CN101785362A

CN101785362A - 动态改变颜色的设备和方法

Info

Publication number: CN101785362A
Application number: CN200880103749A
Authority: CN
Inventors: L·T·文肯夫勒格尔; J·P·W·巴伊詹斯
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Signify Holding BV
Priority date: 2007-08-17
Filing date: 2008-08-14
Publication date: 2010-07-21
Anticipated expiration: 2028-08-14
Also published as: TW200917885A; CN101785362B; WO2009024903A3; US20120119670A1; JP5490694B2; DE602008006564D1; EP2181565A2; WO2009024903A2; JP2010537367A; US8427721B2; ATE507705T1; ES2365293T3; EP2181565B1

Abstract

一种照明系统(900)，具有被配置来产生光的光源(920)，和被配置来控制该光的色调和饱和度以在至少两个阶段期间将该光的颜色从初始颜色改变为最终颜色的控制器(930)。

Description

动态改变颜色的设备和方法

本发明涉及一种根据预先确定的关系基于改变色调和/或饱和度以更好地被感知的方式将光源发出的光的颜色从一种颜色动态改变为另一种颜色的设备和方法。

照明系统正被日益用于提供华丽的体验和改进生产率、安全、效率和娱乐。照明系统正变得更加先进、灵活和集成。对例如零售领域的专业领域特别如此，但是新的灯或者照明系统也将进入家庭领域。LED照明(发光二极管或者固态照明)的出现引起了该变化。预料到由于和今天的普通光源相比效率提高以及产生变色光的便利，LED照明系统将激增。

先进的照明源和系统能够产生期望属性的光，例如将颜色投射到墙壁或者房间角落，在那里例如可动态地及时将颜色从一种颜色变换为另一种颜色。

发明人了解到在某些场合用户想要及时地例如将颜色从一种优选颜色变换为另一种。还了解到人们不喜欢甚至讨厌某些颜色。这一点意味着采用通常使用的色域“边沿”不是一种改变颜色的好方法。例如，当从黄色改变为青色时，如果遵从色调颜色三角，则将会经过绿色。当用户讨厌纯绿色时，这样的改变颜色的方法是不期望的。

另外观测到当从一种颜色改变为另一种颜色时人们不喜欢作为中间或者过渡颜色的白色。变色灯的目的在于制造颜色，而白色常常不认为是颜色，或者白色不被喜欢，因此应当避免。一种改变颜色的方法为在第一颜色的红、绿和蓝(RGB)值到第二颜色的RGB值之间线性插值，例如依照图3所示出的从初始的红色至最终的绿色的虚线340。即，通过遵从连接两种端点颜色即起始颜色和目标(期望)颜色的线性路径获得颜色变化。但是，这样的方法可能产生获得不喜欢颜色(例如白色)的情形。图1示出了用于将颜色从示出为左强度轴110的红色改变为示出为右强度轴120的蓝色、从最小强度向上移至最大强度的线性插值方法100。该颜色随时间如横轴130所示变化。

当对RGB值(在这种情况下从R到B)进行线性插值时，将得到如图5中的附图标记540所示出的中间绛红色。如果用户不喜欢该纯绛红色，则该线性插值方法100不是一种改变颜色的好方法。

因此，需要控制光源以采用令人愉快的方法将光颜色从一种期望的颜色改变为另一种期望的颜色例如避免不期望的光属性如避免或者最小化诸如白色的特定颜色的发光的简单照明控制系统。

本系统和方法的一个目标在于克服常规控制系统的缺陷。

根据一个描述性实施例，照明系统包括光源、和配置成控制光的色调和/或饱和度以在至少两个阶段期间将该光的颜色从初始颜色改变为最终颜色的控制器。该系统和方法可以以更好地被感知的方式将颜色动态地从一种颜色变换为另一种颜色，而不采用用户不喜欢的颜色和/或不采用白色设置。

将从下面的详细描述清楚应用本设备、系统和方法的其它方面。应当理解尽管表示该系统和方法的示例性实施例但是这些详细的描述和特殊实例仅仅旨在描述目的而非旨在限制本发明的范围。

将从下面的描述、附加权利要求书和附图更好地理解本发明的装置、系统和方法的这些和其它特征、方面和优势，其中：

图1示出了改变光的颜色的常规方法；

图2示出了根据一个实施例的三阶段方法；

图3示出了根据一个实施例的颜色坐标系的描述性实例；

图4A-4B示出了根据其它实施例的三阶段方法；

图5示出了根据一个实施例的颜色坐标系的另一个描述性实例；

图6示出了根据另一个实施例的三阶段方法；

图7示出了根据又一个实施例的颜色坐标系的描述性实例；

图8示出了根据另一个实施例的另一种方法；

图9示出了根据又一个实施例的控制系统的框图；

图10-12示出了CIE1931(x，y)空间中的颜色三角，和根据其它实施例的改变颜色的路径；以及

图13示出了根据另一个实施例颜色表格的图形表示。

下面对某些示例性实施例的描述在性质上仅仅是示例性的而绝非为了限制本发明、其应用或者用途。在下面对本系统和方法实施例的详细描述中，参考了附图，附图在这里形成一部分，并且其中通过描述示出了可实践所描述系统和方法的特殊实施例。详细描述这些实施例以足以使本领域技术人员实施当前公开的系统和方法，而需要理解的是可利用其它实施例以及进行结构和逻辑变化而不偏离本系统的实质和范围。

因此下面的详细描述不应被理解为限制意义，而是本系统的范围仅仅由附加的权利要求决定。附图中参考标记的首位数字在这里通常对应附图号，所例外的是在多个附图中出现的相同的组件可被相同的附图标记表示。另外，为清楚目的，省略了对熟知设备、电路和方法的详细描述以防止使对本发明的描述不清楚。

图2示出了根据一个描述性实施例采用色调和饱和度作为颜色设置的参数来动态改变颜色的三阶段方法200，其中色点C和色调值H以及饱和度水平S相关。图2示出了如何在以参数色调H1和饱和度S1定义的颜色1或者C1与以参数色调H2和饱和度S2定义的颜色2或者C2之间动态改变颜色。如图2所示，左轴210可以为具有不同色调值的色调轴，右轴220可以为具有不同饱和度水平的饱和度轴。特别是，沿色调轴210提供不同的颜色或者色调值，例如和第一颜色1或者C1相关的第一色调值H1，以及和第二颜色2或者C2相关的第二色调值H2。饱和度值沿饱和度轴220在箭头230所示的向上方向上增加。

该方法包括在持续时间相等或者不同的多个阶段例如三个阶段沿着预定路径控制相互之间存在预定关系的色调和饱和度值以按照令用户、观众和观测者愉快和期望的方式改变可控光源920(图9所示出)发出的光的颜色和/或饱和度。下面的实施例描述采用三个阶段将光的颜色从初始颜色改变为最终颜色的各种方法和系统。特别是，初始颜色C1在阶段1被改变为第一中间颜色C3，该第一中间颜色然后在阶段2被改变为第二中间颜色C4，第二中间颜色C4又在阶段3被改变为最终或者期望的颜色C2。当然，应当理解除了采用三个阶段之外或者代替采用三个阶段，还可采用任何数量的阶段。

在图2所示出的实施例中，方法200包括在三个持续时间T1、T2、T3基本上相同的阶段240、250、260中控制可控光源920(图9示出)发出的光的色调值(例如改变颜色)。可选择地，第二阶段2的持续时间T2可以分别大于或者小于第一和第三阶段1、3的持续时间T1、T3，其中T1基本上等于T3。

该实施例的方法200包括沿其中单点隔开破折号的虚线所示出的色调曲线270控制色调值，同时沿其中两个点隔开破折号的虚线所示出的饱和度曲线280控制饱和度值。应当注意的是亮度不是必需的，因为其是表示光输出的参数并且与颜色无关。

如图2所示，在第一阶段240，如从色调曲线270看出，色调保持在H1水平，饱和度沿着饱和度曲线280从初始值S1改变为较低的中间值S_MIN。应当注意的是饱和度不会变为0，其中0为白色点。饱和度的最小值可以从最大值(例如初始值S1)的40％至70％。在第二阶段250，饱和度曲线280保持在中间值S_MIN不变，而色调值从初始色调值H1变为不同的或者期望的色调值H2。在第一阶段240结束或者第二阶段250开始，颜色从C1变为C3，这里颜色与色调和饱和度值相关。即，色调和饱和度值为H1、S1的初始颜色C1改变为色调和饱和度值为H1、S_MIN的第一中间颜色C3。因此，在第一阶段240，可控光源920发出的初始光的饱和度减小至S_MIN并不改变色调值H1从而产生第一中间颜色C3；而在第二阶段250，将色调值改变为最终或者期望的值H2并不改变饱和度值S_MIN从而产生第二中间颜色C4。

在第三阶段260，色调值即最终值H2保持不变，饱和度值改变即从减小的值S_MIN增加到可能与初始值S1基本上相同或者不同的期望值或者最终值S2而产生具有最终的色调值和饱和度值H2、S2的最终或者期望的颜色C2。应当注意的是中间值S_MIN为和初始和/或最终饱和度值S1、S2相比的最小值，从而第三阶段260包括饱和度值从中间值S_MIN增加(例如，不是减小)至最终饱和度值S2。

采用该方法，因为远远不及初始和最终饱和度值S1、S2那么饱和(其饱和度值为S_MIN)，所以可最小化或者阻止不喜欢的颜色和白色设置。因此，用户基本上看不到或者注意不到白色和/或不喜欢的颜色。和不降低饱和度的方法或者经白色点改变颜色的方法相比，这样的方法更加用户友好和令人期望。

图3示出了颜色坐标系300的描述性实例，其中三基色红(R)、绿(G)和蓝(B)示出为颜色坐标系300的虚线三角的顶点。如图3中的点线所示，图9所示出的控制器930被配置为将可控光源920发出的光的颜色从初始的似青绿色的颜色C1改变为最终的橙黄颜色C2。控制器930被配置为在阶段1(在图2中示出为附图标记240)中沿路径310将光从初始颜色C1改变为第一中间颜色C3。在阶段2(图2的250)，控制器930被配置为将光从第一中间颜色C3改变为第二中间颜色C4；而在阶段3(图2的260)，控制器930被配置为将光从第二中间颜色C4改变为最终颜色C2。应当注意的是避免了纯绿色G(例如不喜欢的颜色)和白色点W，其中图3所示出的白色点W基本上在黑体线上或者附近。

图4A示出了作为图2所示出的方法200的变型的方法400。图4A所示出的方法400还包括三个阶段440、450、460，其中控制器930被配置为同时分别沿色调曲线270和饱和度曲线480控制光源920发出的光的色调和饱和度。色调曲线270和图2所示出的相似，但是饱和度路径或者曲线480和图2所示出的对应曲线280不同。特别是，控制器930被配置为在初始和最终颜色C1和C2附近缓慢改变可控光源920所发出的光的饱和度以及在中间颜色C3和C4附近更快地改变所述饱和度，其中在中间颜色C3和C4附近的饱和度曲线480的斜率比端点、或者初始和最终颜色C1、C2附近的斜率更陡(例如更正或者更负)。

因为用户常常更喜欢更加饱和的颜色，所以有时优选该方法400，而在该方法400中，动态改变颜色在更高饱和的颜色C1和C2附近停留时间更长。即，和图2的方法200中的TSAT1、TSAT1′相比，颜色高度饱和的时间段TSAT2、TSAT2′比图4中所示出的方法400更长。

另一种变型如图4B的方法400′所示，使得阶段2的时间段更短，其中第二阶段450′的时间段T2′基本上小于第一和最后阶段440′、460′的时间段T1′、T3′。第一和最后的阶段T1′、T3′可以基本上相等。在方法400′中，由于第二阶段时间段T2′持续时间短，色调变化得更快，但是因为第二阶段450′的饱和度为较低值S_MIN，所以该较快的色调变化不会被觉得过快。

图5示出了图4B中所示方法400′用于将颜色从红色初始颜色C1改变为蓝色(即最终颜色C2)的描述性实例的色图或者坐标系500。该颜色变化将看起来在三个阶段440′、450′、460′中分别遵从点线510、520、530。即，可阻止不喜欢的颜色例如纯绛红色M540(在沿初始和最终颜色C1红色和C2蓝色之间的直接路径上)，并且最小化了其中光为不饱和的绛红色的中间颜色C3、C4之间的时间T2′(图4B)。

而图6示出了其中色调和饱和度的恒定值都不采用的另一种方法600。即，在从初始颜色到最终颜色的过渡中色调和饱和度总是动态和同时改变。特别是，在第一阶段640，色调从初始值H1稍微改变为第一中间值H3，而饱和度明显地从初始值S1改变为第一中间值S3。如图6所示，色调曲线670的变化速率和饱和度曲线680的总体变化速率相比较为恒定和低(恒定且较平坦或者小的斜率)，饱和度曲线680通过在初始颜色C1附近缓慢改变以及朝第一中间颜色C3较快改变(陡斜面)而变化和开始。

在第二阶段650，色调明显地从第一中间值H3改变为第二中间值H4，而饱和度则缓慢地从第一中间值S3变为较小的值S_MIN然后升回第二中间值S4。第一和第二中间值S3、S4可以为相同或者不同的值。在第四阶段660，色调值缓慢地(较平坦或者小斜率)从第二中间值H4变化到最终值H2，同时饱和度值开始时以第一速率(大或者陡斜率)增加然后以较低的速率从第二饱和度中间值S4变为最终饱和度值S2。

如图6所示，在第一和第三阶段640、660，色调曲线670的变化速率和饱和度曲线680的总体变化速率相比较为恒定和低(即相对平坦或者小的斜率)，饱和度曲线680通过在初始颜色C1附近缓慢改变以及朝第一中间颜色C3较快改变(陡斜率)而变化和开始。在第二阶段650，色调曲线670的变化速率仍然基本上恒定但是高于(即更陡的斜率)第一和第三阶段640、660期间的变化速率。

下面是对图6所示出的该方法600的总结：

(a)在第一阶段640，色调变化得少，而饱和度变化得快；

(b)在第二阶段650，饱和度变化得少而色调变化得快；以及

(c)在第三阶段660，色调再次变化得少，而饱和度变化得快；

图7示出了图6中所示出的方法600用于将颜色从初始颜色C1变为最终颜色C2的描述性实例的颜色坐标系700的色图。该颜色变化分别在三个阶段640、650、660期间遵从虚线路径710、720、730。代替虚线路径720，可遵从不同的路径720′以在中间颜色C3、C4之间例如通过在第二阶段650期间不同地改变色调和/或饱和度曲线670、680而改变颜色。

图8示出了另一种用于其中初始颜色C1或者最终颜色C2的饱和度小于第二阶段的优选最小饱和度值S_MIN(例如S2小于S_MIN)的情形的方法800，其中S_MIN为如结合前面的方法所描述的阶段2中的优选最小饱和度值，例如通常最大值S1和/或S2的40％至70％。如图8的示例性实例所示，当最终饱和度值S2小于优选的最小饱和度值S_MIN时，则不再进一步减小第二阶段850中的饱和度值。另外，第二阶段850中的饱和度值被配置成等于第三阶段860的最终饱和度值S2。因此，在第二和第三阶段850、860期间，饱和度值保持恒定在S2的低值，小于S_MIN。在该描述性方法800中，沿着和结合附图2描述的色调曲线270相似的色调曲线870改变色调。

当然，任何其它期望的色调曲线可与其它饱和度曲线结合起来使用以动态地和同时地控制色调和饱和度从而提供可控光源920发出的光的令人愉快的颜色变化。即，控制器或者处理器930可被配置成控制光源920从而采用任何期望的、预定或者可编程的色调和饱和度曲线来改变从其发出的光的颜色，例如，这些曲线可以为线型的、指数型的、抛物线型的曲线或者满足任何多项式方程的其它曲线的任意组合。

图9示出了根据一个实施例的光控制系统900，其中用户界面910允许用户输入例如来设置期望的颜色并初始化对光源920的控制以改变颜色并输出具有期望颜色的光。光源920可以为向任何期望区域例如墙壁、屋顶、地板和/或房间角落投射光的桌灯或者投影器。光控制系统900可应用于任何控制颜色的照明产品、例如Ambilight^TM电视的消费电子产品、例如叫醒灯的家用产品；应用于零售环境以产生期望的照明效应，和/或应用于医疗应用和照明，例如在手术室、加护病房、急救室等等应用的照明。

光源920和用户界面910可操作地耦合至处理器或者控制器930，所述处理器或者控制器被配置成例如从用户界面910接收输入以及作为响应被配置成控制至少一个或者多个可控光源920以根据所述各种方法的一种或组合改变光的颜色，所述方法可作为计算机可读的和可执行的指令存储在可操作地耦合至处理器或者控制器930的存储器940中。

用户界面910例如可设置在光源920上、手持遥控器上、墙壁上、和/或可以作为例如显示在屏幕上的软开关，用于通过任何输入设备(如在屏幕为触敏屏幕的情况下为鼠标或者指针)进行控制。另外，用户界面的触敏元件(例如电容耦合的条或者环形元件)可用于提供用户输入以沿着颜色轮选择最终的或者期望的颜色以及选择各种所述方法的其中一种或者其组合以改变颜色。

控制系统900还可为可控制环境各个方面例如照明、温度、湿度等的主控制系统的一部分。另外，控制系统900可配置成除了根据存储在存储器940中的代码以执行所述方法的任何一种或者组合来改变光的颜色以外，还控制例如强度、颜色、色温、色调、扩散度、聚焦、方向性、色度、亮度和/或饱和度的光属性的任何组合。例如，各种程序代码脚本可存储在存储器中以供用户选择从而基于各种预定或者可编程参数例如某天的某时间、某周的某天、天气、季节等等自动改变光源920发出的光的颜色，其中提供合适的传感器例如计时器、日历、检测环境光的光电检测器、温度传感器等等。

控制器930例如可包括任何类型的处理器、控制器或者控制单元。控制器或者处理器930可操作地耦合至(一个或多个)可控光源920，例如LED，以控制和改变从中发出的光的属性。发光二极管(LED)为可控制地提供变化属性的光的特别合适的光源，这是因为LED容易被配置为提供颜色、强度、色调、饱和度和其它属性变化的光，并且通常具有用于控制和调整各种光属性的电子驱动电路。但是，可采用任何能够提供各种属性例如不同颜色、色调、饱和度等等的光的可控光源，这样的光源例如可具有用于控制各种光属性的镇流器或者驱动器的白炽灯、荧光灯、卤素灯、或者高强度放电(HID)灯等等。

另外，控制器930包括存储器940或者可操作地耦合至存储器940。存储器940可被配置成存储用于适当操作控制器930的应用数据和其它数据，例如与根据各种所描述实施例及其组合的各种色调和饱和度曲线相关联的算法。

应当理解照明控制系统900的各种组件例如可通过总线互联，或者可操作地通过任何形式的链接例如包括(一个或多个)有线或者无线链路相互耦合。另外，控制器930和存储器940可集中或者散布在各种系统组件之间，其中例如多个LED光源920每个都可具有自己的控制器和/或存储器。

在另一个实施例中，控制器930被配置成基于初始和最终颜色的色调值如何接近而在从初始颜色变为最终颜色的第一方法A和第二方法B之间选择。例如，当初始和最终场景中的颜色色调值不接近且颜色饱和(如借助LED)时，则逐渐地将场景从初始场景变为最终场景可造成非常多彩的颜色变化(似“彩虹”)。所有这些中间颜色无论对初始场景还是对最终场景都没有意义。因此在这种情况下，有利的是采用方法B以逐渐改变颜色，其中首先降低饱和度、改变色调然后增加饱和度。但是，在初始和最终场景中的颜色接近以及颜色饱和(例如借助LED)的情形，则逐渐地将场景从初始场景变为最终场景将产生非常平滑的颜色变化。因此，方法A足够并且将用于这样的情形：决定(例如通过线性插值)并遵从初始和最终颜色或场景之间的直接的或者最短的路径。

考虑到CIE 1931(x，y)空间中RGB颜色混合光源的颜色三角。其形状由图10中所示出的原色红(R)、绿(G)和蓝(B)决定。应当注意的是相似的颜色空间包括白色(W)，和RGB空间相关的描述同样适用于采用RGBW颜色混合光源的RGBW空间，并且相同或者相似的曲线图或者图形同样适用于其中添加白色原色以改进颜色渲染质量的情形(并且W还定义基准点1075)。

考虑色调、饱和度、亮度(HSB)空间，其包括例如在黑体线1050上或者附近的图10中点1005的基准白点。离散的色调值例如处于从基准白点至颜色三角1070上的颜色的不同径线1060(或者图13中的1310)上。另外，如图13所示，离散的饱和值示出为点1305并且沿着颜色三角1070中的径线1310(或者图10中的1060)经过基准白点和沿着颜色三角上所定义的每个色调。应当注意的是色调分布在CIE 1931(x，y)空间的色调角定义中不需要是等距的。另外，应当注意的是饱和度水平的数量不一定为对所有的色调都具有相同的值的常数，其也不一定为CIE 1931(x，y)空间中恒定的步长。当然，亮度值为可在每种颜色中都产生的以流明计的最大亮度的百分比。不同的色调值可被定义为例如如图10所示的识别颜色黄色(Y)、青色(C)和绛红色(M)的色调值。

应当注意的是即使HSB颜色空间不以离散表格定义而是作为替代例如以公式或者方程定义，经用户界面对光源的控制也通常为离散，具有离散数的色调、饱和度和亮度步骤。采用颜色和强度中的这些离散步骤容易看到或者测量变化。最终用户需要颜色改变步骤为离散的，例如以保证在对用户界面作用后的光变化(例如从一种色调变为另一种色调)总是清楚可见的变化(对用户的反馈)。否则用户会困惑并且如果光源发出的光的颜色变化在可看到任何效果之前太小或者花费时间太长则可能不理解发生了什么。

当采用颜色混合光源的用户界面时，离散数的色调步骤是如用户所经历(或者可测量)的一样所期望。因为颜色混合光源的产品设计者通常争取具有或多或少的颜色的感知相等分布，经用户界面设备上的离散步骤控制，所以采用离散的色调和饱和度值是所期望的。另外，颜色混合光源通常具有对原色光的光水平的数字控制的事实意味着任何颜色变化按照定义都将是离散的。如所述，存在各种从初始颜色变为最终颜色或者场景的方法，其可被预设并存储在图9所示出的存储器940中。

在一个实施例中，控制器930可被配置成基于初始色调值和最终色调值的靠近程度在两种改变颜色的方法之间例如在如将要描述的方法A和方法B之间选择。特别是，当初始和最终色调值位于图10所示出的颜色环1010的相邻分段中时初始和最终色调值是靠近的。图10示出了被划分为六个分段的颜色环1010或者颜色三角1070，其中每个分段具有自己数量的离散色调值。当然，除了六个分段以外，还可采用任何数量的分段。图13还示出了具有十二条离散径线或者色调线H(1)至H(12)的离散色调-饱和度表格的示意性图形表示，其中每条色调线H(i)，i＝1至12，具有五个离散饱和度值S(j)，j＝1至5，其示出为沿径向色调线1310的点1305。十二条径向色调线1310的每条线表示恒定的色调值。

回到图10，六个分段的每个都包括全部范围色调值的一部分并具有自身数量的离散色调值，其中：

1.第一分段1015介于红-黄(R-Y)之间，具有N_RY个色调值，例如N_RY为图10所示出的七个RY色调值1到7；

2.第二分段1020介于黄-绿(Y-G)之间，具有N_YG个色调值，例如N_YG为图10所示出的五个YG色调值7到11；

3.第三分段1025介于绿-青(G-C)之间，具有N_GC个色调值；

4.第四分段1030介于青-蓝(C-B)之间，具有N_CB个色调值；

5.第五分段1035介于蓝-绛红(B-M)之间，具有N_BM个色调值；

6.第六分段1040介于绛红-黄(M-R)之间，具有N_MR个色调值；

应当注意这些分段的尺寸可以相同或者不同。例如，可通过将色环分成六个相等的分段而使六个分段1015、1020、1025、1030、1035、1040尺寸相同。当然，色环1010可以被分成任何期望数量的分段。相似地，在这六个分段每个分段中色调点的数量可以相同或者不同，其中在图10中，第一和第二分段1015、1020具有不同数量的色调点，即，在第一分段(即RY分段)1015中有七个RY色调值(1至7)，第二分段(即YG分段)1020中有五个YG色调值(7至11)。

在第一种情况下，当初始和最终的色调值不在相邻或者邻接的分段中时，则认为它们是远的或者不近，因此控制器930选择方法B。方法B包括从初始颜色经过中间颜色或者基准白色点1075间接地变为最终颜色，基准白色点可以为任何基本上在黑体线1050上或者附近的点。例如，采用方法B，例如第一或者初始色调值H₁且第一或初始饱和度值S₁的红色的初始颜色的饱和度，从S₁减小至S_min，其中S_min为基本上为白色的中间颜色或者基准点1075(例如基本上在黑体线1050上或者附近)的饱和度值且S_min可以基本上为零。

当然，如图11所示，饱和度可被降至可能接近零而非零的较低的值，其中初始颜色(具有初始色调和饱和度H₁S₁)的初始饱和度S₁首先沿着路径1110降至中间值S_min从而降至第一中间点H₁S_min，然后色调沿路径1120(其中饱和度仍然为中间值S_min)从初始色调值H₁变为最终色调值H₂，其中到达了第二中间点H₂S_min。接下来，饱和度沿路径1130从中间值S_min提高至最终饱和度值S₂，从而到达具有最终色调和饱和度值H₂S₂的最终颜色。

在第二种情形，当初始和最终色调值处于相同的分段时，则认为它们是靠近的，因此控制器930选择方法A，其中如图12中处于第六分段M-R 1040中的初始和最终颜色H₁S₁、H₂S₂之间的直接路径1210所示，初始颜色被直接改为最终颜色，例如采用线性插值直接从初始颜色变为最终颜色。

在第三种情形，当初始和最终色调值处于相邻或者邻接分段中时，则确定初始和最终色调值之间的色调距离HD，并且控制器930基于所确定的色调距离HD的值选择方法A或者B。特别是，色调距离HD被定义为离散色调值的数量或者离散色调表格中步骤的最小数量，递增地从初始和最终颜色的初始色调值H₁递进至最终色调值H₁。

图13示出了可被存储在存储器940(图9示出)中的颜色表格的图形表示1300，其具有固定或者离散数量的色调和饱和度值或者步骤，该色调和饱和度值可以为任何期望数量的色调和饱和度值(与亮度无关)。在图13中，色调值数量为12，即H(1)至H(12)。即，图10中所示出的颜色环1010被划分为径向线1310，其中每条线表示特定的色调值，其中在图13中示出了12条线或者离散的色调值。色调值可被分组成包括相同或者不同数量色调值的分段，例如图10-12中所示出的六个分段。即，一个分段为一组相邻的色调值，并作为整个颜色环的一部分。

另外，图13示出了每个色调值H(1)至H(12)具有五个饱和度值，其被示出为沿径线1310的五个点(包括中心点)。各径线可具有相同或者不同数量的饱和度值或者步骤。圆环1320在图13中示出为具有相同的饱和度值。另一个颜色表格可包括30个色调值(NHue＝30)和10个饱和度值(NSat＝10)，其中各种颜色由Hue(i)(其中i＝1……30)和Sat(j)(其中j＝1……10)定义。人们可以例如将颜色从具有值[Hue(3)，Sat(5)]的初始颜色改变为最终颜色[Hue(10)，Sat(10)]。

N1和N2也定义如下，(除了将色调距离HD定义为递增地从初始色调值H₁递进至最终色调值H₂的色调-饱和度表格(和图13所示出的类似)中的步骤或者色调值的最小数以外)：

N1为包括初始色调值H₁的颜色环的分段(例如作为图10中所示出的6个分段的其中一个)中色调值的数量，以及类似地

N2为包括最终色调值H₂的颜色环的分段中的色调值数。

当对第一和第二相邻分段中色调而言HD≤α(N1+N2)，其中0＜α＜1，期望设置α＝0.5或更小时，初始和最终色调值H₁、H₂被定义为接近。

应当注意可以以其它被选择为具有任何期望值的常数来定义色调距离HD。例如，下面的关系式可用于色调距离HD：

HD＝αN1+βN2+γ(N1)(N2)+Δ

其中，α、β、γ、Δ为所有例如被用户设置为期望值的常数。当α＝β且γ＝Δ＝0时，上面色调距离HD的总公式可被缩减为上面所提到的公式。当然，如果需要，可对一个或多个常数α、β、γ、Δ的值预先设置上限和下限从而用户不能将常数的值设置为超出该最大和最小值。

在图10所示出的描述性实例中，假定初始色调值H1处于R-Y分段1015内，其中H₁＝5(或者H₁＝H(5))，并且最终色调值H2处于邻近或者邻接的Y-G分段1020，其中H₂＝8(或者H₂＝H(8))。作为从H₁到H₂的色调步骤数量的色调距离HD为8-5＝3。因为在R-Y分段1015有7个色调值即H(1)至H(7)，所以N1＝7，并且，因为在Y-G分段1020有5个色调值即H(7)至H(11)，所以N2＝5。使α＝0.5，所以α(N1+N2)＝0.5(7+5)＝6。因为HD≤α(N1+N2)或者3≤6，则两种颜色或者色调H(5)和H(7)接近并选择方法A且遵从直接线性路径1080。如果HD＞6，则初始和最终色调值不接近，且选择方法B且遵从路径1085。

应当注意的是在从初始颜色_1至最终颜色_2的颜色转换中对2种颜色的所有组合除了采用α的固定值或者不采用α的固定值(颜色被定义为色调和饱和度值HS的组合)，可采用这样的表格，其包括对初始和最终色调值H₁、H₂的每种组合所定义的因子α，或者甚至每个H₁和H₂连同其相关的初始和最终饱和度值S₁和S₂所定义的因子α。

还应当注意，如从下面实例看出期望α具有最小的值。如果α接近于零，则如果当α近似为零时初始颜色和最终颜色之间的色调距离HD≤α(N1+N2)或者HD小于或者几乎等于零，认为初始和最终颜色接近。在大多数情况下，这一点意味着颜色不能逐渐地从一个部分变化至下个分段。考虑图10中所示出的实例，其中红-黄之间的第一分段1015具有7个色调值1至7，黄-绿之间的第二分段1020具有4个色调值7至11。

如果α＝0.1，

则α(N1+N2)＝0.1(7+4)＝1.1

这一点意味着只有当其间距离小于或者等于1.1这两种颜色才接近。即，只有相互邻接的颜色才认为是接近，例如H₂和H₃，其中认为H₂和H₄远，这是因为其间距离为2(即HD＝2)，并且基于该公式，HD≤α(N1+N2)，则2＞1.1，因此尽管位于相同的分段即第一分段1015中但是仍然认为H₂和H₄远离。当然，这样的认为仅仅相邻的颜色接近的标准过于有限制性。因此，期望为α设置较低边界或者值，α应当基本上总是导致初始颜色在一个分段(例如第一分段1015)内，而最终颜色在相邻部分(例如第二部分1020)内。例如根据特定情形例如分段的数量、每个分段中色调点的数量等等通过实验方法来确定α的该较低边界。

对于根据上述定义是接近的色调值，即当初始色调值和最终色调值H₁和H₂之间的色调距离HD满足HD≤α(N1+N2)，则在初始和最终颜色之间的颜色变化期间采用方法A(例如直接线性插值)；否则采用方法B。

所述的在方法A和B之间自动选择(例如根据其间颜色逐渐改变的初始点色调和最终点色调之间的色调距离HD)的系统和控制器允许用户在存储在图9中所示出的存储器940中的两种颜色或者预设值之间友好且逐渐地进行改变，从而在两种预设值之间容易地微调气氛。

当然，考虑到本说明书的通信领域技术人员会清楚，各种元件可包括在通信系统或者网络元件中，例如发射器、接收器或者收发器、天线、调制器、解调器、转换器、双工机、滤波器、多路器等等。可通过任何方式在不同系统组件之间通信或者连接，例如通过有线或者无线方式。系统元件可以例如和处理器分离或者集成在一起。如所周知，处理器例如执行存储在也可存储其它数据的存储器中的指令，例如和系统控制相关的预定或者可编程设置。

如考虑到这里的描述的本领域技术人员所认识还可进行各种更改。本方法的操作行为特别适合于被计算机软件程序执行。控制器或者处理器接收应用数据和其它数据以将其配置为根据本系统和方法执行操作行为。这样的软件、应用数据以及其它数据当然可包含在计算机可读介质中，例如集成芯片、外围设备或者存储器例如存储器940或者其它耦合至处理器930的存储器。

计算机可读介质和/或存储器可以为任何可记录介质(例如RAM、ROM、可移动存储器、CD-ROM、硬盘、DVD、软盘或者存储卡)或者可以为传送介质(例如包括光纤、万维网、线缆的网络和/或例如采用时分多址联接方式、码分多址联接方式的无线通道或者其它无线通信系统)。任何已知或者开发的可存储适合于和计算机系统一起使用的信息的介质可被用作计算机可读介质和/或存储器。

还可采用其它存储器。计算机可读介质、存储器和/或任何其它存储器可以为长期、短期或者长期和短期存储器的组合。这些存储器将处理器/控制器配置为实施这里所公开的该方法、操作行为和功能。存储器可以是分布式的或者为本地的，并且处理器可以是分布式的或者为单个的，其中还可提供有额外的处理器。存储器可用作电、磁或者光学存储器或者这些或其它类型的存储设备的任何组合。另外，术语“存储器”应当被足够广泛地解释为包括能够从处理器访问的可寻址空间中的地址读取或者向该地址写入的任何信息。通过该定义，例如因特网的网络上的信息仍然存在于存储器中，这是因为处理器可从网络检索信息。

控制器/处理器和存储器可以为任何类型。处理器可以能够执行各种所描述的操作和执行存储在存储器中的指令。处理器可以为专用或者通用的集成电路。另外，处理器可以为用于根据本系统运行的专用处理器或者可以为通用处理器，其中仅仅多个功能中的一种功能被操作以根据本系统运行。处理器可以采用程序部分、多个程序分段运行，或者可以为利用专用或者多用途集成电路的硬件设备。用于改变颜色的上述系统的每个都可结合其它系统进行使用。

最后，上述讨论期望仅仅描述本系统而不应当解释为将所附的权利要求限制为任何特定的实施例或者实施例组。因此，尽管参考其特定示例性实施例特别详细地描述了本系统，但是还应当理解本领域技术人员可设计多种更改和替换实施例而不偏离后面的权利要求中所列出的本系统的广泛和期望的实质和范围。说明书和附图相应地以示意性的方式进行考虑，并不旨在限制所附权利要求的范围。

在解释附加的权利要求时，应当理解：

a)词语“包括”不排除除了在指定权利要求中所列出的那些元件或行为之外的其它元件或者行为的存在；

b)元件前面的词语“一”不排除多个该元件的存在；

c)权利要求中的任何附图标记不限制其范围；

d)若干“装置”可表示为相同或者不同项目或者硬件或软件实现的结构或者功能；

e)任何所公开的元件可由硬件部分(例如包括离散和集成的电子电路)、软件部分(例如计算机编程)和其组合组成；

f)硬件部分可由模拟和数字部分之一或二者组成；

g)任何所公开的设备或者其部分可组合在一起或者分离为更多的部分除非以别的方式特别指示；

h)除非特别指示，不期望要求各行为或者步骤具有特定的顺序；以及

i)术语“多个”元件包括两个或多个请求保护的元件，而不意味着任何特定数量范围的元件；即，多个元件可以少至两个元件，并且可包括无法计量数目的元件。

Claims

1.一种照明系统(900)，包括：

光源(920)，被配置来提供光；以及

控制器(930)，被配置来控制光的色调和饱和度以在至少两个阶段期间将光的颜色从初始颜色变为最终颜色。

2.根据权利要求1的照明系统(900)，其中通过在经中间颜色的过渡期间减小饱和度来最小化所述中间颜色。

3.根据权利要求1的照明系统(900)，其中在第一阶段(240)，控制器(930)被配置成将饱和度从初始水平降低为中间水平并将色调维持在初始值。

4.根据权利要求3的照明系统(900)，其中在第二阶段(250)，控制器(930)被配置成将饱和度维持在中间水平并将色调从初始值变为最终值。

5.根据权利要求4的照明系统(900)，其中在第三阶段(260)，控制器(930)被配置成将饱和度从中间水平提高至最终水平并将色调从初始值变为最终值。

6.根据权利要求1的照明系统(900)，其中控制器(930)被配置成在一个阶段期间保持色调恒定的同时改变饱和度以及在另一个阶段内保持饱和度恒定的同时改变色调。

7.根据权利要求6的照明系统(900)，其中控制器(930)被配置成以比初始设置和最终设置之间的中间设置附近的变化速率更低的速率在初始设置和最终设置中的至少一个附近改变饱和度。

8.根据权利要求1的照明系统(900)，其中控制器(930)被配置成在初始阶段(440)和最终阶段(460)期间在维持色调恒定时同时改变饱和度，以及在中间阶段(450)期间维持饱和度恒定时同时改变色调。

9.根据权利要求8的照明系统(900)，其中中间阶段(450)的持续时间T2′小于初始阶段(440)和最终阶段(460)中的至少一个的持续时间T1′、T3′。

10.根据权利要求1的照明系统(900)，其中控制器(930)被配置成：

在第一阶段(640)期间将色调从第一值改变为第二值时同时将饱和度从第一水平减小至第二水平；

在第二阶段(650)期间将色调从第二值改变为第三值时同时将饱和度从第二水平减小至第三水平并将饱和度从第三水平增加至第四水平；以及

在第三阶段(669)期间将色调从第三值改变为第四值时同时将饱和度从第四水平增加值第五水平。

11.根据权利要求1的照明系统(900)，其中控制器(930)被配置成防止将饱和度减小至低于预定水平。

12.根据权利要求1的照明系统(900)，其中，响应于包括低于预定水平的饱和度水平的期望设置，控制器(930)被配置成在第一阶段(840)期间将饱和度减小至预定水平并在第二阶段(850)期间将饱和度维持恒定在预定水平。

13.根据权利要求12的照明系统(900)，其中控制器(930)被配置成在第一阶段(840)期间将色调维持在初始值以及在第二阶段(850)期间将色调从初始值改变为最终值。

14.一种控制光源(920)的方法，包括如下行为：

从光源(920)产生光；以及

控制光的色调和饱和度以将光的颜色在至少两个阶段期间从初始颜色改变为最终颜色。

15.根据权利要求14的方法，其中控制行为通过在经中间颜色的过渡期间减小饱和度来最小化所述中间颜色。

16.根据权利要求14的方法，其中控制行为将饱和度从初始水平降至中间水平并将色调维持在初始值。

17.根据权利要求16的方法，其中，在第二阶段(250)期间，控制行为将饱和度维持在中间水平并将色调从初始值改变为最终值。

18.根据权利要求17的方法，其中，在第三阶段(260)期间，控制行为将饱和度从中间水平提高至最终水平并将色调从初始值改变为最终值。

19.根据权利要求14的方法，其中控制行为在一个阶段期间在保持色调恒定的同时改变饱和度并且在另一个阶段期间在保持饱和度恒定的同时改变色调。

20.根据权利要求19的方法，其中控制行为以比初始设置和最终设置之间的中间设置附近的变化速率更低的速率在初始设置和最终设置中的至少一个附近改变饱和度。

21.根据权利要求14的方法，其中控制行为在初始阶段(440)和最终阶段(460)期间在维持色调恒定时同时改变饱和度，以及在中间阶段(450)期间维持饱和度恒定时同时改变色调。

22.根据权利要求21的方法，其中中间阶段(450)的持续时间T2′小于初始阶段(440)和最终阶段(460)中的至少一个的持续时间T1′、T3′。

23.根据权利要求21的方法，还包括防止饱和度减小至低于预定水平的行为。

24.根据权利要求14的方法，其中，响应于包括低于预定水平的饱和度水平的期望设置，控制行为在第一阶段(840)期间将饱和度减小至预定水平并在第二阶段(850)期间将饱和度维持恒定在预定水平。

25.根据权利要求1的照明系统(900)，其中控制器(930)被配置成将颜色环分成多个分段，这些分段的每个都包括一组相邻的色调值，以及配置成控制光的色调和饱和度以在至少两个阶段期间通过经历相对于初始颜色和最终颜色中的至少一个具有降低的饱和度的中间颜色在以下情形中的至少一个的情况下将光的颜色从初始颜色变为最终颜色：

当初始颜色至最终颜色不在颜色环的相邻分段时，以及

当初始颜色和最终颜色处于相邻分段以及作为初始颜色的初始色调值和最终颜色的最终色调值之间的色调值的数量的色调距离HD满足下列条件时：

HD≤α(N1+N2)；

其中0＜α＜1，

N1为属于初始色调值的颜色环分段中色调值的数量，以及

N2为属于最终色调值的颜色环分段中色调值的数量。

26.根据权利要求25的照明系统(900)，其中控制器(930)被配置成降低初始颜色的饱和度，将第一色调改变为第二色调然后增加第二色调的饱和度以达到最终颜色。

27.根据权利要求26的照明系统(900)，其中减小初始颜色的饱和度以基本上在黑体线附近形成中间颜色。

28.根据权利要求27的照明系统(900)，其中中间颜色基本上为白色。

29.根据权利要求25的照明系统(900)，其中控制器(930)被配置成当HD≤α(N1+N2)时采用初始颜色至最终颜色之间的线性插值将光的颜色从初始颜色改变为最终颜色。

30.根据权利要求14的方法，其中控制行为包括下面的行为：

将颜色环分成多个分段，这些分段的每个都包括一组相邻的色调值；以及

控制光的色调和饱和度以在至少两个阶段期间通过经历相对于初始颜色和最终颜色中的至少一个具有降低的饱和度的中间颜色在以下情况下将光的颜色从初始颜色变为最终颜色：

(a)初始颜色至最终颜色不在颜色环的相邻分段，或者

(b)初始颜色和最终颜色处于相邻分段且作为初始颜色的初始色调值和最终颜色的最终色调值之间的色调值的数量的色调距离HD满足：

HD≤α(N1+N2)；

其中0＜α＜1，

N1为属于初始色调值的颜色环分段中色调值的数量，以及

N2为属于最终色调值的颜色环分段中色调值的数量。

31.根据权利要求30的方法，其中控制行为降低初始颜色的饱和度、将第一色调改变为第二色调然后增加第二色调的饱和度以达到最终颜色。

32.根据权利要求31的方法，其中减小初始颜色的饱和度以基本上在黑体线附近形成中间颜色。

33.根据权利要求32的方法，其中中间颜色基本上为白色。

34.根据权利要求30的方法，其中控制行为当HD≤α(N1+N2)时采用初始颜色至最终颜色之间的线性插值将光的颜色从初始颜色改变为最终颜色。