为HH并且坚直中心屏被标识为VV。水平中心平面HH和坚直中心平面VV在点 HV处彼此相交。由光源发射的光照射区域82中的测量屏80。区域82从上方受到由透镜 的特定重定向属性总体，即如由每个相应LED结合其相关联的相应光学设备发出的所有光 束的叠加，产生的暗光界限限制。所示出的实施例，头灯被确定用于右边通行并且亮-暗界 限在相反通行侧上或者在测量屏80的左侧处具有在水平中心平面HH下方基本上水平延伸 的部分84。在通行侧，或者换言之，在测量屏80的右侧，亮-暗界限具有从水平部分84向 外延伸到测量屏80的右边缘或者水平中心平面HH的扬起部分86。可替换地，通行侧处的 亮-暗界限可以具有被布置为比部分84更高并且也是水平的部分。区域82中的光照强度 的分布由法律考量（legal consideration)提供，并且在点HH下方的区带中，可得到最高 光照强度。如由LED 13a发出并且由透镜43的光学设备37a重定向的光不照射或者欠佳 地照射亮-暗界限84、86上方的测量屏80。例如，鉴于代理ECE规范，定义其中光照强度 总计最大到0. 4勒克斯的测量点92,以避免相反通行的眩目（blinding)。光照强度分布可 以例如被选择为使得在位于测量屏80上的亮-暗界限84、86正上方的区域90中，如由头 灯发出的光仅欠佳地照射，区域90例如在水平中心平面HH上方延伸直至大致2°并且在 坚直中心平面VV的两侧处延伸到基本上4°以下。位于区域90上方并且侧向地在区域90 之上的下落区域88在水平中心平面HH之上例如坚直地延伸直至4°并且在坚直中心平面 VV的两侧处侧向地延伸直至基本上80°并且在区域90中被更强地消除。
[0044] 实施例的可选特征是光学设备中的每个内的每个刻面的位置是随机化的。这具有 以下优点：在具有雕刻在其中的许多这种刻面并且被窄光束照射的透明箔的情形中，光将 仅仅越过几个刻面。结果是仅获得期望的光图案的整形（fair)表示。在射束被拓宽的情 形中，光束将越过更多刻面并且光图案的表示得以改进。换言之，随机化刻面阵列内的每个 刻面的位置使得具有刻面的箔以可预测的方式表现：被照射的刻面越多，壁上的光图案的 质量就越佳。在这一点上，发明光学设备具有与全息术的行为的强烈类似性。然而，与全息 术相反，发明光学对于白光（即，宽光谱）也良好地工作，但是不限于此，并且似乎是独立于 波长的。由于衍射漫射器被调谐至特定波长并且在不同波长处具有降低的效率，因此这是 优于衍射漫射器的优点。同样在射束不均匀的情形中，刻面的位置的随机化注意仍获得壁 上的光图案的良好表不。
[0045] 图9A示出根据本发明的具有多个刻面15的光学设备13的计算机计算的3D绘图 45,多个刻面45具有规则的六边形形状刻面表面。图9B示出了如在图9A中示出的根据 本发明的物理光学设备的一部分的扫描电子显微镜图像。在图9A-B中清楚地示出了刻面 27的刻面表面27a、27b的特性"倾斜"、"方位"和"取向"的含义。图IOA中示出了沿着线 XX的图9B的物理光学设备的截面。
[0046] 如图IOA中所示，从光学角度来看，每个刻面27的功能是对通过该刻面透射的光 线进行重定向。每个刻面27具有相应的刻面表面27a、27b。所述刻面表面27a、27b具有相 应的法向矢量28a、28b,对于相邻的刻面表面,这些法向矢量优选地以至少γ =3°相互成 角度。在图中示出的示例中，对于相邻的刻面表面27a、27b的法向矢量28a、28b，y=45°。
[0047] 假定由多个发光兀件或光源（未不出）发出的平行光束11被定向为垂直于包括具 有第一表面25的薄透明箔29的光学设备，第一表面25具有雕刻于其中的刻面27。每一个 单独的刻面将截取平行光束的相等部分并且对其进行重定向。
[0048] 给定矢量n= U X 3，刻面的法向，该刻面的斜率(倾斜角α )和旋转取向（方位角 φ)为(还参见图10Β):
【主权项】
1. 一种包括具有多个微小尺寸刻面的第一表面的光学设备（13)，每一个刻面具有相 应取向，所述多个刻面具有平行于所有所述相应取向的平均取向的法向矢量延伸的光轴， 多个刻面包括至少第一和第二刻面组，每一个组由至少二十五个紧凑布置的邻近刻面 中的相应数目个形成， 其特征在于在光学设备的操作期间，每一个刻面组被布置成构成相应相互相同的整个 图案，相应刻面组中的每一个刻面被布置成显示所述相应整个图案的子图案，并且相应整 个图案相互叠加。
2. 如权利要求1中要求保护的光学设备，其特征在于叠加的整个图案以小偏移δ相互 偏移，导致相应整个图像的叠加在50%至95%之间。
3. 如权利要求1或2中要求保护的光学设备，其特征在于至少第一和第二刻面组基本 上具有相同尺寸和/或相同形状，可选地所述组通过小间隔相互分离。
4. 如权利要求1或2中要求保护的光学设备，其特征在于第一刻面组中的相应刻面数 目与第二刻面组中的相应刻面数目之间的比值在1:1至1:10的范围中。
5. 如权利要求1或2中要求保护的光学设备，其特征在于组内的基本上每一个刻面具 有关于相应组光轴的倾斜角at，其中所述倾斜角Ci t在通过以下等式确定的范围内： at〈= 0.8 * (!。，优选地 at〈= 0.6 * ac， 其中a。= arcsin(n2/nl)并且a。是针对全内反射的临界角，其中Ii1是较高折射率 并且巧是较低折射率。
6. 如权利要求5中要求保护的光学设备，其特征在于n i为至少1. 45。
7. 如权利要求1或2中要求保护的光学设备，其特征在于每一个刻面（27)具有带有相 应法向矢量的相应刻面表面（27a，27b)，对于每一个刻面组适用的是在相应刻面组内，相邻 刻面的刻面表面的至少85%是相互非连续的，优选地相邻刻面表面的法向矢量相互成至少 Y =3°的角度。
8. 如权利要求1或2中要求保护的光学设备（13)，其特征在于其被制成单片，优选地 由箔或板制成。
9. 如权利要求1或2中要求保护的光学设备（13)，其特征在于其包括形成多个刻面 (15)中的刻面（16)的子集的图案，子集的刻面相互至少具有与相邻刻面的基本上相等取向 (相同倾斜角α和方位角Cp)、类似颜色、类似标记(磨砂、刮痕、有棱纹)表面、类似间隔中的 一个，优选地子集在数目上包括多个刻面的1%至15%。
10. -种包括如权利要求1至9中任一项中要求保护的至少一个光学设备（13)的透镜 (43)，优选地要由相应光学设备中的每一个显示的图案相互相同并且叠加。
11. 包括至少一个光源（3)和如前述权利要求1至10中任一项中要求保护的至少一个 光学设备（13)或透镜（43)的照明设备（1)。
12. 如权利要求11中要求保护的照明设备（1)，其特征在于照明设备为灯/反射器单 元（35 )、机车头灯、发光体或显示设备和/或提供有至少一个光学设备（13 )或透镜（43 )作 为初级光学器件的LED (管芯）（37)。
13. 如权利要求11中要求保护的照明设备（1)，其特征在于光源（3)在操作期间充当点 光源或者充当平行光束（11)的生成器。
14. 包括多个如权利要求11至13中任一项中要求保护的照明设备（1)和至少一个如 权利要求1至10中任一项中要求保护的光学设备（13)或透镜（43)的系统。
15.制作如权利要求1中要求保护的光学设备（13)或相应地如权利要求10中要求保 护的透镜（43)的方法，所述方法包括以下步骤： (1) 选择要显示的期望的图案（21)， (2) 将图案划分成具有特定位置的子图案（39)， (3) 确定刻面组和包括组光轴的针对刻面（27)的配置以用于将射束部分（重）定向到 子图案位置，这考虑到 在光学设备的操作期间，每一个刻面组被布置成构成相应整个图案，相应刻面组中的 每一个刻面被布置成显示所述相应整个图案的子图案，并且相应整个图案相互叠加， (4) 根据所确定的配置生成多个刻面（15)。
【专利摘要】光学设备包括具有多个微小尺寸刻面的第一表面，每一个刻面具有相应取向。所述多个刻面具有平行于所有所述相应取向的平均取向的法向矢量延伸的光轴。多个刻面包括至少第一和第二刻面组，每一个组由至少二十五个紧凑布置的邻近刻面中的相应数目个形成。每一个组被布置成在操作期间生成相应相互相同的整个图案。相应组中的每一个刻面被布置成显示所述相应整个图案的子图案。整个图案相互叠加。
【IPC分类】G02B27-12, G02B27-09, G02B5-04, F21V5-00
【公开号】CN104641167
【申请号】CN201380049162
【发明人】M.P.C.M.克里伊恩, S.T.德兹瓦特, W.P.A.J.米奇伊尔斯
【申请人】皇家飞利浦有限公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2013年9月12日
【公告号】EP2898256A1, US20150233540, WO2014045168A1