每個組形成第一表面25的超級刻面（superfacet) 61。每個刻面 組具有如通過屬于相應(yīng)刻面組的刻面27的平均取向的法線定義的相應(yīng)組光軸17a-17g(示 出的僅是17a-17c)。每個刻面具有相應(yīng)的周界邊緣51。組光軸是以相應(yīng)角度β相互成角 度的，如圖中針對相應(yīng)地具有軸17b和17的刻面組16b和16c所示出的。軸17b和17c之 間的角度β大約是10%其它對組光軸之間的相應(yīng)角度β不需要都具有相同的值而是可具有 不同的值。
[0036] 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的照明設(shè)備1的示意性側(cè)視圖。照明設(shè)備包 括作為光源3的燈/反射器單兀35,光源3具有定位于反射器本體9中的發(fā)光兀件5。在操 作期間，燈/反射器單元生成隨后入射到反射光學(xué)設(shè)備13上的會聚光束11。所述光學(xué)設(shè)備 包括多個刻面，這些刻面的平均取向定義了光軸17。多個刻面被細(xì)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(yīng)的組光軸17a-17d， 所述軸中的至少一對以至少5D的角度β、β'相互成角度，在圖中，組光軸17a-17b之間β=15、 并且組光軸17c-17d之間β' = 10。。每個刻面經(jīng)由反射將入射到所述刻面上光束(或光線)重 定向在朝顯示屏19的具體方向中，所述具體方向取決于所述刻面的傾斜角和方位角。在圖 中，光學(xué)設(shè)備是由涂覆有鏡面反射鋁層23的玻璃制成。注意，在反射光學(xué)設(shè)備的情況下， TIR的限制要求(如對折射光學(xué)設(shè)備適用的）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，相鄰刻面之間的傾斜角和角度可被類似地限制。對于折射光 學(xué)設(shè)備的周界/表面面積比值的要求仍同等地適用于反射光學(xué)設(shè)備。如從圖IA-B和2明 顯看出的，第一表面可以是基本上平坦的，或者朝光源凹形彎曲或凸形彎曲。
[0037] 圖3示意性地示出了適于生成如靠近光學(xué)設(shè)備所示出的圖案21的根據(jù)本發(fā)明的 光學(xué)設(shè)備13的第一表面25的平面圖（的一部分)。第一表面被細(xì)分成第一刻面組16a和第 二刻面組16b，第一刻面組隨機地建立了圖案"PHILIPS"中的部分"PHILI "，并且第二刻面 組隨機地建立了圖案"PHILIPS"中的部分"ILIPS"。第一表面被規(guī)則的六邊形刻面(六邊 形)27分割，相應(yīng)的六邊形的光蔭（shading)指示所述六邊形的刻面表面相對于垂直于繪圖 的平面取向的光軸17的傾斜角α和方位角Φ。入射到所述光學(xué)設(shè)備上的光通過所述光學(xué) 設(shè)備傳播并且隨后被所述經(jīng)分割的表面上的刻面折射以構(gòu)建如圖3的右邊部分中示出的 圖案"PHILIPS"。原則上，通過根據(jù)本發(fā)明的各種光學(xué)設(shè)備可以生成實際上無限數(shù)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(jié)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(xué)設(shè)備的距離相比于通過光學(xué)設(shè)備傳播的 光束的直徑是大的，它就將會對焦，而不論壁到具有刻面的光學(xué)設(shè)備的距離如何。此外，光 學(xué)設(shè)備包括水印55,即標(biāo)記"?"，為了清楚起見并且作為示例，其通過黑顏色的刻面表示。
[0038] 圖4A-4B示出了根據(jù)本發(fā)明的照明設(shè)備1的兩個實施例。為了清楚起見，以相對 于光學(xué)設(shè)備的尺度過大的尺度繪出了這些刻面。圖4A中的照明設(shè)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(zhǔn)直器33的出射表面31上 的光學(xué)設(shè)備13。這些刻面也可以直接浮雕到準(zhǔn)直器或另一光學(xué)元件的出射表面中。TIR準(zhǔn) 直器具有旋轉(zhuǎn)對稱的形狀并且依賴針對束的外部部分的全內(nèi)反射并且依賴針對內(nèi)部部分 的折射。TIR準(zhǔn)直器的功能是收集由LED發(fā)射的大部分的光線并且將它們整形為平行束，其 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。。
[0039] 圖4B中的照明設(shè)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 有作為第一主要光學(xué)器件的直接相關(guān)聯(lián)的板狀光學(xué)設(shè)備13的反射盒38中。盒的壁38a可 以是吸光的，或者替代性地可以被設(shè)計為使得來自LED的光被反射在朝光學(xué)設(shè)備13的期望 方向上。通常，LED管芯的直徑d和光學(xué)設(shè)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(xué)設(shè)備被視為點光源。正如將通過下面的示例說明的，讓光源具有發(fā) 散束可能是有利的：假定人想要將矩形光圖案投影到壁上。在該情況下，準(zhǔn)直器和壁之間 的距離以及光源(和可選的發(fā)散準(zhǔn)直器）的散度(可選地，借助附加發(fā)散準(zhǔn)直器）可以被選取 為使得(準(zhǔn)直器和)LED獨自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?，F(xiàn)在，具有刻面的板狀光學(xué)設(shè)備的功能是簡單地將圓形圖案整形為矩形圖案，其中僅在 小角度之上折射光，并且因此僅要求具有相對小的傾斜角的刻面，因而改進了光學(xué)設(shè)備的 性能。與此相反，在準(zhǔn)直器將平行束投影成為壁上的小斑點的情形中，不得不僅借助板狀光 學(xué)設(shè)備來實現(xiàn)發(fā)散束，即光學(xué)設(shè)備不得不將該小斑點整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。這要求具有相對大的傾斜角和更精確的形狀的 刻面，這是不利的。
[0040] 圖5A-5B示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的光學(xué)設(shè)備的實施例中的刻面27的位置，即與在所 顯示/生成的圖案21中與其相關(guān)聯(lián)的位置隨機地相關(guān)。盡管為了清楚起見，僅示出了分布 在4個由4個刻面構(gòu)成的組16a-d (每個組具有周界53)之上的16個刻面，但是光學(xué)設(shè)備 13可具有一萬個或者更多的刻面。本發(fā)明的一個目的是能夠?qū)崿F(xiàn)在沒有GOBO的情況下任 何期望的光圖案在距這些多個刻面15 -定距離的壁上的投影。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(fā)明的 另一目的是做出遠場中（即，在距帶有雕刻的刻面的箔的相對大的距離處）的光圖案，例如， 被整形為如圖5B中示出的字符"A"的圖案。該圖案被分成許多子圖案39 ;子圖案的數(shù)量與 刻面的數(shù)量相同。這些子圖案中的每個被給予編號?，F(xiàn)在，具有某個編號的每個刻面鏈接 到具有對應(yīng)編號的光圖案中的子圖案或者與其相關(guān)聯(lián)?，F(xiàn)在，由于針對壁上的光圖案中的 每個部分的坐標(biāo)是已知的，所以在給定圖10A-B處所描述的公式的情況下，隨后可能計算 對應(yīng)刻面的斜率和取向。本實施例的可選特征是刻面陣列內(nèi)的每個刻面的位置被隨機化， 這在圖5A和5B中示出。
[0041] 圖6A-6B示出了根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)設(shè)備13的實施例中的刻面27的位置，該位置 與其在所顯示/生成的圖案21中的相關(guān)聯(lián)的位置相關(guān)。與圖5A和5B中所示出的相反，在 圖6A和6B中，多個刻面15內(nèi)的每個刻面的位置不是完全隨機化的，而是偽隨機相關(guān)聯(lián)的。 特別地，具有光學(xué)設(shè)備的刻面的第一表面（圖6A)和圖案（圖6B)二者被分成4個象限41， 在光學(xué)設(shè)備和圖案二者上應(yīng)用相同的X、y笛卡爾坐標(biāo)系統(tǒng)。光學(xué)設(shè)備的每個象限形成刻 面組，該刻面組與圖案中的相同對應(yīng)的象限相關(guān)聯(lián)，并且在這點上刻面與圖案的關(guān)聯(lián)不是 隨機的。然而，在每個刻面組內(nèi)，刻面與對應(yīng)象限中的子圖案39的關(guān)聯(lián)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(guān)聯(lián)的位置的偽隨機關(guān)系。對于 每個刻面組，指示了周界53。
[0042] 圖7A示出了根據(jù)本發(fā)明的包括4個光學(xué)設(shè)備13的透鏡43,每個光學(xué)設(shè)備包括同 樣地布置的多個刻面27,雖然實際上每個光學(xué)設(shè)備可能容易地包括幾千個(例如5000個） 刻面，然而為了簡單起見，這里僅給予16個。而且為了簡單起見，給予了包括4個光學(xué)設(shè)備 的透鏡，透鏡一般同樣可包括十至百個同樣的或者些微地而基本上不同的光學(xué)設(shè)備。由于 圖7A中的透鏡具有帶有相互同樣的刻面布置的4個光學(xué)設(shè)備，所以當(dāng)用平行光束11照射 時，通過透鏡構(gòu)建了 4次如圖7B中示出的圖案/圖像21。圖7B示出了如由圖7A的透鏡 構(gòu)建的4次重疊圖案。作為有目的地完成的小的相互位移/偏移δ的結(jié)果，疊加的圖像的 重疊不是100%，以抵消所顯示的圖像的亮區(qū)和暗區(qū)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完成(如圖7B中所示)并且導(dǎo)致邊緣更加流暢/ 平滑，當(dāng)然S的幅度取決于所顯示的圖像的復(fù)雜性和/或細(xì)節(jié)(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%。
[0043] 圖7C示出了包括透鏡43和作為示例的50個光學(xué)設(shè)備13a、b的根據(jù)本發(fā)明的照 明設(shè)備1，光學(xué)設(shè)備13a形成包括同樣地布置的多個刻面的光學(xué)設(shè)備的第一集合，類似地 光學(xué)設(shè)備13b形成包括同樣地布置的多個刻面的光學(xué)設(shè)備的第二集合，其不同于光學(xué)設(shè)備 13a的集合。LED和它們相應(yīng)的相關(guān)聯(lián)的光學(xué)設(shè)備的數(shù)目例如共計25、50或100個LED以及 一個透鏡上的25、50或100個基本上同樣的光學(xué)設(shè)備。圖7C中的透鏡具有與帶有相互同 樣的刻面布置的26個LED 37a的第一集合相關(guān)聯(lián)的26個光學(xué)設(shè)備13a的第一集合，當(dāng)由 LED 37a的第一集合照射時，通過透鏡構(gòu)建26次如圖7D中示出的圖案/圖像部分82。圖 案/圖像部分88和90將通過24個LED 37b的第二集合以及它們相關(guān)聯(lián)的24個光學(xué)設(shè)備 13b的集合來構(gòu)建。在圖7C-D中示出的實施例中，兩