CN103491672B - 照明控制器和包括该照明控制器的照明系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种照明控制器和包括该照明控制器的照明系统。所述照明控制器用于对光源单元进行控制，包括：调节器，用于调整从所述光源单元照射的光的色温和光量；存储器，用于存储一个或多个控制曲线，其中在所述控制曲线中，从所述光源单元照射的光的色温和光量彼此相关地进行改变；以及曲线选择单元，用于从所述存储器中所存储的控制曲线中选择一个控制曲线。在所述调节器移动的情况下，从所述光源单元照射的光的色温和光量根据所述曲线选择单元选择的控制曲线上所定义的值而进行改变。

Description

照明控制器和包括该照明控制器的照明系统

技术领域

本发明涉及一种对光源进行控制以改变从该光源照射的光的色温和光量的照明控制器、以及包括该照明控制器的照明系统。

背景技术

从光源照射的光的色温和光量对人的心理产生多种影响。通过大量实验，已经报告了照射光的色温和光量与据此产生人的心理之间的关系。特别地，Kruithof于1941年证明的“舒适照度(光量)的上限和下限根据色温而改变”这一理念已被广泛接受。

如图7所示，根据Kruithof实验，色温高的光(例如，从日光白色荧光灯发出的青白光、色温：～5000K)在高照度的情况下给人们带来清爽印象，但在低照度的情况下给人们带来低沉印象。相反，色温低的光(例如，从白炽灯发出的淡红光、色温：～2800K)在高照度的情况下给人们带来闷热印象，但在调整为适中照度的情况下给人们带来温和印象。因而，使人们感到舒适或不舒适的照度根据照射光的色温而改变。

近年来，已知有通过组合分别发出红色光、绿色光和蓝色光的发光二极管(LED)来改变照射光的色温的照明设备。作为这种照明设备，例如，日本特开2009-117080公开了如图7所示仅在人们感到舒适的区域内改变照射光的光量和色温的设备。

然而，在上述照明设备中，由于手动调整照射光的光量和色温，因此对于不具有照明方面的专业知识的一般用户而言，难以在保持照射光的光量和色温处于良好平衡的情况下对这两者进行调整。另外，对于一般用户而言，难以根据诸如使用照明设备的位置或时间带等的照明环境来设置这两者。

发明内容

有鉴于此，本发明提供如下一种照明控制器和包括该照明控制器的照明系统，其中甚至一般用户也可以使用该照明控制器，从而在保持从光源照射的光的光量和色温处于良好平衡的情况下对这两者进行调整并且根据照明环境容易地设置这两者。

根据本发明的第一方面，提供一种照明控制器，用于对具有用于发出不同颜色光的多个光源的光源单元进行控制，所述照明控制器包括：调节器，用于调整从所述光源单元照射的光的色温和光量；存储器，用于存储一个或多个控制曲线，其中在所述控制曲线中，从所述光源单元照射的光的色温和光量彼此相关地进行改变；以及曲线选择单元，用于从所述存储器所存储的控制曲线中选择一个控制曲线，其中，在所述调节器移动的情况下，从所述光源单元照射的光的色温和光量根据所述曲线选择单元选择的控制曲线上所定义的值而进行改变。

所述曲线选择单元可以包括一个或多个曲线选择按钮，所述曲线选择按钮用于从所述控制曲线中选择一个控制曲线。

此外，所述调节器可以是拨盘，其中所述拨盘由能够转动的盘状旋钮构成，并且被配置成在与所述拨盘的转动面垂直的方向上进行按压。因此所述拨盘可以在被按下的情况下用作所述曲线选择单元。

所述照明控制器还可以包括显示单元，所述显示单元用于指示当前选中的控制曲线。

根据本发明的第二方面，提供一种照明系统，其包括如上所述的照明控制器。

所述照明系统还可以包括定时器，所述定时器用于在预设时刻开始和终止所述照明控制器的操作。

所述控制曲线优选包括正常模式曲线，其中在所述正常模式曲线中，相对于色温的变化宽度的光量的变化宽度在低色温范围内较大并且在高色温范围内较小。

所述控制曲线还可以包括起床模式曲线，其中在所述起床模式曲线中，光量和色温各自随着起床时的时间经过而单调增加。

此外，所述控制曲线还可以包括就寝模式曲线，其中在所述就寝模式曲线中，光的光量随着色温在低色温范围内的增加而增大，同时防止光的色温变为高色温。

根据本发明，由于照射光的光量和色温根据照射光的色温和光量彼此相关地改变的控制曲线而进行改变，因此甚至一般用户也可以在保持照射光的光量和色温处于良好平衡的情况下对这两者进行调整。此外，由于设置了多个控制曲线，因此可以通过适当地选择适合照明环境的控制曲线来容易地设置光的光量和色温。

附图说明

通过以下结合附图对实施例的说明，本发明的目的和特征将变得明显，其中：

图1是根据本发明实施例的照明系统的结构图；

图2A是该照明系统所包括的电源单元的框图，并且图2B是该电源单元所配备的驱动单元的电路图；

图3示出对该照明系统中的照射光的色温和光量进行调整所使用的控制曲线；

图4是用于说明该照明系统的控制器所配备的拨盘的转动的图；

图5A和5B分别是根据本实施例的第一变形例的照明系统中的控制器的正视图和侧视图；

图6是根据本实施例的第二变形例的照明系统的结构图；以及

图7是示出照射光的色温和照度与人们感受到的印象之间的关系的图。

具体实施方式

将参考图1～4来说明根据本发明实施例的色温可变型照明系统(以下称为照明系统)。

如图1所示，根据本实施例的照明系统1包括：光源单元2；电源单元3，用于向光源单元2供给电力；以及控制器4，用于响应于来自用户的输入来控制电源单元3的操作。此外，照明系统1还包括定时器5，其中该定时器5用于在预定时刻开始和终止控制器4的操作。定时器5被配置成可以设置控制器4的当前时刻、操作开始时刻和操作结束时刻。因此，定时器5在其到达指定时刻的情况下，通过向控制器4发送触发信号来控制控制器4的操作。

光源单元2具有发出不同颜色光的多种类型的光源。在本实施例中，光源单元2具有：红色光源2R(R：红色)，用于发出红色光；绿色光源2G(G：绿色)，用于发出绿色光；以及蓝色光源2B(B：蓝色)，用于发出蓝色光。红色光源2R由彼此串联连接的多个红色LED构成。绿色光源2G由彼此串联连接的多个绿色LED构成。蓝色光源2B由彼此串联连接的多个蓝色LED构成。

控制器4包括壳体41，其中该壳体41例如固定至安装有照明系统1的房间的壁面。壳体41具有矩形的箱型形状。在壳体41的一个表面上设置有：电源开关42，用于接通和断开光源单元2；以及诸如能够转动的拨盘等的调节器6，用于调整从光源单元2发出的光的色温和光量。这里，能够转动的拨盘将被描述为调节器6的例子，但本发明并不局限于此。例如，调节器6可以是能够直线移动的滑动条等。此外，设置有用以指示拨盘6的转动位置的多个标记61和62。电源开关42由按钮开关构成，其中该按钮开关用于使从交流电源(AC)向着电源单元3供电的电路开闭。在将拨盘6比作时钟的情况下，标记61和62分别设置在拨盘6周围的6点钟和4点钟的位置处。

拨盘6被设置为盘状旋钮，并且在其表面上具有用于表示其自身的转动位置的标记63。拨盘6在特定范围内转动，并且在该转动范围内设置照射光的色温和光量的上限和下限。在本实施例中，拨盘6被配置成使标记63在标记61和标记62之间转动了约300°。在标记63与标记61一致的情况下，从光源单元2照射的光的光量和色温变为最小。此外，在标记63与标记62一致的情况下，从光源单元2照射的光的光量和色温变为最大。拨盘6可被配置成平滑地转动、或者可被配置为在转动的情况下发出咔嗒声。

此外，控制器4还包括：存储器43，用于存储被定义成照射光的色温和光量彼此相关地改变的多个控制曲线；以及曲线选择单元7，用于在存储器43所存储的控制曲线中选择一个曲线。在本实施例中，曲线选择单元7包括三个曲线选择按钮71、72和73。后面将详细说明这些控制曲线和曲线选择单元7。此外，控制器4具有控制单元44，其中该控制单元44用于响应于来自用户的输入来生成用以对光源单元2进行控制的控制信号。

参考图2A，电源单元3包括：控制信号输入单元31，其中将控制单元44所生成的控制信号输入至该控制信号输入单元31；以及AC/DC转换器32，用于将经由控制器4从AC电源所供给的AC电压转换成期望的DC电压。此外，电源单元3还包括：红色光驱动器33R，用于驱动红色光源2R；绿色光驱动器33G，用于驱动绿色光源2G；以及蓝色光驱动器33B，用于驱动蓝色光源2B。此外，电源单元3还包括驱动信号转换单元34，其中该驱动信号转换单元34将经由控制信号输入单元31所输入的控制信号转换成用于驱动各驱动器33R、33G和33B的驱动信号。驱动信号转换单元34输出由占空比可变且具有预定周期的矩形波信号构成的驱动信号。

驱动器33R、33G和33B具有相同结构。如图2B所示，各驱动器33R、33G和33B具有作为限流器的电阻器R，并且电阻器R插入到各光源2R、2G和2B的阳极与AC/DC转换器32的正(+)端子之间。此外，各驱动器33R、33G和33B具有连接至各光源2R、2G和2B的阴极的开关元件Q1，并且开关元件Q1的漏极连接至AC/DC转换器32的负(-)端子(接地端)。开关元件Q1由场效应晶体管构成。

此外，各驱动器33R、33G和33B具有包括彼此并联连接的两个晶体管Tr1和Tr2的波形整形电路。晶体管Tr1由PNP型双极晶体管构成，其中该PNP型双极晶体管的集电极连接至AC/DC转换器32的正(+)端子，并且其发射极连接至开关元件Q1的栅极。晶体管Tr2由NPN型双极晶体管构成，其中该NPN型双极晶体管的集电极连接至开关元件Q1的栅极，并且其发射极连接至AC/DC转换器32的负(-)端子。该波形整形电路基于从驱动信号转换单元34输入至晶体管Tr1和Tr2的基极的驱动信号来对开关元件Q1进行脉冲宽度调制(PWM)控制，由此调整供给至各光源2R、2G和2B的电力量。

在如上所述的照明系统1中，在使控制器4的拨盘6转动的情况下，从光源单元2照射的光的色温和光量根据由多个控制曲线的其中一个所确定的值而改变。如图3所示，多个控制曲线包括例如正常状态下使用的正常模式曲线、起床时使用的起床模式曲线和就寝时使用的就寝模式曲线中的至少一个。将正常模式曲线、起床模式曲线和就寝模式曲线分别分配至曲线选择按钮71、72和73，并且可以通过按下相应的按钮来选择各曲线。在图3中，将光功率表示为相对于光源单元2的最大功率的百分比。

对正常模式曲线进行定义，以使得相对于色温的变化宽度的光功率(即，光量)的变化宽度在低色温范围(<3000K)内较大并且在高色温范围(≧3000K)内较小。通常，在高色温范围内，额定光功率对于正常使用而言足够了，并且从节能的观点而言并不期望增加光量。因此，在正常模式曲线中，对高色温范围内的光功率(光量)的增加进行抑制。通过使用正常模式曲线，可以在良好地保持照射光的色温和光量之间的平衡的同时降低光源单元2的电力消耗。

对起床模式曲线进行定义，以使得照射光的光量和色温这两者都随着起床时的时间的经过而单调增加。由于照射光的色温和光量逐渐增加，因此用户可以在无不适感的情况下愉快地起床。在这种情况下，利用定时器5在预设时刻启动照明系统1。

对就寝模式曲线进行定义，以使得相对于色温的变化宽度的光功率(光量)的变化宽度在低色温范围(<3000K)内较大，同时防止照射光的色温变为高色温(>3000K)。已知如下：就寝时从大脑的松果体分泌作为促进睡眠的荷尔蒙的褪黑素，并且该褪黑素的分泌受到蓝色光(色温高的光)所抑制。因而，通过根据就寝时的就寝模式曲线照射光，可以在不会干扰入睡的情况下，利用就寝之前读书时的充足光量来实现照明。

在本实施例中，对控制曲线进行定义，以使得照射光的色温和光量在通过Kruithof实验已知的使人们感到舒适的区域内彼此连动地改变。因而，可以在保持照射光的色温和光量之间的良好平衡的情况下始终获得使用户感到舒适的照射光。

在调整照射光的色温和光量时，控制器4的控制单元44通过使拨盘6的转动角度与沿着相应的控制曲线的长度相关联来确定色温和光量的变化量。将通过使用正常模式曲线作为示例，参考图3和4来说明该机制。

如上所述，拨盘6被配置成标记63能够在标记62和标记61之间转动约300°(参见图4)。在拨盘6的标记63与标记61一致的情况下照射光的色温和光量与正常模式曲线的低光功率(低光量)和低色温侧的端点P(参见图3)所定义的值相对应。此外，在拨盘6的标记63与标记62一致的情况下照射光的色温和光量与正常模式曲线的高光功率(高光量)和高色温侧的端点Q所定义的值相对应。以下将两个端点P和Q之间沿着正常模式曲线的长度称为L。

在拨盘6从标记63与标记61一致的状态转动了约100°(总转动的1/3)的情况下，将在正常模式曲线上从端点P起向着高光功率(高光量)和高色温侧移动了(1/3)L的量而到达的点R处所定义的值分配为照射光的色温和光量。然后，在拨盘6进一步转动了100°(从标记61起总共转动了200°、总转动的2/3)的情况下，将在正常模式曲线上从点R起向着高光功率和高色温侧进一步移动了(1/3)L的量而到达的点S处所定义的值分配为照射光的色温和光量。

这样，通过使拨盘6的转动角度与沿着控制曲线的长度相关联，拨盘6的转动角度可以与照射光的色温和光量的变化量相对应。因而，可以平滑地调整照射光的色温和光量。特别地，这便于对如下区域内的光功率(光量)和色温进行微调，其中该区域是控制曲线中相对于色温的变化宽度的光功率的变化宽度较大的区域(图3的点R附近)或者相对于光功率的变化宽度的色温的变化宽度较大的区域(图3的点S附近)。

利用如上所述的本实施例的照明系统1，由于照射光的色温和光量根据相应的控制曲线而改变，因此甚至不具有照明方面的专业知识的用户也可以在保持照射光的色温和光量之间的良好平衡的情况下对这两者进行调整。此外，由于设置了多个控制曲线，因此通过根据诸如使用照明系统1的位置或时间带等的照明环境适当地选择控制曲线，可以容易地设置照射光的色温和光量。

接着，将参考图5A和5B来说明根据上述实施例的第一变形例的控制器。在本变形例的控制器4a中，不同于上述控制器4，代替作为曲线选择单元7的曲线选择按钮71～73，设置显示当前选择的控制曲线的显示单元8。显示单元8例如具有发出多个不同颜色光的发光器，并且通过使用这些发光器的发光模式来向用户通知当前选择的控制曲线。可选地，显示单元8可以具有液晶面板，并且可以将当前选择的控制曲线的名称或曲线形状等显示在该液晶面板上。因而，用户可以容易地获知当前选择了哪个控制曲线。

此外，在控制器4a中，拨盘6被配置成能够转动并且在垂直于转动面的方向上进行按压。因此，转动拨盘6以调整照射光的色温和光量并且按下拨盘6以用作曲线选择单元。具体地，拨盘6被配置成：每当按下拨盘6时，控制曲线按例如正常模式曲线→起床模式曲线→就寝模式曲线的顺序改变。这样，由于拨盘6还可用作曲线选择单元，因此构成控制器4a的组件数量变少，并且控制器4a的装配效率提高。此外，控制器4a的外观简化且改善。

接着，将参考图6来说明根据上述实施例的第二变形例的照明系统。本变形例的照明系统1a包括具有多个光源的光源单元2。此外，配置有用以统一控制从光源单元2照射的光的色温和光量的控制器4b。各光源包括用于驱动自身的内部电源单元(未示出)。在该例示示例中，光源单元2包括三个光源2a、2b和2c；并且这些光源可以彼此相同或者彼此不同。

控制器4b具有：拨盘6a，用于调整从光源2a照射的光；拨盘6b，用于调整从光源2b照射的光；以及拨盘6c，用于调整从光源2c照射的光。在转动各拨盘6a、6b和6c的情况下，来自各光源2a、2b和2c的照射光的色温和光量改变为利用曲线选择按钮71、72和73其中一个选择的控制曲线所确定出的值。

利用本变形例的照明系统1a，利用拨盘6a、6b和6c来单独控制从光源2a、2b和2c照射的光的特性。然而，控制方式不局限于此，并且例如可被配置成：使用拨盘6a作为母拨盘并且使拨盘6b和6c与拨盘6a连动。因而，可以通过转动拨盘6a来统一控制从光源2a、2b和2c照射的光的特性。

如上所述，说明了根据本发明的照明控制器和使用该照明控制器的照明系统，但可以在不局限于上述实施例及其变形例的情况下进行各种修改。例如，本照明系统可以不具有定时器。此外，控制曲线和控制曲线的数量不限于上述三个曲线。例如，控制曲线的数量可以是一个、两个或四个以上，并且可以使用用于根据其它照明环境进行调整的其它曲线作为控制曲线。此外，控制器还可以包括用于对控制曲线进行微调的调整按钮，并且可以通过使用该调整按钮对控制曲线进行微调来调整照射光的色温和光量。

尽管已经针对实施例示出和说明了本发明，但本领域技术人员应当理解，可以在没有背离如所附权利要求书所限定的本发明的范围的情况下进行各种改变和修改。

Claims (6)

1.一种照明控制器，用于对具有用于发出不同颜色光的多个光源的光源单元进行控制，所述照明控制器包括：

调节器，用于调整从所述光源单元照射的光的色温和光量；

存储器，用于存储多个控制曲线，其中在所述控制曲线中，从所述光源单元照射的光的色温和光量彼此相关地进行改变；

曲线选择单元，用于从所述存储器所存储的控制曲线中选择一个控制曲线；以及

定时器，用于在预设时刻开始和终止所述照明控制器的操作，

其中，在所述调节器移动的情况下，从所述光源单元照射的光的色温和光量根据所述曲线选择单元选择的控制曲线上所定义的值而进行改变，以及

所述控制曲线包括正常模式曲线、起床模式曲线和就寝模式曲线，其中在所述正常模式曲线中，相对于色温的变化宽度的光量的变化宽度在低色温范围内较大并且在高色温范围内较小，在所述起床模式曲线中，光量和色温各自随着起床时的时间经过而单调增加，以及在所述就寝模式曲线中，光的光量随着色温在低色温范围内的增加而增大，同时防止光的色温变得高于3000K。

2.根据权利要求1所述的照明控制器，其中，所述曲线选择单元包括一个或多个曲线选择按钮，所述曲线选择按钮用于从所述控制曲线中选择一个控制曲线。

3.根据权利要求1所述的照明控制器，其中，所述调节器是拨盘，其中所述拨盘由能够转动的盘状旋钮构成并被配置成在与所述拨盘的转动面垂直的方向上进行按压，以及

所述拨盘在被按下的情况下用作所述曲线选择单元。

4.根据权利要求2所述的照明控制器，其中，还包括显示单元，所述显示单元用于指示当前选择的控制曲线。

5.根据权利要求3所述的照明控制器，其中，还包括显示单元，所述显示单元用于指示当前选择的控制曲线。

6.一种照明系统，其包括根据权利要求1所述的照明控制器。