用于控制作为亮度的函数的色温的照明系统的制作方法

本发明涉及照明设备以及小键盘，所述照明设备包括发光二极管(led)，所述小键盘可以基于作为不同的调光曲线和亮度的函数的相关色温(cct)的改变来选择性地控制被布置在结构之中的led照明设备之中的区域、场景和显示照明。

背景技术：

1、以下描述和示例仅作为背景提供，并且旨在揭示据信可能与本发明相关的信息。任何以下信息都不必然旨在或应被解释为构成影响本文所要求保护的主题的可取得专利权的特点的现有技术。

2、照明设备(有时被称为照明器材、发光体或灯)包括白炽照明设备、荧光照明设备和日益流行的led照明设备。led照明设备与传统照明设备(诸如白炽灯和荧光灯具)相比提供了许多优点。led照明设备具有更低的功耗、更长的寿命、由最低限度的危险材料构成，并且可以针对不同的应用进行颜色调谐。例如，led照明设备提供将色度从红色调节到蓝色、到绿色等，或者将相关色温(可替代地，被简称为“色温”)从暖白色调节到冷白色等等的机会。

3、led照明设备可以将多个不同颜色的发光led组合成单个包装。多色led照明设备的示例是其中两个或更多不同色度的led在同一包装内组合以产生白色光或近白色光的设备。市场上有许多不同类型的白光led照明设备，其中一些组合了红色、绿色和蓝色(rgb)led，红色、绿色、蓝色和黄色(rgby)led，磷光体转换的白色和红色(wr)led、rgbw led等。通过在同一包装内组合led的不同色度，并驱动涂覆有不同半导体材料或由不同半导体材料制成并具有不同驱动电流的不同颜色的led，这些照明设备可以混合它们的色度输出，并且从而在范围从暖白色(例如，2600k-3700k)到中性白色(例如，3700k-5000k)到冷白色(例如，5000k-6000k)或日光(例如，6000k-8300k)的宽色域的cct(色温)内生成白色光或近白色光。一些多色led照明设备还使得led照明设备的亮度能够被改变到特定的设置点。当在标准化色度图上被设置为特定亮度和色度时，这些可调谐的led照明设备应当全都产生相同的颜色和显色指数(cri)。

4、色度图绘制了在色度坐标和光谱波长方面人眼可以感知的色域。所有饱和颜色的光谱波长分布在轮廓空间(被称为人类视觉的“色域”)的边缘周围，该轮廓空间涵盖人眼感知的所有色调。在图1中示出的1931cie色度图中，人类视觉的色域10内的颜色关于x/y色度坐标进行绘制。沿着黑体轨迹或黑体曲线12的色度坐标或颜色点遵循planck方程，e(λ)＝aλ-5/(e(b/t)-1)。位于黑体曲线12上或附近的颜色点提供色温范围在大致2000k和10000k之间的白色或近白色光的范围。通常通过混合来自led照明设备内的两个或更多个不同颜色的led的光来实现这些色温。例如，可以混合从rgb led发射的光以产生基本上白色的光，其色温在大约2300k至大约6000k的范围内。虽然照明设备通常被配置为产生沿着黑体曲线12布置的白色或近白色的色温的范围(例如，大约2300k至6000k)，但是一些照明设备可以被配置为在由单独的led形成的颜色色域三角形内产生任何颜色。

5、黑体曲线12的至少一部分常常被称为与日间的色温的开尔文标度相对应的“日间轨迹”。在实现日间轨迹时，期望的是模拟日间的色温。适当的日间模拟要求目标色温在日出之后到本地时间中午增加，并且其后在中午后到日落减少。还期望的是在整个结构中的各个区域中布置的led照明设备可以其后表现为具有与该结构的太阳朝向的自然改变的色温相同的目标色温。如果多于一个区域需要模拟，那么可以将一个或多个区域分组到场景中。因此，作为一个或多个区域，场景由来自在整个结构中布置的led照明设备组的照明输出构成。期望的是或者区域内的或者场景的一个或多个区域内的led照明设备在特定时间具有相同的照明输出。因此，包含多个led照明设备的场景期望地在时间中的特定时刻具有相同的亮度和色温，并且从而对于该特定场景是静态的。就其性质而言，场景在一段时间内在照明输出(色温和亮度)方面是静态的。从一个静态场景改变到另一个场景以在一个或多个区域内的多个照明设备之中形成不同的照明输出形成了所谓的显示(show)。在整个结构中的另一个场景内可以存在可以具有不同亮度和/或色温的其它led照明设备。例如，第一场景内的照明设备可以具有第一亮度和/或色温，并且第二场景内的照明设备可以具有第二亮度和/或色温。第一场景可以是来自照明设备的第一组之中的第一照明输出，而第二场景可以是来自照明设备的同一组之中或来自照明设备的不同组的第二照明输出。

6、将期望的是用小键盘控制整个结构中的每个场景。小键盘上的按钮可以专用于改变led照明设备的所分组的场景的亮度和/或色温。通过可能按下单个按钮，形成场景的所分组的多个照明设备的亮度和/或色温可以从第一静态照明输出改变为第二静态照明输出，直到再次按下按钮以进行进一步照明输出改变的时间为止。

7、还将期望的是在一天中的不同时间自动地改变led照明设备的所分组的场景的静态照明输出。可以通过在一天中的不同时间按下小键盘上的按钮以从一个静态输出改变为另一个静态输出来发生改变，或者可以在没有任何用户干预的情况下以预定义的周期性间隔自动地发生改变。led照明设备的所分组的场景的照明输出到该所分组的场景的另一个照明输出的自动的周期性的改变形成了显示。将期望的是在调光曲线上绘制来自led照明设备的所分组的场景的不同亮度和/或色温输出，以及使用小键盘上的按钮来周期性地改变调光曲线的至少一部分。当调光曲线从例如第一调光曲线改变为第二调光曲线时，led照明设备的所分组的场景可以从沿着第一调光曲线的一个显示改变为沿着第二调光曲线的另一个显示。

8、虽然术语“场景”引用包含多个led照明设备的至少一个区域，但是以下的场景也引用来自所述至少一个区域的照明输出，并且该输出包括在时间中的特定点的来自所述至少一个区域的亮度和色温，并且在一段时间内延伸直到产生了具有不同照明输出的另一个场景。因此，沿着调光曲线的一系列场景(每个场景可能具有不同的亮度和色温值)包括形成显示的动态地改变的场景。因此，场景不仅代表一个或多个区域，还代表来自区域的在一整天中自动地被改变时形成显示的静态亮度和色温输出。

9、期望的是模拟太阳对包含led照明设备的结构的朝向的自然改变所需要的目标色温不仅作为亮度的函数而且还作为一天中的时间的函数而改变。作为亮度和一天中的时间的函数的色温的改变形成了不同的调光曲线，其中led照明设备可以例如在所模拟的日出产生主要模拟红色带一些黄色的日出天空的2300k-2700k，在午间产生主要模拟蓝色的午间天空的5000k-6500k，以及再次以主要模拟红色的日落天空的2300k-2700k，类似于暖白色、日间/冷白色以及回到暖白色之间的差异。

10、因此，存在需要：将在结构的一个或多个区域内的led照明设备分组以形成场景，并且将照明设备的所分组的场景的led照明设备的照明输出从一个场景照明输出静态地改变为另一个(即，从led照明设备的所分组的场景的第一场景的第一亮度和/或第一色温到led照明设备的同样的所分组的场景的第二场景的第二亮度和/或第二色温)。还需要形成沿着调光曲线的一系列场景(虽然场景内有相同的多个led照明设备然而其具有不同的亮度和/或色温)，以沿着调光曲线动态地改变亮度和色温照明输出以创建新的调光曲线，并且以为每个调光曲线绘制一系列场景的色温和亮度值。场景可以将沿着给定的调光曲线被指派给一天中的特定时间，其中具有不同色温和亮度值的其它场景被指派给一天中的其它时间。还存在需要：将每个具有所绘制的色温和亮度值的场景指派给一天中的不同时间以形成显示。如果执行绘制使得色温模拟日间轨迹，那么期望的显示变为自然显示，其将沿着与日间轨迹相关的调光曲线自动地改变在一天中的特定时间在场景内以及一整天在一系列场景之中的led照明设备的色温输出。还存在需要：控制从区域或场景输出的色温的改变，并使用单个小键盘(诸如全局小键盘)上的一个或多个按钮通过以平滑和不脱节的方式暂时、永久或持久地改变在一天中的各个时间在场景之中的自然显示来控制自然显示。

技术实现思路

1、提供了一种用于控制作为亮度的函数的色温的照明系统和方法。led照明设备的主要特征可以是从其输出的色温和亮度。在一整天中需要各种形式的白色，以形成沿着调光曲线的自然显示。自然显示(具体而言是作为亮度的函数的色温)可以改变，以模拟太阳对结构的位置，并且更特别地模拟外部日间和夜间的自然阳光条件。对自然显示的超控或改变可以是暂时的、持久的或永久的。

2、实现作为亮度的函数的色温控制的一种机制是通过使用小键盘，该小键盘可通信地链接到围绕结构布置的多个led照明设备。多个照明设备可以被分组为该结构内的一个或多个区域，并且一个或多个区域可以被分组以形成场景。根据一个实施例，单个小键盘可以控制有线连接或无线耦合到小键盘的照明设备的一个或多个区域。小键盘可以类似地控制与每个区域相关联的色温或亮度值。类似地，小键盘还可以控制照明设备的一个或多个区域的场景。通过按下小键盘上的按钮以静态地将亮度或色温从一个状态改变为另一个状态，可以控制区域或场景。改变可以保留，直到再次按下按钮。因此，每次按下按钮时，可以静态地控制区域或场景，直到再次按下按钮。

3、可以在一天中的具体时间静态地控制区域或场景。随着具有相同多个led照明设备但具有不同亮度和色温的一系列场景沿着调光曲线被绘制以形成显示，场景中的一个或多个(并且具体地说是照明设备的所分组的场景的亮度和色温)可以改变作为亮度和一天中的时间的函数的色温。对同一组照明设备的静态照明输出的自动和周期性改变可以形成沿着调光曲线具有不同输出的多个场景。如果用于模拟日间日照条件，那么所绘制的调光曲线将产生布置在场景内的相同多个照明设备的增加的色温，以及在下文中被称为具有增加的色温的一系列场景：场景a是在相对低的色温下的照明设备的第一场景，增加到在相对较高色温下的照明设备的第一场景的场景b，进一步增加到在甚至更高色温下的照明设备的第一场景的场景b，等等。虽然场景a、场景b、场景c等在被控制的led照明设备组方面是相同的场景，但是作为该组的亮度的函数的色温在一整天中改变，以便形成不同的场景，因为色温仍然可以在同一场景或同一组照明设备之中改变。因而，场景不仅可以代表相同的一个或多个区域(即，照明设备组)，场景还将照明设备组的照明输出代表为与亮度相关以及在一天中的不同时间的色温，以形成尽管来自同一组照明设备但具有场景的序列的调光曲线。

4、根据一个实施例，例如，日出照明场景可以是产生用于在一天中的具体时间(诸如日出后一小时)模拟日出条件的色温的场景。另一方面，日落场景可以是可能地同一组照明设备的场景但具有用于模拟日落条件并因此特定于例如日落前一小时的色温输出。

5、布置在结构之中的小键盘通信地耦合到多个led照明设备，并且小键盘优选地包括布置在小键盘上的多个按钮。第一多个按钮可以被耦合成调节仅第一区域内的多个照明设备的亮度，而第二多个按钮可以被耦合成调节照明场景内的多个照明设备的亮度。照明场景可以包括第一区域，并且优选地是亮度和色温的静态照明输出。可以在或者色温或者亮度或两者方面调节静态输出。如上文所提及的，可以根据小键盘上的一个或多个按钮的激活改变从特定照明场景输出的静态但可修改的色温和/或亮度值。而且，可以通过在日间和夜间时间串联在一起并将串联在一起的场景绘制到调光曲线以形成显示来动态地改变具有不同的但均具有静态的照明输出的一系列场景。如果沿着调光曲线的色温目标在于模拟由太阳或者在夜间没有太阳的外部日间照明，那么所绘制的调光曲线形成自然显示。第三多个按钮可以被耦合成通过在一天中的多个不同时间自动且周期性地改变作为照明场景内的多个led照明设备的亮度的函数的色温来启用自然显示。

6、根据另一个实施例，第一多个按钮还包括第一按钮对。第一按钮对中的第一个按钮被耦合成打开并且增加仅第一区域内多个led照明设备的亮度。第一按钮对中的第二个按钮被耦合成关断并且降低仅第一区域内多个照明设备的亮度。第二多个按钮还可以包括第二按钮对。第二按钮对中的第一个按钮被耦合成打开并增加照明场景内多个照明设备的亮度。第二按钮对中的第二个按钮被耦合成关断并且降低照明场景内多个照明设备的亮度。

7、根据又一个实施例，第四多个按钮还包括第四按钮对。第四按钮对中的第一个按钮被耦合成打开并增加照明场景内多个led照明设备的色温。第四按钮对中的第二个按钮被耦合成关断并降低照明场景内多个led照明设备的色温。第五多个按钮还包括第五按钮对。第五按钮对中的第一个按钮被耦合成打开并且增加仅第二区域内多个led照明设备的亮度。第五按钮对中的第二个按钮被耦合成关断并且降低仅第二区域内多个led照明设备的亮度。

8、除了led照明设备和小键盘之外，照明系统还可以包括具有图形用户界面(gui)的遥控器。例如，通过使用遥控器并且具体而言是遥控器的gui，对指派给小键盘的第一多个led照明设备和第二多个led照明设备进行编程控制。在遥控器的屏幕上呈现的gui远离但无线地耦合到第一多个照明设备和第二多个照明设备以及小键盘。在gui上，用户可以将第一多个照明设备指派给第一区域，并且将第二多个照明设备指派给第二区域。在gui上，还可以创建多个场景，每个场景可能具有唯一的亮度和色温。可以创建多个场景中的每个场景，以针对第一多个照明设备和第二多个照明设备来控制作为亮度和一天中的时间的函数的色温。而且，在gui上，可以从多个场景之中对场景的定时序列进行分组，以形成自然显示。自然显示沿着具有最高色温的第一调光曲线延伸，该最高色温基本上日出和日落之间在时间中接近中点。

9、通过分别按下小键盘的第一部分上的第一多个按钮和小键盘的第二部分上的第五多个按钮，可以在第一区域内的第一多个照明设备之中以及第二区域内的第二多个照明设备之中改变亮度。以沿着与第一调光曲线和第二调光曲线不同地改变的第一多个照明设备和第二多个照明设备之中的色温，自然显示也可以被改变为在场景的整个定时序列中具有比第一调光曲线更低亮度的第二调光曲线。

10、根据一个实施例，通过按下第一部分上的第二多个按钮，并且其后按下第一部分上的第三多个按钮达预确定的时间的量，对于场景的时间序列中的至少一个场景在第一多个照明设备和第二多个照明设备之中改变亮度，由此可以将自然显示永久地改变为沿着第二调光曲线。通过在第一部分上按下第二多个按钮并且在没有用户干预的情况下在超时已到期之后自动地将第一多个照明设备和第二多个照明设备之中的亮度改变回第一调光曲线，对于场景的定时序列之中的至少一个场景改变第一多个照明设备和第二多个照明设备之中的亮度，由此可以持久地改变自然显示达超时时段。

11、在场景的时间序列期间，自然显示也可以被改变为沿着第二调光曲线，该第二调光曲线在第一多个照明设备和第二多个照明设备之中具有比第一调光曲线更低的亮度和更低的色温。而所述较低色温的量作为所述较低亮度的量的函数取决于一天中的时间。然后，通过分别按下第一部分上的第二多个按钮和按下第一部分上的第四多个按钮，并且其后按下第一部分上的第三多个按钮达预确定的时间的量，对于场景的定时序列之中的至少一个场景改变第一多个照明设备和第二多个照明设备之中的亮度或色温，由此可以将自然显示永久地改变为沿着第二调光曲线。通过按下第一部分上的第二多个按钮，对场景的定时序列之中的至少一个场景改变第一多个照明设备和第二多个照明设备之中的亮度和色温，由此也可以持久地改变自然显示。在超时已到期之后，在没有用户干预的情况下，在第一多个照明设备和第二多个照明设备之中亮度和色温可被自动改变回第一调光曲线。

12、根据又一个实施例，可以使用全局小键盘来实现照明系统。可以在整个结构中的相应多个区域之中布置多组led照明设备。用于控制结构之中的所有led照明设备的单个全局小键盘通信地耦合到多组照明设备，并且可以包括布置在全局小键盘上的多个按钮。多个按钮中的至少一个可以启用紧急显示以自动、周期性相继地打开和关断多组照明设备中选择的照明设备组。

13、除了自动、周期性地相继打开和关断多组照明设备，或作为其替代，全局小键盘还可以启用紧急显示，以在结构内或结构的预定义的距离内检测到入侵者时改变多组照明设备中选择的照明设备组的颜色。改变的颜色可以是例如白色到红色，以指示入侵者的存在。

14、因此，可以在用于照亮结构的方法中实现单个全局小键盘。该方法可以包括从结构内和附近的多组led照明设备发射光。可以在单个全局小键盘上按下按钮以激活操作的离开模式。一旦在结构内或结构的预定义的距离内检测到入侵者，就在多组照明设备中的选择的照明设备组之中发起紧急显示。例如，在紧急显示之前发射的光可以是自动并周期性地改变作为一天中不同时间的亮度的函数的色温的自然显示。当检测到入侵者时，自然显示中断，并且将发起周期性的开/关照明或颜色改变的紧急显示。

15、通过在多个照明场景之中绘制各种自然显示，控制各种场景的重要方面开始。每个都具有作为亮度和一天当中的时间的函数的不同色温的一系列照明场景形成从日出到日落以及甚至超出日落到夜间的连续调光曲线。根据一个实施例，有益的是绘制多个自然显示或多个调光曲线，每个都具有多个照明场景，并且每个调光曲线上的每个场景具有不同于该调光曲线上的其它场景的、作为亮度的函数的唯一色温。因此，所有照明设备的色温都被设计成随亮度和一天中的时间而改变。但是，改变的量取决于全亮度下的色温。全亮度下的改变的色温可以沿着第一调光曲线，并且随着亮度降低，形成第二调光曲线、然后是第三调光曲线。随着亮度降低，随后的调光曲线(第二调光曲线、第三调光曲线等)图示了当与场景相关联的多个照明设备以全亮度产生2700k时，相同的多个led照明设备将在较低的亮度值产生明显较低的色温。同时，在全亮度下产生5000k的多个照明设备在较低亮度值下仅产生略低的色温。因此，调光曲线(并且具体而言是色温的改变)，不仅是全亮度的函数而且是一般亮度的函数。色温也与一天中的时间有关，因此在不同亮度值、在全亮度及以下的每个调光曲线将具有不同的所绘制的形状。

16、在绘制或供给过程期间，固定了全亮度下的色温绘制以形成例如第一调光曲线，以及较低亮度值下的色温绘制以形成第二调光曲线、第三调光曲线等。绘制或供给过程经由gui发生，随后在多个led照明设备内存储所产生的调光曲线。其后，当例如从小键盘上按下的按钮发送寻址到特定照明设备组的控制信号时，可以从照明设备取得或取出所绘制的调光曲线。

17、根据第一实施例，提供了一种用于在多个照明场景之中创建自然显示的调光曲线绘制的系统。该系统包括具有gui的遥控器，该gui适于创建多个照明场景之中专门应用于多个led照明设备的第一组的第一场景和第二场景。gui还适于将第一色温指派为多个照明设备的第一组的亮度的第一函数，以形成一天中的第一时间的第一场景。gui还适于将第二色温指派为多个照明设备的第一组的亮度的第一函数，以形成不同于一天中的第一时间的一天中的第二时间的第二场景。多个照明设备的第一组内的存储介质被配置为将第一色温和第二色温存储为相应的第一场景和第二场景的亮度的第一函数，以形成第一自然显示的第一调光曲线绘制的至少一部分。

18、可以在gui上重复紧接在前的过程，以创建多个照明场景之中的第三场景和第四场景，其中第三色温和第四色温被指派为多个照明设备的第一组的亮度的第二函数。后续的第三场景和第四场景可以作为亮度的第二函数被存储在存储介质内，以形成第二自然显示的第二调光曲线绘制的至少一部分。

19、在实现第一调光曲线和第二调光曲线的绘制之后，与第一调光曲线相关联的第一自然显示其后可以至少部分地改变为与第二调光曲线相关联的第二自然显示。从第一调光曲线改变为第二调光曲线的方法优选地是平滑且不脱节的。为了实现平滑且不脱节的改变，方法包括首先取出包括指派给至少一组led照明设备的第一系列场景的第一调光曲线，所述第一系列场景中的每个都包括作为亮度的第一函数的色温。然后，第一系列场景被指派有在一整天中时间隔开的距离，以形成与从日出到中午增加并且从中午到日落减小的色温的第一调光曲线相关联的第一自然显示。然后可以改变在日出到日落之间在一天中的特定时间处第一系列场景中的一个的亮度或色温。如果改变的亮度产生在第二调光曲线上的点的预定义的距离内的第一系列场景中的一个的色温，那么在包括在改变的场景之前的n个场景和在改变的场景之后的n个场景的第二系列的第二调光曲线的至少剩余部分上实现第二取出操作。

20、优选地，第二调光曲线上的点是在一天中的特定时间在第二调光曲线上的场景的色温。预定义的距离优选地是在一天中的特定时间在第二调光曲线上的场景的色温的10％。预定义的距离优选地小于65k。在改变的场景之前的n个场景的第二系列中的每个和在改变的场景之后的n个场景中的每个都包括作为亮度的第二函数的色温。优选地，亮度的第二函数与亮度的第一函数不同，并且n小于三。

21、根据替代实施例，如果第一系列场景中的一个的改变的亮度或色温在一天中的特定时间在第二调光曲线上的场景的预定义的色温或亮度内，那么第二取出是包括在改变的场景之前的n个场景和在改变的场景之后的n个场景的第二系列的第二调光曲线的至少一部分，以提供平滑且不脱节的第二自然显示。