高尔夫球场、体育场及大区域照明用减眩向上照明装置、系统和方法
【专利说明】高尔夫球场、体育场及大区域照明用减眩向上照明装置、系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2013年5月20日递交的美国临时申请N0.61/825，370在35U.S.C.§ 119/35U.S.C.§ 120下的优先权，该申请全文通过引用方式合并于此。
技术领域
[0003]本发明的一些实施例总的来说涉及照明系统。更具体地，本发明的一些实施例涉及LED以及其他固态照明器材和设备。
【背景技术】
[0004]在运动及宽广区域照明中LED变得日益普及，但是也有担忧。一个担忧是观看者观看时LED照明的强度。为了理解该担忧的重要性，需要理解如何对诸如体育场的目标区域进行照射。任何目标区域需要特定量的光落于其上。这些光可以来自精确定位源，诸如一个或多个LED，或者其可以来自发散源，诸如在太阳模糊的多云天气来自天空的光。在精确定位源的情况下，观看时可能令人非常不悦，因为源强度与目标强度之间的比率极高。当该比率非常高时，实际上减弱了目标区域或场地上的光感，这看起来需要场地上有更多的光，可能导致极高的光级，但是实际的可视性和光品质较差。
[0005]使用LED来照明的第二个相关的担忧是可能需要向上照明。在许多体育运动中，诸如棒球、足球和高尔夫，有时球将在空中高处，为使竞赛者和观众能够看到空中的球，要求有良好的照射。这对于日光比赛不成问题，使用诸如HID光源的常规照明设备不难实现，因为那些类型的光源趋向于洒出大量的量，即使当光向下瞄准场地，也足以提供向上照明。而且，常规的照明设备通过来自场地的反射来提供向上照明。因为夜间背景实质上是黑的，所以不要求很多。然而，反射光所能照射的高度有限制(例如，自地面水平起)。此外，现代照明设备尤其是LED照明设备的改进的照明和炫光控制会不利地减弱向上照明，因为高度瞄准场地且提供充足但非过量“地面水平”向上照明的向下照明在“飞行区”(地面以上的空间)反射照明区中提供了极少的向上照明或者不提供任何向上照明。同时，试图增加向上光会由于LED照明的强度而产生不期望的炫光。在其全文通过引用方式合并于此的美国专利申请12/939,838中深入讨论了一般向上照明的问题。试图使用瞄准“飞行区”的LED照明设备加剧了尤其是LED照明所伴随的向上照明问题。这种照明会产生炫光，因为炫光是基于光源强度而觉察到的。每个LED都是极小(相对于大多数大面积光源)的强光源，对于场地或目标区域上相同级别的照射，这相比较大的、不太强的光源产生了更多的炫光。因此，本技术领域仍有改进的余地。
【发明内容】
[0006]给定强度和向上照明的需要，构思本发明的实施例来改进或推进现有技术。特别地，实施例提供了不可预期的有益效果的组合，例如不可预期的照明效率的提高以及不可预期的炫光减弱。
[0007]现有技术的一个问题是LED照明所产生的强度和/或炫光。本领域已知的是，在强的LED光源周围增加附加的光源会减弱炫光感，可能是因为较大的光源将趋于增强人眼对光的适应性。同样，对于被按既定强度照射的目标而言，如果光源较大，则光源强度较低，因此炫光减弱。
[0008]根据本发明方案的实施例提供了新颖的、有价值的及不可预期的有益效果。
[0009]根据本发明方案的一些实施例使用反射来自LED的光的反射器、遮板或包层，从而增加光源的被感知尺寸。这得到了多个有益效果，诸如显著增加了到达目标的光，由于捕获了更多的光减弱了需要来自光源的光强度，和/或由于反射器或其他组件或表面充当遮板而减弱了炫光。
[0010]根据本发明方案的另外的实施例使用一个或多个漫反射器、遮板或包层来再引导来自可视LED源的灯光以增加既定目标区域上的光。
[0011]根据本发明方案的另外的实施例使用一个或多个漫反射器、遮板或包层来再引导来自隐藏或部分隐藏的LED源的灯光以增加给定目标区域上的光。
[0012]根据本发明方案的另外的实施例使用漫射透镜材料来拦截来自LED光源的一些光、大部分光或全部光。这些实施例的有益效果可以包括:减弱感知到的炫光，以及允许有诸如较少炫光、相对于场地更好地放置光源、改进的光截断以及改进的向上光的有益效果。
[0013]根据本发明方案的另外的实施例使用部分漫射的LED光源来产生照明区，该照明区在一些区域上提供强的照明而在其他区域上提供漫射照明。
[0014]根据本发明方案的另外的实施例使用部分漫射LED光源来提供向上照明到飞行区，与未经漫射的灯光相比，飞行区的刺眼度减小。
[0015]根据本发明方案的另外的实施例提供用于诸如体育场和高尔夫球场的目标区域的LED照明，通过将来自使用LED光源的器材的光的一些或全部漫射，其提供了充足的向下照明和充足的向上照明，而没有过多的炫光。
[0016]根据本发明方案的另外的实施例提供了用于高尔夫球场上的向下照明和向上照明的LED照明，其提供了低而充足水平的向下照明，同时具有低而充足水平的向上照明，并且具有低水平的炫光和减弱的刺眼度。
[0017]根据本发明方案的另外的实施例提供了用于向下照明和向上照明的具有不同的颜色或色温的LED照明。
[0018]根据本发明方案的另外的实施例减少了直接从LED源可见的相对光量，同时保持来自具有关联的反射遮板或包层的器材的大约相同的设计量的光。
[0019]通过在保持或减少从目标区域看到的光强度的同时增加从LED器材引导到目标区域的光量，根据本发明方案的另外的实施例减少了照射目标区域所需的能量，同时保持充足或改进的实际或被感知水平的照射。
[0020]根据本发明方案的另外的实施例提供了具有充当器材发出的光的50%至5%量级上的源的漫反射器、遮板或包层的LED照明，从而在提供充足或改进的光水平的同时减少被感知的炫光。
【附图说明】
[0021]图1A-1I示出了根据所构思的本发明方案的照射的各种LED器材、目标区域和照射实例。
[0022]图2A-C、3A_C和4A_C示出了包括根据所构思的本发明方案的一些特征的各LED器材的视图。
[0023]图5A-D示出了根据所构思的本发明方案的LED器材的实施例。
[0024]图6示出了根据所构思的本发明方案的LED器材的实施例。
[0025]图7A-F示出了根据所构思的本发明方案的LED器材的实施例。
[0026]图8示出了根据所构思的本发明方案的LED器材的近视图。
[0027]图9A-C是根据所构思的本发明方案的具有LED器材的高尔夫球场的一部分的图解示意图。
[0028]图10A-B图解地示出了根据所构思的本发明方案的器材的包夹视角。
[0029]图11A-C示出了根据本发明实施例的照明器具的立体图。图11C示出了照明器具的后视图。
[0030]图12A-E示出了沿着图11C的线A_A的图11A-C的照明器具的剖视图。图12A示出了基本剖视图。图12B示出了图12A的剖视图，示出了遮板300的不同的枢转位置(参见300A和300B)。图12C示出了图12A的剖视图，示出了不同的安装表面102A和102B。图12D示出了图12A的剖视图，示出了内遮板503的不同的瞄准角(参见503A-C)。图12E示出了图12A的剖视图，示出了任选的反射组件305的添加。
[0031]图13A-C示出了使用图11A-C的照明器具进行向上照明的两个可能的选择。图13A示出了器材低位安装于柱子上且翻转。图13A和13B示出了在阵列内器材高位安装到柱子上，且具有附加的外枢转遮板300 (参见300A和300B)。图13C是图13B的细节A的放大图。
【具体实施方式】
[0032]背景
[0033]总体上讲，如果光源是漫射的，则其几乎不会被看作精确定位(较少漫射)源。用于诸如体育运动照明的区域照明的LED通常被视为相对刺眼的光源，因为它们接近光源点(相对于许多或大多数其他的大小的或广域的光源)。因此，漫射LED照射的装置和方法是所期望的。Hickcox 等人(2013 年 2 月 20 日公开于 Lighting Research and Technology上的 Hickcox, K 等人的 “Effect of different coloured luminous surrounds on LEDdiscomfort glare percept1n”(lighting Res.Technol.2012 ;0:1-12)，该文南犬全文通过引用方式合并于此)已经证实，具有贡献出观看者所看到的全部光的一些可测部分的发光源的环绕LED灯能够显著减弱炫光感