CN112204813A - 照明设备内的堆叠电路板 - Google Patents

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Abstract

提供了一种照明设备(100)。照明设备(100)包括第一电路板(110)，第一电路板(110)至少包括被安装在其上的第一发光元件(130)和第二发光元件(132)。照明设备还包括第二电路板(120)，第二电路板(120)包括孔(140)。第二电路板相对于第一电路板被布置，使得孔被定位成与第一发光元件的位置匹配而不与第二发光元件的位置匹配。照明设备还包括传感器和/或天线(150)，其中传感器和/或天线的至少一部分被提供在第二电路板的部分(121)上，该部分(121)在第一发光元件和第二发光元件之间延伸。

Description

照明设备内的堆叠电路板
技术领域
本公开涉及照明设备领域。特别地，本公开涉及包括一个或多个传感器和/或天线的照明设备的领域。
背景技术
为了动态地控制照明系统，可以将发光元件(诸如，灯泡或发光二极管LED)与一个或多个传感器组合。这种传感器可以例如包括存在检测器，其可以用于根据例如特定的房间或区域中是否存在人来接通或关断发光元件。为了检测人的存在，存在检测器可以例如使用微波雷达技术，并且要求例如尺寸为几厘米的内部天线或外部天线，以匹配发射(和接收)的无线电波的波长。
照明设备可以包括被安装在电路板上的多个发光元件。除了发光元件本身之外，电路板还可以包括其他部件，诸如变压器、功率调节器和各种无源部件(诸如电阻器、电感器和电容器)。因此，电路板上剩余的空间可能有限，并且为存在检测器提供天线可能不可能或者困难。天线可以替代地被定位在照明设备的外部，这例如出于审美原因而可能不太理想。在一些情况中，天线可能仍然被定位在照明设备内，但在技术功能方面处于次优位置。
鉴于上面所述，因此需要一种改进的方式来提供与照明设备结合的传感器和/或天线。
US2010/188301公开了一种包括光学单元和贴片天线的灯装置。光学单元包括LED和具有安装在前表面处的LED的基板，并且包括具有可见光透射性的盖构件，盖构件散布在前部处的LED之上。在该光学单元中存储了贴片天线，贴片天线包括贴片元件和位于贴片元件的后部的接地元件。
US2018/101110公开了一种图像形成装置。通信接口包括通信板和环形天线。通信板被布置成被壳体覆盖并且具有孔部分。环形天线被布置在孔部分的圆周边缘上，以绕孔部分环绕。光源包括光源板，光源板沿着通信板的厚度方向，跨通信接口被布置在与壳体相对的位置处，并且具有被安装在光源板上的光源。
发明内容
为了至少部分地满足上述需求，本公开提供了如独立权利要求中限定的照明设备。在从属权利要求中限定了照明设备的另外实施例。
根据本公开的一方面，提供了一种照明设备。照明设备可以包括第一电路板。第一电路板可以至少包括被安装在其上(例如，在第一电路板的表面上)的第一发光元件和第二发光元件。
照明设备还可以包括第二电路板。第二电路板可以包括孔。第二电路板可以相对于第一电路板被布置，使得孔被定位成与第一发光元件的位置匹配而不与第二发光元件的位置匹配。
照明设备还可以包括传感器和/或天线。传感器和/或天线可以例如形成照明设备的控制系统的一部分。传感器和/或天线的至少一部分可以被提供在第二电路板的一部分上，该部分在第一发光元件和第二发光元件之间延伸。在这里，术语“延伸”还可以包括部分延伸，诸如第二电路板的、可以在第一发光元件和第二发光元件之间部分地延伸的一部分。第二电路板可以被成形或布置成使得其由于孔而不阻挡从第一发光元件发射的光。第二电路板也可以被成形和布置成使得其不阻挡从第二发光元件发射的光。
提供第二电路板可以允许扩大的面积/空间对传感器和/或天线可用，而不会(由于第二电路板中的孔)阻挡或限制从第一发光元件发射的光。换句话说，第二电路板的提供可以允许更好地利用发光元件之间的面积/空间，以用于传感器和/或天线的定位。在一些实施例中，传感器可以包括天线。在一些实施例中，可以仅包括天线。在一些实施例中，可以包括天线和传感器两者，天线和传感器作为分离的部件。天线(如果被包括的话)可以例如用于传感器，或用于其他目的，诸如射频通信(例如用于多个照明设备之间和/或照明设备与例如主模块或调制解调器/桥模块之间的无线通信)。
在一些实施例中，第二电路板还可以包括第二孔。第二电路板可以进一步相对于第二电路板被布置，使得第二孔被定位成与第二发光元件的位置匹配。提供第二孔可以允许第二电路板具有甚至更大的面积/空间可用于传感器和/或天线，而不会阻挡由发光元件发射的光。
在一些实施例中，第二电路板可以被布置成与第一电路板物理接触(例如，直接在第一电路板之上)。将第二电路板布置成与第一电路板(直接)物理接触可以例如允许减小孔(和第二孔，如果存在的话)的尺寸，同时仍然允许光穿过(多个)孔。这可以导致增加的面积/空间可用于传感器和/或天线。
在一些实施例中，第二电路板可以被布置在距第一电路板一定距离处。取决于例如孔的尺寸，该距离可以使得由例如第一发光元件发射的光可以穿过孔(例如，不被阻挡)。将第二电路板布置在距第一电路板一定距离处，例如可以允许改善第一电路板上的部件的冷却。
在一些实施例中，第二电路板的、背对第一电路板的表面可以与第一发光元件的、背对第一电路板的表面齐平。这可以提供由第一发光元件发射的光通过第二电路板的孔的增加的透射。在本文中，第二电路板(或第一发光元件)的表面可以是与第二电路板(或第一发光元件)的表面相反的表面，第二电路板(或第一发光元件)的表面面对第一电路板。
在一些实施例中，照明设备可以包括天线。由于第二电路板在第一电路板上的定位，扩大的面积/空间可以为适于在较低频率处(例如在5GHz至15GHz之间，或例如在5GHz和10GHz之间)操作的存在检测器的天线留出足够的空间。这种(雷达)存在检测器可以比可以使用较小天线但以增加的频率(诸如在24GHz或77GHz处)操作的检测器更简单并且更节省成本。
在一些实施例中，天线可以是雷达天线和/或射频天线。天线可以例如被设计成以在从5GHz至15GHz的间隔中的频率操作。天线可以例如被设计成在5GHz和10GHz范围内操作。
在一些实施例中，天线的至少一部分可以形成至少一个闭合环路。至少一个闭合环路可以围绕第二电路板的孔。闭合环路可以例如提供改善的天线功能，并且天线的布置(使得天线围绕孔)可以允许进一步改善第二电路板上对天线可用的面积/空间的利用。在一些实施例中，至少一个闭合环路还可以围绕一个以上的孔，例如第二电路板的第二孔(如果存在的话)。
在一些实施例中，天线的至少一部分可以例如具有矩形或圆形。
在一些实施例中，第一电路板和第二电路板中的至少一个电路板可以是印刷电路板(PCB)。还可以预期，在一些实施例中，代替或附加地，使用例如绕线和/或点对点构造创建的电路板可以被使用。在一些实施例中，第一电路板和第二电路板中的两个电路板都可以是PCB。
在一些实施例中，第二电路板的材料可以与第一电路板的材料不同。第二电路板的材料例如可以是比第一电路板的材料更适合传感器和/或天线的材料。第二电路板的材料例如可以比第一电路板的材料更昂贵，并且仅在第二电路板中使用该更昂贵的材料可以提供改善的成本效率。
在一些实施例中，第一发光元件和第二发光元件中的至少一个发光元件可以是发光二极管(LED)。还可以预期，在一些实施例中，可以使用其他发光元件。在一些实施例中，第一发光元件和第二发光元件中的两个发光元件可以是LED。使用LED来产生光例如在能源效率方面可以是有益的。
在一些实施例中，照明设备可以包括管。该管可以对于由第一发光元件和/或第二发光元件发射的光透明或半透明。例如，该管可以对于由第一照明元件和第二发光元件两者发射的光透明或半透明。第一电路板和第二电路板可以被布置在管内。在一些实施例中，包括该管的照明设备可以例如是管状LED(TLED)，其中LED被用作发光元件，并且管被成形为类似于荧光灯的管的形状。通过不在第一电路板上而是在包含孔的第二电路板上提供传感器和/或天线，可以在更理想的位置(诸如在管的中间，而不是例如在管的端盖或类似物处)将传感器和/或天线集成到TLED中，同时仍然提供对由发光元件发射的光的透射(即，非阻挡)。例如，当TLED被安装在照明器中时，这也可以例如改善存在检测器的功能。
在一些实施例中，第一发光元件和第二发光元件可以形成多个LED的一部分，该多个LED以线性图案被安装在第一电路板上。相邻LED之间的距离可以例如在1厘米至2厘米之间。通过在第二电路板上提供传感器和/或天线，并且通过将第二电路板布置成使得一个或多个孔允许LED发射的光穿过而不被阻挡，可以在TLED内部(即作为一个整体)提供传感器和/或天线。
如本文所述，本公开提供了布置第二电路板，使得两个发光元件之间的空间/面积可以被用于天线(例如，存在检测器的天线)，同时仍然(由于第二电路板的一个或多个孔)允许从发光元件发射的光被透射而不被第二电路板阻挡。
附图说明
下面将参考附图描述示例性实施例，其中：
图1a示意性地图示了根据本公开的实施例的照明设备；
图1b示意性地图示了根据本公开的实施例的照明设备；
图1c示意性地图示了图1a或图1b中的照明设备的截面；
图1d示意性地图示了图1a或图1b中的照明设备的截面；
图2a示意性地图示了根据本公开的实施例的照明设备；
图2b示意性地图示了根据本公开的实施例的照明设备；
图3a示意性地图示了根据本公开的实施例的照明设备，以及
图3b示意性地图示了图3a中的照明设备的截面。
在附图中，除非另有说明，否则相似的附图标记将用于相同的元件。除非有相反的明确说明，否则附图仅示出了对说明示例实施例必需的这种元件，而为了清楚起见，可以省略或仅暗示其他元件。如所图示的，为了说明的目的，可以夸大元件和区域的尺寸，并且因此，提供元件和区域的尺寸是为了说明实施例的总体结构。
具体实施方式
现在将在下文中参考附图更全面地描述示例性实施例。附图示出了当前优选的实施例，但是本发明可以以许多不同的形式被实施，并且不应当被解释为限于本文阐述的实施例；相反，提供这些实施例是为了透彻和完整，并且将本公开的范围完全传达给技术人员。
参考图1a，下面描述根据本公开的一个实施例的照明设备。
图1a示意性地图示了从上方看的照明设备100。照明设备100包括第一电路板110和第二电路板120。至少第一发光元件130和第二发光元件132被安装在第一电路板110上。在所示的实施例中，第一发光元件和第二发光元件130和132是LED。第一电路板110还可以包括其他部件(未示出)，例如，诸如布线，以向/从第一和第二LED130和132传输电流。
第二电路板120被布置在第一电路板110上方并且具有孔140，并且相对于第一电路板110被这样布置，使得孔140的位置与第一发光元件(或LED)130的位置匹配，而不与第二发光元件(或LED)132的位置匹配。
照明设备100包括天线150。天线150的至少一部分被提供在第二电路板120的部分121上。第二电路板120的部分121在第一照明元件130和第二照明元件132之间延伸。
第一电路板110可以例如是印刷电路板(PCB)。第二电路板120例如也可以是PCB。还可以预期，在一些实施例中，第二电路板120的材料可以例如与第一电路板110的材料不同，并且适于被提供在第二电路板120上的类型的传感器(诸如，天线150)。还可以预期，在一些实施例中，第一电路板110的材料可以与第二电路板120的材料相同或相似。
参考图1b，下面描述根据本公开的另一个实施例的照明设备。
图1b示意性地图示了从上方看的照明设备101。照明设备101类似于参考图1a描述的照明设备100，除了照明设备101的第二电路板122(与照明设备100的第二电路板120相比)还包括第二孔142。第二电路板122进一步相对于第一电路板110被这样布置，使得第二孔142的位置与第二发光元件132的位置匹配。传感器(以天线151的形式)是E形的，并且被布置成使得天线151的至少一部分被提供在第二电路板122的部分123上。第二电路板122的部分123在第一发光元件130和第二发光元件132之间延伸。
如本文稍后将描述的，还可以预期，在一些实施例中，天线(诸如，天线150或151)可以具有其他形式，但是传感器/天线的至少一个或多个部分被提供在第二电路板的一部分上，该部分在至少两个发光元件之间延伸。通过利用发光元件之间的空间，可以提供尺寸为几厘米的传感器/天线的集成。
天线150可以例如是雷达天线或用于射频(RF)通信的天线。
还可以预期，在一些实施例中，可以用例如一个或多个传感器代替或补充天线，由于第二电路板在第一电路板上的布置，一个或多个传感器的安装也可以受益于增加的可用空间/表面。
图1c和图1d示意性地图示了从侧面朝向切割平面A-A(如在相应的图1a和图1b中所指示的)看的照明设备100和101。
在图1c中，第二电路板120或122被布置成与第一电路板110物理接触(即，直接在第一电路板110上方或之上)。例如，这可以提供由例如第一发光元件130发射的光通过孔140的最佳透射。第二电路板120或122和发光元件130的、背对第一电路板110的表面的表面(即与第二电路板120或122和发光元件130的、面对第一电路板110的表面相对的表面)齐平。换句话说，发光元件130不在第二电路板120或122的上表面下方。这可以提供对通过孔140的光透射的进一步改善。还可以预期，在一些实施例中，第二电路板120或122的上表面稍微高于发光元件130的上表面，但是不足以影响光通过第二电路板120或122的孔140的透射。
在图1d中，例如，第二电路板120或122使用一个或多个间隔器元件112被布置在距第一电路板110一定距离处。尽管第二电路板120或122的上表面不再与发光元件130的上表面齐平，但是该距离仍然足够小以至于不阻挡从发光元件130发射的光。在图1d中图示的照明设备100或101的实施例中，还可以预期，第二电路板120或122仍然被布置在距第一电路板110一定距离处，但是第二电路板120或122的厚度使得上表面仍然齐平。
参考图2a、图2b和图2c，下面将描述根据本公开的照明设备的另外的实施例。
图2a和图2b示意性地图示了相应的照明设备200和201的实施例，其中相应的天线250和251具有不同的形状。
在图2a中，天线250包括闭合环路并且被布置在第二电路板220上，使得其围绕孔240。天线250具有圆形形状。
在图2b中，天线251也包括闭合环路，并且天线251也被布置在第二电路板220上，使得其围绕孔240。天线251具有矩形形状。
在照明设备200和201的两个实施例中，天线250和251的至少一部分被提供在第二电路板220的部分221上，部分221在第一发光元件230和第二发光元件232之间延伸。
参考图3a和图3b，下面将描述管状LED(TLED)形式的照明设备的实施例。
图3a示意性地图示了从上方看的照明设备300。照明设备300包括对从照明设备300的多个发光元件发射的光透明或半透明的管360。在图3a中，五个这种发光元件被图示为LED 330、332、334、336和338。LED 330-338以线性图案被布置/安装在照明设备300的第一电路板(PCB)310上。照明设备300例如可以是TLED。
照明设备300还包括被布置在第一电路板310上方的第二电路板320。第二电路板320包括孔340，孔340被定位成与第一发光元件(LED)330的位置匹配。孔340的大小和形状使得由第一发光元件330发射的光可以通过孔340逸出而不被阻挡。可以预期，由于这个原因，第二电路板320可以例如被直接布置在第一电路板310之上(例如，与第一电路板310物理接触)。
第二电路板320在第一发光元件330和第二发光元件332之间延伸。孔340被定位成使得其位置与第二发光元件332的位置不匹配，即，使得第二电路板320的在第一发光元件330和第二发光元件332之间的部分321可以被用作其中可以安装/提供传感器和/或天线的空间/区域。
照明设备300包括被提供在部分321上的天线350。在如图3a中所示的照明设备300的实施例中，天线350具有圆形形状并且包括围绕孔340的环路。如本文所描述的，还可以预期，在一些实施例中，天线350具有其他形状，由于利用了第二电路板320的在发光元件之间延伸的部分321所提供的附加空间/面积，这些天线也可以适配。另外，还可以预期，在一些实施例中，第二电路板320可以包括一个以上的孔，并且这些附加孔的位置可以与LED 330以外的其他发光元件的位置匹配。例如，第二电路板320可以包括第二孔，并且第二电路板320可以被布置成使得第二孔(未示出)的位置与第二发光元件(LED)332的位置匹配。
图3b示意性地图示了从侧面朝向图3a中所指示的切割平面B-B看的照明设备300的视图。
第一电路板310和第二电路板320被布置在管360内。第二电路板320被布置在第一电路板310之上，并且如本文前面所述，第一电路板310和第二电路板320在管360内的布置，允许例如将传感器(天线350)定位在管360内的最佳位置处。
如本文之前所描述的，在一些实施例中，天线350可以由例如一个或多个传感器代替或补充，这可以受益于第二电路板320在第一电路板310上的布置所获得的附加的面积/空间。
通过在第二电路板(第二电路板可以被布置在第一电路板之上并且提供有一个或多个孔，被安装在第一电路板上的发光元件(例如，LED)发射的光可以通过该一个或多个孔而不被阻挡)上提供传感器和/或天线，本公开允许更有效地利用发光元件之间可用的空间/区域。这可以允许在照明设备内使用或包括通常不适合安装在第一电路板上的传感器/天线。作为示例，如本文所提供的，这可以允许提供具有天线的管状LED(TLED)，该天线被更优化地定位(例如，朝向管的中间)，而不是将天线放置在朝向或位于管的端盖或作为外部天线。除了技术和/或美学原因之外，这还可以允许使用适于在较低频率处操作的存在检测器的天线，从而降低这种检测器的成本以及照明设备本身的成本和/或复杂性。
尽管上面以特定的组合描述了特征和元件，但是每个特征或元件可以被单独使用而没有其他特征和元件，或者以各种组合(无论有或没有其他特征和元件)被使用。
另外，通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的发明时可以理解和实现所公开的实施例的变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。在互不相同的从属权利要求中记载某些特征的事实并不指示不能有利地使用这些特征的组合。

Claims (13)

1.一种照明设备(100)，包括：
第一电路板(110)，至少包括被安装在其上的第一发光元件(130)和第二发光元件(132)；
第二电路板(120)，包括孔(140)，并且所述第二电路板(120)相对于所述第一电路板被这样布置，使得所述孔被定位成与所述第一发光元件的位置匹配但不与所述第二发光元件的位置匹配；以及
传感器和/或天线(150)，其中所述传感器和/或天线的至少一部分被设置在所述第二电路板的部分(121)上，所述部分(121)在所述第一发光元件与所述第二发光元件之间延伸，并且
其中所述第二电路板背对所述第一电路板的表面与所述第一发光元件背对所述第一电路板的表面齐平。
2.根据权利要求1所述的照明设备，其中所述第二电路板还包括第二孔，其中所述第二电路板还相对于所述第一电路板被这样布置，使得第二孔被定位成与所述第二发光元件的位置匹配。
3.根据权利要求1或2所述的照明设备，其中所述第二电路板被布置成与所述第一电路板物理接触。
4.根据权利要求1或2所述的照明设备，其中所述第二电路板被布置在距所述第一电路板一定距离处。
5.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备，其中所述照明设备包括所述天线。
6.根据权利要求5所述的照明设备，其中所述天线是雷达天线和/或射频天线。
7.根据权利要求5或6所述的照明设备，其中所述天线的至少一部分形成围绕所述第二电路板的所述孔的至少一个闭合环路。
8.根据权利要求7所述的照明设备，其中所述天线的所述至少一部分具有矩形形状或圆形形状。
9.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备，其中所述第一电路板和所述第二电路板中的至少一个电路板是印刷电路板PCB。
10.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备，其中所述第二电路板的材料与所述第一电路板的材料不同。
11.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备，其中所述第一发光元件和所述第二发光元件中的至少一个发光元件是发光二极管LED。
12.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备，其中所述照明设备包括管，所述管对于所述第一发光元件和所述第二发光元件所发射的光是透明或半透明的，并且其中所述第一电路板和所述第二电路板被布置在所述管内。
13.根据权利要求12所述的照明设备，其中所述第一发光元件和所述第二发光元件形成多个发光二极管LED的部分，所述多个发光二极管LED以线性图案被安装在所述第一电路板上。
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