DE102008024779A1

DE102008024779A1 - Drahtlos speisbares Leuchtmodul

Info

Publication number: DE102008024779A1
Application number: DE102008024779A
Authority: DE
Inventors: Bakuri Dr. Lanchava; Robert Kraus; Steven Wetzel
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2008-05-23
Filing date: 2008-05-23
Publication date: 2009-11-26
Also published as: WO2009141111A3; US20110210684A1; US8901857B2; EP2288850A2; CN102037277B; WO2009141111A2; CN102037277A

Abstract

Das Leuchtmodul ist mit mindestens einem Empfänger zum drahtlosen Abgriff von Energie aus einem Wechselfeld ausgerüstet und mit mindestens einer Lichtquelle, insbesondere Leuchtdiode, die mit dem Empfänger zum Abgriff elektrischer Leistung verbunden ist, wobei das mindestens eine Leuchtmodul zumindest teilweise, insbesondere vollständig, von einem Schutzgehäuse umgeben ist. Ein Leuchtmodulträger ist zur Befestigung mehrerer Leuchtmodule eingerichtet und weist mindestens einen Aufnahmebereich für die Leuchtmodule auf. Das Verfahren zur Herstellung einer drahtlos speisbaren Leuchtvorrichtung mit mindestens einem Leuchtmodulträger und mindestens einem Leuchtmodul weist mindestens die folgenden Schritte auf: (a) schüttgutartiges Verteilen der Leuchtmodule über den Leuchtmodulträger und (b) Ausrichten der Leuchtmodule.

Description

Die Erfindung betrifft ein Leuchtmodul, einen Leuchtmodulträger und ein Verfahren zur Herstellung einer Leuchtvorrichtung mit mindestens einem Leuchtmodul.
In den letzten Jahren wurden eine Reihe stark verbesserter Leuchtdioden, LEDs, mit deutlich erhöhtem Lichtfluss entwickelt und auf den Markt gebracht. Sie sind nun als Leuchtmittel für einige Nischen der Allgemeinbeleuchtung und der Dekorationsbeleuchtung konkurrenzfähig. Dabei wird häufig eine große Zahl von LED-Lampen gleichzeitig verwendet, was bei deren Installation bzw. Umsetzung einen hohen Aufwand erfordert. Zudem benötigt eine Befestigung von LED-Lampen oder LED-Leuchten heutzutage noch vergleichsweise viel Platz, und diese sind auf bestimmte Orte zur Befestigung beschränkt.
Speziell bei Leuchtdioden wird die elektrische Versorgung der LEDs bisher in ihren Beleuchtungsanwendungen, meist Leuchten traditionell üblicher Konstruktion, drahtgebunden oder über Platinenkontakte bewerkstelligt. Größere LEDs werden häufig auf einer kleinen (sechseckigen) Metallkernplatine mit halboffenen Schraubösen (z. B. Fa. OSRAM, Typ: OSTAR LEW E3A) geliefert, die in einer Art Fassung anschließbar sind. Üblicherweise werden so aufgebauten LEDs auf Kühlflächen aufgeschraubt und per Draht oder drahtähnlich (Federkontakte) angeschlossen. Fassungen, die sich für Allgemeinbeleuchtungs-LEDs besser eignen, sind noch nicht genormt. Daher werden heute meist bekannte Fassungen aus dem Glühlampenbereich verwendet (Retrofit), obwohl diese Fassungen beispielsweise nicht für die Wäremeableitung optimal ausgelegt sind, platzraubend sind und die Lampen an einer festgelegten Stelle angebracht werden müssen.
WO 2007/008646 A2 offenbart eine allgemeine Vorrichtung zur Übertragung elektromagnetischer Energie, welche eine erste Resonatorstruktur aufweist, die Energie von einer externen Leistungsversorgung empfängt. Die erste Resonatorstruktur weist einen ersten Gütefaktor auf. Eine zweite Resonatorstruktur ist distal von der ersten Resonatorstruktur positioniert und liefert einen Betriebsstrom einer externen Last. Die zweite Resonatorstruktur weist einen zweiten Gütefaktor auf. Der Abstand der beiden Resonatoren kann größer sein als die charakteristische Größe jedes Resonators. Ein nichtstrahlender Energieübertrag zwischen der ersten Resonatorstruktur und der zweiten Resonatorstruktur wird mittels Koppelns ihrer evaneszenten Resonanzfeldschweife erreicht.
US 2005/0104453 A1 offenbart eine allgemeine Vorrichtung zur drahtlosen Leistungsübertragung einschließlich eines Mechanismus' zum Empfangen eines Funkfrequenzbereichs über eine Ansammlung von Frequenzen. Die Vorrichtung umfasst einen Mechanismus zum Umwandeln der Funkstrahlung über die Ansammlung von Frequenzen in eine Gleichspannung, vorzugsweise gleichzeitig. Ein Verfahren zur drahtlosen Leistungsversorgung umfasst die folgenden Schritte: Empfangen eines Bereichs einer Funkstrahlung über eine Ansammlung von Frequenzen und Umwandeln der Umwandeln der Funkstrahlung über die Ansammlung von Frequenzen in eine Gleichspannung, vorzugsweise gleichzeitig.
T. Sekitani et al., "A large-area wireless power-transmission sheet using printed organic transistors and plastic MEMS switches", Nature Materials 6, 413 (2007), offenbart eine mehrschichtige Folie, die Leistung per induktiver Kopplung an einen elektrischen Verbraucher übertragen kann. Hierfür weist sie sie Transistoren, Spulen und mikroelektromechanische Systeme (MEMS) aus leitfähigen Kunststoffen auf. Ein 50 g leichtes Labormuster ist 21 × 21 cm² groß, 1 mm dick und setzt sich aus insgesamt vier übereinanderliegenden Folien zusammen, von denen zwei für eine Positionserkennung eines Empfängers zuständig sind und zwei die Leistung übertragen. Auf eine der beiden Folien für die Positionserkennung ist eine Matrix aus 25 mm durchmessenden Spulen gedruckt. Die darunterliegende zweite Folie enthält organische Transistoren mit Kanallängen von 13 μm für die Logik. Die Folienkombination, die den Strom überträgt, besteht ebenfalls aus einer Folie mit Spulen und einer zweiten Folie mit der MEMS-Matrix. Dank der Spulenmatrix kennt das MEMS die Position des Empfängers und kann gezielt nur die Übertragungsspule ansprechen lassen, über der sich der Gegenstand befindet. Die Effizienz der Übertragung liegt bei über 80 Prozent, und die empfangene Leistung steigt bis 40 W linear mit der Ausgangsleistung.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit zur besonders schnellen Befestigung von Leuchtmodulen, insbesondere LED-Leuchtmodulen, bereitzustellen, die vorzugsweise auch räumlich flexibel und platzsparend ist.
Diese Aufgabe wird mittels eines Leuchtmoduls, eines Leuchtmodulträgers und eines Verfahrens zum Herstellen einer Leuchtvorrichtung nach dem jeweiligen unabhängigen Anspruch gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
Das Leuchtmodul weist mindestens einen Empfänger zum drahtlosen Abgriff von Energie aus einem Wechselfeld auf, als auch mindestens eine Lichtquelle, die mit dem Empfänger zum Abgriff elektrischer Leistung verbunden ist. Das Wechselfeld kann ein magnetisches Feld sein, z. B. bei transformatorischer (induktiver) Kopplung, kann aber auch elektrische Komponenten aufweisen, die genutzt oder ungenutzt werden können. Das Leuchtmodul ist zumindest teilweise, insbesondere vollständig, von einem Schutzgehäuse umgeben.
Es können mehrere Leuchtmodule in einem gemeinsamen Gehäuse aufgenommen sein, und zwar mit einem gemeinsamen Empfänger oder mit individuellen Empfängern.
Mittels des Schutzgehäuses kann das Leuchtmodul hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt werden oder auch in einer chemisch aggressiven Umgebung eingesetzt werden. Es kann dann insbesondere ohne besondere Vorsicht gelagert und massenhaft, und damit besonders schnell, an einen Leuchtmodulträger verbracht werden.
Das Schutzgehäuse kann das mindestens eine Leuchtmodul zumindest teilweise in einer Schale aufnehmen oder beispielsweise auch in Kunststoff vergießen.
Vorzugsweise sind zumindest die mechanisch und/oder chemisch empfindlichen Teile des Leuchtmoduls vom Schutzgehäuse umgeben.
Es wird zur einfachen Handhabung und Herstellung besonders bevorzugt, wenn das mindestens eine Leuchtmodul von dem Schutzgehäuse vollständig umgeben ist; dann wird es besonders bevorzugt, wenn das Schutzgehäuse in einer Abstrahlrichtung der Lichtquelle(n) lichtdurchlässig, das heißt, transparent oder transluzent (opak), ist und im Bereich des Empfangsmittels zumindest für das die Leistung übertragende Feld durchlässig ist.
Bei nur teilweiser Umhüllung des Leuchtmoduls bzw. der Leuchtmodule wird es bevorzugt, wenn das Leuchtmodul bis auf den Empfänger, insbesondere die Spule und/oder die Antenne, von dem Schutzgehäuse umgeben ist; die Spule und/oder die Antenne können dann beispielsweise auf einer Außenseite des Schutzgehäuses aufgeklebt oder aufgedruckt sein.
Die Energieübertragung kann beispielsweise auf die in WO 2007/008646 A2 beschriebenen Weisen geschehen. Besonders bevorzugt wird eine Energieübertragung mittels eines großflächigen Senders, wie er in T. Sekitani et al. beschrieben ist.
Insbesondere vorteilhaft ist es, wenn das Leuchtmodul so robust und kompakt ausgebildet ist, dass es schüttgutfähig ist. Dadurch können je nach Bedarf kleinere oder größere Mengen der LED-Module aufgenommen und einer zugehörigen Leuchtvorrichtung zugefügt werden, um die gewünschten Leuchteigenschaften zu realisieren.
Zur guten Verteilung und einfachen Ausrichtung ist es vorteilhaft, wenn das Leuchtmodul bzw. das Schutzgehäuse rollbar ausgestaltet ist, beispielsweise kugelförmig oder zylinderförmig. Bei einem zylinderförmigen Schutzgehäuse können beispielsweise bei Aufnahme mehrerer Leuchtmodule oder Lichtquellen diese in einer Reihe entlang der Zylinderachse angeordnet sein. Sie können in einer Ausgestaltung die gleiche Abstrahlrichtung aufweisen. Auch bei Vorliegen mehrerer Lichtquellen oder Leuchtmodule in einem kugelförmigen Schutzgehäuse sind diese in einer bevorzugten Ausgestaltung so angeordnet, dass sie in die gleiche Richtung strahlen.
Es wird ferner bevorzugt, wenn die Leuchtmodule einzeln oder als Gruppe mit einem Reflektor ausgestaltet sind.
Es wird insbesondere ein Leuchtmodul bevorzugt, das zu einer Selbstausrichtung in der Lage ist, da so eine besonders schnelle Anbringung ermöglicht wird.
Dazu kann das Leuchtmodul beispielsweise mit einem Gewicht ausgerüstet sein, das den Schwerpunkt wesentlich aus dem Mittelpunkt verschiebt. Dadurch können bei Ausschütten der Leuchtmodule – insbesondere bei Verwendung der kugel- oder zylinderförmigen Schutzgehäuse – diese entlang der Schwerkraft ausgerichtet werden, insbesondere durch zusätzliches Rütteln des Trägers.
Alternativ ist das Leuchtmodul mit mindestens einem magnetisch wirksamen Element ausgerüstet, z. B. einem magnetischen oder magnetisierbaren Element. Dieses sorgt – insbesondere bei einer rollbaren Ausgestaltung – dafür, dass das Leuchtmodul mit einer vordefinierten Richtung an einem externen Magnetfeld ausrichtbar ist.
Auch kann die Selbstausrichtung durch ein Vorsehen eines entsprechenden Haftbereichs erreicht werden, insbesondere, falls das Leuchtmodul rollbar ist. Das Leuchtmittel kann dann insbesondere so lange rollen, bis es mit der Haftfläche an einer Unterlage haften bleibt und dadurch ausgerichtet wird.
Es wird zur einfachen Aufbringung ferner bevorzugt, wenn das Leuchtmodul selbsthaftend ist. Dadurch kann eine Anbringung der Leuchtmodule noch schneller durchgeführt werden. Die Haftung kann vorzugsweise mittels magnetisch wirksamer Elemente geschehen, wie oben beschrieben, wozu das Leuchtmodul ein magnetisches oder magnetisierbares Haftelement aufweist, oder auch durch einen außenliegenden Haftstreifen, z. B. mit Haftsilikon, oder auch einen Teil eines Klettverschlusses usw.
Der Empfänger weist vorzugsweise mindestens eine Spule auf, welche in einem magnetischen Wechselfeld eine entsprechende abgreifbare Spannung erzeugt.
Die Energieübertragung von mindestens einem Sender auf den Empfänger des mindestens einen Leuchtmoduls kann in einer Ausgestaltung mittels transformatorischer Kopplung erfolgen, was insbesondere bei einer gut eingestellten Kopplung zwischen Sender und Empfänger einen hohen Wirkungsgrad aufweisen kann. Dann kann die mindestens eine Lichtquelle die zu ihrem Betrieb notwendige elektrische Leistung beispielsweise direkt über mindestens einer Spule abgreifen.
In einer anderen Ausgestaltung kann der Empfänger einen Schwingkreis umfassen, insbesondere einen LC-Schwingkreis. Ein Schwingkreis weist typischerweise eine zugehörige Resonanzfrequenz auf, an welcher die Leistungsausbeute besonders hoch ist. Die resonante Kopplung zweier Schwingkreise, insbe sondere höherer Gute, kann bevorzugt sein, da sich dadurch (elektro)magnetische Energie mit deutlich kleineren Koppelfaktoren als bei transformatorischer Energieübertragung übertragen lässt und der Luftspalt aus dem mm-Bereich in den cm-Bereich aufgeweitet werden kann. Dies wirkt sich günstig auf die Realisierbarkeit von magnetfeldgespeisten Aufnahmeflächen aus. Dennoch bleibt die HF-Abstrahlung noch sehr gering, so dass es weiterhin als ein lokales Feld (Nahfeld) anzusehen ist.
In einer Ausgestaltung kann die mindestens eine Lichtquelle über einen induktiven oder kapazitiven Abgriff mit dem Schwingkreis elektrisch verbunden sein; alternativ direkt über einen Mittelabgriff.
Allgemein kann jedoch eine auch eine kapazitive oder allgemeine elektromagnetische Kopplung verwendet werden.
Das Leuchtmodul weist nach einer Ausgestaltung mindestens eine weiß oder farbig leuchtende Leuchtdiode als Leuchtquelle auf.
Bei Vorliegen mehrerer Leuchtdioden können diese z. B. gleichfarbig (einfarbig oder mehrfarbig) und/oder verschiedenfarbig leuchten. So mag ein LED-Modul mehrere Einzel-LEDs ('LED-Cluster') aufweisen, welche zusammen ein weißes Mischlicht ergeben können, z. B. in 'kaltweiß' oder 'warmweiß'. Zur Erzeugung eines weißen Mischlichts umfasst das LED-Cluster bevorzugt Leuchtdioden, die in den Grundfarben rot (R), grün (G) und blau (B) leuchten. Dabei können einzelne oder mehrere Farben auch von mehreren LEDs gleichzeitig erzeugt werden; so sind Kombinationen RGB, RRGB, RGGB, RGBB, RGGBB usw. möglich. Jedoch ist die Farbkombination nicht auf R, G und B (und A) beschränkt. Zur Erzeugung eines warmweißen Farbtons können beispielsweise auch eine oder mehrere bernsteinfarbige LEDs 'amber' (A) vorhanden sein. Bei LEDs mit unterschiedlichen Farben können diese auch so angesteuert werden, dass das LED-Modul in einem durchstimmbaren RGB-Farbbereich abstrahlt. Zur Erzeugung eines weißen Lichts aus einer Mischung von blauem Licht mit gelbem Licht können auch mit Leuchtmittel versehene blaue LED-Chips verwendet werden (sog. Konversions-LEDs), z. B. in Oberflächenmontagetechnik, z. B. in Thin-GaN-Technik. Ein LED-Modul kann auch mehrere weiße Einzel-Chips aufweisen, wodurch sich eine einfache Skalierbarkeit des Lichtstroms erreichen lässt. Die Einzel-Chips und/oder die Module können mit geeigneten Optiken zur Strahlführung ausgerüstet sein, z. B. Fresnel-Linsen, Kollimatoren, und so weiter. Es können an einem Kontakt mehrere gleiche oder verschiedenartige LED-Module angeordnet sein, z. B. mehrere gleichartige LED-Module auf dem gleichen Substrat. Statt oder zusätzlich zu anorganischen Leuchtdioden, z. B. auf Basis von InGaN oder AlInGaP, sind allgemein auch organische LEDs (OLEDs) einsetzbar.
Zwar sind grundsätzlich auch andere Arten von Lichtquellen in obigen Leuchtmitteln denkbar, aber LEDs eignen sich besonders gut für Leuchtmodule, insbesondere gekapselte Leuchtmodule. Sehr günstig bei LEDs ist beispielsweise, dass auch bei Teilversorgung (Dimmung) sowohl der gute Wirkungsgrad der Leuchtquelle als auch die Farbtemperatur weitgehend erhalten bleibt. Auch Zündprozesse, wie z. B. bei Entladungslampen, oder Schwellenleistungen, wie z. B. bei Glühlampen, weist die LED praktisch nicht auf. Es sind auch keine Probleme mit Verbrennungsgefahren oder Hochspannung bei der manuellen Handhabung der LED-Leuchtmittel zu erwarten, es besteht eine hohe Sicherheit eines solchen Leuchtensystems. Zudem wird keine Verkabelungsleistung benötigt.
In einer Ausgestaltung weist das Leuchtmodul mindestens zwei antiparallel geschaltete Dioden auf, von denen mindestens eine Diode eine Leuchtdiode ist. Die andere Leuchtdiode kann ebenfalls eine Leuchtdiode sein, oder beispielsweise auch eine nicht-leuchtende Diode, wie eine Schottkydiode. Es können auch weitere Dioden, insbesondere Leuchtdioden zugeschaltet sein. Allgemein kann auch eine einzelne Leuchtdiode verwendet werden.
Insbesondere, falls die Lichtquelle einen Leadframe zur elektrischen Kontaktierung aufweist (z. B. bei Verwendung von drahtgebondeten LED-Chips, die auf einem gemeinsamen Submount montiert sind), wird es bevorzugt, wenn der Leadframe bzw. ein darauf ausgebildeter leitender Streifen als Induktivität dient, was besonders platzsparend ist.
Als Substrat des Leuchtmoduls kann beispielsweise PCB, MCPCB, Flex oder eine Keramik (z. B. Al203) herangezogen werden.
Insbesondere bei Verwendung einer Leuchtdiode kann eine der LED parallel geschaltete Kapazität und/oder die „parasitäre” Kapazität der LED selbst als Kapazität für den LC-Schwingkreis dienen.
Das Leuchtmodul kann zum besseren, insbesondere multifrequenten, Leistungsempfang mit einem Empfänger bzw. einer Antenne zum drahtlosen Abgriff der Energie aus dem mindestens magnetischen Wechselfeld ausgerüstet sein, ggf. gemäß US 7,027,311 .
Es kann zur Integration von mit Gleichspannung betriebenen Elementen vorteilhaft sein, wenn dem Empfangsmittel ein Gleichrichter nachgeschaltet ist zum Umwandeln von mittels des Empfangsmittels erzeugter Wechselspannung in eine Gleichspannung, z. B. ein Voll- oder Halbbrückenwandler bzw. ein Einfachgleichrichter.
Es wird zur zum störungsfreien Betrieb allgemein bevorzugt, wenn dem Gleichrichter ein Kondensator hoher Energiedichte nachgeschaltet ist, insbesondere ein Doppelschicht-Kondensator, auch elektrochemischer Doppelschicht-Kondensatoren (”electrochemical double layer capacitor”; EDLC) oder Superkondensator genannt, wie beispielsweise unter den Markennamen Goldcap, Supercap, BoostCap oder Ultracap kommerziell erhältlich. Ein Doppelschicht-Kondensator weist die größte Energiedichte aller Kondensatoren auf.
Es kann in einer weiteren Ausgestaltung eine Logikschaltung vorhanden sein, z. B. eine integrierte Schaltung wie ein Mikrocontroller, z B. vom Typ Texas Instruments MSP 430. Dadurch kann das Leuchtmodul mit einer Intelligenz ausgerüstet werden, um einen besonders flexiblen Betrieb zu ermöglichen; die Lichtquellen sind dazu vom Mikrocontroller steuerbar.
Zur zeitlich ausreichenden Aufrechterhaltung der Versorgungsspannung der Logikschaltung auf einem ausreichenden Spannungspegel wird es bevorzugt, wenn der Logikschaltung ein Gleichspannungsenergiespeicher vorgeschaltet ist, insbesondere mindestens ein Doppelschicht-Kondensator.
In einer Ausgestaltung wird der Spannungspegel mittels einer Spannungsüberwachungseinheit (”supervisor”) überwacht.
Zur Ansteuerung des Leuchtmoduls ist dieses vorzugsweise dazu eingerichtet, drahtlos übertragene Steuerdaten (z. B. Befehle) für die Logikschaltung zu empfangen und zu verwerten.
Die Steuerdaten weisen zur individuellen Ansteuerung bzw. Adressierung einzelner Leuchtmodule oder Leuchtmodulgruppen vorzugsweise einen Identifizierungsteil bzw. Ident-Code (z. B. eine Seriennummer) auf, welcher auf das anzusprechende Leuchtmodul bzw. die anzusprechenden Leuchtmodule dahingehend abgestimmt ist, dass nur ein Leuchtmodul, für das dieser Ident-Code vorgesehen ist, die dem Ident-Code zugehörige Nutzlast verwertet. Insbesondere wird es dadurch ermöglicht, mehrere Gruppen von Leuchtmodulen mit jeweils unterschiedlichen Ident-Codes getrennt bezüglich Farbwahl und/oder Leuchtstärke (Dimmung) anzusprechen. Dadurch kann eine Leuchteigenschaft einer mit diesen Leuchtmodulen ausgerüste ten Oberfläche oder eines Leuchtmodule enthaltenden Körpers individuell und flexibel eingestellt werden.
Die Steuerdaten können z. B. mittels einer Fernbedienung übertragen oder initiiert werden.
Die Steuerdaten können unabhängig von der Energie- bzw. Leistungsübertragung an das Leuchtmodul übertragen werden; dann wird es bevorzugt, wenn das Leuchtmodul eine eigene Steuerdatenempfangseinrichtung zum Empfang und Weiterleitung der Steuerdaten zur Logikschaltung ausgerüstet ist. Dazu ist sie vorzugsweise auch in der Lage, Steuerdaten zu dekodieren.
Alternativ können die Steuerdaten über das zur Leistungsübertragung vorgesehene Wechselfeld an den Empfänger gesendet werden, insbesondere durch Signalmodulation des für die Leistungsübertragung vorgesehenen Trägers.
Insbesondere bei einer Übertragung mit dem zur Leistungsübertragung vorgesehenen Wechselfeld können die Steuerdaten dem Träger beispielsweise mittels ASK ('Amplitude Shift Keying'; Amplitudenmodulation), PSK ('Phase Shift Keying'; Amplitudenmodulation), FSK (Frequency Shift Keying'; Frequenzmodulation) oder Mischformen davon aufmoduliert und am Leuchtmodul wieder extrahiert werden. Die Daten können beispielsweise eine Einstellung der Leuchtstärke durch den Mikrocontroller vorgeben.
Das Leuchtmodul ist dann, falls es mit einer Logikschaltung ausgerüstet ist, vorzugsweise dazu eingerichtet, aus dem empfangenen Leistungssignal ein Taktsignal (”Clock”) zu erzeugen. Dazu kann es beispielsweise die Trägerfrequenz verwenden.
Der Leuchtmodulträger ist zur Befestigung mehrerer Leuchtmodule eingerichtet und weist mindestens eine Aufnahmefläche für die Leuchtmodule auf.
Die Aufnahmefläche weist beispielsweise Vertiefungen zur Positionierung der Leuchtmodule auf, insbesondere bei sich aufgrund von Gewichten selbstausrichtenden Leuchtmodulen. Die Vertiefungen können ein vorbestimmtes, insbesondere regelmäßiges, Muster, z. B. Matrixmuster, aufweisen.
Zur Aufnahme magnetisch ausrichtbarer und/oder haftbarer Leuchtmodule weist die Aufnahmefläche mindestens einen Bereich auf, der entweder magnetisch oder magnetisierbar ist. Dadurch wird eine magnetische Haftkraft zwischen Aufnahmefläche und Leuchtmodul erzeugt, die ausreicht, das Leuchtmodul in einer vorbestimmten Position auf der Aufnahmefläche zu halten und/oder auszurichten. Dazu ist entweder das Leuchtmodul mit einem Magneten ausgerüstet und die Aufnahmefläche magnetisierbar, oder die Aufnahmefläche ist magnetisch und ein Befestigungselement des Leuchtmoduls ist magnetisierbar oder die Aufnahmefläche weist eine magnetische Oberfläche auf und das Leuchtmodul weist ein magnetisches Element als Haftelement auf. Die magnetischen Bereiche können ein vorbestimmtes, insbesondere regelmäßiges, Muster, z. B. Matrixmuster, aufweisen.
Besonders bevorzugt wird ein Leuchtmodulträger, welcher mindestens eine, insbesondere flexible, Magnetfolie umfasst, deren magnetische Oberfläche eine Aufnahmefläche oder einen Teil davon darstellt. Es können in einer Ausgestaltung auch mehrere Magnetfolien zusammengesetzt werden, um eine vergrößerte Aufnahmefläche zu erhalten. Die Magnetfolie ist somit bevorzugt erweiterbar. Bevorzugt wird eine mit Magnetfolie mit Polymermatrix. Eine überraschende Eigenschaft der flexiblen Magnetfolie ist, dass sie gegenüber elektromagnetischen Hochfrequenzfeldern, z. B. mit der Frequenz von 500 KHz, keine abschirmende Wirkung entfaltet. Die Versorgung der Leuchtmittel mittels lokaler Hochfrequenzfelder wird also nicht behindert. Selbst eine vollflächige Verkleidung der Aufnahmefläche mit flexibler Magnetfolie ist somit möglich. Die Mag netfolie ermöglicht zudem ein fast beliebiges Setzen der Leuchtmittel und ist kaum verschmutzungsempfindlich.
Eine kommerziell erhältliche flexible Magnetfolie mit einer Materialstärke von z. B. 1,68 mm entwickelt gegenüber Ferritmaterial schwach ausreichende Haltekräfte, gegenüber Haftmagneten oder einer baugleichen flexibler Magnetfolie starke Haltekräfte, sie ist also als Material für die Aufnahmefläche sehr gut geeignet. Die Magnetfolie weist somit zur Erreichung eines geringen Gewichts und einer Flexibilität bei gleichzeitig ausreichender Haftleistung vorzugsweise eine Dicke von 1 mm bis 2,5 mm auf.
Der mindestens eine Sender ist dann vorzugsweise an einer der Aufnahmefläche entgegengesetzten Oberfläche der Magnetfolie angebracht.
Alternativ kann ein vorbestimmtes, insbesondere regelmäßiges, Muster von Haftbereichen, z. B. Klettbereichen oder Klebebereichen, vorgesehen sein.
Vorzugsweise weist der Leuchtmodulträger einen oder mehrere Sender zur Erzeugung einer zumindest magnetischen Kopplung zwischen dem Sender und den Leuchtmitteln zur Energieübertragung auf, also Erzeugung eines auf den Empfänger des Leuchtmoduls abgestimmten Wechselfelds, insbesondere zur resonanten Kopplung. In einer Ausgestaltung können dazu mehrere Sender flächig am Leuchtmodulträger vorgesehen sein, z. B. auf der Rückseite der Aufnahmefläche. Es wird bevorzugt, wenn ein flächiger Sender vorgesehen ist, insbesondere wie nach Sekitani, et al.
Die Aufgabe wird auch gelöst mittels einer Leuchtvorrichtung mit mindestens einem wie oben beschriebenen Leuchtmodulträger und mindestens einem wie oben beschriebenes Leuchtmodul auf.
Das Verfahren zur Herstellung einer drahtlos speisbaren Leuchtvorrichtung mit mindestens einem Leuchtmodul und mindestens einem Leuchtmodulträger weist mindestens die folgenden Schritte aufweist: Schüttgutartiges Verteilen der Leuchtmodule über den Leuchtmodulträger und Ausrichten der Leuchtmodule. Das Ausrichten kann mittels Selbstausrichtung geschehen. Das schüttgutartige Verteilen ermöglicht eine viel schnellere Anordnung der Leuchtmodule als ein individuelles Positionieren. Dies gilt insbesondere, falls die Leuchtmodule am Leuchtmodulträger selbstausrichtend sind.
Insbesondere können die Leuchtmodule in Massen auf der Aufnahmefläche verteilt werden, insbesondere durch Schütten, Kippen oder Werfen, z. B. mittels einer Schaufel. Diesem mag sich optional ein Rütteln anschließen.
Zur Herstellung fester Leuchtvorrichtungen wird ein Verfahren bevorzugt, das ferner den Schritt eines Vergießens der Leuchtmodule aufweist, z. B. in transparenten Kunststoff.
Beispielsweise kann zur Aufbringung von Leuchtmodulen am Aufnahmebereich so vorgegangen werden, dass Leuchtmodule en masse über der Aufnahmefläche verteilt werden. Bei Vorliegen einer Selbstausrichtung und Selbsthaftung können dann zunächst nichthaftenden Leuchtmodule entfernt werden, z. B. durch Neigen der Leuchtvorrichtung. Bei nicht ausreichender Zahl oder Dichte der Leuchtmodule können folgend erneut Leuchtmodule verteilt werden. Dies wird so lange durchgeführt, bis eine ausreichende Zahl von Leuchtmodulen auf der Aufnahmefläche angebracht worden ist. Aufgrund der Selbstausrichtung brauchen diese Leuchtmittel auch nicht separat ausgerichtet zu werden. Dies ergibt eine besonders einfache und zeit- und kostensparende Art, insbesondere großflächige Leuchtvorrichtungen mit einer Vielzahl von Leuchtmitteln bereitzustellen.
Bevorzugt ist die Trägerfläche so eingerichtet, dass die Leuchtvorrichtungen an vorbestimmten Stellen bzw. Bereichen anhaften. Nach Einstellung einer gewünschten Anordnung von Leuchtvorrichtungen können diese in einer Ausgestaltung in einem transparenten oder transluzenten Kunststoffmaterial, einschließlich Polymermaterial, vergossen werden. Danach wird die Aufnahmefläche entfernt, so dass sich eine Leuchtvorrichtung in Form eines festen Blocks mit darin eingegossenen, bevorzugt ausgerichteten Leuchtmitteln ergibt. Diese können extern drahtlos gespeist werden und ergeben so eine flächige oder volumetrische Leuchtvorrichtung. Optional kann danach die Leuchtvorrichtung weiter an der Seite vergossen werden, an welcher die Trägerfläche vorhanden war; alternativ kann dort eine spezielle Senderfläche aufgebracht werden, welche Energie auf die Leuchtmittel überträgt, z. B. ein flächiger induktiver Koppler auf der Basis von Polymerfolien, z. B. nach Sekitani et al..
Das System ist insbesondere zur Allgemein- und zur Dekorationsbeleuchtung vorgesehen.
Allgemein ergibt sich eine hohe Flexibilität in der Gestaltung der Leuchtvorrichtung, da sich der direkte Anschluss an die Stromquelle erübrigt.
Allgemein sind die Leuchtmodule nicht auf eine Anordnung auf einem Leuchtmittelträger beschränkt. Vielmehr können sie auch im Sinne eines Aggregats einer Supension verwendet werden.
So kann eine flexible räumliche Beleuchtungsgestaltung durch einfaches Auftragen von Farbe mit eingebetteten LED-Modulen an bestimmten Stellen im Raum erreicht werden. Dazu werden die Leuchtmodule vorzugsweise nicht ausgerichtet, sondern sind bezüglich ihrer Lage statistisch oder quasi-statistisch verteilt. Beispielsweise kann eine durchsichtige oder diffus streuende Klebeschicht bzw. Farbschicht mit eingebetteten LED-Modulen an bestimmten Stellen an den Wänden eines Aufenthaltsraumes aufgetragen werden. Das Schutzgehäuse ist hier insbesondere auch zum Schutz vor chemischen Einflüssen vorgesehen.
Bei Einzelleuchten kann die Wattage der Leuchten durch eine Menge bzw. Konzentration des dazugegebenen Leuchtmodul-Schüttguts variiert werden. Beispielsweise kann durch die kontrollierte Beimischung des Schüttguts zur Matrix die Leuchtkraft der Leuchte variiert werden. Hier kann eine Ausrichtung der Leuchtmodule vorgenommen werden, oder auch nicht.
In eine flächige Wand, z. B. eine Trennwand, oder in eine 3D-Objekt, z. B. eine Skulptur, können die Leuchtmodule als Schüttgut eingebettet werden und durch, ggf. lokalisierte, Induktion an erwünschten Stellen zum Leuchten gebracht werden.
In den folgenden Figuren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen schematisch genauer beschrieben. Dabei können zur besseren Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
1 zeigt ein Schaltbild eines Systems aus einem Leuchtmodulträger und drei beispielhaft ausgestalteten Leuchtmodulen;
2 zeigt ein Schaltbild eines Systems aus einem weiteren Leuchtmodulträger und einem Leuchtmittel;
3A zeigt ein Schaltbild eines Leuchtmoduls gemäß einer weiteren Ausführungsform;
3B zeigt ein Schaltbild eines Leuchtmoduls gemäß noch einer weiteren Ausführungsform;
4A zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine körperliche Ausgestaltung des Leuchtmoduls aus 3B;
4B zeigt in Draufsicht das Leuchtmodul aus 4A;
5 zeigt ein Schaltbild eines Leuchtmoduls gemäß einer weiteren Ausführungsform mit einem Mikrocontroller;
6 zeigt ein Schaltbild eines Leuchtmoduls gemäß noch einer weiteren Ausführungsform mit einem Mikrocontroller;
7 zeigt ein Schaltbild eines Leuchtmoduls gemäß noch einer weiteren Ausführungsform mit einem Mikrocontroller;
8 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine körperliche Ausgestaltung eines weiteren Leuchtmoduls.
1 zeigt ein Schaltbild eines Systems aus einem Leuchtmodulträger 1 mit einem resonanten Speisungsschwingkreis 2 als Sender, der von einem Hochfrequenz-Quellgenerator 3 betrieben wird, und drei beispielhaft ausgestalteten Leuchtmodulen 4, 5, 6.
Der Hochfrequenz-Quellgenerator 3 erzeugt ein hochfrequentes Wechselspannungssignal, das in den Speisungsschwingkreis bzw. speisenden Resonanzkreis 2 eingespeist wird. Der Speisungsschwingkreis 2 weist zwei Kondensatoren Ck und Cp und eine Spule 8 wie gezeigt auf, wobei das Hochfrequenzsignal über den Kondensator Cp eingebracht wird. Durch das Wechselspannungssignal wird von der Spule 8 ein entsprechendes hochfrequentes Magnetfeld 9 erzeugt.
Die Leuchtmittel 4, 5, 6 weisen jeweils einen Schwingkreis 10, 11 als Empfänger auf. Im Einzelnen weist das erste Leuchtmittel 4 einen Schwingkreis 10 mit einer Spule 16 und einem Kondensator (ohne Bezugszeichen) auf, wobei der Schwingkreis eine vorbestimmte Resonanzfrequenz aufweist. Schwingt das HF-Magnetfeld 9 mit der Resonanzfrequenz oder nahe der Resonanzfrequenz, wird der Schwingkreis 10 besonders stark angeregt, wodurch eine im Vergleich zu nicht-resonanter Anregung hohe Leistung am Schwingkreis 10 abgreifbar ist. Diese Betrachtungen sind auch für den Schwingkreis 11 der Leuchtmittel 5 und 6 gültig. Beim ersten Schwingkreis 10 wird die Leistung mittels eines induktiven Abgriffs von zwei antiparallel geschalteten Leuchtdioden (ohne Bezugszeichen) zu deren Betrieb abgegriffen. Die Leuchtdioden leuchten abwechselnd während eines Stromflusses in ihrer jeweiligen Durchlassrichtung. Das zweite Leuchtmittel 4 weist einen Schwingkreis 11 mit einer Spule und zwei Kondensatoren (ohne Bezugszeichen) auf. Beim zweiten Schwingkreis 11 wird die Leistung mittels eines kapazitiven Abgriffs über einem der Kondensatoren ebenfalls von zwei antiparallel geschalteten Leuchtdioden (ohne Bezugszeichen) zu deren Betrieb abgegriffen. Die Leuchtdioden leuchten auch hier abwechselnd während eines Stromflusses in ihrer jeweiligen Durchlassrichtung. Das dritte Leuchtmittel 6 weist gegenüber dem zweiten Leuchtmittel 5 statt einer der Leuchtdioden eine Schottkydiode auf. Die Leuchtdiode leuchtet nur während eines Stromflusses in ihrer jeweiligen Durchlassrichtung, was aber aufgrund der hohen Frequenz des Richtungswechsels vom Auge nicht wahrgenommen wird.
Die Speisung über die resonante Kopplung funktioniert für das gezeigte Ausführungsbeispiel nur in einem begrenzten Frequenzbereich, der erfahrungsgemäß bei etwa 10% der verwendeten Trägerfrequenz des Wechselspannungssignals liegt (z. B. bei +/– 25 KHz bei einem 500 KHz-Träger). Es ist nun ein Zeitmultiplexverfahren implementierbar, bei dem in zeitlicher Abfolge verschiedene Trägerfrequenzen zur Speisung gelangen, die von zugeordneten Leuchtmitteln (z. B. Gruppen mit ver schiedenen Farben oder verschiedener Anordnung) jeweils separat resonant empfangen werden. Die jeweiligen Gruppen sind somit getrennt ansteuerbar. Die Abfolge ist zeitlich so gewählt, dass das Auge das Leuchten der Diode(n) als kontinuierlich ohne Flackern wahrnimmt. Die Leuchtmittel können alle den gleichen Grundaufbau mit einer unterschiedlichen Dimensionierung der Schwingungskomponenten aufweisen.
Alternativ ist beispielsweise auch eine transformatorische Kopplung denkbar.
2 zeigt ein System ähnlich zu dem aus 1, wobei nun der Leuchtmodulträger 12 einen Schwingkreis 13 mit zwei in Reihe geschalteten Spulen 14 aufweist. Die beiden Spulen 14 weisen ein im Vergleich zu Spule 8 aus 1 geringere Wicklungszahl auf, um das Schwingungsverhalten des Schwingkreises 13 beizubehalten. Die beiden Spulen 14 können auch als Doppelspule mit zwei getrennten Wicklungen auf einem gemeinsamen Kern vorliegen. Durch diese Anordnung wird eine seitliche Ausdehnung des HF-Magnetfelds 9 (nach oben in der gezeigten Abbildung) vergrößert, so dass das Leuchtmittel 4 bei ausreichender Leuchtstärke einen vergrößerten Speisungsbereich vorfindet.
3A zeigt ein Prinzipschaltbild eines weiteren Leuchtmoduls 15 zur Verwendung mit einer allgemein mindestens magnetischen Kopplung über ein entsprechendes Wechselfeld. Das Leuchtmodul 15 weist einen Schwingkreis mit einem Kondensator 16 und einer Induktivität 17 auf, die einen LC-Schwingkreis bilden. Die Induktivität 17 mag beispielsweise in Form einer rechteckigen ebenen Spirale vorliegen. Eine Leuchtdiode 18 greift Leistung direkt durch Mittelabgriff zwischen Kondensator 16 und Induktivität 17 ab. Bei Erzeugung eines Stromflusses im Schwingkreis leuchtet die Leuchtdiode 18 immer dann, wenn der Strom in ihrer Durchlassrichtung fließt. Bei ausreichend hoher Frequenz des Wechselfeldes wird das Leuchten der Leuchtdiode als kontinuierlich wahrgenommen. Die Leuchtdiode steht stellvertretend für ein oder mehrere Leuchtdioden, die in Reihe, parallel und/oder antiparallel geschaltet sein können.
3B zeigt ein Prinzipschaltbild eines weiteren Leuchtmoduls 19, welches nun im Gegensatz zum Leuchtmodul 15 eine Stromspeicherfähigkeit aufweist. Dieses Leuchtmodul weist zusätzlich zum Leuchtmodul 15 aus 3A eine dem Schwingkreis 16, 17 und der Leuchtdiode 18 zwischengeschaltete Gleichrichterdiode 20 zur Stromgleichrichtung auf. Die Gleichrichterdiode 20 kann durch jede andere geeignete Form einer Gleichrichterschaltung ersetzt werden, z. B. eine Graetzschaltung. Der Gleichrichterdiode 20 nachgeschaltet und der Leuchtdiode 18 parallel geschaltet ist ein Speicherkondensator 21 mit einem Innenwiderstand Ri vorgesehen. Bei ausreichender Leistung des Schwingkreises 16, 17 wird durch diesen Speicherkondensator 21 der Leuchtdiode 18 ein Stromspeicher zur Verfügung gestellt, so dass ein Flackern der Leuchtdiode 18 oder sogar eine Unterbrechung des Leuchtbetriebs bei niederfrequenten Trägerfeldern oder einer Unterbrechung der Energieversorgung abgemildert oder verhindert wird. Der Speicherkondensator 21 ist vorzugsweise ein Doppellagen-Kondensator, welcher eine besonders hohe Energiedichte aufweist.
4A zeigt in Seitenansicht eine mögliche körperliche Ausgestaltung des Leuchtmoduls gemäß 3B. Auf einer selbstklebenden Unterlage 22 ist zunächst der Doppellagen-Kondensator 21 aufgebracht, welcher wiederum ein Substrat 23 trägt, wobei auf dem Substrat 23 an der dem Doppellagen-Kondensator 21 entgegengesetzten Seite die LED 18, der Kondensator 16 und die Induktivität (nicht gezeigt) aufgebracht sind. Dieses Leuchtmittel 19 ist bis auf die selbsthaftende Außenseite des Haftbandes 22 von einem Schutzgehäuse 24 umgeben, dessen oberer Teil im Bereich der Leuchtdiode 18 lichtdurchlässig ist, wie durch die gepunktete Linie angedeutet.
4B zeigt das Substrat 23 in Aufsicht mit der darauf aufgebrachten Leuchtdiode 18, Kondensator 16 und rechteckiger ebener Spirale als Induktivität 17. Das gekapselte Leuchtmodul 19 weist somit eine quaderförmige Scheibenform auf.
5 zeigt ein Prinzipschaltbild eines Leuchtmoduls 25, welches im Gegensatz zum Leuchtmodul 19 aus 3B nun eine Logikschaltung 26 in Form eines Mikrocontrollers vom Typ NSP430 der Firma Texas Instruments aufweist. Der Mikrocontroller 26 ist in den Strompfad zur Leuchtdiode 18 hinter dem Doppellagen-Kondensator 21 eingehängt, so dass er auch aus dem Doppellagen-Kondensator 21 mit Strom versorgt werden kann ('Supply') und gleichzeitig eine Stromzufuhr zur Leuchtdiode 18 steuern kann. Hinter dem Mikrocontroller 26 ist parallel zur Leuchtdiode 18 noch ein Pufferkondensator 27 zur Überbrückung der Leuchtdiode 18 geschaltet. Zur Versorgung des Mikrocontrollers 26 mit einem Taktsignal ('Clock') wird vom Schwingkreis 16, 17 ein weiterer elektrischer Zweig abgegriffen, der zu einem Takteingang des Mikroprozessors 26 führt und einen Hochpassfilter HP und diesem nachgeschaltet eine Demodulatordiode 28 aufweist. Dadurch kann beispielsweise die Trägerfrequenz des Speisungssignals als Taktfrequenz verwendet werden; zur Anpassung des Taktsignals Clock kann auch ein Frequenzteiler verwendet werden. Vom Schwingkreis 16, 17 zweigt weiterhin ein Datenpfad zu einem Dateneingang des Mikrocontrollers 26 ab, welcher einen Tiefpassfilter TP, gefolgt von einer Demodulatordiode 29 aufweist. Über diesen Datenpfad können dem Leistungssignal aufmodulierte Steuersignale ('Data') ausgefiltert und dem Mikroprozessor 26 zur Verfügung gestellt werden. Somit kann über ein einziges Empfangsteil 16, 17 ein Leuchtmittel mit einem Mikroprozessor 26 betrieben werden. Als Steuerdaten-Übertragungsverfahren kommen beispielsweise ASK (”amplitude shift keying”; Amplitudenmodulation), FSK (”frequency shift keying”; Frequenzmodulation), PSK (phase shift keying”; Phasenmodulation) sowie davon abgeleitete Verfahren sowie Kombinationen dieser Verfahren in Betracht. Die Grund- bzw. Trägerfrequenz des Leistungssignals kann somit den Takt für den Mikrocontroller 26 bestimmen, die aufmodulierte Schwingung die Steuerinformation (Befehle) für den Mikrocontroller 26 übertragen. Die Gleichrichtung der Grund- bzw. Trägerfrequenz liefert die Versorgungsspannung für den Mikrocontroller 26. Als Steuerdaten können beispielsweise eine an die Leuchtdiode 18 zu liefernde Stromstärke sein, welche zum Dimmen der Leuchtdiode 18 verwendet werden kann. Der Mikrocontroller dient somit insbesondere als Treiber. In einer anderen Ausgestaltung, bei der die Leuchtdiode 18 ein Cluster aus mehreren verschiedenfarbigen LED-Chips aufweist, die auf einem gemeinsamen Submount aufgebracht sind, kann durch die Steuersignale Data eine Stromstärke selektiv einzelnen Farben zugeordnet werden, so dass ein vorbestimmter Farbwechsel des LED-Clusters möglich ist.
6 zeigt ein Prinzipschaltbild eines weiteren Leuchtmoduls 30, bei dem nun weiter ein externer Spannungsüberwacher SV vorhanden ist, der ebenfalls aus der Versorgungsleitung gespeist wird. Der Spannungsüberwacher gibt den Mikrocontroller 26 über eine Resetleitung RST frei, wenn ein ausreichender Spannungspegel vorliegt. Dadurch wird ein kontinuierlicher Betrieb des Leuchtmoduls 30 verbessert. Ferner weist das Leuchtmodul 30 nun einen externen Treiber 31 auf, der durch den Mikrocontroller 26 gesteuert wird. Mittels des externen Treibers 31 mag die LED 18 präziser oder mit höherem Strom ansteuerbar sein.
7 zeigt ein Leuchtmodul 32 gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung, bei dem nun der Treiber 31 im Mikrocontroller 26 integriert ist, was Bauelemente spart.
Die Leuchtmodule 25, 30 und 32 gemäß der 5 bis 7 sind dazu eingerichtet, durch Steuerbefehle ferngesteuert zu werden. Dadurch kann beispielsweise eine Leuchtstärke und/oder eine Farbwahl gesteuert werden. Die Leuchtmodule 25, 30 und 32 können alternativ zum Empfang der Steuerdaten auch eine eigene Antenne aufweisen (nicht gezeigt).
8 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht ein Leuchtmodul 33, das nun vollständig in einem Schutzgehäuse 34 eingekapselt ist. Zur besseren Verteilbarkeit weist das Gehäuse 34 eine im Wesentlichen kugelförmige Außenkontur auf und umschließt in einem unteren Bereich zur Selbsthaftung und Selbstausrichtung einen Magneten 35. Die Leuchtdiode 18 ist seitlich zur Strahlbildung von einem Reflektor 36 umgeben.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt.

1: Leuchtmodulträger
2: Speisungs-Schwingkreis
3: Quellgenerator
4: Leuchtmittel
5: Leuchtmittel
6: Leuchtmittel
8: Spule
9: hochfrequentes Magnetfeld
10: Empfänger-Schwingkreis
11: Empfänger-Schwingkreis
12: Leuchtmodulträger
13: Schwingkreis
14: Doppelspule
15: Leuchtmodul
16: Kondensator
17: Induktivität
18: Leuchtdiode
19: Leuchtmodul
20: Logikschaltung
21: Doppellagen-Kondensator
22: Selbstklebende Unterlage
23: Substrat
24: Schutzgehäuse
25: Leuchtmodul
26: Logikschaltung
27: Pufferkondensator
28: Demodulatordiode
29: Demodulatordiode
30: Leuchtmodul
31: Treiber
32: Leuchtmodul
33: Leuchtmodul
34: Schutzgehäuse
35: Magnet
36: Reflektor
Ck: Kondensator
Cp: Kondensator
HP: Hochpassfilter
SV: Spannungsüberwachungseinheit
TP: Tiefpassfilter

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- WO 2007/008646 A2 [0004, 0016]
- US 2005/0104453 A1 [0005]
- US 7027311 [0037]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- T. Sekitani et al., ”A large-area wireless power-transmission sheet using printed organic transistors and plastic MEMS switches”, Nature Materials 6, 413 (2007) [0006]
- T. Sekitani et al. [0016]
- Sekitani, et al. [0057]
- Sekitani et al. [0063]

Claims

Leuchtmodul (4; 5; 6; 15; 19; 25; 30; 32; 33) mit mindestens einem Empfänger (10; 11; 16, 7) zum drahtlosen Abgriff von Energie aus einem Wechselfeld (9), und mit mindestens einer Lichtquelle, insbesondere Leuchtdiode (18), die mit dem Empfänger (10; 11; 16) zum Abgriff elektrischer Leistung verbunden ist, wobei das mindestens eine Leuchtmodul zumindest teilweise, insbesondere vollständig, von einem Schutzgehäuse (24; 34) umgeben ist.
Leuchtmodul (19; 33) nach Anspruch 1, das schüttgutfähig ist.
Leuchtmodul (33) nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Schutzgehäuse (34) so ausgestaltet ist, dass das Leuchtmodul (33) rollbar ist.
Leuchtmodul (33) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das selbstausrichtend ist.
Leuchtmodul (19; 33) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das selbsthaftend ist.
Leuchtmodul (33) nach Anspruch 4 oder 5, das mindestens ein magnetisch wirksames Element, insbesondere Magneten (35), zur Selbstausrichtung und/oder Selbsthaftung aufweist.
Leuchtmodul (4; 5; 6; 15; 19; 25; 30; 32; 33) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Empfänger mindestens einen Schwingkreis (10; 11; 16, 17) umfasst, insbesondere zur resonanten Kopplung.
Leuchtmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Empfänger mindestens eine Mehrfrequenzantenne umfasst.
Leuchtmodul (25; 30; 32) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend eine Logikschaltung, insbesondere in Form eines integrierten Schaltkreises (26), wobei zwischen dem Empfangsteil (16, 17) und einem Versorgungsanschluss der Logikschaltung (26) ein Gleichrichter (20) zwischengeschaltet ist.
Leuchtmodul (25; 30; 32) nach Anspruch 9, ferner aufweisend einen Doppelschichtkondensator (21), der mit einem Versorgungsanschluss der Logikschaltung (26) hinter dem Gleichrichter (20) parallel geschaltet ist.
Leuchtmodul (25; 30; 32) nach Anspruch 9 oder 10, das dazu eingerichtet ist, drahtlos Steuerdaten (Data) für die Logikschaltung (26) zu empfangen.
Leuchtmodulträger (1) zur Befestigung mehrerer Leuchtmodule (4; 5; 6; 15; 19; 25; 30; 32; 33) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, der mindestens einen Aufnahmebereich für die Leuchtmodule (4; 5; 6; 15; 19; 25; 30; 32; 33) aufweist.
Leuchtmodulträger (1) nach Anspruch 12, der mindestens einen Sender (2,3) zur Erzeugung eines auf den Empfänger (10; 11; 16, 17) des Leuchtmoduls (4; 5; 6; 15; 19; 25; 30; 32; 33) abgestimmten Wechselfelds aufweist, insbesondere einen flächigen Sender.
Verfahren zur Herstellung einer drahtlos speisbaren Leuchtvorrichtung mit mindestens einem Leuchtmodulträger (1) nach Anspruch 12 oder 13 und mindestens einem Leuchtmodul (4; 5; 6; 15; 19; 25; 30; 32; 33) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Verfahren mindestens die folgenden Schritte aufweist: – Schüttgutartiges Verteilen der Leuchtmodule (19; 33) über den Leuchtmodulträger (1) und – Ausrichten der Leuchtmodule (19; 33).
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Verfahren ferner den folgenden Schritt aufweist: – Vergießen der Leuchtmodule.