，在光學設備的效率、眩光和厚度減小方面，進一步改進 光學設備的性能。源自點源的光作為發散光束以相對寬的角度范圍撞擊在光學設備上。因 此，對于該發散光在期望的方向上的完全隨機的折射，在已知設備中一般要求具有較大傾 斜角的刻面。然而，在根據本發明的光學設備中，不利的較大傾斜角的出現卻被所述刻面組 中的第一表面的子劃分抵消。將傾斜角限制到a t〈= 0.8 * a。可以被視為發明本身。
[0013] 用于光學設備的合適的高折射率材料例如是玻璃、PMMA、聚乙烯、聚碳酸脂，低折 射率材料一般為空氣。
[0014] 為了通過光學設備獲得足夠隨機化的效果，優選地，刻面組內的相鄰第一和第二 刻面一般具有在取向方面的最小相互差異，并且因而以顯著不同的方向定向入射光束。所 述最小相互不同的取向可以被定義為所述第一和第二刻面表面的法向矢量之間的角度，該 角度至少為3°。然而，并不是所有相鄰刻面都需要具有不同的取向，例如當利用具有相同 取向的相鄰刻面時，可以向光學設備提供水印圖案。
[0015] 光學設備可以由透明或者反射材料形成。各個刻面表面和/或組合的多個刻面表 面可以是平坦的和平面的或者它們可以是彎曲的和非平面的。根據本發明的另一方面，光 學設備可以被用來形成角圖案。光學設備可以被布置成將到來的射束分裂為子射束。一 般地，光學設備包括至少100個刻面，典型地為5000或10000個刻面，甚至高達100000、 1000000個刻面或更多。正如在現有技術中已知的，適當的階段皮重（phase tare)表面可以 被用來將刻面表面劃分成階梯式或臺階式刻面表面，從而減小光學設備的總厚度。此外，被 定義為P f : V SfK值的周界邊緣（Pf)和刻面表面（Sf)之間的比值優選地至多為4.6,以抵 消如可能由相比于刻面表面的相對大量的周界邊緣所引起的非期望的顯示圖案變形效應。
[0016] 優選地,對于至少85%的相鄰刻面表面，相鄰刻面的所述刻面表面是不連續的，更 優選地，法向矢量以至少3°、優選地至少5°或者至少7°相互成角度。因而，通過相鄰刻 面獲得被重定向的光的更加發散的方向，這典型地提高了光學設備的期望的均勻化效果。
[0017] 光學設備的實施例的特征在于高折射率材料的高折射率II1至少是1. 45,則對于相 同折射，相比于具有小于1. 45的折射率的材料，要求刻面的較小傾斜，（具有小于1. 45的折 射率的材料的示例是含氟聚合物，例如PVDF (=聚偏二氟乙烯，Ii1=L 41)，ETFE (=乙烯四 氟乙烯共聚物,Ii1=L 40)或者Cytop (=環化透明光學聚合物,Ii1=L 34))。所述較小傾斜一 般減小邊緣高度并且因此改進光學設備的性能。針對λ = 589 nm具有相對于空氣的至少 1. 45的折射率的合適材料是Si02 (熔融硅石或石英玻璃,Ii1=L 45)、各種類型的玻璃（化的 范圍從大約1.45至1.9)、PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯，Ii1=L 49)、PET (聚對苯二甲酸乙二醇 酯，Ii1=L 57)、以及聚碳酸酯U1=L 59)。
[0018] 光學設備的實施例的特征在于其被制成單片。優選地，由箔或板制成，因為這些材 料處理起來相對容易，并且在形狀和尺寸方面可相對容易地適配于襯底和/或照明設備。 作為單片的優點在于避免了如在一些已知光學設備中完成的并且是對應于本發明的多個 刻面的部分的多個微楔形的繁瑣相互附接。特別地，具有高折射率的材料的使用和刻面的 傾斜角中的限制使得能夠將相對薄的箔用作光學設備。在片、板或箔材料中經由激光燒蝕 可容易地獲得所述刻面，因而多個刻面形成在制成單片的片、板或箔材料中。所述單片材料 可以容易地被成形為期望的形狀，例如作為拋物線或橢圓的分支的回轉體，可替換地，其可 以是略微起伏的、彎曲的或者平坦的。
[0019] 光學設備的實施例的特征在于其包括多個刻面中的形成圖案的刻面的子集，子集 中的所有刻面相互具有基本上相等的取向，即相等的傾斜角和方位角，優選地子集在數目 上包括多個刻面的1%至15%。因而，刻面的子集形成一種有意義的圖案，例如，光學設備的 水印圖案，其可以充當標識標簽和/或提供關于光學設備的可容易讀取的信息。可替換地 或同時地，其可以服務于檢測并且因此阻止通過第三方的中國拷貝的制造。為此，可以以不 醒目的方式提供水印，例如通過將其限制為包括多個刻面中的至多5%。如果子集的數目高 于15%，則它不再是不醒目的并且更可能表現出光學設備的質量的視覺降級。如果子集的數 目低于1%，則變得難以辨識水印并且檢測不太明顯，此外關于規避的風險增加，因為不再要 求針對透鏡的基本上全新的設計并且僅相對低數目的刻面不得不被變更以破壞水印。創建 水印的可替換方式是通過提供刻面之間的間隙或間隔，或者通過做出刻面上的小刮痕、有 棱紋的刻面、磨砂刻面，或者通過對刻面進行著色，然而不會對光學設備的性能影響到(普 通用戶）可察覺的程度。根據上面提到的措施為光學設備提供水印可以被視為發明本身。
[0020] 本發明還涉及包括根據本發明的至少一個光學設備的透鏡。透鏡在顯示設備、投 影設備以及比如例如發光體或者汽車頭燈系統的照明設備中找到廣泛應用。所述透鏡極其 適合于控制由所述設備發出的光束。透鏡可以包括多個相互等同的光學設備作為子設備。 根據本發明的這方面，光學設備由子設備的平鋪式陣列形成，其中每個子設備具有(偽）隨 機布置的刻面。這樣的平鋪式光學設備可以例如被用來處理大直徑輸入射束或處理多個分 離的(發散）射束。因而，例如通過疊加由每個子設備和相關聯的LED生成的射束來使用多 個LED，使得能夠生成相對非常均勻的光束或者在暗區和亮區之間具有相對非常尖銳的邊 緣的射束圖案，這對于如由汽車頭燈系統發出的典型弱光束的要求是特別相關的。然后每 個子設備(鋪塊（tile))以基本上相同的方式生成整個圖案，對于η個子設備，圖案則以基 本上全重疊被投影η次。因而，使得能夠不使用一個非常亮的光源而是使用不太亮的光源 矩陣來設計汽車頭燈設備，并且還獲得滿足關于這樣的弱汽車頭燈射束所提出的要求的特 定弱頭燈射束光圖案。
[0021] 透鏡的可替換實施例的特征在于其包括多個相互不同的光學設備作為子設備。雖 然在前述的實施例中，每個子設備(鋪塊）可以生成整個圖案，但是現在它以相互不同的方 式。對于η個子設備，則以基本上全重疊投影圖案η次，典型地η在從4至100的范圍中，例 如49或60,但是例如其可以共達400。平鋪式設備可以例如被用來處理大直徑輸入射束或 者處理如由多個LED發出的多個分離的(發散)射束。類似于之前的實施例，該實施例也非常 適合于機車頭燈系統。此外，在這樣的設備中，以及在之前的設備中，由于子設備中可能存 在缺陷所致的光束中可能存在的小變形得到平衡。這對于所顯示的圖像的暗區和亮區的圖 像邊緣是相關的。如存在于光學設備/透鏡上的每個刻面的形狀，可以說是在所顯示的圖 像中被顯示為所述形狀(通常例如為諸如方形、矩形或六邊形之類的多邊形)，導致所述邊 緣的階梯式輪廓。由于所述射束的疊加的相互略微的位移，因此使得能夠實現所述邊緣顯 得不太為階梯式的而是顯得更加流暢/平滑，因而提高了所顯示的圖像的實際分辨率。所 述位移的幅度取決于所顯示的圖像的期望的尺寸和期望的分辨率/細節來選取。關于本發 明的光學設備/透鏡的該疊加原理可以被視為發明本身。每個鋪塊的尺寸可以略微不同于 鄰近鋪塊，以消除否則可能由重復圖案引起的干涉效應。透射通過每個鋪塊的光的強度可 以是不同的，這可能引起給予圖案中的每個子圖案位置的能量的量中的略微改變。然而，通 過每個鋪塊內的刻面的隨機放置，這種效應被減小。可替換地，每個子設備可以生成圖案的 相應部分，即子圖案，子圖案一起形成整個圖案。如果圖案中的子圖案的數目少于期望被布 置在光學設備中的刻面的數目，則一些刻面表面可以具有相同的傾斜角、方位角以及可選 地甚至相同的尺寸。然后，類似的刻面將光定向到相同的位置或者子圖案區域或位置。然 而，具有類似的傾斜角和方位角的刻面表面優選地不被定位成彼此相鄰。
[0022] 本發明還涉及包括至少一個光源和根據本發明的至少一個光學設備的照明設備。 照明設備可以例如是燈/反射器單元、發光體或顯示設備。在燈/反射器單元的情況下，發 光元件在內部被提供于拋物面反射器的焦點處，并且所述反射器由包括光學設備的（優選 為可交換的）板閉合。發光元件和反射器的組合形成可以充當入射在板上的平行光束的生 成器的光源。因此，通過板的簡單選擇/交換，可容易控制由燈/反射器單元發出的光。通 過發光體和用于顯示設備的直接點亮或側點亮式背光可獲得類似的構造，其發出到光學設 備上的平行光束。可替換地，照明設備的特征在于照明設備是包括LED染料以及具有作為 初級光學器件的光學設備/透鏡的LED。一般地，LED染料具備圓頂透鏡作為第一初級光 學器件。當光學設備是LED的初級光學器件時，每一個單獨LED可以被給出由每一個單獨 LED發出的期望的射束圖案。光學設備的設計取決于LED染料和圓頂的尺寸的比值。例如， 如果染料（=發光元件）的尺寸相比于圓頂（=光學設備）是小的，例如半球狀圓頂具有至少 10倍大的直徑，則當LED管芯位于(半