CN109296996A - 色镜、色板及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明提出了减轻在各种应用中的使用的色彩组件，根据本申请的第一方面，该色彩组件由镜面和在镜面前面的漫射层组成，漫射层相对于入射光的长波长分量优先地散射入射光的短波长分量，以及根据另一方面，所述色彩组件由分层玻璃板构成，所述分层玻璃板包括夹置粘合透明聚合物膜的两个玻璃板，其中粘合透明聚合物膜形成漫射层，该漫射层相对于穿过分层玻璃板的光的长波长分量优先地散射所述光的短波长分量。

Description

色镜、色板及其应用

本申请为申请号201480080601.6的中国发明专利申请的分案申请，原申请的申请日为2014年05月13日，国际申请号为PCT/EP2014/059802，发明名称为“色镜、色板及其应用”。

技术领域

本申请涉及色镜和色板。

背景技术

色彩组件用于许多应用中。例如，对于色彩透镜，色彩性质主要是干扰伪影。然而，有时色彩特性是相应部件的所期望的特性。例如，在WO 2009156347 A1中提出了一种照明装置，其使用宽频人造光源和色彩漫射器的组合，以便照亮例如室内房间，使得包括房间内部在内的所得场景产生更令人愉快的外观，因为这样的照明看起来人造因素更少和更自然，即，更类似于室外环境所产生照明。其中描述的色彩漫射器模拟阳光照射到地球的过程当中所经历的瑞利散射。

然而，有利的是在手边具有其他色彩组件，这便于至少一些应用概念的实现，例如在刚刚提到的WO 2009156347 A1中描述的那些。例如，在使用中，所提到的色彩漫射器能够模拟环境内的天空和太阳的照明。然而，为实现此目的，光源应当定位在漫射器之外，这需要可用的大的自由体积，例如当照明设置在天花板处时，则需要在假天花板上方具有几m³的自由体积。从机械阻力、阻燃性等方面考虑，制造漫射器的材料可能产生进一步的限制。

发明内容

因此，本申请的目的是提供这样的色彩组件，使得能够更容易地实现使用这种色彩组件的系统和概念。

该目的通过待审的独立权利要求的主题来实现。

本申请基于如下思想：根据本申请的第一方面，如果色彩组件由镜面和在镜面前面的漫射层组成，则色彩组件可以减轻在各种应用中的使用，其相对于入射光的长波长分量优先地散射入射光的短波长分量，并且根据另一方面，如果色彩组件由分层玻璃板构成，所述分层玻璃板包括夹置粘合透明聚合物膜的两个玻璃板(例如浮法玻璃或回火玻璃板)，其中粘合透明聚合物膜形成漫射层，其相对于穿过分层玻璃板的光的长波长分量优先地散射所述光的短波长分量。

根据第一方面，其基本思想导致通过镜面获得的反射性质以及由漫射层实现的色彩特性的组合。在许多应用中，照射色彩组件的光和容纳色彩组件的物体更容易位于同一侧。对于色镜，它们可以定位在镜子的镜面侧。例如，物体可以是房间，并且用于照亮色彩组件(即，色镜)的照明器更容易放置在同一房间内而不是外部。另一方面，将漫射层例如紧邻地设置在镜面前面不改变所得到的色彩组件的所需色彩特性：由色镜规则反射的光保持其初始的立体角亮度分布，仅仅其光谱受到漫射层的波长选择散射特性的影响，以及穿过漫射层两次(即入射到镜面时的一次和远离镜面时的一次)的部分入射光，尽管存在镜面的介入但仍保持其亮度分布，因为其与规则反射的光线相比是漫射的或者变宽的。另外，镜面的介入导致漫射层厚度的实质增加。有利地，这可以有助于相对于在说明书的介绍部分中描述的色彩漫射器的尺寸来减小色镜在厚度方向上的尺寸。

根据本申请的第二方面，通过将漫射层放置在两个玻璃板之间以形成分层玻璃板来实现减轻色彩组件的使用的目的，其中漫射层同时承担粘合透明聚合物膜的作用，其将两个玻璃板彼此固定。通过这种措施，漫射层可以免受诸如UV光、灰尘、湿气等的可能改变漫射层的色彩和光学性质的大气剂的影响，所述板足够坚固以满足建筑要求，例如耐火性、耐冲击性，耐刮伤性等，并且如此构造的色板可以选择性地延伸以通过在色彩部件上进一步沉积镜面反射层来形成色镜。

使用该色彩组件的优选实施方式和系统是从属权利要求的主题。

附图说明

参考附图描述本申请的优选实施例，其中

图1示出了根据一个实施例的色镜的示意性三维视图；

图2示出了根据一个实施例的使用色镜进行照明的概念和系统的示例；

图3示出当使用用于照明建筑物的房间的照明的概念/系统时的色镜的可能布置；

图4示出了根据图2的实施例使用凹面色镜的变例的示意图；

图5a示出了根据另一实施例的用于照明的概念或系统内的细长或圆柱形凹形色镜的使用的三维视图；

图5b示意性地示出了图5a的照明器的角亮度分布；

图5c示意性地示出了从镜子的方向直接看向图5a的照明器时的图5a的照明器的外观；

图5d示意性地示出了通过镜子的反射从轴线上的位置观看图5a的照明器时的图5a所示照明器的外观；

图6a和6b示出了图5的照明器的三维局部视图，其中图6a示出了根据一个实施例的照明器的光源和CPC反射器，图6b示出了根据另一个实施例的聚光器；

图7示出了根据图5所示系统的改进方案的平面图，其中色镜和照明器对组的延伸方向被弯曲以产生环形平面图布置；

图8示出了根据一个实施例的另外具有模糊层的色镜的示意性三维视图；

图9示出了根据另一实施例的色镜的截面图，根据该实施例，使用漫射层的横向物理和/或光学厚度变化以实现模糊效应；

图10示出了根据一个实施例的使用位于色镜下游的透明层84的照明系统的示意性三维视图；

图11示出了根据一个实施例的建筑物体或建筑物的一部分的三维视图，其中受阻挡区域阻止访问者直接看到用于照亮受阻挡区域内的某个感兴趣区域的规则反射光部分；

图12示出了根据一个实施例的色镜的示意性三维视图，其中光散射中心的分散体被用于为漫射层提供其漫射性质；

图13示出根据一个实施例的使用透明板或柔性聚合物膜作为支撑构件的色镜的三维视图，所述支撑构件用于支撑分别完成漫射层和镜面任务的涂层或膜；

图14示出了与图13不同的色镜的三维视图，其中分别形成镜面和漫射层的涂层或膜被布置在透明板或柔性聚合物膜的相同面；

图15示出了使用由两个浮法玻璃板构成的分层玻璃板的色镜的另一实施例的三维视图；

图16示出了根据与图15不同的实施例的色镜的三维视图，其中在浮法玻璃板之间的粘合透明聚合物膜同时承担漫射层的任务；

图17示出了根据另一实施例的使用铝金属箔的色镜的三维视图；

图18示出了使用框架保持图17所示色镜的一种色镜的三维视图；

图19示出了部分地设置根据本申请任何实施例的色镜的建筑物立面，以便反射外部光并且能够“隐藏”该建筑物立面；和

图20示出了根据一个实施例的基于分层玻璃板制造的色板的三维视图。

具体实施方式

在下文中，相对于附图阐述本申请的实施例。为了便于理解这些实施例的基本概念，首先参照图1讨论色镜的一般实施例，然后提出使用这种色镜的一些应用和系统，接着是生产这样的色镜的示例，从而产生可以分布或处理这种色镜的形式的相应产品。随后，提出另一种色彩组件(即，色板)，以及使用该色彩组件的可能应用和系统。

图1示出了根据一个实施例的色镜。该色镜使用附图标记10表示，并且包括镜面12和在镜面12前面的漫射层14。镜子10的反射侧所面向的方向表示为15。

应当注意，图1所示的结构被视为仅仅是色镜10的示意图，因此，尽管图1将色镜10示为平板形状，但是镜面12可以例如以非平坦的方式成形，例如凹形，而不是图1所示的平面结构。同样，图1示出了作为面向漫射层14的平坦工件或层16的主侧的镜面12，其中工件或层16在横向上延伸超过漫射层14的侧向周边，但是这个概念仅被选择用于说明目的，并不能解释为对图1的实施例的限制。类似的陈述对于图1所示厚度而言也是适用的。此外，如将在下面的实施例中所示，镜面12可以例如由涂层或膜或面板形成，并且层14和16可以彼此直接接触，如图2所示，或者一个或多个层可以位于其间。例如，镜面12可以通过在工件或层16上的涂层或膜形成，并且漫射层14可以是直接或经由一个或多个另外的层沉积到镜面16上的膜或涂层。即使在这种情况下，色镜10也可以形成为如图1所示的多层部件，或者工件或层16可以形成为在其外表面上形成镜面12的大体积结构或物体。如从下面概述的实施例也将变得清楚的，色镜10可以是刚性的或可拉伸的或柔性的。色镜10的任何部件都可以用作支撑构件，例如反射构件16，其面向漫射层14的侧面形成镜面12，漫射层14或位于镜面12和漫射层14之间的某些其它层，或者定位在漫射层14的另一侧(即漫射层14的背离镜面12的主侧18)的某些其它层。然后，该支撑构件可以为色镜10提供刚性、延展性或柔性。无论镜面12实际具有何种形状，漫射层14都是基本上与镜面12形状一致的层，并且如下所述，在镜面12的横向延伸上可以具有基本均匀的厚度。

现在暂时不具体描述实施和实现镜子10的可能方法，而是先描述具有位于其前面的漫射层14的镜面12的组合作用和功能。

漫射层14被构造成相对于入射光20的长波长分量优先地散射入射光20的短波长分量。或者说，与入射光20的短波长分量相比，层14以更高的概率允许入射光20的长波长分量穿过而不散射。换句话说，漫射层14具有针对入射光20的散射截面，其在可见光谱内从长波长到短波长增加。该增加可以是单调增加。散射光的传播方式例如可以是基本上各向同性的，即对于所有方向具有相等强度，或者散射光强度对散射光方向具有弱依赖性，即散射光是漫射的。最后，这意味着入射光20在镜面12处被规则地反射而没有与在漫射层14内引导的光路部分22内的漫射层14的任何散射相互作用的部分(由如图1的附图标记24所示)，具有与入射光20的光谱不同的光谱，其中位于光谱的可见区内的部分的质心向较长波长移动。除了由色镜10规则反射的光24之外，入射光20的另一部分受到漫射层14的刚刚提及的散射并以漫射方式离开漫射层14，即导致沿着指向方向15所指向的半球的所有方向具有基本恒定的亮度，或至少在围绕镜面反射方向的至少30°、优选45°、最优选60°HWHM孔径的锥内变化不超过因子3的亮度。就刚刚提及的漫反射光的光谱而言，其基本上对应于具有前述散射截面的入射光20的光谱的光谱加权，或者换句话说，散射漫射光的光谱基本上对应于入射光20和规则反射光24的光谱之间的差。

值得注意的是，由于镜子10的刚刚所概述的特性，由于其在某个方向(例如图1中的24所示的方向)的照射而由镜子10发射的光是以下光的叠加或总和：1)以镜面角照射到镜子10上并且已经被镜子10规则地反射(即光20)到该方向24上，以及2)从任何方向照射到反射镜10上并且偶然地朝向方向24散射的光的散射过程产生的漫射光，即，入射到镜子10上的所有光有助于后者的漫射光，而不管光照射到镜子10上的方向。

结合图1所概述的色镜例如可以使用在图2所示的框架内，其最后还示出了根据一个实施例的系统，该系统包括10和用于照亮色镜10的照明器26的组合。照明器26例如是白色光源。根据图2的照明器26将光发射或投射到镜子10上。在图2中，由照明器26发射的光的光锥示例性地示出为完全覆盖并基本上匹配镜子10的延伸。也就是说，在镜子10的延伸平面处的光锥28的横截面的面积，例如比镜子10面积的三倍要小。此外，照明器26倾斜地照射镜子10，即，镜子10示例性地示出为平坦形状，并且照明器26在镜子10的平面上的投影相对于镜子10的中心偏移，其偏移距离例如大于镜子10的面积的平方根的50％。

利用这种配置，图2示出了当以相对于照明器26的镜面角度观看镜子10时产生的该场景。图2示出了眼睛或照相机13关于镜子10相对于照明器26定位在镜面角度处。产生在照相机/眼睛30(例如图像传感器或视网膜)上的图像在图2中以32示出：镜子10的轮廓是可见的(即34)，并且可以看到围绕镜子10的墙壁部分36，其示例性地假定为围绕镜子10并且被锥体28照亮。在镜子10内，可看到由照明器26发射的光的规则反射光部分所产生的光斑38，其与照明器26的白光相比具有较暖的光(较低的CCT)。光斑38被的光的均匀区域40包围，均匀区域40CCT(相关色温)与光斑38的CCT相比(以及与照明器26的光的CCT相比)而言较高。周围光40主要源于由漫射层14内的散射产生的漫射光，并且该漫射散射的依赖性导致相对于光斑38的CCT的增加。周围场景区域40的光例如是蓝色的。然而，通过以与由照明器26输出的光相比较不同的角度入射到镜子10上并且被镜子10规则反射的光被叠加。这种光可以来源于例如房间内的其他物体，这种其它的光例如沿越过照明器26路径行进。例如，图2示出了定位在照明器26附近的物体42，其所在的位置使得该物体42的虚像将被照相机30看见。如图2所示，物体42例如不被照明器26直接照亮。然而，自然而然地，由于在图2中未示出的其它物体(例如其它墙壁等)处的光反射，物体42可以使光投射到镜子10上。后一种光会扰乱响应于照明器26的照射而由漫射层14产生的漫射光的均匀性。然而优选地，漫射光覆盖来自物体42的规则反射光，使得物体42对于观察者30来说不可见，或者至少观察者的注意力不被吸引到该物体。例如，假设观察者30将表示观察者的眼睛，由于在镜子10内可见的天空-太阳样场景，观察者将眼睛设置为望向无限远处。在这种情况下可能发生的是，由于与漫射光的叠加，观察者不会“看见”物体42并且保持一种如同他或她望向窗户看到围绕太阳样光斑38的蓝色光40的无限深度印象的体验。有趣的是，照明器26也位于与观察者30相同的房间内。

综上所述，图2示出了根据图1的色镜10可以与用于照亮色镜10的照明器或光源26组合以便形成照明系统。系统10可以例如是用于照亮建筑物的内部房间的系统。在这种情况下，镜子可以例如固定到房间48的墙壁或天花板46，如图3所示。如已经参考图2所描述的，照明器26可以位于相同的房间内或该房间的墙壁、天花板46或地板中。

就照明器26而言，应当注意的是，照明器26可以包括聚光器，以便聚集照明器26产生的否则会发散的光，从而形成光锥28，该光锥28又指向镜10从而照亮镜子10。可以采取某些措施，以便通过照明器26实现对镜子10的均匀照明，例如使用复合抛物面聚光器(CPC)，光束均匀器(蝇眼，串联阵列等)，以及形成与镜子形状匹配的光斑，例如矩形或椭圆形。

虽然上面还没有提到，但是需要提到的是，漫射层14可以优选地被配置为使得其不吸收光或基本上不吸收光。在这种情况下，照明器26产生的所有光都被保存以用于照明。此外，尽管之前未提及，漫射层可具有这样的散射截面的波长依赖性，使得漫射层以瑞利或至少类似瑞利的方式散射光。在这种情况下，由于天空也主要以瑞利方式散射光，因此增加了以上所述的太阳天空外观效果。然而，对于相对于照明器26以镜面角度仰视镜子10的观察者而言，太阳天空外观有助于其以更高的概率获得无限深度印象，使得观察者的眼睛不太可能被天空状区域40的边缘所吸引，这些边缘是由除了照明器26之外的镜子10附近的物体(例如图2中的42)引起的。

也就是说，当从某个镜面视角观看镜子时，观察者30可以获得仿佛他/她通过由镜子10形成的窗口看着天空40的感觉，同时通过这个窗口看到由天空40包围的太阳38。应当注意，当从一些非镜面视角观看镜子时，仅仅光40对于观察者是可见的，使得观察者可以获得仿佛他/她通过由镜子10形成的窗口看向天空而没有看到太阳经过的感觉。

优选地，镜面12和漫射层14的组合作用对于450nm的入射蓝光产生大于10％、更优选大于20％、甚至更优选大于30％的反射雾(haze in reflection)。“反射雾”表示由漫射层14的散射(即散射的漫射光)实现的入射光的上述部分。换句话说，可以设置镜面12和漫射层14的组合作用，使得组合作用对于650nm入射红光产生的反射雾至多为对于450nm入射蓝光所产生反射雾的二分之一。如上所述，这是由于漫射层14的散射截面的光谱依赖性。

在参照图2所述的实施例中，在图2中，对于看到照明器26的虚拟图像在无限远处的观察者产生的以上所述的无限深度印象被照明器26事实上布置在与镜子10有限距离的事实所干扰。例如，光学线索(例如眼睛的双眼会聚)、照明器26的视差以及观察者的眼睛对例如照明器26的结构细节的适应可能分散观察者30对假设该无限深度印象的注意力。为了缓解这个问题，图4示出与前述实施例不同的是，镜子10的镜面可以是凹形的，例如具有凹入的抛物面形状。特别地，图4在图2实施例的基础上进行了相应修改，在所形成的照明系统中，照明器26被定位在例如色镜的焦点处，使得来自照明器26的由色镜10规则反射的光被平行化，并且就规则反射部分而言，光锥28产生平行光流50或低发散光流50。照明器26相对于镜子10的倾斜度被维持，并且转化为例如色镜10形成为旋转抛物面的离轴部分(off-axis section)，例如不包含顶点的旋转抛物面的一部分，同时将光源26保持在或靠近焦点。在这样做时，可以获得规则反射光线的准直光束，而在光束路径中没有光源，如在轴上布局的情况。然而，对于某些应用，也可以使用轴上布局(on-axis layout)。

以上面参照图4概述的方式形成镜子10的镜面有助于增加观察者望向镜子10并通过镜子10看到照明器26(即，看见太阳38和天空40)获得以上所述的无限深度的感觉，并且感觉好像他看到较低的CCT明亮物体38(例如太阳)位于无限远处，并被天空般的环境40所包围。这是因为通过镜子10看到的照明器26的虚像现在实际上处于无限远处，使得双眼以及调节线索适应天空-太阳外观，并且对无限深度印象的可能干扰可能只来自于具有周围天空区域40的镜反射到观察者的视场中的物体的可见边缘。

可以优选的是，使得色镜10足够宽。例如，镜面可以被构造为使得其焦距小于镜面12的面积的平方根或甚至小于刚刚提到的镜面面积的平方根的三分之二。

从下面进一步描述的实施例可以清楚看到，图4所示镜子10的凹形并不一定需要具有旋转对称面或者为旋转对称面的一部分，即对于所有平移方向具有相等的焦距。相反，镜子10可以形成为类似抛物面型凹柱面镜，或者沿着一个横向或平移方向(以下称为y方向)具有另一个凹形，而沿着另一个正交的横向或平移方向(以下称为x方向)为平坦的或为平面，即具有无限远的焦距。如下面将要说明的那样，尽管圆柱形镜子仅可以在与x方向正交的平面中校准照明器26的光线，但是仍存在能够确保观察者获得照明器位于无限远距离感知的解决方案。

图5a示出了这样的配置。图5a示出了镜子10，其镜面12在垂直于x方向的平面中(即在zy平面上的投影内)具有凹形或抛物线形状，并且沿着x轴呈线性或为笔直的。换句话说，所述圆柱镜面是通过沿着x方向平移放置在zy平面上的凹形或抛物曲线而获得的。因此，镜子10被示为具有平行于x轴延伸的焦线的凹柱面镜子。线性照明器26被定位成平行于x轴，并位于镜子10的焦线处，以便或多或少地完全照射镜子10。图5表示图4所示系统的修改，根据图5，例如由照明器26的光的规则反射部分直接照亮的房间部分具有细长形状，例如图5所示的矩形52。就zy平面而言，图5a中的情况与图4所述的相同：由照明器26发射的光是发散的，但是由镜子10沿着直射光方向平行化，至少就照明器26照射到镜子10上的光的规则反射部分而言是这样。

更具体地，从基本光学可以看出，规则反射光部分的亮度角分布L_R对角度θ_y的依赖性可以满足以下公式：

其中

·w_y是照明器26沿着y轴的宽度，

·f是镜子10相对于zy平面中的反射镜曲率的焦距，

·θ_y是在zy平面中的一个方向相对于直射光方向(即z)的角度，和

·q是在理想系统中具有值d＝1的品质因数，并且在此假设优选地满足1≤d≤3，更优选地满足1≤d≤2，甚至更优选地满足1≤d≤1.5

并且其中所述公式对于任何位置x,y,以及对于xz平面中的任何角方向θ_x,是有效的，其中亮度L_R(x，y，θ_x，θ_y)大于最大亮度值的10％。总之，上面的公式简单地说明了照明系统被布置为准直yz平面中的光，其精度优选为远离宽度w_y的朗伯发射器的光学极限不超过3，更优选为不超过2，甚至更优选为不超过1.5。

然而，对于xz平面而言情况是不同的。在该平面内，由照明器26发射并由镜子10规则反射的光保持其源自照明器26的发散度。因此，如图5a所示，照明器26特别地被配置为示出1)xz平面中相当低的发散度。更精确地，给定θ_x作为zx平面中的一个方向相对于z轴的角度，照明器26被配置为产生亮度角分布L(θ_x)，其具有与正交方向上的反射亮度L_R(θ_y)的宽度相匹配的宽度。参考所述亮度角分布的FWHM，概念变为：

其中所述公式对于任何位置x,y以及对于yz平面中的任何角方向θ_y,有效，其中亮度L(x，y，θ_x，θ_y)大于最大亮度值的10％。为了获得这个结果，应当根据照明器宽度w_y、镜子10的焦距f的实际值和品质因数q来调整xz平面中的照明器发散度。除此之外，就对于x坐标的依赖性而言，亮度分布应该是2)基本上独立的，即均匀的，即对于沿着x轴的任何一对不同点，然而，均匀性可以仅以对应于观察者眼睛的角分辨率的粒度来实现，即，对于在例如10mm²的两个不同区域内的x上的亮度的任何积分。可以如何实现这一点将在后面参照图6a和6b进行说明。然而，在此之前，首先更详细地解释与图5a的照明器26的亮度分布有关的特别想法以说明镜子10的圆柱形状，其次，阐述由图5a的系统产生的照明的功能和外观。

线性照明器26的特征在于其亮度分布L(x,y,θ_x,θ_y)，其中亮度被定义为从表面发出的光束在给定方向上的该表面的每单位投影面积(从该方向观察)每单位立体角内的光通量(ASTM,E 284–09a，标准外观术语)，其中θ_x,θ_y分别是在z,x和z,y平面中测量的方向。在这方面，线性照明器26被配置为具有基本上不依赖于x坐标的亮度，即沿x方向是均匀的，并且对于涉及角度依赖性的通常不是各向同性的(在某些例外情况下，其可以是各向同性的)，从某种意义上来说，所述亮度通常弱依赖于θ_y，关于其对θ_x的依赖性，该亮度显示了窄峰。例如，关于对θ_y,L(θ_y)的依赖性，所述亮度角分布所具有的FWHM(半峰全宽)大于60°，优选地大于90°，最优选地大于120°；关于对θ_x,L(θ_x)的依赖性，所具有的FWHM小于45°，优选地小于30°，最优选地小于15°，如图5b中示意性地描绘。

想象一下，观察者直接看着照明器26(即，从图5a中的镜子下方的视点)。也就是说，观察者将位于线性照明器26的前面，距离照明器一定距离(例如1m)，从方向θ_x＝θ_y＝0°直接看向线性照明器26的中心。在这种情况下，他/她将在孔径角Δθ_y下看到亮点，孔径角Δθ_y在y方向上受到照明器的角宽度的限制(例如，对于给定的1m距离的照明器，对于约5cm的宽度，Δθ_y＝3°)并且其在x方向上受到L(θ_x)亮度角分布的FWHM限制，即Δθ_x＝fwhm_x，假定线性照明器在x方向上相当长(例如几个m)。换句话说，对于典型的观察距离，当光源开启时直接观察光源的观察者可以感知到闪光区域或发光点在x方向上明显地拉长。例如，观察者可以在等于或小于10°的角度Δθ_x感知光源闪光区域。线性照明器26的外观和由直接观察光源的观察者看到的闪光区域的示例在图5c中给出。在下文中，假定线性照明器被配置为使得只有闪烁区域被观察光源的观察者感知到。

图5d示出了由观察者通过圆柱抛物面色镜10的反射(即该观察者位于规则反射光束内)观看所述照明器26时看到的线性照明器26的外观及其闪光区域。由于线性照明器26位于抛物面镜子10的焦线上，线性照明器的图像可以沿y方向放大。更准确地说，观察者看到闪光区域的角宽度Δθ_y’不再取决于观察者-光源距离，如参考图5c所述，而是仅取决于光源在y方向上的宽度和抛物面镜子的焦距。例如，在理想条件下，对于一个～5cm宽的线性照明器，～30cm的焦距导致观察者在一个～10°的角度Δθ_y’下感知闪光区域。相反，观察者在正交的z,x平面中感知闪光区域的角宽度不因圆柱抛物面色镜10的存在而改变，因为镜子在z,x平面中具有无限远的焦距，从而导致Δθ_x’＝Δθ_x＝10°。这意味着，对于任何观测者-光源距离，以及对于给定的在y方向上的光源宽度和光源亮度分布，光源闪烁区域的基本各向同性或至少不伸长的外观的条件(即条件Δθ_x’＝Δθ_y’)可以通过正确选择抛物面镜的焦距来满足。因此，对于在x方向上可能具有任意大的长度的照明装置而言，本发明能够产生沿y和x方向具有相同宽度的太阳图像的外观。

值得注意的是，通过圆柱抛物面色镜10的反射观察线性照明器26的观察者将感觉到闪光区域或光源(即闪光点)处于几乎无限远的距离。事实上，关于与y,z平面中的光线分布有关的感知，光源位于焦点位置可自动地确保在无限远处的光源虚拟位置的感知。关于与正交的x,z平面中的光线分布相关的感知，本申请的发明人注意到观察者也感觉到无限距离处的闪光斑点。该迹象遵循所选择的亮度光源分布，并且具体地由所述亮度不依赖于x坐标(即沿着x方向是均匀)的这一事实。结果，观察者的眼睛线索(例如双眼视差、运动视差和调节线索)没有找到诱导观察者在照明器所处的物理平面处会聚或调节他/她的眼睛的任何支持，这种作用与在正交平面中感知到的闪光点的虚拟图像支持的眼睛会聚/调节至无限远相冲突。另外，由色彩抛物面镜子10散射的光的贡献产生的均匀的、蓝色的明亮光背景的存在，例如，在瑞利方式中散射的光进一步有助于诱导观察者将他的视线设置在无限远处，这是由于所谓的“空间透视”线索，即通过其观察到的物体与观察者的距离随着蓝色雾度的增加而增加，该蓝色雾度通常归因于介于物体和观察者之间的空气量，其又与物体-观察者距离成比例。

总之，所有上述因素，即y,z平面中的聚焦能力，照明器的各向异性角亮度分布，x方向上的所述角分布的均匀性，色镜10具有圆柱抛物面形状以及线性照明器26定位在镜焦线处，以及最后但并非最不重要的是，色镜10的散射入射光的短波长的能力同时有助于产生蓝天和明亮的太阳光斑位于无限远处的外观，其中所产生的天窗的沿着x方向的尺寸可以被制成任意大，这与旋转对称的镜子不同，旋转对称的镜子所产生的天空的尺寸不能大于几个焦距。

因此，图5a所示的系统例如可以安装在房间的天花板中，从而通过由照明器26产生的光的规则反射的低发散直射光部分照亮地板上的矩形区域52，而房间的其他部分也通过由镜子10的漫射层内的散射引起的漫射光来照明。如参照图4所述，可以直接照射(即不被引导到镜子10上)房间的任何光可以视需要而被图5a当中采用附图标记54示意性表示的光阻挡器或聚光器所阻挡，图5a当中的光阻挡器或聚光器为相对于镜子10布置在照明器26的另一侧上的凹形圆柱体，以便阻挡未被引导到镜子10上(即朝下)的照明器26的任何光，以防止其直接照亮房间。

图5a示出了确保上述效果的布局。通过示意性指示的照相机或观察者眼睛30，图5a示出了图1的照明系统的外观。如图5a所示，观察者以使得他/她的眼睛30被照明器26的规则反射光直接照射方式观察镜子10，不过观察者的眼睛30偏离了zx平面，即眼睛位于镜子10的投影下方的直接照明部分52上，但相对于照明器26在区域52上的投影存在一小部分的偏移。也就是说，亮盘38就x和y坐标(即垂直于直射光方向的平面)而言与观察者的眼睛30并以与后者相同的速度一起发生移动，正如当透过窗户观察到的太阳相对于窗户框架的移动一样。也就是说，观察者例如将站在区域52内，向上看到镜子10和照明器26所在的天花板。由于镜子10的细长形状，他/她将看到细长的蓝色，即具有更高CCT的背景光部分40，其中沿着细长方向，光阻挡件54的背侧在背景光部分40内部是可见的，如虚线部分56所示。然而，在他/她正上方(在直射光方向，这里平行于z，即角度θ_y和θ_x等于零)，观察者看到由低发散的规则反射光产生的明亮的、较低CCT的光斑38，如刚刚提到的，沿着x轴的低发散度源自照明器26的特定设计，而沿y轴的低发散度源自镜子10的凹面/抛物面形状。

总之，如图5a所示，照明器26和色镜10沿着延伸轴x以细长的方式形成，其中镜子10在垂直于延伸轴x的平面中成凹形，其中照明器26具有发散(即宽的)的亮度分布，例如当从照明器26看时，具有与镜子10的角宽度一样大或甚至大于镜子10的角宽度的FWHM，就亮度分布对第一角度θ_y的依赖性而言，与亮度分布对x的依赖性基本上一致，以及基本上准直的(即窄的)，例如具有小于关于θ_y的FWHM的三倍的FWHM，就亮度分布对θ_x的依赖性而言。关于θ_x的FWHM可以在a*2*arctan(1/2w_y/f)至b*2*arctan(1/2w_y/f)的范围内，优选为a＝0.5和b＝6，更优选为a＝0.7和b＝3，或甚至更优选为a＝0.8和b＝1.5。

图6a和6b示出了图5的照明器26的构造的示例。图6a示出了照明器26沿着伸长方向(即x轴)的一部分。具体地，图6a的照明器26包括各向异性发射器58和CPC反射器60的对组的线性阵列，其中每个各向异性发射器58例如包括LED，例如矩形白光LED，并且每个CPC反射器60(例如矩形CPC(复合抛物面聚光器，compound parabolic concentrator)反射器)与相应对组的LED光学耦合并定位在其下游，即具有与LED的发射表面匹配的输入孔。每个CPC反射器60包括两个彼此面对的第一抛物面反射面62，它们，具有被设计为用于减小x,z平面中的LED发散度的曲率，例如用于将发散度降低至例如10°或更少。每个CPC反射器60还可以可选地包括两个彼此面对的第二抛物面反射面64，具有被设计为用于减小y,z平面中的LED发散度的曲率，例如用于将发散度降低至90°。

因此，如图6a所示，照明器26包括细长的线状光源58，其由沿着x轴成行布置并且例如朝向镜子10发射各向异性光的单个发射器58的一维阵列组成。在每个发射器58的下游，设置CPC反射器60，其减小发射器的垂直于x轴的发散度。每个CPC反射器60包括面向发射器58并用于接收来自发射器58的光的输入孔和用于发射经由输入孔从其发射器58接收并且在相应CPC反射器60内通过其反射内部面62和64进行导向的光的输出孔，以照亮镜子10的相应部分。优选地，所有CPC反射器60的输出孔无缝地彼此邻接，以便形成CPC反射器60的面向镜子10的连续面。

每个CPC反射器60具有从输入孔朝向输出孔连续变宽的横截面。平行于x轴的加宽对应于抛物面或类似的聚光加宽。具体地，每个CPC反射器60可以包括四个内反射面62和64：平行于x轴延伸的两个面64，两个面彼此面对；以及两个相对布置的相互面对的面62，相对于在垂直于x轴的平面中的完全平面扩展，例如以抛物面形式从输出孔朝向输入孔的方向朝向彼此弯曲，使得每个CPC反射器60由于反射面62的凹形或抛物面形状而在xz平面中将光的扩散降低到低发散度，该低发散度适应于通过如上所述的镜子10在zy平面中实现的低发散度。面64的凹面或抛物面曲率或者甚至它们的存在仅仅是可选的。即它们可以不采用。

例如，图6b示出了所述第二抛物面64由平面反射器代替的情况。在这种情况下，x,z平面中的发散维持发射器58的自然发散。

在某个实施例中，每个发射器58包括可以配备有圆顶透镜的LED，例如用于减小x,z平面中的发散的柱面透镜。在某些实施例中，每个发射器58包括LED和全内反射器(TIR)透镜而不是CPC，或TIR透镜和CPC的组合。

在不同的实施例中，为了改善线性照明器26在x方向上的均匀性，光束均匀器位于发射器58的阵列的下游。例如，光束均匀器包括复眼微透镜串联阵列，其被配置为分别在x,z和y,z平面中产生所期望的光源发散。

值得注意的是，用于线性照明器的一些所描述的布局可以产生矩形角发散，这又会导致观察者在他/她观看由色镜10反射的源的图像时感知到所期望的矩形(或正方形)盘38，而不是圆形盘。在这方面，图6b的布局可能比图6中的布局更好，这是因为其在源的角分布中不产生锐截止(sharp cut-off)，至少在x,z平面当中是这样。

在某个实施例中，通过在色镜上实现小角度白光漫射层来获得由色镜反射的光的圆对称角发散的产生的改进，该小角度白光漫射层用作低带通滤波器并且因此通过将其与圆对称函数进行卷积运算来对包括源的图像的任何图像进行泛光处理(bloom)，这种可能方法将结合图8和9作进一步概括。

因此，换句话说，图5至6b示出了图4的概念，即照明系统可以被修改，以便产生其中照明器26和色镜10沿着延伸轴x以细长的方式形成的系统，其中照明器10具有垂直于延伸轴x发散并且平行于延伸轴x准直的辐射特性(即亮度分布)。

应当注意，延伸轴x不一定对应于如图5、图6a和图6b所示的直线。相反，延伸轴线x可以例如在垂直于z轴的平面中弯曲。例如，当在俯视图当中看时，图5的整个设置可以是弯曲的，以便形成环形形状，使得镜子10的镜面12将呈现为沿着水平面的环状切口(donutcut)的形式，然后照明器26沿着由镜子10限定的环形焦线布置。以上给出的解释将通过替换x轴来限定当在平面图中看时的环形形状的圆形延伸的切线方向而保持不变，并且y轴对应于其径向方向。这种平面图在图7中示出。

如上所述，以凹形或甚至抛物面形状的形式形成镜子10的镜面12的概念，通过降低由镜子10反向发射的规则反射的直射光部分的发散度，有助于增加实现太阳天空外观的稳定性以及观察者的眼睛中的相关无限深度印象。然而，如上所述，不考虑是否使用这种凹形/抛物面形的概念，在观察者直接观察规则反射的直射光部分时，仍然存在可以吸引观察者注意的方面，从而分散观察者对无限深度印象的体验。例如，物体(例如图2中的物体42)的所有边缘，其图像通过镜子10反射在观察者眼睛的视场内，在天空状背景部分40中引起空间亮度梯度，并且观察者的眼睛特别易于出现这种不规则性，以下实施例设法提供措施以避免所述的干扰。

结合图8描述了第一种可能方法。图8所示的镜子10除了图1的元件之外还包括另外的层76。与漫射层14相比，层76被设计为在可见光谱范围内显示出对于入射光20的波长基本上均匀的相互作用截面，但是根据相互作用性质，每个与入射光线相互作用的事件仅导致光线在相互作用前后的相对较小的传播方向变化。因此，如图8所示，规则反射光24基本上具有与图1的情况相同的光谱1，但是其一些能量围绕镜面反射角方向变模糊(smeared-out)，如图8当中通过虚线圆圈78的方式所示。

尽管图8示出了层18被布置在漫射层14的侧面18处，根据替代方案，层18可以例如位于漫射层14和镜面12之间。如下面将进一步描述的，当讨论用于实现和制造镜子10的可能的实施方式时，提供具有其具有光谱相关散射截面的能力的扩散层14以及为模糊层76提供其特性以模糊(smear-out)规则反射光线的可能方法是使用平均尺寸小于250nm的用于漫射层14的光散射中心的第一分散体，以及用于层76的光散射中心的第二分散体，形成第二分散体的光散射中心的平均尺寸例如正好等于或大于形成第一分散体的光散射中心的平均尺寸的5倍，优选为正好等于或大于10倍，更优选为正好等于或大于15倍，或甚至正好等于或大于50倍。在某一实施方案中，形成层76的第二分散体的光散射中心的尺寸将被设计为大于1微米，优选大于2微米，更优选大于3微米或甚至大于10微米。层18和76都可以使用透明聚合物层作为分散体的基质。在这方面，两种分散体可以设置在相同的基质层(例如透明聚合物层)内，使得根据替代实施例，层14本身可包括针对层76刚刚所描述的模糊特性，即层14本身除了导致漫散射的波长相关散射截面之外还可以具有该特性。

当在图2至图7所示实施例中使用图8的镜子时，其效果是，在观察者的眼睛30中所得到的感知场景(即图像)是模糊的，即被有效地低通滤波，使得前面提到的在图像的天空状区域40中的可能分散观察者体验无限深度印象的大幅度亮度梯度可以有效地减少。例如，可以设置形成第二分散体76的光散射中心的尺寸和色镜10的每单位表面的所述散射中心的数量，以便获得约30°、优选20°、更优选10°或甚至3°的模糊角，以及>50％，优选>70％，更优选>90％的模糊效率，从某种意义上说，至少50％、70％或90％的入射光线经历指定的模糊角内的偏差。

参照图9讨论实现刚刚提到的模糊效应的另一种可能方法。如图9所示，图1的镜子修改为漫射层14包括横向变化的物理和/或光学厚度。所述厚度变化的效果是提供散射中心，其由于折射和/或衍射的效应而能够提供入射光线的有效弯曲。关于产生的角度偏差的量，即模糊角，可以通过基本散射理论知道如何对横向尺寸的函数和厚度调制的深度的函数进行计算(直观地：较小的尺寸和较大的深度产生较大的角度偏差)。关于模糊效率，基于厚度调制的本方法允许比先前基于使用散射中心的第二分散体的方法更容易地获得大的数据，因为所述厚度调制可以容易地配置以最小化和几乎避免存在平坦曲线，即漫射层14的光学厚度的未调制部分的存在。然而，尽管厚度调制方法在工业水平上常规地用于模糊滤波器生产，但是该技术的成本可能高于先前基于第二分散体的情况。因此，以本领域技术人员已知的方式，可以配置厚度调制的分布，以便仅获得约30°、优选20°、更优选10°或甚至3°的模糊角，模糊效率>50％，优选>70％，更优选>90％，或甚至高于97％。例如，厚度调制可以具有在10-200、优选20-1000、更优选40-500调制/mm范围内的平均空间频率，以及在厚度调制的深度和横向尺寸之间的比率范围0.05-2，优选0.1-1。然而，关于调制深度和空间频率的不同示例也是可能的，所举例说明的值仅表示当前在模糊滤波器技术中使用的最常见的数值。

如图9中示意性地示出的厚度调制通过其产生入射光线弯曲的机制，示例性地限于折射效应，当厚度变化的横向宽度超过十分之一微米时，折射效应是主要的。然而，如上所述，也可以利用衍射效应。由于光学厚度变化，当入射光20进入和离开漫射层14时，入射光20经历不同的小方向变化80和82，这对于规则反射光部分24(即不与漫射层14的第一分散体发生散射相互作用的部分)是如此，而对于漫射的散射光部分则没那么显著。与此相比，在层14具有完全均匀厚度的情况下，进入和离开层14的方向变化将彼此补偿，使得规则反射的光路将相对于入射光20的光路处于镜面角。由于漫射层14背离镜面12的变化的倾角，方向变化80和82不彼此补偿。而是，取决于光线20入射到漫射层14上的确切位置，规则反射的非散射光离开层14的方向或多或少地偏离，或仅仅偶然地等于如图1所示漫射层14是平坦的情况下将出现的镜面角方向。因此，图9中呈现的厚度变化能够产生先前关于图8所描述的模糊效应。因此也可以使用这种结构，以便减轻对于无限深度印象的干扰问题。

应当注意，利用上面参照图8和9以上所述的模糊效应还有一些进一步的优点。除了以下目的：

1)使用小角度宽散射来隐藏诸如物体42这样的物体的物体轮廓，

进一步的优点是，例如：

2)光斑38内部的更均匀外观，

3)光斑38轮廓的平滑化，使得与圆形外观的偏差可以变得不太明显，正如以上所述，

4)太阳状的盘38的外观被扩大，因此其眩光减少，

5)例如由于镜面的凹形缺陷而造成的被照明房间(例如，与图5中的52比较)的直接照亮部分的照明的不均匀性得到补偿。

特别地，横向变化可以使得在向外方向上穿过层14的光经历小角度漫射，使得以向内方向穿过层14并被镜面12反射然后以向外方向再次穿过层14的650nm的红色光线具有(假设以空间均匀概率入射，即各向同性照射)至少50％、优选70％、更优选90％或甚至97％的概率在与镜面反射方向成0.1°至15°、优选0.1°至10°、更优选0.1°至5°或甚至0.1°至1.5°的范围内经历角度偏差。

此外，换句话说，相对于仅包含第一纳米颗粒分散体的平坦漫射层14的情况，厚度变化的层的物理和/或光学厚度变化可以被配置为使得色镜10最终所具有的规则反射率(即镜面角反射率)小于平坦漫射层14的50％，优选小于其30％，甚至更优选小于其10％或甚至小于其3％。

更进一步地，应该注意，作为图9的描述的替代，除了使用漫射层14之外，可以提供除了层14之外的另一层，该另一层是透明的，并且在物理和/或光学厚度变化方面具有所述变化。因此，这种厚度变化的透明层可以位于漫射层14的侧面18，正如图8中的层76那样添加到漫射层14。

下面参照图10给出了实现干扰概率降低的另一种可能方法。图10仅示例性地形成图5的修改，但是结合图10所述的半透明层也可以与任何其他照明器和镜子10的组合系统结合使用。在本申请的上下文中，“半透明层”表示：

(i)例如无扰动地透射入射光的一部分。具有优选在5-50％，更优选10-40％，甚至更优选15-30％范围内的规则透射率，

(ii)在任意方向上优先以各向同性方式散射剩余的光，或者至少确保大于30％、优选50％、更优选70％的散射光相对于入射光的方向偏离超过5°、优选超过10°，更优选超过15°。

另外在某些实施例中，较为有利的是，散射优选地在正向上发生，例如，优选地，半透明层所显示出的正向散射效率与反向散射效率之间的比率大于1.1，优选的是大于1.5，更优选的是大于2或甚至大于5。

图10示出了位于镜子10下游，即在由观察者的眼睛预期所在的由规则反射光照亮的区域52之间的半透明层84。换句话说，半透明层84被布置和保持在一侧的观察者与另一侧的镜子10之间的位置。半透明层可以是织物帐篷。在镜子10与照明器26一起布置在房间天花板的情况下，半透明层84可以悬挂在照明器26下方。独立于房间内的镜子10和照明器26的位置，半透明层84的效果可以是在窗前面的帐篷的典型效果，例如产生屏幕的效果，该屏幕:

(i)被太阳的直接暖光照亮，其将暖光的明亮和清晰限定的点投射到帐篷上，所述暖光又通过漫射光照亮房间，

(ii)被来自天空的蓝色和漫射光照亮，这在帐篷上产生蓝色色调，特别是在投影的温暖太阳光斑的周围，从而容易形成对来自太阳和天空的光的美丽组合作用的感知。

在某一实施例中，半透明层84的半透明应称作半透明层84特性，以便以细粒状的方式被分成对于穿透层84的光完全透明的部分，以及其它不完全透明部分，即，使穿过层84的光偏离。例如，在层84中可以存在开口，其中层84的材料本来用作白色光漫射器，如白色织物的情况。在某个实施例中，半透明漫射器也可以是有色的或部分有色的，这是家用织物帐篷的常见情况。在不同的实施例中，半透明漫射器可以具有从一个点到另一个点变化的规则透射率，因为其适合于呈现美观形象效果的目的。在所有实施例中，半透明漫射器具有非零的规则透射率的事实确保观察者总是具有感知半透明漫射器后方的光源的闪光部分的可能性，根据观察者和光发生器的真实/虚拟图像之间的配置距离，基于相同的原因以及通过上面针对没有半透明漫射器的情况所概述的相同机制，她/他可以获得对半透明漫射器后方的无限深度空间的存在的感知。

在某个实施例中，半透明层84可以产生以下效果：防止在直射光部分52内观看镜子10的观察者看到反射光发生器(或更确切地说是反射室)的所有细节，这些细节可能会破坏无限深度感知的体验。事实上，她/他的视觉注意现在可能更多地被发光点吸引到半透明层上(例如帐篷)，以及通过照射在相同漫射器上的暖光和蓝色光之间所提到的对比，即所述注意被自然发生在距离观察者有限距离处的效应所吸引，而不是导致非自然效应的被房间反射吸引到镜子中。结果，观察者的无限深度印象体验不太可能被干扰。

在描述用于实现和制造根据上述任一实施例中的色镜10的一些实施例之前，应当注意，上面参考图2至7和图10所描述的照明系统可以以这种系统的阵列的形式进行使用，使得由这些系统的色镜规则反射的光形成沿相同方向定向的光束阵列。例如，图5的照明系统可以并排地定位，以便例如覆盖房间的整个天花板，而不仅仅是其一部分。

除此之外，应当注意，上述所有照明系统与可选的周围建筑元件(例如墙壁，天花板等)一起形成建筑物体，即诸如房屋等的建筑物，也同事具备上述实施例的优点。

此外，在这方面应当注意，不一定要使用由使用镜面的凹面或甚至抛物面形状的实施例所提供的优点。在一些应用中，即使在光发生器定位成接近于色镜的情况下，观察者将不可避免地感觉到它位于有限的距离，以及在多个照明设备的使用可能导致观察者同时(即从单个观察位置)感知到存在多于一个的光发生器(即多于一个太阳)的情况。即使在这些情况下，也可以采取架构措施以防止人们直接看到由来自镜子10的规则反射光形成的直射光束。图11示出了这样一种用于建筑物体的示例。图11示出了建筑物体的房间的两个墙壁86a和86b，其中为了进行说明，将镜子10挂在墙壁86a上。镜子10由照明器26照亮，照明器26例如可悬挂在房间的天花板上。由镜子10规则地反射的直射光被示为示例性地照亮房间的某个区域，为了进行说明，示出了被定位的雕塑。为了防止人们通过镜子10偶然地直接看到照明器26，由直射光直接照亮的区域88被示出为包括在被阻挡的区域内，以便阻止寻求进入受阻挡区域的人类访问者。如图11所示，受阻挡区域示例性地由围绕由直射光照亮的区域88的围栏90限定。因此，防止由围栏90限定的受阻挡区域外的任何访问者或观察者92经由镜子10直接看到照明器26，而是仅看到天空状漫射光和照射场景的太阳状直射光线，并且可以相应地感觉仿佛镜子10将是允许观看到天空的窗口，所有这些效果被感知为没有直接观看太阳。值得注意的是，可以使用该设置以便消除关于光发生器或其闪光区域的可感知形状的限制，其在这种情况下可以是任何形状。

在描述了色镜的某些实施例以及以优选方式使用所述色镜的概念和系统之后，下面描述制造这种色镜的一些具体实施例和示例。

如上所述，漫射层14可以是涂层或膜，例如沉积到镜面12上的优选地具有厚度<0.2mm，更优选地<0.1mm，甚至更优选地<0.05mm，或者对于某些实施例甚至<0.01mm的层。图12示出通过将漫射层14形成为具有嵌入其中的平均尺寸小于250nm的光散射中心(即纳米颗粒)的分散体的透明聚合物层，漫射层14可以设置其波长相关的散射截面。使用附图标记94表示光散射中心或纳米颗粒。图12还示出了漫射层14的透明层可以视需要还具有嵌入其中的其它光散射中心96的第二分散体，其中光散射中心96的平均尺寸例如大于5微米。还参见关于第一分散体和第二分散体的光散射中心的平均尺寸之间的关系的上述注释，以及绝对最小平均尺寸的其它实例。虽然光散射中心的分散体94引起上述波长依赖性漫散射，但是光散射中心96的第二分散体引起了分别参照图8和层76所述的模糊效应。在此情况下，图12是上述图8的替代示例，根据该替代示例，两个特性(即波长相关的漫散射和小角度白光模糊)在同一层14中统一。

在构建镜子10时，可以首先制造具有分散体94和可选的分散体96的透明聚合物层14，以便产生随后施加到镜面12上或者在其上形成镜面12的膜，或者将分散体94和可选的分散体96连同层14的透明聚合物材料直接沉积到镜面12上，例如通过喷涂、喷墨法、膜旋压、深层涂覆，盘卷涂覆、金属真空沉积、分子束外延、等离子体涂覆等。

可以选择第一扩散体和第二扩散体的密度，使得色镜的漫反射率例如大于50％，大于80％或甚至大于90％。也就是说，基本上所有的入射光可以在第二分散体处以小角度或者在第一分散体处以大角度进行散射，其余的是可忽略的规则反射光部分。

图13示出了用于实现镜子10的另一实施例。如图13所示，透明板98位于形成镜面12的涂层或膜100与形成漫射层14的另一涂层或膜102之间。涂层或膜100和102可包括结合图12所概述的分散体。换句话说，该透明板可以是聚合物(例如丙烯酸、聚碳酸酯、聚酯薄膜、PVC等)板或玻璃或分层玻璃板，其具有两个主侧或面，其中涂层或膜100位于一个面上，而涂层或膜102沉积到另一个面上。

因此，如图13所示，镜子10可以是刚性的或柔性的或甚至为可拉伸的，具有由透明板98所提供的刚性/柔性/延展性。注意，在本发明的上下文中，术语“板”仅用于表示具有任何可能厚度的层，因此它也可以是膜或涂层，并且可以不必是刚性的。

图14示出了图13的实施例的变例。根据该变例，涂层或膜100和102位于透明板98的同一侧或面上。例如，涂层或膜102位于涂层或膜100与透明板98之间，涂层或膜100或其侧面面对形成镜面12的漫射层14。

有趣的是，对于图14的实施例，在使用这样的浮法玻璃板作为透明板98的情况下，能够避免使用玻璃板的锡面。如图14所示，透明板98可以实施为浮法玻璃板，在这种情况下，锡面可以用作背离涂层或膜100和102的一侧，而浮法玻璃板98的空气侧接触涂层或膜102。通过该措施，可防止用于制造浮法玻璃板的锡对膜或涂层102和100产生负面影响。

为了进行说明，锡侧在图14当中采用阴影线画出，并使用附图标记104进行表示。

图15解释了图13的实施例可以如何通过浮法玻璃板来构建，避免将任何膜或涂层100和102沉积在浮法玻璃板的任何锡面上。特别地，如图15所示，色镜10包括由两块浮法玻璃板104和106组成的分层玻璃板，它们将粘合透明聚合物薄膜108(例如EVA膜或PVB膜)夹在中间并通过其彼此附接，其中两个玻璃板104和106的彼此面对并通过粘合聚合物膜108彼此附接的面是浮法玻璃板104和106的玻璃锡侧，形成镜面12的涂层或膜100沉积在浮法玻璃板104的空气侧上，而形成漫射层14的涂层或膜102沉积在浮法玻璃板106的空气侧上。通过这种措施，图15的镜子10也用作“安全玻璃板”，并且满足对建筑物中的元件的使用所施加的许多要求，例如抗冲击性(例如，当面板最终破裂时，面板不会分离成许多个部分)、耐火性等。

另一个实施例如图16所示。这里，针对图15的实施例的改进之处在于，漫射层的漫射特性从图15所示的单独的膜或涂层102转移到浮法玻璃板104和106之间的透明层108，因此，该透明层108既用作粘合透明聚合物膜又用作漫射层。例如，该粘合透明聚合物膜可以同时用作图12所示的光散射中心96的分散体的基质。因此，图16的镜子可以非常容易地通过在制造双层分层玻璃板的情况下无论如何都会发生的工艺进行制造，仅需要将膜或涂层100沉积到浮法玻璃板104或106(图16的情况为104)其中一个的空气侧上。

对于图13至图16中的实施例的情况，透明板和玻璃板分别起到支撑构件或支撑层的作用。对于玻璃板和玻璃板实施例的情况，同样提供如此构建的具有刚性的镜子10。

图17的实施例示出了镜面由铝金属镜箔形成的例子，铝金属镜箔具有非常高的反射率(例如具有>95％，甚至>98％的反射率)，目前例如用于荧光管光反射器，或用于在室外的太阳光反射，并且通过几种工业过程进行生产，例如电泳、金属真空沉积、有机和/或无机材料涂覆，包括使用微型颗粒和纳米颗粒，例如适于控制指标失配并因此增加反射率或增强镜子对外部剂(例如对于户外应用情况的大气剂)的机械和化学耐受性。在某个实施例中，漫射层14可以通过直接沉积到已完成的铝镜箔上的涂层或膜102形成，如图17中的附图标记110所示。或者，漫射层14可以在适合于铝镜箔生产的工业过程中进行沉积。该第二解决方案意味着更复杂和更昂贵的工艺，但是它可以使色镜10更加精整，特别是对于户外应用。

因此，在这两种情况下，铝金属镜箔110可以为所得到的镜子10提供合适的柔性，以便通过卷材涂覆技术进行处理并且存储在卷材中。为了进行说明，图17示出了镜子10被卷成卷材112，例如为了输送或运输。

在任何上述实施例中，漫射层或形成漫射层的膜或涂层102可以是具有前述光散射中心96的分散体的透明聚合物层。后者的光散射中心可以例如是有机纳米颗粒，或者为了获得最大散射效率和漫射层14的最小可能厚度，还可以是无机纳米颗粒，例如TiO₂，ZnO纳米颗粒，其相对于有机基质具有较大的折射率失配，以及具有小于250nm的平均直径。这些无机纳米颗粒可以免受由近UV和/或可见光辐射引起的光催化，如目前工业纳米颗粒供应者所做的那样。

在不同的实施例中，漫射层14可以包括分散到无机基质中的纳米颗粒(例如无机纳米颗粒)，所述无机基质例如为硅基材料(例如基于溶胶-凝胶的材料)的玻璃。这种选择可能意味着使用大型工厂，因为它是玻璃生产工业的典型情况，但是将具有减少步骤数量的优点，从而简化工业过程并降低成本，使得新工艺与玻璃、回火玻璃、分层玻璃和玻璃镜生产的标准工业过程略有不同。

此外，图17典型性地示出了镜子10的所有上述实施例，由透明材料制成并且耐大气剂的保护层112可以保护漫射层14。例如，如图17所示，漫射层14(即膜或涂层102)夹在铝金属镜箔110和保护层112之间。保护层112可以例如是无机膜或溶胶-凝胶膜，例如硅溶胶-凝胶膜或包含硅微粒或纳米颗粒的膜。

如上面关于图17已经提到的。根据图17所示的镜子10是柔性的。如图18所示的实施例，镜子10通过框架114保持在固定位置，框架114围绕镜子10的外周边，镜子10具有根据图17的实施例的箔状柔性。

通过框架114，镜子10可以例如相对于墙壁等保持在固定位置。在某个实施例中，基于铝镜箔支撑件的色镜10可以具有多个穿孔，例如尺寸在1-100mm范围内、优选在5-50mm范围内的穿孔，因为其便于将色镜10用于构造用作色彩通风外立面的建筑外层的应用。然而，用于通风立面的色镜10的一些应用，或者甚至用于美学建筑立面，不需要进行穿孔。

参考图13和14，值得注意的是，其中示出的透明板98可以由柔性构件(例如透明柔性聚合物膜)代替，使得所得到的镜子10具有延展性，即，其可以通过合适的框架保持张紧，所述框架可以例如是用于户外遮阳帐篷的张力结构。因此，当使用如图14和13所示的柔性聚合物膜98时，所得到的色镜10形成可弯曲成各种形状的拉伸结构，例如，如上所述的凹形或甚至为抛物面形。该特征例如可以用于构建运动洞(sport holes)、SPA、娱乐公园等中的大的天空状的天花板，其中不仅确保了天空的景象，而且也确保了太阳的景象。

为了形成镜面，除了使用金属箔之外，还可以使用涂覆有反射涂层的织物。这种选择例如可以应用在时装行业中以制造天空-太阳衣服，其具有可随照明类型(特别照明的方向类型)改变的外观，这意味着从确保强烈定向光的晴天大气条件到对所有光进行漫射的阴天的改变。

最后，图19示出了一个实施例，其中建筑物立面(作为示例，这里为摩天大楼116的立面)设置有一个或多个色镜10，图19仅示意性地示出了立面的一部分(即部分118)设置有镜子10。根据本申请，当由一些定向光(犹如晴天或甚至局部多云的天气下从太阳照射的光)照亮建筑物外观时，建筑物外表可以表现为一片天空，从而允许基本上改变建筑物的外观及其与周围自然和天空的美学相互作用。虽然镜子10的上述示例中的任何一个可以用于至少部分地形成立面(镜面朝向外侧)，但是，图19示出了部分118由图18所示类型的镜子的阵列填充的情况。然而，这种情况不应被解释为排除采用镜子10的任何其它实施例提供具有镜像效果的立面的部分118的情况。

在摩天大楼116的一部分118提供镜子10的效果可以进一步解释如下：通常，阳光照射摩天大楼116的立面。然而，由于镜子10的漫射层的漫射性质，望向摩天大楼116的观察者将感觉仿佛摩天大楼116后面的天空在由镜子10覆盖的部分118处可见。通过这种措施，摩天大楼116可以因此几乎被呈现为至少就部分118而言消失，并且该措施可以用于许多目的，例如美学方面。

最后，图20示出了形成为分层玻璃板的色板的示例。它与图16的不同之处只是在于去除了涂层或膜100。也就是说，图20示出了易于延展以产生图16所示色镜的色板，并且其在建筑和施工环境中具有相同的优点：其易于制造，原则上不需要额外的构造步骤以形成具有层100的分层玻璃板，同时假定玻璃板104和106彼此固定以及波长相关的漫散射功能。玻璃板可以是浮法或回火玻璃。有趣的是，在建筑物内，就漫射光的一半而言，图20的色板用于透射以及“反射”(其在与入射光相同的一侧离开色彩组件)。因此，例如当采用如图20所示的色板替换图3的侧壁处的镜子10，并且从房间48左侧的相邻房间照亮该色板，则站在房间48内的观察者将能够获得类似于参考图2所述的太阳-天空外观，其不同之处在于照明器位于相邻房间内。在图3中由虚线示出的邻近房间内的观察者会看到一个没有太阳的平面天空。由于分层平板结构，在包括两个房间的建筑物内使用色彩组件将是没有问题的。

关于构建/制造漫射层的可能方法，可参考上述实施例，特别是上面关于图12所做出的说明。

Claims (27)

1.用于基于白光光源的照明系统的色镜，所述色镜包括：

由涂层、膜或板形成的镜面，

在所述镜面前面的漫射层，所述漫射层相对于入射白光的长波长分量优先地散射入射白光的短波长分量，所述漫射层包括

平均尺寸小于250nm的光散射中心的第一分散体（94），

透明聚合物层（14），其具有嵌入其中的所述光散射中心的第一分散体（94），从而进行瑞利状或类瑞利状光散射，

其特征在于，所述色镜

进一步包括嵌入在所述透明聚合物层（14）或另一透明聚合物层（76）中的光散射中心的第二分散体，其平均尺寸正好等于或大于所述第一分散体的光散射中心的平均尺寸的5倍，并且具有大于1μm的尺寸，使得相对于仅包括没有变化厚度的层的第一分散体和/或第二分散体的情况，所述色镜在镜面角处具有小于50％的白光反射率。

2.根据权利要求1所述的色镜，还包括以下的至少一种：

所述漫射层的物理厚度的横向变化，

所述漫射层的光学厚度的横向变化，

所述色镜（10）的另一透明层的物理厚度的横向变化，

所述色镜（10）的另一透明层的光学厚度的横向变化；

上述横向变化分别包括平均空间频率在10-200调制/mm的厚度调制，所述厚度调制的深度和横向尺寸之比在0.05-2的范围内。

3.用于基于白光光源的照明系统的色镜，所述色镜包括：

由涂层、膜或板形成的镜面，

在所述镜面前面的漫射层，所述漫射层相对于入射白光的长波长分量优先地散射入射白光的短波长分量，所述漫射层包括

平均尺寸小于250nm的光散射中心的第一分散体（94），

透明聚合物层（14），其具有嵌入其中的所述光散射中心的第一分散体（94），从而进行瑞利状或类瑞利状光散射，

其特征在于，所述色镜包括以下的至少一种：

所述漫射层的物理厚度的横向变化，

所述漫射层的光学厚度的横向变化，

所述色镜（10）的另一透明层的物理厚度的横向变化，

所述色镜（10）的另一透明层的光学厚度的横向变化；

上述横向变化分别包括平均空间频率在10-200调制/mm的厚度调制，所述厚度调制的深度和横向尺寸之比在0.05-2的范围内，

使得相对于仅包括没有变化厚度的层的第一分散体的情况，所述色镜在镜面角处具有小于50％的白光反射率。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的色镜，其中所述镜面（12）和所述漫射层（14）被配置为

它们的组合作用对于波长等级为450nm的入射蓝光所产生的反射雾为>10％，或者为>20％，或者为30％；和/或

对于波长等级为650nm的入射红光所产生的反射雾至多为对于所述入射蓝光所产生的反射雾的二分之一。

5.根据权利要求2至4中的任一项所述的色镜，其中所述厚度变化的层被配置为使得以所述向内方向穿过所述厚度变化的层并被所述镜面反射然后以向外方向再次穿过所述厚度变化的层经历小角度漫射。

6.根据权利要求2至5中的任一项所述的色镜，其中使得以所述向内方向穿过所述厚度变化的层并被所述镜面（12）反射然后以向外方向再次穿过所述厚度变化的波长等级为650nm的红色光线假设以空间均匀概率入射时具有至少50％的概率在与镜面反射方向成0.1°至20°、或者0.1°至10°、或者0.1°至3°的范围内经历角度偏差。

7.根据权利要求2至6中的任一项所述的色镜，其中所述厚度变化的层被配置为使得所述色镜的反射率小于镜面没有厚度变化的层的情况下的反射率的25％，或者为小于其5％。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的色镜，其中所述色镜（10）的漫反射率为>50％，或者为>80％，或者为>90％。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的色镜，其中所述漫射层（14）是沉积在所述镜面（12）上的薄于100μm的涂层或膜。

10.根据权利要求1至9中的任一项所述的色镜，其中所述色镜还包括

透明板（98），其中所述镜面和所述漫射层是沉积到所述透明板的相同或者相反的面上的薄于100μm的涂层或膜（100,102）。

11.根据权利要求1至10中的任一项所述的色镜，其中所述色镜还包括

分层玻璃板，所述分层玻璃板包括夹着粘合透明聚合物膜的两个浮法玻璃板（104,106），其中所述两个浮法玻璃板的面向所述粘合聚合物膜的面形成所述两个浮法玻璃板的玻璃锡侧，并且其中所述镜面是沉积在所述两个浮法玻璃板中的一个玻璃板的空气侧上的第一涂层或膜，并且其中所述漫射层是沉积在所述两个浮法玻璃板中的另一个玻璃板的空气侧上的第二涂层或膜。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的色镜，其中所述色镜还包括

漫射板，其包括两个浮法玻璃板（104,106），所述漫射层（108）以粘合透明聚合物膜的形式夹在所述两个浮法玻璃板之间，所述粘合透明聚合物膜具有嵌入其中的平均尺寸小于250nm的光散射中心的第一分散体。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的色镜，其中所述镜面由铝金属镜箔形成，所述漫射层是沉积在所述铝金属镜箔上的薄于100μm的涂层或膜。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的色镜，其中所述光散射中心的第一分散体（94）包含嵌入其中的直径小于250nm的无机纳米颗粒，所述无机纳米颗粒能够免受由近紫外和/或可见光辐射诱导的光催化。

15.根据权利要求13所述的色镜，其中，所述色镜还包括

由能够耐外部大气剂的透明材料制成的保护层，其中所述漫射层夹在所述铝金属镜箔（110）和所述保护层（112）之间。

16.根据权利要求1至13中的任一项所述的色镜，其中，所述色镜还包括

由能够耐外部大气剂的透明材料制成的保护层。

17.根据权利要求1至16中任一项所述的色镜，其中所述镜面（12）呈凹形或者呈凹抛物面形状。

18.根据权利要求17所述的色镜，其中所述镜面（12）的焦距比所述镜面（12）面积的平方根要小，或者比所述平方根的四分之一要小。

19.照明系统，用于模拟环境内的天空和太阳的照明，所述系统包括：

根据权利要求1至18中任一项所述的色镜，以及

配置为白色光源以照亮所述色镜的照明器（26）。

20.根据权利要求19所述的照明系统，还包括：

位于所述色镜下游的半透明层（84），其中所述半透明层（84）所具有的规则透射率的范围为5％-70％，或者为10％-50％，或者为20％-40％，其中所述半透明层（84）被配置为吸收少于20％的所述入射光和/或被配置为织物帐篷。

21.根据权利要求19或20所述的照明系统，其中所述色镜（10）是凹形的，并且所述照明器（26）位于所述色镜（10）的焦平面处，使得由所述色镜（10）规则反射的来自所述照明器（26）的光被平行化。

22.根据权利要求1至21中任一项所述的照明系统，其中所述照明器（26）和所述色镜（10）沿着延伸轴（x）以细长的方式形成，并且所述色镜在垂直于所述延伸轴的平面中成凹形，以及

其中就亮度分布对于垂直于所述延伸轴的第一平面中的第一角度的依赖性而言，所述照明器（26）具有宽的角度和空间亮度分布，从而导致在所述第一平面中具有大的发散角的光束就亮度分布对于平行于所述延伸轴的坐标的依赖性而言基本上恒定，从而使得沿着所述延伸轴具有空间上均匀的亮度，并且

就亮度分布对垂直于所述第一平面且包含所述照明器的最大亮度方向的第二平面中的第二角度的依赖性而言具有窄的峰值，从而导致在所述第二平面中基本上准直的光束。

23.根据权利要求22所述的照明系统，其中所述照明器（26）包括光发射器（58）和CPC反射器（60）的对组序列，就所述光发射器发射的光束在所述第二平面内的发散角而言，所述光发射器和CPC反射器配置成聚集所述光发射器所发射的光，所述对组沿所述延伸轴顺序地并排布置。

24.根据权利要求19至23中任一项所述的照明系统的阵列，其中所述照明系统被布置和配置为使得由所述色镜（10）规则反射的光形成沿相同方向定向的光束阵列。

25.建筑物体，包括：

根据权利要求19至23中任一项所述的照明系统，以及

受阻挡区域（90），其阻挡人类游客进入所述受阻挡区域（90），并且被布置成由所述照明器所发射的光照亮，所述光照亮所述色镜并由所述色镜反射而不发生偏离。

26.建筑物的内部房间（48），用于在其中提供太阳天空外观，所述房间（48）具有墙壁、天花板（46）和地板，并且所述房间（48）包括根据权利要求1至18中任一项所述的色镜，以及

被配置为照亮所述色镜的照明器（26），其被配置为白色光源，

其中所述色镜固定到所述房间（48）的所述墙壁或所述天花板（46），并且所述照明器（26）位于所述房间（48）内或所述房间（48）的墙壁、天花板（46）或地板内。

27.根据权利要求26所述的内部空间，其中，在所述照明器（26）的运行期间，通过由所述照明器（26）产生的光的规则反射的低发散直射光部分以及通过由所述色镜的漫射层内的散射引起的漫射光、特别是蓝色光来获得照明。