用于分布式负载的选择性供电的电路布置的制作方法
【专利摘要】提供一种用于分布式负载(D1-D7，220-226，213a-213e)的选择性供电的电路布置，包括多个负载段(10，20，30，40，50，60，70)，每个负载段被电连接到用于接收可变电压的至少一个供应端子，其中每个负载段(10，20，30，40，50，60，70)至少包括：负载单元(D1-D7，220-226，213a-213e)；以及邻近传感器单元(11)，与所述负载单元耦合并且至少包括具有电抗的电抗性设备(L1-L7，L1a-L7a，C1-C7，C1a-C7a，214a-214c，215d)，所述电抗依赖于检测物体(100，102)的邻近。为了提供一种用于负载(D1-D7，220-226，213a-213e)的用户交互供电的简单和准确方式，在操作期间，根据所述负载段(10，20，30，40，50，60，70)的至少一个电抗性设备(L1-L7，L1a-L7a，C1-C7，C1a-C7a，214a-214c，215d)的电抗向至少一个负载单元(D1-D7，220-226，213a-213e)提供操作电压，从而所述操作电压依赖于所述检测物体(100，102)的邻近。
【专利说明】用于分布式负载的选择性供电的电路布置
【技术领域】
[0001]本发明主要地涉及一种用于分布式负载的选择性供电的电路布置、LED灯和分布式负载的选择性供电的方法。
【背景技术】
[0002]随着基于LED的照明的重要性增加，LED已经在装饰照明领域中具有显著作用。LED的低功率消耗和长寿命使它们成为用于各种应用的高度地有利选择。另外，在本领域中已知具有各种颜色的LED。例如也已知组合红色、绿色和蓝色LED以创建实质上无限种类的颜色的印象。
[0003]尤其在控制许多LED以产生某些分布式效果、比如在灯串上或者在照明表面上的LED时，必须考虑控制电子装置的成本。尽管相对廉价LED如今可用，但是存在需要借助简单而廉价的控制元件控制LED布置。
[0004]对于装饰和/或用户交互LED和其它种类的负载，经常希望检测其中期望特定效果的地方。例如在LED串中，可以考虑用户指示将激活的一个或者若干LED，该指示由某种传感器检测。在所述检测之后，驱动器等必须向这一具体位置递送能量。对于许多应用，对检测提出的分辨率和准确度要求很高以便避免在希望与实现的效果之间的不匹配。
[0005]对于比如用LED产生的光效果的光效果，控制可以基于相机和专用图片处理算法。在这一情况下，可以预计良好对准。对于其它非光效果，实际效果位置的确定很复杂，从而几乎没有向控制器施加反馈信号的任何可能性。除了这些控制问题之外，驱动器还必须赋予高分辨率以便在具体位置再现希望的效果中的多数效果。
[0006]然而在本领域中已知的检测和控制设备尤其在必须控制大区域和/或许多设备时很复杂。这又导致相对高的成本。
[0007]因此本发明的目的是提供用于负载的用户交互供电的成本高效和准确手段。
【发明内容】
[0008]该问题由根据权利要求1的一种电路布置、根据权利要求14的一种LED灯和根据权利要求15的一种方法解决。
[0009]本发明的基本思想是根据检测物体与包括可变电抗的邻近传感器单元的物理邻近向在分布式布置中的多个负载提供操作功率。在所述检测物体存在时，所述电抗的改变出现从而引起用于负载的操作电压的改变。可以由于所述检测物体的存在而减少或者优选地增加这一操作电压、因此向负载提供功率。
[0010]本发明因而提供一种用于分布式负载的选择性供电的电路布置。在本文中，“分布式”意味着负载被定位于不同位置。它们可以在彼此旁边或者被间隔开。它们可以具体以比如在串上的一维方式或者以二维方式被布置。“负载”在这里和在下文中是指在向它施加电压时消耗功率的任何设备。功率可以被变换成光、机械能、热等。优选地，负载单元为非线性、即负载的功率消耗表现与施加的操作电压的非线性关系。[0011]根据本发明的电路布置包括多个负载段。每个负载段电连接到用于接收可变电压的至少一个供应端子、即供应端子必须被相配用于提供这样的电压。例如供应端子可以持久地连接(例如通过焊接)到电压供应或者它可以形成插头和插座系统的部分，其中外部提供可变电压。可变电压在这一情况下是指在最广泛意义上的交变电压、即随时间改变的任何电压、比如正弦波、方波、三角波、脉冲等。如将在下文中讨论的那样，优选地，可变电压是脉冲电压。
[0012]每个负载段至少包括负载单元和邻近传感器单元。在本文中，负载单元可以是任何种类的设备或者如下设备的部分，该设备在以上提到的意义上为负载。可设想电路布置包括未与邻近传感器单元关联的负载；然而这些未视为在以上提到的意义上的负载段的部分。
[0013]邻近传感器单元至少在操作期间与所述负载单元耦合，并且至少包括电抗设备。电抗设备具有依赖于检测物体的邻近的电抗。任何——电容性或者电感性——设备的电抗与设备生成的电或者磁场重合。这一个场可以由进入场的物体修改。例如进入电感器的磁场的铁磁物体将改变所述场、由此改变电感器的电感、并且因此改变它的电抗。相似效果在电介质物体进入电容器的场时出现。根据本发明，这一效果用来检测物体是否在电抗性设备的附近。在本发明的范围内，电抗可以归因于电容和/或电感、例如电抗性设备可以包括具有可变电抗的至少一个电容器和/或电感器。
[0014]如以下将说明的那样，优选的是邻近传感器单元和它被耦合到的负载单元被相互相对接近设置。在这一情况下，每个负载段在空间意义上形成“段”。然而也可设想在传感器单元与一个负载段的负载单元之间无严格空间关系。
[0015]应当注意在本发明的范围内，至少一个负载段可以包括多于一个负载单元和/或多于一个传感器单元。邻近传感器单元也可以包括多于一个电抗性设备。至少一些电抗性设备或者不同负载段不是分离部件、但是形成单个实体也在本发明的范围内。
[0016]在本发明电路布置的操作期间，根据负载段中的一个负载段的至少一个电抗性设备的电抗，向至少一个负载单元提供操作电压，从而所述操作电压依赖于检测物体的邻近。这意味着设置电路布置使得至少一个电抗性设备的电抗影响向至少一个负载单元供应的操作电压。优选地，即使未改变在供应端子施加的电压，仍然改变操作电压。由于以上提到的电压可以依赖于时间，所以改变可以是指时间发展、例如频率、脉冲宽度、脉冲延迟等。
[0017]操作电压因此由电抗性设备控制，从而有利地无需更多例如用于处理检测信号和控制操作电压的驱动器电子装置。如以下将说明的那样，所述控制借助简单和廉价部件由负载段本身提供。本发明电路布置的成本因而与负载段数目成比例。然而无论是否包括仅少数或者数百个负载元件，总是提供所述控制而无需附加系统。因此，本发明电路布置提供一种控制负载的很简单而成本有效的方式。在一个实施例中，负载段的电抗性设备控制向在这一段中的负载单元提供的功率数量。在另一实施例中，负载段的电抗性设备影响电压信号，从而改变向在不同段中的负载单元递送的功率。
[0018]在操作中，适当物体可以被放置于电抗性设备附近、例如铁磁物体可以被放置于电感器附近。磁场将被物体改变、即电感器的电感——并且因此它的电抗——将增加。如将关于优选实施例进一步说明的那样，设计电路布置使得这一电抗改变将造成向至少一个负载单元施加的操作电压的改变。具体而言，电压改变可以是增加，该增加造成负载单元的激活。
[0019]在本发明的范围内，向一个负载单兀施加的电压可以依赖于若干电抗性设备的电抗。在另一方面，一个电抗性设备的电抗可以影响向若干负载单兀施加的电压。
[0020]在本发明的一个实施例中，在操作期间根据所述负载段中的一个负载段的电抗性设备的电抗，向所述负载段的负载单元提供操作电压。在这一情况下，控制被局限于每个负载段内、即所述检测物体与所述一个负载段的邻近引起至少向相同负载段的负载单元提供的操作电压的减少或者优选增加。因此，每个负载段可以具有它自己的局部控制系统，该局部控制系统可以很简单并且可以消除对于比如处理器等的负载元件的需要。然而可设想操作电压在这里在某个程度上依赖于其它电抗性设备的电抗。
[0021]优选的是传感器单元和一个负载段的负载单元位于相互接近或者相邻。在这一情况下，效果(例如激活)可以在起因、即放置物体的地方旁边出现。换而言之，通过与电路布置邻近的物体的交互来实现特定负载的“寻址”。
[0022]如果所述负载单元中的至少一个负载单元是固态光生成单元并且最优选地是LED单元，则本发明电路布置特别地有用。LED单元可以包括一个或者多个发光设备，该发光设备可以例如是无机LED、有机LED (OLED)、固态激光器等。然而附加地，每个负载元件可以包括扬声器、振动设备(马达)、加热元件、能量传送线圈等。在本发明的范围内也可设想例如通过将LED用于一些负载单元而振动设备用于其它负载单元来组合不同负载单元。此外，负载单元可以是LED单元并且例如包括LED和振动设备的组合。如果在一个负载单元中组合若干设备，则这些可以被串联和/或并联连接。更多元件可以存在、例如用于向在负载段中的负载单元之一基于另一段的电流消耗提供电压或者电流的元件。这实现某些特性、例如一个负载段的非线性能够被“复制”到其它负载段或者一个负载的非线性被复制到在相同负载段内的另一负载。下文将更具体说明可以包括电流镜设备的一个对应实施例。
[0023]另外，负载单元未必形成分离部件。在本发明的一个优选实施例中，至少一些LED单元形成一个OLED的整体部分。可以产生具有延伸的平面结构的0LED。在这一情况下，可以通过局部地施加电压来有选择地激活发光平面的某些区域。可以使用这些OLED中的一个或者若干0LED，并且电抗性设备可以在发光平面以下或者以上形成网格等。
[0024]在一个优选实施例中，以与彼此的空间关系中与检测区域相邻布置多个负载段。在这一检测区域中，检测物体可以引起电抗性设备的电抗的改变。在这一实施例中，负载段可以被间隔开或者相互相邻或者它们可以甚至形成单个部件。后者可以具体适用于负载段的负载单元。检测区域可以具有不同形状。它可以是平面、凸形或者凹形。如果负载段实质上以一维方式被对准，则检测区域可以狭窄和伸长或者甚至为管状、因此包围负载段。
[0025]具体而言，可以与检测区域相邻布置负载段的传感器单元。检测区域优选地对应于设备的向其中集成电路布置的表面。在这一,清况下，物体从表面的距离对应于从相应负载段(或者具体为传感器单元)的距离。负载段也可以沿着检测轴以一维方式被布置，检测轴可以是直线或者弯曲的。在二维布置中，传感器单元和/或负载单元可以与检测平面平行、例如沿着第一和第二垂直轴被布置、即相应单元可以形成二维“笛卡尔”网格。
[0026]在电路布置的一个优选实施例中，多个负载段至少包括第一和第二段输入端子以及第一和第二段输出端子，其中第一负载段的输入端子连接到至少一个供应端子。布置更多负载段使得它们的段输入端子连接到邻近负载段的段输出端子、即负载段被串联连接。因此，用于可变电压的第一传播路径由所述多个负载段的所述第一段输入和输出端子形成。用于所述可变电压的第二传播路径由所述多个负载段的第二输入和输出端子形成。因此，第一段输入/输出端子和第二输入/输出端子是两个线性或者二维结构的连接点，并且向供应端子施加的可变电压可以从一段向下一段传播。确信地，第一段输入/输出端子可以相互直接或者间接(即使用中间部件)来电连接。这同样适用于所述第二段输入/输出端子的连接。可以根据每个负载段的电抗修改可变电压信号的传播速度一及其形状。以下将进一步说明这一点。
[0027]在以上描述的实施例中，负载单元优选地被连接于所述第一与所述第二传播路径之间。优选地，负载单元可以被连接于给定的负载段的第一段输入端子与第二输入端子之间或者第一段输出端子与第二段输出端子之间、即两个传播路径的对应点之间。然而它也可以连接于第一段输入端子与第二段输出端子之间或者甚至属于不同负载段的端子之间。
[0028]在本发明的一个实施例中，电抗性设备至少包括第一电抗性元件。这一电抗性元件可以是电感器或者电容器。这里，布置第一电抗性元件使得延迟可变电压从一个负载段向邻近负载段的传播，其中该延迟依赖于第一电抗性元件的电抗。在这一实施例中，可以根据电抗性元件的电抗，延迟可变电压沿着一个传播路径的速度。如果电抗性设备包括电感器和电容器则特别地有利。
[0029]在一个实施例中，电抗性设备还包括第二电抗性元件，其中设置第一和第二电抗性元件使得检测物体的邻近对第一电抗性元件的电抗比对第二电抗性元件的电抗具有更大影响。优选地，布置第一电抗性元件和第二电抗性元件使得在第一电抗性元件与检测区域之间的距离小于在第二电抗性元件与所述检测区域之间的距离。因此，在检测区域中或者附近放置的物体将总是对第一电抗性元件的电抗具有更大影响。具体而言，对第二电抗性元件的影响可以忽略不计。因此，如果两个电抗性元件对应于不同传播路径，则在一个传播路径中的延迟将比在另一传播路径中的延迟受检测物体的邻近更多影响。因此，如果恰当选择施加的电压，则在两个路径的给定的点之间的电压差值将依赖于检测物体的邻近。
[0030]在一个特别地优选实施例中，第一电抗性兀件是在第一段输入端子与第一段输出端子之间布置的第一电感器。因此，第一电感器相对于第一传播路径被“串联”连接。在这一实施例中，第一电感器的电抗依赖于检测物体的邻近。如果负载单元被连接于第一与第二输入(输出)端子之间并且电压差值在这些端子之间出现，则向负载单元施加这一差值。这一电压差值的存在和强度将依赖于电压信号在相应传播路径中的传播速度。这一速度又依赖于第一电感器的电抗引起的延迟。
[0031]备选地或者附加地，第一电抗性元件可以是在所述第一传播路径与用于参考电势的参考端子之间连接的第一电容器。因此，第一电容器相对于第一传播路径被“并联”连接。在操作状态中，参考端子连接到这一参考电势，该参考电势优选地为接地电势。第一电容器可以被连接于第一段输入端子或者第一段输出端子与参考端子之间。无论如何，在这一实施例中，第一电容器的电抗依赖于检测物体的邻近。
[0032]优选地，电路布置还包括在第二段输入端子与第二段输出端子之间布置的第二电感器。
[0033]备选地或者附加地，电路布置可以包括在第二传播路径与用于参考电势的参考端子之间连接的第二电容器。这一参考端子可以与以上提到的参考端子相同或者不同。通常，两个端子将相同并且连接到接地电势。
[0034]根据一个实施例，分别地，第二电感器的类型和/或布置与第一电感器的类型和/或布置相同，和/或第二电容器的类型和/或布置与第一电容器的类型和/或布置相同。更一般而言，可以设置第一和第二电感器(或者电容器，分别地)使得它们对可变电压信号的传播具有相同影响。因此，只要无检测物体存在，两个传播路径就可以具有相同传导性质。
[0035]电路布置的操作通常需要某种电压供应。优选地，电路布置包括驱动器单元，该驱动器单元与至少一个供应端子连接用于向负载段提供至少一个脉冲式电压信号。脉冲的形状可以例如是矩形、三角形、半波型、高斯或者其它传统形状。可以有利地选择脉冲的(时间和空间)距离使得如果反射在电路布置中出现则在连续脉冲之间的显著交互是不可能的。如果若干输入端子存在则施加不同脉冲式信号在本发明的范围内。
[0036]具体而言，可设想从传播路径的相反侧施加两个电压信号、即一个信号可以在第一负载段在第一传播路径中开始，并且第二信号可以在“最后”负载段在第二传播路径中开始。例如在W02010/064184中描述这一原理。脉冲的叠加可以在某个负载段出现并且引起负载单元的激活。如果一个信号的速度被检测物体的邻近更改，则“构造上”叠加的位置将向不同负载段移位。
[0037]优选驱动器被配置为向所述第一负载段的第一和第二输入端子提供具有给定的时间关系的脉冲式电压信号。在任一输入端子的电压的时间演变可以相同，但是时间演变的起点可以不同、即驱动器可以向电压信号之一施加某个“偏移”延迟。如果无这样的延迟并且同时施加信号，则用于电压信号中的每个电压信号的初始条件相同。因此，如果后继负载段关于一方面在第一段输入与输出端子之间的兀件而另一方面在第二输入与输出端子之间的元件为对称，则信号将用相等速度和形状传播。仅如果改变电抗性设备的电抗，则一个信号的延迟和/或失真可能出现。然而可能有必要在第一或者第二输入端子施加某个偏移延迟以便补偿在电路布置内出现的某种不想要的延迟效果。
[0038]在这一情况下，有可能使用具有与负载元件的阈值电压至少相等的幅度的脉冲式电压信号。阈值电压是对于负载单元的激活而言关键的电压。在阈值电压以下，无负载的可感知激活。因此，在以上提到的情况下，如果沿着两个传播路径的脉冲完全重叠，则未向负载元件施加电压，但是如果在脉冲之一中有延迟，则可以施加在阈值电压以上的电压。
[0039]然而许多其它实施例是可设想的。例如在第一传播路径中的正脉冲可以与在第二传播路径中的负脉冲组合。如果用“偏移”延迟施加这些脉冲，则通常无重叠出现。如果脉冲由于被检测物体延迟而重叠，则在正与负脉冲之间的差值造成可以激活负载元件的有效电压相加。
[0040]在本发明的另一实施例中，电抗性设备至少包括与负载单元串联布置的电容器。则如果施加交变电压，电容器将阻止任何直流电流而它的电抗将允许某个依赖于频率的电流流动。由于负载单元被串联连接，则流过它的电流将与流过电容器的电流相同。根据施加的电压，有可能选择电容器的特性使得负载单元的可感知激活在无物体在邻近时未出现。如果检测物体进入由电容器生成的电场，则所述电场将受影响从而造成电容器的电抗的改变。这又可以造成经过负载单元的增加的电流从而产生激活、例如点亮LED。通常，检测物体将增加电容器的电容；因此它的电抗将在检测物体在邻近时、例如在检测区域中被减少。在本文中，检测物体可以是用户的手或者脚，因为人体具有明显相对介电率，该相对介电率将在放置于所述电容器生成的场中时影响电容器的电抗。
[0041]优选地，配置电容器使得如果无检测物体与所述负载段邻近则向负载单元施加的电压在阈值电压以下，并且如果所述检测物体与在所述检测平面中的所述负载段邻近则所述电压至少暂时在所述阈值电压以上。因此，负载单元如果无物体与负载段邻近则保持不活跃并且将在物体靠近时变得活跃。如果负载单元是LED，则阈值电压是正向电压。
[0042]有电容器的若干可设想实施例。在一个优选实施例中，电容器包括在检测区域的邻近中设置的第一和第二电极。更优选地，第一和第二电极是平面形状并且与二维检测区域平行设置。具体而言，检测区域本身可以是平面。可设想若干负载段的电容器具有单独的第一(第二)电极而它们共享公共第二(第一)电极。
[0043]如以上提到的那样，本发明对于LED的操作特别地有用。因此，本发明也提供一种包括如以上描绘的电路布置的LED灯。灯的表面可以对应于检测平面，物体——包括用户的手——被放置于该检测平面上以改变向单独的LED、OLED或者OLED的部分施加的电压。
[0044]本发明还提供一种用包括多个负载段的电路布置对分布式负载的选择性供电的方法，每个负载段被电连接到用于接收可变电压的至少一个供应端子，其中每个负载段至少包括负载单元和邻近传感器单元，邻近传感器单元与所述负载单元耦合并且至少包括具有电抗的电抗性设备，所述电抗依赖于检测物体的邻近。根据本发明方法，根据至少一个电抗性设备的电抗向至少一个负载单元提供操作电压，从而所述操作电压依赖于所述检测物体的邻近。
【专利附图】
【附图说明】
[0045]本发明的这些和其它方面、特征以及优点将从结合附图对优选实施例的描述中变得清楚并且参照该描述来阐明，在附图中:
[0046]图1示出根据本发明的电路布置的第一实施例；
[0047]图2图示脉冲式电压信号在无检测物体存在时在图1的电路布置中的传播；
[0048]图3图示脉冲式电压信号在检测物体存在时在图1的电路布置中的传播；
[0049]图4示出图1-3中所示电路布置的变化的细节；
[0050]图5示意地示出根据本发明的电路布置的另一实施例的透视图；以及
[0051]图6示出用于图5中的电路布置的若干不同LED布置。
【具体实施方式】
[0052]图1示出根据本发明的电路布置I。电路布置I包括设置相同的七个负载段10、
20、30、40、50、60、70。因此,下文将仅具体描述第一负载段10的设置。第一负载段10包括第一段输入端子12、第一段输出端子13、第二段输入端子14和第二段输出端子15。在这一情况下，输出端子13、15与第二负载段20的输入端子22、24相同。
[0053]如从图1可见，电路布置I的布局以及第一负载段10的布局主要是对称的。第一电感器LI被连接在第一段输入端子12与第一段输出端子13之间，而例如相同第二电感器Lla被连接于第二输入端子14与第二输出端子15之间。另外,第一电容器Cl被连接于第一段输出端子13与参考端子91之间。因而，第二电容器Cla被连接于第二段输出端子15与参考端子91之间。至少在操作状态中，参考端子91连接到接地。以上提到的电感器L1、Lla和电容器Cl、Cla构成邻近传感器单元11。设置电路布置I使得第一电感器LI比第二电感器Lla更接近检测区域。这同样适用于在其余负载段20-70中的相应电感器L2至L7和L2a至L7a。如果电路布置I被构建到具有表面的设备中，则检测区域可以相邻地位于表面以上。
[0054]沿着连续负载段10-70的第一段输入和输出端子形成用于可变电压信号的第一传播路径，而沿着负载段10-70的第二输入和输出端子形成用于可变电压信号的第二传播路径。在所示实施例中，第一和第二传播路径由与第一负载段10相反设置的两个电感器L8、L8a 补充。
[0055]再次参照第一负载段10，LED Dl被连接于第一段输出端子13与第二段输出端子15之间。向LED Dl施加的电压因此与在向第一和第二段输出端子13、15施加的电压之间的差值或者更一般而言在第一与第二传播路径之间的电压差值相同。
[0056]第一和第二输入端子12、14被连接到供应端子90。在操作状态中，供应端子90被连接到驱动器单元(未示出)，该驱动器单元被配置为施加可变电压信号，该可变电压信号根据本示例为脉冲式电压信号。
[0057]图2示出如果无检测物体存在则经过第一和第二传播路径传播所述脉冲式电压信号。在这一情况下，驱动器单元向供应端子90施加负矩形脉冲300。因而，这一脉冲300被施加到第一和第二段输入端子12、14。由于两个传播路径的对称布局，电压信号的传播将是相同的。
[0058]在图2的上部分中，在电路布置以上，对于在时间点tl、t2、t3等周围的某些时间段示出在相应第一段输出端子处的电压脉冲301至307的时间发展，在这些时间段中，电压脉冲穿过相应第一段输出端子。因而，在电路布置I以下，图2对于这些时间段示出在相应第二段输出端子的电压脉冲301a至307a的时间发展。例如由于第一负载段10的LED Dl被连接于第一段输出端子13与第二段输出端子15之间，所以在这些端子13、15处出现的电压脉冲301、301a的差值被施加到LED Dl0然而，由于对应电感器Ll、Lla的电抗和对应电容器Cl、Cla的电抗相同,所以一方面为第一电感器LI和第一电容器Cl而另一方面为第二电感器Lla和第二电容器Cla对电压信号的延迟相同。因此，向LED Dl施加的在这些电压之间的差值为零。这同样适用于在其它负载段20至70中的电压差值。在图2的下部分中不出这一电压差值。
[0059]然而，这如图3中所示如果具有磁层101的物体100进入检测器区域则改变。在这一情况下，在检测区域中的物体100与第四至第七负载段40、50、60、70相邻。因此，这些负载段的第一电感器L4、L5、L6、L7的电感将被增加，这对应于电抗的增加。由于这些负载段的第二电感器L4a、L5a、L6a、L7a被设置于离检测区域的更大距离，所以它们实质上未受检测物体100的存在所影响。因此，在相应第二段输出端子的电压脉冲304a、305a、306a、307a的时间演变相对于图2不变。然而，在相应第一段输出端子的电压脉冲304、305、306、307表现增加的延迟。因此，同样在图3的最下部分中示出的在第一和第二段输出端子的电压之间的差值对于前三个负载段10、20、30为零，但是对于第四至第七负载段40、50、60、70，它表现跟随有正脉冲304c、305c、306c、307c的负脉冲304b、305b、306b、307b。由于选择脉冲300的幅度在LED的正向电压以上，所以对应LED D4、D5、D6、D7——或者至少它们中的一些LED——将暂时点亮。向负载施加的电压具有两个极性。在这里使用单个LEDDl至D7时，脉冲的仅一个极性将用来生成光，而可能必须保护LEDDl至D7免受反向偏置电压。如随后将与一个电容性实施例组合说明的那样，负载电压的两个极性可以用来通过使用额外部件或者多个LED结来向LED供电。这里也可以应用这些方法。
[0060]如果每个负载段的LED被设置于相应邻近传感器单元附近，则光效果将在其中放置物体100的位置或附近出现。因此，通过很简单和廉价的部件实现LED的“寻址”。理解虽然以上描述的实施例包括七个负载段，但是有可能包括数十或者甚至数百个负载段。
[0061]应当注意图3的最下部分中所示电压脉冲未考虑LED在它们点亮时的功率消耗。为了易于举例说明，已经忽略这一影响。
[0062]现在参照图4，示出图1-3中所示电路布置的一个备选实施例的细节。在这一实施例中，一个负载段的LED Dl (第一负载)的非线性被“复制”到在相同负载段中的第二负载Rl0为了清楚，仅示出从第一负载段10的第一和第二电感器Ll、Lla到第二负载段20的第一和第二电感器L2、L2a的部分。可以相似地设计后继负载段。
[0063]图4图示一个单极实施例，该单级实施例运用由两个晶体管Ql、Q2形成的电流镜设备。如图4中所示，进入LED Dl的电流流过电流镜设备Ql、Q2的第一晶体管Ql的一个支路(集电极)。未示出非线性性能的第二负载Rl (示意地表示为电阻器)连接到电流镜设备的第二晶体管Q2的第二支路(集电极)。只要无经过LED Dl的电流，无论第二负载Rl的特性如何，在第二负载Rl中也不会有电流。一旦在LED Dl中有电流流动，在第二负载Rl中也可以有电流。因而，LED Dl的非线性性能被“复制”到第二负载R1。
[0064]在第二负载Rl中的最大电流将是以下项中的最小值，a)在第二负载段10中的第二负载Rl在电流电压的原有负载电流和b)与电流镜Q1、Q2的电流传送比相乘的在LED Dl中的电流。
[0065]备选实施例可以包括与LED Dl串联的电流测量电阻器和用于设置第二负载中的电流的受控电流或者电压源。
[0066]除了电流比之外，也可以例如通过让二极管与第二负载Rl串联来引入附加偏移。
[0067]参照图5，示出在透视图中示出的根据本发明的电路布置201的一个不同实施例。这里，电抗性元件由多个电容器构成。这些电容器由与二维检测区域平行设置的系列主电极230至236构成。在这些主电极旁边，次电极237也与检测区域平行设置。这意味着电容器具有一个公共次电极237。备选地，可以使用单独的次电极。次电极237连接到驱动器单元280的第一端子281。主电极230至236中的每个主电极与负载单元220至226串联连接，该负载单元又被连接到驱动器单元280的第二端子282。例如第一主电极230与第一负载单元220串联连接。这里，仅示意地示出的负载单元220至226可以例如是LED单元。
[0068]在操作状态中，驱动器单元280向它的端子281、282施加可以是正弦形状的交变电压。选择主和次电极的大小和布置使得电容器的电容相当低。因此，电容器的电抗相当高，这产生向负载单元施加的相当低的电压。如果负载单元220至226是LED单元，则可以通过使用比如电阻器的附加负载元件以将小信号旁路来保证LED的关断状态。然而如果比如用户的手102的电介质物体与主和次电极邻近，则增加电容并且减少电抗。因此，向负载单元施加的电压变成更高，这可以造成它的激活。图5示出用户的放置于若干主电极230、231、232、233之上的手102，这造成对应负载单元220、221、222、223的激活。例如在负载单元中包括的LED可以在用户的手102与其中嵌入电路布置201的表面接近时点亮。[0069]图6示出可以例如在图5中的电路布置中用作负载单元220至226的不同二极管布置。为了易于举例说明，示出不同负载段231a至231e为一个电路的部分。然而在如图5中所示电路布置中，通常仅使用一个类型的负载段。
[0070]第一负载单元213a包括两个反并联LED。这是无论电压极性如何都允许点亮一个LED的最简单设计。主和次电极以及检测物体(用户的手)由可调整的电容器214a示意地代表。这里，电阻器可以与两个LED并联放置以在无物体在检测区域中时保证关断状态或者调暗的光电平。
[0071]在第二负载单元213b中，两个反并联LED与可以用于限制经过LED的电流的电阻器R串联连接。在第三负载单元213c中，反并联LED中的每个LED被串联连接的两个LED取代。第三负载单元213c与可调整的电容器214c和非可调整的电容器215c串联连接。然而非可调整的电容器也可以与所示其它负载单元结合运用。在第四负载单元213d中，LED被集成到桥整流器中。这里，整流器的两个端子被连接到可调整的电容器214d、215d。同样，两个可调整电容器也可以与所示其它负载单元结合使用。在第五负载单元213e中，四个LED用作为用于桥整流器的二极管。
[0072]应当注意也可以在图1的电路布置中使用图6中所示负载单元213a至213e取代单个LED。
[0073]实现要求保护的本发明的本领域技术人员可以从附图、公开内容和所附权利要求理解和实现对公开的实施例的其它变化。
[0074]在前文描述中和在所附权利要求中，对单数的引用也旨在于涵盖复数并且反之亦然，而对具体数目的特征或者设备的引用不会被解释为使本发明限于具体数目的特征或者设备。另外，比如“包括”或“包括”的表达未排除其它元件，并且不定冠词“一个/ 一种”未排除多个/多种。
[0075]在互不相同的从属权利要求中记载某些措施的仅有事实未指示不能有利地使用这些措施的组合。在权利要求中的任何标号不应被解释为限制权利要求的范围。
【权利要求】
1.一种用于分布式负载(D1-D7，220-226，213a-213e)的选择性供电的电路布置(1，201)，包括多个负载段(10，20，30，40，50，60，70)，每个负载段被电连接到用于接收可变电压(300)的至少一个供应端子(90)，其中每个负载段(10，20，30，40，50，60，70)至少包括: -负载单元(D1-D7，220-226，213a-213e);以及 -邻近传感器单元(11)，所述邻近传感器单元与所述负载单元(D1-D7，220-226，213a-213e)耦合并且至少包括具有电抗的电抗性设备(L1-L7，Lla_L7a，C1-C7，Cla_C7a，214a-214c，215d)，所述电抗依赖于检测物体(100，102)的邻近， 其中在操作期间，根据所述负载段(10，20，30，40，50，60，70)的至少一个电抗性设备(L1-L7, Lla-L7a, C1-C7，Cla_C7a，214a_214c，215d)的所述电抗向至少一个负载单元(D1-D7，220-226，213a_213e)提供操作电压，从而所述操作电压依赖于所述检测物体(100,102)的所述邻近。
2.根据权利要求1所述的电路布置，其中在操作期间，根据所述负载段(10，20，30，40，50，60，70)中的负载段的所述电抗性设备(L1-L7，Lla_L7a，C1-C7，Cla_C7a，214a_214c，215d)的所述电抗向所述负载段(10，20，30，40，50，60，70)中的一个负载段的所述负载单元(D1-D7，220-226，213a-213e)提供操作电压。
3.根据前述权利要求中的任一权利要求所述的电路布置，其中所述负载单元是LED单元(Dl-D7，213a-213e)。
4.根据前述权利要求中的任一权利要求所述的电路布置，其中所述多个负载段(10，20，30，40，50，60，70)以与彼此的空间关系被布置为与检测区域相邻。
5.根据前述权利要求中的任一权利要求所述的电路布置，其中: -所述负载段(10，20，30，40，50，60，70)中的多个负载段至少包括第一段输入端子和第二段输入端子(12，14，22，24)以及第一段输出端子和第二段输出端子(13，15)， -第一负载段(10)的所述输入端子(12，14)被连接到所述至少一个供应端子(90)， -其它负载段(20，30，40，50，60，70)被布置使得它们的段输入端子(22，24)被连接到邻近负载段(10,20,30,40,50,60)的段输出端子(13，15)，从而用于所述可变电压的第一传播路径由所述多个负载段(10，20，30，40，50，60，70)的所述第一段输入和所述第一段输出端子(12，13，22)形成，并且用于所述可变电压的第二传播路径由所述多个负载段(10，20，30，40，50，60，70)的所述第二输入和所述第二输出端子(14，15，24)形成，并且 -所述负载单元(D1-D7)被连接于所述第一传播路径与所述第二传播路径之间。
6.根据前述权利要求中的任一权利要求所述的电路布置，其中所述电抗性设备(L1-L7，Lla-L7a，C1-C7，Cla_C7a)至少包括第一电抗性元件(L1-L7，C1-C7)，所述第一电抗性元件(L1-L7，C1-C7)被布置使得所述可变电压信号从一个负载段(10，20，30，40，50，60，70)向邻近负载段(10，20，30，40，50，60，70)的传播被延迟，其中所述延迟依赖于所述第一电抗性兀件(L1-L7, C1-C7)的所述电抗。
7.根据权利要求6所述的电路布置，其中所述电抗性设备(L1-L7，Lla-L7a，C1-C7，Cla-C7a)还包括第二电抗性元件(Lla_L7a)，其中所述第一电抗性元件(L1-L7)和所述第二电抗性元件(Lla-L7a)被布置使得在所述第一电抗性元件(L1-L7)与所述检测区域之间的距离小于在所述第二电抗性元件(Lla_L7a)与所述检测区域之间的距离。
8.根据权利要求6至7中的任一权利要求所述的电路布置，其中:-所述第一电抗性元件是在所述第一段输入端子(12)与所述第一段输出端子(13)之间布置的第一电感器(L1-L7)，并且 -所述第一电感器(L1-L7)的电抗依赖于所述检测物体(100)的邻近。
9.根据权利要求6至8中的任一权利要求所述的电路布置，其中: -所述第一电抗性元件是在所述第一传播路径与用于参考电势的参考端子(91)之间连接的第一电容器(C1-C7)，并且 -其中所述第一电容器(C1-C7)的电抗依赖于所述检测物体(100)的邻近。
10.根据前述权利要求中的任一权利要求所述的电路布置，还包括驱动器单元(280)，所述驱动器单元与所述至少一个供应端子(90)连接用于向所述负载段(10，20，30，40，50，60,70)提供至少一个脉冲式电压信号(300)。
11.根据前述权利要求中的任一权利要求所述的电路布置，其中所述电抗性设备至少包括电容器(214a-214e，215d)，所述电容器与所述负载单元(213a_213e)串联布置。
12.根据权利要求11所述的电路布置，其中所述电容器(214a-214e，215d)被配置使得如果没有检测物体(102)与所述负载段邻近则向所述负载单元(213a-213e)施加的电压在阈值电压以下，并且如果所述检测物体(102)与所述负载段邻近则所述电压至少暂时在所述阈值电压以上。
13.根据权利要求11至12中的任一权利要求所述的电路布置，其中所述电容器包括第一电极和第二电极(230-237)，所述电极(230-237)为平面形状并且与二维检测区域平行设置。
14.一种LED灯,包括根据权利要求3-13中的任一权利要求所述的电路布置(1,201)。
15.一种用包括多个负载段(10，20，30，40，50，60，70)的电路布置(1,201)对分布式负载(D1-D7，220-226，213a-213e)进行选择性供电的方法，每个负载段被电连接到用于接收可变电压(300)的至少一个供应端子(90)，其中每个负载段(10，20，30，40，50，60，70)至少包括:负载单元(D1-D7，220-226，213a-213e)以及邻近传感器单元(11)，所述邻近传感器单元与所述负载单元(D1-D7，220-226，213a-213e)耦合并且至少包括具有电抗的电抗性设备(L1-L7，Lla-L7a，C1-C7，Cla_C7a，214a_214c，215d)，所述电抗依赖于检测物体(100，102)的邻近，其中根据 至少一个电抗性设备(L1-L7，Lla-L7a，C1-C7，Cla_C7a，214a_214c，215d)的所述电抗向至少一个负载单元(D1-D7，220-226，213a-213e)提供操作电压，从而所述操作电压依赖于所述检测物体(100，102)的邻近。
【文档编号】G09G3/20GK103988580SQ201280061166
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2012年12月5日 优先权日:2011年12月12日
【发明者】H·J·G·雷德梅切尔, A·森佩尔 申请人:皇家飞利浦有限公司