KR19980701567A - 고효율적이며 고도의 제어가 가능한 조명 기구 및 방법(high efficiency, highly controllable lighting apparatus and method) - Google Patents

고효율적이며 고도의 제어가 가능한 조명 기구 및 방법(high efficiency, highly controllable lighting apparatus and method) Download PDF

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Abstract

본 발명은 고도로 제어된 성질의 빛을 만들어내며 빛의 충분한 활용을 가능하게 하는 조명 장치 및 방법에 관한 것이며, 광원(82), 광원(82) 또는 그 근처에 놓인 주 반사기(94) 그리고 광원(82) 및 주반사기(94)로부터 빛을 받으며 그것을 표적 영역으로 보내주는 보조 반사기(70)를 포함한다.

Description

고효율적이며 고도의 제어가 가능한 조명 기구 및 방법
고효율적이고 고도로 제어되는 고강도 조명이 유익한 경우가 많이 있다. 고강도 조명의 방법은 많이 알려져 있다. 대부분은 상당히 높은 와트 량의 아크 램프와 같은 종류의 것들을 사용하며 표적 영역으로 아크 램프로부터의 빛 일부를 보내기 위한 의도로 반사기를 사용한다. 널리 사용되는 예로서는 사발 모양의 반구형 반사기에 축상으로 설치된 아크 램프를 들 수 있다. 이런 형태의 조명은 미국 특허 제 5,343,374 및 5,337,221에 상세히 기술되어 있다.
비록 이런 형태의 설비가 상당히 고강도이며 고도로 제어되고 고도로 집중된 빔을 만들 수 있지만, 그 설비의 특성상 효율성 및 제어의 문제와 관련하여 약간의 어려움을 야기한다. 그런 설비는 일반적으로 결국 수십 피트의 높이로 올려져서 표적의 위치로 조사된다. 반사기가 대칭적인 것이기 때문에, 어떤 빛들은 표적 지점에 직접 조사되지만 다른 빛은 그 외곽에 조사되게 된다. 그런 빛은 스필 광(spill light)이라고 알려져 있다. 그것은 빛의 유용성을 떨어뜨리는데 그것은 그런 현상이 없다면 그 설비로부터 만들어진 빛은 표적 영역에서 유용하게 사용될 수 있는데도 그것은 표적 영역에 이르지 못하기 때문이다.
또한, 그런 설비가 비록 상당히 제어되고 집중된 빔을 만들어낸다고 하여도, 빛의 특성은 그런 빔이라도 정밀하게 먼 거리까지 평행하게 조사될 수 없고 따라서 흩어지고 분산된 어떤 빛이 존재하게 된다. 그러므로 먼 거리에서 각 설비로부터의 빔 패턴의 뚜렷한 차단(cutoff)을 얻기 어려우며 또한 정밀한 모양 및 빛의 다른 특성들을 제어하기가 곤란하다. 표적 영역의 모양과 그 설비로부터 나오는 빛의 모양을 맞추기도 어렵다.
미국 특허 제 5,343,374 및 제 5,337,221호는 빛의 제어 문제를 다루는 설비 및 방법을 보여주고 이를 설명하고 있다. 그들의 바람직한 실시예는 사발 형태의 반사기, 제1 반사기, 그리고 축상의 아크 램프로 된, 그러나 반드시 요구되는 것은 아닌, 조명 기구를 사용한다. 그 조명 기구는 표적 영역으로부터 벗어나 거울 또는 제2의 반사기로 유도된다. 거울은 제1 광원으로부터의 빛의 적어도 일부를 다시 반사한다. 그 조합체의 특성은 뚜렷하고 정밀한 차단을 할 수 있는 제어된 빔을 만들어내도록 되어 있다. 그러므로, 레이스 카 트랙을 예로 들면, 이 설비는 지면에 설치될 수 있다. 각 설비는 트랙의 폭을 커버하며 또한 트랙 바깥 단면 한계 벽의 상부 단면 또는 상부 단면에 매우 근접한 곳에서 차단하도록 광 빔을 보낸다. 그러므로 광 빔은 트랙의 밖이 아닌 트랙 상에 놓이게 된다. 다수의 그런 설비는 트랙의 내부 주위에 놓일 수 있으며 트랙에 대한 평평하고 균일한 그러나 제어된 조명을 이룰 수 있도록 배치될 수 있다.
비록 그런 시스템들이 효율성을 가진다 해도, 그 장치 및 방법과 관련하여 여전히 개선의 여지가 있다.
예를 들어, 그런 장치의 크기는 상당한 것이다. 미국 특허 제 5,337,221 및 5,343,374호에 기술된 바람직한 실시예에서, 빛 발생 설비는 축상의 아크 램프를 가지는 종래의 사발 모양의 설비와 동일한 크기를 가질 수밖에 없다. 예를 들어, 반사기는 그 면에 있어서 수 피트의 직경을 가질 수 있다. 거울 또는 제2의 반사기들은 수 피트의 높이 수 피트의 넓이를 갖는 것일 수 있고 빛 발생 설비로부터 수 피트 떨어져 있을 수 있다.
또한, 그런 유형의 장치들은 빛을 사용하는 효율성과 관련하여 어려움을 야기한다. 빛 발생 설비로부터의 모든 빛은 제2 반사기 또는 거울로부터 다시 반사된다. 예를 들어, 빛 발생 설비로부터의 어떤 빛은 거울의 밖에 쏘여질 수 있고 이것은 소실되게 된다.
또한, 이 장비의 위치결정 및 조정가능성이라는 측면에서의 유연성은 한계가 있다.
그러므로, 선행기술의 상태에서 진보된 고효율적이고 고도로 제어될 수 있는 조명 기구 및 방법을 제공하는 것이 본 발명의 주된 목적이다.
본 발명의 다른 목적은 빛을 효율적으로 사용하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
또다른 본 발명의 목적은 상당히 소형인 설비로부터 큰 영역에 대한 고도로 제어 가능한 빛을 제공하는 것이다.
또다른 본 발명의 목적은 생성된 빛의 특성에 대한 조정가능성과 같은 동작 특성과 관련한 유연성을 제공하는 것이다.
또다른 본 발명의 목적은 표적 영역으로 빛을 보내는 것과 관련한 유연성을 제공하는 것이다.
본 발명의 이들 및 다른 목적, 특성, 그리고 이점들은 첨부된 명세서 및 청구범위와 관련하여 더욱 명확해질 것이다.
발명의 요약
본 발명에 따른 장치는 고강도 광원을 포함한다. 제1 또는 주(主) 반사기는 광원에 또는 그에 근접하게 놓이며 광원과 거의 같은 정도의 크기이다. 광원보다 더 큰 제2 또는 보조 반사기는 광원으로부터의 직광(direct light)을 고도로 제어되는 방식으로 표적에 다시 보내진다. 주 반사기는 광원으로부터의 빛을 광원을 다시 거쳐 그리고/또는 고도로 제어된 방식으로 표적 영역으로 다시 반사하기 위하여 제2 반사기로 다시 반사한다.
광원, 주 반사기 그리고 보조 반사기는 동일한 하우징 내에 포함될 수 있다. 그 하우징은 표적과 관련하여 하우징의 조정 가능한 성질을 갖게 하는 베이스에 부착될 수 있다. 베이스는 지면에 놓여지거나 하우징을 들어올릴 수 있는 구조물과 같은 어떤 구조물에 연결될 수도 있다.
본 발명에 따른 방법은 광원의 빛 출력의 적어도 일부를 다시 광원을 통과하도록 다시 보내는 것을 포함하며, 그것은 광원에서 매우 근접한 곳에서 발생한다. 광원으로부터 직접 오는 빛, 그리고 다시 광원을 거치도록 다시 보내진 빛은 차례로 고도로 제어된 방식으로 표적 영역으로 다시 보내진다.
본 발명은 영역 또는 표적에 대하여 고도로 제어된 그리고 효율적으로 활용된 빛을 생성하기 위한 단일의 설비 또는 다수의 설비 내에서 사용될 수 있다.
본 발명은 상당히 넓은 영역 또는 표적의 조명과 관련이 있으며, 더 구체적으로는 고효율적이면서도 고도로 제어될 수 있는 방법으로 그런 영역 또는 타겟을 조명하기 위한 고강도 광원의 사용과 관련이 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 장치의 전면 및 우측면에 관한 사시도.
도 1A는 기둥에 올려진 다수의 장치들의 입면선도.
도 2는 열려있는 지점에 앞 렌즈를 갖는 도 1의 장치에 관한 확대 분리 사시도. 큰 제2 반사기, 그리고 광원을 위한 마운트(mount) 및 주 반사기는 설비의 하우징 내에 부분적으로 보여진다.
도 3은 도 4의 선 3-3에 따라 취해진 입면도.
도 4는 도 2의 광원 마운트에 관한 확대 평면도.
도 5는 도 4의 선 5-5에 따라 취해진 이면도
도 6은 도 2의 단순화되고 축소된 정면도.
도 7A는 광원 그리고 만곡되고 분리된 주 반사기의 측면선도.
도 7B는 광원 그리고 평평하고 분리된 주 반사기의 측면선도.
도 7C는 광원 및 코팅된 형태로의 주 반사기에 대한 측입면선도.
도 8은 광원 및 주 반사기의 실시예에 대한 분리 사시도.
도 9는 도 1의 장치의 이면 및 좌측면에 관한 사시도
도 9A는 축상으로 열려진 뒷벽 및 보조 반사기를 지지하는 프레임의 뒤를 보여주는 도 9에 따른 설비 하우징의 확대 사시도.
도 10은 보조 반사기의 부착된 세그먼트들(segments)을 가지는 반사기 프레임의 확대 분리 사시도.
도 11은 도 10의 선 11-11의 관점에서 일반적으로 취해진 도 10의 프레임에 대한 세그먼트의 한 끝의 연결 부품 및 하나의 거울 세그먼트에 관한 확대 입면도.
도 11A는 도 11의 11A-11A에 따라 취해진 단면도.
도 12는 도 10의 선 12-12에 따라 취해진 도 12의 부분확대 배면도.
도 13은 도 9의 선 13-13을 따라 일반적으로 취해진, 하우징 내의 큰 반사 프레임의 위치를 보여주는, 도 9의 하우징 내부의 일부에 관한 확대 단면도.
도 14A는 개별 반사기 세그먼트들이 놓여진 라인을 선도적으로 보여주는, 큰 보조 반사기 및 프레임의 입면에 관한 확대 분리도.
도 14B는 도 14A와 비슷하지만 도 14A의 반사 세그먼트에 관한 대안을 보여주는 도면.
도 15는 브라킷에 보조 반사기가 설치되어 설비 내에서 도 10의 프레임의 조정가능성을 부여하는 것을 보여주는, 뒷벽이 제거된 설비 하우징의 내부에 관한 이면도.
도 16은 도 15와 비슷하지만 설비 내에서 조정 가능하게 기울어진 도 10의 프레임을 보여주는 도면.
도 17은 어떻게 지지 기둥이 낮은 회전 박스에 설치되어 있는지를 보여주는 도 1의 설비에 대한 수직 단면도.
도 18은 도 9의 선 18-18을 따라 취해진 단면도.
도 19는 트랙 내부 주변에 도 1에 따른 장치의 위치 설정에 관한 한 예를 선도적으로 보여주는 레이스 트랙의 평면도.
도 20은 바람직한 실시예에 따른 설비로부터의 빔을 위하여 정의된 차단을 이루어내는 것을 보여주는 측면 선도.
A. 개관
본 발명의 보다 명확한 이해를 위하여, 바람직한 실시예가 상세히 기술될 것이다. 논의되는 바람직한 실시예는 본 발명이 취할 수 있는 단지 하나의 형태에 불과한 것이지 본 발명이 취할 수 있는 형태들을 제한하는 것이 아니며 그런 의도로 설명되는 것이 아니다.
첨부된 도면이 자주 인용될 것이다. 인용 번호들은 도면에 있는 어떤 부품 또는 위치를 나타내기 위하여 사용될 것이다. 동일한 인용 번호들은 달리 설명하지 않는 한 도면을 통하여 동일한 부품 및 위치를 나타내는 것으로 사용된다.
본 발명의 특별한 용도에 관한 예들은 미국 특허 제 5,337,221 및 5,343,374호에 나타나있다. 예로써, 본 발명은 레이스 카 트랙(race car track)과 같은 표적 영역(target area)을 위하여 유익하게 사용될 수 있다. 다른 예들은 스포츠 필드 또는 코드 조명, 고속도로 또는 교차로의 조명, 그리고 고효율적이고 고도로 제어 가능한 고강도 조명이 요구되거나 바람직한 다른 용도들을 포함한다.
B. 바람직한 실시예의 일반적인 구조
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 관한 설비(10)를 나타낸다. 하우징(12)은 상면(14), 하면(16), 좌면(18), 우면(20), 후면(22)(이들 모두는 스테인리스강으로 되어있다), 그리고 전면(24)을 가진다. 이 실시예에서 전면(24)은 하우징(12)에 부착되어 있고 그 일부를 이루는 스테인리스 강 프레임(26) 내의 실질적으로 투명한 윈도우 또는 렌즈들로 구성된다. 일반적으로 28에서 나타내어지는 베이스는 필연적으로 이중의 통이(trunnion)인데 이는 포크(fork)(30)가 하우징(12)의 측면(18(피벗(pivot) 연결(32) 참조) 및 20)에 추축으로 설치되어 있어 피벗 연결(32)에 의하여 정의된 수평축(화살표(40) 참조) 둘레로 피벗팅이 가능하게 하였으며, 그리고 (하우징(12) 밑에서 통이 박스로부터 확장한 수직적으로 떨어지도록 위치한 암(arm)들을 가지는) 포크(30)가 또한 기둥(42) 위에서 회전할 수 있고, 이것이 수직축(화살표(44) 참조)을 정의한다는 의미에서 그러하다. 기둥(42)은 또한 지면(46)에 견고하게 설치되어 있어 전체의 설비(10)가 지면 가까이에 놓이게 놓이도록 된다. 대안으로써, 기둥(42), 또는 어떤 그와 유사한 장비가 거의 모든 형태의지지체, 심지어 높게 만들어진 것들, 위에 설치될 수 있다. 예로써 기둥(50) 위에 올려진 크로스-암(48) 위에 몇몇 설비(10)를 설치한 것을 들 수 있다(도 1A 참조). 도 1A의 각 설비(10)는 회전될 수 있고 그리고/또는 기울어질 수 있다. 그러나 통이 마운트(mount)의 용도는 요구되는 것이 아니며 또한 하우징(12)은, 당업자의 기술 범위 내에서, 어떤 지지 구조체에 또는 베이스의 다양한 유형들 중의 어느 것에 다양한 방법으로 설치될 수 있다.
그러므로 도 1에서 보듯이, 설비(10)는 하우징(12) 내에 포함된 부품으로부터 빛 출력을 만들어 내는 자장 장치(self-contained unit)이다.
바람직한 실시예에서, 하우징(12)은 넓이 29 3/4 높이 34 깊이 19 1/4이다. 물론 다른 구조와 부피도 가능하다. 하우징(12)을 위하여 사용된 재료들은 결정적으로 중요한 것은 아니다. 그들은 금속 박판일 수 있다. 마찬가지로 베이스(28)의 부품들을 위한 재료도 결정적으로 중요한 것은 아니다. 바람직한 실시예에서 그들은 금속 막대 또는 관으로 만들어질 수 있다.
도 2는 (풀어진 래치(56)를 가지고)힌지(52) 위에서 피벗되어 열려진 전방 렌즈(24)를 보여준다. 래치(56)는 직립해 있거나 아니면 하우징(12)과 연결되어 있고 그 끝에 문(24)을 닫는 립을 가지고 있는 중간의 탄력 핑거를 가진다. 중간 핑거의 각 측면에 있는 핑거들은 가로로 끌어당기거나 굽힘에 의한 압력을 유리에 가하는 것을 방지한다. 앞 문(렌즈(24)) 및 하우징(12)의 앞 주변은 닫혔을 때 봉함을 이루기 위한 실리콘 가스킷 및 확장된 한 쪽의 립들을 가진다. 래치(56)들은 문(24)을 안전하게 닫지만 문(24)을 여는데 쉽게 동작될 수 있도록 되어있다. 하우징(12)의 내부는 바깥 끝에서 강으로된 암(64,66)에 연결된 반대편으로 확장하는 강으로 된 로드(60,62) 위에 매달린 광원 마운트(mount)(58)로 일반적으로 알려진 것을 포함한다. (일반적으로 70으로 나타내지는) 보조 반사기는 떨어져 놓여 있지만 렌즈(24)에 대향하는 광원 마운트(58)의 한 측면 둘레에 놓여진다. 반사기(70)의 정밀한 모양 및 크기는 다양할 수 있다. 예를 들어, 보조 반사기(70)는 도 2에 보여진 것보다 크게 만들어질 수 있다. 그 끝은 더 앞쪽으로 그리고 광원 마운트(58)의 앞으로 더 확장될 수 있다. 그러나, 종종 반사기(70)의 크기의 증가는 작은 이점을 얻는 결과를 초래할 수 있다. 그러므로, 반사기의 크기는 빛의 중요한 제어력을 잃지 아니하는 범위 내에서 가능한 많이 축소하여야 한다. 선택 사양인 (하우징(12)의 내측 좌면 및 우면 각각의) 측면 반사기(72,74)도 역시 사용될 수 있다. 반사기들(72,74)은 수직 로드(73)에 부착된 (도시되지는 아니한) 프레임 내에 설치된다. 전력은 와이어(76)에 의하여 광원 마운트(58)로 제공된다. 안정기, 퓨즈, 스위치 등과 같은 다른 전기 부품들이 통이 포크(trunnion fork)(30)의 내부 또는 다른 봉함물의 내부와 같은 하우징(12)의 외부에 놓여질 수 있다. 예를 들어, (통이 박스라고 불려지는) 통이 포크(30)의 수평부는 안정기 및 다른 전기 부품들을 수용할 수 있다. 열 발생 부품들, 특히 안정기, 는 설비(10)에 대한 열적 문제점을 감소시키기 위하여 하우징(12)의 외부에 놓일 수 있다.
도 3 내지 5는 광원 마운트(58) 및 관련 부품들을 더 상세히 보여준다. 광원(80), 여기에서는 전극(84,86)을 둘러싸는 (약 1 1/8의 직경 및 4 1/2의 길이를 가지는) 아크관(82)인, 광원(80)은 마운트 몸체(92)로부터 후방으로 확장된 암들(88,90) 사이에 일반적으로 수평으로 놓여진다.
아크관(82)의 후방을 향하는 면은 노출되어 있고 반사기(70)를 향한다. 도 3에 나타난 바와 같이, 아크관(82)의 전방을 향하는 면은 가까이 놓여져 있거나 접합된 반사기(82)에 의하여 둘러 싸여져 있으며 아크관(82)보다 약간 더 크다. 반사기(94)는 만곡되어져 있을 수 있고(도 7A 및 8참조), 평평할 수 있으며(도 7B 참조), 또는 아크관(82) 상의 층 또는 코팅을 형성할 수 있다(도 7C 참조). 바람직한 실시예에서, 높이 1 1/8, 두께 1/8에서 높이 11.0인 종류의 것이다.
도 3 내지 5에 따른 도 2와 관련하여, 마운트 몸체(92)는 아크관(82)이 설비(10)의 앞면으로부터 보이는 것을 효과적으로 막는다. 아크관(82) 및 반사기(94)의 후방 노출은 반사기(70)로 향하는 아크관(82)의 직광 전부 또는 대부분이 반사기(70)에 의하여 반사적으로 제어되는 것을 보증한다. 아크관(82)에 대한 반사기(94)의 형상 및 근접성은 반사기(70)로 직접 가지 아니하는 아크관(82)으로부터의 빛의 많은 양을 아크관(82)의 아크 스트림을 다시 통과하여 그리고/또는 반사기(70)로 보낸다.
바람직한 실시예에서, 아크관(82)은 연장된 고강도 아크관을 포함하며 빛의 점원(point source)에 근접한 것에 대향하는 것으로써 약간 연장된 아크 스트림을 만들어낸다. 그러나 수평방향으로의 짧은 아크 스트림 및 짧은 아크 광원은 설비로부터 수평방향으로의 좁은 빔을 만들어낼 수 있다. 광원에 대한 상당히 좁은 아크 스트림을 갖는 어떤 고강도 광원이 있다. 어떤 HMI 램프들은 그런 성질의 것이다. 도시된 바와 같이 와이어(76)는 전극(84,86)에 연결된다. 절연체(77) 및 브라킷(79)은 와이어(76)를 매달고 지지하기 위하여 사용될 수 있다.
그러나, 광원의 다른 유형들, 형상들, 그리고 특성들은 본 발명과 함께 사용될 수 있다. 상기의 바람직한 실시예는 연장된 직각의 유리 세그먼트와 함께 사용되는 연장된 광원이 특히 빔의 상부에서 매우 예리한 정의된 차단(cutoff)을 만들어낼 수 있는 레이스 트랙의 조명과 같은 응용분야에서 유용하다.
바람직한 실시예에서의 수직 빔 확산은 아크관(82)의 직경 및 아크관과 반사기(70)의 정점 사이의 거리에 대한 함수이다. 빔의 가장 넓은 부분은 아크관의 상부 및 바닥으로부터 반사기 및 그들 각각의 반사 방향들로 추적된 광선들에 의하여 결정된다. 아크관의 어떠한 방향으로부터 반사기(70) 상의 어떤 다른 위치로의 광선들은 반사기의 정점으로부터 반사하는 아크관의 상부 및 바닥으로부터의 광선에 의하여 정의되는 수직 빔 확산 내에 떨어지게 된다. 바람직한 실시예에서, 반사기(70)는 최대 x=8 3/4, f=6 1/2, 그리고 최대 y=15인 경우에서의 방정식 y2=4fx에 의하여 정의되는 포물선(parabola)을 따라 놓여진 4 by 24 인 세그먼트(100)를 갖는다. 반사기(70)의 상면 전단과 하면 전단 사이의 거리(반사기(70)의 대향하는 끝단들 사이의 현)는 약 30이다. 설치시 세그먼트(100)들의 인접 끝단들 사이에는 약 5/32 정도 이격되어 있다. 10。 수직빔 확산에 대하여, 1 1/8의 지경, 전극 사이에 4의 거리를 가지는 아크관(82)은 반사기(70)의 초점거리를 따라서 정점으로부터 약 6 1/2가량 떨어져 있다.
그러므로, 광원의 직경을 증가시킴으로써, 넓은 빔이 만들어 질 수 있다. 대안으로써, 광원을 반사기(70) 근처로 옮김으로써 더 넓은 빔을 만들 수 있다. 그 역도 역시 성립한다. 더 작은 직경의 아크관 또는 아크관을 반사기(70)로부터 더 멀리 놓음으로써 빔을 좁게 할 수 있다. 광원의 위치가 바뀌면, 그것은 빔을 디퓨즈(defuse)할 것이다. 그 세그먼트들은 다시 조준되어야만 하고 그리고/또는 포물선의 크기는 조정되어야 한다. 설비(10)의 특징은 빔의 폭이 세그먼트(100)를 조정함으로써 반사기(70)에 비례하여 광원의 위치를 변동시키지 아니하고 어느 정도 수직적으로 조정이 가능하다는 것이다.
상기에서 설명한 관계 때문에, 모든 설비는 더 작게 만들어질 수 있으며 또는 광원과 반사기 사이의 거리에 따라서 더 크게 만들어져야 한다. 만약 광원의 직경이 매우 작게 만들어진다면, 더 큰 직경을 가지는 것보다 반사기(70)에 더 가까이 놓일 수 있다. 이것은 거리를 단축시킬 것이다. 이 더 짧은 거리는 그러면 감소된 크기의 설비가 될 수 있게 한다.
아래에서 더 상세히 설명되겠지만, 거울(70)을 구성하기 위하여 세그먼트들을 사용하는 것은 수직빔 확산을 넓히거나 좁히는 대안적 방법을 가능하게 한다. 각 세그먼트는 수평축 주위로 선회할 수 있는 광원에 대한 그의 방위 내에서 각기 조정이 가능하다. 광원으로부터 세그먼트로의 빛의 입사각을 크게 함으로써, 더 넓은 빔이 만들어진다. 이것은 설비(10)의 조정가능성 및 유연성을 지원한다.
NASCAR 스톡 차량에 적절한 크기의 주로(racetrack)에 대하여, 10。 수직빔 확산이 선택된다. 빔의 측면에서의 차단(cutoff)은 크게 문제되지 아니하는데 이는 트랙이 양 방향으로 길기 때문이다. 광원, 주반사기, 그리고 보조 반사기 사이의 크기, 형상, 그리고 거리에 관한 관계 모두는 어떤 조명 효과를 얻기 위하여 조정 가능하거나 또는 선택될 수 있다. 많은 예에서, 빔의 형상과 표적이 조화를 이루게 하는 것이 유리하다. 보조 반사기 거울의 형상과 빔의 형상은 이것이 일어나게 해준다. 바람직한 실시예에서, 이것은 아크관(82)의 바닥과 보조 반사기(70)의 거울 세그먼트 각각의 상부 사이에 평행한 표면을 갖게 하며, 그리고는 어느 정도 선형인 광원(80) 및 직각 거울 세그먼트를 사용함으로써 행해진다. 다른 형상 및 관계는 다른 요구되는 조명 효과를 얻기 위하여 사용된다.
바람직한 실시예에서는, 2,000 와트의 할로겐화 금속의 아크관이 사용된다. 램프의 다른 와트량 및 유형들이 사용될 수 있다. 250 와트 또는 그보다 더 낮은 와트량으로도 가능하다. 광원의 크기 및 와트량의 유형에 있어서의 제한은 없다.
반사기(94)는 아크관(82)의 외곽 근처에 놓이며 특별히 적외선은 통과시키지만 85%의 가시광선은 반사시키도록 코팅되어 있다. 그러므로, 적외선은 아크관(82)을 거쳐서 반사되는 것이 아니므로 전극에 가까이 있는 열점들 및 봉함들에 대한 열을 감소시키지만 가시광선의 85%는 아크 스트림을 다시 거치고 그리고/또는 반사기(70)로 다시 반사된다.
도 3에서 보는 바와 같이, 반사기(94)는 아크관(82)의 주변과 조화를 이루도록 만들어 졌다. 대안으로써, 그것은 평평하거나(도 7B) 또는 어떤 다른 형태일 수 있다. 그것은 거기로부터 약간 떨어져있거나 또는 대안으로써 아크관(82) 위에 직접 코팅한 것이 될 수 있다(도 7C). 예를 들어, 그것은 유전체, 다이크로익(dichroic)(특정 파장의 빛들만 통과시키고 다른 것은 반사하는 것), 또는 산화알루미늄과 같은 세라믹 재료일 수 있다.
도 7A 및 7C의 형상을 갖는 만곡된 반사기는 일반적으로 빛의 더 좋은 제어를 가능하게 하며 더 평평하거나 더 큰 도 7B에서 보는 바와 같은 반사기(94)보다 더 좁은 빔을 만들 것이다. 그러나, 더 넓은 빔이 요구되거나 바람직하여 평평하거나 덜 만곡된 반사기(94)가 사용될 수 있는 그런 경우가 있을 수 있다. 더욱이, 도 7A 및 7C와 같은 만곡된 반사기(94)는 아크관(82)에 영향을 미칠 수 있는 봉함의 가열 또는 다른 가열 문제와 같은 열적 문제를 야기할 수 있으며, 또는 아크관(82)의 주변에 별개의 것으로써 또는 코팅으로써 반사기(94)를 놓기 위하여 필요한 어떤 접속 또는 퓨징을 저하시키는 것과 같이 반사기(94)에 영향을 미칠 수 있다. 그러므로, 적외선은 통과시키지만 가시광선의 상당한 양은 반사시키는 물질이 유리할 것이다.
반사기(94)는 아크관(82)과 상당히 근접해 있고 크기에 있어서 상당히 비슷하다. 미국 특허 제 5,337,221 및 5,343,374호에서 설명된 주 반사기와 비교할 때, 반사기(94)를 아크관(82)과 관련하여 이 위치에 놓고 그 사이즈로 만듦으로써, 설비의 전체의 크기는 상당히 감소될 수 있다.
그러므로 광원과 관련하여 크기에 있어서 반사기(94)를 최소화하는 것이 유리하다. 또한 반사기(94)는 보조 반사기(70)와 비교하여 일반적으로 매우 작다. 또한 이것은 설비 전체의 크기를 줄이는데 도움이 된다.
그러나, 반사기(94), 보조 반사기는 매우 거울과 같은 것이 될 수 있다. 그러나, 그것은 산화 알루미늄과 같은 세라믹 또는 세라믹 코팅과 같은 디퓨즈(diffuse)일 수 있다.
도 6은 설비(10)의 정면도를 나타낸다. 역시 도 2와 관련하여, 각각의 세그먼트(100)들은 수직 평면상의 곡선을 따라 나란히 놓여진다. 각 세그먼트(100)는 일반적으로 하우징(12)의 내부의 폭을 가로질러 수평적으로 확장한다. 기본적으로 세그먼트들은 걸린 광원(80)의 180。 이상을 둘러싼다. 다음에 설명되겠지만, 광원(80)과 관련하여 세그먼트(100)의 위치는 렌즈(24)로부터의 빛을 고효율적이고 제어된 방식으로 다시 보내고 투사하도록 되어 있다.
도 9는 설비(10)의 후방 사시도이며 뒷 패널(panel)(22)을 보여주는데, 그것은 래치(56)에 의하여 닫히고 봉합된 위치에 부착되어 선회할 수 있다는 측면에서 앞 패널(24)과 비슷하다. 도 9A와 관련하여, 뒤 패널(22)은 반사기(70)의 뒷부분에 액세스하기 위하여 선회하여 열릴 수 있다. 도 9A에 보여지듯이, 프레임(110)은 바람직한 실시예에서 포물선형의 반사기(70)를 만들기 위하여 그리고 각 세그먼트들(100)을 제자리에 고정시키기 위하여 사용된다. 그러므로 프레임(110)은 하우징에 설치된다.
도 10은 프레임(110)을 더 상세히 보여준다. 일반적으로 수직인 서브-프레임(112)은 거기에 부착된 두 개의 만곡된 프레임(114,116)을 가진다. 프레임(114,116)은 포물선(106)을 따른다(도14A, 14B참조). 이어(Ear)(118)들은 각 곡선(114,1116)을 따라서 외곽으로 뻗어있으며, 세그먼트(100)가 곡선(114,116)을 따라서 해당하는 이어(118)들 사이에 연결될 수 있도록 조화된다.
도 10은 역시 설치된 브라킷(120)들이 각 이어(118)에 부착되어 있으며 거울 세그먼트(100)의 한 끝을 지지하는 역할을 한다. 또한 측면 거울 마운트(123,125)는 프레임(110)의 각 측면으로부터 전방으로 확장하며 슬롯(124)을 포함한다. 마운트의 각 쌍(123,125)은 수직 로드(73)의 반대방향의 끝단을 받아들이고(도 2 참조) 측면 거울(72,74)이 하우징(12)의 내부에 설치되도록 한다. 측면 거울들은 설비(10)를 떠나온 광 빔의 수평 폭에 영향을 주도록 그들의 위치를 변경시키기 위하여 로드들(73)의 둘레를 선회할 수 있다.
도 11은 브라킷(122)의 구조를 더 상세히 보여준다. 브라킷(122)의 플랜지(128)는 이어(118)의 반쪽들 사이에 끼워진다. 스크루(180) 및 부싱(188)은 이어(118) 및 플랜지(128) 내의 배열된 구경(apeture)을 통하여 확장하며, 브라킷(122)이 선회할 수 있는 위에 피벗 축을 제공한다. 캐리지 볼트(126)는 플랜지 내의 만곡된 슬롯(130) 및 이어(18)의 두 개의 조화되는 반쪽들에서 배열된 구경을 통하여 위치 지정될 수 있다. 볼트(126)는 브라킷(122)을 제 위치에 록크하게 하는 너트에 의하여 안전하게 유지될 수 있다. 브라킷(122)의 경사의 범위는 슬롯(130)에 의하여 정의된다. 그러므로, 거울 세그먼트(100)의 반대 끝단을 유지시키는 브라킷(122)의 볼트(126)들이 죄여질 때까지, 거울 세그먼트(100)는 슬롯(130)에서 볼트(126)의 허용 이동범위에 알맞은 범위 이상으로 경사질 수 있다.
도11은 역시 그런 설치 때문에 상당히 깨지기 쉬운 거울 세그먼트(100)에 힘이 가해져 그것을 깰 수 있는 위험을 줄이면서 정밀하게 거울 세그먼트(100)가 브라킷(122)에 설치될 수 있도록 하는 장치를 보여준다. 그것은 또한 상당히 쉽고 빠른 부품(100)의 삽입 및 제거를 가능하게 해준다. 브라킷(122)은 단면에서 C 모양인 주요부(134)를 가진다. 거울 세그먼트(100)는 짝이 될 수 있을 범위 내에서 맞추어지며 주요부(134) 안으로 미끄러져 들어갈 수 있다. 판 스프링(136)은 볼트, 리벳, 또는 다른 체결요소(138)에 의하여 브라킷(122)에 고정될 수 있으며 그 형상은 그 외부의 반대방향의 끝이 뒷면 유리 세그먼트(120)의 상단 및 하단으로 확장한다. 스크루(140)는 브라킷(122)의 주요부(134)의 후면에 용접된 너트(141) 돌출부를 통하여 나사이동하며 거울(120)에 뒷면에 대향하여 스프링(136)의 반대 끝을 밀어낸다. 받침(142)은 거울(100)의 상단 및 하단과 앞면 사이에 놓일 수 있고 주요부(134) 및 테프론(Teflon) 블록(144)의 조(jaw)들은 약간의 쿳숀을 부여하며 이 설비에 의하여 그것에 미친 힘으로부터 거울(100)을 보호하기 위하여 스프링(136)의 끝단에 놓일 수 있다. 테프론은 광원(80)에 의하여 설비(10) 내부에서 발생된 열에 견딜 수 있다.
브라킷(122)의 주요부(134)의 앞 조(jaw)들에 대향하는 거울 세그먼트(100) 뒤의 상단 및 하단에 대한 압력을 가함으로써, 프레임(110)에 대한 세그먼트(100)의 안전한 마운트가 이루어지며 또한 그 세그먼트는 쉽게 출입될 수 있다. 또한 그것은 세그먼트(100)의 결함 또는 파괴 또는 휨을 야기할 수 있는 거울 세그먼트(100)에 대한 힘 또는 토르크(torque)를 가하는 위험성을 감소시킨다.
도 10에서 각 브라킷(122)의 주요부(134)는 브라킷(122) 플랜지(128)의 한 면으로 확장된다. 도 10에 보이는 장치에서, 브라킷(122)들은 주요부(134)와 관련한 한 방향의 양면에 대한 한 세그먼트(100) 위에 놓이며, 다른 방향을 향하는 다음의 세그먼트(100) 위에 놓인다. 이것은 세그먼트들(100)이 서로 가까이 근접하도록 놓일 수 있으며 각 세그먼트 선회의 조정이 잘 이루어지면, 브라킷(122)은 서로 간섭하지 아니한다.
도 11A는 브라킷(122)이 프레임(110)의 이어(118)에의 부착을 상세히 보여준다. 이어(118)의 분할된 반쪽들(146,148)은 브라킷(122)의 플랜지(128)가 그들 사이로 삽입되는 것을 가능하게 한다. 플랜지(128)의 슬롯(130)(도 11 참조)이 이어(118)의 반쪽들(146,148)의 각각을 통하여 구경과 일렬로 정렬되면, 캐리지 볼트(126)는 모든 그들 조각을 통하여 삽입된다. 도 11A와 관련하여, 부싱(188)(50% 압축)은 정렬된 이어(118)의 반쪽들(146,148) 및 플랜지(128) 내의 구경(181)을 통하여 삽입된다. 외곽 워셔(186,184)는 부싱(188)의 반대쪽 끝과 접하고 있다. 워셔들(186,184) 모두는 10번 워셔들이다. 5/16 워셔(190)는 워셔(186)에 접하고 부싱(188)의 한 끝을 둘러싼다. 벨빌(bellville) 워셔(192A) 및 벨빌 워셔(192B)는 이어(118)의 워셔(146) 외면 및 워셔(190) 사이에 보이는 바와 같이 놓인다.
부싱(188)은 정밀한 피벗(pivot)이다. 스크루(180) 및 너트(182)는 워셔(192A,192B)를 압축하는데 충분한 정도로만 조여진다. 그리고 워셔(192A,192B)는 이어(118)의 반쪽들을 죌 수 있는 충분한 힘을 브라킷(122)의 플랜지(128)에 가하여 이언(118) 내의 플랜지(128) 피벗팅을 용이하고 정밀하게 할 수 있도록 하지만, 일단 피벗팅이 이루어지면, 브라킷(122)은 그 정확한 위치에 놓이게 된다. 그러므로, 도 11A의 장치는 충분한 장력을 가하여 세그먼트들이 신속하고, 부드럽고, 정밀하고, 용이하게 조절되도록 하지만, 캐리지 볼트(126)가 조여질 때까지 제자리에 있게 된다.
너트(127)를 캐리지 볼트(126)에 고정함으로써 각 브라킷(122)을 이어(118)에 대하여 록킹(locking)하는 것은 세그먼트(100)의 정밀한 정렬에 영향을 미치지 아니하고 행해질 수 있다. 각 만곡된 프레임(114,116)은 외측의 반쪽(146) 및 내측의 반쪽(148)으로 구성되는데 그들은 스페이서(150)에 의하여 약간 이격된 위치에 유지된다(이어(118) 위치의 반쪽들(148,146)이 서로를 향하여 탄력 있게 움직일 수 있도록 반쪽들(148,146)의 뒤 끝단에 점 용접을 한다). 플랜지(138) 또는 설치된 브라킷(146)은 이어(118)위치에서 반쪽들(148,146)의 공간 사이에 맞추어 진다.
도 13은 설비(10)와 관련된 몇 개의 아이템들을 더욱 상세히 보여준다. 도 13의 우측면은 브라킷(122)이 이어(118)에 연결된 것은 더욱 상세히 보여준다. 도 13의 좌측면은 마운트(123) 및 거울(174)을 보여준다.
도 13은 또한 프레임(110)이 하우징(12) 내부에 고정된 브라킷(154)에 볼트(152)에 의하여 어떻게 고정되는가를 보여준다. 브라킷(156)(도 10 참조)은 프레임(110)의 측면으로부터 외측으로 확장되었으며 거기에 고정되어 있다. 도 15 및 16에서 더 상세히 나타나있듯이, 수직 슬롯(158)은 브라킷(154) 내에 존재한다. 그러므로, 도 16에 보이는 바와 같이, 전체의 프레임(110)은 볼트(152)를 느슨하게 하고 프레임(110)을 도 16에서처럼 우측으로 또는 좌측으로 기울게 함으로써 경사질 수 있다. 도 15는 프레임(110)을 보여주며 기본적으로는 중앙 지점에 있다. 볼트(152)는 프레임(110)을 희망하는 위치에 고정하기 위하여 사용된다.
도 14A는 반사기(70)의 바람직한 단면 형상을 보여주며 어떻게 세그먼트들(100)이 그 형상과 조화되는 지를 보여준다. 그 형상은 포물선(parabolic) 형이 바람직하다. 도 14A에서 보인 바와 같이, 라인(102,104)은 X 및 Y축을 나타낸다. 라인(102)은 반사기(70)의 (측단면도로부터 보았을 때의)포물선형 곡선을 통과하는 평면이다. 비록 포물선형이 사용되어도, 바람직한 형상은 x2=4fy (여기에서 x는 수평거리, y는 수직 거리, f는 초점 거리)이라는 방정식에 의하여 정해진다. 도 14A는 일단 곡선(106)이 선택되면, 각 세그먼트들(100)은 곡선(106)과 일치하는 방향으로 나란히 놓여진다. 도 14A의 예에서, 세그먼트들(100)은 평평한 4인치 높이의 거울을 가지는 세그먼트들이다. 각각의 것은 라인(106)에 맞도록 가능한 가까이 놓인다.
바람직한 실시예에서, 세그먼트들(100)은 거울로된 뒷면을 가지는 유리로 만들어졌다. 이 세그먼트들은 흐림 현상을 최소로 하면서 (거울과 같은) 고도로 반사하는 것이다. 반사력이 낮은 표면을 사용할 수도 있다. 반사 량은 얼마나 많은 제어가 필요한지에 달려 있다. 레이스 트랙의 예에서, 트랙에 놓인 빛과 관람객들 사이의 작은 거리에 대하여 매우 세밀한 차단을 하기 위하여 고도의 제어가 요구된다. 유리 세그먼트의 거울로 된 뒷면은 제 2면 거울이라고 불리는데 이는 그 거울이 유리의 뒷면(제 2면)에 있기 때문이다. 유리의 앞면 또는 제 1면으로부터의 약간의 빛 반사가 발생한다(약 4%의 부수적인 빛). 유리의 제 2면으로부터의 약간의 빛 반사도 발생한다(약 4%의 부수적인 빛). 제 2면의 거울은 유리가 약간의 빛은 반사하기도 하기 때문에 사용되며, 적은 양의 빛이 흡수에 의하여 소실되며, 유리는 사람에게로 반사될 경우 눈에 화상을 입힐 수 있는 적외선을 흡수한다. 유리의 제 1 및 제 2면으로부터의 반사는 거울 면으로부터 반사된 빛과 동일한 방향으로 가기 때문에 빛의 소실은 최소화할 수 있다. 또한, 거울 면은 깨지기 쉽다. 그러므로, 그것을 유리의 뒤에 놓음으로써, 세그먼트들(100)이 거울 면이 긁히거나 영향을 받지 아니하고 청소될 수 있다. 그러나, 제 1면 거울들이 사용될 수도 있다. 유리에 의하여 발생하는 반사 또는 흡수의 문제들은 피할 수 있게 된다.
도 14B는 도 14A와 동일하나 다만 도 14A의 세그먼트(100)에 대한 대안을 보여주는 면에서 다르다. 거울세그먼트(100)와 함께 포물선(106)의 곡률에 더욱 가깝게 따르는 것이 바람직할 수 있다. 그러므로, 평평한 거울 세그먼트(100)는 그 곡률과 유사하며, 특히 곡률이 포물선의 중앙에서 더욱 중요할 경우에는, 라인(106)을 따라서 각기의 위치에서 곡률과 일치시키기 위하여 수직 단면에서 만곡된 세그먼트들(100A)이 사용될 수도 있다.
어떻게 각 세그먼트(100 또는 100A)가 브라킷(120)에 부착되었는지에 관한 상세는 도 10 내지 14A 및 14B에 나타나 있다.
도 17은 포크(30)가 기둥(28)에 설치된 것을 나타내고 있다. 관 세그먼트(160)는 용접되었거나 또는 포크(30)의 수평 교차요소의 바닥에 있는 구경(162) 둘레에 고정되어 있다. 관(160)의 상부는 구경(164)을 제외하고는 닫혀있다. 기둥(28)의 직경은 구경(162) 및 관(160)의 내경 보다 약간 작다. 그러면 포크(30)는 기둥(28) 위에 놓여지게 된다. 구경(164)은 배선(166)이 포크(30)으로부터 기둥(28)으로 들어가 지면으로 가도록 한다.
도 18은 포크(30)와 설비(10)의 하우징 사이의 축결합(32)을 상세히 보여준다. 이 예에서, 하우징(12) 내부의 프레임(110)을 기울도록 조정하기 위하여 사용되는 브라킷(154)이 축결합(32)의 일부로서 사용된다. 브라킷(154)의 판(200)은 하우징(12)의 측면 벽(18) 내부에 접하여 평행하다. 내관(202)은 판(200)에 용접(204에서)되어 있으며 하우징(12) 내의 구경을 통하여 외측으로 확장한다. 판(206) 및 외관(208) 그리고 또 다른 판(212)은 내관(202)이 외부를 둘러싼다. 판들(206,212)은 도시된 바와 같이 외관(208)에 견고하게 연결된다.
볼트 및 너트 조합(216/218)은 구경들은 판(206), 하우징(12) 그리고 판(200) 내의 구경을 통과하도록 함으로써 판(206)을 하우징(12)에 안전하고 견고하게 설치된다. 이 장치는 피벗(32)을 위한 강하고 견고한 연결을 제공한다. 실리콘 판 개스킷(219)들은 판(206)과 하우징(12) 사이에 놓인다.
볼트(220)는 포크(30)의 수직 암(arm) 내를 통하여 확장한다. 작은 스페이서(224)는 워셔(226)를 포크(30)의 외면으로부터 이격시킨다. 너트(228)는 워셔(226)를 스페이서(224)에 대하여 죈다. 도 18에서 볼 수 있듯이, 판(212)은 워셔(226)와 포크 암(30) 사이에 맞게 된다. 너트들(228)이 느슨하게 되었을 때, 판(212)이 포크(30)와 관련하여 회전할 수 있도록 해준다. 내관(202)은 하우징(12) 및 판(212)과 함께 포크 암(30)의 측면의 구경(30) 내에서 회전할 수 있다. 너트(228)는 죄여질 수 있는데 이는 워셔들(226)이 하우징(12)의 선회된 방향을 희망하는 방향으로 맞추기 위하여 판(212)을 죄도록 하기 위함이다.
C. 동작
도 20은 선도로써 축소된 레이스 트랙(race track)을 보여준다. 미국 특허 제 5,337,221호 및 5,3,3,374호에서와 같이, 이것은 1 마일이 넘는 길이 그리고 충분한 폭을 가지는 트랙일 수 있다. 동작에 있어서 어떻게 설비(10)가 사용되는 지의 이해를 돕기 위하여, 그들은 트랙(20)의 내야 둘레의 지면에 떨어져 위치하게 도시되고 있다. 미국 특허 제 5,337,221 및 5,343,374호에서 논의된 바와 같이, 그런 장치의 이점은 트랙 내야에 대한 관람객들의 시야를 차단하고, 그들로부터 먼 쪽의 트랙에 있는 트릭 세그먼트들의 외곽 트랙에 대한 관람객들의 시야를 가리며, 또한 관람객뿐만 아니라 텔레비전 취재 범위에 대하여 고속으로 질주하는 차들과 관련한 피켓 담장(picket fence)의 문제점들을 야기하는 내야에 있는 큰 기둥들을 제거할 수 있다는 것을 포함한다.
또한, 설비(10)를 지면에 설치함으로써 광원은 빛을 요하는 곳, 즉 트랙 가까이에 있게되며, 조명 설비(10)의 제어가능성을 고도로 제어하는 것은 빛을 트랙에 위치시키며 신속한 차단을 하여 관람객의 눈으로 들어가지 못하도록 한다.
그러나, 설비(10)는 기둥(매우 높은 기둥을 포함) 위에 놓일 수 있다. 그들은 프레스 박스(press box), 빔(beam), 슈퍼-구조물(super-structure)등과 같은 높은 구조물에 놓일 수도 있다. 많은 경우에, 설비(10)의 사용은 종래의 유형에서 요구되던 많은 수의 설비를 감소시킬 수 있게 해준다. 그러므로, 일반적으로 적은 에너지, 적은 비용, 그리고 적은 사후관리를 얻게 된다.
도 21 내지 23은 설비(10)으로부터 생성될 수 있는 빔 패턴의 유형을 그린 것이다. 예리한 차단을 하는 매우 제어된 패턴은 레이스 트랙과 관련하여 앞에서 설명한 이유로 매우 유용하다.
또한, 광원 마운트(58)를 가지는 바람직한 실시예는 관람객 및 운전자의 문을 부시게 하는 것을 없애기 위하여 광원(80)으로부터의 직접 조명을 차단한다.
설비(10)는 이격된 곳에 놓이며 트랙(200)을 최대 활용하도록 빔들을 투사하기 위하여 통이 마운트(trunnion mounts) 위에서 조정된다. 로크 너트 및 세트 스크루, 또는 다른 방법들과 같은 부품들은 설비(10)의 조절 그리고 그들을 그 자리에 록크시키기 위하여 사용될 수 있다.
실질적으로, 각 세그먼트(100, 100A)는 트랙 박의 관람객에 대하여 예리한 차단선(cutoff line)을 보장하기 위하여 각기 조절된다. 설비(10)를 위하여 도시된 장치에서, 아크관(82)의 바닥은 설비(10)에 의하여 투사되는 빔의 상부를 언제나 한정한다. 그러므로, 시행착오를 거치면서 각 설비(10)를 위한 각 세그먼트를 각기 조절함으로써, 각 세그먼트를 위한 차단선은, 예를 들어, 예리한 차단을 보장하기 위하여, 트랙 둘레의 어떤 옹벽의 상부가 되도록 만들어질 수 있다. 일반적으로, 각 세그먼트에 대하여 5。 정도를 넘지 아니하는 조정이 이루어지지만, 이것은 변할 수 있으며 더 큰 각도로 조절될 수 있다.
또한 각 세그먼트의 조절가능성은 세그먼트들의 공장에서의 조준(factory aiming)을 가능하게 할 수도 있다. 즉, 주어진 조명 기기에 대하여, 세그먼트들은 어떤 특성을 가지는 빔을 생성하도록 현장 이외의 곳에서 미리 조준되도록 하여 그들이 현장에서 용이하게 설치되고 미리 정해진 설계에 따라 정렬되도록 하게 할 수 있다. 이것은 거울 세그먼트들의 현장에서의 조작을 제거할 것이다.
본 발명의 다른 특징은 설비 내의 제 2의 반사기를 조절할 수 있다는 것이다. 즉, 설비의 하우징과 관련하여 회전할 수 있고 실질적으로 기울어질 수 있다. 이것은 설비 하우징의 회전 및 경사를 추가한 것이다. 이런 것이 필요한 예로써는 레이스 트랙 세팅을 들 수 있다. 만약 그 설비가 전체로써 운전자들이 통과할 때 그들의 눈을 비추는 것을 피하기 위하여 대부분의 빔을 트랙 위로 투사하도록 회전된다면, 설비의 상부의 정밀한 차단은 트랙의 다른 쪽에 있는 옹벽과 정밀하게 일치하지 않을 것이다. 설비 내의 제 2의 거울이 설비와 관련하여 기울어질 수 있게 함으로써, 옹벽을 따르는 차단은 옹벽 상부와 다시 일치하게 돌아올 수 있을 것이다.
미국 특허 제 5,337,221 및 5,343,374의 구현예에서보다 효율성이 증가하는 것은 많은 요소들의 결과이다. 상기처럼 사용되었을 때의 효율성은 주로 얼마나 잘 이용 가능한 빛이 이용되는냐와 관련이 있다. 예를 들어, 세그먼트들(100,100A)을 포물선을 따라 설치함으로써, 그리고 공원의 크기 및 형상과 관련하여 그들의 크기 및 형상을 설계함으로써, 광원으로부터의 빛은 표적에 더 잘 맞을 것이다. 즉, 만약 설비로부터의 빛이 표적에 맞는다면, 표적 밖에서 빛을 소비하지 않을 것이며 따라서 더 효율적일 것이다.
만곡된 거울 세그먼트들(100A)을 사용하는 것은 각 세그먼트들로부터 매우 좁은 수직빔을 제공할 수 있기 때문에 이 효율성을 위하여 더 도움이 된다. 레이스 트랙의 예에서, 외벽 상부에서의 매우 정밀한 차단은, 관람객으로 가는 빛을 막기 위하여 그리고 모든 빛을 빛 앞에서 측면으로 나있는 길고 좁은 트랙에 맞추기 위하여, 정밀하고 좁은 10。 빔들의 사용을 가능하게 한다. 바람직한 실시예에 따른 조명은 미국 특허 제 5,337,221 및 5,343,374에서 보인 것보다 세배의 효율성을 내는 것을 실현할 수 있다.
효율성이 증가되는 이유의 두 번째 예는 주 반사기(94)의 사용이다. 반사기(94)는 필연적으로 더 많은 빛을 모은다. 그것이 없다면 보조 반사기(70)는 아크로부터 약 180。의 빛을 모을 것이다. 반사기(94)가 있으면 광원으로부터 120。의 빛이 더 모아진다. 그 빛의 일부는 그렇지 못한 경우에 설비의 측면 또는 표적 밖으로 날아가서 표적 영역을 위하여 사용하기에는 너무 넓은 것이 될 수 있다.
효율성을 증가시키는 또다른 예는 측면 거울(72,74)을 사용하는 것이다(도2 참조). 이것은 사실상 제 3의 반사기라고 할 수 있는데 그것은 그들이 빛을 광원으로부터 직접 취한 빛이 아니라 제 2 반사기로부터의 외곽으로 반사되는 빛을 모으며, 그렇지 않으면 설비 내부의 측면에 의하여 흡수되거나 사용 불가능할 수 있는 것인데, 그것을 표적으로 다시 보내기 때문이다.
효율성을 증가시키는 또다른 예는 설비의 앞에 있는 렌즈(24)의 양 표면 위에 무반사 코팅을 사용하는 것이다. 이것은 빛이 제 1 및 제 2의 유리 표면을 맞출 때 발생하는 반사 손실을 감소시킨다.
그러므로, 본 발명의 전체적인 고안은 미국 특허 제 5,337,221 및 5,343,374에서 공개한 설비보다 효율성을 훨씬 더 증가시키며 표준 조명 설비보다 높은 효율성을 얻을 수 있다.
도 2 및 도 13은 측면 거울(72,74)을 사용함으로써 만들어 질 수 있는 부가적인 효율성을 보여준다(보통 그들은 모드 설비(10)의 내부에 있다). 도 13은 거울(72,74)이 빛을 취하기 위하여 경첩으로써 조절될 수 있다는 것을 보여준다(프레임(110)의 양면 상에서 상부 및 하부 브라킷(122) 사이에 확장하는 로드(75) 참조). 세그먼트(72,74)는 필요하다면 설비(10)으로부터 빔의 폭을 좁히기 위하여 사용될 수 있다. 이 설비의 효율성은 빔을 표적의 형상에 맞춤으로써 이루어진다. 어떤 큰 정도로 만들어진 빛은 없다. 예를 들어, 미국 특허 제 5,337,221 및 5,343,374에서의 설비와 비교하여, 어떤 상황에서는 주 반사기의 광원으로부터의 빛은 보조 반사기 외곽에 떨어져서 표적으로 다시 보내지지 않기 때문에 손실이 된다.
어떤 상황하에서 이들 설비에 관하여 논의된 효율성은 설비간의 실질적인 공간적 이격을 가능하게 할 것이다. 예를 들어, 미국 특허 제 5,337,221 및 5,343,374에서의 조명 시스템과 비교하여, 설비(10)는 레이스 트랙에 따라서 훨씬 더 먼 거리에 놓일 수 있다. 그 설비를 이격시키기를 원하는 한 이유는 트랙에 고도의 빛을 가하지 않으려는 것일 것이다. 설비간의 이격은 주로 어떤 와트량의 램프에 대하여 얼마나 많은 빛이 만들어지는가에 의하여 이루어진다. 이 개념의 이해를 돕기 위하여, 설비(10)는 서로 가까이 놓일 수 있으며 적은 와트량의 광원이 사용될 수 있다.
눈부심을 방지하기 위하여 빛의 일부를 막는 것도 종종 바람직하다. 예를 들어, 광원 마운트(58)는 평평하고 검게 색칠된 외면을 가질 수 있다. 마운트(58)는 설비의 아크관(82)로부터 직접 오는 빛을 막을 뿐만 아니라 그것을 평평하고 검게 색칠함으로써 그렇지 않으면 눈부심 또는 다른 문제를 일으킬 수 있는 빛을 흡수할 수 있다.
D. 옵션, 특징, 그리고 대안
여기에서 포함된 실시예는 예로써 주어진 것이며 본 발명에 대한 한정을 하기 위한 것은 아니며, 그것은 단지 청구범위에 의해서만 표현된다. 당업자에게 명백한 변형은 청구범위에 의하여 정의된 본 발명의 범위에 속할 것이다. 또한 본 발명은 많은 형태와 실시예를 취할 수 있다. 약간의 대안이 앞에서 기술되었다. 부가적인 예들은 아래에서 설명된다.
반사기(94)와 관련하여 거울들 또는 제 1 및 제 2면 반사기들을 사용할 수 있다. 제 1면 반사기는 빛의 차단에 도움이 되므로 많은 예에서 사용될 것이다. 아크관의 아크 위치 또는 그 근처에서의 작은 거리는 트랙에서의 큰 차이로 이어질 수 있다.
설비(10)의 앞에서 렌즈(24)는 유리일 수 있다. 한가지 옵션은 앞유리 패널(panel)(24)의 양면에 무반사 코팅을 사용하여 유리 렌즈의 각 면의 반사를 감소시키고 또한 그 반사에 의하여 야기되는 눈부심을 감소시키는 것이다. 세그먼트(100,100A)의 사용은, 어떤 경우 단독으로 사용되면, 줄무늬를 일으킬 수 있다. 예를 들어, 미국 특허 제 5,337,221 및 5,343,374에서, 세그먼트로 된 거울들(각각은 개별적으로 조준할 수 있다)은 높은 강도 다음에 낮은 강도의 영역들 등을 가질 수 있다. 본 발명의 설비(10)는 아크관(82)에 가까이 있는 반사기(94)를 이용함으로써 이 문제를 해결한다. 그것은 빛을 아크 스트림을 통과하여 다시 보내며 아크관을 바로 떠나 반사기(70)로 날아가는 빛과 관련되어 세그먼트들(100,100A) 사이에 부드럽게 충만하도록 한다.
각 세그먼트들(100,100A)이 사용되기 때문에, 그들은 스위치될 수 있으며 또는 그들은 빔을 상황에 맞도록 조절될 수 있다. 예로써 다음과 같은 것을 들 수 있다. 거울 세그먼트를 그들의 수평축 둘레로 기울임으로써 빔은 수직적으로 뻗쳐질 수 있다. 그러나 이것이 얼마나 뻗칠 것인가와 관련하여 한계가 있다. 만약 거울 세그먼트(도 14A에 보인 바와 같은 편평한 세그먼트(100) 또는 도 14B에서 보인 바와 같은 만곡된 세그먼트(100A))가 빔을 너무 멀리 넓히도록 기울면, 표적 영역에서는 (강도 높은 빛 영역과 강도 낮은 빛 영역이 교대로 있는) 줄무늬들을 가지는 불균일한 빔 패턴을 야기할 수 있다. 도 14B의 만곡된 거울 세그먼트(100A)의 경우에, 포물선(106) 곡선들은 포물선의 정점에 훨씬 더 가깝다. 그러므로, 정점에 가까운 세그먼트들(100A)은 거울(70)의 외측 끝단에서의 그것보다 큰 곡률을 가져서 내측 세그먼트(100A)가 선(106)의 곡률에 근사하게 따르도록 한다. 빔 폭은 높은 곡률의 내측 세그먼트(100A)와 낮은 곡률의 외측 세그먼트들(100A)을 스위칭함으로써 간단히 넓혀진다. 그러므로, 상기에서 설명된 세그먼트들(100A)의 설치와 관련한 구조는 이 기능을 달성하기 위하여 상대적으로 세그먼트들의 제거 및 스위칭이 쉽게 이루어지도록 한다.
거울 세그먼트들의 각각은 미리 조준된다. 이것이 의미하는 것은 한 세그먼트로부터의 반사를 다른 것의 반사에 겹치도록 하여 빔의 그 영역에 관한 트랙에서 강도를 두 배로 하는 것이 가능하다는 것이다. 통이 또는 유사한 설치 시스템의 사용은 트랙의 다른 부분에 대한 빔의 정밀한 조준 및 빔의 조절을 가능하게 한다. 거울 세그먼트들의 독자적인 조절 가능성은 앞에서 설명하였듯이 각 반사된 이미지를 위한 차단 점의 일치가 가능하게 한다.
세그먼트들(100,100A)이 반사기 프레임에 설치되는 정밀한 방법은 다양할 수 있다. 여기서의 실시예에서, 특별한 설치 시스템이 각 세그먼트들의 조준을 돕기 위하여 사용된다.
또한 아크관의 안정기는 열적 문제점들을 제거하기 위하여 하우징(12)의 안쪽 또는 박스의 바깥쪽에 놓일 수 있다.
바람직한 실시예는 보조 반사기에 직각 형상의 거울 및 거울 세그먼트들의 신장 방향으로 신장된 선형 또는 약간 신장된 광원을 사용한다. 이 장치는 레이스 트랙에 있어서 빛을 표적 영역에 맞추는데 이는 비추어져야할 레이스 트랙 및 옹벽이 수평으로 신장되었지만 옹벽 위의 빛을 관람객에게 보내거나 또는 트랙의 내야에 많은 빛을 보내지 아니하면서 트랙에 의하여 정해지는 상당히 좁은 수평 스트립 및 옹벽에 빛을 위치시키기 위하여 매우 좁은 수직 빔 확산을 요구하기 때문이다. 그러므로 바람직한 실시예는 야구장, 하키 경기 영역, 축구장, 직각 무대 등과 같은 직사각 표적 영역과 같은 곳에도 응용할 수 있다.
빔이 상부에서 얼마나 정밀한 차단이 얻어지는가에 대한 이해를 돕기 위하여, 도 20을 참조한다. 이 도면은 선도적이지만 축소되지 아니한 것이며, 예를 위한 목적으로만 사용된다. 광원(82) 및 주 반사기(94) 그리고 보조 반사기(70)를 위한 몇 가지 대표적인 거울 세그먼트(100)를 도시한다. 옹벽(223) 및 레이스 카(221)를 가지는 레이스 트랙(200)이 나타나있다.
점(L)은 일반적으로 관(94)의 바닥을 의미하며 점(W)은 상부를 의미한다. 문자들(A,C,E,G,I,K,M 및 O)은 각 세그먼트(100)의 상부 단면을 나타내며 문자들(B,D,F,H,J,L,N 그리고 P)은 바닥 단면을 나타낸다.
입사각이 반사각과 같다는 기본 법칙이 의미하는 것은 어떤 세그먼트(100) 상부 단면에 빛을 투사하는 아크관(82) 위의 최저점이 그 특별한 거울 세그먼트(100)로부터 반사된 빔의 수직의 상부 부분을 한정한다는 것이다. 그러므로, 본 발명은 세그먼트(100)를 그들이 정밀하게 조절될 수 있는 방식으로 광원(82)과 관련하여 위치 설정할 수 있도록 하여 반사각이 세그먼트의 상부 단면에서의 것과 일치되도록 함으로써 그들 모두가 기본적으로 옹벽(223)의 상부에서 수렴될 수 있도록 한다. 그러므로, 어떤 세그먼트(100)로부터의 어떠한 빛도 벽의 상부를 넘어 가지 않으며, 매우 예리한 차단(cutoff)을 하게된다. 잔여 빛은 트랙을 가로질러 나아간다(이 입면도에서 일반적으로 빔에 상응하는 참조번호(225) 참조). 광원에 대한 클로지스트(closest)는 더 멀리 있는 그 세그먼트들보다 더 넓은 수직빔들을 만들어 낸다. 클로지스트 세그먼트들은 트랙의 대부분 또는 전체에 걸치는 수직 빔 확산들을 갖도록 설계되었다. 도 20에 나타난 바와 같이, 광원으로부터 반사기(70)의 끝을 향하는 멀리 있는 세그먼트들은 더 좁은 빔 확산들을 가진다.
그러므로, 각 세그먼트(100)는 벽의 상부에 대한 그 빔 범위의 상부를 가지도록 조절된다. 그러므로 세그먼트들로부터 트랙(200)의 가장 먼 쪽을 향하여 빔 부분들이 누적적으로 중첩되는 것이 있다. 큰 강도의 것이 설비로부터 먼 거리로 보내지고 반면에 작은 강도의 것은 더 짧은 거리로 보내지기 때문에 이것은 트랙(200)을 통하여 균일하고 부드러운 조명을 얻는데 도움을 준다. 그러므로 조명의 기본 법칙들은 균일성을 얻는데 사용되며 이것은 각 세그먼트에 의하여 이루어질 수 있다.
또한 도 20은 주 반사기(94)의 사용으로 광원으로부터 더 많은 빛을 모아서 더 많은 빛을 트랙(200)에 놓을 수 있도록 세그먼트(100)에 의하여 제어되는 것을 보여준다.
본 발명은 많은 형태와 구현예를 취할 수 있다. 본 발명의 진정한 핵심 및 정신은 첨부된 청구범위에 의하여 정의되며, 여기에서 제시된 예들은 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니라는 것은 명백하다.

Claims (49)

  1. 상당한 양의 빛 강도를 가지고 어떤 형상 및 상당한 크기의 표적 영역을 비추기 위한 조명 설비에 있어서,
    사실상 투명한 앞 렌즈를 가지는 설비 하우징;
    일정한 길이를 가지며, 상기 하우징 내에 위치한 고강도 광원;
    상기 광원과 같은 정도의 크기이며 상기 광원의 한쪽 면으로부터의 빛을 모으며, 일반적으로 상기 광원 또는 그 가까이 에서 상기 광원의 길이를 따라 놓여있는 주 반사기; 그리고
    상기 하우징 내에 위치하고, 상기 주 반사기보다 충분히 크며, 상기 광원으로부터 이격되어 있으며, 그리고 상기 주 반사기로부터 상기 광원의 반대쪽 둘레로 확장하는 것으로써, 프레임, 비슷한 크기 및 형상인 다수의 반사기 세그먼트들, 일반적으로 연속되는 보조 반사기 표면을 형성하기 위하여 상기 프레임을 따라서 각 세그먼트를 서로 인접하게 위치시키는 마운트들, 그리고 상기 마은트들 사이에 연결된 조절 부품들을 포함하며, 상기 프레임은 상기 세그먼트들을 경사지게 조절할 수 있도록 하는 보조 반사기를 포함하며,
    상기 주 반사기는 그의 모아진 빛을 상기 보조 반사기로 보내며; 그리고
    상기 보조 반사기는 각 세그먼트로부터의 빛의 반사들로 구성되었으며 고도로 제어된 복합 광 빔을 만들어내며, 상기 반사들은 상기 세그먼트들을 경사지게 함으로써 서로와 관련하여 조정이 가능하게 위치 설정된 것을 특징으로 하는 조명 설비.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징에 상기 프레임을 설치하는 제 2의 마운트들을 포함하며 상기 제 2의 마운트와 상기 프레임 사이에 연결된 조정 부품들은 상기 하우징에 있는 프레임을 경사지게 할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 조명 설비.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 광원은 그 길이를 따라서 신장되어 있으며 상기 제 2 반사기의 부품들은 신장되었고 직각인 것을 특징으로 하는 조명 설비.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 렌즈는 무반사 코팅을 가지는 것을 특징으로 하는 조명 설비.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 보조 반사기는 일반적으로 평평하지만 한 차원에서는 만곡된 것을 특징으로 하는 조명 설비.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 보조 반사기는 각기 고도로 반사하는 세그먼트들로 만들어 진 것을 특징으로 하는 조명 설비.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 세그먼트들은 평평한 것을 특징으로 하는 조명 설비.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 세그먼트들은 상기 보조 반사기와 동일한 차원에서 만곡된 것을 특징으로 하는 조명 설비.
  9. 제 5항에 있어서,
    상기 만곡부는 포물선형인 것을 특징으로 하는 조명 설비.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 광원은 고강도인 것을 특징으로 하는 조명 설비.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 광원은 아크관인 것을 특징으로 하는 조명 설비.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 아크관은 그 길이가 신장된 것을 특징으로 하는 조명 설비.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 아크관은 상기 하우징 내에서 가로로 위치된 것을 특징으로 하는 조명 설비.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 아크관은 상기 보조 반사기의 초점 또는 그 가까이에 위치하는 것을 특징으로 하는 조명 설비.
  15. 제 11항에 있어서,
    상기 주 반사기가 상기 광원 위 또는 그 가까이에 설치된 것을 특징으로 하는 조명 설비.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 주 반사기는 일반적으로 평평한 것을 특징으로 하는 조명 설비.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 주 반사기는 만곡된 것을 특징으로 하는 조명 설비.
  18. 제 15항에 있어서,
    상기 주 반사기는 제 1면 반사기인 것을 특징으로 하는 조명 설비.
  19. 제 15항에 있어서,
    상기 주 반사기는 제 2면 반사기인 것을 특징으로 하는 조명 설비.
  20. 제 11항에 있어서,
    상기 주 반사기는 상기 아크관 위의 코팅인 것을 특징으로 하는 조명 설비.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 주 반사기는 상기 아크관의 형상으로 만곡된 것을 특징으로 하는 조명 설비.
  22. 제 1항에 있어서,
    상기 주 반사기는 고도로 반사하는 것을 특징으로 하는 조명 설비.
  23. 제 1항에 있어서,
    상기 주 반사기는 사실상 대부분의 가시광선은 반사하지만 적외선은 통과시키는 것을 특징으로 하는 조명 설비.
  24. 제 6항에 있어서,
    상기 하우징의 내부 측면 벽들에 위치한 반사 패널들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 설비.
  25. 제 24항에 있어서,
    상기 반사 패널들은 상기 측면 벽들에 관하여 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 조명 설비.
  26. 제 1항에 있어서,
    상기 보조 마운트들은 상기 프레임으로부터 각 세그먼트를 제거하기 위한 해제가 가능한 부품들을 가지는 것을 특징으로 하는 조명 설비.
  27. 제 1항에 있어서,
    상기 주 반사기 및 상기 하우징의 앞부분 사이에 있는 블록을 포함하며 상기 광원이 설치될 마운트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 설비.
  28. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징이 설치될 베이스를 더 포함하고, 상기 베이스는 제 1의 피벗 축의 둘레로 하우징을 조절하기 위하여 하우징에 선회 가능하게 접속되어 있고 제 2의 선회가능 축 둘레로 상기 제 1의 선회가능 연결을 조절하기 위한 피벗 요소들을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 설비.
  29. 상당한 영역을 조명하기 위한 시스템에 있어서,
    비추어질 영역과 관련하여 이격된 위치에 놓인 베이스에 의하여 각각 지지되는 다수의 설비를 포함하며,
    상기 각 설비는
    렌즈에 의하여 덮혀있는 창문을 가지는 하우징;
    광원 위 또는 그 가까이에 위치된 주 반사기; 그리고
    광원으로부터 이격되어 상기 하우징 내에 위치한 보조 반사기를 포함하며;
    상기 주 반사기는 상기 광원으로부터 상기 보조 반사기로 빛을 보내며,
    상기 보조 반사기는 상기 렌즈에서 온 상기 광원 및 주 반사기로부터의 빛을 보내는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  30. 제 29항에 있어서,
    각 설비는 상기 베이스와 관련하여 적어도 2도의 운동 자유도를 가지는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  31. 제 29항에 있어서,
    상기 베이스는 지면에 위치하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  32. 제 29항에 있어서,
    상기 베이스는 적어도 몇 개의 설비들을 지면 위로 상승시키는 구조물 위에 놓이는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  33. 제 29항에 있어서,
    상기 하우징은 싸개를 포함하며, 상기 싸개는 상기 싸개의 앞부분 전면에 걸친 렌즈들을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  34. 제 29항에 있어서,
    상기 하우징은 부피에 있어서 4피트X4피트X4피트 보다 작은 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  35. 제 29항에 있어서,
    상기 광원은 아크관을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  36. 제 29항에 있어서,
    상기 광원은 일반적으로 수평면에 있으며 상기 앞 렌즈들에 평행한 상기 하우징의 반대 측면 벽들을 향하여 확장하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  37. 제 29항에 있어서,
    상기 주 반사기는 상기 광원과 같은 정도의 크기인 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  38. 제 29항에 있어서,
    수직 단면도에서의 상기 보조 반사기는 포물선 형상을 가지며 또한 상기 하우징의 반대 측을 향하여 확장하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  39. 제 29항에 있어서,
    상기 보조 반사기는 포물선 만곡부를 따라서 각기 조절 가능한 세그먼트들을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  40. 특별한 형상을 가지는 표적 영역을 조명하기 위한 방법에 있어서,
    광원을 상기 표적 영역으로부터 이격시켜 그 위치를 설정하는 단계;
    상기 표적 영역의 대체적인 방향으로 날아갈 수도 있었던, 상기 광원으로부터의 직광을, 상기 광원으로부터 매우 가까이 에서, 모으는 단계;
    상기 광원으로부터 여러 방향으로 흩어질 수도 있었던, 상기 광원으로부터의 다른 빛을 모으는 단계; 그리고
    상기 표적 영역의 특별한 형상에 대체로 맞도록 모아진 빛을 보내는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 방법.
  41. 제 40항에 있어서,
    상기 모아진 빛을 보내기 위하여 다수의 반사기 세그먼트들을 활용하는 단계, 그리고 상기 광원과 관련하여 각 세그먼트를 조정하여 적어도 하나의 상기 세그먼트들로부터 보내진 상기 모아진 빛의 적어도 하나의 주변 측이 그 위치에서 빛의 예리하고, 명백한 차단을 만들기 위하여 상기 표적 영역에서 동일한 위치로 조준되도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 방법.
  42. 제 41항에 있어서,
    상기 광원이 신장되었으며, 상기 세그먼트들이 신장되었고 직각이며, 또한 상기 표적 공간이 직각인 것을 특징으로 하는 조명 방법.
  43. 제 42항에 있어서,
    상기 광원의 바닥 및 각 세그먼트의 상부 단면이 평행인 것을 특징으로 하는 조명 방법.
  44. 광원으로부터 상당히 먼 거리에서 상당한 공간의 표적 영역을 조명하기 위한 방법에 있어서,
    아크관 크기 정도의 반사기를 가지는 상기 아크관에 가까운 위치에서 상기 아크관으로부터 생성된 빛의 일부를 반사하는 단계;
    상기 반사된 빛 및 상기 아크관으로부터의 다른 빛을 명백하게 제어된 빔으로 상기 표적 영역의 일부로 다시 보내는 단계; 그리고
    각각 상기 단계들에 따라서 만들어지는 명백하게 제어된 다수의 빔들을 상기 표적 영역의 희망하는 모든 부분들을 비추기 위한 위치들에게로 조준하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 방법.
  45. 제 44항에 있어서,
    상기 표적 영역은 레이스 트랙인 것을 특징으로 하는 조명 방법.
  46. 제 44항에 있어서,
    상기 세그먼트들은 상기 표적 영역으로 발산하는 초점선을 가지는 포물선을 따라 위치되어지며, 상기 세그먼트들 각각은 상기 광원의 형상과 비슷한 형상을 가지며 상기 세그먼트들은 조명될 영역의 형상과 비슷한 형상을 가지는 광 빔을 투사하는 것을 특징으로 하는 조명 방법.
  47. 제 46항에 있어서,
    각 세그먼트들은 수직이며, 상기 광원은 상기 세그먼트들의 상부 단면들과 평행인 바닥 단면을 가지며 그리고 각 세그먼트에 의하여 생성된 어떤 빔의 상부가 상기 표적 공간에서의 유사한 위치까지 미치도록 각 세그먼트를 경사지게 함으로써 예리하고, 명백한 차단이 만들어지게 하며, 상기 위치는 상기 표적 공간의 외곽을 한정하는 것을 특징으로 하는 조명 방법.
  48. 제 46항에 있어서,
    상기 세그먼트들의 각각은 상기 포물선을 따라서 상기 세그먼트의 위치에서 상기 포물선의 만곡부와 비슷하게 하기 위하여 수직 평면에서 만곡되었으며, 상기 포물선의 정점 근처의 세그먼트들이 정점에서 멀리 떨어진 세그먼트들보다 더 만곡된 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  49. 제 48항에 있어서,
    상기 세그먼트들의 복합 빔의 폭을 변경시키기 위하여 상기 정점과 관련하여 다른 거리들로부터 적어도 두 개의 세그먼트에서 스위칭하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 방법.
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