更加詳細地示出了圖IA的光學設備13。光學設備略微朝向光源(未示出） 凹形彎曲，具有光軸17,并且包括具有多個刻面15的第一表面25。所述第一表面被子劃分 成刻面組16a-16g，其中每個刻面組具有其相應周界53。刻面組之間的分離通過表示小間 隔的粗線指示。如圖中所示，每個組形成第一表面25的超刻面61。每個刻面組具有如通 過屬于相應刻面組的刻面27的平均取向的法向定義的相應組光軸17a-17g (示出的僅為 17a-17c)。每個刻面具有相應的周界邊緣51。組光軸以相應角度β相互成角度，如圖中針 對相應地具有軸17b和17的刻面組16b和16c所示出的那樣。軸17b和17c之間的角度 β大約為10°，其它對組光軸之間的相應角度β不需要都具有相同的值而是可以具有不同 的值。
[0035] 圖2示出了根據本發明的第二實施例的照明設備1的示意性側視圖。照明設備 包括作為光源3的燈/反射器單元35,光源3具有定位于反射器主體9中的發光元件5。 在操作期間，燈/反射器單元生成隨后入射在反射光學設備13上的會聚光束11。所述光 學設備包括多個刻面，這些刻面的平均取向定義了光軸17。多個刻面被子劃分成第一刻 面組16a、第二刻面組16b、第三刻面組16c和第四刻面組16d。每個刻面組具有相應的組 光軸17a-17d，所述軸中的至少一對以至少5°的角度β、β'相互成角度，在圖中，在組光軸 17a-17b之間β=15°，并且在組光軸17c-17d之間β'=10°。每個刻面經由反射將入射在所 述刻面上光束(或光線)重定向在朝向顯示屏19的特定方向上，所述特定方向取決于所述刻 面的傾斜角和方位角。在圖中，光學設備由涂覆有鏡面反射鋁層23的玻璃制成。注意，在 反射光學設備的情況下，TIR的限制要求(如對折射光學設備適用的那樣)不適用。然而，為 了將周界壁和刻面表面的比值限制到4. 6以下的合理值，傾斜角和相鄰刻面之間的角度可 以被類似地限制。對于折射光學設備的周界/表面面積比值的要求仍同等地適用于反射光 學設備。如從圖IA-B和2明顯的，第一表面可以是基本上平坦的，或者朝向光源凹形彎曲 或凸形彎曲。
[0036] 圖3示意性地示出了適于生成如靠近光學設備所示出的圖案21的根據本發明的 光學設備13的第一表面25的平面視圖（的一部分)。第一表面被子劃分成第一刻面組16a和 第二刻面組16b，第一刻面組隨機地構建了圖案"PHILIPS"中的部分"PHILI"，并且第二刻 面組隨機地構建了圖案"PHILIPS"中的部分"ILIPS"。第一表面被規則的六邊形刻面(六邊 形）27分割，相應六邊形的陰影指示所述六邊形的刻面表面相對于垂直于繪圖平面取向的 光軸17的傾斜角α和方位角φ。入射在所述光學設備上的光通過所述光學設備傳播并且隨 后被所述經分割的表面上的刻面折射以構成如圖3的右邊部分中示出的圖案"PHILIPS"。 原則上，通過根據本發明的各種光學設備可以生成實際上無限數目的任意圖案。在圖8中 示出了一些說明性示例。注意，不需要投影透鏡。結果，不需要手動地聚焦投影到壁上的光 的圖案。只要壁到具有刻面的光學設備的距離相比于通過光學設備傳播的光束的直徑是大 的，它就將會對焦，而不管該距離如何。此外，光學設備包括水印55,即符號"?"，為了清楚 起見并且作為示例，其通過黑顏色的刻面表示。
[0037] 圖4A-4B示出了根據本發明的照明設備1的兩個實施例。為了清楚起見，以相對 于光學設備的維度過大的維度繪制刻面。圖4A中的照明設備1示出了具有雕刻的刻面27 的透明箔29,其被提供為作為光源3的LED 37的TIR準直器33的出射表面31上的光學設 備13。刻面也可以直接模壓到準直器或另一光學元件的出射表面中。TIR準直器具有旋轉 對稱的形狀并且依賴于針對射束的外部部分的全內反射并且依賴于針對內部部分的折射。 TIR準直器的功能是收集由LED發射的大部分光線并且將它們再成形為在線越過具有雕刻 的刻面的箔的每個位置處不具有或僅有小的角擴展（即，在圖中擴展小于5° )的平行射束。
[0038] 圖4B中的照明設備1的實施例包括作為點光源3的LED 37,點光源3容納在具 有作為第一初級光學器件的直接相關聯的板狀光學設備13的反射盒38中。盒的壁38a可 以是吸光的，或者可替換地可以被設計為使得來自LED的光被反射在朝向光學設備13的期 望方向上。典型地，LED管芯的直徑d和光學設備的直徑D的比值大約為10或者更大，例 如25,則LED管芯相比于光學設備被視為點光源。正如將通過下面的示例說明的，使光源具 有發散射束可能是有利的：假定人想要將矩形光圖案投影到壁上。在該情況下，準直器和壁 之間的距離以及光源(和可選的發散準直器）的發散性(可選地，借助于附加發散準直器）可 以被選取為使得(準直器和)LED單獨在具有等于意圖的矩形圖案的面積的面積的壁上投影 圓形光圖案。現在，具有刻面的板狀光學設備的功能是簡單地將圓形圖案再成形為矩形圖 案，其中僅在小角度之上折射光，并且因此僅要求具有相對小傾斜角的刻面，因而改進了光 學設備的性能。與此相反，在準直器將平行射束投影成壁上的小斑點的情形中，必須僅借助 于板狀光學設備來實現發散射束，即光學設備必須將該小斑點再成形為相對大的矩形并且 因此在大角度之上折射，尤其是對于矩形圖案的拐角而言。這要求具有相對大傾斜角和較 精確的形狀的刻面，這是缺點所在。
[0039] 圖5A-5B示出了根據現有技術的光學設備的實施例中的刻面27的位置，即處于與 其在所顯示/生成的圖案21中的相關聯的位置的隨機關系中。盡管為了清楚起見，僅示出 了分布在四個四刻面組16a_d (每個組具有周界53)之上的16個刻面，但是光學設備13可 以具有一萬個或者更多的刻面。本發明的一個目的是使得能夠實現在沒有GOBO的情況下 任何期望的光圖案在距該多個刻面15 -定距離處的壁上的投影。圖5A示出了周期性刻面 陣列，其中每個刻面被編號，作為示例，對于刻面編號"2"，以粗線指示周界邊緣51。本發明 的另一目的是制作遠場中（即，在距帶有雕刻的刻面的箔的相對大距離處）的光圖案，例如， 被再成形為如圖5B中示出的字符"A"的圖案。該圖案被劃分成許多子圖案39 ;子圖案的 數目與刻面的數目相同。這些子圖案中的每個被給出編號。現在，具有某個編號的每個刻 面鏈接到具有對應編號的光圖案中的子圖案或者與其相關聯。現在，由于針對壁上的光圖 案中的每個部分的坐標是已知的，因此在給定圖10A-B處所描述的公式的情況下，隨后可 能計算對應刻面的斜率和取向。該實施例的可選特征是刻面陣列內的每個刻面的位置被隨 機化，這在圖5A和5B中示出。
[0040] 圖6A-6B示出了與其在所顯示/生成的圖案21中的相關聯的位置相關的根據本 發明的光學設備13的實施例中的刻面27的位置。與圖5A和5B中所示出的相反，在圖6A 和6B中，多個刻面15內的每個刻面的位置不是完全隨機化的，而是偽隨機相關聯的。特別 地，具有光學設備的刻面的第一表面（圖6A)和圖案（圖6B)二者被劃分成4個象限41，在 光學設備和圖案二者上應用相同的X，y笛卡爾坐標系統。光學設備的每個象限形成刻面 組，該刻面組與圖案中的相同對應象限相關聯，并且在這一點上刻面與圖案的關聯不是隨 機的。然而，在每個刻面組內，刻面與對應象限中的子圖案39的關聯再次是完全隨機的。因 而，獲得了刻面位置與其在所顯示/生成的圖案中的相關聯的位置的偽隨機關系。對于每 個刻面組，指示周界53。
[0041] 圖7A示出了根據本發明的包括四個光學設備13的透鏡43,每個光學設備包括 十六個相同布置的多個刻面27,然而在此僅為了簡單起見而這樣做，因為實際上每個光學 設備可能容易地包括幾千個(例如5000個)刻面。而且為了簡單起見，做出包括四個光學設 備的透鏡，透鏡一般完全可以包括十至百個相同或者略微相同而基本上不同的光學設備。 由于圖7A中的透鏡具有帶有相互相同的刻面布置的四個光學設備，因此當用平行光束11 照射時，通過透鏡四次構成如圖7B中示出的圖案/圖像21。圖7B示出了如由圖7A的透鏡 構成的四次重疊圖案。作為有目的地做出的小的相互位移/偏移S的結果，疊加的圖像的 重疊不是100%，以抵消所顯示的圖像的暗區和亮區處的階梯式邊緣的可見性。該偏移可以 在一個方向上，但是也可以在更多的方向上做出（如圖7B中所示)并且導致邊緣更加流暢/ 平滑，當然S的幅度取決于所顯示的圖像的復雜性和/或細節(例如參見圖8)，但是一般每 個刻面的疊加圖像的重疊大約是50%至95%，例如80%。
[0042] 圖7C示出了包括透鏡43和作為示例的50個光學設備13a、b的根據本發明的照 明設備1，光學設備13a形成包括相同布置的多個刻面的光學設備的第一集合，類似地光學 設備13b形成包括相同布置的多個刻面的光學設備的第二集合，其不同于光學設備13a的 集合。LED及其相應的相關聯的光學設備的數目例如