CN101185377A - 用于设置白光的色温的晴-阴等级 - Google Patents

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Abstract

用于调整(420)白色光(430)的颜色输出的控制器(410)提供界面(210，220，301)，其不参考色温或不依赖于对色温的理解。用户界面控制器(210，220，301)使用阴天产生的光和晴天产生的光的模拟(260，270)以区别低色温输出和高色温输出。使用这种光输出控制(155，255)范围的阴－晴描述(260，270)，术语“颜色”或“色温”不必被引入到“白色”光源(430)的输出描述中。

Description

用于设置白光的色温的晴-阴等级
技术领域
本发明涉及照明控制系统领域，而且尤其涉及用户界面控制，其便于对提供可变色温设置的发光装置色温的设置。
背景技术
来自光源的光输出具有表现光的特性的许多方面。白炽灯、荧光灯、卤化物灯等等，每一种呈现不同的视觉特性，即使这些灯名义上颜色相同(白色)，具有相同的输出强度(流明)等。
为了试图识别如何不同的光输出被感知，从而识别区别特性用于选择光源以提供希望的输出，定义了各种标准量度。一个这样的量度是光源的“色温”。当光源(例如钨丝)的温度增加时，光能的特性发生改变，例如从灯丝开始发射光子时的“赤热的(red-hot)”光经过“白热的(white-hot)”光直到“蓝热的(blue-hot)”光。
CIE已定义了色温标准，该标准根据加热到相应的色温时的理论的标准黑体(black body radiator)所产生的颜色来定义白光的“颜色”；这个温度以开尔文度确定。例如，光源，诸如白炽灯泡，估计在2700°K，是产生具有与加热到2700°K时的理论标准黑体产生的颜色相同的白光的光源。另一种光源，例如荧光灯泡，估计在4100°K，是产生与加热到4100°K时的理论标准黑体产生的颜色相同的白光的光源。同样地，闪光灯泡或金属卤化物灯泡可能估计在5000°K或更高。注意到该色温等级(scale)只是光源的一种量度；其它量度，例如常见的发光度或光源亮度的量度，或较不常见的显色指数(Color Rendering Index)(CRI)的量度，用于描述和区别可提供的光源。
直到最近，如果用户想要适合特殊环境的光源，或者想获得特殊的气氛(ambiance)，那么用户基于想要的输出特性选择光源。例如，为了获得“温暖而舒适”的气氛，例如在酒店或饭店，用户会选择白炽灯光源；为了获得“整洁而干净”的气氛，例如在办公室或教室，用户会选择荧光灯光源；为了获得“严格的(exacting)”气氛，例如在珠宝店或医学检查室，用户会选择金属卤化物灯光源。在安装选择的光源之后，用户的控制选择限于控制输出发光度。
Koninklijke Philips Electronics，，N.V.，以及其它的照明设备制造商，已研制了允许控制白色光源的色温的技术。使用这些技术，相同的光源可被调整以提供白炽灯的‘温暖的’输出，荧光灯的‘冷色调’输出，金属卤化物灯的‘严格的’输出。Begemann等人于1999年1月19日发布的USP 5,861,717“用于在日光级别影响下控制人造光源的色温的照明系统”(“LIGHTING SYSTEM FORCONTROLLING THE COLOR TEMPERATURE OF ARTIFICIAL LIGHTUNDER THE INFLUENCE OF THE DAYLIGHT LEVEL”)，以及Borner等人于2001年5月22日发布的USP 6,234,645“用于产生白光的LED照明系统(LEDLIGHTING SYSTEM FOR PRODUCING WHITE LIGHT)”，描述了具有可控制的色温的白色光源，在通过参考而被引入。由于将这些技术引入到批量生产的照明系统，所以用户将具有控制光的亮度或发光度的能力，也能控制输出的‘白’光的‘颜色’。
图1示出用于控制白光从在2500°K的‘冷色调’到在5000°K的‘严格的色调’的颜色输出的用户输入装置110的例子。该控制将附加于也可以被提供用于控制输出的发光度的传统控制。如图1所示，控制旋钮150在从色温的下限160到上限170是可调整的155。具体的界限160，170将取决于由该输入装置110正控制的光源所提供的色温控制的范围。
如从图1中所显见的，用户控制器110假设预期的用户明白以给定的设置产生的白光的色温和颜色之间的对应关系。预料到控制器110的预期用户会理解低设置例如2700°K对应于“温暖的”气氛，而较高色温设置例如4000°K对应于“冷色调”气氛。最后，随着控制器110的持续使用，可调整色温的概念变得常见，用户将不需要有意识的思考就能够设置温度以获得希望的颜色输出，但是最初用户接受度和/或控制器110的可销售性将受到此学习时段的影响。
同样地，提供可调整色温的光源的用户兴趣，以及因此其可销售性，除理解色温的专业用户之外，将随取决于这种光源的卖主向“大众市场用户”传授“色温”的含义的能力而定，而不是“提供与理论标准黑体加热到那个温度时产生的相同的颜色”的技术定义。这个大众市场教育的特别困难的方面是当试图销售“白”光时，术语“色温”的使用。
发明内容
本发明的目的是提供用于调整白色光源的颜色输出的用户控制器，其与以调整色温本身为基础的用户控制器相比更直观更自然。本发明进一步的目的是提供具有用于调整光源的色温的用户控制器的光源，其不要求用户理解色温的概念。
通过用于调整白光的颜色输出的用户界面达到这些目的和其它的目的，其不参考色温或依赖于对色温的理解。用户界面控制器使用阴天产生的光和晴天产生的光的模拟以区别低色温输出和高色温输出。使用这种光输出控制范围的阴-晴描述，在“白色”光源的输出描述中不需要引入术语“颜色”或“色温”。
附图说明
本发明将参考附图、通过举例的方式更详细地说明，其中：
图1示出了基于色温的用户界面控制装置的示例。
图2A和2B示出了根据本发明的基于晴-阴的用户界面控制装置的示例。
图3示出了根据本发明的适用于显示屏上的其它基于晴-阴的用户界面的示例。
图4示出了根据本发明的光系统的方框图的示例。
具体实施方式
在附图中，相同的附图标记指代相同的元件，或执行基本相同功能的元件。所包括的附图用于例证性的目的而不是想限制本发明的范围。
在接下来的描述中，为了解释而不是限制的目的，提出特定的细节例如具体的构架、界面、技术等，是为了提供对本发明彻底的理解。然而，对本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以在其它不符合这些特定细节的实施例中实施。为了简单清楚的目的，省略了公知装置、电路、和方法的详细描述从而不会由于具有不必要的细节使对本发明的描述模糊。
本发明的前提是注意到虽然白色光的颜色输出由色温定义，但当应用到名义上的白色光时，大部分人对术语颜色输出不熟悉，并且甚至更不熟悉用于区别白炽灯泡的“温暖的”发光与荧光灯泡的“冷色调”光的术语色温，特别是当“温暖的”发光的色温基本上低于“冷色调”光的色温时。发明人认识到来自相同的白色光源的不同颜色输出在云对从太阳接收的光的影响中由人们有规律的经历。通过使用这个阴天-光/晴天-光模拟低色温/高色温，与能够调整光源从低色温到高色温相比，能够调整光源从阴天影响到晴天影响的概念以及要求将更容易传达。
图2A示出了根据本发明的照明控制器210的示例。照明控制器210包括用户可控制元件/旋钮150，其配置成给光源(未示出)提供信号，该信号对应于旋钮150的旋转位置。信号经由用户界面装置(未示出)提供，例如可变电阻器或任何现有技术中公知的任一各种其它装置，其将旋转位置转换成电信号。根据本发明，控制器210上的标记包括两个指示符(indicator)260，270，标识旋钮150旋转的最小和最大程度，并且这些指示符包括云的图像260和太阳的图像270。通过提供这些云和太阳指示符，立刻呈现给用户符号表示，其直观地传达旋钮150旋转将产生的照明效果。这些太阳和云指示符可以是各种形式，例如包括太阳和云图标的符号，阴天或晴天或景色的图像或图画，阅读“阴”或“晴”的文本等。
图2B示出了根据本发明的照明控制器220的另一个示例。在这个实施例中，用户可控制元件250是滑动条，其能够在横向方向255上移动到希望的位置。像在控制器210的例子中一样，由云指示符260和太阳指示符270标记控制的范围。任选地，在这些端点之间的中间点可以用例如“大部分阴”指示符264，或“部分阴”指示符268标记。由于具有控制器210，通过提供这些云和太阳指示符，以及任选的中间指示符，立刻呈现给用户符号表示，其直观地传达滑动条250的定位将产生的照明效果。
本发明的原理不受图2A和图2B中示例的限制，并且也可以扩展至非机械的控制器。图3示出了在显示装置上的本发明的示例实施例，所述显示装置例如计算机屏，远程控制装置上的显示器等。为了方便示例实施例310，320，330在单个显示屏301上示出；典型地，只有其中一个实施例将需要被提供在屏301上。在这些实施例的每一个中，用户可控制元件的位置通过界面软件(未示出)转换成与用户控制元件的位置对应的信号，用户控制元件与光源(未示出)通信以实现对光源色温的控制。
实施例310示出了传统的计算机滑动条，除此之外，根据本发明，滑动条的端点包括云和太阳的符号。实施例320示出了可选择的计算机滑动条，也具有根据本发明的云和太阳的符号。
实施例330示出了交互式的显示窗口，其中用户操纵云360和太阳370符号的位置以获得希望的效果。例如，移动太阳370至窗口的中心，并移动云360至窗口的边缘将产生“晴”占主导的效果。移动云360至覆盖太阳370将产生“阴”占主导的效果。
实施例330与一维控制器例如旋转旋钮或横向滑动条相比，受到较少的约束，也提供另外的优势。在优选的实施例中，符号360，370的位置控制光源的其它方面。例如，如果太阳符号370移动到窗口的边缘，从而使得只有符号370的一部分是可见的，光源的亮度可能会暗淡。同样地，可以使用云符号360的高度来改变光源的一个或多个方面，其与呈现低云覆盖时和呈现高云覆盖时感知到的差异对应。相似地，也可以使用太阳符号370的高度来形成与“太阳升起”、“在正午”、“太阳落山”条件对应的照明效果。
这种多方面控制不限制于实施例330。Elmo M.A.Diederiks等于2004年11月19日申请的共同待决美国临时专利申请60/629,798“照明参数的多维控制”(“MULTI-DIMENSIONAL CONTROL OF LIGHTING PARAMETERS”)，律师卷号US040492在此通过参考而被引入，例如教导经由多维控制器(例如操纵杆)控制光的多方面。根据本发明，与阴-晴条件对应的符号设置于多维控制器上，指示提供光源的色温控制的控制方向。
图4示出了根据本发明的照明系统的示例方框图。如所示的那样，照明系统包括由色温控制器420控制的发光装置430，以及任选的其它控制器440，例如亮度控制器。根据本发明，包括云和太阳符号的用户界面装置410确定用户输入并向色温控制器420提供相应的信号以实现发光装置430的色温的相应设置。任选地，像上面讨论的那样，界面装置410也可以向其它控制器440提供信号(未示出)。
前面所述仅图示说明本发明的原理。因此将明白的是，本领域技术人员能够设计出虽然没有在此明确地描述或显示但是体现本发明的原理因此在本发明精神和范围之内的各种配置。例如，虽然在该示范性实施例中使用的符号是云和太阳的符号，但是本领域普通技术人员会认识到也可以使用其它气象符号。由于云和太阳符号对系统的潜在用户是最可识别的，所以它们被选择，但是在不同的环境下，或在不同的文化下，其它符号可能更适用。相似地，由特定的光源所提供的色温控制范围的本性可以建议使用可选择的符号。
这些和其它系统配置和最优化特征由于该公开对于本领域技术人员来说是明白的，并且包括在下面的权利要求的范围内。
在解释这些权利要求时，应当理解的是：
a)词语“包括”不排除其它元件或动作的存在，除了那些在给定的权利要求中列出的；
b)在元件之前的词语“一个(a)”或“一个(an)”，不排除存在多个这样元件的存在；
c)权利要求中的任何附图标记不限制它们的范围；
d)若干“装置”通过相同的部件或硬件或软件执行的结构或功能来表现；
e)每个公开的元件可由硬件部分(例如，包括离散的和集成电子电路)构成，由软件部分(例如，计算机程序)构成，以及由他们的任何结合构成；
f)硬件部分可包括模拟和数字部分中的一个或两者；
g)除非特别声明否则任何公开的装置或部分可结合在一起或分离成进一步的部分；
h)除非特别指出，不必要求动作的特定顺序；以及
i)术语“多个”元件包括两个或更多声明的元件，不意味着元件数量的任何具体范围；即，多个元件可以是两个元件。

Claims (13)

1.一种照明控制器(410)包括：
用户界面装置(210，220，301)，其提供与用户可控制元件(150，250)的位置(155，255)对应的用于控制光源(430)的色温(420)的信号，以及
与该用户可控制元件(150，250)对应的标志，其包括至少两个与用户可控制元件(150，250)的最小和最大位置相对应的指示符(260，270)，
其中，
该至少两个指示符(260，270)包括气象符号。
2.如权利要求1所述的照明控制器，其中
该气象符号包括太阳符号(270)，以及云符号(260)。
3.如权利要求1所述的照明控制器，其中
该用户界面装置(210，220)包括可变电阻器。
4.如权利要求1所述的照明控制器，其中
该用户可控制元件(150，250)包括从最小到最大位置旋转(155)的旋钮(150)。
5.如权利要求1所述的照明控制器，其中
该用户可控制元件(150，250)包括从最小到最大位置横向行进(255)的滑动条(250)。
6.如权利要求1所述的照明控制器，其中
该用户界面装置(210，220，301)包括显示屏(301)，以及
该用户可控制元件包括在该显示屏(301)上的可控制物体(310，320，330)。
7.一种照明控制器包括：
显示屏(301)，
在该显示屏(301)上的一个或多个用户可控制图标(310，320，330)，以及
提供信号的用户界面，该信号用于控制光源(430)的色温，该信号随在该显示屏(301)上的一个或多个用户可控制图标(310，320，330)位置而定，
其中，
所述一个或多个用户可控制图标(310，320，330)包括气象符号(360，370)。
8.如权利要求7所述的照明控制器，其中
该气象符号(360，370)包括云符号(360)和太阳符号(370)中的至少一个。
9.一种照明系统，包括：
发光体(430)，提供各种色温的照明，
用户界面装置(410)，向该发光体提供与用户可控制元件(150，250，310，320，330)的位置对应的控制信号，以及
与用户可控制元件对应的标志，其包括至少两个与用户可控制元件的最小和最大位置相对应的指示符(260，270，360，370)，
其中
该至少两个指示符包括太阳符号(270，370)，和云符号(260，360)，以及
当该用户可控制元件调节成与太阳符号(270，370)一致时，该信号被配置以控制(420)该发光体提供最高的色温，以及
当该用户可控制元件调节成与云符号(260，360)一致时，该信号被配置以控制(420)该发光体提供最低的色温。
10.如权利要求9所述的照明系统，其中
该用户界面装置(410)包括可变电阻器。
11.如权利要求9所述的照明系统，其中
该用户可控制元件包括从最小到最大位置旋转(155)的旋钮(150)。
12.如权利要求9所述的照明系统，其中
该用户可控制元件包括从最小到最大位置横向行进(255)的滑动条(250)。
13.如权利要求9所述的照明系统，其中
该用户界面装置(410)包括显示屏(301)，以及
该用户可控制元件包括在该显示屏(301)上的可控制物体(310，320，330)。
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