EP4026200A1 - Leuchte mit datenübertragungsfunktion - Google Patents

Leuchte mit datenübertragungsfunktion

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EP4026200A1
EP4026200A1 EP20788751.4A EP20788751A EP4026200A1 EP 4026200 A1 EP4026200 A1 EP 4026200A1 EP 20788751 A EP20788751 A EP 20788751A EP 4026200 A1 EP4026200 A1 EP 4026200A1
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EP
European Patent Office
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slot
antenna
lamp
luminaire
housing
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EP20788751.4A
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English (en)
French (fr)
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EP4026200B1 (de
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Patrik Yves Koch
Frank Lochmann
Markus SCHERTLER
Patrick Schnell
Lukas Simma
Patrick WALCH
Markus Mayrhofer
Thomas Zengerle
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Tridonic GmbH and Co KG
Original Assignee
Tridonic GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
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Publication of EP4026200A1 publication Critical patent/EP4026200A1/de
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Publication of EP4026200B1 publication Critical patent/EP4026200B1/de
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/44—Details of, or arrangements associated with, antennas using equipment having another main function to serve additionally as an antenna, e.g. means for giving an antenna an aesthetic aspect
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V23/00—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
    • F21V23/04—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being switches
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S8/00—Lighting devices intended for fixed installation
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    • F21—LIGHTING
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    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
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    • H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/10—Resonant slot antennas
    • H01Q13/16—Folded slot antennas

Definitions

  • the invention relates to a lamp by means of which data or control signals can be transmitted wirelessly.
  • control devices receive signals from sensors and send control signals to lights or other devices via cables or wireless transmission methods.
  • WO 2012/089355 Ai discloses a safety or emergency lighting system in which a control device transmits radio signals to the safety lights directly or by means of repeaters for carrying out the prescribed regular functional tests.
  • a lighting system in which ceiling lights are equipped with a radio network module in order to provide Internet access for WLAN-enabled devices is disclosed in DE 102011007 416 A1.
  • Modern luminaires usually have operating devices / converters, which provide the power required for the illuminant or the operating voltage for the illuminant, monitor the function of the illuminant and enable dimming or changing of the light color.
  • operating devices can be connected to a network for controlling several components of a lighting system, via which they receive commands and / or parameters for controlling or operating the lighting means and send status messages.
  • the transmission of control signals and data is increasingly wireless, especially with WIFI or Bluetooth applications.
  • the problem here is that the antenna required for data transmission is usually arranged on the operating device and it is not possible to integrate the operating device in a metallic housing of a lamp because of the shielding effect of the housing against radio signals.
  • the invention is based on the object of creating a lamp which solves the problems described.
  • the task is in particular to provide a lamp with which control signals and / or data can be transmitted between an operating device inside the lamp and a communication partner using a stable radio link.
  • a lamp has at least one lamp, a metallic lamp housing and at least one operating device for the at least one lamp arranged inside the lamp housing, the operating device having an antenna for transmitting and / or receiving a radio signal, and in the lamp housing at least a slot antenna is formed by means of
  • Radiation coupling is coupled via a waveguide or a cavity resonator with the antenna of the operating device for the transmission of the radio signal outside the lamp housing.
  • the slot antenna has a length which corresponds to half the wavelength of the radiation used for radio transmission.
  • the slot antenna enables radio transmission between an antenna located inside the luminaire with a metallic housing and a device located outside, remote from the luminaire, and can be easily integrated into the metallic luminaire housing and is inconspicuous or usually not recognizable as an antenna. This improves the degree of freedom in the design of the luminaire.
  • signals for the control of the lamp or the operating device signals for the configuration of the lamp or the operating device and / or messages from the lamp or the operating device can be transmitted.
  • the lamp can have a repeater function in which radio signals received inside the lamp are forwarded by means of the slot antenna and the operating device or another radio device and / or serve as a base station for WLAN-enabled devices and / or DECT telephones.
  • the slot antenna and the antenna inside the luminaire are coupled via the air, with the electrical component of the electromagnetic field generated by the antenna impinging on the slot or the feed point at a right angle to the slot orientation.
  • the electromagnetic field thus occurring on the slot stimulates the slot geometry to emit electromagnetic radiation with a corresponding frequency.
  • the position and the alignment of the slot antenna and the antenna arranged inside the lamp are coordinated with one another.
  • the slot antenna is coupled or fed by means of a waveguide, which leads from the antenna arranged inside the lamp to the slot antenna, or via the lamp housing, which forms a cavity resonator.
  • the slot antenna may be a multi-slot slot group antenna in order to achieve a directivity of the antenna.
  • the slot antenna can be arranged on any side of the luminaire housing, provided that the relative position of the slot antenna and the antenna of the operating device to one another must remain such that the slot antenna is in (or close to) the amplitude maximum of the antenna of the operating device. If the direction of illumination and the desired direction of radiation of the slot antenna are almost the same, the slot antenna can be arranged on the side of the lamp housing on which the at least one lamp is arranged.
  • the lamp can have several lamps, the lamps and the slots being arranged alternately next to one another on the side of the lamp housing.
  • the lighting means can be light-emitting diodes (LED) arranged in strips, with a slot of the slot antenna being arranged between two LED strips. In this way, the slot antenna can be integrated very inconspicuously and enable improved air movement / cooling in the area of the LEDs.
  • the luminaire can have a transparent cover which covers the slot antenna and the at least one illuminant. This means that no additional cover is required for the slot antenna in order to achieve a high IP protection class (protection against accidental contact, protection against dust and water).
  • the slot length of the slot antenna can correspond to half or a multiple of half the wavelength of the radio signal.
  • the operating device can have a housing on which the antenna for transmitting and receiving the radio signal is arranged.
  • At least one slot antenna which is coupled to the antenna of the operating device by means of the radiation coupling, the waveguide or the cavity resonator, can be arranged on at least two different sides of the luminaire housing.
  • the lamp can have several of the operating devices and several of the slot antennas, each antenna being coupled to another slot antenna by means of the radiation coupling, the waveguide or the cavity resonator.
  • the slot of the slot antenna can be open or at least partially closed or filled with a dielectric filling material, the dielectric material being arranged in the slot and / or the slot on at least one side of the slot of the slot antenna (inside and / or outside of the luminaire housing) covers.
  • the closing of the opening of the slot antenna with a dielectric enables the fulfillment of high requirements with regard to the dust and splash water protection of the luminaire.
  • the slot of the slot antenna does not have to have a rectangular shape (including rounded bars). This allows the slot antenna to be easily integrated, even in small luminaires and luminaires with round, oval or non-straight shapes.
  • the slot of the slot antenna can run in its main direction of extent at least partially parallel to an edge of the lamp, wherein the edge can be, for example, an edge of the lamp housing or an edge of a translucent cover of the lamp.
  • the slot can be at least part of a symbol attached to the lamp, such as a logo, a number or a letter or, through its shape, can represent at least part of the drawing.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a lamp according to the present invention
  • Fig. 2 is a side view of the lamp shown in Fig. 1,
  • Fig. 4 shows a second embodiment of a lamp according to the present invention
  • Fig. 1 shows a lamp according to the present invention in a simplified spatial representation.
  • the lamp has a metallic housing 1, a slot 2 located in the upper side of the box-shaped housing 1, a lamp (not shown) located on the lower side of the lamp, a transparent cover 3 covering the lamp and an operating device arranged inside the lamp 4 for the lamp.
  • the lighting means can be an LED module, the operating device 4 providing the power required for the LEDs.
  • FIG. 2 shows a side view of the lamp shown in FIG. 1 with the illuminant 6.
  • the operating device 4 can also wirelessly receive data for the configuration of the operating device 4 (specification of the maximum operating current and / or the light temperature) and to control the lamp (on / off commands or dimming level) from an external control device and / or wirelessly receive information on the current Send configuration and current operating status to the control device.
  • the operating device 4 has an antenna 5 on, which can be a Bluetooth or WLAN antenna and emits or receives a corresponding radio signal.
  • the slot 2 located in the upper side of the metal housing 1 and going through the metal housing forms a slot antenna which is fed or excited by the radio signal of the operating device 4 or an incoming signal and this in turn outwards (outside the luminaire) or radiates inwards to the antenna 5.
  • the antenna 5 and the slot antenna are arranged relative to one another in such a way that the electromagnetic radiation emitted by the antenna 5 generates an electric field E which strikes the feed point of the slot antenna 2 at a right angle (radiation coupling).
  • the slot length corresponds to half or a multiple of half the wavelength of the radio signal (l / 2 or h * l / 2), which is 6.25 cm or n * 6.25 cm at a radio signal frequency of 2.4 GHz corresponds to.
  • elements can be provided in the luminaire which define the installation position of the operating device 4. For example, receptacles or stops are formed in the interior of the metallic housing 1.
  • coupling can take place by means of a waveguide, which leads from the antenna 5 to the slot antenna 2, or a cavity resonator formed by the luminaire housing, which is excited by the antenna 5 and generates the electric field E.
  • the slot antenna can have a plurality of slots in order to achieve a directional effect.
  • 3 shows such an arrangement with four slots 2, in which the slots 2 and three lighting means 6 are arranged on the same side of the housing 1.
  • the lighting means 6 are designed as strip-shaped LED modules with eight LEDs each.
  • the slots 2 are arranged between the lighting means 6 (LED modules). The distance between two slots 2, which run parallel with respect to their main direction of extent, is greater than l / 2.
  • Fig. 4 shows a lamp according to the present invention, in which the slot antenna 2 is not rectangular.
  • the lamp shown in Fig. 4 has a circular metallic housing 1, a circular arc-shaped slot 2 located on the upper side of the round housing 1, a lamp (not shown), a light-permeable covering the lamp round cover 3 and arranged inside the lamp operating device 4 (not shown) for the light source.
  • the slot 2 forming the slot antenna has a uniform width and runs parallel to the outer edge 3a of the round cover 3, the circumference of the circular arc being chosen so that the length of the straight line between the ends of the circular arc is half or a multiple of half the The wavelength of the radio signal (l / 2 or h * l / 2).
  • the coupling of the antenna 5 of the operating device 4 takes place as described above.
  • Figures 5a to 5f show slot antennas 2 in different shapes with the dimensions for a radio signal frequency of 2.4 GHz, the file indicating the respective orientation of the electromagnetic field.
  • the shape of the slot antenna 2 can correspond to a symbol which is used, for example, to identify the lamp or the manufacturer.
  • the slot antenna 2 is formed on one of the sides of the housing 1.
  • at least one slot antenna 2 on at least two different sides of the housing 1, which are coupled to the antenna of the operating device 4 by means of the radiation coupling, the waveguide or the cavity resonator.
  • each device antenna being coupled to another slot antenna 2 by means of radiation coupling, the waveguide or the cavity resonator.
  • the position of the operating device 4 is selected, taking into account the position of its antenna 5 in the housing 1 of the lamp, so that optimal excitation of the slot antenna 2 is possible.
  • different positioning aids can be provided in the housing for different operating devices 4, so that several configurations are possible with just one lamp housing and, in particular, operating devices 4 that use different radio signals (Bluetooth, WiFi) can be used.
  • the slot 2 forming the slot antenna can be open or closed with a dielectric filling material. That the electric Material can either be restricted to the open area of the slot or can be applied to the inside and / or outside of the housing.
  • the material applied to a surface preferably has a relief-like surface so that the electrical material penetrates into the open area of the slot.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leuchte mit zumindest einem Leuchtmittel (6), einem Leuchtengehäuse (1) und zumindest einem in dem Leuchtengehäuse (1) angeordneten Betriebsgerät (4) für das zumindest eine Leuchtmittel (6), wobei das Betriebsgerät (4) eine Antenne (5) zum Senden und Empfangen eines Funksignals aufweist und das Leuchtengehäuse (1) zumindest eine Schlitzantenne (2) aufweist, die mittels Strahlungskopplung, einem Hohlleiter oder einem Hohlraumresonator mit der Antenne (5) des Betriebsgeräts (4) für die Übertragung des Funksignals außerhalb des Leuchtengehäuses (1) gekoppelt ist.

Description

Leuchte mit Datenübertragungsfunktion
Die Erfindung betrifft eine Leuchte, mittels der Daten oder Steuersignale kabellos übertragen werden können.
In der Gebäudeautomation empfangen Steuereinrichtungen Signale von Sensoren und senden Steuersignale an Leuchten oder andere Geräte über Kabel oder mittels kabelloser Übertragungsverfahren.
Die WO 2012/089355 Ai offenbart ein Sicherheits- bzw. Notbeleuchtungssystem, bei dem eine Steuereinrichtung Funksignale für die Durchführung der vorgeschriebenen regelmäßigen Funktionsprüfungen an die Sicherheitsleuchten direkt oder mittels Repeater überträgt.
Ein Beleuchtungssystem, bei dem Deckenleuchten mit einem Funknetzwerkmodul ausgestattet sind, um für WLAN-fähige Geräte einen Internet-Zugang bereitstellen, ist in der DE 102011007 416 Al offenbart.
Moderne Leuchten weisen in der Regel Betriebsgeräte/Konverter auf, welche den für das Leuchtmittel notwendigen Strom bzw. die Betriebsspannung für das Leuchtmittel bereitst eilen, die Funktion des Leuchtmittels überwachen und ein Dimmen oder Ändern der Lichtfarbe ermöglichen. Zusätzlich können Betriebsgeräte mit einem Netzwerk zur Steuerung mehrerer Komponenten eines Beleuchtungssystems verbindbar sein, über das sie Befehle und/oder Parameter für die Steuerung bzw. den Betrieb des Leuchtmittels empfangen und Statusmeldungen senden. Die Übertragung der Steuersignale und Daten erfolgt zunehmend kabellos insbesondere mit WIFI- oder Bluetooth -Anwendungen. Problematisch dabei ist es, dass die für die Datenübertragung erforderliche Antenne in der Regel am Betriebsgerät angeordnet ist und ein Integrieren des Betriebsgeräts in einem metallischen Gehäuse einer Leuchte wegen der abschirmenden Wirkung des Gehäuses gegenüber Funksignalen nicht möglich ist. Zudem sind am Leuchtengehäuse außen angebrachte Antennen aus ästhetischen Gründen meist unerwünscht und erfordern einen Berührungsschutz. Damit müssen erhebliche Einschränkungen beim Design von Leuchten mit integrierter Funkkommunikation in Kauf genommen werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Leuchte zu schaffen, die die beschriebenen Probleme löst. Aufgabe ist es insbesondere, eine Leuchte bereitzustellen, mit der Steuersignale und/oder Daten zwischen einem Betriebsgerät im Inneren der Leuchte und einem Kommunikationspartner unter Verwendung einer stabilen Funkverbindung übertragen werden können.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs i gelöst. Die Erfindung wird durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche weitergebildet,
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Leuchte zumindest ein Leuchtmittel, ein metallisches Leuchtengehäuse und zumindest ein im Inneren des Leuchtengehäuses angeordnetes Betriebsgerät für das zumindest eine Leuchtmittel auf, wobei das Betriebsgerät eine Antenne zum Senden und/oder Empfangen eines Funksignals aufweist, und in dem Leuchtengehäuse zumindest eine Schlitzantenne ausgebildet ist, die mittels
Strahlungskopplung, über einen Hohlleiter oder einem Hohlraumresonator mit der Antenne des Betriebsgeräts für die Übertragung des Funksignals außerhalb des Leuchtengehäuses gekoppelt ist. Die Schlitzantenne hat insbesondere eine Länge die der halben Wellenlänge der für die Funkübertragung verwendeten Strahlung entspricht.
Die Schlitzantenne ermöglicht eine Funkübertragung zwischen einer im Inneren der Leuchte mit metallischem Gehäuse angeordneten Antenne und einem außerhalb, von der Leuchte entfernt angeordneten Gerät und ist leicht in das metallische Leuchtengehäuse integrierbar und unauffällig bzw. als Antenne meist nicht erkennbar. Dadurch werden die Freiheitsgrade beim Design der Leuchte verbessert.
Bei der Funkübertragung können Signale für die Steuerung der Leuchte bzw. des Betriebsgeräts, Signale für die Konfigurierung der Leuchte bzw. des Betriebsgeräts und/oder Meldungen von der Leuchte bzw. des Betriebsgeräts übertragen werden.
Zusätzlich oder alternativ kann die Leuchte eine Repeater-Funktion aufweisen, bei der mittels der Schlitzantenne und dem Betriebsgerät oder einem anderen Funkgerät im Inneren der Leuchte empfangene Funksignale weitergeleitet werden und/oder als Basisstation für WLAN- fahige Geräte und/oder DECT-Telefone dienen. Bei der Strahlungskopplung erfolgt die Kopplung der Schlitzantenne und der Antenne im Inneren der Leuchte über die Luft, wobei die elektrische Komponente des von der Antenne erzeugten elektromagnetischen Feldes im rechten Winkel zur Schlitzausrichtung auf den Schlitz bzw. den Speisepunkt auftrifft. Das so auf den Schlitz auftretende elektromagnetische Feld regt die Schlitzgeometrie zur Aussendung elektromagnetischer Strahlung mit entsprechender Frequenz an. Hierzu sind die Position und die Ausrichtung der Schlitzantenne und der im Inneren der Leuchte angeordneten Antenne aufeinander abgestimmt.
Alternativ erfolgt die Kopplung bzw. die Speisung der Schlitzantenne mittels einem Hohlleiter, der von der im Inneren der Leuchte angeordneten Antenne zur Schlitzantenne führt oder über das Leuchtengehäuse, welches einen Hohlraumresonator bildet.
Die Schlitzantenne kann eine mehrere Schlitze aufweisende Schlitzgruppenantenne sein, um eine Richtwirkung der Antenne zu erzielen.
Die Schlitzantenne kann an einer beliebigen Seite des Leuchtengehäuses angeordnet sein, sofern wobei jedoch die relative Lage der Schlitzantenne und der Antenne des Betriebsgeräts zueinander so bleiben muss, dass die Schlitzantenne in (oder nahe bei) dem Amplitudenmaximum der Antenne des Betriebsgeräts liegt. Sind die Beleuchtungsrichtung und die gewünschte Abstrahlrichtung der Schlitzantenne nahezu gleich, kann die Schlitzantenne an der Seite des Leuchtengehäuses angeordnet sein, an der das zumindest eine Leuchtmittel angeordnet ist.
Zusätzlich kann die Leuchte mehrere Leuchtmittel aufweisen, wobei die Leuchtmittel und die Schlitze alternierend nebeneinander auf der Seite des Leuchtengehäuses angeordnet sind. Die Leuchtmittel können streifenförmig angeordnete Leuchtdioden (LED) sein, wobei zwischen zwei LED-Streifen jeweils ein Schlitz der Schlitzantenne angeordnet ist. Auf diese Weise kann die Schlitzantenne sehr unauffällig integriert werden und im Bereich der LEDs eine verbesserte Luftbewegung/Kühlung ermöglichen.
Die Leuchte kann eine lichtdurchlässige Abdeckung aufweisen, welche die Schlitzantenne und das zumindest eine Leuchtmittel abdecken. Somit ist keine zusätzliche Abdeckung für die Schlitzantenne nötig, um eine hohe IP-Schutzart (Berührungsschutz, Schutz gegen Staub und Wasser) zu erreichen. Die Schlitzlänge der Schlitzantenne kann der Hälfte oder einem Vielfachem der Hälfte der Wellenlänge des Funksignals entsprechen.
Das Betriebsgerät kann ein Gehäuse aufweisen, an dem die Antenne zum Senden und Empfangen des Funksignals angeordnet ist.
An zumindest zwei unterschiedlichen Seiten des Leuchtengehäuses kann jeweils zumindest eine Schlitzantenne angeordnet sein, die mittels der Strahlungskopplung, dem Hohlleiter oder dem Hohlraumresonator mit der Antenne des Betriebsgeräts gekoppelt ist.
Alternativ oder zusätzlich kann die Leuchte mehrere der Betriebsgeräte und mehrere der Schlitzantennen aufweisen, wobei jede Antenne mittels der Strahlungskopplung, dem Hohlleiter oder dem Hohlraumresonator mit einer anderen Schlitzantenne gekoppelt ist.
Der Schlitz der Schlitzantenne kann offen oder zumindest teilweise mit einem dielektrischen Füllmaterial verschlossen bzw. gefüllt sein, wobei das dielektrische Material in dem Schlitz angeordnet ist und/oder zumindest auf einer Seite des Schlitzes der Schlitzantenne (Innenseite und/oder Außenseite des Leuchtengehäuse) den Schlitz abdeckt.
Das Verschließen der Öffnung der Schlitzantenne mit einem Dielektrikum ermöglicht das Erfüllen von hohen Anforderungen bezüglich des Staub- und Spritzwasserschutzes der Leuchte. Zudem ergibt sich der physikalische Effekt, dass die Länge des Schlitzes reduziert werden kann, wobei die Größe des Effekts davon abhängt, welches Material als Dielektrikum verwendet wird. Mit dem Ausfüllen oder Abdecken des Schlitzes durch das dielektrische Material können Staubkanten auf der Außenseite der Leuchte verhindert werden.
Der Schlitz der Schlitzantenne muss keine rechteckige Form (einschließlich abgerundete Recken) aufweisen. Dies erlaubt eine leichte Integration der Schlitzantenne auch in kleinen Leuchten und Leuchten mit runden, ovalen bzw. nicht geraden Formen. Insbesondere kann der Schlitz der Schlitzantenne in seiner Haupterstreckungsrichtung zumindest teilweise parallel zu einer Kante der Leuchte verlaufen, wobei die Kante beispielsweise eine Kante des Leuchtengehäuses oder eine Kante einer lichtdurchlässigen Abdeckung der Leuchte sein kann. Alternativ oder zusätzlich kann der Schlitz zumindest Teil eines an der Leuchte angebrachten Zeichens, wie ein Logo, eine Zahl oder ein Buchstabe sein bzw. durch seine Form zumindest einen Teil des Zeichnen darstellen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Leuchte gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 eine Seitenansicht der in Fig. 1 gezeigten Leuchte,
Fig. 3 einen Ausschnitt einer Anordnung von Antennenschlitzen und LEDs am
Leuchtengehäuse,
Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Leuchte gemäß der vorliegenden Erfindung und
Figuren 5a bis gf Schlitzantennen 2 in unterschiedlichen Formen für eine Leuchte gemäß der vorliegenden Erfindung.
Komponenten mit gleichen Funktionen sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Fig. 1 zeigt eine Leuchte gemäß der vorliegenden Erfindung in einer vereinfachten räumlichen Darstellung. Die Leuchte weist ein metallisches Gehäuse 1, einen in der oberen Seite des kastenförmigen Gehäuses 1 befindlichen Schlitz 2, ein an der unteren Seite der Leuchte befindliches Leuchtmittel (nicht gezeigt), eine das Leuchtmittel abdeckende lichtdurchlässige Abdeckung 3 und ein im Inneren der Leuchte angeordnetes Betriebsgerät 4 für das Leuchtmittel auf.
Das Leuchtmittel kann ein LED-Modul sein, wobei das Betriebsgerät 4 den für die LEDs nötigen Strom bereitstellt. Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht der in Fig. 1 gezeigten Leuchte mit dem Leuchtmittel 6.
Das Betriebsgerät 4 kann zudem drahtlos Daten zur Konfiguration des Betriebsgeräts 4 (Vorgabe des maximalen Betriebsstroms und/oder der Lichttemperatur) und zur Steuerung der Leuchte (Ein-/Ausschaltbefehle oder Dimm-Pegel) von einer externen Steuereinrichtung empfangen und/oder drahtlos Informationen zur aktuellen Konfiguration und zum aktuellen Betriebsstatus an die Steuereinrichtung senden. Hierzu weist das Betriebsgerät 4 eine Antenne 5 auf, die eine Bluetooth- oder WLAN-Antenne sein kann und ein entsprechendes Funksignal abstrahlt bzw. empfangt.
Der in der oberen Seite des metallischen Gehäuses l befindliche und durch das metallische Gehäuse gehende Schlitz 2 bildet eine Schlitzantenne, welche von dem Funksignal des Betriebsgeräts 4 oder eines ankommenden Signals gespeist bzw. angeregt wird und dieses wiederum nach Außen (außerhalb der Leuchte) bzw. nach Innen zur Antenne 5 abstrahlt. Die Antenne 5 und die Schlitzantenne sind relativ zueinander so angeordnet, dass die von der Antenne 5 abgestrahlte elektromagnetische Strahlung ein auf den Speisepunkt der Schlitzantenne 2 im rechten Winkel auftreffendes elektrisches Feld E erzeugt (Strahlungskopplung). Die Schlitzlänge entspricht der Hälfte oder einem Vielfachem der Hälfte der Wellenlänge des Funksignals (l/2 oder h*l/2), was bei einer Funksignalfrequenz von 2,4 GHz einer Länge von 6,25 cm bzw. n*6,25 cm entspricht. Um eine genaue Positionierung des Betriebsgeräts zu ermöglichen und so eine effiziente Kopplung zu ermöglichen, können in der Leuchte Elemente vorgesehen sein, die die Einbaulage des Betriebsgeräts 4 festlegen. Beispielsweise sind Aufnahmen oder Anschläge im Inneren des metallischen Gehäuses 1 ausgebildet.
Alternativ zu einer direkten Strahlungskopplung kann eine Kopplung mittels einem Hohlleiter erfolgen, welcher von der Antenne 5 zur Schlitzantenne 2 führt, oder einem durch das Leuchtengehäuse gebildeten Hohlraumresonator, welcher von der Antenne 5 angeregt wird und das elektrische Feld E erzeugt.
Die Schlitzantenne kann mehrere Schlitze aufweisen, um eine Richtwirkung zu erzielen. Fig. 3 zeigt eine solche Anordnung mit vier Schlitzen 2, bei der die Schlitze 2 und drei Leuchtmittel 6 auf derselben Seite des Gehäuses 1 angeordnet sind. Die Leuchtmittel 6 sind als streifenförmige LED-Module mit jeweils acht LEDs ausgebildet. Zwischen den Leuchtmitteln 6 (LED-Modulen) sind die Schlitze 2 angeordnet. Der Abstand zwischen zwei Schlitzen 2, die bezüglich ihrer Haupterstreckungsrichtung parallel verlaufen, ist größer als l/2.
Fig. 4 zeigt eine Leuchte gemäß der vorliegenden Erfindung, bei der die Schlitzantenne 2 nicht rechteckig ausgebildet ist. Die in Fig. 4 gezeigte Leuchte weist ein kreisrundes metallisches Gehäuse 1, einen kreisbogenförmigen auf der oberen Seite des runden Gehäuses 1 befindlichen Schlitz 2, ein Leuchtmittel (nicht gezeigt), eine das Leuchtmittel abdeckende licht durchlässige runde Abdeckung 3 und das im Inneren der Leuchte angeordnetes Betriebsgerät 4 (nicht gezeigt) für das Leuchtmittel auf.
Der die Schlitzantenne bildende Schlitz 2 weist eine einheitliche Breite auf und verläuft parallel zu der Außenkannten 3a der runden Abdeckung 3, wobei der Umfang des Kreisbogens so gewählt ist, dass die Länge der Geraden zwischen den Enden des Kreisbogens der Hälfte oder einem Vielfachem der Hälfte der Wellenlänge des Funksignals (l/2 oder h*l/2) entspricht. Die Ankopplung der Antenne 5 des Betriebsgeräts 4 erfolgt, wie oben beschrieben.
Die Figuren 5a bis 5f zeigen Schlitzantennen 2 in unterschiedlichen Formen mit den Maßen für eine Funksignalfrequenz von 2,4 GHz, wobei die Feile die jeweilige Ausrichtung des elektromagnetischen Feldes anzeigen. Wie in den Figuren 5c bis sf gezeigt, kann die Form der Schlitzantenne 2 einem Zeichen entsprechen, das beispielsweise der Identifizierung der Leuchte oder des Herstellers dient.
In den beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die Schlitzantenne 2 an einer der Seiten des Gehäuses 1 ausgebildet. Es ist jedoch auch möglich zumindest an zwei unterschiedlichen Seiten des Gehäuses 1 jeweils zumindest eine Schlitzantenne 2 anzuordnen, die mittels der Strahlungskopplung, dem Hohlleiter oder dem Hohlraumresonator mit der Antenne des Betriebsgeräts 4 gekoppelt sind.
Alternativ können in der Leuchte mehrere Betriebsgeräte 1 und/oder ein anderes Gerät mit Funkfunktion (Repeater, Funknetzwerkmodul für kabellosen Internetzugang) angeordnet sein, wobei jede Geräteantenne mittels der Strahlungskopplung, dem Hohlleiter oder dem Hohlraumresonator mit einer anderen Schlitzantenne 2 gekoppelt ist.
Die Position des Betriebsgeräts 4 wird unter Berücksichtigung der Lage seiner Antenne 5 in dem Gehäuse 1 der Leuchte so gewählt das eine optimale Anregung der Schlitzantenne 2 möglich ist. Für unterschiedliche Betriebsgeräte 4 können in dem Gehäuse dazu unterschiedliche Positionierhilfen vorgesehen sein, so dass durch nur ein Leuchtengehäuse mehrere Konfigurationen möglich sind und insbesondere auch Betriebsgeräte 4 eingesetzt werden können, die unterschiedliche Funksignale (Bluetooth, WiFi) verwenden.
In den beschriebenen Ausführungsbeispielen kann der die Schlitzantenne bildende Schlitz 2 offen sein oder mit einem dielektrischen Füllmaterial verschlossen werden. Dass die elektrische Material kann dabei entweder auf den offenen Bereich des Schlitzes beschränkt sein oder aber auf der Innen- und/oder Außenseite des Gehäuses aufgebracht werden. Das an einer Fläche aufgebrachte Material weist dabei vorzugsweise eine reliefartige Oberfläche auf, so das das die elektrische Material in den offenen Bereich des Schlitzes dringt.

Claims

Patentansprüche
1. Leuchte, aufweisend zumindest ein Leuchtmittel (6), ein metallisches Leuchtengehäuse (l), und zumindest ein in dem Leuchtengehäuse (l) angeordnetes Betriebsgerät (4) für das zumindest eine Leuchtmittel (6), wobei das Betriebsgerät (4) eine Antenne (5) zum Senden und/oder Empfangen eines Funksignals aufweist, und das Leuchtengehäuse (1) zumindest eine Schlitzantenne (2) aufweist, die mittels Strahlungskopplung, einem Hohlleiter oder einem Hohlraumresonator mit der Antenne (5) des Betriebsgeräts (4) für die Übertragung des Funksignals außerhalb des Leuchtengehäuses (1) gekoppelt ist.
2. Leuchte nach Anspruch 1, wobei der Hohlraumresonator durch das Leuchtengehäuse (1) gebildet ist.
3. Leuchte nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Schlitzantenne (2) mehrere Schlitze aufweist und eine Schlitzgruppenantenne ist.
4. Leuchte nach einem der vorrangegangenen Ansprüche, wobei die Schlitzantenne (2) an einer Seite des Leuchtengehäuses (1) angeordnet ist, an der das zumindest eine Leuchtmittel (6) angeordnet ist.
5. Leuchte nach Anspruch 3 und 4, wobei die Leuchte mehrere Leuchtmittel (6) aufweist und die Leuchtmittel (6) und die Schlitze (2) zumindest in einer Ausdehnungsrichtung alternierend nebeneinander auf der Seite des Leuchtengehäuses (1) angeordnet sind.
6. Leuchte nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Leuchte eine lichtdurchlässige Abdeckung (3) aufweist, welche die Schlitzantenne (2) und das zumindest eine Leuchtmittel (6) abdeckt.
7. Leuchte nach einem der vorrangegangenen Ansprüche, wobei die Schlitzlänge der Schlitzantenne (2) der Hälfte oder einem Vielfachen der Hälfte der Wellenlänge des Funksignals entspricht.
8. Leuchte nach einem der vorrangegangenen Ansprüche, wobei das Betriebsgerät (4) ein Gehäuse aufweist, an dem die Antenne (5) zum Senden und Empfangen des Funksignals angeordnet ist.
9. Leuchte nach einem der vorrangegangenen Ansprüche, wobei zumindest an zwei unterschiedlichen Seiten des Leuchtengehäuses (1) jeweils zumindest eine Schlitzantenne (2) angeordnet ist, die mittels der Strahlungskopplung, dem Hohlleiter oder dem Hohlraumresonator mit der Antenne (5) des Betriebsgeräts (4) gekoppelt sind.
10. Leuchte nach einem der vorrangegangenen Ansprüche, wobei die Leuchte mehrere der Betriebsgeräte (4) und mehrere der Schlitzantennen (2) aufweist und jede Antenne (5) mittels der Strahlungskopplung, dem Hohlleiter oder dem Hohlraumresonator mit einer anderen Schlitzantenne (2) gekoppelt ist.
11. Leuchte nach einem der vorrangegangenen Ansprüche, wobei in dem Schlitz der Schlitzantenne (2) ein dielektrisches Füllmaterial angeordnet ist und/ oder das dielektrische Material zumindest auf einer Seite des Schlitzes der Schlitzantenne (2) den Schlitz abdeckt.
12. Leuchte nach einem der vorrangegangenen Ansprüche, wobei zumindest ein Schlitz der Schlitzantenne (2) keine rechteckige Form aufweist.
13. Leuchte nach Anspruch 11, wobei der Schlitz in seiner Haupterstreckungsrichtung der Schlitzantenne (2) zumindest teilweise parallel zu einer Kante der Leuchte verläuft.
14. Leuchte nach Anspruch 12, wobei die Kante eine Kante des Leuchtengehäuses (1) oder eine Kante einer lichtdurchlässigen Abdeckung (3) der Leuchte ist.
15. Leuchte nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei der Schlitz zumindest Teil eines an der Leuchte angebrachten Zeichens ist.
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