JP2004095853A

JP2004095853A - Ｌｅｄランプおよび照明装置

Info

Publication number: JP2004095853A
Application number: JP2002254950A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Yoshida; 吉田　俊幸
Original assignee: Koha Co Ltd
Current assignee: Koha Co Ltd
Priority date: 2002-08-30
Filing date: 2002-08-30
Publication date: 2004-03-25

Abstract

【課題】ＬＥＤランプの発光が視認しやすく、耐水性を満足し、接続の信頼性が高く、さらに省スペース化を実現したＬＥＤランプおよび照明装置を提供する。
【解決手段】ＬＥＤランプ７は、プリント基板２１と、このプリント基板２１上に搭載されるチップ状ＬＥＤモジュール２２ａ、２２ｂと、同じくプリント基板２１上に搭載されチップ状ＬＥＤモジュール２２、２２ａへの通電電流を制限するるチップ抵抗２３を備えている。プリント基板２１の周囲はシリコンコーティング２７が施され、シリコンコーティング２７の外周に沿って透光性を有する熱収縮性チューブ２６により被覆されている。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＬＥＤランプおよび照明装置に関し、特に、ＬＥＤ（発光ダイオード）素子により構成されたＬＥＤランプの複数個を用いて各種のディスプレィを発光色により点灯するためのＬＥＤランプおよび照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、クリスマスツリーに適用された従来の照明装置は、所定間隔ごとに砲弾型のＬＥＤランプを配置して、ツリーに巻き付け、一定時間間隔で点滅駆動することによりディスプレイを行っている。ここで、ＬＥＤランプは、長寿命と安全性が得られる利点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の照明装置によると、砲弾型のＬＥＤランプは、狭い指向性を有するため、指向性の範囲から外れると、ＬＥＤランプの発光が視認し難いという問題がある。また、砲弾型のＬＥＤランプは、リード線と電線とにより接続されるため、耐水性が劣るおそれがあり、接続の信頼性に欠けるおそれがある。さらに、砲弾型のＬＥＤランプは、外形寸法が大きいため、ディスプレイを行う場所の制約を受けるおそれがある。
【０００４】
したがって、本発明の目的は、ＬＥＤランプの発光が視認しやすく、耐水性を満足し、接続の信頼性が高く、さらに省スペース化を実現したＬＥＤランプおよび照明装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するため、ＬＥＤ素子と、前記ＬＥＤ素子への通電電流を制限する電流制限素子と、前記ＬＥＤ素子および前記電流制限素子を搭載するプリント基板と、前記ＬＥＤ素子および前記電流制限素子を搭載した前記プリント基板を被覆する透光性を有するチューブ部材とを備えたことを特徴とするＬＥＤランプを提供する。
【０００６】
この構成によれば、ＬＥＤ素子が発光する際に、光がチューブ部材を透過するため、チューブ部材が発光を分散することが可能になる。また、チューブ部材によりプリント基板が被覆されるため、ＬＥＤランプは、密封状態にされることが可能になる。
【０００７】
また、本発明は、上記の目的を達成するため、電圧供給ライン上に所定の間隔を有して設けられ、前記電圧供給ラインから点灯電圧が供給されて点灯する複数のＬＥＤランプを有する照明装置において、前記ＬＥＤランプは、前記点灯電圧が供給されて点灯するＬＥＤ素子と、前記ＬＥＤ素子への通電電流を制限する電流制限素子と、前記ＬＥＤ素子および前記電流制限素子を搭載するプリント基板と、前記ＬＥＤ素子および前記電流制限素子を搭載した前記プリント基板を被覆する透光性を有するチューブ部材とを備えたことを特徴とする照明装置を提供する。
【０００８】
この構成によれば、ＬＥＤランプが電圧供給ライン上に所定間隔に接続されることにより、ＬＥＤランプのそれぞれが従来の砲弾型のＬＥＤランプに代わるものとして機能し、ＬＥＤランプの発光の種類を換えたり、点灯制御をすることにより、使用目的に応じた多様な発光が可能になる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る照明装置の構成を示す。電源部１はＡＣ１００Ｖ（またはＡＣ２００Ｖ）の商用電源からＤＣ５〜１２Ｖの低電圧を得るものであり、この電源部１には制御部２が接続される。制御部２の出力側には、グランドライン３と電圧出力ライン４が接続されており、電圧出力ライン４とグランドライン３の間にオン／オフ的な電圧、または発光色あるいはＬＥＤに応じて異ならせた電圧レベルを出力する。制御部２は、電圧出力ライン４に出力電圧を印加するか否を決定する１つのスイッチと電圧可変手段（例えば、定電圧回路）を備え、あるいは、演算部としての１チップマイクロコンピュータ（またはＣＰＵ）と周辺回路を備えて構成され、外部からの制御信号を受け付けるための制御入力端子１１を備えている。
【００１１】
電圧出力ライン４とグランドライン３の２本は、ビニールチューブを被せるなどして１本の束線１０（またはケーブル）に加工されており、１本の長さは、例えば１〜２メートルに設定されている。さらに、束線１０は、例えば１０ｃｍ間隔に図２に示すようにチップ抵抗２３とＬＥＤ２２ａ、２２ｂからなるＬＥＤランプが取り付けられており、この束線１本ごとにＬＥＤランプ７_−１〜７_−Ｎが接続されている。また、束線１０の終端には２端子のコネクタ８が接続されている。このコネクタ８には、同様の構成で始端にコネクタ９が設けられている他の束線を直列に連結することができる。連結する束線の本数は、電源部１の電流容量に支障をきたさない限り、任意にすることができる。
【００１２】
図２は、ＬＥＤランプの詳細構成を示し、（ａ）は、平面図、（ｂ）は側面図であり、被覆されたチューブを破断して示したものである。図１に示すＬＥＤランプ７_−１〜７_−Ｎは、全て同一構成であるので、ここではＬＥＤランプ７_−１についてのみ説明する。ＬＥＤランプ７_−１は、プリント基板２１と、このプリント基板２１上に搭載されたチップ状ＬＥＤモジュール２２ａ、２２ｂと、同じくプリント基板２１上に搭載されたチップ抵抗２３を備えている。プリント基板２１には、束線１０が端子２５ａ、２５ｂにおいて接続され、プリント基板２１の周囲はシリコンコーティング２７が施され、プリント基板２１の全体および束線１０の一部が熱収縮性チューブ２６により被覆されている。
【００１３】
プリント基板２１上には、配線パターン２１ａ，２１ｂ，２１ｃが形成されている。配線パターン２１ｃはチップ抵抗２３とＬＥＤランプ７_−１のＬＥＤのアノードとを接続している。配線パターン２１ａは、ＬＥＤランプ７_−１のＬＥＤのカソードと裏面の端子２５ａを接続している。グランドライン３および電圧出力ライン４は、裏面の配線パターン（図示せず）の端子２５ａ、２５ｂにおいて接続されることにより、電気的に接続されると共にプリント基板２１に固定される。勿論、ハトメ、カシメ等の手段により固定することもできる。
【００１４】
熱収縮性チューブ２６は、例えば、軟質ポリオレフィン樹脂製で透明であり、内部に熱溶融性接着剤が塗布されたものである。束線１０とプリント基板２１とを熱収縮性チューブ２６に通し、熱を加えることにより、図２に示すように、熱収縮性チューブ２６は、プリント基板２１の部分はシリコンコーティング２７の形状に沿って密着し、束線１０の部分は、束線１０に沿って密着している。
【００１５】
この第１の実施の形態のＬＥＤランプによれば、チップ状ＬＥＤモジュール２２ａ、２２ｂおよびチップ抵抗２３を使用しているため、薄くすることができ、省スペースを実現できる。また、熱収縮性チューブ２６およびシリコンコーティング２７によりプリント基板２１を被覆するため、雨水、ほこり等がプリント基板２１上に搭載されたチップ状ＬＥＤモジュール２２ａ、２２ｂおよびチップ抵抗２３や配線パターン２１ａ、２２ｂ、２２ｃなどに接触するのを防止するとともに、チップ状ＬＥＤモジュール２２ａなどプリント基板２１に搭載された部品を外力から保護することができる。さらに、チップ状ＬＥＤモジュール２２ａ、２２ｂがプリント基板２１の両面に搭載され、発光した光が熱収縮性チューブ２６およびシリコンコーティング２７を透過するため、指向性が弱まり、光を拡散させることができ、いずれの方向からも視認することができる。
【００１６】
図３は、本発明の第２の実施の形態に係るＬＥＤランプを示す。ＬＥＤランプ７は、プリント基板２１と、このプリント基板２１上に搭載されるサイドビュー型チップ状ＬＥＤモジュール２２ｃと、プリント基板２１上に搭載されるチップ抵抗２３と、同じくプリント基板２１に開口２１ｄを設け、この開口２１ｄに導光板２８を配置している。プリント基板２１には、電圧出力ライン４とグランドライン３とをビニルチューブを被せるなどして１本とした束線１０が端子２５ａ、２５ｂにおいて接続される。プリント基板２１の全体と束線１０の一部を熱収縮性チューブ２６により被覆している。プリント基板２１と熱収縮性チューブ２６の間は、シリコンコーティング２７を施している。
【００１７】
この第２の実施の形態のＬＥＤランプによれば、プリント基板２１の両面にＬＥＤモジュールを搭載することなく、１のチップ状ＬＥＤモジュール２２ｃが発光した光を導光板２８に入射することで、光が拡散され、指向性が弱くなり、いずれの方向からも視認性がよくなる。また、熱収縮性チューブ２６およびシリコンコーティング２７によりプリント基板２１を被覆するため、雨水、ほこり等がプリント基板２１上の部品や配線パターンに接触するのを防止するとともに、サイドビュー型チップ状ＬＥＤモジュール２２ｃなどプリント基板２１に搭載された部品を外力から保護することができる。さらに、サイドビュー型チップ状ＬＥＤモジュール２２ｃを使用しているため、薄くすることができ、省スペースを実現できる。また、サイドビュー型チップ状ＬＥＤモジュール２２ａの発光した光が熱収縮性チューブ２６を透過するため、光を拡散よりさせることができる。この実施の形態においても図１に示す照明装置に適用できることはいうまでもない。
【００１８】
図４は、図１の構成のＬＥＤランプ群を４系統にした本発明の第３の実施の形態に係る照明装置の構成を示す。図１に示した制御部２に準ずる構成の制御部２_−１，２_−２，２_−３（副制御部）は、全体を制御する主制御部２_−４に接続されている。主制御部２_−４は、制御部２_−１〜２_−３を制御するため、制御線４１を介して制御部２_−１〜２_−３の制御入力端子１１_−１〜１１_−３に制御信号を制御部２_−１〜２_−３に供給している。制御線４１は、隣接する主制御部２の制御入力端子１１から制御入力端子１１に接続するようにすればよい。制御部２_−１〜２_−４には、図１に示した電源部１から電源供給が行われる。図中、ＬＥＤランプ７_−１１〜７_−１Ｎ，７_−２１〜７_−２Ｎ，７_−３１〜７_−３Ｎ，および７_−４１〜７_−４Ｎは図１のＬＥＤランプ７_−１〜７_−Ｎに準じ、束線１０_−１，１０_−２，１０_−３，１０_−４は図１の束線１０に準じ、さらに、コネクタ８_−１，８_−２，８_−３，８_−４は図１のコネクタ８に準ずる。
【００１９】
制御部２_−１にはＬＥＤランプ７_−１１〜７_−１Ｎおよびコネクタ８_−１を装着した束線１０_−１が接続され、制御部２_−２にはＬＥＤランプ７_−２１〜７_−２Ｎおよびコネクタ８_−１２を着した束線１０_−２が接続され、制御部２_−３にはＬＥＤランプ７_−３１〜７_−３Ｎおよびコネクタ８_−１を装着した束線１０_−１１が接続され、主制御部２_−４にはＬＥＤランプ７_−４１〜７_−４Ｎおよびコネクタ８_−４を装着した束線１０_−４が接続されている。
【００２０】
また、主制御部２_−４には、発光モードの設定を行うためのモードスイッチ（図示せず）、および発光色の色調（彩度）を変化させるボリュームが設けられている。発光モードには、「系統毎の異色点灯」（予め、例えば、ＬＥＤランプ７_−１１〜７_−１Ｎを赤色発光のものに、ＬＥＤランプ７_−２１〜７_−２Ｎを青色発光のものを接続しておく）、「雪降り」、「ユーザ設定」等が用意されている。これらの制御は、主制御部２_−４に上記発光を制御するためのプログラムが格納されたＲＯＭを設置することにより可能である。
【００２１】
図５（ａ），（ｂ），（ｃ）は、図４の照明装置を適用した本発明の第４の実施の形態に係るクリスマスツリーを示す。クリスマスツリーは、軟性プラスチック、ビニール等により作られた樹木部５１と、この樹木部５１を立設保持する鉢５２を備えて構成されている。束線１０_−１〜１０_−４を樹木部５１に装着する前に、束線１０_−１〜１０_−４の任意の端子２５にＬＥＤランプ７_−１１〜７_−４Ｎを取り付ける。次に、束線１０_−１〜１０_−４を樹木部５１の頂部から適当な間隔を持たせて束線１０_−１〜１０_−４のそれぞれを装着する。また、必要に応じてコネクタ８_−１〜８_−４には、別の束線１０を接続することができる。次に、束線１０_−１〜１０_−４を制御部２_−１〜２_−３および主制御部２_−４に接続する。ここで、制御部２_−１〜２_−３の動作モードを外部制御動作に切り替える。その後、主制御部２_−４を所望の発光モードに設定する。
【００２２】
上記したように本発明により実現できる発光モードは多様であるが、ここでは「雪降り」モードについて説明するため、ＬＥＤランプは例えば白色発光のものを使用する。まず、主制御部２_−４は制御部２_−１のみに制御信号を送り、図５の（ａ）のように、束線１０_−１のＬＥＤランプ７_−１１〜７_−１Ｎの全てを白色点灯させる。このとき、他の束線１０_−２〜１０_−４のＬＥＤランプ７_−２１〜７_−４Ｎの全てを消灯にするように、制御線４１を介して制御部２_−２〜２_−３に制御信号を出すと共に、制御部２_−４自身を制御する。
【００２３】
次に、主制御部２_−４は制御部２_−１と制御部２_−２に制御信号を送り、図５の（ｂ）のように、束線１０_−１，１０_−２のＬＥＤランプ７_−１１〜７_−２Ｎの全てを白色点灯させる。他の束線１０_−３，１０_−４のＬＥＤランプ７_−３１〜７_−４Ｎは消灯のままにする。さらに、主制御部２_−４は制御御部２_−１〜２_−３の３つに制御信号を送り、束線１０_−１，１０_−２，１０_−３のＬＥＤランプ７_−１１〜７_−３Ｎの全てを白色点灯させ、他の束線１０_−４のＬＥＤランプ７_−４１〜７_−４Ｎを消灯のままにすると、図５の（ｃ）の点灯状態になる。このように、樹木部５１の頂部から下方向に次第に雪が積もるような雰囲気の点灯を行うことができるので、クリスマスの季節に相応しい点灯方法になる。
【００２４】
ここでは、雪を表すために白色光を発光させるものとしたが、意識的に他の色を選んでもよい。例えば、クリーム色、淡い青色光等にしてもよい。これは、ＬＥＤランプをクリーム色、淡い青色に発光するものに換えればよい。このような発光は、従来の豆電球を用いた照明装置では不可能なものである。また、束線１０_−１〜１０_−４の点灯を、１０_−１→１０_−２→１０_−３→１０_−４→１０_−１・・・のように、１本のみが順次点灯するようにした場合には、雨降り状態を表現することができる。
【００２５】
なお、本発明のＬＥＤランプは、上記したものに限定されるものでなく、種々の変形が可能である。例えば、チップ状ＬＥＤモジュールが搭載されるプリント基板の表面を塗料などで白色にすれば、光をより拡散することができる。また、チップ抵抗は電流制限用であるが、チップ抵抗に代えて定電流ダイオードを用いることもできる。この定電流ダイオードを用いることにより、束線の長さが長くなっても電流を安定してＬＥＤランプに供給することができるので、電源側と末端側とでＬＥＤランプの明るさのばらつきを少なくすることができる。さらに、チップ抵抗を点滅用ＩＣに代えることが可能であるため、意外性のある点灯を行うことができる。また、熱収縮チューブとプリント基板の間にシリコンコーティングを施しているが、シリコンコーティングを省略しても、熱収縮チューブにより耐水性は、充分に保つことができる。
【００２６】
本発明のＬＥＤは、使用されるＬＥＤが単色のものとして説明してきたが、２色あるいは３色の発光が可能なものでもよい。このようなＬＥＤを搭載することで、より多彩な発光パターンが可能となり、より視覚効果を高めることができる。
【００２７】
さらに、豆電球の場合、１個当たり１００〜３００ｍＡ程度の電流を流す必要があり、使用個数が増えると電力使用料も無視できなくなる。また、発熱が大きいため、火災に対する配慮が必要になる。これに対して、本発明にかかるＬＥＤランプ７の消費電流は１５〜２０ｍＡ程度であり、極めて低い消費電力であり、２４時間連続点灯を行っても、電力コストを気にする必要がない。さらに、ＬＥＤランプ７は発熱が無いため、壁に密着させた使用も可能になる。
【００２８】
なお、用途について説明すると、いずれも店舗の看板や広告の代わりに、あるいは店内の飾りに用いることができ、一般家庭にあっては玄関や部屋の飾り物として使用することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上より明らかなように、本発明のＬＥＤランプによれば、ＬＥＤ素子、電流制限素子およびプリント基板を透光性を有するチューブ部材により被覆したため、ＬＥＤランプの発光が視認しやすく、耐水性を満足し、接続の信頼性が高く、さらに省スペース化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る照明装置の構成を示す図である。
【図２】ＬＥＤランプの詳細構成を示す図であり、（ａ）は、平面図、（ｂ）は側面図で、被覆されたチューブを破断して示したものである。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係るＬＥＤランプを示す図である。
【図４】図１の構成のＬＥＤランプ群を４系統にした本発明の第３の実施の形態に係る照明装置の構成を示す図である。
【図５】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、図４の照明装置を適用した本発明の第４の実施の形態に係るクリスマスツリーを示す斜視図である。
【符号の説明】
１　電源部
２，２_−１，２_−２，２_−３　制御部
２_−４　主制御部
３　グランドライン
４，　電圧出力ライン
７，７_−１〜７_−Ｎ　ＬＥＤランプ
７_−１１〜７_−１Ｎ，７_−２１〜７_−２Ｎ　ＬＥＤランプ
７_−３１〜７_−３Ｎ，７_−４１〜７_−４Ｎ　ＬＥＤランプ
８，８_−１，８_−２，８_−３，８_−４，９　コネクタ
１０，１０_−１，１０_−２，１０_−３，１０_−４，　束線
１１，１１_−１，１１_−２，１１_−３，１１_−４　制御入力端子
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ　配線パターン
２１ｄ　開口
２２ａ　チップ状ＬＥＤモジュール
２２ｂ　チップ状ＬＥＤモジュール
２２ｃ　サイドビュー型チップ状ＬＥＤモジュール
２３　チップ抵抗
２６　熱収縮性チューブ
２７　シリコンコーティング
２８　導光板
４１　制御線
５１　樹木部
５２　鉢

Claims

ＬＥＤ素子と、
前記ＬＥＤ素子への通電電流を制限する電流制限素子と、
前記ＬＥＤ素子および前記電流制限素子を搭載したプリント基板と、
前記ＬＥＤ素子および前記電流制限素子を搭載した前記プリント基板を被覆する透光性を有するチューブ部材とを備えたことを特徴とするＬＥＤランプ。
前記プリント基板は、前記ＬＥＤ素子が発光するときにその光を拡散する拡散部材を備えたことを特徴とする請求項１記載のＬＥＤランプ。
前記チューブ部材は、熱収縮性チューブであることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤランプ。
前記ＬＥＤ素子は、前記プリント基板の表面および裏面の両面に搭載されていることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤランプ。
電圧供給ライン上に所定の間隔を有して設けられ、前記電圧供給ラインから点灯電圧が供給されて点灯する複数のＬＥＤランプを有する照明装置において、
前記ＬＥＤランプは、前記点灯電圧が供給されて点灯するＬＥＤ素子と、前記ＬＥＤ素子への通電電流を制限する電流制限素子と、前記ＬＥＤ素子および前記電流制限素子を搭載するプリント基板と、前記ＬＥＤ素子および前記電流制限素子を搭載した前記プリント基板を被覆する透光性を有するチューブ部材とを備えたことを特徴とする照明装置。