(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御デバイスを制御するためおよび／または前記制御デバイスの状態を示すために、信号を受信および／または送信するための壁掛け式の送信機および／または受信機と共に使用される無線周波アンテナであり、前記アンテナが：
電気ウオールボックスの外部に面している開口部をカバーする寸法のフェースプレートによって輪郭が定められた域内に適合する寸法となっている絶縁基板であり、前記基板が側面およびエッジを有する絶縁基板と；
容量成分を形成する前記基板の両側面上に配置された導体と；
を具備し、
前記導体の内の少なくとも１つが環境中に無線周波エネルギを放射し、前記１つの導体が他の導体と電気的に接続され、前記１つの導体が前記アンテナに誘導成分を与えるような領域中には存在しないようなパターンを有し；
前記少なくとも１つの導体がさらに、前記送信機および／または受信機に対する接続線となり；
前記アンテナが、実質的に前記エッジに存在し、前記アンテナに隣接配置して接続されている電気回路に対しては微弱な電磁場カプリングを提供する近距離場を提供し、さらに、遠距離場では実質的に等方性である放射場を提供する；
ことを特徴とするアンテナ。
【請求項２】
前記送信機および／または受信機が電気ウオールボックス内に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
前記制御デバイスが前記アンテナに隣接して配置されていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
【請求項４】
前記制御デバイスが前記アンテナから遠隔に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
【請求項５】
前記制御デバイスが、手動アクチュエータを有する照明制御装置を具備し、前記照明制御装置がさらに、前記送信機および／受信機によって制御され、前記基板が前記照明制御装置の前記手動アクチュエータに対して間隙を提供することを特徴とする請求項３に記載のアンテナ。
【請求項６】
前記１つの導体が、前記導体が前記誘導成分を提供するために存在しないような長手方向に伸張するスロットを含むことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
【請求項７】
前記スロットがＨパターン形状で形成されており、前記Ｈパターンに隣接する前記導体の領域が、前記近距離場を提供するための側面放射体を形成することを特徴とする請求項６に記載のアンテナ。
【請求項８】
前記導体が前記制御装置に電気的にカプリングされていて、さらに、環境から前記アンテナを電気的に分離するために前記アンテナの上方に配置されている絶縁ベゼルを具備することを特徴とする請求項５に記載のアンテナ。
【請求項９】
前記基板および前記照明制御装置を支持して、前記照明制御装置を取り付けるようになっている金属支持プレートをさらに具備し、絶縁体が前記アンテナと前記支持プレート間に配置されていることを特徴とする請求項８に記載のアンテナ。
【請求項１０】
前記基板が、１つの単一ガング電気ウオールボックスの開口部と共に実質的に伸張することを特徴とする請求項５に記載のアンテナ。
【請求項１１】
前記照明制御装置にカプリングされている光学インジケータをさらに具備し、さらに、前記光学インジケータが環境下で見えるように、前記基板に開口部を具備することを特徴とする請求項５に記載のアンテナ。
【請求項１２】
前記光学インジケータが光学導波管を具備することを特徴とする請求項１１に記載のアンテナ。
【請求項１３】
前記基板が長さおよび幅を有し、前記基板の前記長さおよび前記幅が、前記送信機および／または受信機によって処理される送信および／受信用フリースペース放射波長より実質的に短いことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
【請求項１４】
前記１つの導体を前記送信機および／または受信機に接続するための、前記１つの導体上に配置された１連の整合構成部品をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
【請求項１５】
前記アンテナの前記容量成分と平行して前記１つの導体上に配置された１つの整合構成部品をさらに具備することを特徴とする請求項１４に記載のアンテナ。
【請求項１６】
前記基板が、その長さおよび／または幅以内の共振長を有するような比誘電率を有することを特徴とする請求項１３に記載のアンテナ。
【請求項１７】
前記１つの導体が、前記送信機および／または受信機が取り付けられている壁から外部に面して配置されており、前記他の導体が前記壁に面しており、前記近距離場が、前記壁に面している前記他の導体の表面に実質的に隣接していないことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
【請求項１８】
前記制御デバイスが、少なくとも１つの照明制御デバイスを遠隔制御するためのマスター制御デバイスを具備することを特徴とする請求項３に記載のアンテナ。
【請求項１９】
被制御電気デバイスの状態を制御するための電気ウオール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り、前記電気制御デバイスが：
ハウジングと；
前記ハウジングにカプリングされた支持ヨークであり、前記支持ヨークが、前記ヨークを前記電気ウオールボックスにカプリングさせるための留めデバイスを有する支持ヨークと；
前記被制御電気デバイスの状態を制御するために前記ハウジング内部に収納されている制御可能なように導電性のデバイスと；
前記ハウジング内の制御回路と；
前記ハウジング内の送信機／受信機と；
前記ウオールボックスの外部に面している開口部のためのフェースプレートによって輪郭が定められる領域内部にはめ合うような寸法を持つアンテナと；
を具備し、
前記アンテナが、遠隔制御デバイスから信号を受信し、前記遠隔制御デバイスに信号を送信するようになっており、前記アンテナが、前記送信機／受信機にカプリングされており、前記送信機／受信機が前記信号を前記制御回路にカプリングして、前記制御可能に導電性のデバイスを遠隔制御し、前記送信機／受信機が前記制御回路から信号を受信して、信号を前記遠隔制御デバイスに提供して、前記被制御電気デバイスの状態を示す；
ことを特徴とする電気制御デバイス。
【請求項２０】
前記被制御電気デバイスの状態を表示するための表示装置をさらに具備することを特徴とする請求項１９に記載のデバイス。
【請求項２１】
前記ヨークが、前記ハウジングと実質的に共に伸張し、前記ヨークを前記電気ウオールボックスに留めるための自身から伸張する取付耳を有する金属プレートを具備し、前記アンテナが前記ヨークの外部に面する表面上に配置されていて、絶縁素子によって前記ヨークから絶縁されていることを特徴とする請求項１９に記載のデバイス。
【請求項２２】
前記ヨークが、前記送信機／受信機と前記アンテナの間に電気的接続を設けるための開口部を含むことを特徴とする請求項２１に記載のデバイス。
【請求項２３】
前記制御可能な導電性デバイスを制御するための手動アクチュエータをさらに具備することを特徴とする請求項１９に記載のデバイス。
【請求項２４】
前記制御可能な導電性デバイスが半導体デバイスを具備することを特徴とする請求項１９に記載のデバイス。
【請求項２５】
前記制御可能な導電性デバイスと直列に配置されたエアギャップスイッチをさらに具備することを特徴とする請求項１９に記載のデバイス。
【請求項２６】
前記アンテナが、無線周波を放射する表面および受信する表面となる金属化された表面を有する絶縁表面を具備することを特徴とする請求項１９に記載のデバイス。
【請求項２７】
前記アンテナの基板が、使用者から見える位置に少なくとも１つの表示デバイスを提供するための開口部を有することを特徴とする請求項２６に記載のデバイス。
【請求項２８】
前記アンテナの上方に配置された外部ベゼルをさらに具備し、前記ベゼルが前記手動アクチュエータのための開口部を有することを特徴とする請求項２３に記載のデバイス。
【請求項２９】
前記アンテナが、前記手動アクチュエータ用の開口部を含むことを特徴とする請求項２３に記載のデバイス。
【請求項３０】
前記被制御電気デバイスが電気ランプを具備し、前記制御回路が、前記ランプの輝度を制御するための調光回路をさらに具備することを特徴とする請求項１９に記載のデバイス。
【請求項３１】
電気ウオールボックスの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、さらに、電線接続なしで、被制御電気デバイスに接続されている電気制御デバイスを制御するようになっている遠隔制御デバイスであり、前記遠隔制御デバイスが：
ハウジングと；
前記ハウジングにカプリングされた支持ヨークであり、前記支持ヨークが、前記ヨークを前記電気ウオールボックスにカプリングさせるための留めデバイスを有する支持ヨークと；
前記ハウジング内に収納された制御回路と；
前記ハウジング内に収納された送信機／受信機と；
前記ウオールボックスの外部に面する開口部用のフェースプレートによって輪郭が定められる領域内部にはめ合うような寸法のアンテナと；
前記アンテナの上方に配置された外部ベゼルと；
前記ベゼルから伸張する少なくとも１つのアクチュエータであり、前記アクチュエータが前記制御回路にカプリングされていて、前記制御回路に信号を提供し、これによって、前記被制御電気デバイスの状態を制御するアクチュエータと；
を具備し、
前記アンテナが、前記制御デバイスに信号を送信し、前記制御デバイスから信号を受信するようになっており、前記アンテナが、前記送信機／受信機にカプリングされており、前記送信機／受信機が、前記制御回路からの信号を前記アンテナにカプリングして、前記制御デバイスを遠隔制御し、これによって、前記被制御電気デバイスの状態を制御し、前記送信機／受信機が前記制御デバイスからの前記アンテナの信号を受信して、前記制御回路に信号を提供し、これによって前記被制御電気デバイスの状態を支持する；
ことを特徴とする遠隔制御デバイス。
【請求項３２】
前記被制御電気デバイスの状態を表示するための表示装置をさらに具備することを特徴とする請求項３１に記載のデバイス。
【請求項３３】
前記ヨークが、前記ハウジングと実質的に共に伸張し、前記ヨークを前記電気ウオールボックスに留めるための自身から伸張する取付耳を有する金属プレートを具備し、前記アンテナが、前記ヨークの外部に面する表面上に配置されており、絶縁素子によって前記ヨークから絶縁されていることを特徴とする請求項３１に記載のデバイス。
【請求項３４】
前記ヨークが、前記送信機／受信機と前記アンテナの間に電気的接続を設けるための開口部および、前記アクチュエータのための少なくとも１つの開口部を含むことを特徴とする請求項３３に記載のデバイス。
【請求項３５】
前記被制御電気デバイスが電気ランプを具備することを特徴とする請求項３１に記載のデバイス。
【請求項３６】
前記アンテナが、無線周波の放射表面および受信表面となる金属化された表面を有する絶縁基板を具備することを特徴とする請求項３１に記載のデバイス。
【請求項３７】
前記アンテナ基板が、使用者が見える位置に少なくとも１つの表示デバイスを提供するための開口部を有することを特徴とする請求項３６に記載のデバイス。
【請求項３８】
前記基板の前記長さおよび前記幅が、前記送信機／受信機によって処理されるフリースペース放射線波長の約１／１０未満であることを特徴とする請求項１３に記載のアンテナ。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
本発明は、アンテナおよび、特に、無線周波信号を送信および受信するための無線周波アンテナに関する。より特定的には、本発明は、無線周波制御された照明制御システムに関連した使用のために提供される小型アンテナに関する。特に、本発明は、照明制御デバイス、例えば照明調光器に備えられ、ランプおよびランプの通信状態、例えばオン／オフ状態、および輝度を制御するために無線周波信号を送受信するアンテナに関する。無線周波信号は、照明調光器に接続されたランプの状態を遠隔位置から制御し、また、情報を、制御された状態に関わるマスター位置へ送り返すために用いられる。マスター位置におけるデバイスはまた、本発明に従って、そのアンテナを用いてもよい。
本発明はまた、標準的なウォールボックス内に取付ることができるアンテナを用いる制御デバイスに関する。特に、本発明はまた、１つまたはそれ以上の電気ランプを遠隔的に制御することができ、標準的なウォールボックス内に取り付けられるように適応し、アンテナを介して信号を送信および受信する遠隔電気制御デバイスに関する。本発明はさらに、１つまたはそれ以上の電気制御デバイスを遠隔的に制御することができ、標準的ウォールボックス内への据付けに適合し、マスターデバイスからの信号の制御に応答する遠隔的電気制御デバイスからの信号を送信し受信するマスター制御デバイスに関する。
本発明は、照明制御システムにおける使用のためのアンテナを指向するものではあるが、本発明のアンテナは、他のデバイス、例えば、伝達デバイス、モーター、安全システム、電気器具、ＨＶＡＣシステム（加熱、換気、およびコンディショニング）の制御および状態に関わる信号の伝達に応用することができる。
本発明は、照明制御デバイス、例えば調光器内に包含することができ、標準的ウォールボックス内に適合する小型設計のアンテナを指向するものである。発明はまた、マスターデバイスまたはローカル（遠隔）デバイスを問わず、照明制御デバイスそれ自身をも指向する。本発明は、ランプの状態を制御する無線周波信号を用いるシステムにおいて特に用いられる。そのようなシステムにおいて、従来の手動制御の固定配線形照明制御デバイス、例えば壁スイッチおよび調光器は、本発明にかかる制御回路およびアンテナをもつ調光器に置き換えられる。本発明にかかるアンテナが用いられるシステムは、こうして、従来の建築物照明システム（または他の電気的／電子的デバイス）が、照明の取付け機具または他のデバイスの遠隔制御を実行するための必要な制御システムを組み入れるために必要な建築物配線なしに、様々な場所から遠隔的に制御されることを可能にする。従って、本発明のアンテナまたは照明制御デバイスが用いられるシステムにおいて、照明制御デバイス、例えば、従来の照明スイッチ／調光器に取って代わった照明調光器は、照明制御デバイスのアンテナによって送受信された信号を介しての遠隔制御を可能にするための制御回路および無線周波回路とともに、本発明にかかるアンテナ、照明取付け器の手動制御を実行するために必要なアクチュエータを含む。アンテナおよび制御デバイスは、従来の照明制御デバイスが取除かれ本発明にかかる照明制御デバイスによって置き換えることができるように、標準的なウォールボックス内に合致する（または、アンテナはウォールボックスのフェースプレートによって限定された領域にぴったり合う大きさに作られる）。同様に、その上にアクチュエータを有する本発明にかかるマスターデバイス、およびローカル制御デバイスへ信号を送りローカル制御デバイスから状態信号を受取るアンテナはまた、本発明の１つの実施態様に従って、従来のウォールボックスの中に配置するように適合させられる。アンテナは完全にまたは部分的にウォールボックス内に配置することができるか、あるいは、ウォールボックスが開いた際にボックスの外側で、ウォールボックスのフェースプレートによって限定された領域内に、部分的にまたは完全に適合するような大きさに作られる。
本発明によれば、アンテナは小型サイズであり、標準的なウォールボックス内に、または、ウォールボックスのフェースプレートによって限定される領域内に適合し、かつランプを制御するための電気制御デバイスの一部である。電気制御デバイスはまた、標準的なウォールボックス内に実質的に適合する。
従来の技術において、照明制御デバイスへの制御導線の配線をすることなしにランプの遠隔制御をするための様々なシステムが、知られている。
従来の技術の１つにおいて、使用者は、従来からある手動で操作される照明制御デバイスを、中に無線周波受信機を有する照明制御デバイスで置き換えることによって、いわゆる、三路電気スイッチ、すなわち、従来からある固定配線形の１つの制御システムへの付加的な照明制御スイッチを設置することができる。代替制御デバイスは、ランプを制御するための従来からのデバイスと同じやり方で、電気システム内に配線される。無線周波受信機は、別の場所における建築物の壁に便利にも貼り付けることができる無線送信機を有する遠隔的かつバッテリで動くスイッチングデバイスによって発生された無線周波信号に応答し、それにより三路スイッチ回路を提供する。別のバッテリで動く照明制御デバイスは、操作される際に、建築物の電気システム内に配線されている他の電気制御デバイスに無線周波信号を送信する手動操作のレバーを持つ。配線デバイスは、現在の状態から反対の状態へ、すなわちオンからオフへ、またオフからオンへと応答して切り替わる。このようにして、どちらのスイッチングデバイスも、固定配線形代替デバイスもバッテリで動くデバイスも、ランプを操作することができる。したがって、三路スイッチをシステムに配線すること無く、従来の電気システムの中に三路電気スイッチを提供することができる。
この従来技術のシステムにおいては、バッテリで動く送信スイッチおよび受信機を含む固定配線形スイッチを有するので、固定配線形受信スイッチは、建築物の壁の外または内側でウォールボックスから外へ出てぶら下がることがある、絶縁電線から作られたホイップアンテナを含む。ホイップアンテナが壁の外側にぶら下がる場合には、魅力の乏しい審美的に不愉快な外観となる。ホイップアンテナが壁の内側にぶら下がる場合は、隠れてはいるが、電線が、電気的な危険をもたらしまたはアンテナの働きを妨げ、他のケーブルまたは地面とショートする危険のみならず、受信および設置の問題が発生する。
この従来技術のシステムにおいては、バッテリで動く無線送信機は一般に、ＰＣＢのループアンテナを含む。このシステムの別の問題は、バッテリで動くスイッチおよび固定配線形スイッチは、システムが動くために、互いにある距離以内に置かれなければならない、ということである。
Ｘ１０システムとして知られた、別の従来技術のシステムにおいて、標準的な照明制御デバイスは、電力線搬送（ＰＬＣ）通信システムを介して作動する照明制御デバイスによって置き換えられる、すなわち、照明制御デバイスを操作する情報は、建築物に前からある電力線を介して、電力線搬送によって与えられる。さらに、これらのシステムのいくつかにおいて、様々な照明制御デバイスを操作するために手動遠隔制御マスターデバイスを用いることができるように、無線周波データリンクがまた設けられている。これらのシステムにおいて、無線周波中継器を設けてもよい。Ｘ１０システムにおいては、１方向通信のみが与えられているので、マスターデバイスは、照明制御デバイスによって、制御された照明取付け機器の状態を知らされない。Ｘ１０システムにおいては、無線周波信号を電力線搬送（ＰＬＣ）通信信号に変換するために、無線周波数がＰＬＣブリッジへ与えられる。
無線周波数からＰＬＣへのブリッジは前からある壁のコンセントに差し込まれ、ＰＬＣ搬送波を、制御された照明制御デバイスによって受信されるように、電力線上にのせる。アンテナからＰＬＣへのブリッジはまた、上記の三路スイッチの場合のように、目に見える。典型的には、無線周波数からＰＬＣへのブリッジは、前からある壁のコンセントに差し込まれ、かつマスター制御デバイスまたは中継器からの信号を受信するためのアンテナをもつ、ボックスを含む。
Ｘ１０システムに加えて、一般に、ホーム・オートメーションを提供する２方向通信リンクがまたある。これらは、無線周波数媒体、電力線搬送媒体、赤外線媒体、およびＥｃｈｅｌｏｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ  ＬＯＮｗｏｒｋｓのための電気産業連合の消費者電子母線（ＣＥＢｕｓ）（ＥＩＡＩＳ−６０）プロトコルを含む。Ｉｎｔｅｌｌｏｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎは、無線周波数および電力線搬送のためのＣＥＢｕｓ基準に従うトランシーバを提供している。Ｅｃｈｅｌｏｎは、それらの通信プロトコルに従うトランシーバを提供している。これらの無線周波数トランシーバのどれも、ウォールボックスに適合するＮＥＭＡ基準によって述べられるデバイスに許される範囲を容易に包含しない。
上記に加えて、スマート・ハウスＬＰによって供給されるスマート・ハウスとして知られるシステムを利用できる。このシステムは配線システムを含み、従って、もし電気的デバイス、特に家庭における照明に応用されれば、高価な変更および混乱を引起こすだろう。
さらに上記に加えて、本アプリケーションの譲受人は、照明デバイスを制御する固定配線形制御システムである、ホームワークス、ネットワークスおよびラムスターとして知られるシステムを提供している。これらのシステムは新しい構成に適してはいるが、従来の家庭に適用された場合には、大きな変更および混乱を引起こす。
また、ネットワークの全てのノードが互いに通信できることを確実にする無線周波数通信方法を用いる、無線のローカルエリアネットワークが利用できるようになった。例えば、「エレクトリック・デザイン」１９９５年６月２６日、５５頁、を見られたし。
発明の概要
従って、本発明の目的は、ランプおよび他の電気的デバイスを制御するための無線周波数通信システムのためのアンテナであり、それは従来のウォールボックス内に完全に据付けることができ、また見えるアンテナを持たない制御デバイス（例えば、照明制御デバイス）の一体的部分を形成するアンテナを提供することである。
本発明の別の目的は、アンテナが、ウォールボックスのフェースプレートによって限定される領域内に、かつウォールボックスの開口部の外側において適合し、制御デバイスの残りの部分はウォールボックス内に配置されるのに十分小さい、照明制御デバイスの部分としてのアンテナを提供することである。このようにして、アンテナは、ウォールボックスの外側にあるが、フェースプレートの背後に隠される。
本発明のさらに別の目的は、無線周波信号の２方向送／受通信をもたらし、それによって、遠隔位置に作用を受けたランプの状態を送り返す送信機能とともに、遠隔位置からのランプ操作のための信号受信を可能にするアンテナを提供することである。
本発明のさらに別の目的は、建築物のような限定された領域内での特別な使用のための、実質的にエッジ上に微小あるいはフリンジ近距離場、および実質上等方性放射パターンの遠距離場をもたらすアンテナを提供することである。
本発明のさらに別の目的は、狭帯域幅をもつ、すなわち外因性のおよび帯域外の電磁的影響からも、付属の制御回路による干渉からも影響を受けないアンテナを提供することである。
本発明のさらに別の目的は、限られた空間内に適合するのに、特に、ランプ調光器のような照明制御デバイスの一体的な部分として標準的なウォールボックス内に適合するのに、充分小さいアンテナを提供することである。
本発明のさらに別の目的は、フリースペースでの動作波長よりずっと小さなサイズのアンテナであるにもかかわらず効果的な送受信が可能で、それゆえ共振波長を含まないアンテナを提供することである。
本発明のさらに別の目的は、無線周波制御の照明システムのローカル制御に特に用いられるアンテナを提供することである。
本発明のさらに別の目的は、ウォールボックス内の利用できる小さな空間を最大限に活用し、しかし、機械的発動デバイスおよび使用者表示器、例えば点灯された光学的導波管を含む他の構成部分がウォールボックス内に組み入れられるのを可能にするアンテナを提供することである。
本発明のさらに別の目的は、それが中に設置されている環境に影響されない、すなわち、それが設置されているウォールボックスの物質、およびアンテナ近くの人間または他の対象物のような他の環境の存在に比較的影響されない、固定インピーダンスをもつ、アンテナを提供することである。
本発明のさらに別の目的は、ＰＣＢの構成によって発生した固有の誘導負荷によって相殺される実質的な容量インピーダンスをもつアンテナを提供することである。
本発明のさらに別の目的は、ＰＣＢアンテナ（ＰＣＢ）を提供することである。
微小な場は実質的にＰＣＢのエッジおよび上側にある。微小な場は本質的にＰＣＢの下側には存在しないので、非常に小さなカプリングが、アンテナ・ボードと他の制御デバイスの部品、例えば、無線周波ボード、電力ボード、およびマイクロコントローラとの間に存在する。このことは、それが、マイクロコントローラおよび他の回路によってカプリングから発生されるノイズをアンテナの中に封じ、受信機の感度を鈍感にするので好都合である。
好ましい実施態様において、銅で被覆されたＰＣＢは、低損失の誘電物質で作られ、ハンダは銅より抵抗が高いので使われる無線周波数において電流は導体の表面の浅い表層のみを流れるから、銅の被膜はハンダで被覆されるべきでない。
本発明のさらに別の目的は、無線周波制御の照明システムで用いることができ、そのアンテナは視線から隠され、ゆえに、ぶら下がり審美的に不愉快に見えた従来技術のシステムとは異なるアンテナを提供することである。
本発明のさらに追加的な別の目的は、不平衡送信ライン路によって供給することができるアンテナを提供することである。これは、高価な平衡不平衡変成器を必要としないので、望ましい。
本発明のさらに別の目的は、エッジ上に微小な場を十分もつアンテナを提供することである。
本発明のさらに別の目的は２つの電線調光器、つまり中立電線を必要としない調光器を制御するために無線周波信号を受信および送信できるアンテナを提供することである。
本発明のさらに別の目的は、交流電源ネットワークからの高価で大掛かりな隔離の必要性を取り除き、しかも使用者から完全に隔離することができる、費用効果性の高いアンテナを提供することである。２線式の照明調光器、すなわち中間線を必要としない調光器を制御するための無線周波数制御信号を受信し送信することが可能なアンテナを提供することである。
本発明のさらに別の目的は、ウォールボックス内に十分に据付けられるように適合した電気的制御デバイスを提供することである。
本発明のさらに別の目的は、遠隔マスター制御から無線で信号を受信して、外部的なアンテナを持たず、好ましくは本発明に従って、制御されたランプの状態を指示するためにマスター制御に信号を送信する、電気ランプのためのローカル制御として機能することができる制御デバイスを提供することである。
本発明のさらに別の目的は、いかなる外部的なアンテナも持つことなしに、標準的ウォールボックス内に配置することができ、また制御信号を、直接または間接的に、例えば中継器を経由して、少なくとも１つの遠隔配置されたローカル電気制御デバイスへ送信するマスター制御デバイスを提供することである。好ましくは、マスター制御デバイスは、制御される電気ランプの状態に関する信号をローカル制御デバイスから受信することができる。
本発明の目的は、制御デバイスおよび／または制御デバイスの指示状態に適合する信号を受信および／または送信するための、壁に設置された送信機および／または受信機とともに用いるための無線周波アンテナによって達成される。そのアンテナは、ウォールボックスの外向きに面した開口部を覆う大きさに作られたフェースプレートによって限定される領域内に適合する大きさの絶縁基板を含み、その基板はエッジを含み、基板の両側に配置された導体は容量成分を形成し、導体の少なくとも１つは環境中に無線周波エネルギーを放射するように適合し、前記１つの導体は他の導体と電気的にカプリングし、前記１つの導体は、アンテナに誘電性の成分を与えるような領域内には不在であるようなパターンを有し、少なくとも１つの導体がさらに送信機および／または受信機とのカプリングを提供し、アンテナは、実質的にエッジに存在し、さらに、アンテナに隣接配置して接続された電子回路に対して微弱な電磁場カプリングを提供する近距離場を提供し、さらに、遠距離場においては実質的に等方性の放射場を提供する。
アンテナの好ましい実施態様において、送信機および／または受信機はウォールボックス内に配置される。制御デバイスは、アンテナの近くに、またはアンテナから遠く配置してもよい。好ましい実施態様においては、制御デバイスは、手動アクチュエータを有しさらに送信機および／または受信機によって制御される照明制御、照明制御の手動アクチュエータのための隙間を提供する基板を含む。
アンテナの好ましい実施態様においては、１つの導体が、上記の誘電性成分を生成するために導体が不在であるような、縦方向に長く伸びるスロットを含む。
アンテナのさらに好ましい実施態様においては、そのスロットはＨ字形のパターンに形成され、その近傍に導体の領域を持つ。その領域は、エッジ上に十分な微小場を生成するための側面放射を形成する。
本発明の上記のおよび別の目的は、制御される電気的デバイスの状態を制御するために、ウォールボックス内に少なくとも部分的に取付けられるように適合した電気的制御デバイスによってさらに達成される。電気的制御デバイスは、ハウジングおよびハウジングにカプリングした支持ヨークをもつ。支持ヨークは、ヨークをウォールボックスにカプリングするための締め具をもつ。制御的導電性デバイスが、制御された電気デバイスの状態を制御するためにハウジング内に含まれる。制御回路がハウジング内に含まれる。送受信機がハウジング内に含まれる。アンテナが、前記ウォールボックスの開口部に外向きに面してフェースプレートにより限定された領域内に適合する大きさに作られる。前記アンテナは、遠隔制御デバイスから信号を受信しそれを前記制御デバイスに送信するように適合する。そのアンテナは送信機／受信機にカプリングする。その送信機／受信機は前記信号を前記制御的導電性デバイスの遠隔制御のために前記制御回路にカプリングする。前記送信機／受信機は、前記制御された電気的デバイスの状態を支持するために、信号を遠隔制御デバイスに送るために、前記制御回路から信号を受信する。
電気的制御デバイスの好ましい実施態様においては、アンテナは、エッジを有する絶縁基板、容量成分を形成する基板の両側面に配置された導体および無線周波エネルギーを環境内に放射する少なくとも１つの導体を含む。前記１つの導体は他の導体に電気的にカプリングしている。前記１つの導体は、アンテナに誘電性成分を与えるために導体が不在であるようなパターンを有する。少なくとも１つの誘電体はさらに送信機／受信機とのカプリングを与える。そしてアンテナは実質的にエッジに存在し、アンテナに隣接配置して接続されている電子回路に対しては微弱な電磁場カプリングを提供する近距離場を提供し、さらに遠距離場において実質的に等方性の放射場を提供する。
本発明の目的はまた、少なくとも部分的にウォールボックスに据付けられるように、また電線の接続なしに、制御される電気的デバイスのカプリングした電気的制御デバイスを制御するように適合した遠隔制御デバイスによって達成される。その遠隔制御デバイスはハウジング、ハウジングにカプリングした支持ヨークを含む。その支持ヨークは、ヨークをウォールボックスにカプリングするための締め具を有し、制御回路がハウジングに含まれ、送信機／受信機がハウジングに含まれ、アンテナが、前記ウォールボックスの外側に向かって面する開口部のためのフェースプレートによって限定された領域内に適合するような大きさで作られ、外側のベゼルが前記アンテナの上方に配置され、少なくとも１つのアクチュエータが前記ベゼルから延び、そのアクチュエータが、制御された電気デバイスの状態を制御するために、そこへ信号を送るための前記制御回路にカプリングし、前記アンテナが前記制御デバイスへ信号を送信し前記制御デバイスから信号を受信するように適合し、そのアンテナが送信機／受信機にカプリングされ、送信機／受信機が、制御デバイスを制御しそれによって、制御された電気的デバイスの状態を制御するために、前記制御回路からの前記信号をアンテナへ送り、前記送信機／受信機が、制御された電気的デバイスの状態を指示するための前記制御回路に信号を送るために、アンテナから、制御デバイスからの信号を受信する。
遠隔制御デバイスの好ましい実施態様においては、アンテナは、エッジを有する絶縁基板を有するが、基板の両側に配置された導体は、容量成分を形成し、前記導体の内の少なくとも１つは無線周波エネルギを環境中に放射するようになっており、前記１つの導体は、他の導体に電気的カプリングされており、前記１つの導体は、アンテナに誘導成分を与えるような領域には自身が存在しないようなパターンを有し、前記１つの導体はさらに、送信機／受信機に対する接続を提供し、これによってこのアンテナは、実質的にエッジに存在し、アンテナに隣接して接続されている電子回路に対する微弱な電磁場カプリングを提供する近距離場を提供し、さらに、遠距離場では実質的に等方性である放射場を提供する。
別の一面の本発明は、無線周波信号を受信および／または送信するための送信機および／または受信機と共に使用するための無線周波アンテナを具備するが、前記アンテナは、電気的ウオールボックスの外部に面する開口部をカバーするような寸法を持つフェースプレートによって輪郭が定められる領域内にはめ合うような寸法を持ち、前記基板はエッジを有し、前記基板の両側に配置された導体は容量成分を形成し、前記導体の内の少なくとも１つが無線周波エネルギを環境内に放射するようになっており、前記１つの導体が他方の導体に電気的にカプリングされており、前記１つの導体が、前記アンテナに誘導成分を与えるような領識には存在しないようなパターンを有し、少なくとも１つの導体がさらに、前記送信機および／または受信器に対して接続を提供し、前記アンテナが、実質的に前記エッジに存在し前記アンテナに隣接して接続されている電子回路に対しては微弱な電磁場カプリングを提供する近距離場を提供し、さらに、遠距離場では実質的に等方性である放射場を提供し、前記基板がある長さおよびある幅を有し、前記基板の長さおよび幅は実質的に、送信機および／または受信機によって処理される放射の送信および／または受信フリースペース波長より実質的に小さい。
本発明の他の特徴および利点は、添付図面を参照した本発明の詳細な説明から明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
本発明を以下の図面を参照してより詳細に説明する。
図１は、本発明によるアンテナを利用する無線周波制御式照明システムのブロック図；
図２は、本発明によるアンテナを内蔵する本発明による調光装置の分解図；
図３は、本発明によるアンテナを内蔵する本発明によるマスター制御ステーションの分解図；
図４は、図２の部分詳細図；
図５Ａは、本発明によるアンテナＰＣＢの一方の側の第１の実施態様の平面図；
図５Ｂは、図５ＡのアンテナＰＣＢの他方の側の平面図；
図６は、本発明によるアンテナの等価回路の略図；
図７は、本発明によるマスター制御装置のアンテナの実施態様の第１の側面の平面図；
図８は、図７のアンテナの第２の側面の平面図。
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であろう。
発明の詳細な説明
図面を参照すれば、本発明によるアンテナおよび制御装置は構成部品として無線周波制御式照明システムを具備していることが分かる。このようなシステムは、図１に示す建築物の既存の固定配線形電気システム１０中に接続されている。しかしながら、照明制御デバイスを取り付けて既存の標準照明制御スイッチを交換することを除けば、制御機能を実現するために建築物配線を変更する必要はまったくない。したがって、図１に示すシステムを用いて、さらなる電線を取り付けることなく建築物の照明システムを遠隔制御することができる。このことは、高価な工事作業や再配線をすることなく、既存の建築物を遠隔制御できるように改装する際には特に有用である。制御機能のすべてが、適宜、マスター制御デバイス、照明制御デバイスおよび中継器の間で転送される無線周波信号によって実現される。
このようなシステムによれば、さまざまな制御ボタンに割り当てられたさまざまな制御ランプを制御する複数の制御装置および状態インジケータ２２を持つマスター制御デバイス２０を取り付けても良い。特定ランプの特定制御ボタンに対する割り当ては、本明細書と同時に出願され同時係属の共通譲渡出願第Ｐ／１０−３９０号に述べされているコンピュータプログラムに準拠して実行することができる。マスターデバイス２０は、無線周波信号を受信および送信するためのアンテナ２４を含み、交流変圧器２６を介して電力を得るためのコンセント２５にプラグインする。必要に応じ、追加のマスター装置２０を設けても良い。別の１つまたは複数のマスター装置３０を設けても良い。本発明によるマスター装置３０は、壁掛けマスター装置として識別されるが、その理由は、それが既存の電気式ウオールボックス中に取り付けられるからである。このような壁掛けマスター装置３０は、図中では隠されているが、制御装置および状態インジケータのために無線周波信号を受信し、送信する本発明によるアンテナを含む。テーブルトップタイプであれ壁掛けタイプであれ、任意の数のマスター装置をシステム中に提供できる。
個々に述べるシステムによると、中継器４０もまた、本システムのすべての構成部品が制御目的で無線周波通信信号を受信することを保証する助けとなるように提供される。この中継器は、本明細書と一緒に出願され同時係属の共通譲渡出願第Ｐ／１０−３９２号に説明されている。
手動制御ボタン５２を通じて手起動が可能であり、また、無線周波信号をマスター装置２０および３０または中継器４０から受信してランプ５４の状態を制御することもできる少なくとも１つの照明制御デバイス５０が提供される。その上、照明制御デバイス５０は無線周波信号を中継器４０ならびにマスター装置２０および３０に送信して、影響されたランプ５４の状態をマスター装置に通知する。照明制御デバイス５０は例えば調光装置を具備することがあり、さらに、複数の状態指示デバイス、例えば発光ダイオード５６を含むことがあるが、このデバイスによって、ランプ５４の強度設定値を使用者に指示する。その上、照明制御デバイス５０は、強度レベルを設定する手段５８を含む。例えば、このような手段５８は上下ロッカスイッチを具備することがある。さらに、オンオフスイッチ５９を提供して、希望に応じてランプの動作を防止しても良い。それぞれのランプ５４を制御する複数の照明制御デバイス５０は先に述べたようなシステムにより提供できる。
その上、電力線システム１０および／または他のいかなる金属物体の無線周波散乱体として動作し、送信機のどれからも電力を吸収し、次に、このエネルギを再放射してて、調光器５０，中継器４０またはマスター装置２０および３０によって受領される。
図１に示す照明制御デバイス５０のような概観を有する照明制御デバイスはＭａｅｓｔｒｏ線であり、この特許出願の譲受人によって販売されている。しかしながら、Ｍａｅｓｔｒｏ照明制御デバイスは無線周波通信用のいかなる手段も装備しておらず、ここでは単に、照明制御デバイス５０と同じ概観を有する照明制御デバイスの１例として参照されているにすぎない。その上、Ｍａｅｓｔｒｏデバイスは、ここにその一部として提供されている本発明によるアンテナを有するここに説明される照明制御デバイスと同じ機械的／電気的構成部品のあるものを共有することができる。
図２は、図１に示す照明制御装置５０の分解図である。照明制御装置５０は、絶縁バックカバーキャップ５００を含むが、このキャップに対してまたはこのキャップを通して電力電線が提供され得る。バックカバーキャップ５００中に、無線周波ボード５０２が提供されているが、このボード５０２は、以下に詳述するようにアンテナにカプリングされている。無線周波ボード５０２の目的は、アンテナからの無線周波信号を受信して、マスターデバイスに送信し返すためにアンテナに無線周波信号を出力するためだけではなくランプの動作を制御するためにもアンテナから無線周波信号を受信する。
また、バックカバーキャップ５００の中には、無線周波妨害チョーク５０４および電源フィルタ５０３があるが、これらは、構築電気システム１０を介して電力を得るために照明制御デバイスに供給される交流エネルギを適切に濾過するために提供されるものである。
バックカバーキャップ中には、また、電源・制御ボード５０６があるが、これは、適切な電源、調整器および、無線周波ボードから受信された信号によって制御されるマイクロプロセッサ制御回路を含み、さらに、制御されるランプの状態に関する無線周波ボードに信号を送信する。
電源・制御ボード５０６は、影響されたランプの状態を示す複数の発光ダイオードを含む。サブベゼル５０８はこれらの発光ダイオードの上方に提供されていて、モールドインされた光パイプ５０８Ａを含み、これら発光ダイオードからの光をデバイスの外部に送信して、発光ダイオードからの光がデバイスのオペレータに見えるようにする。サブベゼルはＬｅｘａｎTMまたは他のポリカーボネートなどの透明プラスチック製であって、光パイプ機能を実行可能とするようなものであることが望ましい。その上、サブベゼル５０８はまた、使用者からアンテナボード５２６を絶縁する機能も持つ。好ましい実施態様によるアンテナボード５２６は、交流電源にカプリングされているので、この好ましい実施態様によるこのような絶縁が必要となる。バックカバーキャップ５００には絶縁材料のバックカバーリングもカプリングされていて、図２では参照符号５１０で示されている。バックカバーキャップ５００およびバックカバーリング５１０は、例えばねじ５１２などの適当な手段で一緒に保持されている。電源・制御ボード５０６によって制御されているランプは、二方向三極サイリスタを具備することがある半導体電力デバイス５１４によって制御される。半導体電力デバイス５１５は、電源・制御ボード５０６の電源調整器の一部として使用されるＦＥＴであっても良い。無線周波ボード５０２は、図示するような屈曲リボン電気コネクタ５１６を介して電源・制御ボード５０６にカプリングし得も良い。
電力半導体デバイス５１４および５１５は、ねじ５２０によって金属ヨーク５１８に留められていて、熱を発散するようになっている。したがって、ヨーク５１８は、吸熱器および、照明制御デバイス５０を電気ウオールボックス中に取り付けるための手段としての機能も具備する。したがって、ヨーク５１８は、従来の方式で、ヨークおよび、当然のことながらデバイス５０をも電気ウオールボックス中に取り付けるための取り付けねじを受容する２つのねじ穴５２２を含む。デュポン社製のＫａｐｔｏｎ(R)などの絶縁材料でできた絶縁部材５２４が、ヨーク５１８の上方に提供されていて、ヨーク上方に配置されている構成部品からヨーク５１８を絶縁している。ヨーク５１８だけでなく絶縁部材５２４もまた、光パイプ５０８Ａが貫通するためおよび、絶縁部材５２４の上方に配置されているＰＣＢアンテナボード５２６に接続部の配線のための複数の穴を含む。３ピンのフィード電線５２８が、無線周波ボード５０２にアンテナＰＣＢ５２６を接続するために提供されている。アンテナＰＣＢの上方に配置されている適当な絶縁材料製のサブベゼル５０８は、スイッチを制御するためのモールドインされたヒンジバー５３４の中間を通って動作する起動ボタン５２を上部に配置している。このスイッチはヒンジバー５３４によって操作されて、照明制御デバイスのオンオフ状態を制御するために電力半導体デバイス５１４の動作を制御するマイクロプロセッサに信号を提供する。その上、接続されたランプの強度レベルを増減させるためにスイッチを動作させる動作表面を有するロッカアーム制御装置５３８が提供されている。
エアギャップアクチュエータ５９は、エアギャップリーフスイッチ５３６を操作して、システム保守目的で正のエアギャップシステムオフを提供する。
絶縁サブベゼル５０８に加えて、絶縁部材５２５を必要に応じて提供して、アンテナボード５２６をさらに絶縁するようにしても良い。これらの部材５２５を用いて、モールド用間隙のために与えられているサブベゼル５０８の小さなアパーチュアを塞ぐようにしても良い。
ベゼル５３０が審美上の目的で外部カバーとして提供されていて、適当な色をしている。ベゼル５３０ならびに部材５２，５９および５３８は各々が、適当な審美的な外見が得られるように、選択された色の内の１つの色で工場で製造される。これら個々の構成部品は、別の色や色の組み合わせを可能とするように交換可能となっている。
素子５３０、５２、５３６、５９および５３８は、本質的に従来品であり、それらの機能は現在の用途の譲受人によって売られ、光調光器のＭａｅｓｔｒｏ線として知られている。
アンテナＰＣＢ５２６は、絶縁部材５２４の両側に好ましくは接着剤による絶縁方法でヨークにカプリングされる。サブベゼル５０８は、ねじ５３１を経由して、ヨーク５１８にカプリングされ、外部環境からアンテナを絶縁する。望ましい実施態様として、アンテナはそれ相応に電力線につながれる。サブベゼル５０８は、しかしながら、使用者の電気ショックを防ぐため、完全にアンテナを絶縁する。この構成は電力線からアンテナの電気的絶縁に要する費用および、かさばりを節約する。
図２に示したように、アンテナのプリント回路基板５２６は、照明制御デバイス５０の中で完全に囲まれている。従来の技術またはどんな外部アンテナでも、ぶら下がりアンテナはない。デバイス５０は標準的なウォールボックス内に適合する。別法として、アンテナボード５２６を、ウォールボックスの開口部外側面より幾分大きい寸法にすることができる。このような場合では、アンテナボード５２６はちょうど開口部の上に取り付けられ、それがウォールボックス開口部の表面板より大きくないように寸法を決めて、それで表面板の後ろに隠されるべきである。
既述したアンテナは、プリント回路基板（ＰＣＢ）の実質的にエッジ上に微小あるいはフリンジ近距離場および遠距離場の等方性放射パターンを提供する。消失性の場は本質的にエッジおよびＰＣＢの一番上面上にある。消失性の場は放射せず、速く減衰し、ＰＣＢの裏側上に本質的に無視できる。場がＰＣＢの裏側上で本質的に無視できるから、アンテナボードと制御デバイスの他の部分（例えば、無線周波ボード、電源基板、マイクロコントローラ）の間のカプリングは極めて少ししか存在しない。これは好ましいことである。なぜなら、マイクロコントローラおよび他の電気回路によって発生したノイズがアンテナへカプリングすること、およびレシーバを鈍感にすることを防ぐからである。
本発明のアンテナの望ましい実施態様によれば、基板の長さと幅は、送信機および／またはレシーバによって処理された放射のフリースペース波長を送信、および／または受信するより十分に小さい。
実例として、操作周波数は４１８ＭＨｚであり、長さと幅はそれぞれ、約２．２５インチと１．５インチである。図示された実施態様では、長さと幅は共に、４１８ＭＨｚの高周波エネルギーフリースペース波長の１０分の１よりさらに小さい。
図２で示した照明制御デバイス５０への類似の方法で、図３に示した壁掛け式マスター装置３０は、バックカバー３００、フィルターコンデンサー３０４、無線周波ボード３０２、可とう性コネクタ３１６、電源および制御ＰＣＢ３０６、バックカバーリング３１０、電力制御半導体デバイス３１４，定電圧デバイス３１５，ヨーク３１８，カプトン（デュポン製）絶縁体３２４、光パイプ３０８Ａを含む異なるデザインのサブベゼル３０８と同様なアンテナＰＣＢ３２６、制御ボタン３２２およびベゼル３３０を備えている。ねじ３３１がサブベゼル３０８をヨークに締め付け、アンテナねじ３２７を、アンテナをヨーク３１８に締め付けるために用いてもよい。別法として、接着剤を図２の調光器の実施態様のように用いてもよい。３ピンのフィード３２８が、３ピンのフィードソケット３２９を経由してアンテナＰＣＢ３２６を無線周波ボード３０２へ電気的にカプリングするため供給される。照明制御デバイス５０のように、ねじ３２０が半導体電力デバイス３１４とレギュレータ３１５をヨーク３１８に締め付けるために供給される。バックカバー３００はねじ３１２によってバックカバーリングに適合するよう締めることができる。
マスター３０対照明制御デバイス５０に供給される制御ボタンの数と機能のような機械的な相違のため、アンテナＰＣＢ３２６および５２６のデザインが幾分異なっているけれども、アンテナＰＣＢ３２６および５２６は、同じ制約に従ってデザインされる。すなわち上述したように電気ウォールボックスおよびフェースプレート領域に適合してそれらがコンパクトなデザインであり；無線周波数信号を受信および送信することに適合し；本質的に遠方等方性で、それらが建築物のような閉じこめられた領域での特定の使用のものであり；狭い帯域幅を持っていて、それで付随的および帯域外電磁気の干渉および制御回路に伴い起こされた干渉に鈍感であり；閉じ込められたスペースに適合する小さい寸法で、特に、それがフェースプレートより大きくない標準的な電気ウォールボックス開口部の寸法で；稼動波長よりずっと小さいアンテナの大きさにもかかわらず効率的な受信および送信の能力があり；ローカル制御デバイスおよび無線周波制御式照明制御システムのマスター装置の特定の使用について；電気ウォールボックスで利用可能な小さいスペース優位性を最大限に生かす、しかし機械的アクチュエータ構成部品および使用者インジケータを含めた他の構成部品（例えば、光学式波長ガイド）をウォールボックスに取り入れることができるような寸法で；環境に比例する安定したインピーダンスおよび比較的環境に敏感でなく；ＰＣＢ上の金属配置によって供給された組み込みの誘導性負荷によって補償される本質的に容量性のインピーダンスを有し；ぶら下がりを持たないまたは審美的に不愉快な目に見えるアンテナを視野から隠し；アンテナプリント基板のエッジの上に本質的に消失性の場を供給し、コスト的に有利で、しかし使用者から完全に絶縁でき、高価で大きい交流のネットワーク絶縁電気回路の要求を排除し；２線の、中立接続を持たない光調光器で操作できる。
図４に、図２に示したアンテナの１つの実施態様の細部および提供された照明制御デバイスを示した。このアンテナボード５２６の実施態様は、図５Ａおよび図５Ｂに計画図として示した。図５Ａはアンテナボードの外側面を示し、図５Ｂはヨークに面する側面を示す。アンテナは金属メタライゼーションランドパターン（例えば、銅）を有するＰＣＢ５２６からなり、ハンダではなく、上下両面ともに配置するのが好ましい。
好ましくは、ＰＣＢは低い誘電損失材料から作られ、銅メッキは、ハンダが銅より多くロスし、使用する無線周波数（好ましくは４１８ＭＨｚ）において、電流は導電体の表面において表面上を薄く流れるのみなので、ハンダ付けでないものにすべきである。図５Ａに示した外面表面上にメタライゼーションランドパターンは、Ｈスロット５２６Ａおよび５２６Ｂを含むような形状にした。Ｈスロット５２６Ａおよび５２６Ｂは、異なった容量性のアンテナに誘導的な負荷を供給する。アンテナＰＣＢ５２６の等価回路を図６に示した。
ＰＣＢで同様に供給されたものは、上下ロッカ５３８のレバーに依存して下方に伸ばすため供給されおよびＰＣＢ５０６上に取り付けられたスイッチを操作してマイクロプロセッサを制御し、それでランプの輝度を設定する、細長い開口部５２６Ｅである。さらに、開口部５２６Ｆが前述したように、同様にヒンジバー５３４のレバーにより下方へランプのオン／オフ状態を制御するスイッチを動かすことを通して供給される。穴５２６Ｘは電力半導体デバイス５１４および５１５のための取り付けねじ５２０の縫い端のクリアランスために提供される。図２を参照のこと。開口部５２６Ｅ、５２６Ｆおよび５２６Ｘのまわりのメタライゼーションは、ヨークとねじ端５２０のような他の金属部分から電気的絶縁をするため、開口部のエッジから遠い場所へ取り除かれる。取り去られた領域は指示５２６Ｚによって示される。
ＰＣＢにも、結線されたランプの輝度レベルのビジュアルな表示をオペレーターに供給するためのサブベゼル５０８の光パイプを受取る複数の光パイプ開口部５２６Ｇが装備されている。光パイプ開口部５２６Ｇのあるものは、５２６Ｙに示したように、金属ヨーク５１８からの絶縁をするために開口部５２６Ｇのエッジから遠い点に取り去られたメタライゼーションを持っている。
加えて、複数のフィードスルー５２６Ｈが、表面のメタライゼーションを裏面のメタライゼーションにカプリングしてアンテナに無線周波接地を提供するため供給される。図示したように、このようなフィードスルーが３個あるのが好ましい。さらに、無線周波信号フィードスルー５２６Ｉが供給される。フィードスルー５２６Ｉは無線周波ボード５０２の出力をメタライゼーション５２６Ｊにカプリングする。メタライゼーション５２６Ｊは、メタライゼーションに形成した絶縁パターン５２６Ｋによって絶縁される。アンテナへの無線周波数信号接続は、直列のマッチング構成部品、コンデンサ５２６Ｕで容量性的にカプリングされ、例えば、表面実装チップコンデンサ、図６のＣｍ、それはメタライゼーション５２６Ｊからメタライゼーション５２６Ｌまで結線されている。並列の調節可能なトリマコンデンサ５２６Ｔが、アンテナ製造での変動を調整するため供給されるのが好ましい。これらの変動は基板の厚さ、基板の比誘電率とメタライゼーションのエッチング公差を含む。トリマ５２６Ｔは、図６でキャパシタンスＣＴとして示される。アンテナボード（図５Ｂ）の裏面上で、メタライゼーションは長方形の領域５２６Ｖ内で除去されて、周囲メタライゼーションからホットフィードスルー５２６Ｉを絶縁させる。
メタライゼーション中に形成されたＨスロット５２６Ａおよび５２６Ｂによって、さもなければ容量性であるアンテナに誘導性負荷が与えられる。アンテナの容量は主として、銅の面積、基板の厚さおよび基板の比誘電率によって決まる。設計周波数においては、容量性リアクタンスは誘導性リアクタンスによって排除される。インダクタンスは、図５のスロット５２６Ａおよび５２６Ｂの長さ、形状および位置付けによって異なる。容量の値は、必要とされる誘導負荷に直接的な影響を与える。この関係によって、必要とされるＨパターンのスロット５２６Ａおよび５２６Ｂの長さが決まる。遠距離場においては、放射パターンは実質的に等方性である、すなわちアンテナの利得は低い。ＰＣＢのエッジでは、消失性の場が与えられる。これらの特徴は述べられたタイプのシステムでは好ましいものである。
インダクタンス成分は直接にスロット長、すなわち、点ＣからＤおよび点ＥからＦまでのスロット長に関連する。
図６のアンテナの等価回路の略図は、メタライゼーション５２６Ｊと５２６Ｌ間に接続された上述のような直列整合容量ｃｍ、上述のトリマ容量ＣＴ、主として基板の厚さ、比誘電率および銅の面積で決まる容量Ｃならびに、主としてスロットのＣからＤおよびＥからＦへの長さによって決まる誘導成分Ｌを含んでいる。その上、この等価回路は、エネルギの放射成分を表すＲradおよび金属の有限な抵抗による損失および誘電損失を表すＲlossを含んでいる。
アリゾナ州８５２２６，チャンドラ、南ルーズベルトアベニュー１００にあるロジャーズ社のマイクロ波と回路材料部のテフロン系の基板Ｒ０３０１０は、比誘電率が１０．２であり、厚さが０．０５０インチであるが、ｃｍとＣＴの図中の値は以下の通りである。
ｃｍ＝約３ｐｆ
ＣＴ＝約１〜６ｐｆ／トリマ
アンテナの好ましい実施態様は、基板の寸法が与えられれば、アンテナの長さと幅以内の共振長をアンテナが持たないようにする比誘電率を有する基板を有する。したがって、整合成分が必要である。
別法として、基板は、より高い比誘電率を持ち、これによって基板の共振長はその長さまたは幅以内の値と成るように選択できる。このような場合、整合成分は必要ない。
本発明によれば、アンテナはＰＣＢのエッジでは消失性の場を提供し、遠距離場では、実質的に等方性である放射パターンを提供する。その上、それは帯域外干渉および随伴の制御回路による干渉には比較的に影響されず、環境が変化しても安定していても比較的に安定したインピーダンスを有する。ここに述べる放射パターンは、建築物の内部などの狭い領域内で動作するシステム中では特に好ましいものである。
その上、アンテナは、本来容量性である修正されたパッチアンテナとして示すことができる。Ｈスロットという形態で示される表面に印加される誘導負荷を用いて、容量を共振によって排除する。スロットの長さは、例えば物理的制限によって構造が変化するので変動することがある。その上、スロットはＨ形状である必要はない。必要な誘導負荷を付与できるのであればどんなスロットの形状でも十分である。さらに、基板は必要ない。トップのメタライゼーションは例えば自由直立でもよい。
さらに、アンテナは使用者から完全に隠蔽されている。本発明によるアンテナを持つ照明制御デバイスと連結して、ぶら下がったり、見て不愉快なアンテナはない。アンテナは照明制御デバイス内に完全に収納されており、手動式の起動部材やサブベゼル５０８の状態指示光パイプと接触することはない。
その上、アンテナは、サブベゼル５０８によって使用者から完全に絶縁されているので、交流電源線に電気的に接続可能であり、これから絶縁する必要はなく、これによってコンデンサや絶縁変圧器などのかさばる絶縁用部品の必要性が最小化される。
本発明によるアンテナは約２．２５インチ×１．５インチであり、単一ガングの電気ウオールボックスの開口部と実質的に共に伸張しているのが望ましい。好ましい実施態様では、図示するように、４００〜５００ＭＨｚ範囲（特に４１８ＭＨｚ）で動作するように設計されているが、他の周波数でも用いたり、再設計することができる。
図７および８に、図３に示すマスター装置のアンテナ３２６Ｇのある実施態様を示す。図７にアンテナの前面を示し、図８に背面を示す。図７に示すように、アンテナが、部分３２６Ａおよび３２６Ｂを具備するメタライゼーション中にＨ形状スロットを含む。さらに、それぞれのランプを制御するローカル制御デバイスと連結しているアクチュエータ用の１連の開口部３２６Ｅが提供されている。その上、複数の開口部３２６が、適当な表示デバイス用に提供されている。穴３２６Ｍが取付ねじ３２７用に提供されている。メタライゼーションはこれらの穴の回りから除去されて、ヨーク３１８から絶縁される。フィードスルー３２６Ｈが、図２を参照して与えられる、照明制御デバイスの実施態様などに提供される。フィードスルー３２６Ｉはまた、メタライゼーション３２６Ｌに容量的にカプリングされたメタライゼーション３２６Ｊにカップリングされているアンテナのホット接続のために提供されている。領域３２６Ｒの中にあるメタライゼーションに対する隣接する接続ポイント３２６Ｉ‘が、アンテナボード３２６に対する無線周波ホット接続となる３ピンフィード接続部３２８を接地するために提供される。背面（図８）では、背部平面メタライゼーションの矩形領域３２６Ｑが除去されて、これらの接地接続部を背部平面メタライゼーションから絶縁する。１連の容量３２６Ｕおよび平行調整可能なトリマの容量３２６Ｆが、図５Ａの実施態様に示すように提供されている。容量値は、同じ基板に対して、図５Ａの実施態様とほぼ同じである。
図５Ａおよび５Ｂに示す実施態様とは対照的に、図７および８に示すマスター装置のアンテナの実施態様では、Ｈパターンの寸法が異なっているが、この理由は、マスターデバイスの機械的構成のためである。しかしながら、同じ電気的考慮によって、図５Ａおよび５Ｂの実施態様に示すようなＨパターンの設計が導かれる。
ここに示すような本発明によるさまざまな設計のアンテナによって、アンテナの電気的特性を修正して、変化する製造上、機械上の制限を調整する方法が分かる。インダクタンスは、スロットの長さを変化させることによって変更可能である。容量は、スロットの寸法が減少すれば増加し、この逆も真である。すでに述べたように、アンテナのランドパターンは、Ｈパターン形状である必要はない。必要な誘導負荷を与える限りいかなる構成でも十分である。
本発明は特定の実施態様に関連して説明したが、他の多くの変更例や修正例、さらに用途が当業者には明らかであろう。したがって、本発明は、個々に述べる特定の開示によってではなく、添付クレームによってのみ制限されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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