JP2020027748A - 照明ユニットおよび照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＥＤの数や電気接続関係の変更に容易に対応でき、ＬＥＤを安定して支持でき、かつ多彩な発光パターンを様々な方位から視認できるようにする。【解決手段】照明ユニットＵは、導電性を有する一方向に長い支持部材１と、この支持部材１の長さ方向における複数の位置に支持される複数個のリード付きのＬＥＤ２とを備える。各ＬＥＤ２は、カソード側のリード２ｃが支持部材１に通電可能に固定される一方、アノード側のリード２ａは支持部材１から物理的かつ電気的に離されると共にそれぞれ個別のリード線４に接続される。各リード線４はユニットＵの外部にある制御装置に電気接続され、支持部材１もリード線５を介してまたは直接に制御装置に電気接続される。制御装置は少なくともリード線４が接続される導電ラインに対する供給電圧を切り替えることによって、各ＬＥＤ２の点灯・消灯動作を制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、複数個のＬＥＤを含む照明ユニット、およびこの照明ユニットを１または複数個と各ＬＥＤの発光動作を制御する制御装置とを備える照明装置に関する。

複数個のＬＥＤを光源とする一般的な照明装置は、配線パターンが形成された基板に各ＬＥＤを実装した構成のもので、この基板を外部の電源に接続することによって各ＬＥＤを通電させている。たとえば特許文献１，２には、長さ方向が複数の領域に分けられた帯状の基板の各領域にそれぞれ領域毎に異なる色彩光を発するＬＥＤを設けると共に、当該基板を透光性を有するカバーに収容してそのカバーごと起立させるように構成した照明装置が開示されている。

また特許文献３には、複数のＬＥＤ群が一定ピッチで設けられると共にシフトレジスタやラッチ回路を含む駆動制御回路が搭載された構成の帯状基板を１つの照明用ユニットとして、複数のユニットを所定の形状に並べてシステムコントローラに直列に接続することによって、様々な発光パターンをユニットの並び方向に流れるように動かすことを可能にした装飾用の照明装置が開示されている。

特開２００１−１０１９０３号公報 特開２０１４−１１２５６４号公報 特許第４０８３２７７号公報

各特許文献に例示されているような、基板にあらかじめ形成された配線パターンにＬＥＤを接続するタイプの照明装置では、ＬＥＤの数を増やしたり、各ＬＥＤの間の電気接続関係を変更するためには基板の構成も変更する必要があり、照明装置の種類を増やすことが困難である。

装飾用の照明については、多数のＬＥＤを基板に２次元状に配置し、各ＬＥＤの点灯動作を個別に制御できる構成の照明装置を用いることによって、発光パターンの種類や変化の方向・速度などを自由に変更して興趣を高めることができる。しかし、この照明装置で提示できるのは面発光のパターンのみであり、発光パターンを視認できる方向が限定されてしまう。

これらの問題に鑑み、本発明は、ＬＥＤの数や電気接続関係の変更に容易に対応でき、ＬＥＤを安定して支持することができ、かつ多彩な発光パターンを様々な方位から視認することが可能な照明ユニットを提供することを課題とする。さらに本発明は、この照明ユニットを用いて、様々な形態の発光体を形成してバリエーションに富んだ発光パターンを提示することが可能な照明装置を提供することを課題とする。

本発明による照明ユニットは、導電性を有する金属より成る一方向に長い支持部材と、この支持部材の長さ方向における複数の位置にそれぞれ支持される複数個のリード付きのＬＥＤとを備える。支持部材にはアノードおよびカソードのいずれか一方が対応づけられ、各ＬＥＤの支持部材に対応する電極のリードが支持部材に通電可能に固定される。一方、各ＬＥＤの支持部材に対応しない電極のリードは当該支持部材から物理的かつ電気的に離されると共にそれぞれ個別の電気接続線に接続される。

上記の構成によれば、金属製の支持部材を当該支持部材に対応する電極用の電圧がかかった外部電極に接続し、各ＬＥＤの一方のリードに接続される電気接続線をこれらのリードに対応する電極用の電圧がかかった外部電極に接続することによって、各ＬＥＤを通電させ、発光させることができる。

上記の照明ユニットは、支持部材に対応する電極用の電圧がかけられる少なくとも１本の第１導電ラインと、支持部材に対応しない電極用の電圧がかけられる複数の第２導電ラインと、後者の電圧に対する各第２導電ラインの接続と非接続とを第２導電ライン毎に切り替える制御部とが設けられた制御装置に電気接続される。

上記の制御装置において、各ＬＥＤの支持部材に対応しない電極のリードに接続された電気接続線を互いに異なる第２導電ラインに電気接続すれば、各ＬＥＤの点灯・消灯動作をＬＥＤ毎に個別に制御することが可能になる。一方、各電気接続線をＬＥＤの数より少ない複数のグループに分けてグループ毎に異なる第２導電ラインに電気接続することもできる。この場合、点灯・消灯の動作はグループ単位で切り替えられるが、各グループに入れるＬＥＤの内訳は自由に選択することができる。

制御装置には複数の照明ユニットを接続することもできる。各々の照明ユニットと制御装置との関係は単体で接続される場合と同様であるが、各照明ユニットの支持部材に同種の電極を対応づける必要がある。各ＬＥＤからの電気接続線を接続する第２導電ラインは自由に選択することができ、どのように接続するかによって、同時に点灯可能なＬＥＤの組み合わせなどの発光動作の態様を変動させることができる。

さらに、各照明ユニットのＬＥＤの数を統一し、制御装置に照明ユニットと同数以上の第１導電ラインと、１つの照明ユニットに含まれるＬＥＤの数と同数以上の第２導電ラインとを設け、各照明ユニットの支持部材を互いに異なる第１導電ラインに接続し、各ＬＥＤに接続された電気接続線をそれぞれ異なる照明ユニットから出たものを１つずつ組み合わせることにより成る複数のグループに分けてグループ毎に異なる第２導電ラインに接続してもよい。この構成の制御装置に、支持部材に対応する電極用の電圧および支持部材に対応しない電極用の電圧に対する第１導電ラインおよび第２導電ラインの接続と非接続とを導電ライン毎に個別に切り替える機能を設定すれば、個々のＬＥＤの点灯・消灯の動作をより細かく制御することが可能になる。

上記の照明ユニットの支持部材へのＬＥＤのリードの固定は、その固定や両者間の通電を安定させることができるものであれば、特に手段を問わないが、外観の美観を確保できるものが望ましい。本発明の一実施形態では、支持部材の長さ方向における複数の位置のそれぞれに、ＬＥＤのリードを挿入することが可能な大きさの穴が形成され、各ＬＥＤの支持部材に対応する電極用のリードがそれぞれ個別の穴から支持部材の内部に挿入され、挿入された穴の内縁部または外縁部に塗布された導電性接着材料（ハンダ、導電性ペーストなど）によって支持部材に固定される。

支持部材が空洞部を有しない棒状体であれば、上記の穴を支持部材の厚み部分を貫通するように形成し、この穴の全長にわたる範囲に上記のリードを挿入し、当該穴の両端の少なくとも一方の内縁部または外縁部に導電性接着材料を塗布してリードを支持部材に固定することができる。

一方、支持部材が内部が空洞の棒状体であれば、当該支持部材の長さ方向に沿って並ぶ複数の位置のそれぞれにＬＥＤのリードを挿入することが可能な大きさを有する一対の穴を空洞部を挟んで相対する関係をもたせて形成し、この一対の穴の間にＬＥＤの支持部材に対応する端子のリードを架け渡し、一対の穴の少なくとも一方の内縁部または外縁部に導電性接着材料を塗布してリードを支持部材に固定してもよい。

上記照明ユニットに多色発光型のＬＥＤを導入する場合には、当該ＬＥＤに組み込まれる複数の発光素子における共通端子に対応する電極が支持部材に対応づけられ、各発光素子の共通端子以外の端子のリードにそれぞれ個別の電気接続線が接続される。この構成においては、同じＬＥＤの異なるリードに接続されている電気接続線をそれぞれ異なる第２導電ラインに接続する必要があるが、それ以外の第２導電ラインに対する各ＬＥＤの接続の関係は自由に選択することができる。

本発明の照明ユニットには、支持部材および支持部材により支持されるＬＥＤを保護するためのケースを含めることができる。このケースは、少なくとも各ＬＥＤが支持される範囲が全周にわたって透光性を有し、各ＬＥＤに接続された電気接続線を外部に引き出すための開口部を備える。開口部はケースの壁部に設けても良いし、ケースの一端面に設けることもできる。

さらに、各ＬＥＤを支持する支持部材にも１本の電気接続線を接続し、この電気接続線を開口部からケースの外部に引き出すことによって、前出の第１導電ラインに支持部材を電気接続することができる。ただし、これに限らず、支持部材の一端部をケースの一端面より外に突出させて、その突出部分を第１導電ラインに電気接続してもよい。

本発明の照明ユニットでは、複数のリード付きのＬＥＤを支持する金属製の支持部材にアノードまたはカソードの中継用の電極としての機能を持たせ、この支持部材に対応する電極のリードのみを支持部材に固定して当該支持部材を介して外部の導電ラインに電気接続可能とし、他方のリードも個別の電気接続線を介して外部の導電ラインに電気接続可能としたので、後者のリードの電気接続線を全て個別の導電ラインに電気接続、あるいは複数本のグループ単位で電気接続する導電ラインを分けるなど、互いの接続関係を自由に選択して各ＬＥＤの点灯・消灯の動作の態様を変更することができる。よって、同一構成の照明ユニットを用いて点灯・消灯の動作の態様が異なる複数種の照明装置を製作することができ、照明装置の種類を豊富にすることができる。また金属製の支持部材によって、各ＬＥＤを安定して支持することができる。

また、制御装置に組み込まれる導電パターンの数にある程度の余裕を持たせておけば、ＬＥＤの数が異なる複数種の照明ユニットに同じ構成の制御装置を組み合わせることができ、照明ユニットの数を増やしたいときにも、制御装置の構成を変更せずに対応することが可能になる。照明ユニットは所望の向きに配置することができるので、複数の照明ユニットを組み合わせることによって、様々な形態の発光体を形成することができる。

本発明が適用された照明ユニットの第１の構成例を模式的に示した斜視図および当該照明ユニットの主要部分の断面図である。 本発明が適用された照明ユニットの第２の構成例を模式的に示した斜視図および当該照明ユニットの主要部分の断面図である。 本発明が適用された照明ユニットの第３の構成例を模式的に示した斜視図および当該照明ユニットの主要部分の断面図である。 本発明が適用された照明ユニットの第４の構成例を模式的に示した斜視図および当該照明ユニットの主要部分の断面図である。 複数の照明ユニットを配列した第１の例を示す図である。 複数の照明ユニットを配列した第２の例を示す図である。 複数の照明ユニットを配列した第３の例を示す図である。 複数の照明ユニットを柱の壁面に沿って配列した例を示す図である。 複数の照明ユニットを一連に連なるように配列した例を示す図である。 制御装置の電気構成および照明ユニットと制御装置との電気接続関係の第１例を表した回路図である。 制御装置の電気構成および照明ユニットと制御装置との電気接続関係の第２例を表した回路図である。 制御装置の電気構成および照明ユニットと制御装置との電気接続関係の第３例を表した回路図である。 図１２に示した各導電ラインの電位と各照明ユニットのＬＥＤの点灯・消灯の関係を表した表である。 ２個の発光素子を有するＬＥＤを用いた照明ユニットの構成例を模式的に示した斜視図および当該照明ユニットの主要部分の断面図である。

図１は、本発明が適用された照明ユニットＵの構成例を模式的な斜視図（Ａ）および主要部分の断面図（Ｂ）により表したものである。この照明ユニットＵは、直径２〜３ｍｍの銅製または真鍮製のパイプ材より成る支持部材１と、この支持部材１の長さ方向における複数位置にそれぞれ支持される複数個のＬＥＤ２と、これらを取り囲む円柱状のケース３とを備える。ケース３は透明な樹脂またはガラスを材料とするもので、図中の下端面が開放され、その開放側の端部に後述する制御装置Ｓが内蔵されたキャップ部材（図示省略）が装着される。なお、ケース３を含む照明ユニットＵ全体の直径は２ｃｍ前後である。

以下では起立姿勢を標準の姿勢として、照明ユニットＵの長さ方向を高さ方向とし、ユニットＵ内の位置関係を「上」「下」の語で表すことにする。
この実施例の照明ユニットＵに使用されるＬＥＤ２は、２本のリード２ａ，２ｃを備える砲弾型のＬＥＤ（単色発光タイプ）である。支持部材１の各ＬＥＤ２が支持される位置（３箇所）には、それぞれ空洞部を挟んで対向する一対の穴１０，１１が形成され、この穴１０，１１の組み合わせにＬＥＤ２のカソード側のリード２ｃが先端部を支持部材１の外に突出させた状態にして架け渡される。リード２ｃの先端部が突出した穴１１の外縁部にはハンダ１２が塗布され、このハンダ１２によってリード２ｃは支持部材１に通電可能に固定される。なお、穴１０，１１の直径は１ｍｍ前後である。また、リード２ｃのハンダ１２より外に突出した先端部分は、ハンダ付け後に切断してもよい。

ＬＥＤ２のアノード側のリード２ａは支持部材１から離れて宙に浮いているが、こちらのリード２ａにはハンダ１３を介してリード線４が接続される。また支持部材１の下端部にもハンダ１４を介して一本のリード線５が接続される。これらのリード線４，５は、ケース３の開放端面から外部に引き出されて制御装置Ｓに電気接続される。

図２〜４は照明ユニットＵの他の構成例を、図１と同様の模式的な斜視図（各図の（Ａ））および主要部分の断面図（各図の（Ｂ））により表したものである。煩雑になるのを防ぐため、図１に対応する構成を図１と同じ符号により表すことにする。

図２〜４の実施例でも、カソード側のリード２ｃのみが支持部材１に固定され、アノード側のリード２ａは宙を浮いた状態にされてリード線４が接続される。支持部材１にもリード線５が接続され、各リード線４，５がケース３の開放端面から外部に引き出されて制御装置Ｓに電気接続される。
以下、各実施例の第１の実施例と異なる点について説明する。

図２の実施例の支持部材１は空洞部がない円柱状の棒状体であって、複数の高さ位置にリード２ｃを挿入して支えることが可能な長さを持つ穴１５（直径１ｍｍ前後の貫通していない穴）が形成され、これらの穴１５の全長にわたってＬＥＤ２のカソード側のリード２ｃが挿入される。挿入されたリード２ｃは穴１５の外縁部に塗布されたハンダ１２により支持部材１に通電可能に固定される。

図３の実施例の支持部材１は角筒型であって、３箇所に第１実施例と同様の一対の穴１０，１１が設けられ、これらの穴１０，１１の間にＬＥＤ２のカソード側のリード２ｃが先端部を支持部材１から突出させた状態にして架け渡される。架け渡されたリード２ｃは先端部の側の穴１１の外縁部に塗布されたハンダ１２によって支持部材１に通電可能に固定される。

なお、図２の実施例においては、各穴１５を支持部材１を貫通する長さにして、図１の例と同様に、リード２ｃの先端部を支持部材１から突出させた状態、または穴１５の発光部とは反対側の開口端縁ぎりぎりまで挿入した状態にして支持部材１に固定してもよい。また図３の支持部材１を空洞部のない角柱として、この支持部材１に貫通しない穴を設ければ、図２に示したのと同じ手法でＬＥＤ２を固定することができる。

図４の実施例では、角柱型の支持部材１の外周にＬＥＤ２のカソード側のリード２ｃが巻き付けられている。このリード２ｃは、先端部が支持部材１の一角部に合わせられて各角部で直角に折り曲げられると共に、先端部がハンダ１２を介して支持部材１に固定されている。図２に示した円柱状の支持部材１でも、リード２ｃを支持部材１に巻き付けて固定することは可能であるが、角柱型の支持部材１の方が支持部材１の面にリード２ｃを沿わせやすいので、ＬＥＤ２をより安定して支持することができる。

上記４つの実施例に示した照明ユニットＵでは、カソード側のリード２ｃを支持部材１に固定しているが、これに限らずアノード側のリード２ａを支持部材１に固定してもよい。ただし、同じ照明ユニットＵにおいては、支持部材１に支持させるリードの種類を統一する必要、言い換えると、支持部材１にアノードおよびカソードのいずれか一方を対応づけて、その対応づけられた方の電極のリードを支持部材１に固定する必要がある。

図１〜４の例や後続の使用例では各ＬＥＤ２を全て同じ向きに配置しているが、必ずしもその必要はなく、長さ方向に沿って所定角度ずつＬＥＤ２の向きを変更しながら配置してもよい。しかし、図１〜４のそれぞれの（Ｂ）図に示されるように、ＬＥＤ２の発光部は支持部材１よりも十分に大きいので、ＬＥＤ２の向きが一定であっても、支持部材１を挟んで発光部と反対の側からも発光部から出た光を視認することができる。勿論その他の方位からの視認にも問題はなく、全方位から光を視認することができる。
なおＬＥＤ２は砲弾型に限らず、角型のリード付きＬＥＤ２を使用してもよい。

図１および図３の実施例において、リード２ｃを固定するハンダ１２は、リード２ｃの先端部が突き出た側の穴１１に限らず、発光部の側の穴１０の外縁部（第２の構成例と同じ場所）に塗布しても良い。または、固定を強固にするために双方の穴１０，１１にハンダ１２を塗布してもよい。また穴１１または１０の外縁部だけでなく内縁部にもハンダ１２を塗布しても良いし、逆に固定に支障がなければ穴１１の内縁部のみにハンダを塗布してもよい。図２の実施例でも同様に、穴１５の外縁部および内縁部の両方または内縁部のみにハンダ１２を塗布することができる。

さらに図１〜４の実施例のいずれにおいても、ハンダ１２に代えて導電性ペーストや導電性粘着層を有するテープを用いて、あるいは溶接によって支持部材１にリード２ｃを固定することができる。さらに図４の実施例においては、支持部材１に巻き付けられたリード２ｃの先端部分をかしめる方法によっても、リード２ｃを支持部材１に固定することができる。

支持部材１やＬＥＤ２を保護するケース３は全体が透明である必要はなく、少なくとも一番上のＬＥＤ２から一番下のＬＥＤ２までの範囲に対応する部分が透明であればよい。また十分な透光性が確保できるのであれば、ケース３を半透明にしてもよいし、一部分に模様や文字が含まれていてもよい。

ケース３は円筒型に限らず、角筒型やその他の形状にしてもよい。ただし、円筒型にすることによってケース３にレンズの機能をもたせてＬＥＤ２からの光の広がり範囲をより大きくすることができる。また照明ユニットＵを起立姿勢にする必要がない、もしくは起立姿勢の照明ユニットＵを支える手段があるならば、支持部材１を可撓性のある材料により形成し、ＬＥＤ２が支持された支持部材１を可撓性を有するチューブ状のケースに収容することによって、照明ユニットＵを湾曲させた形状にして配備することが可能になる。

各ＬＥＤ２や支持部材１に接続されるリード線４，５を引き出すための開口部はケース３の端面に限らず、ケース３の壁部の下部に設けても良い。またこれらのリード線４，５は塩化ビニールなどの絶縁材料により被覆された電線であるが、線同士を接触させないようにすることができるのであれば、リード線４，５に代えて絶縁されていない電線を使用してもよい。

支持部材１の制御装置Ｓへの接続については、リード線５による接続に代えて、支持部材１の下端面を直接に制御装置Ｓの導電ラインに接続してもよい。また、ＬＥＤ２のアノード側のリード２ａを制御装置Ｓに接続する手段も、リード線４のような電線に限る必要はない。たとえば、各ＬＥＤ２に対応する数の銅箔パターンが形成され一端部に各銅箔パターンと接続されたコネクタが設けられた帯状基板を支持部材１に対向配備させ、各銅箔パターンにＬＥＤ２のリード２ａを１本ずつ接続してこれらをコネクタを介して制御装置Ｓに接続する方法を採用することもできる。

図５〜９は、図１に示したのと同じ構成の照明ユニットＵ（ＬＥＤ２の数は図１より多い。）を複数個組み合わせて配置した例を示す。なお、これらの図では、図示の簡略化のため、リード線４，５やハンダ１２、１３，１４の図示を省略する。

図５の例は、５個のＬＥＤ２を有する照明ユニットＵを縦方向および横方向に３個ずつ（計９個）並べたものである。図６および図７は、１２個のＬＥＤ２を有する照明ユニットＵを横並びに配置したもので、図６の例の各照明ユニットＵは横一列に真っ直ぐに配置されているのに対し、図７の例の各照明ユニットＵは、緩やかなカーブを描くように配置されている。

図５〜７のいずれの例においても、複数の照明ユニットＵは制御装置Ｓを構成する基板の上に起立姿勢で支持されると共に、リード線４，５を介して当該制御装置Ｓに電気接続される。制御装置Ｓは図示しない保護ケースに収容され、その保護ケースに照明ユニットＵの数分の支持孔が形成された蓋部が被せられ、それらの支持孔に１つずつ照明ユニットＵが立てられた状態となって支持される。
なお、上記の制御装置Ｓの保護ケースに各照明ユニットＵを収容することが可能な大きさの透明または半透明のカバーを被せるようにすれば、個々の照明ユニットＵには必ずしもケース３を設けなくともよい。

図８は、より多数の照明ユニットＵを円柱状の柱８の外周を取り囲むように並べたものである。各照明ユニットＵは、接着剤または金具などで柱８の壁面に装着される。また図８は模式図であるため、各照明ユニットＵのＬＥＤ２がみな図中の左方向を向いているが、実際の照明ユニットＵは、どの位置でも各ＬＥＤ３が支持部材１を介して柱８の壁面に対向するように配置される。

接続に関しても図示を省略しているが、たとえば、各照明ユニットＵの下端の開口端面に内部のリード線４，５を挿通させる大きさの穴を有するキャップを装着し、ここから引き出されたリード線４，５を適所に配置された制御装置Ｓに導いて接続することができる。ただし、リード線４，５を引き延ばすのが難しい場合には、照明ユニットＵ毎に各リード線４，５に対する端子を含むコネクタが一体化されたキャップを設けて、このコネクタおよびコネクタに連結された接続ケーブルを介して各リード線４，５を制御装置Ｓに接続してもよい。

照明ユニットＵを装着する物体は円柱に限らず、様々な形状の物体の壁面に装着することができる。図８の例では、各照明ユニットＵをそれぞれの高さを揃えて配置したが、それに限らず、高さに変化を持たせて配置することもできる。

図９は、３個の照明ユニットＵを一連に連なるように配置しながら、その連なりの途中で長手方向を変化させた例を示す。このような配置は、装飾の目的のほか、通路の端縁部や壁部などに沿って配置することにより経路案内用の表示として利用することもできる。
なお、図９の例では、リード線４，５の引き出し用の開口部はケース３の壁部に設けられ、ここから引き出されたリード線４，５が適所に配置された制御装置Ｓに導かれて電気接続される。

図１０〜１２は、照明ユニットＵが接続される制御装置Ｓの電気的構成および当該制御装置Ｓに対する照明ユニットＵの電気接続関係を表したものである。いずれの例でも、図１に示した照明ユニットＵを接続対象とするが、各ＬＥＤ２のリードや支持部材１と制御装置Ｓとの電気接続関係についてはリード線４，５やハンダ１２〜１４の図示を省略して、ダイレクトに接続されているように表している。

また図１０〜１２では、照明ユニットの個々のＬＥＤ２を枝番を組み合わせた２桁の数字（２１，２２，２３・・・）により表している。以下の説明でも、特定のＬＥＤ２に言及する場合には２桁数字の符号を使用する。

各実施例の制御装置Ｓは、制御主体となるマイクロコンピュータ６とこれが搭載される配線基板７とにより構成されるもので、図示しないバッテリーから５Ｖの直流電圧の供給を受けて動作する。

図１０の制御装置Ｓは最も基本的な構成のもので、基板７には、カソード用の第１導電ラインとなる導電パターン（図中のｃ１）が１本設けられると共に、アノード用の第２導電ラインとなる３本の導電パターン（図中のａ１，ａ２，ａ３）が設けられている。マイクロコンピュータ６には各第２導電ラインａ１，ａ２，ａ３に対する出力端子ｔ１，ｔ２，ｔ３と、これらの出力端子ｔ１，ｔ２，ｔ３の出力電位を切り替えるための半導体スイッチｗ１，ｗ２，ｗ３と、組み込みプログラムに基づき各半導体スイッチｗ１，ｗ２，ｗ３の切り替え動作を制御するＣＰＵ（図示省略）とが含まれる。第１導電ラインｃ１は電流制限抵抗Ｒ１を介してグランド電位に接続され、この第１導電ラインｃ１に照明ユニットＵの支持部材１が接続される。

第２導電ラインａ１には照明ユニットＵの一番上のＬＥＤ２１のアノード側のリード２ａが接続され、第２導電ラインａ２には真ん中のＬＥＤ２２のアノード側のリード２ａが接続され、第２導電ラインａ３には一番下のＬＥＤ２３のアノード側のリード２ａが接続される。第２導電ラインａ１，ａ２，ａ３の電位は、それぞれに対応する半導体スイッチｗ１，ｗ２，ｗ３によって、プラス電位（＋５Ｖ）またはグランド電位に切り替えられる。

上記の接続により、各ＬＥＤ２１，２２，２３のカソード側のリード２ｃは常にグランド電位に接続され、アノード側のリード２ａはプラス電位とマイナス電位との間で接続が切り替えられ、リード２ａがプラス電位に接続されたＬＥＤ２が点灯する。

図１０の構成によれば、各第２導電ラインａ１，ａ２，ａ３に対する半導体スイッチｗ１，ｗ２，ｗ３の切り替えを個別に制御することにより、３個のＬＥＤ２１，２２，２３の点灯や消灯のタイミングをＬＥＤ２毎に自在に変更することができる。

図１１に示す制御装置Ｓも１本の第１導電ラインｃ１と３本の第２導電ラインａ１，ａ２，ａ３とを有する。さらにこの実施例では、マイクロコンピュータ６に、カソード用の第１導電ラインｃ１への接続用の端子ｔ４や、この端子ｔ４からの出力電位を切り替えるための半導体スイッチｗ４が設けられる。マイクロコンピュータ６のＣＰＵは、点灯させるＬＥＤ２に対応する半導体スイッチｗ１，ｗ２，ｗ３をプラス電位に接続した状態で維持すると共に、第１導電ラインｃ１に対する半導体スイッチｗ４を周期的に切り替えることによって、ＬＥＤ２をパルス駆動する。さらにＣＰＵは半導体スイッチｗ４に対し、一周期におけるグランド電位への接続時間を変更することによって、ＬＥＤ２の単位時間あたりの通電期間と非通電期間との比率を変更する制御（パルス幅変調制御 以下「ＰＷＭ制御」という。）を行う。このＰＷＭ制御によれば、点灯させるＬＥＤ２の明るさを種々に変化させることができる。

なお、図１０の構成でも、第２導電ラインａ１，ａ２，ａ３に対する半導体スイッチｗ１，ｗ２，ｗ３のそれぞれを対象に、接続先を周期的に切り替えながらプラス電位に接続する時間の割合を変更する方法によってＰＷＭ制御を行うことができる。しかしそうすると、第２導電ラインの側の半導体スイッチ毎に、点灯させるか否かの選択とＰＷＭ制御の内容（プラス電位への接続時間）の設定とを組み合わせた制御を行う必要が生じ、プログラムが複雑になる。これに対し、図１１の実施例によれば、ＬＥＤ２を点灯させるための制御の対象となる半導体スイッチと、ＰＷＭ制御の対象となる半導体スイッチとが別になり、前者の半導体スイッチ（ｗ１，ｗ２，ｗ３）をプラス電位に接続した状態で維持したまま、後者の半導体スイッチｗ４に対してのみ、各電位への接続の割合を適宜変更しながら接続先を周期的に切り替える制御を行えば良いので、プログラムが簡単になり、ＣＰＵの制御負担を軽減することができる。

マイクロコンピュータ６に４個を上回る数の出力端子や半導体スイッチが設けられている場合には、第１導電ラインおよび第２導電ラインをある程度数に余裕をもたせて形成しておくことにより、照明ユニットＵのＬＥＤ２の数が増えた場合であっても、各ＬＥＤ２に図１１と同様の接続方法を適用することができる。ただし、導電ラインの数が足りているときであっても、各ＬＥＤ２をいくつかのグループに分けて、グループ単位で共通の第２導電ラインに接続することによって、点灯および消灯のタイミングをグループ毎に制御するようにしてもよい。

複数の照明ユニットＵを使用する場合にも、たとえば各ＬＥＤ２のリード線４を照明ユニットＵ毎に１本ずつ組み合わせる方法によるグループ分けを行い、グループ毎に異なる第２導電ラインに接続することができる。支持部材１のリード線５については、全てを１本の第１導電ラインに接続しても良いが、支持部材１の数と同数の第１導電ラインを設け、各支持部材１のリード線５をそれぞれ異なる第１導電ラインに接続してそれらに対する半導体スイッチも個別に切り替えるようにすれば、第２導電ラインに対する制御と相俟って、より一層細やかな照明制御を行うことが可能になる。その一例を図１２および図１３を参照して説明する。

図１２の例は、３個のＬＥＤ２を有する３個の照明ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３を組み合わせ、これらの照明ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３のＬＥＤ２を１つずつ点灯可能にしたものである。

制御装置Ｓは、第２導電ラインａ１，ａ２，ａ３に関連する構成は先の２例と同じであるが、第１導電ラインは３本（それぞれをｃ１，ｃ２，ｃ３とする。）設けられる。マイクロコンピュータ６にも、各第１導電ラインｃ１，ｃ２，ｃ３に対する端子ｔ４，ｔ５，ｔ６や半導体スイッチｗ４，ｗ５，ｗ６が設けられる。また導電ラインｃ１，ｃ３，ｃ３と端子ｔ４，ｔ５，ｔ６との間には、それぞれ電流制限抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３が設けられる。

第１導電ラインｃ１には図中の左端の照明ユニットＵ１の支持部材１が接続され、第１導電ラインｃ２には中央の照明ユニットＵ２の支持部材１が接続され、第１導電ラインｃ３には右端の照明ユニットＵ３の支持部材１が接続される。これらの接続によって、各ＬＥＤ２のカソード側のリード２ｃに印加される電圧を照明ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３毎に制御することができる。

一方、各ＬＥＤ２は、各照明ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３の一番上に配置されているＬＥＤ２１，２４，２７による第１グループと、中央に配置されているＬＥＤ２２，２５，２８による第２グループと、一番下に配置されているＬＥＤ２３，２６，２９による第３グループとに分けられる。そして第１グループのＬＥＤ２１，２４，２７のアノード側のリード２ａは第２導電ラインａ１に接続され、第２グループのＬＥＤ２２，２５，２８のアノード側のリード２ａは第２導電ラインａ２に接続され、第３グループのＬＥＤ２３，２６，２９のアノード側のリード２ａは第２導電ラインａ３に接続される。

上記の構成により、グランド電位に接続される第１導電ラインとプラス電位に接続される第２導電ラインとをどう組み合わせるかによって、点灯させるＬＥＤ２の組み合わせを変更することができる。

図１３は、図１２に示した６本の導電ラインａ１，ａ２，ａ３，ｃ１，ｃ２，ｃ３の電位と９個のＬＥＤ２の点灯・消灯の関係を表として表したものである。導電ラインの電位を表す欄では、Ｌがグランド電位を意味し、Ｈがプラス電位を意味する。各ＬＥＤ２の点灯状態を表す欄では、ＯＮの文字が点灯状態を意味し、ＯＦＦが消灯状態を意味する。またＬＥＤ２の点灯状態を表す欄およびその点灯に関わる電位が設定された導電ラインの欄を太枠で示している。

図１３に示すとおり、グランド電位に接続する第１導電ラインとプラス電位に接続する第２導電ラインとを１本ずつ選択することによって、９個のＬＥＤ２のうちの１個のみを点灯させることができ、この選択の対象の導電ラインを切り替えることによって点灯させるＬＥＤを変更することができる。また複数の第１導電ラインをグランド電位に接続し、１〜複数の第２導電ラインをプラス電位に接続すれば、複数のＬＥＤ２を点灯させることができる。たとえば、第１導電ラインｃ１，ｃ２をグランド電位に接続し、第２導電ラインａ１，ａ２をプラス電位に接続すると、ＬＥＤ２１，２２，２４，２５の４つを点灯させることができる。

さらにこの実施例でも、点灯させるＬＥＤ２のリード２ａが接続される第２導電ラインをプラス電位に接続した状態下で、そのＬＥＤ２が固定されている支持部材１が接続される第１導電ラインの半導体スイッチの接続を周期的に切り替えると共に、一周期におけるグランド電位への接続時間の長さを変更することによって、点灯させるＬＥＤ２の明るさを変更することができる。

各照明ユニットＵにより多くのＬＥＤ２が設けられる場合には、個々の照明ユニットＵにおいて、各ＬＥＤ２に接続されるリード線４を複数のグループになるように組み合わせ、さらにこれらのグループを照明ユニットＵの間でもとりまとめて、各第２導電ラインにそれぞれ互いに異なる照明ユニットＵから出た複数のリード線４のグループが接続されるようにしてもよい。

上記の各例に示したように、本発明では、照明ユニットＵの中のＬＥＤ２に接続されたリード線４を制御装置Ｓの第２導電ラインに対してどのように接続するかによって、ＬＥＤ２の間の接続関係を自在に変更することができるので、同じ構成の照明ユニットＵで様々な態様の照明パターンを発現させることができる。また照明ユニットＵの数や配置のパターンも種々に変更することができるので、多彩な種類の照明装置を提供することができる。

各実施例ではいずれも、カソード側のリード２ｃを支持部材１に固定して当該支持部材１を介して制御装置Ｓに電気接続し、アノード側のリード２ａを支持部材１に固定せずにリード線４を介して制御装置Ｓに電気接続したが、この関係を逆にする場合には、制御装置Ｓの電流制限抵抗が設けられていない導電ラインが第１導電ラインとなり、電流制限抵抗が設けられている導電ラインが第２導電ラインとなる。したがって、２種類の導電ラインをそれぞれある程度の余裕のある数だけ設けて、各導電ラインの電位を半導体スイッチにより切り替え可能にした構成の制御装置Ｓ（図１２と同様の構成で導電ラインをより多くしたもの）を製作しておけば、アノードおよびカソードのいずれのリードが支持部材１に接続される場合でも、一種類の制御装置Ｓで対応することができる。

また、上記では、第１導電ラインｃ１〜ｃ３や第２導電ラインａ１〜ａ３は制御装置Ｓの基板７上に形成されている導電パターンであると説明したが、厳密には、これらの導電ラインは、マイクロコンピュータ６の端子ｔ１〜ｔ６から半導体スイッチｗ１〜ｗ６までの範囲にも連なっている。したがって、図１０，図１１の例のように制御装置Ｓに接続される照明ユニットＵが１つのみで、その内部のＬＥＤ２の数も少ない場合には、基板７に第２導電ラインを設けずに各ＬＥＤ２のリード２ａに接続されたリード線４を直接にマイクロコンピュータ６の端子ｔ１，ｔ２，ｔ３に接続する方法により、支持部材１に接続されていないリード２ａをマイクロコンピュータ６の内部の第２導電ラインに接続してもよい。

また各実施例のＬＥＤ２はいずれも単色発光タイプであったが、２〜３個の発光素子を備えた多色発光型のＬＥＤを導入することもできる。
その一例として、図１４（１）（２）に、赤色光および緑色光を発する機能を有するＬＥＤ２Ａを用いた照明ユニットＵ_Ａの構成を示す。支持部材１は図１と同じく銅または真鍮のパイプ材であって、複数の高さ位置（３箇所）に、空洞部を挟んで対向する一対の穴１０，１１が形成されている。

ＬＥＤ２Ａの２個の発光素子（図示せず。）はカソードを共通電極とするもので、その共通電極のリード２ｃが穴１０，１１の間に架け渡され、穴１１の外縁部に塗布されたハンダ１２によって支持部材１に通電可能に固定される。このリード２ｃの固定方法も図１の例と同様である。

各発光素子のアノード側のリード２ａｒ．２ａｇはリード２ｃより短くなるように中間位置で切断されると共に、支持部材１に接触しないように外向きに曲げられ、その先端部分にハンダ１３を介してリード線４が接続される。支持部材１の下端部にもハンダ１４を介してリード線５が接続される。なお、支持部材１やケース３に接触するおそれがなければ、リード２ａｒ，２ａｇの長さを短くしなくともよい。

各リード線４，５はケース３の下端の開口端面から外部に引き出され、リード線５は制御装置Ｓの第１導電ラインに電気接続され、リード線４は制御装置Ｓの第２導電ラインに電気接続される。各リード線４の間の接続の関係は自由に設定することができるが、個々のＬＥＤ２Ａについて、赤色光のみを発光する状態と緑色光のみを発光する状態との切り替えを可能にするために、同じＬＥＤ２Ａ内のリード２ａｒ，２ａｇに接続された各リード線４，４をそれぞれ異なる第２導電ラインに接続する必要がある。

３個の発光素子を有するＬＥＤを使用する場合も、図１４の例に準じて、各発光素子の共通電極のリードのみを支持部材１に固定して当該支持部材１を第１導電ラインに接続し、共通電極以外の電極のリードを支持部材１から離した状態にしてリード線４を接続し、同じＬＥＤに接続されたリード線４をそれぞれ異なる第２導電ラインに接続することによって、様々な色彩を発光させることが可能になる。

これら多色発光型のＬＥＤを用いた照明ユニットも、単体で使用することもできるし、複数個を組み合わせて使用することもでき、マイクロコンピュータ６に導入するプログラムの工夫によって、様々な魅力的な装飾照明を提供することができる。

Ｕ 照明ユニット
Ｓ 制御装置
１ 支持部材
２（２１〜２９） ＬＥＤ
３ ケース
４，５ リード線
６ マイクロコンピュータ
７ 配線基板
１０，１１，１５ 穴
１２、１３，１４ ハンダ
ｃ１，ｃ２，ｃ３ 第１導電ライン
ａ１，ａ２，ａ３ 第２導電ライン
ｔ１〜ｔ６ 端子
ｗ１〜ｗ６ 半導体スイッチ

Claims (14)

1. 導電性を有する金属より成る一方向に長い支持部材と、この支持部材の長さ方向における複数の位置にそれぞれ支持される複数個のリード付のＬＥＤとを備え、
   前記支持部材にアノードおよびカソードのいずれか一方が対応づけられて、各ＬＥＤの前記支持部材に対応する電極のリードが前記支持部材に通電可能に固定される一方、各ＬＥＤの前記支持部材に対応しない電極のリードは当該支持部材から物理的かつ電気的に離されると共にそれぞれ個別の電気接続線に接続される、
   ことを特徴とする照明ユニット。
2. 前記支持部材の前記長さ方向における複数の位置のそれぞれに、前記ＬＥＤのリードを挿入することが可能な大きさの穴が形成されており、
   前記各ＬＥＤの前記支持部材に対応する電極のリードは、それぞれ個別の穴から前記支持部材の内部に挿入されると共に、挿入された穴の内縁部または外縁部に塗布された導電性接着材料によって前記支持部材に固定される、請求項１に記載された照明ユニット。
3. 前記支持部材は空洞部を有しない棒状体であって、前記の各穴は支持部材の厚み部分を貫通し、前記ＬＥＤの前記支持部材に対応する電極のリードが当該穴の全長にわたる範囲に挿入され、当該穴の両端の少なくとも一方の内縁部または外縁部に塗布された導電性接着材料によって前記挿入されたリードが前記支持部材に固定される、請求項２に記載された照明ユニット。
4. 前記支持部材は内部が空洞の棒状体であって、当該支持部材の前記長さ方向における複数の位置のそれぞれに前記ＬＥＤのリードを挿入することが可能な大きさを有する一対の穴が空洞部を挟んで相対する関係をもって形成され、その一対の穴の間に前記ＬＥＤの支持部材に対応する電極のリードが架け渡され、当該一対の穴の少なくとも一方の内縁部または外縁部に塗布された導電性接着材料によって前記架け渡されたリードが前記支持部材に固定される、請求項１に記載された照明ユニット。
5. 前記ＬＥＤは、互いに異なる色彩を発する複数の発光素子を備えると共にこれらの発光素子のアノードまたはカソードに共通端子が設けられた多色発光型ＬＥＤであって、共通端子に対応する電極が前記支持部材に対応づけられて当該電極のリードが前記支持部材に通電可能に固定されると共に、各発光素子の共通端子以外の端子のリードがそれぞれ個別の電気接続線に接続されている、請求項１〜４のいずれかに記載された照明ユニット。
6. 前記支持部材および支持部材により支持されるＬＥＤは、少なくとも各ＬＥＤが支持されている範囲が全周にわたって透光性を有すると共に各ＬＥＤに接続された電気接続線を外部に引き出すための開口部を備えるケースの中に配備される、請求項１〜５のいずれかに記載された照明ユニット。
7. 前記支持部材には１本の電気接続線が接続され、この電気接続線が前記開口部から前記ケースの外部に引き出されている、請求項６に記載された照明ユニット。
8. 前記支持部材の一端部は前記ケースの一端面より外に突出して、その突出部分が外部の導電ラインに電気接続される、請求項６に記載された照明ユニット。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載された照明ユニットが１つ設けられると共に、当該照明ユニットの発光動作を制御する制御装置を備える照明装置であって、
   前記制御装置には、前記支持部材に対応する電極用の電圧がかけられる少なくとも１本の第１導電ラインと、前記支持部材に対応しない電極用の電圧がかけられる複数本の第２導電ラインと、後者の電圧に対する各第２導電ラインの接続と非接続とを第２導電ライン毎に切り替える制御部とが設けられ、
   前記照明ユニットの支持部材は前記第１導電ラインに電気接続され、各ＬＥＤに接続された電気接続線は互いに異なる第２導電ラインに電気接続される、照明装置。
10. 請求項１〜８のいずれかに記載された照明ユニットが１つ設けられると共に、当該照明ユニットの発光動作を制御する制御装置を備える照明装置であって、
    前記制御装置には、前記支持部材に対応する電極用の電圧がかけられる少なくとも一本の第１導電ラインと、前記支持部材に対応しない電極用の電圧がかけられる複数本の第２導電ラインと、後者の電圧に対する各第２導電ラインの接続と非接続とを第２導電ライン毎に切り替える制御部とが設けられ、
    前記照明ユニットの支持部材は前記第１導電ラインに電気接続され、各ＬＥＤに接続された電気接続線はＬＥＤの数より少ない複数のグループに分けられてグループ毎に異なる第２導電ラインに電気接続される、照明装置。
11. 請求項１〜８のいずれかに記載された照明ユニットが複数設けられると共に、各照明ユニットの発光動作を制御する制御装置を備える照明装置であって、
    各照明ユニットの前記支持部材には同種の電極が対応づけられており、
    前記制御装置には、前記支持部材に対応する電極用の電圧がかけられる少なくとも一本の第１導電ラインと、前記支持部材に対応しない電極用の電圧がかけられる複数本の第２導電ラインと、後者の電圧に対する各第２導電ラインの導通と非導通とを第２導電ライン毎に切り替える制御部とが設けられ、
    各々の照明ユニットでは、前記支持部材が前記第１導電ラインに電気接続されると共に当該照明ユニットに含まれる複数のＬＥＤに接続された電気接続線がそれぞれ異なる第２導電ラインに電気接続される、照明装置。
12. 請求項１１に記載された照明装置において、
    前記複数の照明ユニットのＬＥＤの数は統一されており、
    前記制御装置には、前記照明ユニットの数と同数以上の第１導電ラインと、１つの照明ユニットに含まれるＬＥＤの数と同数以上の第２導電ラインとが設けられ、
    各照明ユニットの支持部材は互いに異なる第１導電ラインに接続され、各ＬＥＤに接続された電気接続線はそれぞれ異なる照明ユニットから出たものを１本ずつ組み合わせることにより成る複数のグループに分けられてグループ毎に異なる第２導電ラインに接続され、
    前記制御部は、前記支持部材に対応する電極用の電圧および前記支持部材に対応しない電極用の電圧に対する第１導電ラインおよび第２導電ラインの接続と非接続とを導電ライン毎に切り替える機能を具備する、照明装置。
13. 請求項１〜８のいずれかに記載された照明ユニットが複数設けられると共に、各照明ユニットの発光動作を制御する制御装置を備える照明装置であって、
    各照明ユニットの前記支持部材には同種の電極が対応づけられており、
    前記制御装置には、前記支持部材に対応する電極用の電圧がかけられる少なくとも一本の第１導電ラインと、前記支持部材に対応しない電極用の電圧がかけられる複数本の第２導電ラインと、後者の電圧に対する各第２導電ラインの導通と非導通とを第２導電ライン毎に切り替える制御部とが設けられ、
    各々の照明ユニットでは、前記支持部材が前記第１導電ラインに電気接続されると共に当該照明ユニットに含まれる複数のＬＥＤの前記支持部材に対応しない電極に接続された電気接続線が当該照明ユニット内のＬＥＤの数より少ない複数のグループに分かれてグループ毎に異なる第２導電ラインに電気接続される、照明装置。
14. 前記複数の第２導電ラインの各々には、互いに異なる照明ユニットから出た複数組の電気接続線のグループが電気接続される、請求項１３に記載された照明装置。

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