CN112690041A - 调制用户界面发光元件的照度水平 - Google Patents

Abstract

用于电气设备的用户界面的发光元件的照度水平由处理器控制，该处理器用脉宽调制(PWM)或其他类型的控制信号驱动发光元件，该脉宽调制(PWM)或其他类型的控制信号基于以下来计算：a)与将由人类观察者感知的发光元件的期望时变照度水平对应的信号，以及b)实际照度水平与由人类眼睛感知的所得照度水平之间的非线性灵敏度关系，其中该对应信号包括递增的基于正弦的斜坡函数和递减的基于正弦的斜坡函数。

Description

调制用户界面发光元件的照度水平

技术领域

本公开整体涉及电气设备用户界面，并且更具体地讲，涉及包括发光元件诸如发光二极管(LED)的此类用户界面。

背景技术

电气设备的用户界面的发光元件可用于向消费者传达关于设备的操作状态的一个或多个方面。换句话讲，发光元件的照度水平指示电气设备的操作状态。就LED而言，用于调节LED照度水平的一种典型方法是开启或关闭LED或通过使LED闪烁。对于一些消费者，发光元件的照度水平的此种突然变化可能是不舒服的。

发明内容

本发明的一个方面涉及一种控制用于电气设备的用户界面的发光元件的照度水平的系统，该电气设备包括处理器和与该处理器通信的存储器，该存储器用于存储指令，该指令在由处理器执行时致使该系统：存储限定与将由人类观察者感知的发光元件的期望时变照度水平对应的信号的信息，其中该对应信号包括递增的基于正弦的斜坡函数和递减的基于正弦的斜坡函数。所存储的指令在由处理器执行时，还致使系统基于对应信号以及实际照度水平与由人类眼睛感知的所得照度水平之间的非线性灵敏度关系来计算时变控制信号；以及根据所计算的时变控制信号来致使发光元件被点亮。

本公开的另一方面涉及一种控制用于电气设备的用户界面的发光元件的照度水平的方法。该方法包括由处理器存储限定与将由人类观察者感知的发光元件的期望时变照度水平对应的信号的信息，其中该对应信号包括递增的基于正弦的斜坡函数和递减的基于正弦的斜坡函数。该方法还包括由处理器基于对应信号以及实际照度水平与由人类眼睛感知的所得照度水平之间的非线性灵敏度关系来计算时变控制信号；以及由处理器根据所计算的时变控制信号来致使发光元件被点亮。

本公开的另一方面涉及一种控制用于电气设备的用户界面的发光元件的照度水平的方法。该方法包括由处理器存储脉宽调制(PWM)控制信号，该脉宽调制(PWM)控制信号基于所存储的信息以及实际照度水平与由人类眼睛感知的所得照度水平之间的非线性灵敏度关系来计算，该所存储的信息限定与将由人类观察者感知的发光元件的期望时变照度水平对应的信号，其中该对应信号包括递增的基于正弦的斜坡函数和递减的基于正弦的斜坡函数。该方法还包括由处理器根据所存储的控制信号来驱动发光元件。

附图说明

因此，其中可详细理解本公开的上述特征的方式、上文简要概述的本公开的实施方案的更具体描述可通过参考附图中示出的实施方案来获得。然而，应当注意，附图仅示出了涵盖在本公开的范围内的典型实施方案，并且因此不应被认为是限制性的，因为本公开可准许其他等效实施方案，其中：

图1示出了根据本公开原理的用于发光元件的三个示例脉宽调制(PWM)控制信号；

图2A示出了根据本公开原理的具有线性递增的占空比的PWM信号；

图2B示出了根据本公开原理如何感知用图2A的PWM信号控制的发光元件的明亮度；

图3示出了根据本公开原理的亮度与心理明度之间的非线性关系；

图4A示出了根据本公开原理的基于线性递增的斜坡函数和图3的非线性关系的所计算的PWM信号；

图4B和图4C分别示出了根据本公开原理的线性递增和递减的斜坡函数；

图5示出了根据本公开原理的呼吸发光用户界面元件的主观明亮度感知曲线图；

图6A和图6B分别示出了根据本公开原理的基于正弦的递增的斜坡函数和基于正弦的递减的斜坡函数；

图7A和图7B分别示出了根据本公开原理的图6A和图6B的曲线图的缩放版本；

图8A示出了根据本公开原理的以图7A的基于正弦的递增的斜坡函数和图3的非线性关系为基础的计算的PWM占空比信号；

图8B示出了根据本公开原理的以图7B的基于正弦的递增的斜坡函数和图3的非线性关系为基础的计算的PWM占空比信号；

图9示出了根据本公开原理的图5的曲线图的变型；并且

图10A至图13示出了根据本发明原理的结合发光用户界面元件的电气设备。

具体实施方式

如上文关于电气设备的用户界面的发光元件所述，开启和关闭LED使其闪烁对于一些消费者来说可能是不舒服的。据信LED的照度水平的更平缓的变化对于一些消费者来说是更悦人的。根据本公开原理的实施方案设想以被人类眼睛感知为基本上正弦的方式调制LED的照度水平。如下文更全面描述的，实施方案可包括使用人眼补偿公式与谐波-自然-正弦函数的组合。

尽管下文讨论了一个或多个示例电气设备，但它们仅以举例的方式提供以帮助理解本公开原理，并且不旨在限制所附权利要求的解释或范围。根据本公开原理的实施方案包括多种发光元件，诸如，例如LED、有机LED(OLED)和点亮的表面。调制发光元件的照度水平可包括打开元件、增大照度水平、保持照度水平、减小照度水平以及关闭元件。如下文更详细地解释，可使用PWM信号来控制发光元件的照度水平；然而，普通技术人员将容易认识到，具有变化电压(离散或模拟)的信号也可用于改变发光元件的照度水平。此外，电气设备的用户界面可包括多于一个发光元件，每个发光元件传达关于电气设备的不同操作特性的相应状态的信息。

如上所述，为了控制LED的照度水平，LED可由脉宽调制(PWM)信号(诸如，例如由微控制器或类似设备产生的脉宽调制(PWM)信号)驱动。图1示出三个不同的PWM信号102、104、106。每个信号是周期性的，具有为T的时段108。在每个时段中，存在部分110t_H(其中信号具有V_CC的电压电平120)和部分112t_L(其中信号具有约0伏的电压电平118)。电压电平V_CC足以高于LED正向电压，但低到足够限制流过LED的电流，以便防止损坏LED。t_H/T的商定义PWM信号的占空比。PWM的占空比“k”线性地对应于LED的照度水平，并且可表示为0和1之间的分数或0％和100％之间的等效百分比。因此，信号102具有等于10％的“k”122，并且，由信号102驱动的LED的照度水平将为在该LED由V_CC的连续或DC信号驱动的情况下的照度水平的10％。信号104具有50％的占空比k 124，并且信号106具有90％的占空比k 126。

通常，对于用于驱动LED的PWM信号，开关频率如此高(即，时段T如此短)以至于人类眼睛不会感知到照度水平的各个振荡。LED被感知为以期望的照度水平连续发光。人类眼睛可见的LED振荡的最小速度因人而异。然而，50Hz的最小开关频率或每秒50次的最小开关频率可为典型的。

图2A描绘了PWM信号的占空比如何随时间变化的线202的曲线图。具体地讲，所描绘的占空比以线性方式从0增大至1或从0％增大至100％。基于以上讨论，由该PWM信号驱动的LED的照度水平也应以线性方式用与线202相同的斜率增大。然而，图2B示出了人类眼睛如何感知到由具有图2A的变化占空比的PWM信号驱动的LED的递增的照度水平。曲线204指示人类眼睛的主观明亮度感知，该曲线204与线202不匹配。因此，具有线性变化PWM信号的变化的用户界面不被人类眼睛感知为预期以线性变化方式变化，而是人类眼睛将LED的递增的照度水平视为以非线性方式变化。

物体的亮度为其绝对强度。明亮度为物体的感知亮度，其取决于周围环境的亮度。亮度和明亮度可不同，因为人类对照度水平的感知对亮度对比度而不是绝对亮度敏感。因此，明亮度是视觉感知的属性，其中光源看起来是辐射或反射光。明亮度是由视觉目标的亮度引起的感知，并且在以下描述中可被称为心理明度。根据本发明原理的实施方案通过依赖于基于由CIE(国际照明委员会(International Commission on Illumination))研究的补偿函数来考虑人类眼睛的主观感知，该补偿函数将亮度与心理明度相关。补偿函数用于使发光元件例如LED的受控照度水平适应人类眼睛的非线性灵敏度。CIE研究将从0至1变化的亮度值Y与从0至100变化的心理明度值L*相关并且由图3的曲线图302描绘。根据下式计算图3的曲线图：

如果

则903.3·Y

如果

则

在上式和随后的等式中，对于特定发光元件，Y从0至1变化，其中值“1”对应于例如由占空比为100％的PWM控制信号驱动的该特定发光元件的照度水平。根据本公开原理，补偿函数被定义为将L*值变换或转换成Y值的上式的逆运算，并且被定义为：

如果

则

如果

则

在操作中，L*值可被定义为使得由人类眼睛以期望的方式感知LED的照度水平。基于这些L*值，可确定用于控制LED的照度水平的PWM或其他类型的信号。图4A和图4B示出了一个此类示例。在该示例中，L*＝100的值对应于等于“1”的Y值，其也对应于100％的占空比。L*＝0的值也对应于等于0的Y值，其也对应于0％的占空比。在图4B中，人类眼睛的心理明度或主观明亮度感知L*由曲线图404定义为随时间线性增大。使用上述补偿函数，可计算控制LED的照度水平的PWM或其他类型的信号的变化占空比。对于给定的值L*(t)，可计算对应的值Y(t)，其具有包括端值在内的在0和1之间的值。在0和1之间变化的Y(t)值等效于PWM占空比k(t)，其也在0和1之间(即，在0％和100％之间)变化。在图4A中，曲线图402对应于应用于图4B的曲线图404的补偿函数(即，使用上述补偿函数将图4B中的曲线图404的对称明度值L*转换成亮度值Y)，并因此描绘例如可如何控制PWM信号的占空比以实现图4B所描绘的明亮度的所感知的线性变化。图4C也描绘了明亮度的所感知的线性变化，但在图4C中，L*值随着时间推移从100减小至0。

“呼吸”发光用户界面是在增大照度水平和减小照度水平之间周期性地交替的用户界面。因此，发光元件的所感知的明亮度也在增大照度水平与减小照度水平之间周期性地交替。一个示例在图5中描绘。曲线图502示出了所感知的明亮度如何随时间变化。因此，曲线图502限定了与将由人类观察者感知的发光元件的期望时变照度水平对应的信号。曲线图502还示出了在曲线图502的不同部分之间如何存在锐转变点504。由于高水平区域510和低水平区域512的存在，信号或曲线图502可被表征为非连续的递增的斜坡函数506(如图4B所示)和递减的斜坡函数508(如图4C所示)。使用上述补偿函数，例如可计算PWM信号的占空比以控制LED的照度水平，从而实现图5所示的期望的所感知的明亮度。根据本公开原理，信号或曲线图502的一个进一步细化可以是使转变点504平滑。

代替根据图4B的线性斜坡从0至100变化的L*，可定义基于正弦的斜坡函数，诸如，例如：

对于

在上式中，f(t)随着t/t₀从0增大至1而从0变化至1，如图6A所示。类似地，在上式中，f(t)随着t/t₀从1减小至0而从1变化至0，如图6B所示。该基于正弦的斜坡函数可用于导出从0至100变化的L*的递增的基于正弦的斜坡函数和从100至0变化的递减的基于的正弦的斜坡函数。假设时间段t₀被选择用于L*的值从0增大至100的时间量，则图7A的递增的基于正弦的斜坡函数可根据对于0≤t/t₀≤1，L*(t)＝[100*f(t)]来计算。另外，图7B的递减的基于正弦的斜坡函数可根据对于1≥t/t₀≥0，L*(t)＝[100*f(t)]来计算。图7A和图7B的曲线图或信号对应于设计者如何计划发光元件的随时间变化的照度水平以供人类观察者感知。换句话讲，图7A和图7B的曲线图中的信息限定了与将由人类观察者感知的发光元件的期望的时变照度水平对应的相应信号。然而，用于控制发光元件的实际亮度或照度水平的控制信号将不同于图7A和图7B的信号，因为如图3所示，实际照度水平与如由人类眼睛感知的所得照度水平之间存在上述非线性灵敏度关系。

如上文关于图4B和图4C的线性斜坡所述，补偿函数可用于计算适当的PWM信号或其他类型的控制信号，以控制LED的照度水平，从而实现消费者对LED的明亮度的期望感知。还如上所述，补偿函数可用于转换与人类眼睛将感知到的期望的变化照度水平对应的信号的值。由该转换得到的信号或曲线图对应于将如何实际控制发光元件的照度水平的亮度值Y。基于亮度值Y的所得信号或曲线图，处理器或微控制器可例如以变化的占空比生成PWM控制信号，以实现发光元件的适当的实际照度水平。图8A和图8B分别描绘了对应于实现图7A和图7B的基于正弦的斜坡函数的占空比值。对于给定的值L*(t)，在图7A或图7B中，对应值Y(t)可使用上面列出的补偿函数来计算，使得对应值Y(t)具有端值在内的在0和1之间的值。因此，在0和1之间变化的Y(t)值等效于PWM占空比k(t)，其也在0和1之间(即，在0％和100％之间)变化。

图9描绘了使用递增和递减的基于正弦的斜坡函数代替图5的曲线图中的线性斜坡函数的结果。如图所示，转变点904比图5的锐转变点504更平滑。将上述补偿函数与基于正弦的斜坡函数组合允许计算PWM信号或其他控制信号的适当占空比，这将实现以期望的方式感知LED的明亮度。LED的照度水平Y仍然根据下式计算：

如果

则

如果

则

然而，在上式中，在曲线图或信号902的递增或递减斜坡部分期间，L*(t)的值是上面在图7A和图7B中讨论的基于正弦的斜坡函数的那些值，其中：

对于0≤t/t₀≤1，

在图9的曲线图902中，存在与其中对应PWM信号的占空比将保持等于约“零”，使得LED被感知为断开的时段对应的时间段t₁。在时间段t₁期间，L*(t)＝0。例如，时间段t₁可在0秒至数百毫秒之间变化。还存在与其中对应PWM信号将保持等于约100％，使得LED被感知为被完全点亮的时间段对应的时间段t₂。在时间段t₂期间，L*(t)＝100。例如，时间段t₂可从0秒至数百毫秒变化。此外，t₁和t₂的值可不同或它们可相同。在曲线图902中，还存在与其中对应PWM信号将从断开状态转变到完全点亮状态的时间段对应的时间段t₀。在曲线图902中，还存在与其中对应PWM信号将从完全点亮状态转变到断开状态的时间段对应的时间段t₃。时间段t₀和时间段t₃可彼此相等或可不同。t₁和t₂的值也可被配置为相对时间段，诸如，例如t₁(或t₂)为(0.8*t₀)。

作为一些示例，信号902可具有等于200ms的t₀、等于0ms的t₁、等于1000ms的t₂以及等于1500ms的t₃，参见图12。又如，波形902的t₀和t₃可等于1500ms，t₂可等于40ms，并且t₁可等于4000ms，参见图12。又如，波形902可具有等于0ms的t₁和t₂以及等于400ms的t₀和t₃，参见图11A。然而，在另一个示例性波形902中，t₀和t₃可等于300ms，例如，t₁可等于90ms，并且t₂可等于700ms，参见图11B。在不具有递增的基于正弦的斜坡的示例波形902中，t₂可为相对长的时间段，而t₃可等于300ms，参见图13。

根据本公开原理操作的设备可包括处理器和与处理器通信的存储器，该存储器存储可由处理器执行的指令。此外，这些指令在由处理器执行时致使设备存储信息，该信息限定与将由人类观察者感知的发光元件的期望时变照度水平对应的信号，其中该对应信号包括递增的基于正弦的斜坡函数和递减的基于正弦的斜坡函数。这些指令在被执行时还致使设备基于对应信号以及实际照度水平与由人类眼睛感知的所得照度水平之间的非线性灵敏度关系来计算时变控制信号，以及根据所计算的时变控制信号来驱动将点亮的发光元件。另选地，时变控制信号可由与设备分开的一个或多个系统计算。一旦计算出该时变控制信号，就可将其存储在设备的存储器中。例如，时变控制信号可被存储为查找表，该查找表包括所计算的时变控制信号的时间有序的离散采样值。设备的处理器可从查找表读取值，然后根据时变控制信号驱动设备的发光元件的照度水平。

图10A示出了可包括根据本公开原理操作的一个或多个发光元件的示例电气设备。图10A的示例剃刀1000可包括发光加热指示器1001和发光功率指示器1002。在操作中，两个指示器1001、1002可单独地或彼此同步地操作，并且可在颜色和照度水平上变化以向用户传达剃刀1000的操作状态。

图10B是可根据本公开原理控制用户界面的发光元件的剃刀1000或其他设备的功能元件的框图。为了清楚和简洁起见，从图10B中省略了剃刀1000的与发光元件不相关的其它功能元件。

剃刀1000可包括可从数据存储装置1026检索数据、将数据存储在数据存储装置1026中并从数据存储装置1026检索可执行指令的微控制器1020或类似硬件。微控制器1020还包括可执行可执行指令或启动可执行操作的处理器1022或类似电路系统。具体地讲，处理器1022可与PWM驱动电路系统1024通信以生成PWM控制信号1027。PWM控制信号1027驱动发光元件1028，使得发光元件1028的照度水平根据PWM控制信号而变化。

处理器1022可启动的可执行操作中的一个操作是存储信息，该信息限定与将由人类观察者感知的发光元件的期望时变照度水平对应的信号。如上所述，图5或图9的信号或曲线图对应于设备1000的设计者想要实现的发光元件1028的期望的所感知照度行为。图5或图9的信号不限定用于驱动发光元件1028的实际PWM信号或其他类型的控制信号，而是表示在用适当的PWM控制信号或其他类型的控制信号驱动发光元件1028时，人类眼睛将如何感知发光元件1028的照度。限定与将由人类观察者感知的发光元件的期望时变照度水平对应的信号的所存储的信息可以多种方式配置。例如，信息可为描述例如图5或图9的曲线图的数学函数，并且可存储在数据存储装置1026中并从该数据存储装置检索。在这种情况下，处理器1022或类似元件可使用数学函数来计算对应信号的值。另选地，所存储的信息可以是例如与表示图5或图9的曲线图的瞬时值对应的多个离散样本，并且可由处理器1022存储在数据存储装置1026中并从该数据存储装置检索。所存储的信息可以表示周期信号的单个时段，并且采样值可以是时间有序的，使得处理器1022可以顺序地检索所存储的信息的各个值以确定对应信号的值。采样值可以表示曲线图或信号(例如，图9的曲线图或信号)的大致轮廓，但是如果期望，可以由处理器1022放大或缩小。在上述特定实施方案中，对应信号包括递增的基于正弦的斜坡函数和递减的基于正弦的斜坡函数。

处理器可启动的另一个可执行操作是基于以下来计算时变控制信号：a)由所存储的信息限定的对应信号，以及b)实际照度水平与由人类眼睛感知的所得照度水平之间的非线性灵敏度关系。图3示出了这种类型的非线性灵敏度关系的一个示例。水平轴表示发光元件的实际或物理照度水平，并且竖直轴表示人类眼睛如何感知不同的照度水平。在上述示例中，补偿函数从图3所示的关系导出并用于计算控制信号。因为由所存储的信息限定的对应信号是时变的(示例由图5或图9的曲线图描绘)，所以信号具有可被标记为L*(t)的多个单独值，其中“t”表示离散时间值。补偿函数可用于计算对应于L*(t)值的亮度值Y(t)。然后可将这些亮度值Y(t)转换成PWM控制信号的对应占空比值k(t)或时变电压控制信号的对应电压值v(t)。有序系列的值k(t)或v(t)限定所计算的控制信号，该控制信号随可用于驱动发光元件1028的时间而变化。

因此，处理器1022可启动的可执行操作中的另一个可执行操作包括根据所计算的时变控制信号使发光元件被点亮，使得人类观察者感知到发光元件1028的照度水平，该照度水平通常对应于该对应信号。处理器1022可被配置为直接驱动发光元件1028，或者可被配置为控制单独的PWM驱动电路系统1024或与其通信，以产生具有适当电压电平和时序特性的PWM信号。处理器1022还可被配置为控制其他驱动电路系统(未示出)或与其通信，以产生具有适当电压电平和时序特性的控制信号(例如，上述变化的电压信号v(t)。

图11A示出了不同的发光元件1001和发光元件1002可如何操作的示例。水平时间线1104提供信息的示例曲线图，该信息限定与将由人类观察者感知的加热指示器1001的期望时变照度水平对应的信号，并且水平时间线1106提供信息的示例曲线图，该信息限定与将由人类观察者感知的功率指示器1002的期望时变照度水平对应的信号。一旦剃刀1000被开启(1108)，升热时段1110就可开始并可例如持续约2秒。在此时间期间，功率指示器1002被完全点亮，并且加热指示器1001以例如约0.5秒的速率呼吸。当剃刀1000达到其准备使用的状态(1112)和其在使用中的状态(1114)时，发光指示器1001和发光指示器1002两者均可保持被连续点亮。当关闭剃刀1000时，然后可关闭发光指示器1001和发光指示器1002两者。在图11A中，描绘了可与剃刀1000连接的充电座1102。

图11B示出了可如何控制发光指示器1001和发光指示器1002以指示剃刀1000的不同操作状态。水平时间线1150提供信息的示例曲线图，该信息限定与将由人类观察者感知的加热指示器1001的期望时变照度水平对应的信号，并且水平时间线1152提供信息的示例曲线图，该信息限定与将由人类观察者感知的功率指示器1002的期望时变照度水平对应的信号。在电池充电状态低的条件期间(1148)，加热指示器1001被完全点亮，并且功率指示器1001以例如约1.0秒的速率闪烁。

图12示出了当剃刀1000与充电座1102连接时发光元件1001和发光元件1002可如何操作的一个示例。具体地讲，充电座1102可包括其自身的发光元件1202，该发光元件可为充电指示器。水平时间线1204提供信息的示例曲线图，该信息限定与将由人类观察者感知的加热指示器1001的期望时变照度水平对应的信号，并且水平时间线1206提供信息的示例曲线图，该信息限定与将由人类观察者感知的功率指示器1002的期望时变照度水平对应的信号。水平时间线1208提供信息的示例曲线图，该信息限定与将由人类观察者感知的充电指示器1202的期望时变照度水平对应的信号。

在图12的示例中，加热指示器1001可在所示的所有时段期间保持未点亮，诸如当剃刀1000被放置在充电器(1210)上时，当剃刀1000正在充电(1212)时，以及当剃刀完全充电(1214)时。根据本公开原理，可计算PWM或其他类型的控制信号，其致使功率指示器1002和充电指示器1202两者作为发光呼吸用户界面操作。该PWM信号可例如致使元件1002和元件1202两者的照度水平改变，使得它们被感知为改变，如图9以及水平时间线1206和水平时间线1208所示。在图12的示例中，呼吸速率为约3秒。图12也示出了当剃刀1000被放置在充电座1102上时，同步脉冲可被发送到生成用于功率指示器1002的PWM控制信号的处理器或控制器，并且也可被发送到生成用于充电指示器1202的PWM控制信号的处理器或控制器。

图13示出了同一发光元件可在不同的时间具有不同的颜色。在图13中，水平时间线1302提供信息的示例曲线图，该信息限定与将由人类观察者感知的加热指示器1001的期望时变照度水平对应的信号，并且水平时间线1304提供信息的示例曲线图，该信息限定与将由人类观察者感知的功率指示器1002的期望时变照度水平对应的信号。在用户按压按钮1003以进入第一加热模式(1310)的时间期间，发光指示器1001和发光指示器1002两者可被完全点亮并且颜色为红色。在第一加热模式(1312)期间，指示器1001和指示器1002两者可保持被完全点亮但颜色为黄色。在用户再次按下按钮(1314)以进入第二加热模式的时间期间，指示器1001和指示器1002两者可保持被完全点亮并且颜色为黄色。然而，当达到第二热模式(1316)时，所点亮的发光元件1001和发光元件1002的颜色可改变为红色。

附图中的流程图和框图示出了根据本公开的各个方面的系统、方法和计算机程序产品的可能具体实施的架构、功能和操作。就这一点而言，流程图或框图中的每个框可表示代码的模块、区段或部分，其包括用于实现指定逻辑功能的一个或多个可执行指令。此外，虽然已关于特定事件序列讨论和示出了流程图，但应当理解，可对该序列进行改变、添加和省略，而不会实质上影响本公开的操作。例如，取决于所涉及的功能，连续示出的两个框实际上可基本上同时执行，或者框有时可以相反的顺序执行。还应当注意，框图和/或流程图图示中的每个框，以及框图和/或流程图图示中的框的组合，可由执行指定功能或动作的基于专用硬件的系统，或专用硬件和计算机指令的组合来实现。

如本领域的技术人员将会理解的那样，本公开的各方面可在本文中在多个可取得专利的类别或上下文中的任一个中示出和描述，包括任何新的和有用的工艺、机器、制造，或物质的组成，或它们的任何新的和有用的改进。因此，本公开的各方面可以完全硬件、完全软件(包括固件、常驻软件、微代码等)或组合软件和硬件具体实施来实现，该软件和硬件具体实施在本文中可统称为“电路”、“模块”、“部件”或“系统”。此外，本公开的各方面可采取体现在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，该计算机可读介质具有体现在其上的计算机可读程序代码。

可利用一个或多个计算机可读介质的任何组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以是例如但不限于电子、磁性、光学、电磁或半导体系统、装置或设备，或前述的任何合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的示例(不完全列表)将包括以下各项：便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存存储器)、具有中继器的适当光纤、便携式紧凑光盘只读存储器(CD-ROM)、光学存储设备、磁存储设备，或前述的任何合适组合。在本文档的上下文中，计算机可读存储介质可以是可包含或存储程序以供指令执行系统、装置或设备使用或与其连接的任何有形介质。

用于执行本公开各方面的操作的计算机程序代码可以一种或多种编程语言的任何组合来编写，包括面向对象的编程语言，诸如JAVA、SCALA、SMALLTALK、EIFFEL、JADE、EMERALD、C++、CII、VB.NET、PYTHON等；常规程序编程语言，诸如“c”编程语言、VISUALBASIC、FORTRAN 2003、PERL、COBOL 2002、PHP、ABAP；动态编程语言，诸如PYTHON、RUBY和GROOVY；或其他编程语言。程序代码可完全在用户的计算机或设备上执行。

本文参考根据本公开的实施方案的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图图示和/或框图来描述本公开的各方面。应当理解，流程图图示和/或框图的每个框以及流程图图示和/或框图中的框的组合可由计算机程序指令实现。这些计算机程序指令可被提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器以产生机器，使得经由计算机或其他可编程指令执行装置的处理器执行的该指令创建用于实现流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作的机制。

这些计算机程序指令也可存储在计算机可读介质中，该计算机可读介质在被执行时可指示计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备以特定方式运作，使得该指令在存储在计算机可读介质中时产生包括指令的制品，该指令在被执行时致使计算机实现流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作。还可将计算机程序指令加载到计算机、其他可编程指令执行装置或其他设备上，以致使在计算机、其他可编程指令执行装置或其他设备上上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，使得在计算机或其他可编程装置上执行的指令提供用于实现流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作的过程。

上面描述的本公开的代表性实施方案可以描述如下：

A.一种控制用于电气设备的用户界面的发光元件的照度水平的方法，所述方法包括：

·由处理器存储信息，所述信息限定与将由人类观察者感知的所述发光元件的期望时变照度水平对应的信号，其中所述对应信号包括递增的基于正弦的斜坡函数和递减的基于正弦的斜坡函数；

·由所述处理器基于所述对应信号以及实际照度水平与由人类眼睛感知的所得照度水平之间的非线性灵敏度关系来计算时变控制信号；以及

·由所述处理器根据所计算的时变控制信号来致使所述发光元件被点亮。

B.根据段落A所述的方法，其中所述对应信号是周期性的并且由多个时段构成。

C.根据段落A或段落B所述的方法，其中所述对应信号包括：

低水平值，所述递增的基于正弦的斜坡函数从所述低水平值增大至高水平值，并且所述递减的基于正弦的斜坡函数从所述高水平值减小至所述低水平值。

D.根据段落A至段落C中任一段所述的方法，其中所述非线性灵敏度关系包括亮度与心理明度之间的关系。

E.根据段落A至段落D中任一段所述的方法，其中所计算的时变控制信号通过使用补偿函数转换所述对应信号来计算，其中所述补偿函数基于所述实际照度水平与由所述人类眼睛感知的所得照度水平之间的所述非线性灵敏度关系，并且包括：

如果

则

如果

则

其中

Y为所计算的时变控制信号；并且

L*为所述对应信号。

F.根据段落A至段落E中任一段所述的方法，其中所述递增的斜坡函数和所述递减的斜坡函数以与以下成比例的方式随时间t变化：

对于

G.根据段落A至段落F中任一段所述的方法，其中所述发光元件包括发光二极管(LED)或发光表面中的一者。

H.根据段落A至段落G中任一段所述的方法，其中所存储的信息包括用于计算所述对应信号的公式。

I.根据段落A至段落H中任一段所述的方法，其中所存储的信息包括表示所述对应信号的时间有序的多个离散采样值。

J.一种控制用于电气设备的用户界面的发光元件的照度水平的系统，所述系统包括：

·处理器；以及

·与所述处理器通信的存储器，所述存储器存储指令，所述指令在由所述处理器执行时致使所述系统：

·存储信息，所述信息限定与将由人类观察者感知的所述发光元件的期望时变照度水平对应的信号，其中所述对应信号包括递增的基于正弦的斜坡函数和递减的基于正弦的斜坡函数；

·基于所述对应信号以及实际照度水平与由人类眼睛感知的所得照度水平之间的非线性灵敏度关系来计算时变控制信号；以及

·根据所计算的时变控制信号来致使所述发光元件被点亮。

K.根据段落J所述的系统，其中所述对应信号是周期性的并且由多个时段构成。

L.根据段落J或段落K所述的系统，其中所述对应信号包括：

低水平值，所述递增的基于正弦的斜坡函数从所述低水平值增大至高水平值，并且所述递减的基于正弦的斜坡函数从所述高水平值减小至所述低水平值。

M.根据段落J至段落L中任一段所述的系统，其中所述非线性灵敏度关系包括亮度与心理明度之间的关系。

N.根据段落J至段落M中任一段所述的系统，其中所计算的时变控制信号通过使用补偿函数转换所述对应信号来计算，其中所述补偿函数基于所述实际照度水平与由所述人类眼睛感知的所得照度水平之间的所述非线性灵敏度关系，并且包括：

如果

则

如果

则

其中

Y为所计算的时变控制信号；并且

L*为所述对应信号。

O.根据段落J至段落N中任一段所述的系统，其中所述递增的斜坡函数和所述递减的斜坡函数以与以下成比例的方式随时间t变化：

对于

P.根据段落J至段落O中任一段所述的系统，其中所述发光元件包括发光二极管(LED)或发光表面中的一者。

Q.根据段落J至段落P中任一段所述的系统，其中所存储的信息包括用于计算所述对应信号的公式。

R.根据段落J至段落Q中任一段所述的系统，其中所存储的信息包括表示所述对应信号的时间有序的多个离散采样值。

S.一种控制用于电气设备的用户界面的发光元件的照度水平的方法，所述方法包括：

·由处理器存储脉宽调制(PWM)控制信号，所述脉宽调制(PWM)控制信号基于所存储的信息以及实际照度水平与由人类眼睛感知的所得照度水平之间的非线性灵敏度关系来计算，所存储的信息限定与将由人类观察者感知的所述发光元件的期望时变照度水平对应的信号，其中所述对应信号包括递增的基于正弦的斜坡函数和递减的基于正弦的斜坡函数；以及

·由所述处理器用所存储的PWM控制信号来驱动所述发光元件。

T.根据段落S所述的方法，其中所存储的PWM控制信号包括查找表。

本文所公开的量纲和值不应理解为严格限于所引用的精确数值。相反，除非另外指明，否则每个此类量纲旨在表示所述值以及围绕该值功能上等同的范围。例如，公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。

除非明确排除或以其它方式限制，本文中引用的每一篇文献，包括任何交叉引用或相关专利或专利申请以及本申请对其要求优先权或其有益效果的任何专利申请或专利，均据此全文以引用方式并入本文。对任何文献的引用不是对其作为与本发明的任何所公开或本文受权利要求书保护的现有技术的认可，或不是对其自身或与任何一个或多个参考文献的组合提出、建议或公开任何此类发明的认可。此外，当本发明中术语的任何含义或定义与以引用方式并入的文献中相同术语的任何含义或定义矛盾时，应当服从在本发明中赋予该术语的含义或定义。

虽然已举例说明和描述了本发明的具体实施方案，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的实质和范围的情况下可作出各种其他变化和修改。因此，本文旨在于所附权利要求中涵盖属于本发明范围内的所有此类变化和修改。

Claims (15)

1.一种控制用于电气设备(1000)的用户界面的发光元件(1028)的照度水平的方法，所述方法包括：

由处理器(1022)存储信息，所述信息限定与将由人类观察者感知的所述发光元件的期望时变照度水平对应的信号，其中所述对应信号包括递增的基于正弦的斜坡函数和递减的基于正弦的斜坡函数；

由所述处理器基于所述对应信号以及实际照度水平与由人类眼睛感知的所得照度水平之间的非线性灵敏度关系来计算时变控制信号；以及

由所述处理器根据所计算的时变控制信号来致使所述发光元件被点亮。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述对应信号是周期性的并且由多个时段构成。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述对应信号包括：

低水平值，所述递增的基于正弦的斜坡函数从所述低水平值增大至高水平值，并且所述递减的基于正弦的斜坡函数从所述高水平值减小至所述低水平值。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述非线性灵敏度关系包括亮度与心理明度之间的关系。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所计算的时变控制信号通过使用补偿函数转换所述对应信号来计算，其中所述补偿函数基于所述实际照度水平与由所述人类眼睛感知的所得照度水平之间的所述非线性灵敏度关系，并且包括：

如果

则

如果

则

其中

Y为所计算的时变控制信号；并且

L*为所述对应信号。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述递增的斜坡函数和所述递减的斜坡函数以与以下成比例的方式随时间t变化：

对于

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述发光元件(1028)包括发光二极管或发光表面中的一者。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所存储的信息包括用于计算所述对应信号的公式。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所存储的信息包括表示所述对应信号的时间有序的多个离散采样值。

10.一种控制用于电气设备的用户界面的发光元件(1028)的照度水平的系统，所述系统包括：

处理器(1022)；以及

与所述处理器通信的存储器，所述存储器存储指令，所述指令在由所述处理器执行时致使所述系统：

存储信息，所述信息限定与将由人类观察者感知的所述发光元件的期望时变照度水平对应的信号，其中所述对应信号包括递增的基于正弦的斜坡函数和递减的基于正弦的斜坡函数；

基于所述对应信号以及实际照度水平与由人类眼睛感知的所得照度水平之间的非线性灵敏度关系来计算时变控制信号；以及

根据所计算的时变控制信号来致使所述发光元件被点亮。

11.根据权利要求10所述的系统，其中所述对应信号是周期性的并且由多个时段构成。

12.根据权利要求10所述的系统，其中所述对应信号包括：

低水平值，所述递增的基于正弦的斜坡函数从所述低水平值增大至高水平值，并且所述递减的基于正弦的斜坡函数从所述高水平值减小至所述低水平值。

13.根据权利要求10所述的系统，其中所述非线性灵敏度关系包括亮度与心理明度之间的关系。

14.根据权利要求10所述的系统，其中所计算的时变控制信号通过使用补偿函数转换所述对应信号来计算，其中所述补偿函数基于所述实际照度水平与由所述人类眼睛感知的所得照度水平之间的所述非线性灵敏度关系，并且包括：

如果

则

如果

则

其中

Y为所计算的时变控制信号；并且

L*为所述对应信号。

15.根据权利要求10所述的系统，其中所述递增的斜坡函数和所述递减的斜坡函数以与以下成比例的方式随时间t变化：

对于

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