無線控制發光組件的製作方法

2023-05-28 02:45:31

專利名稱：無線控制發光組件的製作方法
技術領域：
本發明涉及電子部件和系統。特別地，發明涉及發光部件和系統。
背景技術：
LED用於一般的照明目的，特別地，用於發光應用，例如建築和視頻 顯示應用，這在近幾年已經增長。典型地，LED發光組件的製造者個性化 地設計組件用於用在照明顯示的特定LED裝置。組件的電性互連通常作為 二次問題進行處理，與照明器材的機械和美學方面分開處理。這頻繁地導 致互連問題，例如大體積、複雜、延伸到每個LED組件或者子組件的多傳 導電纜組件。有線互連安置增大了模塊需要的物理尺寸和重量，從而在組 裝或者維護過程中需要重的支撐結構和姿態處理問題。此外，具有大量LED
的大的模塊遭受如下缺點，即， 一個模塊或者控制器的失效則要求更換整 個模塊，這是昂貴的並產生額外的浪費並且斷開多個纜線和/或纜線組件。

發明內容
待解決的問題是需要一種重量輕的發光組件和系統，其需要較少的布 線並且容易且更快速和有效的安裝、修理和/或更換。
解決方案通過本發明的實施例提供，本發明的實施例包括具有多個安 置和布置在子組件中的發光元件的發光組件。該組件還包括與所述元件連 通的控制器，所述控制器能夠接收無線信號和/或發射無線信號，該控制器 還能夠響應無線信號而驅動所述元件。該組件進一步包括和/或連接到電源， 該電源安置和布置為提供電力到發光元件。
本發明的其它特徵和優點將結合通過例子示出本發明的原理的附圖從 下面的優選實施例的更詳細的描述中變得明顯。


現參照附圖通過例子描述本發明，其中
3圖1是根據本發明的實施例的發光組件的分解視圖。
圖2A和2B示出根據本發明的實施例的發光組件的頂部和底部透視圖。
圖3A和3B示出根據本發明的實施例的子組件的頂部和底部透視圖。
圖4示出根據本發明的實施例的電力連接安置的頂部透視圖。
圖5示出根據本發明的另一實施例的電力連接安置的頂部透視圖。
圖6示出根據本發明的又一 實施例的電力連接安置的頂部透視圖。
圖7示出根據本發明的實施例的多個發光組件的系統的頂部透視圖。
圖8示意性地示出根據本發明的實施例的安置。
圖9示意性地示出根據本發明的另一實施例的安置。
圖IO示意性地示出根據本發明的又一實施例的安置。
具體實施例方式
只要可能，在整個附圖中相同的附圖標記表示相同或者類似的部件。 圖1示出根據本公開的實施例的發光組件100的分解視圖，該發光組 件具有與子組件103相鄰安置的透鏡101，該子組件103具有多個發光元件 105。透鏡101是可以與發光元件105相鄰安置的可選部件以提供發光元件 105的光學特性和/或l是供對元件的^呆護。例如，透鏡101可包括輔助透鏡 陣列用於提高光學性質和/或透鏡可包括機械安置，例如天窗、格子或者透 明蓋板用於保護元件。子組件103包括安裝在表面107上的多個發光元件 105。發光元件105可以是現有技術中已知的用於提供照明的任何發光元件 105，例如，但不限於，發光二極體(LED)、雷射二極體、有機發光二極體 (OLED)、白熾燈、螢光燈、聚合物發光二極體、磷光燈和電致發光燈。盡 管圖1所示的發光元件105示出為包括三個子部件(例如，紅、綠和藍發光 子元件，其在圖1中示出為發光元件105中的三個LED群)，可以使用任何 數量和顏色的子元件組合，或者可以使用單個子元件。此外，也可以利用 能夠響應提供的信號或者驅動電流顯示多種顏色的單個發光元件105。表面 107是能夠允許在子組件103內的元件的安裝、施加、印刷和/或任何其它 配置的表面。表面107優選地包括配置為接收發光元件105並能夠具有用 於控制和驅動發光元件105的部件的印刷電路板(PCB)。例如，表面107可 以是傳統的PCB結構或者柔性電路，或者可包括熱傳導層，例如鋁。發光元件105以規則或者不規則的間距安置在表面上107。例如，在一個實施例 中，發光元件105之間的間距可以是基於期望的解析度和/或觀察距離的任 何期望的間距。例如，適當的間距包括，但不限於，大約12毫米。該間距 可以以任何期望的方式安置，並取決於期望地的解析度和/或電力和/或照明 要求。但是，可以提供任何間距，其中該間距不要求一致。在圖1所示的 實施例中，子組件103包括安裝在上面的十六(16)個LED發光元件105。根 據該實施例的LED發光元件105可以是單個元件、多個子元件或者其組合。 此外，LED發光元件105或者子元件可以是彩色或者非彩色元件的任何組 合。子組件103的典型的示例性構型包括，但不限於，具有紅、綠和藍(RGB) 光的子元件的三個LED發光元件105組，用於可控地改變其組合以產生實 質上任何彩色光。發光元件105可以以提供電性和才幾械連接的任何傳統的 方式，例如通過焊接或者無焊連接而附著或者配置在子組件103中。
子組件103還包括多個元件驅動器108。元件驅動器108是用於發光元 件105的控制系統的部件，優選地響應信號提供選取和受控的電力到發光 元件105。在此所用的"響應信號"是指電子部件或者其它裝置實時地或者 從存儲的或者延遲的信號或者信息的操作。在此所用的"驅動，，發光元件 105包括選4奪性地和可控制地啟動和/或禁用發光元件105。例如，元件驅動 器108可提供可變電流、脈寬調製、顏色或者其它控制到發光元件105或 者子部件以為了驅動部件105或者子元件以根據期望提供變化的顏色、強 度、亮度或者其它效果。儘管元件驅動器108示出為分立部件，但是，用 於發光元件105的控制或者控制系統可以是提供接收和/或發射無線信號並 選^^奪性地和可控制地啟動和/或禁用發光元件105能力的單一(unitary)部件 或者任何數量的子部件。
發光組件100還可包括配置為密封組件100的部件並提供一定量的周 圍環境保護的背板109或者殼體。背板109可以是適於為組件100的部件 提供保護的封裝化合物或者任何其它密封材料。在替代實施例中，子組件 103可以安置在殼體701(例如，見圖7)之中或者之上。子組件103適於用於 各種建築和通用照明器材、標記和視頻顯示、布告板、交通信號和各種利 用發光元件105的其它應用。子組件103可以安置為具有提供期望視覺效 果的其它發光組件100的任何構型。
在圖l所示的實施例中，電力通過纜線111提供到組 100。纜線lll優選地端接在插頭113,該插頭配置為接收在插座115中。插座115，通過 與插頭113連接，提供電連接到發光組件100。本發明並不限於通過纜線111 提供電力，可以包括其它的電源，例如光伏電池、電池、來自相鄰組件IOO 的感應電或者其它感應電源或者其它電源。
圖2A和2B示出根據本發明的實施例的發光組件100的頂部和底部透 視圖。插座115(如圖2B所示)，可連接到電源，可以提供電力到發光元件 105、元件驅動器108和組件控制器301(見圖3)。此外，儘管在圖2B中沒 有示出，安裝特徵，例如鎖閂、鉤子、缺口、突起、夾子、通道或者能夠 將發光組件100保持就位的任何其它特徵都可以使用。同樣地，在替代實 施例中，殼體701(例如，見圖7)可以被提供，其中安置特徵，例如鎖閂、 鉤子、缺口、突起、夾子和/或能夠將發光組件100保持就位的任何其它特 徵被包括在殼體701中。
圖3A和3B示出才艮據本發明的實施例的子組件103的頂部和底部透禍L 圖。儘管本發明並不限於此，圖3A示出發光元件105的替代安置，其中紅、 藍和綠色子部件LED成組安置在一起，其中64個發光元件105安置為8x8 構型。此外，多個元件驅動器108安置在表面107上並提供可選擇和可控 制電力到發光元件105。圖3B示出表面107的下側，包括電力插座115和 組件控制器301。發光組件IOO還可包括電力調節，例如，但不限於，調壓 器和/或交流(AC)到直流(DC)轉換器，作為單獨的部件或者組件控制器301 內的部件或者元件驅動器108。在本發明的一個實施例中，組件控制器301 包括無線接收器和/或發射器和天線。組件控制器301可包括能夠具有以下 功能的一些或全部的電性子控制系統發送和/或接收無線信號、數據存儲、 數據驗證、元件驅動器108的配置、發光元件105或者子部件的控制、電 力調節、用於發光元件105和組件電路的診斷和可以通過微處理器或者類 似裝置提供的任何其它功能。此外，組件控制器301可額外包括數據存儲 器，例如快閃記憶體或者任何其它類型的易失性或者非易失性存儲器裝置。在一 個實施例中，組件控制器301配置為接收和/或發射無線信號。在此所用的 無線信號包括經由電^f茲能量波或者其它的無需纜線輔助的方法發射和/或接 收的信號。適當的無線信號的一個例子包括大約2.4千兆赫頻率的射頻波。 此外，組件100包括子組件103(例如，安裝在表面107上的發光元件105)、 控制器(例如，元件驅動器108和/或組件控制器301)和作為單獨部件的電源以有利於單個部件的修理、更換和/或升級。
圖4示出電力連接，其中插頭113和纜線111與插座115接合。在一 個實施例中，電源^U是供電力、接地和/或屏蔽保護而不提供凝:據或者信號 到組件控制器301和/或發光元件105。
圖5示出包括電力連接的替代安置的實施例，其中插頭113和纜線111 與插座115接合。圖5示出用於兩個或更多組件100的插座，其中電力經 由纜線111提供。在該實施例中，插頭113是絕緣層剝離的連接器501(IDC), 其中纜線111提供電力並被允許通過插頭113。通過型(pass-through)或"菊 花連結"系統的使用減少給組件供電需要的纜線數量並提供組件到電源的 容易、有效的連接。本發明並不限於圖5所示的安置，並可以包括任何類 型的具有纜線111的電連接，其提供電力到組件100並允許整個組件IOO(例 如，見圖7)系統的纜線111的管理。
圖6示出包:^舌另一電源的實施例，其中插頭113和纜線111與插座115 接合。插頭113包括三根纜線lll，其中中心纜線是一個極性的，外部纜線 111是第二極性的。該安置允許插頭113在多個方向接合，從而提供纜線111 布置方面更大的靈活性並降低系統組裝中的錯誤。
本發明並不限於圖4-6的電力安置，並可以包括提供電力到組件100 的任何安置，包括具有或不具有纜線111的安置。此外，本發明並不限於有 線電連接，而是還包括通過電池、光伏電池、感應電安置或者其它電力產 生裝置提供的電力。此外，支撐結構，例如支撐導軌，可以配置為提供電 力給組件100。
圖7示出系統700的部分分解視圖，包括根據本發明的實施例的多個 發光組件100。在圖7中的每個組件100支撐在殼體701(見圖7中的移除的 組件100的分解視圖)。殼體701安置在相鄰的群或者組中，其中發光元件 105的間距可以在跨過系統700的表面保持大致一致。殼體701可以附著到 相鄰的殼體701或者可單獨附著到支撐系統和/或支撐部件703。儘管系統 700示出為方形安置，但是可以使用任何構型和/或幾何形狀的組件。本發 明並不限於圖7所示的安置，而是可以包括不包括殼體701的發光組件IOO， 並可以包括，但不限於，鄰近或者圍繞一部分子組件103的密封或者封裝 材料。
圖8示出根據本發明的實施例的示意性安置。如圖8所示，來自系統控制器801的信號經由無線信號803無線發射到組件控制器301。系統控制 器801是能夠發射或者發射和接收無線信號的發射器或者收發器。例如， 系統控制器801能夠提供無線信號用於組件控制器301的構型和/或控制。 系統控制器801可以是具有無線發射器、接收器、收發器或者能夠發射和/ 或接收無線信號803到組件控制器301的類似裝置的微處理器。系統控制 器801可根據需要持續或者間斷地提供無線信號803用於系統的操作。無 線信號803可以尋址(address)到預定的組件控制器301。尋址的無線信號803 允許通過相應的組件控制器301接收的信號充分變化以提供具有多個組件 100的系統700,(圖l)每個組件100在系統700中經由可選擇和控制的啟動 和/或禁用發光元件105提供獨特的發光圖案。或者，系統控制器801可發 射和/或接收廣播包無線信號803，其中無線信號803並不尋址並可以通過 每個組件進行接收。組件控制器301經由天線或者其它的無線信號接收裝 置(未示出)接收和/或發射信號。組件控制器301然後分析信號並任選地儲存 和/或處理指令。此外，組件控制器301可發射無線信號803到系統控制器 801和/或另一裝置以通信系統狀態、診斷信息、數據驗證或者任何其它的 用於系統的配置或者操作的期望信息。組件控制器301然後響應無線信號 803提供指令到元件驅動器108。在一個實施例中，無線信號803通過組件 控制器301處理並發射指令到元件驅動器108。在另一實施例中，無線信號 803由組件控制器301接收並存儲或者延遲並隨後重新提取以發射到元件驅 動器108。元件驅動器108響應從組件控制器301接收的指令選擇性地啟動 發光元件105。如上所述，本發明並不限於單獨的元件驅動器108和組件控 制器301並可以包括接收和/或發射無線信號803並還響應無線信號選擇性 地控制發光元件105的單一裝置。同樣地，可以利用超過兩個單獨的部件 以提供組件控制器301和元件驅動器108的功能，如果部件能夠接收和/或 發射無線信號803並響應該信號指令發光元件105的話。
圖9示出根據本發明的替代實施例的另一示意性安置。圖9的安置包 括與參照圖8描述和示出的組件控制器301和元件驅動器108的大致相同 的安置。此外，至少一個組件控制器301(在圖9中示出為301')是收發器裝 置，其中部件控制器301'能夠接收無線信號並發射無線信號803。在這個實 施例中，組件控制器301'提供無線信號803到提供指令的系統的組件控制器 301，該信號被發射到元件驅動器108，該元件驅動器108操作發光元件105。
8來自部件控制器301'的無線信號803可以提供同步，其它視覺效果和/或診 斷信息。例如，無線信號803可從組件控制器301'發射到組件控制器301 以重置程序化顯示到零時以為了保持一致和期望的顯示。儘管圖9已經通 過單一的收發器組件控制器301'示出和描述，多個或者所有的組件控制器 301可配置為收發器或者發射器，其中每個組件控制器301能夠與其它組件 控制器301或者其它部件通信，其可通過技術人員或者其它員工瀏覽以為 了診斷或者配置的目的。
圖10示出根據本發明的替代實施例的另一示意性安置。圖IO的安置 包括與參照圖8描述和示出的組件控制器301和元件驅動器108大致相同 的安置。此外，如圖10所示的實施例包括系統控制器801。如圖9所示， 組件控制器301是收發器裝置，其中元件控制器301'能夠接收無線信號和發 射無線信號803。在該實施例中，組件控制器301'提供無線信號803到提供 指令的系統的組件控制器301,該指令被發射到元件驅動器108,部件驅動 器操作發光元件105。此外，系統控制器801,優選間斷地，提供無線信號 803'以配置或者操作組件。此外，信號803'可以從元件控制器301、 301'發 射並被用於狀態、診斷和/或數據驗證。元件控制器301'和系統控制器801 在操作過程中可提供相同或者不同的無線信號803、 803'並可以用於相同或 者不同的功能。此外，單獨的遠程無線控制器(未示出)可以被^t是供以提供包 括用於多個系統控制器801的指令和/或配置的無線信號以通過控制給多個 系統700。
9
權利要求
1.一種發光組件(100)，包括多個發光元件(105)，其安置和布置在子組件(103)中；控制器(301)，其與所述部件(105)連通，所述控制器(301)能夠具有選自包括接收無線信號、發射無線信號及其組合的組的功能，所述控制器(301)還能夠響應所述無線信號驅動所述部件(105)以發光；以及電源，其安置和布置以提供電力到所述部件(105)。
2. 如權利要求1所述的組件(IOO),其中，所述發光元件(105)為發光二 極管或者有機發光二極體。
3. 如權利要求1所述的組件(IOO)，其中，所述子組件(103)、所述控制 器(301)和所述電源是可分離的。
4. 如權利要求1所述的組件(IOO)，其中，所述控制器(301)包括多個組 件控制器。
5. 如權利要求4所述的組件(100),其中，所述多個組件控制器的每一 個包括元件驅動器(108)、存儲單元和無線接收器。
6. 如權利要求4所述的組件(100)，其中，所述多個組件控制器的每一 個布置在單一部件中。
7. 如權利要求1所述的組件(IOO)，其中，所述控制器(301)包括無線收 發器。
8. 如權利要求1所述的組件(IOO)，其中，所述電源是電池。
9. 如權利要求1所述的組件(IOO)，其中，所述電源是光伏電池。
10 如權利要求1所述的組件(IOO)，其中，所述電源通過纜線連接。
11. 如權利要求1所述的組件(IOO)，還包括能夠發射無線信號到所述 控制器(301)的系統控制器(801)。
12. 如權利要求11所述的組件(IOO)，其中，所述系統控制器(801)和所 述控制器(301)是單一部件。
全文摘要
一種發光組件(100)和利用多個發光組件的系統，具有安置和布置在子組件(103)中的多個發光元件(105)。組件(100)還包括與元件(105)連通的控制器，所述控制器能夠接收無線信號和/或發射無線信號，所述控制器還能夠響應無線信號驅動元件(105)以而發光。組件(100)還包括安置和布置為提供電力到發光元件(105)的電源。還公開一種用於提供發光部件顯示的方法。
文檔編號H05B37/02GK101690395SQ200880021848
公開日2010年3月31日 申請日期2008年6月27日 優先權日2007年7月5日
發明者克里斯多福·G·戴利, 基思·J·麥基奇尼, 羅納德·M·韋伯 申請人:泰科電子公司