JP2024519412A - 内蔵アンテナを有する照明デバイス - Google Patents

Abstract

照明デバイス（ＬＥＤ電球など）が、光源１８と、基部部品１２と、基部部品１２の上に取り付けられた上部部品６２であって、基部部品１２と上部部品６２の間に内部容積６４が画定されている、上部部品６２と、を有する。内部容積６４内には、２セグメントアンテナが存在する。第１のアンテナセグメント４０は基部部品１２から内部容積６４に向かって外向きに延びており、第２のアンテナセグメント５０は上部部品６２によって保持され、第１のアンテナセグメント４０に部分的に重なるように取り付けられている。第１及び第２のアンテナセグメント４０、５０は物理的に分離されているが、電気的に結合されている。

Description

本発明は、アンテナを組み込んだ、ＬＥＤランプなどの、照明デバイスに関する。

屋内用途及び屋外用途の両方のための光源の無線制御はますます普及しつつある。インテリジェントな照明が広まってきており、ＲＦ通信は、特に、家庭及びオフィス環境における、ランプのこの遠隔管理において用いられる強力な技術である。

ランプへの電源を制御する代わりに、無線制御を用いることによって、光源は、ＲＦ制御信号を照明デバイスへ送信することによって直接制御され得る。

フィラメント電球などのガラス電球が市場において広く用いられているが、これらの電球をどのように無線接続させるかは大きな課題である。良い外観を有するために、電子構成要素の全ては、好ましくは、電気接続口金によって包囲されたコンパクトな底部空間内に配置される。

しかし、口金の金属材料は無線信号の良好な送信及び受信を妨げることになるため、無線接続性のためのアンテナは口金の上方に配置されなければならない。加えて、口金の容積は、２．５ＧＨｚ又は５ＧＨｚの周波数帯域内のよく使われる通信規格のために十分な長さを有するアンテナを収容するには小さすぎる。

ワイヤ（例えば、ループ）アンテナは、作製が容易であり、外観への影響が小さく、低コストであるため、最も一般的な設計になっている。しかし、それは、依然として、所望の性能を達成することを困難にするいくつかの不利点を有する。

とりわけ、アンテナは放射性能が悪い。アンテナ長は電球のガラスステムの真下の空洞の高さによって制限され、この高さは、多くの場合、所望の放射効率を達成するためのアンテナ長要件を満たすために十分でない。たとえ、一部の設計は、好適な長さを達成するために可撓性電線を用いているとしても、その場合には、アンテナの位置及び形状は正確に制御されず、これは、放射性能も明確に定められないことを意味する。

長いアンテナがランプの口金側に取り付けられる場合には、アンテナがステムと接触し、曲げられるか、又は折られる可能性があるため、口金をステムと共に組み立てる際にアンテナの損傷を常に防ぐことは困難になり得る。

性能感度及び安定性も組み立て後に芳しくなくなる可能性がある。アンテナ放射効率及びパターンは、例えば、近くの電力ケーブルによって影響を及ぼされる。したがって、性能安定性は組み立てプロセスに大きく依存し、製造中にこの安定性を管理することはほとんど不可能である。

本発明は、請求項によって定義される。

本発明のコンセプトは、２つのセグメントとして形成されたアンテナを有する照明デバイスを提供することである。１つのセグメントは、例えば、電気コネクタ及び回路機構が配置された、照明デバイスの基部から延びている。別のセグメントは、基部の上に嵌合する上部部品によって保持されている。２つのセグメントは物理的に分離されているが、互いに並んでおり、これにより、それらの間に電磁結合が存在する。これは、長いアンテナが曲がったり折れたりするリスクを低減すること、及び上部部品によって画定された空間内に通常収まるであろうよりも長いアンテナを可能にし、このようなより長いアンテナは、特定の通信規格を満足する、より低い周波数帯域内で通信することができるということを通じて、組み立てを単純化する。

本発明の一態様による例によれば、照明デバイスであって、
光源と、
基部部品と、
基部部品の上に取り付けられた上部部品であって、基部部品と上部部品との間に内部容積が存在する、上部部品と、
を備え、
照明デバイスが、内部容積内に配置された、
基部部品から内部容積に向かって外向きに延びた第１の長さを有する第１のアンテナセグメントと、
上部部品によって保持され、第１のアンテナセグメントに部分的に重なるように取り付けられており、第１の長さと平行な第２の長さを有する第２のアンテナセグメントであって、第１及び第２のアンテナセグメントが物理的に分離されているが、非接触電界及び／又は磁界電気結合を介して電気的に結合されており、第２のアンテナセグメントが第１のアンテナセグメントの端部を越えて外向きに延びている、第２のアンテナセグメントと、
を更に備える、照明デバイスが提供される。

この照明デバイスは、２部品アンテナを組み込んでいる。第１のセグメントは、例えば、基部部品と上部部品との間に画定された密閉区域内に配置されており、それに対して、第２のセグメントは内部容積に向かって更に延びている。このように、アンテナ長は延長させられ得る。第２のアンテナセグメントは上部部品の部分として形成され、それに対して、第１のアンテナセグメントは基部部品の部分として形成されるため、アンテナセグメントの物理的分離は組み立てをより単純にする。アンテナ機能は、照明デバイスを組み立てることによって完成させられる。アンテナは単一の長いアンテナではなく、２つの非接触セグメントであるため、それらは、単一のアンテナを曲げる、又は折るリスクを伴わず、照明デバイス内でより容易に組み立てられる。

加えて、１つの観点から、第２のアンテナセグメントはアンテナ長を増大させ、電気結合は容量性負荷と見られることができ、また、第１のアンテナセグメント単独のＲＦ帯域以外の別のＲＦ帯域ももたらす。これにより、２部品アンテナの設計は、デュアルバンド動作が実施されることを可能にし、作動周波数は設計によって容易に調整され得る。別の観点から、第２のアンテナセグメントは、例えば、電気的に浮遊した放射器である。それは、第１のアンテナセグメントに供給される無線信号を結合し、目標共振モードを励起する。２つのセグメントは全体として、アンテナのより低い周波数帯域を決定する。

第１のアンテナセグメントは、例えば、好ましくは、５ＧＨｚを含む、第１の周波数帯域内のＲＦ信号を放射するようにサイズ設定されており、第１のセグメント及び第２のセグメントは全体として、好ましくは、２．４ＧＨｚを含む、第１の周波数帯域よりも低い第２の周波数帯域内のＲＦ信号を放射するようにサイズ設定されている。５ＧＨｚは５Ｇ Ｗｉ－Ｆｉのために適していてもよく、２．４ＧＨｚは、２．４Ｇ Ｗｉ－Ｆｉ、Ｚｉｇｂｅｅ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈのために適していてもよい。これらの周波数帯域は例示にすぎず、当業者は周波数帯域の他の値を選択することもできる。

電気結合は、例えば、容量結合である。

好ましくは、容量結合の結合係数は逆相関関係をもって第２の周波数に影響を及ぼす。容量結合は、第２のアンテナセグメントと組み合わせられた第１のアンテナセグメントによって形成された実効アンテナ内のＲＦ負荷と見られることができる。シミュレーション及び実験に基づけば、結合係数が高いほど、第２の周波数は小さい。それゆえ、結合係数を調整することによって、第２の周波数帯域は微調整され得る。

単純な実装形態では、容量結合は、第１及び第２のアンテナセグメントの間の重なりの長さ、並びにそれらの間の材料及び間隔によって形成される。それゆえ、第１及び第２のアンテナセグメントの間の重なりの長さ、材料の誘電率、及び／又は距離を調整することによって、第２の周波数帯域は微調整され得る。

詳細な実施形態では、第１のアンテナセグメントは、基部部品に近い基部部分、及び端部部分を含んでもよく、第２のアンテナセグメントは、結合部分、及び結合部分よりも基部部分から遠い放射器部分を含み、基部部分と放射器部分との間において、端部部分及び結合部分はそれらの長さ方向に沿って隣接しており、これにより、電気結合を形成する。

放射器部分は、第１及び第２のアンテナセグメントの組み合わせは第１のアンテナセグメント単独と比べてアンテナの長さを延長し、それゆえ、第２の、より低い、周波数帯域をもたらすことを意味する。

重なりの実装形態に関して、端部部分及び結合部分は、横に並んだ直線状構造であってもよく、又はさもなければ、端部部分は直線状構造を含んでもよく、結合部分は、端部部分を取り囲んだ管状構造を含む。

それゆえ、２つのアンテナセグメントの重なり部分のための異なる設計が可能である。これらの場合のどちらにおいても、設計は、いかなる回転の向きにおいても、同じ結果的アンテナ機能を維持しつつ、（第２のアンテナセグメントを取り付けた）上部部品が（第１のアンテナセグメントを収容する）基部部品の上に取り付けられ得るというものになり得る。横に並んだ直線状構造の実施形態は組み立てが単純であり、それに対して、管状の実施例は、結合が３次元であり、第２の周波数帯域の利得を増大させ得るため、結合係数の改善という利点を有する。

放射部分は、例えば、直線状構造、又はさもなければ、垂直端部部片を有する直線状構造を含む。任意選択的な端部部片は、アンテナの電気長を増大させ、及び／又は入力インピーダンスを調整するための、アンテナの上部負荷を提供する。

第１のアンテナセグメントの長さは、第１の（より高い）周波数帯域内の、中心周波数などの、第１の周波数の４分の１波長にほぼ対応してもよく、基部部分及び放射器部分の合計長さは、第２の（より低い）周波数帯域内の、中心周波数などの、第２の周波数の４分の１波長にほぼ対応してもよい。

それゆえ、２つのアンテナセグメントの、ただし、それらが互いに結合する（容量結合として機能する）区域を除く、合計長さは、第２の（より低い）周波数帯域の所望の周波数に基づいて設計されてもよい。しかし、容量結合もまた、周波数特性に影響を及ぼすことになる。第１のアンテナセグメント長は第１の（より高い）周波数帯域の所望の周波数に基づいて設計されてもよい。この４分の１波長は、第１のアンテナセグメント、並びに組み合わせられた第１及び第２のアンテナセグメントはモノポールアンテナであるという条件に基づく。それらが別の種類のアンテナ構造を用いて実施される場合には、当業者は、他の種類のアンテナ構造の長さ要件を満たすようにそれらの長さを適宜設計してもよい。

照明デバイスは、外部電源に接続されるように構成された電気コネクタ口金を更に備えてもよく、基部部品は第１のアンテナセグメントと反対の側において電気コネクタ口金内に少なくとも部分的に嵌合する。

基部部品は、例えば、第１のアンテナセグメントと反対の側と口金との間に電気回路機構を配置することによって、ランプのための電気回路機構を収容する。それゆえ、電気回路機構は、それがコネクタ口金内にあるため、外部から見えず、電気回路機構を見せることなく照明デバイスのすっきりした外観を与える。

好ましくは、電気回路機構と口金との間のインターフェース構造が存在する。

照明デバイスは、好ましくは、光源を収容するために上部部品で封止されるべきランプ外囲器を更に備える。封止は、光源を環境粉塵、湿気等から保護するためのものである。好ましくは、光源を酸化から保護するため、及び熱を放散するために、封止された空間内に希ガスが充填されてもよい。

ランプ外囲器は、例えば、電球形状を有する。上部部品は、外囲器に面した側において、例えば、ランプ外囲器に向かって（及びその内部へ）突出したガラスステムを含む。

ガラスステムは、例えば、光源のための支持体として機能する。

ガラスステムは、光源を吊り下げるための複数の吊り下げ枝を含んでもよく、光源はＬＥＤストリップ又はＬＥＤフィラメントを含む。それゆえ、照明デバイスはＬＥＤフィラメント電球を構成してもよい。

これはＬＥＤフィラメント電球に、伝統的な白熱灯に匹敵する外観を有させる。

上部部品は、基部部品の上に嵌合するドーム構造を含んでもよく、ドーム構造は、第１のアンテナセグメントが内部へ突出しており、第２のアンテナセグメントが内部で懸架されている内部容積を提供するように構成されている。

それゆえ、内部容積は基部部品と上部部品との間の空間を画定する。

ドーム構造は、２つのアンテナセグメントを収容するための空の空間を提供する。

それゆえ、第１のアンテナ部品は上部部品によって照明デバイスの外囲器から物理的に分離されており、基部部品の上に形成された内部容積内に配置されている。上部部品は、例えば、ランプ外囲器によって形成された内部空洞を閉鎖するためのガラス構成要素である。

上部部品は、例えば、凹状部分を含み、（第２のアンテナセグメントの上にオーバーモールドされた）ガラスステムは、凹状部分によって画定された内部容積内で懸架されていてもよい。第１及び第２のアンテナセグメントの間の重なりは当該内部容積内にある。

照明デバイスは、第２のアンテナセグメントの少なくとも部分に巻き付くように構成された絶縁オーバーモールドスリーブを更に備えてもよい。

第２のアンテナセグメントは、例えば、ランプ外囲器内へ外向きに延びるのではなく、内部容積内へ内向きに延びたガラスステムの部分であると考えられてもよい、このスリーブ内にオーバーモールドされた放射器である。ガラスの高い誘電係数のゆえに、アンテナの物理的サイズは低減され得る。オーバーモールドされたガラスの包囲はまた、光源のための電力ケーブルがアンテナに触れるのを防止し、隙間空間を作り出す。それゆえ、電力ケーブルからの離調が低減される。

一例では、第２のアンテナセグメントは、上部部品によって画定された内部空洞内に完全に存在する。代替的に、第２のアンテナセグメントは、代わりに、ドーム構造の上方へ、例えば、外囲器内へ延びたステム内へ延びていてもよい。このとき、アンテナ設計は、基部部品と上部部品との間の密閉された内部容積の空間の制限の問題を更に克服する。この延長された長さは所望の第２の周波数帯域のために適していてもよい。

基部部品は、第１のアンテナセグメントに結合するＲＦトランシーバ回路、及び光源を駆動するための照明ドライバを含んでもよい。

本発明のこれらの態様及び他の態様は、以降で説明される実施形態から明らかとなり、当該の実施形態を参照して解明されるであろう。

本発明のより良好な理解のために、及び、どのようにして本発明が遂行され得るかをより明確に示すために、次に、単に例として、添付図面が参照される。
周知の照明デバイスを示す。 本発明による照明デバイスの一例を示す。 アンテナ構造をより詳細に示す。 ２つのアンテナセグメントの組み合わせに基づくアンテナ機能の電気モデルを示す。 第１のアンテナセグメントのみのため、及び組み合わせられたアンテナ設計のための（反射減衰量対周波数としての）周波数応答としてのものを示す。 オーバーモールド組み立てプロセスを示す。 端部部分は直線状構造を含んでもよく、結合部分は、端部部分の周りに同心に配置された管状構造を含んでもよいことを示す。 組み立てプロセスを示す。

本発明が、図を参照して説明される。

詳細な説明及び具体的な実施例は、装置、システム、及び方法の例示的実施形態を示すものであるが、単に例示の目的を意図しており、本発明の範囲を限定することを意図するものではない点を理解されたい。本発明の装置、システム、及び方法の、これら及び他の特徴、態様、及び利点は、以下の説明、添付の請求項、及び添付の図面から、より良好に理解されるであろう。これらの図は、概略的なものに過ぎず、正しい縮尺で描かれてはいない点を理解されたい。また、同じ参照番号は、これらの図の全体を通して、同じ部分又は同様の部分を示すために使用されている点も理解されたい。

本発明は、照明デバイス（ＬＥＤ電球など）であって、光源と、基部部品と、基部部品の上に取り付けられた上部部品であって、基部部品と上部部品との間に内部容積が画定されている、上部部品と、を有する、照明デバイスを提供する。内部容積内には、２セグメントアンテナが存在する。第１のアンテナセグメントは基部部品から内部容積に向かって外向きに延びており、第２のアンテナセグメントは上部部品によって保持され、第１のアンテナセグメントに部分的に重なるように取り付けられている。第１及び第２のアンテナセグメントは物理的に分離されているが、電気的に結合されている。

図１は、ＬＥＤフィラメント電球の形態の、周知の照明デバイス１０を示す。

照明デバイス１０は、電気コネクタ口金１３（本例ではねじ山継手として示される）によって包囲された基部部品１２を備える。電気コネクタ口金１３は、照明デバイスを外部電源に接続するためのものである。

基部部品は電気コネクタ口金１３内に少なくとも部分的に嵌合し、それは、照明デバイスのための電気回路機構を収容し、電気回路機構は、それがコネクタ口金１３内にあるため、外部から見えない。

ランプ外囲器１４が基部部品１２の上に提供され、光源１８（本例ではＬＥＤフィラメント）が収容される空洞１６を画定する。電気コネクタ電線１９がＬＥＤフィラメントの端部に接続している。

ランプ外囲器１４によって画定された空洞１６は、とりわけ、基部１２の上の上部部品６２で封止されている（封止は図６における第１の図面においてより明瞭に示されている）。ランプ外囲器１４は、本例では、電球形状を有する。上部部品６２は、ランプ外囲器１４内に面した側において、ランプ外囲器１４内へ突出したガラスステム６６を含む。

ガラスステム６６は、例えば、光源１８のための支持体として機能する。ＬＥＤストリップ又はフィラメントの実施例のために、ガラスステムは、光源を吊り下げるための複数の吊り下げ枝を有する。

本発明は、特に、例えば、照明デバイスが有線ネットワークの部分を形成することを必要としない照明デバイスの遠隔制御のための照明デバイスとの無線通信を可能にするための、アンテナを組み込んだ照明デバイスに関する。

図１に示されるものなどの周知の照明デバイスでは、ワイヤループアンテナなどのアンテナが上部部品６２の真下の空間内に配置されていてもよい。

図２は本発明による照明デバイスの一例を示す。

同じ構成要素は図１におけるものと同じ参照符号を与えられている。

それゆえ、照明デバイス１０は、この場合も先と同様に、電気コネクタ口金１３内の基部部品１２と、光源１８が収容される空洞１６を画定する基部部品１２の上に提供されたランプ外囲器１４と、を備える。

図２では、基部１２の上の上部部品６２は、基部部品１２と上部部品６２の外側周辺部との間の内部容積６４を画定することが見られ得る。ここで、用語「外側周辺部」は内部容積６４の外部を意味する。ガラスステム６６は、上部部品６２の上部から外向きに延びており、ランプ外囲器１４によって画定された空洞１６内へ突出している。

本発明によれば、照明デバイスは、内部容積６４内において、内部容積６４に向かって、及びその内部へ基部部品１２から外向きに延びた第１の長さを有する第１のアンテナセグメント４０と、上部部品６２によって支持された（例えば、懸架された）内部容積内の第２のアンテナセグメント５０と、を備える。

２つのアンテナセグメント４０、５０は（少なくとも、それらの間の結合区域内において）互いに並んでいる。第２のアンテナセグメント５０は、第１のアンテナセグメント４０に部分的に重なるように取り付けられており、それらが互いに並んだ所で、それらは互いに平行な部分を有する。２つのアンテナセグメントの間の重なりのこの結合区域において、それらは物理的に分離されている。これによって意味されるのは、それらの間には直接の電気導体接続が存在しないことである。しかし、それらは非接触電界及び／又は磁界電気結合を介して電気結合されている。このように、第１のアンテナセグメントに関連付けられた電磁界の変化は、第２のアンテナセグメントに関連付けられた電磁界の変化を含むことになる。

第２のアンテナセグメントは、例えば、電気的に浮遊した放射器である。それは、第１のアンテナセグメントに供給された無線信号を結合し、主として、以下において更に説明されるとおりのアンテナのより低い周波数帯域を決定する、目標共振モードを励起する。

第２のアンテナセグメント５０は、第１のアンテナセグメント４０の端部を越えて外向きに延びている。換言すれば、第２のアンテナセグメントは、第１のアンテナセグメントよりもランプ外囲器によって画定された空洞に向かって遠くへ延びている。このように、アンテナ長は延長させられ得る。

第２のアンテナセグメント５０は照明デバイスの上部部品の部分として形成され、それに対して、第１のアンテナセグメント４０は基部部品の部分として形成されるが、それらは、物理的に機械的又は電気的に接触させられなくてもよいため、アンテナセグメントの物理的分離は組み立てをより単純にする。アンテナは単一の長いアンテナではなく、２つの非接触セグメントであるため、それらは、曲げる、又は折るリスクを伴わず、照明デバイス内でより容易に組み立てられる。

図３は図２のアンテナ構造をより詳細に示す。

第１のアンテナセグメント４０は、長さＬ１を有する基部部品１２に近い基部部分４２、及び長さＬ２を有する端部部分４４を含む。

第１のアンテナセグメントは、例えば、基部１２から上に延びた直立した比較的硬質の柱である。それは内部容積６４内へ突出している。

第２のアンテナセグメント５０は、長さＬ２を有する結合部分５２、及び長さＬ３を有する結合部分よりも基部部分から遠い放射器部分５４を含む。

基部部分４２と放射器部分５４との間において、端部部分４４及び結合部分５２はそれらの長さ方向に沿って互いに隣接しており、これにより、上述された電気結合を形成する。

図３においてより明瞭に示されるように、上部部品６２は、基部部品１２の上に嵌合する凹状のドーム構造を含む。ドーム構造は、第１のアンテナセグメント４０が内部へ突出しており、第２のアンテナセグメント５０が内部で懸架されている内部容積６４を画定する。上部部品６２は、図６における第１の図面に示されるように、ランプ外囲器１４によって形成された内部空洞１６をそのリムの周りに閉鎖するためのガラス構成要素である。

ガラスステム６６は、上部部品６２の上方へ内部空洞内へ延びている。しかし、内部容積６４内においては、第２のアンテナセグメント５０の少なくとも部分の周りに巻かれた絶縁オーバーモールドスリーブ６０が存在する。第２のアンテナセグメントは、例えば、内部容積６４内へ内向きに延びたガラスステム６６の部分が第２のアンテナセグメントの上にオーバーモールドされるオーバーモールドプロセスによって形成される。

ガラスの高い誘電係数のゆえに、これにより、アンテナの物理的サイズは低減され得る。ガラスの包囲はまた、光源のための電力ケーブルがアンテナに触れるのを防止し、隙間空間を作り出す。それゆえ、電力ケーブルからの離調が低減される。

放射部分５４は、単純に、内部容積６４の上部から下へ延びた別の直立した比較的硬質の柱などの直線状構造を含んでもよい。図３は、その代わりに、第２のアンテナ部分が、垂直端部部片５６を有する直線状構造を有する様子を示す。端部部片は、アンテナの電気長を増大させ、及び／又は入力インピーダンスを調整するための、アンテナの上部負荷を提供する。より具体的には、上部負荷端部部片の長さの半分が放射器部分５４の長さＬ３に追加されるであろう。

２つのアンテナセグメントの使用は、このように、アンテナ長を増大させ、また、第１のアンテナセグメント単独のＲＦ帯域以外の別のＲＦ帯域ももたらす。これにより、２部品アンテナの設計は、デュアルバンド動作が実施されることを可能にし、作動周波数は設計によって容易に調整され得る。第１のアンテナセグメント４０は、例えば、好ましくは、５ＧＨｚを含む、第１の周波数帯域内のＲＦ信号を放射するようにサイズ設定されており、第１のセグメント４０及び第２のセグメント５０は全体として、好ましくは、２．４ＧＨｚを含む、第１の周波数帯域よりも低い第２の周波数帯域内のＲＦ信号を放射するようにサイズ設定されている。

図４は、２つのアンテナセグメントの組み合わせに基づくアンテナ機能の電気モデルを示す。それは、長さＬ１の第１の放射器（基部部分に対応する）、容量結合Ｃ（端部部分と結合部分との間の結合に対応する）、及び長さＬ３の放射器（放射器部分に対応する）を含む。

第１のアンテナセグメント４０はＲＦトランシーバ回路７０に接続しており、第２のアンテナセグメントのための電界を作り出す。第１のアンテナセグメントは長さＬ１＋Ｌ２を有し、この長さは、主として、アンテナのより高い共振周波数を決定する。

浮遊した第２のアンテナセグメント５０は、（１次放射器部品として機能する）第１のアンテナセグメントからの無線信号を結合し、主として、アンテナのより低い共振周波数を決定する、更なる目標共振モードを励起する。アンテナセグメントの組み合わせはまた、アンテナ高を増大させ、放射を増強する。

容量結合は、長さＬ２、及びアンテナセグメントの間の距離によって決定される、結合区域の負荷キャパシタンスに依存した結合係数を規定する。

組み合わせられた構造の作動周波数は、基部部分４２の長さＬ１、放射器部品５４の長さＬ３、及び結合に関係する。数学的観点から、図４に示されるとおりの組み合わせられた構造の作動周波数は次式のように記述され得る：
Ｆｒｅｑ＝ｆ（Ｌ１，Ｌ３，Ｃ）
Ｌ１及びＬ３は、以上において説明され、図４において示されるセグメント長であり、Ｃはアンテナセグメントの間の等価キャパシタンスである。

Ｌ１又はＬ３を増大させることによって、作動周波数はより低い帯域へシフトされ得る。Ｃのより小さい値は作動周波数をより高くする。

これらの設計パラメータと所望の作動周波数との間の既知の関係に基づいて、設計は以下のステップを用いて実施され得る：
（ｉ）１次放射器である、第１のアンテナセグメントの長さ（Ｌ１＋Ｌ２）を決定する。空間は内部容積６４内に限られており、それが第１のアンテナセグメントの最大長（Ｌ１＋Ｌ２）を設定する。デュアルバンドアンテナについては、Ｌ１＋Ｌ２の値は、より高い周波数帯域を実施するために必要とされる長さに基づいて選定され、例えば、長さは、より高い周波数帯域内の中心周波数の波長の１／４であってもよい。単一の帯域の動作のみが必要とされる場合には、Ｌ１＋Ｌ２はできるだけ長くなければならない（ただし、所望の単一の作動周波数の波長の１／４以下でなければならない）。第２のアンテナセグメントへ伝達される最大限の励起電界を得るために、最大電圧は内部容積６４内のアンテナの端部になければならない。
（ｉｉ）第２の（オーバーモールドされた）アンテナセグメントの長さを決定する。これは、デュアルバンドアンテナの場合のより低い帯域のための主放射器である。組み合わせられた初期長さ（Ｌ１＋Ｌ３）は、概して、より低い作動周波数（例えば、より低い周波数帯域内の中心周波数）の波長の１／４によって決定され得る。ガラスが高い実効誘電率をもたらし、結合効果がサイズの低減を助けるため、長さは実際にはこの４分の１波長よりも小さくなる。しかし、長さは４分の１波長に設定されてもよく、作動周波数は容量結合の強さを介して調整され得る（以下の（ｉｉｉ）を参照）。より小さい結合は、より短いアンテナ長を提供することと等価の、より高い共振周波数を生じさせる。
（ｉｉｉ）結合の設計を決定する。結合の設計はより低い帯域及びより高い帯域の両方の作動周波数に影響を及ぼすことになり、良好な結合が良好な効率のための重要な部分となる。結合は、好ましくは、第１のアンテナセグメントの自由端にある。なぜなら、これは、第２のアンテナセグメントへの結合のために、最大の電界を生じさせるからである。このとき、その長さＬ２を有する強結合区域は低周波数帯域に大きな影響を及ぼすことはなく、主として、より高い周波数帯域に影響を及ぼすことになる。

しかし、結合が弱い場合には、増大させられた結合は、より高い、及びより低い周波数帯域の両方をより低い周波数へシフトさせることになる。それゆえ、結合キャパシタンスは、両方の作動周波数を調整するために用いられ得る。

平行板キャパシタの場合、Ｃ∝（ε_ｒ。Ａ）／ｄである。これに基づいて、負荷キャパシタンスは、結合区域におけるアンテナセグメントの間の間隔を低減し、及び／若しくは長さＬ２を増大させること、又は結合区域の幅を増大させることによって増大させられ得る。

電力ケーブルの影響を低減するために、ガラスステムの直径もまた、オーバーモールドされた第２のアンテナセグメントと任意の電力ケーブルとの間の最小距離を確実にするよう、設計において調整され得る。その結果、これは特定の性能レベルを保証する。しかし、より大きい直径はまた、より高いより大きい等価誘電率ε_ｒも生じさせる。実効誘電率は、通例、空気のための誘電率（１前後）と、主としてガラスの厚さに依存する、ガラスのための誘電率（５．５前後）との間にある。それは、実際のアンテナ長をλ／（４√ε_ｒ）に低減するために用いられ得る。

上述されたとおりの上部負荷の使用は実効アンテナ長を増大させるか、又はそれは、アンテナ入力インピーダンスを調整するために用いられ得る。Ｔ字形の第２のアンテナセグメントの場合については、図３における上部部片５６の長さがＬ４である場合には、第２のアンテナセグメントの電気長はＬ２＋Ｌ３＋Ｌ４／２になる。

電気性能へのアンテナ設計の影響はモデル化されている。Ｌ１＝１０ｍｍ、Ｌ２＝１０ｍｍ、Ｌ３＝１５ｍｍ、ｇ＝０．５ｍｍとして一例が挙げられる。ここで、ｇは結合区域内のアンテナセグメントの間の間隔である。アンテナセグメントは、１ｍｍの幅を有する金属シートによって形成されたものとしてモデル化されている。

図５は、プロット８０として、第１のアンテナセグメントのみの所与の設計のための（反射減衰量対周波数としての）周波数応答、及びプロット８２として、第２のアンテナセグメントがプロット８０の設計に追加されたときの組み合わせられたアンテナ設計のための周波数応答を示す。プロット８０における作動周波数帯域は、Ｌ１＋Ｌ２に関わる波長に対応する。プロット８２における高作動周波数帯域は、Ｌ１＋Ｌ２よりも実効的に小さい、Ｌ１及びＣ（Ｌ２に依存する）に関わる波長に対応し、このため、プロット８０内の周波数帯域は、減少させられた波長の長さ分だけ第１のアンテナセグメント単独よりも高い周波数帯域にシフトされていると見なされ得る。

反射減衰量（Ｓ１１）は、より小さい入力インピーダンスのゆえに、より浅い谷を有する。これは集中構成要素を用いて調整され得る。プロット８２の低作動周波数帯域は、上述されたように、Ｌ１＋Ｌ３及び結合係数に関わる波長に対応し、それゆえ、周波数帯域は高作動周波数帯域よりも相当に低い。プロット８２において、例えば、２．４ＧＨｚを含む帯域及び５ＧＨｚを含む帯域内で動作するよう、デュアルバンド動作を可能にすることによって、単一のアンテナｃａは、ＷｉＦｉ若しくは５Ｇ ＷｉＦｉ並びにＢＬＥ／Ｚｉｇｂｅｅなどを用いたデュアルモードなどのデュアルモード適用において用いられる。

図６はオーバーモールド組み立てプロセスを示す。

図６Ａに示されるように、第２のアンテナセグメント５０が上部部品６２内へ挿入され、領域９０内の高温焼成プロセスを用いてガラスステム６６と統合される。

図６Ｂは、丸い角部を有する１つの得られた構造を示し、図６Ｃは、方形の角部を有する別の得られた構造を示す。第２のアンテナセグメントは、上部部品６２の上部の下方へ延びたステム６６の底部セクションによってオーバーモールドされる。

以上の例では、端部部分４４及び結合部分５２は、横に並んだ直線状構造を含む。図７は、端部部分４４は、オーバーモールドされたガラス６０によって包囲された直線状構造（例えば、円柱状ピラー）を代わりに含んでもよいことを示す。結合部分５２は、端部部分４４の周りに同心に配置された管状構造を含んでもよい。この同軸構造は、２つのアンテナセグメントの間の同じ距離を用いてより大きい結合キャパシタンスを達成することができる。図７はこの結合を断面図で示している。

それゆえ、２つのアンテナセグメントの重なり部分のための異なる設計が可能である。しかし、設計は、いかなる回転の向きにおいても、同じ結果的アンテナ機能を維持しつつ、（第２のアンテナセグメントを取り付けた）上部部品６２が（第１のアンテナセグメントを収容する）基部部品１２の上に取り付けられ得るというものになり得る。

以上の例では、第２のアンテナセグメントは、上部部品の上部から内部容積６４内へ下に延びている。第２のアンテナセグメントは、その代わりに、上部部品のドーム構造の上方へ、ステム内へ延びていてもよい。これは、基部部品と上部部品との間の内部容積の空間の不足の問題に更に対処する。

図８は組み立てプロセスを示す。

図８Ａは、すでに互いに封止され、上部ユニットを形成した上部部品６２及び上部部品１４を、別個の基部ユニット１２と共に示す。また、基部ユニット１２内の照明ドライバへの接続を可能にするために、光源のための給電線も上部部品６２を通して提供される。これらの電力ケーブルは、第２のアンテナセグメントをオーバーモールドするために用いられるのと同じ（図６の）焼成ステップを用いて封止されることになる。図では、電力ケーブルは省略されている。

図８Ｂにおいて、上部ユニット及び基部ユニットが１つにくっ付けられる。それらは、図８Ｃにおいて、ドライバのための底部カバーである、インターフェース部品１００を用いて互いに結合される。インターフェース部品１００は絶縁体であることができるであろう。図８Ｄにおいて、端部口金がインターフェース部品１００に嵌合させられる。基部部品及び上部ユニットの任意の相対的な向きが用いられ得るため、組み立ては単純化される。底部カバーを介した、ドライバから端部口金への電源線も存在し、これらの電源線は図示されていないことに留意されたい。

ねじ込みコネクタを有する電球の１つの設計のみが示された。本発明は、任意の電球、又は実際には、より一般的に、任意の照明デバイスに適用されてもよく、任意の電気コネクタ形式と共に用いられてもよい。

図面、本開示、及び添付の請求項を検討することにより、開示される実施形態に対する変形形態が、当業者によって理解されることができ、特許請求される発明を実施する際に遂行されることができる。請求項では、単語「備える（comprising）」は、他の要素又はステップを排除するものではなく、不定冠詞「１つの（a）」又は「１つの（an）」は、複数を排除するものではない。

特定の手段が、互いに異なる従属請求項内に列挙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、有利に使用され得ないことを示すものではない。

用語「～ように適合されている」が、請求項又は明細書本文において使用されている場合には、用語「～ように適合されている」は、用語「～ように構成されている」と同等であることが意図されていることに留意されたい。

請求項中の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るべきではない。

Claims (15)

1. 照明デバイスであって、
   光源と、
   基部部品と、
   前記基部部品の上に取り付けられた上部部品であって、前記基部部品と前記上部部品との間に内部容積が存在する、上部部品と、
   を備え、
   前記照明デバイスが、前記内部容積内に配置された、
   前記基部部品から前記内部容積に向かって外向きに延びた第１の長さを有する第１のアンテナセグメントと、
   前記上部部品によって保持され、前記第１のアンテナセグメントを部分的に重なるように取り付けられており、前記第１の長さと平行な第２の長さを有する第２のアンテナセグメントであって、前記第１及び第２のアンテナセグメントが物理的に分離されているが、非接触電界及び／又は磁界電気結合を介して電気的に結合されており、前記第２のアンテナセグメントが前記第１のアンテナセグメントの端部を越えて外向きに延びている、第２のアンテナセグメントと、
   を更に備える、照明デバイス。
2. 前記第１のアンテナセグメントが、好ましくは、５ＧＨｚを含む、第１の周波数帯域内のＲＦ信号を放射するようにサイズ設定されており、前記第１のセグメント及び前記第２のセグメントが全体として、好ましくは、２．４ＧＨｚを含む、前記第１の周波数帯域よりも低い第２の周波数帯域内のＲＦ信号を放射するようにサイズ設定されている、請求項１に記載の照明デバイス。
3. 前記電気結合が容量結合を含み、好ましくは、前記容量結合の結合係数が逆相関関係をもって前記第２の周波数帯域に影響を及ぼす、請求項１又は２に記載の照明デバイス。
4. 前記第１のアンテナセグメントが、前記基部部品に近い基部部分、及び端部部分を含み、前記第２のアンテナセグメントが、結合部分、及び前記結合部分よりも前記基部部分から遠い放射器部分を含み、前記基部部分と前記放射器部分との間において、前記端部部分及び前記結合部分がそれらの長さ方向に沿って隣接しており、これにより、前記電気結合を形成する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の照明デバイス。
5. 前記端部部分及び前記結合部分が、横に並んだ直線状構造であるか、又は
   前記端部部分が直線状構造を含み、前記結合部分が、前記端部部分を取り囲んだ管状構造を含む、
   請求項４に記載の照明デバイス。
6. 前記放射部分が、
   直線状構造、又は
   垂直端部部片を有する直線状構造
   を含む、請求項４又は５に記載の照明デバイス。
7. 前記第１のアンテナセグメントの前記長さが、前記第１の周波数帯域内の第１の、例えば、中心の、周波数の４分の１波長にほぼ対応し、
   前記基部部分及び前記放射器部分の合計長さが、前記第２の周波数帯域内の第２の、例えば、中心の、周波数の４分の１波長にほぼ対応する、
   請求項４乃至６のいずれか一項に記載の照明デバイス。
8. 外部電源に接続されるように構成された電気コネクタ口金を更に備え、前記基部部品が前記第１のアンテナセグメントと反対の側において前記電気コネクタ口金内に少なくとも部分的に嵌合する、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の照明デバイス。
9. 前記光源を収容するために前記上部部品で封止されるべきランプ外囲器を更に備え、前記上部部品が、前記ランプ外囲器に面した側において、前記ランプ外囲器に向かって突出したガラスステムを含む、請求項８に記載の照明デバイス。
10. 前記ガラスステムが、前記光源を吊り下げるための複数の吊り下げ枝を含み、前記光源がＬＥＤストリップ又はＬＥＤフィラメントを含む、請求項９に記載の照明デバイス。
11. 前記上部部品が、前記基部部品の上に嵌合するドーム構造を含み、前記ドーム構造が、前記第１のアンテナセグメントが内部へ突出しており、前記第２のアンテナセグメントが内部で懸架されている前記内部容積を提供するように構成されている、請求項９又は１０に記載の照明デバイス。
12. 前記第２のアンテナセグメントの少なくとも部分に巻き付くように構成された絶縁オーバーモールドスリーブを更に備える、請求項１１に記載の照明デバイス。
13. 前記第２のアンテナセグメントが前記ドーム構造の上方へ、好ましくは、前記ステム内へ延びている、請求項１１又は１２に記載の照明デバイス。
14. 前記基部部品が、前記第１のアンテナセグメントに結合するＲＦトランシーバ回路を含む、請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の照明デバイス。
15. 前記基部部品が、前記光源を駆動するための照明ドライバを含む、請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の照明デバイス。

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