CN102714899B - 包括多个发光片块的照明设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包括多个发光片块的照明设备。每个发光片块具有至少一个接口，所述接口适于信号传输。通过在两个相邻发光片块的两个相邻接口之间添加连接元件，这两个发光片块以菊花链总线系统连接。该菊花链总线系统适于传输信号，这些信号指示每个发光片块的功率和/或颜色。

Description

包括多个发光片块的照明设备
技术领域
本发明涉及照明设备领域，更具体地，涉及包括多个发光片块的照明设备。
背景技术
具有多个发光片块的照明设备例如从US 2005 248935 A1中获悉。
所述多个发光片块因此可以具有各种形状并且片块的每侧包括允许使用连接元件将片块彼此连接的接口。所有的片块连接到电源和通信总线。取决于片块如何连接，照明设备的形状可能改变。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有多个发光片块的改进的照明设备。
这个目的是通过一种包括多个发光片块的照明设备实现的。所述多个发光片块中的每个片块具有至少一个接口。所述至少一个接口适于信号传输。每个片块具有连接到所述至少一个接口的电导体。所述至少一个接口适于通过使用连接元件将所述多个发光片块中的两个发光片块彼此连接。所述多个发光片块借助于所述至少一个接口和连接元件而连接以便形成由菊花链总线系统连接的发光表面。该菊花链总线系统适于传输信号，其中这些信号指示每个发光片块的功率和/或颜色。
换言之，具有所述多个发光片块的照明设备可在至少二个维度中自由配置。同样可能的是，该照明设备可在全部三个维度中自由配置。信号的传输可以通过电力线通信来执行。这意味着通过与指示每个发光片块的功率和/或颜色的信号相同的线路向发光片块供电。也可以在外部实现发光片块的电源。因此，每个发光片块被连接到电力线并且连接到信号传输线。信号传输线以菊花链总线方案布置。
在电力线通信的情况下，经由不同脉宽的脉冲传输指示每个发光片块的功率和/或颜色的信号。通过对信号整流，可以实现电源。脉冲的变化的频率对于用户的眼睛而言是不可见的。
依照本发明的实施例，发光片块包括有机发光二极管或者发光二极管。优选地使用有机发光二极管和发光二极管，因为它们易于安装且成本有效。
本发明的实施例是有利的，因为用户可以通过重新布置发光片块来设计照明设备。通过使用菊花链总线系统，每个片块可以连接到每个其他的片块，并且只要发光片块通过菊花链总线系统连接，用户在设计照明设备方面是完全自由的。
依照本发明的实施例，发光片块具有各种形状。这是有利的，因为在设计照明设备方面给予用户甚至更多的自由。
所述多个发光片块中的每个片块中的电导体依照菊花链总线方案布置。换言之，每个片块的导体本身形成菊花链总线。所述至少一个接口中的每一个包括开关。仅当所述多个发光片块中的一个片块的每个开关闭合时，所述一个片块的菊花链总线才闭合。换言之，每个片块包括在菊花链总线中的导体，这些导体由所述至少一个接口中的开关连接。当连接元件连接到所述至少一个接口时，所述至少一个接口的开关断开。对于每个断开的开关，所述多个发光片块中的每个片块的菊花链总线具有一个输入和一个输出端口。输入和输出端口连接到连接元件。
这意味着当连接元件连接到接口时，片块的菊花链总线被断开并且具有输入和输出端口。经由连接元件，第一片块的输入端口被连接到第二片块的输出端口，并且反之亦然。通过以这种方式连接相邻的片块，实现了穿过照明设备的每个片块的菊花链总线。通过添加连接元件和发光片块或者通过重新布置连接元件和发光片块，可以容易地改变照明设备的形状。
依照本发明的实施例，所述开关为机械开关。这是有利的，因为开关在连接元件连接到所述至少一个接口时自动地断开。当连接元件连接到所述至少一个接口时，开关不可能闭合。这是有利的，因为机械开关是高度可靠的。
依照本发明的实施例，所述开关为电气开关。这是有利的，因为可以在外部控制电气开关。该开关可以通过与开关位于相同发光片块中的控制器或者通过中央控制单元进行控制。该开关可以在不拆卸片块或连接元件的情况下容易电子地开关。
依照本发明的实施例，每个发光片块包括连接到菊花链总线系统的控制器。该控制器控制该控制器位于其中的发光片块的功率和/或颜色。因此，每个发光片块具有其自身的控制器。控制器接收指示发光片块的功率和/或颜色的信号，并且依照该信号控制所述功率和/或颜色。可以将信号传输至每个控制器，并且通过编码到信号中的标识号寻址一个单一控制器。
依照本发明的实施例，中央控制单元连接到菊花链总线系统，该中央控制单元适于经由菊花链总线系统将信号发送至发光片块的控制器，这些信号指示发光片块的功率和/或颜色。换言之，中央控制单元将信号发送至所述多个发光片块，并寻址特定发光片块的特定控制器以及设置发光的光的功率和/或颜色。
当发光片块的控制器接收寻址到它的信号时，该控制器依照由该信号传输到该控制器的值改变发光片块的功率和/或颜色。信号也可以指示不改变发光片块的功率和/或颜色。为了改变功率，控制器可以改变外部电源，或者在电力线通信的情况下，控制器可以改变由电力线通信线路传输到发光片块的功率。
依照本发明的实施例，控制单元包括显示器。该显示器适于指示发光片块是否正确地连接。这有利于向用户指示发光片块是否正确地连接。如果例如用户改变发光片块的布置，那么他可能不正确地布置它们，并且菊花链总线可能被破坏。如果这样的话，那么显示器向用户告警并且用户因此可以改变发光片块的布置。
附图说明
本发明的这些和其他方面根据此后描述的实施例将是清楚明白的，并且将参照这些实施例进行阐述。
在附图中：
图1为可自由配置的二维照明设备的示意图；
图2为连接多个片块的菊花链总线的示意图；
图3为包括控制器和四个接口元件以及连接元件的发光片块的示意图；
图4为以菊花链总线连接的两个发光片块的示意图；
图5为包括以菊花链总线连接的多个发光片块的照明设备的示意图；
图6为形成照明设备的多个发光片块的示意图；
图7为机械开关的示意图；以及
图8为具有电子开关的发光片块的示意图。
具体实施方式
这些图中的相似编号的元件是相同的元件或者执行相同的功能。如果功能相同的话，先前已经讨论的元件不一定会在后面的图中进行讨论。
图1为具有多个发光片块102、104和106的照明设备100的示意图。发光片块102、104和106具有各种形状。发光片块102具有五边形形状，发光片块104具有正方形形状并且发光片块106为三角形。
每个发光片块102、104和106连接到至少一个另外的发光片块102、104和106。应当指出的是，不同形状的发光片块也可以彼此连接。例如，三角形发光片块106可以连接到五边形发光片块102。两个发光片块102、104和106之间的连接由连接元件108执行，该连接元件位于两个连接的片块之间。
连接元件108通过将第一发光片块的接口元件与第二发光片块的接口元件连接而连接两个相邻的发光片块102、104和106。每个片块在每侧具有一个接口元件110。因此，片块102、104和106适于通过将发光片块102、104和106的接口110与连接元件108连接而连接到其他的发光片块102、104和106。
片块102、104、106的形状优选地为具有至少3个或者更多边的多边形类型，比如等边三角形106或者正方形104。片块的每侧包括接口110，该接口允许使用连接元件108将片块彼此连接。取决于片块如何连接，可以实现具有不同形状的各式各样的镶嵌图案状照明设备100。
照明设备100在电学上以这样的方式组织，使得所有片块102、104、106连接到电源和通信总线。通信总线为使用标准解决方案的菊花链类型。优选地，可以利用连接到总线系统的中央控制器单独地控制所有片块102、104、106，从而确定发射的光的颜色和强度。作为光源，各片块优选地包括希望的形状的单片OLED设备或者一个或多个LED。
菊花链总线虽然可以容易地利用几乎无限数量的节点（片块）扩展，但是具有不允许环路或短截线（stub）的缺点。这意味着在照明设备的片块的数量和/或片块的形状改变时总线系统的仔细重新设计。
当例如通过改变连接的片块102、104、106的数量和/或各片块102、104、106的形状和/或它们的几何取向而改变照明设备的形状时，具有接口110和连接元件108的片块102、104、106自动地延伸和/或修改所述总线系统。
应当指出的是，不是发光片块102、104或106的每一个接口元件都必须连接到另一个发光片块102、104或106。当没有连接元件连接到接口110时，片块的内部菊花链在接口110处闭合。如果连接元件108连接到接口110，那么发光片块102、104或106在连接到连接元件108的接口元件110处具有输入端口和输出端口。通过将两个发光片块102、104或106彼此连接，一个发光片块的输入端口连接到另一个发光片块的输出端口，且反之亦然。通过该架构，菊花链总线穿过每个发光片块102、104和106。
图2为依照本发明的实施例的菊花链总线系统的示意图。中央控制单元200经由菊花链总线连接到每个片块2021-n。中央控制单元200适于控制每个片块2021-n的功率和/或颜色。为了改变发光片块2021-n的功率和/或颜色，中央控制单元200经由菊花链总线将信号传输至相应的片块，例如片块2022。传输至片块2022的信号由于菊花链总线系统的原因而必定传输通过片块2021。当信号到达寻址的片块2022时，片块2022中的控制器使得片块2022的功率和/或颜色适应于从中央控制单元200传输的信号所指示的功率和/或颜色。
图3为包括控制器300、四个接口元件3021-4的发光片块104的示意图，每个接口元件3021-4具有开关304。发光片块104还包括内部总线306。该总线包括连接接口元件3021-4中的开关304的多个电导体。当像图3中的情况那样所有的开关304都闭合时，内部总线306形成具有控制器300的菊花链总线。在图3中，紧邻发光片块104绘出了连接元件108。连接元件108适于连接到发光片块104的接口元件3021-4。当连接元件连接到接口元件3021-4时，相应接口元件3021-4的开关304断开，并且连接元件具有两个终端308。终端308也称为输入和输出端口。
如果没有附接到片块104的连接元件108，那么内部总线电气地形成闭环。该环路利用接口开关304而电气地断开。当连接元件108对接到片块104的接口元件110之一时，相应开关304断开并且先前闭合的总线环路断开且延伸到连接元件终端308。
图4a为利用连接元件108彼此连接的两个发光片块1041和1042的示意图。此外，发光片块1042连接到中央控制单元200。连接元件108连接发光片块1041和1042。为了做到这点，连接元件108机械地或者电气地断开每个发光片块1041和1042处的接口元件110中的开关。如上文中所解释的，当接口元件的开关断开时，连接元件具有输入和输出端口。由于片块1042和1042二者中的开关都断开，因而这两个片块都连接到连接元件108并且这两个片块在连接元件108处都具有输入和输出端口。1041的输入端口连接到片块1042的输出端口。片块1042的输入端口连接到片块1041的输出端口。片块1042与中央控制单元200的连接以类似的方式执行。另一个连接元件108连接到片块1042并且将片块1042连接到中央控制单元200。为了再次将片块1042连接到中央控制单元200，相应的开关被断开。通过以这种方式将片块1042和1041与中央控制单元200连接，建立起数据路径400，该数据路径在菊花链中从中央控制单元200引出，经过发光片块1042和相应的控制器3002到达发光片块1041和相应的控制器3001，向后经过发光片块1042到达中央控制单元200。
这仅仅是一种可能，因为连接到连接元件的接口元件中的开关断开并且未连接到连接元件的接口元件中的开关闭合。通过这种原理，建立起从中央控制单元200经过两个发光片块1041和1042的菊花链总线。通过该菊花链总线可以传输信号，这些信号适于触发发光片块1041和1042的功率和/或颜色的改变。因此，两个控制器3001和3002适于经由数据路径400接收来自中央控制单元200的信号。此外，控制器3001和3002适于改变发光设备1041和1042的功率和/或颜色。其中，控制器3001负责发光片块1041并且控制器3002负责发光设备1042。
这种互连的结果在于自动地创建了数据路径400，其开始于连接中央控制单元200与片块1042的连接元件的第一终端，并且由片块1042的内部总线进一步延伸且由将片块1041与片块1042连接的连接元件108进一步延伸到片块1041的内部总线。数据路径从这里向后延伸经过这两个片块1041-2向后到达将片块1042与中央控制单元200连接的连接元件的第二终端。
图4b示出了彼此连接的两个发光片块1041和1042的示意图；片块1042还连接到中央控制单元200。这些连接由连接元件108执行。大体而言，图4b的实施例类似于图4a的实施例。主要区别在于，片块1042的两个相邻接口元件连接到片块1041和中央控制单元200。这意味着，在到中央控制单元200的连接与到片块1041的连接之间实现了90度的角度。这表明，任何片块104都可以连接到片块1042的任何接口元件。这同样适用于中央控制单元200。因此，可能实现照明设备的不同形状。
图5为包括多个发光片块104的照明设备100的示意图。发光片块104如上文中所描述地与连接元件连接。每个发光片块104包括四个接口元件，每个接口元件包括开关。此外，每个发光片块包括适于控制相应发光片块的功率和/或颜色的控制器300。每个控制器300控制该控制器300位于其中的发光片块104的功率和/或颜色。
通过将相邻发光片块104与连接元件连接，可以实现照明设备的任何形状。应当指出的是，不是每一个发光片块104都连接到其所有邻居。当在两个相邻发光片块104之间添加了连接元件时，必须注意数据路径保持如上文中所描述的菊花链总线400。通过在错误的位置添加连接元件，整个菊花链总线400可能被破坏。这将导致不工作的照明设备100。可选地，中央控制单元200包括显示器500。中央控制单元200监控菊花链数据路径400。当用户破坏菊花链数据路径400时，中央控制单元200在显示器500上指示这点。于是，用户知道最近的重新布置破坏了菊花链数据路径400。
在像图5中那样的工作的菊花链数据路径400的情况下，中央控制单元200适于通过发光片块104将信号发送至特定控制器。该信号可以包括关于相应发光片块的功率和/或颜色的指示，所述相应发光片块包括由中央控制单元200寻址的控制器。由于每个片块104具有控制器，因而可以单独地控制每个发光片块的功率和/或颜色。例如，中央控制单元200寻址菊花链中的第三控制器以便提高功率并改变颜色。因此，信号被传输经过整个菊花链400，但是只有第三控制器被寻址。从中央控制单元200传输至控制器的信号包括发光片块104的功率和/或希望的颜色。当第三控制器接收到信号时，相应发光片块的光的功率和/或颜色被改变。第三控制器适于改变第三控制器位于其中的发光片块的功率和/或颜色。
图6为具有多个带有四条边的发光片块104和多个三角形形状的发光片块106的照明设备100的示意图。通过在一些发光片块104和106之间添加连接元件，建立起经过所述多个片块104和106中的每个片块的菊花链数据路径600。图6表明，原则上可以通过连接不同形状的发光片块104和106来实现照明设备100的任何种类的形状。必须注意不中断菊花链数据路径600。
图7为具有开关304的两个接口元件1101和1102的示意图。这是在两个相邻片块连接时机械地开关开关304的实例。当两个接口元件1101和1102连接时，开关304自动地断开。这导致经过接口元件1101和1102的菊花链总线。如果两个接口元件1101和1102未连接，那么开关304闭合并且在接口元件1101处没有输出端口或输入端口可用。
图7中的接口元件1101-2包括其中母连接器具有集成开关304的连接。母开关用于片块接口1101。公连接器于是用作连接元件。当公连接器被插入母连接器中时，内部开关304机械地断开。没有公插头的母连接器使其相应的开关304闭合。
图8为具有控制器300的发光片块104的示意图。控制器300电气地控制发光片块104的开关。因此，控制器300可以经由菊花链总线接收信号，该信号指示开关开关。若干数据线800和802从控制器引出到达接口元件。当把连接元件108添加到接口元件时，控制器300断开相应的开关以便建立往来相邻发光片块的数据流。通过这样做，建立起菊花链总线系统。
尽管在所述附图和前面的描述中已经详细地图示和描述了本发明，但是这样的图示和描述应当被认为是说明性或示例性的，而不是限制性的；本发明并不限于所公开的实施例。本领域技术人员在实施要求保护的本发明时，根据对于所述附图、本公开以及所附权利要求的研究，可以理解并实现所公开实施例的其他变型。在权利要求中，措词“包括”并没有排除其他的元件或步骤，并且不定冠词“一”并没有排除复数。在相互不同的从属权利要求中列出特定技术措施这一事实并不表明这些技术措施的组合不可以加以利用。权利要求中的任何附图标记都不应当被解释为对范围的限制。
附图标记列表
100 照明设备
102 发光片块
104 发光片块
106 发光片块
108 连接元件
110 接口元件
200 控制单元
2021-N 发光片块
300 控制器
3021-4 接口元件
304 开关
306 内部总线
308 终端
400 数据路径
500 显示器
600 菊花链
800 数据线
802 数据线
804 数据流

Claims (10)

1.照明设备（100），包括多个发光片块（102；104；106；2021-N），所述多个发光片块中的每个片块具有至少一个接口（110；3021-4），
其中所述至少一个接口适于信号传输，每个片块具有连接到所述至少一个接口的电导体（800；802），
所述至少一个接口适于通过使用连接元件（108）将所述多个发光片块中的两个发光片块彼此连接，
其中所述多个发光片块借助于所述至少一个接口和连接元件而连接以便形成由菊花链总线系统（400；600）连接的发光表面，该菊花链总线系统适于传输信号，这些信号指示每个发光片块的功率和/或颜色，
其中所述多个发光片块中的每个片块中的电导体依照菊花链总线方案布置，其中所述至少一个接口中的每一个包括开关（304），仅当所述多个发光片块中的一个片块的每个开关闭合时，所述一个片块的菊花链总线才闭合，当连接元件连接到所述至少一个接口时，所述至少一个接口的开关断开，对于每个断开的开关，所述多个发光片块中的每个片块的菊花链总线具有一个输入和一个输出端口，输入和输出端口连接到连接元件。
2.权利要求1的照明设备，其中发光片块包括发光二极管。
3.权利要求2的照明设备，其中发光二极管包括有机发光二极管。
4.前面的权利要求中任何一项的照明设备，其中发光片块的形状为具有至少3个或者更多边的多边形类型。
5.依照权利要求1的照明设备，其中所述开关为机械开关。
6.依照权利要求1的照明设备，其中所述开关为电气开关。
7.依照权利要求1-3中任一项的照明设备，其中每个发光片块包括连接到菊花链总线系统的控制器（300）。
8.权利要求7的照明设备，发光片块的控制器适于控制该发光片块的功率和/或颜色。
9.依照权利要求1-3中任一项的照明设备，其中控制单元（200）连接到菊花链总线系统，该控制单元适于经由菊花链总线系统将信号发送至发光片块的控制器，这些信号指示发光片块的功率和/或颜色。
10.权利要求9的照明设备，其中控制单元包括显示器（500），该显示器适于指示发光片块是否正确地连接。
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