包括天線的照明裝置以及燈具的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種包括天線的照明裝置。本發明還涉及一種包括所述照明裝置的燈 具。
【背景技術】
[0002] 用于室內和室外應用的光源遠程管理越來越受歡迎。智能照明已變得很普遍，并 且射頻（RF)通信是在特別是用于家庭和辦公環境中的燈的該遠程管理中使用的一種強大 技術。代替控制燈的電源，趨勢已經走向通過發射RF控制信號到照明裝置來直接控制光源 或照明裝置（例如燈的可替換元件）。
[0003] 包括發光材料的這樣的光源的一個示例在公開的專利申請US2012/0274208A1中 可以找到，其涉及一種包括用于產生光的光源（例如LED)的照明裝置，例如替換照明裝置。 該照明裝置還包括由具有小于〇. 01 Ωπι的電阻率的材料制成的散熱器（例如金屬散熱器）， 其是外殼的一部分并且遠離光源輸送熱量。連接到天線的射頻通信電路用于使RF信號通 信（例如，通過遙控控制來控制設備）能夠進行。天線被設置在散熱器之外至少2毫米處。
[0004] 該照明裝置的一個問題是，天線的所需布置可能限制已知照明裝置的可應用光功 率。
【發明內容】
[0005] -個現有技術US20110006898A1公開了天線可以形成在散熱器上，并且天線可以 是偶極、貼片和槽形天線，形成在散熱器上（〇〇26、0027和0033段）。但該現有技術僅提出 這種可能性，而沒有給出在散熱器上實施天線的任何實際可行的方式。
[0006] 本發明的目的是提供一種具有RF通信的照明裝置，其中光發射功率可以被提高。
[0007] 本發明的第一方面提供了一種照明裝置。本發明的第二方面提供了一種燈具。有 利的實施例在從屬權利要求中被限定。
[0008] 根據本發明的第一方面的照明裝置包括熱連接到散熱器的光發射器。照明裝置還 包括耦合到散熱器用于發射和/或接收通信信號的通信電路。散熱器的第一導電部分至少 包括偶極天線中的第一極，用于經由散熱器發射和/或接收通信信號。在根據本發明的照 明裝置的布置中，散熱器的第一導電部分構成通信系統的偶極天線的至少一個"腿"或第一 極。通信電路被耦合到散熱器，其可以是通信電路到散熱器的直接電連接或電容耦合。其結 果是，總的散熱器體積可以增加，而不增加該照明裝置的外形尺寸并不妨礙天線的發射和/ 或接收特性。第一導電部分必須是導電的，并且可以例如部分地或全部由金屬或任何其它 導電材料制成。這使得能夠提高到散熱器周圍環境的散熱效率，這又能夠增加照明裝置的 光發射功率，同時仍然能夠發射和/或接收通信信號。第一方面還提出由第一輻射器和第 二輻射器形成偶極天線，其由來自于第一輻射器的輻射激發。更具體地，照明裝置包括初級 輻射器，其被設置在散熱器內并連接到通信電路，用于在散熱器內部接近于散熱器的間隙 發射和/或接收通信信號，初級輻射器被配置成用于激活在間隙周圍的第一導電部分，以 構成在散熱器外部發射和/或接收通信信號的次級輻射器。
[0009] 當前工業的一個趨勢是照明裝置正變得越來越小。因為一般地，光發射器產生顯 著量的熱，光發射器的冷卻是進一步使照明裝置小型化，同時保持或甚至增加這些照明裝 置的光發射功率必需要解決的一個關鍵問題。尤其是當光發射器是半導體光發射器，例如 發光二極管（進一步也表示為LED)或有機發光二極管（進一步也表示為0LED)時，外形尺 寸可以顯著減小，并且可以基本上只通過散熱器的所需體積被限制，以確保從半導體光發 射器充分的散熱。在已知的照明裝置中，天線被布置在散熱器以外，以確保天線沒有通過散 熱器被從電磁通信信號屏蔽。然而，這種要求會降低散熱器的可能尺寸，并由此將限制已知 照明裝置的光發射功率。本發明人已經發現，該散熱器也可以至少被用作偶極天線的一部 分，用于發射和/或接收通信信號。與已知結構相比，這使根據本發明的照明裝置能夠增加 散熱器的體積，并同樣地允許照明裝置內的光發射功率的進一步增加，同時保持良好的通 {目。
[0010] 根據本發明的照明裝置通常是由例如燈具中的某種外殼封閉。這樣的外殼通常限 制了通過散熱器的空氣流動，并從而限制了從散熱器到環境的熱流。從散熱器到環境中的 熱量的重要流動立即處于外殼的發光開口，光從該發光開口通過照明裝置被發射。在已知 的照明裝置中，散熱器被設置為遠離延伸天線至少2_，從而遠離外殼的發光開口定位，其 可以減少經由發光開口從散熱器到環境的熱流。在根據本發明的照明裝置中，偶極天線的 至少一部分是由散熱器的第一導電部分構成，其使散熱器能夠延伸達到殼體的發光開口， 并且同樣地使從散熱器經由發光開口進入環境中的相對容易的熱流成為可能。這進一步提 高了在根據本發明的照明裝置內的散熱器的效率，其也可以有助于根據本發明的照明裝置 的光發射功率的可能增加。
[0011] 公布的英國專利申請GB2483113公開了該照明裝置可以包括電路，該電路包括通 信電路，用于與遠程設備通信。本公開的專利申請還公開了散熱器被設置成作為用于通信 電路的天線。然而，在此公開專利申請中無處公開了散熱器如何可以充當用于通信電路的 天線。在根據本發明的照明裝置中，散熱器的至少部分被用來實現偶極天線中的至少一個 極，用于發射和/或接收電磁通信信號。根據本發明的照明裝置的通信電路被耦合到第一 導電部分，該第一導電部分至少包括或構成偶極天線的第一極，使得第一導電部分至少有 助于偶極天線，所述偶極天線具有包括通信信號的信號頻率的諧振頻率。
[0012] 在根據本發明的照明裝置的一個實施例中，通信電路被連接到第一單極天線，該 第一單極天線具有被耦合到散熱器的第一導電部分的接地板。第一單極天線例如可以是第 一芯片天線，其包括第一單極天線連同接地板，所述接地板是電接地板。這種芯片天線往往 可作為表面安裝器件（進一步也表示為SMD)，其可以被安裝在印刷電路板（進一步也表示 為PCB)上。替代地，第一單極天線例如可以是具有預定尺寸、印刷在PCB上的銅跡線。為 了實現該第一單極天線的良好的發射和/或接收特性，所述電接地板應該是比較強的或大 的接地板。在操作中，（例如芯片天線的）第一單極天線感應將所述第一單極天線的"復制 品"感應到電接地板中，以產生偶極天線-類似于物體的圖像在鏡子中被"復制"。通過將第 一單極天線的接地板或電接地板耦合至第一導電部分，第一單極天線的"復制品"在第一導 電部分中被感應。所以第一單極天線的該"復制品"也被表示為另一單極天線，在第一導電 部分內與（例如第一芯片天線的）第一單極天線形成用于通信的偶極天線。因此由于第一 單極天線的接地板和散熱器的第一導電部分之間的耦合，在第一導電部分內感應的另一單 極天線構成根據本發明的偶極天線的一個極，其與芯片天線的第一單極天線一起構成偶極 天線。（例如第一芯片天線的）單極天線，與在第一導電部分內感應的另一單極天線一起具 有諧振頻率，其包括通信信號的信號頻率。所以第一單極天線的接地板和第一導電部分之 間的耦合確保了偶極天線的一個極將由第一導電部分內的第一單極天線（例如芯片天線） 感應，以使第一導電部分包括偶極天線的一個極，這有助于通信信號的發射和/或接收。
[0013] 在根據本發明的照明裝置中，第一導電部分構成散熱器的外壁的一部分，并且第 一單極天線被設置在耦合到第一導電部分的散熱器內。再次，第一單極天線可以是第一芯 片天線。在這樣的實施例中，第一導電部分例如可以是照明裝置的發光面的一部分，其中第 一單極天線被設置在第一導電部分內部。散熱器的上部部分例如可以包括金屬蓋，該金屬 蓋是供第一單級天線耦合的第一導電部分。所以無需和/或不可見用于進行通信的外部天 線。偶極天線的一個極在第一導電部分內由第一單極天線（例如第一芯片天線）感應，并 且如之前指出的，該一個極與第一單極天線的組合產生適于發射和/或接收通信信號的偶 極天線-無論第一單極天線是被布置在散熱器之內或散熱器之外。這樣，作為當前實施例 的替代，第一單極天線也可以被耦合到散熱器的第一導電部分，同時被布置在散熱器外。
[0014] 在根據本發明的照明裝置中，第一導電部分經由耦合元件從散熱器的其余部分電 絕緣。耦合元件可以由任何絕緣材料制成。當第一導電部分至少包括偶極天線的第一極時， 通信電路被耦合到第一導電部分，使得第一導電部分至少有助于通信信號的發射和/或接 收。鑒于安全規定，可能有必要確保第一導電部分從散熱器的其余部分絕緣。在這樣的照 明裝置中，散熱器通常完全地從電路電絕緣，以確保觸摸安全。但是，為了使偶極天線的第 一極有助于通信，其必須被耦合到通信電路。偶極天線的該第一極然后常常不是從通信電 路直接被饋送，而是通過另一耦合間接地饋送，以進一步提高這些照明裝置的安全性，并符 合某些安全規定。
[0015] 在照明裝置的一個實施例中，照明裝置包括相對于第一單極天線成一角度設置的 第二單極天線，以經由天線分集改善通信。同樣，該第二單極天線可以是第二