[发明专利]具有增强无线通讯的LED灯

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年1月6日提交的美国临时申请号61/583,917的优先权。上述临时申请以其全部内容通过引用被结合在此。

背景

当今无线通信在日常生活中正在变得越来越普遍。无线通信开始确立的区域通常是灯具、例如LED灯具。LED灯具已经优于传统的白炽灯或紧凑型荧光灯灯具，因为它们不含水银、根据设计持续25,000至50,000小时、是更加有效的，相比于10流明/瓦的白炽灯和50流明/瓦的紧凑型荧光灯，其功效接近100流明/瓦。LED灯具是有利的，还因为LED设备提供更大的照明灵活性、是瞬间打开或关闭的、并且可以在其中具有更多的控制，例如与智能技术相关的那些。这些智能技术可以通过将无线通信引入这些灯和发光体中而得以增强。通过将无线技术引入到灯中，这些灯就可以直接联通网关和通信中心，这些通信中心具有监控例如实时耗电量的事项的能力、在一盏灯点亮时控制、基于日光水平和白天时间来调节体光输出、并且允许消费者远程控制这些灯，例如通过他们的手持设备(如智能电话)、PDA式便携计算设备(如包括iPhone/ipad、Android装置等的平板)、家用和商用个人计算机以及其他具有网络或因特网功能的设备。这些LED照明设备进而还可以通过将这类通信控制所必须的电子器件引入该设备本身来用作无线网络热点。

无线通信要求一个具有IP(互联网协议Internet Protocol)功能的设备来通信。多家公司正在开发可以与具有IP功能的设备通信并且控制/监视这些设备的网关和软件。Google Home是正在开发的在无线设备上运行的可以与具有IP功能的LED灯通信的软件的一个实例，因此人们可以控制这些灯并且与其通信。为了使具有IP功能的设备与网络或网关无线地通信，必须在其中安装一个射频网络接口以及一个天线以便使这些IP通信装置与该网络和这些计算机通信，从而使用射频(RF)信号来控制该设备。这些天线通常被要求用于到达多个设备的无线电通信以及这些设备之间的无线通信，并且根据所用的构架有若干个协议可供使用，例如Wi-Fi(IEEE802无线标准)、TCP/IP、紫蜂(ZigBee)、或者与一个路由器或网关设备通信的其它无线协议，该路由器或网关设备的进而与互联网通信。结合根据本披露的一个无线LED照明设备的一个示例性联网系统出现图7中。

高功率LED灯具通常要求散热器来用于热管理，可以由还用作LED外壳的一部分的铝的或金属的散热器来提供该热管理。这些金属散热器可能干扰并且导致与驱动电子器件和天线以及用于使IP与无线协议通信装置通信的无线电干扰。天线必须被放置在距离该金属散热器/外壳最小距离处，从而它们不会干扰这些无线信号。这种干扰可能导致不完整的信息传输，该不完整信息传输将产生错误的控制/监控响应以及减小的无线通信范围，这可能降低无线性能的有效性并且导致不完整的定向覆盖(不同于360度左右)以及缩短天线可以“听到”或“发送”信号的距离。

其他问题是天线是否符合美国国家标准学会(ANSI)或其他标准设定的灯体尺寸的限制以及用于设计产品的总体行业成形指导。挑战在于将天线放置成与该金属壳体相距足够的距离以不干扰来自该灯的光照。许多当前的应用将该天线附接到或使其靠近镜片/透镜，这可能导致来自该天线的一个阴影以阻碍LED灯的光照，从而导致不希望的光覆盖范围。额外地，这使得该LED设备的组装和制造变得困难和有问题。