JP2006078799A - 発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回路や配線などの構造が簡易であり、かつ、所望の色彩または発光強度などに関する表現の自由度が従来よりも大きな線状または細帯状の発光装置を実現すること。
【解決手段】発光ユニット１２１の表面Ｂａには、３原色ＬＥＤ１２１ａが中央に前後方向に１次元配列させて４つ等間隔に配設されている。また、裏面Ｂｂには、３つのモージュールＩＣ１２１ｂが等間隔に配設されている。この３つのモージュールＩＣ１２１ｂは、同一基板Ｂ上の４つの３原色ＬＥＤ１２１ａの発光色や輝度を制御する。発光ユニット１２１の基板Ｂには何れもそれぞれ１２個の穴が空けられ、各ハーネスは何れも基板Ｂの３原色ＬＥＤ１２１ａが配設されない裏面Ｂｂ側を通る様にそれらの各穴に半田で接続配線される。これにより、発光ユニット１２１を一列に連結接続した回路本体が構成され、その回路本体の一端はターミナルから構成され、他端はパソコンに接続される。
【選択図】図２−Ｂ

Description

本発明は、ＬＥＤを線状または細帯状に配列して、発光各部の発光強度などを所定の制御データに基づいて動的に制御する発光装置に関する。
この発光装置は、電飾（イルミネーション）、信号表示、情報表示、或いは、照明などに大いに有用なものである。

ＬＥＤを線状または細帯状に配列して構成される従来の発光装置の中に、発光各部の発光強度や或いは発光色などを所望の表現形式に基づいて動的に高い自由度で自在に可変制御する従来装置は特に見当たらない。

一方、ＬＥＤを用いた平面表示装置としては、例えば、大型のカラーディスプレイ装置などを構成することが比較的容易なオーロラビジョンなどが公知である。これらのＬＥＤを用いた平面表示装置では、以下の理由から、通常、発光強度または発光色を制御する発光制御デバイスとＬＥＤとは同一基板上には配設せずに、ある程度距離を離して別々の基板上に配置される。

（理由１）オーロラビジョンなどの平面表示装置では、表示画面上でのＬＥＤの配列密度を非常に高くする必要があるため、利用時にはＬＥＤが配列される基板の温度は非常に高くなる。したがって、ＬＥＤを配列した基板やその周辺の冷却効果を十分に確保するために、通常、ＬＥＤが配列される基板の裏面などに発光強度または発光色を制御する発光制御デバイスを配設することはない。
（理由２）また、オーロラビジョンなどの平面表示装置では、ＬＥＤが配列される基板の裏面には配線が非常に多いため、それらの多数の配線が電磁誘導などによって不測の悪影響を上記の発光制御デバイスに与える恐れも考えられる。

（理由３）また、ＬＥＤ配列基板上などの高温環境下または電磁場環境下においては、発光制御デバイスが誤動作する恐れが生じたり、或いは、それらの発光制御デバイスの寿命が短くなったりする場合が多いので、ＬＥＤが配列される基板の裏面などに上記の発光制御デバイスを配設する場合には、耐熱性や耐ノイズ性の高い発光制御デバイスを用いなければならない。しかし、その様な発光制御デバイスは比較的高価であり、コスト面で不利である。

しかしながら、ＬＥＤを線状または細帯状に配列して発光各部の発光強度などを所定の制御データに基づいて動的に制御する発光装置を構成する場合に、ＬＥＤと発光制御デバイスとを同一基板上には配設せずに、ある程度距離を離して別々の基板上に配置すると、以下の問題が表面化する。
（問題１）発光装置を構成する回路や配線などの構造が、上記の平面表示装置と同程度に非常に複雑になってしまう。
（問題２）このため、設計、製造などのコストが高くなる。
（問題３）若しくは、それらのコストを抑制するために、発光制御の自由度が低下するなどし、その結果、発光色の数や輝度などの光表示または照明の表現力に係わる機能の縮退を余儀なくされる。

本発明は、上記の課題を解決するために成されたものであり、その目的は、回路や配線などの構造が簡易であり、かつ、所望の色彩または発光強度などに関する表現の自由度が従来よりも大きな線状または細帯状の発光装置を実現することである。

上記の課題を解決するためには、以下の手段が有効である。
即ち、本発明の第１の手段は、ＬＥＤを線状または細帯状に配列して各ＬＥＤの発光強度を所定の制御データに基づいて動的に制御する発光装置において、ＬＥＤの集合から成る組が１組または複数組表面に配設された小基板を備えて１列に配列されることにより発光装置の主要部を構成する複数の発光ユニットと、外部から発光ユニットに対してシリアルに送出される制御データを入力する入力端子と、複数の発光ユニットと入力端子を全て直列に接続することにより構成された、制御データをシリアルに伝送する制御信号伝送回路とを備え、上記の小基板のＬＥＤが配設されない裏面には、同一の小基板上に配設されているＬＥＤの出力強度を上記の制御データに基づいてデジタル制御する出力強度制御手段を配設し、この出力強度制御手段をそれぞれ何れも上記の制御信号伝送回路上で互いに直列に接続することである。

ただし、ＬＥＤの集合から成る上記の各組はそれぞれ何れも、１つのＬＥＤから構成しても良いし、複数のＬＥＤから構成しても良い。
また、本発明を実施する上では、ＬＥＤの色は唯一１色でも良いし、幾つの色を用いても良いし、どんな発光色のＬＥＤを用いても良い。
また、制御データをシリアルに伝送する上記の制御信号伝送回路は、上記の出力強度制御手段の一部分を含む。即ち、その一部分と所定の配線などから上記の制御信号伝送回路は構成される。
また、同一の小基板上に配設される出力強度制御手段が複数存在する場合には、それらの出力強度制御手段は、物理的には１つのＩＣ（集積回路）で実現しても良し、また、それらの出力強度制御手段を具現する複数のＩＣを同一基板上に配置しても良い。

また、本発明の第２の手段は、上記の第１の手段において、発光色が相異なる複数のＬＥＤを設け、同一の小基板上に配設されているＬＥＤの各発光色毎にそれぞれ個別に上記の出力強度制御手段を設けることである。

また、本発明の第３の手段は、上記の第１または第２の手段において、赤色発光ＬＥＤと青色発光ＬＥＤと緑色発光ＬＥＤの集合から上記の組を構成し、この組を構成する各ＬＥＤを光の色合成が生じる様に互いに接近させて配置することである。
ただし、この第３の手段では、必ずしも３色のＬＥＤを１つのチップに形成した３原色ＬＥＤを用いなくとも良い。

また、本発明の第４の手段は、上記の第１乃至第３の何れか１つの手段において、上記の出力強度制御手段に、シリアルに伝送される上記の制御データをパラレルデータに変換するシリアルパラレル変換手段と、対応する上記の発光ユニットに対する上記のデジタル制御に必要な上記のパラレルデータを保持するシフトレジスタと、このパラレルデータに基づいてＯＮ／ＯＦＦ制御される並列に配置されたｍ個（ｍ≧２）のスイッチと、このパラレルデータを上記のシフトレジスタに保持する保持期間を規定するラッチ回路とを設けることである。
この様な出力強度制御手段は、ＩＣ（集積回路）を用いて構成することができる。

また、本発明の第５の手段は、上記の第４の手段の出力強度制御手段において、ｍ個の上記のスイッチに対してそれぞれ直列に接続されたｍ個の抵抗を設け、これらｍ個の抵抗をそれぞれ何れも互いに並列に接続することである。

また、本発明の第６の手段は、上記の第４または第５の手段において、上記の出力強度制御手段によって、上記のＬＥＤが出力する光の出力強度を２^m 段階に可変制御することである。
この光の出力強度は、最小値から最大値までの可変領域を略等間隔に２^m 段階に分割して可変制御することが望ましいが、必ずしも略等間隔に可変制御する必要はない。可変領域におけるこの間隔設定は、上記のｍの値や可視光に関する心理学的な知見に基づいて最適化することができる。

また、本発明の第７の手段は、上記の第１乃至第６の何れか１つの手段において、上記の発光ユニットをそれぞれ何れも、回路仕様及び形状仕様が共に同一規格に設計、製造することである。
以上の本発明の手段により、前記の課題を効果的、或いは合理的に解決することができる。

以上の本発明の手段によって得られる効果は以下の通りである。
即ち、本発明の第１の手段によれば、各発光ユニットの中にその発光ユニット内のＬＥＤの輝度（発光強度）を制御する出力強度制御手段が備えられる。このため、上記の発光ユニットを直列に接続するだけで、目的の発光装置の主要部を構成でき、同時に対応する発光制御デバイスもそれぞれ対応する発光ユニット内に配置することができる。したがって、発光装置の主要部が発光ユニットごとに簡潔にモジュール化され、よって、装置の回路や配線を極めて簡潔に構成することができる。

また、本発明の第１の手段に従って所望の発光装置を線状または帯状に構成する場合、前述の大型ディスプレイの場合などとは異なり、ＬＥＤの配列密度や各配線の配設密度を大幅に抑制することができる。このため、比較的安価な発光制御デバイスを用いてもそれらが、ＬＥＤからの発熱や配線の電磁誘導などの影響を受けることがない。
したがって、本発明の第１の手段によれば、目的の発光装置を線状または帯状に構成する場合に、その開発コストや製造コストを効果的に抑制することができる。

また、本発明の第１の手段によれば、個々の発光ユニットを一列に配列、連結することにより所望の発光装置が構成できるので、各発光ユニット間の連結部付近などでは、この発光装置を上下左右などの何れの方向にも自在に折り曲げることができる。したがって、本発明の第１の手段によれば、線状または帯状に形成された発光装置を曲面上或いは平面上の所望の曲線に沿って配置することが可能または容易となる。

また、本発明の第１の手段によれば、個々の発光ユニットを一列に配列、連結することにより目的の発光装置の主要部が構成できるので、例えば、上記の発光ユニットを単位としてその連結方向に所望の発光装置を任意に容易に拡張することができる。
以上の様な構造的特徴は、特に線状または帯状に発光装置を構成する場合に、非常に有効なものである。

また、本発明の第２の手段によれば、各発光色毎にそれぞれ個別に出力強度制御手段が設けられるので、各発光色毎にそれぞれ独立に輝度（発光強度）を制御することができる。このため、発光装置の色調や或いは発光各部の発光色を自在に制御することが可能となる。

また、本発明の第３の手段によれば、光の色合成が光の３原色によって任意に制御、実行できるので、殆ど全ての色を合成して出力することができる。これは、色度図上の可視領域は赤、緑、青を頂点とする３角形で概ね近似できるためである。このため、本発明の第３の手段によれば、装置の各部の発光のフルカラー制御が可能となり、よって、色や明るさの変化、点灯箇所の流れの変化、その流れの速度変化などを任意或いは複雑に表現することが可能となる。

また、本発明の第４の手段によれば、ＩＣ（集積回路）などを一部に用いて上記の出力強度制御手段を簡単にコンパクトに構成することができ、かつ、所望の発光制御を高速に実行することができる。また、上記の様なＩＣ（集積回路）としては、ＬＥＤドライバＩＣなどが公知であり、よって、それらの既製品を巧く利用して本発明の発光装置を製造することも可能である。

また、本発明の第５の手段或いは本発明の第６の手段によれば、上記の様にｍ個の抵抗をそれぞれ何れも互いに並列に接続することによって、各スイッチのＯＮ／ＯＦＦ状態に基づいて抵抗値が変化する可変抵抗を構成することができる。したがって、この抵抗値を制御することによって、対応するＬＥＤの出力強度を自在に制御することができる。
この時、例えば、そのｊ番目（１≦ｊ≦ｍ）の抵抗の値をｒ×２^j-1 （ｒは適当な抵抗値を示す定数）に設定すれば、その可変抵抗の抵抗値を、上記のスイッチングによって等間隔に２^m 段階に制御することも可能になる。
これらの場合、少ない制御ビットで幅広い発光強度を網羅的に実現することができるので、簡単な制御によって幅広い発光強度または豊富な色使いを表現可能な発光装置を構成することができる。

また、本発明の第７の手段によれば、発光ユニットの回路仕様及び形状仕様が共に同一規格に設計、製造されるので、組み立て工程で回路（発光ユニット）を連結する際に個々の発光ユニットを相互に区別する必要がなくなる。このため、組み立て工程の生産性が向上する。また、個々のＬＥＤの配置間隔を容易に統制することができる。或いは、同一形状のため、個々の発光ユニットを、例えば透光性のある略管状のハウジングの中に管口部から順次挿入して組み立てる場合などには、ハウジングの形状などを容易に設計することができる。

本発明を実施する上では、ＬＥＤの色は唯一１色でも良いし、幾つの色を用いても良いし、どんな発光色のＬＥＤを用いても良い。ＬＥＤの発光色の種類は多いほど、幅広い色表現が可能となるが、光の色合成を光の３原色を用いて制御する場合には、色度図上の可視領域は３角形で概ね近似できるので、通常は、一般のカラーテレビの場合と同様に、３原色あれば十分だと考えられる。

以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。
ただし、本発明の実施形態は、以下に示す個々の実施例に限定されるものではない。

図１に、本実施例１の発光装置１０００の論理的な構成を示す。本発光装置１０００の電気回路は、図示するパソコンＺ、回路本体１２０及びこれらを繋ぐ配線から構成されている。回路本体１２０は発光ユニット１２１を一列に連結接続したものであり、その一端はターミナルＴから構成されており、反対側の一端はパソコンＺに接続されている。
図中の各接続端子ｔｋ（１≦ｋ≦６）は、それぞれ以下の様に用途が特定されて使用されている。

（接続端子の用途）
ｔ１ ： ＧＮＤ（接地用）
ｔ２ ： ＣＬＯＣＫ（クロック信号伝送用）
ｔ３ ： ＬＡＴＣＨ（ラッチ制御信号伝送用）
ｔ４ ： ＤＡＴＡ（３原色制御信号配信用）
ｔ５ ： ５Ｖ（５Ｖ直流電位供給用）
ｔ６ ： １７Ｖ（１７Ｖ直流電位供給用）
特に、接続端子ｔ４によって直列に繋がれた図中の太線部分（ｙ）は、ＬＥＤの発光制御、即ち、発光強度及び発光色に係わる制御データをパソコンＺ（中央制御手段）からシリアルに伝送する制御信号伝送回路ｙを各発光ユニット１２１と共に構成している。

図２−Ａ，−Ｂ，−Ｃは、それぞれ発光ユニット１２１の平面図（上面）、側面図、及び平面図（底面）である。基板Ｂの前面部Ｂｃは平らに形成されており、この面は左右の各側壁面（側面部Ｂｄ、Ｂｄ）とは、それぞれ何れも直交している。各発光ユニット１２１の表側（表面Ｂａ）には、３原色ＬＥＤ１２１ａが中央に前後方向に１次元配列させて４つ等間隔に配設されている。
また、基板Ｂの裏面Ｂｂには、３つのモージュールＩＣ１２１ｂが等間隔に配設されている。この３つのモージュールＩＣ１２１ｂは、後で詳しく説明する様に、同一基板Ｂ上の４つの３原色ＬＥＤ１２１ａの個々の発光色や輝度を制御する。

発光ユニット１２１の基板Ｂには何れもそれぞれ１２個の穴Ｂｈが空けられており、この１２個の穴Ｂｈが図１の各接続端子ｔｋ（１≦ｋ≦６）にそれぞれ対応する。そして、後から詳しく言及する様に、所定の色で区分された各ハーネスがこれらの各穴Ｂｈに半田で接続される。また、各ハーネスは何れも基板Ｂの３原色ＬＥＤ１２１ａが配設されない裏面Ｂｂ側を通る様に接続配線される。

なお、符号１２１ｃは、基板Ｂの裏面に搭載すべきの各所要の抵抗やコンデンサの配設領域を示している。また、基板Ｂの表面Ｂａ上や裏面Ｂｂ上には、必要な金属配線を実現する図略の金属層が形成されている。また、基板Ｂの内部には、給電層や接地層（ＧＮＤ層）などの金属層が形成されている。これらの金属層は、上記の各３原色ＬＥＤ１２１ａやモージュールＩＣ１２１ｂや抵抗やハーネスなどをそれぞれ適切に接続する。

図３に発光ユニット１２１の論理的な構成を示す。ここで、制御信号伝送回路ｙは、青色系の発光駆動単位ＸＢ、赤色系の発光駆動単位ＸＲ、及び緑色系の発光駆動単位ＸＧのそれぞれの各一部分と図中に太線で示す配線（上記の金属層の何れか）から形成されており、各接続端子ｔ４、ｔ４で入出力端子がそれぞれ形成されている。言い換えれば、各発光駆動単位ＸＢ，ＸＲ，ＸＧの３つの回路は、発光ユニット１２１の上の制御信号伝送回路ｙ上に３つ直列に接続されている。これらの各発光駆動単位ＸＢ，ＸＲ，ＸＧは、論理的には略相似に構成される。

図４は、発光ユニット１２１の一部を構成する上記の発光駆動単位ＸＢの回路図である。図中のＬＥＤ１Ｂ，ＬＥＤ２Ｂ，ＬＥＤ３Ｂ，ＬＥＤ４Ｂは、図２−Ａ，−Ｂに図示する４つの３原色ＬＥＤ１２１ａ上にそれぞれ配設されている各青色発光のＬＥＤを示している。即ち、これらのＬＥＤは各色別に分けて同色の４つが直列に接続されて、それぞれ各色毎に駆動制御される。

モジュールＩＣ１２１ｂは、周知のＬＥＤドライバＩＣを用いて構成することができる。図５には、発光駆動単位ＸＢの一部を構成するモジュールＩＣ１２１ｂの平面図を、また図６には、このモジュールＩＣ１２１ｂの機能概要を表すブロック図とその真理値表をそれぞれ示す。図５の各端子番号１〜１６は、図４に示すモジュールＩＣ１２１ｂの各端子番号１〜１６と一致する。
以下、モジュールＩＣ１２１ｂの各端子の機能を端子番号順に説明する。

（各端子の機能説明）
１ ： 制御系とパワー系の共通のグランド端子
２ ： シフトレジスタに送るシリアルデータ（制御データ）の入力端子
３ ： クロック信号入力端子
４ ： ラッチ信号入力端子
５〜１２ ： ドライバ出力端子
１３ ： 出力イネーブル用端子
１４ ： シフトレジスタを通ったシリアルデータ（制御データ）の出力端子
１５ ： 出力電流の設定抵抗を接続する端子
１６ ： ＩＣの５Ｖ系電源電圧供給端子

図６のブロック図では、クロック信号入力端子（ＣＬＯＣＫ）に対して８連並列に接続されている下段の回路群が、８ビットのシフトレジスタを中心とするシリアルパラレル変換回路に相当する。また、ラッチ信号入力端子（上記の端子４）に対して８連並列に接続されている中段の回路群が、８ビットデータ（制御データ）を保持するラッチ回路に相当する。そして、ラッチ回路上に保持される制御データを用いて、図４の各抵抗Ｒ１０〜Ｒ１７に流れる各電流の量をそれぞれ自在に制御することができる。

即ち、互いに並列接続された抵抗Ｒ１０〜Ｒ１７から可変の合成抵抗を構成することができ、かつ、これらの抵抗Ｒｊ（１０≦ｊ≦１７）は、それぞれ概ね次式（１）を満たすので、２⁸ 通りの輝度（発光時の出力強度）を略等間隔に制御することができる。
（抵抗Ｒｊの値）
Ｒｊ＝ｒ×２^(j-17)，
ｒ＝５１［ｋΩ］ …（１）
ただし、本式（１）の定数ｒの具体的な値は、用いるＬＥＤの性能（最大輝度）などによって最適化すれば良く、ＬＥＤの各発光色毎にそれぞれ最適値が存在する。

以下、本実施例１における出力強度制御手段（モージュールＩＣ１２１ｂ）によって実行される出力強度制御の制御方式について、より具体的に説明する。
図３の制御信号伝送回路ｙ上で上記の制御データは、上記のシリアルパラレル変換回路の作用に基づいて、１クロック毎に１ビットずつシリアルに伝送される。そして、シリアルパラレル変換回路上のシフトレジスタから上記のラッチ回路に周期的に転送されて保持される１バイトデータ（上記の制御データ）により、ＬＥＤの輝度が２５６段階に制御される。この制御は、図３の構成からも判る様に、赤、緑、青の各発光駆動単位（ＸＢ，ＸＲ，ＸＧ）でそれぞれ独立に実施される。各制御データ（８ビットデータ）は、図４及び図６に示す様に個々の抵抗に直列に接続された８つのスイッチのＯＮ／ＯＦＦ信号として用いられるので、互いに並列接続された図４の８個の抵抗（Ｒ１０〜Ｒ１７）の合成抵抗の値は自在に制御することができる。即ち、図３の発光ユニット１２１から出力される光の色は、光の３原色が合成される結果、前記の式（１）に基づいて２²⁴通りに自在に制御される。

これらの動作を実現する上記のモジュールＩＣ１２１ｂは、例えば、次の様な構造または動作上の特徴を有する。
（ａ）端子１５（Ｒ−ＥＸＴ）と端子１（ＧＮＤ）との間に適当な外付け抵抗（図４のＲ７）を接続して、出力電流（ＬＥＤ駆動電流）を最適化することができる。
（ｂ）クロック信号の立ち上がりエッジでシフトレジスタはデータをシフトする。
（ｃ）端子４（ラッチ信号入力端子）から入力されるラッチ信号は、シフトレジスタ上のシリアルデータ（制御データ）をラッチ回路へ転送するタイミングを制御する。
（ｄ）図６の真理値表では、Ｄ_n ＝”Ｈ”レベルのときＯＵＴ０〜７はオンし、Ｄ_n ＝”Ｌ”レベルのときＯＵＴ０〜７はオフする。

図１、図３及び図４に示した様に、全てのモージュールＩＣ１２１ｂは、制御信号伝送回路ｙ上で直列に接続されており、各発光ユニット１２１の発光色を規定するそれぞれの制御データ（上記の１バイト情報）は、パソコンＺの制御データ出力端子であるパソコンＺの接続端子ｔ４から１クロック当たり１ビットずつシリアル転送される。

また、上記のラッチ信号は、０．０１秒周期でパルス出力され、ラッチ回路上の制御データ（該当バイト）を書き換えるタイミング、即ち、シフトレジスタからラッチ回路上に制御データを転送するタイミングを制御する。これにより、ラッチ回路上の制御データは０．０１秒毎に周期的に書き換えられ、よって、０．０１秒毎に本発光装置１００の各基板Ｂの各発光色が変化する。
したがって、毎回０．０１秒毎にシリアル転送する毎秒１８０００バイト（６０基板×３原色×１００）の制御データを適当にプログラムすることにより、１列の所望のフルカラー電飾（発光サイン）を設計することができる。制御データ、ラッチ信号、クロック信号などは、勿論図１のパソコンＺ（中央制御手段）から出力する。

この時、パソコンＺから出力すべきシリアルデータ（制御データ）は、上記の通り毎秒１８０００バイト（１４４０００ビット）であるから、パソコンＺ及び各モージュールＩＣ１２１ｂは、それぞれ何れも１４４ｋＨｚ以上の動作周波数を持つ必要があるが、現在一般に普及しているモジュールＩＣ（ＬＥＤドライバＩＣ）の中には、５〜１５ＭＨｚの動作周波数を有するものも多く、よって、周知のＬＥＤドライバＩＣを用いることにより、以上の様な動作条件は十分容易に満たすことができる。

図７に、図１の回路本体１２０における各発光ユニット間の配線形態を示す。この回路図は、上記の各ハーネスの接続関係を明らかにするものである。各発光ユニット１２１を表す各ブロックの下側には、ユニット番号（通し番号：＃１〜＃６０）が付してある。また、このブロック中の白丸印は、各発光ユニット１２１が有する上記の基板Ｂ（図２−Ａ，−Ｃ）に設けられている各穴Ｂｈを示している。
これらの各穴Ｂｈには、モージュールＩＣ１２１ｂの各端子の機能にそれぞれ対応させて、本図７に図示する様に次の何れか１つの属性（用途）がそれぞれ与えられている。

（各穴Ｂｈの属性）
（１）ＧＮＤ ： グランド（接地用）
（２）ＣＬＯＣＫ ： クロック信号伝送用
（３）ＬＡＴＣＨ ： ラッチ制御信号伝送用
（４）ＤＡＴＡ ： ３原色制御信号配信用
（５）５Ｖ ： ５Ｖ直流電位供給用
（６）１７Ｖ ： １７Ｖ直流電位供給用

また、ハーネスＨの添え字ｊは、ハーネスの色区分を示す番号であり、以下の様に規定されている。
（ハーネスの色区分ｊ）
Ｈ１ ： 黒色ハーネス
Ｈ２ ： 茶色ハーネス
Ｈ３ ： 黄色ハーネス
Ｈ４ ： 青色ハーネス
Ｈ５ ： 赤色ハーネス
Ｈ６ ： 橙色ハーネス
これらのハーネスの色は、本図５に図示する様に上記の各穴Ｂｈの属性（用途）に対して概ね１対１に対応させて使用されており、この配線によって、図１の連結構成が実現されている。

本図７の回路本体１２０の前方先端には、２個のレジスタｒ１，ｒ２を備えたターミナルＴが設けられており、反対側の最後尾には、コネクタＣＮ１及びコネクタＣＮ２が接続されている。コネクタＣＮ１は、図１のパソコンＺに接続するための入力端子であり、パソコンＺはこの入力端子（コネクタＣＮ１の接続端子ｔ４）に対して所定の制御データをシリアルに送出する。また、コネクタＣＮ２は、図１のパソコンＺに接続しても良いし、所定の１７Ｖ直流電源に接続しても良い。

また、図７中のコネクタＣＮ１から出ている配線は、ユニット番号２１（＃２１）〜ユニット番号４０（＃４０）、及びユニット番号４１（＃４１）〜ユニット番号６０（＃６０）の２組の各発光ユニット１２１に対して直接（３組並列に）１７Ｖ直流電位を供給するためのものである。この様に、１７Ｖ直流電位供給用の電力供給配線が３組に分割されているのは、発光ユニット１２１に対して２０個１組ずつに、それぞれ安定したＬＥＤ駆動電力を供給するためである。

以上の様な構成に従えば、各発光ユニット１２１の発光色や輝度を自在に高速に安定に制御することができる。また、モジュールＩＣ１２１ｂを基板Ｂの裏面Ｂｂに配設しても、各モジュールＩＣ１２１ｂはＬＥＤからの発熱やハーネスからの電磁誘導の作用を受けない。これは、本実施例１の様に各ＬＥＤやハーネスを配置すれば、ＬＥＤの配列密度やハーネスの配線密度を平面画像表示装置の場合よりも遥かに低く抑制することができるためである。また、この様に、発光ユニット１２１を簡潔な形にモジュール化することにより、発光装置１０００の開発コストや製造コストを効果的に抑制することができる。

図８−Ａ，−Ｂに、図１の発光装置１０００の一部である回路本体１２０の平面図と側面図をそれぞれ示す。この回路本体１２０は、先に図７を用いて詳しく説明した様に、発光ユニット１２１を合計６０個直列に芋づる式に連結したものである。ただし、その連結体（回路本体１２０）における途中の発光ユニット１２１の図示は省略されている。発光ユニット１２１の基板Ｂは、図示する面が表側（図２の表面Ｂａ）である。
発光ユニット１２１とターミナルＴの各基板は、何れもそれぞれその後方に後方凸部（Ｂｅ，Ｔｅ）を有する。例えば、基板Ｂは左右対称の５角形に形成されており、後方の中央には約１４０°の鈍角が形成されている。ターミナルＴについても同様に、後方凸部Ｔｅが形成されている。

図９は、回路本体１２０をハウジング１１０に挿入することにより形成された発光体１００の平面図である。この発光体１００は、略管状のハウジング１１０の内部に、図１、図８−Ａ，−Ｂの回路本体１２０の一部分を本図９のハウジング１１０の管口部１１０ｅから順次挿入して組み立てたものである。
各基板に設けられた各後方凸部（Ｂｅ，Ｔｅ）は、図９の状態に組み立てられた際には、何れも後続の各基板の前面部に当接し、これによって、基板の後方凸部とその後続の基板の前面部との間には隙間ρが形成される。そして、この隙間ρの設置によって、発光体１００は、柔軟性を有するハウジング１１０ごと上下及び左右に自在に曲げることができる。

図１０に発光装置１０００の実装形態を例示する。本図１０は、図９における断面αの断面形状を示すものである。本図１０の面βは、発光体１００に対する被実装体の実装面を表している。キャップ１１１は、出力光に対するレンズまたはフィルターの働きと、保護カバーの働きとを兼ねている。このキャップ１１１を固定するために、ハウジング１１０の外側の側壁面上には、嵌合溝１１０ｂが形成されている。

曲頂部１１０ａは、ハウジング１１０の中心軸方向（前後方向）に延びて、所謂蒲鉾型の屋根の上面を形成している。断面形状がＵ字形の案内溝１１０ｃは、ハウジング１１０の中心軸方向（前後方向）に延びており、発光ユニット１２１をハウジング１１０の管口部１１０ｅから順次挿入する際に、各基板Ｂの左右の各側壁面（側面部Ｂｄ、Ｂｄ）を平行に潤滑に案内する。この案内溝１１０ｃには、発光ユニット１２１の挿入を容易とするために予め潤滑剤が塗布されている。

スリット１１０ｄは、ハウジング１１０の底部１１０ｆの中央に前後方向に形成されており、上記の発光ユニット１２１の挿入作業を実行する際に、左右に若干押し開かれることにより、この挿入作業を容易にする。
両面テープ１１２は、実装面βに発光体１００を固定すると同時に、スリット１１０ｄの開口を防止して固定する作用も奏する。ハウジング１１０は十分な柔軟性を有するため上下左右の何れの方向にも曲げることができるので、上記の実装面βは必ずしも平面である必要はない。したがって、例えば、流線形を有する車両の車体等に配設することも容易である。

以上の様にして構成される発光体１００では、図１からも判る様に、ハウジング１１０が柔軟性を有しかつ、各基板間に左右略均等に隙間ρが良好に形成されるので、多数の３原色ＬＥＤ１２１ａに一定の指向性を与えつつ、それぞれ所望の配置間隔で曲線状に安定させて１次元配列することが容易である。

〔その他の変形例〕
本発明の実施形態は、上記の形態に限定されるものではなく、その他にも以下に例示される様な変形を行っても良い。この様な変形や応用によっても、本発明の作用に基づいて本発明の効果を得ることができる。
（変形例１）
例えば、上記の実施例１では、発光ユニットの連結形態は分岐のない一次元配置としたが、発光ユニットに関する上記の一次元配置においては、分岐点が有っても良い。上記の実施例１の発光体１００に分岐点を設けた場合、上記の３原色制御方式に従えば、その分岐点以降、即ち、その分岐点から個々の枝先のターミナルＴに向うまでの間の各発光ユニットでは、どちらの枝上でも同じ発光パターンを示す結果となる。しかしながら、この様な場合においても、本発明の手段に基づいて本発明の作用や本発明の効果を得ることができる。

本発明の発光装置は、電飾（イルミネーション）、信号表示、情報表示、或いは、照明などに大いに有用なものである。したがって、本発明の発光装置は、車両、船舶、航空機、家屋、ビル、道路、鉄道、駅、踏み切り、高架、屋内ステージ、野外ステージ、地下街、店舗などの任意の場所に、配設して用いることができる。

発光装置１０００の論理的な構成を示すブロック図 発光ユニット１２１の平面図（上面） 発光ユニット１２１の側面図 発光ユニット１２１の平面図（底面） 発光ユニット１２１の論理的な構成を示すブロック図 発光ユニット１２１の一部を構成する発光駆動単位ＸＢの回路図 発光駆動単位ＸＢの一部を構成するモジュールＩＣ１２１ｂの平面図 モジュールＩＣ１２１ｂの機能概要を表すブロック図 回路本体１２０における各発光ユニット間の配線形態を示す配線図 回路本体１２０の平面図 回路本体１２０の側面図 回路本体１２０が挿入されたハウジング１１０の平面図 発光装置１０００の実装形態を例示する断面図

符号の説明

１０００： 発光装置
１００ ： 発光体
１１０ ： ハウジング
１１０ａ： 曲頂部
１１０ｂ： 嵌合溝
１１０ｃ： 案内溝
１１０ｄ： スリット
１１０ｅ： 管口部
１１１ ： キャップ
１１２ ： 両面テープ
１２０ ： 回路本体
１２１ ： 発光ユニット
１２１ａ： ３原色ＬＥＤ
１２１ｂ： モジュールＩＣ

Ｂ ： 基板
Ｂａ ： 基板Ｂの上面（表）
Ｂｂ ： 基板Ｂの裏面
Ｂｃ ： 基板Ｂの前面部
Ｂｄ ： 基板Ｂの側面部
Ｂｅ ： 基板Ｂの後方凸部
Ｂｈ ： 穴
Ｈ ： ハーネス
Ｈｊ ： ハーネス（ｊは色区分番号）
ＣＮｍ ： コネクタ（ｍ＝１，２）
Ｔ ： ターミナル
Ｚ ： パソコン
ｔｋ ： 接続端子（１≦ｋ≦６）
ＸＢ ： 発光駆動単位（青色系）
ＸＲ ： 発光駆動単位（赤色系）
ＸＧ ： 発光駆動単位（緑色系）

Claims (7)

1. ＬＥＤを線状または細帯状に配列して、各ＬＥＤの発光強度を所定の制御データに基づいて動的に制御する発光装置であって、
   前記ＬＥＤの集合から成る組が１組または複数組表面に配設された小基板を備え、１列に配列されることにより前記発光装置の主要部を構成する複数の発光ユニットと、
   外部から前記発光ユニットに対してシリアルに送出される前記制御データを入力する入力端子と、
   複数の前記発光ユニットと前記入力端子を全て直列に接続することにより構成された、前記制御データをシリアルに伝送する制御信号伝送回路と
   を有し、
   前記小基板の前記ＬＥＤが配設されない裏面には、
   同一の前記小基板上に配設されている前記ＬＥＤの出力強度を前記制御データに基づいてデジタル制御する出力強度制御手段が配設され、
   前記出力強度制御手段はそれぞれ何れも、
   前記制御信号伝送回路上で互いに直列に接続されている
   ことを特徴とする発光装置。
2. 発光色が相異なる複数のＬＥＤを有し、
   前記出力強度制御手段は、
   同一の前記小基板上に配設されている前記ＬＥＤの各発光色毎にそれぞれ個別に設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
3. 前記組は、
   赤色発光ＬＥＤと青色発光ＬＥＤと緑色発光ＬＥＤの集合からなり、
   前記組を構成する各ＬＥＤは、
   光の色合成が生じる様に互いに接近させて配置されている
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の発光装置。
4. 前記出力強度制御手段は、
   シリアルに伝送される前記制御データをパラレルデータに変換するシリアルパラレル変換手段と、
   対応する前記発光ユニットに対する前記デジタル制御に必要な前記パラレルデータを保持するシフトレジスタと、
   前記パラレルデータに基づいてＯＮ／ＯＦＦ制御される、並列に配置されたｍ個（ｍ≧２）のスイッチと、
   前記パラレルデータを前記シフトレジスタに保持する保持期間を規定するラッチ回路とを有する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の発光装置。
5. 前記出力強度制御手段は、
   ｍ個の前記スイッチに対してそれぞれ直列に接続されたｍ個の抵抗を有し、
   ｍ個の前記抵抗は、
   それぞれ何れも互いに並列に接続されている
   ことを特徴とする請求項４に記載の発光装置。
6. 前記出力強度制御手段は、
   前記ＬＥＤが出力する光の出力強度を２^m 段階に可変制御する
   ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の発光装置。
7. 前記発光ユニットはそれぞれ何れも、
   回路仕様、形状仕様ともに同一規格に設計、製造されている
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の発光装置。