專利名稱：照明系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種照明系統(tǒng)，包括具有至少一個(gè)初級(jí)線圈的底座部
分(base part)，以及具有適于與初級(jí)線圏相互感應(yīng)的次級(jí)線圍的至 少一個(gè)光模塊。
背景技術(shù)：
在本領(lǐng)域中，比如從文獻(xiàn)EP1319889A1中，已知通過(guò)使用與LED 連接的初級(jí)線圏和次級(jí)線圈來(lái)感應(yīng)地向發(fā)光二極管提供能量。
通常，無(wú)線供電和/或充電系統(tǒng)經(jīng)常用于多種應(yīng)用中。它們?cè)试S無(wú) 需電接觸即可對(duì)設(shè)備供電或者向電池(或電容器)充電。這在不允許 存在電插頭和電連接器的環(huán)境下(比如浴室和醫(yī)院專用房間)或者不 適用電插頭和電連接器的情況下特別有好處。
無(wú)線供電系統(tǒng)借助于感應(yīng)耦合的幫助得以實(shí)現(xiàn)。比如，可從公用 電網(wǎng)或電池獲得其電力。優(yōu)選地，其可采用具有軟切換 (soft-switching)動(dòng)作的諧振半橋或全橋轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)。變壓器使能 感應(yīng)耦合。通過(guò)變壓器的初級(jí)線團(tuán)的電流產(chǎn)生交變磁場(chǎng)。這個(gè)交變磁 場(chǎng)在次級(jí)線圏中產(chǎn)生電壓。然后直接將整流電壓送到如同發(fā)光二極管 這樣的光源。除上述發(fā)光二極管之外，人們正日益關(guān)注所謂的有機(jī)發(fā) 光二極管(0LED)，并且認(rèn)為OLED將會(huì)是高電勢(shì)未來(lái)光源。這是因?yàn)?它們的制造的高效率和高性價(jià)比。OLED最重要的優(yōu)點(diǎn)之一在于其形狀 系數(shù)(form factor),因?yàn)樗鼈儽∏移健?br> 在可以使用LED或0LED的許多應(yīng)用中，LED或0LED塊(tile)必 須可隨意地放置并且可縮放。這種應(yīng)用的例子是通用照明系統(tǒng)、設(shè)計(jì) 燈具和裝飾照明。
問(wèn)題在于，帶有LED或0LED的設(shè)備需要供電或者其電池需要充電。 在許多環(huán)境下，具有電觸點(diǎn)的傳統(tǒng)解決方案易受污染或者濕氣的影響。 另外，開(kāi)啟電觸點(diǎn)引起短路風(fēng)險(xiǎn)或電擊危險(xiǎn)。因此，優(yōu)選無(wú)線感應(yīng)充 電方法。在OLED的情況下，形狀系數(shù)(薄且平)對(duì)設(shè)計(jì)師和建筑師是 很重要的。然而，標(biāo)準(zhǔn)的驅(qū)動(dòng)器體積大。

發(fā)明內(nèi)容
5鑒于上述原因，本發(fā)明的目的在于提供一種照明系統(tǒng)，優(yōu)選具有
LED或0LED的照明系統(tǒng)，其解除了設(shè)計(jì)約束，以便設(shè)計(jì)師具有更多的 可能性來(lái)設(shè)計(jì)和使用照明系統(tǒng)。此外，制造這種照明系統(tǒng)的成本將減少。
本發(fā)明的這個(gè)及其他目的通過(guò)上述照明系統(tǒng)得以解決，其中所述 底座部分包含裝有所述初級(jí)線圏的基底，初級(jí)線圏的繞組處于一個(gè)平 面內(nèi)并形成平坦的耦合區(qū)域，所述次級(jí)線圏的繞組處于一個(gè)平面內(nèi)， 并且所述光模塊包含至少一個(gè)光元件和平底表面，以便光模塊可將其 平底表面放置在平坦的耦合區(qū)域上。優(yōu)選地，所述光模塊包含轉(zhuǎn)換器 單元，優(yōu)選整流器電路耦合到次級(jí)線圏。光元件可以是LED或0LED， 或者是LED或0LED陣列。
換言之，本發(fā)明提供具有基底的底座部分，該底座部分裝有平坦 的初級(jí)線圏，初級(jí)線圏的繞組匝在一個(gè)平行于基底的平面中延伸。在 從前的解決方案中，變壓器初級(jí)線圏呈圓柱形，其繞組在三個(gè)方向上 延伸。
根據(jù)本發(fā)明的初級(jí)線團(tuán)的優(yōu)點(diǎn)在于可拓寬其應(yīng)用范圍。
此外，由于次級(jí)線圏的繞組也處于平行于光模塊的平坦表面的平 面中，因此光模塊可以設(shè)計(jì)成具有更小的形狀系數(shù)。
現(xiàn)在有可能設(shè)計(jì)出沒(méi)有任何電觸點(diǎn)的非常小的光模塊。光模塊只 需要放置在底座部分的平坦耦合區(qū)域上，并且可通過(guò)使用第一和第二 線圏之間的電磁場(chǎng)無(wú)線供電。
可以印制電路線(比如由諸如銅、銀等等導(dǎo)電材料制成的)的形 式提供初級(jí)和次級(jí)線圏，其使得制造的成本準(zhǔn)備效率很高。
本發(fā)明的更進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)在于可以非常緊密地形成帶有基底的底 座部分和其上的電子部件，允許在相當(dāng)多的物體中集成底座部分(比 如紡織品、壁紙、鏡子、窗簾或地板覆蓋物)，這些物體通常非常薄。
通常，本發(fā)明的方案使得能夠設(shè)計(jì)出的照明系統(tǒng)較之以前的方案 具有更少的限制。
在優(yōu)選的具體實(shí)施方式
中，底座部分包含多個(gè)初級(jí)線圏，優(yōu)選地 設(shè)置成陣列，限定多個(gè)優(yōu)選類似的耦合區(qū)域。
換言之，舉例而言，底座部分包含設(shè)置成類似棋盤(pán)的多個(gè)耦合區(qū) 域。當(dāng)然也可想得到其他的矩形或圓形的形狀。具有平坦表面的光模 塊可以放在所述多個(gè)類似的耦合區(qū)域的任何一個(gè)上，以便照明系統(tǒng)的 設(shè)計(jì)師或用戶具有多種選擇來(lái)排列 一個(gè)或多個(gè)光模塊。
在另一個(gè)優(yōu)選具體實(shí)施方式
中，所述底座部分和/或所述光模塊包
6含軟磁性板。
這種方案的優(yōu)點(diǎn)在于線圏的磁場(chǎng)被屏蔽而不受其他電路影響，并 且線圏繞組中的磁通密度得以改善，從而獲得更高的輸出電壓和更好
的耦合。軟磁材料可以是鐵氧體板、M金屬等等，然而優(yōu)選地，它由 可以層壓到印刷電路板的材料組成，比如塑料鐵氧體化合物(plastic ferrite compound)或結(jié)構(gòu)化高滲透性金屬箔。
在另一個(gè)優(yōu)選具體實(shí)施方式
中，底座部分包含交流電源，優(yōu)選具 有大于100KHz的基頻。更優(yōu)選地，所述交流電源包含直流電源和DC-AC 轉(zhuǎn)換器，以產(chǎn)生交流電壓。
這些方案已經(jīng)被證明在效率方面是有優(yōu)勢(shì)的。尤其是，無(wú)源部件 尺寸可以更小。
在另一個(gè)優(yōu)選具體實(shí)施方式
中，利用emPIC(嵌入式無(wú)源集成電路) 技術(shù)實(shí)現(xiàn)所述底座部分的所述初級(jí)線圏和/或所述光模塊的所述次級(jí) 線圈。更優(yōu)選地，利用emPIC技術(shù)實(shí)現(xiàn)底座部分和光模塊的任何或全 部無(wú)源部件，優(yōu)選感應(yīng)器和變壓器。
這種技術(shù)允許實(shí)現(xiàn)非常薄和成本效率高的印制電路線，從而分別 形成初級(jí)和次級(jí)線圏繞組。僅作為幾個(gè)引用，emPIC技術(shù)在例如專利申 請(qǐng)EP05109219、 EP05106924、 EP03102693、 EP03102694、 EP03102648 或EP03101991中得以描述。這些申請(qǐng)作為參考結(jié)合到本文中。
在另一個(gè)優(yōu)選具體實(shí)施方式
中，所述底座部分包含一個(gè)用于檢測(cè) 放置在所述耦合區(qū)域中的光模塊的檢測(cè)器單元，以及響應(yīng)于光模塊的 檢測(cè)適于向分配給所述耦合區(qū)域的初級(jí)線圏供電的開(kāi)關(guān)。
這種方法的好處在于，因?yàn)橹挥心切?duì)應(yīng)于光模塊次級(jí)線團(tuán)的初 級(jí)線圏被加電，所以可以節(jié)省能量。
在優(yōu)選具體實(shí)施方式
中，所述底座部分包含定位元件，優(yōu)選為機(jī) 械定位元件，用于在耦合區(qū)域中定位所述至少一個(gè)光模塊。
這種方案的好處在于，光模塊可以放置在耦合區(qū)域中的預(yù)定位置， 以便初級(jí)線圏和次級(jí)線圏之間的感應(yīng)耦合最佳。此外，定位元件保持 光模塊在其位置上。優(yōu)選地，定位元件以機(jī)械定位元件形式提供，比 如咬合鎖(snap-in-lock)。然而也可能是其他的定位元件，比如在 底座部分和光模塊提供的吸引磁鐵。
在一個(gè)優(yōu)選具體實(shí)施方式
中，底座部分和/或所述光模塊包含諧振 電容器和控制電路。更優(yōu)選地，所述光模塊包含能量存儲(chǔ)元件，優(yōu)選 可充電電池或特大電容器。進(jìn)一步優(yōu)選地，光模塊包含適于向至少一 個(gè)光元件，優(yōu)選0LED元件，提供受控電流和/或電壓的轉(zhuǎn)換器單元。轉(zhuǎn)換器單元包含AC-DC單級(jí)電路或AC-DC以及DC-DC雙級(jí)電路。當(dāng)然 也可想到其他轉(zhuǎn)換器拓樸，但前述拓樸已被證明具有優(yōu)勢(shì)。
還優(yōu)選地，以諧振轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)底座部分、初級(jí)和次級(jí)線圏的DC-AC 轉(zhuǎn)換器，光模塊的轉(zhuǎn)換器單元。
以上方案已被證明在實(shí)際應(yīng)用中具有優(yōu)勢(shì)。
在另一個(gè)優(yōu)選具體實(shí)施方式
中，所述基底是半導(dǎo)體基底、玻璃基 底、織物基底、塑料基底、壁紙、鏡子、窗簾或者地板覆蓋物之一。 這些是優(yōu)選的基底，然而，還可以采用其他基底。
在一個(gè)優(yōu)選具體實(shí)施方式
中，所述初級(jí)線圏和/或所述次級(jí)線圏由 ITO (銦錫氧化物)制成，以便它們的繞組匝是透明的。
這種方案的優(yōu)點(diǎn)在于，初級(jí)線圏和/或次級(jí)線圏可以形成在透明基 底(比如玻璃等)上，而不會(huì)對(duì)基底透明度產(chǎn)生不利影響。換句話說(shuō)， 形成在透明基底上的初級(jí)/次級(jí)線圏不會(huì)被用戶看見(jiàn)。
在一個(gè)優(yōu)選具體實(shí)施方式
中，所述底座部分和所述光模塊每個(gè)都 包含控制器單元，該控制器單元適于通過(guò)所述初級(jí)和次級(jí)線圏無(wú)線地 發(fā)送與接收控制信號(hào)。
換句話說(shuō)，這意味著初級(jí)和次級(jí)線圏不僅用于發(fā)射功率以向光元 件加電，而且在底座部分和光模塊之間傳輸控制信息。比如，控制信 號(hào)可以包含光模塊的光元件應(yīng)該接通和關(guān)閉的信息。此外，所述控制 信號(hào)可以進(jìn)一步包含例如關(guān)于顏色、劑量(ageant)補(bǔ)償?shù)鹊鹊男畔ⅰ?該控制信號(hào)可以對(duì)提供給初級(jí)線圈的交流電壓進(jìn)行調(diào)制。
本發(fā)明的照明系統(tǒng)可用于設(shè)計(jì)燈具、裝飾性照明，用于游戲、謎 題、蠟燭("茶蠟(tea light)")置換和許多其他的應(yīng)用。
在一個(gè)優(yōu)選的具體實(shí)施方式
中，所述底座部分和/或所述光模塊的 所述繞組包含至少兩個(gè)繞組部分，其中，每個(gè)繞組部分具有位于多層 電路板中一層上的繞組匝。
換言之，具有繞組匝的繞組被分成多個(gè)部分。每個(gè)部分具有形成 在多層電路板的一層上的繞組匝。因此，繞組的繞組匝被提供在多層 電路板的平行層上，其中相鄰層的繞組匝例如經(jīng)由通道(vias)相互 電耦合。在本應(yīng)用的上下文中，措辭"平面，，將不會(huì)被理解為數(shù)學(xué)上 限定的平面，而是理解為由電路板或其上提供有繞組的基底所限定空 間的(三維的)平面。因此，根據(jù)這個(gè)具體實(shí)施方式
的全部繞組部分 仍然處于一個(gè)平面內(nèi)，即電路板的平面內(nèi)。
可以從下列描述和包含的附圖中獲取其他特征和優(yōu)點(diǎn)。出的相應(yīng)結(jié)合中，而且可以用于其他結(jié)合中或單獨(dú)采用，而沒(méi)有離開(kāi) 本發(fā)明的范圍。
在一個(gè)具體實(shí)施方式
中，光元件20包含至少一個(gè)0LED。
在另一個(gè)具體實(shí)施方式
中，光模塊12設(shè)置在支柱91中。包含光 模塊14的支柱91是經(jīng)由支柱帶92連接的若干支柱91的結(jié)構(gòu)9的一 部分，它放置在包含底座部分12的結(jié)構(gòu)的地面地板1上。在一個(gè)優(yōu)選具體實(shí)施方式
中，支柱91通過(guò)支柱帶92電連接。
在另一個(gè)具體實(shí)施方式
中，支柱91內(nèi)的光模塊14更進(jìn)一步包含 將由底座部分12充電的可充電電池。
在一個(gè)可選具體實(shí)施方式
中，光模塊14更進(jìn)一步包含至少一個(gè)開(kāi) /關(guān)光元件20的開(kāi)關(guān)，優(yōu)選通過(guò)遙控方式進(jìn)行開(kāi)/關(guān)。
在附圖中顯示本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，并且參考附圖在下文說(shuō)明 書(shū)中將進(jìn)行詳細(xì)解釋說(shuō)明。


圖l顯示根據(jù)本發(fā)明的照明系統(tǒng)的示意俯視圖2是根據(jù)本發(fā)明的照明系統(tǒng)的方框圖3是具有用于檢測(cè)光模塊的檢測(cè)器的照明系統(tǒng)的方框圖4是具有初級(jí)和次級(jí)邊之間感應(yīng)耦合的諧振轉(zhuǎn)換器的方框圖5是照明系統(tǒng)的示意透視圖；以及
圖6是根據(jù)第二具體實(shí)施方式
的具有初級(jí)線圏的底座部分的示意
俯視圖7是用于對(duì)連接的支柱的結(jié)構(gòu)供電的照明系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
在圖1中，示意性地顯示了照明系統(tǒng)的具體實(shí)施方式
，并用附圖 標(biāo)記10表示。應(yīng)當(dāng)注意，照明系統(tǒng)10的示意圖僅用于說(shuō)明目的，以 便描述理解本發(fā)明必需的那些技術(shù)特征。
照明系統(tǒng)10基本上包括兩個(gè)主要的部分，即底座部分12和至少 一個(gè)光模塊13。在該具體實(shí)施方式
中，光模塊以有機(jī)發(fā)光二極管模塊 14的形式提供(在下文的OLED模塊中)。有機(jī)發(fā)光二極管在本領(lǐng)域是 熟知的，由于其功率需求比例如LCD低、由于有機(jī)發(fā)光二極管的形狀 系數(shù)、柔韌性以及幾乎可以提供所有的顏色，因此它們獲得越來(lái)越多的關(guān)注。在其他的具體實(shí)施方式
中，光模塊"可以是LED模塊。
在目前具體實(shí)施方式
中，底座部分12包含矩形框，用于支撐印刷 電路板50(圖5)。在印刷電路板50上，提供多個(gè)耦合區(qū)域16。在圖 l所示例子中，限定4x4耦合區(qū)域16的陣列，共產(chǎn)生16個(gè)耦合區(qū)域。 然而，應(yīng)當(dāng)注意，這只是例子，耦合區(qū)域的數(shù)目可以根據(jù)應(yīng)用的不同 而不同，進(jìn)而更少或更多。
每個(gè)耦合區(qū)域16至少包含通過(guò)線19被提供交流電壓的初級(jí)線圈 18。每個(gè)初級(jí)線圈包括成螺旋形設(shè)置的電路線，該電路線限定了繞組 的多個(gè)繞組匝。初級(jí)線圏18的繞組匝因此在平行于印刷電路板50的 一個(gè)平面內(nèi)延伸。當(dāng)然，電路線可以以不同形式排列，比如成螺旋形、 矩形等等。此外，應(yīng)當(dāng)注意，初級(jí)線圈可以包括多個(gè)線圈部分或部件， 每個(gè)部件包含設(shè)置在多層印刷電路板的一層中的電路線(形成繞組匝 數(shù))。換言之，初級(jí)線圈包含多個(gè)繞組部分，每個(gè)繞組部分具有位于 多層電路板的一層中的繞組臣。
每個(gè)耦合區(qū)域16更進(jìn)一步的包含至少一個(gè)定位元件24,該定位元 件24適于與在光模塊13上提供的對(duì)應(yīng)的定位元件相接合。定位元件 -4用于在耦合區(qū)域16上精確定位光模塊。定位元件24本身可以作為 一個(gè)整體提供在印刷電路板中，用于接收咬合銷。當(dāng)然，也可以考慮 其他可能性，比如在印刷電路板50和光模塊13上的磁性元件，或者 任何其他機(jī)械定位解決方案。
每個(gè)光模塊13包含適于耦合區(qū)域16范圍大小的框架?？蚣芤仓?持其上提供了電氣元件的印刷電路板54 (圖5)。更進(jìn)一步地，光模 塊13包含至少一個(gè)光元件，比如LED或OLED元件20。在目前具體實(shí) 施方式中，提供多個(gè)LED或OLED元件20并排列成3x3矩陣。因此， 該光模塊13共包含9個(gè)LED或OLED元件20。然而，還應(yīng)當(dāng)注意，該 數(shù)字僅僅是例子，光模塊13當(dāng)然可以包括僅一個(gè)LED或OLED元件， 或者多于所示9個(gè)LED或OLED元件。
每個(gè)光模塊13更進(jìn)一步包含次級(jí)線圏26 (圖5)，它是優(yōu)選的， 而不是象初級(jí)線圏18那樣的必要結(jié)構(gòu)。尤其，次級(jí)線圈26位于平行 于光模塊13的印刷電路板54的一個(gè)平面中。當(dāng)然，參照于初級(jí)線圈 18，次級(jí)線圏26還可以提供在如上所述多層印刷電路板上。特別地， 次級(jí)線圏的繞組還可以分成至少兩個(gè)繞組部分，每個(gè)繞組部分具有位
10于多層電路板中一層的多個(gè)繞組匝。因此，具有繞組匝的繞組被提供 相互平行，但它們?nèi)蕴幱陔娐钒宓钠矫嬷小?br> 次級(jí)線圏26用于與初級(jí)線團(tuán)18相互感應(yīng)，以便無(wú)線地從底座部 分12向光模塊13發(fā)射功率。
為了無(wú)線地發(fā)射功率，光模塊13必須位于耦合區(qū)域16。初級(jí)線圏 18和次級(jí)線圏26必須直接彼此相鄰，以便由交流供電的初級(jí)線圍所產(chǎn) 生的電磁場(chǎng)在次級(jí)線團(tuán)中感生電流。然后該電流用于分別向光模塊13 的相應(yīng)LED或OLED元件以及LED或0LED模塊14供電。
根據(jù)圖1，很明顯光模塊13可以設(shè)置在多個(gè)耦合區(qū)域16中的每一 個(gè)耦合區(qū)域中。更進(jìn)一步地，底座部分12可以接收多于一個(gè)的光模塊 13。例如，有可能在16個(gè)耦合區(qū)域16中的每一個(gè)耦合區(qū)域放置光模 塊13。
在圖1中，部分地顯示蓋板22，它用于覆蓋一個(gè)耦合區(qū)域16。 參考圖2，示意性地顯示照明系統(tǒng)10的電氣結(jié)構(gòu)，并在下文中進(jìn) 行解釋。
如上已經(jīng)提到的，底座部分12包含至少一個(gè)初級(jí)線圏18。初級(jí)線 圏18是變壓器28的一部分，光模塊13的次級(jí)線圏26也屬于變壓器28。
初級(jí)線團(tuán)18和由直流電源30供電的DC-AC轉(zhuǎn)換器32耦合。DC-AC 轉(zhuǎn)換器適于將直流電壓轉(zhuǎn)換為約lOOKHz或更高頻率的交流電壓。
每個(gè)光模塊13包含與AC-DC轉(zhuǎn)換器34耦合的次級(jí)線圈26， AC-DC 轉(zhuǎn)換器34順序地與DC-DC轉(zhuǎn)換器36耦合。然后DC-DC轉(zhuǎn)換器36的輸 出與至少一個(gè)LED或OLED元件20耦合。
AC-DC轉(zhuǎn)換器34將由次級(jí)線圏26提供的交流電壓整流成非受控直 流電壓。然后下列DC-DC轉(zhuǎn)換器36將這個(gè)非受控電壓轉(zhuǎn)換成向LED或 0LED元件20供電必需的受控電流。
如上面提及的，從直流電源30到光模塊13的無(wú)線功率傳輸由初 級(jí)線圏18和次級(jí)線圏26之間的感應(yīng)耦合實(shí)現(xiàn)。在優(yōu)選具體實(shí)施方式
中，這種感應(yīng)耦合，即DC-AC轉(zhuǎn)換器32、變壓器28和AC-DC轉(zhuǎn)換器 34,被實(shí)現(xiàn)為諧振轉(zhuǎn)換器60，如圖4所示的一個(gè)例子。諧振轉(zhuǎn)換器的 DC-AC轉(zhuǎn)換器32包含如場(chǎng)效應(yīng)晶體管所提供的并且串聯(lián)連接的兩個(gè)切 換元件68。平行于晶體管68，兩個(gè)電容器69串聯(lián)設(shè)置。線團(tuán)18與串聯(lián)晶體管和串聯(lián)電容器的中心抽頭耦合。在初級(jí)線圏18的一個(gè)饋電線 路(supply line)中，提供另一個(gè)電容器70。
光模塊13的AC-DC轉(zhuǎn)換器34包含提供非受控直流電壓的橋式整 流器71。在次級(jí)線圏26和橋式整流器71之間的一個(gè)饋電線路中，提 供電容器70。
在圖1所示的照明系統(tǒng)中，多個(gè)初級(jí)線圏18中的每個(gè)初級(jí)線圍都 由指定的DC-AC轉(zhuǎn)換器32供電，而不管光模塊13是否被放在相應(yīng)的 耦合區(qū)域16上。為了節(jié)能，在優(yōu)選具體實(shí)施方式
中，多個(gè)初級(jí)線圍18 中的每個(gè)初級(jí)線圏可以選擇性地接通和關(guān)閉。這可以通過(guò)在DC-AC轉(zhuǎn) 換器32和耦合區(qū)域16的初級(jí)線圏18之間提供開(kāi)關(guān)42來(lái)實(shí)現(xiàn)。根據(jù) 光模塊13是否被放置在耦合區(qū)域16上，這個(gè)開(kāi)關(guān)42可由用戶手工操 作或者在優(yōu)選具體實(shí)施方式
中自動(dòng)地操作。這樣的解決方案的相應(yīng)電 氣方框圖在圖3中顯示。除圖2所示電路之外，為每個(gè)耦合區(qū)域16提 供檢測(cè)器。檢測(cè)器適于檢測(cè)在耦合區(qū)域16上的光模塊13。如果光模塊 13出現(xiàn)在于耦合區(qū)域16上，那么DC-AC轉(zhuǎn)換器和初級(jí)線圏18之間的 開(kāi)關(guān)42接通。否則，檢測(cè)器40保持開(kāi)關(guān)42處于斷開(kāi)狀態(tài)。
在圖5中，示意性地顯示照明系統(tǒng)10的優(yōu)選實(shí)施方式。底座部分 12包含基底50，這里印刷電路板裝有多個(gè)初級(jí)線圏18。初級(jí)線圈18 以成螺旋形延伸的印刷電路板導(dǎo)體的形式提供。因此，帶有繞組的線 圏18處于平行于基底50的平面。換句話說(shuō)，線圏18設(shè)計(jì)成二維元件， 非常平坦。
在每個(gè)螺旋形線圏18的中心設(shè)置檢測(cè)器和開(kāi)關(guān)電路72。檢測(cè)器和 開(kāi)關(guān)電路72適于識(shí)別其上放置的光模塊13。在本領(lǐng)域中，已知多種不 同的可能性來(lái)檢測(cè)光模塊。這種檢測(cè)可以機(jī)械地、磁性地、感應(yīng)地和/ 或光學(xué)地進(jìn)行。
此外，基底50也裝有直流電源30和向全部線圈18提供所需交流 電壓的DC-AC轉(zhuǎn)換器32。在基底50之下，平行設(shè)置軟磁性板52。軟 磁性板用于改善初級(jí)和次級(jí)線圈之間的感應(yīng)耦合。光模塊13還包括印 刷電路板形式的基底54，在印刷電路板上提供有次級(jí)線圏26。在這個(gè) 優(yōu)選具體實(shí)施方式
中，次級(jí)線圏26設(shè)計(jì)成平坦的二維次級(jí)線團(tuán)56，其 螺旋形延伸繞組處于平行于基底54的平面中。根據(jù)應(yīng)用目的選擇次級(jí) 線圏56的繞組匝數(shù)目，優(yōu)選根據(jù)所需電壓的水平進(jìn)行選擇。在基底54上設(shè)置軟磁性板58，其用于與上述軟磁性板52相同的目的。
光模塊13更進(jìn)一步包含設(shè)置在印刷電路板上的電路，該電路包含 諧振電容器62、整流器64、以及可充電電池66。
電池66提供一個(gè)或多個(gè)LED或0LED元件20，這些元件未在圖5 中顯示。該電路另外可以包含用于控制光模塊的LED或0LED元件20 開(kāi)關(guān)的控制設(shè)備。
優(yōu)選地利用所謂的emPIC(嵌入式無(wú)源集成電路)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)初級(jí) 和次級(jí)線圏18、 26以及光模塊13的電路，以保持整個(gè)系統(tǒng)很薄。
在圖6中，示意性地顯示了照明系統(tǒng)10的另一個(gè)具體實(shí)施方式
， 并用附圖標(biāo)記80表示。與前述照明系統(tǒng)的差異僅在于初級(jí)線圏18的 結(jié)構(gòu)。在這個(gè)具體實(shí)施方式
中，初級(jí)線圈由第一導(dǎo)線82和第二導(dǎo)線84 形成。第一導(dǎo)線82和第二導(dǎo)線84相互平行延伸，并且第一導(dǎo)線82正 交延伸到第二導(dǎo)線84。為了在次級(jí)線圏中產(chǎn)生感應(yīng)耦合必需的磁場(chǎng)， 每三條相鄰導(dǎo)線電流方向交替一次，如圖6箭頭所示。對(duì)于第二導(dǎo)線 84亦同樣。如圖6所示，LED或OLED模塊14放置在導(dǎo)線82、 84上， 并且由導(dǎo)線82、 84中的電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)在LED或OLED模塊l4的次 級(jí)線圏26中感生電壓。
如上所述，光模塊13可以包含多個(gè)LED或OLED元件20。為了有 選擇地開(kāi)關(guān)每個(gè)LED或OLED元件20，控制信號(hào)從底座部分12傳輸?shù)?光模塊13?？刂菩盘?hào)的傳輸也可無(wú)線地實(shí)現(xiàn)。例如，控制信號(hào)可以在 由底座部分12的DC-AC轉(zhuǎn)換器32所提供的交流電壓上進(jìn)行調(diào)制。
該調(diào)制后的控制信號(hào)可由連接到光模塊13的次級(jí)線圈26的相應(yīng) 接收器接收。然而，也有可能選擇其他方式傳輸控制信號(hào)。信號(hào)的無(wú) 線傳輸?shù)睦邮荝FID、近場(chǎng)通信(NFC)、電容耦合、感應(yīng)耦合或光耦 合。
在如圖7所示的另一個(gè)具體實(shí)施方式
中，照明系統(tǒng)10用于對(duì)作為 若干支柱91的結(jié)構(gòu)9 (帶支柱系統(tǒng))中的一部分的光元件(20)供電， 如用于許多公共區(qū)域作為擁擠控制元件，比如組織排隊(duì)、標(biāo)示禁止區(qū) 域、構(gòu)成飛機(jī)場(chǎng)、體育場(chǎng)、火車(chē)站等等中的大區(qū)域。在典型的應(yīng)用中， 帶支柱91自由地放置在地面1上，以使得能夠或多或少的自由重組。 在此，地面1的地板(floor)覆蓋層包含至少一個(gè)底座部分12，而帶
13支柱系統(tǒng)9的至少一個(gè)支柱91包含帶有次級(jí)線圍26的至少一個(gè)光模 塊14。由照明系統(tǒng)10支持帶支柱系統(tǒng)9的向?qū)Чδ?，照明系統(tǒng)10經(jīng) 由例如綠色、紅色或黃色發(fā)光元件(20)提供附加的可視信息。這種 照明系統(tǒng)10還可以用于照明比如電影院或劇場(chǎng)之類的黑暗房間中的支 柱91周?chē)膮^(qū)域，尤其是支柱91周?chē)牡孛?。
為了使底座部分12和光模塊14之間能夠耦合，支柱支腳包含具 有光模塊12的次級(jí)線圏26的寬的接地板(ground plate),該光模 塊12覆蓋地面地板1的相當(dāng)大區(qū)域。為了改善帶支柱系統(tǒng)9的可變性， 地面地板1可以包含底座部分12的陣列。在此，為了與地面地板l內(nèi) 相鄰底座部分12相耦合，至少一個(gè)、以及若干或全部支柱91包含一 個(gè)次級(jí)線圏26。
在另一個(gè)具體實(shí)施方式
中，支柱91通過(guò)帶92電氣連接，帶92由 包含至少兩條電線的柔性條帶制成，柔性條帶包含至少兩條導(dǎo)線，電 線可被編織在條帶中或者縫合在條帶上?？蛇x地，使用導(dǎo)電涂膠 (paste)可將縫線(tack)印制在條帶上。每個(gè)條帶在其端部包含連 接裝置，從而將條帶連接到下一個(gè)支柱上。在此，支柱91可以分享其 電能。有可能在地面地板1的區(qū)域之外放置支柱91,其包含照明系統(tǒng) 10的底座部分12。
在另一個(gè)具體實(shí)施方式
中， 一個(gè)或多個(gè)支柱91另外裝備有可充電 電池，其可由任何耦合的底座部分12充電。此時(shí)，未連接的支柱91 可在沒(méi)有底座部分12的地面地板區(qū)域上使用一段時(shí)間。
光元件20除了設(shè)置在支柱91上還可以設(shè)置在條帶上，或者設(shè)置 到二者之一上。光元件20可以設(shè)置成或者連接到動(dòng)行指示燈(running light)，比如指出提示的運(yùn)動(dòng)方向。動(dòng)行指示燈的速度可以是運(yùn)動(dòng)的 緊急程度的指示符。
光元件20可以設(shè)置成顯示器，比如顯示諸如箭頭等的方向標(biāo)記或 者向等待人群提供信息。
光模塊l4可以包含附加的集成在支柱內(nèi)部的開(kāi)關(guān)，從而通過(guò)操作 者遠(yuǎn)程控制來(lái)開(kāi)/關(guān)光元件20。舉例來(lái)說(shuō)，支柱91包含紅色和綠色光 元件20a和20b，其中紅色和綠色光元件20a和20b可以分別開(kāi)關(guān)，從 而將"行"表示為綠光，將"停"表示為紅光，或者閃光可以表示危 險(xiǎn)。
14由于每隔幾天就需要在數(shù)百和更多的支柱中周期性地交換電池， 因此不可能交替的電源通過(guò)電池來(lái)維持帶支柱系統(tǒng)的可變性以及通過(guò) 光模塊實(shí)現(xiàn)照明目的。
鑒于上述理由，應(yīng)當(dāng)注意，可以提供非常靈活和平坦的光系統(tǒng)10， 提供設(shè)置光模塊13的高度靈活性。此外，用于光模塊13中的扁平線 團(tuán)保持了 OLED元件的形狀系數(shù)，以便這些模塊的尺寸可以減少，尤其 是考慮到它們的高度。
從底座部分到相應(yīng)光模塊的無(wú)線功率傳輸以及平坦型的光模塊允 許本發(fā)明的照明系統(tǒng)用于廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。比如，根據(jù)本發(fā)明的照明 系統(tǒng)可用于設(shè)計(jì)燈具、裝飾性照明，還可以用于游戲、謎題、蠟燭(" 茶蠟")置換等等。此外，本發(fā)明的照明系統(tǒng)可用于壁紙、窗簾、鏡子 或地板覆蓋。如果初級(jí)線圏的導(dǎo)線是以摻雜錫的氧化銦(IT0)技術(shù)提 供，那么本發(fā)明的照明系統(tǒng)還可以用于窗戶，因?yàn)镮T0電路線是透明 的。
權(quán)利要求
1、照明系統(tǒng)，包含具有至少一個(gè)初級(jí)線圈(18)的底座部分(12)，以及具有適于與初級(jí)線圈(18)相互感應(yīng)的次級(jí)線圈(26)的至少一個(gè)光模塊(13、14)，其特征在于，所述底座部分(12)包含裝有所述初級(jí)線圈(18)的基底(50)，初級(jí)線圈的繞組位于一個(gè)平面內(nèi)并且形成平坦耦合區(qū)域(16)；第二線圈(26)的繞組位于一個(gè)平面內(nèi)；以及所述光模塊(13，14)包含至少一個(gè)光元件(20)和平底表面，以便光模塊(13，14)利用其平坦表面可放置在平坦耦合區(qū)域(16)上。
2、 權(quán)利要求l的照明系統(tǒng)，其特征在于，所述光模塊包含轉(zhuǎn)換器單元(34，36)，優(yōu)選為耦合到次級(jí)線圈(26)和光元件(20)的整流器電路(64， 71 )。
3、 權(quán)利要求1或2的照明系統(tǒng)，其特征在于，所述底座部分(12)包含限定多個(gè)耦合區(qū)域(16)的多個(gè)初級(jí)線圏(18)。
4、 權(quán)利要求l、 2或3的照明系統(tǒng)，其特征在于，所述底座部分(12)和/或所述光模塊(13、 14)包含軟磁性板(52、 58)。
5、 前述任一權(quán)利要求的照明系統(tǒng)，其特征在于，底座部分(12)包含交流電源，優(yōu)選該交流電源具有大于100KHz的基頻。
6、 權(quán)利要求5的照明系統(tǒng)，其特征在于，所述交流電源包含直流電源(30)和產(chǎn)生交流電壓的DC-AC轉(zhuǎn)換器(32)。
7、 前述任一權(quán)利要求的照明系統(tǒng)，其特征在于，利用emPIC(嵌入式無(wú)源集成電路)技術(shù)實(shí)現(xiàn)所述底座部分的所述初級(jí)線圏和/或所述光模塊(13,14)的所述次級(jí)線圏(26)。
8、 前述任一權(quán)利要求的照明系統(tǒng)，其特征在于，利用emPIC技術(shù)實(shí)現(xiàn)底座部分和光模塊的任何或全部無(wú)源部件。
9、 前述任一權(quán)利要求的照明系統(tǒng)，其特征在于，所述底座部分(12)包含用于檢測(cè)放置在所述耦合區(qū)域(16)中的光模塊(13,14)的檢測(cè)器單元(40)以及適于響應(yīng)于光模塊的檢測(cè)而向指定給所述耦合區(qū)域的初級(jí)線圏(18)供電的開(kāi)關(guān)(42)。
10、 前述任一權(quán)利要求的照明系統(tǒng)，其特征在于，所述底座部分(12)包含定位元件(24)，優(yōu)選為機(jī)械定位元件，用于在耦合區(qū)域中定位所述至少一個(gè)光模塊。
11、 前述任一權(quán)利要求的照明系統(tǒng)，其特征在于，所述光模塊(13,14)包含能量存儲(chǔ)元件(66)，優(yōu)選可充電電池或特大電容器。
12、 權(quán)利要求2的照明系統(tǒng)，其特征在于，所述光模塊(13,14)的所述轉(zhuǎn)換器單元(34、 36)適于向所述至少一個(gè)光元件(20)提供受控電流和/或電壓，并且包含作為雙級(jí)電路的AC-DC轉(zhuǎn)換器(34 )和DC-DC轉(zhuǎn)換器電路(36)，或者AC-DC單級(jí)轉(zhuǎn)換器電路。
13、 權(quán)利要求6的照明系統(tǒng)，其特征在于，底座部分的DC-AC轉(zhuǎn)換器、初級(jí)和次級(jí)線團(tuán)(18,26)和光模塊的轉(zhuǎn)換器單元(34, 36 )以諧振轉(zhuǎn)換器的形式實(shí)現(xiàn)，其中所述底座部分和/或所述光模塊包含諧振電容器。
14、 前述任一權(quán)利要求的照明系統(tǒng)，其特征在于，所述基底(50，54)是半導(dǎo)體基底、玻璃基底、織物基底、塑料基底、壁紙、鏡子、窗簾或地面覆蓋層之一。
15、 前述任一權(quán)利要求的照明系統(tǒng)，其特征在于，所述初級(jí)線圏和/或所述次級(jí)線圈由ITO (銦錫氧化物)制作，以便它們的繞組是透明的。
16、 前述任一權(quán)利要求的照明系統(tǒng)，其特征在于，所述底座部分(12)和所述光模塊(l3，14)每個(gè)都包含控制器單元，該控制器單元適于通過(guò)所述初級(jí)和次級(jí)線圏無(wú)線發(fā)送與接收控制信號(hào)。
17、 前述任一權(quán)利要求的照明系統(tǒng)，其特征在于，所述底座部分和/或所述光模塊的所述繞組包含至少兩個(gè)繞組部分，其中每個(gè)繞組部分具有位于多層電路板中一層上的繞組匝。
18、 前述任一權(quán)利要求的照明系統(tǒng)，其特征在于，光元件(20)包含至少一個(gè)OLED。
19、 前述任一權(quán)利要求的照明系統(tǒng)，其特征在于，光模塊(13,14)設(shè)置在支柱(91)中。
20、 根據(jù)權(quán)利要求19的照明系統(tǒng)，其特征在于，支柱(91)是經(jīng)由支柱帶(")連接的若干支柱(91)的結(jié)構(gòu)(9)的一部分，放置在包含底座部分(12)的結(jié)構(gòu)的地面地板(1)上。
21、 根據(jù)權(quán)利要求20的照明系統(tǒng)，其特征在于，支柱(91)經(jīng)由支柱帶(92)電連接。
22、 根據(jù)權(quán)利要求19到21的照明系統(tǒng)，其特征在于，光模塊(13， 14)更進(jìn)一步地包含由底座部分(12)充電的可充電電池。
23、 根據(jù)前述任意權(quán)利要求的照明系統(tǒng)，其特征在于，光模塊(13,14)更進(jìn)一步地包含用于開(kāi)/關(guān)光元件(20, 20a， 20b)的至少一個(gè)開(kāi)關(guān)，優(yōu)選地通過(guò)遙控進(jìn)行開(kāi)/關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種照明系統(tǒng)，包含具有至少一個(gè)初級(jí)線圈(18)的底座部分(12)，以及具有次級(jí)線圈(26)的至少一個(gè)光模塊(13，14)，次級(jí)線圈適于與初級(jí)線圈(18)相互感應(yīng)。該照明系統(tǒng)的特征在于，所述底座部分(12)包含裝有所述初級(jí)線圈(18)的基底(50)，初級(jí)線圈的繞組處于一個(gè)平面內(nèi)并且形成平坦耦合區(qū)域(16)；第二線圈(26)的繞組位于一個(gè)平面內(nèi)；以及所述光模塊(13，14)包含至少一個(gè)光元件(20)和平底表面，以便光模塊(13，14)可利用其平坦表面設(shè)置在平坦耦合區(qū)域(16)上。
文檔編號(hào)H01F38/14GK101490772SQ200780027630
公開(kāi)日2009年7月22日 申請(qǐng)日期2007年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月21日
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