平移，獲得形成第二反射鏡24的 第二拋物柱面，因此實(shí)現(xiàn)在xH平面內(nèi)光束發(fā)散縮小。此外，申請(qǐng)人證實(shí)：如果布置兩個(gè)拋物 柱面使得它們共享公共焦點(diǎn)（或更準(zhǔn)確地，使得初始拋物線共享公共焦點(diǎn)，第一反射鏡22 的初始拋物線的焦點(diǎn)位置負(fù)責(zé)由反射鏡24進(jìn)行的反射）且第一光源2被基本布置在該公 共焦點(diǎn)中，當(dāng)?shù)诙跏紥佄锞€的軸朝向基本與第一反射鏡22的初始拋物線的軸平行的方 向時(shí)，獲得對(duì)由第二反射鏡24反射到第一反射鏡22的所有方向光線的良好準(zhǔn)直。
[0108] 圖8所示的實(shí)施例支持使用沿y軸的長(zhǎng)度明顯長(zhǎng)于沿X軸的長(zhǎng)度的漫射面板，因 此支持最大化第一漫射面板4的面積，其中由該實(shí)施例占據(jù)的垂直空間等于在方形面板的 情況下占據(jù)的垂直空間。此外，該實(shí)施例支持產(chǎn)生入射在第一表面S 1的光束，其中該光束 沿X軸和y軸（即，沿著分別沿平行于X軸和y軸的直線與xy平面相交的平面）的發(fā)散縮 小。因此，所傳輸?shù)墓饩€具有類似于陽(yáng)光的發(fā)散。這種條件有助于產(chǎn)生大視場(chǎng)深度感知，即 使在第一光源2不處于觀察者視場(chǎng)范圍內(nèi)的情況下。此外，由于第一光源2被布置為靠近 公共焦點(diǎn)，觀察者感知到的第一光源2的尺寸不依賴于距離。最終，通過從入射在第二反射 鏡24上的光束開始，其中該光束在入射平面和正交平面二者內(nèi)基本具有相同的發(fā)散（即通 過有效使用產(chǎn)生具有方形橫截面的光束的光源），實(shí)現(xiàn)照亮沿y軸方向?yàn)榧?xì)長(zhǎng)形的漫射面 板。通過在兩個(gè)正交方向上以兩個(gè)單獨(dú)步驟執(zhí)行減小初始光束發(fā)散而實(shí)現(xiàn)的這種結(jié)果相對(duì) 單個(gè)拋物柱面的情況顯示出優(yōu)點(diǎn)，其中對(duì)于單個(gè)拋物柱面，需要不對(duì)稱波束，如下所述。
[0109] 無論第一漫射面板4和反射系統(tǒng)20的詳情如何，如上所述，第一光源2可以具有 圓形或橢圓形的發(fā)射表面S f。具體地，只要反射系統(tǒng)20包括至少一個(gè)柱狀對(duì)稱的拋物面， 發(fā)射表面&就可以為橢圓形，使得補(bǔ)償沿X軸和y軸引起的差異放大倍數(shù)，因此允許在觀 察者的視網(wǎng)膜上產(chǎn)生圓形光點(diǎn)。
[0110] 如圖9a和9b所不，第一光源2可以由一系列發(fā)射器件50形成。每個(gè)發(fā)射器件50 由LED源52和矩形的對(duì)應(yīng)復(fù)合拋物面聚光器（"CPC"）54形成，復(fù)合拋物面聚光器具有輸 入光闌IN和輸出光闌OUT ;輸入光闌IN和輸出光闌OUT可以分別定形為第一和第二矩形， 彼此相平行并對(duì)準(zhǔn)，其中第一矩形的面積小于第二矩形的面積。此外，第一矩形的對(duì)稱軸長(zhǎng) 度之間的比值與第二矩陣的不同。例如，第一矩陣具有較大的比值，即，相較于第二矩陣，它 是更加細(xì)長(zhǎng)狀的。LED光源52可以由LED發(fā)射器陣列（未示出）形成，以如下方式布置為 靠近對(duì)應(yīng)輸入光闌IN :經(jīng)由輸入光闌IN將由LED光源52發(fā)出的輻射耦合到CPC聚光器54， 并從輸出光闌OUT射出。然而，其它類型的反射聚光器是有可能的；類似地，可以使用除了 LED之外的發(fā)光器件。
[0111] 由每個(gè)發(fā)光器件50產(chǎn)生的光束具有矩形橫截面，它的發(fā)散性在含有光束本身的 軸和由輸出光闌OUT限定的矩形的對(duì)稱軸中較大的對(duì)稱軸（如圖9a中57所示）的平面 (即，含有由聚光器54和對(duì)應(yīng)LED光源52形成的配對(duì)的光軸56的平面）內(nèi)最大。在不同 輸出光闌OUT的情況下，通過細(xì)長(zhǎng)方向（即，出口 OUT的最大延伸方向）和光軸56延展最 大發(fā)散平面。
[0112] 在最大發(fā)散平面及其正交平面（也包含光軸56)中各自的光束發(fā)散量根據(jù)在輸入 矩形d IN和輸出矩形Cltm的對(duì)應(yīng)邊長(zhǎng)度之間的比值而改變，具體地，它等于該比值的反正弦 值（即，a rCSin(dIN/dTOT))的二倍。這樣，輸入和輸出光闌的面積和形狀都必須是不同的，以 便確保在兩個(gè)正交平面內(nèi)進(jìn)行不同發(fā)散。
[0113] 應(yīng)選擇輸入光闌IN的尺寸使得它包圍LED光源52。在圖9a和9b的實(shí)施例中， 每個(gè)聚光器54具有如同漏斗（funnel)的形狀并由四個(gè)拋物面反射表面形成，其中每個(gè)拋 物面反射表面是一維彎曲的，具有處于最大發(fā)散平面或其正交平面內(nèi)的初始拋物線，所有 初始拋物線的焦點(diǎn)位于輸入光闌IN所在的輸入平面內(nèi)。此外，四個(gè)拋物面反射表面沿光軸 56的方向具有相同長(zhǎng)度。
[0114] 根據(jù)實(shí)施例，所有發(fā)射器件50是相同的，布置聚光器54使得輸入光闌IN位于相 同輸入平面P_IN內(nèi)，輸出光闌OUT位于相同輸出平面P_0UT內(nèi)。具體地，將聚光器54布置 為彼此相鄰，輸出光闌OUT彼此相鄰，即，它們被緊密包裝，以確保發(fā)射表面S f的最大平均 亮度；此外，聚光器54的數(shù)目和排列使得有所有輸出光闌OUT的集合構(gòu)成的表面近似圓形 表面，盡管近似橢圓形的復(fù)合表面的實(shí)施例也是有可能的。最終，將所有發(fā)射器件50布置 為將它們的軸56朝向相同方向。在這種情況下，第一光源2具有自己的"較大發(fā)散平面"， 該發(fā)散平面是包含發(fā)射表面S f的質(zhì)心0"并平行于發(fā)射器件50的最大發(fā)散平面的平面；此 外，第一光源2具有"較大發(fā)散軸"58,通過第一光源2的較大發(fā)散平面與第一光源2的發(fā) 射表面S f相交來得到該較大發(fā)散軸58。雖然針對(duì)多個(gè)矩形聚光器54的情況引入了較大發(fā) 散軸，顯而易見的是其它形狀的沿平行軸57具有細(xì)長(zhǎng)輸出光闌的漏斗狀聚光器54也導(dǎo)致 光源仍具有與軸57平行的較大發(fā)散軸。
[0115] 圖9a和9b所示的第一光源2允許將光束特性（具體地，其橫截面的形狀與其發(fā) 散性）從發(fā)射表面Sf的形狀解耦，而不引入任何損耗。在此情況下，發(fā)射器件50產(chǎn)生相同 的具有矩形橫截面的"單位光束"，輸出光闌OUT的中心之間的距離小于通過對(duì)所有單位光 束求和而形成的復(fù)合光束的寬度，發(fā)生這種求和是由于傳播復(fù)合光束并發(fā)散每個(gè)單位光束 而導(dǎo)致的。實(shí)際中，單位光束融入一個(gè)與單個(gè)單位光束具有相同的矩形橫截面和相同發(fā)散 性的復(fù)合光束。換言之，在與發(fā)射表面S f的直徑相比更大的距離處，復(fù)合光束與由單個(gè)發(fā) 射器件50產(chǎn)生的光束具有相同形狀和發(fā)散性，這是由于該復(fù)合光束是通過彼此微小偏移 的多個(gè)相同的單位光束形成的。因此，圖9a和9b所示的實(shí)施例允許在垂直于復(fù)合光束自 身光軸的平面內(nèi)并在相距第一光源2的所需距離處產(chǎn)生具有截面的復(fù)合光束，其中復(fù)合光 束的截面是具有所需面積和形狀的矩形。此外，這種實(shí)施例支持產(chǎn)生具有發(fā)射表面Sf的光 源，發(fā)射表面Sf可以具有例如圓形或橢圓形的任何形狀。下文中，將這種光源稱作"矩形 光束光源"。需要強(qiáng)調(diào)的是通過依靠刀切（knife-cut)光闌和所執(zhí)行的成像光學(xué)（例如，針 對(duì)標(biāo)準(zhǔn)、類似劇院、舞臺(tái)燈光的投影儀）無法得到該結(jié)果，其中光束切割引起較高的傳輸損 耗。因此矩形光束光源允許最小化整體能量消耗。
[0116] 盡管未示出，然而不同實(shí)施例是有可能的，其中第一光源包括多個(gè)發(fā)射器件以及 對(duì)應(yīng)方形的復(fù)合拋物面聚光器，其中每個(gè)發(fā)射器件由方形的LED光源形成，對(duì)應(yīng)的方的復(fù) 合拋物面聚光器具有方形輸入光闌和方形輸出光闌。這樣，每個(gè)發(fā)射器件產(chǎn)生方形光束，所 述光束在兩個(gè)正交方向上（即，在含有聚光器軸的以及分別含有輸出光闌的兩個(gè)軸的兩個(gè) 平面內(nèi)，其中輸出光闌的兩個(gè)軸與輸出光闌的側(cè)邊平行）具有相同發(fā)散性。具體地，本實(shí)施 例允許針對(duì)任意形狀的發(fā)射表面S f，產(chǎn)生具有所需發(fā)散性的方形光束。下文中，這種第一光 源被稱作"方形光束光源"。
[0117] 在其它不同實(shí)施例（未示出）中，第一光源包括多個(gè)發(fā)射器件以及對(duì)應(yīng)的圓型復(fù) 合拋物面聚光器（未示出），其中每個(gè)發(fā)射器件由圓形的LED光源形成，圓型復(fù)合拋物面聚 光器具有圓形輸入光闌和圓形輸出光闌為特征。在此情況下，第一光源產(chǎn)生圓形對(duì)稱的光 束。因此，這種第一光源允許針對(duì)任意形狀的發(fā)射表面S f，產(chǎn)生具有所需發(fā)散性的圓形光 束。下文中，這種第一光源被稱作"圓形光束光源"。
[0118] 在反射系統(tǒng)20由一個(gè)或多個(gè)平面鏡構(gòu)成的情況下或在反射系統(tǒng)20包括形狀為拋 物柱面的單個(gè)反射鏡的情況下，矩形光束光源允許獲得沿y軸為細(xì)長(zhǎng)形的發(fā)光點(diǎn)SP，即圍 繞第一漫射面板4的第一表面發(fā)光點(diǎn)SP，第一表面S i的形狀為沿y軸細(xì)長(zhǎng)的矩形。在 這兩種情況下，矩形光束光源定向?yàn)槭沟猛ㄟ^反射系統(tǒng)20將它的較大發(fā)散軸58映射到y(tǒng) 軸上，以便減小反射系統(tǒng)的布局的復(fù)雜性。在本發(fā)明的上下文中，假設(shè)窄光線束包括源自發(fā) 射表面Sf的質(zhì)心0"并位于較大發(fā)散平面內(nèi)的載波射線，如果反射系統(tǒng)20引起光線束沿著 與y軸相切的直線與第一漫射面板4相交，則反射系統(tǒng)將較大發(fā)散軸映射到y(tǒng)軸上。例如， 如果反射系統(tǒng)20使得載波射線在單個(gè)平面內(nèi)是折疊的，則矩形光束光源朝向與y軸平行的 較大發(fā)散軸58。
[0119] 在反射系統(tǒng)20包括形狀為具有正交柱軸的拋物柱面的兩個(gè)反射鏡的情況下，使 用方形光束光源是有利的。在這種情況下，實(shí)際上，有可能依賴于如下事實(shí)：為了獲得沿y 軸細(xì)長(zhǎng)的發(fā)光點(diǎn)SP，方形光束的初始發(fā)散性在相距第一光源2的兩個(gè)不同距離處減小。這 種實(shí)施例允許在商業(yè)可用LED發(fā)光器（通常是方形的）和聚光器之間實(shí)現(xiàn)最優(yōu)耦合。
[0120] 此外，在反射系統(tǒng)20包括形狀為圓拋物面的反射鏡的情況下，使用圓形光束光源 是有利的。然而，在該情況下，光源2可以由與圓形LED元件相耦接的單個(gè)圓CPC構(gòu)成，這 種解決方案允許獲得圓形發(fā)射表面S f。
[0121] 圖10示出了通過相同CPC聚光器54再次形成第一光源2的附加實(shí)施例，其中它 們的輸入光闌IN和輸出光闌OUT示例性地仍為矩形。然而，在這種情況下，將掩膜60施加 在由輸出光闌OUT形成的整個(gè)光闌上；處于輸出平面P_0UT內(nèi)的掩膜60限定掩膜光闌62， 其形狀為面積大于單個(gè)輸出光闌OUT的面積的圓角矩形。具體地，掩膜60可以由光學(xué)吸收 材料層形成，使得只有通過掩膜光闌62的輻射可以穿過輸出平面P_0UT。這樣，第一光源2 仍被感知為具有基本為圓形的發(fā)射表面S f。申請(qǐng)人還注意到，掩膜60本質(zhì)上不扭曲在第一 表面平面內(nèi)形成的發(fā)光點(diǎn)sp。
[0122] 獨(dú)立于形成反射系統(tǒng)20的反射鏡的數(shù)目和形狀，照明系統(tǒng)1還可以包括含有漫射 光發(fā)射層的第二光源，該層是透明的或至少部分透明的。使用時(shí)，獨(dú)立于被第一光源2照 射，附加光源從發(fā)射層發(fā)射漫射光，同時(shí)，觀察者可以看穿第二光源的漫射光發(fā)射層看到第 一光源2在該發(fā)射層之后。在本描述中，術(shù)語"透明"用于表示所謂的"看穿"光學(xué)特性，即， 透射圖像形成光的光學(xué)元件的特性。更具體地，考慮到由設(shè)置在與漫射光發(fā)射層相距較大 距離的點(diǎn)狀D65標(biāo)準(zhǔn)光源產(chǎn)生的并垂直入射在漫射光發(fā)射層使得漫射光發(fā)射層的一部分 被由D65標(biāo)準(zhǔn)光源產(chǎn)生的一束射線照亮的光束（該光束由彼此平行的光線構(gòu)成），如果由 FWHM角孔徑不大于8° (優(yōu)選地4°，最優(yōu)選地2° )的錐體內(nèi)的漫射光發(fā)射層透射該光線 束的至少50 %，優(yōu)選地70 %，更優(yōu)選地85 %，則將漫射光發(fā)射層定義為部分透明的。為了完 整性，還應(yīng)注意，第一漫射面板4也是部分透明的。
[0123] 從實(shí)際觀點(diǎn)看，如果標(biāo)準(zhǔn)光源（例如，D65光源）從圓形發(fā)射表面均勻地發(fā)射光線， 并如果標(biāo)準(zhǔn)觀察者在8° (優(yōu)選地4°，最優(yōu)選地2° )的圓錐形立體角下觀看發(fā)射表面，當(dāng) 將部分透明的漫射光發(fā)射層夾在觀察者和發(fā)射表面之間時(shí)，由觀察者感知到的發(fā)射表面的 照度是當(dāng)缺少漫射光發(fā)射層時(shí)由觀察者感知到的對(duì)應(yīng)照度的至少50%，優(yōu)選地至少70%， 更優(yōu)選地至少85 %。
[0124] 如上所述，如圖11所示，第二光源（由68所示）可以被布置為平行于第一漫射面 板4,例如，在其上方，并例如與其直接接觸。
[0125] 第二光源68可以包括第二漫射面板64和發(fā)光體66,第二漫射面板64定形為 由發(fā)光體66從側(cè)面照射的光導(dǎo)，發(fā)光體66形成為例如LED線帶或熒光管燈，使得由發(fā)光 體66發(fā)射的光在第二漫射面板64中以導(dǎo)模傳播，其中第二漫射面板64均勻地漫射該光 線。第二漫射面板64可以例如是適合側(cè)面照明的商用漫射器，例如"Acrylite? LED"或 "Plexiglas⑧LED EndLighten"。此外，如圖11所示，相較于沿著垂直于H軸的方向K的厚 度，第二漫射面板64沿H軸的厚度是可忽略的。
[0126] 在特定配置中，第二漫射面板64由第三材料（例如，從先前針對(duì)第一材料所列的 材料中選擇的材料）形成，其中散布有第四材料（例如，ZnO、Ti0 2、Zr02、Si02、Al2O3)的微 粒；這種第三和第四材料不吸收波長(zhǎng)在可見光范圍內(nèi)的光線。具體地，微粒的直徑范圍可以 從 2 μ m 到 20 μ m〇
[0127] 使用時(shí)，由第二漫射面板64傳導(dǎo)的輻射的一部分在沿著第二漫射面板64傳播的 同時(shí)從第二漫射面板64出射，這是由于第四材料的微粒的漫射作用。由于第二漫射面板64 沿H軸具有可忽略的厚度（相較于K方向），第二漫射面板64對(duì)于沿H軸傳播的福射而言 是基本透明的，但是對(duì)沿著K方向傳播的輻射被用作漫射器。
[0128] 此外，如果通過第三和第四表面S3、S4在上方和下方限定第二漫射面板，第三和第 四表面S 3、S4*的至少一個(gè)可以是粗糙表面。這種粗糙性有助于第二漫射面板64漫射由發(fā) 光體66產(chǎn)生的光線，該漫射過程在沿著平行于K方向的任何方向上是視覺均勻的。根據(jù)已 知方式，可以設(shè)計(jì)粗糙性，使得由發(fā)光體66產(chǎn)生的大部分光主要通過第三和第四表面S3、 S4中的一個(gè)表面散射，具體地，散射向第一漫射面板4。在第三和第四表面S3、&中的至少 一個(gè)是粗糙的情況下，不需將微粒擴(kuò)散在第二漫射面板64中。在任一