照明控制器和包括该照明控制器的照明系统的制作方法
【专利摘要】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。所述照明控制器对具有用于发出不同颜色光的多种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照度；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照度彼此相关地进行改变；以及调整单元，用于对所述存储器所存储的控制曲线其中之一进行调整。因而，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照度根据所述调整单元调整后的控制曲线所确定的值而进行改变。
【专利说明】照明控制器和包括该照明控制器的照明系统
【技术领域】
[0001]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】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]然而，在上述照明设备中，由于手动调整照射光的照度和色温，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照度和色温处于良好平衡的情况下对这两者进行调整。另外，在存在其它光源的情况下，一般用户可能仍觉得难以根据相应的照明环境来修正照射光的色温和照度。
【发明内容】
[0006]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，在保持从光源照射的光的色温和照度处于良好平衡的情况下对这两者进行调整，并且根据照明环境来容易地修正这两者。
[0007]根据本发明的方面，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种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照度；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照度彼此相关地进行改变；以及调整单元，用于对所述存储器所存储的控制曲线其中之一进行调整，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照度根据所述调整单元调整后的控制曲线所确定的值而进行改变。
[0008]优选地，所述调整单元可以包括一个以上照度调整按钮和/或一个以上色温调整按钮。
[0009]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，并且在与所述拨盘的转动面垂直的方向上能够移动。因此，在所述拨盘在与所述转动面垂直的方向上移动的情况下，所述拨盘可以用作所述调整单元。[0010]此外，所述照明控制器还可以包括显示单元，所述显示单元用于显示所述调整单元进行调整的调整量。
[0011]根据本发明的另一方面，提供一种照明系统，其包括如上所述的照明控制器。
[0012]优选地，所述控制曲线包括正常模式曲线，其中在所述正常模式曲线中，相对于光的色温的变化宽度的照度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。
[0013]此外，所述照明控制器还可以包括曲线选择单元，所述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，以及所述调整单元可以对所述曲线选择单元所选择的控制曲线进行调整。
[0014]所述控制曲线还可以包括起床模式曲线和就寝模式曲线至少之一，其中在所述起床模式曲线中，光的照度和色温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，防止光的色温变为高色温。
[0015]此外，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。
[0016]利用上述结构，由于从光源照射的光的照度和色温根据光的色温和照度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光的照度和色温处于良好平衡的情况下对这两者进行调整。此外，由于可以对控制曲线进行调整，因此可以根据照明环境来容易地修正照射光的照度和色温。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]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:
[0018]图1是根据本发明实施例的照明系统的结构图；
[0019]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；
[0020]图3是用于说明对该照明系统中的照射光的色温和照度进行调整所使用的控制曲线的图；
[0021]图4A是用于说明该照明系统的控制器中所配备的拨盘的转动的图，并且图4B是用于说明通过使用控制曲线来调整照射光的色温和照度的方式的图；
[0022]图5A示出根据上述实施例的第一变形例的控制器的示例，并且图5B示出根据第一变形例的控制器的另一示例；
[0023]图6A和6B分别是根据上述实施例的第二变形例的控制器的正视图和侧视图；以及
[0024]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】
[0025]将参考图1?4B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)。
[0026]如图1所示，根据本实施例的照明系统I包括:光源单元2 ;电源单元3，用于控制向着光源单元2的电力供给；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。[0027]光源单元2具有发出不同颜色光的多种类型的光源:例如，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包括彼此串联连接的多个红色LED。绿色光源2G包括彼此串联连接的多个绿色LED。蓝色光源2B包括彼此串联连接的多个蓝色LED。
[0028]控制器4包括矩形箱型形状的壳体41，其中该壳体41例如固定至安装有照明系统I的房间的壁面。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5，用于调整从光源单元2照射的光的色温和照度。这里，能够转动的拨盘将被描述为调节器5的例子，但本发明并不局限于此。例如，调节器5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5的转动位置的标记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AC (交流)电源向着电源单元3的供电电路开闭。在将拨盘5比作时钟的情况下，标记61和62分别设置在拨盘5周围的6点钟和4点钟的位置处。
[0029]拨盘5由盘状旋钮构成，并且在其表面上具有用于表示其自身的转动位置的指示器51。使拨盘5在特定转动范围内转动，并且在该转动范围内设置照射光的色温和照度的上限和下限。在本实施例中，拨盘5被配置成使指示器51在标记61和标记62之间转动了约 300。。
[0030]在拨盘5的指示器51与标记61 —致的情况下，从光源单元2照射的光的照度和色温变为最小。在指示器51与标记62 —致的情况下，从光源单元2照射的光的照度和色温变为最大。此外，拨盘5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。
[0031]此外，控制器4还具有存储器43，其中该存储器43用于存储光的色温和照度彼此相关地改变的控制曲线。此外，控制器4还具有调整单元7，其中该调整单元7用于调整相应的控制曲线。在本实施例中，调整单元7例如由两个调整按钮71和72构成。后面将参考图3来详细说明该控制曲线和调整单元7。另外，控制器4还具有控制单元44，其中该控制单元44用于响应于来自用户的输入来生成控制信号，由此对光源单元2的发光进行控制。
[0032]参考图2A，电源单元3具有:控制信号输入单元31，其中从控制器4的控制单元44将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AC所供给的AC电压转换成期望的DC电压。此外，电源单元3还具有: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。
[0033]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具有开关元件Q1，其中该开关元件Ql连接至各光源2R、2G和2B的阴极，并且其漏极连接至AC/DC转换器32的负(-)端子(接地端)。开关元件Ql由场效应晶体管构成。
[0034]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Trl和Tr2的波形整形电路。晶体管Trl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Ql的栅极。此外，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Ql的栅极，并且其发射极连接至AC/DC转换器32的负(-)端子(接地端)。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Trl和Tr2的基极的驱动信号来对开关元件Ql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。
[0035]在如上所述所配置的照明系统I中，在控制器4的拨盘5转动的情况下，从光源单元2照射的光的色温和照度根据控制曲线而改变。如图3所示，对(如由粗实线表示的)控制曲线进行定义，以使得光的色温和照度在通过Kruithof实验已知的使人们感到舒适的区域内彼此连动地进行改变。因此，可以在保持光的照度和色温处于良好平衡的情况下适当地对这两者进行调整。结果，可以获得使用户感到舒适的照射光。
[0036]在本实施例中，对控制曲线(正常模式曲线)进行定义，以使得相对于色温的变化宽度的照度(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。在正常使用时，在高色温范围内，额定光量基本足够了，因此从节能的观点而言并不优选供给大于该额定光量的光量。因此，在正常模式控制曲线中，在高色温范围内对照度(光量)的增加进行抑制。通过使用该控制曲线，可以在保持光的色温和照度之间的良好平衡的同时降低光源单元2的电力消耗。
[0037]如上所述，在照明系统I中，适当地保持了光的色温和照度之间的平衡。然而，照明环境可能根据所安装的照明系统I的台数、安装有照明系统I的房间的大小、或者除照明系统I以外的其它光源的存在与否而发生改变，并且可以期望修正从照明系统I中的光源所照射的光的照度。
[0038]在这种情况下，使用调整单元7来使控制曲线向着高照度侧或低照度侧偏移。在图3所示的照度-色温坐标中， 调整按钮71使控制曲线向着高照度侧偏移，并且调整按钮72使控制曲线向着低照度侧偏移。在图3中，利用虚线来表示向着高照度侧偏移后的控制曲线，并且利用点划线来表示向着低照度侧偏移后的控制曲线。
[0039]也就是说，通过按下调整按钮71并使控制曲线向着高照度侧偏移，可以在恒定地维持照射光的色温的同时增加光的照度。此外，通过按下调整按钮72并使控制曲线向着低照度侧偏移，可以在恒定地维持照射光的色温的同时减少光的照度。由此，可以对从照明系统I的光源单元2所照射的光的照度进行调整。此外，在使控制曲线偏移之后操作拨盘5的情况下，根据偏移后的控制曲线来调整照射光的色温和照度。
[0040]将与通过上述操作偏移后的控制曲线有关的数据存储在控制器4的存储器43中，并且即使在照明系统I关断之后该数据也不会消失。因而，在下次启动照明系统I时，调用上次偏移后的控制曲线，并且可以根据该上次偏移后的控制曲线来调整照射光的色温和照度。此外，控制器4还可以具有用以恢复为初始状态、例如控制曲线偏移之前的状态的恢复按钮(未示出)。
[0041]在调整照射光的色温和照度时，控制器4的控制单元44通过使拨盘5的转动角度与沿着控制曲线的长度相关联来确定光的色温和照度的变化量。将参考图4A和4B来说明该机制。
[0042]如上所述，拨盘5被配置成使指示器51能够在标记61和标记62之间转动约300° (参见图4A)。拨盘5的指示器51与标记61—致的情况下光的色温和照度与控制曲线的低照度(低光量)和低色温侧的端点P处所定义的值相对应(参见图4B)。此外，拨盘5的指示器51与标记62 —致的情况下照射光的色温和照度与控制曲线的高照度(高光量)和高色温侧的端点Q处所定义的值相对应。以下将端点P和Q之间沿着控制曲线的长度称为L。
[0043]在拨盘5从指示器51与标记61 —致的状态转动了约100° (总转动的1/3)的情况下，将控制曲线上从端点P起向着高照度(高光量)和高色温侧偏移了(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照度。然后，在拨盘5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，将控制曲线上从点R起向着高照度和高色温侧进一步偏移了(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照度。
[0044]这样，通过使拨盘5的转动角度与沿着控制曲线的长度相关联，拨盘5的转动角度与照射光的色温和照度的变化量相对应。因而，可以平滑地调整照射光的色温和照度。特别地，这便于对如下区域内的照度(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照度的变化宽度较大的区域(图4B的点R附近)或者相对于照度的变化宽度的色温的变化宽度较大的区域(图4B的点S附近)。
[0045]利用如上所述的本实施例的照明系统1，由于从光源单元2照射的光的色温和照度根据控制曲线而改变，因此甚至不具有照明方面的专业知识的一般用户也可以在保持照射光的色温和照度处于良好平衡的情况下对这两者进行调整。此外，由于可以使控制曲线向着高照度侧或低照度侧偏移，因此可以根据照明环境来容易地调整照射光的照度。
[0046]接着，将参考图5A来说明根据上述实施例的第一变形例的控制器。本变形例的控制器4a与上述控制器4的不同之处在于还设置有调整按钮73和调整按钮74，其中调整按钮73用于在照度-色温坐标中使控制曲线向着低色温侧偏移，以及调整按钮74用于在照度-色温坐标中使控制曲线向着高色温侧偏移。通过使用控制器4a，可以根据照明环境来容易地调整照射光的色温和照度这两者。
[0047]在上述说明中，尽管除了调整按钮71和72以外还设置有调整按钮73和74，但调整按钮71和72可以被调整按钮73和74替换。可选地，可以针对照度调整或色温调整设置一个、三个或更多个按钮。
[0048]接着，将参考图6A和6B来说明根据上述实施例的第二变形例的控制器。在本实施例的控制器4b中，能够转动的拨盘5还被配置成在垂直于转动面的方向上移动。因此，在转动拨盘5的情况下对照射光的色温和照度进行调整，并且拨盘5在其沿着垂直于转动面的方向上移动的情况下，用作用于使控制曲线偏移的调整单元7。
[0049]具体地，在向着壳体41推入拨盘5的情况下，在照度-色温坐标中控制曲线向着高照度侧偏移。相反，在与壳体41相反的方向上拉出拨盘5的情况下，在照度-色温坐标中控制曲线向着低照度侧偏移。通过如此将拨盘5用作调整单元7，构成控制器4b的组件数量变少，控制器4b的装配效率提高，并且控制器4b的外观简化且改善。
[0050]在本变形例中，拨盘在被拉出或推入的情况下，被配置为用作用于使控制曲线向着低照度侧或高照度侧偏移的调整单元。然而，拨盘也可被配置为使控制曲线向着高色温侧和低色温侧偏移等。[0051]此外，控制器4b具有显示单元8，其中该显示单元8显示调整单元7 (拨盘5)所进行的控制曲线的调整量。显示单元8例如具有发出多个颜色的光的发光器，并且经由这些发光器的发光模式来向用户通知调整单元7进行调整的调整量。例如，显示单元8被配置为在向着壳体41的方向上推入拨盘5的情况下发出蓝色光，并且该蓝色随着拨盘5的推入量的增加而变得越来越暗。这样，用户可以容易地获知调整单元7进行调整的调整量。此夕卜，显示单元8不局限于使用发光器的结构，并且例如可以包括用以显示该调整量的液晶面板。
[0052]根据本发明的照明控制器和包括该照明控制器的照明系统不局限于上述实施例及其变形例，并且可以进行各种修改。例如，可被配置成:将多个控制曲线存储在控制器的存储器中，并且利用曲线选择单元10(参见图5B)来根据照明环境适当地选择多个控制曲线中的一个控制曲线。
[0053]此外，除了上述实施例所述的控制曲线以外，还可以设置其它控制曲线。例如，可以包括起床模式曲线或就寝模式曲线，其中在该起床模式曲线中，光的照度和色温随着起床时的时间经过而单调增加，以及在该就寝模式曲线中，防止色温变为高色温。此外，照明系统还可以包括定时器(例如，参见图1中的定时器9)，由此在预设时刻开始和终止控制器的操作。因此，照明系统可以在其变为预设时刻的情况下自动启动。
[0054]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。
【权利要求】
1.一种照明控制器，用于对具有用于发出不同颜色光的多种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照度； 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照度彼此相关地进行改变；以及 调整单元，用于对所述存储器所存储的控制曲线其中之一进行调整， 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照度根据所述调整单元调整后的控制曲线所确定的值而进行改变。
2.根据权利要求1所述的照明控制器，其中，所述调整单元包括一个以上照度调整按钮和/或一个以上色温调整按钮。
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且在与所述拨盘的转动面垂直的方向上能够移动，以及 在所述拨盘在与所述转动面垂直的方向上移动的情况下，所述拨盘用作所述调整单J Li o
4.根据权利要求1至3中任一项所述的照明控制器，其中，还包括显示单元，所述显示单元用于显示所述调整单元进行调整的调整量。
5.一种照明系统，其包括根据权利要求1所述的照明控制器。
6.根据权利要求5所述的照明系统，其中，所述调整单元包括一个以上照度调整按钮和/或一个以上色温调整按钮。
7.根据权利要求5所述的照明系统，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且在与所述拨盘的转动面垂直的方向上能够移动，以及 在所述拨盘在与所述转动面垂直的方向上移动的情况下，所述拨盘用作所述调整单J Li o
8.根据权利要求5所述的照明系统，其中，所述照明控制器还包括显示单元，所述显示单元用于显示所述调整单元进行调整的调整量。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的照明系统，其中，所述控制曲线包括正常模式曲线，其中在所述正常模式曲线中，相对于光的色温的变化宽度的照度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。
10.根据权利要求9所述的照明系统，其中， 所述照明控制器还包括曲线选择单元，所述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 所述调整单元对所述曲线选择单元所选择的控制曲线进行调整。
11.根据权利要求10所述的照明系统，其中，所述控制曲线还包括起床模式曲线和就寝模式曲线至少之一，其中在所述起床模式曲线中，光的照度和色温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，防止光的色温变为高色温。
12.根据权利要求10或11所述的照明系统，其中，还包括定时器，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。
【文档编号】H05B37/02GK103491671SQ201310226509
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年6月7日 优先权日:2012年6月7日
【发明者】户田直宏 申请人:松下电器产业株式会社