JP2018504016A - 結合され、相互に動かせる第１及び第２アンテナを備える照明装置 - Google Patents

結合され、相互に動かせる第１及び第２アンテナを備える照明装置 Download PDF

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Abstract

光源及び熱放散素子を備える照明装置１００であり、ＲＦ通信回路１０２と、前記ＲＦ通信回路に電気的に接続されると共に、照明装置の第１部分１１５によって支持される第１アンテナ１０５と、第２アンテナ１２５であって、外部装置と通信するよう適応されると共に、前記第２アンテナが、前記第１アンテナによって励起されるよう適応され、且つ前記第１アンテナを励起するよう適応されるように、前記第１アンテナと電磁結合される第２アンテナとを有する照明装置であって、前記第２アンテナが、外部装置と通信するよう適応されると共に、前記照明装置の第２部分によって支持され、前記照明装置の前記第２部分が、前記照明装置の前記第１部分に対して動かせる照明装置が呈示されている。

Description

本発明は、照明装置の分野に関し、より詳細には、ＲＦ信号の通信に適した第１及び第２アンテナを備える照明装置に関する。
インテリジェント照明が、普及してきており、ＲＦ通信は、照明装置の遠隔管理のために広く用いられている技術である。最近のトレンドは、照明装置に対する電力（例えば、２３０Ｖ供給）の制御の代わりに、照明装置にＲＦ制御信号を送信することによる光源又は照明装置（即ち、交換可能な照明素子照明装置）の直接制御の方へ移ってきている。
このような照明装置におけるＲＦアンテナのパフォーマンスが、例えば、或る方向においてＲＦ信号を遮蔽するかもしれず、又はＲＦアンテナの共振周波数を変えるかもしれず、従って、遠隔制御装置又は他の照明装置とのＲＦ通信に著しく影響を及ぼすかもしれない、導電性材料（又はＱファクタ若しくは共振周波数を低下させ得る非導電性材料）から作成された他のランプ構成要素によって妨げられないことは好ましい。従って、ＲＦアンテナは、大きな立体角においてかなりの指向性利得で放射することが好ましい。
WO2013153522は、第１アンテナ構成及び第２アンテナ構成を備える照明装置を記載している。WO2013153522においては、ヒートシンク及びランプ支持部が、第２アンテナ構成を形成し、第２アンテナ構成は、遠隔制御装置と通信する。第１アンテナ構成は、ランプ内の制御ユニットにつながり、少なくとも１つの光源を制御するために第２アンテナによって供給される無線周波信号の近接場結合を可能にするために第２アンテナ構成のすぐ近くに配設される。
アンテナのパフォーマンスが、最適化を達成するよう柔軟に調節されることができることも有利であるだろう。
本発明の或る態様によれば、ＲＦ通信回路と、前記ＲＦ通信回路に電気的に接続されると共に、照明装置の第１部分によって支持される第１アンテナと、第２アンテナであって、前記第２アンテナが、前記第１アンテナによって励起されるよう適応され、且つ前記第１アンテナを励起するよう適応されるように、前記第１アンテナと電磁結合される第２アンテナとを有する照明装置であって、前記第２アンテナが、前記照明装置の第２部分によって支持され、前記照明装置の前記第２部分が、前記照明装置の前記第１部分に対して動かせる照明装置が供給される。
前記第１部分に対する前記第２部分の移動は、前記アンテナのパフォーマンスを様々な方法で改善するために用いられ得る。
前記移動は、まず、前記第１アンテナと前記第２アンテナとの間の電磁結合を変化させるために用いられ得る。
広い指向性パターンにおけるＲＦ信号の信頼性の高い通信に適したアンテナ構成を備える照明装置のための概念が提案されている。第１及び第２アンテナを用いることによって、第１アンテナは、（例えば、所定のハウジング寸法に収まるように）コンパクトな寸法で設計されることができると共に、（増大されたアンテナ効率及びバンド幅を供給するように）より大きくすることができ、且つ／又は改善された全方向放射パターンを供給するよう配置されることができる第２アンテナを励起するために用いられることができる。それ故、実施例は、改善された互換性及び／又は改善された空間通信範囲を供給し得る。また、電磁結合されている前記第１及び第２アンテナは、アンテナダイバーシティを供給し得る。
それ故、実施例による照明装置は、コンパクトな寸法で設計され得る。結果として、実施例は、例えば、オン／オフ、強度、色、ビーム幅、及び光の向きなどに関して、直接、遠隔制御され得る低エネルギ置き換えランプに適し得る。
前記第１及び第２アンテナを、前記照明装置の、互いに対して動かせる関連部分において支持することによって、前記第１及び第２アンテナの間の電磁結合を変化させるための概念が、更に提案されている。前記第２アンテナを前記第１アンテナに対して動かせるよう適応させることによって、前記第１及び第２アンテナの間の電磁結合は、例えば最適値へ、修正／変更、及び調整され得る。換言すれば、前記第１及び第２アンテナとの間の電磁結合は、（前記第１アンテナが設けられる）前記照明装置の第１部分に対して、（前記第２アンテナが設けられる）前記照明装置の第２部分を動かすことによって、変えられることができる。
実施例においては、前記照明装置の前記第１部分は、前記照明装置のハウジング内に位置するボディ部を有してもよく、前記照明装置の前記第２部分は、前記照明装置の前記ハウジングに取り付けられるキャップ部を有してもよい。一例として、前記キャップ部は、前記キャップ部が前記ハウジングに対して回転可能に動かされ得るように、前記ハウジングに回転可能に取り付けられ得る。従って、前記第２アンテナが支持される前記キャップ部のこのような回転は、前記第１アンテナに対する前記第２アンテナの移動をもたらすことができ、それによって、前記第１及び第２アンテナの間の電磁結合を変化させる。それ故、実施例は、前記キャップを前記ハウジングに対して回転させることによる、前記第１及び第２アンテナの間の電磁結合の、単純、迅速且つ／又は容易な修正（例えば、調整）を可能にし得る。前記キャップのこのような回転は、手動で、又は（例えば、所定の要件に従って制御され得る）電気機械装置によって、達成され得る。
前記キャップ部は、光源からの光が通過することができる光学的に透過性の部分を有してもよい。換言すれば、前記キャップ部は、前記光源からの光の通過を可能にするよう構成される透明な又は透光性の部分を有してもよい。また、前記第２アンテナは、前記光学的に透過性の部分の周辺端部に又は前記周辺端部の近くにあり得る。このようにして、前記第２アンテナは、前記光学的に透過性の部分を遮らないだろう、従って、発する前記光に影響を及ぼさないだろう。更に、前記周辺端部は、前記第２アンテナを隠すように不透明であってもよい。
実施例においては、前記ボディ部は、ヒートシンク材料を含むカップ側壁であって、前記カップの頂部開口部が、前記キャップ部と係合するためのものであるカップ側壁と 、前記光源を支持するために前記カップの中央に配置され、前記光源及び前記カップ側壁に熱的に結合されるヒートスプレッダ材料を含む支持プレートと、前記支持プレートの上にあるＰＣＢであって、前記第１アンテナとして前記ＰＣＢにプリントされるトレースを含むＰＣＢとを有してもよい。この実施例は、前記ランプのためのより詳細な構造を供給する。
実施例においては、前記照明装置は、前記キャップ部に面するよう方向づけられると共に、光軸に沿った光を生成するよう適応される光源を有してもよく、前記第２アンテナは、前記光軸と直交し、前記第１アンテナを通るよう描かれる仮想平面より上に位置するように前記キャップ部によって支持されてもよい。この方法においては、前記第２アンテナは、広い指向性パターンにおけるＲＦ信号の信頼性の高い通信に適するように配置され得る。このような配置は、例えば、前記照明装置のハウジング内に位置するアンテナに課されるサイズ制約により、前記第２アンテナを、前記第１アンテナより大きい寸法で実現することも可能にする。また、前記第２アンテナを前記第１アンテナより上に配設することは、前記第２アンテナが、例えば、前記照明装置のハウジング及び／又は構成要素によってあまり妨げられない又は覆われないように、前記第２アンテナを配置することを可能にし得る。この方法においては、前記第２アンテナは、改善された又は最適化された全方向放射パターンを供給し得る。
前記第２部分は、前記第２アンテナと前記第１アンテナとの間の角度を調節するように、前記第１部分に対して回転可能であってもよい。この方法においては、前記第１及び第２アンテナの間の角度が調節可能であり得る、従って、前記第１及び第２アンテナの間の電磁結合が調節可能であり得る。
前記照明装置の前記第２部分は、前記第２アンテナと前記第１アンテナとの間の垂直距離を調節するように、前記照明装置の前記第１部分に対して上方及び下方に移動可能であってもよい。この方法においては、前記第１及び第２アンテナの間の垂直距離が調節可能であり得る、従って、前記第１及び第２アンテナの間の電磁結合が調節可能であり得る。
前記照明装置の前記第２部分は、前記第２アンテナと前記第１アンテナとの間の半径方向距離が調節可能であるように、前記第２アンテナを収容するための異なる半径方向位置に配置される凹部を有してもよい。この方法においては、前記第１及び第２アンテナの間の電磁結合が調節可能であり得る。
従って、実施例は、全体的なサイズが小さいにもかかわらず、それでも照明装置との広い空間範囲の無線ＲＦ通信を可能にする小型の置き換えランプのような照明装置を供給し得る。
前記第１アンテナは、ＩＦＡアンテナ、ＰＩＦＡアンテナ、八木アンテナ及びループ・アンテナのうちの１つであってもよい。後者の場合には、平衡出力しか必要とされないだろうことから、バラン回路は必要とされないかもしれない。
前記第２アンテナは、前記第１アンテナによって通信されるＲＦ制御信号の波長の１／２より大きくない延在部を持つ金属製構成要素を有してもよい。実施例は、2.4GHzの周波数のＲＦ信号を利用してもよく、故に、自由大気においては、このような信号の波長全体は、12.5cmである。前記第２アンテナの長さは、ダイポールアンテナなどの適切なタイプのアンテナの使用により、障害のない自由大気と仮定すると、１／２波長（6.25cm）又は１／４波長（3.13cm）まで長さを短くされ得る。しかしながら、前記第２アンテナは、プラスチックで作成され得る前記第２部分によって囲まれるかもしれず、このことは、例えば、幾らかの調節（又は「アンテナ整合」フィーチャ）が必要とされるように前記第２アンテナの特性に影響を及ぼし得る。例えば、前記第２アンテナの物理的な長さは、6.25cm又は3.13cmよりわずかに短くされ得る。従って、前記第２アンテナの調節される長さは、前記第２アンテナを囲む材料のタイプ及び量に依存し得ることは理解されるだろう。前記第２アンテナをこのようにして構成することによって、前記第１アンテナと比べて、アンテナ効率及びバンド幅の増大が達成され得る。それ故、実施例は、広い角度範囲にわたるＲＦ通信を可能にし得る、従って、広い角度範囲にわたる照明装置のＲＦ制御を可能にし得る。
他の例においては、前記第１部分に対する前記第２部分の移動は、前記第１部分に対する前記第２アンテナの放射パターンの変更のために用いられてもよい。例えば、前記第２アンテナが指向性アンテナである場合には、このような移動は、前記第２アンテナの、前記第１部分に対する主放射方向を変えるだろう。実際の事例においては、前記照明装置が取り付けられた後に、ランプ本体などの前記第１部分が取り付けられ、オペレータが、外部無線送受信機とのより良い通信をするために前記第２アンテナの方向を調整するよう前記第２部分を動かす、例えば、回転させることができる。
実施例は、前記第１及び第２アンテナ並びに前記ＲＦ通信回路を介して受信されるＲＦ信号において受け取られるデータに従って前記照明装置の機能を制御するよう構成される制御回路を更に有してもよい。前記機能は、例えば、オン／オフ、強度、色、ビーム幅、及び光の向きのうちの１つ以上であり得る。
実施例は、前記光源に給電するための電力を受け取るための標準的な形をした電源ソケットを有する照明装置を供給してもよく、電源ソケットは、例えば、E27、E14、E40、B22、GU-10、GZ10、G4、GY6.35、G8.5、BA15d、B15、G53及びGU5.3のうちの１つである。従って、ハロゲンスポットライト又は白熱灯の置き換えのための低エネルギ置き換えランプであり得る照明装置が供給され得る。
前記光源は、ＣＦ（コンパクト蛍光）光源、発光ホイル(Luminescent Foil)光源、及びＯＬＥＤ若しくはＰｏｌｙＬＥＤ又は異なる色のＬＥＤのセットなどの発光ダイオード（ＬＥＤ）のうちの少なくとも１つを有してもよい。前記ＬＥＤは、フリップチップタイプ（薄膜フリップチップ）、パターン化サファイア基板、上部接続／上部発光、上部・下部接続などの如何なるタイプのＬＥＤであってもよい。
光源の光出力セクション（又は発光領域）は、領域であって、前記光源からの光が、前記領域の方へ又は前記領域を通って出力される（又は発せられる）領域を指す。従って、光出力方向は、垂直方向（例えば、図における上方向）にあるよう一般化されてもよく、光は、前記光源の前記光出力セクションから前記垂直方向に沿って出力される。しかしながら、光出力セクションから出力される光の全ては、ちょうど垂直には出力されないだろうことは理解されるだろう。従って、前記光出力方向（又は光軸）は、光が光源から出力され得る、例えば、光源の光出力セクションから離れるよう延在する、大まかな上向きに延在する方向を指すと理解されるだろう。
実施例は、新しい又は既存のランプと共に用いられ得る。例えば、実施例は、従来のランプに後付けされてもよいが、別の実施例は、新しいランプに製造時に組み込まれてもよい。従って、本発明の或る態様は、実施例による照明装置を有するランプを供給し得る。
実施例は、自動車用照明、スタジアム照明、家／住宅用照明、臨時照明の分野、及び遠隔制御可能な照明が望ましい他の分野／アプリケーションにおいて、用いられ得る。
実施例は、照明装置の無線ＲＦ制御のための遠隔制御ユニットと共に用いられ得る。従って、本発明の或る態様は、実施例による照明装置と、前記照明装置の少なくとも１つのパラメータの制御のためにＲＦ信号を通信するよう適応される遠隔制御ユニットとを有する照明システムを供給し得る。
本発明のこれら及び他の態様を、下記の実施例に関して説明し、明らかにする。
ここで、本発明の態様による例を、添付図面を参照して、詳細に説明する。
実施例によるレトロフィット・スポットライトを通る断面の略図を図示する。 フロントキャップ部が、それに取り付けられている円弧状アンテナが（照明装置のハウジング内に位置する構成要素と共に）見えるように、透明になっている、他の実施例による照明装置の等角図である。 図２の照明装置であって、そのフロントキャップ部が取り除かれた状態の照明装置の等角図である。 図２の照明装置のフロントキャップ部の等角図である。 図２の照明装置内にある構成要素の相対配置を図示する。 図２の照明装置の断面図である。 図２の照明装置であって、前記照明装置にGU 10規格の電力コネクタが取り付けられている照明装置の側面図である。 キャップ部が第２アンテナを隠している、図２の照明装置の等角図である。 本発明の実施例によるランプの様々な平面に対して測定された放射パターンを示す。 本発明の実施例による反射減衰量Ｓ１１を示す。
本発明の第１の態様においては、本発明は、外部装置と通信する第２アンテナが熱源素子から遠くに移動させられるランプの第１及び第２アンテナの特定の構造を提案する。より具体的には、本発明は、光源及び熱放散素子を備える照明装置であり、ＲＦ通信回路と、ＲＦ通信回路に電気的に接続されると共に、照明装置の第１部分によって支持される第１アンテナと、外部装置と通信するよう適応されると共に、第２アンテナが、第１アンテナによって励起されるよう適応され、且つ第１アンテナを励起するよう適応されるように、第１アンテナと電磁結合される第２アンテナとを有する照明装置であって、第２アンテナが、照明装置の第２部分によって支持され、第２部分が前記熱放散素子から移動させられる照明装置を供給する。より具体的には、熱放散素子は、下記のように、ヒートスプレッダ１１５及びヒートシンク壁部１２０を有する。
本発明の第２の態様においては、本発明は、互いに対して動かせる２つのアンテナを有する照明装置を供給する。１つの目的は、アンテナ間の電磁結合を変化させることである。実施例は、広い角度範囲にわたる照明装置のＲＦ制御を必要とするアプリケーションに特に関連があり得る。
以下の説明において、第１の態様及び第２の態様が一緒に説明され、第１の態様及び第２の態様も独立した革新であり得ることは理解されるだろう。
実施例は、広い指向性パターンにおけるＲＦ信号の信頼性の高い通信に適したアンテナ構成を備える照明装置を供給するという考えを採用する。第１及び第２アンテナを用いることによって、第１アンテナは、例えば、所定のハウジング寸法に収まるように、コンパクトになるよう作成され得る。この第１アンテナは、第２アンテナを励起するよう（又は第２アンテナによって励起されるよう）配設されることができ、前記第２アンテナは、増大されたアンテナ効率及びバンド幅を供給するように、より大きく作成されることができ、且つ／又は改善された全方向放射パターンを供給するよう配置されることができる。
実施例は、第１アンテナ及び第２アンテナを、照明装置の、互いに対して動かせる関連部分において支持するという考えも採用する。第２アンテナを、第１アンテナに対して動かせるよう適応させることによって、第１アンテナと第２アンテナとの間の電磁結合は、例えば、最適値の方へ、修正／変更、及び調整されることができる。換言すれば、第１アンテナと第２アンテナとの間の電磁結合は、（第１アンテナが設けられる）照明装置の第１部分に対して、（第２アンテナが設けられる）照明装置の第２部分を動かすことによって、変えられることができる。
本現明細書において用いられているような垂直という用語は、基板の表面に対して実質的に直角を意味する。本現明細書において用いられているような横方向又は水平という用語は、基板の表面に対して実質的に平行を意味する。また、（上、下、頂部、底部などのような）位置づけ又は場所を表わしている用語は、図に図示されている構造の向きと共に解釈されるべきである。
図は、単に概略的なものであり、それ故、フィーチャの寸法は縮尺通りには描かれていないことは理解されるべきである。従って、図示されているどの層の厚さ及び／又は分離も、限定するものと解釈されるべきではない。例えば、第２層より厚いように描かれている第１層は、実際には、第２層より薄くてもよい。
図１は、実施例によるレトロフィット・スポットライトであって、前記レトロフィット・スポットライトが、GU 10規格の電力コネクタＰＣＮを持つレトロフィット・スポットライトを通る断面の略図を図示している。スポットライトは、ＬＥＤのセット、例えば、赤色、緑色、青色のＬＥＤを含む光源ＬＳを有する。スポットライトの外側エンクロージャは、第１及び第２部分を有する。
（外側エンクロージャの）第１部分は、プラスチック材料から形成される後部ＢＰと、光源ＬＳから熱を効果的に移動させるようにヒートシンクに接続される、外側リブ構造を備える金属ハウジングＨＳの形態の中央部とを有する。ここでは、金属ハウジングは、アルミニウムによって形成されている。電力コネクタＰＣＮは、第１部分を貫通する。
（外側エンクロージャの）第２部分は、プラスチック製フロントキャップＦＣの形態のものであり、外側エンクロージャの第１部分に対して動かせるように取り付けられる。この方法においては、プラスチック製フロントキャップＦＣは、外側エンクロージャの第１部分に対して、動かされる（例えば、回転される、又は押し込まれる／引き出される）ことができる。
外側エンクロージャ内には、ドライバ回路ＤＲＶが設けられる。ドライバ回路は、主電源電圧電力コンバータと、光源ＬＳのためのドライバと、制御チップのための付加的な電源とを含む。光源ＬＳは、制御回路ＣＣの構成要素も保持するプリント回路基板ＰＣＢ上に配置される。プリント回路基板ＰＣＢは、外側エンクロージャの第１部分の金属ハウジングＨＳに取り付けられる。ＰＣＢは、ＰＣＢより下、且つドライバ基板ＤＲＶより上の水平バーによって示されているような、金属ヒートスプレッダによって支持されてもよい。金属ヒートスプレッダは、ヒートシンクＨＳに熱的に結合される。これは、光源ＬＳからの熱を、ヒートシンクに向けて光源ＬＳから遠くへ移動させるのに役立つ。
内面に反射性且つ導電性の材料を備える中空六角形混合管ＭＴは、光源ＬＳからプラスチック製コリメータＣＬＭへ光を案内するのに役立つ。拡散器ＤＦＦは、更なる色混合のためにコリメータと混合管との間に位置する。
第１ＲＦアンテナＡ１は、プリント回路基板ＰＣＢに取り付けられる。ＰＣＢは、リング状であり、このことは、コリメータＣＬＭ、従って、光源ＬＳからの光が、リング状ＰＣＢ内の開口部を通ることを可能にする。或るバージョンにおいては、第１アンテナＡ１は、ＩＦＡアンテナの形態のものであり、ＲＦ送受信機チップと、マイクロプロセッサと、最小雑音指数及び最大電力伝送（例えば、５０Ω整合）のために整合させるのに役立つ整合回路とが同じＰＣＢに取り付けられる。アンテナＡ１が金属ヒートスプレッダ及びヒートシンクに近いことは、アンテナＡ１に、低いインピーダンス及び低い放射レベルを持たせる。
第２ＲＦアンテナＡ２は、第２ＲＦアンテナＡ２が、第１アンテナＡ１によって励起されるよう適応され、且つ第１アンテナＡ１を励起するよう適応されるように、プラスチック製フロントキャップＦＣの下面に取り付けられる。
第１アンテナＡ１及び第２アンテナＡ２を用いることによって、第１アンテナＡ１は、外側エンクロージャの第１部分の金属ハウジングＨＳに収まるようにコンパクトな寸法で設計される。第１アンテナＡ１は、第２アンテナＡ２を励起するために（及び第２アンテナＡ２によって励起されるために）用いられる。前記第２アンテナＡ２は、金属ハウジングＨＳ内に取り付けられるよう制限されないことから、より大きい。この方法においては、増大されたアンテナ効率及びバンド幅が供給され得る。また、第２アンテナＡ２は、（例えば、第２アンテナＡ２が、金属ハウジングＨＳによって覆われないことから、）改善された全方向放射パターンを供給するよう配置される。
破線ＶＰは、第２ＲＦアンテナＡ２を通る仮想平面を示している。図１の例から見られるように、金属ハウジングＨＳのような、一般的に、第２ＲＦアンテナに到達する又は第２ＲＦアンテナを出る無線ＲＦ信号に対する妨げとなる主な金属体は、第２ＲＦアンテナＡ２を通る仮想平面ＶＰより下に位置する。例えば、ＰＣＢに取り付けられる回路に関するはんだ材料などの、小さい金属体さえも、第２ＲＦアンテナＡ２を通る仮想平面ＶＰより下に配置される。なぜなら、好ましくは、このような回路は、ＰＣＢの下側に取り付けられるのに対して、第１アンテナ素子Ａ１は、ＰＣＢの上側に配置されるからである。
この構成の利点は、パワーエレクトロニクス部分ＤＲＶが、間にある金属によってＲＦ部分からシールドされることである。結合がある場合には、送受信機回路における電源スイッチング周波数の変調により、パケット誤り率は増大するだろう。
フロントキャップＦＣは、外側エンクロージャの第１部分に対して動かせるように取り付けられ、第２ＲＦアンテナＡ２は、フロントキャップＦＣに取り付けられることから、第２ＲＦアンテナＡ２は、外側エンクロージャの第１部分に対して動かれる（例えば、回転される）ことができる。第１アンテナＡ１に対する第２アンテナＡ２の移動は、第１アンテナＡ１と第２アンテナＡ２との間の電磁結合を修正／変更する。換言すれば、第１アンテナＡ１と第２アンテナＡ２との間の電磁結合は、金属ハウジングＨＳ及び（第１アンテナＡ１が支持される）ＰＣＢに対して（第２アンテナＡ２が取り付けられる）フロントキャップＦＣを動かす（例えば、回転する）ことによって、変えられることができる。
それ故、図１のスポットライトは、ＰＣＢに対するフロントキャップＦＣの回転による、第１アンテナＡ１と第２アンテナＡ２との間の電磁結合の、単純で、迅速且つ容易な修正（例えば、調整）を可能にする。キャップのこのような回転は、手動で、又は（例えば、所定の要件に従って制御される）電気機械装置によって、達成され得る。
他の実施例においては、様々な修正及び／又は他の構成要素が用いられ得ることは理解されるだろう。例えば、第１アンテナは、ＩＦＡアンテナ、ＰＩＦＡアンテナ、八木アンテナ及びループ・アンテナのうちの１つであり得る。後者の場合には、平衡出力しか必要とされないだろうことから、バラン回路は必要とされないかもしれない。
光源は、ＣＦ（コンパクト蛍光）光源、発光ホイル光源、及びＯＬＥＤ若しくはＰｏｌｙＬＥＤ又は異なる色のＬＥＤのセットなどの発光ダイオード（ＬＥＤ）のうちの少なくとも１つを含み得る。ＬＥＤは、フリップチップタイプ（薄膜フリップチップ）、パターン化サファイア基板、上部接続／上部発光、上部・下部接続などのあらゆるタイプのＬＥＤであり得る。
図２乃至８は、別の実施例による照明装置を図示している。より詳細には、図２は、フロントキャップ部が、それに取り付けられている円弧状アンテナが（照明装置のハウジング内に位置する構成要素と共に）見えるように、透明なように描かれている、他の実施例による照明装置の等角図であるが、実際の事例においては、第２アンテナの上のキャップ部は、下記のように、第２アンテナを隠すよう不透明であり得る。図３は、照明装置のフロントキャップ部が取り除かれた状態の照明装置の等角図である。図４は、照明装置のフロントキャップ部の等角図である。図５は、照明装置内にある構成要素の相対配置を図示する。図６は、照明装置の断面図である。図７は、照明装置にGU 10規格の電力コネクタが取り付けられている照明装置の側面図である。
照明装置１００は、ＰＣＢの形態のＲＦ通信回路１０２を有する。第１アンテナ１０５は、ＲＦ通信回路１０２に電気的に接続され、照明装置の第１部分によって支持される。ここでは、第１部分は、照明装置１００の外側ハウジング１１８の内面に固定して取り付けられる平坦な支持面１１５を有する。この支持面１１５は、ヒートスプレッダであってもよい。
照明装置１００は、第２アンテナが、第１アンテナ１０５によって励起されるよう適応され、且つ第１アンテナ１０５を励起するよう適応されるように第１アンテナ１０５と電磁結合される第２アンテナ１２５を更に有する。第２アンテナ１２５は、第２アンテナ１２５が、垂直方向に第１アンテナ１０５より上に、第１アンテナ１０５から間隔を置いて配置されるように、照明装置１００のフロントキャップ部１３０の下面によって支持される。
フロントキャップ部１３０は、フロントキャップ部１３０が外側ハウジング１１８（及び第１アンテナ１０５を支持する支持面１１５）に対して動かせる（例えば、回転可能である）ように、外側ハウジング１１８に回転可能に取り付けられる。それ故、外側ハウジング１０２に対するフロントキャップ部１３０の移動は、第１アンテナ１０５に対する第２アンテナ１２５の移動をもたらし、それによって、第１アンテナ１０５と第２アンテナ１２５との間の電磁結合を変化させることは理解されるだろう。具体的には、外側ハウジング１０２に対するフロントキャップ部１３０の回転は、第２アンテナ１２５の、第１アンテナ１０５からの半径方向オフセットをもたらす。
それ故、照明装置１００は、第１アンテナ１０５と第２アンテナ１２５との間の電磁結合が変えられることを可能にするという考えを採用する。第１アンテナ１０５及び第２アンテナ１２５を、照明装置１００の、互いに対して動かせる関連部分において支持することによって、第２アンテナ１２５は、第１アンテナ１０５に対して動かせるよう適応される。（第２アンテナ１２５が設けられる）照明装置の第２部分を、（第１アンテナ１０５が設けられる）照明装置の第１部分１１０に対して動かすことによって、第１アンテナ１０５と第２アンテナ１２５との間の電磁結合は変えられることができる。
図２乃至８の図示されている実施例においては、照明装置の第１部分は、照明装置１００の外側ハウジング１１８内に位置する平坦ボディ部１１５を有し、照明装置１００の第２部分は、照明装置１００の外側ハウジング１１８に取り付けられるキャップ部１３０を有する。
キャップ部１３０は、キャップ部１３０が、ハウジング１１８に対して回転され、動かされることができるように、ハウジングに回転可能に取り付けられる。第２アンテナ１２５が支持されるキャップ部１３０の回転は、このようにして、第１アンテナ１０５に対する第２アンテナ１２５の移動をもたらし、それによって、第１アンテナ１０５と第２アンテナ１２５との間の電磁結合を変化させる。これは、第１アンテナ１０５と第２アンテナ１２５との間の電磁結合の、単純、迅速且つ／又は容易な修正（例えば、調整）を可能にする。
図２においては、第２アンテナ１２５は、キャップにオーバーモールドされてもよい。図は、キャップ部の上面を完全に透明に示しているが、これは、第２アンテナ１２５をよりはっきりと示すためであることは理解されたい。キャップ部の、第２アンテナが配置される部分は、不透明であってもよい。即ち、第２アンテナ１２５は、キャップの外縁において隠されてもよい。図４に示されているように、キャップ部１３０は、照明装置１００の光源１４０からの光が通過することができる光学的に透過性の部分１３５を有する。言い換えれば、キャップ部１３０は、光源からの光の通過を可能にするよう構成される透明な又は透光性の部分１３５を有する。前記部分１３５は、他の例においては、透明ではなく、拡散性であってもよいが、それでも、光が出ることを可能にするよう透過性である。キャップ部１３０は、更に、透過性の部分１３５を囲む不透明な外縁１３６を有し、外縁１３６が、第２アンテナ１２５を収容する第２アンテナ１２５は、キャップ部１３０の光学的に透過性の部分１３５の周辺端部のほとんど（例えば、３分の２）のまわりに延在するよう構成される円弧状金属製構成要素１２５を有する。アンテナを隠す不透明な外縁１３６と拡散透過性の部分１３５とを備えるランプの外観は、図８に示されている。
より好ましくは、外縁１３６は、第２アンテナ１２５と第１アンテナ１０５との間の半径方向距離が調節可能であるように、第２アンテナ１２５を収容するための異なる半径方向位置に配置される凹部１３７及び１３７'を更に有する。図４に示されているような事例においては、第２アンテナ１２５は、凹部１３７に収容されている。それ故、キャップ部１３０は、キャップの下面に取り付けられた湾曲した又は三日月形のＲＦアンテナ１２５を備えるねじ式のキャップに似ていると理解され得る。
照明装置１００のハウジング１１８は、ヒートシンク材料を含むカップ状側壁１２０を有する。カップの頂部開口部は、キャップ部１３０と係合するよう適応される。支持プレート１１５は、光源１４０を支持するためにカップの中央に配置され、光源１４０及びカップ側壁１２０に熱的に結合されるヒートスプレッダ材料を有する。ＰＣＢ１４５は、支持プレート１１５に設けられ、前記第１アンテナ１０５としてそこにプリントされたトレース１０５を有する。
光源１４０は、（キャップ部１３０がハウジング１１８に取り付けられるときに）キャップ部１３０に面するよう方向づけられ、図２において「Ｌ」とラベル表示されている矢印によって示されているような垂直光軸に沿った光を生成するよう適応される。従って、第２アンテナ１２５は、光軸「Ｌ」と直交し、第１アンテナ１０５を通るよう描かれる仮想平面「Ｖ」より上に位置するようにキャップ部１３０によって支持されるよう適応されることは理解されるだろう。
この方法においては、第２アンテナ１２５は、広い指向性パターンにおけるＲＦ信号の信頼性の高い通信に適するように配置される。前記配置は、例えば、照明装置１００のハウジング１１８内に位置する第１アンテナ１０５に課されるサイズ制約により、第２アンテナ１２５を、第１アンテナ１０５より大きい寸法で実現することも可能にする。例えば、図示されている実施例においては、第２アンテナ１２５は、第１アンテナ１０５によって通信されるＲＦ制御信号の波長の１／２より大きくない延在部を持つ金属製構成要素を有する。
より具体的には、図示されている実施例は、2.4GHzの周波数のＲＦ信号を利用し、故に、自由大気においては、このような信号の波長全体は、12.5cmである。第２アンテナの長さは、設計により、障害のない自由大気と仮定すると、１／２波長（6.25cm）又は１／４波長（3.13cm）まで長さを短くされる。しかしながら、第２アンテナ１２５が、プラスチック材料のキャップ部によって囲まれる場合には、例えば、第２アンテナ１２５の物理的な長さが6.25cm又は3.13cmよりわずかに短くされるように、幾らかの調節（又は「アンテナ整合」フィーチャ）が必要とされる。
それ故、第１アンテナ１０５と比べて、アンテナ効率及びバンド幅の増大が達成され得る。
更に、第２アンテナ１２５を第１アンテナ１０５より上に配設することは、第２アンテナ１２５が、照明装置１００のハウジング１１８及び／又は構成要素によってあまり妨げられない又は覆われないように、第２アンテナ１２５を配置することも可能にする。この方法においては、第２アンテナ１２５は、改善された又は最適化された全方向放射パターンを供給することができる。
最後に、照明装置１００のハウジング１１８は、標準的な形をした電源ソケット１５０を有することに注意されたい。従って、図示されている実施例は、ハロゲンスポットライト又は白熱灯の置き換えのための置き換えランプを供給する。
実施例は、全体的なサイズが小さいにもかかわらず、照明装置との広い空間範囲の無線ＲＦ通信を可能にする照明装置を供給することは理解されるだろう。このような実施例は、第１及び第２アンテナ並びにＲＦ通信回路を介して受信されるＲＦ信号において受け取られるデータに従って照明装置の機能を制御するよう構成される制御回路を含み得る。前記機能は、例えば、オン／オフ、強度、色、ビーム幅、及び光の向きのうちの１つ以上であり得る。
実施例は、新しい又は既存のランプと共に用いられ得る。例えば、実施例は、従来のランプに後付けされてもよいが、別の実施例は、新しいランプに製造時に組み込まれてもよい。従って、本発明の或る態様は、実施例による照明装置を有するランプを供給し得る。
実施例は、照明装置の無線ＲＦ制御のための遠隔制御ユニットと共に用いられてもよい。従って、本発明の或る態様は、実施例による照明装置と、前記照明装置の少なくとも１つのパラメータの制御のためにＲＦ信号を通信するよう適応される遠隔制御ユニットとを有する照明システムを供給し得る。
図２乃至８の図示されている実施例においては、キャップの回転は、手動で行われるが、キャップの回転は、（例えば、所定の要件に従って制御され得る）電気機械装置を用いて行われてもよい。また、他の実施例においては、キャップ部１３０は、第１アンテナ１０５と第２アンテナ１２５との間の垂直距離を調節するように、第１アンテナ１０５に対して上方及び下方に移動可能であってもよい。この方法においては、第１アンテナ１０５と第２アンテナ１２５との間の垂直距離が調節可能であり得る、従って、第１アンテナ１０５と第２アンテナ１２５との間の電磁結合が調節可能であり得る。
照明装置の第２部分は、第２アンテナと第１アンテナとの間の半径方向距離が調節可能であるように、前記第２アンテナを収容するための異なる半径方向位置に配置される凹部を含み得る。
E27、E14、E40、B22、GU-10、GZ10、G4、GY6.35、G8.5、BA15d、B15、G53及びGU5.3のうちの１つである電源ソケットなどの他の標準的な形をした電源ソケットが用いられてもよい。
図９は、本発明の実施例によるランプの様々な平面に対して測定された放射パターンを示している。全放射電力（平均ＥｉＲＰ）は、+4dBmの出力電力を出力するＲＦ供給源での供給時に、-5.8dBmである。
図１０は、反射減衰量Ｓ１１を示している。反射減衰量シミュレーションは、非常に見込みがあり、Ｚｉｇｂｅｅ帯域全体にわたって、目標-10dBより良いＳ１１の値を示している。
上記実施例においては、第１部分に対する第２部分の移動は、主に、第２アンテナと第１アンテナとの間の電磁結合の改善のためである。他の例においては、第１部分に対する第２部分の移動は、第１部分に対する第２アンテナの放射パターンの変更のために用いられてもよい。例えば、第２アンテナが指向性アンテナである場合には、このような移動は、第２アンテナの、第１部分に対する主放射方向を変えるだろう。実際の事例においては、照明装置が取り付けられた後に、ランプ本体などの第１部分が取り付けられ、オペレータが、外部無線送受信機とのより良い通信をするために第２アンテナの方向を調整するよう第２部分を動かすことができる。
請求項に記載の発明を実施する当業者は、図面、明細及び添付の請求項の研究から、開示されている実施例に対する他の変形を、理解し、達成し得る。例えば、上記の実施例においては、第２アンテナは、導電性／金属製の構成要素として記述されている。しかしながら、第２アンテナは、第１アンテナがスロットのまわりの導電材料を無線信号を発するよう励起する導電面におけるスロット又は開口部のような他のアンテナ形態によって実現されてもよい。「アンテナ」という用語は、本質的に無線通信目的に適している無線信号を発するために用いられ得る如何なる実施態様もカバーする。請求項において、「有する」という用語は、他の要素又はステップを除外せず、単数形表記は、複数の存在を除外しない。特定の手段が、相互に異なる従属請求項において引用されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利になるように使用されることができないと示すものではない。請求項におけるいかなる参照符号も、範囲を限定するものとして解釈されてはならない。上記の好ましい実施例は、複数の変形可能な部分を有するロック構成を詳述しているが、本発明の範囲から逸脱せずに、単一の変形可能な部分を有するロック構成が実現され得ることは明らかであるだろう。

Claims (15)

  1. 光源及び熱放散素子を備える照明装置であり、
    ＲＦ通信回路と、
    前記ＲＦ通信回路に電気的に接続されると共に、照明装置の第１部分によって支持される第１アンテナと、
    第２アンテナであって、外部装置と通信するよう適応されると共に、前記第２アンテナが、前記第１アンテナによって励起されるよう適応され、且つ前記第１アンテナを励起するよう適応されるように、前記第１アンテナと電磁結合される第２アンテナとを有する照明装置であって、前記第２アンテナが、前記照明装置の第２部分によって支持され、前記照明装置の前記第２部分が、前記照明装置の前記第１部分に対して動かせる照明装置。
  2. 前記第２部分が、前記熱放散素子から移動させられる請求項１に記載の照明装置。
  3. 前記照明装置の前記第２部分が、前記第１アンテナと前記第２アンテナとの間の電磁結合を変化させるように、前記照明装置の前記第１部分に対して動かせる請求項１に記載の照明装置。
  4. 前記照明装置の前記第２部分が、前記第２アンテナの、前記第１部分に対する放射パターンを変化させるように、前記照明装置の前記第１部分に対して動かせる請求項１又は２に記載の照明装置。
  5. 前記照明装置の前記第１部分が、前記照明装置のハウジング内に位置するボディ部を有し、前記ハウジングが、前記熱放散素子を有し、前記照明装置の前記第２部分が、前記照明装置の前記ハウジングの上に取り付けられるキャップ部を有する請求項１乃至４のいずれか一項に記載の照明装置。
  6. 前記キャップ部が、光源からの光が通過することができる光学的に透過性の部分を有し、前記第２アンテナが、前記光学的に透過性の部分の周辺にある請求項４に記載の照明装置。
  7. 前記ボディ部が、
    前記熱放散素子としてヒートシンク材料を含むカップ側壁であって、前記カップの頂部開口部が、前記キャップ部と係合するためのものであるカップ側壁と、
    前記光源を支持するために前記カップの中央に配置され、前記熱放散素子として、前記光源及び前記カップ側壁に熱的に結合されるヒートスプレッダ材料を含む支持プレートと、
    前記支持プレートの上にあるＰＣＢであって、前記第１アンテナとして前記ＰＣＢにプリントされるトレースを含むＰＣＢとを有する請求項５に記載の照明装置。
  8. 前記光源が、前記キャップ部に面するよう方向づけられると共に、光軸に沿った光を生成するよう適応され、前記第２アンテナが、前記光軸と直交し、前記第１アンテナを通るよう描かれる仮想平面より上に位置するように前記キャップ部によって支持される請求項６に記載の照明装置。
  9. 前記照明装置の前記第２部分が、前記第２アンテナと前記第１アンテナとの間の角度を調節するように、前記照明装置の前記第１部分に対して回転可能である請求項１に記載の照明装置。
  10. 前記照明装置の前記第２部分が、前記第２アンテナと前記第１アンテナとの間の垂直距離を調節するように、前記照明装置の前記第１部分に対して上方及び下方に移動可能である請求項１に記載の照明装置。
  11. 前記照明装置の前記第２部分が、前記第２アンテナと前記第１アンテナとの間の半径方向距離が調節可能であるように、前記第２アンテナを収容するための異なる半径方向位置に配置される凹部を有する請求項１に記載の照明装置。
  12. 前記第１アンテナが、ＩＦＡアンテナ、ＰＩＦＡアンテナ、八木アンテナ及びループ・アンテナのうちの１つである請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の照明装置。
  13. 前記第２アンテナが、前記第１アンテナによって通信されるＲＦ制御信号の波長の１／２より大きくない延在部を持つ金属製構成要素を有する請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の照明装置。
  14. 前記照明装置の前記第２部分が、誘電材料を有し、前記第２アンテナの前記金属製構成要素の延在部が、前記ＲＦ制御信号の波長の１／２より短い請求項９に記載の照明装置。
  15. 請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の照明装置を有するランプ。
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