TW202111685A - 用於視覺均勻色彩調諧之控制設計 - Google Patents

Abstract

各項實施例包含用以色彩調諧一發光二極體(LED)陣列之設備及控制設備之方法。在一個特定實例中，揭示用以色彩調諧一發光二極體(LED)陣列以進行視覺均勻色彩調諧之一控制設備。該設備包含一相關色溫(CCT)控制裝置，該相關色溫(CCT)控制裝置可由一終端使用者調整至該LED陣列之一所要色溫且產生對應於該所要色溫之一輸出信號。一儲存裝置電耦合至該CCT控制裝置以使該CCT控制裝置之一機械移動範圍相關以基於一組N個預定值而提供來自該LED陣列之感知CCT值之實質上均勻增大。描述其他設備及方法。

Description

用於視覺均勻色彩調諧之控制設計

本文中揭示之標的物係關於包括實質上在電磁光譜之可見部分中操作之一燈具之一或多個發光二極體(LED)或LED陣列的色彩調諧。更明確言之，所揭示標的物係關於用以使舉例而言一使用者控制設計方法及設備能夠形成一或多個LED或LED陣列之一視覺均勻色彩調諧體驗的一技術。

發光二極體(LED)通常用於各種照明操作中。一物件之色彩外觀部分由照明該物件之光之光譜功率密度(SPD)判定。對於觀看一物件之人類，SPD係在可見光譜內之各種波長之相對強度。然而，其他因素亦可能影響色彩外觀。再者，LED之一相關色溫(CCT)及CCT上LED溫度距一黑體線(BBL，亦稱為一黑體軌跡或普朗克軌跡)之一距離兩者可影響一人類對一物件之感知。

當前存在用於LED之色彩調諧(例如，白色調諧)的兩種主要技術。一第一技術基於兩個或兩個以上CCT之白色LED。第二技術基於紅/綠/藍/琥珀色之一組合。第一技術簡單地不具有在D_uv 方向上調諧LED的能力。在第二技術中，很少提供色彩調諧能力作為一可用功能。

本章節中描述之資訊被提供以向熟習此項技術者提供下文揭示標的物之一背景內容且不應被視為公認先前技術。

在一實施例中，所揭示標的物係一種用以色彩調諧一發光二極體(LED)陣列以進行視覺均勻色彩調諧的控制設備。該設備包含經組態以由一終端使用者調整至該LED陣列之一所要色溫的一相關色溫(CCT)控制裝置。該CCT控制裝置經配置以產生對應於該所要色溫之一輸出信號。電耦合至該CCT控制裝置之一儲存裝置經配置以儲存並控制該CCT控制裝置之一機械移動範圍之間之一相關性以基於一組N個預定值而提供來自該LED陣列之複數個感知CCT值之實質上均勻增加。計算該組N個預定值，使得N個點之兩個相鄰點之間之色彩之一感知差異經配置以對人類產生相對於一遞增CCT增加實質上均勻且線性之色彩之一感知差異。

在一實施例中，所揭示標的物係一種可控制照明設備，其包含具有至少一個降飽和紅色LED、至少一個降飽和綠色LED、及至少一個降飽和藍色LED的一LED陣列。一控制設備包含經配置以由一終端使用者調整至該LED陣列之一所要色溫的一相關色溫(CCT)控制裝置。該CCT控制裝置進一步經配置以產生對應於該所要色溫之一輸出信號。一儲存裝置電耦合至該CCT控制裝置以使該CCT控制裝置之一機械移動範圍相關以基於一組N個預定值而提供來自該LED陣列之複數個感知CCT值之實質上均勻增加。計算該組N個預定值，使得N個點之兩個相鄰點之間之色彩之一感知差異將對於人類產生相對於一遞增CCT增加實質上均勻且線性之色彩之一感知差異。

在一實施例中，所揭示標的物係一種用於判定一相關色溫(CCT)調諧曲線之控制裝置點的方法。該方法包含選擇該CCT調諧曲線之一起點、判定該CCT調諧曲線之近似等於u'v'空間中之一預定距離d之一後續點。從最後判定點開始，該方法進一步包含判定該CCT調諧曲線之近似等於該u'v'空間中之另一預定距離d之一額外後續點，及判定包含經判定點之一組N個預定值。計算該N個預定值，使得該N個點之兩個相鄰點之間之色彩之一感知差異對於人類產生相對於一遞增CCT增加實質上均勻且線性之色彩之一感知差異。

優先權之主張

本申請案主張2019年11月5日申請且標題為「CONTROL DESIGN FOR PERCEPTUALLY UNIFORM COLOR-TUNING」之歐洲專利申請案第19207130.6號之優先權利，其主張2019年7月31日申請且標題為「CONTROL DESIGN FOR PERCEPTUALLY UNIFORM COLOR-TUNING」之美國實用專利申請案序號16/528,108之優先權，該等案之各者之全文以引用之方式併入本文中。

現將參考如各個隨附圖式中繪示之一些一般及特定實施例來詳細描述所揭示標的物。在下文描述中，闡述眾多具體細節以提供對所揭示標的物之透徹理解。然而，熟習此項技術者將瞭解，可在無一些或全部此等具體細節之情況下實踐所揭示標的物。在其他例項中，尚未詳細描述熟知處理步驟或結構以免混淆所揭示標的物。

下文將參考隨附圖式更充分地描述不同光照明系統及/或發光二極體(「LED」)實施方案及用以控制該等實施方案之一構件的實例。此等實例並不互斥，且在一個實例中找到之特徵可與在一或多個其他實例中找到之特徵組合以達成額外實施方案。因此，將瞭解，在隨附圖式中展示之實例僅經提供用於闡釋性目的且其等不意欲以任何方式限制本發明。通篇，相同元件符號大體上指代相同元件。

此外，將瞭解，儘管本文中可使用術語第一、第二、第三等來描述各種元件。然而，此等元件不應受此等術語限制。此等術語可用來區分一個元件與另一元件。舉例而言，在不脫離所揭示標的物之範疇之情況下，一第一元件可被稱為一第二元件且一第二元件可被稱為一第一元件。如本文中使用，術語「及/或」可包含相關聯列出項目之一或多者之任何及全部組合。

亦將瞭解，當一元件被稱為「連接」或「耦合」至另一元件時，其可直接連接或耦合至該另一元件及/或經由一或多個中介元件連接或耦合至該另一元件。相比之下，當一元件被稱為「直接連接」或「直接耦合」至另一元件時，該元件與該另一元件之間不存在中介元件。將瞭解，此等術語意欲涵蓋元件之除圖中描繪之任何定向以外之不同定向。

本文中可使用諸如「在…下方」、「在…上方」、「上」、「下」、「水平」或「垂直」之相對術語來描述如圖中繪示之一個元件、區或區域相對於另一元件、區或區域之一關係。一般技術者將瞭解，此等術語意欲涵蓋裝置之除圖中描繪之一定向以外之不同定向。此外，LED、LED陣列、電氣組件及/或電子組件是否容置於一個、兩個或兩個以上電子板上或一或多個實體位置中亦可取決於設計約束及/或一特定應用。

基於半導體之發光裝置或光功率發射裝置(諸如發射紫外(UV)或紅外(IR)光功率之裝置)躋身當前可用之最有效光源。此等裝置可包含發光二極體、諧振腔發光二極體、垂直腔雷射二極體、邊緣發射雷射、或類似者(本文中簡稱為LED)。歸因於其等緊湊大小及低功率要求，LED可係許多不同應用之有吸引力的候選者。舉例而言，其等可用作手持式電池供電裝置(諸如相機及蜂巢式電話)之光源(例如，手電筒及相機閃光燈)。LED亦可用於(舉例而言)汽車照明、抬頭顯示器(HUD)照明、園藝照明、街道照明、用於視訊之手電筒、普通照明(例如，家庭、商店、辦公室及工作室照明、劇院/舞台照明及建築照明)、擴增實境(AR)照明、虛擬實境(VR)照明、作為顯示器之背光及IR光譜。一單個LED可提供不如一白熾光源明亮之光，且因此多接面裝置或LED陣列(諸如單片LED陣列、微型LED陣列等)可用於其中期望或需要增強亮度之應用。

在其中基於LED之燈具(或相關照明裝置)用於照明物件以及用於一般燈光之各種環境中，除燈具之一相對亮度(例如，光通量)之外，亦可期望控制基於LED之燈具(或一單個基於LED之燈具)之色溫之態樣。此等環境可包含舉例而言零售位置以及酒店位置，諸如餐廳及類似者。除CCT之外，另一燈具度量係燈具之演色性指數(CRI)。CRI係由國際照明委員會(CIE)定義且提供任何光源(包含LED)與一理想或自然光源相比準確地呈現各種物件之色彩之一能力的一定量量度。最高可能CRI值係100。另一定量燈具度量係D_uv 。D_uv 係在舉例而言CIE 1960中定義以表示一色點距BBL之距離之一度量。若色點在BBL上方，則其係一正值，且若色點在BBL下方，則其係一負值。在BBL上方之色點呈綠色且在BBL下方之色點呈粉色。所揭示標的物提供一種以一平滑且視覺上令人愉悅的調諧體驗控制一色溫(CCT及D_uv )的設備。如本文中描述，色溫與色彩調諧應用中之CCT及D_uv 兩者有關。

如相關技術中已知，直接彩色LED之正向電壓隨著主波長增大而減小。可運用舉例而言多通道DC至DC轉換器驅動此等LED。已形成以高效率及CRI為目標之先進磷光體轉換彩色LED，從而為相關色溫(CCT)調諧應用提供新可能性。一些先進彩色LED具有降飽和色點且可經混合以在一寬CCT範圍內達成具有90+ CRI之白色。具有80+ CRI實施方案或甚至70+ CRI實施方案(或甚至更低CRI值)之其他LED亦可搭配所揭示標的物使用。此等可能性使用實現且增大或最大化此潛能之LED電路。同時，本文中描述之控制裝置與單通道恆定電流驅動器相容以促成市場採用。

所揭示標的物優於先前技術之一優勢係下文詳細描述之一降飽和紅-綠-藍(RGB) LED方法可形成在BBL上下、以及在BBL上(舉例而言，在一等溫CCT線(如下文描述)上)之可調諧光，同時維持一高CRI。相比之下，各種其他先前技術系統利用一CCT方法，其中可調諧色點落在LED之兩個原色(例如，R-G、R-B或G-B)之間之一直線上。

總體而言，色彩調諧係以人因(human-centric)照明之一不可或缺部分。先進的基於LED之系統(諸如降飽和RGB LED方法及相關控制技術)向照明規格制定者及終端使用者提供照明控制之新可能性。除一寬範圍內之CCT調諧之外，使用者亦將能夠在終端使用者覺得愉悅時沿一等CCT線改變白光之色調。舉例而言，Lumileds®專有的Luxeon^® Fusion系統(在一單個平台上具有其寬調諧範圍)係各種類型之色彩可調諧應用之一理想候選者(由美國加利福尼亞州95131聖何塞市西特林布路370號Lumileds LLC製造Lumileds® Luxeon^® Fusion系統)。人因照明的一個態樣係同時改變相關色溫及光強度的一能力。所揭示標的物係關於形成一視覺均勻色彩調諧體驗之一使用者控制設計範例。

現參考圖1，展示一國際照明委員會(CIE)色圖100之一部分，其包含形成用於理解本文中揭示之標的物之各項實施例之一基礎的一黑體線(BBL) 101 (亦被稱為一普朗克軌跡)。BBL 101展示不同溫度之黑色輻射體之色度座標。通常認為，在大多數照明情境中，光源應具有位於BBL 101上或附近之色度座標。此項技術中已知之各種數學程序用於判定「最接近」黑色輻射體。如上所述，此通用燈具規格參數被稱為相關色溫(CCT)。由D_uv 值提供進一步描述色度之一有用且互補方式，該D_uv 值係一燈具之色度座標位於BBL 101上方(一正D_uv 值)或BBL 101下方(一負D_uv 值)之程度的一指示。

色圖之部分被展示為包含若干等溫線117。即使此等線之各者不在BBL 101上，等溫線117上之任何色點仍具有一恆定CCT。舉例而言，一第一等溫線117A具有10,000K之一CCT，一第二等溫線117B具有5,000K之一CCT，一第三等溫線117C具有3,000K之一CCT，且一第四等溫線117D具有2,200K之一CCT。

繼續參考圖1，CIE色圖100亦展示若干橢圓，其等表示以BBL 101為中心且自BBL 101延伸一個步長105、三個步長107、五個步長109、或七個步長111距離的一麥克亞當橢圓(MAE) 103。MAE基於心理測量研究且在CIE色度圖上定義含有對於一典型觀察者而言無法與橢圓中心處之一色彩區分之全部色彩的一區域。因此，MAE步長105至111 (一個步長至七個步長)之各者對於一典型觀察者而言被視為與MAE 103之一各自者之中心處之一色彩實質上相同的色彩。一系列曲線115A、115B、115C及115D表示距BBL 101之實質上相等距離且分別與舉例而言+0.006、+0.003、0、- 0.003及- 0.006之D_uv 值有關。

現參考圖2A，且繼續參考圖1，圖2A展示一色度圖200，其具有針對座標205處之一紅色(R) LED、座標201處之一綠色(G) LED、及座標203處之一藍色(B) LED之典型座標值(如在色度圖200之x-y標度上所示)之色彩之近似色度座標。圖2A展示根據一些實施例之定義一可見光源之波長光譜之色度圖200之一實例。圖2A之色度圖200僅係定義一可見光源之一波長光譜之一方式；其他適合定義在此項技術中已知且亦可搭配本文中描述之所揭示標的物之各項實施例使用。

指定色度圖200之一部分之一便捷方式係透過x-y平面中之一組方程式，其中各方程式具有定義色度圖200上之一線之解的軌跡。線可相交以指定一特定區域，如下文參考圖2B更詳細地描述。作為一替代定義，白光源可發射對應於來自以一給定色溫操作之一黑體源之光的光。

色度圖200亦展示如上文參考圖1描述之BBL 101。三個LED座標位置201、203、205之各者係各自色彩綠色、藍色及紅色之「全飽和」 LED之CCT座標。然而，若藉由組合特定比例之R、G及B LED而產生一「白光」，則此一組合之CRI將極低。通常，在上文描述之環境(諸如零售或酒店環境)中，期望約90或更高之一CRI。

圖2B展示根據所揭示標的物之各項實施例之圖2A之色度圖200之一修訂版本，其具有鄰近BBL之降飽和R、G及B LED之近似色度座標，降飽和R、G及B LED具有近似90+之一演色性指數(CRI)且在一定義色溫範圍內。

然而，圖2B之色度圖250展示鄰近BBL 101之降飽和(粉彩) R、G及B LED之近似色度座標。針對座標255處之一降飽和紅色(R) LED、座標253處之一降飽和綠色(G) LED、及座標251處之一降飽和藍色(B) LED展示座標值(如在色度圖250之x-y標度上所示)。在各項實施例中，降飽和R、G及B LED之一色溫範圍可在從約1800K至約2500K之一範圍中。在其他實施例中，降飽和R、G及B LED可在舉例而言約2700K至約6500K之一色溫範圍中。在又其他實施例中，降飽和R、G及B LED可在約1800K至約7500K之一色溫範圍中。在又其他實施例中，降飽和R、G及B LED可被選定為在一寬色溫範圍中。如上所述，一光源之演色性指數(CRI)不指示光源之表觀色彩；由相關色溫(CCT)給出該資訊。因此，CRI係一光源與一理想或自然光源相比如實顯露各種物件之色彩之能力的一定量量度。

在一特定例示性實施例中，亦展示在降飽和R、G及B LED之座標值之各者之間形成之一三角形257。形成降飽和R、G及B LED (例如，藉由磷光體之一混合物及/或材料之一混合物以形成LED，如此項技術中已知)以具有鄰近BBL 101之座標值。因此，各自降飽和R、G及B LED之座標位置(且如藉由三角形257概括)具有大約90或更大之一CRI及舉例而言約2700K至約6500K之一近似可調諧色溫範圍。因此，可在本文中描述之色彩調諧應用中選擇一相關色溫(CCT)之選擇，使得所選擇之全部CCT組合皆產生具有90或更大之一CRI之燈具。降飽和R、G及B LED之各者可包括一單個LED或一LED陣列(或群組)，其中陣列或群組內之各LED具有與該陣列或群組內之其他LED相同或類似之一降飽和色彩。一或多個降飽和R、G及B LED之一組合組成一燈具。

圖2C展示根據所揭示標的物之各項實施例之圖2A之色度圖200之一修訂版本，其具有鄰近BBL之降飽和R、G及B LED之近似色度座標，降飽和R、G及B LED具有近似80+之一演色性指數(CRI)且在比圖2B之降飽和R、G及B LED更寬之一定義色溫範圍內。

然而，圖2C之色度圖270展示與圖2B之降飽和R、G及B LED相比配置成更遠離BBL 101之降飽和R、G及B LED之近似色度座標。針對座標275處之一降飽和紅色(R) LED、座標273處之一降飽和綠色(G) LED、及座標271處之一降飽和藍色(B) LED展示座標值(如在色度圖270之x-y標度上所示)。在各項實施例中，降飽和R、G及B LED之一色溫範圍可在從約1800K至約2500K之一範圍中。在其他實施例中，降飽和R、G及B LED可在約2700K至約6500K之一色溫範圍中。在又其他實施例中，降飽和R、G及B LED可在約1800K至約7500K之一色溫範圍中。

在一特定例示性實施例中，亦展示在降飽和R、G及B LED之座標值之各者之間形成之一三角形277。形成降飽和R、G及B LED (例如，藉由磷光體之一混合物及/或材料之一混合物以形成LED，如此項技術中已知)以具有鄰近BBL 101之座標值。因此，各自降飽和R、G及B LED之座標位置(且如藉由三角形277概括)具有大約80或更大之一CRI及舉例而言約1800K至約7500K之一近似可調諧色溫範圍。由於色溫範圍大於圖2B中展示之範圍，故CRI相應地減小至約80或更大。然而，一般技術者將認知，可產生降飽和R、G及B LED以具有在色度圖內之任何位置之個別色溫。因此，可在本文中描述之色彩調諧應用中選擇一相關色溫(CCT)之選擇，使得所選擇之全部CCT組合皆產生具有80或更大之一CRI之燈具。降飽和R、G及B LED之各者可包括一單個LED或一LED陣列(或群組)，其中陣列或群組內之各LED具有與該陣列或群組內之其他LED相同或類似之一降飽和色彩。一或多個降飽和R、G及B LED之一組合組成一燈具。

圖3展示使用一硬接線通量控制裝置301及一單獨硬接線CCT控制裝置303之先前技術之一色彩調諧裝置300。通量控制裝置301耦合至一單通道驅動器電路305且CCT控制裝置耦合至一組合LED驅動電路/LED陣列320。組合LED驅動電路/LED陣列320可為一電流驅動器電路、一PWM驅動器電路、或一混合電流驅動器/PWM驅動器電路。通量控制裝置301、CCT控制裝置303、及單通道驅動器電路305之各者定位於一客戶設施310中且全部裝置通常必須用管控高壓電路之適用國家及地方規則來安裝。組合LED驅動電路/LED陣列320通常定位成遠離(例如，幾米至幾十米或更遠)客戶設施310。因此，初始購買價格及安裝價格兩者皆可能很大。

因此，在以一單通道恆定電流驅動器操作之一習知色彩可調諧系統中，通常需要兩個控制輸入，一個用於通量控制(例如，光通量或調光)且另一個用於色彩調諧。可藉由舉例而言機電裝置(諸如線性或旋轉滑動件、DIP切換器、或一標準0 V至10 V調光器)實現控制輸入。

圖4係根據所揭示標的物之各項實施例之展示依據一控制輸入值而變化之一CCT值且繪示兩個使用者控制設計之間之差異之一圖表400的一例示性實施例。兩個使用者控制設計之結果被展示為兩條圖形曲線。用於調整CCT值之使用者控制裝置可與圖3之CCT控制裝置303相同或類似，具有針對如下文描述之第二使用者控制設計之一適當修改。

如一般技術者已知，CCT通常用於表示白光源之色度。然而，如上文描述，色度係一個二維值，且通常缺少另一維度，即距BBL之距離。已在美國國家標準協會(ANSI)標準中定義D_uv 。因此，色度座標(x, y)或(u', v')之兩個數字未直觀地攜載色彩資訊。CCT及D_uv 確實攜載完整色彩資訊。

此外，CCT值之一單位步長未導致色彩之一均勻感知。此由下文自ANSI C78.377 (2015)摘錄之表I證實。CCT之值越高，CCT之容限漸進地越大。因此，若將表示CCT值之一使用者控制線性映射至CCT值，則大多數可見變化發生在一CCT控制裝置範圍之開端期間(例如，在一滑動件範圍之開端處)且因此並非如預期般線性。

標稱CCT (K)	目標CCT及容限(K)	目標Duv	Duv 容限範圍
2200	2238 ± 102	0.0000	Tx ：源之CCT    對於Tx ＜ 2870K； 0.000 ± 0.0060    對於Tx ≥ 2870K； Duv (Tx ) ± 0.0060    其中
2500	2460 ± 120	0.0000
2700	2725 ± 145	0.0000
3000	3045 ± 175	0.0001
3500	3465 ± 245	0.0005
4000	3985 ± 275	0.0010
4500	4603 ± 243	0.0015
5000	5029 ± 283	0.0020
5700	5667 ± 355	0.0025
6500	6532 ± 510	0.0031
可撓性CCT (2200至6500)	TF ± ∆T，其中TF 經選取為依100K步長(2300K、2400K、…、6400K)，排除列出之10個標稱CCT值；及	Duv (TF )，與Duv 容限範圍相同

表I

再次參考圖4，一非均勻映射曲線403基於一給定使用者控制輸入而映射均勻間隔之CCT值。使用者控制輸入與一所要CCT值有關。然而，使用者控制之兩個相等間隔不等於CCT空間中之一近似相等差異。即，非均勻映射曲線403基於CCT控制裝置上之相鄰點之間之相等步長(例如，從16個單位之一第一位準至32個單位之一第二位準，至48個單位之一第三位準，至64個單位之一第四位準等，其中單位係任意但相等間隔)。然而，相等步長導致感知CCT值之非均勻增大。

一均勻映射曲線401將選定CCT值映射至使用者控制之相等間隔之間隔。即，均勻映射曲線401具有CCT控制裝置上之相鄰點之間之不等步長(例如，從3個單位之一第一位準至6個單位之一第二位準，至10個單位之一第三位準，至13個單位之一第四位準等，其中單位係任意但不等間隔)。然而，不等步長導致感知CCT值之近似均勻增大。

一般技術者將在圖4中容易認知，均勻映射曲線401之大多數點集中於曲線之大約四分之一(例如，一控制輸入值之約0至約340個單位之控制輸入值)內。隨著控制輸入值增大，均勻映射曲線401上之後續點之間之一距離增大(曲線上之後續點之間之一更大距離)。因此，當一終端使用者改變輸入控制裝置(例如，圖3之CCT控制裝置)時，耦合至輸入控制之一LED或LED陣列之色溫在控制裝置之下部處快速改變且接著LED或LED陣列之色溫其後極慢地改變。此非線性情境為終端使用者形成一劇烈變化體驗，其中較高色溫尤其變得愈發難以精確控制。

運用非均勻映射曲線403，使終端使用者能夠具有一平滑且視覺上令人愉悅的調諧體驗。舉例而言，當終端使用者在舉例而言(舉例而言)包括CCT控制裝置303之一修改版本之一滑動件之一線性運動開始時移動一小距離時，LED之色溫增加一給定量。當終端使用者朝向滑動件之線性運動之終點移動大約相同小距離時，LED之色溫之感知色彩差異增大約與滑動件範圍之開端相同之給定量。

為實現平滑且視覺上令人愉悅的調諧體驗，下文描述根據所揭示標的物之找到圖3之CCT控制裝置之適當滑動件增量及一修改版本的一方法。因此，考量兩個給定CCT值之間之一CCT調諧曲線上存在N個點。如下文概括，計算N個點，使得兩個相鄰點之間之色彩之感知差異實質上均勻。

圖5展示根據所揭示標的物之各項實施例之實質上沿一BBL 501之一系列選定控制點500之一例示性實施例。BBL 501上之選定控制點表示上文描述之CCT調諧曲線之點。舉例而言，展示之選定控制點之一部分503在大約6500K至約3000K之一範圍內。然而，選定控制點無需位於BBL 501上。舉例而言，在各項實施例中，選定控制點可接近BBL，諸如在一選定麥克亞當橢圓(參見圖1)內或在麥克亞當橢圓之一選定範圍內。

一終端使用者控制介面(舉例而言，包括舉例而言一滑動件或一撥盤之一控制裝置)接著具有線性映射至所計算之N個點的一移動範圍。在一實施例中，接著將線性映射移動範圍儲存(例如，至一儲存區域(諸如記憶體)中及/或在軟體、硬體或韌體中程式化)於一CCT控制裝置中。在另一實施例中，線性映射移動範圍可替代地儲存(例如，至一儲存區域(諸如記憶體)中及/或在軟體、硬體或韌體中程式化)於舉例而言一遙控器盒中或一LED陣列內。在兩項實施例中，儲存裝置在內部或在外部電耦合至CCT控制裝置以使CCT控制裝置之一機械移動相關以提供來自一或多個LED或一LED陣列之感知CCT值之實質上均勻增大。在任一情況中，可舉例而言在CIE 1976空間中產生計算之N個CCT點。CIE 1976色彩空間被認為係一視覺均勻色彩空間。此空間中之相同歐幾裡得距離被認為係視覺均勻的。

現參考圖6，展示用於判定一CCT調諧曲線之控制裝置點之一例示性方法程序流程圖600。在一例示性實施例中，藉由選取CCT調諧曲線之一起點(例如，BBL線上之一色溫)，計算在操作601開始。在操作603，認為CCT調諧曲線之一後續點大約等於u'v'空間中之一所要距離d。在操作605，例示性方法移動至最後判定點且判定另一後續點再次大約等於u'v'空間中之一所要距離d。在操作607，重複例示性方法直至獲取N個點或耗盡調諧範圍。

為找到在一固定距離(例如，一所要或預定距離)處之點，可在CCT調諧曲線與u'v'色彩空間中之一半徑d之一圓形之間解析地計算一攔截點(參見(例如)圖5)。替代地，CCT調諧曲線可以一足夠高解析度轉換成u'v'座標且接著遍歷CCT調諧曲線上之全部點。

接著，將匹配或大約匹配準則之全部點(包含第一點)放入一清單中作為待在使用者控制(例如，CCT控制裝置)中使用之一輸出。因此，在獲取N個點之後，在操作609將使用者控制之移動範圍線性映射至該N個點。舉例而言，若使用者控制之移動範圍係256個離散步長且點數N係64，則從N個點之所判定值將4個點之各間隔指派給一CCT值。

在一例示性實施例中，用於使CCT過渡線性或實質上線性之一演算法包含舉例而言從一初始點開始，判定指定距離處之下一點。在找到指定距離處之下一點時，演算法前進至剛剛找到之點且接著判定指定距離處之下一點。接著，將匹配準則之全部點(包含第一點)放入一清單中作為輸出。

因此，演算法產生BBL上之點，如上文參考圖5及圖6描述。相同原理可同樣應用於其他所要類型之曲線。在一項特定例示性實施例中，可如下表示用於使CCT過渡線性之一演算法：

一般技術者在閱讀並理解所揭示標的物後將認知可用於給出相同或類似結果之額外演算法。此外，熟習此項技術者將認知，類似類型之演算法可編碼成軟體、韌體或實施為各種類型之硬體裝置，諸如一特定應用積體電路(ASIC)或專用處理器或控制裝置。接著，來自演算法之結果(上文描述之輸出清單)可如保存為控制裝置內之軟體般添加至控制裝置中(例如，添加至一CCT控制裝置中)以使裝置之一移動與所要CCT值相關，硬編碼至控制裝置中以使裝置之一移動與所要CCT值相關，實施為控制裝置內之一ASIC以使裝置之一移動與所要CCT值相關，實施為一處理器或其他類型之硬體(例如，控制裝置內之一場可程式化閘陣列(FPGA))以使裝置之一移動與所要CCT值相關，或藉由此項技術中已知且下文參考圖7更詳細描述之其他手段。具有 用以 執行各種操作之指令之機器

圖7係繪示根據一些實施例之能夠從一機器可讀媒體(例如，一非暫時性機器可讀媒體、一機器可讀儲存媒體、一電腦可讀儲存媒體、或其等之任何適合組合)讀取指令且執行本文中論述之方法論之任一或多者之一機器700之組件的一方塊圖。明確言之，圖7展示呈一電腦系統之實例形式且在其內可執行用於導致機器700執行本文中論述之方法論之任一或多者(例如，一程序配方)之指令724 (例如，軟體、一程式、一應用程式(application)、一小程式、一應用程式(app)、或其他可執行程式碼)之機器700的一圖解表示。

在替代實施例中，機器700作為一獨立裝置操作或可連接(例如，網路化)至其他機器。在一網路化部署中，機器700可在一伺服器-用戶端網路環境中以一伺服器機器或一用戶端機器之身份操作，或在一同級間(或分佈式)網路環境中作為一同級機器操作。機器700可為一伺服器電腦、一用戶端電腦、一個人電腦(PC)、一平板電腦、一膝上型電腦、一小筆電、一機上盒(STB)、一個人數位助理(PDA)、一蜂巢式電話、一智慧型電話、一網路器具、一網路路由器、一網路切換器、一網路橋接器、或能夠循序或以其他方式執行指定由該機器採取之動作之指令724的任何機器。此外，雖然僅繪示一單一機器，但術語「機器」亦應被視為包含個別或聯合地執行指令724以執行本文中論述之方法論之任一或多者的一機器集合。

機器700包含一處理器702 (例如，一中央處理單元(CPU)、一圖形處理單元(GPU)、一數位信號處理器(DSP)、一特定應用積體電路(ASIC)、一射頻積體電路(RFIC)、或其等之任何適合組合)、一主記憶體704、及一靜態記憶體706，其等經組態以經由一匯流排708彼此通信。處理器702可含有微電路，該等微電路可藉由一些或全部指令724暫時或永久地組態，使得處理器702可經組態以全部或部分執行本文中描述之方法論之任一或多者。舉例而言，處理器702之一組一或多個微電路可經組態以執行本文中描述之一或多個模組(例如，軟體模組)。

機器700可進一步包含一圖形顯示器710 (例如，一電漿顯示面板(PDP)、一發光二極體(LED)顯示器、一液晶顯示器(LCD)、一投影儀、或一陰極射線管(CRT))。機器700亦可包含一字母數字輸入裝置712 (例如，一鍵盤)、一游標控制裝置714 (例如，一滑鼠、一觸控板、一追蹤球、一操縱桿、一運動感測器、或其他指向儀器)、一儲存單元716、一信號產生裝置718 (例如，一揚聲器)、及一網路介面裝置720。

儲存單元716包含一機器可讀媒體722 (例如，一有形及/或非暫時性機器可讀儲存媒體)，其上儲存具體實施本文中描述之方法論或功能之任一或多者之指令724。指令724在由機器700執行期間亦可完全或至少部分駐留在主記憶體704內、處理器702內(例如，處理器之快取記憶體內)或該兩者。因此，主記憶體704及處理器702可被視為機器可讀媒體(例如，有形及/或非暫時性機器可讀媒體)。可經由網路介面裝置720在一網路726上方傳輸或接收指令724。舉例而言，網路介面裝置720可使用任一或多個傳送協定(例如，超文字傳送協定(HTTP))來傳達指令724。

在一些實施例中，機器700可為一攜帶型運算裝置(諸如一智慧型電話或平板電腦)且具有一或多個額外輸入組件(例如，感測器或量錶)。此等額外輸入組件之實例包含一影像輸入組件(例如，一或多個相機)、一音訊輸入組件(例如，一麥克風)、一方向輸入組件(例如，一羅盤)、一位置輸入組件(例如，一全球定位系統(GPS)接收器)、一定向組件(例如，一陀螺儀)、一運動偵測組件(例如，一或多個加速度計)、一高度偵測組件(例如，一高度計)、及一氣體偵測組件(例如，一氣體感測器)。藉由此等輸入組件之任一或多者獲得之輸入可由本文中描述之模組之任一者存取且可供其使用。

如本文中使用，術語「記憶體」係指能夠暫時或永久儲存資料之一機器可讀媒體且可被認為包含但不限於隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、緩衝記憶體、快閃記憶體、及快取記憶體。雖然機器可讀媒體722在一實施例中被展示為一單一媒體，但術語「機器可讀媒體」應被視為包含能夠儲存指令之一單一媒體或多個媒體(例如，一集中式或分佈式資料庫或相關聯快取區及伺服器)。術語「機器可讀媒體」亦應被視為包含任何媒體或多個媒體之組合，其能夠儲存指令以由一機器(例如，機器700)執行，使得該等指令在由機器之一或多個處理器(例如，處理器702)執行時導致機器執行本文中描述之方法論之任一或多者。因此，一「機器可讀媒體」係指一單一儲存設備或裝置，以及包含多個儲存設備或裝置之「基於雲端」之儲存系統或儲存網路。術語「機器可讀媒體」應相應地被視為包含但不限於呈一固態記憶體、一光學媒體、一磁性媒體、或其等之任何適合組合之形式的一或多個有形(例如，非暫時性)資料儲存庫。

此外，機器可讀媒體係非暫時性的，因為其未具體實施一傳播信號。然而，將有形機器可讀媒體標記為「非暫時性」不應被解釋為意謂媒體無法移動，媒體應被視為可從一個實體位置運輸至另一實體位置。此外，由於機器可讀媒體係有形的，故媒體可被視為一機器可讀裝置。

可進一步經由網路介面裝置720使用一傳輸媒體且利用若干熟知傳送協定之任一者(例如，HTTP)在一網路726 (例如，一通信網路)上方傳輸或接收指令724。通信網路之實例包含一區域網路(LAN)、一廣域網路(WAN)、網際網路、行動電話網路、POTS網路、及無線資料網路(例如，WiFi及WiMAX網路)。術語「傳輸媒體」應被視為包含任何無形媒體，其能夠儲存、編碼或攜載用於由機器執行之指令，且包含數位或類比通信信號或其他無形媒體以促成此軟體之通信。

在一些例示性實施例中，可舉例而言機械或電子地或藉由其等之任何適合組合實施一硬體模組。舉例而言，一硬體模組可包含永久經組態以執行特定操作的專用電路或邏輯。一硬體模組可係或包含一專用處理器，諸如一場可程式化閘陣列(FPGA)或一特定應用積體電路(ASIC)。一硬體模組亦可包含藉由軟體暫時組態以執行特定操作的可程式化邏輯或電路。作為一實例，一硬體模組可包含涵蓋於一中央處理單元(CPU)或其他可程式化處理器內的軟體。將瞭解，可藉由成本及時間考量驅動在專用且永久組態電路中或在暫時組態電路(例如，藉由軟體組態)中機械地、電氣地實施一硬體模組的決策。

在各項實施例中，所描述之許多組件可包括經組態以實施本文中揭示之功能的一或多個模組。在一些實施例中，模組可組成軟體模組(例如，儲存於一機器可讀媒體或一傳輸媒體上或以其他方式在一機器可讀媒體中或在一傳輸媒體中具體實施之程式碼)、硬體模組、或其等之任何適合組合。一「硬體模組」係能夠執行特定操作且解釋特定信號的一有形(例如，非暫時性)實體組件(例如，一組一或多個微處理器或其他基於硬體之裝置)。可以一特定實體方式組態或配置一或多個模組。在各項實施例中，一或多個微處理器或其一或多個硬體模組可藉由軟體(例如，一應用程式或其部分)組態為一硬體模組，該硬體模組操作以執行本文中針對該模組描述之操作。

在一些例示性實施例中，可舉例而言機械或電子地或藉由其等之任何適合組合實施一硬體模組。舉例而言，一硬體模組可包含永久經組態以執行特定操作的專用電路或邏輯。如上所述，一硬體模組可包括或包含一專用處理器，諸如一FPGA或一ASIC。一硬體模組亦可包含可程式化邏輯或電路，該可程式化邏輯或電路藉由軟體暫時組態以執行特定操作，諸如線性映射至色彩調諧裝置上之所計算N個點之移動範圍(例如，參見圖5及圖6)。

上文描述包含具體實施所揭示標的物之闡釋性實例、裝置、系統、及方法。在描述中，出於說明之目的，闡述許多具體細節以便提供對所揭示標的物之各項實施例之一理解。然而，一般技術者將明白，可在無此等具體細節之情況下實踐標的物之各項實施例。此外，尚未詳細展示熟知結構、材料及技術，以免混淆各項所繪示之實施例。

如本文中使用，可以一包含性或排他性意義解釋術語「或」。此外，一般技術者在閱讀且理解所提供之揭示內容後將理解其他實施例。此外，在閱讀且理解本文中提供之揭示內容後，一般技術者將容易理解，本文中提供之技術及實例之各種組合可全部以各種組合應用。

儘管單獨論述各項實施例，然此等單獨實施例不意欲被視為獨立技術或設計。如上文指示，各個部分之各者可係互相關聯且各自可單獨或與其他類型之電控制裝置(諸如調光器及相關裝置)組合使用。因此，儘管已描述方法、操作及程序之各項實施例，然可單獨或以各種組合使用此等方法、操作及程序。

因此，如一般技術者在閱讀且理解本文中提供之揭示內容後將瞭解，可作出許多修改及變動。除本文中枚舉之方法及裝置之外，熟習此項技術者將從前述描述瞭解本發明之範疇內之功能等效方法及裝置。一些實施例之部分及特徵可被包含於其他實施例之部分及特徵中或代替其他實施例之部分及特徵。此等修改及變動意欲落在隨附發明申請專利範圍之一範疇內。因此，應僅藉由隨附發明申請專利範圍之術語連同此等發明申請專利範圍所授權之等效物之全範疇限制本發明。亦應瞭解，本文中使用之術語僅出於描述特定實施例之目的，且不意欲限制。

提供本發明之摘要以允許讀者快速確定技術揭示內容之本質。在理解其將不用於解釋或限制發明申請專利範圍的情況下提交摘要。另外，在前述[實施方式]中，可見為簡化本發明之目的，可將各種特徵一起分組於一單一實施例中。本發明之此方法不應被解釋為限制發明申請專利範圍。因此，以下發明申請專利範圍特此併入至[實施方式]中，其中各請求項獨立作為一單獨實施例。

100:國際照明委員會(CIE)色圖 101:黑體線(BBL) 103:麥克亞當橢圓(MAE) 105:一個步長 107:三個步長 109:五個步長 111:七個步長 115A:曲線 115B:曲線 115C:曲線 115D:曲線 117:等溫線 117A:第一等溫線 117B:第二等溫線 117C:第三等溫線 117D:第四等溫線 200:色度圖 201:座標/發光二極體(LED)座標位置 203:座標/發光二極體(LED)座標位置 205:座標/發光二極體(LED)座標位置 250:色度圖 251:座標 253:座標 255:座標 257:三角形 270:色度圖 271:座標 273:座標 275:座標 277:三角形 300:色彩調諧裝置 301:硬接線通量控制裝置 303:硬接線相關色溫(CCT)控制裝置 305:單通道驅動器電路 310:客戶設施 320:組合發光二極體(LED)驅動電路/發光二極體(LED)陣列 400:圖表 401:均勻映射曲線 403:非均勻映射曲線 500:控制點 501:黑體線(BBL) 503:部分 600:方法程序流程圖 601:操作 603:操作 605:操作 607:操作 609:操作 700:機器 702:處理器 704:主記憶體 706:靜態記憶體 708:匯流排 710:圖形顯示器 712:字母數字輸入裝置 714:游標控制裝置 716:儲存單元 718:信號產生裝置 720:網路介面裝置 722:機器可讀媒體 724:指令 726:網路

圖1展示包含一黑體線(BBL)之一國際照明委員會(CIE)色圖之一部分；

圖2A展示一色度圖，其中在圖上具有典型紅色(R)、綠色(G)及藍色(B) LED之色彩之近似色度座標且包含一BBL；

圖2B展示根據所揭示標的物之各項實施例之圖2A之色度圖之一修訂版本，其具有鄰近BBL之降飽和R、G及B LED之近似色度座標，降飽和R、G及B LED具有近似90+之一演色性指數(CRI)且在一定義色溫範圍內；

圖2C展示根據所揭示標的物之各項實施例之圖2A之色度圖之一修訂版本，其具有鄰近BBL之降飽和R、G及B LED之近似色度座標，降飽和R、G及B LED具有近似80+之一演色性指數(CRI)且在比圖2B之降飽和R、G及B LED更寬之一定義色溫範圍內；

圖3展示需要一硬接線通量控制裝置及一單獨硬接線CCT控制裝置之先前技術之一色彩調諧裝置；

圖4係根據所揭示標的物之各項實施例之展示依據一控制輸入值而變化之一CCT值且繪示兩個使用者控制設計之間之差異之一圖表的一例示性實施例；

圖5展示根據所揭示標的物之各項實施例之沿BBL之一系列選定控制點之一例示性實施例；

圖6展示用於判定一CCT調諧曲線之控制裝置點之一例示性方法程序流程圖；及

圖7展示呈一運算系統之一實例形式之一機器之一簡化方塊圖，在該運算系統內可執行用於導致該機器執行本文中論述之方法論及操作(例如，CCT下一步判定)之任一或多者的一指令集。

400:圖表

401:均勻映射曲線

403:非均勻映射曲線

Claims (24)

1. 一種控制設備，其用以色彩調諧一發光二極體(LED)陣列以進行視覺均勻色彩調諧，該設備包括： 一相關色溫(CCT)控制裝置，其經組態以由一終端使用者調整至該LED陣列之一所要色溫，該CCT控制裝置進一步經組態以產生對應於該所要色溫之一輸出信號；及 一儲存裝置，其電耦合至該CCT控制裝置且經組態以儲存並控制該CCT控制裝置之一機械移動範圍之間之一相關性以基於一組N個預定值而提供來自該LED陣列之複數個感知CCT值之實質上均勻增大，計算該組N個預定值，使得該N個點之兩個相鄰點之間之色彩之一感知差異將對一人類產生相對於一遞增CCT增加實質上均勻且線性之色彩之一感知差異。
2. 如請求項1之控制設備，其中將該組N個預定值判定為兩個給定CCT值之間之一CCT調諧曲線上之點，計算該組N個預定值，使得兩個相鄰點之間之色彩之一感知差異實質上均勻。
3. 如請求項1之控制設備，其中判定該組N個預定值實質上沿一黑體線(BBL)。
4. 如請求項1之控制設備，其中判定該組N個預定值實質上位於一黑體線(BBL)附近。
5. 如請求項4之控制設備，其中判定該組N個預定值實質上位於一黑體線(BBL)附近且在一選定麥克亞當橢圓內。
6. 如請求項4之控制設備，其中判定該組N個預定值實質上位於一黑體線(BBL)附近且在麥克亞當橢圓之一選定範圍內。
7. 如請求項1之控制設備，其中該LED陣列包含用於光譜之可見部分中之三個選定色彩之光之各者的至少一個LED。
8. 如請求項1之控制設備，其中該LED陣列係包括不同色彩之複數個LED的一多色陣列。
9. 如請求項7之控制設備，其中該LED多色陣列中之LED之色彩包含至少一個紅色LED、至少一個綠色LED、及至少一個藍色LED。
10. 如請求項7之控制設備，其中該LED多色陣列包括至少一個降飽和紅色LED、至少一個降飽和綠色LED、及至少一個降飽和藍色LED。
11. 如請求項1之控制設備，其中該CCT控制裝置包括一0伏特至10伏特調光器裝置。
12. 一種可控制照明設備，其包括： 一LED陣列，其具有至少一個降飽和紅色LED、至少一個降飽和綠色LED、及至少一個降飽和藍色LED；及 一控制設備，其包含： 一相關色溫(CCT)控制裝置，其經組態以由一終端使用者調整至該LED陣列之一所要色溫，該CCT控制裝置進一步經組態以產生對應於該所要色溫之一輸出信號；及 一儲存裝置，其電耦合至該CCT控制裝置以使該CCT控制裝置之一機械移動範圍相關以基於一組N個預定值而提供來自該LED陣列之複數個感知CCT值之實質上均勻增大，計算該組N個預定值，使得該N個點之兩個相鄰點之間之色彩之一感知差異將對一人類產生相對於一遞增CCT增加實質上均勻且線性之色彩之一感知差異。
13. 如請求項12之可控制照明設備，其中將該組N個預定值判定為兩個給定CCT值之間之一CCT調諧曲線上之點，計算該組N個預定值，使得兩個相鄰點之間之色彩之一感知差異實質上均勻。
14. 如請求項12之可控制照明設備，其中具有該至少一個降飽和紅色LED、該至少一個降飽和綠色LED、及該至少一個降飽和藍色LED之該LED陣列經組態以具有從約2700K至約6500K之一色溫範圍。
15. 如請求項12之可控制照明設備，其中判定該組N個預定值實質上沿一黑體線(BBL)。
16. 如請求項12之可控制照明設備，其中判定該組N個預定值實質上位於一黑體線(BBL)附近且在麥克亞當橢圓之一選定範圍內。
17. 一種用於判定一相關色溫(CCT)調諧曲線之控制裝置點的方法，該方法包括： 選擇該CCT調諧曲線之一起點； 判定大約等於u'v'空間中之一預定距離d之該CCT調諧曲線之一後續點； 從最後判定點，判定大約等於該u'v'空間中之另一預定距離d之該CCT調諧曲線之一額外後續點；及 判定包含該等判定點之一組N個預定值，計算該N個預定值，使得該N個點之兩個相鄰點之間之色彩之一感知差異對於一人類產生相對於一遞增CCT增加實質上均勻且線性之色彩之一感知差異。
18. 如請求項17之用於判定一CCT調諧曲線之控制裝置點之方法，其中該起點選定為在一黑體線(BBL)上。
19. 如請求項17之用於判定一CCT調諧曲線之控制裝置點之方法，其中該起點選定為實質上在一黑體線(BBL)附近且在一選定麥克亞當橢圓內。
20. 如請求項17之用於判定一CCT調諧曲線之控制裝置點之方法，其進一步包括重複該等判定步驟直至獲取直至一或多個停止點之一移動範圍，該移動範圍包含停止點，包括獲取該組N個預定值及耗盡該調諧範圍。
21. 如請求項17之用於判定一CCT調諧曲線之控制裝置點之方法，其中判定在一預定距離d處之該點包含在該CCT調諧曲線與該u'v'色彩空間中之一半徑d之一圓形之間解析地計算一攔截點。
22. 如請求項17之用於判定一CCT調諧曲線之控制裝置點之方法，其中判定在一預定距離d處之該點進一步包括： 將該CCT調諧曲線轉換成u'v'座標；及 隨後遍歷該CCT調諧曲線上之全部該等點。
23. 如請求項17之用於判定一CCT調諧曲線之控制裝置點之方法，其進一步包括將包含第一選定起點之全部判定點儲存至一清單中作為待用於一CCT控制裝置中之一輸出。
24. 如請求項23之用於判定一CCT調諧曲線之控制裝置點之方法，其進一步包括將該CCT控制裝置之一移動範圍線性映射至該等全部判定點。

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