具有远程供电光导的照明装置的制作方法

xiaoxiao2020-7-2  2

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专利名称:具有远程供电光导的照明装置的制作方法
技术领域
本公开涉及照明装置,具体来讲,涉及具有光导的照明装置,所述光导有助于远程启动光源所发射光的分布。
背景技术
光导用来促进从光源发出的光分布在远大于光源的区域上。光导包含光传输材料,并可具有不同形状,例如块形、楔形和假楔形。大多数光导被设计成在边缘表面接收光,并让此光通过在背表面和输出表面之间的全内反射朝与光进入的表面相对的边缘表面传播。利用以各种类型的图案设置在输出表面上的提取形体(extracting features),可以从输出表面均匀地发射光
发明内容

本发明所公开的照明装置包括光导和换能器,该光导与光源光学耦合,并且该换能器用于通过转换从远程发射器接收的能量向所述光源供电。从远程发射器接收的能量可以包括射频波、微波、红外辐射、可见光、紫外光、太阳光、声波或热。本文中还公开了包括照明装置而不包括光源的照明制品,以及使用所述照明装置和制品提供照明的方法。本发明的这些及其它实施例在以下“具体实施方式
”中有所描述。在任何情况下,上述发明内容都不应当理解为是对要求保护的主题的限制,该主题仅受本文所示出的权利要求的限定。


结合下列附图以及下文提供的具体实施方式
,可以更全面地理解本发明的优点和特征。附图为各种制品的示意图,未必按比例绘制。图I是本文所公开的示例性照明装置的示意图。图2a_b、图3a_b和图4至图9是从远程发射器接收功率的示例性照明装置的示意图。图10是包括示例性照明装置的示例性被照亮制品的示意图。图lla-b是包括示例性照明装置的手表的示意图。图12是可以包括示例性照明装置的带智能标签的罐的示意图。图13a_c是其中使用示例性照明装置的“智能库存”系统的示意图。
具体实施例方式本公开涉及2009年10月30日提交的美国临时专利申请No. 61/256,827和2009年11月23日提交的美国临时专利申请No.61/263,495(均授予Sherman等人)、WO2010/005655 A2 (Sherman 等人)、PCT/US2010/039577 (Appeaning 等人)、US 7,044,373BI (Garber 等人)、US 6, 407, 669 BI (Brown 等人)、US 7, 456, 744 B2 (Kuhns 等人)和US2003/0004946 Al (VanDenAvond等人),这些专利申请的公开内容以引用方式并入本文。如在上述Sherman等人的参考文献中描述的,光源和光导可用来将诸如手表、标签和医疗器械之类的日常用品转化成它们的照明形式。然而,光源是由一些外部电源供电的,在某些情况下,这些外部电源不能装入这类制品中,或者如果要装则会对这些制品的设计产生限制。为光源远程供电的能力可能影响许多照明应用,如标签、安全和医疗器械以及备忘记事本/容器。用于吊顶的被照亮顶棚箱板可以从吊顶龙骨RF(射频)供电,因此,SP使不可能完全接触“带线的”龙骨或者龙骨的板材变得错位,照明仍可工作而不需要物理接触。如果RF电源包括识别部分(通常称为射频识别(RFID)技术),则有可能在采用RFID技术的普通的“跟踪-追踪”之外从被照亮制品得到各种类型的信息。例如,RFID技术可以用于提供信息,例如光源烧毁或者光源从电源耗用过多电力。另外,RFID技术可以用于为产品做广告,并且对于诸如储存库房中使用的那些系统,可以设立RFID技术来识别购置费 的收取。这可使店主和顾客同时在同一部分上受益。本发明描述了从电源为诸如发光二极管(LED)的光源供电的方式,所述电源位于被照亮制品的单独部分中或者位于与要照亮的制品无物理连接的远处。本发明可通过两种方式实现,通过提供物理导电通路将功率传输到制品的不同部分,或者通过设置装置以使用感应式功率无线传输功率。法拉第定律表明,穿过闭合通路或环路所限定表面的时变磁场在环路周围感应出电压。在电源天线毗邻闭合的天线线圈时产生时变磁场,该时变磁场在闭合天线线圈中感应出电压(所谓的电动势或EMF),以致在线圈上产生电流。如果与闭合的天线线圈连接上,与闭合天线线圈连接的光源可以提供照明。例如,如实例I中描述的,如果根据需要将照明表带设置为装饰特征,则可以将光源装入表带中并且将光源的电源装入手表主体中。电源可以包括用于为手表供电的电池。可以如实例2中描述地制成具有品牌标记的照明标签,其中粘弹性光导被装入罐上的标签构造中。当罐陈列在商店搁架上(这样可以吸引顾客注意)时,诸如LED之类的光源可以从远处得到供电。诸如LED之类的光源可以通过RF信号的快速脉动被RF供电,使得LED看上去是发光的,并且可以利用间歇脉动来使LED闪烁。可以使用应用不同颜色电压的LED为彩色光源供电,并且随着信号强度的增强或减弱,颜色可被增加或改变。还应想到,如果在系统中利用两个或更多个RF电路(每个电路具有不同颜色),则手表或标签可以脉冲地驱动一个或多个光源来形成图案、颜色变化等。可以使用诸如压敏粘合剂(PSA)光导之类的粘弹性光导将标签粘结到瓶子的基底,如,将绿色LED标签粘结在绿色Prell 洗发剂瓶上或者将蓝色LED粘结在Dawn 盘碟洗涤液的瓶子上。在粘结到这类基底上时粘弹性光导可以便于光提取,并且可以使标签和/或产品用瓶内的紫外(UV)LED或荧光化合物来发光。通过用粘弹性光导将标签附着于瓶子,光可被提取回瓶内。可以通过将紫外LED或荧光颜料装到标签的所选区域中来照亮所选区域,而其它区域依然暗黑。结果,可以得到对比度和颜色亮度有改善的标签。
本发明可用于医疗器械和治疗,例如,出于抗菌目的、用于基础皮肤光学和药物递送(例如使用红外LED)。所述装置包括Appeaning等人描述的光激活抗菌装置,该抗菌装置包括光源和含有感光剂和粘弹性光导的光激活抗菌制品。通过结合绷带和敷料使用远程供电光导,可以提高可应用装置的便利度,并且降低与使用松散电线相关联的感染风险。图I是根据本发明的一些实施例的示例性照明装置的示意图。照明装置100包括光源110、光导120和换能器130。光源110相对于光导120设置,以便光源所发射的用光线111表示的光进入光导。光导120内的用单个光线121表示的光通过全内反射在光导内传输。换能器130包括感应出电流I以给光源110供电的电源。图2a是根据本发明的一些实施例的示例性照明装置的示意图。照明装置200包括感应出电流I以给光源110供电的换能器210。换能器210包括从发射器220接收能量E的接收器。在这个实施例中,接收器和发射器彼此相近,这意味着它们是物理连接的。图2b是根据本发明的一些实施例的示例性照明装置的示意图。照明装置230包括感应出电流I以给光源110供电的换能器240。换能器240包括从远程发射器250接收 能量E的接收器。在这个实施例中,接收器和发射器彼此远离,这意味着它们不是物理连接的。换能器是将某种形式的输入能量转换成电能以便为光源供电的装置。换能器包括与电路结合的能量输入装置或接收器。换能器可以将电磁能、机械能、热能或化学能转换成电能。换能器通常是用于接收输入能量的接收器,但是可以是将能量转换成电信号的任何装置。换能器可以被构造成能通过感应接收能量。换能器可以包括透明导体、透明聚合物、金属、导电金属、导电聚合物或它们的组合。本发明中使用的远程发射器通常包括电源。可以使用任何类型的电源,只要远程发射器能够向换能器提供为光源供电所需的能量。远程电源可以产生(例如)电磁能、动能和/或化学能。电磁能的类型包括紫外光和可见光、热、无线电波和微波。可用于产生电磁能的远程电源包括能量发射部分、电路和远程电源。换能器被构造成可用从远程发射器接收的输入能量为光源供电。在一些实施例中,输入能量包括电磁辐射。输入能量可以包括用于电信的电磁辐射(本文中被称作射频(RF)波),包括AM和FM无线电波、短波无线电波和电视波。射频波的频率可以大于105m且小于109Hz。合适的换能器包括用于接收射频波的接收天线和用于将射频波转换成电信号的装置。图3a是结合包括发射天线的远程发射器使用的示例性照明装置的示意图。照明装置300包括感应出电流I以给光源110供电的换能器310。换能器310包括用于从包括发射天线321的远程发射器320接收电磁波的接收天线311。可以使用射频标签(例如RFID技术中使用的射频标签)作为接收器。射频标签可以响应于特定射频,使得标签可以自身加电并且以无线电波做出响应,以与诸如SKU标识之类的信息进行通信。例如,控制系统可以提供能量,以给射频标签加电,并且通过使用天线发射射频波来发出询问。射频标签可以是智能器件,包括与电路结合使用的经编程芯片。远程发射器可发射电磁辐射。实例包括可得自3M 公司的3M RFID追踪垫;用在“智能搁架”技术中的搁架或其它组件;以及手机或其它手持电子装置。在一些实施例中,输入能量包括频率大于1000MHz至30,OOOMHz的微波。微波能够在微波频率上产生振荡的电子装置中生成。所述装置可以是单一频率的或频率可调的,并且可以是连续波或脉冲的。可以使用陀螺振子、速调管、磁控管、回波振荡器、固态发生器如隧道二极管、耿二极管、IMPATT 二极管、晶体管振荡器、微波激射器和使用变容二极管的谐波发生器来产生微波。微波的发射器包括手机发射塔。微波的接收器包括天线。用于将微波转换成电信号的换能器包括半导体。半导体的一个实例包括如US4,673,896 (Brady等人)中描述的PIN 二极管。在US 3,710, 283 (Alphonse)中还描述了用于转换微波的换能器。在一些实施例中,输入能量包括频率大于101°至约5 X IO14Hz的近红外至远红外频率的红外(IR)辐射。用于将红外辐射转换成电信号的换能器包括具有光电二极管的光电检测器以及呈现热电效应的材料(例如热电晶体)。用于发射红外辐射的远程发射器包括发射红外辐射的LED。其它IR检测器包括硅光电二极管和硅光电池。还可以使用红外遥控器。在一些实施例中,输入能量包括波长为约200nm至约800nm的可见光和/或紫外 光。用于转换可见光和/或紫外光的换能器包括光伏电池、具有光电二极管的光电检测器。用于发射可见光和紫外光的远程发射器包括以下针对照明装置光源描述的那些发射器中的任一个。输入能量可以得自太阳。图3b是根据本发明的一些实施例的示例性照明装置的示意图。照明装置330包括感应出电流I以给光源110供电的换能器340。换能器340包括用于从太阳接收能量并且转换该能量的太阳能电池或光伏电池。输入能量可以包括结合运动换能器使用的动能。动能(例如来自所施加机械力的动能)可以是声波形式(约IkHz至约25,OOOkHz)。例如,换能器可以包括用于接收声波的传声器。用于发射声波的远程发射器包括扬声器。呈现压电效应的材料(例如压电晶体)还可以用作运动换能器。用于产生运动换能器所接收动能的远程发射器包括运动中的人和动物;以及诸如风车(风力)的聚风装置。其它动能源包括来自水的波浪作用(液动力);来自机械源、燃气轮机的振动;来自公路、铁路、固定或移动发动机的振动。通过转换化学势能如通过燃烧碳氢化合物、煤和其它燃料得到的化学势能,可以得到动能。输入能量可以包括结合热换能器使用的热。呈现热电效应的材料(例如热电晶体)可以用作热换能器。热电堆可以将热能转换成电能并且包括电连接的热电偶,所述热电偶可以产生与局部温差或温度梯度成比例的输出电压。输入能量可以包括化学能。可用于产生化学能的远程电源包括燃料电池和电池。远程电源可以是地方电力公司。远程电源可以产生交流或直流电力。交流电力源包括核能、煤、发动机等。直流电力源包括太阳能电池、电池、USB连通等。图4是根据本发明的一些实施例的示意图。照明装置400包括光源110、光导120和第一换能器410,第一换能器410感应出电流I以给光源110供电。第一换能器410从第二换能器420接收第一能量E,第二换能器可以是远程的或本地的,如图4中所示。第二换能器420从远程发射器430接收第二能量。远程发射器430可以如图4中所示是远程的,或者它可以是本地的。第一换能器可以包括用于将输入能量转换成用于为电源供电的电能的上述换能器中的任一个。第二换能器不限于任何特定类型的换能器,更确切地,第二换能器可以是将从远程发射器接收的第二能量转换成第一换能器接收的第一能量的任何类型的换能器。图5是根据本发明的一些实施例的示意图。照明装置500包括光源110、光导120和第一换能器510,第一换能器510感应出电流I以给光源110供电。第一换能器510从第二换能器520接收第一能量E,第二换能器520可以是远程的或本地的,如图5中所示。第二换能器520从第三换能器530接收第二能量,第三换能器530可以是远程的或本地的,如图5中所示。第三换能器530从第四换能器540接收第三能量,第四换能器540可以是远程的或本地的,如图5中所示。远程发射器550可以如图5中所示是远程的,或者它可以是本地的。第二换能器、第三换能器和第四换能器中的每个可以是任何类型的换能器,只要它们如以上针对图4描述的是匹配的即可。图6是根据本发明的一些实施例的示意图。照明装置600包括光源60la、602a和603a以及分别对应的光导601b、602b和603b。照明装置600还包括各自能够接收远程发射器640所发射能量的换能器610、620和630。在这个实施例中,远程发射器发射的能量被不止一个换能器接收,每个换能器被构造成能向光源供电。
图7是本发明实施例的示意图。照明装置700包括如图7中所示串联连接的光源701,702和703。带有天线710的换能器接收远程发射器720发射的能量。在这个实施例中,远程发射器发射的能量被换能器接收,所述换能器被构造成能向串联连接的不止一个光源供电。图8是根据本发明的一些实施例的示意图。照明装置800包括光源110、光导120、具有第一接收天线811a的第一换能器810a和具有第二接收天线811b的第二换能器810b。远程发射器820包括发射天线821,该发射天线用于发射第一接收天线和第二接收天线接收的射频波。在这个实施例中,由远程发射器发射射频波,并且由不止一个换能器接收射频波,每个换能器被构造成能向光源供电。图9是根据本发明的一些实施例的示意图。照明装置900包括光源110、光导120、具有第一接收天线911a的第一换能器910a和具有第二接收天线911b的第二换能器910b。远程发射器920包括发射天线921a和921b,这些发射天线用于发射第一接收天线和第二接收天线接收的不同频率的射频波。在这个实施例中,由远程发射器发射不同频率的射频波,并且由不同换能器接收各频率的射频波,每个换能器被构造成能向光源供电。本文所公开的照明装置包括光导和光源。光由光源发出,进入光导,并且按照折射定律和全内反射原理进行传播、反射和/或折射。光在光导内的行为可取决于多种因素,例如光导的表面结构、是否存在与光导接触的另外基材、和/或光导以及任何与光导接触的另外基材的材料组成。此外,光在光导内的行为可取决于进入光导的光的角分布。可以用几何光学原理来描述光对于本文所公开照明装置的行为。这些原理是众所周知的,此处不再陈述;更详细的描述可见于以上引用的Sherman等人的参考文献。通常,可以应用折射定律和全内反射原理并结合光线跟踪技术来从理论上确定改变三维结构、材料组成、层构造、光的角分布等会如何影响本文所公开的照明装置和制品的光的行为。光导的折射率可以大于约O. 01、大于约O. I或大于约O. 5。当用于管理光的光学制品(例如提取器)被设置成与光导相邻时,光导和光学制品之间的折射率之差可以是约
O.002至约O. 5、约O. 02至约O. 5、约O. 05至约O. 5、约O. I至约O. 5或者约O. 4至约O. 5。根据给定应用的需要,光导可具有任何三维体积形状。光导可以为方形或矩形的层、片、膜等形式。光导可被切割或划分成如下所述的形状。对光导的厚度并无特别限制,只要它能按需发挥作用。可根据或结合光源选择来光导的厚度。光导的示例性厚度在从约O. 4密耳至约1000密耳、从约I密耳至约300密耳、从约I密耳至约60密耳、或从约O. 5密耳至约30密耳的范围内。从光导提取的光的量和方向在最低程度上可通过下列因素进行控制特征的形状、尺寸、数量、排列方式等、光导及该光导所接触的任何介质的折射率、光导的形状和尺寸,以及允许进入光导的光的角分布。这些变量可经过选择,以使得相对于进入光导的光的总量,从光导提取的光量为约10%至约50%、约20%至约50%、约30%至约50%、约50%至约70%、约50%至约80%或约10%至约90%。在一些实施例中,光导是含有一种或多种粘弹性材料的粘弹性光导。通常,粘弹性材料在经历变形时同时表现出弹性和粘性行为。弹性特性是指材料在瞬态荷载移除后恢复初始形状的能力。衡量材料弹性的一个度量称为拉伸给定值。该值为材料已被拉伸、随后被允许在与拉伸时相同的条件下恢复(松弛)之后剩余的伸长量的函数。如果材料的拉伸给定值为0%,则其在松弛后恢复到初始长度;而如果拉伸给定值为100%,则材料在松弛后的长度为初始长度的两倍。可以使用ASTM D412方法测量拉伸给定值。可用的粘弹性材料的拉伸给定值可大于约10%、大于约30%或大于约50%;或为约5至约70%、约10至约70%、约30至约70%或约10至约60%。属牛顿液体的粘性材料的粘滞特性符合牛顿定律,该定律说明应力随剪切梯度线性增加。液体在剪切梯度去除时不会恢复其形状。可用的粘弹性材料的粘滞特性包括材料在其不会发生分解的合理温度下的流动性。粘弹性光导可具有促使充分地接触或润湿被设计成能从光导提取光的材料(例如光学制品)的至少一部分的特性,以便粘弹性光导和光学制品进行光学耦合。然后可从粘弹性光导中提取出光。粘弹性光导通常为软质、适形和柔性的。因此,粘弹性光导可具有使充分接触得以实现的弹性模量(或储能模量G’)、使层不作不需要流动的粘性模量(或损耗模量G”),以及使层具有相对阻尼度所需的阻尼系数(G”/G’,tan D)。可用的粘弹性材料可具有小于约300,OOOPa的储能模量G’(在10弧度/秒和约20°C至约22°C温度下测得)。可以按照例如ASTM D4065、D4440和D5279,使用动态机械分析来测量材料的粘弹性。在一些实施例中,粘弹性光导包括以Dahlquist临界线描述的PSA层(如 Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology,Second Ed. ,D. Satas,ed., VanNostrand Reinhold, New York,1989(《压敏粘合剂技术手册》,第二版,D. Satas编著,VanNostrand Reinhold, New York,1989 年)中所述)。粘弹性光导可具有特定剥离力或至少显示具有在特定范围内的剥离力。例如,粘弹性光导的90°剥离力可为约50g/in至约3000g/in、约300g/in至约3000g/in或约500g/in至约3000g/in。可使用得自IMASS的剥离测试仪来测量剥离力。在一些实施例中,粘弹性光导包括在至少一部分可见光谱(约400至约700nm)范围内具有从约80至约100%、约90至约100%、约95至约100%、或约98至约100%的高透光率的光学透明的光导。在一些实施例中,粘弹性光导的雾度值小于约5%、小于约3%或者小于约1%。在一些实施例中,粘弹性光导的雾度值为约0. 01%至小于约5%、约0. 01%至小于约3%或者约0.01%至小于约1%。可使用雾度计按照ASTM D1003测定透射雾度值。在一些实施例中,粘弹性光导包括具有高透光率和低雾度值的光学透明的光导。在至少一部分可见光谱(约400至约700nm)高透光率可从约90至约100%、从约95至约100%或从约99至约100%,而雾度值可从约O. 01至小于约5%、从约O. 01至小于约3%或从约O. 01至小于约I %。粘弹性光导的透光率还可以为约50%至约100%。在一些实施例中,粘弹性光导为雾化的,可将光、尤其是可见光漫射。雾化粘弹性光导的雾度值可以大于约5%、大于约20%或大于约50%。雾化粘弹性光导的雾度值可以为约5%至约90%、约5%至约50%或约20%至约50%。在一些实施例中,粘弹性光导可反射和透射光,因而是半透明的。粘弹性光导的折射率可在约I. 3至约2. 6、I. 4至约I. 7或约I. 5至约I. 7的范围内。针对粘弹性光导选择的特定折射率或折射率范围可取决于照明装置的总体设计和可使 用该装置的特定应用。粘弹性光导通常包含至少一种聚合物。粘弹性光导可包括至少一种PSA。PSA可用于将粘附体粘附在一起,并且显示诸如以下性质(I)持久有力的粘着性,(2)用手指轻轻一压就能粘附,(3)足够的保持在粘附体上的能力,以及(4)足以从粘附体上干净剥除的内聚强度。已经发现适于用作压敏粘合剂的材料为这样的聚合物,其经过设计和配制可表现出必需的粘弹性,使得粘着性、剥离粘合力和剪切保持力之间实现所需的平衡。得到性质的适当平衡并不是一个简单的过程。有关PSA的定量描述可见于上文引用的Dahlquist参考文献。可用的PSA在上述Sherman等人的文献中有详细描述。可用的PSA包括衍生自单体A和单体B的聚(甲基)丙烯酸酯PSA,所述单体A含有至少一个单烯键不饱和(甲基)丙烯酸烷基酯单体,其中,单体A的均聚物的Tg不大于约0°C,并且单体B含有至少一个单烯键不饱和自由基共聚加固单体,其中,单体B的均聚物的Tg高于单体A的均聚物的Tg,例如,至少为约10°C。本文所用的(甲基)丙烯酸是指丙烯酸类和甲基丙烯酸类物质,同样也指(甲基)丙烯酸酯。在一些实施例中,粘弹性光导包含天然橡胶类和合成橡胶类PSA、热塑性弹性体、增粘热塑性-环氧化物衍生物、聚氨酯衍生物、聚氨酯丙烯酸酯衍生物、有机硅PSA如聚二有机硅氧烷、聚二有机硅氧烷-聚乙二酰胺和有机硅脲嵌段共聚物。在一些实施例中,粘弹性光导包括透明的丙烯酸类PSA,例如,可作为无基材胶带得自3M公司的VHB 丙烯酸胶带4910F(VHB Acrylic Tape 4910F)以及3M 光学透明层合粘合剂(3M Optically Clear Laminating Adhesives) (8140 和 8180 系列)之类。在一些实施例中,粘弹性光导包含分散在粘合剂基质中以形成路易斯酸碱对的嵌段共聚物。在一些实施例中,粘弹性光导包含当以零度的角度或接近零度的角度拉伸时可以从基底去除的可拉伸剥离PSA。粘弹性光导可以任选地包含一种或多种添加剂,例如填充剂、粒子、纤维、气泡、增塑剂、链转移剂、引发剂、抗氧化剂、稳定剂、阻燃剂、粘度改性剂、发泡剂、抗静电剂、着色剂(例如,染料和颜料、荧光染料和颜料、磷光染料和颜料)、纤维增强剂以及织造物和无纺布。光源可光学耦合到光导,使得光源发出的至少一些光可进入光导。例如,光源可光学稱合到光导,使得大于1%、大于10%、大于20%、大于30%、大于40%、大于50%、大于90 %或约100 %的光源发出的光进入光导。又如,光源可光学耦合到光导,使得约I至约10%、约I至约20%、约I至约30%、约I至约40%、约I至约50%、约I至约100%、约I至约100%、约50至约100%、或约I至约100%的光源发出的光进入光导。光源可发出具有随机或特定角分布的光。光源可包括任何合适的光源。示例性光源包括线光源(例如冷阴极荧光灯)和点光源(例如发光二极管(LED))。示例性光源还包括有机发光装置(OLED)、白炽灯、荧光灯、卤素灯、紫外灯、红外光源、近红外光源、激光或化学光源。通常,光源所发出的光可为可见光或不可见光。可使用至少一个光源。例如,可使用I至约10,000个光源。光源可包括设置在光导边缘上或边缘附近的一排LED。光源可包括布置在电路上的LED,以便LED发出的光在整个所需区域内连续或均匀地照亮光导。光源可包括发出不同颜色光的LED,使得颜色可在光导内混合。这样,可以将图形设计成在其使用过程中的不同时间以不同方式显现。图10是根据本发明的一些实施例的示例性照明装置的示意图。照明装置1000包 括光源110、光导120、与光导光稱合的提取器1010和换能器1020。光源110相对于光导120设置,使得光源发射的用光线111表示的光进入光导。光导120内的用单个光线121表示的光通过全内反射在光导内传输。光导120内的用单个光线122表示的光通过全内反射在光导内传输并且被提取到提取器1010。换能器1020是感应出电流I以给光源110供电的电源。提取器可以包括能与光导光学耦合的任何类型的制品。通常根据照明装置的预期用途来选择提取器。照明装置可以用在如WO 2010/005655 A2 (Sherman等人)中描述的许多不同类型的应用中,并且在此包括简要描述。照明装置可以用于例如图形艺术应用的标牌并且用在窗户、墙壁、墙纸、壁毯、图画、招贴、告示、柱子、门、车垫、车辆的上面或内部或任何使用标牌的地方。照明装置可以为了安全目的而用在需要光的任何地方。例如,照明装置可用于照亮梯子的一个或多个阶梯、楼梯的台阶、过道(例如飞机和电影院内)、走道、出口、扶手、工作区识别指示牌和标记。照明装置可用于多种用品,例如阅读灯;宴会和假日装饰品,例如帽子、摆设、串灯、气球、礼品袋、贺卡、包装纸;桌子和计算机附件,例如桌垫、鼠标垫、便签盒(notepadholder);书写用品;体育用品,例如鱼饵;工艺用品,例如编织针;个人用品,例如牙刷;家庭和办公用品,例如钟面、灯开关的壁板、挂钩、工具。照明装置可以用在服装和服饰品上,起到装饰和/或安全用途,例如用在骑自行车人的外套上,或者用在矿工的衣服或头盔上。照明装置可以用在腕带和手表主体上,如以下在实例I和对应的图lla-b中描述的。照明装置可以用在需要光或期望光的任何地方,例如,位于搁架的顶面或底面上,或者位于具有透光部分的搁架内。照明装置可以用作闪光灯,例如,它们可以位于电池盖板的外部或内部或者电子手持装置的其它部分上。照明装置可用于交通工具,例如,汽车、船舶、公共汽车、卡车、轨道车、拖车、飞行器和航空航天器。照明装置可以用在交通工具的几乎任何表面上,包括外部、内部或任何居间表面,例如,用于照亮交通工具外部和/或内部的门把手,或者用于照亮汽车后部行李箱、缓冲器、扰流器、地板、窗户、仪器面板,或者用作尾灯、门槛饰板灯、泥水灯、事故闪光灯、中间高置刹车灯、轮廓灯和标记、机舱,处于门的内面板和外面板之间,位于绝缘子螺脚和座位等等。照明装置可用于交通安全,例如用于交通指示牌、街道指示牌、高速分隔栏和护栏、收费所、交通标志和工作区识别指示牌和标记,用在牌照上作为装饰物,或者用于提供诸如车辆登记等的信息。照明装置还可以用于在牌照附近提供光,使得牌照被从侧面、上部等处照売。照明装置可与包括中空光循环腔的光学装置(有时称为背光源组件)一起使用。背光源组件可用于标牌或一般照明。示例性背光源组件公开于WO 2006/125174 (Hoffman等人)和美国2008/0074901 (David等人)中,上述全部专利均以引用方式并入本文。本文所公开的照明装置可用于代替这些参考文献中描述的光源。照明装置可用于诸如手机、个人数字助理、MP3播放器、数字相框、监视器、膝上型计算机、投影仪(如小型投影仪)、全球定位显示器、电视机等的显示装置的上面或内部。照·明制品可用来代替用于为显示装置(例如具有LCD和等离子体显示面板的显示装置)的显示面板提供背光源的传统光导。示例性显示装置在US 2008/232135 Al (Kinder等人)和US 6,111,696 (Allen等人)中有所描述。照明装置还可以用于照亮包括这类显示装置的各种电子装置中的按钮和键盘。本文所公开的照明装置可以装入安全膜或层合物中,这些安全膜和层合物用来制作驾驶证、护照、保护封套等并且用在被照亮牌照的构造中。本文所公开的照明装置可用于在显示器、按钮、键盘等中产生三维(3D)图像。本文所公开的照明装置可用于感测/检测装置,其中传感器被设置成能接收粘弹性光导发出的光。本文还公开了感测/检测装置,其中光源由传感器/检测器取代。传感器/检测器可为光电检测器、硅光电二极管、IR检测器、太阳能电池或光电装置,或它们的某种组合。本文所公开的照明装置可以装入治疗装置。例如,本文所公开的光学制品和装置可用于适形贴片,以给组织提供光疗。示例性适形贴片在U. S. 6,096,066 (Chen等人)中有描述,该专利以引用方式并入本文。另外的治疗装置在U. S. 2005/0070976 Al (Samuel等人)!Electronics World, October 2007 (《电子世界》,2007 年 10 月);和 LEDs Magazine,November 2006 (《LED杂志》,2006年11月)中有描述;所有这些文献均以引用方式并入本文。术语“接触”和“设置在...上”通常用于描述两物件彼此相邻,以使得整个物件可按需发挥功能。这可意味着相邻物件之间可以存在另外的材料,只要物件可按需发挥作用即可。SM实例I-照明表带图Ila示出包括主体1110和照明表带1120的手表1100的示意图。作为电源的电池1130位于主体的凹陷1111中,并且LED 1135被嵌入在表带中。用为了简便起见图示为弯曲虚线1137a-b的电线,将电池1130连接到LED 1135。将电线连接到导电锁定销1140,当将表带与主体组装在一起时,该锁定销将表带固定就位。可以将锁定销构造成三段,即具有两个导电端和非导电的中段。锁定销还可以包括从各侧插入的两个单独销,使得这些销因空气或非导电材料的隔离而不在中段接触。销(一个或多个)提供从电池1130至LED1135的电连接,使得LED如箭头1136所示地照亮表带1120。图Ilb示出其中通过感应由电池1100向LED 1135供电的手表1150的实施例。一般地图示为虚线1160a的电线将电池1100连接到感应线圈1161a,并且一般地图示为虚线1160b的电线将LED 1135连接到感应线圈1161b。作为另一种选择,可以分别用RF发射天线和接收天线替代感应线圈1161a和1161b,使得LED被RF信号远程供电。手表主体和表带的接近程度是一定的并且发射器可以位于手表主体中,而拾取器/接收器可位于其能够为所需光源供电的表带中。对于图lla-b所示的实施例,电池和LED可以位于主体和表带的任何组合中。例如,电池可以位于一段或两段表带中,和/或LED可以位于主体中,用于照亮手表表面。
根据配戴者的需要,手表主体可以与不同的表带一起使用。实例2-照明标签将调谐至3M 贴印标签装置的线圈天线连接到三个串联的LED上。在将天线设置成靠近(相距I英寸或更小距离)标签阅读器之后,LED将被通电并且可观察到LED被照売。通过将三个LED设置成与粘弹性光导(VEL)层的边缘既光学接触又物理接触来组装装置。LED被串联地接线并且连接到调谐至3M 贴印标签装置的线圈天线。将图形附着于VEL的一个表面并且将VEL的相对表面附着于塑料瓶。VEL将图形固定于塑料瓶,并且还将LED固定在VEL中。在带有该“VEL标签”的该瓶靠近贴印标签装置(在I英寸内)时,LED被加电并且看到光照亮塑料瓶上的图形。实例3-照明标签图12示出带智能标签的罐1200,其包括附着于罐1220的标签1210。串联连接的并且与RF接收天线1240进行通信的三个LED嵌入在标签内(或标签后)。图13a_c示出“智能库存”系统的示意图,其中,带智能标签的罐1300在陈列在智能搁架1310上时发出光,该智能搁架具有横跨搁架顶面1312的功率发射器(未示出)。由RFID对罐进行跟踪,从库存库房到它们被陈列的商店和搁架。带智能标签的罐1302 —直不发光,直到将带智能标签的罐1302放置在智能搁架1310上而形成带智能标签的罐1320。在从智能搁架1310取下带智能标签的罐1342而留有一些带智能标签的罐1342后,带智能标签的罐1342不发出光。当大多数带标签产品陈列在搁架上以供消费和购买时,带标签罐和功率发射器的接近程度是一定的。发射器可放置在要陈列带有接收LED照明标签的产品的搁架里面或上面(可能位于单独供电的垫或片材中),而拾取器/接收器可位于标签中,其中拾取器/接收器可为所需光源供电以仅当放置在位于搁架上的功率垫上时才照亮产品上的标签。这意味着,标签中的LED仅当产品正在陈列时才能够被点亮,而不是在运输途中、库房存放中或者在供应链循环中的其它非可见或非所需位置上。在以下附图中示出说明例。远程电源可以位于搁架、珠宝和其它物品的展示柜、衣帽架、冰箱、罐的冷却器中。实例4-绷带和伤口敷料绷带或伤口敷料可以装配有光导、光源和具有RFID感应供电天线的换能器。光源发出的光可以用于抗 菌治疗。
权利要求
1.一种照明装置,其包括 光源; 光导,其与所述光源光学I禹合;以及 换能器,其被构造成能通过转换从远程发射器接收的能量来为所述光源供电。
2.根据权利要求I所述的照明装置,其中所述能量包括射频波。
3.根据权利要求I所述的照明装置,其中所述能量包括微波。
4.根据权利要求I所述的照明装置,其中所述能量包括红外辐射。
5.根据权利要求I所述的照明装置,其中所述能量包括可见光。
6.根据权利要求I所述的照明装置,其中所述能量包括紫外光。
7.根据权利要求I所述的照明装置,其中所述能量包括太阳光。
8.根据权利要求I所述的照明装置,其中所述能量包括声波。
9.根据权利要求I所述的照明装置,其中所述能量包括热。
10.根据权利要求I所述的照明装置,其中所述换能器包含压电材料。
11.根据权利要求I所述的照明装置,其中所述换能器包含热电材料。
12.根据权利要求I所述的照明装置,其中所述换能器包括用于接收射频波的接收天线,并且所述远程发射器包括用于发射射频波的发射天线。
13.根据权利要求I所述的照明装置,其中所述换能器包括太阳能电池。
14.根据权利要求I所述的照明装置,其中所述换能器是第一换能器,并且所述远程发射器是第二换能器。
15.根据权利要求I所述的照明装置,其中所述换能器通过感应接收能量。
16.根据权利要求I所述的照明装置,其中所述换能器包含透明导体、透明聚合物、金属、导电金属、导电聚合物或它们的组合。
17.根据权利要求I所述的照明装置,其中所述光导是粘弹性的。
18.根据权利要求I所述的照明装置,其中所述光导是压敏粘合剂。
19.根据权利要求I所述的照明装置,还包括与所述光导光学耦合的提取器。
20.根据权利要求19所述的照明装置,其中所述提取器包括射频识别标签。
21.根据权利要求19所述的照明装置,其中所述提取器包括手表或时钟。
22.根据权利要求19所述的照明装置,其中所述提取器包括指示牌或标记。
23.根据权利要求19所述的照明装置,其中所述提取器包括指示灯。
24.根据权利要求19所述的照明装置,其中所述提取器包括绷带或敷料。
25.一种提供照明的方法,其包括 提供如权利要求I所述的照明装置,以及 将来自所述远程发射器的能量发射到所述换能器,以便向所述光源供电。
全文摘要
本发明公开了一种照明装置,所述照明装置具有光导和换能器,所述光导与光源光学耦合,并且所述换能器用于通过转换从远程发射器接收的能量向所述光源供电。从远程发射器接收的能量可以包括射频波、微波、红外辐射、可见光、紫外光、太阳光、声波或热。
文档编号G02B6/00GK102870020SQ201080049340
公开日2013年1月9日 申请日期2010年10月29日 优先权日2009年10月30日
发明者奥德蕾·A·舍曼, 凯文·R·谢弗, 迈克尔·A·梅斯, 苏曼特里·维达格多 申请人:3M创新有限公司

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