JP6853993B2 - 照明ユニットおよび照明装置 - Google Patents

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複数個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。特に、基板の背面側から発光パターンを視認することは、全く不可能である。

これらの問題に鑑み、本発明は、ＬＥＤの数や電気接続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。

本発明の照明ユニットは、主に装飾照明の目的に使用されるもので、各々異なる色の光を発する複数の発光素子と、アノードまたはカソードの電極端子として各発光素子に共通に接続される１本の共通リードピンと、前記共通リードピンとは反対の極性の電極端子として各発光素子に個別に接続される複数の個別リードピンとを備えるＬＥＤを使用する。具体的には、砲弾型や角型などのリードピンを有する形状で多色発光タイプのＬＥＤが使用される。

本発明による照明ユニットは、上記のＬＥＤを複数個と、１本ずつ構造的に独立した複数本の導電性を有する線状体とを備え、各線状体の長さ方向が揃えられると共にその長さ方向に沿って各ＬＥＤが並べられる。さらに、各ＬＥＤの全ての個別リードピンが同じ色を発する発光素子に接続されるもの毎に異なる線状体に連結され、個別リードピンが連結されない線状体の各々に共通リードピンが１本ずつ連結される。これらの線状体は、各ＬＥＤの点灯動作を制御するための制御部が一方の面に実装された回路基板に他方の面から各々の一端部を挿通させることによって当該回路基板の後者の面に起立姿勢で支持され、この支持によって各ＬＥＤがそれぞれ異なる高さ位置に支持される。さらに、各線状体の前記制御部が実装された面の側に突き出た一端部がそれぞれ当該制御部を含む電気回路に電気接続され、これらの接続によって、各ＬＥＤが制御部に電気接続される。

上記の構成によれば、各線状体の回路基板に挿通されて制御部が実装された面の側に突出した一端部をそれぞれその面内の電気回路を介して制御部に接続し、当該制御部の制御によって、各線状体をそれぞれ連結されているリードピンの極性に適合する電位（以下「適合電位」という。）に接続して各ＬＥＤを通電させ、発光させることができる。また、個別リードピンが連結されている線状体の適合電位への接続を線状体毎に切り替えることによって、点灯させる発光素子の組み合わせを変更し、ＬＥＤの発光色を切り替えることができる。また共通リードピンが連結されている線状体の適合電位への接続を線状体毎に切り替えることによって、各ＬＥＤの点灯・消灯をＬＥＤ毎に切り替えることができる。

照明ユニットの全てのＬＥＤのリードピンを線状体を介して電気回路に接続するには、１つのＬＥＤに含まれる発光素子の個数とＬＥＤの個数との加算値に相当する数の線状体が必要である。ただし、少なくとも一番下の位置で支持されるＬＥＤの共通リードピンは、線状体に連結せずに直接に回路基板に挿通させて、当該支持部から突出した部分を電気接続線に接続してもよい。

本発明の照明ユニットでは、複数本の線状体によって複数個のＬＥＤが異なる高さ位置に支持されるので、正面からや横手方向からは勿論のこと、背面の側からも線状体の間の隙間を介してＬＥＤの点灯状態を視認することができる。

上記の照明ユニットにはさらに、各線状体およびこれらに連結される複数のＬＥＤを収容可能な大きさの筒状体を含めることができる。この筒状体を上記の収容状態になるように回路基板の上に装着することによって、外力によって線状体が倒れたり、ＬＥＤが破損したりすることを防ぎ、線状体やＬＥＤの支持を盤石にすることができる。また筒状体の曲面をＬＥＤからの光を広げるレンズとして機能させることができる。

上記の照明ユニットを複数個使用する本発明の照明装置には、各照明ユニットを表側の面に並べて支持すると共に裏面側にマイクロコンピュータによる制御部が実装された回路基板が含まれる。各照明ユニットの複数個のＬＥＤは、当該ユニット内の各線状体の回路基板の裏面側に突き出た一端部がそれぞれ制御部を含む電気回路に電気接続されることによって、制御部に電気接続される。

上記の制御部に、各照明ユニットの個別リードピンが連結された線状体の総数に相当する数の個別リードピン用出力端子を設けると共に、共通リードピンを接続するための共通リードピン用出力端子を少なくとも１つ設けて、これらの端子にそれぞれ個別の電気接続線を介して各端子に対応する線状体または共通リードピンを接続すれば、各端子の電位を端子毎に切り替える制御を行うことによって、各照明ユニットの点灯・消灯の切り替えや発光色の選択を照明ユニット毎に行うことができる。

また各照明ユニットにおけるＬＥＤの数を一定数に統一し、制御部に、１つの照明ユニットに含まれるＬＥＤの数に相当する数の共通リードピン用出力端子を設ければ、各照明ユニットの共通リードピンを同じ高さ位置にあるもの毎に個別の共通リードピン用出力端子に接続することができる。この接続により、同じ高さ位置にあるＬＥＤの組毎に、点灯・消灯の動作を制御することができる。さらに、各照明ユニットに含まれるＬＥＤの合計値に相当する数の共通リードピン用出力端子を設けることができれば、個々のＬＥＤ毎に点灯・消灯の動作を制御することができる。

より好ましい実施形態では、回路基板は、制御部が実装された裏面を下方に向けた状態で中空の台部の上に配備される。

上記の基板や台部によれば、照明ユニットと回路基板との配線部分や制御部を台部の中空部分に入れて隠すことができるので、照明装置全体の美観を良くすることができる。

照明ユニットと制御部との接続の関係は上記に限らず、制御部が有する端子の数に応じて柔軟に変更することができ、照明ユニットやＬＥＤの数を増やす場合にも、制御のための回路の大幅な変更をせずに対応することができる。

本発明によれば、複数個のＬＥＤを、それぞれ線状体の長さ方向に沿って並べてそれぞれのＬＥＤのリードピンを線状体に連結し、各線状体を起立姿勢にして支持することによって、各ＬＥＤをそれぞれ異なる高さ位置に配備すると共に、各リードピンを線状体を介して適合電位に接続することができる。各ＬＥＤの点灯状態は様々な方位から視認することが可能になる。また各線状体を制御部に適切に電気接続して、各々のリードピンに印加される電圧の切替え制御を行うことによって、各ＬＥＤの点灯・消灯の動作を支障なく行うことができる。

また複数個の照明ユニットを使用する場合には、各照明ユニットの配置や向きを自由に選択して、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斜視図である。 上記照明ユニットの上面図である。 上記の照明ユニットと制御部との電気接続状態を表す回路図である。 上記照明ユニットの基本的な点灯動作の仕組みを表した説明図である。 上記の照明ユニットを４本を用いた照明装置の構成を示す斜視図である。 上記照明装置の上面図である。 上記照明装置の各照明ユニットと制御部との電気接続状態を表す回路図である。 照明ユニットの向きを変更した照明装置の上面図である。 照明装置の点灯による装飾照明を鑑賞する方法の一例を表す斜視図である。

図１は本発明が適用された照明ユニットＵの構成を表す斜視図であり、図２は当該照明ユニットＵの上面図である。
この実施例の照明ユニットＵは、２個のＬＥＤ１，１とこれらのＬＥＤ１，１を支持する４本の線状体２ｃ，２ｂ，２ｇ，２ｒとを主要構成とするもので、各ＬＥＤ１，１が上下方向に並ぶ姿勢をもって、支持部となる回路基板３の上面に支持される。

各ＬＥＤ１，１は、赤・緑・青の各色彩光を発する３種類の発光素子を備える砲弾型ＬＥＤである。この実施例のＬＥＤ１では、カソードが共通電極に設定され、その共通電極に所定長さのリードピン１０ｃが接続されると共に、各発光素子のアノード側の電極にそれぞれ個別のリードピン１０ｂ，１０ｇ，１０ｒが接続されている。

以下、共通電極のリードピン１０ｃを「共通リードピン１０ｃ」と言い、その他の３本のリードピン１０ｂ，１０ｇ，１０ｒを「個別リードピン１０ｂ，１０ｇ，１０ｒ」と言う。ただし、各リードピン１０ｃ，１０ｂ，１０ｇ，１０ｒを総称するときには「リードピン１０」と言う。線状体２ｃ，２ｂ，２ｇ，２ｒについても同様に、「線状体２」と総称する。

線状体２は導電性を有する材料から成るもので、この実施例ではスズメッキ線が用いられる。各ＬＥＤ１の個別リードピン１０ｂ，１０ｇ，１０ｒは、適所を直角状に曲げると共に先端部を鉤状またはループ状に曲げ、その先端部を線状体２に絡ませて両者を半田Ｓにより連結する方法により線状体２に固定される。具体的に、各ＬＥＤ１，１の青色光の発光素子の個別リードピン１０ｂ，１０ｂは線状体２ｂに連結され、各ＬＥＤ１，１の緑色光の発光素子の個別リードピン１０ｇ，１０ｇは線状体２ｇに連結され、各ＬＥＤ１，１の赤色光の発光素子の個別リードピン１０ｒ，１０ｒは線状体２ｒに連結される。

残り１本の線状体２ｃには、上段のＬＥＤ１の共通リードピン１０ｃが連結される。この共通リードピン１０ｃは、適所を直角状に曲げ、先端部を線状体２ｃに接触させて半田Ｓにより連結する方法により線状体２ｃに連結される。また、連結箇所の保護および短絡防止のために、共通リードピン１０ｃおよび線状体２ｃの主要部（両者の連結箇所を含む。）に樹脂製チューブ５が被せられる。

回路基板３の照明ユニットＵが支持される箇所には、線状体２の支持を補強するための小基板４（以下「サポート基板４」という。）が装着されている。各線状体２および線状体２に連結されない下段のＬＥＤ１の共通リードピン１０ｃの下端部は、サポート基板４および回路基板３に順に挿されて、回路基板３の裏面側に突出する。回路基板３の裏面には、マイクロコンピュータによる制御部７（図３に図示。）を含む電気回路が形成されており、回路基板３の裏面に突出した線状体２や共通リードピン１０ｃの下端部は、それぞれ電気回路内の電気接続線を介して制御部７に電気接続される。なお、サポート基板４は動かぬように接着剤等により回路基板３に固定される。

上記の回路基板３は、後述する図５中の符号８に示すような台部によって面方向を水平方向に沿わせた姿勢で支持される。この支持により、回路基板３に挿通された線状体２や共通リードピン１０ｃは長さ方向を垂直方向に沿わせた起立姿勢となって支持され、２個のＬＥＤ１，１が異なる高さ位置に支持された状態となる。

この実施例の照明ユニットＵには、さらに、各線状体２およびＬＥＤ１を収容可能な大きさ（外径約２１mm，長さ約６０mm程度）の透明パイプ６（図１では一点鎖線で表す。）が含まれる。この透明パイプ６はサポート基板４の上面に起立姿勢で配備され、接着剤によってサポート基板４に固定される。

この実施例の照明ユニットＵでは砲弾型のＬＥＤを使用したが、これに代えて角型のＬＥＤを使用してもよい。また、ＬＥＤが有する発光素子の数は３個に限らず、２個であっても良い。
各リードピン１０と線状体２とを連結する方法も上記に限らず、半田付けに代えて導電性ペーストや導電性接着剤を有する粘着フィルムにより両者を通電可能に固定しても良い。その他、線状体２に絡ませたリードピン１０の先端部を強固にかしめて固定する方法や、溶接により固定する方法によっても、リードピン１０と線状体２とを連結かつ電気接続することができる。

線状体２は、回路基板３に挿通されることで垂直方向に沿う姿勢を維持でき、かつＬＥＤ１を安定して支えることができるだけの強度と導電性とを備える必要がある。この条件を満たすものとして、この実施例では、外径が約０．６mmのスズメッキ線を線状体２としているが、これに代えて、上記の条件を満たす銅やカーボン製の線状体を使用することもできる。また、この実施例では、線状体２の下端部が曲がるのを防ぐためにサポート基板４を介して線状体２を回路基板３に挿通したが、線状体２の下端部が曲がるおそれがない場合には、サポート基板４を使用する必要はない。

図３は、上記の照明ユニットＵと制御部７との電気接続関係を表す回路図である。
この回路図では、制御部７が実際に有する端子のうち、図１に示した照明ユニットＵに接続される出力端子Ｔｂ，Ｔｇ，Ｔｒ，Ｐ１，Ｐ２のみを表している。また、図３およびこれに続く図４では、照明ユニットＵの上段のＬＥＤ１の各発光素子をＢ１，Ｇ１，Ｒ１の符号で表し、下段のＬＥＤ１の各発光素子をＢ２，Ｇ２，Ｒ２の符号で表している。

制御部７の出力端子Ｔｂ，Ｔｇ，Ｔｒは、各ＬＥＤ１のアノード側電極の電位を設定するための端子であり、出力端子Ｐ１，Ｐ２は各ＬＥＤ１のカソード側電極の電位を設定するための端子である。これらの出力端子Ｔｂ，Ｔｇ，Ｔｒ，Ｐ１，Ｐ２は、制御部７の内部でその出力電位を切り替えるためのスイッチ回路ＳＷまたはＰＷに接続されている。制御部７は、５Ｖの電源ラインとグランド電位とに接続され、各スイッチ回路ＳＷ，ＰＷの接続も、５Ｖとグランド電位との間で切り替えられる。以下、５Ｖの電位をハイレベルと言い、グランド電位をローレベルと言う。

各ＬＥＤ１の個別リードピン１０ｂ，１０ｇ，１０ｒに連結された線状体２ｂ，２ｇ，２ｒは、それぞれ出力端子Ｔｂ，Ｔｇ，Ｔｒに接続される。また上方のＬＥＤ１の共通リードピン１０ｃに連結された線状体２ｃおよび下方のＬＥＤ１の共通リードピン１０ｃは、それぞれ電流制限抵抗９を介して出力端子Ｐ１，Ｐ２に接続される。

個別リードピン１０ｂ，１０ｇ，１０ｒに対する出力端子Ｔｂ，Ｔｇ，Ｔｒには、オン・オフの指令を表す制御信号に従って接続先を切り替える単純な構成のスイッチ回路ＳＷが接続される。一方、共通リードピン１０ｃに対する出力端子Ｐ１，Ｐ２には、８ビット以上の制御信号に従ってパルス幅変調信号（以下「ＰＷＭ信号」という。）を生成するスイッチ回路ＰＷが接続される。

制御部７には、組み込みプログラムに基づき各スイッチ回路ＳＷ，ＰＷの切り替え動作を制御するＣＰＵ（図示省略）が含まれている。このＣＰＵが各スイッチ回路ＳＷ，ＰＷの動作を個別に制御することによって、各ＬＥＤ１，１を点灯させるか否かや、どの発光素子を点灯させるかを選択することができる。

図４は、図３に示した各出力端子の電位と照明ユニットＵの各ＬＥＤ１の発光素子の点灯・消灯の関係を表として表したものである。出力電位を表す欄では、Ｈがハイレベル（５Ｖ）を意味し、Ｌがローレベル（グランド電位）を意味する。各ＬＥＤ１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の文字が消灯状態を意味する。またＬＥＤ１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端子の欄を太枠で示している。

この表に示すとおり、共通リードピン１０ｃ（カソード側電極）が接続される端子Ｐ１，Ｐ２の電位をローレベルにし、個別リードピン１０ｂ，１０ｇ，１０ｒ（アノード側電極）が接続される端子Ｔｂ，Ｔｇ，Ｔｒの電位をハイレベルにすることによって、各発光素子を通電状態にして点灯させることができる。また、共通リードピン１０ｃが接続される端子Ｐ１，Ｐ２のうちの端子Ｐ１の電位をローレベルとし、端子Ｐ２の電位をハイレベルにすることによって、上段のＬＥＤ１のみを点灯させることができる。反対に、端子Ｐ１の電位をハイレベルとし、端子Ｐ２の電位をローレベルにすることによって、下段のＬＥＤ１のみを点灯させることができる。

図４では、ローレベルにするカソード側の端子Ｐ１，Ｐ２とハイレベルにするアノード側の端子Ｔｇ，Ｔｂ，Ｔｒとを１つずつ選択するとしたときの選択の組み合わせによって、２個のＬＥＤ１，１に含まれる６個の発光素子Ｂ１，Ｇ１，Ｒ１，Ｂ２，Ｇ２，Ｒ２を１つずつ点灯できることを表している。これに限らず、同じＬＥＤ１に対応するアノード側の２個以上の端子をハイレベルにすれば、それらに接続される２個以上の発光素子を点灯させることができ、ハイレベルにする端子の組み合わせによって発光色を切り替えることができる。また、このときに出力端子Ｐ１，Ｐ２の双方の電位をローレベルとすれば、上下の各ＬＥＤ１，１に同じ色の光を点灯させることができる。

具体的にこの実施例では、３つの発光素子を個別に発光させることにより生じる青，緑，赤と、全ての発光素子を同時に発光させることにより生じる白色と、２個の発光素子を同時に発光させることにより生じる青緑色、黄色、紫色とによる計７種類の色彩を、各ＬＥＤ１の発光色として選択することができる。

カソード側の端子Ｐ１，Ｐ２の双方の電位の切り替えを同期させれば、２個のＬＥＤ１，１の点灯や消灯のタイミングを揃えることができる。反対に、各端子Ｐ１，Ｐ２の電位を個別に切り替えて、各ＬＥＤ１，１を異なるタイミングで点灯させたり消灯させたりすることもできる。

さらに、ＣＰＵは各端子Ｐ１，Ｐ２に接続されるＰＷＭ信号用のスイッチ回路ＰＷを高速で周期的に切り替えると共に、その切り替えの一周期におけるローレベルへの接続時間の割合（デューティ比）を変更することによって、各ＬＥＤ１に流れる電流量を調整し、発光強度を種々に変化させることができる。

上記実施例の照明ユニットＵでは、内蔵されるＬＥＤ１を２個としたが、線状体２による支持強度が確保できるのであれば、３個以上のＬＥＤ１を導入することも可能である。その場合も、各ＬＥＤ１の個別リードピン１０ｂ，１０ｇ，１０ｒは同じ色を発する発光素子に接続されるもの毎にまとめられて、その色彩に対応する線状体２ｂ，２ｇ，２ｒやそれに連なる接続ラインを介して制御部７の出力端子Ｔｂ，Ｔｂ，Ｔｒに接続される。よって、ＬＥＤ１の数が増えてもアノード側の出力端子の数を増やす必要はない。

カソード側について図３の例と同様の接続状態にするには、ＬＥＤ１毎にカソード用の出力端子を設ける必要がある。したがって、ＬＥＤ１の数が増えるほどＰＷＭ信号用の出力端子やスイッチ回路ＰＷが増える。ただし、各ＬＥＤ１の点灯・消灯を個別に制御する必要がなければ、数本の共通リードピン１０ｃをまとめて同じ出力端子に接続してもよい。またＰＷＭ信号による制御を行う必要がなければ、各共通リードピン１０ｃをグランド電位に接続してもよい。

数本の線状体２により支えることができるＬＥＤ１の数には限度があるが、１つの照明ユニットＵのＬＥＤ１の数を増やす方法によっても、発光体を拡張することができる。

図５および図６は、図１，２と同構成の照明ユニットＵが複数導入された照明装置１００の構成例を表したものである。この実施例の照明装置１００では、正方形状の回路基板３の上面に４個の照明ユニットＵ（この実施例では、Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４の符号で区別する。）が２×２のマトリクスを形成するようにして配備されている。なお、図５では、個々の照明ユニットＵ１〜Ｕ４の構成要素のうち、ＬＥＤ１および透明パイプ６のみに符号を付け、その他の構成要素に対する符号付けを省略する。

各々の照明ユニットＵ１〜Ｕ４では、図１および図２の例と同様に、２個のＬＥＤ１，１を支える４本の線状体２ｇ，２ｂ，２ｒ，２ｃおよび下段のＬＥＤ１の共通リードピン１０ｃがそれぞれサポート基板４を介して回路基板３に挿通される。

さらにこの実施例では、回路基板３の中央部（各照明ユニットＵ１〜Ｕ４に囲まれた箇所）に、これらの照明ユニットＵ１〜Ｕ４に導入されているＬＥＤ１と同一構成の多色発光タイプのＬＥＤ１Ａと、黄色光を発する単色発光タイプのＬＥＤ１Ｂ（こちらも砲弾型である。）とが配備される。これらのＬＥＤ１Ａ，１Ｂは、それぞれが有するリードピン（図７において、１０，１１とアルファベットとの組み合わせにより示す。）を直接に回路基板３に挿通する方法によって、回路基板３の上面に支持される。また、ＬＥＤ１Ａ，１Ｂのカソード側のリードピンにも，ＬＥＤ１の共通リードピン１ｃに被せられた短絡防止用の樹脂製チューブ５（図１参照。）と同様のチューブが被せられる。

回路基板３の裏面には、マイクロコンピュータによる制御部７が実装されており、この制御部７に、回路基板３に挿通されてその裏面側に突き出た線状体２やＬＥＤ１Ａ，１Ｂのリードピンの下端部が電気接続される。

回路基板３は、その外縁部に適合する大きさの枠体８０に囲まれた空洞部を有する台部８の上端縁部の四隅にネジ止めされることによって、面方向を水平方向に沿わせた姿勢で支持される。この支持により、制御部７に対する配線や制御部７は台部８の空洞部の中に入って、外から見えない状態となり、各照明ユニットＵは長さ方向を上下方向に沿わせた状態で支持される。

図７は、上記の照明装置１００における各照明ユニットＵと制御部７との電気接続関係を表した回路図である。この図７では、照明ユニットＵ１〜Ｕ４の各ＬＥＤ１および中央に単体で配置されるＬＥＤ１Ａの中の各発光素子を、Ｂ，Ｇ，Ｒと枝番１〜９との組み合わせにより表している。

この実施例の制御部７には、個別リードピン１０ｂ，１０ｇ，１０ｒ（アノード側電極）に対する出力端子として、４個の照明ユニットＵ１〜Ｕ４の各々に含まれる個別リードピン用の線状体２ｂ，２ｇ，２ｒの総数に相当する１２個の端子（それぞれをＴｂ，Ｔｇ，Ｔｒと枝番１，２，３，４との組み合わせにより表す。）が設けられる。図７では省略しているが、上記の各端子Ｔｂ１，Ｔｇ１，Ｔｂ１・・・Ｔｂ４，Ｔｇ４，Ｔｒ４は、制御部７の内部において、それぞれ図２に示したのと同様のスイッチ回路ＳＷに接続される。

各照明ユニットＵ１〜Ｕ４の個別リードピン１０ｂ，１０ｇ，１０ｒ用の線状体２ｂ，２ｇ，２ｒは、それぞれ上記１２個の端子に対し、一対一の関係をもって接続される。つまり各個別リードピン１０ｂ，１０ｇ，１０ｒは、同じ照明ユニットＵの中の同じ色を発する発光体に接続されるもの毎にグループ分けされて、グループ毎に制御部７の個別の出力端子に接続された状態になる。

この実施例の制御部７には、さらに、ＰＷＭ信号専用のスイッチ回路ＰＷ（図示省略）に接続された６個の出力端子Ｐ１〜Ｐ６が設けられる（以下、これらの端子Ｐ１〜Ｐ６を「ＰＷＭ出力端子」という。）。これらのＰＷＭ出力端子Ｐ１〜Ｐ６への接続経路にはそれぞれ電流制限抵抗９が設けられている。

各照明ユニットＵ１〜Ｕ４の上段のＬＥＤ１の共通リードピン１０ｃに接続された線状体２ｃは、それぞれＰＷＭ出力端子Ｐ１に共通に接続される。また各照明ユニットＵ１〜Ｕ４の下段のＬＥＤ１の共通リードピン１０ｃ（線状体２を介さずに回路基板３に挿通されるリードピン）は、それぞれＰＷＭ出力端子Ｐ２に共通に接続される。

ＰＷＭ出力端子Ｐ３には、中央部に配備された単色発光タイプのＬＥＤ１Ｂのアノード側のリードピン１１ｙが接続される。残り３個のＰＷＭ出力端子Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６には、中央部に単独で配置されたＬＥＤ１Ａの各個別リードピン１０ｂ，１０ｇ，１０ｒが一対一の関係をもって接続される。ＬＥＤ１Ａ，１Ｂのカソード側のリードピン１０ｃ，１１ｃはそれぞれ制御部７のグランド電位用の端子（出力電位は常時ローレベル）に接続される。

４個の照明ユニットＵ１〜Ｕ４の各々は、制御部７に対し図３に示したのと同様の関係をもって接続されているので、カソード側電極が接続されるＰＷＭ出力端子Ｐ１，Ｐ２のいずれか一方をローレベルに接続し、各照明ユニットＵ１〜Ｕ４のアノード側電極が接続される端子（Ｔｂ１，Ｔｇ１,・・・Ｔｒ４）の中のいずれか１つをハイレベルに接続する制御を、これらの接続の対象となる端子の組み合わせを切り替えて実施することによって、計８個のＬＥＤ１に含まれる２４個の発光素子を１つずつ点灯させることができる。また同じＬＥＤ１の中の各個別リードピン１０に対する３個の端子Ｔｂｎ，Ｔｇｎ，Ｔｒｎ（ｎ＝１〜４ 以下も同じ。）の中から１〜３個の端子を選択して、それらをハイレベルに設定することによって、前記した７種類の色彩のうちの１つを選択してその色彩で当該ＬＥＤ１を発光させることができる。この実施例では、各発光素子のアノード側電極が照明ユニットＵ毎および発光色毎に異なる端子に接続されているので、照明ユニットＵ単位で発光色を選択することができる。

さらに、この実施例でも、ＰＷＭ出力端子Ｐ１〜Ｐ６からＰＷＭ信号を出力すると共にその信号のデューティ比を変更することによって、点灯させるＬＥＤ１の明るさを種々に調整することができる。

ＰＷＭ出力端子Ｐ１，Ｐ２の少なくとも一方からＰＷＭ信号を出力し、複数の照明ユニットのアノード側電極に対する端子Ｔｂｎ，Ｔｇｎ，Ｔｒｎの半導体スイッチＳＷを同期させて切り替えれば、それらの照明ユニットＵの点灯や消灯のタイミングを合わせることができる。反対に、各端子Ｔｂｎ，Ｔｇｎ，Ｔｒｎに対する半導体スイッチＳＷを異なるタイミングで切り替えることによって、点灯や消灯のタイミングを照明ユニットＵ毎に異ならせることもできる。

上記のとおり、この実施例では、カソード側電極に対するＰＷＭ出力端子を各照明ユニットＵの間で共通にする一方、アノード側電極に対する出力端子を照明ユニットＵ毎および発光色毎に分け、各出力端子からの信号出力を個別に制御することによって、様々な照明パターンを出現させることができる。各ＬＥＤ１で選択できる発光色は７種類のみであるが、点灯のタイミングや照明色を照明ユニット単位で制御したり、上段および下段の双方のＬＥＤ１，１を点灯させる制御と一方のＬＥＤ１のみを点灯させる制御との切り替えによって、多彩な照明パターンを出現させることができる。

照明ユニットＵとは別に配備された中央の２個のＬＥＤ１Ａ，１Ｂでは、カソード側電極が常時ローレベルに接続されると共に、アノード側電極にＰＷＭ信号が与えられ、これらの制御によって照明ユニットＵ１〜Ｕ４と同様に明るさを様々なレベルに調整することができる。さらに多色発光タイプのＬＥＤ１Ａに対しては、３個の発光素子Ｂ９，Ｇ９，Ｒ９の各々に対するＰＷＭ信号のデューティ比の設定によって、各発光素子Ｂ９，Ｇ９，Ｒ９の発光強度の組み合わせを変更し、７種類を越える多彩な色彩で当該ＬＥＤ１Ａを発光させることができる。この多彩な発光色とＬＥＤ１Ｂから出る黄色光とによって、照明装置の中央部に華やかな装飾を施すことができる。

なお、上記実施例の照明装置１００では、４個の照明ユニットＵ１〜Ｕ４のうちの正面側の２個のユニットＵ１，Ｕ２を、それらのＬＥＤ１が前方を向くように配置し、背面側に配備される２個のユニットＵ３，Ｕ４を、それらのＬＥＤ１が後方を向くように配置しているが、ＬＥＤ１の向きはこれに限らず、全てのＬＥＤ１を前方に向けても良い。または、図８に示すように、照明ユニットＵ１〜Ｕ４の各々の向きを９０度単位で変化させても良い。

照明ユニットＵの数も４個に限らず、回路基板３における配列もマトリクス状に限るものではない。たとえば、上記実施例と同構成の照明ユニットＵを３個、三角形状に配置してもよい。また５個以上の照明ユニットＵを所定の間隔を隔てて円形状や円弧状に配列したり、ジグザグに並べるなど、様々な形態の配列パターンを設定することができる。また、内蔵されるＬＥＤ１の数が異なる複数種類の照明ユニットを組み合わせてもよい。

中央部にＬＥＤ１Ａ，１Ｂを配置せずに、図１および図５に示したのと同じ構成の照明ユニットＵを３個のみ使用すると、図７と同じ構成の制御部７の各ＰＷＭ出力端子Ｐ１〜Ｐ６に各照明ユニットＵの上下のＬＥＤ１の共通リードピン１０ｃをそれぞれ一対一の関係をもって接続することができる。つまり、各々の照明ユニットＵを他の照明ユニットＵから独立させて制御部７に電気接続することができる。そうすると、各ＰＷＭ出力端子Ｐ１〜Ｐ６に対する出力を個別に制御しながら、ＰＷＭ信号を出力しているＰＷＭ出力端子に対応するＬＥＤ１の各個別リードピン用の出力端子の出力電位を個別に制御することによって、点灯・消灯動作の制御や発光色の選択をＬＥＤ１毎に実施することができる。勿論、図７の構成の照明装置においても、制御部７のＰＷＭ出力端子の数を増やすことができれば、同様の接続を行って、ＬＥＤ単位での制御を実施することができる。

また，制御部７が、各照明ユニットＵ１〜Ｕ４における個別リードピンに対する線状体２ｂ，２ｇ，２ｒの総数（図５〜７の実施例の場合は１２個）に対応する数のＰＷＭ出力端子を有する場合には、それらのＰＷＭ出力端子に各個別リードピン１０ｂ，１０ｇ，１０ｒに対する線状体２ｂ，２ｇ，２ｒ（ユニット毎に３本ずつ 計１２本）を一対一の関係をもって接続し、上方のＬＥＤ１の共通リードピン１０ｃに対する線状体２ｃや下方のＬＥＤ１の共通リードピン１０ｃをそれぞれＰＷＭ信号用でない方の出力端子に個別に接続してもよい。この場合にも、点灯させるＬＥＤ１の共通リードピン１０ｃに対する出力端子の電位をローレベルにして、当該ＬＥＤ１で点灯させる発光素子に対応するＰＷＭ出力端子からＰＷＭ信号を出力することによって、点灯・消灯の制御や発光色の選択をＬＥＤ単位で独立させて実施することができる。また、点灯させる発光素子に対応する３つのＰＷＭ出力端子からのＰＷＭ信号のデューティ比を個別に設定することによって、ＬＥＤ１を多彩な色彩で発光させることができる。

ただし、共通リードピン１０ｃについては、必ずしも１本ずつ異なる出力端子に接続する必要はなく、図７の例と同様に、上方のＬＥＤ１に対する共通リードピン１０ｃが共通で接続される出力端子と、下方のＬＥＤ１に対する共通リードピン１０ｃが共通で接続される出力端子との２つに留めてもよい。または各共通リードピン１０ｃを、常時、グランド電位（ローレベル）に接続してもよい。

このように、本発明が適用された照明ユニットＵによれば、制御部７に対する接続の関係を柔軟に変更することができるので、回路の自由度が高く、制御部７のスペックに応じた回路を設計することができる。また照明ユニットＵの数が多少変動しても同一構成の回路基板３や制御部７を使用することができるので、照明ユニットＵの組み合わせによる発光体の形態の変更を容易に行うことができる。

また複数の照明ユニットＵを使用する照明装置１００では、各照明ユニットＵのＬＥＤ１の発光状態を、そのユニットＵの背面側からでも線状体の隙間から視認することができる。また各照明ユニットＵの主要部を保護する透明パイプ６は、ＬＥＤ１からの光を広げるレンズとしても機能するので、ＬＥＤ１の光をより明瞭にして装飾照明の魅力を高めることができる。ただし、透明パイプ６に代えて半透明のパイプを使用してＬＥＤ１の光を少しぼやけた状態にすれば、柔らかで幻想的なイメージの装飾照明を実施することができる。

さらに回路基板３の照明ユニットＵが配備される箇所の周囲に十分な空き領域がある場合には、図９に二点鎖線で示すように、上面が開口された透明または半透明の容器２００（カットグラスなど）を、上下を逆さにしてその収容空間内に各照明ユニットＵが含まれるようにして回路基板３の上に載せ、その状態で照明装置１００を作動させることによって、ＬＥＤ１からの光を容器の性状に応じて屈折させたりぼやかしたりして、それらの光の変化による装飾性を楽しむことができる。

また、回路基板３の適所に温度センサを設けてこの温度センサによる検出信号を制御部７に入力し、その信号が示す温度の値によって各照明ユニットＵや中央のＬＥＤ１Ａの発光色や発光強度を変更する制御を行ったり、ＰＷＭ信号のデューティ比の細やかな変更によって照明のフェードインやフェードアウトを行うなど、より高次の照明制御を実施することも可能である。

Ｕ，Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４ 照明ユニット
１ ＬＥＤ
３ 回路基板
６ 透明パイプ
７ 制御部
８ 台部
２ｃ，２ｂ．２ｇ．２ｒ 線状体
１０ｃ 共通リードピン
１０ｂ，１０ｇ，１０ｒ 個別リードピン
１００ 照明装置

Claims (11)

1. 各々異なる色の光を発する複数の発光素子と、アノードまたはカソードの電極端子として各発光素子に共通に接続される１本の共通リードピンと、前記共通リードピンとは反対の極性の電極端子として各発光素子に個別に接続される複数本の個別リードピンとを備えるＬＥＤを用いた照明ユニットであって、
   複数個の前記ＬＥＤと、１本ずつ構造的に独立し、１つのＬＥＤに含まれる発光素子の個数より多く、その個数とＬＥＤの個数との加算値を越えない数の導電性を有する線状体とを備え、
   各線状体の長さ方向が揃えられると共にその長さ方向に沿って各ＬＥＤが並べられ、各ＬＥＤの全ての個別リードピンが同じ色を発する発光素子に接続されるもの毎に異なる線状体に連結され、個別リードピンが連結されない線状体の各々に前記共通リードピンが１本ずつ連結されており、
   前記各線状体は、各ＬＥＤの点灯動作を制御するための制御部が一方の面に実装された回路基板に他方の面の側から各々の一端部を挿通させることによって当該回路基板の後者の面に起立姿勢で支持されると共に、各線状体の前記制御部が実装された面の側に突き出た一端部がそれぞれ当該制御部を含む電気回路に電気接続され、
   各ＬＥＤは、各線状体の上記の支持および電気接続によってそれぞれ異なる高さ位置に支持されると共に前記制御部に電気接続される、
   ことを特徴とする照明ユニット。
2. 前記複数個のＬＥＤのうち一番下の位置で支持されるＬＥＤの前記共通リードピンは、前記線状体に連結されずに直接に前記回路基板に挿通されて支持されると共に、当該回路基板の前記制御部が実装された面の側に突き出た一端部が当該制御部を含む電気回路に電気接続され、その他のＬＥＤの前記共通リードピンは前記線状体に１本ずつ連結される、請求項１に記載された照明ユニット。
3. 前記各線状体およびこれらに連結される複数個のＬＥＤを収容可能な大きさを有し、この収容状態をもって前記回路基板の上に配備される透明または半透明の筒状体をさらに備える、請求項１に記載された照明ユニット。
4. 各々異なる色の光を発する複数の発光素子と、アノードまたはカソードの電極端子として各発光素子に共通に接続される１本の共通リードピンと、前記共通リードピンとは反対の極性の電極端子として各発光素子に個別に接続される複数本の個別リードピンとを備えるＬＥＤを用いた照明ユニットを複数個備えると共に、これらの照明ユニットを表側の面に並べて支持すると共に裏面側にマイクロコンピュータによる制御部が実装された回路基板を備える照明装置であって、
   前記照明ユニットは、複数個の前記ＬＥＤと、１本ずつ構造的に独立し、１つのＬＥＤに含まれる発光素子の個数より多く、その個数と当該照明ユニット内のＬＥＤの個数との加算値を越えない数の導電性を有する線状体とを備え、各線状体の長さ方向が揃えられると共にその長さ方向に沿って各ＬＥＤが並べられ、各ＬＥＤの全ての個別リードピンが同じ色を発する発光素子に接続されるもの毎に異なる線状体に連結され、個別リードピンが連結されない線状体の各々に前記共通リードピンが１本ずつ連結された構成のものであり、
   各照明ユニットは、前記各線状体のそれぞれの一端部が前記回路基板の表側から裏側へと挿通されることによって、前記複数個のＬＥＤが上下方向に沿って並ぶ状態となって当該回路基板の表側の面に支持されると共に、各照明ユニットの各線状体の前記回路基板の裏面側に突き出た一端部がそれぞれ前記制御部を含む電気回路に電気接続されることによって、各照明ユニット内の前記複数個のＬＥＤが前記制御部に電気接続される、照明装置。
5. 各照明ユニットにおいて一番下の位置で支持されるＬＥＤの前記共通リードピンは、前記線状体に連結されずに直接に前記回路基板に挿通されて支持されると共に当該回路基板の裏面側に突き出た当該共通リードピンの一端部が前記制御部を含む電気回路に電気接続され、その他のＬＥＤの前記共通リードピンは前記線状体に連結される、請求項４に記載された照明装置。
6. 前記照明ユニットは、各線状体およびこれらに連結される複数のＬＥＤを収容可能な大きさを有し、この収容状態をもって前記回路基板の上に配備される透明または半透明の筒状体をさらに備える、請求項４または５に記載された照明装置。
7. 前記制御部は、前記各照明ユニットの前記個別リードピンが連結された線状体の総数に相当する数の個別リードピン用出力端子を有すると共に、前記共通リードピンを接続するための共通リードピン用出力端子を少なくとも１つ有し、これらの出力端子の電位を端子毎に切り替える制御を実施する、請求項４または５に記載された照明装置。
8. 前記各照明ユニットにおけるＬＥＤの数は一定数に統一されており、
   前記制御部は、１つの照明ユニットに含まれるＬＥＤの数に相当する数の前記共通リードピン用出力端子を具備する、請求項７に記載された照明装置。
9. 前記各照明ユニットにおけるＬＥＤの数は一定数に統一されており、
   前記制御部は、各照明ユニットに含まれるＬＥＤの合計値に相当する数の前記共通リードピン用出力端子を具備する、請求項７に記載された照明装置。
10. 前記回路基板は、前記制御部が実装された裏面を下方に向けた状態で中空の台部の上に配備される、請求項４〜９のいずれかに記載された照明装置。
11. 各々異なる光を発する３個の発光素子と、アノードまたはカソードの電極端子として各発光素子に共通に接続される１本の共通リードピンと、前記共通リードピンとは反対の極性の電極端子として各発光素子に個別に接続される複数本の個別リードピンとを備えるＬＥＤを用いた照明ユニットを複数個と、これらの照明ユニットを並べて支持する板状の支持部と、マイクロコンピュータによる制御部とを備える照明装置であって、
    前記照明ユニットは、２個の前記ＬＥＤと、１本ずつ構造的に独立した４本の導電性を有する線状体とを備え、各線状体の長さ方向が揃えられると共にその長さ方向に沿って各ＬＥＤが並べられ、各ＬＥＤの全ての個別リードピンが同じ色を発する発光素子に接続されるもの毎に異なる線状体に連結され、残る１本の線状体に２個のＬＥＤの一方の前記共通リードピンが連結された構成のものであり、
    各照明ユニットは、前記共通リードピンが線状体に連結された方のＬＥＤが上方に位置する状態として、各線状体および下方のＬＥＤの前記線状体に連結されていない共通リードピンの下端部が前記支持部に挿通されることによって、前記２個のＬＥＤが上下方向に沿って並ぶ状態となって当該支持部の上面に支持されると共に、支持部の裏面側に突き出た各線状体および前記下方のＬＥＤの共通リードピンの下端部が前記制御部に電気接続され、
    前記制御部は、前記各照明ユニットの前記個別リードピンが連結された線状体の総数に相当する数の個別リードピン用出力端子と、前記共通リードピンを接続するための一対の共通リードピン用出力端子とを有し、これらの出力端子の電位を端子毎に切り替える制御を実施する、照明装置。

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