本发明涉及一种照明系统。本发明还涉及一种包括照明系统的光生成设备。
背景技术：
1、具有光束调节特征的照明系统在本领域是已知的。例如，ep3623851b1描述了一种用于对光束进行成形和均匀化的光束成形元件，其具有微透镜阵列，微透镜阵列具有相应顶点，基于相应顶点的阵列中的微透镜的横向位置是基于规则图案而预先确定的。规则图案定义相应微透镜的顶点的相应参考位置，参考位置各自形成预定的相应分布区域的中心，并且横向位置根据预定的第一随机分布函数布置在相应分布区域内。微透镜具有至少一个相应相移特征，该相移特征被选择为使得微透镜针对穿过的光生成相应相移，由微透镜生成的相应相移根据至少一个预定的第二随机分布函数而彼此不同。
2、us2017/146204a1公开了一种用于接收光和对光进行准直的光学系统，其中光学系统包括准直单元，该准直单元包括定义入射开口和出射开口的至少一个抛物面界面，其中至少一个抛物面界面被配置为将穿过入射开口而进入的光反射穿过出射开口，并且将光的角扩散限制为与至少一个抛物面界面相关联的接受角。该光学系统还包括用于均匀化从准直单元出射的光的均匀化单元，该均匀化单元包括具有成对的第一透镜和第二透镜的透镜阵列，其中透镜阵列被配置为使得由第一透镜收集的来自出射开口的光照射相应第二透镜以提供连续发射的输出孔径。
技术实现思路
1、在娱乐业中，可以使用很多不同聚光灯。其通量范围可以从5klm到100klm以上，从非常宽的光束到非常窄的高强度点、彩色可调节光束等。例如，这些聚光灯也可以用于体育赛事。在过去，带有hid光源的娱乐场所可能占主导地位，但今天，led光源在该领域正在变得越来越重要。
2、然而，现有技术的照明系统在颜色调节和/或光束成形方面可能受到限制。例如，现有技术的系统(特别是窄光束高通量系统)可能提供具有低cri的光束。此外，现有技术的系统的光束成形能力可能是有限的，例如，可能不适合提供平滑的圆形光束。
3、特别地，在娱乐应用中使用的高亮度led源的源纵横比可能具有高达大约1.8的纵横比。
4、对于基于激光的磷光体转换光源，光源的发光区域可以由泵浦激光器的照明分布来定义，并且通常可能具有含有不均匀亮度和不均匀空间颜色分布的椭圆形状。
5、这样的不对称和非均匀的光源可能使创建圆形对称光束(使用标准光学器件)变得具有挑战性。
6、此外，对于娱乐照明应用，诸如在窄光束高通量应用中，可能期望具有高亮度和长寿命的可持续固态光源，能够取代当前占主导地位的hid灯。然而，可用的基于激光的光源可能受到低cri(～70)的限制。
7、可能还期望在保持高亮度和高光学效率的同时实现高cri。
8、因此，本发明的一个方面是提供一种替代照明系统，其优选地进一步至少部分消除了上述缺点中的一个或多个。本发明的目的可以是克服或改善现有技术的缺点中的至少一个，或者提供有用的替代方案。
9、因此，在第一方面，本发明可以提供一种照明系统，该照明系统被配置用于提供具有预定义形状的成形光束。照明系统可以包括nf个系统节段，特别地，其中nf＝1，或者特别地，其中nf≥2。在实施例中，每个系统节段可以包括光源阵列节段、准直器节段和科勒(koehler)积分器节段。在另外的实施例中，针对每个系统节段，可以应用以下项：(相应)光源阵列节段可以包括被配置为提供光源光的多个(阵列)节段光源。在另外的实施例中，针对每个系统节段，可以应用以下项：(相应)科勒积分器节段包括节段入射面和节段出射面，特别地，其中节段入射面包括根据节段入射表面图案而被成形的多个节段入射小透镜，特别地，其中节段出射面包括根据节段出射表面图案而被成形的多个节段出射小透镜。在另外的实施例中，节段入射面可以被配置为经由准直器节段而与多个节段光源成光接收关系。在另外的实施例中，针对每个系统节段，可以应用以下项：多个节段光源(特别是节段光源的光发射表面)(中的每个)具有(相同)光发射表面，其中光发射表面具有第一伸长轴a1和纵横比rs，其中rs＞1。在另外的实施例中，针对每个系统节段，可以应用以下项：(相应系统节段中的多个节段光源的光发射表面的)每个第一伸长轴a1与(多个节段光源的光发射表面的)伸长轴a1的(均值)平均第一方向成角度αa1，其中αa1≤5°。在另外的实施例中，针对每个系统节段，可以应用以下项：节段入射表面图案包括入射小透镜形状的节段入射棋盘式布置。在实施例中，入射小透镜形状可以具有na阶旋转对称性，特别地，其中na≥2。在另外的实施例中，入射小透镜形状可以具有入射纵横比r1，特别地，其中r1≤rs。在另外的实施例中，针对每个系统节段，可以应用以下项：节段出射表面图案包括出射小透镜形状的节段出射棋盘式布置，特别地，其中出射小透镜形状逼近光发射表面(的形状)。在另外的实施例中，出射小透镜形状可以具有出射纵横比r2，其中r2可以选自0.7*rs-1.3*rs的范围，特别是选自0.8*rs-1.2*rs的范围。
10、在实施例中，其中nf≥2，系统节段中的至少两个系统节段可以相对于另一系统节段被旋转角度αr(相对于照明系统的光轴o)，特别地，其中(αr 360°/na)/k+360/na*ni，以改善光束的圆度，其中ni是非负整数，特别地，其中k选自2-12的范围，诸如选自2-8的范围，特别是选自2-4的范围。特别地，例如，如果入射小透镜形状是正六边形，则垂直取向的六边形的(360/na)/2(30°)的旋转将得到水平取向的六边形。相反，入射小透镜形状的360°/na＝60°(na＝6)的旋转将得到相同取向，即，该改变实际上是未被旋转(相对于外部参考点)。因此，对于六边形入射小透镜形状，30°的旋转可以(基本上)与90°的旋转相同。然而，例如，对于矩形光源，30°的旋转可以提供与90°的旋转不同的结果。因此，在实施例中，可以选择αr，使得αr不是360°/na的倍数，使得不同系统节段100的入射小透镜形状以一定角度布置(即，不平行布置)。
11、在另外的实施例中，k可以是最小nf/2，特别是最小nf。在另外的实施例中，k可以是最大nf。因此，在实施例中，αr可以是(360°/na)/nf+360/na*n1。
12、特别地，本发明的照明系统可以至少部分通过将出射纵横比r2与纵横比rs相匹配，来促进大大提高纵横比不同于1的led或基于激光的光源的效率。此外，本发明的照明系统可以通过使系统节段相对于彼此旋转来促进光束成形，诸如以提供非常平滑的圆形斑。
13、例如，如果需要圆形光束，就像在娱乐业中经常需要的那样，则节段光源的图像可以聚焦在节段出射面的透镜上，其中出射纵横比r2与节段光源的纵横比(大致)匹配，以防止光展度损失。特别地，光束的形状可以至少部分由入射小透镜形状来控制。例如，在具有两个系统节段(nf＝2)并且具有(正)六边形入射小透镜形状的实施例中，使两个系统节段相对于彼此旋转大约30度((360/nf)/na)可以提供逼近圆形的光束。光束的圆度可以通过增加附加系统节段来进一步提高，特别地，其中每个系统节段相对于每个其他系统节段被旋转，同时保持高的系统效率。
14、关于颜色调节，本发明的照明系统可以通过在光源阵列节段中布置不同于节段光源的第二节段光源来促进增加cri。特别地，在实施例中，第二节段光源可以包括一个或多个基于磷光体的光源和/或一个或多个红色发射器(如红色激光器)。特别地，在实施例中，节段光源阵列可以包括空间分离的节段光源和第二节段光源，其中节段光源包括基于冷白色激光的发射器，并且其中第二节段光源包括红色发射器。特别地，照明系统可以促进来自这些节段光源和第二节段光源的光的光学组合和混合。特别地，照明系统可以包括紧邻led和基于激光的源的(准直器节段的)第一透镜阵列节段、以及布置在第一透镜阵列节段下游的(准直器节段的)第二透镜阵列节段。特别地，照明系统可以包括准直器节段，该准直器节段包括第一透镜阵列节段和第二透镜阵列节段，其中第一透镜阵列节段被布置(靠近光源阵列节段)以捕获光源光，并且其中第二透镜列阵节段被布置为使光源光(光束)平行。在另外的实施例中，科勒积分器节段可以布置在准直器节段下游，特别是在准直器节段的第二透镜阵列节段下游，特别地，其中出射纵横比r2与纵横比rs相一致。
15、特别地，入射节段面可以布置在准直器节段下游，并且节段出射面可以布置在节段入射面下游(相对于节段光源)。
16、因此，在特定实施例中，本发明可以提供一种照明系统，其中照明系统包括nf个系统节段，其中nf≥2，其中每个系统节段包括光源阵列节段、准直器节段和科勒积分器节段，其中系统节段中的至少两个系统节段相对于另一系统节段被旋转≤(360°/na)/k+(360°/na)*ni，其中k选自2-12的范围，并且其中ni是非负整数，并且其中针对系统节段中的每个系统节段，应用以下项：光源阵列节段包括被配置为提供光源光的多个节段光源；科勒积分器节段包括节段入射面和节段出射面，其中节段入射面包括根据节段入射表面图案被成形的多个节段入射小透镜，并且其中节段出射面包括根据节段出射表面图案被成形的多个节段出射小透镜，并且其中节段入射面被配置为经由准直器节段而与多个节段光源成光接收关系；多个节段光源具有(相应)光发射表面，其中光发射表面具有第一伸长轴a1和纵横比rs，其中rs＞1；每个第一伸长轴a1与伸长轴a1的平均第一方向成角度αa1，其中αa1≤5°；节段入射表面图案包括入射小透镜形状的节段入射棋盘式布置，其中入射小透镜形状具有na阶旋转对称性，其中na≥2，其中入射小透镜具有入射纵横比r1，并且其中r1≤rs；节段出射表面图案包括出射小透镜形状的节段出射棋盘式布置，其中出射小透镜形状逼近光发射表面(的形状)，其中出射小透镜形状具有出射纵横比r2，其中r2选自0.8*rs-1.2*rs的范围。特别地，平均而言(按数目)，(逼近的)出射小透镜(形状)与光发射表面之间的交叉覆盖出射小透镜(形状)的至少s1％，其中s1为至少90％，诸如至少95％，特别地至少98％，诸如至少99％，包括100％。
17、在另外的实施例中，节段入射小透镜可以包括球形(入射)小透镜。特别地，(球形)节段入射小透镜可以根据入射表面图案来布置，并且在2d视图中，可以具有入射小透镜形状。类似地，在实施例中，节段出射小透镜可以包括球形(出射)小透镜。特别地，(球形)节段出射小透镜可以根据出射表面图案来布置，并且在2d视图中，可以具有出射小透镜形状。
18、因此，本发明可以提供一种照明系统，其中照明系统可以特别地(被配置)用于提供成形光束(具有预定义形状)。照明系统可以进一步特别地(被配置)用于提供颜色混合，特别地用于提供具有以下显色指数(cri)的光束：≥70，特别地≥75，诸如≥80，特别地≥85。
19、在实施例中，照明系统可以包括nf个系统节段。特别地，照明系统可以利用一个或多个(nf≥1)系统节段促进颜色混合，并且可以(进一步)利用两个或更多个(nf≥2)系统节段促进光束成形，诸如提供圆形光束。特别地，系统节段的数目可以部分地确定可以实现的光束形状，这也取决于入射小透镜形状。例如，对于六边形入射小透镜形状，由照明系统提供的光束的圆度可以通过附加系统节段来提高，而对于椭圆形入射小透镜形状，增加系统节段的数目最初可以得到具有增加的角顶点数目的星形形状，其可以最终开始重叠，从而得到圆形。因此，在实施例中，nf≥2，诸如≥3，特别地≥4。在另外的实施例中，nf≤8，诸如≤6，特别地≤4。
20、在实施例中，每个系统节段可以包括光源阵列节段、准直器节段和科勒积分器节段。特别地，每个系统节段可以被配置为通过经由准直器节段向科勒积分器节段提供光源光来提供系统光、特别是节段光。
21、在实施例中，系统光可以包括可见光，诸如包括波长在380nm-780nm的范围内的辐射的光。在另外的实施例中，系统光可以包括uv光。特别地，在实施例中，uv光的(聚焦的)圆形光束可以方便地用于驱动与uv光的化学反应。更特别地，在实施例中，系统光的光谱功率的至少85％在380nm-780nm的波长区域中。
22、在实施例中，准直器节段可以包括多个节段准直器透镜。特别地，在另外的实施例中，针对每个节段光源，可以应用以下项：节段准直器透镜的子集聚焦在节段光源上，特别地，其中节段准直器透镜的子集包括≥2个节段准直器透镜，诸如≥4个节段准直器透镜。
23、在另外的实施例中，(每个系统节段的)光源阵列节段可以包括多个(阵列)节段光源。节段光源可以特别地被配置为提供光源光。在实施例中，节段光源可以布置为(2d)阵列，即，光源阵列节段可以包括包含多个节段光源的(2d)阵列。在另外的实施例中，节段光源可以特别地被配置为提供(冷)白色光源光。
24、在另外的实施例中，(每个系统节段的)科勒积分器节段可以包括节段入射面和节段出射面。特别地，节段入射面可以被配置为经由准直器节段而与多个节段光源成光接收关系。因此，节段入射面可以相对于节段光源布置在准直器节段下游。此外，节段出射面可以相对于光源布置在节段入射面下游。在实施例中，节段入射面可以包括根据节段入射表面图案被成形的多个节段入射小透镜。类似地，在实施例中，节段出射面可以包括根据节段出射表面图案被成形的多个节段出射小透镜。
25、短语“根据图案被成形”和类似短语在本文中可以特别是指逼近、特别是符合图案的至少一部分的形状。例如，在实施例中，入射表面图案可以包括六边形的棋盘式布置网格。然而，节段入射面也可以是六边形，并且例如在特定实施例中可以具有圆角。因此，在节段入射面的边缘处，节段入射面可以偏离入射表面图案。在实施例中，沿着节段入射面的边缘，节段入射小透镜可以偏离入射小透镜形状，诸如仅包括入射小透镜形状的一部分。在另外的实施例中，沿着节段入射面的边缘，节段入射面可以(部分地)没有入射小透镜形状，即，节段入射面可以包括根据入射表面图案被成形的多个节段入射小透镜，特别地，其中仅当整个入射小透镜形状适合于节段入射面时才提供节段入射小透镜。
26、术语“逼近”及其词形变化(诸如在“以逼近形状”中)是指与以下术语几乎相同、特别是相同：例如呈(规则)图案的形状。例如，入射小透镜可以具有与入射表面图案中的入射小透镜形状几乎相同的形状，但存在缺陷。特别地，逼近第一形状的对象在本文中可以是指：包围该对象的第一形状实现，其中第一形状实现被定义为(分别为2d或3d)对象的最小包围形状，其中第一形状实现具有第一形状的形状，其中第一形状实现的面积(体积)与对象的面积(体积)之比≤1.1，诸如≤1.05，特别地≤1.02，诸如≤1.01，包括1。此外，如果定义了第一形状的尺寸，则术语逼近可以是指对象和第一形状是可叠加的(分别在2d或3d中)，使得对象与第一形状之间的交叉覆盖对象的至少s％和形状的至少s％，其中s是至少90％，诸如至少95％，特别地至少98％，诸如至少99％，包括100％。
27、特别地，在实施例中，入射面可以包括根据入射表面图案而成形的多个节段入射小透镜，其中每个节段入射小透镜逼近入射表面图案中的入射小透镜形状，并且其中平均(按数目)来说，节段入射小透镜入射与逼近入射小透镜形状之间的交叉覆盖节段入射小透镜的至少s1％和入射小透镜形状的至少s1％，其中s1是至少90％，诸如至少95％，特别地至少98％，诸如至少99％，包括100％。
28、类似地，在实施例中，出射面可以包括根据出射表面图案而成形的多个节段出射小透镜，其中每个节段出射小透镜逼近出射表面图案中的出射小透镜形状，并且其中平均(按数目)来说，节段出射小透镜出射与逼近出射小透镜形状之间的交叉覆盖节段出射小透镜的至少s1％和出射小透镜形状的至少s1％，其中s1是至少90％，诸如至少95％，特别地至少98％，诸如至少99％，包括100％。
29、在实施例中，多个节段光源可以包括具有(相同)光发射表面的光发射表面，特别是具有相同光发射表面形状(诸如矩形形状)的相同光发射表面。特别地，多个节段光源中的每个节段光源可以包括具有光发射表面形状的光发射表面，诸如矩形光发射表面形状。在实施例中，光发射表面可以具有第一伸长轴a1和纵横比rs，特别地，其中rs>1。在另外的实施例中，rs≥1.05，诸如≥1.1，特别地≥1.3。在另外的实施例中，rs≤5，诸如≤3，特别地≤2。
30、本文中的(2d)形状的术语“纵横比”是指包围该形状的最小矩形实现的最长边与最小边的比率。
31、在实施例中，节段光源可以(基本上)平行布置。特别地，节段光源的第一伸长轴可以(基本上)平行地布置。例如，针对任何两个节段光源(在同一系统节段中)，其第一伸长轴之间的角度可以≤20°，诸如≤10°，特别地≤5°。在实施例中，针对所有的两个节段的光源(在同一系统节段中)的组，(相应)两个节段光源的第一伸长轴之间的角度可以是≤20°，诸如≤10°，特别地≤5°。特别地，节段光源的第一伸长轴可以定义伸长轴的(“均值”或“数目”)平均第一方向，并且每个第一伸长轴a1可以与平均第一方向成角度αa1，特别地，其中αa1≤10°，诸如≤5°，特别地≤3°，诸如≤2°，包括0°。
32、因此，在实施例中，(相应系统节段中的多个节段光源的光发射表面形状的)每个第一伸长轴a1可以与(多个节段光源的光发射表面的)伸长轴a1的(均值)平均第一方向成角度αa1，特别地，其中αa1≤5°。
33、在实施例中，节段入射表面图案可以包括入射小透镜形状的节段入射棋盘式布置，特别地，其中入射小透镜形状选自包括以下项的组：六边形和矩形，特别是矩形，或者特别是六边形，诸如六边形，其中六边形的每组两个相对边平行布置。在另外的实施例中，入射小透镜形状可以包括伸长的六边形。在另外的实施例中，入射小透镜形状可以包括正多边形，特别是正六边形，或者特别是正方形。
34、术语“棋盘式布置”在本文中可以特别是指(重复的)形状、特别地多边形的图案，这些形状紧密地配合在一起，没有间隙或重叠。
35、在实施例中，入射棋盘式布置可以包括入射小透镜形状的平移棋盘式布置。术语“平移棋盘式布置”在本文中可以特别是指以下棋盘式布置：其中棋盘式布置形状(诸如入射小透镜形状)在没有其旋转或镜像的情况下被移动。
36、在实施例中，入射小透镜形状可以是na阶旋转对称性的，特别地，其中na≥2，诸如≥3，特别地≥4。在另外的实施例中，na≥6，特别地，其中na＝6。阶数na可以特别是指入射小透镜形状的旋转对称性的最高阶数。特别地，形状的旋转对称性的阶数在本文中可以是指在围绕垂直于该二维形状的平面的轴(旋转对称轴)的360度的全旋转期间该形状重复自身的次数。例如，正六边形的旋转对称性可以是六阶。因此，术语“na阶旋转对称性”可以是指具有(最高)na折叠对称旋转轴的入射小透镜形状。
37、在实施例中，入射小透镜形状可以具有入射纵横比r1，特别地，其中r1≤rs。在另外的实施例中，r1≤1.25，特别地≤1.2，诸如≤1.155，特别地≤1.1，包括1。
38、在特定实施例中，αa1≤1°，rs≥1.3，r1≤1.2。
39、在实施例中，节段出射表面图案可以包括出射小透镜形状的节段出射棋盘式布置。在实施例中，出射小透镜形状可以特别地包括选自包括以下项的组的形状：矩形、椭圆和(拉伸的)六边形。特别地，在实施例中，出射小透镜形状可以逼近光发射表面(的形状)。特别地，在实施例中，出射小透镜形状和光发射表面可以包括相同形状，特别地，其中出射小透镜形状(或节段出射小透镜)和光发射表面具有相同尺寸。例如，在实施例中，光发射表面的形状可以是矩形，并且出射小透镜形状可以(也)是矩形。
40、特别地，出射小透镜形状(或节段出射小透镜)和光发射表面可以(基本上)平行布置。在实施例中，出射小透镜形状可以具有第二伸长轴a2。特别地，每个第二伸长轴a2可以与(均值)平均第一方向(由第一伸长轴a1定义)成角度αa2，特别地，其中αa2≤10°，诸如≤5°，特别地≤3°，诸如≤2°，包括0°。
41、在另外的实施例中，第二伸长轴可以(基本上)平行(彼此平行)布置。因此，在实施例中，节段出射表面图案可以包括出射小透镜形状的平移棋盘式布置。
42、在另外的实施例中，出射小透镜形状可以具有出射纵横比r2，特别地，其中r2选自0.8*rs-1.2*rs的范围，特别是选自0.9*rs-1.1*rs的范围，诸如(大约)rs。通过将出射纵横比r2与rs相匹配，可以提高照明效率。类似地，通过将出射小透镜形状与光发射表面(的形状)相匹配，可以提高照明效率。
43、因此，科勒积分器的入射面可以(至少部分)确定成形光束的形状，而科勒积分器的出射面可以(至少部分)确定照明系统的照明效率。
44、在另外的实施例中，系统节段中的至少两个系统节段可以相对于另一系统节段被旋转角度αr，特别是相对于照明系统的光轴o，并且特别地，其中αr＝360°/na/k+360/na*ni，其中k选自2-12的范围，并且其中ni是非负整数。在另外的实施例中，αr＝360°/na/nf+360°/na*ni。因此，至少两个系统节段可以旋转，使得其第一伸长轴a1、其第二伸长轴a2和/或其入射小透镜形状中的一项或多项以一定角度布置。特别地，在实施例中，至少入射小透镜形状可以以小于360°/na的角度布置。
45、特别地，在实施例中，至少系统节段、特别是所有nf个系统节段可以(基本上)相同。例如，在实施例中，系统节段的节段光源可以(基本上)相同。在另外的实施例中，系统节段可以具有(基本上)相同的入射小透镜形状。在另外的实施例中，系统节段可以具有(基本上)相同的出射小透镜形状。因此，在实施例中，系统节段可以基本相同，但可以相对于彼此旋转。从而，可以控制成形光束的光束形状。例如，具有正六边形入射小透镜形状的单个系统节段可以提供具有六边形形状的光束。然而，相对于彼此旋转(大约)30°的两个这样的系统节段可以提供具有圆形形状的光束(也参见下文)。类似地，相对于彼此旋转(大约20°)的三个这样的系统节段可以提供更圆的光束。
46、因此，在另外的实施例中，nf＞3，并且每个系统节段可以相对于两个另外的系统节段被旋转≤(360°/na)/nf+(360°/na)*ni，特别是被旋转(大约)(360°/na)/nf。在另外的实施例中，nf≥4，诸如≥6。在另外的实施例中，每个系统节段可以相对于两个另外的系统节段被旋转≥(360°/na)/nf/2+(360°/na)*ni。
47、类似地，在另外的实施例中，nf＝2，并且(两个)系统节段相对于彼此旋转至少(360°/na)/nf/2和至多(360°/na)/nf，特别是旋转(大约)(360°/na)/nf。
48、如上所述，增加系统节段的数目可以促进提供更圆的光束(或其他形状)。然而，可能存在递减的回报，即，1个或2个系统节段之间针对光束的圆度的差异可以是显著的，而9个或10个系统节段之间针对光束的圆度的差异可能(相对)较小。因此，在另外的实施例中，nf≤10，诸如≤6，特别地≤4。
49、在实施例中，成形光束可以逼近选自包括以下项的组的形状：圆、椭圆、矩形、六边形和星形。在另外的实施例中，成形光束可以特别地包括圆形。
50、除了光束成形之外，本发明的照明系统可以特别适合于颜色混合(和均匀化)，诸如提供高cri，特别是通过混合来自具有不同纵横比的光源的光(或辐射)。特别地，每个系统节段可以促进颜色混合。因此，其中nf＝1的实施例也可以促进颜色混合。
51、因此，在实施例中，光源阵列节段、特别是每个系统节段的光源阵列节段可以包括被配置为提供第二光源光的多个第二节段光源，特别地，其中光源光和第二光源光具有不同的光谱分布。在另外的实施例中，第二节段光源可以具有(相同的)第二光发射表面。特别地，在实施例中，第二光发射表面可以具有纵横比rs2，特别地，其中rs2≥1，诸如≥1.05，特别地≥1.1。在另外的实施例中，rs2≤1.5，特别地≤1.4，诸如≤1.3。在另外的实施例中，rs2≤1.1，诸如≤1.05，包括1。
52、在实施例中，节段光源可以包括磷光体转换激光发射器或激光光源，特别是磷光体转换激光发射器，或特别是激光光源。在另外的实施例中，第二节段光源可以包括与(相应)漫射器功能耦合的发光二极管或(裸)激光源，特别是发光二极管，或特别是与(相应)漫射器功能耦合的激光源。在另外的实施例中，漫射器可以具有漫射器出射面，其面积ad选自以下范围：0.8-1.2*(多个节段光源的)光发射表面的面积，特别是选自以下范围：0.9-1.1*(多个节段光源的)光发射表面的面积。
53、在实施例中，节段光源可以被配置为提供(冷)白色光源光，并且第二节段光源可以被配置为提供(红色)第二光源光，特别地，其中第二光源光具有在620nm-750nm的范围内的(主)波长。
54、红色第二光源光的添加可以增加照明系统的cri。由红色第二光源引起的色温(tc)的潜在降低可以通过附加蓝色(第二或第三)光源来补偿。特别地，本发明的照明系统可以促进来自不同光源的光源光的颜色混合，这些光源可以根据所得到的系统光的期望特性来选择。
55、在另外的实施例中，节段光源可以包括(冷白色)磷光体转换激光发射器，并且第二节段光源可以包括红色发射器，特别地发射红色的led或激光器。
56、如上所述，照明系统可以包括多个系统节段，其中每个系统节段包括光源阵列节段、准直器节段和科勒积分器节段。特别地，在实施例中，系统节段的光源阵列节段可以(一起)形成光源阵列。类似地，在实施例中，系统节段的准直器节段可以(一起)形成准直器。此外，在实施例中，系统节段的科勒积分器节段可以(一起)形成科勒积分器。
57、术语“科勒积分器”(或“积分器”)在本文中可以是指包括彼此聚焦的两个耦合小透镜阵列的光束成形和均匀化元件。因此，每个科勒积分器节段可以包括两个阵列(对应于入射面和出射面)，这两个阵列包括彼此聚焦的小透镜，即，系统节段、特别是科勒积分器节段的节段入射小透镜和节段出射小透镜可以彼此聚焦。
58、如本领域技术人员所知，科勒积分器可以包括一个单片部件或被空气分开的两个单独部件。因此，在实施例中，(多个)科勒积分器节段(中的每个)可以包括单片部件，或者，替代地，(多个)科勒积分器节段(中的每个)可以包括第一部件和第二部件，其中第一部件包括入射面，并且其中第二部件包括出射面，并且其中第一部件和第二部件物理上分离。
59、在实施例中，科勒积分器可以包括定义入射面的多个节段入射小透镜，其中多个节段入射小透镜根据入射表面图案中的入射小透镜形状被成形，特别地，其中多个节段入射小透镜逼近入射表面图案中的入射小透镜形状。
60、在实施例中，照明系统还可以包括光学器件。术语“光学器件”可以特别是指(一个或多个)光学元件。光学器件可以包括一个或多个反射镜、反射器、准直器、透镜、棱镜、漫射器、相位板、偏振器、衍射元件、光栅、二向色器、上述项中的一项或多项的阵列等。替代地或另外地，术语“光学器件”可以是指全息元件或混合棒。在实施例中，光学器件可以包括以下项中的一项或多项：扩束器光学器件和变焦透镜光学器件。
61、在另外的实施例中，照明系统可以包括漫射器，该漫射器特别地被布置为(进一步)使光源光(的光束)平滑。特别地，漫射器可以包括光学表面(一些)上的vdi纹理，使得光被散射以用于光束的漫射/平滑。
62、在实施例中，照明系统可以包括以下项中的一项或多项：诸如聚光灯等娱乐照明器具、以及建筑照明器具。
63、在另外的实施例中，照明系统可以应用于以下项中的一项或多项：娱乐照明器具和建筑照明器具。
64、在另一方面，本发明可以提供一种包括根据本发明的照明系统的光生成设备。在实施例中，光生成设备可以选自包括以下项的组：灯、照明器、投影设备、消毒设备、舞台照明设备、化学反应刺激设备和光学无线通信设备，特别是选自包括以下项的组：灯、照明器、投影设备、舞台照明设备、化学反应刺激设备和光学无线通信设备。在另外的实施例中，光生成设备可以包括舞台照明设备，诸如聚光灯。在另外的实施例中，光生成设备可以包括化学反应刺激设备，即，被配置为通过提供(特定)光来改善或加速化学反应的设备。
65、术语“上游”和“下游”涉及相对于来自光生成部件(这里特别是光源)的光的传播的项目或特征的布置，其中相对于来自光生成部件的光束内的第一位置，光束中更靠近光生成部件的第二位置是“上游”，并且光束内更远离光生成部件的第三位置是“下游”。
66、例如，光生成系统可以是以下项的一部分或者可以被应用于以下项：办公室照明系统、家庭应用系统、商店照明系统、家用照明系统、重点照明系统、聚光灯系统、剧院照明系统、光纤应用系统、投影系统、自发光显示系统、像素化显示系统、分段显示系统、警告标志系统、医疗照明应用系统、指示牌系统、装饰照明系统、便携式系统、汽车应用、(室外)道路照明系统、城市照明系统、温室照明系统、园艺照明、数字投影或lcd背光。例如，光生成系统(或照明器)可以是光通信系统或消毒系统的一部分，或者可以被应用于光通信系统或消毒系统。
67、如上所述，照明单元可以用作lcd显示设备中的背光单元。因此，本发明还提供了一种包括如本文中定义的被配置为背光单元的照明单元的lcd显示设备。在另一方面，本发明还提供了一种包括背光单元的液晶显示设备，其中背光单元包括如本文中定义的一个或多个光生成系统。
68、优选地，光源是在操作期间至少发射选自200nm-490nm的范围的波长的光(光源光)的光源，特别地是在操作期间至少发射选自400nm-490nm的范围、甚至更特别是440nm-490nm的范围的波长的光的光源。这种光可以部分地被波长转换器纳米颗粒使用(还参见下文)。因此，在特定实施例中，光源被配置为生成蓝光。
69、本文中的术语“白色光”是本领域技术人员已知的。它特别涉及具有在大约1800k至20000k之间的相关色温(cct)的光，诸如在2000k至20000k之间，特别是在2700k-20000k之间，针对一般照明，特别是在大约2700k至6500k的范围内。在实施例中，出于背光目的，相关色温(cct)可以特别地在大约7000k至20000k的范围内。此外，在实施例中，相关色温(cct)特别地在距bbl(黑体轨迹)大约15sdcm(颜色匹配的标准偏差)内，特别地在距bbl大约10sdcm内，甚至更特别地在距bbl大约5sdcm内。
70、在一个实施例中，光源还可以提供具有在大约5000k至20000k之间的相关色温(cct)的光源光，例如直接磷光体转换led(具有薄磷光体层的蓝色发光二极管，用于例如获取10000k)。因此，在特定实施例中，光源被配置为提供具有在5000k-20000k范围内的相关色温的光源光，甚至更特别地在6000k-20000k范围内，诸如8000k-20000k。相对较高色温的优点可以是，在光源光中可以存在相对较高的蓝色成分。
71、术语“可见”、“可见光”或“可见发射”和类似术语是指具有在大约380nm-780nm的范围内的一个或多个波长的光。本文中，uv可以特别地是指选自200nm-380nm的范围的波长。
72、术语“光”和“辐射”在本文中可以互换使用，除非上下文清楚地表明术语“光”仅是指可见光。因此，术语“光”和“辐射”可以是指uv辐射、可见光和ir辐射。在特定实施例中，特别是对于照明应用，术语“光”和“辐射”是指(至少)可见光。
73、术语“紫色光”或“紫光发射”特别涉及波长在大约380nm-440nm的范围内的光。术语“蓝色光”或“蓝光发射”特别涉及波长在大约440nm-495nm的范围内的光(包括一些紫色和青色)。术语“绿色光”或“绿色发射”特别涉及波长在大约495nm-570nm的范围内的光。术语“黄色光”或“黄色发射”特别涉及波长在大约570nm-590nm的范围内的光。术语“橙色光”或“橙色发射”特别涉及波长在大约590nm-620nm的范围内的光。术语“红色光”或“红色发射”特别涉及波长在大约620nm-780nm的范围内的光。术语“粉红色光”或“粉红色发射”是指具有蓝色和红色成分的光。术语“青色”可以是指选自大约490nm-520nm的范围的一个或多个波长。术语“琥珀色”可以是指选自大约585nm-605nm的范围的一个或多个波长，诸如大约590nm-600nm。
74、术语“控制”和类似术语至少是指确定元件的行为或监督元件的运行。因此，本文中的“控制”和类似术语可以是指对元件施加行为(确定元件的行为或监督元件的运行)等，例如测量、显示、致动、打开、移动、改变温度等。除此之外，术语“控制”和类似术语还可以包括监测。因此，术语“控制”和类似术语可以包括将行为施加在元件上以及还将行为施加在元件上并且监测元件。元件的控制可以通过控制系统来进行，该控制系统也可以表示为“控制器”。控制系统和元件因此可以至少暂时地或永久地功能耦合。元件可以包括控制系统。在实施例中，控制系统和元件可以不物理耦合。控制可以经由有线和/或无线控制来进行。术语“控制系统”还可以是指多个不同控制系统，这些控制系统特别地功能耦合，并且例如其中的一个控制系统可以是主控制系统并且一个或多个其他控制系统可以是从控制系统。控制系统可以包括用户接口或者可以功能耦合到用户接口。
75、控制系统还可以被配置为接收并且执行来自遥控器的指令。在实施例中，控制系统可以经由设备上的应用进行控制，诸如便携式设备，如智能手机或i-phone、平板电脑等。因此，设备不一定耦合到照明系统，但可以(临时)功能耦合到照明系统。
76、因此，在实施例中，控制系统可以(也)被配置为由远程设备上的应用控制。在这样的实施例中，照明系统的控制系统可以是从控制系统或在从模式中的控制。例如，照明系统可以通过代码来标识，特别是用于相应照明系统的唯一代码。照明系统的控制系统可以被配置为由外部控制系统控制，该外部控制系统可以基于(唯一)代码的知识(通过具有光学传感器(例如，qr码读取器)的用户接口输入)来访问照明系统。照明系统还可以包括用于与其他系统或设备进行通信的部件，例如基于蓝牙、wifi、lifi、zigbee、ble或wimax或其他无线技术。
77、该系统、装置或设备可以在“模式(mode)”或“操作模式(operationmode)”或“操作的模式(mode of operation)”或“操作模式(operationalmode)”下执行动作。术语“操作模式(operational mode)”也可以表示为“控制模式”。同样，在一种方法中，动作或阶段或步骤可以在“模式(mode)”或“操作模式(operation mode)”或“操作的模式(mode ofoperation)”或“操作模式(operational mode)”下执行。这并不排除该系统、装置或设备也可以适于提供另一控制模式或多个其他控制模式。同样，这可以不排除在执行模式之前和/或在执行模式之后可以执行一个或多个其他模式。
78、然而，在实施例中，控制系统可以是可用的，其适于至少提供控制模式。如果其他模式可用，则这种模式的选择尤其可以经由用户界面来执行，尽管其他选项也是可能的，如根据传感器信号或(时间)方案来执行模式。在实施例中，操作模式还可以是指只能在单个操作模式下操作的系统、装置或设备(即，“开启”，而没有进一步的可调节性)。
79、因此，在实施例中，控制系统可以根据用户接口的输入信号、(传感器的)传感器信号和定时器中的一项或多项进行控制。术语“定时器”可以是指时钟和/或预定时间方案。
80、在又一方面，本发明还提供了一种包括如本文中定义的光生成系统的灯或照明器。照明器还可以包括外壳、光学元件、百叶窗等。灯或照明器还可以包括包围光生成系统的外壳。灯或照明器可以包括在外壳中的光窗、或外壳开口，系统光可以通过其从外壳逸出。在又一方面，本发明还提供了一种包括如本文中定义的光生成系统的投影设备。特别地，投影设备或“投影仪”或“图像投影仪”可以是将图像(或运动图像)投影到表面上的光学设备，例如投影屏幕。投影设备可以包括一个或多个光生成系统，诸如本文中描述的。因此，在一个方面，本发明还提供了一种包括如本文中定义的光生成系统的光生成设备，该光生成设备选自以下项的组：灯、照明器、投影设备、消毒设备和光学无线通信设备。光生成设备可以包括外壳或载体，其被配置为容纳或支撑光生成系统的一个或多个元件。例如，在实施例中，光生成设备可以包括被配置为容纳或支撑照明系统的外壳或载体。
81、代替术语“照明设备”或“照明系统”和类似术语，也可以应用术语“光生成设备”或“光生成系统”(和类似术语)。照明设备或照明系统可以被配置为生成设备光(或“照明设备光”)或系统光(或“照明系统光”)。如上所述，术语光和辐射可以互换使用。
82、照明设备可以包括光源。在实施例中，设备光可以包括以下项中的一项或多项：光源光和经转换的光源光(诸如发光材料光)。
83、照明系统可以包括光源。在实施例中，系统光可以包括以下项中的一项或多项：光源光和经转换的光源光(诸如发光材料光)。
84、术语uv辐射在特定实施例中可以是指近uv辐射(nuv)。因此，本文中还应用术语“(n)uv”，在一般情况下是指uv，在特定实施例中是指nuv。术语ir辐射在特定实施例中可以是指近ir辐射(nir)。因此，本文中也应用术语“(n)ir”，在一般情况下是指ir，在特定实施例中是指nir。
85、本文中，术语“可见光”特别涉及具有选自380nm-780nm的范围的波长的光。
86、本文中，uv(紫外线)可以特别是指选自190nm-380nm的范围的波长，尽管在特定实施例中，其他波长也是可能的。
87、本文中，ir(红外)可以特别是指具有选自780nm-3000nm的范围的波长的辐射，诸如780nm-2000nm，例如最高大约1500nm的波长，如至少900nm的波长，尽管在特定实施例中，其他波长也是可能的。因此，术语ir在本文中可以是指以下项中的一项或多项：近红外(nir(或ir-a))和短波长红外(swir(或ir-b))，特别地是nir。
1.一种照明系统(1000)，被配置用于提供具有预定义形状的光束，其中所述照明系统(1000)包括nf个系统节段(100)，其中nf≥2，其中每个系统节段(100)包括光源阵列节段(110)、准直器节段(120)和科勒积分器节段(130)，其中：
2.根据权利要求1所述的照明系统(1000)，其中所述入射小透镜形状选自包括以下项的组：六边形和矩形。
3.根据前述权利要求中任一项所述的照明系统(1000)，其中所述节段入射棋盘式布置(33)包括所述入射小透镜形状的平移的棋盘式布置。
4.根据前述权利要求中任一项所述的照明系统(1000)，其中na≥4。
5.根据前述权利要求中任一项所述的照明系统(1000)，其中所述光发射表面15是矩形，并且其中所述出射小透镜形状是矩形，其中所述出射小透镜形状具有第二伸长轴a2，其中所述节段出射棋盘式布置(37)中的出射小透镜形状的每个第二伸长轴a2与所述伸长轴a1的所述平均第一方向成角度αa2，其中αa2≤5°。
6.根据前述权利要求中任一项所述的照明系统(1000)，其中所述节段出射棋盘式布置(37)包括所述出射小透镜形状的平移的棋盘式布置。
7.根据前述权利要求中任一项所述的照明系统(1000)，其中αa1≤1°，其中rs≥1.3，并且其中r1≤1.2。
8.根据前述权利要求中任一项所述的照明系统(1000)，其中nf≥3，并且其中每个系统节段(100)相对于两个另外的系统节段(100)被旋转(360°/na)/nf+(360°/na)*ni。
9.根据前述权利要求1至8中任一项所述的照明系统(1000)，其中nf＝2，其中所述系统节段(100)相对于彼此被旋转（360°/na)/nf。
10.根据前述权利要求中任一项所述的照明系统(1000)，其中所述光源阵列节段(110)包括多个第二节段光源(20)，所述多个第二节段光源被配置为提供第二光源光(21)，其中所述光源光(11)和所述第二光源光(21)具有不同的光谱分布，并且其中所述第二节段光源(20)具有第二光发射表面(25)，其中所述第二光发射表面(25)具有纵横比rs2，其中rs2≥1。
11.根据权利要求10所述的照明系统(1000)，其中所述节段光源(10)包括磷光体转换激光发射器，并且其中：
12.根据前述权利要求10至11中任一项所述的照明系统(1000)，其中所述节段光源(10)被配置为提供白色光源光，并且其中所述第二节段光源(20)被配置为提供具有在620nm至750nm的范围内的波长的第二光源光。
13.根据前述权利要求中任一项所述的照明系统(1000)，其中：
14.根据前述权利要求中任一项所述的照明系统(1000)，其中所述照明系统(1000)包括以下项中的一项或多项：娱乐照明器具和建筑照明器具。
15.一种光生成设备(1200)，选自以下项的组：灯(1)、照明器(2)、投影设备(3)、消毒设备、舞台照明设备、化学反应刺激设备和光学无线通信设备，所述光生成设备(1200)包括根据前述权利要求中任一项所述的照明系统(1000)。
