JP6738973B2 - スロットアンテナを備える照明デバイス - Google Patents

スロットアンテナを備える照明デバイス Download PDF

Info

Publication number
JP6738973B2
JP6738973B2 JP2019547424A JP2019547424A JP6738973B2 JP 6738973 B2 JP6738973 B2 JP 6738973B2 JP 2019547424 A JP2019547424 A JP 2019547424A JP 2019547424 A JP2019547424 A JP 2019547424A JP 6738973 B2 JP6738973 B2 JP 6738973B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
slot
lighting device
heat sink
antenna
feeding antenna
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019547424A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2020510967A (ja
Inventor
ヤコウバ ロウ
ヤコウバ ロウ
ヘンリクス マセイス マリア クレーメルス
ヘンリクス マセイス マリア クレーメルス
デル メルヴェ ヤコ ファン
デル メルヴェ ヤコ ファン
カートーフェン ディルク ヤン ファン
カートーフェン ディルク ヤン ファン
ぺテル レイスカンプ
ぺテル レイスカンプ
ヴェーメ ベレンド ヤン ヴィレム テル
ヴェーメ ベレンド ヤン ヴィレム テル
ペテル ヨハンネス マルティヌス ブッケムス
ペテル ヨハンネス マルティヌス ブッケムス
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Signify Holding BV
Original Assignee
Signify Holding BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Signify Holding BV filed Critical Signify Holding BV
Publication of JP2020510967A publication Critical patent/JP2020510967A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6738973B2 publication Critical patent/JP6738973B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/20—Light sources comprising attachment means
    • F21K9/23—Retrofit light sources for lighting devices with a single fitting for each light source, e.g. for substitution of incandescent lamps with bayonet or threaded fittings
    • F21K9/232—Retrofit light sources for lighting devices with a single fitting for each light source, e.g. for substitution of incandescent lamps with bayonet or threaded fittings specially adapted for generating an essentially omnidirectional light distribution, e.g. with a glass bulb
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/20—Light sources comprising attachment means
    • F21K9/23—Retrofit light sources for lighting devices with a single fitting for each light source, e.g. for substitution of incandescent lamps with bayonet or threaded fittings
    • F21K9/238—Arrangement or mounting of circuit elements integrated in the light source
    • 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
    • F21V23/003—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being electronics drivers or controllers for operating the light source, e.g. for a LED array
    • F21V23/004—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being electronics drivers or controllers for operating the light source, e.g. for a LED array arranged on a substrate, e.g. a printed circuit board
    • F21V23/006—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being electronics drivers or controllers for operating the light source, e.g. for a LED array arranged on a substrate, e.g. a printed circuit board the substrate being distinct from the light source holder
    • 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
    • F21V23/0435—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being switches activated by remote control means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • 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
    • H01Q13/12—Longitudinally slotted cylinder antennas; Equivalent structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • 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
    • H01Q13/18—Resonant slot antennas the slot being backed by, or formed in boundary wall of, a resonant cavity ; Open cavity antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
    • H05B47/175—Controlling the light source by remote control
    • H05B47/19—Controlling the light source by remote control via wireless transmission
    • 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
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/85—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems characterised by the material
    • F21V29/89—Metals
    • 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
    • F21V3/00—Globes; Bowls; Cover glasses
    • F21V3/04—Globes; Bowls; Cover glasses characterised by materials, surface treatments or coatings
    • F21V3/06—Globes; Bowls; Cover glasses characterised by materials, surface treatments or coatings characterised by the material
    • F21V3/061—Globes; Bowls; Cover glasses characterised by materials, surface treatments or coatings characterised by the material the material being glass
    • 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
    • F21V3/00—Globes; Bowls; Cover glasses
    • F21V3/04—Globes; Bowls; Cover glasses characterised by materials, surface treatments or coatings
    • F21V3/06—Globes; Bowls; Cover glasses characterised by materials, surface treatments or coatings characterised by the material
    • F21V3/062—Globes; Bowls; Cover glasses characterised by materials, surface treatments or coatings characterised by the material the material being plastics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/16—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole
    • H01Q9/26—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole with folded element or elements, the folded parts being spaced apart a small fraction of operating wavelength
    • H01Q9/265—Open ring dipoles; Circular dipoles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/30—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole
    • H01Q9/42—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole with folded element, the folded parts being spaced apart a small fraction of the operating wavelength
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)
  • Support Of Aerials (AREA)

Description

本発明は、スロットアンテナを有する無線制御可能な照明デバイスに関する。
無線制御可能な照明デバイスが、当該技術分野において知られている。そのような照明デバイスの例は、米国特許出願公開第2016/0072176 A1号に開示されている。当該照明デバイスは、スロットアンテナとして機能するスロットを備えた発光ダイオードのためのヒートスプレッダを有し、スロットは、スロットと同一平面にあり、スロットを直角に横切る給電ラインによって給電される（米国特許出願公開第2016/0072176 A1号の図８ａ参照）。無線信号は、パワーオン／オフを切り替える、照明強度を調整する、照明の色を変更する、又は何らかの他の方法で電球の動作を制御するために使用されてもよい。
米国特許出願公開第2016/0072176 A1号の照明デバイス、及び同様の無線制御可能な照明デバイスは、意図した用途に適しているが、改良の対象である。例えば、スロットアンテナの給電を改善することが望ましいであろう。
改良された又は代替的な照明デバイスを提供することが望ましいであろう。
この課題により良く対処するために、照明デバイスと外部デバイスとの間の無線通信のための通信ユニットと、通信ユニットに電気的に接続される固体照明要素(solid-state lighting element)と、固体照明要素と熱的に接触するヒートシンクであって、スロットアンテナとして機能するように適合されたスロットを有する、ヒートシンクと、通信ユニットに電気的に接続される給電アンテナであって、給電アンテナ及びスロットが近接結合(proximity coupling)によって通信できるようにスロットに配置される少なくとも１つの先端部(end tip)を有する、給電アンテナとを備える、照明デバイスが提示される。
先端部がスロット「に」配置される(the end tip being arranged "at" the slot)ということは、スロットが、先端部で生成されるフリンジング電界(electric fringing field)の影響を受け、近接結合によって給電アンテナに結合されるように、先端部が、スロットの近くに配置されることを意味する。
上記のように先端部を配置することは、給電アンテナが、送信及び受信時に、給電の電力効率の改善に役立つように、スロットにとりわけ効率的に結合されることを可能にする。給電アンテナ及びヒートシンクが堅牢性、熱性能、光学性能及び／又は美観を相当犠牲にするように配置されることなく、効率的な結合が実現される。さらに、照明デバイス内の利用可能なスペースの量がとりわけ制限されている状況でさえも、効率的な結合が実現されることができる。
さらに、よく用いられている伝送線給電方法(transmission line feed method)とは異なり、本発明の給電技術は、スロットがヒートシンクの曲面に配置される場合でさえもうまく機能する。伝送線給電方法はまた、ライン給電を有する回路基板がスロットを含む表面と同一平面にあることを必要とするが、これは、本発明の給電技術が必要としないものである。
さらに、上述した照明デバイスは、大量生産に適した単純で高速な製造技術を使用して、費用効率の高い方法で生産されることができる。
ヒートシンクは、円筒形であってもよい。そのようなヒートシンクは、周囲の空気に向かって熱を伝達する大きな外表面積を持つことができる。また、ヒートシンクが中空シリンダの形状を持つ場合、給電アンテナは、典型的には、ヒートシンクの内側に配置されることができ、視界から隠され、ＳＳＬ要素によって放射される光を妨げない。
給電アンテナの少なくとも一部は湾曲してもよく、少なくとも１つの先端部を含んでもよい。
給電アンテナの上述した部分は、円筒形のヒートシンクの湾曲した内側壁に沿って配置されてもよい。
少なくとも１つの先端部は、円筒形のヒートシンクの長手方向中心軸及びスロットの幅の１００％〜１２５％によって画定される仮想セクタ内に在ってもよい。そのような方法で先端部を配置する結果、典型的には、先端部とスロットとの効果的な結合が生じる。
給電アンテナの上述した部分は、スロットと交わらないように配置されてもよい。
照明デバイスは回路基板を備えてもよく、給電アンテナは回路基板の相対向する２つの側に印刷されてもよい。このような給電アンテナを使用すると、スロットと給電アンテナによって生成されるフリンジングフィールドとのオーバーラップを増やすことができる。これは、回路基板が（例えば、製造公差に起因して）最適に位置付けられないことによる離調に対する給電アンテナのセンシティビティを低下させる。
給電アンテナは、モノポールアンテナ、例えば、ホイップアンテナ、板状逆Ｆアンテナ（ＰＩＦＡ）又は逆Ｆアンテナであってもよい。モノポールアンテナは実装がとりわけ簡単であり、また比較的小型であるため、スペース要件が特に厳しい場合にとりわけ適している。
回路基板は、接地面を備えてもよく、スロットは、モノポールアンテナの先端部及び接地面間のギャップと位置合わせされてもよい。
給電アンテナは、ダイポールアンテナであってもよい。ダイポールアンテナは特に効率的であり得、強力な放射場を生成することができる。
給電アンテナは２つの先端部を有してもよく、スロットは２つの先端部間のギャップと位置合わせされてもよい。このような方法で先端部を配置する結果、典型的には、先端部とスロットとの強い結合を生じる。さらに、とりわけ強い電界が、位相が１８０度ずれているそれぞれの電圧で先端部間に生成されることができる。
スロット全体が、円筒形のヒートシンクの湾曲した側壁に設けられてもよい。
スロットは、Ｌ字形であってもよい。原則として、スロットは、任意の形状を有してもよい。しかしながら、スロットのサイズ及び位置はヒートシンクの熱性能及び機械的強度に影響を与えるところ、本発明者らは、Ｌ字形状のスロットは、ヒートシンクが複雑になる又は生産に時間を要することなく、ヒートシンクの熱的及び機械的特性が（スロットのないヒートシンクと比較して）相当悪影響を受けないように位置付けられることを見い出した。
照明デバイスは、照明デバイスをライトソケット(light socket)に機械的及び電気的に接続するためのコネクタを備えてもよく、Ｌ字形のスロットの底部が、コネクタの近位にあってもよい。これは、ヒートシンクの熱性能及び機械的強度を最大化するのに役立ち得るので、スロットを位置付けるとりわけ有利な方法である。
本発明は、特許請求の範囲に記載の特徴の全ての可能な組み合わせに関することに留意されたい。
本発明のこの態様及び他の態様は、本発明の実施形態を示す添付の図面を参照して、より詳細に述べられる。
本発明の例示的な実施形態による照明デバイスの概略分解図を示す。 図１の照明デバイスの側面図を示す。 図２のＢ−Ｂ線に沿った上面図を示す。 本発明の別の実施形態による照明デバイスの、図３のものと同様の上面図を示す。
図面に示されるように、層及び領域のサイズは例示目的のために誇張されており、したがって、本発明の実施形態の一般的な構造を示すために提供されている。全体を通して、類似の参照番号は類似の要素を指す。
本発明は、本発明の目下好ましい実施形態が示されている添付の図面を参照して以下にさらに十分に述べられる。しかしながら、本発明は、多くの異なる形態で具体化されてもよく、本明細書に記載の実施形態に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、徹底さ的及び完全を期すために提供され、本発明の範囲を当業者に十分に伝える。
図１、２及び３は、電球の形態の照明デバイス１を示している。照明デバイス１は、長手方向中心軸Ａを有する。照明デバイス１によって放射される光の分布は、図示の例では、中心軸Ａの周りでほぼ回転対称である。照明デバイス１を電球ソケットに機械的及び電気的に接続するためのコネクタ２が、照明デバイス１の端部を形成している。図１では、照明デバイス１は、中心軸Ａが垂直線に平行であり、コネクタ２が底部にあるように位置付けられている。ここでは、コネクタ２はエジソンねじ込みソケットであるが、他の例では、コネクタ２は、ＵＳＢコネクタ、バヨネットコネクタ又は（例えば、Ｍｒ１６又はＧｕ１０ランプにおけるような）ピンコネクタ等の他のタイプのコネクタであってもよい。
照明デバイス１はさらに、１つ以上の固体光源３ａを備える固体照明（ＳＳＬ）要素３を備える。図示の例では、半導体ＬＥＤ、有機ＬＥＤ又はポリマＬＥＤ等の発光ダイオード（ＬＥＤ）の形態のいくつかの固体光源３ａがある。すべてのＬＥＤ３ａは、同じ色の光、例えば、白色光を放射するよう構成されてもよく、又は異なるＬＥＤが、異なる色の光を放射するよう構成されてもよい。ＬＥＤ３ａは、この場合プリント回路基板であるＬＥＤ基板３ｂに取り付けられるが、有線回路基板等の他のタイプの回路基板が使用されてもよい。図示の例では、ＬＥＤ３ａは、中心軸Ａを中心とする円に配置されている。別の例では、ＬＥＤ３ａは、矩形パターン等、異なって配置されてもよい。ここでは、ＬＥＤ３ａの照明の一般的な方向(general direction)は、コネクタ２から軸方向に離れる方向であるが、ＬＥＤ３ａは、照明の一般的な方向が、中心軸Ａに垂直な方向等、他の方向であるように配置されてもよい。
透光性部材４が、ＳＳＬ要素３を覆っている。部材４は、例えば、少なくとも部分的に透明なプラスチック材料又はガラスで作られることができる。図示の例では、部材４は、中心軸Ａに関して回転対称であるバルブ状の形状を有する。部材４は照明デバイス１の端部を形成し、部材４によって形成される端部及びコネクタ２によって形成される端部は、中心軸Ａに沿って対向配置されている。
ＳＳＬ要素３は、熱をＳＳＬ要素５から離れ、周囲の空気に伝達するように適合されたヒートシンク５と熱的に接触している。図示の例では、ＳＳＬ要素３及びヒートシンク５は、ＳＳＬ要素３ａとヒートシンク５の垂直方向上部との間に中心軸Ａに対して実質的に垂直に配置されるヒートスプレッダ１２を介して熱的に接続される。ヒートスプレッダ１２は、図示の例では、典型的には厚さ１ｍｍ〜２ｍｍのプレートである。プレート１２は、プレート１２とヒートシンク５とが互いに固定されるようにヒートシンク５に押し込まれる、例えば約５ｍｍの長さの縦縁部を有してもよい。
ヒートシンク５は、アルミニウム又は他の金属等の熱伝導性及び導電性の材料で作られる。ヒートシンク５は、ヒートシンク５の長手方向中心軸を形成する中心軸Ａに沿って配置される。図示の例では、ヒートシンク５は中空の円筒形状を有する。図示されたヒートシンク５はまた、わずかに末広がり状に広がり、広い端部はＳＳＬ要素３の近位にあり、狭い端部はコネクタ２の近位にある。ヒートシンク５の厚さは、アプリケーションに必要な熱性能に依存するが、通常は０．４ｍｍ〜１．２ｍｍの範囲にある。ヒートシンク５は、例えば、深絞りを含むプロセスにより製造されることができる。
ヒートシンク５には、ヒートシンク５を貫通する開口によって形成されたスロット５ａが設けられている。すなわち、スロット５ａを形成する開口は、ヒートシンクの内面、すなわち、中心軸Ａに面する表面から、ヒートシンクの外面、すなわち、中心軸とは反対に面する表面まで貫通する。ヒートシンク５ａの製造に使用されるのと同じツールを使用して、ヒートシンク５にスロット５ａを切れる場合が多い。例えば、ヒートシンク５がプログレッシブスタンピングダイ(progressive stamping die)又はトランスファプレス(transfer press)の使用を含むプロセスによって製造される場合、スロット５ａは、ヒートシンク５を形成するのに使用されるのと同じマシンを使用して切られることができる。これは、生産時間をほとんど増加させることなく、ヒートシンク５にスロット５ａを設けることが可能であることを意味する。
ここでは、スロット５ａは、大文字のＬ字の形状を有する。Ｌ字形状の脚部の１つ、すなわち、Ｌ字形状の「底部」は、コネクタ２の近位にあり、図１では概ね水平に延びている。Ｌ字形状の他方の脚部は、図１では概ね垂直に延びている。図１からわかるように、Ｌ字形状のスロット５ａ全体が、ヒートシンク５の湾曲した側壁に設けられる。スロット５ａの水平部分の位置は、ヒートシンク５の熱性能に影響を及ぼすことに留意されたい。ヒートシンク５ａの上部、すなわち、ＬＥＤ３ａに近い部分のデザインが、ヒートシンク５の全表面領域への良好な熱伝達のために最も重要である。本発明者らは、ヒートシンク５の上面のいかなるスロットも好ましくは回避されるべきであり、主としてヒートシンク５の垂直下方部分にスロット５ａを配置することが、熱性能を最大化するために好ましいことを見出した。さらに、ヒートシンク５の一部を除去することは、その機械的強度を低下させ得、その結果、製造中に望ましくない変形が生じる恐れがあり得ることに留意されたい。本発明者らは、スロット５ａの水平部分をヒートシンク５の垂直下方部分の近くに位置付けることが、機械的強度の観点からとりわけ有利であることを見い出した。
スロット５ａは、スロットアンテナとして機能するように適合されているため、ヒートシンク５は、２つの目的、すなわち、放射要素の目的及びヒートシンクの目的を果たす。スロット５ａのサイズは、スロット５ａが所望の周波数で共振できるように選択される。典型的には、スロット５ａの周囲長(perimeter)は、ｃ／（ｆ）に等しい又は略々等しい長さｌを有し、ここで、ｃは光の速度であり、ｆはスロット５ａの所望の基本共振周波数である。多くのアプリケーションにおいて、スロット５ａは、約２．３ＧＨｚ〜約２．５ＧＨｚの範囲、例えば２．４ＧＨｚの基本共振周波数を有するように適合されることが望ましい。熱性能の見地から、スロット５ａは狭いことが望ましい。さらに、スロット５ａの幅ｗは、典型的には、波長と比較して小さく、通常は１ｍｍ〜４ｍｍの範囲内で選択される。スロット幅ｗがこの範囲にある場合、プラスチック（すなわち、以下でさらに論じられるハウジング６）の一部の後ろに金属（すなわち、ヒートシンク）がないという事実は、熱性能に対して無視できるほどの悪影響しか及ぼさないことに留意されたい。
ハウジング６は、ヒートシンク５の外面、すなわち、ヒートシンク５の、中心軸Ａとは反対に面する側に配置される。ハウジング６は、照明デバイス１に触れた場合にユーザが手を火傷するリスク、及び感電のリスクを低減する。この場合、ハウジング６は、（炭素は信号の受信及び送信を妨害する可能性があるので）低炭素含有量のプラスチック材料で作られている。適切なハウジング材料の例には、ポリカーボネート及びポリエチレン等がある。ハウジング６は、通常、ヒートシンク５上にオーバーモールドされるのではなく、ヒートシンク５とは別個に作られ、その後、ヒートシンク５の周りに配設される。本発明者らは、これにより、厚さの変動が少なく、美的に心地よい滑らかな外面を有する薄壁を持つハウジング６の提供が容易になることを見い出した。これはまた、収縮に起因する問題を低減することに役立ち、いくつかのやり方でハウジング６の製造を簡素化する。例えば、オーバーモールディングが使用される場合、ハウジング材料がスロット５ａを通って流れるリスクがあり、これは、ハウジング６の厚さの変動及び望ましくないアンテナ挙動を引き起こす可能性がある。
この例ではプリント回路基板であるドライバ基板７が、ヒートシンク５の内側に配置される。すなわち、ドライバ基板７は、中空のヒートシンク５によって画定される内部空間に配置される。ドライバ基板７は、中心軸Ａと実質的に平行である。典型的にはプラスチック材料で作られる絶縁部品８が、ヒートシンク５と回路基板７との間に配置され、回路基板７をヒートシンク５から電気的に絶縁する。ドライバ基板７は、コネクタ２に電気的に接続され、ＳＳＬ要素３に給電するよう構成される電気回路を含む。
照明デバイス１はさらに、中心軸Ａに実質的に垂直にヒートシンク５の内側に配置される回路基板９、典型的にはプリント回路基板を含む。（図１に見られる）回路基板９の垂直位置は、この場合、回路基板９が、（以下でさらに述べられる）給電アンテナ１１の先端部１１ａがスロット５ａの長手方向中心に対してわずかにオフセットされるような位置に位置するようなものである。このように給電をアレンジすることは、スロット５ａと給電アンテナ１１との間の結合を増加させるのに役立つ。スロット５ａの中心に対する給電アンテナ１１の位置は、スロットアンテナ５ａのインピーダンスを決定することに留意されたい。スロットインピーダンスは、給電インピーダンスとマッチングされるべきである。インピーダンスは、スロット５ａの中心で高く、スロット５ａの端でゼロである。
図示の例では、回路基板９は、ドライバ基板７に取り付けられている。通信ユニット１０、例えば、無線周波数トランシーバが、回路基板９に載置される。通信ユニット１０は、照明デバイス１と外部デバイス（図示せず）との間の無線通信のために構成される。また、通信ユニット１０は、外部デバイスから通信ユニット１０に送信される無線信号に基づいてＳＳＬ要素３を制御するよう構成される。別の例では、通信ユニット１０以外のユニットが、ＳＳＬ要素３を制御していてもよい。
通信ユニット１０は、スロット５ａに給電するために、以後簡潔にするために「アンテナ」と称される、給電アンテナ１１に電気的に接続される。斯くして、アンテナ１１は、スロット５ａが所望の周波数で共振するようにスロット５ａを電磁的に励起するよう配置される。この例では、アンテナ１１は、回路基板９に印刷されたモノポールホイップアンテナである。斯くして、アンテナ１１は、中心軸Ａに実質的に垂直な平面に配置される。アンテナ１１は、回路基板９の両面に印刷されてもよく、回路基板９の片面のみに印刷されてもよい。プリントアンテナの代替例には、チップアンテナ、（ソリッド）金属ストリップアンテナ、及びワイヤアンテナ等がある。
アンテナ１１の一部、この場合はアンテナ１１全体が、湾曲している。アンテナ１１は、ヒートシンク５の湾曲した内側壁（５ｂ）に沿って配置される。アンテナ１１の長さは、典型的には、約λ／４であり、ここで、λはスロット５ａの基本共振の波長である。アンテナ１１の長さは通常、１９ｍｍ〜２２ｍｍの範囲にある。発明者らは、アンテナ１１の正確な長さは、典型的には、アンテナ１１とスロット５ａとの間の強い結合を達成するための決定的な要因ではないことを見い出した。一方、アンテナ１１の先端部１１ａの位置は、重要な要因である。具体的には、先端部１１ａは、強い結合を達成する及びスロット５ａを共振させるために、スロット５ａに、すなわち、スロット５ａの近傍に配置されるべきである。図示の例では、先端部１１ａは、径方向に、長手方向中心軸Ａからスロット５ａの中央まで延び、スロット５Ａの幅ｗの１００％〜１２５％の弧長を有する、仮想円セクタＳ内に在る。また、図示の例では、アンテナ１１及びスロット５ａは、中心軸Ａに垂直な方向（図３の径方向）に見た場合、互いに完全に交わらない。別の言い方をすれば、アンテナ１１及びスロット５ａは、中心軸Ａに垂直な方向に見た場合、完全に重ならない。図示の例では、アンテナ１１は、そのような重なりがないように配置される。異なる例では、アンテナ１１は、（図３に点線で示される）部分的な重なりがあるように、又は完全な重なりがある（すなわち、アンテナ１１及びスロット５ａが互いに完全に交わる(cross)）ように配置されてもよいことに留意されたい。
使用時、電力は、コネクタ２及びドライバ基板７上の回路を介してＳＳＬ要素３に供給される。ＬＥＤ３ａにより放射された光は、部材４を介して照明デバイス１を出て、照明デバイス１の周囲を照らす。ＬＥＤ３ａによって生成された熱は、先ずヒートシンク５に伝達され、ヒートシンク５は、主として対流によって周囲の空気に熱を放出する。
スマートフォン、タブレットＰＣ又は専用リモコン等の外部デバイスが、無線周波数信号を通信ユニット１０に送信することにより照明デバイス１を制御するために使用されてもよい。信号は先ず、スロットアンテナとして動作する、スロット５ａで受信され、アンテナ１１を介して通信ユニット１０に伝達される。通信ユニット１０は、信号を処理し、受信した信号に応じてドライバ７及びＳＳＬ要素３を制御する。アプリケーションに応じて、例えば、照明デバイス１をオン／オフする、照明デバイス１を調光する、及び／又は照明デバイス１の色設定を変更することが可能であってもよい。照明デバイス１は、例えば、ＳＳＬ要素３が誤動作した場合に外部デバイスに信号を送信するよう構成されてもよい。この場合、通信ユニット１０は、アンテナ１１及びスロット５ａを介して外部デバイスに伝達される信号を生成する。
使用時、アンテナ１１及びスロット５ａは、照明デバイス１と外部デバイスとの間の無線通信を可能にするように近接結合を介して通信する。具体的には、信号の送信中に、アンテナ１１は、その先端部に強い時変電界(time-varying electric field)を生成する。生成された電界は、接地面として作用する回路基板９の部分９ａまで広がる。スロット５ａは、アンテナ１１によって生成されるフリンジングフィールドの影響を受けるように、先端部１１ａに十分近くに配置される。生成された電界は、近接結合によってスロット５ａに「コピー」される。励起されたスロット５ａは、スロット５ａの基本共振周波数に対応する電磁波を放射し始める。放射するスロット５ａのフィールド分布(field distribution)は、「アンテナスロット理論」を使用して計算されてもよい。信号の受信も同様に実行される。
図４は、アンテナ１１'がダイポールアンテナであることを除いて、図１〜３に示されたものと同様の照明デバイス１'を示している。アンテナ１１'は２つの湾曲部分を有し、各湾曲部分は、それぞれ先端部１１ａ'、１１ｂ'を有する。アンテナ１１'が動作している場合、２つの先端部１１ａ'、１１ｂ'は異なる電気極性を有する。２つの先端部１１ａ'、１１ｂ'は、スロット５ａに位置し、２つの先端部１１ａ'、１１ｂ'を離間するギャップが、スロット５ａと略々位置合わせされる。先端部１１ａ'及び１１ｂ'間の距離ｄはアプリケーションに依存し、典型的な距離ｄは約１．４ｍｍである。
当業者は、本発明が上記の好ましい実施形態に決して限定されないことを理解する。それどころか、添付の特許請求の範囲内で、多くの修正及び変形が可能である。例えば、スロット５ａは、直線形状、Ｔ字形状又はジグザグ形状を有してもよい。さらに、開示された実施形態に対する変形が、図面、本開示、及び添付の特許請求の範囲の検討から、特許請求の範囲に記載された発明を実施する際に当業者によって理解され実施され得る。添付の特許請求の範囲において、用語「含む」は他の要素又はステップを除外せず、不定冠詞「a」又は「an」は複数を除外しない。特定の手段が互い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、これらの手段の組み合わせが有利に使用されることができないことを示すものではない。

Claims (11)

  1. 照明デバイスであって、
    当該照明デバイスと外部デバイスとの間の無線通信のための通信ユニットと、
    前記通信ユニットに電気的に接続される固体照明要素と、
    前記固体照明要素と熱的に接触するヒートシンクであって、スロットアンテナとして機能するように適合されたスロットを有する、ヒートシンクと、
    前記通信ユニットに電気的に接続される給電アンテナであって、前記給電アンテナ及び前記スロットが近接結合によって通信できるように前記スロットに配置される少なくとも１つの先端部を有する、給電アンテナと
    を備える、照明デバイスであり、
    前記給電アンテナは、前記スロットに位置する２つの先端部を有するダイポールアンテナであり、前記スロットは、前記２つの先端部間のギャップと位置合わせされる、照明デバイス。
  2. 前記ヒートシンクは、円筒形である、請求項１に記載の照明デバイス。
  3. 前記給電アンテナの少なくとも一部が湾曲し、前記少なくとも１つの先端部を含む、請求項１又は２に記載の照明デバイス。
  4. 前記給電アンテナの前記少なくとも一部は、円筒形の前記ヒートシンクの湾曲した内側壁に沿って配置される、請求項２に従属する請求項３に記載の照明デバイス。
  5. 前記少なくとも１つの先端部は、円筒形の前記ヒートシンクの長手方向中心軸及び前記スロットの幅の１００％〜１２５％によって画定され、前記長手方向中心軸から前記スロットの中央まで延びる、仮想セクタ内に在る、請求項４に記載の照明デバイス。
  6. 前記給電アンテナの前記少なくとも一部は、前記スロットと交わらない、請求項３に記載の照明デバイス。
  7. 当該照明デバイスは、回路基板を備える、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の照明デバイス。
  8. 前記給電アンテナは、前記回路基板の相対向する２つの側に印刷される、請求項７に記載の照明デバイス。
  9. 前記スロット全体が、円筒形の前記ヒートシンクの湾曲した側壁に設けられる、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の照明デバイス。
  10. 前記スロットはＬ字形である、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の照明デバイス。
  11. 当該照明デバイスは、該照明デバイスをライトソケットに機械的及び電気的に接続するためのコネクタを備え、Ｌ字形の前記スロットの底部が、前記コネクタの近位にある、請求項１０に記載の照明デバイス。
JP2019547424A 2017-03-01 2018-02-19 スロットアンテナを備える照明デバイス Active JP6738973B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17158725 2017-03-01
EP17158725.6 2017-03-01
PCT/EP2018/053978 WO2018158096A1 (en) 2017-03-01 2018-02-19 Lighting device with slot antenna

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020510967A JP2020510967A (ja) 2020-04-09
JP6738973B2 true JP6738973B2 (ja) 2020-08-12

Family

ID=58212975

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019547424A Active JP6738973B2 (ja) 2017-03-01 2018-02-19 スロットアンテナを備える照明デバイス

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10842006B2 (ja)
EP (1) EP3590149B1 (ja)
JP (1) JP6738973B2 (ja)
CN (1) CN110352316B (ja)
ES (1) ES2832755T3 (ja)
WO (1) WO2018158096A1 (ja)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN209294858U (zh) * 2019-01-04 2019-08-23 漳州立达信光电子科技有限公司 一种灯具
DE102019126868A1 (de) * 2019-10-07 2021-04-08 Tridonic Gmbh & Co. Kg Leuchte mit Datenübertragungsfunktion
CN112751159B (zh) * 2019-10-31 2022-06-10 华为终端有限公司 电子设备
CN213452974U (zh) * 2020-07-20 2021-06-15 漳州立达信光电子科技有限公司 一种智能灯
US11325690B1 (en) 2020-10-19 2022-05-10 Rockwell Collins, Inc. Integrated aircraft antenna and light assemblies
TWI750887B (zh) 2020-11-06 2021-12-21 和碩聯合科技股份有限公司 天線模組
CN112993581A (zh) * 2021-02-23 2021-06-18 普联国际有限公司 一种缝隙天线系统和智能灯泡系统
CN114963036A (zh) * 2022-06-21 2022-08-30 深圳市水世界信息有限公司 一种智能球泡灯

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5736965A (en) 1996-02-07 1998-04-07 Lutron Electronics Co. Inc. Compact radio frequency transmitting and receiving antenna and control device employing same
TWI232007B (en) 2003-09-15 2005-05-01 Tatung Co Ltd Slot antenna for dual-band operation
JP2006039967A (ja) 2004-07-27 2006-02-09 Fujitsu Ltd ディスクタグ読み取り装置
ATE541270T1 (de) 2007-11-28 2012-01-15 Fujitsu Ltd Durch drahtloses ic-etikett verwaltete metallische röhre und drahtloses ic-etikett
JP4700142B1 (ja) 2011-01-06 2011-06-15 株式会社野村総合研究所 ネットワーク移行方法
KR101349513B1 (ko) * 2012-03-20 2014-01-09 엘지이노텍 주식회사 조명장치 및 이를 포함하는 조명 제어 시스템
US20140218913A1 (en) * 2013-02-04 2014-08-07 Galtronics Corporation Ltd. Lighting device with integrated slot antenna
EP2962359B1 (en) * 2013-04-23 2016-10-05 Philips Lighting Holding B.V. A lighting device and luminaire comprising an antenna
JP6339195B2 (ja) 2013-07-30 2018-06-06 フィリップス ライティング ホールディング ビー ヴィ 一体化されたアンテナを含む照明装置及び照明器具
CN103912810A (zh) * 2014-04-03 2014-07-09 生迪光电科技股份有限公司 Led照明装置、系统以及在led照明装置内布置天线的方法
KR20150129388A (ko) * 2014-05-12 2015-11-20 엘지전자 주식회사 조명 장치
US9488352B2 (en) 2014-05-28 2016-11-08 Technical Consumer Products, Inc. Radio frequency (RF) signal pathway for a lamp antenna
EP3102870B1 (en) 2014-07-04 2017-06-07 Philips Lighting Holding B.V. Light unit with built in antenna
US10129960B2 (en) * 2014-11-10 2018-11-13 Cree, Inc. Antenna arrangement for a solid-state lamp
JP6263318B1 (ja) * 2015-03-17 2018-01-17 フィリップス ライティング ホールディング ビー ヴィ 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

Also Published As

Publication number Publication date
CN110352316B (zh) 2024-05-31
JP2020510967A (ja) 2020-04-09
ES2832755T3 (es) 2021-06-11
EP3590149A1 (en) 2020-01-08
US20200015340A1 (en) 2020-01-09
CN110352316A (zh) 2019-10-18
US10842006B2 (en) 2020-11-17
EP3590149B1 (en) 2020-09-09
WO2018158096A1 (en) 2018-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6738973B2 (ja) スロットアンテナを備える照明デバイス
EP2962359B1 (en) A lighting device and luminaire comprising an antenna
US9445483B2 (en) Lighting device and luminaire comprising an integrated antenna
US10015869B2 (en) Lighting apparatus
CN105987362B (zh) 具有第一天线和第二天线的照明设备
EP2837057B1 (en) Controllable lighting assembly
US20140168020A1 (en) Antenna combined with lighting device
EP3132183B1 (en) Led lighting device and system containing antenna, and related configuring method
JP2012529143A5 (ja)
CN110168281B (zh) 具有无线通信天线的固态照明设备

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191030

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20191030

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20191030

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20200110

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200303

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200528

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200624

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200720

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6738973

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250