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CN104247146B - 可控照明组件 - Google Patents

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CN104247146B CN201380019637.9A CN201380019637A CN104247146B CN 104247146 B CN104247146 B CN 104247146B CN 201380019637 A CN201380019637 A CN 201380019637A CN 104247146 B CN104247146 B CN 104247146B
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Abstract

本发明涉及一种照明组件(100)，其包括至少一个光源(402)、用于消散在至少一个光源(402)的操作期间生成的热量的散热器(102)、用于将至少一个光源连接到电源的灯脚(104)、用于控制至少一个光源的控制单元以及被连接到控制单元并且与散热器(102)和灯脚(104)电绝缘的第一天线装置(204)，其中散热器(102)和灯脚(104)形成第二天线装置(108)，并且第一天线装置(204)被布置在第二天线装置(108)的紧邻附近，用于允许被提供以控制至少一个光源(402)的射频信号的近场耦合。

Description

可控照明组件
技术领域
本发明涉及照明领域，并且更具体地涉及一种无线可控的照明组件，具有至少部分地由该照明组件的结构部件形成的集成天线构造。
背景技术
发光二极管LED被采用在许多各种不同的照明应用中。因为LED具有以非常高效的方式提供可控光的优点，使用LED作为代替传统的白炽和荧光光源的替代光源正变得越来越有吸引力。此外，LED是有利的，因为它们可以允许关于例如调光和颜色设置的简单控制。这种控制可以通过允许与例如无线家庭自动化系统等集成的无线射频通信来实现。
关于LED的挑战在于，相比于例如白炽灯泡沿光的方向散热，由LED生成的热量主要沿非照明方向消散。由LED在操作期间生成的热量因此需要被高效地处理。这通常由其至少被布置用于将热量消散至环境的周围空气的金属散热器来处理。然而，在例如无线通信天线的紧邻附近提供金属散热器提供了有问题的环境，因为笨重的金属可以通过加载和屏蔽与天线相互作用以负面影响无线电通信的质量。
US 2011/0006898给出了解决这一问题的方法。具体地，在US2011/0006898中，天线元件被定位在散热器的表面上。然而，这种实施方式引入复杂的信号连接路径，从而导致昂贵的端部件。据此，存在对在例如成本效率方面的进一步改善以及无线信号通信质量改善等的需要。
发明内容
本发明的目的是提供改进的照明组件，以便至少部分地克服上面提到的问题。
根据本发明的方面，提供了一种照明组件，其包括至少一个光源、用于消散在至少一个光源的操作期间生成的热量的散热器、用于将至少一个光源连接到电源供应的灯脚、用于控制至少一个光源的控制单元以及被连接到控制单元并且与散热器电绝缘的第一天线装置，其中散热器和灯脚形成第二天线装置，并且第一天线装置被布置在第二天线装置的紧邻附近，以用于允许被提供用于控制至少一个光源的射频信号的近场耦合。
本发明基于照明组件的散热器和灯脚可以形成可用于至少一个光源的无线控制的天线装置的见识。而且，通过提供第一天线装置给照明组件，第二天线装置可以将近场射频耦合到第一天线装置，以便控制例如由至少一个光源发射的光的特性。因此，本发明的优点至少在于，在不大幅侵犯可用于这样的布置的已经有限的空间的情况下，给照明组件提供天线装置。而且，已经存在的灯脚和散热器的形状可以提供具有相对宽的带宽的第二天线装置。这可能是有益的，因为天线装置因此对中心频率位移不太敏感，中心频率位移可以发生在例如照明组件被插入到例如其将加载第一天线装置的灯具中时。此外，通过将散热器和灯脚布置为第二天线装置并且由此如上面所描述的利用照明组件的已经存在的结构作为天线装置，不需要将天线装置定位到照明组件的外部结构上。而且，通过如上面所描述的提供天线装置，即借助于近场耦合，不需要第二天线装置到干线网络的欧姆连接。优点至少在于，第二天线装置(即散热器和灯脚)将与市电电源绝缘，由此提供对于例如照明组件的用户的增加的安全性。
根据本发明的示例实施例，散热器和灯脚可以是电绝缘的并且以彼此间隔预定义的距离被布置。此外，第二天线装置可以形成偶极天线，该偶极天线具有由灯脚形成的第一导体元件和由散热器形成的第二导体元件。因此，在散热器与灯脚之间的预定义的距离形成偶极天线的间隙。优点至少在于，散热器与灯脚之间的电绝缘的间隙可以提供有益的环境，用于例如在无线控制照明组件时耦合第二天线装置与第一天线装置之间的射频信号。
此外，照明组件可以是可连接到标准插座(借助于灯脚)的改型照明组件，并且散热器可以是圆锥形的散热器。因此灯脚可以以多种形状和尺寸被布置，以适合具有例如标准尺寸E14、E17、E26、E27、E39等的插座。而且，散热器的圆锥形状可以使得能够用于宽的带宽的偶极天线，其可以比得上例如已经已知的具有相对宽的带宽的蝴蝶结天线或对数周期天线。如上面还描述的，具有宽的带宽的优点在于，天线装置可以对中心频率位移不太敏感，中心频率位移可以发生在例如照明组件被插入到例如其将加载第一天线装置的灯具中时。
此外，第一天线装置可以被提供在至少部分地由散热器封闭的照明组件内部。第一天线装置可以充当激励天线，并且因此可以是第一天线装置和第二天线装置中被电连接到干线网络的唯一的一个。因此，通过在照明组件内提供第一天线装置，电连接的第一天线装置将是从外部不可接近的，这继而进一步增加了对于处理照明组件的用户的安全性。
根据示例实施例，第一天线装置可以被提供在连接到至少一个光源的印刷电路板上。优点在于，被布置在照明组件内的已经存在的印刷电路板可以设置有第一天线装置，由此不会增加照明组件的部件的数量以及复杂性。
根据本发明的另一示例实施例，第一天线装置可以由连接到至少一个光源的环形金属导体元件形成。在此，相对简单的金属物体可以被连接到光源，用于提供天线元件。另一优点在于，可以提供相对紧凑的元件，其可以有效地耦合到上面所描述的散热器与灯脚之间的间隙。
而且，天线装置可以被配置用于在至少2GHz的射频下操作。由第二天线装置(即散热器和灯脚)构成的元件的尺寸确定是容易理解的，并且可以由技术人员来实现。例如，如果将本发明实施成其中散热器和灯脚具有例如大约3cm的高度的改型照明组件，则根据标准化的偶极天线计算，使用2.4GHz射频水平可以是适合的。然而，本发明不应当该被解释为限于使用特定尺寸的散热器和灯脚，散热器和灯脚也可以以许多其它配置被提供。
在研究所附权利要求和以下描述时，本发明的进一步的特征和优点将变得显而易见。技术人员了解，本发明的不同特征可以被组合以创建不同于以下内容中所描述的那些的实施例，而不脱离本发明的范围。
附图说明
参照示出本发明的示例实施例的附图，现在将更详细地描述本发明的这些和其它方面，其中：
图1是图示了用于根据本发明的照明组件的无线射频控制的示意性电路的框图；
图2是图示了根据本发明的实施例的照明组件的外部的透视图；
图3是根据本发明的实施例的具有提供在印刷电路板上的第一天线装置的图2中的照明组件的内部的透视图；
图4是根据本发明的实施例的具有形成第一天线装置的环形金属导体的图2中的照明组件的内部的透视图；
具体实施方式
参照其中示出当前优选的本发明实施例的附图，现在将在下文中更充分地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同的形式来体现，并且不应当被解释为限于本文中所阐述的实施例；更确切地说，这些实施例为了彻底性和完整性而被提供，并且将本发明的范围完全传达给技术人员。自始至终同样的附图标记指的是同样的元件。
现在参照附图并且具体地参照图1，描绘了用于根据本发明的照明组件100的一般概念的实施例。更详细地，图1图示了用于照明组件100的无线射频控制的示意性电路的框图。如在图1中所描绘的，至少一个光源402被连接到驱动器404，以用于将至少一个光源电连接到干线网络。在下文中，至少一个光源402将被描述为LED阵列。驱动器404继而与被配置用于控制例如LED阵列402的特性和功能的控制电路406连接。此外，控制电路406还被配置用于作为射频芯片起作用，该射频芯片生成提供给天线的射频并且解调从天线接收的射频。例如，控制电路406可以包括微处理器、微控制器、数字信号处理器或其它可编程设备。而且，控制电路406连接到被提供在照明组件内部、在下文中被称为内部天线装置204的第一天线装置。内部天线装置204以及到控制电路406的连接的示例下面将关于对图3和图4的描述来进一步描述。此外，内部天线装置204此后被耦合到第二天线装置。在下文中第二天线装置将被称为偶极天线装置108，其由照明组件的散热器102和灯脚104形成。对偶极天线装置108的更详细的描述将在下面参照图2的描述来提供。内部天线装置204与偶极天线装置108至少部分地绝缘，并且被配置用于两个天线装置之间的近场射频耦合。更具体地并且根据示例，内部天线装置204与形成偶极天线装置108的一部分的散热器102绝缘。
根据实施例，平衡-不平衡转换器408可以被连接在控制电路406与内部天线装置204之间，并且被配置用于将平衡的电信号转换成不平衡信号，或反之亦然。如本领域技术人员已知的，可以使用许多不同类型的平衡-不平衡转换器，并且本发明因此不限于任何具体类型。而且，平衡-不平衡转换器408还可以被布置用于充当天线阻抗匹配网络。
为了控制上面所描述的照明组件100，信号可以从例如遥控装置410被提供，遥控装置410发送指示要提供给LED阵列402的期望的动作的信号。无线信号通过由散热器102和灯脚104形成的偶极天线装置108接收，并且此后通过近场射频信号耦合到内部天线装置204。信号可以是电场和磁场两者。由内部天线装置204接收到的近场射频信号此后经由平衡-不平衡转换器被提供给控制电路406，或者被直接提供给控制电路406。基于由遥控装置410发送的信息，控制电路406提供信号给驱动器404，驱动器404继而控制例如LED阵列的特性。
为了更详细地描述结构特征和天线装置，现在参照图示了根据本发明的示例实施例的图2至图4。以图2开始，描绘了根据当前优选的本发明实施例的照明组件100的透视图。如示出的，照明组件100包括其至少被布置用于传递和消散由LED阵列在操作期间生成的热量的散热器102。此外，照明组件包括被配置用于经由例如插座(未示出)将照明组件100电连接到电源的灯脚104。散热器102和灯脚104是电绝缘的，并且以彼此间隔预定义的距离被布置。散热器102与灯脚104之间的电绝缘在图2中被描绘为非导电间隔器元件106。例如，非导电间隔器元件106可以由塑料或橡胶材料形成。然而，散热器102与灯脚104之间的间隔可以以多种配置、形状和材料被提供，只要散热器102与灯脚104之间的相对可接受的绝缘和距离被提供即可。因此，本发明并不限于任何具体类型或尺寸的间隔器。
而且，散热器102、灯脚104以及散热器102与灯脚104之间的空间形成了偶极天线装置108。因此，偶极天线108由第一导体元件和第二导体元件构成，第一导体元件由散热器102形成并且具有第一长度L1，第二导体元件由灯脚104形成并且具有第二长度L2。根据示例，第一长度L1是3cm，并且由此适合于2.4GHz射频水平。根据一个示例，其由灯脚的具体尺寸指示的第二长度L2也可以是3cm，但是可能主要由具体灯脚标准来选择以适合例如标准插座。第二长度L2因此可以对于操作照明组件的具体射频水平不是决定性的。
现在关注图示了图2中所描绘的照明组件的内部的透视图的图3。如在图3中所示出的，照明组件包括印刷电路板202，其被连接到照明组件100的LED阵列以用于控制例如由LED阵列发射的光的特性。此外，内部天线装置204被集成在印刷电路板202上。内部天线装置204可以是与上面描述的偶极天线装置108电绝缘的激励天线，并且被配置用于耦合来自上面提到的偶极天线装置108的近场射频信号/将近场射频信号耦合到上面提到的偶极天线装置108。因此，在内部天线装置204与偶极天线装置108之间不存在欧姆连接。而且，在图3所描绘的实施例中，内部天线装置204被提供在印刷电路板202上的位置上，使得其能够相对有效地耦合偶极天线108与内部天线204之间的近场射频信号。
转到图4，描绘了内部天线装置的又一实施例。在图4中，内部天线装置204由环形金属导体元件302构成。环形金属导体元件302被布置成例如经由印刷电路板或者被布置在照明组件中的另一控制电路连接到照明组件的LED阵列。因此，图4中所描绘的内部天线装置相比于图3中的内部天线装置之间的差别在于，环形金属导体元件302在照明组件100内沿周向方向被布置。取决于例如照明组件100内的可用空间，针对不同种类的照明组件100，环形金属导体元件302可以被不同地布置。更具体地，例如，取决于例如内部的可用空间，环形金属导体元件302可以在照明组件100的内部内被提供具有各种半径和延伸。内部天线装置相对于间隔器元件106的不同尺寸和定位可以提供到偶极天线装置108的变化的耦合强度。技术人员因此可以确定内部天线装置的尺寸，使其满足到偶极天线装置108的特定的和期望的耦合。图3中所描绘的内部天线装置(而非环形金属导体元件302)还可以是被布置在照明组件内部并且被连接到例如印刷电路板的松散的线。
此外，环形金属导体元件302被配置用于以与图3中被集成在印刷电路板202上的内部天线204相似的方式激励由散热器102与灯脚104之间的间隙形成的偶极天线108，并且也与上面提到的偶极天线装置108电绝缘。
尽管已经参照其具体的示例性实施例描述了本发明，许多不同的变更、修改等对于本领域技术人员将变得显而易见。根据对附图、公开内容和所附权利要求的研究，对所公开的实施例的变化可以由技术人员在实践所要求保护的发明中理解和实现。此外，在权利要求中，词语“包括”不排除其它元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。

Claims (8)

1.一种照明组件(100)，包括：
—至少一个光源(402)，
—散热器(102)，用于消散在所述至少一个光源(402)的操作期间生成的热量，
—灯脚(104)，用于将所述至少一个光源连接到电源，
—控制单元，用于控制所述至少一个光源，以及
—第一天线装置(204)，其被连接到所述控制单元并且与所述散热器(102)电绝缘，
其中所述散热器(102)和所述灯脚(104)形成第二天线装置(108)，并且所述第一天线装置(204)被布置在所述第二天线装置(108)的紧邻附近，用于允许射频信号的近场耦合，所述射频信号的近场耦合被提供以控制所述至少一个光源(402)。
2.根据权利要求1所述的照明组件(100)，其中所述散热器(102)和所述灯脚(104)是电绝缘的并且以彼此间隔预定义的距离被布置。
3.根据权利要求1所述的照明组件(100)，其中所述第二天线装置(108)形成偶极天线，所述偶极天线具有由所述散热器(102)形成的第一导体元件和由所述灯脚(104)形成的第二导体元件。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的照明组件(100)，其中所述照明组件(100)是改型照明组件(100)并且所述散热器(102)具有圆锥形状，在所述改型照明组件(100)中，所述灯脚(104)可连接到标准插座。
5.根据权利要求1至3中的任一项所述的照明组件(100)，其中所述第一天线装置(204)被提供在至少部分地由所述散热器(102)封闭的所述照明组件(100)的内部。
6.根据权利要求1至3中的任一项所述的照明组件(100)，其中所述第一天线装置(204)被集成在连接到所述至少一个光源(402)的印刷电路板(202)上。
7.根据权利要求1至3中的任一项所述的照明组件(100)，其中所述第一天线装置(204)由连接到所述至少一个光源(402)的环形金属导体元件(302)形成。
8.根据权利要求1至3中的任一项所述的照明组件(100)，其中所述天线装置被配置用于在至少2GHz的射频下操作。
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