用于室外面板照明的改进的照明器.pdf

一种用于垂直表面如广告牌的照明的照明器，其采用了反射组件的形式，该组件能够将由布置在照明器中的光源发出的光直接引导到垂直面上或照明器上的折射结构上，以便均匀地照亮所述表面并使源于光“泄漏”的光污染最少。所使用的能够提供不对称光分布的灯定位在一侧或另一侧上，并且最好为垂直地定向。主反射器为曲线形构造，并与直接位于灯之后的副反射器协同操作，以便将光引导到垂直表面的所需部分上。该照明器还使用了侧面反射板，其用于控制光并使投射到垂直表面上的光最多，该照明器还包括将光重新定向到垂直表面上的折射透镜元件。它可以只用两个照明器来照亮标准尺寸的广告牌，并能得到完全和均匀的照明，并且光泄漏很少。

1.  一种适于照亮面板表面的照明器，包括：
灯壳；
设置在所述灯壳内的灯；和
安装在所述灯壳内的反射装置，其用于将由所述灯产生的光以不对称分布的方式引导到所述面板的表面上。

2.  根据权利要求1所述的照明器，其特征在于，所述照明器还包括：
附着在所述灯壳上的折射器，所述折射器与所述反射装置协同操作，以便将来自所述灯和反射装置的光引导到所述面板的表面上，从而在所述表面上产生均匀度提高的光，并减少未照射在所述表面上的光的量。

3.  根据权利要求1所述的照明器，其特征在于，所述灯垂直地定位在所述灯壳内。

4.  根据权利要求3所述的照明器，其特征在于，所述反射装置包括：
具有曲线形反射面的主反射器；和
由所述外壳所携带并安装在所述灯之后的副反射器。

5.  根据权利要求4所述的照明器，其特征在于，所述主反射器的反射面为抛物面形轮廓。

6.  根据权利要求4所述的照明器，其特征在于，所述副反射器的反射面为椭圆形轮廓。

7.  根据权利要求4所述的照明器，其特征在于，所述照明器还包括沿着所述主反射器的至少一条侧边设置的反射侧面板。

8.  根据权利要求7所述的照明器，其特征在于，所述反射侧面板具有高反射率的表面光洁度。

9.  根据权利要求8所述的照明器，其特征在于，所述灯布置在所述反射侧面板的附近。

10.  一种适于照亮面板表面的照明器，包括：
灯壳；
设置在所述灯壳内的灯；和
安装在所述灯壳内的反射组件，所述反射组件包括具有曲线形反射面的主反射器以及由所述外壳携带并安装在所述灯之后的副反射器。

11.  根据权利要求10所述的照明器，其特征在于，所述灯垂直地定位在所述灯壳内。

12.  根据权利要求11所述的照明器，其特征在于，所述灯更靠近所述外壳的一侧，所述灯产生的光以不对称分布的形式被引导到所述面板的表面上。

13.  根据权利要求12所述的照明器，其特征在于，所述主反射器的反射面为抛物面形轮廓。

14.  根据权利要求12所述的照明器，其特征在于，所述副反射器的反射面为椭圆形轮廓。

15.  根据权利要求12所述的照明器，其特征在于，所述照明器还包括沿着所述主反射器的各侧边设置的反射侧面板。

16.  根据权利要求15所述的照明器，其特征在于，设置成最靠近所述灯的反射侧面板具有高反射率的表面光洁度。

17.  根据权利要求16所述的照明器，其特征在于，设置成与最靠近所述灯的所述面板相对的反射侧面板具有高反射率的表面光洁度或低反射率的表面光洁度。

18.  根据权利要求11所述的照明器，其特征在于，所述灯相对于所述照明器的侧边等距地布置在所述灯壳内，由所述灯产生的光以对称分布的形式被引导到所述面板的表面上。

19.  根据权利要求11所述的照明器，其特征在于，所述照明器还包括：
附着在所述灯壳上的折射器，所述折射器与所述反射组件协同操作，以便将来自所述灯和反射组件的光引导到所述面板的表面上，从而在所述表面上产生均匀度提高的光，并减少未照射在所述表面上的光的量。

20.  一种用于照亮具有大致矩形尺寸和横向尺寸的室外标志的系统，所述室外标志需要使用多个照明器来照亮所述标志的端部和所述标志的中心部分，所述系统包括：
与所述标志间隔开并在所述标志的各端处与所述标志的下边缘相对地布置的照明器，所述照明器均包括外壳、安装在所述外壳内的灯以及安装在所述外壳内的反射组件，所述反射组件可将来自所述灯并入射到所述反射器上的光反射到所述标志的垂直表面上或反射到所述照明器的其它部分上，各所述照明器的灯均垂直地设置在各所述外壳内，并位于更靠近各所述照明器外侧的位置，从而在所述标志上产生了不对称的光分布，以便均匀地照亮所述标志，并且在所述标志边缘的附近具有较少的光泄漏。

用于室外面板照明的改进的照明器
技术领域
本发明大体上涉及用于广告牌、室外标志及类似垂直表面的照明的照明器，尤其涉及具有超强光强和均匀照明且光“泄漏”较少的高效照明器。
背景技术
能够照亮垂直表面如广告牌和类似标志的照明器在照明领域中占据了特定的位置。这类照明器必须在苛刻的环境中工作，并且必须有效地不受包括雨水、风力和环境温度在内的因素的影响。为室外标志等的照明而研制的现有照明器致力于在不同的程度上满足可产生一定光强水平的要求，该光强水平足以照亮标志以使其可在不同的距离处观察清楚。现有照明器还致力于满足第二要求，即，使这些标志在其各个部分处都被照亮到所需的水平，以获得所需的均匀性印象。现有照明器已经尽可能地利用当时所拥有的技术来满足这两项要求。然而，随着在节能方面的考虑加大，对这种照明器提出的另一要求是尽可能多地将所产生的光引导到室外标志上，使得在实际上可利用最大量的所产生的光，完全地利用所产生的光通常可以减少用于给定状况的光产生，这便带来了节能。在目前的市场上，不允许因节能而导致光强和均匀性下降。近来对部分地由照亮室外标志等的照明器产生的光所引起的光“污染”提出了新的要求，这已经导致由这种照明器发出的光必须最大程度地投射到待照亮的标志或广告牌上，而不是从这种室外标志的边缘附近泄漏出去，这种“泄漏”产生了毫无用处却使夜空晦暗的漫射光。来自这种照明器的未聚集在广告牌或类似标志上的光产生了眩光和散射，并且因这种低效率而显著地浪费了能量，这种浪费的成本以年度基准来估算超过了十亿美金。这种性质的泄漏光会对在室外标志附近的位置处所执行的任务产生不利的影响，同时导致了“天空变亮”并且使夜色环境变差，从而影向了乡村社区的生活质量，并且尤其对商业和娱乐活动造成了不利的影响。
用于室外标志等的照明的照明器至少已经存在了好几十年，这可由公开了用于此目的的照明器的现有美国专利来佐证。在美国专利2746187中，Ennever介绍了一种用于室外展览物如广告牌或类似室外标志的照明的系统，这项专利介绍了沿着广告牌的上边缘来安装的照明器，该照明器通过直接照射和由处于光源上方的反射结构所引起的反射而直接将光向下投射到广告牌上。Ennever时代的照明器不能在标志的整个表面产生均匀的光强，能量效率也不好。在美国专利3647148中，Wince公开了具有反射面和折射结构的照明器结构，其构造成可将光引向具体的目标物，也用作普通的照明。Wince所公开的照明器并不是具体地针对垂直表面的照明来设计的。然而，Wince的专利提供了使用反射面和折射结构来进行照明的说明。在美国专利4037341中，Odle等人公开了针对具有垂直表面要被照亮的室外标志等的照明而设计的照明器。在Odle等人的时代，室外标志照明已经发展到这样的地步，即将多个安装成彼此间隔开并与待照亮的标志面隔开的照明器布置在标志的前方，并且靠近标志的下边缘，照明器所发出的光通常从所述照明器中成一定角度地向上投射，这与Ennever所提供的上述向下照明相反。Odle等人的专利介绍了可用适当光强来均匀地照亮室外标志，并可产生有效的侧边截止，也就是说，可以减少从照明器中穿过标志边缘的光，用于产生未入射到标志上地光的能量则被浪费了。Odle等人公开了一种反射面和折射结构的组合，其用于在给定的预定发光量下使室外标志的照明最大化。在美国专利4188657中，Reibling介绍了针对室外标志的照明而设计的照明器，其能通过所公开的照明器的反射面上的反射面特征部分的组合来产生光图案。在美国专利4261030中，Hernandez公开了具有水平布置的灯的照明器材，在每个灯的后面都安装了抛物面反射镜，从而使光投射到待照亮的表面上。除了主反射器之外，Hernandez还公开了辅助反射器，反射面的组合将光引导至待照亮的表面上。授予De Vos等人的美国专利4398239公开了一种用于照亮道路等的照明器，其包括能从防风雨外壳中拆下来的反射器，该外壳也可安装有与反射器配合操作的光源。在美国专利4451875中，Odle等人公开了一种针对广告牌等的照明的照明器，该照明器包括反射面和布置在反射面与待照亮的标志表面之间的光源。Odle等人的照明器利用了布置在透明盖上并与之形成一体的折射结构，该透明盖还构成了防风雨外壳的一部分。Odle等人的折射结构与反射面共同协作，以将光引导到待照明的垂直面如广告牌或类似室外标志的表面上。在美国专利4559587中，Quiogue等人公开了一种具有反射面和折射结构的照明器，它们协同地操作以将光引导到物体上。在美国专利4575783中，Hammond公开了一种反射器，其构造成可将光源所发出的光引导到室外标志的所有区域上，以便在标志的表面上产生均匀的光分布。光被Hammond型反射器重新定向到标志面的一部分上，从光源直接入射到标志面上的光并没有以适当的光强均匀地照亮该标志面。在美国专利4954935中，Hammond等人公开了用于照亮由许多面板形成的室外标志等的照明装置。由Hammond等人公开的系统利用了多个照明器，标志的每个面板使用一个照明器。Hammond等人公开了使用金属卤化物灯以及固定在灯壳内的反射器。该反射器定位在灯之后，并将灯发出的光反射到待照亮的标志表面上。Hammond等人的反射器设有许多沟槽或反射区段。授予Lasker的美国专利4337507介绍了具有定向分布的照明器材。Lasker所公开的照明器设有棱镜单元和反射器单元，它们用于减少在泛光照明器中常见的在过高角度处逸出的光的量。Lasker所公开的棱镜单元采用了垂直的肋，其用于引导由光源产生的光，并进一步提供光在非常宽的角度上的横向分布，以及提供容纳了棱镜单元和反射器单元的外壳上的开口后方的照明。Lasker结构所提供的光分布并不能提供均匀且完整地聚集在垂直定向的广告牌等表面上的光分布。Lasker采用了一种具有圆柱形和抛物面形轮廓的反射器，以便产生均匀的水平光分布。Lasker使光源和反射器单元在外壳内绕固定的水平轴线枢轴转动，以调节垂直的截止角度以及最大光强的角度。然而，Lasker的结构不是构造用于实现标志等的垂直面的完全且均匀的照明，而这对于室外广告标志的照明来说是必需的。在美国专利3358133中，Thoman等人公开了一种具有形成为杓状结构的主反射器的泛光灯，该反射器铰链到支架上。一个半圆柱形的辅助反射器与主反射器协同操作，以便在较大面积上产生均匀分布的宽束，这是Thoman等人的用作泛光灯的照明器所要实现的。Thoman等人没有公开针对室外标志等的垂直面的有效照明的光学器件。在美国专利5188453、5355291、5588742和5664878中，Subisak等人介绍了用于安装在标志的周围以从该标志的内部照亮标志面的照明器。Hein等人以及Sara等人的更新的专利，即美国专利6168295和6508574分别公开了能够利用反射组件来照亮诸如广告牌等的垂直表面的照明器，该反射组件由多个布置成带或行并具有特定位置和方位的反射区段组成。
如在包括上述美国专利在内的现有技术的公开内容中佐证的那样，可以看出，以前基本上所有的努力都集中在广告牌、室外标志等的垂直表面的均匀照明的目的上，这种照明要求有均匀且足够的光强，以便清楚地观看形成于标志面上的标记，并且能够以所需的程度来利用光。虽然用于室外标记照明的光学系统采用了多种形式，并且可定位在标志面的上方和下方，然而应当理解，为了提高光的利用率并减少光泄漏，需要对照明器自身进行改进，以便节约包括标志安装所需的成本在内的资源。本领域中的另一目的是提供高效率的照明器，其允许对给定尺寸的表面照明使用更少的照明器。本发明通过提供特定结构的反射组件来解决本领域中的这些长期存在的需求，这种反射组件特别适用于照明器中垂直定向的灯，在本发明的某些实施例中其可产生不对称的光分布。本发明的反射结构还与照明器外壳上所携带的折射结构协同操作，以便以光泄漏最小的方式将光重新定向到标志表面上。本发明的照明器具有允许使用较少的照明器结构便可照亮给定尺寸的标志表面的效用。因此，本发明在本领域中提供了显著的进步，这可通过下文中对本发明的若干实施例的介绍来进一步了解。
发明内容
在本文中明确公开的本发明实施例中，本发明提供了一种针对广告牌、室外标志和类似垂直表面的照明的照明器，其能够以所需的光强均匀地照亮所述标志的整个表面，并且在这种标志的边缘附近具有较少的光泄漏。本发明的照明器通过提供一种反射组件而实现了优于现有技术的改进，这种反射组件构造成可将光引导到这种垂直表面的特定部分上，并且能在一定程度上进行控制以足够地减小光污染和眩光。本发明的特定实施例的特征在于，光源在外壳内垂直地定向，该外壳通过还用作盖罩的透明透镜而相对于外界环境密封起来。该透镜最好与折射元件形成在一起，该折射元件最好设置在透镜的内表面上。折射元件设置在透镜的一部分上，其形式为棱柱体，这些棱柱体具有不同的结构，其选择用于将来自照明器的至少一部分反射组件的光重新定向，以便照亮室外标志的特定部分。根据本发明构造的反射组件包括最好具有抛物面轮廓的主反射器、最好安装在主反射器上并直接位于光源“之后”的副反射器，以及反射侧面板，该反射组件通过对光的有效控制来扩大投射到垂直表面上的光，以便以较高的平均标志照明而在所述表面上提供所需的均匀光强。本发明的反射组件最好包括反射侧面板，其定位成可增强标志的照明并减少漏光。形成于透明的照明器透镜或盖罩上的折射棱柱将来自光源和反射组件的光重新聚集，以提高照明的均匀性并减少漏光。相对于现有技术的标志照明器来说，通过使用本发明的照明器可以显著地减少进入到夜空中的漏光，并提高了照明的均匀性。
使用本发明照明器的效果能够允许使用较少的照明器来充分地照亮预定尺寸的标志。在现有技术中，针对广告牌、室外标志等的照明的照明器通过使用至少四个照明器才可为标准尺寸的标志提供所需的照明。本发明的照明器能够通过使用少至两个照明器来为相同尺寸的广告牌和室外标志提供所需的照明。换句话说，在典型的室外标志照明环境中，在现有技术中通常需要至少四个照明器，而用配置有本发明照明器的系统则允许使用少至两个照明器来照亮原来需要使用四个现有技术照明器照亮的标志尺寸。这一性能部分地通过光源在照明器中的定位来实现，光源在照明器中位于一侧或另一侧，而不是处于中央位置，光源的这种偏心定位提供了不对称的光分布，使得在典型的照明环境下可在标志的各端使用一个照明器。这样定位的各个照明器构造成使得光源朝向照明器的外侧布置。在这样构造的照明器中，外反射侧面板最好具有平直的高反射率的表面光洁度，而为了减轻漏光，内反射侧面板则可具有高反射率的表面光洁度或低反射率的表面光洁度。
根据本发明的另一实施例构造而成的照明器通过将光源布置在照明器的中央、即布置成离照明器的任一侧等距来产生对称的光分布。在这种实施例中，继续将副反射器直接定位在光源之后，在本发明的优选实施例中，同样继续将光源垂直地定位。在这种实施例中，反射侧面板最好具有高反射率的表面光洁度。
在本发明的若干实施例中优选使用的光源采用了垂直安装在照明器中的适当的灯的形式，这种定向便于实现不对称的光分布，这是实现减少照亮典型室外标志的垂直面所需的照明器的数量所希望的。与具有水平定向的灯的类似照明器相比，灯的垂直定向还通常提高了灯的输出和使用寿命。
因此，本发明的一个目的是提供一种针对广告牌、室外标志等的照明的照明器，其能够在所述广告牌的整个表面上提供均匀的光分布，并在所述广告牌的边缘附近不存在光泄漏。
本发明的另一目的是提供一种针对垂直表面的照明的照明器，其最好具有布置在照明器中的能够产生对称或不对称的光分布的位置处的垂直定向的光源，从而便于减少典型室外标志等的照明所需的照明器的数量。
本发明的又一目的是提供一种能够均匀地照亮广告牌等且光泄漏较少的照明器，其中，配置有曲线形主反射器和最好是椭圆形的副反射器的反射组件最好与照明器所携带的折射棱柱一起将光定向和/或重新定向到广告牌的垂直表面上，该反射组件最好具有反射侧面板，所述侧面板用来增加被引导至广告牌上的光。
本发明的另一目的是提供一种可安装在诸如广告牌的大面板的前方并为所述面板提供照明的照明器，该照明器由外壳、优选垂直地布置在外壳内的光源以及设置在外壳内的反射组件形成，反射组件将来自光源的光直接引导至待照亮的面板表面和折射棱柱上，该折射棱柱优选设置在覆盖透镜的内表面上，该覆盖透镜形成了外壳且对于入射到其上的光来说是可透过的，反射组件包括主反射器、设在光源之后的副反射器以及反射侧面板，反射组件的反射面以及折射棱柱用于将来自光源的光引导至面板的表面上，并具有所需的光强和均匀性以及较少的光泄漏。
本发明的又一目的是提供一种能够均匀有效地照亮广告牌等的室外标志照明系统，所述广告牌具有典型的纵向尺寸或者在水平方向上约为48英尺，这种广告牌可被少至两个根据本发明来构造的照明器完全照亮，与根据现有技术构造而成的照明器所需的数量相比，本发明的照明器能够用比原来更少的照明器来照亮不同尺寸的广告牌。
通过以下对本发明优选实施例的详细介绍，可以更容易地理解本发明的其它目的和优点。
图1是根据本发明构造的用于室外标志等的照明的照明器的实施例的透视图，图中灯显示为与正常装配位置间隔开；
图2是图1所示的本发明实施例的分解视图；
图3是图1所示照明器的截面的侧视图；
图4是根据图1所示的本发明实施例而构造的反射组件的分解视图；
图5是图1所示照明器的一部分的示意性视图；
图6是图1所示反射组件的理想平面图；
图7是本发明实施例的反射组件的一部分的理想平面图，其能提供对称的光分布；
图8是显示了本发明的几种构造的主反射器的一部分的功能的示意图；
图9是显示了本发明的几种构造的主反射器的另一部分的功能的示意图；
图10是显示了本发明的几种构造的副反射器的一部分的功能的示意图；
图11是显示了本发明的几种构造的副反射器的另一部分的功能的示意图；
图12是显示了设置在透镜上的折射元件的理想化正面视图，该透镜至少在本发明的某些实施例中使用；
图13是显示了使用能够产生不对称光分布以照亮典型室外标志的两个照明器的示意图；和
图14是显示了使用能够产生不对称光分布的两个照明器和能够产生对称光分布的一个照明器以照亮典型室外标志的示意图。
美国专利4037341、4188657、4261030、4451875、4575783和4954953的公开内容通过引用结合于本文中，这些专利公开了基本上能够照亮广告牌、室外标志等的照明器结构，这些专利的公开内容提供了本文所提供的说明之外的信息，并进一步讲授了本领域的普通技术人员如何制作和使用本发明。于2002年3月29日提交的美国专利申请No.10/113494的公开内容也通过引用结合于本文中。
现参见附图尤其是图1到3，图中以标号10显示了根据本发明的一个特定实施例而构造的照明器，该照明器10可用基本上传统的方式相对于通常具有待照亮的垂直面的室外标志、广告牌等进行安装。为简便起见，在图中未示出要被照明器10照亮的室外标志。在典型的使用环境中，广告牌或标志的垂直面具有可传达广告信息等的标记，照明器10用于照亮标志垂直面上的这些标记，以便使在诸如夜晚的时间能够看清这些标记。照明器10通过传统的安装组件相对于标志间隔开地安装并稍微处于标志下边缘的下方，该安装组件可包括形式为导管、管道等的支撑件(未示出)。这种支撑件用来在照明器10和室外标志之间保持预定的距离，并以传统的方式构造成在将所述照明器10于这种支撑件上调平并紧固之后防止照明器10旋转。通过传统地连接在照明器外壳14上的U形安装件12，照明器10就可通过支撑件到照明器10的连接而安装连接到这种标志上。照明器10相对于室外标志表面的定位根据具体的使用情形而有所不同。为了容纳常用于周期性维护和标记更换的狭窄维护通道，本行业中的惯例需要使照明器10距离室外标志的表面为一定的间距，大约为从该表面的底边向外60英寸的距离。
照明器外壳14容纳了反射组件16以及通过传统方式与电源相连的灯18。在显示了分解关系的图4中可以看到，反射组件16由主反射器20和优选安装在主反射器20上的副反射器22形成。反射组件16还包括反射侧面板24，反射组件16基本上占据了外壳14内部的全部表面区域，从而使来自灯18的光被有效地引导到室外标志的表面上或透明透镜28上，根据传统的经验，透镜28优选由压制的硼硅玻璃形成，并具有形成于所述透镜28的内表面上的一系列折射器30。透镜28也可由在本领域中传统使用的丙烯酸聚合材料来形成。透镜28也可如在本领域中传统地那样构造成用作盖罩，该透镜28通过框架29来安装，如本领域所知的那样，框架29铰接成可允许进入到照明器10的内部，并将照明器10相对于其它零件密封起来。灯18穿过形成于主反射器20中的开口34而安装在传统的灯座32上。如本领域中已知的那样，灯座32通常由瓷器制成，并在出厂前预先布线，且构造成能够防腐蚀、安全、有效地固定和容易更换灯。在图1到3所示的实施例中可以看到，当照明器10定位在工作环境中时，灯18被布置在垂直的方位上，即灯18的纵向轴线是垂直布置的。灯18的形式通常为金属卤化物灯，尤其是能产生约40000流明的脉冲式金属卤化物灯。一种适当的灯可采用例如由美国俄亥俄州Venture Lighting of Solon公司制造的脉冲式金属卤化物灯的形式，这种灯的瓦数在175到400瓦、优选是320到400瓦之间的范围内。当然应当理解，在不脱离本发明范围的前提下，照明器10也可被安装在精确垂直方位以外的其它方位或其它的位置上。在本说明书中，应当理解，用语“垂直方位”的使用是指偏离垂直方向约±15°的方位，优选的安装是处于水平面之上约为80°的位置。在本发明的一个优选实施例中，灯18以基本上垂直或几乎垂直的方位而布置在照明器10的外壳14内。
外壳14包括主体部分36，其基本上形成为一个大小适于容纳反射组件16的矩形盒，外壳14沿着外周侧边38，40和前后边缘42，44是敞开的，前边42是布置成最靠近室外标志等的边缘。透镜28由框架29来安装，由透镜28和框架29形成的组件最终构成了还包括有外壳14的外壳组件，框架29围绕着外周边是敞开的，这些外周边与外壳14的边缘38到44相配。从图中可以看出，透镜28在其前表面上向下地倾斜，并具有倒圆的角部，这是本领域中的一种传统的构造。透镜28提供了开口，灯18所发出的光以及至少部分地由反射组件16所反射的光通过该开口而离开照明器10。透镜28定位成有效地设于照明器10中，使得所有穿过照明器10的光都必须穿过透镜28。如在下文中所介绍的那样，通过折射器30可将穿过透镜28的中央部分的光重新定向到室外标志的垂直表面上。折射器30以棱柱组的形式存在，它们取决于在透镜28上所处的位置而具有不同的特征，这些棱柱优选直接形成于透镜28中，并定位在其内表面上，这在图12中具体地示出。如图12中可见，透镜28大致包括主体部分31，其为大致矩形或方形的构造，并且棱柱与透镜28的主体部分31形成一体。在本领域中，在折射器设置在位于照明器开口的上方的透镜或透明罩盖的内表面上或与该内表面形成一体时，该折射器例如折射器30被称为内棱柱。透镜28以传统的方式相对于外壳14进行安装，使得能够防止湿气泄漏到照明器10的内部。用于形成透镜28的材料可选择为耐热冲击的玻璃或透明的聚合材料，其不会因雨水、雪或极端的气候条件如高温、阳光直射等而受损。透镜28形成为光滑的外表面，其可通过雨水来有效地自清洁。
如上所示，外壳14通过与由透镜28和框架29形成的组件相连来完成，并且被成形为具有很高的容积效率和视觉吸引力。外壳14设有围绕着边缘38到44的外周凸缘46，其可与框架29的外周边相配，凸缘46和框架29的边缘可以传统的方式扣合，以便将外壳14和装有透镜的框架29紧固在一起，从而完成对包括有反射组件16和灯18在内的光学组件的封装。虽然图中未示出，然而在凸缘46和框架29的边缘之间以传统的方式设置了垫圈来密封外壳14。密封结构(未示出)还将透镜28密封在框架29中。也可在框架29内形成遮光板，这是本领域所常用的。
如上所述，框架29通过传统的方式铰接到外壳14上，使得框架29及其所携带的透镜28实质上可用作一个门，并可在框架29和外壳14解扣后向上枢轴转动，从而可进入到照明器10的内部以进行维护等。同样如传统的那样，透镜28支撑了折射器30。还是如本领域中传统使用的那样，用于将框架29连接到外壳14上的铰接件(未示出)可与所述框架29和外壳14模制成一体。在框架29旋转经过垂直方向时可如传统上那样为框架29提供支撑件(未示出)，例如整体铸造的铰接止动件(未示出)。由外壳14和装有透镜的框架29所形成的组件可防止雪和由风驱使的雨水进入到照明器10的内部，该组件在美国电器质量标准(UL)中列出供潮湿场合使用，而且满足UL1572雨水测试的要求。通过使用传统的手段，照明器10还被构造成能够被容易地安装到新型标志或现有标志上。
照明器、诸如根据本发明构造的照明器10可通过新颖的特征来有效地均匀照亮广告牌、室外标志等，这些特征包括形成为新颖构造的反射元件，这些反射元件与布置在透镜28上或与之形成一体的折射元件共同操作，并且垂直表面被具有所需光强的较高平均照度所照亮，并在这种室外标志的外周边的周围只存在很少的光泄漏。主反射器20可形成为光滑连续的曲线形状，或者从便于主反射器20的整体成形的部分中形成类似的形状。副反射器22最好沿着外壳14的后边缘44而安装在主反射器20的后边缘48上。副反射器22在形状上最好是椭圆形的，并布置成紧邻于灯18之后，副反射器22只是部分地沿着后边缘48延伸。从图中可见，主反射器20继续向上延伸，形成了处于副反射器22的位置一侧的弧形反射部分50，反射组件16可提高标志等的整个表面上的光强和均匀性，并且其边缘附近的光泄漏最少。反射组件16优选与折射器30相结合，至少部分地提供了本文所介绍的特定的操作改进，该折射器30具有如下所述的不同的定位和功能。
反射组件16还包括最佳地显示于图1，2及4中的上述反射侧面板24和26。如将在下文中详细描述的那样，灯18定位在照明器10内的能够产生对称或不对称光分布的位置上，通过将灯18定位成朝向其中的一个或另一个侧面板24或26，如图1所示的实施例便可产生不对称的光分布。当灯18定位成更靠近侧面板24时，为了减少漏光，侧面板24优选具备高反射率的表面光洁度，而相对的侧面板26可具备高反射率的表面光洁度或低反射率的表面光洁度。构造成灯18不对称地布置成更靠近侧面板24且副反射器22位于灯18之后的照明器10可导致光被主要引导到照明器10的另一侧，并投射到室外标志54等的垂直表面32上，这可进一步参阅图13。这样构造的照明器10可定位在室外标志54的端部56的附近，并使侧面板24布置在所形成的结构的外侧，这样，光不仅被引导到标志的朝向照明器10的端部56，而且被引导到标志的中心，来自照明器10的光主要被引导到从标志54的正对端部56延伸到所述标志中央的区域上。因此，这样构造的照明器10可产生不对称的光分布。第二照明器11是照明器10的镜像，即它构造成灯18布置成更靠近侧面板26，使得光被引导到标志54的端部58上，并且也被引导到所述端部58与标志54的中央之间的区域上。这样，通过仅使用两个照明器，即照明器10和构造成照明器10的镜像的照明器11，就可以照亮标志54。当这样来使用两个照明器10和11时，由所述照明器产生的大部分光被引导到标志的中央，从而对标志54的端部56，58处的漏光控制得到简化。由于通过使用照明器10和11而有效地“延长”了标志54的中心，因此减小了在朝向标志54中心的方向上的漏光。对于给定的照明状况而言，通过使用更少数量的照明器还减少了能耗，并且不会降低性能。由于因使用更多数量的照明器而引起的视觉干扰减少，因此漏光也得以减少。
再来看图14，其显示了一种照明状况，其中将能够产生对称光分布的照明器13设在处于标志54的端部处的照明器10，11之间。照明器13如图7所示地构造成使灯19等距地布置在照明器13的侧面之间，即布置在照明器13的中央，而照明器13的其它构造与照明器10相同。在照明器13中，副反射器23定位成紧接于灯19之后，并沿着主反射器21的后边缘而安装在中央。主反射器21上的位于副反射器23两侧的部分60和62从主反射器21的各端处向上地延伸，并基本上起到如本文所述的照明器10的部分50所起的作用。结合“不对称”的照明器10和11来使用“对称”的照明器13，便可将更高光亮级的光引导到标志54的中央部分上。照明器13优选还配置有与照明器10的侧面板24和26大致相同的反射侧面板(未示出)，面板24，26的反射面最好形成为具有高反射率的表面光洁度。
现还参见图4，可以看到，照明器10的反射组件16如在这里所描述的那样配置有两个反射器，即主反射器20和副反射器22。主反射器20由部分64和66形成，部分64和66具有很高的镜面光洁度，并可通过使用适当的紧固件(未示出)沿着相对的侧边68和70而连接在一起。组装起来的部分64，66具有曲线形的形状，其可如图8和9中示意性显示的那样反射光。如图8所示，部分64主要用于将光引导到诸如图13和14所示的标志54的上部，而来自弧光管17的带有灯18的中心部分的光被反射到紧邻于标志54的上边缘的下方。如图9所示，直接位于灯18之下的部分66也照亮了标志54的上边缘。这样，最大量的光被引导到标志54的上部，然而漏光最少。副反射器22优选形成为椭圆形状，使得光分布在标志54的下部，这可从图10和11所示的图形中推断出来。
继续参见图4，还可以看出，反射组件16配置有包括副反射器22和反射部分50在内的部分72。该部分72通过适当的紧固件(未示出)而装配到部分66上，部分50具有抛物面轮廓，它是部分64和66的曲线形轮廓的延续。部分50设置成与副反射器22相邻，而副反射器22直接设置在灯18之后。如参阅图10所见，椭圆形的副反射器22产生了直接位于弧光管17之下的均匀的灯光图像。抛物面部分50将光朝向标志10的下方中心部分反射，这可从图11中推断出来。如图7最佳地示出，“对称”照明器13的主反射器21类似地构造，不同之处是部分60，61分别设置在布置在中心的副反射器23的两侧，所述部分60，61和副反射器23用来引导光，其方式与这里所述的主反射器20的部分50和副反射器22的功能大致相同。
现参见图12，如本领域中传统使用的那样，所示透镜28应当理解为由硼硅玻璃或塑料如丙烯酸材料来形成。折射器30包括在透镜28的内表面上整体形成的棱柱组，该折射器30用来提高投射到诸如图13和14所示的标志54的垂直表面上的光的均匀性。折射器30用来捕获不能正常地投射到标志54上的光，这些光如不重定向的话将会损失掉。虽然本发明的构造可采用非棱柱式透镜，然而应当理解，配置了这里所公开的折射器30的透镜28提供了具有改善性能的照明器。如图12所示，透镜28中的沿着图幅上部定位的边缘78是最靠近标志54的边缘。在照明器10中，位于透镜28下方的灯18的位置具有其中心80。照明器11即照明器10的镜像不仅构造成使例如灯18的位置设在照明器11上的与照明器10中相反的一端处，而且还具有折射器30，其形成为在图12中所见的透镜28的镜像。换句话说，对于作为照明器10的镜像的照明器11的描述而言，不仅仅涉及到灯18的重新定位。
进一步参见图12，可以看到折射器30被分组成几个部分，其覆盖了透镜28的整个内表面的主要部分，这些部分被标示为部分A到H和J到M，由于所示结构的示意性图示提供了比实际的棱柱或棱柱组更多的信息，因此在图中形成各个所述部分的棱柱只是被示意性显示。如图12所示，部分A，H和B位于与透镜28的边缘74间隔开的位置，部分A布置在部分B和H之间的中央，并具有比所述部分B和H更大的长度。这样，部分J，K，L和M紧邻于部分A而设在部分A的上方，并且沿着其下边缘与部分A的上边缘邻接，部分J，K，L和M沿着它们的侧边顺序地邻接。部分G设置在部分H之上并沿着透镜28的外边缘76，该部分G沿着所述部分G的内边缘与部分J邻接。部分C设置在部分B之上并与之邻接，该部分C在其内边缘上与部分A和部分M的一部分相接触。部分D位于部分C之上，并与部分C和部分M的一部分邻接，部分D的上方的内边缘与部分F的边缘相接触，部分F延伸穿过透镜28而与部分G相接触。部分E沿着透镜28的边缘78布置，并且沿着该边缘延伸而分别与部分D，F和G的边缘相接触。形成这几个部分的棱柱在这些部分中被完整地切割，使得棱柱终止于相邻的部分处。
用于形成上述部分的棱柱可形成有特定形状的曲面，例如为在本领域中以前使用的由美国俄亥俄州的Holophane of Newark公司生产的折射元件中已知的棱柱，这些棱柱尤其能使光发散，以避免闪光。部分A和H将没有入射到标志54上的光引导到其边缘上，部分A将光引导到标志的上边缘，而部分H将光引导到标志的端部。部分B和C将来自标志54端部的光引导到标志的中央部分。部分D，E，F和G用于在标志54上产生平滑的光分布，并主要用来减少标志上的亮斑。部分L和M用于将光引导到标志54的中间部分，而部分J和K使投射到标志54的中央部分的某一位置上的光变得平滑，否则在该位置处会产生由灯18的弧光管所带来的灯阴影。
虽然在本文中已经通过几个实施例明确地介绍了本发明，然而应当理解，本文所显示和介绍的特定实施例是示例性的而非限制的。因此，本发明的范围由所附权利要求的陈述来限定。