中央フィン
ガの両側のフィンガは、フレーム２６が側方へ引張ら
れ、ドア２４のガラスに曲げ圧力を及ぼすのを防止する
働きをする。前部ドア（レンズ）２４とハウジング１２
の前部周囲縁とは、互いに合致する突出リップと、ドア
が閉鎖されたときシールを設定するシリコーン製ガスケ
ットを有している。掛金５６は、ドア２４を閉鎖状態に
しっかり保持するが、ドア２４を容易に開放させる。

【００１９】ハウジング１２の内部には、互いに反対方
向に延長した鋼ロッド６０，６２によって懸架された光
源取付台５８（金属又はセラミック製）が設けられてい
る。鋼ロッド６０，６２は、外端において鋼アーム６
４，６６に連結されている。二次反射器７０は、光源取
付台５８の、レンズ２４のある側とは反対側の一方の側
のから離隔してその周りに配置されている。二次反射器
７０の正確な形状及びサイズは、いろいろに変更するこ
とができる。例えば、二次反射器７０は、図２に示され
るものよりはるかに大きくすることができる。その場
合、反射器の端部を前方へ光源取付台５８の前方にまで
延長させることができる。ただし、反射器７０のサイズ
を大きくしても、僅かな利益しか得られない場合があ
る。従って、光の制御を失わない限り、二次反射器７０
のサイズはできるだけ小さくされる。

【００２０】随意選択として、側部反射器又は側部鏡７
２，７４を（ハウジング１２の左右両側の内側面に）配
置することができる。これらの反射器７２，７４は、垂
直ロッド７３に取り付けられたフレーム（図示せず）に
取り付けられる。電力は、導線７６によって光源取付台
５８へ供給される。安定器、ヒューズ、スイッチ等の他
の電気部品は、ハウジング１２の外部に、例えばトラニ
オンフォーク３０の中や、その他の囲い体の中に配置す
ることができる。例えば、トラニオンフォーク３０の水
平部分（トラニオンボックスと称される）の中に安定器
及びその他の電気部品を収容することができる。照明器
具１０の過熱の問題を軽減するために、発熱部品、特に
安定器は、ハウジング１２の外に配置することができ
る。

【００２１】図３〜５は、光源取付台５８及びその関連
部品を詳細に示す。光源、この実施例では電極８４，８
６を囲包したアークチューブ８２（直径約２．８５７５
ｃｍ、長さ１１．４３ｃｍ）は、取付台５８の取付台本
体９２から後方に突出したアーム８８と９０の間にほぼ
水平に配置されている。アークチューブ（アークラン
プ）８２の後方に面する側面は、露出しており、二次反
射器７０に対面している。一方、アークチューブ８２の
前方に面する側面は、アークチューブ８２より僅かに大
きく、アークチューブに近接して配置されているか、あ
るいはアークチューブに当接した一次反射器９４によっ
て囲繞されている。反射器９４は、図７Ａ及び８に示さ
れるように湾曲させたものであってもよく、あるいは、
図７Ｂに符号９４Ｂで示されるように平坦なものであっ
てもよく、あるいは又図７Ｃに符号９４Ｃで示されるよ
うにアークチューブ８２に被覆したコーチング又は被覆
層であってもよい。図示の好ましい実施例では、一次反
射器９４は、高さ２．８５７５ｃｍ（１ １／８ｉｎ）
×厚さ０．３１７５ｃｍ（１／８ｉｎ）×長さ２７．９
４ｃｍ（１１．０ｉｎ）である。

【００２２】図３〜５と共に図２を参照すれば、取付台
本体９２は、アークチューブ８２を照明器具１０の前方
からの視界から遮蔽していることが分かる。アークチュ
ーブ８２の後部側面が露出していることと、一次反射器
９４が存在していることとが相俟って、アークチューブ
８２の二次反射器７０への直接光の大部分又は全部が二
次反射器７０によって反射制御されることを保証する。
又、一次反射器９４は、その形状とアークチューブ８２
に近接して配置されていることとにより、二次反射器７
０へ直接向けられないアークチューブ８２からの相当な
量の光をアークチューブのアーク流を通してアークチュ
ーブへ戻すように、及び又は二次反射器７０に向けて再
指向する。

【００２３】この好ましい実施例では、アークチューブ
８２は、点光源に近いものとは異なり、細長い管であ
り、多少細長いアーク流を創生する高強度（強力）アー
クチューブである。もちろん、水平方向に比較的短いア
ーク光源（従って、短いアーク流）を用いれば、その照
明器具から発出される光ビームは、水平方向に幅の狭い
ビームとなる。光源としてかなり幅狭のアーク流を有す
るタイプの高強度光源が市販されている。ＨＭＩランプ
には、その種のタイプのものがある。導線７６は、図に
示されるように電極８４，８６に接続されている。導線
７６を支持するためにがいし７７とブラケット７９を用
いることができる。

【００２４】ただし、本発明には、光源としていろいろ
なタイプ、形状及び特性のものを使用することができ
る。上述した好ましい実施例は、カーレーストラック
（走路）を照明する用途等に好適である。その場合、後
に詳述するように、細長い光源と組み合わせて、複数の
細長い長方形の鏡（反射器）セグメントを用いることに
より、特にビームの頂部に非常に画然としたカットオフ
（遮断又は区切り）を創生することができる。

【００２５】この好ましい実施例の場合、ビームの垂直
方向の広がり角度は、アークチューブ８２の直径と、ア
ークチューブから二次反射器７０の頂点までの距離との
関数である。ビームの最大幅部分は、アークチューブの
頂部と底部から反射器７０の頂点へ投射される光線とそ
れらの反射方向によって決定される。アークチューブの
任意の部位から反射器７０のどの部位への光線も、アー
クチューブの頂部と底部から出射され反射器７０の頂点
から反射される光線によって画定されるビームの垂直方
向の広がりの中に入る。図示の好ましい実施例では、二
次反射器７０は、式 ｙ2 = ４ｆｘ（ここで、極大ｘ＝
２２．２２５ｃｍ (8 3/4 in) 、ｆ＝１６．５１ｃｍ
(6 1/2 in) 、極大ｙ＝３８．１ｃｍ (15 in)）によっ
て規定される放物線に沿って配列された複数の１０．１
６ｃｍ（４ｉｎ）×６０．９６ｃｍ（２４ｉｎ）大の鏡
セグメント（単に「反射器セグメント」又は単に「セグ
メント」とも称する）１００を有する。反射器７０の頂
部前縁と底部前縁との間の距離（即ち、反射器７０の両
端を結ぶ弦の長さ）は、約７６．２ｃｍ（３０ｉｎ）で
ある。組み立てたときのセグメント１００の隣接する側
縁と側縁の間には約３．９６８７５ｍｍ（５／３２ｉ
ｎ）の間隙がある。ビームの垂直方向の広がり角度を１
０°とする場合は、直径２．８５７５ｃｍ（１ １／８
ｉｎ）で、１０．１６ｃｍ（４ｉｎ）の電極間距離を有
するアークチューブ８２を二次反射器７０の頂点からそ
の焦点距離に沿う方向に約１６．５１ｃｍ（６ １／２
ｉｎ）離れたところに配置する。

【００２６】従って、光源の直径を大きくすることによ
ってビームの垂直方向の広がり角を大きくすることがで
きる。あるいは別法として、光源を反射器７０に近づけ
る方向に動かすことによっても、ビームの垂直方向の広
がり角を大きくすることができる。反対に、光源の直径
を大きくするか、あるいは、光源を反射器７０から遠ざ
ければ、ビームの垂直方向の広がり角を小さくすること
ができる。光源の位置を変更したとすれば、ビームの焦
点がぼける。その場合は、鏡セグメント１００の照準を
定め直すか、及び、又は、反射器７０の放物線のサイズ
を変更しなければならない。本発明の照明器具１０の１
つの特徴は、反射器７０に対する光源の位置を変更する
必要なしに、セグメント１００を調節することによって
ある程度ビームの垂直方向の広がり角（垂直方向の幅）
を調節することができることである。

【００２７】又、上述した関係からして、光源と反射器
との間の距離に応じて器具１０全体を小さくすることも
でき、あるいは大きくしなければならない場合もあるこ
とが理解されるであろう。光源の直径を非常に小さくす
ることができれば、光源を直径の大きいものに比べて反
射器７０により近い位置に配置することができる。従っ
て、光源と反射器との間の距離を短くするから、器具１
０の全体サイズをコンパクトにすることができる。

【００２８】以下に詳述するように、反射器７０を複数
個のセグメントで構成することは、ビームの垂直方向の
広がり角を拡大又は縮小するための別の方法を可能にす
る。即ち、各セグメント１００を個々に水平軸線の周り
に枢動自在とすることにより光源に対する向きを調節自
在にすることができる。光源からセグメントへの光の入
射角を大きくすれば、ビームの垂直方向の幅を広くする
ことができる。かくして、器具１０の調節性及び融通性
を助成する。

【００２９】ＮＡＳＣＡＲ（米国ストックカー自動車レ
ーシング協会）の規定ストックカーに適合する大きさの
レーストラックの場合、ビームの垂直方向広がり角は１
０°に選択されている。このレーストラックは両方向に
長いので、ビームの両側面のカットオフに関してはそれ
ほど留意する必要がない。光源と一次反射器と二次反射
器との関係は、サイズ、形状及び間隔に関する限り、あ
る特定の照明効果を得るために調節又は選択することが
できる。多くの場合、ビームの形状を目標に整合させる
ことが有利である。それは、二次反射器の鏡セグメント
の形状を得ようとするビームの形状との相関関係におい
て選択することによって達成することができる。図示の
好ましい実施例の場合、それは、アークチューブ８２の
底部と、二次反射器７０の各鏡セグメント１００の頂縁
との間に平行な表面を設け、ほぼ直線状の光源８０と長
方形の鏡セグメントを用いることによって達成される。
他の照明効果を創生するためには他の形状及び関係を用
いることができる。

【００３０】この好ましい実施例では、２，０００ワッ
トのメタルハライドアークチューブが用いられている
が、他のタイプ又はワット数のランプを用いることもで
きる。２５０ワット又はそれ以下のワット数のランプで
もよく、光源のワット数やサイズには制限はない。

【００３１】一次反射器９４は、アークチューブ８２の
外側面に近接して配置され、赤外線は透過するが、可視
光の８５％を反射するように特別のコーチングが施され
ている。従って、赤外線は、反射されてアークチューブ
８２を通して戻されることがないのでアークチューブの
電極８４，８６の近傍のシール又はホットスポットへの
熱を少なくし、可視光の８５％は、反射されてアークチ
ューブ８２のアーク流を通して戻されるように、及び、
又は二次反射器７０に差し向けられるように再指向され
る。

【００３２】図３に示されるように、一次反射器９４
は、アークチューブ８２の外周に合致するように湾曲形
状に付形されているが、別法として、平坦（図７Ｂに９
４Ａで示されている）にしてもよく、他の何らかの形状
にしてもよい。又、一次反射器９４は、アークチューブ
８２から僅かに離隔させてもよく、あるいは、アークチ
ューブ８２に直接被覆されたコーチング（図７Ｃに９４
Ｂで示されている）としてもよい。そのようなコーチン
グは、例えば、誘電体、ダイクロイック（ある種の波長
の光を通し、他の波長の光を反射する）又は酸化アルミ
ニウムのようなセラミック材であってよい。

【００３３】図７Ａ及びＣの湾曲反射器形状は、一般的
には、図７Ｂに示されるような平坦な又は大きい反射器
９４に比べて、光をよりよく制御することができ、垂直
方向の幅の狭いビームを創出する。しかしながら、垂直
方向の幅の広いビームが必要又は望ましい場合があり、
その場合には、平坦な、又は湾曲度の小さい反射器９４
を用いればよい。更に、図７Ａ及びＣに示されるような
湾曲形状の反射器９４は、アークチューブ８２のシール
を過熱する等の点でアークチューブに影響を及ぼす過熱
の問題を惹起することがあり、あるいは又、反射器９４
を別個の部材として又はコーチングとしてアークチュー
ブ８２の外周面に固定するのに必要とされる接合部や溶
着部を劣化させる等の点で反射器９４に影響を及ぼす過
熱問題を惹起することがある。従って、一次反射器９４
の素材としては、赤外線は透過するが、相当な量の可視
光を反射する材料を用いるのが有利である。

【００３４】一次反射器９４は、アークチューブ８２に
比較的近接しており、アークチューブ８２のサイズに近
いサイズを有している。上記米国特許第５，３３７，２
２１号及び５，３４３，３７４号に記載された一次反射
器に比べて、一次反射器９４をこのようにアークチュー
ブ８２に近接して配置し、アークチューブ８２のサイズ
に近いサイズにすることにより、器具１０の全体サイズ
を相当にコンパクトにすることができる。

【００３５】従って、一次反射器９４のサイズは、光源
に比べてできるだけ小さくするのが、一般には有利であ
る。一次反射器９４は、又、一般に、二次反射器７０に
比べて非常に小さいので、そのことも、器具１０の全体
サイズをできるだけ小さくすることに役立っている。

【００３６】一次反射器９４及び二次反射器７０は、高
い正反射性（鏡面）としてもよいが、例えばセラミック
又は酸化アルミニウムのようなセラミックコーチングで
形成された拡散反射性としてもよい。

【００３７】図６は、照明器具１０の正面図である。図
２を合わせて参照すれば、個々のセグメント１００は垂
直平面内の曲線に沿って並置されていることが分かる。
各セグメント１００は、ハウジング１２の内部の幅を横
切ってほぼ水平方向に延長している。これらのセグメン
トは、基本的に、懸架された光源８０の周りを１８０°
に亙って囲繞している。後に説明するように、光源８０
に対する各セグメント１００の位置は、それらが、光を
再指向し、非常に能率的に高度に制御された態様でレン
ズ２４を通して投射するように定められている。

【００３８】図９Ａは、照明器具１０の後方からみた透
視図であり、後部パネル２２を示す。後部パネル２２
は、掛金５６によって閉鎖密閉位置に枢動自在に付設す
ることができるという点で前部パネル２４と同様であ
る。図９Ｂに示されるように、この好ましい実施例で
は、二次反射器７０の放物線形状を創生し、個々のセグ
メント１００を所定位置に保持するためにフレーム１１
０が用いられている。

【００３９】図１０は、フレーム１１０の細部を示す。
フレーム１１０は、ほぼ長方形の副フレーム１１２と、
副フレーム１１２に付設された２つの湾曲フレーム部材
１１４，１１６から成る。湾曲フレーム部材１１４，１
１６は、放物線１０６（図１４Ａ、１４Ｂ参照）に沿っ
て延長している。各湾曲フレーム部材１１４，１１６に
沿って複数の耳片１１８が一定の間隔を置いて突設され
ており、各対応するセグメント１００を対応する耳片１
１８と１１８の間に連結することができるようにフレー
ム部材１１４の耳片１１８とフレーム部材１１６の耳片
１１８とが水平方向に整列されている。

【００４０】図１０に示されるように、各耳片１１８に
それぞれ鏡セグメント１００の一端を支持するための取
付ブラケット１２２が付設されている。又、側部反射器
又は側部鏡７２，７４のためのスロット１２４を有する
１対の側部鏡取付部材（ブラケット）１２３，１２５が
フレーム１１０の両側から前方へ延設されている。各対
の側部鏡取付部材１２３，１２５は、垂直ロッド７３
（図２参照）の両端を受容し、対応する上下１対の側部
鏡７２，７４をハウジング１２の内側面に取り付ける。
側部鏡７２，７４は、ロッド７３の周りに枢動自在であ
り、それらの向きを変更することによって照明器具１０
から出射される光ビームの水平方向の幅を変更すること
ができる。

【００４１】図１１Ａは、ブラケット１２２の細部を示
す。ブラケット１２２のフランジ１２８は、各耳片１１
８の２つの割り半分体１４６と１４８の間に嵌合する。
耳片１１８とフランジ１２８を貫通してねじ１８０とブ
ッシュ１８８（図１１Ｂ参照）が挿通されており、ブラ
ケット１２２を枢動させるピボット（枢動）軸を構成す
る。キャリッジボルト１２６が、耳片１１８の２つの整
合した割り半分体１４６，１４８に穿設された整合孔
と、フランジ１２８に形成された曲線状スロット１３０
を通して挿通されている。ボルト１２６は、ブラケット
１２２を所定位置に錠止するためにナット１２７によっ
て締着することができる。ブラケット１２２の傾動可能
範囲は、スロット１３０によって規定される。かくし
て、鏡セグメント１００の両端を保持しているブラケッ
ト１２２のボルト１２６が締め付けられるまでは、スロ
ット１３０に沿ってのボルト１２６の移動範囲内で鏡セ
グメント１００を傾動させることができる。

【００４２】図１１Ａは、又、比較的脆弱な鏡セグメン
ト１００にそれを破断するような力が加えられるおそれ
を少なくするような態様で鏡セグメント１００をブラケ
ット１２２に取り付ける取付構造を示す。この取付構造
は、又、セグメント１００を比較的容易で迅速な着脱を
可能にする。ブラケット１２２は、断面Ｃ字形状の本体
部分１３４を有し、フランジ１２８はこの本体部分１３
４の一側から延長している。板ばね１３６をボルト、リ
ベット又はその他の締着部材によってブラケット１２２
に係留することができる。板ばね１３６は、その両外端
が鏡セグメント１００の裏面の頂縁及び底縁にまで延長
するように付形されている。ねじ１４０をブラケット１
２２の本体部分１３４の裏面に溶接されたナット１４１
を通して螺進させることによってばね１３６の両端を鏡
セグメント１００の裏面に圧接させる。鏡セグメント１
００にクッション作用を付与し、この取付構造によって
鏡セグメントに及ぼされる力から防護するために、鏡セ
グメント１００のおもて面及び頂縁及び底縁とブラケッ
ト１２２の本体部分１３４のジョー（フック状部分）と
の間にパッド１４２を介設し、ばね１３６の両端にテフ
ロン製ブロック１４４を装着することができる。テフロ
ンは、光源８０によって器具１０内に生じる熱に耐え
る。

【００４３】この取付構造によれば、ねじ１４０を螺進
させて板ばね１３６を介して鏡セグメント１００の裏面
の頂縁及び底縁に押圧力を加え、鏡セグメント１００を
ブラケット１２２の本体部分１３４のジョーに圧接させ
ることによって鏡セグメント１００をフレーム１１０に
しっかり取り付けることができ、しかも、鏡セグメント
を容易に抜差しすることができることが理解されよう。
又、取付構造は、鏡セグメント１００にその亀裂、破断
又は弓状屈曲をもたらすような力又はトルクが加えられ
るおそれを少なくする。

【００４４】図１０にみられるように、各ブラケット１
２２の本体部分１３４は、ブラケット１２２の一側に延
長している。図１０に示された構成では、ブラケット１
２２は、１つのセグメント１００の両端において本体部
分１３４が一方の方向に向けられるように配置され、次
のセグメント１００の両端において本体部分１３４が反
対の方向に向けられるように配置されている。これによ
って、セグメント１００を互いに密接させて配置するこ
とができ、各セグメントを枢動させて微調節する際に、
隣接するブラケット１２２が互いに干渉するのを防止す
る。

【００４５】図１１Ｂは、フレーム１１０の耳片１１８
に対するブラケット１２２の取付態様の詳細を示す。耳
片１１８の割り半分体１４６と１４８は、それらの間に
ブラケット１２２のフランジ１２８を挿入することを可
能にする。フランジ１２８のスロット１３０（図１１Ａ
参照）を耳片１１８の半分体１４６及び１４８に穿設さ
れた孔に整列させ、キャリッジボルト１２６をそれらの
孔及びスロットを通して挿通する。図１１Ｂにみられる
ように、ブッシュ１８８（圧縮率５０％）が、耳片１１
８の半分体１４６，１４８に穿設された孔１７８とブラ
ケット１２２のフランジ１２８に穿設された孔１８１を
通して挿入されている。ブッシュ１８８の両端に１つづ
つ外側ワッシャ１８６，１８４（いずれも＃１０ワッシ
ャ）を装着し、ワッシャ１８６とブッシュ１８８の一端
との間に厚さ７．９３７５ｍｍ（５／１６ｉｎ) のワッ
シャ１９０が介設されている。ワッシャ１９０と耳片１
１８の半分体１４６の外面との間にベルビルワッシャ
（皿形ワッシャ）１９２Ａ，１９２Ｂが介設されてい
る。

【００４６】ブッシュ１８８は、精密なピボット軸であ
る。ねじ１８０とナット１８２は、ワッシャ１９２Ａ，
１９２Ｂを圧縮するのにちょうど十分なだけ締め付けら
れる。かくして、ワッシャ１９２Ａ，１９２Ｂは、耳片
１１８の半分体１４６，１４８をブラケット１２２のフ
ランジ１２８に対して、フランジ１２８の耳片１１８内
での容易で精細な枢動を可能にするのにちょうど適した
クランプ力で持って押圧し、しかも、一旦その枢動が行
われたならば、ブラケット１２２をその位置に保持す
る。従って、図１１Ｂの構成は、各セグメント１００を
迅速、円滑、正確、かつ容易に調節することを可能に
し、キャリッジボルト１２６が締め付けられるまでセグ
メント１００を所定位置に保持するのに十分な張力を与
える。ナット１２７をキャリッジボルト１２６に締め付
けることによって各ブラケット１２２を耳片１１８に錠
止する操作は、セグメント１００の正確な整列を乱すこ
となく行うことができる。

【００４７】図１２は、フレーム１１０、特に、湾曲フ
レーム部材１１４，１１６を詳細に示す。各湾曲フレー
ム部材１１４，１１６は、実際は、スペーサ１５０によ
って僅かに離隔された位置に保持された外側半分体１４
６と内側半分体１４８とで構成される。スペーサ１５０
は、各湾曲フレーム部材１１４，１１６の半分体１４６
と１４８の後縁に点溶接されたものであり、半分体１４
６と１４８とを耳片１１８のところで互いに接近する方
向に弾性的に押圧することができるようになされてい
る。従って、ブラケット１２２のフランジ１２８を各耳
片１１８のところで湾曲フレーム部材１１４，１１６の
半分体１４６と１４８の間の空間に嵌入することができ
る。

【００４８】図１３は、照明器具１０に関連する幾つか
の部品の詳細図である。図１３の右側には、耳片１１８
に対するブラケット１２２の結合態様の詳細を示し、左
側は取付部材１２３と側部鏡７４を示す。図１３は、
又、フレーム１１０が、その両側に固定されて外方に突
出したブラケット１５６（図１０をも参照）と、ハウジ
ング１２の内側面に固定されたブラケット１５４を介し
てハウジング１２に固定される態様をも示している。ブ
ラケット１５４と１５６はボルト１５２によって固定さ
れる。図１５及び１６に詳細に示されているように、各
ブラケット１５４には垂直方向のスロット１５８が穿設
されている。かくして、図１６に示されるように、ボル
ト１５２を弛めてフレーム１１０全体を右又は左へ傾け
ることができる。図１５は、フレーム１１０が中心（基
本）位置にあるところを示す。ボルト１５２を締めれ
ば、フレーム１１０を所定位置に錠止することができ
る。

【００４９】図１４Ａは、反射器７０の好ましい断面形
状を示し、各セグメント１００が互いに協同してその形
状を画定する態様を示す。この形状は放物線状とするこ
とが好ましい。図１４Ａに示されるように、線１０２及
び１０４は、それぞれＸ軸線及びＹ軸線を表す。線１０
２は、反射器７０の（側面からみた）放物線１０６の中
心を通る平面である。いろいろな異なる放物線形状を用
いることができるが、好ましい形状は、式ｘ2 = ４ｆｙ
（ここで、ｘは水平方向の距離、ｙは垂直方向の距離、
ｆは焦点である）によって規定される。図１４Ａに示さ
れるように、放物線１０６が選定されたならば、個々の
鏡セグメント１００をその放物線１０６に合致するよう
に向けて並置させる。図１４Ａに示された実施例では、
鏡セグメント１００は、高さ１０．１６ｃｍ（４ｉｎ）
の平坦なセグメントである。各セグメント１００を放物
線１０６にできるだけ合致するように配置する。

【００５０】好ましい実施例では、セグメント１００
は、鏡面化裏面を有するガラス板で形成されている。こ
れらのセグメントは、拡散反射性が極めて小さく、（鏡
のように）高い正反射性を有する。ただし、これより低
い正反射性を有する反射表面を用いることもできる。正
反射性の度合は、どの程度の制御性が必要であるかに応
じて定める。レーストラックの用途においては、トラッ
クに照射される光と観客との間の短い距離に亙って非常
にシャープな（画然とした）カットオフを得るために高
度の制御性が必要とされる。ガラス板の鏡面化裏面は、
鏡がガラス板の裏面（第２面）にあるので第２面鏡と称
される。通常のガラス板のおもて面即ち第１面からは、
若干の光（入射光のうちのほぼ４％）の反射がある。
又、ガラス板の裏面即ち第２面からも、若干の光（やは
り入射光のうちのほぼ４％）の反射がある。第２面鏡を
用いるのは、ガラス板は、若干の光を反射し、吸収によ
って少量の光が失われるにもかかわらず、人間の目に反
射されると、目を焼きつけるおそれのある紫外線を吸収
するからである。ガラス板の第１面及び第２面からの反
射光は、鏡面化表面から反射された光と同じ方向に進む
ので、失われる光の量は最少限にされる。又、鏡面化表
面は脆弱である。従って、鏡面化表面をガラス板の裏面
に設けることによって鏡面化表面を引っ掻いたり、傷め
たりすることなく、セグメント１００を清掃することが
できる。ただし、所望ならば、第１面鏡を用いることも
可能であり、ガラス板による光の反射又は吸収の問題
は、回避される。

【００５１】図１４Ｂは、図１４Ａと同じ図であるが、
図１４Ａのセグメント１００の変型であるセグメント１
００Ａを示す。鏡面付きセグメントを放物線１０６の曲
線により密に追従させることが好ましい場合がある。し
かし、図１４Ａの平坦なセグメント１００では放物線１
０６の曲線に近似的に追従するだけである。従って、特
に、放物線１０６の中央部における曲線の曲率が大きい
（曲率半径が小さい）場合は、放物線１０６に沿って各
部位においてその曲線に密に合致するように、図１４Ｂ
に示された垂直断面でみて湾曲した鏡面付きセグメント
１００Ａを用いることができる。この場合、放物線１０
６の両外端に配置するセグメント１００Ａは、放物線１
０６の中央部に配置するセグメント１００Ａより曲率の
小さいものを用いることができる。各セグメント１００
又は１００Ａをブラケット１２２に取り付ける態様は、
図１０〜１４に詳細に示されている。

【００５２】図１７は、支柱４２へのフォーク３０の取
付態様を示す。フォークの水平横部材の底壁に、該底壁
に穿設された孔１６２を囲むようにして管１６０を溶接
又はその他の方法によって固定する。管１６０の上端は
端板によって閉鎖されているが、その端板に孔１６４が
穿設されている。支柱４２の直径は、孔１６２及び管１
６０の内径より僅かに小さい。次いで、管１６０を支柱
４２の上端に被せるようにしてフォーク３０を支柱４２
上に座置させる。電気配線１６６を孔１６３，１６４を
通して支柱４２内に挿入し、地中にまで延長させる。

【００５３】図１８は、照明器具１０のハウジング１２
とフォーク３０との枢動連結部３２を詳細に示す。この
実施例では、ハウジング１２内でフレーム１１０を傾動
自在に調節するのに使用されるブラケット１５４（図１
３をも参照）が、枢動連結部３２の一部として用いられ
る。ブラケット１５４のプレート２００をハウジング１
２の側壁１８の内側面に平行に当接させる。内管２０２
をプレート２００に符号２０４で示されるように溶接
し、ハウジング１２の側壁１８の孔を通してハウジング
１２の外へ突出させる。プレート２０６、外管２０８及
びプレート２１２を内管２０２の外周に嵌め込み、プレ
ート２０６及びプレート２１２をそれぞれ溶接２１０，
２１４によって外管２０８に固着する。

【００５４】ボルト２１６をプレート２０６、ハウジン
グ１２の側壁１８及びプレート２００の孔を通して挿通
し、ナット２１８を締めることによってプレート２０６
をハウジング１２に固く締着する。この構成は、枢動連
結部３２を強固な連結とする。プレート２０６とハウジ
ング１２の側壁１８の間にシリコーン製の平坦なガスケ
ットを介設することができる。

【００５５】一方、フォーク３０の直立アームにボルト
２２０を通す。ボルト２２０の外端にワッシャ２２６を
嵌める。このワッシャ２２６とフォーク３０のアームの
外壁との間に小さいスペーサ２２４を介設し、ワッシャ
２２６をフォーク３０のアームの外壁から離隔させる。
次いで、ナット２２８をボルト２２０の外端に締め付け
てワッシャ２２６に当接させる。図１２８から分かるよ
うに、ナット２２８を弛めれば、プレート２１２をフォ
ーク３０に対して回動させることができる。その際、内
管２０２は、ハウジング１２及びプレート２１２と一緒
にフォーク３０のアームの側壁に穿設された孔２３０内
で回動する。かくして、ハウジング１２を所望の向きに
枢動した後、ナット２２８を締めてワッシャ２２６を介
してプレート２１２をクランプすれば、ハウジング１２
がフォーク３０に対して所望の向きに固定される。

【００５６】Ｃ．作動 図１９は、レーストラック３００を概略的に縮小図で示
す。上述した米国特許第５，３３７，２２１号及び５，
３４３，３７４号の場合と同様に、本発明の照明器具
は、長さ１マイル以上で幅の広いトラックに使用するこ
とができる。本発明の照明器具１０を使用する態様を理
解し易くするために、図１９には、多数の照明器具１０
をレーストラック３００のインフィールドの周りに地面
に設置した場合が示されている。米国特許第５，３３
７，２２１号及び５，３４３，３７４号に説明されてい
るように、このような配置の利点の１つは、トラックの
インフィールド内の観客の視界を遮り、トラックの外側
にいる観客にとっても、トラックの観客からは遠い側の
視界を遮る背の高い照明ポールをトラックのインフィー
ルドから排除することができることである。又、そのよ
うな背の高い照明ポールは、観客にとっても、テレビカ
メラの撮影にとっても、高速で走行するカーに随伴する
「ピケフェンス」（杭垣）問題を惹起する。

【００５７】更に、照明器具１０を地面に設置すること
によって、光源が、それを必要とする場所、即ちトラッ
ク３００の近くに配置され、しかも、光に対する照明器
具１０の高度な制御性により、トラックの外周縁に近い
場所にいる観客に対しても光がこぼれて観客の目に入ら
ないように光をトラックの上に投光することができ、シ
ャープなカットオフを可能にする。

【００５８】ただし、照明器具１０は、非常に背の高い
ポールを含め、ポールに設置することもでき、又、記者
席、梁、上部構造等の高架構造物に設置してもよい。多
くの場合、本発明の照明器具１０を使用することによ
り、在来型の照明器具の場合に必要とされる照明器具台
数を少なくすることができる。従って、エネルギー、初
期コスト、メンテナンス費用の節減を達成することがで
きる。

【００５９】図２０は、本発明の照明器具１０から創出
することができるビームパターンのタイプを示す。シャ
ープなカットオフを有する高度に制御されたビームパタ
ーンは、レーストラックに関連して上述した理由にから
極めて有利である。更に、光源取付台５８を備えたこの
好ましい実施例は、光源８０を前方からの直接視界から
遮蔽するので、眩光が観客の目に入るのを防止し、レー
シングカーのドライバに対しても眩光を排除する。

【００６０】これらの照明器具１０は、間隔を置いて設
置され、ビームを最適に利用し得るような態様にトラッ
ク３００上に投射するようにトラニオン取付機構上で調
節される。器具１０を位置調節し、所望位置に錠止する
ために止めナット及び止めねじ等の部材、又はその他の
いろいろな方法を用いることができる。

【００６１】実際の使用においては、トラックの外にい
る観客に対してシャープなカットオフラインを設定する
ために二次反射器７０の各セグメント１００又は１００
Ａを個別に調節する。照明器具１０のための図２０に示
された配置においては、アークチューブ８２の底部が、
常に、照明器具１０によって投射されるビームの頂部を
画定する。従って、各照明器具１０の各セグメント１０
０を個別に調節することにより試行錯誤によって、シャ
ープなカットオフを得るために各セグメントのカットオ
フラインが例えばトラックの周りの擁壁３２３の頂縁に
一致するようにすることができる。通常、各セグメント
１００の調節は５°程度以上にはならないが、より大き
い角度の調節も可能である。

【００６２】各セグメントの個別の調節が可能であるこ
とは、又、照明器具の製造工場での各セグメントの照準
設定をも可能にする。換言すれば、特定の照明用途に合
わせて特定の特性のビームを創出するように各セグメン
トを設置現場の外で（出荷前に製造工場で）予め照準合
わせしておくことができる。従って、照明器具は、単に
現場へ出荷して所定の設計に従って据え付ければよい。
それによって、各鏡セグメント１００の現場での手動調
節操作を省除する。

【００６３】本発明のもう１つの特徴は、二次反射器７
０を器具１０のハウジング１２内で調節することができ
ることである。換言すれば、二次反射器７０を器具１０
のハウジング１２に対して回転させ、傾動させることが
できる。この操作は、照明器具のハウジング１２自体を
傾動させることに加えて行うことができる。この操作が
必要とされるのは、例えば、照明器具をレーストラック
３００に設置するときである。照明器具の前を走り過ぎ
るドライバの目に光ビームが入射するのを避けるために
ビームの大部分をトラックに対して上向きに投射させる
ように器具１０全体を回動させた場合、照明器具の頂部
のカットオフが、トラックの、照明器具のある側とは反
対側の擁壁３２３の頂縁に正確に合致しなくなる場合が
ある。しかしながら、本発明によれば、二次反射鏡を照
明器具内で照明器具に対して、かつ、地面に対して傾動
させることができるので、擁壁３２３に沿ってのカット
オフを擁壁の頂縁に正確に合致するように調節すること
ができる。

【００６４】本発明の照明器具の効率が米国特許第５，
３３７，２２１号及び５，３４３，３７４号のそれを上
回るのは、幾つかの要因の結果である。ここでいう効率
とは、主として、利用可能な光をいかに効率的に利用で
きるかということである。例えば、二次反射器７０のセ
グメント１００又は１００Ａを放物線に沿って整列する
ように配置し、それらのセグメントのサイズ及び形状を
光源のサイズ及び形状を基準にして選定することによ
り、光源からの光を目標によりよく合致するようにする
ことができる。換言すれば、照明器具からの光が目標内
に合致すれば、光を目標の外に無駄に失うことがなく、
従って、効率を高めることができる。

【００６５】湾曲した鏡セグメント１００Ａを用いれ
ば、各セグメントからのビームの垂直方向の幅を非常に
狭くすることができるので、この効率を更に高めること
ができる。レーストラックの例では、レーストラックの
擁壁即ち外壁光が観客の目に入射するのを防止するため
と、光の進行方向前方に横方向に延長している長くて狭
いトラックの上にすべての光を収めるために外壁の頂縁
のところに非常に正確なカットオフを設定す必要がある
が、湾曲した鏡セグメント１００Ａを用いることによっ
て１０°程度の狭いビームを創出することができる。本
発明の好ましい実施例による照明は、米国特許第５，３
３７，２２１号及び５，３４３，３７４号のものに比べ
て３倍ほどの高い効率を実現することができる。

【００６６】本発明が効率を高めることができる理由の
第２の例は、一次反射器９４を利用することである。一
次反射器９４は、基本的には、より多くの光を集める機
能を有している。この一次反射器がなく、二次反射器７
０だけでは、光源（アークチューブ）８２からほぼ１８
０°の角度範囲の光しか集められない。一次反射器９４
を用いると、光源から更に１２０°ほどの角度範囲の光
を集めることができる。その光の一部は、一次反射器が
なければ、照明器具の側部へ、あるいは目標区域の外へ
跳ね返ってしまうか、あるいは、幅広く拡がり過ぎて目
標区域に使用することができない光である。

【００６７】本発明が効率を増大することができる理由
のもう１つの例は、側部鏡７２，７４（図２及び１３参
照）を利用することである。これらの側部鏡は、光源か
ら直接取り入れられず、二次反射器７０から反射した光
を集めるので、第３（三次）反射器と称することができ
る。そのような光は、側部鏡７２，７４がなければ、使
用されずに失われるか、照明器具の内側壁によって吸収
され、目標に向けて差し向けられることはない。

【００６８】本発明が効率を増大することができる理由
の更にもう１つの例は、照明器具の前部のレンズ２４の
両面に非反射性コーチングを施すことである。これは、
光がガラス板の第１面及び第２面（表裏両面）に入射し
たときに生じる反射損失を少なくする作用を有する。

【００６９】従って、本発明の全体構成は、米国特許第
５，３３７，２２１号及び５，３４３，３７４号に開示
された照明器具に比べて相当大きな効率の増大を達成
し、従来の標準的な照明器具に比べれば更に大きな効率
の増大をもたらす。

【００７０】図２及び１３は、側部鏡７２，７４（通
常、照明器具１０の側壁の内側面に取り付けられる）を
利用することによって更なる効率の増大を可能にするこ
とができることを示す。図１３は、側部鏡７２，７４
は、光を受取り、それを目標に向けて反射するように枢
動自在に調節することができる（フレーム１１０の各側
で上側ブラケット１２５と下側ブラケット１２３の間に
延設されたロッド７３参照）ことを示す。側部鏡７２，
７４は、照明器具１０からの光ビームの水平方向の幅を
所望に応じて狭めるのに用いることができる。照明器具
の効率の増大は、ビームを目標の形状に整合させること
によって達成される。追加の光はほとんど創生されな
い。例えば、米国特許第５，３３７，２２１号及び５，
３４３，３７４号の照明器具に比べると、それらの特許
の場合ある種の状況下では、一次反射器からの光が光が
二次反射器の外側に落ち、従って目標に向けられないの
で、失われることになる。

【００７１】本発明の照明器具１０に関連して上述した
ように、本発明によれば「効率」が高められるので、照
明器具間の設置間隔を大きくすることができる。例え
ば、米国特許第５，３３７，２２１号及び５，３４３，
３７４号の照明器具に比べて、本発明の照明器具１０
は、レーストラック３００に沿ってより広い間隔を置い
て設置することができる。照明器具をレーストラックに
沿って比較的広い間隔を置いて設置することが望まれる
１つの理由は、レース上に過剰な光が注がれるのを回避
することである。照明器具間の間隔は、主として、光源
ランプの単位ワット数当りの創出光量によって定められ
る。このことは、例えば、照明器具間の間隔を狭くすれ
ば、光源のワット数を小さくすることができるというこ
とを考えれば、容易に理解さえよう。

【００７２】眩光を排除するために光の一部を遮蔽した
い場合がある。その場合は、例えば、光源取付台５８の
外表面に均一な黒色塗装を施すことができる。光源取付
台５８は、アークチューブ８２からの光が照明器具から
直接出射されるのを防止するだけでなく、外表面に均一
な黒色塗装を施されていることによって、さもなくば眩
光又はその他の問題を惹起する原因となる光を吸収する
ことができる。

【００７３】Ｄ．随意選択、特徴及び変型例 ここに説明した好ましい実施例は、単に例として挙げら
れたものであり、本発明を制限するためのものではな
い。従って、本発明は、そ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り、いろいろ
な変更及び改変を加えることができることを理解された
い。既に幾つかの変型例が挙げられているが、更に追加
の変型例を以下に述べる。

【００７４】一次反射器９４に関しては第１面又は第２
面反射器又は鏡を用いることができる。第１面鏡は、光
のカットオフ機能が優れているので、多くの場合に用い
られる。一次反射器９４は、光源であるアークチューブ
に接触又は近接して配置されていることにより、レース
トラックに用いられた場合大きな高架を発揮する。

【００７５】照明器具１０の前部のレンズ２４はガラス
板とすることができる。随意選択の１つは、ガラスレン
ズ２４の各表面（第１及び第２面即ちおもて面と裏面）
の反射を少なくし、そのような反射によって惹起される
眩光を減少させるために、前部ガラスパネル２４の両面
に反射防止コーチングを施すことである。

【００７６】鏡セグメント１００又は１００Ａは、他の
手段と組み合わされずに単独で使用されると、状況によ
っては、光縞の問題を惹起することがある。例えば、米
国特許第５，３３７，２２１号及び５，３４３，３７４
号においては、各々個別に照準調節することができる複
数のセグメントで構成されたセグメント式反射鏡では、
光強度の弱い部分と光強度の強い部分とが縞状に生じる
ことがある。本発明の照明器具１０は、一次反射器９４
をアークチューブ８２に接触又は近接して配置すること
によってこの問題を克服する。一次反射器９４は、アー
クチューブ８２からの光をアークチューブのアーク流を
通してアークチューブへ戻すように再指向し、アークチ
ューブから出射されて直接二次反射器７０に向けられる
光と協同して、各セグメント１００又は１００Ａからの
ビームとビームの間を円滑に埋めることによって光縞の
発生を防止する。

【００７７】又、個別の鏡セグメント１００又は１００
Ａが用いられるので、特定の用途に適する特定の光ビー
ムを創出するように、鏡セグメントを交換したり、調節
したりすることができる。例えば、鏡セグメントをその
水平軸線の周りに傾動することによって、ビームを垂直
方向に拡げたり、縮めたりすることができる。ただし、
ビームを垂直方向に拡げることができる範囲には限度が
ある。鏡セグメントは（図１４Ａに示される平坦な鏡セ
グメント１００であれ、図１４Ｂに示される湾曲鏡セグ
メント１００Ａであれ）、傾動されてビームを垂直方向
に大きく拡げ過ぎると、光縞（光強度の弱い部分と光強
度の強い部分とが縞状に交互に存在するパターン）を伴
う斑なビームパターンを生じることがある。

【００７８】図１４Ｂの湾曲鏡セグメント１００Ａの場
合は、放物線１０６が、その頂点（即ち、中央部）近く
においての方が両外端部分におけるより大きい曲率で湾
曲している。従って、単に、比較的曲率の大きい中央部
のセグメント１００Ａと比較的曲率の小さい両外端部分
のセグメント１００Ａとを交換することによってビーム
の幅を広げることができることが判明している。セグメ
ント１００Ａの取り付け態様に関連して先に説明した構
造は、この機能を達成するために比較的容易にセグメン
ト１００Ａを脱着し、交換することを可能にする。

【００７９】又、各鏡セグメントは、予め照準を定めて
おくことができる。このことは、１つのセグメントから
の反射光を他のセグメントからの反射光の上に重ねるこ
とができることを意味し、従って、そのビームによって
照射されるトラック部分の光強度を倍増することができ
る。又、トラニオン又はそれに類する取付機構を使用す
ることにより、トラックの各部分に対してビームの正確
な照準を可能にし、ビーム自体の調節を可能にする。各
鏡セグメントを個別に調節することができることによ
り、先に説明したように、各反射像に関してカットオフ
点を整合させることを可能にする。

【００８０】鏡セグメント１００又は１００Ａを反射器
フレーム１１０に取り付ける構造も、いろいろに変更す
ることができるが、ここに示された実施例では、個々の
鏡セグメントの照準操作を容易にするために特別な取付
システムが用いられている。

【００８１】又、あくチューブのための安定器は、ハウ
ジング１２の内部に配置してもよく、あるいは、過熱問
題を回避するためにハウジング１２の内部に配置しても
よい。

【００８２】好ましい実施例では、二次反射器のセグメ
ントとして長方形の鏡セグメントが用いられ、それらの
鏡セグメントの長手方向に細長い、又は、直線状の光源
が用いられている。この構成は、光をレーストラックの
ような目標区域に合致させるのに適している。なぜな
ら、照射する必要のあるレーストラック及び擁壁は、水
平方向に細長いが、擁壁を越えて観客内にまで光を投射
することなく、又、トラックのインフィールド側に多量
の光を投射することなく、トラックによって画定される
水平方向の比較的狭い区域と擁壁に光を投射するために
垂直方向に非常に幅の小さいビームを必要とするからで
ある。従って、この好ましい実施例は、バスケットボー
ルコート、ホッケー競技場、フットボール競技場、長方
形のステージ等の方形の目標区域等に適用することがで
きる。

【００８３】ビームの頂部の正確なカットオフがどのよ
うにして得られるのかを理解するために図２０を参照し
て説明する。図２０は、概略的であり、実寸ではなく、
例示の目的で示されたものである。図２０には、光源８
２と、一次反射器９４と、二次反射器７０のための数枚
の代表的な鏡セグメント１００が示されている。擁壁３
２３を有するレーストラック３００と、レーシングカー
３２１も示されている。

【００８４】参照番号３２６は、アークチューブ８２の
底部を示し、参照番号３２８は、アークチューブ８２の
頂部を示す。符号Ａ，Ｃ，Ｅ，Ｇ，Ｉ，Ｋ，Ｍ及びＯ
は、各セグメント１００の頂縁を示し、符号Ｂ，Ｄ，
Ｆ，Ｈ，Ｊ，Ｌ，Ｎ及びＰは、各セグメント１００の底
縁を示す。

【００８５】入射角の基本的な法則は、反射角のそれと
同じであり、従って、各鏡セグメント１００の頂縁に光
を投射するアークチューブ８２の最下点は、その対応す
る鏡セグメントからの反射ビームの頂部を画定する。従
って、本発明は、各鏡セグメント１００を光源８２に対
して正確に調節することができるような態様で各鏡セグ
メントを光源８２に対して配置することを可能にし、そ
れによって、すべての鏡セグメント１００からのビーム
が基本的に擁壁３２３の頂縁に収斂するように、反射角
を各鏡セグメント１００の頂縁に対して整合させること
ができる。従って、どの鏡セグメント１００からの光
も、擁壁３２３の頂縁を越えることがなく、非常にシャ
ープなカットオフを得ることができる。残りの光は、ト
ラックを横切る。図２０において、トラックの幅は、参
照番号３２５，３２５で表されており、それらの参照番
号はビームに対応している。

【００８６】光源に近いセグメントは、光源から比較的
遠いセグメントより垂直方向の幅の広いビームを創出す
るので、トラックの幅の大部分又は全部をカバーする垂
直方向の幅を有するビームを創出するように設計され
る。図２０に示されるように、反射器７０の両端よりに
位置し、光源から遠いセグメントは、垂直方向の幅の小
さいビームを創出する。

【００８７】従って、各セグメントはビームの頂部を擁
壁の頂縁に収斂させるように調節されているので、各セ
グメントからトラックの最も遠い側へのビームが累積的
に積重される。これは、トラック３００の全幅に亙って
均一な照明を与えるのに役立つ。なぜなら、照明器具か
ら遠いところへの光強度を強くし、照明器具から近いと
ころへの光強度を弱くするからである。かくして、照明
を均一にするために照明の基本法則が用いられ、それは
個別セグメントによって可能にされる。

【００８８】図２０は、又、一次反射器９４の使用によ
って光源からのより多くの光が集められ、それがセグメ
ントによって制御されてより多くの光をトラック３００
内に投射する態様を示す。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１Ａは、本発明の好ましい実施例による照明
装置の前方右側からみた透視図である。図１Ｂは、ポー
ルに高架された多重照明装置の概略立面図である。

【図２】図２は、図１Ａの装置の拡大孤立透視図であ
り、前部レンズが開放位置にあるところを示し、照明器
具のハウジングの内部に収容された大サイズの二次反射
器と、光源及び一次反射器のための取付機構の一部を示
す。

【図３】図３は、図４の線３−３に沿ってみた側面図で
ある。

【図４】図４は、図２の光源取付台の上からみた拡大平
面図である。

【図５】図５は、図４の線５−５に沿ってみた背面図で
ある。

【図６】図６は、図２の簡略化した縮小正面図である。

【図７】図７Ａは、光源と、それとは別体の湾曲一次反
射器の概略側面図である。図７Ｂは、光源と、それとは
別体の平坦な一次反射器の概略側面図である。図７Ｃ
は、光源と、そのコーチングとして設けられた一次反射
器の概略側面図である。

【図８】図８は、光源及び一次反射器の一実施例の孤立
透視図である。

【図９】図９Ａは、図１Ａの装置の後方左側からみた透
視図である。図９Ｂは、図９Ａの照明器具のハウジング
の拡大透視図であり、枢動開放された後部パネルと、二
次反射器を支持するフレームの後部を示す。

【図１０】図１０は、二次反射器の各セグメントが取り
付けられた反射器フレームの拡大孤立透視図である。

【図１１】図１１Ａは、図１０の線１１Ａ−１１Ａに沿
ってみた拡大側面図であり、１つの鏡セグメントと、そ
の鏡セグメントの一端を図１０のフレームに連結する連
結部材を示す。図１１Ｂは、図１１Ａの線１１Ｂ−１１
Ｂに沿ってみた断面図である。

【図１２】図１２は、図１０の線１２−１２に沿ってみ
た拡大部分背面図である。

【図１３】図１３は、図９Ａの線１３−１３に沿ってみ
たハウジングの内部の一部分の拡大断面図であり、ハウ
ジング内の大型二次反射器の位置関係を示す。

【図１４】図１４Ａは、大型二次反射器の側面の拡大孤
立図であり、ここの反射器セグメントが配置されている
線を図解的に示す。図１４Ｂは、図１４Ａと同様の図で
あるが、図１４Ａの反射器セグメントの変型例を示す。

【図１５】図１５は、後壁を除去した照明器具ハウジン
グの内部の背面図であり、照明器具内での図１０のフレ
ームの位置調節を可能にするように二次反射器をブラケ
ットに取り付ける態様を示す。

【図１６】図１６は、図１５と同様の図であるが、図１
０のフレームが照明器具内で調節自在に回動されたとこ
ろを示す。

【図１７】図１７は、図１Ａの照明器具の垂直断面図で
あり、支持ポールが下方トラニオンボックスに取り付け
られる態様を示す。

【図１８】図１８は、図９の線１８−１８に沿ってみた
断面図である。

【図１９】図１９は、図１Ａの照明器具をレーストラッ
クの内側の周りに配置した例を示すレーストラックの上
からみた平面図である。

【図２０】図２０は、本発明の好ましい実施例の照明器
具の概略側面図であり、照明器具から発せられたビーム
に画然としたカットオフが創生される様子を示する。

【符号の説明】

１０：照明器具 １２：ハウジング １８，２０：側壁（側部パネル） ２２：後壁（後部パネル） ２４：全部パネル（レンズ） ２８：ベース ３０：フォーク ３２：枢動連結部 ４２：支柱 ４８：横アーム ５０：ポール ５６：掛金 ５８：光源取付大 ７０：二次反射器 ７２，７４：側部 ７３：垂直ロッド ８０：光源 ８２：アークチューブ ９２：取付大本体 ９４：一次反射器 １００：鏡（反射器）セグメント １０６：放物線 １１０：フレーム １１２：副フレーム １１４，１１６：湾曲フレーム部材 １１８：耳辺 １２２：取付ブラケット １２６：ボルト １２８：フランジ １３０：湾曲スロット １３６：板ばね １４６，１４８：割り半分体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 595116289 100 １ＳＴ ＡＶＥＮＵＥ ＷＥＳＴ Ｐ．Ｏ．ＢＯＸ 808 ＯＳＫＡＬＯＯＳ Ａ，ＩＯＷＡ 52577 ＵＳＡ

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 特定の形状を有し、相当大きなサイズを
   有する目標区域を相当に強い強度の光で照明するための
   照明器具であって、 実質的に透明な前部レンズを有するハウジングと、 該ハウジング内に配置された、一定の長さを有する高強
   度光源と、 該光源と同程度のサイズを有し、光源の一側から光を集
   めるように光源上に、又は光源に近接してほぼ光源の長
   手に沿って設けられた一次反射器と、 該一次反射器より相当に大きいサイズを有しており、前
   記光源から離隔して該光源の、該一次反射器がある側と
   は反対側の側面を取り巻くようにして前記ハウジング内
   に配置された二次反射器とから成り、該二次反射器は、
   フレームと、複数の同様なサイズ及び形状の反射器セグ
   メントと、ほぼ連続した二次反射器表面を形成するよう
   に該フレームに沿って該各セグメントを互いに近接して
   位置づけする取付部材と、該各セグメントを調節自在に
   傾動することができるように該取付部材とフレームとの
   間に連結された調節部材を含み、前記一次反射器は、そ
   れが集めた光を前記二次反射器へ差向け、該二次反射器
   は、該各セグメントを傾動させることによって互いに調
   節自在に位置ぎめされた、各セグメントからの反射光か
   ら成る高度に制御された複合光ビームを創出し、該光ビ
   ームが前部レンズを通して前記ハウジングから出射され
   るようになされていることを特徴とする照明器具。
2. 【請求項２】 前記フレームを前記ハウジングに取り付
   ける第２取付部材と、該第２取付部材とフレームとの間
   に連結されており、前記ハウジング内で該フレームの傾
   動を可能にする調節部材を含むことを特徴とする請求項
   １に記載の照明器具。
3. 【請求項３】 前記レンズは、非反射性コーチングを有
   していることを特徴とする請求項２に記載の照明器具。
4. 【請求項４】 前記二次反射器は、ほぼ平坦であるが、
   一平面内において湾曲していることを特徴とする請求項
   １に記載の照明器具。
5. 【請求項５】 前記湾曲は、放物線状であることを特徴
   とする請求項４に記載の照明器具。
6. 【請求項６】 前記一次反射器は、可視光線の大部分を
   反射するが、赤外線は透過することを特徴とする請求項
   １に記載の照明器具。
7. 【請求項７】 相当大きな区域を照明するための照明装
   置であって、 前記照明すべき区域に対して互いに離隔された位置に設
   置されたベースによって支持された複数基の照明器具か
   ら成り、該各照明器具は、レンズによって覆われた開口
   を有するハウジングと、該ハウジング内に配置された高
   強度光源と、該光源上に、又は光源に近接して設けられ
   た一次反射器と、該ハウジング内に該一次反射器から離
   隔して配置された二次反射器とから成り、前記一次反射
   器は、前記光源からの光を前記二次反射器へ差向け、該
   二次反射器は、一次反射器からと光源からの光を前記レ
   ンズを通して前記ハウジング外へ出射するようになされ
   ていることを特徴とする照明装置。
8. 【請求項８】 前記二次反射器は、放物線状の垂直断面
   形状を有し、前記ハウジング内で該ハウジングの両側部
   近くにまで向かって延長する幅を有していることを特徴
   とする請求項７に記載の照明装置。
9. 【請求項９】 前記二次反射器は、放物線に沿って個々
   に調節自在の複数のセグメントから成ることを特徴とす
   る請求項７に記載の照明装置。
10. 【請求項１０】 特定の形状を有する目標区域を相当に
    照明する方法であって、 目標区域から一定距離離れたところに光源を配置し、 さもなくばほぼ前記目標区域の方向に進むであろう該光
    源からの直接光を該光源に非常に近接したところで集
    め、 さもなくば該光源から離れる方向に進むであろう該光源
    からの他の光を集め、 それらの集められた光を前記目標区域の前記特定の形状
    にほぼ合致させるように該目標区域に差し向けることか
    ら成る照明方法。
11. 【請求項１１】 前記集められた光を前記目標区域に差
    し向けるために複数の反射器セグメントを使用し、それ
    らのセグメントから差し向けられた該集められた光の少
    くとも１つの外辺部が前記目標区域の同じ部位に照準さ
    れて該部位に光のシャープなカットオフを創生するよう
    に該各セグメントを前記光源に対して調節することを特
    徴とする請求項１０に記載の照明方法。
12. 【請求項１２】 前記光源は細長い光源であり、前記各
    セグメントは細長い長方形であり、前記目標区域は長方
    形であることを特徴とする請求項１１に記載の照明方
    法。
13. 【請求項１３】 前記光源の底部と、前記各セグメント
    の頂縁は、互いに平行であることを特徴とする請求項１
    ２に記載の照明方法。
14. 【請求項１４】 光源から離れた位置にあり、相当大き
    な拡がりを有する目標区域を照明する方法であって、 （ａ）アークチューブから創出された光の一部を該アー
    クチューブに近接した位置で該アークチューブと同程度
    のサイズの反射器によって反射させ、 （ｂ）該反射された光と、前記アークチューブからの他
    の光を画然と制御されたビームの形で前記目標区域の一
    部分へ再指向させ、 各々前記工程（ａ）及び（ｂ）に従って創出された複数
    の画然と制御されたビームを、前記目標区域の照明すべ
    きすべての部分を照明するために所要の位置へ照準する
    ことから成る照明方法。
15. 【請求項１５】 前記目標区域は、レーストラックであ
    ることを特徴とする請求項１４に記載の照明方法。
16. 【請求項１６】 前記各セグメントは、前記目標区域に
    向けられる焦点線を有する放物線に沿って配置され、該
    各セグメントは、前記光源の形状に類似した形状を有
    し、それらのセグメントが協同して前記照明すべき目標
    区域の形状に類似した形状を有する光ビームを投射する
    ことを特徴とする請求項１４に記載の照明方法。
17. 【請求項１７】 前記各セグメントは、長方形であり、
    前記光源は、該各セグメントの頂縁に平行な底縁を有
    し、該各セグメントによって創出されるビームの頂部
    が、前記目標区域の境界を画定する、該目標区域上の同
    じ位置に収斂するように各セグメントの傾斜角を定める
    ことによってシャープな画然としたカットオフを創生す
    ることを特徴とする請求項１６に記載の照明方法。
18. 【請求項１８】 前記各セグメントは、放物線状となる
    ように垂直平面内で湾曲しており、該放物線の頂点に近
    いセグメントの方が、放物線の頂点から遠いセグメント
    より大きい曲率で湾曲しているっことを特徴とする請求
    項１６に記載の照明方法。
19. 【請求項１９】 前記複数のセグメントの複合ビームの
    幅を変更するために前記放物線の頂点に対して異なる距
    離のとコロニアル少くとも２つのセグメントを交換する
    ことを特徴とする請求項１８に記載の照明方法。