[发明专利]自然日光模仿系统和用户接口

说明书

本发明涉及交互系统和用户接口，其用于例如通过响应于操纵具有 指示器的输入设备(例如旋钮、滑块、指针和/或可选择转盘(dial)) 而改变例如全天或其他时间段的人造光的属性来模仿(mimic)和控制 自然日光。

高级照明系统能够模仿全天的日光强度和颜色的自然变化。这通过 创建人们熟悉的动态照明条件使得诸如办公室或商店之类的特定空间 能够变成更自然的环境。这在诸如商店、购物中心、会议室和小书房 (cubicle office)之类的相对封闭和/或无窗户的环境中是特别有益的。

常规的照明系统允许例如通过调光、打开/关闭以及颜色调节来对光 源进行控制，以便提供更加丰富的体验以及提高生产率、安全性、效率 和舒适度。

随着可控光源(例如可控和可编程发光二极管(LED))的出现， 可以产生复杂的光效果。希望的是提供简单而直观的用户接口并且向用 户掩盖系统的复杂性。换言之，希望的是使得控制接口简单且易于使用。 以容易而直观的方式控制照明系统，同时掩盖系统的复杂性本身是一种 挑战。对于控制光源(例如调光)以便提供希望的光效果的不同交互范 例(paradigm)，存在若干解决方案。

例如，Begemann的转让给美国飞利浦公司的美国专利No.5861717 描述了一种用于根据测量的日光水平与发射的人造光的希望的色温之 间的预定关系控制可调节光源的颜色的照明系统，该文献通过引用全部 合并于此。控制单元根据测量的日光水平改变人造光的颜色和强度。日 历被提供用于确定年月日，时钟被提供用于确定日时。使用日期和时间 信息，连同年月日、日时之间的预定关系以及平均日光水平一起，产生 的光具有希望的色温和强度。

Blackwell的美国专利申请公开No.2003/0028260中描述了另一种常 规照明控制系统，该文献通过引用全部合并于此。在Blackwell的文献中， 通过改变光的属性(例如光的颜色、强度、变化率、表观传播方向)控 制可编程LED以提供复杂的照明效果，例如追逐彩虹。用户接口(例如 按钮；旋转、线性或可变开关；选择器、指针或转盘)用来从存储器中 选择程序以供处理器执行以便提供希望的光效果。

其他的照明控制系统包括使用计算机选择和控制希望的光效果，如 Mueller的美国专利申请公开No.2005/0040774中所描述的，该文献通过 引用全部合并于此。Muller也描述了改变光的色温的旋转开关。

在Terman的美国专利No.5343121和No.5589741中，人工照明系统 在预定地理位置处随着时间以与选择的时间间隔相应的方式改变光输 出，包括逐渐地改变照明以便精确地模仿选择的地理位置和时间间隔的 自然光转变。使用了全面的参考，其规定在一年的任何日期的二十四小 时内和任何地理纬度下在地球表面上期望的瞬时照明水平，例如天空 光、阳光和月光。处理器执行一定算法以驱动光源产生仿真(simulate) 的自然照明。在产生人造光以便再现伴随动态天气变化的照明方面，也 考虑影响自然光条件的其他自然现象，例如多云因素和坏的天气，以便 降低例如黎明照明的增加速率和黎明照明水平。

常规光控制系统中所缺乏的是简单的用户接口，其提供当前照明的 实时自动反馈并且允许直观地选择和产生希望的照明以及控制光源产 生的动态变化的人工照明。

例如，常规系统的问题之一在于，动态特性被预先编程，并且用户 不能轻易地影响照明气氛。例如，用户可能在一天的特定的时间精力消 怠(have an energy dip)、休息或者进行特定的活动，并且可能想要暂时 调节或改变照明条件。此外，除了模仿一天的特定时间的日光之外，用 户可能想要创建特定的天气类型。例如，当下雨时，商店经理可能想要 在商店内创建晴天的气氛以吸引顾客。这样的任务通过使用常规的照明 控制并不容易实现。

当前的系统和方法的一个目的是克服常规照明用户接口和控制系 统的缺点。