专利名称：用于产生光的设备的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及照明领域.更特别地，本发明涉及用于产生光 的设备，其能够产生动态的颜色序列和/或空间颜色分布。
背景技术：
用于以可变颜色照明空间的照明系统是公知的。 一般而言，这样 的系统包括多个光源，每个光源发出具有特定颜色的光，这些不同光 源的对应颜色是互不相同的。于是，所述系统作为整体产生的总体光 是所述多个光源发出的光的混合物。通过改变这些不同光源的相对强 度，可以改变该总体光混合物的颜色。应当指出的是，这些光源可以
是不同的类型，例如TL灯、卣素灯、LED等等。在下文中，将简单地 使用措词"灯"，但是这并非意在排除LED。
作为可变颜色照明系统的一个实例，影剧院中的照明系统被提及。 在演出期间，可能希望改变照明的颜色。然而，同样在住宅、商店、 餐馆、旅馆、学校、医院等的情况下，可能希望能够改变照明的颜色。 在影剧院等情况下，改变颜色一般是为了增强戏剧效果，但是在其他 情形下，可能更希望具有平滑而緩慢的过渡。
照明颜色可以由直接控制单独的灯的照明管理员(lighting operator)瞬时地改变。在这种情况下，照明管理员可以响应于场景、 环境照明、公众反应等的变化而直观地决定改变照明。然而，本发明 涉及具有可编程控制设备的系统，所述可编程控制设备依照预定的程 序控制单独的灯。照明设计者事先设想好颜色序列，并且该序列以程 序的形式或者更可能地以表格的形式编程到所述控制设备的存储器 中。这种表格包含对于每个时刻的所述系统的所需色点或者甚至所述 不同光源的相对强度。在输入单独的颜色值之后，设计者可以打开具 有这些颜色值的灯以便了解得到的颜色效果是否合意。在输入了颜色 值序列之后，设计者可以运行照明程序以便了解得到的颜色序列是否 合意。鉴于设计者必须对每个时间步长下的每种颜色进行编程这一事 实，因而对动态的颜色序列进行编程在目前是困难、费时且乏味的事情。
本发明目的在于提供一种方法和设备，利用这种方法和设备使得 创建动态颜色序列的过程更加方便且用户友好得多。
本领域技术人员应当清楚的是，光的颜色可以由颜色空间中的色 点坐标来表示。在这种表示中，改变颜色相应于在该颜色空间中从一 个色点到另一个色点的移位，或者所述系统的色点设置的移位。此外， 颜色序列相应于该颜色空间中的色点集合，所述集合可以表示为路径。 于是，动态地改变这些颜色可以表示为沿着这种路径"行进"。
上述实例涉及其中希望利用具有特定颜色的光来照明特定位置以 及其中希望将该颜色作为时间的函数来改变的情形。在这种情形下， 在每个时刻基本上存在一个色点，并且该色点作为时间的函数而变化。 另一方面，同样存在其中希望利用具有不同颜色的光来照明特定区域， 使得该区域的不同位置中光的颜色可以互不相同的情形。在这种情形
下，存在色点在所述区域上的分布；换言之，这些色点作为位置的函 数而变化。该颜色分布本身可以作为时间的函数而变化，但是在本说 明中，将假设该颜色分布是静止的，即不依赖于时间。
在这样的情形下，照明系统包括铠装(armature)阵列，每个铠 装包括如上所述的多个光源。因此，每个铠装总体上产生具有特定色 点的光(混合物)，所述色点可以通过设置该特定铠装的不同光源的 相对强度来设置。这些铠装可以彼此独立地进行控制，从而这些不同 铠装的色点可以互不相同。
所述铠装阵列的布局将与要照明的区域的形状有关地进行选择。 该阵列可以是1维的(线状阵列)，从而单独的铠装的位置可以通过 一个位置坐标来描述。该阵列也可以是2维的栅格，从而单独的铠装 的位置可以通过两个位置坐标来描述。该阵列甚至可以是3维栅格， 从而单独的铠装的位置可以通过三个位置坐标来描述。铠装在一维中 的布置可以沿着直线，但是这样的线也可以是弯曲的。相邻铠装之间 的相互距离可以总是相同的，但是该距离可以在所述区域上变化(为 了使得事情更加复杂，甚至可以作为时间的函数而变化，但是如所述 的，在本说明中将忽略时间的依赖关系)。
应当清楚的是，在受照明区域上光的色点的实际分布依赖于所述 铠装阵列的布局以及各铠装的色点，并且还依赖于所述铠装的各光束的形状(空间强度分布)。终究，大多数位置将接收来自不止一个铠 装的光。描述整个区域上希望的颜色分布是非常困难且不实际的。因 此，在以下说明中，短语"空间颜色分布"将用来表示所述铠装阵列 上色点的分布。因此，"空间颜色分布"将通过色点阵列来体现。
对于希望实现特定颜色效果的设计者而言，有必要计算单独的色 点，这同样是困难、费时且乏味的事情，随着铠装数量的增加，情况 越发如此。因此，本发明旨在提供一种方法和设备，利用这种方法和 设备使得创建空间颜色分布的过程更加方便且用户友好得多。
在动态颜色序列的情况下，问题基本上在于定义一组色点并且顺
序地产生这些色点；因此，这些色点作为坐标"时间"的函数而产生。 如上所述，这可以表示为在颜色空间中定义路径并且沿着该路径行进。 在空间颜色分布的情况下，问题同样在于定义一组色点(再次在颜色 空间中定义路径)，但是现在这些色点是通过相应的铠装来同时产生 的；因此，这些色点作为坐标"位置"的函数而产生。因此，总的说 来，本发明旨在提供一种用于以方便且用户友好的方式计算一组色点 的方法和设备。
发明内容
依照本发明的一个重要方面，颜色空间中的路径通过使用一个或 多个函数来定义.用户界面允许设计者选择两种或更多种不同的颜色 并且依照预先定义的函数计算连接这些颜色的路径。此外，该界面依 照用户可设置的条件计算沿着该路径的一组离散色点。在动态颜色序 列的情况下，还允许用户设置或改变沿着所述路径行进的速度。在空 间颜色分布的情况下，还允许用户依照铠装的数量输入沿着该路径的 色点的数量。由于现在用户选择少量的颜色和少量的函数参数就足以 设计整个动态颜色序列或空间颜色分布，因而大大减轻了设计的难度。
下面将通过参照附图的描述进一步解释本发明的这些和其他方 面、特征和优点，在这些附图中，相同的附图标记表示相同或相似的 部件，并且其中
图l示意性地示出了色度7图2示意性地示出了用于动态颜色序列的照明系统的框图； 图3示意性地说明了颜色空间中的路径； 图4A-4D示意性地说明了依照本发明的照明系统的操作； 图5示意性地示出了用于空间颜色分布的照明系统的框图； 图6示意性地说明了空间颜色分布中色点的设置。
具体实施例方式
图l示意性地示出了 CIE(xy)色度图。该示图是众所周知的，因此 有关它的解释将保持最少。点(l，O)、 (O，O)和(O，l)分别表示理想的红 色、蓝色和绿色，其为虚拟颜色。曲线1代表纯光谱色，波长以纳米 (nm)表示。虚线2连接曲线1的末端。曲线1和虚线2包围的区域3 包含所有的可见颜色；与曲线1的纯光谱色形成对照，区域3的颜色 是混合色，其可以通过混合两种或更多种纯光谱色来获得。相反地， 每种可见颜色可以由色度图中的坐标表示；色度图中的点将表示为"色 点，，。
应当指出的是，也可以使用不同的图形化的颜色表示，例如RGB 色度图，这对于本领域技术人员应当是显然的。优选地，在CIELAB颜 色空间中表示所述颜色，因为它以其感知均匀性质量而闻名。
为了解释颜色混合，CIE 1931(x，y)色度图是有用的。当两种纯光 谦色混合时，得到的混合色的色点位于连接这两种纯颜色的色点的线 上，所述得到的色点的确切位置取决于混合比例(强度比例)。例如， 当紫色和红色混合时，得到的混合色紫红色的色点位于虚线2上。如 果两种颜色能够混合产生白光，则称它们是"互补色".例如，图1 示出了连接蓝色(480nm)和黄色(580nm)的线4，该线穿过白点，表 示正确强度比例的蓝光和黄光将被感知为白光。应当指出的是，所迷 光混合物实际上仍然包含了不同波长的两种光谱成分。这对于任何其 他互补色组都是适用的在相应正确强度比例的情况下，所述光混合 物将被感知为白光。
如果分别将两种互补色(灯)的光强度表示为II和12，那么混合 光的总体强度Hot将由11+12限定，而得到的颜色将由比例11/12限 定。例如，假设第一颜色为强度为II的蓝色，第二颜色为强度为12 的黄色。如果12=0,那么得到的颜色是纯蓝色，得到的色点位于曲线
8l上。如果I2增大，那么色点沿着线4朝白点行进。只要色点位于纯蓝色和白色之间，那么相应的颜色仍然被感知为带蓝色的，不过越靠近白点，得到的颜色就越淡(pale)。
在下文中，词语"颜色"将用于区域3中的实际颜色，其与措词"色点，，关联。颜色的"印象"将用词语"色调"来表示；在上面的实例中，色调是蓝色。应当指出的是，色调与曲线1的光谱色关联；对于每个色点，相应的色调可以通过将该色点沿着穿过白点的线投影到曲线l上来找到。
此外，颜色是否或多或少为淡色调这一事实将由措词"饱和度"来表述。如果色点位于曲线1上，那么相应的颜色为纯光谱色，其也表示为全饱和色调(饱和度-l)。随着色点朝着白点行进，饱和度降低(不那么饱和的色调或更淡的色调)；按照定义，在白点处，饱和度为零。
应当指出的是，颜色的属性(例如色调和饱和度的值)是依赖于颜色空间的，并且还存在计算色调和饱和度的各种方式。然而，不管色调和饱和度的精确定义如何，本发明都是适用的。
应当指出的是，许多可见颜色可以通过混合两种颜色来获得，但是这并不适用于所有颜色，这可以容易地从图1中看出。为了能够产生具有任何希望的颜色的光，需要产生三种不同颜色的三个灯。可以使用更多的灯，但这不是必需的。
在下文中，将首先特别针对动态颜色序列的情况来说明本发明。
图2示意性地示出了包括灯组件14的照明系统10的框图。灯组件14包括多个(这里为三个)灯12A、 12B、 12C,每个灯分别具有由公共控制器15控制的关联的灯驱动器13A、 13B、 13C。用户输入设备示于19。三个灯12A、 12B、 12C分别产生具有互不相同的光颜色的光16A、 16B、 16C;所使用的典型颜色是红色(R )、绿色(G)、蓝色(B)。代替纯红色、绿色和蓝色的是，这些灯通常将发出近红色、近绿色和近蓝色的光，其分别由图1中的三个示例性色点Cl、 C2、 C3表示。灯组件14发出的总体光示于17;该总体光17为单独的光16A、 16B、 16C的混合物，具有由角点C1、 C2、 C3限定的三角形内的色点CP。
应当指出的是，灯12A、 12B、 12C可以由并联控制并且全都产生相同颜色的多个光源(例如LED)来实现。同样可能的是，灯组件14灯12A、 12B、 12C， 所有的灯组12A、 12B、 12C以相同的方式来驱动以便产生相同的色点。
利用系统IO,如果可以连续地改变单独的灯12A、 12B、 12C的光 强度的话，那么就可以将输出光混合物17的混合色设置在所述三角形 内的任何希望的位置处。然而， 一般而言，控制器15是数字控制器， 并且单独的灯12A、 12B、 12C的光强度只能以离散的步长来改变。在 这种情况下，可达到的色点处于沿着所述颜色空间中的栅格的位置。 这些色点存储在控制器15的存储器18中的颜色表内。如果该控制器 具有足够高的分辨率，那么该栅格是足够精细地错综复杂的，并且从 一点到相邻点的步长的离散性质对于人眼是不可见的。关于颜色表示， 优选的是CIELAB颜色空间，因为两个相邻栅格点之间的距离相应于整 个CIELAB颜色空间上的感知色中的基本上相等的差值。
图3示意性地示出了所述颜色空间的说明性部分31，其示出了色 点的栅格并且也示出了两个色点D和F。假设设计者希望色点D到色点 F是平滑过渡的。依照现有技术，设计者必须计算中间色点El、 E2、 E3等等。接着，他必须将控制器15编程成从色点D步进到第一中间色 点E1，维持这种情形达第一停止时间，步进到笫二中间色点E2，维持 这种情形达第二停止时间，等等，直到到达点F。然后，他必须运行该 程序并且观看得到的照明序列。如果他不满意(在该实例中，点EZ偏 离路线了)，那么他必须做出修改并且再次执行。
由图3可知，当控制器15随后从起始色点D经由中间色点E1、E2、 E3再到末端色点F改变所述光源组件的设置时，这些改变可以视为所 述颜色空间中所述控制器行进的路径32。在现有技术中，路径32是设 计者计算的单独的色点的结果；不由设计者计算的中间色点被跳过。 依照本发明，设计者可以输入或者选择描述所述路径的形状的公式， 设计者还可以输入该公式的一些特性参数，并且控制器15将计算沿着 该公式描述的路径的色点。本发明的这些特征将参照图4A-C来说明。
像图3—样，图4A示意性地示出了所述颜色空间的说明性部分， 其示出了色点的栅格并且也示出了由设计者输入的两个色点D和F。由 于输入色点在本领域中是已知的，因此不必解释如何标识色点。依照 本发明，设计者不必输入这两个色点D和F之间的色点。
在下文中，作为说明性实例，将假设控制器15配备了用于允许用
10户输入其对于所迷路径参数的选择的图形用户界面，但是应当清楚的 是，用于参数输入的其他装置也是可以设想的。
图4B为可能的路径形状的概览图，其可以在这种图形用户界面的 显示屏上成像为图标。选择路径形状可以通过从图形上"点击，，图标 来完成，或者在触摸屏用户界面的情况下可以通过适当地触摸所述屏 幕来完成。在41处，示出了具有端点X和Y的直线段；这种直线段由 简单的线性函数来描述。如果设计者选择了图标41,那么控制器15将 沿着从起点D到终点F的直线路径计算中间色点。
图标42相应于具有顶点X和Y的椭圆路径；这种椭圆路径由椭圆 函数来描述。如果设计者选择了图标42，那么控制器15将沿着从起点 D到终点F的半椭圆形路径计算中间色点。作为另外的路径参数，设计 者可以输入路径的"宽度"或者椭圆度；甚至圆形路径也是可能的。
图标43相应于具有顶点X和Y的8字形路径；如果设计者选择了 图标43，那么控制器15将沿着从起点D到终点F的S形路径计算中间 色点。可以由用户输入的另外可能的路径参数可以包括所述8字形上 半部分的"宽度"、所述8字形下半部分的"宽度"、所述8字形上 半部分和下半部分之间的交点的位置，等等。
应当清楚的是，该概览图不一定是完全的其他路径形状也是可 能的。
图4C为可能的路径重复模式图标的概览图，其可以成像在这种图 形用户界面的显示屏上。在"处，示出了单箭头；如果设计者选择了 路径重复模式44，那么控制器15将工作在单次执行模式下，其中它将 仅仅计算用于沿着所选择的路径从起点D到终点F行进一次的中间色 点序列。当到达终点F时，存在可供用户选择的若干选项，其由另外
的图标(其为了简单起见而未示出)表示。例如，可能的是，当到达 终点F时控制器15将关闭组件14。例如，同样可能的是，控制器15 将维持色点F，直到接收到另外的用户指令。
在45处，示出了双箭头；如果设计者选择了路径重复模式45,那 么控制器15将工作于往/返重复模式下，其中它将计算用于沿着所选 择的路径从起点D行进到终点F并且然后沿着相同的路径从F返回到D 的中间色点序列。然后，从D到F以及返回的路径可以重复预定的行 程(run)数量，所述行程数量也可以由用户输入.当完成最后的行程之后到达起点D时，存在可供用户选择的若干选项，其由另外的图标(其为了简单起见而未示出)表示。例如，可能的是，当到达起点D时控制器15将关闭组件14。例如，同样可能的是，控制器15将维持色点D，直到接收到另外的用户指令。
在46处，示出了圆形箭头；如果设计者选择了路径重复模式46，那么控制器15将工作于连续重复模式下，其中它将计算用于沿着所选择的路径从起点D行进到终点F并且然后从D到F重复相同的路径的中间色点序列。因此，在诸如图标41代表的路径之类的开端的路径的情况下，所述颜色设置将从色点F跳到色点D。在诸如图标"或W代表的路径之类的闭环路径的情况下，这种连续将包括沿着所述环的第二半从终点F往回行进到起点D，所述环的第二半在图标"的情况下即相对的半椭圆形路径，或者在图标43的情况下即成镜像的S形路径。然后，从D到F到D的闭环路径可以重复预定的行程数量，所述行程数量也可以由用户输入。当完成最后的行程之后到达起点D时，存在可供用户选择的若干选项，其由另外的图标(其为了简单起见而未示出)表示。例如，可能的是，当到达起点D时控制器15将关闭组件14。例如，同样可能的是，控制器15将维持色点D,直到接收到另外的用户指令。
应当清楚的是，该概览图不一定是完全的其他重复模式也是可能的。
假设对于图4A中的起点和终点D和F而言，设计者选择了椭圆路径42以及单箭头重复模式44。于是，控制器15可以计算如图4D所示的中间色点E，其逼近所选择的颜色路径47。应当指出的是，如果需要最小化存储空间，那么颜色空间中栅格的间距可以相对较宽，在该情况下，所述控制器可以被设计成通过使用插值计算所述颜色表的点之间的色点；由于用于插值的不同方法本身是已知的，因而在这里不必解释这样的插值方法。
上述说明表明，响应于接收到一些相对较简单的参数，控制器15将计算所述颜色空间中的色点。然而，除了在所述颜色空间中要遵循的路径47之外，所述照明序列的最终效果可以具有更多的变量。下面提到了这样的变量的实例，
这种变量的第一实例是视亮度(brightness)。可能的是，混合色17的视亮度在时间上保持恒定。然而，同样可能的是，混合色17的视亮度沿着路径47而变化或者作为时间的函数而变化。控制器15优选地被设计成允许设计者选择函数和输入函数参数，该函数参数描述视亮度变化作为时间的函数或者作为沿着要行进的路径47的位置的函数。
这种变量的第二实例是将称之为"颜色速度"的量，即作为时间的函数的颜色变化量。本领域技术人员应当清楚的是，在CIELAB颜色空间中，该颜色速度表示为AE/s，其可以视为设置的色点沿着路径47行进的速度。在代替AE使用了用于色差的其他定义的情况下，所述其他定义例如AE94、 AE2。。。等等，那么所述颜色速度将相应地例如分别表示为AE94/s、 AE2。。。/s。可能的是，该颜色速度在时间上保持恒定。然而，同样可能的是，该颜色速度沿着路径47而变化或者作为时间的函数而变化。控制器15优选地被设计成允许设计者选择函数和输入函数参数，该函数参数描述颜色速度作为时间的函数或者作为沿着要行进的路径47的位置的函数。本领域技术人员应当清楚的是，所述颜色速度相应于色点在下一 色点发生变化之前被维持的持续时间。该时间将表示为"驻留"时间系统"驻留"在该设置下达一定时间。当所述颜色速度增大时，驻留时间减少。驻留时间可以以两种方式来实现。可能的是，驻留时间作为控制参数与相应的强度设置一起被发送到驱动器13处，在该情况下，所述驱动器被设计成接收控制信号、将它们存储到緩冲存储器中以及与相应的驻留时间一起从该緩冲存储器中读取它们。同样可能的是，控制器15发送特定色点的控制信号、等待驻留时间的持续时间并且然后发送下一色点的控制信号，在该情况下，所述驱动器被设计成立即响应这些控制信号。
使用设计者选择和/或输入的函数和函数参数，所述控制器产生用于灯驱动器13A、 13B、 13C的动态控制信号序列，其具有的结果是，混合光17具有色点，该色点以规定的速度一次(44)或重复地(45;46)穿过所述颜色空间沿着规定的路径47行进，同时视亮度也遵从用户定义的函数。如果设计者对该结果不满意，那么他可以容易地修改一个或多个参数，所述控制器随之计算适应的色点、视亮度和颜色速度。
现在，在下文中，将特别地针对空间颜色分布的情况来解释本发明。
与图2类似，图5示意性地示出了包括多个灯组件114的照明系 统100的框图；为了互相区分这些灯组件，附图标记114通过括号之 间的数字做了补充。在图5的实例中，示出了四个灯组件。但是照明 系统可以包括三个或更少或者五个或更多组件。灯组件114可以互相 相同，并且对于每个灯组件114而言，有关图2的灯组件14的描述是 适用的，其因而仅仅简要地加以重复。每个灯组件114包括多个灯12A、 12B、 12C,每个具有关联的灯驱动器(未示出)。对于每个灯12A、 12B、 12C而言，以上针对系统10的灯12A、 12B、 12C给出的描述是适用的。 灯组件114 (i)的混合光输出示于117 (i);该光117 (i)具有色点CP (i)。
灯组件114相对于彼此以 一定空间关系而设置以便照明 一定区域。 出于说明的原因，可以假设灯组件114沿着线设置，因而每个组件 114 (i)的标号(i)可以被认为表示位置坐标。
灯组件114由公共的控制器115控制。该公共的控制器115能够 根据从输入设备19接收的输入以及存储器18中的信息驱动所有的灯 组件114，使得相应的色点CP具有特定的希望的值。因此，在要照明 的区域中，实现了色点CP(i)作为位置的函数的空间分布。
当然可以随机地选择色点CP(i)。然而，更实际的情况是，设计者 希望色点CP(i)遵从特定的规则，即它们处于沿着所述颜色空间中的特 定路径的位置上(比较图3中的颜色路径32)。参照图3，假设设计 者希望组件114实现从色点D到色点F的平滑分布，其中色点D和F 为外部组件U4(l)和114(4)的色点CP(1)和CP(4)的目标值。依照现 有技术，设计者必须为中间组件114(2)、 114(3)等计算中间色点El、 E2、 E3等等。接着，他必须将控制器115编程成产生用于各组件114 的控制信号，以便使得每个组件114产生具有所计算的色点的光。然 后，他必须运行该程序并且观看得到的颜色分布。如果他不满意(在 该实例中，点E2偏离路线了)，那么他就必须做出修改并且再次执行。
在现有技术中，设计者必须计算沿着路径32的所有色点。依照本 发明，设计者可以输入或选择描述所述路径的形状的公式，设计者还 可以输入该公式的某些特性参数，并且控制器115将计算沿着该公式 所描述的路径的色点。为了说明本发明的这些特征，可以再次参照图 4A—B。
14依照本发明，设计者可以输入分别用于外部灯组件114 (1)和114 (4) 的两个色点D和F;设计者不必输入要用于中间灯组件114 (2)和114 (3) 的这两个色点D和F之间的色点。
假设设计者使用了以上所述的图形用户界面。如果设计者选择了 图标41,那么控制器115将计算沿着从起点D到终点F的直线路径的 中间色点。如果设计者选择了图标42，那么控制器115将计算沿着从 起点D到终点F的半椭圓形路径的中间色点。如果设计者选择了图标 43,那么控制器115将计算沿着从起点D到终点F的S形路径的中间 色点。
假设对于图4A中的起点和终点D和F而言，设计者选择了椭圆形 路径42。控制器115于是可以计算图6中示出的中间色点CP(2)和 CP (3)，其逼近所选择的颜色路径47。
应当指出的是，在本实例中，系统IOO仅仅包括四个组件114,因 而路径47上的色点的数量等于四，包括起点D和终点F。在组件的数 量增加的情况下，色点的数量同样增加。
还应当指出的是，图6说明了颜色路径47上的相邻色点之间互相 相等的距离，但是这不是必须的。在相邻组件114之间的相互距离已 知的情况下，相邻色点之间的对应距离可以取成具有相同的比例。或 者可能的是，所述系统允许用户输入相邻色点之间的距离的绝对或相 对值。
在上面的实例中，系统100仅仅包括依照一个空间坐标设置的组 件114。然而，同样可能的是，系统100包括以二维行列阵列设置的组 件114。在这种情况下，这些组件可以由附图标记114(i，j)表示，并 且相应的色点可以由附图标记CP(i， j)表示，其中标号i和j表示第i 行和第j列的位置。以上说明于是适用于一个单行(或列)。对于其 他的行(或列)，用户可以重复其每行(或列)的操作。然而，输入 设备19可以具有允许用户指示控制器115从用户限定的颜色路径导出 其他行(或列)的颜色路径的特定输入命令(图标)。
在一个具有m行和n列的示例性实施例中，设计者规定分别用于 拐角组件114(1， 1) 、 114(1，n) 、 114 (m， 1)和114 (m， n)的色点CP(l， 1)、 CP(l，n)、 CP(m，l)和CP(m，n)。使用以上说明的方法，设计者规定用 于侧面组件114(1，1)到114(1，n)的第一颜色路径、用于侧面组件114(m，l)到114(m，n)的第二颜色路径以及用于侧面组件H4(l，l)到 114(m，l)的第三颜色路径。控制器115计算沿着第一颜色路径的色点 CP(1，1)到CP(l，n)，并且计算沿着第二颜色路径的色点CP(m，l)到 CP(m，n)。对于每列j，控制器115通过使用第一颜色路径上的色点 CP(l，j)和第二颜色路径上的色点CP(m，j)分别作为用于外部组件 114 (1， j)和114 (m， j)的值并且使用第三颜色路径的形状来计算用于 114(1， j)到114 (m， j)的颜色路径。
以上说明表明，响应于接收到一些相对较简单的参数，控制器15 将计算所述颜色空间中的一组色点，这些色点用于设置灯组件阵列以 便获得空间颜色分布。
本领域技术人员应当清楚的是，本发明并不限于以上讨论的示例 性实施例，而是若干变型和修改可以处于如所附权利要求中限定的本
发明的保护范围。
例如，在上面的实例中，假设设计者输入两个参考色点D和F。然
而，同样可能的是，设计者仅仅输入一个参考色点。当固定的色点(例 如白点)用作第二参考点时，路径可以通过仅仅一个由用户输入的色 点来限定。例如，可以利用仅仅一个由用户输入的色点来限定围绕白 点的圆形路径。
此外，在上面的实例中，两个由用户输入的色点都被控制器计算 的路径47穿过。然而，同样可能的是，用户输入的色点之一用作用于 控制器计算的路径47的参考点，该色点不被该路径穿过例如，圆的 中心，或者椭圆或抛物线路径的焦点。
此外，同样可能的是，设计者输入三个或更多参考色点，并且控 制器计算穿过所有这些点的路径。作为实例，可能的是，计算的路径 从白色到用户输入的第一色点并且返回(通过恒定色调的直线(41) 或者通过环(42或43))，然后从白色到用户输入的第二色点并且返 回，等等。
在上文中，参照框图说明了本发明，所述框图示出依照本发明的 设备的功能块。应当理解的是，这些功能块中的一个或多个可以以硬 件实现，其中这种功能块的功能由单独的硬件部件来实现，不过同样 可能的是，这些功能块中的一个或多个以软件实现，使得这种功能块 的功能通过计算机程序的一个或多个程序行或者诸如微处理器、微控
16制器、数字信号处理器之类的可编程设备来实现。
此外，在以上说明中，功能块"用户界面"19、"控制器"15、 "驱动器"13、"灯，，12被示为单独的设备。然而，在实际的实现方 式中，两种或多种功能可以结合到共同的设备中。例如，用户界面19 和控制器15的功能可以由单一的设备来实现。或者，例如，控制器15 和驱动器13的功能可以由单一的设备来实现。
此外，应当指出的是，由于系统的物理限制，用于每种颜色混合 发光体的颜色空间具有一定的边界。在确立的颜色路径具有位于该颜 色空间边界之外的特定部分的情况下，用于创建动态效果的软件优选 地被设计成采取防范措施来避免无意义的灯控制信号的建立。不同的 方法可用来解决该问题。最有吸引力的解决方案是用位于所述颜色空 间边界上的最近色点替换位于该颜色空间之外的任何计算出的色点。
尽管本发明的优选实施例基于CIELAB颜色空间，但是所描述的方 法并不仅仅限于该颜色空间。其他具有良好感知均匀性的颜色空间(例 如u，V，Y颜色空间)与特定的亮度(luminance )-亮度差值定义相结合， 也是可能的。
为了获得直观的方法，最有吸引力的是根据三个坐标色调、饱和 度和视亮度来描述色点并且将颜色路径限定为(色调，饱和度，视亮 度)的序列。具有适当亮度-亮度差值的感知均匀颜色空间的使用确保 了可以使得通过所述颜色空间的离散步长具有平滑的颜色过渡。这在 例如其中动态照明效果必须与其环境"协调"或《融洽"的应用中是
非常重要的，所述环境例如餐馆、商店、旅馆等等。
权利要求
1. 用于产生光的照明系统(10；100)，包括至少一个能够产生具有可变颜色的光(17；117)的灯组件(14；114)；用于控制所述灯组件的控制器(15；115)；耦合到该控制器的用户输入设备(19)；其中所述控制器(15；115)被设计成根据从用户输入设备(19)接收的数据产生用于所述灯组件的颜色控制信号；其特征在于所述控制器(15)被设计成根据从用户输入设备(19)接收的数据计算颜色空间(31)中的路径(47)、计算沿着所计算的路径(47)的色点集合(E；CP(2)，CP(3))的坐标并且依照所计算的色点产生其颜色控制信号。
2. 依照权利要求l的照明系统(10)，用于产生动态光序列，其 中所述控制器(15)被设计成产生用于所述灯组件(14)的颜色控制 信号序列，所述颜色控制信号顺序地相应于所计算的坐标，从而所述 灯组件(14)的光(17)的颜色连续地沿着所计算的色点(E)行进。
3. 依照权利要求l的照明系统(100)，用于产生空间颜色分布， 该系统包括多个灯组件(114(1) ， 114(2)， 114(3), 114(4))，每个灯组件 能够产生具有可变色点(CP(l)， CP (2)， CP (3)， CP (4))的光(117(1)， 117(2), 117(3)， 117(4));公共的控制器(115)，其用于控制所有的灯组件； 其中所述控制器(115)被设计成产生其用于各个灯组件的颜色控 制信号，使得这些灯组件(114(1)， 114(2)， 114(3)， 114(4))的色 点(CP(l)， CP (2)， CP (3)， CP (4))同时与对应的计算的色点一致。
4. 依照权利要求1的照明系统，其中所述灯组件(14)包括多个 具有关联的灯驱动器U3A， 13B， 13C)的光源(12A， 12B， 12C)， 每个光源(12A， 12B， 12C)被设计用于产生具有互不相同的颜色的光(16A， 16B， 16C);并且其中所述控制器(15)被设计用于产生用于这些单独的驱动 器的控制信号。
5. 依照权利要求1的照明系统，其中所述颜色空间是感知均匀的。
6. 依照权利要求3的照明系统，其中所述颜色空间是CIELAB颜 色空间或者u，V，Y颜色空间，并且其中色调、饱和度和视亮度与用于亮 度-亮度差值的公式一起被限定。
7. 依照权利要求1的照明系统，还包括具有色点表的存储器(18)。
8. 依照权利要求7的照明系统，其中所述控制器(15)被设计成 通过从所述存储器(18)中的所述表格中选择接近所计算的路径(47) 的色点坐标来计算色点(E)的坐标。
9. 依照权利要求7的照明系统，其中所述控制器(15)被设计成 通过在来自所述存储器(18)中的表格的色点之间进行插值来计算色 点(E)的坐标。
10. 依照权利要求1的照明系统，其中在所计算的沿着路径(47) 的任何色点(E)位于所述系统(10)的颜色空间之外的情况下，所述 控制器(15)被设计成用位于所述颜色空间的边界上的色点替换所述 计算的色点，所述边界上的色点优选地为位于所述颜色空间的边界上、 与所述计算的色点最接近的色点。
11. 依照权利要求1的照明系统，其中从用户输入设备(19)接 收的数据与至少一个色点(X; Y)有关，并且其中所述控制器(15) 被设计成计算路径(47)，使得该路径(47)穿过所述至少一个色点(X; Y)。
12. 依照权利要求1的照明系统，其中从用户输入设备(19)接 收的数据与描述路径(47)的形状的公式有关，并且其中所述控制器(15 )被设计成依照所述公式计算所述路径(47 )。
13. 依照权利要求1的照明系统，其中所述控制器(15)能够工 作于多种重复模式下，其中从用户输入设备(19)接收的数据与重复 模式有关，并且其中所述控制器(15)被设计成根据从所述用户输入 设备(19)接收的数据有选择性地工作于所述重复模式之一下。
14. 依照权利要求1的照明系统，其中从用户输入设备(19)接 收的数据与将输出光(17)的视亮度描述为时间的函数或者描述为沿 着路径(47)的位置的函数的公式有关，并且其中所迷控制器(15) 被设计成依照所述公式计算其颜色控制信号。
15. 依照权利要求1的照明系统，其中从用户输入设备(19)接收的数据与将颜色速度描述为时间的函数或者描述为沿着路径(47 ) 的位置的函数的公式有关，并且其中所述控制器(15)被设计成依照 所述公式计算其颜色控制信号。
16. 依照权利要求15的照明系统，其中对于每个色点而言，所述 控制器(15 )被设计成计算关联的驻留时间，并且其中所述控制器(15 ) 被设计成产生与特定色点有关的控制信号、等待直到经过相应的驻留 时间并且然后产生与后续色点有关的后续控制信号。
17. 依照权利要求15的照明系统，其中对于每个色点而言，所述 控制器(15)被设计成计算关联的驻留时间；其中所述控制器(15)被设计成产生与特定色点有关的控制信号、 产生与该特定色点的相应驻留时间有关的数据信号、将所述控制信号 和所述数据信号二者发送到灯组件(14);其中所述灯组件(14)被 设计成接收所述控制信号以及所述数据信号、依照所接收的控制信号 调节输出光(17)的色点的设置、依照所接收的数据信号维持该设置 达一定时间段，并且然后依照后续接收的控制信号调节所述输出光 (17)的色点的设置。
全文摘要
用于产生光的照明系统(10；100)，包括至少一个能够产生具有可变颜色的光(17；117)的灯组件(14；114)；用于控制所述灯组件的控制器(15；115)；耦合到该控制器的用户输入设备(19)。所述控制器(15；115)被设计成根据从用户输入设备(19)接收的数据产生用于所述灯组件的颜色控制信号。所述控制器(15)被设计成根据从用户输入设备(19)接收的数据计算颜色空间(31)中的路径(47)、计算沿着所计算的路径(47)的色点集合(E；CP(2)，CP(3))的坐标并且依照所计算的色点产生其颜色控制信号。该照明系统可以用于产生动态光序列或者用于产生空间颜色分布。
文档编号H05B37/02GK101480106SQ200780024126
公开日2009年7月8日 申请日期2007年6月22日 优先权日2006年6月26日
发明者J·P·W·巴伊詹斯 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司