專利名稱：可無線饋電的發(fā)光裝置的制作方法
可無線饋電的發(fā)光裝置
本發(fā)明涉及一種發(fā)光裝置，尤其是一種自附著的LED燈，并且還涉及一種發(fā)光裝 置支承體，其具有用于固定發(fā)光裝置的固定面。
近年來，開發(fā)并上市了一系列大幅改進(jìn)的發(fā)光二極管、LED，其具有明顯提高的光 通量。特別是在發(fā)光二極管的情況下，LED的供電目前在其照明應(yīng)用中(大部分為傳統(tǒng)上常 規(guī)構(gòu)造的照明裝置)有線地或者通過電路板接觸來實(shí)現(xiàn)。較大的LED通常在帶有半開的螺絲眼(SchraubSse)的、小的(六角形)金屬芯電路板(例如osram公司的類型為ostar LEW E3A)上來提供，這些螺絲眼能夠以一種方式連接燈座。通常，這樣構(gòu)建的LED旋擰到冷 卻面上，并且借助線纜或者類似線纜地(彈性接觸部)連接。更好地適于一般照明LED的 燈座尚未被標(biāo)準(zhǔn)化。因此，如今通常使用白熾燈領(lǐng)域中已知的燈座(改型)，雖然這些燈座 例如并非針對(duì)散熱而最優(yōu)地設(shè)計(jì)，占用位置并且燈必須安裝在固定的部位上。
WO 2007/008646A2公開了一種用于傳輸電磁能量的通用裝置，其具有第一諧 振結(jié)構(gòu)，該諧振結(jié)構(gòu)接收外部功率供給的能量。第一諧振結(jié)構(gòu)具有第一品質(zhì)因子。第 二諧振結(jié)構(gòu)定位在第一諧振結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)側(cè)并且提供外部負(fù)載的驅(qū)動(dòng)電流。第二諧振結(jié)構(gòu)具 有第二品質(zhì)因子。兩個(gè)諧振器的距離可以大于每個(gè)諧振器的特征尺寸。在第一諧振器 結(jié)構(gòu)和第二諧振器結(jié)構(gòu)之間的非輻射的能量傳輸借助它們的逐漸消失的諧振場(chǎng)尾部 (Resonanzfeldschweife)的耦合來實(shí)現(xiàn)。
US 2005/0104453A1公開了一種用于以無線方式傳輸功率的通用裝置，包括用于 通過頻率的聚集來接收無線電頻率范圍的機(jī)構(gòu)。該裝置包括用于通過頻率的聚集將無線電 輻射轉(zhuǎn)換為直流電壓的機(jī)構(gòu)，優(yōu)選同時(shí)進(jìn)行。一種用于無線地提供功率的方法包括以下步 驟通過頻率的聚集來接收無線電輻射的范圍并且將無線電輻射通過頻率的聚集轉(zhuǎn)換為直 流電壓，優(yōu)選同時(shí)進(jìn)行。
本發(fā)明的任務(wù)是，提供一種用于固定發(fā)光模塊或者發(fā)光裝置、尤其是LED發(fā)光裝 置的可能性，其提供了空間上靈活的布置，容易安裝并且優(yōu)選節(jié)省位置。
該任務(wù)借助根據(jù)相應(yīng)的獨(dú)立權(quán)利要求的發(fā)光裝置、發(fā)光裝置支承體以及由發(fā)光裝 置支承體和發(fā)光裝置構(gòu)成的系統(tǒng)來解決。優(yōu)選的實(shí)施形式尤其是可以從從屬權(quán)利要求中得 到。
發(fā)光裝置具有至少一個(gè)接收器，用于從交變場(chǎng)以無線(尤其是至少一個(gè)磁交變 場(chǎng))方式截取能量；以及至少一個(gè)光源，其與用于截取電功率的接收器連接。交變場(chǎng)可以是 磁場(chǎng)例如在變壓器(電感性)耦合的情況下，然而也可以具有可以被利用或不能被利用的 電成分。
因?yàn)椴淮嬖陔娏鞯碾娺B接，所以可以省去通常對(duì)于電接觸所需的位置，取而代之 地需要(較小的)附加的位置用于接收器。由于缺少實(shí)體的接觸，發(fā)光裝置或者發(fā)光模塊 還可以盡可能自由地并且簡(jiǎn)單地設(shè)置。作為另外的優(yōu)點(diǎn)得出的是，照明任務(wù)也在特殊的環(huán) 境中被解決(例如在水下或者在不可接觸的、有腐蝕危險(xiǎn)的和/或爆炸危險(xiǎn)的區(qū)域中)。
接收器優(yōu)選具有至少一個(gè)線圈，其在磁交變場(chǎng)中產(chǎn)生相應(yīng)的可截取的電壓。
在一個(gè)擴(kuò)展方案中，所述至少一個(gè)光源可以直接通過所述至少一個(gè)線圈來截取對(duì)其工作所需的電功率。
在另一擴(kuò)展方案中，接收器可以包括振蕩電路，尤其是LC振蕩電路。振蕩電路典 型地具有關(guān)聯(lián)的諧振頻率，在該諧振頻率上功率產(chǎn)出特別高。
振蕩電路可以為了更好地接收功率而裝備有天線，必要時(shí)根據(jù) US2005/0104453A1。
在一個(gè)擴(kuò)展方案中，所述至少一個(gè)光源可以通過電感性或者電容性的抽頭與振蕩 電路電連接。
發(fā)光裝置根據(jù)一個(gè)擴(kuò)展方案具有至少一個(gè)白色或者彩色發(fā)光的發(fā)光二極管作為 光源，尤其是具有至少一個(gè)白色或者彩色發(fā)光的LED芯片，其安裝在底架(Submoimt)上。 雖然原則上在上述發(fā)光裝置中其他類型的光源也是可能的，然而LED特別好地適于發(fā)光裝 置，尤其是移動(dòng)發(fā)光裝置。在LED的情況下非常有利的例如是，即使在部分供電(調(diào)光)的 情況下，也很大程度上保持光源的良好效率以及色溫。LED實(shí)際上也并不具有點(diǎn)燃過程(例 如在放電燈的情況下)或者閾值功率(例如在白熾燈的情況下)。在手動(dòng)操作LED發(fā)光裝 置時(shí)也不會(huì)預(yù)期有燃燒危險(xiǎn)或者高電壓的問題，這種發(fā)光系統(tǒng)具有高的安全性。此外，無需 布線才能。
在一個(gè)擴(kuò)展方案中，發(fā)光裝置具有至少兩個(gè)反并聯(lián)地連接的二極管，其中至少一 個(gè)二極管是發(fā)光二極管。另外的發(fā)光二極管同樣可以是發(fā)光二極管，或者例如也可以是不 發(fā)光的二極管，如肖特基二極管。也可以連接其他的二極管，尤其是發(fā)光二極管。一般地， 也可以使用單個(gè)的發(fā)光二極管。
對(duì)于集成直流驅(qū)動(dòng)的元件也可以是有利的是，接收裝置之后連接有整流器，用于 將借助接收裝置產(chǎn)生的交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓，例如全橋轉(zhuǎn)換器或者半橋轉(zhuǎn)換器。
在另一擴(kuò)展方案中可以存在邏輯電路，例如集成電路如微控制器，例如Texas Instruments MSP 430型的微控制器。由此，發(fā)光裝置可以裝備有智能，以便能夠?qū)崿F(xiàn) 特別靈活的工作；光源為此可以由微控制器控制。為了在時(shí)間上充分地將邏輯電路的 供電電壓維持在足夠的電壓水平上，優(yōu)選的是，該邏輯電路之前連接有直流電壓能量存 儲(chǔ)器，尤其是高能量密度的至少一個(gè)電容器，例如雙層電容器，也稱為電化學(xué)雙層電容器 ("electrochemical double layer capacitor” ；EDLC)或者超級(jí)電容器，例如以商標(biāo)名 Goldcap, Supercap, BoostCap或者Ultracap在市面上可獲得的那樣。這些雙層電容器具 有所有電容器中最大的能量密度。
邏輯電路有利地設(shè)計(jì)用于讀取借助交變場(chǎng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。數(shù)據(jù)可以從載波中例如借 助ASK ( “幅移鍵控”，幅度調(diào)制)、PSK ( “相移鍵控”，幅度調(diào)制)、FSK ( “頻移鍵控”，頻率調(diào) 制)或者其混合形式來調(diào)制，并且在發(fā)光裝置上又被提取。數(shù)據(jù)例如可以預(yù)先給定通過微 控制器對(duì)發(fā)光強(qiáng)度的調(diào)節(jié)。
在另一擴(kuò)展方案中，發(fā)光裝置可以是自附著的。其為此典型地具有針對(duì)合適的支 承體的附著接觸部。
附著接觸部?jī)?yōu)選平坦地形成，以便支持通過接觸部的良好的熱散發(fā)。附著面由此 尤其是可以構(gòu)建為平面的安裝面，尤其是用于安置到平面的、尤其是平坦的固定面上。
發(fā)光裝置的附著接觸部可以不同地形成，例如借助夾持突出部(例如類似于帶有 突起的兒童玩具模塊)、搭扣材料(Klettmaterial)或者附著裝置如附著硅樹脂。然而特別優(yōu)選的是，發(fā)光裝置具有磁性的或者可磁化的附著面。磁性附著具有的優(yōu)點(diǎn)是，發(fā)光材料容 易旋轉(zhuǎn)，例如通過滑動(dòng)或者通過取出并且又安置發(fā)光裝置。此外，其非常節(jié)約位置。發(fā)光裝 置可以自由地定位在有效附著的底座上。
如果發(fā)光裝置要安裝在燈座中，則帶有短螺紋接頭或者卡口接頭的燈座是優(yōu)選 的，這能夠?qū)崿F(xiàn)比較快的裝入和松開。
一般地，然而尤其是與發(fā)光裝置的旋轉(zhuǎn)性的特征相結(jié)合，如下發(fā)光裝置是優(yōu)選的， 在該發(fā)光裝置中接收器關(guān)于施加到其上的至少磁性的場(chǎng)的方向是敏感的。通過這種方式， 可以通過在交變場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)發(fā)光裝置來調(diào)節(jié)能量截取的效率。這樣，尤其是可以調(diào)節(jié)發(fā)光裝 置的亮度并且甚至將其關(guān)斷。典型地，為了將能量傳輸在最大可截取的功率和沒有明顯的 可截取的功率之間變化，進(jìn)行大約90°的旋轉(zhuǎn)。
在一個(gè)擴(kuò)展方案中，發(fā)光裝置可以被封裝在保護(hù)殼體中，尤其是被完全容納，其中 于是殼體優(yōu)選對(duì)于饋送場(chǎng)是可穿過的?？商孢x地，接收器或者其一部分、例如天線或者線圈 可以固定在外側(cè)上，例如印刷到其上。
發(fā)光裝置支承體裝備有用于固定發(fā)光裝置的固定面，其中發(fā)光裝置支承體具有至 少一個(gè)發(fā)送器，用于將交變場(chǎng)通過固定面來發(fā)射。通過這種方式，在固定面上產(chǎn)生被饋電的 區(qū)域。如果在固定面上固定有合適的發(fā)光裝置，則其可以使用這樣產(chǎn)生的饋送場(chǎng)用于截取 能量。能量于是通過本地的至少磁性的交變場(chǎng)穿過進(jìn)行保持的固定面(該固定面可以是平 坦的或者也可以是彎曲的)傳輸給可比較自由地設(shè)置的發(fā)光裝置。
發(fā)光裝置優(yōu)選僅僅在固定面上以及在固定面附近以無線方式被提供能量，例如直 達(dá)5cm的距離，以避免其他空間的電磁影響。也就是說，發(fā)光裝置的接收器和被饋電的表面 區(qū)域的距離優(yōu)選并不超過5cm，特別優(yōu)選不超過3cm。
在一個(gè)擴(kuò)展方案中，發(fā)光裝置支承體具有多個(gè)平面地分布的發(fā)送器，它們尤其是 基本上與固定面平行地設(shè)置。發(fā)送器例如可以以矩陣形式或者帶狀地設(shè)置?？商孢x地，發(fā) 送器可以形成為平面的發(fā)送器，例如基于聚合物膜。
為了擴(kuò)展發(fā)射面，發(fā)送器也可以具有多個(gè)線圈，尤其是多個(gè)串聯(lián)的并且在側(cè)面分 布的線圈。
通過該發(fā)送器，在一個(gè)擴(kuò)展方案中可以對(duì)整個(gè)固定面進(jìn)行饋電。例如為了無需轉(zhuǎn) 動(dòng)地關(guān)斷發(fā)光裝置或者降低能量消耗，優(yōu)選的是，將發(fā)光裝置支承體構(gòu)建為使得其固定面 具有至少一個(gè)通過所述至少一個(gè)發(fā)送器饋電的區(qū)域和至少一個(gè)未被饋電的區(qū)域。優(yōu)選的 是，在固定面上在窄的格柵中存在被饋電的位置或者區(qū)域和未被饋電的位置或者區(qū)域。
優(yōu)選的是，相鄰的發(fā)送器彼此具有不大于IOcm的距離。
優(yōu)選的是，所述至少一個(gè)發(fā)送器以不大于Icm的距離設(shè)置在固定面之下。
此外優(yōu)選的是，所述至少一個(gè)發(fā)送器包括諧振振蕩電路，尤其是如果發(fā)光裝置裝 備有振蕩電路用于從交變場(chǎng)中截取能量時(shí)。
在一個(gè)擴(kuò)展方案中，所述至少一個(gè)發(fā)送器可以進(jìn)行頻率調(diào)諧。通過這種方式，發(fā)送 器對(duì)于在不同頻率上被饋電的發(fā)光裝置變得“能夠時(shí)間復(fù)用”。
優(yōu)選的是，發(fā)送器可以在IOOkHz到IOOMHz之間的頻率范圍中、尤其是在IOOkHz 到5MHz之間的頻率范圍中進(jìn)行調(diào)諧。
為了以機(jī)械方式調(diào)節(jié)至發(fā)光裝置的能量傳輸?shù)拇笮?，可以是?yōu)選的是，所述至少一個(gè)發(fā)送器發(fā)射定向的交變場(chǎng)。這例如可以通過使用帶有線性的線圈芯的線圈來實(shí)現(xiàn)。
特別優(yōu)選的是一種發(fā)光裝置支承體，其包括至少一個(gè)尤其是柔性的磁膜，該磁膜 的磁性表面是固定面。在一個(gè)擴(kuò)展方案中，也可以將多個(gè)磁膜組合，以便得到增大的固定 面。磁膜由此優(yōu)選可以擴(kuò)展。優(yōu)選的是一種帶有聚合物基體的磁膜。
柔性的磁膜的一個(gè)令人吃驚的特性是，其對(duì)于高頻電磁場(chǎng)(例如具有500kHz的頻 率)不表現(xiàn)出屏蔽作用。借助本地高頻場(chǎng)對(duì)發(fā)光裝置供電于是未受阻礙。由此，甚至借助 柔性的磁膜將固定面整面地覆蓋也是可能的。
此外，磁膜能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)光裝置的幾乎任意的設(shè)置，并且對(duì)于污染幾乎不敏感。
市面上可獲得的帶有例如1. 68mm的材料厚度的柔性磁膜對(duì)于鐵氧體材料表現(xiàn)出 足夠弱的附著力，對(duì)于附著磁體或者結(jié)構(gòu)相同的柔性磁膜表現(xiàn)出強(qiáng)的保持力，其于是非常 良好地適于用于固定面的材料。磁膜由此為了在同時(shí)有足夠的附著性能的情況下實(shí)現(xiàn)小的 重量和柔性而優(yōu)選具有Imm至2. 5mm的厚度。
所述至少一個(gè)發(fā)送器于是優(yōu)選安裝在磁膜的與固定面對(duì)置的面上。
該系統(tǒng)或者照明系統(tǒng)具有至少一個(gè)如上所述的發(fā)光裝置支承體和至少一個(gè)如上 所述的發(fā)光裝置。
在一個(gè)擴(kuò)展方案中，該系統(tǒng)或者發(fā)光系統(tǒng)裝備有至少一個(gè)發(fā)光裝置支承體和至少 兩個(gè)發(fā)光裝置，其中所述至少一個(gè)發(fā)送器可以頻率調(diào)諧，其中相應(yīng)的接收器包括至少一個(gè)、 尤其是恰好一個(gè)振蕩電路，其中兩個(gè)發(fā)光裝置之一具有帶有第一諧振頻率的振蕩電路并且 兩個(gè)發(fā)光裝置的另一個(gè)具有帶有第二諧振頻率的振蕩電路，其中第一諧振頻率和第二諧振 頻率不同。通過這種方式，可能借助發(fā)送器的調(diào)諧來根據(jù)發(fā)光裝置的諧振頻率來選擇性地 激勵(lì)發(fā)光裝置。于是，帶有第一特性(例如第一色彩)的確定組的發(fā)光裝置可以具有相同 的諧振頻率，并且?guī)в械诙匦?例如第二色彩)的另一組發(fā)光裝置可以具有不同的諧振 頻率。優(yōu)選的是其諧振頻率是色彩選擇性的發(fā)光裝置，即相同色彩的發(fā)光裝置具有相同的 諧振頻率，例如對(duì)于紅色、綠色、藍(lán)色或者白色的四組不同的諧振頻率。尤其是通過使用帶 有紅色、綠色、藍(lán)色和/或白色LED的模塊或者發(fā)光裝置，使得使用者能夠手動(dòng)地快速調(diào)節(jié) 強(qiáng)烈地彩色的以及白色地著色的光狀況。優(yōu)選的是，在固定面上的所有發(fā)光裝置的饋電可 以一般地組選擇性地調(diào)節(jié)，使得例如可以完全關(guān)斷一種或者多種顏色。
組的數(shù)目?jī)H僅受激勵(lì)裝置的分辨率限制，即不同的諧振頻率必須彼此遠(yuǎn)離，使得 它們可以被分開地激勵(lì)。諧振峰值的寬度例如在IOOkHz到600kHz之間的頻帶的10%的范 圍中，使得可能的頻率間隔例如為至少50kHz。
對(duì)發(fā)光裝置組的選擇性的訪問對(duì)于外部控制的、可能是自動(dòng)的效果(例如色調(diào)切 換)或者對(duì)于光圖(例如變換的指示器)是特別有利的。發(fā)光裝置支承體為此優(yōu)選裝備或 者連接有相應(yīng)的激勵(lì)裝置，其特別優(yōu)選地具有操作件用于調(diào)節(jié)發(fā)光特性，例如調(diào)光旋鈕或 者調(diào)光滑板、色彩選擇操作元件等等。
從發(fā)光裝置支承體的至少一個(gè)發(fā)送器至所述至少一個(gè)發(fā)光裝置的接收器的能量 傳輸在一個(gè)擴(kuò)展方案中可以借助變壓器耦合來進(jìn)行，這尤其是在發(fā)送器和接收器之間的良 好調(diào)節(jié)的耦合的情況下可以具有高的效率。
也可以是優(yōu)選的是，從發(fā)光裝置支承體的至少一個(gè)發(fā)送器至所述至少一個(gè)發(fā)光裝 置的接收器的能量傳輸借助諧振耦合來進(jìn)行。特別優(yōu)選的是兩個(gè)振蕩電路、尤其是較高品質(zhì)的振蕩電路的諧振耦合，因?yàn)橛纱?電)磁能量能夠以比變壓器能量傳輸?shù)那闆r下明顯 更小的耦合因數(shù)來傳輸，并且氣隙可以從毫米范圍擴(kuò)展到厘米范圍中。這對(duì)于磁場(chǎng)饋電的 容納面的可實(shí)現(xiàn)性有有利影響。然而，高頻輻射還保持非常小，使得其還可以視為局部場(chǎng)。
各發(fā)光裝置一般可以優(yōu)選地自附著地并且在那里在任意位置上設(shè)置在發(fā)光裝置 支承體的固定面上。對(duì)此特別優(yōu)選的是一種系統(tǒng)，其具有帶有磁膜的發(fā)光裝置支承體，并且 具有至少一個(gè)發(fā)光裝置，其帶有可磁化的或者磁性的附著裝置，例如永磁體。
此外優(yōu)選的是，從發(fā)光裝置支承體至發(fā)光裝置的至少之一的能量傳輸?shù)膹?qiáng)度可以 通過發(fā)光裝置在發(fā)光裝置支承體上相對(duì)旋轉(zhuǎn)而在最大值和基本上零之間調(diào)節(jié)(調(diào)光)?？?調(diào)光性尤其是可以對(duì)于配置確定的光圖是令人感興趣的，因?yàn)榻柚跓o饋電的點(diǎn)上的推移 的調(diào)光于是幾乎不可替代。此外，“旋鈕功能”普遍地保留。
一般地優(yōu)選的是，手動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)光裝置的亮度可能通過其旋轉(zhuǎn)或者通過在固定面上 朝著無饋電的部位方向的推移來實(shí)現(xiàn)。
發(fā)光裝置在固定面上的附著應(yīng)當(dāng)優(yōu)選是良好的，使得形成可導(dǎo)出的冷卻路徑，該 冷卻路徑可以將光源(優(yōu)選LED)和可能的連接在前的電子裝置的損耗熱的大部分散發(fā)。
該系統(tǒng)尤其是設(shè)計(jì)用于一般照明和用于裝飾性照明。
在下面的附圖中將借助實(shí)施例示意性地進(jìn)一步描述本發(fā)明。在此，為了更清楚而 可以將相同或者作用相同的元件設(shè)置有相同的附圖標(biāo)記。


圖1示出了發(fā)光裝置支承體和三個(gè)示例性構(gòu)建的發(fā)光裝置構(gòu)成的系統(tǒng)的電路圖2示出了另外的發(fā)光裝置支承體和發(fā)光裝置構(gòu)成的系統(tǒng)的電路圖3以側(cè)視圖示出了另一發(fā)光系統(tǒng)的一部分的簡(jiǎn)化草圖4在兩個(gè)部分圖中以俯視圖示出了圖3中的簡(jiǎn)化的系統(tǒng)的草圖，所述部分圖帶 有在最大的功率傳輸(圖4A)和最小功率傳輸(圖4B)情況下發(fā)光裝置的位置。
圖1示出了由發(fā)光裝置支承體1和三個(gè)示例性構(gòu)建的發(fā)光裝置(也稱為發(fā)光模 塊)4、5、6構(gòu)成的系統(tǒng)的電路圖，該發(fā)光裝置支承體1帶有諧振的饋電振蕩電路2作為發(fā)送 器，該饋電振蕩電路由高頻源發(fā)生器3來驅(qū)動(dòng)。
高頻源發(fā)生器3產(chǎn)生高頻的交流電壓信號(hào)，該電壓信號(hào)被饋送到饋電振蕩電路或 者饋電的諧振電路2中。饋電振蕩電路2具有兩個(gè)電容器Ck和Cp以及線圈8，如所示的那 樣，其中高頻信號(hào)通過電容器Cp引入。通過交流電壓信號(hào)，由線圈8產(chǎn)生相應(yīng)的高頻磁場(chǎng) 9。
發(fā)光裝置4、5、6分別具有振蕩電路10、11作為接收器。具體而言，第一發(fā)光裝置4 具有振蕩電路10，該振蕩電路帶有線圈16和電容器(不帶附圖標(biāo)記)，其中振蕩電路具有 預(yù)先確定的諧振頻率。如果高頻磁場(chǎng)9以諧振頻率或者接近諧振頻率振蕩，則振蕩電路10 被特別強(qiáng)地激勵(lì)，由此可以在振蕩電路10上截取與未諧振的激勵(lì)相比高的功率。這種考慮 也適用于發(fā)光裝置5和6的振蕩電路11。在第一振蕩電路10中，功率借助兩個(gè)反并聯(lián)的發(fā) 光二極管(不帶附圖標(biāo)記)的電感性抽頭被截取用于其驅(qū)動(dòng)。發(fā)光二極管在電流在發(fā)光二 極管的相應(yīng)的導(dǎo)通方向流動(dòng)期間交替地發(fā)光。第二發(fā)光裝置4具有振蕩電路11，該振動(dòng)電 路帶有線圈和兩個(gè)電容器(不帶附圖標(biāo)記)。在第二振蕩電路11中，功率借助電容性的抽 頭通過電容器之一同樣由兩個(gè)反并聯(lián)的發(fā)光二極管(不帶附圖標(biāo)記)被截取用于其驅(qū)動(dòng)。 發(fā)光二極管在此也在電流在發(fā)光二極管的相應(yīng)的導(dǎo)通方向流動(dòng)期間交替地發(fā)光。相對(duì)于第二發(fā)光裝置5，第三發(fā)光裝置6替代發(fā)光二極管之一而具有肖特基二極管。發(fā)光二極管僅僅 在電流在發(fā)光二極管的相應(yīng)的導(dǎo)通方向流動(dòng)期間發(fā)光，然而這由于方向變化的頻率高而不 被眼睛所覺察。
通過諧振耦合的饋電對(duì)于所示的實(shí)施例而言僅僅在有限的頻率范圍中起作用， 該頻率范圍根據(jù)本發(fā)明在所使用的交流電壓信號(hào)的載波頻率的大約10%左右(例如在 500kHz載波的情況下在+/-25kHz左右)?，F(xiàn)在可以實(shí)施時(shí)分復(fù)用方法，其中以時(shí)間順序饋 送不同的載波頻率，這些載波頻率被關(guān)聯(lián)的發(fā)光裝置(例如具有不同色彩或者不同布置的 組)分別分離地以諧振方式接收。相應(yīng)的組由此可以分離地激勵(lì)。該順序在時(shí)間上選擇為 使得人眼將二極管的發(fā)光感知為連續(xù)而沒有閃爍。發(fā)光裝置可以都具有相同的基本結(jié)構(gòu)， 該基本結(jié)構(gòu)帶有不同的振蕩部件的設(shè)計(jì)。
可替選地，例如變壓器耦合也是可能的。
圖2示出了類似于圖1中的系統(tǒng)，其中現(xiàn)在發(fā)光裝置支承體12具有振蕩電路13， 該振蕩電路帶有兩個(gè)串聯(lián)的線圈14。兩個(gè)線圈14具有與圖1中的線圈8相比更小的匝數(shù)， 以便保持振蕩電路13的振蕩特性。兩個(gè)線圈14也可以作為帶有在共同的芯上的兩個(gè)分離 的繞組的雙線圈而存在。通過該布置，增大了高頻磁場(chǎng)9的側(cè)面伸展(在所示的圖中向上 伸展)，使得發(fā)光裝置4在足夠的發(fā)光強(qiáng)度情況下有增大的饋送范圍。
圖3以側(cè)視圖示出了系統(tǒng)的簡(jiǎn)化實(shí)體視圖，該系統(tǒng)帶有圖2中的發(fā)光裝置支承體 12 (其中在此示出了雙線圈14)以及發(fā)光裝置15 (其中示出了雙線圈16)。通過這種方式， 可以增大尚且允許的側(cè)面偏移。此外，發(fā)光裝置15可以例如類似于圖1中的發(fā)光裝置4、5 或6來構(gòu)建。線圈14、16 二者都具有兩個(gè)繞組17或18，它們圍繞“E”型芯19或20纏繞， 更確切地說，繞組17、18都圍繞芯19或20的一個(gè)區(qū)段纏繞，該區(qū)段不具有“E”的腿部21 或22。
線圈14的芯19以腿部21的端面安裝在具有聚合物基體23的1. 68mm厚的柔性 磁膜的背面上。線圈16的芯20 (因?yàn)槠溆设F磁材料構(gòu)成)通過其腿部20以磁性方式借助 高的附著力附著在磁膜23的正面上，該正面對(duì)應(yīng)于安置面或者固定面24。在具有例如鐵氧 體材料的芯的情況下，會(huì)產(chǎn)生較小的吸引力。
令人吃驚的是，磁膜23對(duì)于高頻電磁場(chǎng)(例如具有500kHz的頻率)沒有屏蔽作 用。于是，并不妨礙發(fā)光裝置15通過其線圈16借助線圈14產(chǎn)生的局部的高頻磁場(chǎng)來供電。
在使用磁膜23的情況下，發(fā)光裝置15至固定面M上的按壓比較高。在與磁膜23 的略為塑性的基體材料的連接中，在發(fā)光裝置15和固定面M之間形成足夠良好的熱過渡。 至固定面M中的比較堅(jiān)固的材料中的進(jìn)行散發(fā)的冷卻路徑于是具有低的熱阻。發(fā)光裝置 15的損耗熱的大部分于是可以通過固定面M來散發(fā)。
優(yōu)選地在實(shí)踐中固定面M存放有多個(gè)有源的饋電電路，其高頻磁場(chǎng)伸出固定面 M大約一指寬(直到數(shù)厘米，典型地為直到大約3cm)。所安置的發(fā)光模塊可以由此得到其 供電能量。在該能量傳輸之后的物理原理優(yōu)選是振蕩電路的弱的諧振(磁)耦合。如果兩 個(gè)振蕩電路同步振蕩，則可以以比較小的耦合程度還傳輸大的功率。小的耦合程度允許兩 個(gè)諧振耦合的振蕩電路線圈的數(shù)厘米的顯著距離。
在固定面M上的具有饋電能力的區(qū)域的側(cè)向伸展針對(duì)每個(gè)饋電線圈14限制為在 側(cè)向超出線圈14數(shù)厘米，例如直到5cm。然而，發(fā)光裝置支承體并未局限于此，更確切地說，也可以使用其他的配置，例如具有更大或者更小的發(fā)射線圈，更高或者更低的發(fā)射功率，更 多或者更少的繞組組等等，由此也可以減小或者增大饋電距離。
根據(jù)布置，可以在固定面M上去除饋電的區(qū)域，更確切地說，最有利的是在饋電 線圈14的磁芯19的棒狀部分的端部附近。由此可以保證的是，發(fā)光模塊4、5、6、15可以始 終保持在固定面M上，更確切地說，在其中發(fā)光模塊應(yīng)當(dāng)不發(fā)光或者僅僅弱地發(fā)光的情況 中也保持在固定面上。
圖4以俯視圖示出了在最大功率傳輸情況下(圖4A)和最小功率傳輸情況下(圖 4B)圖3中帶有芯19的線圈14 (用虛線示出)相對(duì)于帶有芯20的線圈16 (實(shí)線)的位置 的草圖。
穿過固定面M的高頻磁場(chǎng)主要部分與進(jìn)行饋電的鐵磁(棒狀)芯19的縱軸線平 行取向。如果進(jìn)行接收的、棒狀的磁芯20與其平行地取向，如在圖4A中所示，則存在最大 的耦合并且由此也存在最大的功率傳輸。
如果現(xiàn)在將進(jìn)行接收的棒狀磁芯20從平行取向中旋開，則耦合從大約45°開始 強(qiáng)烈地降低并且在90°的情況下(這在圖4B中示出)達(dá)到接近于零，并且隨之還有所傳輸 的功率。通過由于發(fā)光裝置15或者其芯20的旋轉(zhuǎn)引起的該耦合變化，可以手動(dòng)地將發(fā)光 裝置15的發(fā)光強(qiáng)度或者亮度從最大值調(diào)節(jié)到零。
當(dāng)然，本發(fā)明并不局限于所示的實(shí)施例。
附圖標(biāo)記表
1發(fā)光裝置支承體
2饋電振蕩電路
3源發(fā)生器
4發(fā)光裝置
5發(fā)光裝置
6發(fā)光裝置
8線圈
9高頻磁場(chǎng)
10接收器振蕩電路
11接收器振蕩電路
12發(fā)光裝置支承體
13振蕩電路
14雙線圈
15發(fā)光裝置
16雙線圈
17繞組
18繞組
19芯
20芯
21腿部
22腿部
23磁膜
24固定面
Ck電容器
Cp電容器
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光裝置G ；5 ；6 ； 15)，具有至少一個(gè)接收器(10 ；11 ； 16)用于以無線方式從交 變場(chǎng)(9)截取能量，以及具有至少一個(gè)光源，所述光源與接收器(10 ；11 ； 16)相連接用于截 取電功率，其中發(fā)光裝置(1 具有平面的磁性或者可磁化的附著面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中所述至少一個(gè)光源通過至少一個(gè)線圈來截取 電功率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光裝置G;5 ;6 ； 15)，其中接收器(10 ;11 ；16)包括至 少一個(gè)振蕩電路(11 ;11)。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的發(fā)光裝置G;5;6)，其中所述至少一個(gè)光源具有至少 一個(gè)發(fā)白色光或者發(fā)彩色光的發(fā)光二極管。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的發(fā)光裝置G；5 ；6 ； 15)，該發(fā)光裝置能夠在IOOkHz到 IOOMHz之間的頻率范圍中的至少一個(gè)頻率情況下、尤其是在IOOkHz到5MHz之間的頻率范 圍中的至少一個(gè)頻率情況下工作。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的發(fā)光裝置G；5 ；6 ；15)，其中接收器(10 ；11 ； 16)對(duì)施 加到其上的至少磁性的場(chǎng)(9)的方向是敏感的。
7.一種發(fā)光裝置支承體(1 ；12)，其帶有固定面04)用于固定發(fā)光裝置G ；5 ；6 ；15)， 尤其是根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的發(fā)光裝置，其中發(fā)光裝置支承體(1 ；12)具有至少一 個(gè)發(fā)送器O ；3)用于通過固定面04)發(fā)射交變場(chǎng)(9)以及至少一個(gè)尤其是柔性的磁膜 (23)，磁膜的磁性表面是固定面04)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)光裝置支承體(1； 12)，其具有多個(gè)平面分布的發(fā)送器O ； 3)，這些發(fā)送器尤其是基本上與固定面04)平行地布置。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的發(fā)光裝置支承體(1；12)，其固定面04)具有至少一個(gè) 通過所述至少一個(gè)發(fā)送器O ；幻饋電的區(qū)域和至少一個(gè)未被饋電的區(qū)域。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的發(fā)光裝置支承體(1； 12)，其中所述至少一個(gè)發(fā)送器O ； 3)能夠頻率調(diào)諧。
11.根據(jù)權(quán)利要求7至10之一所述的發(fā)光裝置支承體(1；12)，其中所述至少一個(gè)發(fā)送 器發(fā)射定向的交變場(chǎng)(9)。
12.根據(jù)權(quán)利要求7至11之一所述的發(fā)光裝置支承體(1；12)，其中所述至少一個(gè)發(fā)送 器O ；3)包括諧振的振蕩電路(2)。
13.根據(jù)權(quán)利要求7至12之一所述的發(fā)光裝置支承體(1；12)，其中發(fā)送器能夠在 IOOkHz到IOOMHz之間的頻率范圍中、尤其是在IOOkHz到5MHz之間的頻率范圍中工作。
14.根據(jù)權(quán)利要求7至12之一所述的發(fā)光裝置支承體(1；12)，其中發(fā)光裝置G ；5 ；6 ； 15)僅僅在距固定面04) 5cm的距離以內(nèi)被提供能量。
15.一種系統(tǒng)，其帶有至少一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)光裝置支承體(1 ；12)和至 少兩個(gè)根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)光裝置G ；5 ；6 ； 15)，其中所述兩個(gè)發(fā)光裝置G ；5 ；6 ； 15) 之一具有帶有第一諧振頻率的振蕩電路(10 ；11)，并且所述兩個(gè)發(fā)光裝置G ；5 ；6 ；15)中 的另一個(gè)具有帶有第二諧振頻率的振蕩電路(10 ；11)，其中第一諧振頻率和第二諧振頻率 彼此不同。
全文摘要
發(fā)光裝置(4)裝備有至少一個(gè)接收器(10)用于以無線方式從交變場(chǎng)截取能量，并且裝備有至少一個(gè)光源，其與接收器相連用于截取電功率。發(fā)光裝置支承體(1)裝備有固定面(24)用于固定這種發(fā)光裝置，其中發(fā)光裝置支承體具有至少一個(gè)發(fā)送器(2)用于通過固定面發(fā)射交變場(chǎng)。該系統(tǒng)具有至少一個(gè)發(fā)光裝置支承體和至少兩個(gè)發(fā)光裝置(4，5)，其中兩個(gè)發(fā)光裝置之一具有帶有第一諧振頻率的振蕩電路(10)，并且所述兩個(gè)發(fā)光裝置中的另一個(gè)具有帶有第二諧振頻率的振蕩電路(11)，其中第一諧振頻率和第二諧振頻率彼此不同。
文檔編號(hào)H05B33/08GK102037784SQ200980118740
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2009年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月23日
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