JP2016524376A - 無線ネットワーク環境におけるｌｅｄ式ｐａｒランプ - Google Patents

Abstract

フラット形ＬＥＤ式ＰＡＲランプは、ガラス反射体のパラボラ外壁に固定されて無線ネットワーに使用するアンテナを有する。内壁は、アンテナを内部放射ノイズから遮蔽するアルミ製反射性被覆で覆われている。アルミ製パラボラ反射体は、併用される透明平面レンズと共に、無鉛ガラスで作られており、ランプの寿命にわたるルーメン維持を改善するようになっている。効率的なＬＥＤランプのアレイは、パラボラ反射体の内部の主要照明源として使用される。ＬＥＤ式ＰＡＲランプの基部には無線通信及び制御部が取り付けられている。【選択図】図１

Description

（関連出願）
本出願人は、２０１２年５月７日出願の米国仮出願番号６１／６４３，８３５「スマート照明用内蔵型ネットワークアンテナ」の優先権を主張するものであり、この出願は参照により本明細書に組み込まれている。

（技術分野）
本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）ランプの関し、詳細には、無線信号の送受信を可能にするように構成されたＬＥＤ式ＰＡＲランプに関する。従って、ランプは、該ランプ、携帯遠隔ネットワーク機器、及び有線ネットワーク機器を利用して遠隔の無線ネットワーク機器に無線信号を送信すること又はそこから受信することができる。さらに、ランプのガラス反射体の外面に取り付けられたシールドアンテナは、受信エリアのカバー範囲を広げる。

近年、無線ネットワーク通信技術は、有線式ネットワークシステムの利用を徐々に変えてきている。無線ネットワークを利用することで、誰でも携帯電話、携帯情報端末、及びノートブックコンピュータ等を使用して瞬時の情報を簡単に取得することができる。従って、情報電気機器は、無線伝送のための重要な操作エリアである。

種々の無線ネットワークの通信プロトコルの結果として、様々な通信速度及び伝送距離は、別々に主要な応用分野としてホーム及びビジネスに適しており、無線ネットワークの応用分野が一般家庭であるか又は大企業であるかに無関係である。

従って、無線ネットワーク通信を行う環境において、小型ベースプラットフォームは、必須の中継デバイスを構成し、これは無線ネットワーク送信／受信システムと、新設計のスマートＬＥＤ式ＰＡＲランプの基部に取り付けられた無線ネットワーク受信／送信デバイスとの間を接続するために利用される。従って、小型ベースプラットフォームは、信号伝送の効率に直接影響する。

従って、新設計の無線ネットワーク受信デバイスの大部分は、無線信号の送受信効率を高めるためにデバイス本体上に組み込まれた固定長アンテナを有する。しかしながら、送受信デバイスに接続されたアンテナが長すぎる場合には周辺機器の障害が起こり、また、アンテナ長が短すぎると通常の信号送信及び／又は受信が不可能になる。特に、実際の環境では、小型ベース送受信プラットフォームを適切な場所に配置することが難しく、結果的に、無線ネットワークの作動品質が期待以下になる場合がある。

（従来技術）
以下の従来技術は、反射装置及び他の関連デバイスの外側に取り付けられたアンテナを有するランプの設計及び使用に関する種々の態様を開示する。

２００４年５月１１日にＧｉｏｒｇｉｏ Ｒｅｖｅｒｂｅｒｉに付与された米国特許第６，７３４，６４２号は、照明ネットワークのランプのための監視及び管理システムを開示し、このシステムは、ネットワークの各ランプに関連してランプの特性作動パラメータを測定するための手段を備えるデバイスと、測定したパラメータを処理する少なくとも１つのマイクロプロセッサと、中央ユニットが受信したデータを送信するための送信器／受信器とを備え、送信器／受信器は、電波方式であり、連続する各デバイスが測定したパラメータを受信して、このパラメータを、関連するランプに関して測定されたパラメータと一緒に先行するランプに関連するデバイスの少なくとも送信器／受信器に送信するように構成されている。

２００５年５月４日にＰｏ−Ｓｅｎ Ｈｓｉａｏに付与された米国特許第６，８８８，３１５号は、ランプを開示し、このランプは、無線伝送構成部品を備えるようになった基部を備える、無線伝送構成部品は、無線信号の受信及び／又は送信を行うことが可能な電気回路を有するようになっている。電源コードは、電気回路の電源供給回路に接続される。電気回路の空中回路は、ランプの金属製スタンド又はランプシェードの金属フレームに接続されるので、無線伝送構成部品の信号伝送ポートと、有線ネットワーク機器との間の接続を行うことが可能になる。さらに、ランプは、無線伝送構成部品を、無線ネットワークカードを有する機器に接続することで無線信号伝送を行うように構成される。

２００６年１１月１７日にＡ． Ｄｅｎｅｓに付与された米国特許第７，１２３，１４０号は、少なくとも１つのランプを遠隔制御するための無線ネットワークを開示し、少なくとも１つのランプに関連する第１の無線送受信器と、第２の送受信器を含む。第１の無線送受信器は、第２の無線送受信器が繰り返すメッセージに応じて少なくとも１つのランプを制御するための回路をさらに含む。

２００８年１月２２日にＧ．Ｐ．Ｂｅｇｈｅｌｌｉに付与された米国特許第７，３２１，３０２号は、非常用照明のための中央試験高周波システムを開示し、このシステムは、非常用ライトユニット又は非常用ランプ（Ｌ１−Ｌ１３）のセットと、システムの機能性を管理する遠隔制御ユニット（ＣＵ）とを備え、非常用ランプ（Ｌ１−Ｌ１３）の各々は無線送信器−受信器（ＭＲ）を有し、これは非常用ランプの各々、及び遠隔制御ユニットと無線信号によって通信することができる。

２０１２年２月７日にＴｕｎｇ−Ｈｓｉｎ Ｙｏｕに付与された米国特許第８，１１１，０１８号は、送信機能を備えた照明機器を構成するためのアプリケーションインフラストラクチャー（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を開示し、ランプ状態をレポートするための少なくとも１つのランプレポートデバイスと、双方向通信機能を備えた少なくとも１つのランプ検出及び伝送モジュールと、制御システムに接続された少なくとも１つのメッセージ送信及び受信モジュールと、メインシステムとを含む。内蔵無線ネットワーク又は照明機器の電力線ネットワーク機能を介して、基本ネットワークシステムの構築を必要とすることなく、伝送機能を備えた室内照明及び伝送機能を備えた屋外道路ランプによる様々な経路の各ノードの間でデータを送ることができる。各ノードを接続して線及び面を形作るようになった特別なネットワークシステムは、双方向通信機能を備えた照明機器を構築するためのアプリケーションプラットフォームを構成する。

前述の従来技術の各々は、無線ネットワークコミュニティで使用する場合のランプ効率の個々の改善点を開示する。しかしながら、いずれの従来技術も単一ランプを構成する個々の効率の複合総和のメリット又は、無線信号の送信及び受信と関連がある損失のメリットを教示しない。従って、この新型のＬＥＤ式ＰＡＲランプの意図するところは、ＰＡＲランプを構成する各要素に付随する増加的な損失を低減することである。

電球の寿命にわたるルーメン維持を改善するために無鉛ガラスを用いた、パラボラ反射体の中の主たる照明光源として効率的なＬＥＤランプを用いた、送受信時に生じる損失を最小限にするためにフラット形密封無鉛ガラス面を用いた、及びパラボラ反射体をランプの基部に連結する密閉回転式相互連結デバイスを用いた、エネルギ効率が良いＰＡＲランプが必要とされる。この点では、本発明はこのニーズを満たす。

従って、本発明の目的は、ランプの基部に取り付けられた無線ネットワーク制御回路を有する効率的なＬＥＤ式ＰＡＲランプを提供することである。

本発明の他の目的は、透明無鉛ガラス製のパラボラ反射体を有する効率的なＬＥＤ式ＰＡＲランプを提供することである。

本発明の他の目的は、適合可能に形成された一般にはレンズ呼ばれるフラット形密閉無鉛ガラス面を有する効率的なＬＥＤ式ＰＡＲランプを提供することである。

本発明の他の目的は、内面がアルミ製反射性被覆で覆われた効率的なＬＥＤ式ＰＡＲランプを提供することである。

本発明の他の目的は、ランプの基部の内部に配置された作動部品から生じる放射線から効率的に遮蔽される、パラボラ反射体の外面に効率的に取り付けられたアンテナを有する効率的なＬＥＤ式ＰＡＲランプを提供することである。

本発明の最後の目的は、ランプの基部に取り付けられた送受信器／受信器、マイクロプロセッサ、通信デコーダ、電力制御駆動回路、及び出力段を備える制御デバイスを有する、低コストのＬＥＤ式ＰＡＲランプを提供することである。

本発明の前記並びに他の目的及び利点は、添付図面を参照して、以下の発明の概要並びに好ましい実施形態の詳細な説明を検討することで十分に理解できるはずである。

米国特許第６，７３４，６４２号明細書 米国特許第６，８８８，３１５号明細書 米国特許第７，１２３，１４０号明細書 米国特許第７，３２１，３０２号明細書 米国特許第８，１１１，０１８号明細書

本発明は、主たる組立体が、平面レンズに係合し、少なくとも１つのＬＥＤ光源と、ハウジングが新型の安定器及び無線ネットワーク制御回路を含む基部とを含むアルミ製パラボラ反射体を備える、無線ネットワークで使用するように設計された効率的なＬＥＤ式ＰＡＲランプに関する。

アルミ製パラボラ反射体は、ディスク形平面レンズが嵌合し、透明無鉛ガラス製であり、ランプの寿命にわたってルーメン強度を維持するようになっている。より重要なことは、ディスク形平面レンズは、透明無鉛ガラスであり、光度を維持するようになっている。防水接着剤及びシーラント材を使用して平面レンズをパラボラ反射体に接合する。

効率的なＬＥＤランプのアレイは、主たる照明源であり、パラボラ反射体の基部の焦点においてパラボラ反射体内の中心に設けられる。好ましいランプのワット数は１４、１６、及び２３ワットの範囲である。

アンテナ回路は、ランプ基部に配置された送受信器回路に接続される。ベースプラットフォームは、無線信号を伝送する機能性を備えて構成され、ランプは、好ましくはランプ外側のパラボラ面上に取り付けられ、基部の無線ネットワークシステムに接続されたアンテナを用いて、無線ネットワーク伝送できる機器への無線信号伝送を行うことができる。

本明細書の発明の目的及び技術的手法をさらに理解するために、以下の図面の簡単な説明の後に好ましい実施形態の詳細な説明が続く。

本発明は、添付図面に図示されている。

ガラス反射体の外側部分にしっかり取り付けられた無線ネットワーク用アンテナを有する、効率的なＬＥＤ式ＰＡＲランプの好ましい実施形態の一部が断面になっている側面図である。 反射体の基部の底部開口部に対して配置された安定器及び制御回路基板を示す、実施形態の一部が断面になっている側面図である。 本発明の作動を示すブロック図である。

図１は、大径開口部において平面レンズ２０を支えるパラボラ反射体４５を有するフラット形ＬＥＤ式ＰＡＲランプ１０を示す。反射体４５及び平面レンズ２０は透明な無鉛ガラスで作られる。好ましくは、反射体４５は、非導電性の合成樹脂製である。反射体４５の内面は、高反射性アルミ被覆２５で覆われており、焦点領域から放射された光を、透明レンズを通って外方に向けて光の集中ビームを生成する。１又はそれ以上のＬＥＤ３０のアレイは、効率的な光源をもたらす。

平面レンズ２０は、防水接着シーリング材又は接着剤を用いて反射体の内側凹形縁部に取り付けられる。

一般的なハロゲン式ＰＡＲランプに変わる手段として、本発明は、現在入手可能な３つの大きさのランプ、すなわち、それぞれ３０ワットから９０ワットのハロゲンランプに相当する照度をもたらす１４ワット、１６ワット及び２３ワットのランプに対応する。

ランプ基部ハウジング３５は、好ましくは合成樹脂製であり、これは十分堅固であり、取り扱いを誤っても割れること又は砕け散ることもないが、基部の小さな穴であっても流体がプリント基板５５に侵入することができるので、潜在的な衝撃又は安全性欠陥を引き起こす。ランプ基部ハウジング３５及びキャンデラブラねじ基部４０は、一体の組立体にモールド成型されているので組み立て及び製造が簡単になる。

無線ネットワーク用アンテナ１５はガラス製パラボラ反射体４５に取り付けられており、アルミ製反射性内面２５によって完全に絶縁及び遮蔽される。

図２には、パラボラ反射体４５の底部へのＬＥＤ３０の固定方法が明示される。ＬＥＤランプの各脚部は、反射体底部の２つの受入れ孔に挿入され、適切な接着剤を用いて所定位置に固定される。各脚部は、ランプ電極から延びてランプ駆動回路プリント基板５５に接続する２本の可撓性電線を有する。次に、ランプの駆動及び制御回路プリント基板並びに組立体は、パラボラ反射体の基部のリムに固定される。

図３を参照すると、本発明のＬＥＤ式ＰＡＲランプに関する無線通信及び制御動作のためのブロック図１００が示されている。ＲＦ信号は、アンテナ１５を経由して送受信器７０の入力部で受信される。新たに発明された無線式スマートＰＡＲランプ６０の無線通信及び制御装置は、アンテナ１５、送受信器／受信器７０、メモリを備えたマイクロプロセッサ７５、及びランプ駆動回路８０を備える。

ＲＦ送受信器／受信器７０は、無線ネットワークのメンバーの信号を受信及び／又は送信する。ＲＦ送受信器７０が受信モードで作動している場合、続いて、その出力部は、復調データをマイクロプロセッサ７５に送る。

無線ネットワークのメンバーにデータを送信している場合、ＲＦ送受信器／受信器７０は、マイクロプロセッサ７５からのデータを変調し、アンテナ１５を経由してこのデータを無線ネットワークの他のメンバーに送る。

マイクロプロセッサ７５は、送受信器／受信器７０のＲＦ動作を制御して、無線ネットワークの他のメンバーとの効率的な通信を可能にするだけでなく、ランプ駆動回路８０の動作を制御するようになっている。

さらに、スマートＰＡＲランプ１０が特定の用途に用いられる場合、マイクロプロセッサ７５は、インタフェース及び典型的なスマートＰＡＲランプ１０を制御するためにユーザ指向アプリケーションでプログラムすることができる。詳細には、一部のアプリケーションは、特定のランプを特定の時間にＯＮ又はＯＦＦすること又は特定のランプ又はランプ群の減光を遠隔制御することができ、又は、直列に接続された列のランプが故障して断線した場合に、断線故障したランプを等価付加抵抗で短絡させることでバイパスさせて、直列に接続された残りのランプを通常の動作に戻すための制御信号を送ることができる。このような用途は無数にあり、車両及びヘリコプター、病院の安全照明用途、公知の事故現場での簡単な非常用照明を含む、街路照明ニーズ等である。

要約すると、本発明は、説明及び示された実施例及び実施形態に限定されず、当業者が利用可能になる種々の変形例の余地がある。

１０ スマートＰＡＲランプ
１５ 無線ネットワーク用アンテナ
２０ 平面レンズ
２５ アルミ製反射性内面
３０ ＬＥＤ
３５ ランプ基部ハウジング
４０ キャンデラブラねじ基部
４５ 反射体

Claims (19)

1. 内部に無線ネットワーク制御回路を備えたランプ基部を有するＬＥＤ式ＰＡＲランプ。
2. 透明無鉛ガラス製のパラボラ反射体をさらに備える、請求項１に記載のＬＥＤ式ＰＡＲランプ。
3. 非導電性樹脂製のパラボラ反射体をさらに備える、請求項１に記載のＬＥＤ式ＰＡＲランプ。
4. 適合可能に形成され、前記パラボラ反射体の大径開口部にシールされた、平面レンズをさらに備える、請求項３に記載のＬＥＤ式ＰＡＲランプ。
5. 前記パラボラ反射体の内面は、アルミ製反射性被覆で覆われている、請求項４に記載のＬＥＤ式ＰＡＲランプ。
6. 情報を送受信するためのアンテナをさらに備える、請求項５に記載のＬＥＤ式ＰＡＲランプ。
7. 前記アンテナは、前記ランプの非導電性構成要素上に取り付けられる、請求項６に記載のＬＥＤ式ＰＡＲランプ。
8. 前記アンテナは、前記パラボラ反射体の外面に取り付けられる、請求項７に記載のＬＥＤ式ＰＡＲランプ。
9. 前記アンテナは、前記アルミ製反射性内面被覆によって前記ランプ基部の作動構成要素から生じる放射線から電気的に絶縁及び遮蔽される、請求項８に記載のＬＥＤ式ＰＡＲランプ。
10. 前記ランプ基部は、ハウジングをさらに備える、請求項９に記載のＬＥＤ式ＰＡＲランプ。
11. 前記ハウジングは、キャンデラブラねじ基部を含み、前記ハウジング及び前記キャンデラブラねじ基部は、一体の組立体にモールド成型される、請求項１０に記載のＬＥＤ式ＰＡＲランプ。
12. 前記制御回路は、メモリを備えたマイクロプロセッサ、通信デコーダ、ランプ駆動回路プリント基板、及び出力段にデータを供給する送受信器／受信器を備える、請求項１１に記載のＬＥＤ式ＰＡＲランプ。
13. 前記ＬＥＤは、各々が前記基部のそれぞれの受入れ孔に挿入され、接着固定される２本の脚部を含み、前記脚部の各々は、一対のランプ電極を前記ランプ駆動回路プリント基板に接続する一対の可撓性電線を有する、請求項１２に記載のＬＥＤ式ＰＡＲランプ。
14. 前記送受信器／受信器、前記マイクロプロセッサ、前記通信デコーダ、及びランプ駆動回路プリント基板は、前記ランプ基部ハウジングの上側リムに固定される、請求項１３に記載のＬＥＤ式ＰＡＲランプ。
15. 前記ランプは、複数のＬＥＤ式ＰＡＲランプを備える無線ネットワークの要素である、請求項１４に記載のＬＥＤ式ＰＡＲランプ。
16. 前記マイクロプロセッサは、前記アンテナを経由して前記無線ネットワーク内の他のランプに送られるデータを変調する、請求項１５に記載のＬＥＤ式ＰＡＲランプ。
17. 前記マイクロプロセッサは、特定の時間にランプをＯＮ又はＯＦＦするようにプログラムされる、請求項１６に記載のＬＥＤ式ＰＡＲランプ。
18. 前記マイクロプロセッサは、前記無線ネットワーク内の特定のランプ又はランプ群の減光を遠隔制御するようにプログラムされる、請求項１７に記載のＬＥＤ式ＰＡＲランプ。
19. 前記マイクロプロセッサは、直列に接続された列が故障して断線する事象に関してプログラムされ、故障したランプを等価付加抵抗で短絡させることでバイパスさせて、直列に接続された残りのランプを通常の動作に戻すための信号を発するようになっている、請求項１８に記載のＬＥＤ式ＰＡＲランプ。

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