CN105408675B - 包括集成天线的照明设备和灯具 - Google Patents

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Abstract

本发明提供照明设备(100)和灯具(200)。照明设备包括热连接到散热器(120)的光发射器(110)。照明设备进一步包括通信电路(130)，通信电路(130)耦合到散热器以用于发送和/或接收通信信号。散热器导电并且包括开口(151)，开口(151)具有用于组成用于特定频率的孔径天线(150)的尺寸，以用于经由散热器有方向地发送和/或接收特定频率的通信信号。在所示的实施例中，照明设备包括孔径天线(150)和另一孔径天线(160)。

Description

包括集成天线的照明设备和灯具
技术领域
本发明涉及包括集成天线的照明设备。本发明进一步涉及包括照明设备的灯具。
背景技术
对于室内应用和室外应用两者而言，光源的远程管理越来越流行。智能照明已经变得广泛普及，并且RF通信是要用于对灯的这一远程管理的强大技术，特别是对家庭和办公室环境而言。趋势已经移动向通过向照明设备发送RF控制信号直接控制光源或者照明设备(例如灯的可交换元件)，而不是控制向灯的功率供应。
包括通信电路的这种光源的一个示例可以在已公开的专利申请US2012/0274208A1中找到，其涉及包括用于产生光的光源(例如LED)的诸如替换照明设备之类的照明设备。该照明设备进一步包括散热器，散热器由具有低于0.01Ωm的电阻率的材料制成(例如金属散热器)，是壳体的一部分并且将热量从光源传走。连接到天线的射频通信电路用于实现RF信号通信(例如以经由远程控制来控制设备)。天线被设置为在散热器外部相距至少2mm。
这一照明设备的问题是已知光源中的装置的通信效率不是最优的。
发明内容
本发明的目的是提供具有连接到天线的通信电路的照明设备，其中通信效率得到改善。
本发明的第一方面提供照明设备。本发明的第二方面提供灯具。有利的实施例在从属实施例中限定。
依照本发明的第一方面的照明设备包括热连接到散热器的光发射器。照明设备进一步包括耦合到散热器的通信电路，以用于发送和/或接收通信信号。散热器导电并且包括开口，该开口具有用于组成用于特定频率的孔径天线的尺寸，以用于经由散热器有方向地发送和/或接收特定频率的通信信号。天线发射(和接收)具有辐射分布的通信信号，该辐射分布通常为全方向辐射分布，以允许天线周围宽范围内的通信。偶极天线是天线的示例，其通常用于照明设备并且具有这种全方向辐射分布——实际上在偶极天线周围的大致环圈形的辐射分布。因为散热器导电并且因为根据本发明的照明设备通常用于被包围的环境中，例如用于建筑物的天花板中或者灯具中，全方向通信信号中的很多信号可以由散热器或者其它周围元件遮蔽，这显著减少了通信效率。与例如上述偶极天线相比，孔径天线具有完全不同的辐射分布。根据本发明的照明设备包括孔径天线，并且孔径天线的使用保证了通信效率可以显著增加。与很多其它类型的天线相比，孔径天线具有方向性辐射特性，其中大部分的通信信号从孔径被导向走。这一方向性辐射特性可以由照明设备的设计者用于将通信信号从散热器导向走并且从任何其它周围和阻挡元件导向走，这减少了通信信号的损耗并且因此改善了通信的效率。
如上文已经提到的那样，根据本发明的照明设备通常由例如灯具中的某种壳体包围。这种壳体还可以(居于遮蔽通信信号的一部分之后)限制空气经过散热器的流动，并且因此限制从散热器向环境的热量流动。从散热器向壳体中的环境的重要热量流动紧挨着在壳体的光发射开口处，照明设备从该光发射开口发射光。在已知的照明设备中，散热器被设置为距离延伸的天线至少2mm远，从而定位成远离壳体的光发射开口，这可以减少经由光发射开口从散热器到环境的热量流动。在根据本发明的照明设备中，天线是孔径天线，该孔径天线主要包括在散热器中具有预定义尺寸的开口。这种装置使得散热器能够靠近壳体或者灯具的光发射开口延伸，并且因此实现经由光发射开口的从散热器到环境中的相对良好的热量流动。因此，居于在根据本发明的照明设备中具有孔径天线的方向性辐射分布之后，这一照明设备还可以改善照明设备中的散热器的效率，从而允许根据本发明的照明设备的光发射功率的增加。
已公开的英国专利申请GB2483113公开的是，照明设备可以包括电路，该电路包括用于与远程设备通信的通信电路。这一已公开的专利申请进一步公开的是，散热器被设置为充当用于通信电路的天线。然而，这一已公开的专利申请中未公开的是应该如何配置散热器使得其充当用于通信电路的天线。在根据本发明的照明设备中，散热器包括开口，该开口具有用于组成孔径天线的尺寸。
WO2012150589A1公开了与照明设备组合的天线。天线606被包围在壳体604中。壳体604具有开口，以允许由天线606发射的信号离开壳体604。然而，天线606本身在半球616内发射辐射(第14页，第10行至第14行)。这一天线606不激发壳体604再发射辐射。
US2012/0293652公开了具有集成热散布器的LED模块。天线114被放置在热散布器104内。然而，其没有表达天线激发热散布器104再发射辐射。
US2012/0300453公开了LED灯泡。中空光转移部件70可以充当信号收发器。然而，这一中空部件70由诸如陶瓷材料之类的电介质制造(第0032段)。因此，本领域技术人员可以理解的是，其功能仅是引导辐射。电介质部件70不能被初级天线激发从而生成电场以便单独地发射经改善的辐射。
相比之下，在根据本发明的照明设备的实施例中，通信电路连接到初级辐射器，该初级辐射器至少部分地由散热器围绕并且发送和/或接收特定频率处的通信信号以将表示通信信号的电场感应到孔径天线中。当散热器中的开口的尺寸被设计为使得开口充当用于特定频率的孔径天线时，在开口附近由初级辐射器发射的基本频率的任何信号将在开口内感应电场。跨开口的这种电场使得开口根据孔径天线的辐射特性有方向地再发射通信信号。初级辐射器可以例如是被设置在散热器内的天线，或者可以例如包括将信号直接馈送到孔径天线的开口中的馈送线。这种馈送线可以例如是微带线或者波导。在其中初级辐射器是天线的实施例中，初级辐射器可以例如包括相对高的边缘场。初级辐射器的边缘场是散布到围绕初级辐射器的电介质材料中的泄漏场。当使用具有相对高的边缘场的初级辐射器时的益处是对孔径的激发可以间接通过接近耦合实现。初级辐射器可以例如是电连接到通信电路并且位于散热器内靠近开口的偶极天线。当这一偶极天线发射特定频率的通信信号时，电场将在开口中被感应，该开口随后将充当孔径天线并且将通信信号从开口再发射走并且从根据本发明的照明设备再发射走。备选地，初级辐射器可以是平面反相场天线(进一步地还表示为PIFA)或者贴片天线，这些通常是具有相对高的边缘场的天线。甚至进一步备选地，初级辐射器可以是微带线或者波导。这种微带或者波导组成用于对孔径的直接激发的馈送线或者传输线。
在根据本发明的照明设备中，孔径天线的开口的外边沿具有基本上等于N*(λ/4)的尺寸，N是整数并且λ是特定频率的通信信号的波长。在散热器中具有开口(该开口具有外边沿，该外边沿具有基本上等于N*(λ/4)的尺寸)保证了开口对于特定频率的通信信号敏感，使得电场可以在开口内生成。孔径天线的开口的精确形状可以确定预定义频率的所发射的(和接收的)通信信号的偏振。孔径天线的边沿的尺寸可以稍微偏离限定的尺寸——因此，尺寸基本上等于N*(λ/4)。可以存在从这一精确边沿尺寸的小偏离，以增加孔径天线的带宽，从而使得孔径天线对通信信号的范围敏感。通常，无线通信在所谓的通信带上进行。例如，对于照明设备中的无线通信而言众所周知的标准Zigbee具有16个信道，在这些信道上可以传输范围从2.405GHz到2.480GHz的数据。单个孔径天线优选地能够经由这些不同的信道中的每个信道通信，并且因此孔径天线的总带宽可以足够宽以覆盖这一频带。因此，可以选择从精确的N*(λ/4)边沿尺寸的偏离以覆盖所有Zigbee信道。
在照明设备的实施例中，连接到散热器中的开口的边沿的内表面被成形为将通信信号从初级辐射器引导到孔径天线。因此，开口与内表面一起组成了到散热器中的凹部。在这种实施例中，连接到边沿的内表面是(开端式)波导，该波导充当用于依赖于开口的尺寸的特定频率的孔径天线。在照明设备的实施例中，由开口和内表面形成的凹部的横截面具有与孔径天线的开口的边沿的形状相同的形状——横截面基本上平行于开口设置。到散热器中的凹部的深度和初级振荡器在这一凹部内的位置确定了开端式波导以哪个模式开始振荡，并且从而确定孔径天线的方向性辐射分布将是什么样的实际形状。
在照明设备的实施例中，内表面的横截面尺寸朝向散热器的外部增加以用于创建喇叭孔径天线。喇叭孔径天线的益处是，与孔径天线相比，这种喇叭孔径天线的辐射分布在方向上甚至更窄(喇叭孔径的辐射分布的横截面更小)。这可以进一步增强具有周围事物的照明设备的通信电路的通信效率。如上文提到的那样，当照明设备例如被设置在建筑物的天花板中时，通信电路的通信通常将紧挨在照明设备的下方某处发生。使用任何全方向天线用于与环境通信将减少通信效率，因为所生成的通信信号中的很多通信信号将被遮蔽或者将在预期没有接收器的方向上被发射。使用喇叭孔径天线进一步加强了从根据本发明的照明设备辐射的辐射分布的方向性特性，并且允许以甚至在方向上与孔径天线相比更窄的辐射分布辐射通信信号。依赖于这种喇叭孔径的辐射分布的总宽度，可以甚至可能区分照明设备集中的单独照明设备的通信。
在照明设备的实施例中，初级辐射器被设置在孔径天线的边缘处，并且孔径天线被配置为从边缘跨孔径天线的开口引导电场。因此，初级辐射器感应由于在孔径天线的边缘处的初级辐射器辐射通信信号而生成的场，孔径天线通过跨孔径天线的开口的剩余部分引导所感应的电场而至少部分地充当波导。在照明设备的实施例中，照明设备包括耦合到孔径天线的另一开口，另一开口具有用于组成用于特定频率的另一孔径天线的尺寸，另一孔径天线由孔径天线的所引导的电场馈送。在这一实施例中，照明设备包括两个耦合的孔径天线，被指示为孔径天线和另一孔径天线。在这一实施例中，孔径天线主要被配置用于将所感应的电场引导向另一孔径天线——虽然孔径天线当然还发射通信信号的某个部分，因为孔径天线不是限制型波导或者微带线。这一实施例的益处是可以将孔径天线优化以接收来自通信电路的通信信号。这一优化可以是由于孔径天线的位置(例如，靠近初级辐射器)或者由于孔径天线的开口的整体尺寸，使得通信信号可以相对容易地在这一孔径天线中被感应。随后，孔径天线将所感应的电场的至少一部分引导向另一孔径天线，该另一孔径天线例如为了与环境通信而进行了优化。再次，用于与环境通信的另一孔径天线的这一优化可以是由于孔径天线的位置并且可以是由于开口尺寸或者另一孔径天线的辐射分布。
在照明设备的实施例中，孔径天线包括限定平面的基本上长方形的开口，并且另一孔径天线包括限定另一平面的基本上圆形的开口，另一平面基本上垂直于照明设备的光轴设置。孔径天线的辐射分布具有基本上垂直于开口(或者另一开口)的主方向。在这一实施例中，另一孔径天线包括限定另一平面的另一开口，该另一平面基本上垂直于照明设备的光轴设置。在这种装置中，另一孔径天线的辐射分布的主方向基本上平行于光轴——并且因此，通信信号将由另一孔径天线在与从照明设备发射光基本上相同的方向上辐射。当照明设备被包括在壳体中(例如在灯具或者天花板中)时，这是特别有益的，因为这通常将导致其中通信信号未被阻挡的装置(因为通常灯具或者壳体将防止由照明设备发射的光被阻挡)。
可选地，由基本上长方形的开口限定的平面基本上平行于照明设备的光轴设置。在这种实施例中，孔径天线的开口(其主要被设置为馈送另一孔径天线)基本上垂直于另一开口设置。因此，初级辐射器(其可以例如馈送孔径天线)可以被定位为更加远离另一孔径天线，例如在位于照明天线内的印刷电路板上。使用这一基本上长方形的孔径天线作为波导以馈送另一孔径天线允许通信信号平行于光轴被引导到另一孔径天线，并且因此允许通信信号沿着散热器的外部朝向另一孔径天线的高效率输送。
在照明设备的实施例中，光发射器被设置在散热器的凹部中，凹部具有组成另一孔径天线的另一开口的凹部边沿。这一凹部可以例如是光发射器的准直器的一部分，或者可以简单地是其中设置例如发光二极管(进一步地还指示为LED)或者有机发光二极管(进一步地还指示为OLED)或者激光二极管的散热器的凹部。这种半导体光发射器通常不需要准直器，但是通常需要相对大的散热器以保证在半导体光发射器的操作期间温度不超出特定阈值。将光发射器放置在散热器内的凹部中允许散热器的一部分在照明设备的光发射开口处相对容易地与环境交换热量。如果在这种装置中凹部边沿组成另一孔径天线的另一开口，则经由另一孔径天线的用于通信的辐射的主辐射方向基本上在与光发射相同的方向上。
在照明设备的实施例中，照明设备进一步包括控制电路，以用于响应于所接收的通信信号控制照明设备。控制电路可以例如被配置用于控制照明设备的从包括如下项的列表中选取的运作：开切换、关切换、调光、改变颜色、对开切换定时、对关切换定时、改变所发射光的焦点、控制光束角、估算寿命、功率消耗、检测故障、识别。
根据本发明的照明设备还可以包括被设置为与从包括如下项的列表中选取的光安装构造配合的外部形状：A19、E26、E27、E14、E40、B22、GU-10、GZ10、G4、GY6.35、G8.5、BA15d、B15、G53、PAR、以及GU5.3。
根据第二方面的灯具包括根据本发明的光源。
本发明的这些方面和其它方面从下文中描述的实施例中显而易见，并且将参照下文中描述的实施例阐述。
本领域技术人员将领会的是，上述的本发明的选项、实施方式、和/或方面中的两个或者多个可以以任何认为有用的方式组合。
对颜色转换装置、照明单元、以及固态光发射器包装的修改和变化(其对应于所描述的对颜色转换装置的修改和变化)可以由本领域技术人员在本说明书的基础上执行。
附图说明
在附图中：
图1示出了根据本发明的照明设备中的孔径天线的第一实施例的示意性平面图，
图2示出了根据本发明的照明设备中的孔径天线的第一实施例的其中指示了电场的示意性平面图，
图3示出了根据本发明的孔径天线的第一实施例的在xy平面内测得的辐射图案，
图4示出了根据本发明的孔径天线的第一实施例的在xz平面内测得的辐射图案，
图5示出了根据本发明的孔径天线的第一实施例的在yz平面内测得的辐射图案，
图6示出了照明设备的第二实施例的示意性平面图，该示意性平面图示出了锥形喇叭孔径天线的三维辐射图案，并且
图7示出了根据本发明的灯具的示意性平面图。
应该注意的是，在不同的图中由相同的附图标记表示的项具有相同的结构特征和相同的功能，或者是相同的信号。在已经解释了这种项的功能和/或结构的情况下，不需要在具体实施方式中重复对其解释。
附图纯粹是图解性的并且未按比例绘制。特别地，为了清楚，一些尺寸被强烈夸大。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的照明设备100中的孔径天线150的第一实施例的示意性平面图。孔径天线150是导电材料中的开口151，其中开口151的尺寸实现了在孔径150内生成电场E(见图2)。生成的电场E确定通信频率、辐射分布、以及从孔径天线150辐射的辐射的偏振。图1所示的实施例示出了照明设备100，照明设备100包括热连接到散热器120的光发射器110。光发射器110在图1中不可见，但是连接到散热器120内的PCB 105。光发射器110可以是诸如LED、OLED、激光器、或者甚至高压放电灯之类的任何光发射器110。照明设备100进一步包括通信电路130，通信电路130也连接到PCB 105并且连接到用于发送和/或接收通信信号的初级辐射器140。这一初级辐射器140经由电容式耦合耦合到散热器120、耦合到孔径天线150，孔径天线150是限定平面(未示出)的基本上长方形的开口151或者孔径151，该平面基本上平行于照明设备100的光轴OA设置。孔径天线150的外边沿155被限定为使得由初级辐射器140辐射的信号被感应到孔径天线150中，并且在组成孔径天线150的开口151内创建电场。孔径天线150内的电场E将由孔径天线150跨整个孔径天线150引导，同时孔径天线150还辐射所感应的通信信号的一部分。孔径天线150耦合到组成另一孔径天线160的另一开口161或者孔径161，并且孔径天线150经由孔径天线150内的引导的电场E对这一另一孔径天线160进行馈送。同样地，另一孔径天线160具有外边沿165，外边沿165具有允许在另一孔径天线160内生成电场E并且允许另一孔径天线160将通信信号从照明设备100辐射走的尺寸。另一孔径天线160限定另一平面(未示出)，该另一平面基本上垂直于照明设备100的光轴OA设置。
如上文提到的那样，相比于很多其它类型的天线，孔径天线150、160具有方向性辐射特性，其中大部分的通信信号从开口151、161或者孔径151、161被导向走。这一方向性辐射特性可以由照明设备100的设计者用于将通信信号从散热器120导向走并且从任何其它周围和阻挡元件导向走，这减少了通信信号的损耗并且因此改善了通信的效率。
孔径天线150、160的外边沿155、165基本上可以具有任何形状——只要尺寸实现在孔径天线150、160内生成电场E。然而，在某种情况下，当外边沿155、165的形状接近狭缝天线的形状时(即当长度尺寸为近似λ/2并且宽度尺寸远小于λ/2时)，散热器120中的开口将不再表现为孔径天线150、160(通信信号的方向性辐射)，而是将表现为类似于具有全方向发射特性的偶极天线。
初级辐射器140至少部分地由散热器120围绕，并且被配置用于发送和/或接收特定频率处的通信信号，以用于将表示通信信号的电场E感应到孔径天线150中。当散热器120中的开口151的尺寸被设计为使得开口151充当用于特定频率的孔径天线150时，在孔径天线150附近发射(例如，由初级辐射器140发射的)的基本频率的任何信号在孔径天线150内感应电场E。跨孔径天线150的这种电场E使得孔径天线150根据孔径天线150的辐射特性有方向地再发射通信信号。在图1所示的实施例中，开口151或者孔径天线150被配置为将所感应的电场E——并且因此将所感应的通信信号——引导向另一开口161或者另一孔径天线160，同时发射所感应的通信信号的一部分。因此，孔径天线150充当某种波导，以将通信信号从初级辐射器140引导到另一孔径天线160。然而，这一孔径天线150不是完美波导——因为构造不允许在所有方向上限制电场E——并且因此，所引导的通信信号的一部分将由孔径天线150发射。初级辐射器140可以例如是被设置在散热器120内的天线140，或者可以例如包括将信号直接馈送到孔径天线150的开口151中的馈送线(未示出)。这种馈送线可以例如是微带线(未示出)或者波导(未示出)。初级辐射器140可以例如是电连接到通信电路130并且位于散热器内靠近孔径的偶极天线(未示出)。备选地，初级辐射器140可以是平面反相场天线(进一步地还表示为PIFA)140或者贴片天线140，这些通常是具有相对高的边缘场的天线。
在根据本发明的照明设备100中，孔径天线150、160的开口151、161的外边沿155、165具有基本上等于N*(λ/4)的尺寸，N是整数并且λ是特定频率的通信信号的波长。在散热器120中具有开口(该开口具有外边沿155、165，外边沿155、165具有基本上等于N*(λ/4)的尺寸)保证了开口151、161或者孔径151、161对于特定频率的通信信号敏感，使得电场E可以在孔径天线150、160内生成。孔径天线150、160的开口151、161的精确形状可以确定预定义频率的所发射(和接收的)通信信号的偏振。如上文提到的那样，孔径天线150、160的外边沿155、165的尺寸可以稍微偏离N*(λ/4)以增加孔径天线150、160的带宽，从而使得孔径天线150、160对通信信号的范围敏感。通常，无线通信在所谓的通信带上进行。例如，对于照明设备100中的无线通信而言众所周知的标准Zigbee具有16个信道，在这些信道上可以传输范围从2.405GHz到2.480GHz的数据。单个孔径天线150、160优选地能够经由这些不同的信道中的每个信道进行通信，并且因此孔径天线150、160的总带宽可以足够宽以覆盖这一频带。因此，可以选择从精确的N*(λ/4)边沿尺寸的偏离以覆盖所有Zigbee信道。
根据本发明的照明设备100可以具有连接到散热器120中的开口160的边沿165的内表面167，该内表面被成形为将通信信号从初级辐射器140引导到孔径天线160。因此，开口160与内表面167一起组成了到散热器120中的凹部，以生成充当用于特定频率的孔径天线160的某种开端式波导。到散热器120中的凹部的深度和初级振荡器140在这一凹部内的位置确定了开端式波导(或者孔径天线160)以哪个模式开始振荡，并且从而确定孔径天线160的方向性辐射分布将是什么样的实际形状。
如图1所示的照明设备100进一步包括控制电路135，用于响应于接收的通信信号控制照明设备100。控制电路135可以例如被配置用于控制照明设备100的从包括如下项的列表中选取的运作：开切换、关切换、调光、改变颜色、对开切换定时、对关切换定时、改变所发射光的焦点、控制光束角、估算寿命、功率消耗、检测故障、识别。最后，照明设备100包括电连接引脚180，用于将照明设备100连接到电源。当然，这种连接引脚180还可以用作通信端口，经由某种功率线控制信号用于照明设备100到某种功率线网络(未示出)的进一步通信。
图2示出了根据本发明的照明设备100中的孔径天线150、160的第一实施例的其中指示了电场E的示意性平面图。如上文提到的那样，孔径天线150和另一孔径天线160的尺寸与由初级辐射器140提供的通信信号一起确定在孔径天线150和另一孔径天线160中生成的电场E的精确形状。这一电场E进一步确定所辐射的通信信号的辐射分布和特性(包括所辐射的信号的偏振)。
图3示出了根据本发明的照明设备100的第一实施例的在xy平面内测得的辐射图案。实线表示水平偏振的通信信号的辐射图案，并且虚线表示竖直偏振的通信信号的辐射图案。而且，图3的左上角处的微型图中指示的是初级辐射器140的位置。
图4示出了根据本发明的照明设备100的第一实施例的在xz平面内测得的辐射图案。再次，实线表示水平偏振的通信信号的辐射图案，并且虚线表示竖直偏振的通信信号的辐射图案。如从图4清晰可见的，孔径天线150、160的辐射分布主要基本上平行于光轴(OA)(见图1)从孔径天线150、160被导向走。
图5示出了根据本发明的照明设备100的第一实施例的在yz平面内测得的辐射图案。再次，实线表示水平偏振的通信信号的辐射图案，并且虚线表示竖直偏振的通信信号的辐射图案。此时，水平偏振的通信信号明显弱于竖直偏振的通信信号，从而指示孔径150、160被设计为增强这一竖直偏振的通信信号而非水平偏振的通信信号。
图6示出了照明设备102的第二实施例的示意性平面图，该示意性平面图示出了锥形喇叭孔径天线170的三维辐射图案。散热器122包括内壁177，内壁177具有锥形形状以创建锥形喇叭孔径天线170。在图6中，内壁177使用部分实的和部分虚的箭头指示，其中虚的部分图示参考箭头进入孔径天线170的开口171的部分。内部尺寸朝向开口171或者孔径171的发散确定了喇叭孔径天线170的这一喇叭形状进一步将所发射的通信信号的方向性集中得有多好。众所周知的设计准则可以用于限定这一发散以创建所需要的辐射分布。孔径天线170的外边沿175的形状可以具有基本上任何形状——只要尺寸实现孔径天线170内的电场E(见图2)的生成。如从辐射分布190可见的，与之前的实施例(图3至图5)相比，这种喇叭孔径天线170的方向性强得多，这是有益的，因为照明设备102通常被构建到壳体或者周围事物(天花板)中，并且因此将主要优选的是与光的发射相似的方向上的辐射——其它方向上的辐射可以被该周围事物遮蔽，或者在除了相似的光发射方向之外的另一方向上发射的信号不太可能击中任何接收天线。
用于这种喇叭孔径天线170的初级辐射器144优选地位于喇叭形状内，例如在散热器122内的位置处，在这里内壁177开始朝向外边沿175的其阶梯式发散。在图6中，初级辐射器144的位置使用部分实的和部分虚的箭头指示，其中虚的部分图示参考箭头的位于孔径天线170的喇叭形开口171内的部分。这种初级辐射器144可以是另一孔径天线或者本文中在上面指示的任何其它初级辐射器144。
图7示出了根据本发明的灯具200的示意性平面图。灯具200包括例如光安装构造，该光安装构造可以与照明设备100、102的外尺寸配合，使得照明设备100、102可以适配到灯具200中。
综上，本申请提供了照明设备100和灯具200。照明设备包括热连接到散热器120的光发射器110。照明设备进一步包括通信电路130，通信电路130耦合到散热器以用于发送和/或接收通信信号。散热器导电并且包括开口151，开口151具有用于组成用于特定频率的孔径天线150的尺寸，以用于经由散热器有方向地发送和/或接收特定频率的通信信号。在所示的实施例中，照明设备包括孔径天线150和另一孔径天线160。
应该注意的是，上述实施例图示而非限制本发明，并且本领域技术人员将能够设计很多备选实施例而不脱离所附权利要求的范围。
在权利要求书中，放置在括号之间的任何附图标记不应被解释为限制权利要求。词语“包括”以及其词形变化的使用不排除存在除了在权利要求中陈述的那些元件或者步骤之外的元件或者步骤。元件之前不定冠词“一(a)”或者“一个(an)”不排除存在多个这种元件。本发明可以借助于包括若干不同元件的硬件，以及借助于经合适地编程的计算机实施。在枚举若干装置的设备权利要求中，这些装置中的若干装置可以由同一硬件项体现。仅凭在互相不同的从属权利要求中记载某些措施的事实不表示这些措施的组合不能被有利地使用。

Claims (13)

1.一种照明设备(100、102)，包括热连接到散热器(120、122)的光发射器(110)，所述照明设备(100、102)进一步包括通信电路(130)，所述通信电路耦合到所述散热器(120、122)以用于发送和/或接收通信信号，所述散热器(120、122)导电并且包括开口(151、161、171)，所述开口具有特定尺寸以组成针对特定频率调谐的孔径天线(150、160、170)，以用于经由所述散热器(120、122)有方向地发送和/或接收所述特定频率的所述通信信号，其中所述通信电路(130)连接到初级辐射器(140、144)，所述初级辐射器至少部分地由所述散热器(120、122)围绕并且发送和/或接收所述特定频率处的所述通信信号以将表示所述通信信号的电场感应到所述孔径天线(150、160、170)中，并且跨所述开口的所述电场使得所述开口根据所述孔径天线(150)的辐射特性有方向地再发射所述通信信号，其中所述孔径天线(150、160、170)的所述开口(151、161、171)的外边沿(155、165、175)具有等于N*(λ/4)的尺寸，N是整数，并且λ是所述特定频率的所述通信信号的波长。
2.根据权利要求1所述的照明设备(100、102)，其中所述初级辐射器(140、144)从包括如下项的列表中选取：偶极天线、平面反相场天线、贴片天线、微带线、以及波导。
3.根据权利要求1所述的照明设备(100、102)，其中连接到所述散热器(120、122)中的所述开口的边沿(165、175)的内表面(167、177)被成形以将所述通信信号从所述初级辐射器(140、144)引导到所述孔径天线(160、170)。
4.根据权利要求3所述的照明设备(100、102)，其中所述内表面(177)的横截面尺寸朝向所述散热器(120、122)的外部增加以创建喇叭孔径天线(170)。
5.根据权利要求1所述的照明设备(100、102)，其中所述初级辐射器(140)被设置在所述孔径天线(150)的边缘，并且所述孔径天线(150)被配置用于从所述边缘跨所述孔径天线(150)的所述开口(151)引导所述电场。
6.根据权利要求5所述的照明设备(100、102)，其中所述照明设备(100、102)包括耦合到所述孔径天线(150)的另一开口(161)，所述另一开口(161)具有用于组成用于所述特定频率的另一孔径天线(160)的尺寸，所述另一孔径天线(160)由所述孔径天线(150)的经引导的所述电场进行馈送。
7.根据权利要求6所述的照明设备(100、102)，其中所述孔径天线(150)包括限定平面的基本上长方形的开口(151)，并且其中所述另一孔径天线(160)包括限定另一平面的基本上圆形的开口(161)，所述另一平面基本上垂直于所述照明设备(100、102)的光轴(OA)设置。
8.根据权利要求7所述的照明设备(100、102)，其中由所述基本上长方形的开口(151)限定的所述平面基本上平行于所述照明设备(100、102)的所述光轴(OA)设置。
9.根据权利要求7所述的照明设备(100、102)，其中所述光发射器(110)被设置在所述散热器(120、122)的凹部中，所述凹部(160)具有凹部边沿(165)，所述凹部边沿(165)组成所述另一孔径天线(160)的所述另一开口。
10.根据权利要求1所述的照明设备(100、102)，其中所述照明设备(100、102)进一步包括控制电路(135)，所述控制电路用于响应于所接收的所述通信信号控制所述照明设备(100、102)。
11.根据权利要求10所述的照明设备(100、102)，其中所述控制电路(135)被配置用于控制所述照明设备(100、102)的运作，所述照明设备(100、102)的所述运作从包括如下项的列表中选取：开切换、关切换、调光、改变颜色、对所述开切换定时、对所述关切换定时、改变所发射光的焦点、控制光束角、估算寿命、功率消耗、检测故障、以及识别。
12.根据权利要求1所述的照明设备(100、102)，其中所述照明设备(100、102)的外部形状被设置为与从包括如下项的列表中选取的光安装构造配合：A19、E26、E27、E14、E40、B22、GU-10、GZ10、G4、GY6.35、G8.5、BA15d、B15、G53、PAR、以及GU5.3。
13.一种灯具(200)，包括根据前述权利要求中的任一项所述的照明设备(100、102)。
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