技术领域
[0001] 本公开一般涉及用于定向照明装置的天线元件，更具体地涉及采用偏离中
心轴线并被
定位成至少与产生可见光的照明元件平齐的天线元件的定向照明装置。
背景技术
[0002] 无线照明控制系统可利用射频(RF)通信将控制
信号传送到安装在照明装置的驱动板上的天线元件。例如，用户可使用无线控制来打开、关闭或调暗光。但是，有时照明装置包括由金属材料构造的壳体。天线元件可放置在金属壳体内或由金属壳体包围。因此，金属壳体会作为RF屏蔽(shield)，有效地阻挡RF信号到达天线元件。结果，由于金属壳体显著降低了RF信号到达天线元件的能
力，因此可能难以通过无线控制光。
[0003] 定向灯可被定义为在特定方向上发射可见光的任何类型的
灯具。虽然全向灯可提供通常均匀的整体照明，但是定向灯通常用于突出特定物体或区域。例如，定向灯可用于突出焦点。例如绘画、雕塑或空间内的建筑特征。定向灯通常包括直接定位在光产生元件前面的光学元件。光产生元件可以是用于产生可见光的任何类型的装置，例如发光
二极管(LED)或
白炽灯的
灯丝。光学元件可用于在特定方向上引导可见光，并控制定向灯的光束
角度和光分布。
[0004] 在定向灯内封装包括天线元件的驱动板可能是特别有挑战性的。这是因为光学元件产生进一步的
包装约束。具体地，驱动板应当基本上不阻挡或干扰由光学元件反射的可见光。
发明内容
[0005] 在一个
实施例中，公开了一种定向照明装置。所述定向照明装置包括第一壳体、照明元件、光学元件和驱动板。照明元件位于第一壳体内并与定向照明装置的中心轴线基本对准。照明元件被配置成产生可见光。光学元件直接定位在照明元件的前面。光学元件被配置成沿特定方向引导照明元件所产生的可见光。驱动板电耦合到照明元件并包括天线元件。驱动板偏离定向照明装置的中心轴线。天线元件被定位成至少与照明元件平齐。
[0006] 在一个实施例中，驱动板相对于定向照明装置的中心轴线以垂直角度定位。可替代地，在另一实施例中，驱动板基本上与定向照明装置的中心轴线平行。在一个实施例中，第一壳体由导热金属构成。
[0007] 在另一实施例中，公开了一种用于将定向照明装置的第一壳体、第二壳体和驱动板彼此组装的方法。所述方法包括将驱动板安装到第二壳体。所述方法还包括将驱动板保持在第二壳体内的适当
位置。最后，所述方法包括在将驱动板保持在第二壳体内的适当位置之后，将第一壳体安装到第二壳体。在一个实施例中，第一壳体包括切口，第二壳体包括突起。第一壳体的切口接收第二壳体的突起，从而将第一壳体安装到第二壳体。在一个实施例中，驱动板通过
灌封材料(potting material)或机械连接而被保持在第二壳体中。
附图说明
[0008] 图1是包括驱动板、第一壳体和第二壳体的示例性定向照明装置的剖面图；
[0009] 图2是图1所示的照明装置的向下视图；
[0010] 图3是图1所示的照明装置的透视图；
[0011] 图4是图1所示的照明装置的第二壳体和驱动板的图示；
[0012] 图5是图1所示的壳体的开口的放大图；
[0013] 图6是图1所示的照明装置的局部分解图；
[0014] 图7是图1所示的照明装置的驱动板的图示；
[0015] 图8是将图1所示的第一壳体、第二壳体和驱动板彼此组装的方法的示例性工艺
流程图；
[0016] 图9是定向照明装置的替代实施例的透视图，其中驱动板安装到
支撑件；
[0017] 图10是图9所示的定向照明装置的放大透视图；
[0018] 图11是在驱动板和支撑件组装到定向照明装置之前，图9所示的定向照明装置的组装图；
[0019] 图12是图9所示的定向照明装置的第一壳体和第二壳体彼此组装之前的图示。
具体实施方式
[0020] 以下详细描述将说明本发明的一般原理，其示例在附图中另外示出。在附图中，类似的附图标记表示相同或功能相似的元件。
[0021] 图1是示例性定向照明装置10的剖面视图。照明装置10可包括第一壳体20、套筒或第二壳体22、驱动板26、照明元件28、光学元件32、照明盖34以及插座
基座36。如图1所示，照明元件28可定位在定向照明装置10的中心。具体地，照明元件28可与定向照明装置10的中心轴线A-A基本对准，使得照明元件28定位在定向照明装置10的中心。
[0022] 图1示出了照明元件28为沿着板38定位的单个
发光二极管(LED)。然而，本领域技术人员将理解，照明元件28可以是多个LED。此外，虽然示出了LED，但是应当理解，照明元件28可以是产生可见光的任何类型的装置，例如白炽灯的灯丝。具体地，定向照明装置10可以是用于在特定方向发射可见光的任何类型的定向灯，例如但不限于
LED灯、白炽灯、紧凑型
荧光灯(CFL)或
气体放电灯。本领域技术人员还将理解，尽管定向照明装置10被示出为抛物面
镀铝反射器(PAR)型灯，但是本公开不应限于PAR型灯。实际上，也可使用被配置为在特定方向上传输可见光的任何类型的定向灯。
[0023] 光学元件32可沿定向照明装置10的中心轴线A-A直接定位在照明元件28的前面。光学元件32可以是以特定模式或方向引导照明元件28所产生的光的任何类型的装置。本领域技术人员将容易理解，通常所有定向灯都使用光学元件沿特定方向引导光。在一个示例性实施例中，光学元件32可为由基本透明或半透明材料构造的
准直器。例如，光学元件32可由塑料材料例如聚
碳酸酯或玻璃构成。在所示的实施例中，光学元件32包括用于引导由照明元件28产生的可见光的大致抛物面构造，然而，应当理解，本公开并不限于抛物面构造。
[0024] 在一个非限制性的实施例中，第一壳体20可由导热金属例如铝或金属
合金构成。或者，在另一实施例中，第一壳体20可由导热塑料构成。一种市场上可买到的导热塑料的示例以商品名THERMA-TECHTM出售，并且可从俄亥俄州埃文莱克(Avon Lake)的PolyOne公司获得。参照图1-2，第一壳体20可包括用于
散热的多个
散热片42以及用于支撑LED 28的板38的凸缘(ledge)或搁架44。在一个示例性实施例中，散热片42和搁架44均位于第一壳体20的腔
40内。第一壳体20的腔40可容纳定向照明装置10的内部部件，例如驱动板26、照明元件28和光学元件32。
[0025] 第二壳体22可由允许射频(RF)信号通过的任何类型的非金属材料(例如但不限于塑料)构成。例如，在一个实施例中，第二壳体22可由丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)构成。特别地，如图1所示，当组装定向照明装置10时，驱动板26的后表面46的一部分可与第二壳体22的内表面48基本上相对。
[0026] 参照图1和图3，第一壳体20和第二壳体22均可包括彼此间的键连接50。以下将更详细描述，键连接50通常防止第一壳体20和第二壳体22之间的相对旋转。因此，当组装定向照明装置10时，驱动板26的后表面46可总是与第二壳体22的内表面48相对。这种定向使得RF信号能够容易地到达沿驱动板26的前表面58设置的天线元件56(如图4所示)。具体地，参照图1，RF信号通常穿过照明盖34到达天线元件56(如图4所示)。在当今的大多数类型的定向灯中通常使用这种RF信号通信方法。然而，由于第二壳体22由允许RF信号通过的材料构成，所以形成了供RF信号到达天线元件56的第二路径。因此，在一些实施例中，与不包括供RF信号到达天线元件的第二路径的定向灯相比，驱动板26可被定位成更远离照明盖34。换句话说，当前可用的、不包括供RF信号到达天线元件的第二路径的一些类型的灯可包括朝向照明盖向上突出的驱动板。相比之下，所公开的天线元件56不一定需要通过照明盖34接收RF通信。因此，所公开的驱动板26不需要像传统的灯一样向上朝向照明盖34突出。
[0027] 参照图4，在一个实施例中，驱动板26可以是印刷
电路板(PCB)，天线元件56可以是
跟踪天线。然而，本领域技术人员将理解，本公开不应限于跟踪天线和PCB。在一个实施例中，天线元件56可被配置为接收短程RF信号，例如符合IEEE标准802.15的蓝牙信号。此外，虽然仅讨论了一个天线元件56，但本领域技术人员将容易理解，在驱动板26上也可包括多于一个的天线元件，以便接收变化
频率的RF信号。可替代地，在另一实施例中，天线元件56可以是工作于不同RF频带的多频带天线。
[0028] 图4是第二壳体22和驱动板26的图示，其中驱动板26已被组装到第二壳体22。图5是第二壳体22的开口60的一部分的放大图。如图5所示，第二壳体22可包括沿着第二壳体22的开口60的相对侧64定位的两个成角度的槽62。参照图4-5，在一个实施例中，通过沿两个成角度的槽62将驱动板26滑动到第二壳体22的开口60中，可将驱动板26安装到第二壳体22上。具体地，操作者可将驱动板26滑入第二壳体22的开口60中，直到驱动板26的底端64(如图1所示)抵靠定位在第二壳体22内的肋66。将插座基座36安装到第二壳体22之后，可在第二壳体22(如图1所示)的空腔70内放置灌封材料(图中未示出)。灌封可用于将驱动板26保持在第二壳体22内的适当位置。在替代的实施例中，可以省略灌封材料，而通过机械连接将驱动板26保持在适当位置。例如，在一个实施例中，驱动板可使用
紧固件附接到第一壳体20，所述紧固件例如但不限于螺钉、夹子或
锁定特征。
[0029] 图6示出了在安装到第一壳体20之前，彼此组装在一起的第二壳体22和驱动板26。如图6所示，第二壳体22包括从定向照明装置10的中心轴线A-A径向偏离的突起72。在如图所示的非限制性实施例中，突起72被成形为大致与驱动板26的宽度W对应。然而，如图6所示，驱动板26可沿垂直方向向上突出或延伸经过突起72的最上部边缘73。
[0030] 在一个实施例中，驱动板26可相对于定向照明装置10的中心轴线A-A成垂直角度A(在图1中示出)而定位在第二壳体22内。在图1所示的非限制性实施例中，垂直角度A可大约为三十度，然而，本领域技术人员将理解，也可使用其它角度。具体地，只要驱动板26不干扰定向照明装置10的封装约束，驱动板26可以成任何可能的方向上的角度。此外，虽然附图示出了以垂直角度A定位驱动板26，但应当理解，在另一种方法中，驱动板26可被定位成与定向照明装置10的中心轴线A-A基本平行。
[0031] 回到图6，第一壳体20可形成开口或切口74。切口74由第一壳体20的外壁76形成。切口74成形为与第二壳体22的突起72大致对应。组装定向照明装置10时，首先将第二壳体
22和驱动板26彼此组装。然后，将第一壳体20放置在第二壳体22上，使突起72被第一壳体20的切口74接收。因此，第二壳体22的突起72和第一壳体20的切口74可形成键连接50(如图4所示)。本领域技术人员将容易理解，虽然第二壳体22的突起72和第一壳体20的切口74均包括大致矩形的轮廓，但是只要第一壳体20的切口74被成形为大体上对应并接收第二壳体22的突起72，而没有任何实质的间隙或孔，则这些元件可包括任何类型的可用轮廓。
[0032] 图7是驱动板26的图示。驱动板26可包括各种电力
电子器件84和RF电子器件86。在一个实施例中，驱动板26可以是PCB。天线元件56可沿驱动板26的上端88定位。如图2所示，驱动板26通过有线连接90电连接到照明元件28并将电力输送到照明元件28。特别地，驱动板26的
导线92可被
焊接到照明元件28。导线92传输必要的电力以照亮照明元件28。
[0033] 参照图1和图7，当将驱动板26安装到定向照明装置10时，沿驱动板26的上端88定位的天线元件56可被定位成至少在垂直方向上与照明元件28平齐。特别地，驱动板26的高度应当至少为最小高度，使得上端88和天线元件56可被定位成至少与照明元件28平齐，并且不凹进第一壳体20内。然而，还应当注意，驱动板26的高度不应当高到与照明盖34产生干涉。因此，天线元件56被定位在定向照明装置10内，以使得如果第一壳体20由有效地阻挡RF信号的材料(例如铝)构成，天线元件56仍然朝外并且朝向照明盖34。因此，天线元件56可不被包围在第一壳体20内，并且与包围或埋设在第一壳体20内的天线相比，其能够更有效地接收RF信号。
[0034] 继续参照图1和7，驱动板26应定向在第一壳体20内，使得天线元件56和驱动板26的上端88不干扰或
接触光学元件32。具体地，驱动板26应偏离定向照明装置10的中心轴线A-A，使得驱动板26基本上不阻挡或干扰由光学元件32反射的可见光。
[0035] 图8是用于将第一壳体20、第二壳体22和驱动板26组装在一起的示例性方法的工艺流程图。所示的工艺可提供一种更容易的、更符合人体工程学的方法，将第二壳体22和驱动板26彼此组装。大致参照图1-8所示，所示方法开始于框102，其中，将驱动板26安装到第二壳体22。具体地，将驱动板26沿两个成角度的槽62(如图5所示)滑动到第二壳体22的开口60中。操作者可将驱动板26滑动到第二壳体22的开口60中，直到驱动板26的底端64(参见图
1)抵靠定位在第二壳体22内的肋(rib)66。然后，所述方法可进行到框104。
[0036] 在框104中，可将驱动板26焊接到插座基座36。具体地，驱动板26可包括被焊接到插座基座36的导线(图中未示出)。导线用于将驱动板26电连接到插座基座36。然后，插座基座36可机械连接到第二壳体22。应当理解，在安装第一壳体20(以下将在框108中描述)之前将驱动板26焊接到插座基座36可以提供更容易、更符合人体工程学的方法来将驱动板26组装到第二壳体22。这是因为操作者相对更容易操纵未附接有第一壳体20的第二壳体22。然后，所述方法可进行到框106。
[0037] 在框106中，可通过灌封材料或者可替代地通过机械连接将驱动板26保持在第二壳体22内的适当位置。然后，所述方法可进行到框108。
[0038] 在框108中，可将第一壳体20安装到第二壳体22上。具体地，第一壳体20的突起72可由第一壳体20的切口74接收。然后所述方法可进行到框110。
[0039] 在框110中，通过有线连接90将驱动板26电连接到照明元件28。具体地，驱动板26的导线92可被焊接到照明元件28。然后，所述方法可以终止。
[0040] 图9-10示出了定向照明装置100的替代实施例。与如上所述并且在图1-7中示出的实施例类似，照明装置100可包括第一壳体120、套筒或第二壳体122、驱动板126、照明元件128、光学元件(未示出)、照明盖(未示出)和插座基座136。然而，不同于如上所述和图1-7所示的实施例，驱动板126可安装到架(coupon)或支撑件200上。支撑件200可由允许RF信号通过、并具有足够刚性以提供机械支撑来将驱动板126定位在第一壳体120内的任何类型的非金属材料构成。例如，在一个实施例中，支撑件200可由例如聚丙烯(PP)或聚
氨酯的塑料材料构成。
[0041] 图11示出了组装到第二壳体122的第一壳体120，其中支撑件200还未安装到第一壳体120。与图1-2所示的实施例类似，第一壳体120可包括用于散热的多个鳍142以及用于支撑安装有LED 128的板134(图9)的凸缘或屏蔽144。第一壳体120还可包括定位成彼此基本平行的两个安装肋210、212以及紧固件安装零件214。两个安装肋210、212可各自包括突起214、216，突起214、216沿着每个安装肋210、212的上边缘220、222定位。
[0042] 参照图9-11，支撑件200可具有位于支撑件200的相对侧234、236上的两个肩部230、232。如图9-10中最佳所示，在将支撑件200组装到第一壳体120期间，每个肩部230、232接收并抵靠在两个安装肋210、212中的一个上。突起214、216用作阻挡件以将支撑件200定向置于第一壳体120内。第一壳体120的紧固件安装零件214(图11)可包括用于接收紧固装置244(例如螺钉)的柄部(未示出)的孔242。支撑件200还可包括突起243，突起243形成有还接收紧固装置244的柄部的孔246。如图10所示，可在紧固装置244的头部252和支撑件200的突起242之间设置
垫圈250。
[0043] 紧固装置244可用于将支撑件200牢固地附接到第一壳体120。紧固装置244还以垂直角度(图中不可见)定向支撑件200。具体地，紧固装置244可用于将支撑件200和驱动板126以垂直角度定向，类似于如图1所示的垂直角度A。本领域技术人员将容易理解，虽然图
10示出的紧固装置214为螺钉，但是也可采用任何类型的装置，例如锁定零件、卡扣配合、或者另一零件来将支撑件200固定到第一壳体120。
[0044] 图12是第一壳体120和第二壳体122的分解图。第一壳体120包括用于接收第二壳体122的上部262的开口260。具体地，第一壳体120的开口260形成抵靠在第二壳体122的凸缘266上的表面264。第二壳体122还可包括垂直定向的槽270。槽270成形为接收位于第一壳体120内的配合部分272。槽270可滑动接合第一壳体120的配合部分272。一旦第一壳体120和第二壳体122彼此组装，第一壳体120通常无法相对于第二壳体122旋转。在图9-12所示的实施例中，首先将第一壳体120和第二壳体122彼此组装。然后，如上所述，将支撑件200(图9-11)安装到第一壳体120。与图1-7所示的实施例类似，驱动板126可包括焊接到插座基座
136(图9)的导线(图中未示出)。
[0045] 大致参照附图，与当前可用的某些类型的定向灯具相比，所公开的定向照明装置10、100可包括改进的RF接收。这是因为所公开的天线元件远离第一壳体并朝向照明盖定位。因此，与被包围或埋设在第一壳体内的天线相比，所公开的天线能够更有效地接收RF信号。除了增强的RF能力之外，特别是与当前可用的一些其它类型的照明装置相比，如图1-7所示，所公开的定向照明装置10还能够相对容易和简单地组装。
[0046] 虽然本文所描述的装置和方法的形式构成本发明的优选实施例，但是应当理解，本发明不限于这些精确形式的装置和方法，并且在不脱离本发明的范围的情况下，可作出
修改。
