[发明专利]具有自适应天花板亮度分布的嵌入式照明天花板瓦片

说明书

技术领域

本发明涉及照明控制。特别地，本发明涉及一种改进的照明系统并且涉及一种用于控制包括发光瓦片的照明系统的方法。

背景技术

开发新的且更能量高效的光照设备是社会面临的重要技术挑战之一。比传统照明解决方案更能量高效的常见技术经常基于发光二极管（LED）。当前，LED减少的成本和改进的性能使得其能够用于一般光照。LED的小尺寸允许将LED容易地集成到建筑材料和家具中。

组合这些趋势，可以由发光的天花板而不是由暗天花板中的分立器材提供室内空间的一般光照。这样的漫射、大面积和低光亮度天花板源在产生没有干扰器材的美学的、整洁的天花板的同时提供具有低眩光且几乎无阴影的舒适的照明。具有嵌入式照明的吸声天花板瓦片的最近发展使得能够用光完全覆盖天花板而不使房间中的声响效果恶化。

通过窗户的日光导致在强度、色温和方向性（阴影和对比度）方面不同于室内照明的照明。常规室内照明系统可以配备有光传感器，使得日光引起的光照水平的增加可以通过调暗人造照明来补偿。通过根据到窗户的距离改变调光水平或者通过使用控制回路来将本地光照水平调整到某个预定义值，补偿光照水平中的不想要的梯度。这些控制可以链接到百叶窗来调节进入日光的量。具有日光控制装置的现有技术室内照明系统的示例可以在US 7190126中找到，其还进一步描述了一种具有根据入射到房间中的日光的量调节光通量的控制装置的办公室照明系统。

发明内容

本发明的一般目的是使能包括发光瓦片的照明系统的改进的性能和视觉舒适度以及用于控制这样的照明系统的方法。

按照本发明的第一方面，这些和其他目的是通过使用一种用于控制照明系统的方法而实现的，其中，照明系统包括布置在天花板中的多个发光瓦片和用于控制多个发光瓦片的控制单元，并且其中，该方法包括以下步骤：（i）控制多个发光瓦片以在天花板中提供预定亮度对比度，以及（ii）针对该预定亮度对比度，控制多个发光瓦片以提供入射在目标表面（例如水平工作平面）上的基本上均匀的光分布。

对于照明系统，应当理解，所述方法和照明系统的目的是提供照明，并且通常由LED驱动的发光瓦片是提供光的主要组件。

亮度应当被理解为在某个方向上发射的通量密度。因此，亮度对比度是较高亮度的区域与较低亮度的区域之间的亮度差异如何被观察者从远点感知到。控制多个发光瓦片以提供亮度对比度因此包括控制多个发光瓦片以在天花板中提供较高相对亮度的区域和较低相对亮度的区域。对于漫射源和漫射反射器（朗伯源或朗伯反射器），亮度与观看方向无关。因此，亮度对比度被直接链接到通量，其在所有观看方向上将是相同的。有利地，发光瓦片将发射和反射漫射光，并且因此可以设定亮度对比度而不考虑观察者的相对位置。

入射在目标表面上的基本上均匀的光分布应当被解释为基本上均匀的照度。目标表面可以是基本上平行于发光瓦片所布置于的天花板取向并且位于距天花板的某个距离处的水平工作平面。水平工作表面的示例可以是办公室中的桌子或者室内环境中的任何类似的工作区域。目标表面应当在距天花板的至少等于天花板瓦片的间距的1.5到2倍的距离处以便提供均匀的光照。对于基本上均匀的照度的需要和期望是由于规定诸如工作平面之类的目标表面上的最小平均照度和照度均匀性（对于办公室环境而言通常为500流明）的规章。所述规章旨在提供最小水平的视觉舒适度。照度的均匀性可以取决于距离。例如，在桌子上相对高的均匀性，而在房间的角落里允许均匀性较低。重要的是，照明系统确保诸如水平工作平面之类的目标表面上的光照均匀性。

房间中的亮度分布不应当包含太毛糙的对比度。发光天花板可以在天花板中提供低的亮度对比度，其将被期望提供视觉舒适度。然而，由于天花板中缺少亮度对比度的原因，许多人将基本上匀质的发光天花板体验为视觉上不舒适。

本发明基于以下认识：通过使用分布式照明（诸如发光天花板瓦片），可以调整房间中的照明条件以改进视觉舒适度和光照而不影响作业水平处的光照。发光瓦片所布置处于的天花板覆盖室内区域中的视觉场的大部分，并且发光瓦片被控制来提供在天花板中的亮度对比度。发光瓦片还被控制来提供在目标表面上入射的基本上均匀的光，因此天花板中的亮度对比度将提供房间的改进的视觉舒适度或审美而不改变工作平面水平处的光照。因此，即使室内区域中天花板瓦片的仅一部分是可控的，也可以实现改进的视觉舒适度，即便可能合期望的是提供其中所有天花板瓦片都是发光瓦片的天花板。