照明设备和照明系统的制作方法

本发明涉及一种包括处于规则间隔的多个点光源(如led)的照明设备。

本发明还涉及包括多个这种照明设备的照明系统。

背景技术：

使用点光源的照明(例如led照明)正在迅速普及，因为其寿命长，功耗低。此外，由于led照明的可配置性，这种照明常规地集成在向安装照明系统的环境中输送可配置照明的照明系统中。这种照明系统可以包括使用无线或有线通信技术将多个不同光源相互连接的照明系统。

用于这种照明系统的led照明的示例是led照明条，其中led通常以彼此规则的距离沿着条分布，该规则的距离通常被称为led的节距。由于这种led照明可以在具有不同照明要求的各种各样的环境中使用，所以不同的led照明条可能需要不同节距的led，以便提供所需的照明要求。因此，需要针对不同的要求制造不同的led照明条，这对于这种led照明和包括这种led照明的照明系统的制造商来说是昂贵的。

us2011/0109235a1公开了具有多个led的透明长条形式的可扩展且可控制的led照明条。该照明条包括柔性印刷电路板，柔性印刷电路板上具有以预定距离间隔开的led。电路板涂有透明防水保护层，并具有设置在其两端的阳连接器和阴连接器，从而允许两片或更多件led照明条端对端地串联连接。控制芯片封装在电路板的背面侧，用于控制同一电路板上的多个led进行操作。led灯条可以缠绕成卷以存储，并且可以彼此串联或并联连接以形成led矩阵。然而，这种照明条仍然依赖于led之间的规则节距。

us-2014/0313721公开了一种电照明设备，其包括多个照明单元，每个照明单元均包含多个led灯，以形成灯条。这些单元适于通过球接头装置连接在一起，球接头装置包括两个结合的球，每个球均适于安装在照明单元中的球形保持座中，球形座设置在单元的相反端上以使单元能够在所有平面中相对于另一个单元枢转。

us-2015/0117005公开了一种灯具，其包括：多个细长构件，每个细长构件在相反的端部之间延伸并承载一个或多个led；以及至少一个铰链构件，其将其中一个细长构件的一端机械地联接到另一个细长构件的一端。铰链构件允许细长构件在打开位置与闭合位置之间定向，其中在打开位置，细长构件在共同的方向上彼此依次延伸，而在闭合位置，细长构件并排地延伸。

技术实现要素：

本发明寻求提供这样一种节距是可调节的照明设备。

本发明还寻求提供一种包括这种照明设备的照明系统。

根据一个方面，提供了一种照明设备，包括：柔性装置，该柔性装置包括条的链，其中相邻的条的相应端部通过柔性接头相互连接；以及沿着柔性装置以规则间隔定位的多个点光源，其中柔性装置包括至少一个弹性构件，所述至少一个弹性构件用于在没有拉伸力或压缩力施加到柔性装置的情况下将柔性装置保持在平衡构型中。

通过将点光源例如led定位在通过柔性接头(例如铰链接头)相互连接的条上，可以通过控制相邻的条之间的角度，即通过压缩或拉伸所述条来调节点光源的节距。以这种方式，可以将照明设备配置为用于不同的用途，从而避免为点光源的节距应当不同的应用提供单独的照明设备的需要。铰链接头的使用在接头将为照明设备提供结构完整性(即保持相邻的条之间的限定的定向)的情况下是优选的。然而，在这种结构完整性由下面将要解释的其他特征提供的情况下，柔性接头可以简单地是诸如柔性(导电)线的非保持构件。

点光源中的至少一些可以定位在铰接接头上，这有助于例如在铰链接头是导电的情况下为点光源提供电力供给。

在优选实施例中，所述柔性装置还包括条的另外的链，其中相邻的条的相应的端部通过柔性接头例如铰接接头相互连接，其中所述另外的链的条中的至少一些条通过在所述条的相应的端部之间的另外的柔性接头(例如另外的铰接接头)而连接到所述链的条。以这种方式，可以提供受电弓式照明设备，其有助于对柔性装置上的led的节距的优良控制。为了提供具有更多结构稳定性的柔性装置，所述链可以与所述另外的链交织。

优选地，每个另外的铰接接头位于所述条的中心区域中以便于这种控制。

至少一些点光源可以位于所述另外的铰接接头上，这有助于对点光源的节距的优良控制，并且提供如下外观：点光源看起来像是被定位在单个线中，从而模仿条状照明设备。替代地或附加地，例如在(仅)需要比所述另外的铰接接头上的点光源能够实现的发光输出高的发光输出的应用中，点光源中的至少一些位于铰接接头上。点光源可以以铰链接头的交替图案来定位，以控制由点光源产生的照明的均匀性。

在一个实施例中，点光源可以位于照明设备的相反侧，即位于照明设备的一个或多个链的相反侧，以提供可以在多个方向上产生光的照明设备。

为了促进柔性装置返回或保持其原始位置(即其平衡位置)的要求，如果没有拉伸力或压缩力施加在柔性装置上，即柔性装置不被拉开或推在一起，则柔性装置包括至少一个弹性构件，该弹性构件用于在没有拉伸力或压缩力施加在柔性装置上的情况下将柔性装置保持在平衡构型。

在一个实施例中，所述至少一个弹性构件包括多个弹簧，所述弹簧将相邻的条的中心区域相互连接，这通过将相邻的条相对于彼此拉回到由弹簧的停止位置所指示的初始定向而使柔性装置返回到其平衡位置。

在替代实施例中，所述至少一个弹性构件包括弹性材料，柔性装置被安装在该弹性材料上，或者柔性装置被嵌入在该弹性材料中。这样的材料可以在被拉伸或压缩之后至少在一定程度上恢复到其原始几何形状。弹性材料可以是覆盖柔性装置并且包括多个光出射结构的弹性片，每个光出射结构暴露其中一个点光源以隐藏柔性装置，使得照明设备具有更加条状的外观。在该实施例中，柔性接头可以由柔性线(例如柔性导电线)实施，因为照明设备的结构刚性由弹性材料提供。

链和另外的链(如果另外的链存在的话)的相应的条可以是印刷电路板条，所述印刷电路板条向定位在铰链接头和/或另外的铰链接头上的点光源(例如led)提供电流。

点光源优选为led。至少一些led可以被布置成例如通过将微芯片放置在这种led的前面而选择性地产生白光或彩色光，从而有助于用照明设备产生多个光效果。

根据另一方面，提供了一种照明系统，其包括多个上述实施例中任一个的照明设备和通信地耦合到所述多个照明设备的中央控制器。这种照明系统受益于所述多个照明设备有助于以需要点光源(例如各个照明设备中的led)的不同节距的许多不同配置促进照明系统的配置的事实，从而避免了提供处于根据特定应用调节的节距的点光源的需要，这降低了照明系统的成本。

附图说明

参照附图，通过非限制性的示例更详细地描述本发明的实施例，其中：

图1示意性地描绘了根据一个实施例的风琴式(concertina-style)柔性照明设备；

图2示意性地描绘了根据另一实施例的风琴式柔性照明设备；

图3示意性地描绘了根据一个实施例的受电弓式(pantograph-style)柔性照明设备；

图4示意性地描绘了根据另一实施例的受电弓式柔性照明设备；

图5示意性地描绘了根据又一个实施例的受电弓式柔性照明设备；

图6示意性地描绘了根据本发明的实施例的受电弓式柔性照明设备的示例性电连接方案；

图7示意性地描绘了根据另一实施例的柔性照明设备；

图8示意性地描绘了根据又一实施例的柔性照明设备；以及

图9示意性地描绘了根据一个实施例的照明系统。

具体实施方式

应当理解，附图仅仅是示意性的，并没有按比例绘制。还应当理解，在整个附图中使用相同的附图标记来表示相同或相似的部分。

图1示意性地示出了根据一个实施例的照明设备10。照明设备10包括通过铰链接头13相互连接的条11的链的形式的柔性装置。在本申请的上下文中，条11是长比宽大的链构件。条11可以具有任何合适的形状，例如矩形形状、具有圆形端部的矩形形状、平行四边形形状等。

在本申请的上下文中，铰接接头是允许调节相邻的条11之间的角度θ的接头，例如，使得角度θ可以采用给定范围内的任何值，该范围优选地包含作为端点或作为中间点的180°的值。铰链接头13通常位于每个条11的终端或端部处。以这种方式，可以通过改变相互连接的相邻的条11之间的相应角度θ来调节条11的整个长度。

在一些实施例中，铰接接头可以是额外允许附接到照明设备10的照明设备10的一部分的平面外弯曲的接头，例如允许照明设备10绕拐角部等弯曲。这种铰接接头的非限制性示例是球接头，但是对于本领域技术人员来说，其他合适的示例将是显而易见的。

诸如led15的点光源以规则的间隔安装在该柔性装置中，这里是安装在链的铰链接头13处。在该实施例中，铰接接头13可以是导电的以向led15提供电流。作为非限制性示例，铰接接头可以是金属铆钉接头，但是应当理解，其他合适的接头也可以考虑，例如如上所述的允许照明设备10的一部分的平面外弯曲的球接头。led15可以是任何合适类型的led，例如led封装、板上芯片(cob)led等。在本申请的上下文中，在述及led的情况下，应当理解，该定义还包括将多个发光二极管集成到单个设备中的实施例，其中所述单个设备被称为led15。在说明书的其余部分中，将通过非限制性示例的方式将点光源是指led。应当理解，任何合适类型的点光源，例如除led以外的点光源，都可以因此而使用。

led15中的至少一些可以被配置为例如通过在led15上提供合适的微芯片17而选择性地产生白光或彩色光。这种布置本身是公知的，因此为了简洁起见，不再进一步解释。在一个实施例中，led15是可单独寻址的，或者分组成可在组级别寻址的多个组，使得可以通过寻址(启用)不同的led或不同的led组和/或将已寻址的led切换到不同的配置(例如白色光或彩色光发光配置)而用照明设备10产生不同的照明效果。

条11可以由任何合适的材料制成，并且通常是导电的或者至少包含导电轨道，所述导电轨道有助于在led15安装在导电铰链接头13上的情况下例如经由这些铰接接头向led15提供电流。

照明设备10可以看作是一种风琴式照明设备，其中通过如图1所示将相互连接的条11拉开(或压在一起)，能够改变照明设备10的几何形状，其中照明设备10从上方的曲折或折叠的照明设备10预配置为下方的直线的或至少延伸状的照明设备10，从而增加柔性装置即条11的链上的led15之间的节距p。以这种方式，照明设备10中的led15的节距p可以改变，即通过改变相互连接的相邻的条11之间的相应角度θ，以适应特定应用。

图2示意性地描绘了风琴式照明设备10的替代实施例，其中led15定位在条11的中间部分上，该中间部分位于条11的端部之间，其中铰接接头13位于端部处。如前所述，微芯片17可以位于选定的led15上方，即在一些或全部led15上方。优选地，led15在每个条11上居中地定位，使得不管照明设备10的构型如何，即不管相互连接的条11之间的选定角度θ如何，都可以如前所述地将led15定位成直线，在该直线构型中，led15之间的节距p可以变化。在该实施例中，条11例如可以包括中间部分中的导电平台焊盘等，led15可定位在该焊盘上，以便为led15提供电流和/或控制信号以驱动led15。

图3示意性地描绘了照明设备10的另一实施例，其中照明设备10是具有柔性装置的受电弓式照明设备，该柔性装置包括条11的第一链和条21的第二链，这些链可以彼此叠置地定位，或者可以交织以提供与彼此叠置地定位的链的实施例相比具有减小的厚度的照明设备10。在该实施例中，条11和条21中的至少一些通过位于条11和条21的端部之间(例如位于铰接接头13之间)的另外的铰接接头23相互连接。优选地，另外的铰链接头23位于条11和条21的中心区域中，使得相互连接的条11和条21在中心处相互连接，例如通过与条11和条21的对称点或对称轴线重合的另外的铰接接头23相互连接。

照明设备10以相互连接的条的格子的布置减小了照明设备10的自由度，但是提供了对位于柔性装置上的led15之间的节距p的更好控制。特别地，在图1和图2中的风琴式照明设备10中，可以独立地控制每个角度θ，这使得难以确保照明设备10的各个led15之间的统一节距p，图3的受电弓式照明设备10使得柔性装置的相互连接的部分以协调的方式即以相同的方式改变几何形状，从而确保整个照明设备10上的led15的节距p可以改变而不失去统一性或规则性，例如，通过将柔性装置从图3所示的上方构型扩展到下方构型来改变节距p。

在图3中，led15定位在另外的铰接接头23上，因此其优选地是导电的，例如是金属铆钉接头，但是其他合适的导电铰链接头对于本领域技术人员将是显而易见的，并且可以被等同地使用。如前所述，通过将led15定位在条11、21的中间位置，例如中心位置，无论照明设备10的柔性装置的选定构造如何，led15都可以布置成直线。

为了增加照明设备10的发光输出，led15可以定位在铰接接头13以及另外的铰接接头23上。图4示意性地描绘了除了另外的铰接接头23之外一些铰链接头13也承载led15的实施例。在图4中，铰链接头13的交替图案承载附加的led15。在本申请的上下文中，铰接接头13的交替图案旨在表示沿相同方向定向的条11、21在它们的铰链接头13上交替地承载led15。在本实施例中，由照明设备10产生的照明图案本质上仍然是条状的，即led15的曲折图案。

通过将led定位在所有铰链接头13上，如图5示意性描绘的，可以进一步增加照明设备10的发光输出。这种增加的发光输出是以照明设备10牺牲条状发光外观为代价的；相反，在该实施例中，照明设备10的发光外观可以被表征为包括三排led15，即在上铰接接头13和下铰接接头13上以及在中间的另外的铰接接头23上。例如至少一些led15在条11和/或条21上定位在铰链接头13和另外的铰接接头23之间的位置的实施例也是可以想到的。

图6示意性地描绘了用于照明设备10的示例性电气布局，其中各种铰链接头13和另外的铰接接头23处的极性可以如带圈的“+”和“-”符号所示地那样交替，以便为柔性装置上的相应的led15提供适当的电流。应当理解，该电气布局仅仅是示例，并且对于本领域技术人员来说，其他合适的电气布局将是显而易见的。

在一些实施例中，可能希望照明设备10的柔性装置具有平衡位置，即在没有用于改变柔性装置的相应角度θ(即几何形状)的拉伸力或压缩力施加到柔性装置的情况下，柔性装置返回到的位置。换句话说，照明设备10可以包括一个或多个弹性构件，一旦所施加的强制改变柔性装置的几何形状的力不再存在(假设柔性装置没有通过规则装置如螺钉、钉子等共同保持在其非平衡位置)，则所述弹性构件使柔性装置返回到其停靠或平衡位置。使照明设备10的柔性装置返回到其原始或平衡几何形状的能力例如在照明设备10将被用于可能需要多次重新调节led15的节距p的不同应用中的情况下是有利的。

图7示意性地描绘了一个实施例，其中照明设备10包括将相互连接的条11、21的相邻的中心区域相互连接的多个弹簧30。每个中心区域例如可以包括邻近另外的铰接接头23的一对孔口，所述一对孔口用于接收固定构件，例如弹簧30的钩子，以便将弹簧固定到相应的中心区域。将弹簧30固定到条11、21的相应中心区域的许多其他合适的方法对于本领域技术人员将是显而易见的。在拉伸或压缩照明设备10时，能量将被存储在弹簧30中；一旦拉伸或压缩力不再施加到照明设备10，该能量将被释放，该能量释放导致照明设备10返回到其原始(平衡)几何形状。在该实施例中，为了将照明设备10保持在其非平衡几何形状中，照明设备10必须例如使用合适的固定装置固定在表面等上。

图8示意性地描绘了照明设备10安装在可拉伸片材40上的替代实施例，可拉伸片材40例如是可拉伸聚合物或任何其他合适的可拉伸材料，例如可拉伸织物。在该实施例中，可拉伸片材40优选地至少覆盖照明设备10的柔性装置，在这种情况下，可拉伸片材40包括多个光出射结构41，led15通过光出射结构41而露出。在一些实施例中，光出射结构41可以简单地是孔，但在其他实施例中，光出射结构41可以是光学元件，例如准直器或透镜。以这种方式，可以提供特别美观的照明设备10，其中柔性装置被隐藏而看不见。在一些实施例中，可拉伸片材40可以被装饰，例如包括装饰图案，以进一步增强照明设备10的美学外观。可拉伸片材40确保柔性装置可以返回到其平衡几何形状或至少更好地保留特定的几何形状。

虽然没有具体示出，但在替代实施例中，照明设备10可以嵌入在透明或半透明的柔性材料例如透明柔性聚合物中。这种透明或半透明的柔性聚合物的非限制性示例是聚硅氧烷，聚硅氧烷由于其合适的热属性和易于处理而是特别合适的聚合物。通过将照明设备10嵌入在这种透明或半透明的柔性材料中，其柔性装置的几何形状可能仍然被改变，同时柔性材料保护照明设备10免受意外损坏。此外，这样的柔性材料可以扩散照明设备10的发光输出，这可以使照明设备10具有改善的美学外观。

在照明设备10安装在可拉伸片材40上或嵌入在透明或半透明柔性材料中的实施例中，相邻的条11之间的柔性接头可以是柔性(导电)导线，因为在本实施例中，原本由铰接接头提供的结构完整性由可伸缩片材40或透明或半透明的柔性材料替代地提供。

在上述实施例中，作为非限制性示例，点光源15位于照明设备10的一个或多个链的单个侧表面或主表面上。应当理解，同样可行的是使至少一些点光源15(例如至少一些led)定位在照明设备10的一个或多个链中的至少一些的相反的侧表面或主表面上，以便提供可以在多个方向上产生光的照明设备。

图9示意性地描绘了包括中央控制器110和多个根据本发明的一个或多个实施例的照明设备10的照明系统100。仅仅作为非限制性示例，图9所示的照明系统100具有两个照明设备10；应当理解，照明系统100可以具有任何合适数量的照明设备10。

中央控制器110可以包括用户接口或者可以适于例如通过专用遥控器或智能设备(例如已安装有控制应用的智能手机或平板电脑)以有线或无线的方式与远程用户界面进行通信，以允许用户以期望的方式操作照明系统100的照明设备10，例如，通过选择照明系统100的预编程程序或通过对照明系统100编程而操作照明设备10。

中央控制器110还适于控制每个照明设备10。为此，照明设备10可以被接线到中央控制器110中，或者可以包含适于以任何合适的方式(例如通过使用诸如dmx或dali之类的协议的有线连接，或通过使用无线通信协议(例如wifi、蓝牙或zigbee)的无线连接)与中央控制器110通信的本地控制器(未示出)。其他合适的通信协议当然也是可行的。中央控制器110可以适于以任何适当的粒度级别来控制每个照明设备10，例如，通过用单个控制信号控制所有相应的点光源(例如照明设备10的led15)或者通过为照明设备10内的各个点光源15或点光源15的不同组提供单独的控制信号来进行控制。

应当注意，上述实施例例示了而不是限制本发明，并且本领域技术人员将能够设计许多替代实施例而不脱离所附权利要求的范围。在权利要求中，放置在括号之间的任何附图标记都不应被解释为限制权利要求。动词“包括”的使用不排除除了权利要求中所列出的元件或步骤之外的元件或步骤的存在。元件之前的冠词“一”或“一个”不排除多个这样的元件的存在。本发明可以通过包括几个不同元件的硬件来实现。在列举了若干装置的产品权利要求中，这些装置中的几个可以由同一个硬件项实现。在相互不同的从属权利要求中记载某些措施的事实并不表示不能有利地使用这些措施的组合。