具有自適應(yīng)天花板亮度分布的嵌入式照明天花板瓦片的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及照明控制。特別地，本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的照明系統(tǒng)并且涉及一種用于控制包括發(fā)光瓦片的照明系統(tǒng)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]開發(fā)新的且更能量高效的光照設(shè)備是社會(huì)面臨的重要技術(shù)挑戰(zhàn)之一。比傳統(tǒng)照明解決方案更能量高效的常見技術(shù)經(jīng)?；诎l(fā)光二極管(LED)。當(dāng)前，LED減少的成本和改進(jìn)的性能使得其能夠用于一般光照。LED的小尺寸允許將LED容易地集成到建筑材料和家具中。
[0003]組合這些趨勢(shì)，可以由發(fā)光的天花板而不是由暗天花板中的分立器材提供室內(nèi)空間的一般光照。這樣的漫射、大面積和低光亮度天花板源在產(chǎn)生沒有干擾器材的美學(xué)的、整潔的天花板的同時(shí)提供具有低眩光且?guī)缀鯚o陰影的舒適的照明。具有嵌入式照明的吸聲天花板瓦片的最近發(fā)展使得能夠用光完全覆蓋天花板而不使房間中的聲響效果惡化。
[0004]通過窗戶的日光導(dǎo)致在強(qiáng)度、色溫和方向性(陰影和對(duì)比度)方面不同于室內(nèi)照明的照明。常規(guī)室內(nèi)照明系統(tǒng)可以配備有光傳感器，使得日光引起的光照水平的增加可以通過調(diào)暗人造照明來補(bǔ)償。通過根據(jù)到窗戶的距離改變調(diào)光水平或者通過使用控制回路來將本地光照水平調(diào)整到某個(gè)預(yù)定義值，補(bǔ)償光照水平中的不想要的梯度。這些控制可以鏈接到百葉窗來調(diào)節(jié)進(jìn)入日光的量。具有日光控制裝置的現(xiàn)有技術(shù)室內(nèi)照明系統(tǒng)的示例可以在US 7190126中找到，其還進(jìn)一步描述了一種具有根據(jù)入射到房間中的日光的量調(diào)節(jié)光通量的控制裝置的辦公室照明系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的一般目的是使能包括發(fā)光瓦片的照明系統(tǒng)的改進(jìn)的性能和視覺舒適度以及用于控制這樣的照明系統(tǒng)的方法。
[0006]按照本發(fā)明的第一方面，這些和其他目的是通過使用一種用于控制照明系統(tǒng)的方法而實(shí)現(xiàn)的，其中，照明系統(tǒng)包括布置在天花板中的多個(gè)發(fā)光瓦片和用于控制多個(gè)發(fā)光瓦片的控制單元，并且其中，該方法包括以下步驟:(i)控制多個(gè)發(fā)光瓦片以在天花板中提供預(yù)定亮度對(duì)比度，以及(ii )針對(duì)該預(yù)定亮度對(duì)比度，控制多個(gè)發(fā)光瓦片以提供入射在目標(biāo)表面(例如水平工作平面)上的基本上均勻的光分布。
[0007]對(duì)于照明系統(tǒng)，應(yīng)當(dāng)理解，所述方法和照明系統(tǒng)的目的是提供照明，并且通常由LED驅(qū)動(dòng)的發(fā)光瓦片是提供光的主要組件。
[0008]亮度應(yīng)當(dāng)被理解為在某個(gè)方向上發(fā)射的通量密度。因此，亮度對(duì)比度是較高亮度的區(qū)域與較低亮度的區(qū)域之間的亮度差異如何被觀察者從遠(yuǎn)點(diǎn)感知到?？刂贫鄠€(gè)發(fā)光瓦片以提供亮度對(duì)比度因此包括控制多個(gè)發(fā)光瓦片以在天花板中提供較高相對(duì)亮度的區(qū)域和較低相對(duì)亮度的區(qū)域。對(duì)于漫射源和漫射反射器(朗伯源或朗伯反射器)，亮度與觀看方向無關(guān)。因此，亮度對(duì)比度被直接鏈接到通量，其在所有觀看方向上將是相同的。有利地，發(fā)光瓦片將發(fā)射和反射漫射光，并且因此可以設(shè)定亮度對(duì)比度而不考慮觀察者的相對(duì)位置。
[0009]入射在目標(biāo)表面上的基本上均勻的光分布應(yīng)當(dāng)被解釋為基本上均勻的照度。目標(biāo)表面可以是基本上平行于發(fā)光瓦片所布置于的天花板取向并且位于距天花板的某個(gè)距離處的水平工作平面。水平工作表面的示例可以是辦公室中的桌子或者室內(nèi)環(huán)境中的任何類似的工作區(qū)域。目標(biāo)表面應(yīng)當(dāng)在距天花板的至少等于天花板瓦片的間距的1.5到2倍的距離處以便提供均勻的光照。對(duì)于基本上均勻的照度的需要和期望是由于規(guī)定諸如工作平面之類的目標(biāo)表面上的最小平均照度和照度均勻性(對(duì)于辦公室環(huán)境而言通常為500流明)的規(guī)章。所述規(guī)章旨在提供最小水平的視覺舒適度。照度的均勻性可以取決于距離。例如，在桌子上相對(duì)高的均勻性，而在房間的角落里允許均勻性較低。重要的是，照明系統(tǒng)確保諸如水平工作平面之類的目標(biāo)表面上的光照均勻性。
[0010]房間中的亮度分布不應(yīng)當(dāng)包含太毛糙的對(duì)比度。發(fā)光天花板可以在天花板中提供低的亮度對(duì)比度，其將被期望提供視覺舒適度。然而，由于天花板中缺少亮度對(duì)比度的原因，許多人將基本上勻質(zhì)的發(fā)光天花板體驗(yàn)為視覺上不舒適。
[0011]本發(fā)明基于以下認(rèn)識(shí):通過使用分布式照明(諸如發(fā)光天花板瓦片)，可以調(diào)整房間中的照明條件以改進(jìn)視覺舒適度和光照而不影響作業(yè)水平處的光照。發(fā)光瓦片所布置處于的天花板覆蓋室內(nèi)區(qū)域中的視覺場(chǎng)的大部分，并且發(fā)光瓦片被控制來提供在天花板中的亮度對(duì)比度。發(fā)光瓦片還被控制來提供在目標(biāo)表面上入射的基本上均勻的光，因此天花板中的亮度對(duì)比度將提供房間的改進(jìn)的視覺舒適度或?qū)徝蓝桓淖児ぷ髌矫嫠教幍墓庹?。因此，即使室?nèi)區(qū)域中天花板瓦片的僅一部分是可控的，也可以實(shí)現(xiàn)改進(jìn)的視覺舒適度，即便可能合期望的是提供其中所有天花板瓦片都是發(fā)光瓦片的天花板。
[0012]按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，亮度對(duì)比度可以通過相較于第二子集減小多個(gè)發(fā)光瓦片的第一子集的亮度來實(shí)現(xiàn)。減小多個(gè)發(fā)光瓦片的第一子集的亮度以提供相較于第二子集的亮度對(duì)比度將因此向房間中的觀察者提供視覺舒適度。為了減小來自發(fā)光瓦片的子集的亮度，可以減少該子集中包括的一個(gè)或多個(gè)發(fā)光瓦片所產(chǎn)生的光量?？商鎿Q地，可以關(guān)斷該子集中的一個(gè)或多個(gè)發(fā)光瓦片。然而，被關(guān)斷的發(fā)光瓦片仍將提供來自該發(fā)光瓦片所反射的光的一定的亮度。因此，在反射率和漫射反射量?jī)煞矫嬉部梢哉{(diào)諧發(fā)光瓦片或者甚至天花板中包括的普通瓦片的反射性。
[0013]按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，亮度對(duì)比度可以通過減小多個(gè)發(fā)光瓦片的第一子集的亮度并且通過增大多個(gè)發(fā)光瓦片的第二子集的亮度來實(shí)現(xiàn)。通過增大發(fā)光瓦片的第二子集的亮度和減小發(fā)光瓦片的第一子集的亮度，亮度對(duì)比度被提供作為兩個(gè)子集之間的亮度的對(duì)比度。特別地，該效果可以有利地用來提供發(fā)光瓦片的兩個(gè)子集之間的大的亮度對(duì)比度。
[0014]按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，可以基于日光條件來控制多個(gè)發(fā)光瓦片。日光條件將影響包括諸如窗戶之類的日光入口的室內(nèi)區(qū)域中的光量，并且因此影響其中存在照明系統(tǒng)的室內(nèi)區(qū)域中的照度。日光條件對(duì)照度的影響將用來通過減小來自多個(gè)發(fā)光瓦片的通量而減小照明系統(tǒng)的能量消耗。此外，如果日光入射在目標(biāo)表面上，則可以關(guān)閉光照日光被入射于的區(qū)域的發(fā)光瓦片子集。如果日光條件引入視覺不舒適，則可以控制多個(gè)發(fā)光瓦片以使得來自發(fā)光瓦片的亮度對(duì)比度減小該視覺不舒適。相應(yīng)地，可以基于時(shí)刻或者基于天氣預(yù)報(bào)來控制多個(gè)發(fā)光瓦片。時(shí)刻或天氣預(yù)報(bào)的信息將進(jìn)一步用來對(duì)抗日光條件的影響，或者用來進(jìn)一步減小照明系統(tǒng)的能量消耗?？梢酝ㄟ^預(yù)定值間接地合并時(shí)刻或天氣預(yù)報(bào)，或者可以從數(shù)據(jù)庫(kù)或類似的信息存儲(chǔ)裝置讀取時(shí)刻或天氣預(yù)報(bào)。另一個(gè)可能性是通過傳感器構(gòu)件直接感測(cè)時(shí)刻或當(dāng)前天氣條件。
[0015]按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，可以基于入射在多個(gè)發(fā)光瓦片所光照的表面上的日光來控制多個(gè)發(fā)光瓦片。為了進(jìn)一步增強(qiáng)視覺舒適度，將基于入射在多個(gè)發(fā)光瓦片所光照的表面上的日光來控制多個(gè)發(fā)光瓦片。發(fā)光瓦片提供的亮度對(duì)比度將被控制來提供視覺舒適度，以及表面上的基本上均勻的光分布，換言之，日光所入射于的表面相較于同一平面中沒有日光入射在其上的其他表面將以高可能性感知到來自發(fā)光天花板瓦片的較低照度。
[0016]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，如果日光入射在多個(gè)發(fā)光瓦片的第一子集所光照的表面上，則可以進(jìn)一步控制多個(gè)發(fā)光瓦片以使得發(fā)光瓦片的第一子集所提供的亮度對(duì)比度低于發(fā)光瓦片的第二子集所提供的亮度對(duì)比度，其中發(fā)光瓦片的第二子集光照基本上較少日光所入射于的表面。入射日光將在室內(nèi)區(qū)域中引入亮度對(duì)比度。為了能夠提供視覺舒適度，發(fā)光瓦片應(yīng)當(dāng)在天花板中的正在光照沒有日光入射于的表面的部分中提供亮度對(duì)比度，以平衡由日光引入的亮度對(duì)比度。由此通過日光引入的亮度對(duì)比度與用于平衡日光的發(fā)光瓦片所提供的亮度對(duì)比度相組合而在整個(gè)天花板中提供舒適的亮度對(duì)比度