CN101124429B - 自供电照明设备 - Google Patents

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Abstract

一种自供电照明设备包括:支撑元件;适于连接到独立电源的至少一个发光二极管;所述支撑元件具有用于支撑其上的独立电源的位置;将所述电源与所述至少一个发光二极管互连的电连接;包含在所述电连接中的通/断开关,其用于根据用户需要接通和断开所述至少一个发光二极管;和光学元件,其用于传输或引导由所述至少一个发光二极管发射的光能。

Description

自供电照明设备
相关申请的相互参照
本发明要求了序列号为60/541,973、2004年2月4日提交的、发明名称为“自供电照明设备”的权益和优先权,上述申请的全部公开文本被结合于此以作参考。
发明背景
本发明涉及照明设备(fixture),特别涉及自供电照明设备,更特别涉及利用发光二极管作为照明源的自供电照明设备。
近年来,已开发出了提供更大照明能力的发光二极管。发光二极管具有的显著优点包括它们能效比较高,具有比诸如白炽灯这样的其它照明源更低的耗用电流。此外,它们比白炽灯更耐用,因此不必经常替换。此外,它们可获得各种颜色,包括白色和其它颜色,因此允许它们用于不同应用并且允许实现各种照明效果。
然而,发光二极管实际上还未用于住宅照明,尤其还未用于自供电的住宅照明,即通过合适的电池或其它独立电源供电的住宅照明。
发明内容
因此本发明的目标是提供一种自供电照明设备,其可以作为壁灯台或天花板吊灯用于住宅或其它建筑结构中以提供照明。
本发明的另一目标是提供一种独立照明设备,其由电池供电并且利用发光二极管作为照明源。
本发明的又一目标是提供一种独立照明设备,其将用一次性或可充电电池提供更长的电池使用时间。
本发明的又一目标是提供一种独立照明设备,其并不需要连接到建筑的供电网络,因此实质上允许由任何人将其安装在建筑之内或之上的任何位置,例如安装在墙上、天花板上和室内或室外位置,因此并不需要对建筑电力系统或结构作出任何改动。
本发明的以上和其它目标由一种自供电照明设备实现,该自供电照明设备包括:支撑元件;适于连接到独立电源的至少一个发光二极管;所述支撑元件具有用于支撑其上的独立电源的位置;将所述电源与所述至少一个发光二极管互连的电连接;包含在所述电连接中的通/断开关,其用于根据用户需要接通和断开所述至少一个发光二极管;和光学元件,其用于传输或引导由所述至少一个发光二极管发射的光能。
根据一个实施方式,本发明包括一种提供照明的电池供电的独立照明设备,例如壁灯台。所述照明设备包括提供照明源的至少一个发光二极管和包含在所述照明设备内的可替换和/或可充电的电池组。所述照明设备可以包括第一部件,其包括可安装在墙壁这样的建筑结构部分上的支撑板,和包括电路板的第二部件,至少一个发光二极管布置在所述电路板上。第三部件包括用于以预期方式散射和/或传输光和用于提供宜人的装饰外观的光传输元件。合适的配线设在所述一个或多个发光二极管和支撑板之间。电路板包括至少一个发光二极管以及按照需要的合适的限流/压降电阻器。通/断开关可以设在所述支撑板上、所述电路板上或任何其它位置以将提供方便手段以用于接通和断开所述至少一个发光二极管。优选地,所述通/断开关可以是提供减光功能的通/断开关,例如也包括高强度和低强度设定的通/断开关。此外,独立照明设备也可以包括合适的减光电路以提供更大范围的减光能力,包括多个离散减光级或可在连续范围上实现的减光。
本发明也包括合适的远程控制发送器,其将信号发送到所述照明设备以控制所述照明设备的通/断和减光状态。因此,所述电路板也将优选地包含接收器以接收由所述远程发送器发送的信号。远程控制功能可以由任何公知的技术提供,包括射频(RF)、红外频率(IR)或超声能量,或者本领域技术人员已知的任何其它技术。
优选地,所述发光设备包括容纳电池或电池组的电池盒,所述电池或电池组提供合适的电源以持续预期时间向所述至少一个发光二极管供能。所述电池盒可以容纳可替换一次性电池或可充电电池或者所述电池组自身可以由新电池组替换或者所述电池组中的电池可由合适的充电源充电。
在一个实施方式中,所述电池组中的电池或整个电池组可以取出并且放置在充电源中进行充电。根据另一实施方式,整个照明设备或容纳所述电池组的支撑元件可以从其安装位置被卸除并放置到电池充电器中。在另一实施方式中,充电器自身可以被内装在照明设备或用于照明设备的背板中,然后照明设备可以用插头插入合适的电源(例如常规的AC墙上电插座)中以为给电池充电。
根据一个实施方式,电池源可以包括碱性电池、锂电池或可充电电池。可以使用任何其它合适的电池。
根据一个实施方式,LED提供白光,但是也可以利用提供一种不同颜色或多种颜色的LED,这取决于消费者的偏好或按照预选。此外,照明设备可以具有一种电路,该电路被设计成选择在不同频率下并因此以不同颜色发光的不同LED以提供各种照明效果。
本发明的好处在于它允许未经培训的、无资质的个人安装照明设备,这些个人不精通或胜任建筑构造或者将电设备连接到电源或者走线和/或连接电线和/或电线管、电缆和电接线盒。此外,本发明可以应用于现有的结构中而不需要新配线或不需要改进建筑结构的电力系统,并且不需要改变建筑的结构。由于照明设备是电池供电的,因此它可以安装在墙上或天花板上的任何方便位置或者甚至可以用作桌面上或者任何需要的地方的照明设备而不需要任何配线或重配线。
本发明的应用和使用将允许消费者改造或装饰住宅或建筑结构而不需要高成本或破坏性的过程来走线电线以向照明设备供电。另外,对于租房和不允许改变建筑结构的消费者来说以及对于住在老房子中并且它们不想改变或难以改变墙和天花板(例如石膏墙和天花板)的住户来说,本发明是理想的。此外可以走线电线的许多消费者对这样做犹豫不决,原因是他们并没有匹配的油漆和其它材料来修复电配线和接线盒所需的孔产生的对建筑结构造成的损坏。该产品将服务于该市场。
根据一个实施方式,碱性电池、锂电池或可充电电池用作电源。这样的电池可以为发光二极管供电许多小时,大大长于典型的白炽灯。此外,LED比白炽灯持续长的多的时间并且具有大约10,000小时的使用寿命。
因此,本发明具有几个方面。根据一个方面它是一种照明设备,该照明设备利用发光二极管作为照明源和利用一次性或可充电电池作为电源。
根据另一方面,照明设备包括安装板,含有所述发光二极管的电路板附着在所述安装板上,以及电池组,该电池组由前盖覆盖以提供装饰外观,和优选地包括用于传输所述发光二极管所产生的光的光传输元件。
根据另一方面,本发明包括可以安装在建筑结构内部或外部的任何地方的独立照明源。根据一个方面,所述照明设备可以替换常规的AC供电的照明设备,原因在于根据本发明的照明设备可以被拧到电接线盒之内或之上,由此替换AC供电照明设备。根据又一方面,所述照明设备包括内装充电器,该充电器可以用插头插入合适的电源中以为电池充电。所述内装充电器优选地包括插入到充电器中和AC墙上插座中给电池充电的软线插头。根据另一实施方式,所述充电器作为独立变压器/适配器被提供,其可以用插头插入到AC墙上插座中以为电池充电。
现在将在下面的具体描述中更详细地描述本发明的其它目标、特征和优点。
附图的简要说明
现在将参考附图在下面的具体描述中更详细地描述本发明,其中:
图1显示了根据本发明的照明设备的一个实施方式的等轴前视图;
图2显示了照明设备的侧视图;和
图3显示了根据去除了前盖的本发明的照明设备的前视图,示出了包含发光二极管的电路板和电池组。
具体实施方式
现在参考附图,图1显示了根据本发明的照明设备10的透视前视图。照明设备10实施为壁灯台,虽然它也可以采用其它形式。例如,照明设备可以用作天花板吊灯。此外,照明设备可以布置在室内或室外位置。如果在室外位置,照明设备将具有合适的防水。
参考附图,照明设备10包括背板支撑元件12和合适的盖20。包含至少一个LED 40的电路板35固定到背板12。至少一个LED可以包括高输出或超亮LED。盖20可以是透明的或半透明的,由此允许来自一个或多个发光二极管的光能向外传输。前盖20可以包括合适的漫射器以为LED发出的光提供柔光。也有可能前盖20可以是不透明的,在该情况下照明设备通过开口或透光顶部25提供间接照明。
参考图2,照明设备被显示成附着到墙30。前盖20可以通过如虚线22所示向上滑动它而被去除以用于接入电池组45和电路板35,或者它可以合适地卡锁到背板12上或由任何合适的装置附着,例如揿钮、螺钉或任何其它合适的附着机构。如图2中所示包含在灯台腔内的是包含一个或多个如图3中具体显示的LED 40的电路板35。优选地在电路板下方,提供了容纳电池的电池组或电池盒45以用于为LED供电。电路板35包含将LED互连到电池组的任何其它必要部件,根据需要包括任何合适的压降/限流电阻器。此外,电配线将电池组互连到包含LED的电路板。优选地,电池组45通过本领域技术人员公知的可释放电连接可释放地连接到电路板35或连接到将电池组与电路板35互连的电配线。
如图3中所示,照明设备包括合适的通/断开关,其可以布置在电路板35上或照明设备的某个其它位置,例如布置在背板12上或前盖20上或者任何其它合适的位置,优选地布置在设备上,在该情况下它将由电线互连到LED。通/断开关不需要是手动可控的,因为如下所述它可以由远程控制设备控制。通/断开关可以是受控半导体开关设备,例如晶体管。如图3中所示,通/断开关可以包括具有多个设定的开关,例如除了关设定之外还有高强度设定和低强度设定。此外,照明设备可以包括合适的减光电路,该减光电路提供多个离散或连续可变的减光设定。减光功能可以由任何合适的减光电路提供,包括脉冲宽度调制(PWM)带有变化占空比的发光二极管以实现减光效果的电路。
图3中还显示了远程控制设备50,该控制设备具有在其上的合适控制器和用于将信号发送到照明设备10以控制照明设备的通/断和/或减光状态的发送器。远程控制设备50可以由任何公知手段操作,例如射频(RF)、红外频率(IR)或超声频率或任何其它合适的远程控制传输技术。电路板35优选地包括用于接收由远程控制设备50发送的信号的接收器55。
根据本发明的照明设备也可以具有布置在其上的合适的光电控制器60以允许在黑暗中接通照明设备。
此外,发光二极管40可以发射不同频率的光以提供不同颜色的照明效果,这可以根据用户需要或者根据预设计的图案或顺序进行选择。用于提供所述预设计图案或顺序的电路优选地包含在电路板35上并且示意性地如57所示。
可选择地,LED 40可以具有引出端以允许不同颜色LED中的被选的LED连接到电路中以提供用户所选颜色或颜色图案。
当然,所示的照明设备可以采用任何形状并且不受图中所示实施方式限制。此外,它可以安装到或布置在任何表面上,并且不限于墙壁安装。
背板12具有合适的手段,例如用于螺钉62的开口,以允许它附着到诸如建筑墙壁这样的建筑的结构部分。因此,任何合适的手段可以设在背板中以允许照明设备附着到建筑结构。例如,背板12可以包括合适的凹槽或孔以允许背板系于钉或其它插入到建筑结构中的突出物上,例如钉入或拧入建筑墙壁中的钉或挂像钩。
此外,背板可以具有合适的手段以允许它附着到常规AC电接线盒,从而替换位于电箱的常规AC供电设备。
图2显示了本发明的另一方面,连接到电池的内装充电器65可以用插头插到合适的电源中以为电池充电。内装充电器65优选地包括可卸软线插头,其可以插入到充电器65中和AC墙上插座中以为电池充电。根据另一实施方式,充电器作为独立变压器/适配器被提供,其可以插入到AC墙上插座以为电池充电。照明设备10包括电插孔以接收来自变压器/适配器的电软线。
本发明也可以用于改变或改造现有的照明设备,例如当前制造的那些以家庭线路电流工作的照明设备,从而使制造商能够将照明设备转换成电池电源和LED照明。
尽管关于其特定实施方式描述了本发明,许多其它变型和改进以及使用对于本领域的技术人员来说将变得显而易见。所以,本发明不应当由这里的特定公开限定,而是仅仅由后附权利要求限定。

Claims (23)

1.一种自供电照明设备包括:
支撑元件;
电路板,其置于所述支撑元件之上,并具有用于接收命令信号的无线电接收器;
适于连接到所述电路板并由其控制的至少一个发光二极管;
独立电源,其置于所述电路板之下以便为所述电路板和所述至少一个发光二极管供电,所述支撑元件具有用于支撑其上的独立电源的位置;
将所述独立电源与所述至少一个发光二极管互连的电连接;
包含在所述电连接中的通/断开关,其用于根据用户需要、响应于接受到的被发送的命令信号而接通和断开所述至少一个发光二极管;和
光学元件,其用于传输或引导由所述至少一个发光二极管发射的光能,所述光学元件可移除地连接到所述支撑元件,以便向上移动而提供接入到所述支撑元件,其上置有所述电路板的支撑元件包括允许所述支撑元件紧固到建筑结构的设备,所述支撑元件位于在所述建筑结构和所述光学元件之间、由光学元件形成的腔中;
并且其中所述至少一个发光二极管包括多个发射不同颜色光的发光二极管;以及
还包括一个电路,其用于控制所述多个发光二极管来实现预期照明效果。
2.根据权利要求1所述的照明设备,其中所述支撑元件包括用于将所述支撑元件附着到建筑的结构部分的附着装置。
3.根据权利要求1所述的照明设备,进一步包括用于所述至少一个发光二极管的至少一个压降/限流电阻器。
4.根据权利要求1所述的照明设备,其中用于电源的所述位置包括用于可去除地容纳至少一个电池的电池盒。
5.根据权利要求1所述的照明设备,其中用于独立电源的所述位置包括用于连接到电池的可释放电连接。
6.根据权利要求1所述的照明设备,其中所述通/断开关包括机械开关。
7.根据权利要求1所述的照明设备,其中所述通/断开关具有多个设定,包括所述至少一个发光二极管的高强度和低强度初始设定,以及关设定。
8.根据权利要求1所述的照明设备,进一步包括用于对所述至少一个发光二极管减光的减光电路。
9.根据权利要求8所述的照明设备,其中所述减光电路包括脉冲宽度调制电路。
10.根据权利要求1所述的照明设备,其中所述通/断开关包括半导体开关。
11.根据权利要求1所述的照明设备,其中所述光学元件包括透明或半透明元件。
12.根据权利要求1所述的照明设备,其中所述光学元件基本上不透明,且引导由所述至少一个发光二极管发射的光能通过透光开口。
13.根据权利要求1所述的照明设备,其中所述光学元件包括光散射器。
14.根据权利要求1所述的照明设备,进一步包括用于提供命令信号以控制照明设备的通/断操作的远程控制发送器。
15.根据权利要求14所述的照明设备,该接收器接收由所述远程控制发送器发送的命令信号。
16.根据权利要求15所述的照明设备,其中由所述接收器接收的命令信号被所述电路板用于控制所述至少一个发光二极管的减光级。
17.根据权利要求1所述的照明设备,其中所述至少一个发光二极管安装在电路板上。
18.根据权利要求1所述的照明设备,其中所述光学元件可滑动地向上移动以便为独立电源提供通路。
19.根据权利要求1所述的照明设备,进一步包括用于照明设备的光电控制。
20.根据权利要求1所述的照明设备,进一步包括用于独立电源的充电器。
21.根据权利要求20所述的照明设备,其中所述充电器被布置在所述支撑元件上。
22.根据权利要求20所述的照明设备,其中所述充电器被布置在照明设备的外部并且由电线连接可释放地连接到照明设备。
23.根据权利要求1所述的照明设备,其中独立电源包括可替换或可充电电池。
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