JP2003132708A

JP2003132708A - Ｌｅｄ照明装置

Info

Publication number: JP2003132708A
Application number: JP2001328245A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Yamada; 康生山田
Original assignee: TANABE TAKE SHOTEN KK
Current assignee: TANABE TAKE SHOTEN KK
Priority date: 2001-10-25
Filing date: 2001-10-25
Publication date: 2003-05-09

Abstract

(57)【要約】【課題】ＬＥＤ照明装置において、電飾用照明として
の十分な光量を保ったまま、発光の輝度及び色のムラを
従来のＬＥＤ照明装置より低減する。【解決手段】ＬＥＤ照明装置10において、ＬＥＤ発光
部1を第一のカバー2で、更にその外側を第二のカバー3
で覆う。それによりＬＥＤ発光部1の光が第一のカバー2
での散乱後、更に第二のカバー3で散乱される。その結
果、第二のカバー3の外面は、従来のＬＥＤ照明装置よ
り一様でムラのない輝度及び色で光る。その場合好まし
くは、赤色ＬＥＤ1bRと緑色ＬＥＤ1bGと青色ＬＥＤ1bB
との数の比率が3：2：2であり、第一のカバー2及び第二
のカバー3のそれぞれの内側のフィルム2b及び3bが60〜7
0％の不透明度と70〜90％の白色度とである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は発光ダイオード（Li
ght Emitting Diode、以下、ＬＥＤという）を光源とす
る照明装置に関し、特に、赤、緑、青の三原色のＬＥＤ
を含むものに関する。

【０００２】

【従来の技術】電飾用等の照明装置ではその光源として
従来主に蛍光ランプが用いられた。図5は蛍光ランプ照
明装置40の概略図である。蛍光ランプ照明装置40は、蛍
光ランプ41を光源とする照明装置の一例である。図5の
(a)は蛍光ランプ照明装置40の斜視図である。図5の(a)
では、カバー42の内部を示すために、カバー42の一部が
取り除かれている。図5の(b)は蛍光ランプ照明装置40の
回路図である。

【０００３】カバー42の本体42aは、例えば半円筒形で
透明なアクリル製である。その円筒部分の内面にプラス
チック製の白色のフィルム42bが貼られている。図5の
(a)に示されている通り、蛍光ランプ41はカバー42の内
部に収められる。蛍光ランプ41の種別は、例えばＪＩＳ
(日本工業規格)Ｃ7601によるＦＬ４、ＦＬ６、ＦＬ８、
及びＦＬ１０のいずれかであり、いずれも細長い円柱形
である。蛍光ランプ41の軸方向はカバー42と平行であ
る。蛍光ランプ41は、軸方向の第一の端部41aを第一の
ホルダー43aで、第二の端部41bを第二のホルダー43b
で、それぞれ保持され、筐体44上に固定される。

【０００４】蛍光ランプ41の第一の端部41a及び第二の
端部41bにはそれぞれ二つずつ、電極が設けられてい
る。図5の(b)に示されている通り、蛍光ランプ41では、
第一の端部41aの第一の電極41a1と第二の電極41a2との
間を第一のフィラメント48aが、第二の端部41bの第一の
電極41b1と第二の電極41b2との間を第二のフィラメント
48bが、それぞれ接続する。第一の端部41aの第一の電極
41a1、及び、第二の端部41bの第一の電極41b1は、スタ
ータ45へ接続される。第一の端部41aの第二の電極41a2
は安定器46を通して、一方、第二の端部41bの第二の電
極41b2は直接、それぞれ交流電源ACへ接続される。

【０００５】蛍光ランプ照明装置40は交流電源ACを投入
されると以下のように発光する。交流電源ACの投入後、
スタータ45を一定時間導通させて、蛍光ランプ41の第一
のフィラメント48a及び第二のフィラメント48bに電流を
流す。こうして、第一のフィラメント48aと第二のフィ
ラメント48bとが加熱される。その後、スタータ45を遮
断すると、安定器46が第一のフィラメント48aと第二の
フィラメント48bとの間に高電圧を印加する。その高電
圧により両フィラメント間に放電が生じ、蛍光ランプ41
が発光する。一旦発光した後は、安定器46が蛍光ランプ
41の発光を持続させる。

【０００６】蛍光ランプ41の発した光はカバー42のフィ
ルム42bにより散乱され、様々な方向へ拡散される。そ
の結果、カバー42の外面がほぼ一様に光る。こうして、
蛍光ランプ照明装置40は電飾用照明としての美的効果を
発揮する。

【０００７】図6は、上記の例とは別の蛍光ランプ照明
装置50である。図6では、図5に示されている蛍光ランプ
照明装置40の構成要素と同様なものに対して同じ符号を
付す。それらの同様な構成要素については上記の説明を
援用する。

【０００８】上記の蛍光ランプ照明装置40は一本の蛍光
ランプ41だけを含む。一方、蛍光ランプ照明装置50は、
赤色蛍光ランプ51R、緑色蛍光ランプ51G、及び青色蛍光
ランプ51Bの三本を含む。赤色蛍光ランプ51R、緑色蛍光
ランプ51G、及び青色蛍光ランプ51Bはいずれも、上記の
蛍光ランプ41と同種の蛍光ランプの表面にそれぞれの色
のフィルムを貼ったものである。

【０００９】赤色蛍光ランプ51R、緑色蛍光ランプ51G、
及び青色蛍光ランプ51Bの発した原色光はそれぞれ、カ
バー42のフィルム42bにより散乱される。その結果、カ
バー42の外面の全体が三つの原色光を混合した色で光
る。その混合色の光の色度、彩度、及び明度は、赤色蛍
光ランプ51R、緑色蛍光ランプ51G、及び青色蛍光ランプ
51Bのそれぞれの光量を調節することにより変化する。
こうして、蛍光ランプ照明装置50は電飾用照明としての
美的効果を更に高く発揮する。

【００１０】しかし、上記の蛍光ランプ照明装置40及び
50には次のような欠点がある。蛍光ランプでは発熱量が
多いので、密閉された狭い空間で使用される時、その空
間内の温度をかなり上昇させる。それにより、蛍光ラン
プの耐久性が著しく低下する。そのような過熱による耐
久性の低下を回避するには、カバー42のサイズをある程
度より大きくし、内部の空間をある程度より広くしなけ
ればならない。その結果、上記の蛍光ランプ照明装置40
及び50では小型化が困難であった。

【００１１】特に、多色発光の可能な蛍光ランプ照明装
置50は蛍光ランプを三本含み、それぞれの蛍光ランプの
間隔をある程度の距離だけ確保しなければならない。そ
の結果、光源が広い面積を要するので、小型化が更に困
難であった。その上、蛍光ランプ同士がある程度の間隔
を置くので、それぞれからの原色光がカバー42での散乱
では十分に混合できなかった。それにより、カバー42の
外面ではその発光の色度、彩度、又は明度にムラが生
じ、美的効果を損ねていた。

【００１２】上記のような蛍光ランプ照明装置に代わ
り、近年、ＬＥＤを光源とする照明装置(以下、ＬＥＤ
照明装置という)が多く用いられている。その理由は、
ＬＥＤが蛍光ランプに対して、次のような利点を有する
からである。第一に、ＬＥＤの寿命は半減値で50,000時
間程度であり、蛍光ランプの寿命(半減値で5,000時間程
度)に比べてかなり長い。その理由は主に、蛍光ランプ
ではフィラメントが経年劣化又は振動で断線しやすいか
らである。第二に、ＬＥＤの点滅の応答速度は蛍光ラン
プに比べて大きい。その理由は主に、蛍光ランプの点灯
にはフィラメントの予熱が必要であるので、点灯まであ
る程度の時間を要するからである。第三に、ＬＥＤへの
印加電圧は数V程度であって、蛍光ランプへの印加電圧5
00〜600Vに比べて低いので、点灯及び消灯時に発生する
電磁ノイズが小さい。第四に、ＬＥＤのサイズ及び発熱
量は蛍光ランプに比べかなり小さい。従って一つの蛍光
ランプと同じ光量を得られるだけの複数のＬＥＤを含む
光源は、その蛍光ランプと比べ、サイズ及び発熱量を低
減できる。それ故、蛍光ランプとは異なり、密閉された
狭い空間で長時間使用できる。

【００１３】図7はＬＥＤ照明装置60の概略図である。
ＬＥＤ照明装置60は、ＬＥＤを光源とする照明装置の一
例である。図7では、図5及び図6に示されている構成要
素と同様なものに対して同じ符号を付す。図7の(a)はＬ
ＥＤ照明装置60の斜視図である。図7の(a)では、カバー
42の内部を示すために、カバー42の一部が取り除かれて
いる。図7の(b)はＬＥＤ照明装置60の回路図である。

【００１４】ＬＥＤ制御部64及び定電圧電源部65は、図
7の(a)には示されていないが、筐体44内部に収められ
る。定電圧電源部65はＡＤコンバータを含み、外部の交
流電源ACからの交流を直流へ変換する。図7の(b)に示さ
れている通り、定電圧電源部65から出力された直流電力
は、高電位側端子65H及び低電圧側端子65LからＬＥＤ発
光部61及びＬＥＤ制御部64へ供給される。

【００１５】ＬＥＤ制御部64は、ＬＥＤ発光部61の高電
位側の三端子Ra、Ga、及びBaと、定電圧電源部65の高電
位側端子65Hと、を中継する回路であり、それらの間を
流れる電流を導通し又は遮断するためのスイッチを含
む。それらのスイッチのスイッチングをＰＷＭ制御で制
御することにより、ＬＥＤ制御部64は赤色ＬＥＤ61bR、
緑色ＬＥＤ61bG、及び青色ＬＥＤ61bBのそれぞれを流れ
る電流を制御する。ＰＷＭ制御用のパルス信号はＬＥＤ
制御部64内部の発振回路で、予め記憶されたパルス列の
パターンに従って生成される。

【００１６】ＬＥＤ発光部61は図7の(a)に示されている
通り、縦長の基板61aとその上に配列された複数の三原
色ＬＥＤ61bとを含む。基板61aは、例えば複数のネジ63
で筐体44へ固定される。三原色ＬＥＤ61bは、基板61aの
長手方向に沿って一直線上に等間隔で並ぶ。三原色ＬＥ
Ｄ61bは、赤色ＬＥＤ61bR、緑色ＬＥＤ61bG、及び青色
ＬＥＤ61bBから成り、その順に一個ずつ交互に並ぶ。三
原色ＬＥＤ61bは、基板61aの長手方向の一端からは三本
の導線62aでＬＥＤ制御部64へ、他端からは一本の導線6
2bで定電圧電源部65へ、それぞれ図7の(b)に示されてい
るように接続される。

【００１７】ＬＥＤ発光部61では図7の(b)に示されてい
る通り、複数の赤色ＬＥＤ61bR、複数の緑色ＬＥＤ61b
G、及び複数の青色ＬＥＤ61bBがそれぞれ別々に、直列
に接続される。複数の赤色ＬＥＤ61bRを直列に接続した
経路の一端はＬＥＤ発光部61の赤色ＬＥＤ用高電位側端
子Raへ、その経路の他端は共通低電位側端子Eへ、それ
ぞれ接続される。同様に、複数の緑色ＬＥＤ61bGを直列
に接続した経路の各端はＬＥＤ発光部61の緑色ＬＥＤ用
高電位側端子Ga及び共通低電位側端子Eへ、複数の青色
ＬＥＤ61bBを直列に接続した経路の各端は青色ＬＥＤ用
高電位側端子Ba及び共通低電位側端子Eへ、それぞれ接
続される。

【００１８】以上の構成により、ＬＥＤ照明装置60はＬ
ＥＤ発光部61の三原色ＬＥＤ61bを、以下のように発光
させる。定電圧電源部65は外部交流電源ACからの交流を
直流に変換し、高電位側端子65H及び低電圧側端子65Lか
ら出力する。ＬＥＤ制御部64は、赤色ＬＥＤ61bRを流れ
る電流IR、緑色ＬＥＤ61bGを流れる電流IG、及び、青色
ＬＥＤ61bBを流れる電流IBを、それぞれＰＷＭ制御す
る。赤色ＬＥＤ61bRは電流IRにより決まる光量で赤く発
光する。緑色ＬＥＤ61bG及び青色ＬＥＤ61bBも同様に、
それぞれを流れる電流IG及びIBにより決まる光量で発光
する。

【００１９】三原色ＬＥＤ61bが発した三原色光はカバ
ー42のフィルタ42bで散乱され、様々な方向へ拡散され
る。その結果、赤、緑、及び青の三原色光が混合した色
に、カバー42の外面が光る。三原色光のそれぞれの光量
は、三原色ＬＥＤ61bをそれぞれ流れる電流IR、IG、及
びIBを調節して制御される。その電流の調節は、ＬＥＤ
制御部64でのＰＷＭ制御用パルス信号のパルス列パター
ンを調節して行われる。こうして、ＬＥＤ照明装置60は
様々な色度、彩度、及び明度で発光できる。ＬＥＤ照明
装置60は更に、ＰＷＭ制御用パルス信号のパルス列パタ
ーンを時間的に変化させ、それにより、赤色ＬＥＤ61b
R、緑色ＬＥＤ61bG、及び青色ＬＥＤ61bBのそれぞれの
光量を時間的に変化させる。こうして、ＬＥＤ照明装置
60は発光の色度等を時間的に変化させることができる。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】三原色ＬＥＤ61bの個
々のサイズは蛍光ランプ41に比べかなり小さい。それ
故、蛍光ランプ41では全体の輝度がほぼ一様であったの
に対し、上記のＬＥＤ発光部61では三原色ＬＥＤ61bの
個々の設置場所に依存して、輝度が大きく変化する。従
って、カバー42のフィルム42bによる散乱だけではＬＥ
Ｄ発光部61での輝度の変化を平均化しきれなかった。そ
の結果、ＬＥＤ照明装置60のような従来のＬＥＤ照明装
置では、ＬＥＤ発光部61を覆うカバー42の表面に、以下
のような輝度の大きな変化が生じていた。

【００２１】図8は、図7に示されているＬＥＤ照明装置
60の点灯時、ＬＥＤ発光部61を覆うカバー42の外面の輝
度の分布を示す平面図である。カバー42の外面上に描か
れた複数のループK、L、M、・・・のそれぞれは輝度の
等しい点を示す。カバー42の外面の輝度は、三原色ＬＥ
Ｄ61bBのそれぞれの直上部71で最も大きく、そこから外
れるほど小さい。更に、三原色ＬＥＤ61bBのそれぞれの
直上部71及びその周辺では、発光の色がその部分の直下
の三原色ＬＥＤ61bの色に近い。その結果、カバー42の
外面の他の部分に比べ、発光の色が変化する。こうし
て、ＬＥＤ照明装置60のような従来のＬＥＤ照明装置で
は、発光の輝度及び色がカバー42の外面全体で一様では
なく、ムラを生じた。その結果、電飾用照明としての美
的効果を損ねた。

【００２２】フィルム42を厚くする等で、カバー42の可
視光に対する透過率を低下させることにより、カバー42
の外面の輝度を外面全体で均すことはできる。しかし、
その場合カバー42の外面全体で輝度が低下し、ＬＥＤ照
明装置60から発する光量が低減してしまう。こうして、
ＬＥＤ照明装置60のような従来のＬＥＤ照明装置では電
飾用照明として十分な光量が得られなかった。

【００２３】そこで、本発明はＬＥＤ照明装置におい
て、電飾用照明としての十分な光量を保ったまま、発光
の輝度及び色のムラを従来のＬＥＤ照明装置より低減す
ることを目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明のＬＥＤ照明装置
は、赤色ＬＥＤと緑色ＬＥＤと青色ＬＥＤとの三原色Ｌ
ＥＤを、それぞれの数の比率が所定の値となるように配
列したＬＥＤ発光部；三原色ＬＥＤのそれぞれを流れる
電流を制御するためのＬＥＤ制御部；三原色ＬＥＤのそ
れぞれに電圧を印加するための電源部；所定の不透明度
と白色度とであり、三原色ＬＥＤを覆う第一のカバー；
及び、第一のカバーと同程度の不透明度と白色度とであ
り、第一のカバーの外面から所定の距離だけ離れてＬＥ
Ｄ発光部と第一のカバーとを覆う第二のカバー；を有す
る。

【００２５】上記のＬＥＤ照明装置では、三原色ＬＥＤ
のそれぞれから発した光が第一のカバーで散乱された
後、更に第二のカバーで散乱される。すなわち、三原色
ＬＥＤの光が二重のカバーで散乱される。従って、従来
のＬＥＤ照明装置のように一重のカバーでＬＥＤの光を
散乱する場合に比べ、上記のＬＥＤ照明装置では、第二
のカバーの外面に輝度及び色のムラがない。すなわち、
第二のカバーの外面全体が一様な輝度及び色で光る。

【００２６】更に、本発明では二重のカバーのそれぞれ
の不透明度が、従来のＬＥＤ照明装置のように一重のカ
バーを厚くすることでカバーの外面の輝度及び色を均す
場合に比べ小さい。従って、上記のＬＥＤ照明装置は従
来のＬＥＤ照明装置より大きな輝度で発光できる。

【００２７】上記のＬＥＤ照明装置では、第一のカバー
及び第二のカバーのいずれもが、透明な部材と、透明な
部材の外面又は内面のいずれかに密着して配置された上
記の不透明度及び白色度のフィルムと、を有していても
良い。この構成では、カバーの透明な部材が例えばガラ
ス又はアクリル等から成り、所定の形状を保つ程度の剛
性を有する。一方、カバーの表面のフィルムがＬＥＤの
光を十分に散乱させる。こうして、所定の不透明度及び
白色度のカバーを所定の形状に容易に形成できる。

【００２８】更に、上記のフィルムが、プラスチック製
のベースと、そのベースの少なくとも片方の表面に多孔
質層と、を含んでいても良い。ここで、ベースの材料で
あるプラスチックとしては、ポリエステル又はポリプロ
ピレンが好ましい。例えば、日清紡のピーチコートとい
う商標の合成紙（SER60、SEBR-58、又はSPBR-60FT）が
好ましい。上記のフィルムへの入射光はベースの表面の
多孔質層によって散乱される。多孔質層を含むフィルム
は、三原色ＬＥＤのいずれの光をも十分に透過させ、か
つ十分に広い範囲へ一様に拡散できる。その結果、上記
のＬＥＤ照明装置では、第二のカバーの外面が一様な輝
度及び色で発光できる。

【００２９】上記のＬＥＤ照明装置は、上記の不透明度
及び白色度のフィルムから成り、三原色ＬＥＤのそれぞ
れの表面を覆う複数のキャップを、第一のカバーとして
有しても良い。キャップを構成するフィルムは好ましく
はシリコンゴムから成り、所定の厚みを有し、かつ所定
の拡散材を所定の割合で含む。それにより、キャップは
所定の不透明度及び白色度を持ち、三原色ＬＥＤからの
光を十分に透過させ、かつ十分に広い範囲へ一様に拡散
する。それらのキャップを透過した光が更に第二のカバ
ーで拡散される。その結果、上記のＬＥＤ照明装置では
第二のカバーの外面が一様にムラなく発光する。更に、
第一のカバーが透明な部材を含む場合と比べ、三原色Ｌ
ＥＤの表面から第一のカバーの内面までの距離が実質的
に0に等しいので、三原色ＬＥＤの表面から第二のカバ
ーの内面までの距離を短縮できる。それにより、ＬＥＤ
照明装置全体のサイズを小型化できる。

【００３０】上記のＬＥＤ照明装置で好ましくは、三原
色ＬＥＤの赤色ＬＥＤと緑色ＬＥＤと青色ＬＥＤとの数
の比率が3：2：2であり、第一のカバーの不透明度が60
〜70％、かつ、白色度が70〜90％である。

【００３１】赤色ＬＥＤの数を緑色ＬＥＤ及び青色ＬＥ
Ｄより上記の比率で多くする理由は以下の通りである。
第一のカバー及び第二のカバーを通して三原色ＬＥＤの
光を混合して白色光を発する場合、三原色ＬＥＤのそれ
ぞれの光量はそれぞれを流れる電流を加減して揃えられ
る範囲内にあることが、白色光の白色度の調節にとって
好ましい。しかし現在、赤色ＬＥＤの光量は一般に緑色
ＬＥＤ及び青色ＬＥＤに比べて小さい。その差異はそれ
ぞれの三原色ＬＥＤを流れる電流を加減しても補いにく
い程度である。そこで、第一のカバー及び第二のカバー
の不透明度及び白色度が上記の範囲である場合、赤色Ｌ
ＥＤの数を上記の比率で緑色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤより
多くする。それにより、三原色ＬＥＤの光を混合して得
られる白色光の白色度を向上できる。

【００３２】上記のＬＥＤ照明装置では、第一のカバー
が管状であり、第二のカバーが第一のカバーに対して実
質上平行な方向に伸びる半管状であり、ＬＥＤ発光部で
三原色ＬＥＤが第一のカバーの長手方向に沿って縦長に
配列されていても良い。上記の構成の場合、三原色ＬＥ
Ｄのそれぞれと第一のカバー及び第二のカバーとの間隔
が実質的に一様であるので、第二のカバーの外面の輝度
が容易に一様になる。

【００３３】ここで、三原色ＬＥＤの縦長の配列は、例
えば一直線上であっても良い。その他に、赤、緑、及び
青の順に交互に並ぶ一直線上の縦列の左右に、赤色ＬＥ
Ｄだけを散在させても良い。その場合、赤色ＬＥＤの数
を容易に他の色のＬＥＤより多くできる。更に、上記の
配列を一つの列として、複数の列を並べるようにしても
良い。上記の配列では、三原色ＬＥＤの間隔はある程度
ばらついても良い。そのように三原色ＬＥＤの配置がば
らついても、三原色ＬＥＤの光は二重のカバーでの散乱
によって十分に均されるので、第二のカバーの外面の輝
度及び色にはムラがない。

【００３４】上記のＬＥＤ照明装置では、第一のカバー
のサイズが、ＦＬ４、ＦＬ６、ＦＬ８、及びＦＬ１０の
いずれかの種別の蛍光ランプと等しくても良い。その場
合、従来の蛍光ランプ照明装置において、蛍光ランプ用
のホルダーで本発明によるＬＥＤ発光部を固定できる。
従って、従来の蛍光ランプ照明装置を本発明によるＬＥ
Ｄ照明装置へ容易に転換できる。ここで、蛍光ランプ用
のホルダーとは、上記のＦＬ４等の種別の蛍光ランプに
対する機械的保持機構を意味し、口金等の電気的接続部
を除く。但し、上記のＦＬ４等の種別の蛍光ランプにお
ける口金等を、上記のＬＥＤ照明装置のＬＥＤ発光部に
おけるコネクタとして用いることは可能である。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の最適な実施の形態
について、その好ましい実施例を挙げて、図面を参照し
つつ説明する。《実施例１》図1は本発明の実施例１によるＬＥＤ照明
装置10の斜視図である。図1では、第一のカバー2及び第
二のカバー3のそれぞれの内部を示すために、第一のカ
バー2及び第二のカバー3のそれぞれの一部が取り除かれ
ている。

【００３６】ＬＥＤ制御部4及び定電圧電源部5は、筐体
7の内部に収められている。定電圧電源部5は外部の交流
電源へ電源用コード8を通して接続され、交流電源から
の交流を直流に変換してＬＥＤ発光部1及びＬＥＤ制御
部4へ供給する。ＬＥＤ制御部4は、ＬＥＤ発光部1と定
電圧電源部5とを中継する回路であり、それらの間を流
れる電流を導通し又は遮断して制御する。

【００３７】ＬＥＤ発光部1は縦長の基板1aとその上に
配列された複数の三原色ＬＥＤ1bとを含む。基板1aは長
手方向の両端部1c及び1dを、第一のカバー2の両端部2c
及び2dへそれぞれ固定される。

【００３８】三原色ＬＥＤ1bは基板1aの長手方向に沿っ
て一直線に約7mmの等間隔で並ぶ。三原色ＬＥＤ1bは赤
色ＬＥＤ1bR、緑色ＬＥＤ1bG、及び青色ＬＥＤ1bBから
成り、いずれも約10ｍｍの高さ、約5mmの直径を有す
る。赤色ＬＥＤ1bRのオン電圧が1個あたり1.9Vであり、
緑色ＬＥＤ1bG及び青色ＬＥＤ1bBのオン電圧が1個あた
り3.6Vである。三原色ＬＥＤ1bの配列の順序については
後述する。

【００３９】ＬＥＤ発光部1は、図1には示されていない
が、基板1aの長手方向の一端部1cに赤色ＬＥＤ用高電位
側端子1eR、緑色ＬＥＤ用高電位側端子1eG、青色ＬＥＤ
用高電位側端子1eB、及び共通低電位側端子1fを有す
る。それら四つの端子は第一のホルダー6a内に挿入さ
れ、内部のコネクタを通してＬＥＤ制御部4及び定電圧
電源部5へ電気的に接続される。

【００４０】第一のカバー2の円筒形部材2aは厚さ約1mm
の透明なアクリル製である。その内面には第一のフィル
ム2bが貼られている。第一のカバー2の円筒形部材2a
は、ＪＩＳ(日本工業規格)Ｃ7601で定められている蛍光
ランプの種別ＦＬ４、ＦＬ６、ＦＬ８、及びＦＬ１０の
いずれかと同じサイズである。表1はＪＩＳＣ7601によ
るＦＬ４、ＦＬ６、ＦＬ８、及びＦＬ１０の種別のサイ
ズを示す。

【００４１】

【表1】

【００４２】第一のカバー2は、一端部2cを第一のホル
ダー6aにより、他端部2dを第二のホルダー6bによりそれ
ぞれ保持され、筐体7へ固定される。ここで、第一のカ
バー2の形状が上記の種別の蛍光ランプと等しいので、
第一のホルダー6a及び第二のホルダー6bは従来の蛍光ラ
ンプ照明装置のものを利用できる。但し、第一のホルダ
ー6a及び第二のホルダー6bはいずれも、上記の種別の蛍
光ランプに対する機械的保持機構であって、口金等の蛍
光ランプ用の電気的接続部を除く。その口金等とは別の
コネクタ(図示せず)が、第一のホルダー6a及び第二のホ
ルダー6bの内部には含まれる。従って、蛍光ランプをＬ
ＥＤ発光部1及び第一のカバー2に、スタータ及び安定器
等をＬＥＤ制御部4及び定電圧電源部5に、それぞれ置換
するだけで、従来の蛍光ランプ照明装置を実施例１のＬ
ＥＤ照明装置10に転換できる。

【００４３】第二のカバー3の半円筒形部材3aは透明な
アクリル製であり、内径約200mm、厚さ約1mmである。そ
の内面には第二のフィルム3bが貼られている。第二のカ
バー3の半円筒形部材3aは第一のカバー2と実質上同軸に
第一のカバー2を覆い、ＬＥＤ照明装置10の筐体7へ固定
される。

【００４４】第一のフィルム2b及び第二のフィルム3bは
いずれも好ましくは、日清紡によるピーチコートという
商標の合成紙SER60、SEBR-58、又はSPBR-60FTである。
ピーチコートはポリエステル又はポリプロピレン製のベ
ースフィルム上に多孔質表層を形成したフィルムであ
る。特に実施例１で用いたものは、ピーチコートSER60
であった。すなわち、ベースフィルムがポリエステル製
であり、平均的厚さが約58μmであり、不透明度が約66
％であり、かつ、白色度が約80％であった。

【００４５】図2は実施例１のＬＥＤ照明装置10の回路
図である。定電圧電源部5はＡＤコンバータを含み、外
部の交流電源ACからの交流を直流へ変換する。定電圧電
源部5から出力された直流電力は、高電位側端子5H及び
低電圧側端子5LからＬＥＤ制御部4及びＬＥＤ発光部1へ
それぞれ供給される。

【００４６】ＬＥＤ制御部4は、ＬＥＤ発光部1の高電位
側の三端子1eR、1eG、及び1eBと、定電圧電源部5の高電
位側端子5Hとの間を流れる電流を導通し又は遮断するた
めのスイッチを含む。それらのスイッチのスイッチング
は、ＰＷＭ制御により制御される。それにより、ＬＥＤ
制御部4は、赤色ＬＥＤ1bRを流れる赤色ＬＥＤ電流IR、
緑色ＬＥＤ1bGを流れる緑色ＬＥＤ電流IG、及び、青色
ＬＥＤ1bBを流れる青色ＬＥＤ電流IBを、互いに独立に
制御する。ここで、上記のスイッチにはＰＷＭ制御用の
パルス信号が印加される。そのパルス信号は、ＬＥＤ制
御部4内部のＲＯＭに予め記憶されたパルス列パターン
に従って生成される。

【００４７】ＬＥＤ発光部1では、赤色ＬＥＤ1bRが6個
ずつ、緑色ＬＥＤ1bG及び青色ＬＥＤ1bBがそれぞれ3個
ずつ、直列に接続される。そのように直列に接続された
ＬＥＤをそれぞれ一組として、ＬＥＤ発光部1は赤色Ｌ
ＥＤ1bRの組を3組、緑色ＬＥＤ1bG及び青色ＬＥＤ1bBの
組をそれぞれ4組ずつ含む。こうして、ＬＥＤ発光部1に
おける赤色ＬＥＤ1bR、緑色ＬＥＤ1bG、及び青色ＬＥＤ
1bBの数の比率は、3：2：2に設定される。

【００４８】ここで、赤色ＬＥＤ1bRを緑色ＬＥＤ1bG及
び青色ＬＥＤ1bBより多く設けた理由は、次の通りであ
る。後述のように赤色ＬＥＤ1bR、緑色ＬＥＤ1bG、及び
青色ＬＥＤ1bBの光を混合して様々な色の光を得る場
合、それぞれのＬＥＤの光量をほぼ等しく揃えることが
有利である。一方、赤色ＬＥＤ1bRの一個あたりの光量
は現在一般に、緑色ＬＥＤ1bG及び青色ＬＥＤ1bBより小
さい。その一個あたりの光量の差異は、赤色ＬＥＤ1bR
を流れる電流を緑色ＬＥＤ1bG及び青色ＬＥＤ1bBより大
きくしても補えない。従って、赤色ＬＥＤ1bRの数を他
色のＬＥＤより多くしなければならない。実施例１で
は、赤色ＬＥＤ1bRの数を他色のＬＥＤより上記の比率
だけ多くすることにより、それぞれのＬＥＤの光量をほ
ぼ等しく揃えることができた。

【００４９】いずれの赤色ＬＥＤ1bRの組も、赤色ＬＥ
Ｄ用高電位側端子1eR及び共通低電位側端子1fの間に並
列に接続される。更に、いずれの赤色ＬＥＤ1bRの組も
赤色ＬＥＤ用抵抗R1を1個ずつ直列に接続する。同様
に、緑色ＬＥＤ1bGの組はいずれも緑色ＬＥＤ用高電位
側端子1eG及び共通低電位側端子1fの間に並列に接続さ
れ、緑色ＬＥＤ用抵抗R2を1個ずつ含む。更に、青色Ｌ
ＥＤ1bBの組はいずれも青色ＬＥＤ用高電位側端子1eB及
び共通低電位側端子1fの間に並列に接続され、青色ＬＥ
Ｄ用抵抗R3を1個ずつ含む。

【００５０】以上の構成により、ＬＥＤ照明装置10は、
以下のようにＬＥＤ発光部1の三原色ＬＥＤ1bを発光さ
せる。定電圧電源部5は外部交流電源ACからの交流を直
流に変換し、高電位側端子5H及び低電圧側端子5Lから出
力する。ＬＥＤ制御部4は赤色ＬＥＤ電流IR、緑色ＬＥ
Ｄ電流IG、及び青色ＬＥＤ電流IBを、それぞれ独立にＰ
ＷＭ制御で制御する。赤色ＬＥＤ1bRは赤色ＬＥＤ電流I
Rにより決まる光量で赤色に発光する。緑色ＬＥＤ1bGは
緑色ＬＥＤ電流IGにより決まる光量で緑色に発光する。
青色ＬＥＤ1bBは青色ＬＥＤ電流IBにより決まる光量で
青色に発光する。

【００５１】三原色ＬＥＤ1bから発した光はまず第一の
カバー2で散乱され、様々な方向へ拡散される。その散
乱光は更に第二のカバー3で散乱され、再び様々な方向
へ拡散される。このように三原色ＬＥＤ1bの光を二重に
拡散させることにより、赤色ＬＥＤ1bR、緑色ＬＥＤ1b
G、及び青色ＬＥＤ1bBの光を第二のカバー3の外面全体
で一様に混合できる。その結果、第二のカバー3の外面
の全体が一様な輝度及び色で光る。

【００５２】その場合、上記の日清紡製ピーチコートは
第一のフィルム2b及び第二のフィルム3bとして最適な不
透明度及び白色度を有する。すなわち、ピーチコートは
三原色ＬＥＤ1bの光を十分に散乱し、第二のカバー3の
外面全体で一様に混合させる。その一方で、ピーチコー
トは三原色ＬＥＤ1bの光を十分に透過する。それ故、三
原色ＬＥＤ1bの光を二重のカバー2及び3に通しても、Ｌ
ＥＤ照明装置10全体の輝度が十分に維持される。

【００５３】第二のカバー3を通して透過される光の色
度、彩度、及び明度は、赤色ＬＥＤ1bR、緑色ＬＥＤ1b
G、及び青色ＬＥＤ1bBのそれぞれの光量で決まる。赤色
ＬＥＤ1bRの光量は赤色ＬＥＤ電流IRを、緑色ＬＥＤ1bG
の光量は緑色ＬＥＤ電流IGを、青色ＬＥＤ1bBの光量は
青色ＬＥＤ電流IBを、それぞれ調節して設定される。そ
れぞれの電流の調節はＬＥＤ制御部4のＰＷＭ制御によ
り互いに独立に行われる。そのＰＷＭ制御は、ＬＥＤ制
御部4内部のＲＯＭに予め記憶されたパルス列パターン
のパルス信号により行われる。従って、そのパルス列パ
ターンの設定により、ＬＥＤ照明装置10の光を様々な色
度、彩度、及び明度に設定できる。

【００５４】更に、ＰＷＭ制御用パルス信号のパルス列
パターンを時間的に変化させ、それにより赤色ＬＥＤ1b
R、緑色ＬＥＤ1bG、及び青色ＬＥＤ1bBの光量をそれぞ
れ時間的に変化させる。こうして、ＬＥＤ照明装置10の
光の色度、彩度、及び明度を時間的に変化させることが
できる。例えば、一定時間ごとに、赤色ＬＥＤ1bRだけ
が発光する期間、緑色ＬＥＤ1bGだけが発光する期間、
及び、青色ＬＥＤ1bBだけが発光する期間をその順に切
り換える。それにより、ＬＥＤ照明装置10の光の色を一
定時間ごとに赤、緑、及び青の順に切り換えることがで
きる。その他に、三原色ＬＥＤ1bのそれぞれの発光期間
の一部を互いに重複させ、かつ、それぞれの光量を実質
上連続的に変化させる。それにより、ＬＥＤ照明装置10
の光の色度、彩度、及び明度を時間的に連続に変化させ
ることができる。上記のような光の時間的変化は、ＬＥ
Ｄ照明装置10に電飾用照明としての多様な美的効果を与
える。

【００５５】上記の説明では、ＬＥＤ制御部4がＬＥＤ
発光部1とは別に、ＬＥＤ照明装置10の筐体7内に収めら
れていた。しかし、ＬＥＤ制御部4の回路規模は従来の
蛍光ランプ照明装置のインバータ点灯回路及び調光回路
等と比べ、一般に十分小さい。それ故、ＬＥＤ制御部4
をＬＥＤ発光部1の基板1a上に設けても良い。更に、上
記の説明では、ＬＥＤ発光部1がＬＥＤ制御部4及び定電
圧電源部5へ第一のホルダー6a内のコネクタを通して電
気的に接続された。その他に、ＬＥＤ発光部1を、第一
のホルダー6a及び第二のホルダー6bの両方の内部にある
コネクタを通して、ＬＥＤ制御部4及び定電圧電源部5へ
電気的に接続しても良い。

【００５６】上記の説明では、定電圧電源部5が外部の
交流電源ACからの交流を直流に変換して、ＬＥＤ発光部
1及びＬＥＤ制御部4へ供給していた。その他に、定電圧
電源部5がＤＣ−ＤＣコンバータを含み、それにより外
部の直流電源からの直流を、電圧を変換した上でＬＥＤ
発光部1及びＬＥＤ制御部4へ供給しても良い。更に、定
電圧電源部5を上記の実施例のように筐体7内に収める他
に、電源用コード8のプラグと一体にして、筐体7の外へ
置いても良い。それにより、ＬＥＤ照明装置10の筐体7
のサイズを低減できる。

【００５７】上記の説明では、ＬＥＤ発光部1において
三原色ＬＥＤ1bの列が一列であった。その他に、ＬＥＤ
発光部において、複数の上記と同様な三原色ＬＥＤの列
が、並列に配置されていても良い。更に、ＬＥＤ発光部
において、複数の上記と同様な三原色ＬＥＤの列が、直
列に配置されていても良い。その場合、複数の三原色Ｌ
ＥＤの列が別々に、赤色ＬＥＤ用高電位側端子、緑色Ｌ
ＥＤ用高電位側端子、及び青色ＬＥＤ用高電位側端子を
ＬＥＤ制御部へ電気的に接続する。ここで、共通低電位
側端子は全ての三原色ＬＥＤの列で共通にしても良い。
ＬＥＤ制御部は複数の三原色ＬＥＤの列を互いに独立に
制御する。それにより、ＬＥＤ照明装置からの光の輝度
及び色を、第二のカバーの長手方向で空間的に変化させ
ることができる。そのような光の空間的変化はＬＥＤ照
明装置10へ電飾用照明としての多様な美的効果を更に与
える。

【００５８】《実施例２》図3は、本発明の実施例２に
よるＬＥＤ照明装置において、ＬＥＤ発光部21上の三原
色ＬＥＤの配列を模式的に示す平面図である。図3で
は、図1と同様な構成要素には同じ符号を付し、その説
明は実施例１のものを援用する。実施例２のＬＥＤ照明
装置は、実施例１のものと比べて、ＬＥＤ発光部上の三
原色ＬＥＤの配列だけが異なる。その他の構成は実施例
１と同様である。

【００５９】実施例２のＬＥＤ発光部21の基板21a上に
は、同数の赤色ＬＥＤ1bR、緑色ＬＥＤ1bG、及び青色Ｌ
ＥＤ1bBから成るＬＥＤ主列Lが、基板21aの長手方向に
沿って設けられている。ＬＥＤ主列Lでは、赤色ＬＥＤ1
bR、緑色ＬＥＤ1bG、及び青色ＬＥＤ1bBがその順に交互
に、実施例１と同じ間隔で一直線上に並ぶ。

【００６０】第一のＬＥＤ副列LL及び第二のＬＥＤ副列
LRは赤色ＬＥＤ1bRだけを含み、ＬＥＤ主列Lの左側及び
右側にそれぞれ一列ずつ、ＬＥＤ主列Lと平行に設けら
れている。第一のＬＥＤ副列LL及び第二のＬＥＤ副列LR
での赤色ＬＥＤ1bRの間隔はＬＥＤ主列Lの12倍であり、
第一のＬＥＤ副列LLの二個の赤色ＬＥＤ1bRの中点近く
に第二のＬＥＤ副列LRの赤色ＬＥＤ1bRがあるように配
列される。そのような配列により、赤色ＬＥＤ1bRの数
が緑色ＬＥＤ1bG及び青色ＬＥＤ1bBより多く配置され、
特にそれぞれの数の比率が実施例１同様、3：2：2であ
る。

【００６１】第一のＬＥＤ副列LL及び第二のＬＥＤ副列
LRの赤色ＬＥＤ1bRから第二のカバー3までの距離は、Ｌ
ＥＤ主列LのＬＥＤからの距離とは異なる。しかし、実
施例２においても実施例１同様、ＬＥＤからの光は第一
のカバー2及び第二のカバー3により散乱され、第二のカ
バー3の外面では一様に混合される。従って、第一のＬ
ＥＤ副列LL及び第二のＬＥＤ副列LRの赤色ＬＥＤ1bRの
光は、第二のカバー3の外面の輝度及び色にムラを生じ
ない。

【００６２】《実施例３》図4の(a)は、本発明の実施例
３によるＬＥＤ照明装置10Aの斜視図である。図4の(b)
はその三原色ＬＥＤ1bとキャップ2Aとの斜視図である。
図4では、図1と同様な構成要素には同じ符号を付し、そ
れらの同様な構成要素の説明は実施例１のものを援用す
る。

【００６３】実施例３によるＬＥＤ照明装置10Aでは、
実施例１での円筒形状の第一のカバー2に代えて、キャ
ップ2Aが三原色ＬＥＤ1bのそれぞれを覆う。従って、実
施例３では実施例１とは異なり、第一のホルダー6a及び
第二のホルダー6bが基板1aを直接保持する。

【００６４】キャップ2Aは好ましくはシリコンゴムから
成る。キャップ2Aは内径約5mm、高さ約10mm、及び厚さ
約0.5mmの円筒形であり、その上端部はドーム状に閉じ
られ、下端部は開放されている。キャップ2Aの円筒形状
の内部へ三原色ＬＥＤ1bを下から挿入する時、図4の(b)
に示されているように、キャップ2Aはその三原色ＬＥＤ
1bのドーム形状部の表面を上から隙間なく覆う。

【００６５】キャップ2Aを構成するシリコンゴムは内部
に拡散材を所定の割合で含む。それにより、キャップ2A
は実施例１での第一のフィルム2bと同程度の不透明度と
白色度とを有する。その結果、キャップ2Aは実施例１で
の第一のカバー2と同程度に三原色ＬＥＤ1bからの光を
透過し、かつ拡散させる。

【００６６】第二のカバー3は実施例１でのものと相似
な形状を有する。その内径は約100mmであり、実施例１
より小さい。しかし、キャップ2Aの表面から第二のカバ
ー3までの距離は、実施例１での第一のカバー2から第二
のカバー3までの距離とほぼ等しい。従って、実施例３
では実施例１と同様に、赤色ＬＥＤ1bR、緑色ＬＥＤ1b
G、及び青色ＬＥＤ1bBの光が第二のカバー3の外面全体
で一様に混合できる。その結果、第二のカバー3の外面
の全体が一様な輝度及び色で光る。

【００６７】更に、実施例３では実施例１に比べ、第二
のカバー3のサイズが小さいので、ＬＥＤ照明装置10A全
体のサイズが実施例１のもの10より小さい。こうして、
キャップ2Aを第一のカバーとして用いれば、電飾用照明
としての美的効果を損なわずにＬＥＤ照明装置を小型化
できる。

【００６８】

【発明の効果】上記の通り、本発明によるＬＥＤ照明装
置では、ＬＥＤ発光部の三原色ＬＥＤから発した光が、
第一のカバー及び第二のカバーで二重に拡散される。そ
れにより、三原色ＬＥＤの光が第二のカバーの外面全体
でムラなく一様に混合される。その結果、本発明による
ＬＥＤ照明装置は全体で一様な輝度及び色で光り、電飾
用照明として優れた美的効果を発揮できる。特に、第一
のカバーとして三原色ＬＥＤの個々の表面を覆うキャッ
プを用いる時、ＬＥＤ照明装置を更に小型化できる。

【００６９】更に、本発明によるＬＥＤ照明装置では第
一のカバーの透明な部材の形状がＪＩＳ(日本工業規格)
Ｃ7601で定められている蛍光ランプの種別ＦＬ４、ＦＬ
６、ＦＬ８、及びＦＬ１０のいずれかと同じサイズであ
る。それにより、蛍光ランプをＬＥＤ発光部及び第一の
カバーに、スタータ及び安定器等をＬＥＤ制御部及び定
電圧電源部に、それぞれ置換するだけで、従来の蛍光ラ
ンプ照明装置を本発明によるＬＥＤ照明装置に転換でき
る。

【００７０】

【図面の簡単な説明】

【図1】本発明の実施例１によるＬＥＤ照明装置10の斜
視図である。

【図2】本発明の実施例１によるＬＥＤ照明装置10の回
路図である。

【図3】本発明の実施例２によるＬＥＤ発光部21の模式
的平面図である。

【図4】本発明の実施例３によるＬＥＤ照明装置10Aの斜
視図である。(a)はそのＬＥＤ照明装置10Aの全体の斜視
図である。(b)はその三原色ＬＥＤ1bとキャップ2Aとの
斜視図である。

【図5】従来の蛍光ランプ照明装置40の構成を示す図で
ある。(a)はその蛍光ランプ照明装置40の斜視図であ
る。(b)はその蛍光ランプ照明装置40の回路図である。

【図6】図5とは別の従来の蛍光ランプ照明装置50の斜視
図である。

【図7】従来のＬＥＤ照明装置60の構成を示す図であ
る。(a)はそのＬＥＤ照明装置60の斜視図である。(b)は
そのＬＥＤ照明装置60の回路図である。

【図8】図7に示されている従来のＬＥＤ照明装置60の点
灯時における、カバー42の表面の輝度の分布を示す平面
図である。

【符号の説明】

10 ＬＥＤ照明装置 1 ＬＥＤ発光部 1a 基板 1b 三原色ＬＥＤ 1bR 赤色ＬＥＤ 1bG 緑色ＬＥＤ 1bB 青色ＬＥＤ 2 第一のカバー 2a 第一のカバーの円筒形部材 2b 第一のフィルム 3 第二のカバー 3a 第二のカバーの半円筒形部材 3b 第二のフィルム 4 ＬＥＤ制御部 5 定電圧電源部 6a 第一のホルダー 6b 第二のホルダー 7 ＬＥＤ照明装置10の筐体 8 電源用コード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｆ２１Ｙ 101:02 Ｆ２１Ｓ 1/00 Ｄ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】赤色ＬＥＤと緑色ＬＥＤと青色ＬＥＤと
の三原色ＬＥＤを、それぞれの数の比率が所定の値とな
るように配列したＬＥＤ発光部；前記三原色ＬＥＤのそ
れぞれを流れる電流を制御するためのＬＥＤ制御部；前
記三原色ＬＥＤのそれぞれに電圧を印加するための電源
部；所定の不透明度と白色度とであり、前記三原色ＬＥ
Ｄを覆う第一のカバー；及び、前記第一のカバーと同程度の不透明度と白色度とであ
り、前記第一のカバーの外面から所定の距離だけ離れて
前記ＬＥＤ発光部と前記第一のカバーとを覆う第二のカ
バー；を有するＬＥＤ照明装置。
【請求項２】前記第一のカバー及び前記第二のカバー
のいずれもが、透明な部材と、前記透明な部材の外面又
は内面の少なくともいずれかに密着して配置された前記
不透明度及び前記白色度のフィルムと、を有する、請求
項１記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項３】前記フィルムが、プラスチック製のベー
スと、前記ベースの少なくとも片方の表面に多孔質層
と、を含む、請求項２記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項４】前記不透明度及び前記白色度のフィルム
から成り、前記三原色ＬＥＤのそれぞれの表面を覆う複
数のキャップを、前記第一のカバーとして有する、請求
項１記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項５】前記三原色ＬＥＤの赤色ＬＥＤと緑色Ｌ
ＥＤ)と青色ＬＥＤとの数の比率が3：2：2であり、前記第一のカバーの不透明度が60〜70％、かつ、白色度
が70〜90％である、請求項１記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項６】前記第一のカバーが管状であり、前記第二のカバーが前記第一のカバーに対して実質上平
行な方向に伸びる半管状であり、前記ＬＥＤ発光部で前記三原色ＬＥＤが、前記第一のカ
バーの長手方向に沿って縦長に配列された、請求項１記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項７】前記第一のカバーのサイズが、ＦＬ４、
ＦＬ６、ＦＬ８、及びＦＬ１０のいずれかの種別の蛍光
ランプと等しい、請求項１記載のＬＥＤ照明装置。