WO2009141111A2 - Drahtlos speisbares leuchtmodul - Google Patents

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WO2009141111A2
WO2009141111A2 PCT/EP2009/003556 EP2009003556W WO2009141111A2 WO 2009141111 A2 WO2009141111 A2 WO 2009141111A2 EP 2009003556 W EP2009003556 W EP 2009003556W WO 2009141111 A2 WO2009141111 A2 WO 2009141111A2
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module
lighting
lighting module
modules
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Bakuri Lanchava
Robert Kraus
Steven Wetzel
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Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung
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    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making

Definitions

  • the invention relates to a lighting module, a lighting module carrier and a method for producing a lighting device with at least one lighting module.
  • LEDs Especially in the case of light-emitting diodes, the electrical supply of the LEDs has hitherto been accomplished in their lighting applications, usually lights of a traditionally customary construction, by wire or via board contacts. Larger LEDs are often supplied on a small (hexagonal) metal core board with semi-open eyelets (eg OSRAM, type: OSTAR LEW E3A), which can be connected in a type of socket. Typically, LEDs constructed in this way are screwed onto cooling surfaces and connected by wire or wire-like (spring contacts). Sockets which are better suited for general lighting LEDs have not yet been standardized.
  • OSRAM type: OSTAR LEW E3A
  • WO 2007/008646 A2 discloses a general electromagnetic energy transmission device having a first resonator structure that receives power from an external power supply.
  • the first resonator structure has a first quality factor.
  • a second resonator structure is positioned distally of the first resonator structure and provides an operating current of an external load.
  • the second resonator structure has a second quality factor.
  • the spacing of the two resonators may be greater than the characteristic size of each resonator.
  • a non- radiative energy transfer between the first resonator structure and the second resonator structure is achieved by means of coupling of its evanescent resonance field branches.
  • US 2005/0104453 A1 discloses a general wireless power transmission apparatus including a mechanism 1 for receiving a radio frequency range over a collection of frequencies.
  • the device comprises a mechanism for converting the radio radiation via the accumulation of frequencies into a DC voltage, preferably simultaneously.
  • a wireless power supply method comprises the steps of receiving a range of radio radiation over a collection of frequencies and converting the conversion of the radio radiation to a DC voltage across the collection of frequencies, preferably simultaneously.
  • MEMS microelectromechanical systems
  • a 50 g light laboratory sample is 21 * 21 cm 2 large, 1 mm thick and consists of a total of four superimposed films, two of which are responsible for a position detection of a receiver and two transmit the power. On one of the Both films for position detection are printed with a matrix of 25 mm diameter coils.
  • the underlying second foil contains organic transistors with channel lengths of 13 ⁇ m for the logic.
  • the film combination that transfers the current also consists of a film with coils and a second film with the MEMS matrix. Thanks to the coil matrix, the MEMS knows the position of the receiver and can specifically target only the transmission coil over which the object is located. The efficiency of the transmission is over 80 percent, and the received power increases linearly up to 40 W with the output power.
  • the lighting module has at least one receiver for the wireless tapping of energy from an alternating field, as well as at least one light source, which is connected to the receiver for tapping off electrical power.
  • the alternating field may be a magnetic field, eg. B. in transformer (inductive) coupling, but may also have electrical components that can be used or unused.
  • the lighting module is at least partially, in particular completely ⁇ constantly, surrounded by a protective housing.
  • the light module high mecha ⁇ African loads may be suspended or be used in a chemically aggressive environment. It can then be stored in particular without great care and in bulk, and thus very quickly spent on a light module carrier.
  • the protective housing can at least partially receive the at least one light module in a shell or cast, for example, in plastic.
  • At least the mechanically and / or chemically sensitive parts of the lighting module are surrounded by the protective housing.
  • the protective housing in a radiation direction of the light source (s) translucent, that is, transparent or translucent (opaque), and in the region of the receiving means, at least for the power transmitting field is permeable.
  • the light module is surrounded by the protective housing except for the receiver, in particular the coil and / or the antenna; the coil and / or the antenna can then be glued or printed, for example, on an outer side of the protective housing.
  • the energy transfer can be done, for example, in the ways described in WO 2007/008646 A2. Particularly preferred is an energy transfer by means of a large-area transmitter, as described in T. Sekitani et al. is described. It is particularly advantageous if the lighting module is designed so robust and compact that it is capable of being poured. As a result, smaller or larger quantities of the LED modules can be accommodated as required and added to an associated lighting device in order to realize the desired luminous properties.
  • the lighting module or the protective housing is designed to be rollable, for example spherical or cylindrical.
  • a cylindrical protective housing for example, when receiving a plurality of lighting modules or light sources, these may be arranged in a row along the cylinder axis. You can have the same emission in one embodiment. Even if there are several
  • Light sources or lighting modules in a spherical protective housing are arranged in a preferred embodiment so that they radiate in the same direction.
  • the lighting modules are configured individually or as a group with a reflector.
  • a light-emitting module which is capable of self-alignment is preferred, since in this way a particularly rapid attachment is made possible.
  • the light module may for example be equipped with a weight that shifts the center of gravity substantially from the center.
  • the luminous modules are poured out-in particular when using the spherical or cylindrical protective housings-they can be aligned along the force of gravity, in particular by additional shaking of the support.
  • the light module is equipped with at least one magnetically active element, for. B. a magnetic or magnetizable element. This ensures - in particular in a rollable embodiment - for the fact that the light module can be aligned with a predefined direction on an external magnetic field.
  • the self-alignment can also be achieved by providing a corresponding adhesion region, in particular if the lighting module is rollable.
  • the light source can then roll, in particular, until it adheres to a base with the adhesive surface and is thereby aligned.
  • the light module is self-adhesive. As a result, an attachment of the lighting modules can be performed even faster.
  • the adhesion can preferably be done by means of magnetically active elements, as described above, including the light emitting module has a magnetic or magnetizable adhesive element, or by an external adhesive strip, for. B. with adhesive silicone, or even a part of a hook and loop fastener, etc.
  • the receiver preferably has at least one coil which generates a corresponding voltage which can be tapped off in an alternating magnetic field.
  • the energy transfer from at least one transmitter to the receiver of the at least one lighting module can in one
  • Embodiment by means of transformer coupling done, which may have a high efficiency especially in a well-tuned coupling between transmitter and receiver. Then the at least one light source can pick up the electrical power necessary for its operation, for example directly via at least one coil.
  • the receiver may comprise a resonant circuit, in particular an LC resonant circuit.
  • a resonant circuit typically has an associated resonant frequency at which the power output is particularly high.
  • the resonant coupling of two resonant circuits may be preferred because this (electro) magnetic energy can be transmitted with significantly smaller coupling factors than in transformer energy transfer and the air gap can be widened from the mm range in the cm range. This has a favorable effect on the feasibility of magnetic field-fed recording surfaces. Nevertheless, the RF emission remains very low, so that it continues to be regarded as a local field (near field).
  • the at least one light source can be electrically connected to the resonant circuit via an inductive or capacitive tap; alternatively directly via a center tap.
  • a capacitive or general electromagnetic coupling may also be used.
  • the lighting module has at least one white or colored light emitting diode as the light source.
  • an LED module may have a plurality of individual LEDs ('LED cluster'), which together can give a white mixed light, z. B. in 'cold white' or 'warm white 1 .
  • the LED cluster preferably comprises light-emitting diodes which shine in the primary colors red (R), green (G) and blue (B).
  • RGB red
  • G green
  • B blue
  • one or more amber LEDs 'amber' may also be present to produce a warm white hue.
  • these can also be controlled in this way be that the LED module radiates in a tunable RGB color range.
  • To produce a white light from a mixture of blue light with yellow light can also be provided with light blue LED chips are used (so-called conversion LEDs), z. B. in surface mounting technology, z. In thin-GaN technology.
  • An LED module can also have several white single chips, which can achieve a simple scalability of the luminous flux.
  • the individual chips and / or the modules can be equipped with suitable optics for beam guidance, z. B. Fresnel lenses, collimators, and so on.
  • LEDs can be arranged on a contact several identical or different types of LED modules, for. B. several similar LED modules on the same substrate.
  • LEDs instead of or in addition to inorganic light emitting diodes, z. B. based on InGaN or AlInGaP, organic LEDs (OLEDs) are generally used.
  • LEDs are particularly well suited for light modules, in particular encapsulated light modules.
  • the lighting module has at least two diodes connected in antiparallel, of which at least one diode is a light-emitting diode.
  • the other light emitting diode may also be a light emitting diode, or for example, a non-luminous diode, such as a Schottky diode. It is also possible to connect additional diodes, in particular light-emitting diodes be. In general, a single light-emitting diode can be used.
  • the light source has a leadframe for electrical contacting (for example when using wire-bonded LED chips mounted on a common submount), it is preferred if the leadframe or a conductive strip formed thereon serves as the inductance , which is particularly space-saving.
  • the substrate of the light module for example, PCB, MCPCB, Flex or a ceramic (e.g., Al 2 O 3) may be used.
  • one of the LED parallel connected capacitance and / or the "parasitic" capacitance of the LED itself can serve as a capacitance for the LC resonant circuit.
  • the light module can be equipped for better, in particular multi-frequency, power reception with a receiver or an antenna for wireless tapping of the energy from the at least alternating magnetic field, possibly according to US 7,027,311.
  • a rectifier is connected downstream for converting AC voltage generated by the receiving means into a DC voltage, for. B. a full or half-bridge converter or a single rectifier.
  • electrochemical double layer capacitor EDLC
  • supercapacitor such as under the brand name Goldcap, Supercap, BoostCap or Ultracap commercially available.
  • a double-layer capacitor has the highest energy density of all capacitors.
  • a logic circuit for.
  • an integrated circuit such as a microcontroller, eg of the Texas Instruments MSP 430 type.
  • the light module can be equipped with intelligence to enable a particularly flexible operation; the light sources are controlled by the microcontroller.
  • the logic circuit is preceded by a DC energy storage, in particular at least one double-layer capacitor.
  • the voltage level is monitored by means of a voltage monitoring unit ("supervisor").
  • the lighting module To activate the lighting module, it is preferably set up to receive and to use wirelessly transmitted control data (eg instructions) for the logic circuit.
  • wirelessly transmitted control data eg instructions
  • the control data preferably has an identification part or identification code (eg a serial number) which is matched to the lighting module to be addressed or the lighting modules to be addressed such that only one lighting module, for which this identification code is provided which utilizes the payload associated with the identification code.
  • an identification part or identification code eg a serial number
  • this identification code is provided which utilizes the payload associated with the identification code.
  • the control data can z. B. be transmitted or initiated by means of a remote control.
  • control data can be transmitted to the light module independently of the energy or power transmission; it is then preferred if the lighting module has its own control data receiving device for receiving and forwarding the
  • Control data to the logic circuit is equipped. For this purpose, it is preferably also able to decode control data.
  • control data can be sent to the receiver via the alternating field provided for power transmission, in particular by signal modulation of the carrier provided for the power transmission.
  • control data can be transmitted to the carrier, for example by means of ASK (amplitude shift keying), PSK (phase shift keying), FSK (frequency shift keying). or mixed forms thereof modulated and extracted again at the light module.
  • the data can for example specify a setting of the luminosity by the microcontroller.
  • the lighting module is then, if it is equipped with a logic circuit, preferably configured to generate from the received power signal, a clock signal ("Clock").
  • a clock signal For this purpose it can, for example, use the carrier frequency.
  • the light module carrier is set up for fastening a plurality of lighting modules and has at least one receiving surface for the lighting modules.
  • the receiving surface has, for example, recesses for positioning the lighting modules, in particular for self-aligning lighting modules due to their weight.
  • the depressions may be a predetermined, in particular regular, pattern, z. B. matrix pattern, have.
  • the receiving surface For receiving magnetically alignable and / or adhesive lighting modules, the receiving surface has at least one region which is either magnetic or magnetizable.
  • a magnetic adhesive force between the receiving surface and the lighting module is generated, which is sufficient to hold the lighting module in a predetermined position on the receiving surface and / or align.
  • the lighting module is equipped with a magnet and the receiving surface is magnetizable, or the receiving surface is magnetic and a fastening element of the light module is magnetizable or the receiving surface has a magnetic surface and the light emitting module has a magnetic element as an adhesive element.
  • the magnetic regions may have a predetermined, especially regular, pattern, e.g. B. matrix pattern, have.
  • a Leuchtmodultrager which comprises at least one, in particular flexible, magnetic film whose magnetic surface is a receiving surface or a part thereof.
  • a plurality of magnetic foils can also be assembled in order to obtain an enlarged recording surface.
  • the magnetic film is thus preferably expandable.
  • Preferred is a magnetic film with polymer matrix.
  • a surprising feature of the flexible magnetic film is that it is against high frequency electromagnetic fields, eg. B. with the frequency of 500 KHz, no shielding effect unfolded. The supply of the light sources by means of local high-frequency fields is therefore not hindered. Even a full-flattened covering of the receiving surface with flexible magnetic foil is thus possible.
  • the magic net foil allows almost any kind of placement of the light sources and is hardly susceptible to contamination.
  • a commercially available flexible magnetic film with a material thickness of z. B. 1.68 mm developed compared to ferrite material weak enough holding forces, compared to holding magnets or a structurally flexible magnetic sheet strong holding forces, so it is very well suited as a material for the receiving surface.
  • the magnetic film thus preferably has a thickness of 1 mm to 2.5 mm in order to achieve a low weight and a flexibility with sufficient adhesive power.
  • the at least one transmitter is then preferably attached to one of the receiving surface opposite surface of the magnetic film.
  • a predetermined, in particular regular, pattern of adhesive areas for. B. Velcro areas or Klebebe- be provided.
  • the light module carrier has one or more transmitters for generating an at least magnetic coupling between the transmitter and the light sources for energy transmission, ie generation of an alternating field tuned to the receiver of the light module, in particular for resonant coupling.
  • a plurality of transmitters can be provided areally on the light module carrier, for. B. on the back of the receiving surface. It is preferred if a planar transmitter is provided, in particular as described by Sekitani, et al.
  • the object is also achieved by means of a lighting device with at least one lighting module carrier as described above and at least one lighting module as described above.
  • the method for producing a wirelessly operable lighting device with at least one light module and at least one light module carrier has at least the following steps: Bulk-like distribution of the light modules over the light module carrier and aligning the light modules. The alignment can be done by means of self-alignment. The bulk-like distribution allows a much faster arrangement of the lighting modules than an individual positioning. This is especially true if the lighting modules are self-aligning on the light module carrier.
  • the lighting modules can be distributed in mass on the receiving surface, in particular by dumping, tilting or throwing, z. B. by means of a blade. This may optionally be followed by shaking.
  • a method for the production of solid lighting devices, a method is preferred, which further comprises the step of potting the lighting modules, for. B. in transparent plastic.
  • the procedure for applying luminous modules to the receiving area can be such that illuminating modules are distributed en masse over the receiving area.
  • non-adhesive lighting modules can be removed first, z. B. by tilting the lighting device. If the number or density of the lighting modules is insufficient, lighting modules can be redistributed as follows. This is done until a sufficient number of light modules have been mounted on the receiving surface. Due to the self-alignment, these bulbs do not need to be aligned separately. This results in a particularly simple and time-saving and cost-saving way, in particular to provide large-area lighting devices with a plurality of light sources.
  • the support surface is set up so that the light-emitting devices at predetermined locations or areas adhere.
  • the light-emitting devices may be potted in a transparent or translucent plastic material, including polymeric material.
  • the receiving surface is removed, so that there is a lighting device in the form of a solid block with cast-in, preferably oriented bulbs. These can be externally fed wirelessly and thus provide a flat or volumetric light device.
  • the lighting device can then be further cast on the side on which the support surface was present; Alternatively, there may be applied a special transmitter surface which transfers energy to the bulbs, z.
  • a planar inductive coupler based on polymer films, for. For example, according to Sekitani et al.
  • the system is intended in particular for general and decorative lighting.
  • the lighting modules are not limited to an arrangement on a light source carrier. Rather, they can also be used in the sense of an aggregate of a Supension.
  • flexible spatial lighting design can be achieved by simply applying paint with embedded LED modules in certain places in the room.
  • the lighting modules are preferably not aligned, but are distributed statistically or quasi-statistically with respect to their location.
  • a transparent or diffusely scattering adhesive layer or ink layer with embedded LED modules can be applied at certain locations on the walls of a common room.
  • the protective housing is here especially intended for protection against chemical influences.
  • the wattage of the luminaires can be varied by a quantity or concentration of the luminous modulus bulk material added thereto.
  • the luminosity of the lamp can be varied.
  • an orientation of the lighting modules can be made, or not.
  • the lighting modules can be embedded as bulk material and by, possibly localized, induction at desired locations are made to glow.
  • FIG. 1 shows a circuit diagram of a system of a
  • Illuminated module carrier and three exemplified luminous modules are Illuminated module carrier and three exemplified luminous modules
  • FIG. 2 shows a circuit diagram of a system comprising a further light module carrier and a lighting means
  • FIG. 3A shows a circuit diagram of a lighting module according to a further embodiment
  • FIG 3B shows a circuit diagram of a lighting module according to yet another embodiment
  • FIG 4A shows a sectional view in side view of a physical embodiment of the lighting module of FIG 3B.
  • FIG. 4B shows a plan view of the lighting module from FIG. 4A
  • FIG. 5 shows a circuit diagram of a lighting module according to a further embodiment with a microcontroller
  • FIG. 6 shows a circuit diagram of a lighting module according to yet another embodiment with a microcontroller
  • FIG. 7 shows a circuit diagram of a lighting module according to yet another embodiment with a microcontroller
  • FIG 8 shows a sectional view in side view of a physical embodiment of another Leuchtmo- module.
  • FIG. 1 shows a circuit diagram of a system comprising a light module carrier 1 with a resonant power supply circuit 2 as a transmitter, which is operated by a high-frequency source generator 3, and three exemplarily designed lighting modules 4,5,6.
  • the high-frequency source generator 3 generates a high-frequency alternating voltage signal, which is fed into the supply resonant circuit or feeding resonant circuit 2.
  • the feeding circuit 2 has two capacitors Ck and Cp and a coil 8 as shown, the high frequency signal being applied through the capacitor Cp.
  • a corresponding high-frequency magnetic field 9 is generated by the coil 8.
  • the lamps 4,5,6 each have a resonant circuit 10,11 as a receiver.
  • the first luminous means 4 has a resonant circuit 10 with a coil 16 and a capacitor (without reference numeral), wherein the resonant circuit has a predetermined resonant frequency.
  • the resonant circuit 10 is particularly strongly excited, as a result of which a high power at the resonant circuit 10 can be tapped off in comparison to non-resonant excitation.
  • the power is tapped by means of an inductive tap of two anti-parallel light-emitting diodes (without reference numerals) for their operation. The light-emitting diodes light up alternately during a current flow in their respective forward direction.
  • the second light-emitting means 4 has a resonant circuit 11 with a coil and two capacitors (without reference numerals).
  • the power is also tapped by means of a capacitive tap on one of the capacitors of two anti-parallel light-emitting diodes (without reference numerals) for their operation.
  • the LEDs also light up alternately during a current flow in their respective forward direction.
  • the third light-emitting means 6 has a Schottky diode instead of the second light-emitting means 5 instead of one of the light-emitting diodes. The LED lights up only during a current flow in their respective forward direction, but this is not perceived by the eye due to the high frequency of the change of direction.
  • the supply via the resonant coupling works for the embodiment shown only in a limited frequency range, which is known to be at about 10% of the carrier frequency of the AC signal used (eg, at +/- 25 KHz for a 500 KHz carrier).
  • a time-division multiplex method can now be implemented, in which different carrier frequencies are supplied in time sequence, which are supplied by associated light sources (eg groups having different wavelengths). different colors or different arrangement) each received separately resonant. The respective groups can thus be controlled separately.
  • the sequence is selected in time so that the eye perceives the illumination of the diode (s) as continuous without flickering.
  • the lighting means can all have the same basic structure with a different dimensioning of the vibration components.
  • FIG 2 shows a system similar to that of FIG 1, wherein now the light module carrier 12 has a resonant circuit 13 with two coils 14 connected in series.
  • the two coils 14 have a lower number of turns compared to coil 8 of FIG. 1, in order to maintain the oscillation behavior of the resonant circuit 13.
  • the two coils 14 can also be present as a double coil with two separate windings on a common core. By this arrangement, a lateral extension of the RF magnetic field 9 (upward in FIG.
  • FIG. 3A shows a block diagram of a further light-emitting module 15 for use with a generally at least magnetic coupling via a corresponding alternating field.
  • the lighting module 15 has a resonant circuit with a capacitor 16 and an inductance 17, which form an LC resonant circuit.
  • the inductor 17 may be in the form of a rectangular plane spiral, for example.
  • a light emitting diode 18 picks up power directly through center tap between capacitor 16 and inductor 17. When generating a current flow in the resonant circuit, the light emitting diode 18 is always lit when the current flows in its forward direction. At sufficiently high frequency of the alternating field, the illumination of the LED is perceived as continuous.
  • the light-emitting diode is representative of one or more light-emitting diodes, which may be connected in series, in parallel and / or in anti-parallel.
  • FIG. 3B shows a block diagram of a further light-emitting module 19 which, in contrast to the light-emitting module 15, now has a current storage capability.
  • this light-emitting module has a rectifier diode 20 connected to the resonant circuit 16, 17 and the light-emitting diode 18 for current rectification.
  • the rectifier diode 20 may be replaced by any other suitable form of rectifier circuit, e.g. B. a Graetz circuit.
  • Downstream of the rectifier diode 20 and connected in parallel with the light-emitting diode 18 is a storage capacitor 21 with an internal resistance Ri.
  • the storage capacitor 21 is preferably a double-layer capacitor which has a particularly high energy density.
  • FIG. 4A shows a side view of a possible physical embodiment of the lighting module according to FIG 3B.
  • the double-layer capacitor 21 is first applied, which in turn carries a substrate 23, wherein on the substrate 23 on the double-layer capacitor 21 opposite side of the LED 18, the capacitor 16 and the inductor (not shown) applied are.
  • This light-emitting means 19 is surrounded by a protective housing 24 except for the self-adhesive outer side of the adhesive tape 22, the upper part of which is translucent in the region of the light-emitting diode 18, as indicated by the dotted line.
  • FIG. 4B shows the substrate 23 in plan view with the light-emitting diode 18, capacitor 16 and rectangular planar spiral applied thereon as the inductance 17.
  • the encapsulated lighting module 19 thus has a cuboidal disk shape.
  • FIG. 5 shows a block diagram of a lighting module 25 which, in contrast to the lighting module 19 from FIG. 3B, now has a logic circuit 26 in the form of a microcontroller of the NSP430 type from Texas Instruments.
  • the microcontroller 26 is hooked into the current path to the light-emitting diode 18 behind the double-layer capacitor 21, so that it can also be supplied with power from the double-layer capacitor 21 ('supply') and at the same time can control a current supply to the light-emitting diode 18.
  • a buffer capacitor 27 is connected in parallel with the light emitting diode 18 for bridging the light emitting diode 18.
  • Demodulator 28 has.
  • the carrier frequency of the supply signal can be used as the clock frequency;
  • a frequency divider can also be used.
  • a data path continues to branch off to a data input of the microcontroller 26, which has a low-pass filter TP, followed by a demodulator diode 29.
  • modulated control signals ('data') can be filtered out of the data signal and made available to the microprocessor 26.
  • a lighting means with a microprocessor 26 can be operated via a single receiving part 16, 17.
  • control data transmission methods which can be considered are ASK (amplitude shift keying), frequency shift keying (FSK), phase shift keying (PSK) and methods derived therefrom, and combinations of these methods - or carrier frequency of the power signal can thus determine the clock for the microcontroller 26, the modulated oscillation transmit the control information (commands) for the microcontroller 26.
  • the rectification of the base or carrier frequency provides the supply voltage for the microcontroller 26.
  • control data for example, be supplied to the light emitting diode 18 current, which can be used to dim the light emitting diode 18.
  • the microcontroller thus serves in particular as a dri ⁇ calc.
  • a current selectively individual colors can be assigned by the control signals Data so that a predetermined color change of the LED cluster is possible.
  • FIG. 6 shows a block diagram of a further lighting module 30, in which now also an external voltage monitor SV is present, which is also fed from the supply line.
  • the voltage monitor releases the microcontroller 26 via a reset line RST when a sufficient voltage level is present.
  • the lighting module 30 now has an external driver 31, which is controlled by the microcontroller 26.
  • the LED 18 may be controllable more precisely or with a higher current.
  • FIG. 7 shows a lighting module 32 according to yet another embodiment, in which now the driver 31 is integrated in the microcontroller 26, which saves components.
  • the lighting modules 25, 30 and 32 according to FIGS. 5 to 7 are set up to be remotely controlled by control commands. As a result, for example, a luminous intensity and / or a color choice can be controlled.
  • the lighting modules 25, 30 and 32 may alternatively have an antenna of their own for receiving the control data (not shown).
  • 8 shows a sectional side view of a lighting module 33, which is now completely encapsulated in a protective housing 34.
  • the housing 34 has a substantially spherical outer contour and encloses a magnet 35 in a lower region for self-adhesion and self-alignment.
  • the light-emitting diode 18 is laterally surrounded by a reflector 36 for beam formation.

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 aufweist. 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

Beschreibung
Drahtlos speisbares Leuchtmodul
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 de- ren 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 halb- offenen 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 an- gebracht 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 nichtstrah¬ lender Energieübertrag zwischen der ersten Resonatorstruktur und der zweiten Resonatorstruktur wird mittels Koppeins ihrer evaneszenten Resonanzfeldschweife erreicht.
US 2005/0104453 Al offenbart eine allgemeine Vorrichtung zur drahtlosen Leistungsübertragung einschließlich eines Mechanismus1 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 drahtlo- sen 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 Kom- ponenten aufweisen, die genutzt oder ungenutzt werden können. Das Leuchtmodul ist zumindest teilweise, insbesondere voll¬ ständig, 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 mecha¬ nischen 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 großflä- chigen 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 Leuchtvor- richtung 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 Güte, 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 ei- ne weiß oder farbig leuchtende Leuchtdiode als Leuchtquelle auf.
Bei Vorliegen mehrerer Leuchtdioden können diese z. B. gleichfarbig (einfarbig oder mehrfarbig) und / oder verschie- denfarbig leuchten. So mag ein LED-Modul mehrere Einzel-LEDs ( ' LED-Cluster ' ) aufweisen, welche zusammen ein weißes Mischlicht ergeben können, z. B. in 'kaltweiß' oder 'warmweiß1. 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. A1203) 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 multifrequen- ten, 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-Kondensa- tor, auch elektrochemischer Doppelschicht-Kondensatoren
( "electrochemical double layer capacitor"; EDLC) oder Super- kondensator 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 Mik- rocontroller, 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 Steuerda- tenempfangseinrichtung 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 Leistungsüber- tragung vorgesehene Wechselfeld an den Empfänger gesendet werden, insbesondere durch Signalmodulation des für die Leistungsübertragung vorgesehenen Trägers.
Insbesondere bei einer Übertragung mit dem zur Leistungsüber- tragung 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 Aufnahmeflache 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 Aufnahmeflache mindestens einen Be- reich auf, der entweder magnetisch oder magnetisierbar ist.
Dadurch wird eine magnetische Haftkraft zwischen Aufnahmeflache und Leuchtmodul erzeugt, die ausreicht, das Leuchtmodul in einer vorbestimmten Position auf der Aufnahmeflache zu halten und / oder auszurichten. Dazu ist entweder das Leucht- modul mit einem Magneten ausgerüstet und die Aufnahmeflache magnetisierbar, oder die Aufnahmeflache ist magnetisch und ein Befestigungselement des Leuchtmoduls ist magnetisierbar oder die Aufnahmeflache weist eine magnetische Oberflache auf und das Leuchtmodul weist ein magnetisches Element als Haft- element auf. Die magnetischen Bereiche können ein vorbestimmtes, insbesondere regelmäßiges, Muster, z. B. Matrixmuster, aufweisen.
Besonders bevorzugt wird ein Leuchtmodultrager, welcher min- destens eine, insbesondere flexible, Magnetfolie umfasst, deren magnetische Oberflache eine Aufnahmeflache oder einen Teil davon darstellt. Es können m einer Ausgestaltung auch mehrere Magnetfolien zusammengesetzt werden, um eine vergrößerte Aufnahmeflache 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 Leucht- mittel mittels lokaler Hochfrequenzfelder wird also nicht behindert. Selbst eine vollflachige Verkleidung der Aufnahmeflache 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 Klebebe- reichen, vorgesehen sein.
Vorzugsweise weist der Leuchtmodulträger einen oder mehrere Sender zur Erzeugung einer zumindest magnetischen Kopplung zwischen dem Sender und den Leuchtmitteln zur Energieübertra- gung 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 Seki- tani, 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 Leucht- module 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 mas- se 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.
FIG 1 zeigt ein Schaltbild eines Systems aus einem
Leuchtmodulträger und drei beispielhaft ausgestal- teten Leuchtmodulen;
FIG 2 zeigt ein Schaltbild eines Systems aus einem weiteren Leuchtmodulträger und einem Leuchtmittel;
FIG 3A zeigt ein Schaltbild eines Leuchtmoduls gemäß einer weiteren Ausführungsform;
FIG 3B zeigt ein Schaltbild eines Leuchtmoduls gemäß noch einer weiteren Ausführungsform; FIG 4A zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine körperliche Ausgestaltung des Leuchtmoduls aus FIG 3B;
FIG 4B zeigt in Draufsicht das Leuchtmodul aus FIG 4A;
FIG 5 zeigt ein Schaltbild eines Leuchtmoduls gemäß einer weiteren Ausführungsform mit einem Mikrocontroller;
FIG 6 zeigt ein Schaltbild eines Leuchtmoduls gemäß noch einer weiteren Ausführungsform mit einem Mikrocontroller;
FIG 7 zeigt ein Schaltbild eines Leuchtmoduls gemäß noch einer weiteren Ausführungsform mit einem Mikrocontroller;
FIG 8 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine körperliche Ausgestaltung eines weiteren Leuchtmo- duls.
FIG 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 hochfre- quentes 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 Betrachtun- gen 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 ei- nes 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 Leucht- dioden 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 kontinu- ierlich 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.
FIG 2 zeigt ein System ähnlich zu dem aus FIG 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 FIG 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 .
FIG 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 .
FIG 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 FIG 3A eine dem Schwingkreis 16, 17 und der Leuchtdiode 18 zwischengeschaltete Gleichrich- terdiode 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 ei- nem 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.
FIG 4A zeigt in Seitenansicht eine mögliche körperliche Ausgestaltung des Leuchtmoduls gemäß FIG 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 licht- durchlässig ist, wie durch die gepunktete Linie angedeutet. FIG 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.
FIG 5 zeigt ein Prinzipschaltbild eines Leuchtmoduls 25, welches im Gegensatz zum Leuchtmodul 19 aus FIG 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 Mik- rocontrollers 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 Mik- rocontrollers 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 ge- stellt 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 Trei¬ ber. 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.
FIG 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.
FIG 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 FIGN 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) . FIG 8 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht ein Leuchtmodul 33, das nun vollständig in einem Schutzgehäuse 34 eingekapselt ist. Zur besseren Verteilbarkeit weist das Ge- häuse 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.
Bezugs zeichenliste
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

Claims

Patentansprüche
1. Leuchtmodul (4 ; 5; 6; 15; 19; 25; 30; 32 ; 33) mit mindestens einem Empfanger (10; 11; 16, 7 ) zum drahtlosen Abgriff von Energie aus einem Wechselfeld (9), und mit mindestens einer Lichtquelle, insbesondere Leuchtdiode (18), die mit dem Empfanger (10; 11; 16) zum Abgriff elektrischer Leistung verbunden ist, wobei das mindestens eine Leuchtmodul zumindest teilweise, insbesondere vollständig, von einem Schutzgehause (24; 34) um- geben ist, wobei das Leuchtmodul (33) selbstausrichtend ist.
2. Leuchtmodul (19; 33) nach Anspruch 1, das schuttgutfahig ist.
3. Leuchtmodul (33) nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das
Schutzgehause (34) so ausgestaltet ist, dass das Leuchtmodul (33) rollbar, insbesondere kugelförmig oder zylinderförmig ist.
4. Leuchtmodul (19; 33) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das selbsthaftend ist.
5. Leuchtmodul (4 ; 5 ; 6; 15; 19; 25; 30; 32 ; 33) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Empfanger mindestens einen Schwingkreis ( 10; 11; 16, 17 ) umfasst, insbesondere zur resonanten Kopplung, wobei die mindestens eine Lichtquelle einen Leadframe zur elektrischen Kontaktierung aufweist, welcher als eine Induktivität dient.
6. Leuchtmodul (25; 30; 32) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend eine Logikschaltung in Form eines integrierten Schaltkreises (26), insbesondere Mikrocontrol- lers, wobei zwischen dem Empfangsteil (16,17) und einem Ver- sorgungsanschluss der Logikschaltung (26) ein Gleichrichter (20) zwischengeschaltet ist.
7. Leuchtmodul nach Anspruch 6, ferner aufweisend eine Spannungsüberwachungseinheit zur Überwachung eines Spannungspegels .
8. Leuchtmodul (25; 30; 32) nach Anspruch 6, das dazu eingerichtet ist, drahtlos Steuerdaten (Data) für die Logikschaltung (26) zu empfangen, wobei die Steuerdaten mindestens einen Ident-Code zur individuellen Ansteuerung des Leuchtmoduls (25;30;32) umfassen.
9. Leuchtmodul (25; 30; 32) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, das ferner dazu ausgerüstet ist, aus einem abgegriffenen Leistungssignal ein Taktsignal zu erzeugen.
10. Leuchtmodul (25; 30; 32) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend einen Reflektor.
11. 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, sowie eine Magnetfolie, deren magnetische Oberfläche den mindestens einen Aufnahmebereich bildet.
12. Beleuchtungsvorrichtung, aufweisend mindestens einen Leuchtmodulträger (1) und mindestens ein Leuchtmodul
(4;5;6;15;19;25;30;32;33) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
13. Verfahren zur Herstellung einer drahtlos speisbaren
Leuchtvorrichtung mit mindestens einem Leuchtmodulträger (1) und mindestens einem Leuchtmodul (4 ; 5; 6; 15; 19; 25; 30 ; 32 ; 33) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Verfahren mindestens die folgenden Schritte aufweist: - Schüttgutartiges Verteilen der Leuchtmodule (19; 33) über den Leuchtmodulträger (1) und - Ausrichten der Leuchtmodule (19;33) .
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Verfahren ein Rütteln umfasst.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, wobei das Verfahren ferner den folgenden Schritt aufweist:
- Vergießen der Leuchtmodule.
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