JP6339195B2 - 一体化されたアンテナを含む照明装置及び照明器具 - Google Patents

Description

本発明は、一体化されたアンテナを含む照明装置に関する。更に、本発明は、照明装置を含む照明器具に関する。

屋内及び屋外のアプリケーション用の双方の光源の遠隔管理が、ますますよく利用されている。インテリジェント照明が普及してきており、ＲＦ通信は、特に家庭やオフィスの環境用のランプのこの遠隔管理で用いられるための有力な技術である。傾向は、ランプへの電力供給を制御するのではなく、照明装置にＲＦ制御信号を送信することによって、（例えばランプの交換可能な素子といった）光源又は照明装置を直接制御することへと移ってきている。

通信回路を含む斯様な光源の一例は、光を発生させるための（例えばＬＥＤといった）光源を含む、置換え照明装置等の照明装置に関する米国特許出願公開第２０１２／０２７４２０８Ａ１号において見つかる。照明装置は、ハウジングの一部であって、熱を光源から取り去る、電気抵抗が０．０１Ωｍ未満である材料で作られたヒートシンク（例えば金属製ヒートシンク）を更に含む。アンテナに接続されるＲＦ通信回路は、（例えば遠隔制御を介して装置を制御するための）ＲＦ信号通信を可能にする機能を果たす。アンテナは、ヒートシンクの少なくとも２ｍｍ外側に配置される。

この照明装置の問題は、既知の光源におけるアレンジメントの通信効率が最適でないことである。

本発明の目的は、通信効率が改善されたアンテナに接続される通信回路を有する照明装置を提供することである。

本発明の第１の態様は照明装置を提供する。本発明の第２の態様は照明器具を提供する。有利な実施形態は従属請求項に規定される。

本発明の第１の態様による照明装置は、ヒートシンクに熱的に接続される発光体を含む。照明装置は、通信信号を送信及び／又は受信するための、ヒートシンクに結合される通信回路を更に含む。ヒートシンクは、導電性であり、ヒートシンクを介して指向性を持たせて特定の周波数の通信信号を送信及び／又は受信するための、特定の周波数に対する開口アンテナを構成するための寸法を有する開口を含む。アンテナは、当該アンテナの周囲の広範囲における通信を可能とするために、多くの場合は無指向性の放射プロファイルである放射プロファイルでの通信信号を放出（及び受信）する。ダイポールアンテナは、照明装置内でよく用いられ、斯様な無指向性の放射プロファイル、実際にはダイポールアンテナを中心とする略ドーナツ形状の放射プロファイルを有するアンテナの例である。ヒートシンクは導電性なので、また、本発明による照明装置は、多くの場合、例えば建物の天井内又は照明器具内といった包囲された環境内で用いられるので、無指向性の通信信号の多くは、ヒートシンク又は他の囲み要素によって遮蔽される恐れがあり、これは通信効率を著しく低減させる。開口アンテナは、例えば上述のダイポールアンテナと比べて、全く異なる放射プロファイルを有する。本発明による照明装置は開口アンテナを含み、開口アンテナの利用は、通信の効率が著しく高まることを保証する。多くの他のタイプのアンテナとは対照的に、開口アンテナは、通信信号の大部分が開口から離れるように向けられる、指向性のある放射特性を有する。この指向性のある放射特性は、通信信号をヒートシンクから離れるように、また、いかなる他の囲み要素及び妨害要素からも離れるように向けるために、照明装置の設計者によって用いられ、これは通信信号の損失を低減させ、ひいては通信の効率を改善する。

既に上述したように、本発明による照明装置は、多くの場合、例えば照明器具内といった何らかの種類のハウジングによって包囲される。斯様なハウジングは、通信信号の一部を遮蔽することに次いで、更に、空気の流れがヒートシンクを通過するのを制限し、ひいてはヒートシンクから環境までの熱流を制限する恐れがある。ヒートシンクからハウジング内の環境までの重要な熱の流れは、照明装置によって光が放射されるハウジングの発光開口のところに丁度ある。既知の照明装置では、ヒートシンクは延在するアンテナから少なくとも２ｍｍ離れて配置され、したがってハウジングの発光開口から離れて設置され、これは発光開口を介したヒートシンクから環境までの熱流を低減させる恐れがある。本発明による照明装置では、アンテナは、基本的にヒートシンク内に所定の寸法を有する開口を含む、開口アンテナである。斯様なアレンジメントは、ヒートシンクがハウジングすなわち照明器具の発光開口の近くまで延びることを可能にし、ひいては発光開口を介したヒートシンクから環境内への比較的良好な熱流を可能にする。したがって、本発明による照明装置では、開口アンテナの指向性のある放射プロファイルを有することに次いで、この照明装置は、照明装置内のヒートシンクの効率を改善することもでき、したがって、本発明による照明装置の発光パワーの増大を可能にする。

英国特許出願公開ＧＢ２４８３１１３号は、照明装置が、遠隔装置と通信するための通信回路を含む回路を有することを開示している。更に、この公開特許出願は、ヒートシンクが通信回路のためのアンテナとしての役割を果たすことを開示している。しかしながら、この公開特許出願では、ヒートシンクが通信回路のためのアンテナとしての役割を果たすように、ヒートシンクがどのように構成されるべきかはどこにも開示されていない。本発明による照明装置では、ヒートシンクは、開口アンテナを構成するための寸法を有する開口を含む。

国際特許出願公開第２０１２１５０５８９Ａ１号は、照明装置と組み合わされたアンテナを開示する。アンテナ６０６はハウジング６０４内に包囲される。ハウジング６０４は、アンテナ６０６によって放出された信号がハウジング６０４から出ることを可能にする開口を有する。しかしながら、アンテナ６０６自体が半球体６１６の内部に放射線を放出する（１４ページ１０〜１４行目）。このアンテナ６０６は、ハウジング６０４を励起させて放射線を再放出するのではない。

米国特許出願公開第２０１２／０２９３６５２号は、一体化された熱スプレッダを有するＬＥＤモジュールを開示する。アンテナ１１４はヒートスプレッダ１０４の内部に設置される。しかしながら、当該米国特許出願公開第２０１２／０２９３６５２号は、アンテナがヒートスプレッダ１０４を励起させて放射線を再放出することは述べていない。

米国特許出願公開第２０１２／０３００４５３号は、ＬＥＤ電球を開示する。中空の光方向転換部品７０は、信号送受信器としての役割を果たす。しかしながら、この中空の部品７０は、セラミック材料等の誘電体から作製される（段落００３２）。したがって、当業者によって、中空の部品７０の機能は放射線を導くことだけであることが理解される。誘電体部品７０は、これ自体が改善された放射線を放出するために一次アンテナによって励起されて電界を生成することはできない。

対照的に、本発明による照明装置の実施形態では、通信回路は、ヒートシンクによって少なくとも部分的に囲まれ、通信信号を表す電界を開口アンテナ内へと誘起させるために特定の周波数の通信信号を送信及び／又は受信する、一次放射器に接続される。ヒートシンク内の開口の寸法が、当該開口は特定の周波数に対する開口アンテナとしての役割を果たすようにデザインされるとき、一次放射器によって開口の近くで放出される一次周波数の任意の信号が、開口の内部に電界を誘起させる。開口にわたる斯様な電界は、開口アンテナの放射特性に従って、開口が指向性を持たせて通信信号を再放出することを引き起こす。一次放射器は、例えば、ヒートシンクの内部に配置されるアンテナであるか、又は例えば、開口アンテナの開口内へと直接信号を供給する供給ラインを含んでもよい。斯様な供給ラインは、例えばマイクロストリップライン又は導波管である。一次放射器がアンテナである実施形態では、一次放射器は、例えば比較的高いフリンジングフィールドを含んでよい。一次放射器のフリンジングフィールドは、一次放射器を囲む誘電材料内へと広がる漏れ電磁界である。比較的高いフリンジングフィールドを有する一次放射器を用いるときの便益は、近接結合を通じて開口の励起が間接的に実現することである。一次放射器は、例えば、通信回路に電気的に接続され、開口の近くでヒートシンクの内部に設置されるダイポールアンテナである。このダイポールアンテナが特定の周波数の通信信号を放出するとき、開口内に電界が誘起され、開口は続いて開口アンテナとしての役割を果たし、通信信号を開口から離れるように、また、本発明による照明装置から離れるように再放出する。代替的に、一次放射器は、通常比較的高いフリンジングフィールドを有するアンテナである、板状逆Ｆアンテナ（ＰＩＦＡとも示される）又はパッチアンテナであってもよい。更に代替的に、一次放射器はマイクロストリップライン又は導波管であってもよい。斯様なマイクロストリップライン又は導波管は、開口の直接励起のための供給ライン又は伝送ラインを構成する。

本発明による照明装置では、開口アンテナの開口の外縁は、Ｎ＊（λ／４）と略等しい寸法を有し、Ｎは整数であり、λは特定の周波数の通信信号の波長である。ヒートシンク内にＮ＊（λ／４）と略等しい寸法を有する外縁を有する開口を有することは、開口が特定の周波数の通信信号に感度があることを保証し、したがって電界が開口の内部で生成される。開口アンテナの開口の実際の形状は、放出（及び受信）される所定の周波数の通信信号の偏波を決定する。開口アンテナの縁の寸法は、規定の寸法から幾分ずれてもよく、したがって寸法はＮ＊（λ／４）と略等しい。この厳密な縁寸法からの小さなずれは、開口アンテナの帯域幅を増大させるために存在し、開口アンテナが幅のある通信信号に感度があるようにする。通常、無線通信は、いわゆる通信帯域にわたって行われる。例えば、照明装置における無線通信のためのよく知られた規格であるＺｉｇｂｅｅ（登録商標）は、１６チャンネルを有し、データは当該１６チャンネルにわたって２．４０５〜２．４８０ギガヘルツの範囲で伝送される。好ましくは、単一の開口アンテナが、これらの様々なチャンネルの各々を介して通信することができ、したがって開口アンテナの全帯域は、この周波数帯域をカバーするのに十分広い。したがって、厳密なＮ＊（λ／４）の縁寸法からのずれは、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）の全てのチャンネルをカバーするために選択され得る。

照明装置の実施形態では、ヒートシンク内の開口の縁に接続される内面は、通信信号を一次放射器から開口アンテナまで導くための形状とされる。したがって、開口は内面と共に、ヒートシンク内への凹みを構成する。斯様な実施形態では、縁に接続される内面は、開口の寸法に依存して特定の周波数に対する開口アンテナとしての役割を果たす（開放端の）導波管である。照明装置の実施形態では、開口及び内面によって形成される凹みの断面は、開口アンテナの開口の縁の形状と同じ形状を有し、断面は開口と略平行に配置される。ヒートシンク内への凹みの深さ及びこの凹みの内部の一次発振器の位置は、開放端の導波管がどのモードで発振を開始し、ひいては開口アンテナの指向性のある放射プロファイルの実際の形状がどのようなものであるかを決定する。

照明装置の実施形態では、内面の断面寸法は、ホーン開口アンテナを形成するために、ヒートシンクの外側に向かって増大する。ホーン開口アンテナの便益は、斯様なホーン開口アンテナの放射プロファイルが、開口アンテナと比べて一層指向性がより狭い（ホーン開口の放射プロファイルの断面がより小さい）ことである。これは、囲みを有する照明装置の通信回路の通信の効率を更に高めることができる。前述のように、照明装置が例えば建物の天井内に配置されているとき、通信回路の通信は、通常、照明装置の真下付近で行われる。環境と通信するために任意の無指向性アンテナを用いることは、生成された通信信号の多くが遮蔽されるか、又は受信器がないと予想される方向に放出されるので、通信効率を低減させる。ホーン開口アンテナを用いることは、本発明による照明装置からの放射プロファイルの指向性のある特性を更に強め、開口アンテナと比べて一層指向性がより狭い放射プロファイルでの通信信号を放射することを可能にする。斯様なホーン開口の放射プロファイルの全体幅に依存して、照明装置のセットにおける個々の照明装置の通信を区別することさえ可能である。

照明装置の実施形態では、一次放射器は開口アンテナの端に配置され、開口アンテナは、当該端から開口アンテナの開口にわたり電界を導く。したがって、一次放射器は、開口アンテナの端にある一次放射器による通信信号の放射のために生成された電界を誘起させ、開口アンテナは、誘起された電界を開口アンテナの開口の残余部に導くことによって、少なくとも部分的に導波管としての役割を果たす。照明装置の実施形態では、照明装置は、開口アンテナに結合される更なる開口を含み、更なる開口は、特定の周波数に対する更なる開口アンテナを構成するための寸法を有し、更なる開口アンテナは、開口アンテナの導かれた電界を供給される。この実施形態では、照明装置は、開口アンテナ及び更なる開口アンテナとして示される、２つの結合された開口アンテナを含む。この実施形態では、開口アンテナは、導波管又はマイクロストリップラインに限られないので、もちろん通信信号の一部を放出もするが、開口アンテナは、主に、誘起された電界を更なる開口アンテナに向かって導く。この実施形態の便益は、開口アンテナが、通信回路から通信信号を受信するために最適化され得ることである。この最適化は、（例えば一次放射器の近くといった）開口アンテナの位置によるか、又は通信信号が比較的容易にこの開口アンテナ内に誘起され得るような開口アンテナの開口の全体寸法による。続いて、開口アンテナは、誘起された電界のうちの少なくとも一部を、例えば環境と通信するために最適化された、更なる開口アンテナに向かって導く。この更なる開口アンテナの環境と通信するための最適化も、やはり、開口アンテナの位置により、また、更なる開口アンテナの開口の寸法又は放射プロファイルによる。

照明装置の実施形態では、開口アンテナは、平面を規定する略長方形の開口を含み、更なる開口アンテナは、照明装置の光軸と略垂直に配置される更なる平面を規定する略円形の開口を含む。開口アンテナの放射プロファイルは、開口（又は更なる開口）と略垂直な主方向を有する。この実施形態では、更なる開口アンテナは、照明装置の光軸と略垂直に配置される更なる平面を規定する更なる開口を含む。斯様なアレンジメントでは、更なる開口アンテナの放射プロファイルの主方向は、光軸と略平行であり、ひいては通信信号が、更なる開口アンテナによって、照明装置から光が放射されるのと実質的に同じ方向に放出される。これは、照明装置が例えば照明器具内又は天井内といったハウジング内に含まれるときに（通常、照明器具すなわちハウジングは、照明装置によって放射される光が遮断されるのを防止するので）、通常、通信信号が遮断されないアレンジメントをもたらすため、特に便益がある。

オプションで、略長方形の開口によって規定される平面は、照明装置の光軸と略平行に配置される。斯様な実施形態では、主に更なる開口アンテナに供給する開口アンテナの開口は、更なる開口と略垂直に配置される。したがって、例えば開口アンテナに供給する一次放射器は、例えば照明装置の内部に設置されるプリント回路基板上に、更なる開口アンテナから更に離れて設置され得る。この略長方形の開口アンテナを、更なる開口アンテナに供給するための導波管として用いることは、通信信号が光軸と平行に更なる開口アンテナへと導かれることを可能にし、ひいてはヒートシンクの外側に沿って更なる開口アンテナに向かう通信信号の効率的な伝送を可能にする。

照明装置の実施形態では、発光体は、更なる開口アンテナの更なる開口を構成する凹み縁を有する、ヒートシンクの凹みに配置される。この凹みは、例えば、発光体のコリメータの一部であるか、又は単純に、ヒートシンク内に例えば発光ダイオード（ＬＥＤとも示される）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤとも示される）又はレーザダイオードが配置される当該ヒートシンクの凹みであってもよい。斯様な半導体発光体は、多くの場合コリメータを必要としないが、通常、半導体発光体の動作中の温度が特定の閾値を超えないことを保証するための比較的大きなヒートシンクを必要とする。ヒートシンクの内部の凹みに発光体を置くことは、ヒートシンクの一部分が、照明装置の発光開口で環境と比較的容易に熱交換することを可能にする。斯様なアレンジメントにおいて、凹み縁が更なる開口アンテナの更なる開口を構成する場合、更なる開口アンテナを介した通信のための放射線の放射主方向は、光の放射と実質的に同じ方向である。

照明装置の実施形態では、照明装置は、受信した通信信号に応じて照明装置を制御するための制御回路を更に含む。制御回路は、例えば、スイッチをオンにすること、スイッチをオフにすること、調光すること、色を変更すること、スイッチのオンをタイミングすること、スイッチのオフをタイミングすること、発光の焦点を変更すること、ビーム角度を制御すること、寿命や電力の消費を推定すること、及び故障や識別を検出すること、を含むリストから選択される照明装置の機能を制御する。

また、本発明による照明装置は、Ａ１９、Ｅ２６、Ｅ２７、Ｅ１４、Ｅ４０、Ｂ２２、ＧＵ‐１０、ＧＺ１０、Ｇ４、ＧＹ６．３５、Ｇ８．５、ＢＡ１５ｄ、Ｂ１５、Ｇ５３、ＰＡＲ及びＧＵ５．３を含むリストから選択されるライト取付構造と協働する外形を含む。

第２の態様による照明器具は、本発明による光源を含む。

本発明のこれらの態様及び他の態様は、以下に説明される実施形態から明らかとなり、これらの実施形態を参照して解明されるだろう。

当業者によって、上述の本発明の２以上のオプション、実施形態、及び／又は態様が、有用とみなされる任意の態様で組み合わされ得ることが理解されるだろう。

説明されたアレンジメントの改良及びバリエーションに対応する、照明ユニット及び固体発光体パッケージの改良及びバリエーションが、本説明に基づいて当業者によって実行され得る。

本発明による照明装置内の開口アンテナの第１の実施形態の概略的な平面図を示す。 本発明による照明装置内の開口アンテナの第１の実施形態の概略的な平面図を示し、電界が示されている。 ＸＹ平面において測定された本発明による開口アンテナの第１の実施形態の放射パターンを示す。 ＸＺ平面において測定された本発明による開口アンテナの第１の実施形態の放射パターンを示す。 ＹＺ平面において測定された本発明による開口アンテナの第１の実施形態の放射パターンを示す。 円錐ホーン開口アンテナの３次元の放射パターンを示す第２の実施形態の照明装置の概略的な平面図を示す。 本発明による照明器具の概略的な平面図を示す。

様々な図において同一の参照番号で示される項目は、同一の構造的特徴及び同一の機能を有するか、又は同一の信号であることに留意されたい。詳細の説明において、斯様な項目の機能及び／又は構造が説明された場合には、当該機能及び／又は構造を繰返し説明する必要はない。

図は単に概略であり、縮尺通りに描かれていない。特に、明瞭化のために、一部の寸法はかなり誇張されている。

図１は、本発明による照明装置１００内の開口アンテナ１５０の第１の実施形態の概略的な平面図を示す。開口アンテナ１５０は、開口１５１の寸法が開口１５０の内部の電界Ｅ（図２参照）の生成を可能にする、導電性材料内の開口１５１である。生成された電界Ｅは、開口アンテナ１５０から放射される放射線の通信周波数、放射プロファイル、及び偏波を決定する。図１に示される実施形態は、ヒートシンク１２０に熱的に接続される発光体１１０を含む照明装置１００を示す。発光体１１０は図１では見えないが、ヒートシンク１２０の内部のＰＣＢ１０５に接続される。発光体１１０は、ＬＥＤ、ＯＬＥＤ、レーザ又は更に高圧放電ランプ等の任意の発光体１１０である。照明装置１００は、通信信号を送信及び／又は受信するための、同様にＰＣＢ１０５に接続されて一次放射器１４０に接続される、通信回路１３０を更に含む。この一次放射器１４０は、照明装置１００の光軸ＯＡと略平行に配置される平面（示されていない）を規定する略長方形の開口１５１すなわち開口面１５１である開口アンテナ１５０への容量性結合を介して、ヒートシンク１２０に結合される。開口アンテナ１５０の外縁１５５は、一次放射器１４０によって放射される信号が開口アンテナ１５０内へと誘起され、開口アンテナ１５０を構成する開口１５１の内部に電界を作り出すように規定される。開口アンテナ１５０の内部の電界Ｅは、開口アンテナ１５０によって開口アンテナ１５０全体にわたって導かれると同時に、開口アンテナ１５０は、誘起された通信信号の一部を放射もする。開口アンテナ１５０は、更なる開口アンテナ１６０を構成する更なる開口１６１すなわち開口面１６１に結合され、開口アンテナ１５０は、開口アンテナ１５０の内部の導かれた電界Ｅをこの更なる開口アンテナ１６０に供給する。また、更なる開口アンテナ１６０も、電界Ｅが更なる開口アンテナ１６０の内部で生成されることを可能にし、更なる開口アンテナ１６０が通信信号を照明装置１００から離れるように放射することを可能にするための寸法を有する外縁１６５を有する。更なる開口アンテナ１６０は、照明装置１００の光軸ＯＡと略垂直に配置される更なる平面（示されていない）を規定する。

前述のように、多くの他のタイプのアンテナとは対照的に、開口アンテナ１５０、１６０は、通信信号の大部分が開口１５１、１６１すなわち開口面１５１、１６１から離れるように向けられる指向性のある放射特性を有する。この指向性のある放射特性は、通信信号をヒートシンク１２０から離れるように、また、いかなる他の囲み要素及び妨害要素からも離れるように向けるために、照明装置１００の設計者によって用いられ、これは通信信号の損失を低減させ、ひいては通信の効率を改善する。

開口アンテナ１５０、１６０の外縁１５５、１６５は、寸法が開口アンテナ１５０、１６０の内部の電界Ｅの生成を可能にする限り、実質的に任意の形状を有する。しかしながら、外縁１５５、１６５の形状がスロットアンテナの形状に近くなる（これは、長さ寸法が約λ／２で、幅寸法がλ／２よりもかなり小さいときである）ある段階で、ヒートシンク１２０内の開口はもはや開口アンテナ１５０、１６０としては挙動（通信信号の指向性のある放射）せず、無指向性の放出特性を有するダイポールアンテナと同様に挙動する。

一次放射器１４０は、ヒートシンク１２０によって少なくとも部分的に囲まれ、通信信号を表す電界Ｅを開口アンテナ１５０内へと誘起させるために特定の周波数の通信信号を送信及び／又は受信する。ヒートシンク１２０内の開口１５１の寸法が、開口１５１は特定の周波数に対する開口アンテナ１５０としての役割を果たすようにデザインされるとき、開口アンテナ１５０の近くで（例えば一次放射器１４０によって）放出される一次周波数の任意の信号が、開口アンテナ１５０の内部に電界Ｅを誘起させる。開口アンテナ１５０にわたる斯様な電界Ｅは、開口アンテナ１５０の放射特性に従って、開口アンテナ１５０が指向性を持たせて通信信号を再放出することを引き起こす。図１に示される実施形態では、開口１５１すなわち開口面アンテナ１５０は、更なる開口１６１すなわち更なる開口面アンテナ１６０に向かって、誘起された電界Ｅを導き、したがって誘起された通信信号を導くと同時に、誘起された通信信号の一部を放出する。したがって、開口アンテナ１５０は、通信信号を一次放射器１４０から更なる開口アンテナ１６０まで導くためのある種の導波管としての役割を果たす。しかしながら、電界Ｅを全方向で制限することを可能とする構造ではないので、この開口アンテナ１５０は完全な導波管ではなく、したがって導かれた通信信号のうちの一部は、開口アンテナ１５０によって放出される。一次放射器１４０は、例えば、ヒートシンク１２０の内部に配置されるアンテナ１４０であるか、又は例えば、開口アンテナ１５０の開口１５１内へと直接信号を供給する供給ライン（示されていない）を含んでもよい。斯様な供給ラインは、例えばマイクロストリップライン（示されていない）又は導波管（示されていない）である。一次放射器１４０は、例えば、通信回路１３０に電気的に接続され、開口の近くでヒートシンク１２０の内部に設置されるダイポールアンテナ（示されていない）である。代替的に、一次放射器１４０は、通常比較的高いフリンジングフィールドを有するアンテナである、板状逆Ｆアンテナ（ＰＩＦＡとも示される）１４０又はパッチアンテナ１４０であってもよい。

本発明による照明装置１００では、開口アンテナ１５０、１６０の開口１５１、１６１の外縁１５５、１６５は、Ｎ＊（λ／４）と略等しい寸法を有し、Ｎは整数であり、λは特定の周波数の通信信号の波長である。ヒートシンク１２０内にＮ＊（λ／４）と略等しい寸法を有する外縁１５５、１６５を有する開口を有することは、開口１５１、１６１すなわち開口面１５１、１６１は特定の周波数の通信信号に感度があることを保証し、したがって電界Ｅが開口アンテナ１５０、１６０の内部で生成される。開口アンテナ１５０、１６０の開口１５１、１６１の実際の形状は、放出（及び受信）される所定の周波数の通信信号の偏波を決定する。前述のように、開口アンテナ１５０、１６０の外縁１５５、１６５の寸法は、開口アンテナ１５０、１６０の帯域を増大させるためにＮ＊（λ／４）から幾分ずれてもよく、開口アンテナ１５０、１６０が幅のある通信信号に感度があるようにする。通常、無線通信は、いわゆる通信帯域にわたって行われる。例えば、照明装置１００における無線通信のためのよく知られた規格であるＺｉｇｂｅｅ（登録商標）は、１６チャンネルを有し、データは当該１６チャンネルにわたって２．４０５〜２．４８０ギガヘルツの範囲で伝送される。好ましくは、単一の開口アンテナ１５０、１６０が、これらの様々なチャンネルの各々を介して通信することができ、したがって開口アンテナ１５０、１６０の全帯域は、この周波数帯域をカバーするのに十分広い。したがって、厳密なＮ＊（λ／４）縁寸法からのずれは、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）の全てのチャンネルをカバーするように選択され得る。

本発明による照明装置１００は、通信信号を一次放射器１４０から更なる開口アンテナ１６０まで導くための形状とされる、ヒートシンク１２０内の開口１６１の縁１６５に接続される内面１６７を有する。したがって、開口１６１は内面１６７と共に、特定の周波数に対する開口アンテナ１６０としての役割を果たすある種の開放端の導波管を生成するために、ヒートシンク１２０内への凹みを構成する。ヒートシンク１２０内への凹みの深さ及びこの凹みの内部の一次発振器１４０の位置は、開放端の導波管（すなわち開口アンテナ１６０）がどのモードで発振を開始し、ひいては開口アンテナ１６０の指向性のある放射プロファイルの実際の形状がどのようなものであるかを決定する。

図１に示される照明装置１００は、受信した通信信号に応じて照明装置１００を制御するための制御回路１３５を更に含む。制御回路１３５は、例えば、スイッチをオンにすること、スイッチをオフにすること、調光すること、色を変更すること、スイッチのオンをタイミングすること、スイッチのオフをタイミングすること、発光の焦点を変更すること、ビーム角度を制御すること、寿命や電力の消費を推定すること、及び故障や識別を検出すること、を含むリストから選択される照明装置１００の機能を制御する。最後に、照明装置１００は、照明装置１００を電源に接続するための電気的接続ピン１８０を含む。もちろん、斯様な接続ピン１８０は、照明装置１００のある種の電力線ネットワーク（示されていない）への更なる通信のために、ある種の電力線制御信号を介して、通信ポートとして用いられてもよい。

図２は、本発明による照明装置１００内の開口アンテナ１５０、１６０の第１の実施形態の概略的な平面図を示し、電界Ｅが示されている。前述のように、開口アンテナ１５０及び更なる開口アンテナ１６０の寸法は、一次放射器１４０によって提供される通信信号と共に、開口アンテナ１５０内及び更なる開口アンテナ１６０内で生成される電界Ｅの実際の形状を決定する。更に、この電界Ｅは、放射信号の偏波を含む、放射される通信信号の放射プロファイル及び放射特性を決定する。

図３は、ＸＹ平面において測定された本発明による照明装置１００の第１の実施形態の放射パターンを示す。実線は水平偏波の通信信号の放射パターンを表し、破線は垂直偏波の通信信号の放射パターンを表す。また、図３の左上の角の縮小図には、一次放射器１４０の位置が示されている。

図４は、ＸＺ平面において測定された本発明による照明装置１００の第１の実施形態の放射パターンを示す。やはり、実線は水平偏波の通信信号の放射パターンを表し、破線は垂直偏波の通信信号の放射パターンを表す。図４から明らかに見られるように、開口アンテナ１５０、１６０の放射プロファイルは、主に、光軸ＯＡ（図１参照）と略平行に、開口アンテナ１５０、１６０から離れるように向けられている。

図５は、ＹＺ平面において測定された本発明による照明装置１００の第１の実施形態の放射パターンを示す。やはり、実線は水平偏波の通信信号の放射パターンを表し、破線は垂直偏波の通信信号の放射パターンを表す。このとき水平偏波の通信信号は垂直偏波の通信信号より著しく弱く、開口アンテナ１５０、１６０は、水平偏波の通信信号よりもむしろこの垂直偏波の通信信号を強化するようにデザインされていることを示す。

図６は、円錐ホーン開口アンテナ１７０の３次元の放射パターンを示す第２の実施形態の照明装置１０２の概略的な平面図を示す。ヒートシンク１２２は、円錐ホーン開口アンテナ１７０を形成するための円錐形状を有する内壁１７７を含む。図６では、内壁１７７は部分的に実線で部分的に破線の矢印を用いて示され、破線の部分は、参照矢印のうちの開口アンテナ１７０の開口１７１に入っている部分を示す。開口１７１すなわち開口面１７１に向けた内部寸法の広がりは、このホーン形状のホーン開口アンテナ１７０が放出された通信信号の指向性をどれだけ良好に更に集中させるかを決定する。要求される放射分布を作り出すようにこの広がりを規定するために、よく知られた設計式が用いられ得る。開口アンテナ１７０の外縁１７５の形状は、寸法が開口アンテナ１７０の内部の電界Ｅ（図２参照）の生成を可能にする限り、実質的に任意の形状を有してよい。放射プロファイル１９０から見られるように、斯様なホーン開口アンテナ１７０の指向性は、前の実施形態（図３乃至図５）と比べてかなり強く、このことは、照明装置１０２は多くの場合ハウジングすなわち囲み（天井）内へと組み込まれ、したがって主に光の放射と同様の方向での放射が好ましく、つまり、他の方向での放射は囲みによって遮断されるか、又は発光方向と同様の方向とは別の方向に放射される信号はいかなる受信アンテナにも当たらない可能性が高いので、便益である。

斯様なホーン開口アンテナ１７０のための一次放射器１４４は、好ましくは、例えば内壁１７７が外縁１７５に向かって内壁１７７の階段状の広がりを開始するヒートシンク１２２の内部の位置で、ホーン形状の内部に設置される。図６では、一次放射器１４４の位置は部分的に実線で部分的に破線の矢印を用いて示され、破線の部分は、参照矢印のうちの開口アンテナ１７０のホーン形状の開口１７１の内部に位置する部分を示す。斯様な一次放射器１４４は、別の開口アンテナ又は上述の任意の他の一次放射器１４４であってよい。

図７は、本発明による照明器具２００の概略的な平面図を示す。照明器具２００は、例えば、照明装置１００、１０２が照明器具２００内へとフィットするように照明装置１００、１０２の外側寸法と協働するライト取付構造を含む。

要約すると、本出願は、照明装置１００と照明器具２００とを提供する。照明装置は、ヒートシンク１２０に熱的に接続される発光体１１０を含む。照明装置は、通信信号を送信及び／又は受信するための、ヒートシンクに結合される通信回路１３０を更に含む。ヒートシンクは導電性であり、ヒートシンクを介して指向性を持たせて特定の周波数の通信信号を送信及び／又は受信するための、特定の周波数に対する開口アンテナ１５０を構成するための寸法を有する、開口１５１を含む。示される実施形態では、照明装置は、開口アンテナ１５０と更なる開口アンテナ１６０とを含む。

上述の実施形態は、本発明を限定するよりもむしろ例示し、当業者は、添付の請求項の範囲を逸脱することなく、多くの代替的な実施形態をデザインすることができることに留意されたい。

請求項において、括弧間に置かれたいかなる参照符号も、請求項の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。動詞「含む」及びその活用形の使用は、請求項に説明されるもの以外の要素又はステップの存在を除外しない。要素に先行する冠詞「ａ」又は「ａｎ」は、複数の斯様な要素の存在を除外しない。本発明は、複数の別々の要素を含むハードウェアによって、及び適切にプログラムされたコンピュータによって実施されてもよい。複数の手段を列挙する装置請求項において、これらの手段のうちの複数が、全く同一のハードウェアの項目によって具体化されてもよい。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これらの手段の組合せが有利に用いられることができないことを意味しない。

Claims (13)

1. ヒートシンクに熱的に接続される発光体を含み、通信信号を送信及び／又は受信するための、前記ヒートシンクに結合される通信回路を更に含む、照明装置であって、前記ヒートシンクは導電性であり、前記ヒートシンクを介して指向性を持たせて特定の周波数の通信信号を送信及び／又は受信するための、前記特定の周波数に対して同調される開口アンテナを構成するための特定の寸法を有する開口を含み、前記通信回路は、前記ヒートシンクによって少なくとも部分的に囲まれる一次放射器であって、通信信号を表す電界を前記開口アンテナ内へと誘起させるために前記特定の周波数で前記通信信号を送信及び／又は受信する、一次放射器に接続され、前記開口にわたる電界は、前記開口アンテナの放射特性に従って、前記開口が指向性を持たせて通信信号を再放出することを引き起こし、前記開口アンテナの前記開口の外縁は、Ｎ＊（λ／４）と等しい寸法を有し、Ｎは整数であり、λは前記特定の周波数の通信信号の波長である、照明装置。
2. 前記一次放射器は、ダイポールアンテナ、板状逆Ｆアンテナ、パッチアンテナ、マイクロストリップライン、及び導波管を含むリストから選択される、請求項１に記載の照明装置。
3. 前記ヒートシンク内の前記開口の前記外縁に接続される内面は、通信信号を前記一次放射器から前記開口アンテナまで導くための形状とされる、請求項１に記載の照明装置。
4. 前記内面の断面寸法は、ホーン開口アンテナを形成するために、前記ヒートシンクの外側に向かって増大する、請求項３に記載の照明装置。
5. 前記一次放射器は前記開口アンテナの端に配置され、前記開口アンテナは、前記端から前記開口アンテナの前記開口にわたり電界を導く、請求項１に記載の照明装置。
6. 前記開口アンテナに結合される更なる開口を含み、前記更なる開口は、前記特定の周波数に対する更なる開口アンテナを構成するための寸法を有し、前記更なる開口アンテナは、前記開口アンテナの導かれた電界を供給される、請求項５に記載の照明装置。
7. 前記開口アンテナは、平面を規定する略長方形の開口を含み、前記更なる開口アンテナは、前記照明装置の光軸と略垂直に配置される更なる平面を規定する略円形の開口を含む、請求項６に記載の照明装置。
8. 前記略長方形の開口によって規定される前記平面は、前記照明装置の光軸と略平行に配置される、請求項７に記載の照明装置。
9. 前記発光体は、前記更なる開口アンテナの前記更なる開口を構成する凹み縁を有する、前記ヒートシンクの凹みに配置される、請求項７に記載の照明装置。
10. 受信した前記通信信号に応じて前記照明装置を制御するための制御回路を更に含む、請求項１に記載の照明装置。
11. 前記制御回路は、スイッチをオンにすること、スイッチをオフにすること、調光すること、色を変更すること、スイッチのオンをタイミングすること、スイッチのオフをタイミングすること、発光の焦点を変更すること、ビーム角度を制御すること、寿命、電力の消費を推定すること、及び故障、識別を検出すること、を含むリストから選択される前記照明装置の機能を制御する、請求項１０に記載の照明装置。
12. 前記照明装置の外形は、Ａ１９、Ｅ２６、Ｅ２７、Ｅ１４、Ｅ４０、Ｂ２２、ＧＵ‐１０、ＧＺ１０、Ｇ４、ＧＹ６．３５、Ｇ８．５、ＢＡ１５ｄ、Ｂ１５、Ｇ５３、ＰＡＲ及びＧＵ５．３を含むリストから選択されるライト取付構造と協働する、請求項１に記載の照明装置。
13. 請求項１乃至１２の何れか一項に記載の照明装置を含む、照明器具。

Images