CN111971504A - 用于室外照明的照明系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种照明系统（1000），所述照明系统（1000）包括（i）n个照明装置（100），其中每一个照明装置（100）包括被配置为生成光源光（11）的光源（10）和被配置为把所述光源光（11）准直成准直光源光（121）的m个准直光束整形元件（120），以及（ii）光透射光学布置（200），所述光透射光学布置（200）包括k个全内反射光束整形元件（220）的阵列（202），被配置在所述m个准直光束整形元件（120）的下游，其中所述光透射光学布置（200）被配置为接收所述准直光源光（121）并且转换成照明系统光（1001）的发散光束，其中n≥1、m≥n并且k≥3*m。

Description

用于室外照明的照明系统

技术领域

本发明涉及可以-除其它之外（amongst others）-被用于室外照明的照明系统。本发明还涉及包括这样的照明系统的灯。这样的灯可以例如被用于室外照明。本发明还涉及照明的方法，其中应用了照明系统。

背景技术

在针对道路照明和其它应用的灯具中使用光学器件是本领域已知的。例如，US2010/0073927描述了与通常是发光二极管的固态发光装置一起使用的透镜。该透镜可以被用在针对道路照明和其它应用的灯具中。在一个实施例中，该透镜包括贴近发光装置的发光源的圆锥结构。这个文件尤其描述了与固态发光装置一起使用的透镜，该装置具有轴，该透镜包括被定位贴近固态发光装置的大体上成圆锥形状的光透射元件，该光透射元件具有与固态发光装置的轴大体上对准的主轴，当该光透射元件被定位贴近固态发光装置时，在该光透射元件上形成的轮廓以指向远离固态发光装置的顶点告终，该顶点与固态发光装置的轴线大体上同轴。

EP0846914A1公开了一种照明装置，该照明装置包括反射器元件和设置有长圆柱状的微透镜或微棱镜阵列的屏幕，所述微透镜或微棱镜以它们的长度在屏幕的主表面上方延伸，以渲染照明装置从而提供类似蝙蝠翼状的光分布。

发明内容

似乎可以根据折射透镜和高功率LED的组合有效地生成道路照明分布。这种组合可以被放置在阵列中，在阵列之间具有一定的间距，使得透镜彼此独立。然而，由于每一个LED可以被单独观察，因此这样的实施方式的视觉外观或者从现有技术中已知的实施方式的视觉外观可能非常像素化。这种像素化外观意味着在出射表面处的高峰值亮度与低亮度区域交替出现。与具有较高均匀性的表面区域相比，在高亮度和低亮度之间的高对比度对于看着灯具的观察者而言可能不太舒服。较高的均匀性是有利的，也因为它可能降低亮度的最大值。

因此，本发明的一方面是提供可替换的照明系统或可替换的灯，其优选地进一步至少部分地消除了上述缺点中的一个或多个。本发明可以具有克服或改善现有技术的至少一个缺点的目的，或者提供有用的可替换方案的目的。

除其他以外，本发明提出了在顶部带有准直的LED阵列，以产生平行传播的光，并与把准直光转换成功能性的道路照明分布的光束整形纹理相结合。这种纹理可以由单个光束整形元件和多个都有助于最终光分布的元件组成。

因此，在第一方面中，本发明提供了一种照明系统（“系统”），该照明系统包括（i）n个照明装置（“装置”），其中每一个照明装置包括被配置为生成光源光的光源，和被配置为把光源光准直成准直光源光的至少一个准直光束整形元件（“准直器”或“多个准直元件”或“准直器元件”或“准直元件”或“第一元件”），（ii）总共m个准直光束整形元件，以及（iii）光透射光学布置（“光学布置”），该光透射光学布置包括k个全内反射光束整形元件（“光束整形元件”或“TIR元件”，或“第二元件”）的阵列，被配置在m个准直光束整形元件的下游，其中该光透射光学布置被配置为接收准直光源光并且转换为照明系统光的光束，特别是照明系统光的发散光束。此外，在具体实施例中，n ≥ 1，m ≥ n（特别是m = n）以及k ≥ m，特别是k ≥ 3*m，并且其中内反射光束整形元件的总数的至少25%具有带有顶部的类似圆锥或类似棱锥的形状。

利用这样的系统，可以以相对容易的方式提供可以是非常宽的光束，并且该光束可以例如被应用于街道照明（或“道路照明”）。例如，光束可以被创建，该光束具有相对高强度的蝙蝠翼状形状与围绕相对低强度的蝙蝠翼状图案的具体数量的圆形或有小面的环形光束光的组合，取决于内反射光束整形元件的百分比的相对强度具有类似圆锥或类似棱锥的形状，其与在光透射光学布置上的棱柱脊（prismatic ridge）相结合。例如，随着百分比的增加，蝙蝠翼状的图案不太明显，例如内反射光束整形元件的总数的至少50%或75%具有类似圆锥或类似棱锥的形状。具有类似圆锥或类似棱锥的形状的内反射光束整形元件的小部分也可以被表示为由内反射光束整形元件覆盖的光透射光学布置的面积分数，即，由内反射光束整形元件覆盖的总面积中，由具有类似圆锥或类似棱锥的形状的内反射光束整形元件覆盖的面积分数至少是25%，例如至少是40%或至少是60%。此外，利用这样的系统，可以提供相对均匀的照明表面，而没有在现有技术的灯中不太期望的非均匀的强度分布。

因此，除其他以外，本发明提供了一种光学解决方案以生成对现有灯具的任何其它部件不需要任何修改的道路照明分布。例如，可以由在本文中建议的光学解决方案来更换透镜板，而不必改变其它任何东西。可以使用相同的PCB，尽管最终可能有不同的外观。本发明是带有良好结果的相对简单的解决方案，而可替换的光学解决方案，如光导或反射器，需要LED的不同定位，其对灯具架构有影响。本发明描述了可以与现有的LED印制电路板一起被使用的光学解决方案，该LED印制电路板由一些可观察到的距离间隔开的LED阵列组成。此外，提供了在光亮表面的视觉外观（美学）与光学性能之间的解耦。视觉外观由LED光源的准直性决定。光学性能由光束整形结构决定。例如，准直光束整形元件和光学布置可以是单个（集成的）单元。

如以上所指示，本发明提供了一种照明系统（“系统”），该照明系统包括（i）n个照明装置（“装置”）和（ii）光透射光学布置（“光学布置”），其中n ≥ 1。因此，照明系统包括至少一个单个照明装置，尽管特别地，照明系统可以包括多个照明装置。照明装置尤其以2D阵列被配置，诸如a*b阵列，其中a和b分别独立地选自2-10000（例如100*100阵列）的范围，如2-8000，诸如4-4000。然而，甚至更多可以是可能的。

每一个照明装置包括被配置为生成光源光的光源和被配置为把光源光准直成准直光源光的m个准直光束整形元件（“准直器”或“准直元件”或“准直器元件”或“第一元件”）。注意，照明装置可以是集成单元。在实施例中，准直光束整形元件也可以被设置为集成单元，其可以例如被配置在带有多个光源的基板（例如PCB）上。

特别地，光源包括固态光源。术语“光源”可以指半导体发光装置，诸如发光二极管（LED）、谐振腔发光二极管（RCLED）、垂直腔激光二极管（VCSELs）、边发射激光器，等。术语“光源”也可以指有机发光二极管，诸如无源矩阵（PMOLED）或有源矩阵（AMOLED）。在具体实施例中，光源包括固态光源（诸如LED或激光二极管）。在一个实施例中，光源包括LED（发光二极管）。术语LED也可以指多个LED。此外，在实施例中，术语“光源”还可以指所谓的板上芯片（COB）光源。术语“COB”尤其指半导体芯片形式的LED芯片，其既不包装也不连接在诸如PCB的基板上，而是直接安装在诸如PCB的基板上。因此，多个半导体光源可以被配置在同一基板上（以形成一个光源或形成多个光源）。在实施例中，COB是被一起配置为单个照明模块的多LED芯片。术语“光源”还可以与多个光源有关，诸如2-2000个固态光源。

光源可以被配置为生成白光。在本文中，术语白光对本领域技术人员是已知的。它尤其涉及具有在约2000和20000 K之间、特别是在2700-20000 K之间的相关色温（CCT）的光，用于特别是在约2700K和6500 K的范围内的常规照明，以及用于特别是在约7000 K和20000 K范围内的背部照明目的，并且特别是在距BBL（黑体曲线）约15 SDCM（颜色匹配的标准偏差）之内，特别是在距BBL约10 SDCM之内，甚至更特别地是在距BBL约5 SDCM之内。然而，光源也可以被配置为生成彩色光。特别地，光源被配置为生成可见光，即具有在380-780nm范围内的一个或多个波长的光。特别地，光源被配置为生成具有基本上朗伯分布的光源光。

单数的术语“光源”可以指系统的所有光源。注意，在实施例中，可以应用不同类型的光源，又见下文。

此外，在实施例中，光源可以被配置为生成可调谐的光源光。在这样的实施例中，照明系统可以包括控制系统或者可以功能性地耦合至控制系统，该控制系统被配置为控制光源。此外，当可获得多个光源时，两个或更多个不同的光源可以被配置为提供带有不同光学性质的光源光。在这样的实施例中，照明系统可以包括控制系统或者可以功能性地耦合至控制系统，该控制系统被配置为控制多个光源。此外，当可获得多个照明装置时，两个或更多个不同的照明装置可以被配置为提供带有不同光学性质的照明装置光。在这样的实施例中，照明系统可以包括控制系统或者可以功能性地耦合至控制系统，该控制系统被配置为控制照明装置。在这样的实施例中，颜色、色温、显色指数等中的一个或多个可以是可控的。

除了光源之外，照明装置包括准直元件。因此，准直元件被配置为与光源成光接收关系。然而，在其它实施例中，光源也可以光学地耦合至多个准直元件；即多个准直元件被配置为与光源成光接收关系。因此，m至少是n。因此，在实施例中m = n，并且在其它实施例中m > n。准直器具有光轴，该光轴可以与照明装置的光轴基本上一致。光源尤其可以被配置为靠近准直器的焦点或被配置在准直器的焦点处。

特别地，准直器因而被配置为准直光源光。因此，光源光可以例如具有朗伯分布。然而，由于带有准直器的配置，准直器元件下游的光源光可以被准直。以此方式，全内反射光束整形元件接收带有光线的光源光，该光线可以基本上被配置为平行（并且平行于照明装置的光轴）。因此，（多个）全内反射光束整形元件上游的光源光具有比（多个）全内反射光束整形元件下游的光源光低得多的准直度。

术语“上游”和“下游”与相对于来自光生成手段（这里特别是光源）的光的传播的项目或特征的布置有关，其中相对于在来自光生成手段的光束之内的第一位置，在更靠近光生成手段的光束中的第二位置是“上游”，并且在更远离光生成手段的光束之内的第三位置是“下游”。

可以选择不同的选项以提供准直。在具体实施例中，准直光束整形元件包括准直器、TIR准直器、凹面反射器、折射透镜和菲涅尔透镜中的一个或多个。在实施例中，可以应用菲涅尔准直器、TIR菲涅尔透镜或TIR准直器。TIR菲涅尔透镜在准直器的TIR部分上具有菲涅尔操作。在本文中，术语“一个或多个”可以包括其中两个或更多个单独的光学元件被配置为多个准直器或一起被配置为准直器的实施例，但是也可以指其中单个主体包括两个或更多个这些光学元件的实施例（即包括两个或更多个这些光学元件的功能性），该单个主体被配置为准直器。

特别地，光束整形元件要么包括TIR准直器，要么包括菲涅尔透镜。然而，准直器和菲涅尔透镜也可以被组合在单个光学主体中。此外，准直器可以是中空的主体或非中空的主体。光源可以被配置在诸如中空的反射器的准直器腔中。光源也可以被配置在非中空的准直器主体的腔中。凹面反射器可以是抛物线反射器。准直光束整形元件还可以包括诸如在WO2017/182370中描述的格栅结构。

如以上所指示，光源光也可以分布在多个准直器元件上方，诸如在多个菲涅尔透镜上方，诸如在其中m > n的实施例中。特别地，n ≤ m ≤ 16*n，甚至更特别地是m = n。然而，由于光源可以由诸如COB的多个光源（“阵列型光源”）组成，在实施例中，多个n个照明装置中的一个或多个光源可以（分别）包括多个固态光源。因此，术语“光源”尤其指那些一个或多个发光元件，它们可以一起被视为基本上是单个光源，并且其至少一部分光源光（特别是基本上所有光源光）被准直光束整形元件接收。

照明系统进一步包括光透射光学布置，该光透射光学布置包括k个全内反射光束整形元件（“光束整形元件”或“IR元件”，或“第二元件”）的阵列，被配置在m个准直光束整形元件的下游，其中特别地并且k ≥ m，更特别地k ≥ 3*m。因此，在照明装置的下游，配置了光学布置。

在实施例中，这种光学布置可以被配置为板，特别是当（在系统中）可获得多个照明装置时。光学布置不一定在宏观尺度上是平面的（即不考虑相对较小的全内反射光束整形元件）。然而，在实施例中，光学布置可以基本上是平面的。在其它实施例中，光学布置可以是一维或二维弯曲的。

照明装置的光轴或多个照明装置的多个光轴尤其被配置为基本上垂直于光学布置。

全内反射光束整形元件尤其可以被配置为与照明装置成光接收关系。因此，光学布置与照明装置光学地耦合。特别地，有多个全内反射光束整形元件，它们在光学布置的下游侧产生相对均匀的外观。此外，光的分布可以是更均匀的，如代替n个光源，多个全内反射光束整形元件可以具有用作虚拟光源的功能。因此，特别地，k ≥ m，更特别地，k ≥ 3*m。甚至更特别地，k ≥ 9*m。这可以提供甚至更均匀的分布。如“k ≥ 3*m”的指示和相似的指示尤其指示了每一个照明装置被光学地耦合到至少3个全内反射光束整形元件。

光透射光学布置被配置为接收准直光源光，并且转换为照明系统光的光束，尤其是在照明系统光的发散光束。利用全内反射光束整形元件，光束可以被整形成非常宽的光束，在大角处有相对较高的强度。这可以允许用于例如道路照明或较大区域的照明。

根据照明系统光的期望的光束形状，可以选择全内反射（TIR）光束整形元件的形状。此外，TIR光束整形元件不一定都具有相同的形状。也可以应用两种或更多种不同类型的TIR光束整形元件。通常，TIR光束整形元件具有（虚拟）底面和顶点，其中顶点被定向为远离（多个）照明装置。

因此，该元件尤其可以包括锥化的元件。该元件尤其在从（虚拟）底面到顶点的方向上锥化。对于TIR光束整形元件的子组或对于所有TIR光束整形元件，锥化可以是对称的，诸如中心对称，或者有与垂直于（虚拟）底面的元件轴平行的镜面，诸如在圆锥形状或棱锥形状的情况下。然而，对于子组或对于所有TIR光束整形元件，锥化也可以是非对称的。例如，TIR光束整形元件可以仅具有单个镜面。

锥化的元件可以包括单个圆周面，诸如在圆锥的情况下；或者锥化的元件可以包括多个面，这些面桥接（虚拟）底面和顶点之间的距离，诸如在棱锥的情况下。

连接（虚拟）底面和顶点的（多个）面可以（在从底面到顶点的方向上）是直的、有小面的或弯曲的，特别是这样的（多个）面包括曲率。这样的（多个）面还可以包括直的部分和弯曲的部分。在其它实施例中，（多个）侧面在内反射光束整形元件的基本上整个高度上方尤其是直的。因此，（多个）面在平行于虚拟底面的方向上可以的弯曲的，诸如在圆锥的情况下；或者可以是平坦的，诸如在棱锥的情况下。此外，这些面在从底面到顶点的方向上可以是平坦的（也指示为“直的”或“线性的”），诸如在圆锥或棱锥的情况下，或者可以是弯曲的。因此，（多个）面可以是1D或2D平坦的并且/或者（多个）面可以是1D或2D弯曲的。同样，面的一部分可以是平坦的，并且同一面的另一部分可以是弯曲的。特别地，（多个）面因而包括至少一个平坦的部分。

因此，在实施例中，全内反射光束整形元件可以包括弯曲段，该弯曲段包括全内反射光束整形元件的高度的至多30%，诸如至多20%。可选的弯曲段更靠近（虚拟）底面，然后是线性段。全内反射光束整形元件至少包括线性段。该线性段尤其包括全内反射光束整形元件的高度的至少50%，诸如至少70%。可选地，在顶部处，可以有第二可选的弯曲段，该第二可选的弯曲段包括全内反射光束整形元件的高度的至多10%，诸如至多5%。

在实施例中，基本上所有的全内反射光束整形元件都具有带有顶部的类似圆锥或类似棱锥的形状。在这方面，“基本上所有的”意味着TIR光束整形元件总数的95%或更多，诸如98%或100%（=所有）。在本文中的术语“类似圆锥”或“类似棱锥”以及相似的术语都可以被应用，因为元件可以具有圆锥形状或棱锥形状，或者相似于圆锥的形状或相似于棱锥的形状。混合形状也可以是可能的，诸如带有曲面的类似棱锥的形状。因此，元件可以是有小面的；小面可以是平坦的，或者可以是弯曲的。特别地，内反射光束整形元件具有近圆锥的形状，但是可能是棱锥的。因此，内反射光束整形元件可以具有基本上圆锥的形状。

在实施例中，全内反射光束整形元件的顶部可以是圆形的。这种制圆（rounding）可以以典型的制造工艺来获得。顶部半径可以例如是0.01-1 mm的量级，特别是0.05-0.2mm的量级。顶部基本上不具有内反射，只有折射。具有小的顶部半径可能是有利的，因为这导致在零度处的光，其在室外光分布中通常是小的。制圆（即半径）在顶部上方可以有所不同。在其它实施例中，顶部可以是尖的。

特别地，顶点包括在57.5-75°范围内的一个或多个角。因此，在实施例中，一个或多个顶部，特别是多个顶部，更特别地是基本上每一个顶部都具有全顶部角（β），所述全顶部角选自57.5-75°的范围，特别是选自60-72.5°的范围，又更特别地是选自62.5-70°的范围。（平行于光轴的）全内反射光束整形元件的不同截面可以具有相同的全顶部角或者可以提供不同的全顶部角。换句话说，当处于（在相同高度处的）（多个）面的不同位置时，连接光轴和（多个）面的线可以（在相同高度处）具有不同的长度。

顶点角或全顶部角可以被定义为在连接全内反射光束整形元件的顶部和（虚拟）底面的两条直线之间的角，其中在（虚拟）底面处的这种直线的末端位置位于在虚拟底面处的相反部分，以宽度、长度或直径作为距离。光束整形元件在本文中也被指示为“全内反射光束整形元件”。尤其选择了这些元件的配置和形状，使得当准直光源光的大部分进入元件时，光在（成圆锥形的元件）的（弯曲）面处被内反射（至少一次）后离开该（成圆锥形的）元件。因此，当光线从（虚拟）底面沿顶点方向正在传播，并且到达锥化元件的一侧时，光线可以被反射并且被定向至锥化元件的相反部分，并在折射后从元件逸出。因此，该元件被指示为“全内反射光束整形元件”。

因此，该元件基本上被配置为全内反射光束整形元件，而不是被配置为基本上折射的元件，因为如在本文中所限定的，全内反射光束整形元件被配置（和布置），使得进入全内反射光束整形元件的光源光的基本部分首先被全内反射，并且然后其至少一部分，甚至更特别地是其大部分在全内反射光束整形元件的另一部分处被折射并从中逸出。例如，进入全内反射光束整形元件的（可见）光的至少90%（诸如至少95%）首先被全内反射，并且其至少一部分（诸如至少50%，诸如至少80%）然后在全内反射光束整形元件的（多个）面的另一部分处被折射。例如，在光导中通常有许多全内反射，但是在本发明中不是这种情况。然而，在第一次反射时，基本上所有的光仍在全内反射光束整形元件之内，并且因此它是全内反射。利用基本上折射的元件，似乎光束的最大宽度比当应用了（诸如带有上述的全顶部角（β）或顶点角的）全内反射光束整形元件时小得多。

全内反射光束整形元件是相对小的。它们可以具有相似于或小于（多个）光源的尺寸。此外，它们尤其具有大体上小于准直光束整形元件的尺寸。在具体实施例中，全内反射光束整形元件具有一个或多个尺寸，该一个或多个尺寸选自由底面宽度（w）、底面长度（l）、底面直径（d）和元件高度（h）组成的组，其中这些尺寸中的一个或多个选自0.02-10 mm的范围，特别是选自0.2-8 mm的范围，诸如1-6 mm。代替尺寸底面宽度（w）、底面长度（l）、底面直径（d），也可以使用（因而尤其在所指示的（多个）范围内的）尺寸等效圆直径。不规则形状的二维形状的等效圆直径（或ECD）是等效面积的圆直径。例如，边为a的正方形的等效圆直径是2*a*SQRT（1/π）。因此，在具体实施例中，全内反射光束整形元件可以具有一个或多个尺寸，该一个或多个尺寸选自由底面等效圆直径（d）和元件高度（h）组成的组，其中这些尺寸中的一个或多个选自0.02-10 mm的范围，特别是选自0.2-8 mm的范围，诸如1-6 mm。

考虑到相对小的尺寸，单个装置的准直光源光被多个全内反射光束整形元件接收。因此特别地，k ≥ 3*n。进一步，特别地，k ≥ 3*m，诸如每个准直光束整形元件至少20个（即k = 20*m）。因此，多个全内反射光束整形元件被配置成与准直光束整形元件成光接收关系。原则上，对于两个或更多个照明装置，每个照明装置的全内反射光束整形元件的数量可以不同。

如以上所指示，在实施例中，照明系统可以包括多个n个照明装置，其尤其可以被配置在阵列中。在具体实施例中，其中n ≥ 4，诸如n ≥ 9，如至少16，诸如直到2000。当多个照明装置时，每一个照明装置可以包括一个或多个准直光束整形元件。然而，在具体实施例中每一个照明装置包括单个准直光束整形元件。因此，在具体实施例中m = n。

准直光束整形元件和全内反射光束整形元件是尤其光透射的并且是由光透射材料组成的。因此，光源光的至少一部分透射穿过准直光束整形元件和全内反射光束整形元件。因此，光学布置是光透射的。这尤其意味着该布置包括光透射的（固体）材料。类似地，准直光束整形元件可以包括光透射的（固体）材料。

透光材料可以包括选自由透射有机材料组成的组的一种或多种材料，诸如选自由以下组成的组：PE（聚乙烯）、PP（聚丙烯）、PEN（聚萘二甲酸乙二醇酯）、PC（聚碳酸酯）、聚丙烯酸甲酯（PMA）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）（Plexiglas或Perspex）、乙酸丁酸纤维素（CAB）、硅树脂、聚氯乙烯（PVC）、聚对苯二甲酸乙二酯（PET）、在一个实施例中包括（PETG）（乙二醇改性的聚对苯二甲酸乙二酯）、PDMS （聚二甲基硅氧烷）和COC（环烯烃共聚物）。特别地，光透射材料可以包括芳族聚酯或其共聚物，诸如例如聚碳酸酯（PC）、聚（甲基）丙烯酸甲酯（P（M）MA）、聚乙交酯或聚乙醇酸（PGA）、聚乳酸（PLA）、聚己内酯（PCL）、聚己二酸酯（PEA）、聚羟基链烷酸酯（PHA）、聚羟基丁酸酯（PHB）、聚（3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸乙酯）（PHBV）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）；特别地，光透射材料可以包括聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）。因此，光透射材料尤其是聚合物光透射材料。然而，在另一实施例中，光透射材料可以包括无机材料。特别地，无机光透射材料可以选自由玻璃、（熔融）石英、透射陶瓷材料和硅树脂组成的组。也可以应用既包括无机部分又包括有机部分的混合材料。特别地，光透射材料包括PMMA、透明PC或玻璃中的一种或多种。在具体实施例中，光透射光学布置包括聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）的和聚碳酸酯（PC）的全内反射光束整形元件中的一种或多种。

当应用了多个照明装置时，特别是多于3个，诸如至少9个、至少20个或至少40个直到例如200个或直到例如1000个，照明装置可以被配置在规则阵列或不规则阵列中。还可以选择混合布置，诸如伪随机布置，如叶序布置、费马螺旋布置或（多个）斐波那契螺旋布置。通常，带有照明装置的这些“自然”图案布置的照明系统提供甚至更均匀和高度赞赏的、较少图案化的光束轮廓。照明装置的数量越多，可以被模仿的自然图案越好，但是至少20个的数量是优选的。

可替换地或另外地，全内反射光束整形元件可以被配置在规则阵列或不规则阵列中。还可以选择混合布置，诸如伪随机布置，如叶序布置。因此，在实施例中，全内反射光束整形元件的阵列可以包括全内反射光束整形元件的随机或伪随机布置。因此，即使当照明装置将被配置在规则阵列中时，（当使用多个照明装置时）通常是这样的情况，全内反射光束整形元件可以被配置在不规则阵列中，可以选择混合布置，诸如伪随机布置，如叶序布置。因此，在具体实施例中，全内反射光束整形元件的阵列包括全内反射光束整形元件的叶序布置。利用不规则或混合布置，不管系统处于关闭状态还是开启状态，发光表面的外观都可以显得更自然，并且因此也可以较少分散观看者的注意力。

基于斐波纳契数列或“黄金比率”的叶序的（phyllotactic）布置（或叶序（phyllotaxis）布置）是自然中经常发生的布置。这种布置的优点在于，该布置在任何方向上都不由光源的直线组成，并且该布置也不是杂乱的、随机的布置。它是非常自然的布置（因为它自然发生在向日葵、蒲公英、松果等中）。随机格栅可以是可替换的选项，但叶序的格栅似乎是最受赞赏的。特别地，该图案基本上是叶序的。因此，在实施例中，多个光束整形光学的布置是叶序的布置。可以基于在向日葵头部中的小花（或种子）的图案来描述叶序的图案。这些可以基于以下公式：φ = p * 137.5°，r = c * √p，其中p是小花的排序数，从中心向外计数。这是在真实植物中的小花年龄的倒数，φ是在参考方向与在起源于头状花序中心处的极坐标系中的第p个小花的位置矢量之间的角。由此可见，在任意两个连续的小花的位置矢量之间的发散角是恒定的，α = 137.5°，并且r是头状花序中心与第n个小花中心之间的距离，给定了恒定缩放参数c。将其转换到灯具，p可以是选自例如24-800的范围。

如以上所指示，内反射整形元件的布置还可以包括多个（不同的）布置。例如，这可以用于创建系统光的相对均匀的强度分布。因此，在实施例中，系统可以包括至少两种类型的不同尺寸的光束整形元件，其中第一光束整形元件包括全内反射光束整形元件，其中三个或更多个全内反射光束整形元件的集合围绕一个或多个第二光束整形元件。一个或多个第二光束整形元件可以被配置为进一步填充强度分布以提供更均匀的分布。例如，蝙蝠翼状的形状也可以在中间填充强度。在更进一步的具体实施例中，一个或多个第二光束整形元件还包括如在本文中所限定的全内反射光束整形元件，但是具有与第一光束整形元件不同的形状和/或尺寸。

因此，在具体实施例中，照明系统被配置为生成照明系统光的蝙蝠翼状形状的光束。更特别地是，第一光束整形元件和全内反射光束整形元件的组合可以被配置为生成照明系统光的蝙蝠翼状形状的光束。在其它实施例中，系统可以被配置为提供照明系统光的修改的蝙蝠翼状形状的光束。

在具体实施例中，照明系统尤其被配置为生成带有光轴（O）的照明系统光的光束，其中照明系统光的（以瓦特为单位的）总强度的至少50%在相对于光轴（O）的至少50°的角（α）处。更特别地，第一光束整形元件和全内反射光束整形元件的组合可以被配置为生成带有光轴（O）的照明系统光的光束，其中照明系统光的（以瓦特为单位的）总强度的至少50%在相对于光轴（O）的至少50°的角（α）处，如在50-90°的范围内，诸如50-85°。

在更进一步的具体实施例中，照明系统可以进一步包括控制系统或功能性地耦合至控制系统，该控制系统被配置为控制照明系统光的强度、照明系统光的光谱分布和照明系统光的空间分布中的一个或多个。因此，特别地，这样的控制系统被配置为控制具有可调谐的光谱分布的光源，并且/或者控制光源的两个或更多个子集（其中每一个子集至少包括单个光源）。

术语“控制”和相似的术语尤其指至少确定元件的行为或监控元件的运行。因此，在本文中“控制”和相似的术语可以例如指强加行为至元件（确定元件的行为或监控元件的运行）等，诸如例如测量、显示、致动、打开、移动、改变温度等。除此之外，术语“控制”和相似的术语可以另外地包括监视。因此，术语“控制”和相似的术语可以包括强加行为在元件上，以及还有强加行为在元件上并监视该元件。元件的控制可以用控制系统来完成。控制系统和元件因而可以至少暂时地或永久地功能性地耦合。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是物理地耦合。控制可以经由有线和/或无线控制来完成。术语“控制系统”还可以指多个不同的控制系统，不同的控制系统尤其是功能性地耦合，并且在不同的控制系统中的例如一个控制系统可以是主控制系统，以及一个或多个其它控制系统可以是从控制系统。

照明系统可以是下述系统的部分或者可以被应用在下述系统中，例如：办公室照明系统、家庭应用系统、商店照明系统、家庭照明系统、重点照明系统、点照明系统、剧院照明系统、光纤应用系统、投影系统、自照明显示系统、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、指示标志系统、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、园艺照明或LCD背部照明。

在更进一步的方面中，本发明还提供了一种灯，该灯包括如在本文中所限定的照明系统。特别地，灯可以是室外灯。

在更进一步的方面中，本发明还提供了一种照亮（诸如尤其选自室外开放区域、广场、道路和工厂区域的组的）区域的方法，该方法包括利用如在本文中所限定的照明系统或者利用如在本文中所限定的灯来将照明系统光提供至该区域。在本文中术语“道路”除其他以外（也）指：路、快车道、城镇大街、小巷、林荫大道、偏僻小路、大道、高速公路、公路、小路、停车场、绿化道路、通道、小径、人行道、收费道路、道路、路线、街道、地铁、阳台、大街、快速道路、过境道路、小道、轨道、乡间小径、收费公路、高架桥等。它尤其指任何交通工具可以在其上行进（propagate）的实体。

特别地，光透射光学布置被配置为平行于要被照亮的区域，或者在小角之下，诸如至多约30°，诸如至多约25°，如至多约10°。

更进一步地，在一方面中，本发明还提供了一种计算机程序，该计算机程序能够执行如在本文中所限定的方法，例如当加载到计算机上时（该计算机功能性地耦合至照明系统或功能性地耦合至包括该照明系统的灯）。

附图说明

现在将仅以举例的方式，参考所附的示意图来描述本发明的实施例，在所附的示意图中对应的参考记号指示对应的部分，并且其中：

图1a-1c示意性描绘了一些方面；

图2a-2d示意性描绘了一些进一步的方面；

图3a-3f示意性描绘了一些变型和实施例；以及

图4示意性描绘了进一步的实施例；

示意图不一定是按比例的。

具体实施方式

图1a示意性描绘了照明系统1000的实施例。照明系统1000包括n个照明装置100。这里，作为示例，n = 4（或者，设置4行照明装置100，因为事实上图1a是截面图）。

每一个照明装置100都包括被配置为生成光源光11的诸如LED的光源10，以及被配置为把光源光11准直成准直光源光121的m个准直光束整形元件120。这里，m = n。此外，这里准直光束整形元件120包括准直器125。还可以使用菲涅尔透镜，见图3e。

照明装置1000进一步包括光透射光学布置200，该光学布置200包括k个全内反射光束整形元件220的阵列202。这里，k约为20。光学布置200被配置在准直光束整形元件120的下游。光透射光学布置200被配置为接收准直光源光121并且转换成照明系统光1001的发散光束。

全内反射光束整形元件220在相邻的全内反射光束整形元件220之间具有顶部221和最低限度222。全内反射光束整形元件220具有虚拟底面b。这里，全内反射光束整形元件220是较大单元（诸如光透射板）的部分。因此，虚拟底面可以被定义为在相邻的全内反射光束整形元件220之间的最低限度之间的平面。标记223指示了全内反射光束整形元件220的面。光透射光学布置200例如可以包括聚甲基丙烯酸甲酯和聚碳酸酯的全内反射光束整形元件220中的一种或多种。标记O指示了光轴。

因此，图1a示出了照明系统的实施例。来自数个LED的光被准直，并且通过纹理在出射表面处执行了光束整形，其中多个纹理元件可以被定位在单个LED上方。有虚拟的分离平面，平行光穿过该分离平面。整个灯具的出射表面亮度现在变得仅取决于穿过这个虚拟平面的通量的均匀性。这反过来取决于准直器阵列的实施方式。随后，光束整形是通过纹理来完成的，其中每一个元件在很大程度上产生了最终的光分布，以便从所有视角都具有均匀的外观。

在实施例中，全内反射光束整形元件220可以具有带有顶部221的类似圆锥或类似棱锥的形状。在图1b中示意性示出了示例，从左到右是三棱锥、四棱锥、圆锥和带有圆形顶部221的圆锥。然而，诸如带有更多的面223的其它形状也可以是可能的（也见图3d）。标记w、l、h和d分别指示虚拟底面的宽度、长度、高度和直径。这些尺寸可以选自0.02-10 mm的范围。特别地，这些尺寸中的一个或多个选自0.2-8 mm的范围，诸如1-6 mm。图1b在右边示出了圆形顶部221的半径r。注意，棱锥形状的顶部221也可以是圆形的。

对于圆锥的实施例，全内反射光束整形元件220具有全顶部角β，全顶部角β在（垂直于轴（这里是垂直的虚线，具有高度h）的）整个截面上方可以基本上相同。对于在右上处示出的棱锥型元件220，全顶部角β是在两个相反布置的面223之间的角。相反布置的面在底面b处具有等于宽度w或长度l的距离。

因此，如图1b（和图2d）所示，顶点角或全顶部角β可以被定义为在连接全内反射光束整形元件的顶部和（虚拟）底面的两条直线之间的角，其中在（虚拟）底面处的这样的直线的末端位置位于在虚拟底面处的相反部分，以宽度、长度或直径作为距离。

图1c非常示意性地描绘了包括照明系统1000的灯1，该灯1照亮区域2。描绘了特征光谱分布，这里是蝙蝠翼状的分布，其中主强度的角大于α1并且小于α2。如下所指示，这些角尤其在大约65-80°之间。因此，在与光轴O的这些角之间可以找到至少50%的强度。

因此，在实施例中，照明系统光的总强度的至少50%相对于光轴O成至少50°的角α，诸如在50-90°的范围内，诸如50-85°。

基本上光学布置200的所有区域都应填充有内反射光束整形元件220，否则准直的光可以传播而无需重定向朝向零度，其在蝙蝠翼状的分布中通常是不期望的。正方形和三角形底面易于连接在一起以填充该区域。然而，圆形底面可以彼此相交（其在图3a的示意性描绘的实施例中未示出，因为在内反射光束整形元件220之间没有重叠）。

图1a和1c示意性示出了照明系统光1001的发散光束。

图2a示意性描绘了这样的全内反射光束整形元件220的截面。由于这个截面可以是四棱锥、三棱锥和圆锥的截面，因此利用宽度w、长度l和直径d来指示底面的尺寸。底面的尺寸也可以被指示为等效圆直径。角β是全顶部角β，β尤其可以选自57.5-75°的范围。在图2a中，圆锥稍微凸出，但是接近圆锥的形状。使用这样的全内反射光束整形元件220可以例如导致基本上旋转对称的分布具有如图2b示意性描绘的角强度轮廓。如图2c所示，在分布的峰值角和全锥角之间似乎存在相对简单的线性关系。典型的期望分布具有在65°和80°之间的峰值，其使全锥角为62.5-70度。在PMMA和聚碳酸酯之间有小的差别，它们是尤其有用的材料。硅树脂也可以尤其有用。在实施例中，全顶部角可以在全内反射光束整形元件的（一个或多个面的）上方变化。例如，在实施例中，全内反射光束整形元件可以具有。

图2a还示出了这些元件220基本上不是折射元件，而是用于这些由准直元件提供的基本上准直的光线的内反射元件（也见上文）。因此，当光线从（虚拟）底面b沿顶点或顶部221的方向正在传播，并且到达锥化元件的一侧223时，光线可以被（全内）反射并且被定向至锥化元件的相反部分，并在折射后从元件逸出。因此，这些元件被指示为“全内反射光束整形元件”。

图2d更详细地示意性描绘了诸如在图2a或图3d中描绘的内反射光束整形元件220的实施例。在图2d中，示出了截面，该截面通常在顶部处具有圆锥（=线性段），在朝向几何结构的底面的某个点处具有向内的曲率。线性段具有对应于分布的峰值的全顶部角β。弯曲段专用于在小于最大强度的角的角处产生强度。在底部的弯曲段和线性段之间的β角的差别在图2d中清晰可见。最后，在单个纹理元件中可能有两个（或更多个）不同的（垂直）截面。术语“垂直截面”尤其指垂直于（虚拟底面）的截面，和/或平行于例如圆锥轴的截面或平行于从顶点到（虚拟）底面的垂直线的截面，诸如图1b、图2a和图2d所示。

因此，特别地，全内反射光束整形元件220具有线性段LS，该线性段LS尤其包括全内反射光束整形元件的高度h的至少50%。此外，全内反射光束整形元件可以包括弯曲段CS，该弯曲段CS包括全内反射光束整形元件的高度的至多30%，诸如至多20%。可选的弯曲段更靠近（虚拟）底面b，然后是线性段。可选地，在顶部221处，可以有第二可选的弯曲段，该第二可选的弯曲段包括全内反射光束整形元件220的高度的至多10%，诸如至多5%。

如图1b和图2d所示，在实施例中，（多个）侧面在内反射光束整形元件的基本上整个高度上是尤其直的（见图1d）。因此，（多个）面可以在平行于虚拟底面的方向上是弯曲的，诸如在圆锥的情况下（见图1b下部的两个实施例，和图2d）；或者（多个）面可以是平坦的，诸如在棱锥的情况下（见图1b上部的两个实施例）。此外，多个面在从底面到顶点的方向上（图1b（在右下实施例中的上边的顶部除外））可以是平坦的（也指示为“直的”或“线性的”），诸如在圆锥或棱锥的情况下，或者多个面可以是弯曲的（在图2d中示意性描绘的实施例的面的部分）。因此，（多个）面可以是1D或2D平坦的，并且/或者（多个）面可以是1D或2D弯曲的。面的部分也可以是平坦的，并且同一面的另一部分可以是弯曲的。特别地，（多个）面因而至少包括平坦的部分。

如图2a和图2d中示意性描绘的内反射光束整形元件220具有接近圆锥的形状。

本发明的一个特征在于，现在把来自图2a的光学元件布置成如图3a-3c所示的阵列202是可能的。特别地，元件220可以被配置成不规则的阵列202，以便维持元件的旋转对称。然而，有些室外分布不需要旋转对称，并且这些分布也允许其它布局，例如正方形网格（参见例如图3d）。图3a和图3b示意性描绘了（图2a的）被放置成不规则的（向日葵）阵列的光束整形元件220。因此，全内反射光束整形元件220的阵列202包括全内反射光束整形元件220的随机或伪随机布置，诸如包括全内反射光束整形元件220的叶序布置。

另一个特征在于，在阵列202中的光束整形元件220可以具有LED数量级的或更小的物理尺寸。优选地，图2a的几何结构的直径是100微米到几毫米（<10 mm）的数量级。还参考图1a，其示出了每个LED的多个元件。例如，如图3b（透视图）和图3c（侧视图或截面视图）所示，四个LED可以与图3a的板和全内反射（TIR）准直器组合。因此，图3b-3c示意性描绘了照明系统1000的实施例，该照明系统1000包括被配置在阵列102中的多个n个照明装置100，其中n = 4并且m = n。

如图1a和图3c中示意性描绘的准直器可以具有一个或多个TIR部分，但是可替换地或另外地也可以具有一个或多个菲涅尔部分。此外，所有种类的形状或形状的组合可以被应用。

特别地，准直和光束整形纹理被集成入单个光学板中，见图3c。这导致材料-空气界面的极少的赭色，而每个界面都导致光学损失。然而，该板可以从准直板分离，见图1a中的几何结构。可选地，可以有放置在中间的产生一些光束扩展的漫射体，其将由光学系统导致图像形成的损失。这导致不太可见的LED。这样的漫射体可以被配置为（相对于系统1000的光轴）加宽准直光源光不超过5°。

阵列形成的结果是光学元件物理地相交，其意味着每个元件的光分布受到影响。元件的干扰必须被补偿以维持所需的分布。这可以通过将多个元件组合到单个板中来完成，例如在图3d中示出了带有多个元件的设计。来自图2a的圆锥结构是主要的光束整形元件，并且被切出正方形图案。（带有顶部半径的）另外的圆锥被定位在正方形的拐角处，以补偿由在正方形图案中的主要元件的干扰造成的影响。小圆锥将光重定向至来自主圆锥的光正缺失的位置。因此，图3d示意性描绘了照明系统1000的实施例，该照明系统1000包括至少两种类型的不同尺寸的光束整形元件，其中第一光束整形元件1221包括全内反射光束整形元件220，其中三个或更多个全内反射光束整形元件220的集合1223围绕一个或多个第二光束整形元件1222。

替代TIR准直器/反射器，诸如在图1a、图3b和图3c中示意性描绘的，菲涅尔透镜126也可以被应用，见图3e。

图3f示意性示出了全内反射光束整形元件220的实施例，诸如图3d所示的（全内反射光束整形元件1221）。这样的全内反射光束整形元件220可以被配置在正方形区域中。沿着（在正方形阵列中的）（多个）对角线d，全顶部角可能比平均锥角稍大。带有升高的锥角的区域可以由角γ限定，该角γ可以为至多约45°，但尤其不大于30°，诸如5-25°。尽管所有的全锥角都可以在限定的范围之内，但是锥角的轻微调节（诸如大约1-10°，诸如1-6°）可以进一步允许整形光束形状。例如，利用在（仅示出了两个的）角度γ之内的所指示的调节，可以获得光束的正方形或矩形的十字形状。这对于照亮正方形区域或矩形区域可能是有用的。第二光束整形元件1222可以提供基本上旋转对称的光束，而全内反射光束整形元件220可以提供稍微扭曲的旋转对称的光束形状。如在图3f的截面中示意性示出的形状表明了，当处于（在同一高度处的）（多个）面的不同位置时，连接光轴和（多个）面的（虚拟）线可以（在同一高度处）具有不同的长度。

图4示出了叉指式的光透射光学布置200，其包括平行布置的棱镜225以及规则布置的（作为照明系统1000的内反射光束整形元件220的）带有顶部221的类似圆锥或类似棱锥的形状的阵列202。由内反射光束整形元件220覆盖的表面区域的约1/3的小部分被棱镜225所覆盖，所述表面区域的约2/3被类似圆锥或类似棱锥的形状221所覆盖。棱镜225在y方向上分开准直光源光以典型地提供蝙蝠翼状的光分布，而圆形圆锥221的发散在x和y方向上均提供了准直光源光，从而在x-y场中提供圆环形的光分布。

因此，在实施例中，本发明提供了一种照明系统，该照明系统具有光轴并且包括至少一个光源，该至少一个光源用于从来自一个或多个准直器的每一个准直器的相应焦点发出源光到一个或多个准直器里。特别地，准直器把作为准直光下游的至少一部分所述源光重定向朝向横向延伸的透明光束整形元件。此外，特别是光束整形元件在主表面上具有微尺寸的圆锥形的TIR光学元件的（伪）随机化的图案，用于生成期望的蝙蝠翼状的光束轮廓。光源尤其可以包括至少一个LED。

在由光源照亮的板（仿照WO2017182370A1）中，光源可以被定位在带有小开口的板的后边。光源可以被定位在（抛物线反射器的）底部处的焦点中。光源可以被定位在准直器的出射窗处的焦点中并面向上游。

准直器可以是抛物线（TIR-）反射器，（TIR-）菲涅尔板。准直光尤其沿着光轴传播，以垂直撞击到光束整形元件上。

诸如圆锥形的（T）IR光学元件的光束整形元件尤其沿着光轴延伸。此外，它们尤其是微尺寸的。此外，光束整形元件可以被设置为在多个准直器上方作为一个整体图案延伸的（伪）随机化的图案（因此，在实施例中，每个准直器都没有（伪）随机化的图案）。特别地，选择了诸如叶序图案的伪随机化的图案。

术语“多个”指两个或更多个。

在本文中，诸如在“大体上所有的光”中或在“大体上包括”中的术语“大体上”将被本领域技术人员理解。术语“大体上”还可以包括带有“整个地”、“完全地”、“所有”等的实施例。因此，在实施例中，形容词大体上也可以被去除。适用时，术语“大体上”还可以涉及90%或更高，诸如95%或更高，特别是99%或更高，甚至更特别地是99.5%或更高，包括100%。术语“包括”还包含其中术语“包括”意味着“由……组成”的实施例。术语“和/或”尤其涉及在“和/或”之前和之后提到的一个或多个项目。例如，短语“项目1和/或项目2”以及相似的短语可以涉及项目1和项目2中的一个或多个。术语“包括”在一个实施例中可以指“由……组成”，但是在另一个实施例中也可以指“至少包含所限定的种类以及可选地包含一个或多个其它种类”。

再者，在说明书和权利要求书中的术语第一、第二、第三等被用于在相似的元件之间进行区分，并且不一定用于描述先后顺序或时间顺序。应当理解，如此使用的术语在恰当的情况下是可互换的，并且在本文中描述的本发明的实施例能够以不同于在本文中描述或图示的其它顺序来操作。

在本文中，除其他以外，装置在操作期间被描述。对本领域技术人员将清楚的是，本发明不限于操作的方法或在操作中的装置。

应当注意，上述实施例图示了而不是限制了本发明，并且本领域技术人员将能够设计许多可替换的实施例而不脱离所附权利要求的范围。在权利要求中，放置在括号之间的任何附图标记不应被解释为限制权利要求。动词“包括”及它的变化形式的使用不排除在权利要求中所述的元件或步骤之外的元件或步骤的存在。除非上下文清楚地需要，否则在整个说明书和权利要求书中，词语“包括”、“包含”等应被解释为包含性含义，而不是排他性含义或穷举性含义；也就是说，在“包括但不限于”的含义中。元件之前的冠词“一”或“一个”不排除多个这样的元件的存在。本发明可以通过包括几个截然不同的元件的硬件以及通过适当编程的计算机来实施。在列举几个手段的装置权利要求中，这些手段中的几个可以由一个和同一项的硬件来体现。在互不相同的从属权利要求中记载某些措施的纯粹事实并不指示不能有利地使用这些措施的组合。

本发明还提供了一种控制系统，该控制系统可以控制该设备或装置或系统，或者可以执行在本文中描述的方法或过程。更进一步，本发明还提供了一种计算机程序产品，当在计算机上运行时（该计算机被功能性地耦合至该设备或装置或系统或者由该设备或装置或系统包括），控制这样的设备或装置或系统的一个或多个可控元件。

本发明进一步应用于一种装置，该装置包括在说明书中描述的和/或在附图中示出的一个或多个表征的特征。本发明进一步涉及一种方法或过程，该方法或过程包括在说明书中描述的和/或在附图中示出的一个或多个表征的特征。

为了提供另外的优点，在这个专利中讨论的各个方面可以被组合。此外，本领域技术人员将理解，实施例可以被组合，并且两个以上的实施例也可以被组合。再者，一些特征可以形成一个或多个分案申请的基础。

Claims (15)

1.一种照明系统（1000），所述照明系统（1000）包括（i）n个照明装置（100），其中每一个照明装置（100）包括被配置为生成光源光（11）的光源（10）和被配置为把所述光源光（11）准直成准直光源光（121）的至少一个准直光束整形元件（120），（ii）总共m个准直光束整形元件，以及（iii）被配置在所述m个准直光束整形元件（120）的下游的光透射光学布置（200），所述光透射光学布置（200）包括k个全内反射光束整形元件（220）的阵列（202），其中所述光透射光学布置（200）被配置为接收所述准直光源光（121）并且转换成照明系统光（1001）的发散光束，其中n≥1、m≥n并且k≥3*m，并且其中所述全内反射光束整形元件（220）的至少25%具有带有顶部（221）的类似圆锥或类似棱锥的形状。

2.根据权利要求1所述的照明系统（1000），其中所述光源（10）包括固态光源，并且其中每一个准直光束整形元件（120）包括准直器、TIR准直器、凹面反射器、折射透镜和菲涅尔透镜中的一个或多个，并且其中所述光透射光学布置（200）包括聚甲基丙烯酸甲酯的全内反射光束整形元件（220）和聚碳酸酯的全内反射光束整形元件（220）中的一种或多种。

3.根据前述权利要求中的任一项所述的照明系统（1000），其中基本上所有的所述全内反射光束整形元件（220）都具有带有顶部（221）的类似圆锥或类似棱锥的形状。

4.根据权利要求3所述的照明系统（1000），其中每一个顶部具有选自57.5-75°的范围的全顶部角（β）。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的照明系统（1000），其中所述全内反射光束整形元件（220）具有一个或多个尺寸，所述一个或多个尺寸选自由底面宽度（w）、底面长度（l）、底面直径（d）和元件高度（h）组成的组，其中这些尺寸中的一个或多个选自0.02-10 mm的范围。

6.根据权利要求5所述的照明系统（1000），其中k≥9*m，并且其中所述这些尺寸中的一个或多个选自1-6 mm的范围。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的照明系统（1000），包括（i）被配置在阵列（102）中的多个n个照明装置（100），其中n≥4并且m=n，并且其中所述多个n个照明装置（100）中的一个或多个光源（10）包括多个固态光源。

8.根据权利要求7所述的照明系统（1000），包括至少两种类型的不同尺寸的光束整形元件，其中第一光束整形元件（1221）包括所述全内反射光束整形元件（220），其中三个或更多个全内反射光束整形元件（220）的集合（1223）围绕一个或多个第二光束整形元件（1222）。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的照明系统（1000），其中所述全内反射光束整形元件（220）的阵列（202）包括所述全内反射光束整形元件（220）的随机或伪随机布置。

10.根据权利要求9所述的照明系统（1000），其中所述全内反射光束整形元件（220）的阵列（202）包括所述全内反射光束整形元件（220）的叶序布置。

11.根据前述权利要求中的任一项所述的照明系统（1000），其中所述照明系统（1000）被配置为生成照明系统光（1001）的蝙蝠翼状形状的光束。

12.根据前述权利要求中的任一项所述的照明系统（1000），其中所述照明系统（1000）被配置为生成带有光轴（O）的所述照明系统光（1001）的光束，其中所述照明系统光的总强度的至少50%在相对于所述光轴（O）的至少50°的角（α）处。

13.一种灯（1），所述灯（1）包括根据前述权利要求1至12中任一项所述的照明系统（1000）。

14.根据权利要求13所述的灯（1），其中所述灯（1）是室外灯。

15.一种照亮区域（2）的方法，所述区域（2）选自室外开放区域、广场、道路和工厂区域的组，所述方法包括利用根据前述权利要求1-12中任一项所述的照明系统（1000）或者利用根据前述权利要求13-14中任一项所述的灯来将照明系统光（1001）提供至所述区域（2）。

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