(57)【要約】電気負荷に送られる電力を制御するためのデバイスにおいて使用され、指定された周波数で無線周波数信号を送信または受信するように動作可能である小型アンテナであって、指定された周波数で共振する回路を形成するキャパシタンス、およびインダクタンスを有する導電材料の第１のループと、電子回路に電気的に結合されるようになっている２つの端部を有する導電材料の第２のループとを備え、第２のループは、第１のループに磁気的に結合され、第１のループから電気的に絶縁されている。第１および第２のループは、第１および第２のプリント配線板の上に形成され、アンテナを調光器など負荷制御デバイス内に設置するとき、アンテナの第１のループは、デバイスの外面に取り付けられる。アンテナの第２のループは、ライン電圧など高電位になることがある。
2008503986.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
指定された周波数で、無線周波数信号を送信または受信するように動作可能であるアンテナであって、
前記指定された周波数で共振する回路を形成するキャパシタンスおよびインダクタンスを有する導電材料の第１のループと、
電子回路に電気的に結合しうるようになっている２つの端部を有する導電材料の第２のループであって、前記第１のループに実質的に磁気的に結合され、かつ前記第１のループから、電気的に絶縁されている第２のループ
とを備え、
前記第１および第２のループは、それぞれループ軸を有し、前記第１および第２のループの前記ループ軸は実質的に平行であるか、または一致し、
電気負荷に送られる電力を制御するためのデバイスと共に使用されるようになっているアンテナ。
【請求項２】
前記第１の導電材料ループは断部を備え、前記キャパシタンスは、前記断部を渡って位置するコンデンサを有する、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
前記第２のループは、実質的にライン電位である、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項４】
前記第１および第２のループは、第１および第２のプリント配線板上に形成されている、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項５】
前記第１のループは第１のプリント配線板上に形成され、前記第１のプリント配線板は、電気制御デバイスの取付ヨークに平行な平面内に配設され、前記ヨークは、電源ボックス内に前記電気制御デバイスを取り付けるようになっている、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項６】
主ループのループ軸は、前記ヨークが配設される平面と実質的に平行である、請求項５に記載のアンテナ。
【請求項７】
前記第１のループの第１のプリント配線板は、スロットを有し、前記第２のループの第２のプリント配線板は、前記第１のプリント配線板が配設される平面に垂直な平面内に配設され、前記スロットは、前記第２のプリント配線板を受け入れるような大きさに形成され、前記第２のプリント配線板は、前記スロット内に配置されている、請求項４に記載のアンテナ。
【請求項８】
前記第１のループは、電気制御デバイスの取付ヨークの上方に所定の距離だけ離して、前記取付ヨークが配設された平面と実質的に平行に配設された第１の導電部材を有し、前記第１の導電部材は、一部で前記断部によってヨークから離隔され、誘電体部材は、前記断部を渡って配設されて前記コンデンサを形成し、それにより、前記第１の導電部材と、前記コンデンサと、前記第１の導電部材に隣接する前記ヨークの領域とからなる前記第１のループ内で、電流を誘発させることができるようになっている、請求項２に記載のアンテナ。
【請求項９】
前記第１の導電部材は、一端が前記ヨークに電気的に結合された金属部材から構成され、前記コンデンサは、前記金属部材の他端で、前記金属部材と前記ヨークとの間に配設されている、請求項８に記載のアンテナ。
【請求項１０】
前記金属部材は、一端が前記ヨークに機械的に固定されている、請求項９に記載のアンテナ。
【請求項１１】
前記金属部材の一端は、前記ヨークと一体形成されている、請求項９に記載のアンテナ。
【請求項１２】
前記金属部材は、前記ヨークから打ち抜きされている、請求項１１に記載のアンテナ。
【請求項１３】
前記コンデンサは、クランプデバイスによって、前記第１の導電部材とヨークとの間に留められている、請求項８に記載のアンテナ。
【請求項１４】
前記コンデンサは、プリント配線板誘電体を備えている、請求項８に記載のアンテナ。
【請求項１５】
前記コンデンサは、少なくとも片面に金属層を有するプリント配線板を備えている、請求項１４に記載のアンテナ。
【請求項１６】
前記第２のループは、ループとして形成された導電シート金属材料を備えている、請求項８に記載のアンテナ。
【請求項１７】
前記第２のループは、プリント配線板上に形成された金属トレースを備える、請求項８に記載のアンテナ。
【請求項１８】
前記第２のループは、絶縁材料によって取り囲まれている、請求項８に記載のアンテナ。
【請求項１９】
指定された周波数で無線周波数信号を送信または受信するように動作可能であるアンテナであって、
前記指定された周波数で共振する回路を形成するキャパシタンス、およびインダクタンスを有する導電材料の第１のループを備える第１のプリント配線板と、
電子回路に電気的に結合するようになっている２つの端部を有する導電材料の第２のループであって、前記第１のループに実質的に磁気的にのみ結合され、前記第１のループから電気的に絶縁されている第２のループを有する第２のプリント配線板とを備え、
電気負荷に送られる電力を制御するためのデバイスと共に使用されるようになっているアンテナ。
【請求項２０】
前記第１の導電材料ループが断部を有し、前記キャパシタンスは、前記断部を渡って位置するコンデンサを含む、請求項１９に記載のアンテナ。
【請求項２１】
前記第２のループは、実質的にライン電位である、請求項１９に記載のアンテナ。
【請求項２２】
前記第１のループは、前記第１のプリント配線板の第１の面にある第１の金属層と、前記第１のプリント配線板の第２の反対側の面にある第２の金属層とを有し、前記第１および第２の層は、互いに電気的に接続され、前記層の一方に、前記断部が設けられている、請求項２０に記載のアンテナ。
【請求項２３】
前記コンデンサは、前記所与の周波数を調節するようにトリミング可能である、請求項２２に記載のアンテナ。
【請求項２４】
前記第１および第２の層は、前記第１のプリント配線板の両端部に設けた前記第１のプリント配線板を通るバイアホールによって、電気的に結合されている、請求項２２に記載のアンテナ。
【請求項２５】
前記第１のプリント配線板は、第１の平面内に配設され、前記第１のループは、前記第１の平面と垂直な平面内に配設され、それにより、電流は、前記第１のループにおいて、前記第１の平面に垂直な平面内で流れるようになっている、請求項１９に記載のアンテナ。
【請求項２６】
前記第１のプリント配線板は、照明制御デバイスの取付ヨークに固定され、前記ヨークは、電源ボックス内に前記照明制御デバイスを取り付けるようになっており、前記第１のプリント配線板は、前記ヨークの平面に平行に配設されている、請求項２５に記載のアンテナ。
【請求項２７】
前記第２のプリント配線板は、前記第１のプリント配線板の平面に垂直な平面内に配設されている、請求項２５に記載のアンテナ。
【請求項２８】
前記第１のプリント配線板は、前記第２のプリント配線板を受け入れるような大きさに形成されたスロットを有し、前記第２のプリント配線板は、前記スロット内に受け入れられるようになっている、請求項２７に記載のアンテナ。
【請求項２９】
前記第１のプリント配線板は、前記第１のプリント配線板の縁部に沿って配設された少なくとも１つの固定具によって、前記ヨークに取り付けられている、請求項２６に記載のアンテナ。
【請求項３０】
前記第１のプリント配線板は、前記第２のプリント配線板の寸法を受け取るような大きさのスロットを有し、前記第２のプリント配線板は、前記スロット内に受け入れられ、前記第１のプリント配線板は、前記スロットに隣接して配設された少なくとも１つの固定具によって、前記ヨークに取り付けられている、請求項２６に記載のアンテナ。
【請求項３１】
前記第１のプリント配線板は、前記ループの最小電流密度を有する部分に配設された少なくとも１つの固定具によって、前記ヨークに取り付けられている、請求項２６に記載のアンテナ。
【請求項３２】
前記第１のループは、前記ヨークの平面と平行な主ループ軸を有する、請求項２６に記載のアンテナ。
【請求項３３】
電流が、前記第１のループにおいて、前記第１のプリント配線板の平面に垂直な平面内で流れるようになっている、請求項１９に記載のアンテナ。
【請求項３４】
電流が、前記第１のループにおいて、前記第１のプリント配線板の主ループ軸に沿って流れるようになっている、請求項１９に記載のアンテナ。
【請求項３５】
電流が、前記第１のループにおいて、前記第１のプリント配線板の前記各金属層を通って、かつ前記第１のプリント配線板の前記バイアホールを通って、前記第１のプリント配線板の主ループ軸に沿って流れるようになっている、請求項１９に記載のアンテナ。
【請求項３６】
前記指定された周波数を調節するための前記第１のプリント配線板上に配置されたインダクタンス調整機構を備える、請求項２２に記載のアンテナ。
【請求項３７】
前記インダクタンス調整機構は、前記金属層の少なくとも一方に形成された少なくとも１つのカットを備える、請求項３６に記載のアンテナ。
【請求項３８】
前記第１および第２の金属層の一方の一部分の部分的なトリミング除去によって、前記第１のプリント配線板のインダクタンスを変え、それにより、周波数を調節するようになっている、請求項２２に記載のアンテナ。
【請求項３９】
さらに、前記金属層の少なくとも一方に、前記第１のプリント配線板のキャパシタンスを調整するための交互フィンガを備え、それにより、前記指定された周波数を調節するようになっている、請求項２２に記載のアンテナ。
【請求項４０】
前記少なくとも１つのコンデンサは、前記第１のプリント配線板の第１の面で、前記第１の金属層の前記断部を渡って結合され、前記交互フィンガは、前記第１のプリント配線板の第２の面に配設されている、請求項３９に記載のアンテナ。
【請求項４１】
前記交互フィンガは、第１および第２の組のフィンガを備え、前記第１の組のフィンガは、前記第１のプリント配線板の第１の面にある第１の金属層に結合され、前記第２の組のフィンガは、前記第１のプリント配線板の第２の面にある第２の金属層に結合されている、請求項４０に記載のアンテナ。
【請求項４２】
前記第１の組のフィンガは、バイアホールによって、前記第１のプリント配線板の第１の面にある第１の金属層に結合されている、請求項４１に記載のアンテナ。
【請求項４３】
前記第１のプリント配線板の第１および第２の面の一方に、少なくとも１つの導電領域を備え、前記少なくとも１つの導電領域は、それを取り囲むギャップによって、前記第１および第２の金属層の一方から分離され、かつ前記第１および第２の金属層の他方に電気的に結合され、それにより、キャパシタンスを形成し、このキャパシタンスは、前記少なくとも１つの導電領域の少なくとも１つの寸法を調節することによって、調整可能である、請求項２２に記載のアンテナ。
【請求項４４】
前記少なくとも１つの導電領域は、バイアホールによって、前記第１および第２の金属層の他方に結合されている、請求項４３に記載のアンテナ。
【請求項４５】
さらに複数の前記導電領域を備える、請求項４３に記載のアンテナ。
【請求項４６】
さらに、前記第１のプリント配線板の第１および第２の面の一方で、前記断部を渡って接続された複数のコンデンサを備え、各コンデンサは、前記第１および第２の面の他方にある金属層に、バイアホールによって結合され、各コンデンサに結合されたトレースが提供されて、前記コンデンサを、前記第１および第２の面の他方にある金属層に接続し、前記トレースの少なくとも１つを、前記キャパシタンスを調整するために切断することができ、それにより、前記所与の周波数を調節するようになっている、請求項２２に記載のアンテナ。
【請求項４７】
前記トレースは、前記プリント配線板の前記第１および第２の面の少なくとも一方にある、請求項４６に記載のアンテナ。
【請求項４８】
前記複数のコンデンサは、前記第１のプリント配線板の前記第１の面にあり、当該バイアホールは、前記コンデンサを前記第１のプリント配線板の第２の面に接続し、さらに、各コンデンサに関する前記トレースは、前記第１のプリント配線板の片側または両側に配設されて、前記バイアホールを、前記第１および第２の金属層の少なくとも一方に接続している、請求項４７に記載のアンテナ。
【請求項４９】
さらに、前記第１および第２の金属層を接続するバイアホールを備え、前記第１のプリント配線板の少なくとも片側にあるトレースは、前記バイアホールを前記金属層の少なくとも一方に接続し、かつ前記第１のループのインダクタンスを調整するために、前記トレースを切断することができ、それにより、前記所与の周波数を調節するようになっている、請求項２２に記載のアンテナ。
【請求項５０】
前記第２のプリント配線板は、２つの絶縁材料層を備え、前記第２のループは、前記２つの層の間に挟まれている、請求項１９に記載のアンテナ。
【請求項５１】
前記第２のループの２つの端部の一方が、ＤＣ阻止コンデンサによって、前記電子回路に結合されている、請求項１９に記載のアンテナ。
【請求項５２】
さらに、前記ヨークの平面よりも下にある前記第２のループの一部分を覆う遮蔽材料を備える、請求項２６に記載のアンテナ。
【請求項５３】
さらに、並列に接続された複数の第２のループを備える、請求項１９に記載のアンテナ。
【請求項５４】
前記複数の第２のループは、絶縁材料層の間に挟まれている、請求項５３に記載のアンテナ。
【請求項５５】
前記第１のループは、前記ヨークから絶縁されている、請求項２６に記載のアンテナ。
【請求項５６】
前記第１のループは、前記ヨークに電気的に接続されている、請求項２６に記載のアンテナ。
【請求項５７】
前記第１のループは、実質的に等方性の、前記指定された周波数でのＲＦ信号を放射するようになっている、請求項１９に記載のアンテナ。
【請求項５８】
指定された周波数で無線周波数信号を送信または受信するための小型アンテナであって、少なくとも１つの断部を有する導電材料の第１のループと、前記断部を渡って位置するコンデンサを含むキャパシタンスとを備え、前記ループは、インダクタンスを有し、前記キャパシタンスと共に回路を形成し、前記ループおよび前記キャパシタンスを備える前記回路は、前記指定された周波数で共振し、さらにアンテナは、電子回路に電気的に結合されるようになっている２つの端部を有する導電材料の第２のループを備え、この第２のループは、前記第１のループに実質的に磁気的にのみ結合され、かつ前記アンテナは、電気制御デバイスの一部を構成し、前記電気制御デバイスは、平面内に配設された取付ヨークを有し、前記第１のループは、前記ヨークの平面に実質的に平行であるか、または一致するループ軸を有する小型アンテナ。
【請求項５９】
被制御電気デバイスの状態を制御するための電気制御デバイスであって、
前記被制御電気デバイスの状態を制御するための制御可能導電デバイスと、
制御回路と、
前記制御回路と通信する送信機または受信機と、
前記送信機または受信機に結合されたアンテナであって、指定された周波数で、遠隔制御デバイスから第１の信号を受信するか、または指定された周波数で遠隔制御デバイスに第２の信号を送信するようになっているアンテナと
を備え、
前記送信機は、前記制御可能導電デバイスを遠隔制御するために、前記アンテナから前記制御回路に前記第１の信号を結合するか、または前記被制御電気デバイスの状態を提供するために、前記制御回路から前記第２の信号を結合するように動作可能であり、
前記アンテナは、
前記指定された周波数で共振する回路を形成するキャパシタンス、およびインダクタンスを有する導電材料の第１のループと、
制御回路に電気的に結合するようになっている２つの端部を有する導電材料の第２のループであって、前記第１のループに実質的に磁気的にのみ結合されている第２のループ
とを備え、
前記第１および第２のループは、それぞれループ軸を有し、前記第１および第２のループのループ軸は、実質的に平行であるか、または一致している電気制御デバイス。
【請求項６０】
前記第１の導電材料ループは断部を備え、前記キャパシタンスは、前記断部を渡って位置するコンデンサを有する、請求項５９に記載のデバイス。
【請求項６１】
さらに、前記制御回路に結合されたアクチュエータを備え、前記制御回路は、前記アクチュエータに応答するようになっている、請求項５９に記載のデバイス。
【請求項６２】
前記第１のループは、前記第２のループから電気的に絶縁されている、請求項５９に記載のデバイス。
【請求項６３】
前記第２のループは、実質的にライン電位である、請求項６２に記載のデバイス。
【請求項６４】
さらに、前記被制御電気デバイスの状態を示すための状態インジケータを備え、この状態インジケータは、前記制御機構に結合されて、前記制御機構に応答するようになっている、請求項５９に記載のデバイス。
【請求項６５】
さらに、
前記制御可能導電デバイスと、前記制御回路と、前記送信機または受信機と、前記アンテナとのためのハウジングと、
前記ハウジングに結合された電源ボックスに、前記電気制御デバイスを固定するための支持ヨーク
とを備える請求項５９に記載のデバイス。
【請求項６６】
前記ヨークは、前記ハウジングと実質的に同一の広がりを有し、前記電源ボックスに前記ヨークを固定するために延在する取付耳部を有する金属プレートから構成され、前記アンテナは、前記ヨークの外側を向く表面に配設されている、請求項６５に記載のデバイス。
【請求項６７】
前記ヨークは、前記第２のループのための開口を有する、請求項６６に記載のデバイス。
【請求項６８】
さらに、前記制御可能導電デバイスを制御するための手動アクチュエータを備える、請求項５９に記載のデバイス。
【請求項６９】
前記被制御電気デバイスは電気ランプを備え、前記制御回路は、さらに、前記ランプの強度を制御するための調光器回路を備える、請求項５９に記載のデバイス。
【請求項７０】
前記アンテナは、前記ヨークのほぼ中央に配設されている、請求項６５に記載のデバイス。
【請求項７１】
前記第１および第２のループは、プリント配線板を備え、前記第１のループは、前記ヨークの平面に平行に配設されたプリント配線板上に配設され、前記第２のループは、前記第１のループを含む前記プリント配線板に垂直に配設されたプリント配線板上に配設されている、請求項６５に記載のデバイス。
【請求項７２】
前記第１のループは、前記ヨークから所定の距離だけ離して、前記ヨークの平面と平行に配設された第１の導電部材から一部が形成され、前記断部は、前記第１の導電部材の一部分と、前記ヨークとの間に形成されている、請求項６５に記載のデバイス。
【請求項７３】
被制御電気デバイスに接続された電気制御デバイスを、電線接続を用いることなく制御するようになっている遠隔制御デバイスであって、
制御回路と、
前記制御回路と通信する送信機または受信機と、
前記送信機または受信機に結合されたアンテナであって、指定された周波数で前記電気制御デバイスに第１の信号を送信するか、または指定された周波数で前記電気制御デバイスから第２の信号を受信するようになっているアンテナ
とを備え、
前記送信機は、前記制御回路から、前記アンテナに第１の信号を結合するように動作可能であるか、または前記受信機は、前記アンテナから、前記制御回路に第２の信号を結合するように動作可能であり、
前記アンテナは、
前記指定された周波数で共振する回路を形成するキャパシタンスおよびインダクタンスを有する導電材料の第１のループと、
前記制御回路に電気的に結合するようになっている２つの端部を有する導電材料の第２のループであって、前記第１のループに実質的に磁気的にのみ結合されている第２のループ
とを備え、
前記第１および第２のループは、それぞれループ軸を有し、前記第１および第２のループの前記ループ軸は、実質的に平行であるか、または一致している、遠隔制御デバイス。
【請求項７４】
さらに、前記制御回路に結合されたアクチュエータを備え、前記制御回路は、前記アクチュエータに応答し、
前記第１の信号は、前記電気制御デバイスを遠隔制御するために、前記電気制御デバイスに送信され、それにより、前記被制御電気デバイスの状態を制御するようになっている、請求項７３に記載のデバイス。
【請求項７５】
さらに、前記制御回路に結合され、前記制御回路に応答する状態インジケータを備え、
前記第２の信号が、前記被制御電気デバイスの状態を示すために、前記電気制御デバイスから受信されるようになっている、請求項７３に記載のデバイス。
【請求項７６】
前記第１の導電材料ループが断部を備え、前記キャパシタンスは、前記断部を渡って位置するコンデンサを含む、請求項７３に記載のデバイス。
【請求項７７】
前記第１のループは、前記第２のループから電気的に絶縁されている、請求項７３に記載のデバイス。
【請求項７８】
前記第２のループは、実質的にライン電位である、請求項７７に記載のデバイス。
【請求項７９】
さらに、前記被制御電気デバイスの状態を示すためのディスプレイを備える、請求項７３に記載のデバイス。
【請求項８０】
さらに、前記制御可能導電デバイスと、前記制御回路と、前記送信機および／または受信機と、前記アンテナとのためのハウジングと、
前記ハウジングに結合された、電源ボックスに前記電気制御デバイスを固定するための支持ヨーク
とを備える、請求項７６に記載のデバイス。
【請求項８１】
前記ヨークは、前記ハウジングと実質的に同一の広がりをもち、前記電源ボックスに前記ヨークを固定するために延在する取付耳部を有する金属プレートから構成され、前記アンテナは、前記ヨークの外側を向く表面に配設されている、請求項８０に記載のデバイス。
【請求項８２】
前記被制御電気デバイスは、電気ランプを備えている、請求項７３に記載のデバイス。
【請求項８３】
前記アンテナは、前記ヨークのほぼ中央に配設されている、請求項８０に記載のデバイス。
【請求項８４】
前記第１および第２のループは、プリント配線板を備え、前記第１のループは、前記ヨークの平面に平行に配設されたプリント配線板上に配設され、前記第２のループは、前記第１のループを含む前記プリント配線板に垂直に配設されたプリント配線板上に配設されている、請求項８０に記載のデバイス。
【請求項８５】
前記第１のループは、前記ヨークから所定の距離だけ離して、前記ヨークの平面と平行に配設された第１の導電部材から一部を形成され、前記断部は、前記第１の導電部材の一部分と、前記ヨークとの間に形成されている、請求項８０に記載のデバイス。
【請求項８６】
被制御電気デバイスの状態を制御するための、電源ボックス内部に、少なくとも部分的に取り付けられるようになっている電気制御デバイスであって、
ハウジングと、
前記ハウジングに結合された支持ヨークであって、平面内に配設され、ヨークを前記電源ボックスに結合するための固定デバイスを有する支持ヨークと、
前記ハウジング内に収容された、前記被制御電気デバイスの状態を制御するための制御可能導電デバイスと、
前記ハウジング内に収容された制御回路と、
前記ハウジング内に収容された送信機または受信機と、
指定された周波数で遠隔制御デバイスから信号を受信するか、または指定された周波数で遠隔制御デバイスに信号を送信するようになっているアンテナであって、前記送信機または受信機に結合されたアンテナ
とを備え、前記送信機または受信機は、
前記制御可能導電デバイスを遠隔制御するために、前記遠隔制御デバイスから前記制御回路に信号を結合するか、または前記被制御電気デバイスの状態を示すために、前記遠隔制御デバイスに信号を提供するために、前記制御回路から信号を受信し、
前記アンテナは、
少なくとも１つの断部を有する導電材料の第１のループと、前記断部を渡って位置するコンデンサを含むキャパシタンスとを備え、前記ループは、インダクタンスを有し、キャパシタンスと共に回路を形成し、前記ループおよび前記キャパシタンスを備える前記回路は、前記指定された周波数で共振し、さらにアンテナは、
制御回路に電気的に結合されるようになっている２つの端部を有する導電材料の第２のループであって、前記第１のループに実質的に磁気的にのみ結合されている第２のループを備え、
前記第１のループは、前記ヨークの平面と実質的に平行な主ループ軸を有する、電気制御デバイス。
【請求項８７】
前記第１のループは、前記第２のループから電気的に絶縁されている、請求項８６に記載のデバイス。
【請求項８８】
前記第２のループは、実質的にライン電位である、請求項８７に記載のデバイス。
【請求項８９】
電源ボックス内部に少なくとも部分的に取り付けられるようになっており、被制御電気デバイスに接続された電気制御デバイスを、電線接続を用いずに制御するようになっている遠隔制御デバイスであって、
ハウジングと、
前記ハウジングに結合された支持ヨークであって、平面内に配設され、ヨークを前記電源ボックスに結合するための固定デバイスを有する支持ヨークと、
前記ハウジング内に収容された制御回路と、
前記ハウジング内に収容された送信機または受信機と、
アンテナ
とを備え、前記アンテナは、
指定された周波数で、前記制御回路から、前記電気制御デバイスに信号を送信するか、または指定された周波数で、前記電気制御デバイスから信号を受信するようになっており、
前記アンテナは、送信機または受信機に結合され、前記送信機または受信機は、
前記電気制御デバイスを遠隔制御するために、前記制御回路から前記アンテナに前記信号を結合し、それにより、前記被制御電気デバイスの状態を制御するか、または前記被制御電気デバイスの状態を示すために、前記制御回路に信号を提供するために、前記電気制御デバイスからの信号を前記アンテナから受信し、
前記アンテナは、
少なくとも１つの断部を有する導電材料の第１のループと、前記断部を渡って位置するコンデンサを含むキャパシタンスとを備え、前記ループは、インダクタンスを有し、キャパシタンスと共に回路を形成し、前記ループおよび前記キャパシタンスを備える前記回路は、前記指定された周波数で共振し、さらにアンテナは、
前記制御回路に電気的に結合されるようになっている２つの端部を有する導電材料の第２のループであって、前記第１のループに実質的に磁気的にのみ結合されている第２のループを備え、
前記第１のループは、前記ヨークの平面と実質的に平行な主ループ軸を有する、遠隔制御デバイス。
【請求項９０】
さらに、前記制御回路に結合されて、前記被制御電気デバイスの状態を制御するために、信号を前記制御回路に提供するアクチュエータを備える、請求項８９に記載のデバイス。
【請求項９１】
前記第１のループは、前記第２のループから電気的に絶縁されている、請求項８９に記載のデバイス。
【請求項９２】
前記第２のループは、実質的にライン電位である、請求項９１に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナに関し、特に、無線周波数（ＲＦ）信号を送信および受信するための無線周波数アンテナに関する。より詳細には、本発明は、無線周波数制御式の照明制御システムに関連して使用するための小型アンテナに関する。
【０００２】
特に、本発明は、照明制御デバイス、例えば調光器に設けられ、ランプを制御するため、およびランプの状態、例えばオン、オフ、強度レベルなどを通信するために無線周波数信号を受信または送信するアンテナに関する。無線周波数信号を使用して、調光器に接続されたランプの状態を遠隔マスタ位置から制御し、また制御下のランプの状態に関する情報をマスタ位置に返す。マスタ位置にあるデバイスも、本発明によるアンテナを使用することができる。
【０００３】
また、本発明は、標準的な電源ボックス内に取り付けることができるアンテナを使用する制御デバイスに関する。特に、本発明は、１つまたは複数の電気ランプを遠隔制御することができ、標準的な電源ボックス内に取り付けられるようになっており、アンテナを介して信号を受信および送信するローカル電気制御デバイスに関する。
【０００４】
さらに、本発明は、１つまたは複数のローカル電気制御デバイスを遠隔制御することができ、標準的な電源ボックス内に取り付けられるようになっており、アンテナを使用して信号を送信し、かつマスタデバイスからの制御信号に応答するローカル電気制御デバイスからの信号を受信するマスタ制御デバイスに関する。
【０００５】
本発明は、照明制御システムで使用するアンテナを対象とするが、本発明のアンテナは、他のデバイス、例えば通信機器、モータ、セキュリティシステム、電気器具、ＨＶＡＣシステム（加熱、換気、空調）などの制御および状態に関する信号の通信に適用することもできる。
【０００６】
本発明は、照明制御デバイス、例えば調光器内部に収めることができ、標準的な電源ボックス内に入る小型設計のアンテナを対象とする。本発明はまた、マスタまたはローカル（遠隔）ユニットである照明制御デバイス自体を対象とする。
【０００７】
本発明は、電気ランプなど被制御電気デバイスの状態を制御するために無線周波数信号を使用するシステムにおいて、特に有利に適用される。このようなシステムにおいて、従来の手動制御式の有線照明制御デバイス、例えば壁スイッチおよび調光器の代わりに、制御回路および本発明によるアンテナを有する制御デバイスが使用される。
【０００８】
本発明によるアンテナが使用されるシステムは、照明器具、または他のデバイスの遠隔制御を実現するのに必要な制御配線を組み込むために、ビルディングの有線配線を必要とせずに、既存のビルディング照明システム（または他の電気／電子デバイス）を、様々な位置から遠隔制御することを可能にする。したがって、本発明のアンテナが使用されるシステムでは、従来の光スイッチ／調光器の代わりとなる照明制御デバイス、例えば調光器は、本発明によるアンテナと、照明器具の手動制御を行うのに必要なアクチュエータと、照明制御デバイスのアンテナによって受信および送信される信号を用いた遠隔制御を可能にするための制御回路およびＲＦ回路とを有する。
【０００９】
このアンテナおよび制御デバイスは、標準的な電源ボックス内部に適合し、従来の照明制御デバイスをなくして、代わりに本発明による照明制御デバイスを用いることができる。本発明の一実施形態によれば、アクチュエータと、ローカル制御デバイスに信号を送信し、かつローカル制御デバイスから状態信号を受信するためのアンテナとを有する本発明によるマスタユニットも、従来の電源ボックス内に配設されるようになっている。
【００１０】
本発明によれば、アンテナは小型であり、制御デバイス電子回路、および機械的構成要素と共に、標準的な電源ボックス内部に入り、ランプを制御するための電気制御デバイスの一部となる。
【００１１】
従来の非無線周波数制御式の照明制御デバイスの代わりとして、本発明のアンテナを備える制御デバイスを使用することについて述べてきたが、本発明はまた、敷設する必要がある電線の数を低減することができるような新たな構成とすることもできる。したがって、本発明を使用するシステムでは、照明システムの制御を行うために、本発明のアンテナが無線周波数信号を、受信および送信するので、照明システムを制御するために制御線を走らせる必要はない（電源線のみを敷設すればよい）。
【背景技術】
【００１２】
照明制御デバイスに制御線を有線配線せずにランプの遠隔制御を可能にするシステムは、従来知られている。この周知のシステムは、ランプが無線周波数信号によって遠隔制御されるＬｕｔｒｏｎ  Ｒａｄｉｏ  ＲＡシステムである。このＲａｄｉｏ  ＲＡシステムでは、各照明制御デバイスが、手動制御機構に加えて送受信機およびアンテナを有し、そのアンテナが無線周波数信号をマスタ制御ユニットから受信し、マスタ制御ユニットに送信する。
【００１３】
マスタ制御ユニットにおいて、ビルディング構造内の様々なランプの状態を遠隔制御することができる。すなわち、マスタデバイスから、照明制御デバイスにＲＦ信号を送信することによって、オン、オフ、強度レベルといった状態を、マスタ制御ユニットから制御することができる。無線周波数信号がシステム内の全てのデバイスにおいて、確実に送受信されるように、必要に応じて、中継器が採用される。Ｒａｄｉｏ  ＲＡシステムを説明する文献としては、例えば特許文献１および特許文献２を挙げることができる。
【００１４】
従来のＲａｄｉｏ  ＲＡシステムでは、平面アンテナを備える小型無線アンテナが使用される。この平面アンテナは、満足の行くものではあるものの、いくつかの欠点を有する。
【００１５】
従来のアンテナに関わる問題の１つは、製造コストが比較的高いことであり、共振周波数を決定するプリント配線板上に配設される誘導パターンを必要とする。このような平面アンテナは、製造コストが高くなる。さらに、従来技術デバイスのアンテナは、比較的大きく、実質的に電源ボックス開口と同一の広がりをもつ。
【００１６】
さらに、従来のデバイスのアンテナの伝送範囲を広げることが望まれている。さらに、従来のデバイスは、アンテナがＡＣライン（または「ライン電圧」）に接続されており、したがってＡＣラインと同じ電位であるので、相当な絶縁体を必要とする。ライン電圧は、例えば米国では約１２０ＶRMSであり、国や地域によって異なる。したがって、使用者を電気ショックから保護するために、従来技術デバイスの平面アンテナは、相当な絶縁体部材を必要とする。
【００１７】
平面アンテナは、比較的大きく、また調光器のライン電圧に電気的に接続されているので、平面アンテナを使用するときには、より多くの絶縁体が必要とされ、したがって、調光器のコストが増大する。従来技術デバイスのアンテナは、特許文献３および特許文献４に記載されている。
【００１８】
したがって、改善された性能特性を提供し、ＡＣラインからの絶縁をほとんど必要とせず、またはＡＣラインから絶縁されており、より小型であって、製造コストがより低いアンテナを提供することが望まれる。
【特許文献１】米国特許第５９０５４４２号公報
【特許文献２】米国特許第５８４８０５４号公報
【特許文献３】米国特許第５９８２１０３号公報
【特許文献４】米国特許第５７３６９６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明の目的は、ランプおよび他の電気デバイスを制御するためのＲＦ通信システム用のアンテナであって、従来の電源ボックス内に完全に設置することができる制御デバイス（例えば照明制御デバイス）の一部分を形成するアンテナを提供することである。
【００２０】
本発明の別の目的は、外部から見えない、従来の電源ボックス内で、照明制御デバイス内部に完全に収容されるアンテナを提供することである。
【００２１】
本発明の別の目的は、従来の平面アンテナよりも製造コストが低く、従来の平面アンテナよりも小型のアンテナを、照明制御デバイスの一部として提供することである。
【００２２】
本発明の別の目的は、放射部分が、ＡＣラインから絶縁されている照明制御デバイス用のアンテナを提供することであり、それにより、使用者を保護するのに必要な絶縁体の量を減らすことである。
【００２３】
本発明の別の目的は、実質的に等方性の放射パターン、すなわちアンテナからの特定の距離において、実質的に同一の放射パターンを提供する小型設計のアンテナを提供することである。
【００２４】
本発明の別の目的は、簡単に調整することができ、できるだけ広い周波数範囲を有し、簡単に入手できる材料から作成されるアンテナを提供することである。
【００２５】
本発明の別の目的は、様々な製品、特にＲＦ照明制御システムの様々な制御ユニット、例えばマスタユニット、中継器、およびローカル照明制御ユニットにおいて有用となるように汎用性を有するアンテナを提供することである。
【００２６】
本発明の別の目的は、限られた空間内に設置するために、特に標準的な電源ボックス内に設置されるランプ調光器など照明制御デバイスの一部分として働くように、十分に小さいアンテナを提供することである。
【００２７】
本発明の別の目的は、遠隔制御式の照明制御デバイスで使用される従来の小型アンテナよりも大きな伝送範囲を有するアンテナを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
本発明の目的は、指定された周波数で無線周波数信号を送信または受信するための小型アンテナであって、少なくとも１つの断部を有する導電材料の第１のループと、断部を渡って位置するコンデンサを含むキャパシタンスとを備え、ループは、インダクタンスを有し、キャパシタンスと共に回路を形成し、ループおよびキャパシタンスを備える回路が指定された周波数で共振し、さらにアンテナは、電子回路に電気的に結合されるようになっている２つの端部を有する導電材料の第２のループを備え、第２のループは、第１のループに実質的に磁気的にのみ（誘導的に）結合され、第１および第２のループは、実質的に平行であるか、または一致するループ軸を有する、小型アンテナによって達成される。
【００２９】
第１の実施形態では、第１および第２のループは、プリント配線板上に金属層によって形成され、第１のループは、第１のプリント配線板の２つの互いに反対の表面上に配設され、第１のプリント配線板は、電気制御デバイスを電源ボックスに取り付けるための電気制御デバイスのヨークの上に配設されている。プリント配線板の最外表面上の金属表面が、放射要素として働く。
【００３０】
別の実施形態では、第１のループは、照明制御デバイスのヨークから打ち抜きされた金属ランスを備え、ランスの一部とヨークとの間に配設されたキャパシタンスを有している。それにより、ランスと、キャパシタンスと、ランスに隣接するヨークの部分とからなる電流ループが形成されている。ランスは、放射要素として働く。
【００３１】
また、本発明の目的は、指定された周波数で、無線周波数信号を送信または受信するための小型アンテナであって、少なくとも１つの断部を有する導電材料からなる第１のループと、断部を渡って位置するコンデンサを含むキャパシタンスとを備え、ループは、インダクタンスを有し、キャパシタンスと共に回路を形成し、ループおよびキャパシタンスを備える回路は、指定された周波数で共振し、さらにアンテナは、電子回路に電気的に結合されるようになっている２つの端部を有する導電材料の第２のループを備え、第２のループは、第１のループに実質的に磁気的にのみ結合され、アンテナは、電気制御デバイスの一部を構成し、電気制御デバイスは、平面内に配設された取付ヨークを有し、第１のループは、ヨークの平面と実質的に平行であるか、または一致しているループ軸を有する、小型アンテナによって達成される。
【００３２】
また、本発明の目的は、指定された周波数で無線周波数信号を送信または受信するための小型アンテナであって、少なくとも１つの断部を有する導電材料の第１のループと、断部を渡って位置するコンデンサを含むキャパシタンスとを有する第１のプリント配線板を備え、ループは、インダクタンスを有し、キャパシタンスと共に回路を形成し、ループおよびキャパシタンスを備える回路は、指定された周波数で共振し、さらにアンテナは、電子回路に電気的に結合されるようになっている２つの端部を有する導電材料の第２のループを備える第２のプリント配線板を備え、第２のループは、第１のプリント配線板の第１のループに、実質的に磁気的にのみ結合されている小型アンテナによって達成される。
【００３３】
また、本発明の目的は、被制御電気デバイスの状態を制御するための、電源ボックス内部に少なくとも部分的に取り付けられるようになっている電気制御デバイスであって、ハウジングと、ハウジングに結合された支持ヨークであって、ヨークを電源ボックスに結合するための固定デバイスを有する支持ヨークと、ハウジング内に収容された、被制御電気デバイスの状態を制御するための制御可能導電デバイスと、ハウジング内に収容された制御回路と、ハウジング内に収容された送信機または受信機と、指定された周波数で遠隔制御デバイスから信号を受信するか、または指定された周波数で、遠隔制御デバイスに信号を送信するようになっているアンテナであって、送信機または受信機に結合されたアンテナとを備え、送信機または受信機は、制御可能導電デバイスを遠隔制御するために、遠隔制御デバイスから制御回路に信号を結合するか、または被制御電気デバイスの状態を示すために、遠隔制御デバイスに信号を提供するために、制御回路から信号を受信し、アンテナは、少なくとも１つの断部を有する導電材料の第１のループと、断部を渡って位置するコンデンサを含むキャパシタンスとを備え、ループは、インダクタンスを有し、キャパシタンスと共に回路を形成し、ループおよびキャパシタンスを備える回路は、指定された周波数で共振し、さらにアンテナは、制御回路に電気的に結合されるようになっている２つの端部を有する導電材料の第２のループであって、第１のループに実質的に磁気的にのみ結合されている第２のループを備え、第１および第２のループは、それぞれループ軸を有し、第１および第２のループのループ軸は実質的に平行であるか、または一致している、電気制御デバイスによって達成される。
【００３４】
また、本発明の目的は、電源ボックス内部に少なくとも部分的に取り付けられるようになっており、被制御電気デバイスに接続された電気制御デバイスを、電線接続を用いずに制御するようになっている遠隔制御デバイスであって、ハウジングと、ハウジングに結合された支持ヨークであって、ヨークを電源ボックスに結合するための固定デバイスを有する支持ヨークと、ハウジング内に収容された制御回路と、ハウジング内に収容された送信機または受信機と、アンテナと、制御回路に接続され、被制御電気デバイスの状態を制御するために、制御回路に信号を提供する少なくとも１つのアクチュエータとを備え、アンテナは、指定された周波数で、制御回路から電気制御デバイスに信号を送信するか、または指定された周波数で、電気制御デバイスから信号を受信するようになっており、アンテナは、送信機または受信機に結合され、送信機または受信機は、電気制御デバイスを遠隔制御するために、制御回路からアンテナに信号を結合し、それにより、被制御電気デバイスの状態を制御するか、または被制御電気デバイスの状態を示すために、制御回路に信号を提供するべく、電気制御デバイスからの信号をアンテナから受信し、アンテナは、少なくとも１つの断部を有する導電材料の第１のループと、断部を渡って位置するコンデンサを含むキャパシタンスとを備え、ループは、インダクタンスを有し、キャパシタンスと共に回路を形成し、ループおよびキャパシタンスを備える回路は、指定された周波数で共振し、さらにアンテナは、制御回路に電気的に結合されるようになっている２つの端部を有する導電材料の第２のループであって、第１のループに実質的に磁気的にのみ結合されている第２のループを備え、第１および第２のループは、それぞれループ軸を有し、第１および第２のループのループ軸が実質的に平行であるか、または一致している、遠隔制御デバイスによって達成される。
【００３５】
また、本発明の目的は、被制御電気デバイスの状態を制御するための、電源ボックス内部に少なくとも部分的に取り付けられるようになっている電気制御デバイスであって、ハウジングと、ハウジングに結合された支持ヨークであって、平面内に配設され、ヨークを電源ボックスに結合するための固定デバイスを有する支持ヨークと、ハウジング内に収容された、被制御電気デバイスの状態を制御するための制御可能導電デバイスと、ハウジング内に収容された制御回路と、ハウジング内に収容された送信機または受信機と、指定された周波数で、遠隔制御デバイスから信号を受信するか、または指定された周波数で、遠隔制御デバイスに信号を送信するようになっているアンテナであって、送信機または受信機に結合されたアンテナとを備え、送信機または受信機は、制御可能導電デバイスを遠隔制御するために、遠隔制御デバイスから制御回路に信号を結合するか、または被制御電気デバイスの状態を示すために、遠隔制御デバイスに信号を提供するべく、制御回路から信号を受信し、アンテナが、少なくとも１つの断部を有する導電材料の第１のループと、断部を渡って位置するコンデンサを含むキャパシタンスとを備え、ループは、インダクタンスを有し、キャパシタンスと共に回路を形成し、ループおよびキャパシタンスを備える回路は、指定された周波数で共振し、さらにアンテナが、制御回路に電気的に結合されるようになっている２つの端部を有する導電材料の第２のループであって、第１のループに実質的に磁気的にのみ結合されている第２のループを備え、第１のループは、ヨークの平面と実質的に平行な主ループ軸を有する、電気制御デバイスによって達成される。
【００３６】
また、本発明の目的は、電源ボックス内部に、少なくとも部分的に取り付けられるようになっており、被制御電気デバイスに接続された電気制御デバイスを、電線接続を用いることなく制御するようになっている遠隔制御デバイスであって、ハウジングと、ハウジングに結合された支持ヨークであって、平面内に配設され、ヨークを電源ボックスに結合するための固定デバイスを有する支持ヨークと、ハウジング内に収容された制御回路と、ハウジング内に収容された送信機または受信機と、アンテナと、制御回路に接続され、被制御電気デバイスの状態を制御するために、制御回路に信号を提供する少なくとも１つのアクチュエータとを備え、アンテナは、指定された周波数で制御回路から電気制御デバイスに信号を送信するか、または指定された周波数で、電気制御デバイスから信号を受信するようになっており、アンテナは、送信機または受信機に結合され、送信機または受信機は、電気制御デバイスを遠隔制御するために、制御回路からアンテナに信号を結合し、それにより、被制御電気デバイスの状態を制御するか、または被制御電気デバイスの状態を示すために、制御回路に信号を提供するべく電気制御デバイスからの信号をアンテナから受信し、アンテナは、少なくとも１つの断部を有する導電材料の第１のループと、断部を渡って位置するコンデンサを含むキャパシタンスとを備え、ループは、インダクタンスを有し、キャパシタンスと共に回路を形成し、ループおよびキャパシタンスを備える回路が指定された周波数で共振し、さらにアンテナは、制御回路に電気的に結合されるようになっている２つの端部を有する導電材料の第２のループであって、第１のループに実質的に磁気的にのみ結合されている第２のループを備え、第１のループは、ヨークの平面に実質的に平行な主ループ軸を有する遠隔制御デバイスによって達成される。
【００３７】
本発明の他の特徴および利点は、添付図面を参照する以下の本発明の説明から明らかになると思う。
【００３８】
次に、本発明を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３９】
本発明の他の目的、特徴、および利点は、以下の詳細な説明から明らかになると思う。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
次に図面を参照すると、本発明によるアンテナおよび制御ユニットは、無線周波数制御式の照明制御システムを構成している。このシステムは、図１に示すビルディング有線電源システム１０に接続されている。ＡＣ回路は、高温側のみが、図１に示されている。中性線および接地線は、図示されていない。既存の標準的な照明制御スイッチおよび調光器の代わりに、照明制御デバイスを設けること以外には、制御機能を発揮させるために、ビルディング配線を変更する必要はない。
【００４１】
したがって、図１に示すシステムを使用して、新たに電線を張る必要なく、ビルディング照明システムの遠隔制御が可能となる。これは、遠隔制御のために、費用がかかる構成作業、および再配線を行わずに、既存のビルディングを利用するのに特に有用である。ただし、このタイプのシステムでは、必要な配線の量を減らすように、新たな構成を採用されることもできる。全ての制御機能が、適宜、マスタと照明制御デバイス、照明制御デバイスと中継器、およびマスタと中継器の間で伝送される無線周波数信号によって達成される。
【００４２】
このようなシステムによれば、複数の制御機構、および状態インジケータ２２を有するマスタ制御デバイス２０が設けられ、これらの制御機構および状態インジケータ２２が、別個の制御アクチュエータに割り当てられた別個のランプを制御する。
【００４３】
特定の制御ボタンへの特定のランプの割当ては、既に知られているＬｕｔｒｏｎ  Ｒａｄｉｏ  ＲＡシステムに従うものであってよい。このシステムは、例えば特許文献１および特許文献２に記載されており、それらの開示全体を、参照のために本明細書に組み込んである。
【００４４】
マスタデバイス２０は、内部アンテナ（または外部アンテナ）を有し、内部アンテナは、外からは見えず、制御および状態機能に関する無線周波数信号を、受信および送信する。マスタデバイス２０は、コンセント２５にプラグを差し込まれ、ＡＣ変流器２６を介して電力供給される。必要であれば、さらに別のマスタデバイス２０を設けることもある。
【００４５】
１つまたは複数の壁付型マスタユニット３０を設けることもできる。マスタユニット３０は、既存の電源ボックス内に設置されるので、壁付型マスタとみなされる。壁付型マスタ３０も、外からは見えない本発明による内部アンテナを有することができる。卓上タイプ２０またはすべての壁付タイプ３０の任意の数のマスタユニットを、システム内に設けることができる。
【００４６】
本明細書に記載のシステムによれば、制御用のＲＦ通信信号を、システムのあらゆる構成要素が確実に受信できるように、１つ（または複数）の中継器４０が設けられることもある。中継器４０は、無線周波数信号を送信および受信するための外部アンテナ２４（または外からは見えないアンテナ）を備えている。中継器は、変流器２６Ａをコンセント２５に差し込むことによって、電力供給される。中継器については、上で挙げた特許文献に記載されている。中継器４０およびマスタデバイス２０は、ＡＣ変流器２６を介するものではなく、電池式にすることもできる。
【００４７】
本発明により、アンテナを含む少なくとも１つの照明制御デバイス５０が提供される。照明制御デバイス５０は、手動制御ボタン５２によって、手で操作することができる。また、マスタユニット２０、３０または中継器４０から、無線周波数信号を受信して、ランプ５４の状態を制御することもできる。さらに、照明制御デバイス５０は、１つまたは複数の影響下のランプ５４の状態を、マスタユニットに知らせるために、中継器４０およびマスタユニット２０および３０に無線周波数信号を送信できることが好ましい。
【００４８】
照明制御デバイス５０は、例えば調光器であり、ランプ５４の強度および設定を、使用者に表示する複数の状態表示デバイス、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）またはインジケータ５６を備えることがある。インジケータ５６は、直視可能なＬＥＤ、または発光ダイオードなど、適切な照明デバイスから光エネルギーを受け取る光ファイバパイプであるのがよい。
【００４９】
さらに、照明制御デバイス５０は、例えば強度レベルを設定するための手段５８を有する。この手段５８は、アップ／ダウンロッカースイッチであるのがよい。さらに、ランプの動作を機能停止させるために、オン／オフスイッチ５９を設けることもある。オン／オフスイッチ５９は、エアギャップスイッチであってよく、例えばランプのメンテナンスを行う際に、ランプを調光器回路から完全に切り離す。
【００５０】
本明細書に記載のシステムによれば、ランプ５４を制御する複数の照明制御デバイス５０を備えることができる。ここでは、調光器５０およびマスタ３０が、本発明によるアンテナを有するものとして説明しているが、マスタユニット２０および中継器４０も、そのようなアンテナを有することができる。
【００５１】
図２は、照明制御デバイス５０の簡略ブロック図である。デバイス５０は、ＲＦ信号を受信および送信することができる。照明制御デバイス５０のＨＯＴ端子は、電源システム１０に接続され、ＤＩＭＭＥＤ  ＨＯＴ端子は、ランプ負荷５４に接続されている。ランプ負荷５４に接続されている中性線を、照明制御デバイス５０に接続する必要はない。このようにすると、照明制御デバイス５０を、単純な２線オン／オフスイッチ、または調光器の代わりとすることができる。
【００５２】
この照明制御デバイス５０は、使用者入力手段１０２を有し、入力手段１０２は、オン／オフおよび調光機能を提供するための適切なスイッチ、または制御機構であってよい。トライアック１０６（または他の適切な電力伝達半導体）が、制御回路１０８による決定に従って、ランプ負荷５４に送られる電力量を制御する。
【００５３】
本発明のアンテナ３００は、アンテナでのＤＣ電流をなくすために、ＤＣ（直流）阻止コンデンサ１１４を介して、送受信機１１０に接続される。送受信機１１０は、エンコーダ／デコーダ１１２にも結合され、エンコーダ／デコーダ１１２は、制御回路１０８に結合される。送受信機１１０は、送信のためにアンテナ３００にＲＦ信号を送信することができ、かつ制御回路１０８を制御するために、ＲＦ信号を受信することもできる。
【００５４】
電源１１６が、調光器５０の制御機構、および他の回路に電力を供給する。例えば、電源１１６は、「猫耳」（ｃａｔ  ｅａｒ）電源であってもよい。トライアック１０６がオフであるサイクル期間中にのみ電力を得て、それにより、ランプ負荷５４に対する電圧降下を防止する。使用者入力１０２、トライアック１０６、制御回路１０８、送受信機１１０、エンコーダ／デコーダ１１２、および電源１１６は全て、調光器回路プリント配線板（ＰＣＢ）１１８に取り付けられる。
【００５５】
図３は、本発明によるアンテナ３００の等価回路を示す。アンテナ３００は、主ループ２１０とフィードループ２５０との２つの部分からなっている。主ループ２１０は、アンテナ３００の主要な放射要素であり、インダクタンスＬとキャパシタンスＣを直列に有している。通電時、主ループ２１０は、ＬおよびＣの値によって決まる周波数で共振し、放射抵抗Ｒrを介してＲＦ信号の送信および受信を可能とする。
【００５６】
放射抵抗Ｒrは、放射のために送られるエネルギーを表わす。主ループ２１０における損失は、損失抵抗Ｒlによって表わされる。主ループ２１０は、フィードループ２５０に、主として磁気的に結合される。この結合は、理想的なトランスＴによって、図３に模式的に示されている。フィードループ２５０は、磁気インダクタンスＬmと、漏れインダクタンスＬlと、コンデンサ１１４を介して、調光器回路PCB１１８に接続する２つの端部３５７とを有する。フィードループ２５０は、調光器回路ＰＣＢ１１８と、主ループ２１０との間での信号の伝達を可能にする。
【００５７】
このようにすると、アンテナ３００は、主ループ２１０を介して信号を受信し、その無線周波数信号が、フィードループ２５０に電磁気的に結合され、ＲＦ回路送受信機１１０に入力されるようになる。逆に、フィードループ２５０は送受信機１１０から送信される信号を受信し、その信号を、主ループ２１０に電磁気的に結合して、ＲＦ信号をマスタまたは中継器デバイスに送信する。
【００５８】
図４は、本発明のアンテナ３００のこの実施形態の簡略分解斜視図である。本発明によれば、アンテナ３００は、主ループプリント配線板（ＰＣＢ）３１０を備える共振ループアンテナであり、プリント配線板３１０は、上面と下面の両方に、銅、アルミニウム、または鋼などの導電材料３１４が堆積された厚さ３ｍｍ
（１／８インチ）のＦＲ４プリント配線基板などのプリント配線板が好ましい。上面および下面の導電材料３１４は、主ループＰＣＢの上面と下面との間の電流ループを形成するために提供されるバイア３１２によって接続される。
【００５９】
主ループＰＣＢ３１０は、固有インダクタンスを有し、図３に示すように、インダクタンスＬを供給する。また、主ループＰＣＢ３１０は、スロット３６０を有し、スロット３６０は、フィードループプリント配線板（ＰＣＢ）３５０が主ループＰＣＢに対して垂直向きで、スロット内に嵌まることができるような大きさである。フィードループＰＣＢ３５０は、照明制御デバイス５０の調光器回路ＰＣＢ１１８に接続するようになっている２つの端部３５７を有する厚さ６２ミルのＦＲ４プリント配線板であるのがよい。
【００６０】
主ループＰＣＢ３１０の平面図および底面図を、それぞれ図５ａおよび図５ｂに示す。導電材料３１４の層の一方、例えば主ループＰＣＢ３１０の底面の層に、断部またはスロット３１６が設けられている。このスロットを横切るように、適切な表面実装コンデンサ３１５を配設することができ、主ループＰＣＢの固有キャパシタンスと共に、図３に示されるキャパシタンスＣが提供される。
【００６１】
コンデンサは、例えば、主ループの共振周波数を調節するように、トリミングすることができる表面実装コンデンサであってもよい（トリミング可能コンデンサを使用）。このコンデンサは、印刷回路と共にＬＣ回路を形成する。ＬＣ回路における電流は、送信または受信されるＲＦ信号が、主ループＰＣＢ３１０のインダクタンスＬ、およびキャパシタンスＣによって決まる共振周波数であるときに最大となる。
【００６２】
主ループＰＣＢ３１０のアパーチャ３４０は、ヒートステークによる主ループＰＣＢと調光器５０との接続を可能にする。このヒートステークは、主ループＰＣＢの磁気特性を変えない絶縁固定具である。ヒートステークは、熱可塑性材料からなり、主ループＰＣＢ３１０のアパーチャ３４０に嵌まる２つの直線形ポストを備えている。ポストの端部は、ホーンを使用して形成され、ホーンが加熱されて、熱可塑性材料が溶融する。ヒートステーキングプロセス後、ポストの端部の直径は、アパーチャ３４０の直径よりも大きくなり、それにより、主ループＰＣＢ３１０を所定位置に保つ。
【００６３】
別法として、ホーンの振動によって、端部を加熱して形成する超音波ステーキングなど、ポストの端部を形成する他の手段を使用することもできる。このようにすると、最小電流密度の領域での主ループＰＣＢ３１０の取付けが可能となる。最大電流密度の領域は、主ループＰＣＢ３１０の縁部３４２にあることが分かっている。したがって、この実施形態では、主ループ内の電流との干渉はほとんどない。主ループＰＣＢ３１０の縁部でのスナップ接続など、他の手段を使用してもよい。
【００６４】
主ループＰＣＢ３１０の上面には、交互フィンガ３２０が設けられ、これは、共振主ループを形成するＬＣ回路の固有キャパシタンスを調整するための手段となっている。外側フィンガ３２２と内側フィンガ３３４は、断部３２６によって互いに分離されている。内側フィンガ３２４は、バイア３２８によって、主ループＰＣＢ３１０の底面の導電材料３１４に結合されている。フィンガは、レーザまたは他の切断手段を使用して、銅を切り取ることによりトリミングされる。内側フィンガ３２４のトリミングは、外側フィンガ３２２のトリミングよりも、主ループＰＣＢ３１０のキャパシタンスを大きく変化させる。
【００６５】
図５ｃおよび図５ｄは、それぞれ、主ループＰＣＢ３１０Ａの第２の取り得る実施形態の平面図および底面図である。交互フィンガ３２０Ｂの別の構成が、図５ｃに示されている。交互フィンガ３２０Ａは、断部３２６Ａによって分離された多数の外側フィンガ３２２Ａおよび内側フィンガ３２４Ａを有する。
【００６６】
バイア３２８Ａは、内側フィンガ３２４Ａを、主ループＰＣＢ３１０Ａの底面の導電材料３１４Ａの層と接続している。ここでもやはり、フィンガは、レーザを使用して、銅を切り取ることによってトリミングされ、内側フィンガ３２４Ａのトリミングは、外側フィンガ３２２Ａのトリミングよりも、主ループＰＣＢ３１０Ａのキャパシタンスを大きく変化させる。
【００６７】
図５ｃは、導電材料３１４Ａに、少なくとも１つのレーザカットスロット３１８が設けられている主ループＰＣＢ３１０Ａを示す。導体のインダクタンスは、その導体の長さ、幅、および厚さに依存するので、レーザカットスロット３１８は、主ループＰＣＢ３１０ＡのインダクタンスＬを調節する。したがって、様々な厚さ、および長さのレーザカットスロット３１８を提供することで主ループＰＣＢの導電材料３１４Ａをトリミングすることによって、主ループＰＣＢ３１０Ａの共振周波数を調節することができる。導電材料３１４Ａのトリミングは、主ループＰＣＢ３１０ＡのインダクタンスＬを変えるための手段となるが、損失を増大し、主ループＰＣＢの効率を低下させる。
【００６８】
図５ｅおよび図５ｆは、それぞれ、主ループＰＣＢ３１０Ｂの第３の取り得る実施形態の平面図および底面図であり、主ループＰＣＢ３１０ＢのインダクタンスＬおよびキャパシタンスＣを変えるためのさらに別の手段を示す。容量フィンガ３２０Ｂが、主ループＰＣＢ３１０Ｂのキャパシタンスを調整するための手段を提供している。内側フィンガ３２４Ｂは、断部３２６Ｂによって主ループＰＣＢ３１０Ｂの上面の導電材料３１４Ｂから離隔され、バイア３２８Ｂによって、主ループＰＣＢ３１０Ｂの底面の導電材料３１４Ｂに接続されている。内側フィンガ３２４Ｂは、レーザを使用して銅を切り取ることによって、トリミングされる。
【００６９】
主ループＰＣＢ３１０Ｂの底面には、７つの表面実装コンデンサ３１５Ｂが示されており、それぞれ、図５ｆに示すように、別個のバイア３１２Ｂに接続されている。上面では、５つの内側バイア３１２Ｂが、それぞれトレース３３０によって、導電材料３１４Ｂに接続されている。トレース３３０の１つまたは複数を、レーザで切断して、トレース３３０に取り付けられたコンデンサ３１５Ｂを回路から単に取り除くことにより、主ループＰＣＢ３１０Ｂのキャパシタンスは変わる。
【００７０】
主ループＰＣＢ３１０Ｂの上面にあるトレース３３２は、主ループＰＣＢのインダクタンスを調整するための手段となる。導体のインダクタンスは、その導体の長さ、幅、および厚さに依存しているので、これらのトレースが切断されるとき、主ループＰＣＢ３１０ＢのインダクタンスＬは変化する。
【００７１】
図６に、図４にも示したフィードループプリント配線板３５０の分解図である。ＦＲ４プリント配線基板からなる３つの絶縁体層３５２が、適切な導電材料（例えば銅、アルミニウム、鋼）からなる４つの層の間に配置されている。２つの内側導電材料層は、フィードループトレース３５５を有し、このトレース３５５は、並列に結合され、外側絶縁層３５２によって、主ループＰＣＢ３１０およびヨーク５１８との外部接触から保護されている。
【００７２】
フィードループトレース３５５は、バイア３６２を介して２つの端部３５７に接続され、内側遮蔽体３５４および外側遮蔽体３５３によって取り囲まれている。これらの遮蔽体は、どちらも、銅、アルミニウム、鋼、または任意の適切な金属であってもよく、ＲＦ干渉から、照明制御デバイスの回路を遮蔽する働きをする。外側遮蔽体３５３と内側遮蔽体３５４は、バイア３６４によって接続される。
【００７３】
図７は、本発明の共振ループアンテナの電気および磁気特性を模式的に示す。主ループＰＣＢ３１０は、Ｚ軸に平行な主ループ軸を有する。図示のように、主ループＰＣＢ３１０によって受信されるＲＦ信号は、主ループＰＣＢの上面および下面を通る電流Ｉを誘発する。電流は、各端にあるバイア３１２を通って流れ、送信または受信されるＲＦ信号は、主ループ２１０のインダクタンスＬおよびキャパシタンスＣによって決まる共振周波数であるときに最大になる。
【００７４】
電流は、図示するような磁場Φを誘発する。磁束線がフィードループ２５０と交差し、フィードループ内で電流を誘発して、ＲＦ回路の受信機に入力する。送信時には、フィードループＰＣＢ３５０のＲＦ信号が、磁場Φによって主ループＰＣＢ３１０に電磁気的に結合され、主ＰＣＢ３１０内で、電流を共振周波数で発生させ、無線周波数信号として送信する。
【００７５】
アンテナ３００は、実質的に等方性の放射パターンを提供し、すなわちアンテナは、アンテナを中心とする球の全方向に、比較的一様に放射する。放射される出力がゼロになる位置は、球上でどの方向にも存在しない。これは、アンテナ３００を、任意の様式で、すなわち、水平にでも垂直にでも取り付けることができ、適切に機能させることを意味する。
【００７６】
図８は、本発明によるアンテナ３００を組み込む調光器照明制御デバイス５０の斜視図である。フェースプレート、ならびにランプのオン／オフ操作、および照明強度を制御するための作動スイッチ機構５２および５８は、図８には示されていない。これらの機構は、図８に示されている調光器アセンブリの上に配設される。本発明によるアンテナの構造を明瞭にするために、図８では、それらを意図的に示していない。オン／オフおよび調光作動機構の詳細は、図１０に示してある。
【００７７】
図８には、本発明のアンテナを組み込む調光器５０の斜視図が示されている。調光器５０は、バックカバーキャップ５００を含むハウジングを有する。ハウジングには、電力／調光回路、制御電子回路、およびＲＦ回路を含む調光器の電子回路が収容されている。電源システム１０から、調光器５０へのＡＣ  ＨＯＴの接続のために、ねじ端子５５４が、バックカバー５００に設けられている。別のねじ端子５５０が、負荷５４へのＤＩＭＭＥＤ  ＨＯＴの接続を可能にしている。（必要な場合には）ねじ端子５５２が中性線につながる。第４のねじ端子５５６（図６に示される）が、付属制御リンクの接続を可能にする。
【００７８】
調光器は、ヨーク５１８を有し、ヨーク５１８は、典型的には金属、例えば鋼またはアルミニウムからなり、孔５２２にねじを通して、従来の様式で、調光器を電源ボックス内に固定することができるようになっている。ヨーク５１８は、好ましくは金属からなり、調光器の電力損失構成要素のためのヒートシンクを提供している。ヨーク５１８には、図１０に関連してより詳細に説明するいくつかのアパーチャが設けられ、これらのアパーチャにより、調光器制御、すなわち、オン／オフ機能、ならびに調光器レベル設定の操作が可能となっている。
【００７９】
例えば、アパーチャ５３８Ａおよび５３８Ｂは、調光器ロッカー機構からの突出部の進入を可能にして、調光器５０の内部に配設された調光器設定スイッチを操作できるようにする。さらに、発光ダイオード（ＬＥＤ）からの照射を可能にするために、アパーチャ５４０が設けられ、発光ダイオードは、制御機構に取り付けられたランプの強度レベルを示し、ヨーク５１８を通して発光する。金属ヨーク５１８は、接地手段５１６に接続された電線を介して接地されていることが好ましい。
【００８０】
ヨーク５１８の中央に、本発明のアンテナ３００が設けられる。図８に示す実施形態によれば、本発明のアンテナは、主ループＰＣＢ３１０と、主ループＰＣＢ３１０に実質的に垂直に、主ループＰＣＢのスロット３６０内に配設されたフィードループＰＣＢ３５０とを備えている。主ループＰＣＢ３１０の軸は、ヨーク５１８の平面と平行である。調光器５０の金属ヨーク５１８は、接地されているので、主ループ３１０は、ヨーク５１８の外面に取り付けなければならない。
【００８１】
フィードループプリント配線板は、主ループから隔離され、実質的に、磁気的にのみ主ループと結合されている。主ループプリント配線板３１０は、ポスト５２８を有するヒートステークによって、ヨークに保持することができる。ポスト５２８は、上で説明したように、最小電流密度の領域で、主ループをヨークに取り付ける。主ループＰＣＢがヨークに取り付けられるとき、主ループＰＣＢ３１０の底面で、コンデンサ３１５が取り付けられている位置に対して、ヨーク５１８にはアパーチャが存在し、コンデンサとヨークとの接触を防止する。
【００８２】
図９は、フェースプレート、調光器、およびオン／オフ制御機構を省いた調光器５０の横断面図である。主ループＰＣＢ３１０は、ヒートステーク５２６によってヨーク５１８に取り付けられている。ヒートステーク５２６は、主ループＰＣＢの磁気特性を変えない絶縁固定具である。上で説明したように、ヒートステーク５２６は、熱可塑性材料からなり、主ループＰＣＢ３１０のアパーチャ３４０に嵌まる２つの直線状ポスト５２８を備えている。ポスト５２８の端部は、ホーンの使用によって形成され、ホーンが加熱されて熱可塑性材料が溶融する。
【００８３】
ヒートステーキングプロセス後、ポスト５２８の端部の直径はアパーチャ３４０の直径よりも大きくなり、それにより主ループＰＣＢ３１０は所定位置に保たれる。フィードループＰＣＢ３５０の端部３５７は、調光器回路ＰＣＢ５０２のスロット５０４に接続される。フィードループＰＣＢ３５０は、主ループＰＣＢ３１０に垂直に、主ループＰＣＢのスロット３６０内に取り付けられる。
【００８４】
フィードループＰＣＢ３５０は、端部３５７を介して、調光器配線板５０２のＲＦ部分に電気的に結合されている。フィードループＰＣＢ３５０が調光器５０内に設置されるとき、外側の遮蔽体３５３は、ヨーク５１８の平面よりも下にあることに留意されたい。
【００８５】
図１０は、本発明によるアンテナを組み込む照明制御デバイスすなわち調光器５０の構成の詳細を示す。図１０は、図８および図９の照明制御デバイス５０の分解図である。照明制御デバイス５０は、ねじ端子５５０、５５２、５５４、５５６を有する絶縁バックカバーキャップ５００を有し、各端子に、それぞれＤＩＭＭＥＤ  ＨＯＴ、中性線、ＨＯＴ、および付属制御機構のための電線を提供することができる。
【００８６】
バックカバーキャップ５００内に、調光器プリント配線板５０２が、既に説明したアンテナ３００に結合されている。フィードループＰＣＢ３５０は、調光器ＰＣＢ５０２のスロット５０４に接続されている。調光器ＰＣＢ５０２の目的は、ランプの動作を制御するために、アンテナ３００から無線周波数信号を受信すること、およびマスタデバイスに送信するために、アンテナ３００に無線周波数信号を供給することである。
【００８７】
調光器ＰＣＢ５０２は、適切な電源１１６と、マイクロプロセッサ制御回路１０８とを有し、制御回路１０８は、アンテナ３００から受信される信号によって制御され、制御下のランプの状態に関する信号をアンテナ３００に送信する。調光器ＰＣＢ５０２は、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）５０６を有し、影響下のランプの状態を示す。光パイプアセンブリ５３１がヨーク５１８の上に設けられて、各発光ダイオード５０６からの光をデバイスの外部へ送り、制御下のランプの調光状態を示す。
【００８８】
バックカバーキャップ５００には、やはり絶縁材料からなるバックカバーリング５１０が結合されている。調光器プリント配線板５０２によって制御されるランプの強度は、半導体パワーデバイス５１４によって制御され、パワーデバイス５１４はトライアックであってもよい。
【００８９】
パワーデバイス５１４は、バックカバーリング５１０のポスト５１２によって所定位置に保たれ、金属ヨーク５１８と接触して熱を放散する。したがって、ヨーク５１８は、ヒートシンクを備え、さらに、照明制御デバイス５０を電源ボックス内に取り付ける手段としての機能も有する。そのためヨーク５１８は、従来の様式で、電源ボックス内にヨークを、したがって、デバイス５０を取り付けるための取付ねじを挿入する２つのねじ孔５２２を有する。
【００９０】
主ループＰＣＢ３１０は、ポスト５２８を有するヒートステーク５２６によって、ヨークの中央付近でヨーク５１８に固定されている。アンテナ３００のフィードループプリント配線板３５０は、調光器ＰＣＢ５０２に結合されている。
【００９１】
ヨーク５１８の上には、作動ボタン５２が配設され、ヒンジバー５３２を介して働き、調光器ＰＣＢ５０２上のスイッチ５３４を制御する。スイッチ５３４は、ヒンジバー５３２によって操作され、制御回路１０８に信号を送り、制御回路１０８がパワー半導体デバイス５１４の動作を制御して、調光器５０のオン／オフ状態を制御する。
【００９２】
さらに、ロッカーアーム制御機構５３８が設けられ、これは操作面５８を有し、調光器ＰＣＢ５０２上のスイッチ５３６に接触することによって、接続されているランプの強度レベルを増減させる。エアギャップアクチュエータ５９が、エアギャップスイッチを操作して、システムメンテナンスに際して活動中のエアギャップシステムをオフにする。
【００９３】
見た目を良くするために、外側カバーとしてベゼル５３０が設けられ、適当に着色されることもある。ベゼル５３０および部材５２、５９、５３８がそれぞれ、適当な外観を得ることができるように選択された色の１つで工場において形成されている。これらの構成要素は、様々な色または色の組合せを提供することができるように、交換可能である。
【００９４】
参照として本明細書に開示全体を組み込んである特許文献３および特許文献４に示されている従来技術アンテナとは異なり、主ループプリント配線板３１０は、フィードループプリント配線板から電気的に絶縁されているので、使用者作動可能および接触可能表面５２、５８、５９、５３０、および照明制御デバイスのフェースプレートと照明制御デバイスのＡＣ接続部分との間に、必要な絶縁体の量が低減される。
【００９５】
特に、主ループプリント配線板３１０は、フィードループプリント配線板３５０から完全に絶縁されている。主ループプリント配線板３１０は、ヨーク５１８に電気的に接続されることが好ましいが、プリント配線板とヨークとの間に小さな絶縁部材を設けて、ヨーク５１８から絶縁することもできる。
【００９６】
フィードループプリント配線板３５０は、電源ライン１０に電気的に接続され、ライン電位となることがある。しかし、フィードループと主ループとの間の磁気結合によって提供される絶縁により、主ループプリント配線板３１０は、ライン電位にはならない。したがって、主ループは、ヨーク５１８に接続される場合、電源システム１０の接地ネットワークを介して接地されることになる。
【００９７】
上述した利点に加えて、本発明のアンテナは、従来の特許技術に示されている平面アンテナよりもはるかに小さく、ヨーク５１８の中央で、あまり場所を取ることはない。
【００９８】
図１１は、電気制御デバイスにおいて使用するための本発明によるアンテナの別の実施形態を示す。図１１は、電気制御デバイスのヨーク３８２を示す。
【００９９】
アンテナ３８０はランス３８４を備え、ランス３８４は、ヨーク３８２の金属プレートから打ち抜きされる。別法として、ランス３８４を、ねじ、リベット、もしくは他の固定具、または固定手段（例えば溶接）でヨーク３８２に固定することもできる。
【０１００】
ランス３８４は、ヨーク３８２の面の上方、所定の高さに配設され、その距離だけヨーク３８２から離れている。ランス３８４の端部３８６で、ランス先端３８６は、誘電体部材３８８によってヨーク３８２から離隔され、この誘電体部材３８８は、ランス３８４の端部３８６とヨーク３８２との間のキャパシタンスとして働く。その結果、ランス３８４は、アンテナ３８０の放射および／または受信部材として働く。
【０１０１】
したがって、受信機として働くとき、ランス３８４と、誘電体部材３８８と、ランス３８４の下の、ランス３８４に近接しているヨーク３８２の部分とからなるループ内で電流が誘発される。それにより、ヨーク３８２の平面と実質的に平行な主ループ軸を有する電流ループが形成される。
【０１０２】
図１２は、ランス３８４と共に使用することができるフィードループ３９０の一実施形態を示す。フィードループ３９０は、ランス３８４の下に形成された開口３９２を通して配設されている。すなわち、ランス３８４がヨーク３８２から打ち抜きされるときにできる開口３９２を通して配設されている。
【０１０３】
別法として、ランスが固定具によってヨークに固定されるか、または溶接もしくはその他の方法でヨークに固定される場合、開口３９２は、フィードループ３９０を受け取るような大きさとして、ランス３８４の下に形成される。フィードループ３９０は、プリント配線板または何らかの他の基板の上に配設することもでき、ヨークおよび主ループから電気的に絶縁されるように、前に説明した実施形態と同様に絶縁体を有することもある。フィードループ３９０は、ＲＦ制御回路への接続用の２つの端部３９６を有する。
【０１０４】
図１３は、アンテナ３８０の側面図であり、フィードループ３９０がランス３８４の下でヨーク３８２の開口３９２に嵌まる様子を示している。
【０１０５】
誘電体部材３８８は、適切な材料から作成することができる。１つの適切な材料は、Ｒｏｄｇｅｒｓ４０１０または３０１０材料であり、レーザでトリミングすることができる。適切なクランプ手段を用いて、ランス端部３８６を誘電体部材３８８に留め、キャパシタンスの不慮の変化を防止することができる。
【０１０６】
別法として、ランス３８４の両端を、誘電体部材３８８によってヨークに結合することができ、これにより、ランス３８４の２つの端部の間で、キャパシタンスを効果的に分散させる。
【０１０７】
任意の他の適切な誘電体材料を、誘電体部材３８８のために選択することができる。低損失材料を使用することが好ましい。共振コンデンサでの損失は、ループの効率を直に低下させる。
【０１０８】
ループ／コンデンサの組合せで生じ得る損失の別の原因は、ヨークとコンデンサとの接合部を形成する金属が異なることにある。ヨークがアルミニウムから形成される場合、アルミニウムを圧力接点を作成する前に研磨して、継続的な圧力およびさらなる酸化の防止を保証する手段を使用すべきである。スズ／鉛アルミニウム接合部は、アルミニウム銅接合部よりも腐食の可能性が低いので、コンデンサを形成するＰＣＢを薄くすることが好ましい。ヨークの選択領域のめっき（または「スポットめっき」）が可能な場合もある。
【０１０９】
アンテナ３８０の実施形態では、主ループのランス３８４の上部が、ヨークの表面から３．１３ｍｍ（０．１２５インチ）上にある。ランスは、厚さが１．１４ｍｍ（０．０４５インチ）であり、幅が３．０５ｍｍ（０．１２０インチ）である。ループは長さ５４．５ｍｍ（２．１８インチ）である。ループをより長くすることもできる。ループをより長くし、それにより囲まれる領域がより大きくなるにつれて、効率は上がる。
【０１１０】
アンテナ３８０の効率は、ループによって囲まれる領域に直接関係付けられる。したがって、ヨーク３８２の上のランス３８４の高さが、効率に関して最も敏感なパラメータである。この高さは、調光器のプラスチック面の厚さによって直接制限される。最大の利益を得るためには、アンテナ３８０を、照明制御デバイスのフェースプレートに向かってできるだけ延在させるべきである。
【０１１１】
図１２に示すフィードループ３９０は、ランス３８４の下で、ヨーク３８２のスロット３９２内に挿入されることが好ましい。必要な電圧絶縁を提供するために、フィードループ３９０をプラスチック中に封じ込めることができる。
【０１１２】
フィードループ３９０は、平らな金属ストック、例えば０．０１５インチの真鍮から作成することができる。ループの上部は、折り畳まれて、主ループとの閉じた磁気結合を可能にし、誘電体破壊要件によって求められるループ間の絶縁体の厚さによって制限される。これは、図１２に折畳み部３９４によって示されている。フィードループのプラスチックハウジングは、主ループランス３８４に固定してもよく、アンテナ高さを設定し、損傷から保護をする。
【０１１３】
主ループとフィードループとの結合は、実質的に磁場によるものであるので、フィードループを封じ込めるプラスチック材料の誘電率は、それほど重要ではない。
【０１１４】
以上、フィードループに主として磁気的に結合された主ループ放射／受信部分を有する共振ループアンテナと、ループアンテナを組み込む電気制御デバイスとについて説明した。
【０１１５】
さらに、放射および受信する主ループは、誘導結合により、フィードループから絶縁され、したがって、電気ショックの危険を防止するための別途の絶縁手段を必要としない。
【０１１６】
調光器の所望の特徴は、ユーザインターフェースアセンブリ全体（フェースプレート、ボタン、ベゼル、ロッカーアームなど）を、その領域で異なる色を有するユーザインターフェースで置き換えることができることであり、調光器は、ユーザインターフェースが取り外されて、ヨークおよびアンテナが使用者に対して露出されたときに、有害になる可能性がない。これは、電気ショックを防止するために、調光器ＰＣＢ５０２上の高電圧回路と、使用者が触れることができる任意の表面との間に適切な電気絶縁が存在しなければならないことを意味する。
【０１１７】
さらに、このアンテナは、特性インピーダンスを所与の値に保ちながら、ただ１つの要素、すなわちインダクタンスまたはキャパシタンスを調節することによって、調整を行うことができるので、広範囲にわたって簡単に調整可能である。インダクタンスの調節は、主ループでの損失を増大させることがあるので、一般には、キャパシタンスの調節が好ましい。
【０１１８】
さらに、主インダクタンスと漏れインダクタンスは弱く結合される。アンテナは、直列共振アンテナであり、駆動回路から別個に調整することができる。さらに、アンテナは、電界可変であり、したがって、動作周波数を簡単に変えることができる。
【０１１９】
フィードループは、ノイズを最小限にするように遮蔽することができ、さらなる隔離を達成するために絶縁材料によって取り囲むことができる。さらに、このアンテナは、伝送範囲が広げられ、かつより簡単に調整可能であるので、電気制御デバイスにおける従来技術の小型アンテナに勝る利点をもたらす。
【０１２０】
さらに、本発明のアンテナは、従来技術のアンテナよりも、低費用で製造することができる。
【０１２１】
以上本発明を、その特定の実施形態に関連して説明してきたが、多くの他の変形形態および修正形態、ならびに他の使用法が、当業者には明らかであると思う。したがって、本発明は、本明細書における特定の開示のみに限定されず、特許請求の範囲によってのみ限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】本発明によるアンテナを利用する無線周波数制御式の照明システムのブロック図である。
【図２】ランプ負荷を制御するために制御信号を受信すること、およびランプ負荷の状態に関する状態信号を送信することの両方に適合された調光器など照明制御デバイスの簡略ブロック図である。
【図３】本発明によるアンテナに関する等価回路を示す図である。
【図４】本発明によるアンテナの第１の実施形態の簡略分解斜視図である。
【図５ａ】主ループプリント配線板の第１の実施形態の平面図である。
【図５ｂ】主ループプリント配線板の第１の実施形態の底面図である。
【図５ｃ】主ループプリント配線板の第２の実施形態の平面図である。
【図５ｄ】主ループプリント配線板の第２の実施形態の底面図である。
【図５ｅ】主ループプリント配線板の第３の実施形態の平面図である。
【図５ｆ】主ループプリント配線板の第３の実施形態の底面図である。
【図６】フィードループプリント配線板の分解図である。
【図７】本発明の共振ループアンテナの電気および磁気特性を概略的に示す図である。
【図８】本発明のアンテナの第１の実施形態を組み込む本発明による調光器の斜視図である。
【図９】本発明のアンテナを組み込む調光器を備える照明制御デバイスの断面図である。
【図１０】本発明のアンテナを組み込む調光器の分解斜視図である。
【図１１】主ループの一部が、電気制御デバイスのヨークから打ち抜きされた、またはヨークに固定された金属部分によって形成される、本発明によるアンテナの別の実施形態を示す図である。
【図１２】図１１のアンテナのフィードループを示す図である。
【図１３】図１１のアンテナの側面図である。
【符号の説明】
【０１２３】
１０  ビルディング有線電源システム
２２  制御機構および状態インジケータ
２０  マスタ制御デバイス、マスタデバイス
２４  外部アンテナ
２６  ＡＣ変流器
３０  壁付型マスタユニット
４０  中継器
５０  照明制御デバイス（調光器）
５２  作動ボタン
５４  ランプ
５６  インジケータ
５８  操作面
５９  オン／オフスイッチ（アクチュエータ）
１０２  使用者入力手段
１０６  トライアック
１０８  制御回路
１１０  送受信機
１１２  エンコーダ／デコーダ
１１４  ＤＣ阻止コンデンサ
１１６  電源
１１８  調光器回路プリント配線板（ＰＣＢ）
２１０  主ループ
２５０  フィードループ
３００  アンテナ
３１０  主ループプリント配線板（ＰＣＢ）
３１２  バイア
３１４  導電材料
３１５  コンデンサ
３２０  交互フィンガ
３２２  外側フィンガ
３２４  内側フィンガ
３２６  断部
３２８  バイア
３３０  トレース
３４０  アパーチャ
３５０  フィードループプリント配線板（ＰＣＢ）
３５２  絶縁体層
３５３、３５４  遮蔽体
３５７  端部
３６０  スロット
３８０  アンテナ
３８２  ヨーク
３８４  ランス
３８６  ランス端部
３８８  誘電体部材
３９０  フィードループ
３９２  開口
３９４  折畳み部
５００  バックカバーキャップ
５０２  調光器プリント配線板（ＰＣＢ）
５０４  スロット
５０６  発光ダイオード
５１０  バックカバーリング
５１４  パワーデバイス
５１８  ヨーク
５２２  ねじ孔
５２６  ヒートステーク
５２８  ポスト
５３１  光パイプアセンブリ
５３２  ヒンジバー
５３０  ベゼル
５３４、５３６  スイッチ
５３８  ロッカーアーム制御機構
５５０、５５２、５５４、５５６  ねじ端子
【図１】
2008503986.tif 000003
【図２】
2008503986.tif 000004
【図３】
2008503986.tif 000005
【図４】
2008503986.tif 000006
【図５ａ】
2008503986.tif 000007
【図５ｂ】
2008503986.tif 000008
【図５ｃ】
2008503986.tif 000009
【図５ｄ】
2008503986.tif 000010
【図５ｅ】
2008503986.tif 000011
【図５ｆ】
2008503986.tif 000012
【図６】
2008503986.tif 000013
【図７】
2008503986.tif 000014
【図８】
2008503986.tif 000015
【図９】
2008503986.tif 000016
【図１０】
2008503986.tif 000017
【図１１】
2008503986.tif 000018
【図１２】
2008503986.tif 000019
【図１３】
2008503986.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成19年2月13日(2007.2.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
指定された周波数で、無線周波数信号を送信または受信するように動作可能であるアンテナであって、
前記指定された周波数で共振する回路を形成するキャパシタンスおよびインダクタンスを有する導電材料の第１のループと、
電子回路に電気的に結合しうるようになっている２つの端部を有する導電材料の第２のループであって、前記第１のループに実質的に磁気的に結合され、かつ前記第１のループから、電気的に絶縁されている第２のループ
とを備え、
前記第１および第２のループは、それぞれループ軸を有し、前記第１および第２のループの前記ループ軸は、実質的に平行であるか、または一致し、
電気負荷に送られる電力を制御するためのデバイスと共に使用されるようになっているアンテナ。
【請求項２】
前記第１の導電材料ループは断部を備え、前記キャパシタンスは、前記断部を渡って位置するコンデンサを有する請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
前記第２のループは、実質的にライン電位である、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項４】
前記第１および第２のループは、第１および第２のプリント配線板上に形成されている請求項１に記載のアンテナ。
【請求項５】
前記第１のループは、第１のプリント配線板上に形成され、前記第１のプリント配線は、電気制御デバイスの取付ヨークに平行な平面内に配設され、前記ヨークは、電源ボックス内に前記電気制御デバイスを取り付けるようになっている、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項６】
主ループのループ軸は、前記ヨークが配設される平面と実質的に平行である、請求項５に記載のアンテナ。
【請求項７】
前記第１のループの第１のプリント配線板は、スロットを有し、前記第２のループの第２のプリント配線板は、前記第１のプリント配線板が配設される平面に垂直な平面内に配設され、前記スロットは、前記第２のプリント配線板を受け入れるような大きさに形成され、前記第２のプリント配線板は、前記スロット内に配置されている、請求項４に記載のアンテナ。
【請求項８】
前記第１のループは、電気制御デバイスの取付ヨークの上方に所定の距離だけ離して、前記取付ヨークが配設された平面と実質的に平行に配設された第１の導電部材を有し、前記第１の導電部材は、一部で前記断部によってヨークから離隔され、誘電体部材は、前記断部を渡って配設されて前記コンデンサを形成し、それにより、前記第１の導電部材と、前記コンデンサと、前記第１の導電部材に隣接する前記ヨークの領域とからなる前記第１のループ内で、電流を誘発させることができるようになっている、請求項２に記載のアンテナ。
【請求項９】
前記第１の導電部材は、一端が前記ヨークに電気的に結合された金属部材から構成され、前記コンデンサは、前記金属部材の他端で、前記金属部材と前記ヨークとの間に配設されている、請求項８に記載のアンテナ。
【請求項１０】
前記金属部材は、一端が前記ヨークに機械的に固定されている、請求項９に記載のアンテナ。
【請求項１１】
前記金属部材の一端は、前記ヨークと一体形成されている、請求項９に記載のアンテナ。
【請求項１２】
前記金属部材は、前記ヨークから打ち抜きされている、請求項１１に記載のアンテナ。
【請求項１３】
前記コンデンサは、クランプデバイスによって、前記第１の導電部材とヨークとの間に留められている、請求項８に記載のアンテナ。
【請求項１４】
前記コンデンサは、プリント配線板誘電体を備えている、請求項８に記載のアンテナ。
【請求項１５】
前記コンデンサは、少なくとも片面に金属層を有するプリント配線板を備えている請求項１４に記載のアンテナ。
【請求項１６】
前記第２のループは、ループとして形成された導電シート金属材料を備えている、請求項８に記載のアンテナ。
【請求項１７】
前記第２のループは、プリント配線板上に形成された金属トレースを備えている、請求項８に記載のアンテナ。
【請求項１８】
被制御電気デバイスに接続された電気制御デバイスを、電線接続を用いることなく、制御するようになっている遠隔制御デバイスであって、
制御回路と、
前記制御回路と通信する送信機または受信機と、
前記送信機または受信機に結合されたアンテナであって、指定された周波数で、前記電気制御デバイスに第１の信号を送信するか、または指定された周波数で、前記電気制御デバイスから第２の信号を受信するようになっていたアンテナ
とを備え、
前記送信機は、前記制御回路から前記アンテナに第１の信号を結合するように動作可能であるか、または前記受信機が、前記アンテナから前記制御回路に前記第２の信号を結合するように動作可能であり、
前記アンテナは、
前記指定された周波数で共振する回路を形成するキャパシタンス、およびインダクタンスを有する導電材料の第１のループと、
前記制御回路に電気的に結合するようになっている２つの端部を有する導電材料の第２のループであって、前記第１のループに実質的に磁気的にのみ結合されている第２のループ
とを備え、
前記第１および第２のループは、それぞれループ軸を有し、前記第１および第２のループの前記ループ軸は実質的に平行であるか、または一致している、遠隔制御デバイス。
【請求項１９】
さらに、
前記制御回路に結合されたアクチュエータを備え、前記制御回は前記アクチュエータに応答し、
前記第１の信号は、前記電気制御デバイスを遠隔制御するために、前記電気制御回路に送信され、それにより、前記被制御電気デバイスの状態を制御するようになっている、請求項１８に記載のデバイス。
【請求項２０】
さらに、
前記制御回路に結合され、前記制御回路に応答する状態インジケータを備え、
前記第２の信号が、前記被制御電気デバイスの状態を示すために、前記電気制御デバイスから受信されるようになっている、請求項１８に記載のデバイス。
【請求項２１】
前記第１の導電材料ループは断部を備え、前記キャパシタンスは、前記断部を渡って位置するコンデンサを含む、請求項１８に記載のデバイス。
【請求項２２】
前記第１のループは、前記第２のループから電気的に絶縁されている、請求項１８に記載のデバイス。
【請求項２３】
前記第２のループは、実質的にライン電位である、請求項２２に記載のデバイス。
【請求項２４】
さらに、前記被制御電気デバイスの状態を示すためのディスプレイを備えている、請求項１８に記載のデバイス。
【請求項２５】
さらに、
前記制御可能導電デバイスと、前記制御回路と、前記送信機または受信機と、前記アンテナとのためのハウジングと、
前記ハウジングに結合された、電源ボックスに前記電気制御デバイスを固定するための支持ヨーク
とを備える請求項２１に記載のデバイス。
【請求項２６】
前記ヨークが、前記ハウジングと実質的に同一の広がりを有し、ヨークを前記電源ボックスに固定するために延在する取付耳部を有する金属プレートから構成され、前記アンテナは、前記ヨークの外側に向いた表面に配設されている、請求項２５に記載のデバイス。
【請求項２７】
前記被制御電気デバイスは、電気ランプを備えている、請求項１８に記載のデバイス。
【請求項２８】
前記アンテナは、前記ヨークのほぼ中央に配設されている、請求項２５に記載のデバイス。
【請求項２９】
前記第１および第２のループは、プリント配線板を備え、前記第１のループは、前記ヨークの平面に平行に配設されたプリント配線板上に配設され、前記第２のループは、前記第１のループを含む前記プリント配線板と垂直に配設されたプリント配線板上に配設されている、請求項２５に記載のデバイス。
【請求項３０】
前記第１のループは、前記ヨークから所定の距離だけ離して、前記ヨークの平面に平行に配設された第１の導電部材から一部を形成され、前記断部は、前記第１の導電部材の一部分と前記ヨークとの間に形成されている、請求項２５に記載のデバイス。
【国際調査報告】
2008503986.tif 000021
2008503986.tif 000022
2008503986.tif 000023