JP7401948B2 - lighting unit - Google Patents
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Description
本発明は、複数個のLEDを含む照明ユニットに関する。 The present invention relates to a lighting unit including a plurality of LEDs.
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。
A typical lighting device that uses multiple LEDs as a light source has a structure in which each LED is mounted on a board on which a wiring pattern is formed, and each LED is energized by connecting this board to an external power source. There is. For example,
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。
Furthermore, in
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。 In a type of lighting device in which LEDs are connected to a wiring pattern pre-formed on a board, as exemplified in each patent document, in order to increase the number of LEDs or change the electrical connection relationship between each LED, It is also necessary to change the configuration of the substrate, making it difficult to increase the number of types of lighting devices.
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。 For decorative lighting, by using a lighting device with a configuration in which a large number of LEDs are arranged two-dimensionally on a board and the lighting operation of each LED can be controlled individually, it is possible to control the type of light emission pattern, the direction and speed of change, etc. You can change it freely to make it more interesting. However, this lighting device can only present a surface-emitting pattern, and the directions in which the light-emitting pattern can be viewed are limited.
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。 In view of these problems, the present invention can easily accommodate changes in the number of LEDs and electrical connections, can stably support LEDs, and can visually recognize a variety of light emission patterns from various directions. The objective is to provide a lighting unit that is possible. Furthermore, it is an object of the present invention to provide a lighting device capable of presenting a wide variety of light emission patterns by forming light emitters of various shapes using this lighting unit.
本発明による照明ユニットは、一方向に長い形態の導電性を有する支持部材と、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ると共に、当該支持部材の前記複数のLEDが支持される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る。各LEDの支持部材に対応する電極のリードは、それぞれ支持部材の当該LEDが支持される位置にある穴に挿入された状態で当該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線に接続される。 The lighting unit according to the present invention includes a conductive support member that is elongated in one direction, and a plurality of LEDs with leads that are respectively supported at a plurality of positions in the length direction of the support member. Either an anode or a cathode is associated with the support member, and a hole of a size that allows the leads of the LEDs to be inserted is formed in each of the positions of the support member where the plurality of LEDs are supported. be done. The lead of the electrode corresponding to the support member of each LED is inserted into a hole in the support member at a position where the LED is supported, and is fixed to the support member so as to be energized. On the other hand, the leads of the electrodes that do not correspond to the support member of each LED are physically and electrically separated from the support member and connected to individual electric wires.
上記の構成によれば、一方向に長い形態の導電性を有する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の支持部材から離されている方のリードに個別に接続されている複数の電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。 According to the above configuration, a support member having conductivity that is elongated in one direction is connected to an external electrode to which a voltage is applied for the electrode corresponding to the support member, and the support member is separated from the support member of each LED. Each LED can be energized and emit light by connecting a plurality of electric wires individually connected to the leads to external electrodes to which a voltage is applied for the electrodes corresponding to these leads.
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た制御装置に電気接続することができる。 The above lighting unit includes at least one first conductive line to which a voltage is applied for the electrode corresponding to the support member, a plurality of second conductive lines to which voltage is applied for the electrode that does not correspond to the support member, and the latter. It can be electrically connected to a control device provided with a control unit that switches conduction and non-conduction of each second conductive line with respect to the voltage for each second conductive line.
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。 In the above control device, if the electric wires connected to the leads of the electrodes that do not correspond to the supporting members of each LED are electrically connected to different second conductive lines, the lighting/extinguishing operation of each LED can be individually controlled for each LED. becomes possible. On the other hand, each electric wire can be divided into a plurality of groups smaller than the number of LEDs, and each group can be electrically connected to a different second conductive line. In this case, the operation of turning on and off the lights can be switched on a group-by-group basis, but the details of the LEDs to be included in each group can be freely selected.
制御装置には上記の照明ユニットを複数個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。 A plurality of the above lighting units can also be connected to the control device. The relationship between each lighting unit and the control device is the same as when they are connected individually, but it is necessary to associate the same type of electrode with the support member of each lighting unit. The second conductive line that connects the electric wires from each LED can be freely selected, and depending on how it is connected, the mode of light emission operation, such as the combination of LEDs that can be lit at the same time, can be varied.
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導電ラインの導通と非導通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。 Furthermore, the number of LEDs in each lighting unit is unified, and the control device is provided with first conductive lines whose number is equal to or more than the number of lighting units, and second conductive lines whose number is equal to or more than the number of LEDs included in one lighting unit, The supporting members of each lighting unit are connected to different first conductive lines, and the electric wires connected to each LED are divided into a plurality of groups, each of which is made up of a combination of wires from different lighting units. The second conductive line may be connected to a different second conductive line. The control device having this configuration individually switches conduction and non-conduction of the first conductive line and the second conductive line with respect to the voltage for the electrode corresponding to the support member and the voltage for the electrode not corresponding to the support member for each conductive line. By setting the functions, it becomes possible to more precisely control the turning on and off of individual LEDs.
上記の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(ハンダ、導電性ペーストなど)を塗布してリードを支持部材に固定することができる。 If the support member is a rod-shaped body without a hollow part, the hole is formed so as to pass through the thickness of the support member, and the lead is inserted into the entire length of the hole. The lead can be fixed to the support member by applying a conductive adhesive material (solder, conductive paste, etc.) to the inner or outer edge of at least one of both ends.
一方、内部が空洞の棒状体を支持部材とする場合には、当該支持部材の各LEDが支持される位置のそれぞれに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。 On the other hand, when a hollow rod-shaped body is used as the support member, a pair of hollow holes having a size that allows the LED leads to be inserted into the positions where each LED of the support member is supported is provided. A lead of a terminal corresponding to the support member of the LED is bridged between the pair of holes, and conductive adhesive is applied to the inner or outer edge of at least one of the pair of holes. A material may be applied to secure the lead to the support member.
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、当該電極のリードが前記の穴に挿入された状態で当該支持部材に通電可能に固定される。一方、各発光素子の共通端子以外の端子のリードは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線に接続される。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。 When a multicolor LED is introduced into the lighting unit, the electrode corresponding to the common terminal of the plurality of light emitting elements incorporated in the LED is associated with the support member, and the lead of the electrode is inserted into the hole. In the inserted state, it is fixed to the support member so that it can be energized. On the other hand, the leads of terminals other than the common terminal of each light emitting element are physically and electrically separated from the support member and connected to individual electric wires. In this configuration, it is necessary to connect the electric wires connected to different leads of the same LED to different second conductive lines, but the connection relationship of each LED to the other second conductive lines can be freely selected. be able to.
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。 The lighting unit of the present invention can include a support member and a case for protecting the LED supported by the support member. This case has translucency over the entire circumference at least in the area in which each LED is supported, and includes an opening for drawing out the electric wires connected to each LED. The opening may be provided on the wall of the case, or may be provided on one end surface of the case.
各LEDを支持する支持部材にも1本の電線の一端部を接続し、この電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。 By connecting one end of one electric wire to the support member that supports each LED and pulling this electric wire out of the case through the opening, the support member can be electrically connected to the first conductive line described above. can. However, the present invention is not limited thereto, and one end of the support member may be made to protrude outside of one end surface of the case, and the protruding portion may be electrically connected to the first conductive line.
本発明の照明ユニットでは、複数のリード付きのLEDを一方向に沿って並ぶ状態にして支持する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。また支持部材に形成された穴にLEDの一方のリードが挿入された状態にして当該リードを支持部材に固定することによって、支持部材におけるLEDの支持状態を安定させることができる。 In the lighting unit of the present invention, a support member that supports a plurality of LEDs with leads in a state in which they are lined up in one direction has a function as a relay electrode for an anode or a cathode, and an electrode corresponding to the support member Only one lead is fixed to a support member so that it can be electrically connected to an external conductive line via the support member, and the other lead can also be electrically connected to an external conductive line via a separate electric wire. You can freely select the mutual connection relationship, such as electrically connecting all the lead wires to individual conductive lines, or separating the conductive lines that are electrically connected in groups of multiple leads, and control the operation mode of turning on and off each LED. Can be changed. Therefore, it is possible to manufacture a plurality of types of lighting devices having different lighting/extinguishing operation modes using lighting units having the same configuration, and it is possible to increase the variety of lighting devices. Further, by inserting one lead of the LED into a hole formed in the support member and fixing the lead to the support member, the support state of the LED in the support member can be stabilized.
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。 Additionally, if you allow a certain amount of margin for the number of conductive patterns built into the control device, you can combine the control device with the same configuration with multiple types of lighting units with different numbers of LEDs, increasing the number of lighting units. This makes it possible to respond to requests without changing the configuration of the control device. Since the lighting units can be arranged in a desired direction, various shapes of light emitters can be formed by combining a plurality of lighting units.
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。
FIG. 1 shows a schematic perspective view (A) and a sectional view (B) of the main parts of a configuration example of a lighting unit U to which the present invention is applied. This lighting unit U includes a
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。
In the following, the standing posture will be taken as the standard posture, the length direction of the illumination unit U will be taken as the height direction, and the positional relationship within the unit U will be expressed with the words "upper" and "lower".
The
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。
A lead 2a on the anode side of the
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。 2 to 4 show other configuration examples of the lighting unit U using schematic perspective views similar to those in FIG. 1 ((A) in each figure) and sectional views of main parts ((B) in each figure). It is something. In order to avoid complication, components corresponding to FIG. 1 will be represented by the same reference numerals as in FIG. 1.
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。
In the embodiments shown in FIGS. 2 to 4 as well, only the cathode-
Hereinafter, differences between each embodiment and the first embodiment will be explained.
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。
The
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。
The
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。
In the embodiment shown in FIG. 2, each
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。
In the embodiment shown in FIG. 4, the cathode-
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。
In the lighting unit U shown in the above four embodiments, the cathode side lead 2c is fixed to the
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。
In the examples in Figures 1 to 4 and the subsequent usage examples, the
Note that the
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。
In the embodiments shown in FIGS. 1 and 3, the
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。
Furthermore, in any of the embodiments shown in FIGS. 1 to 4, the
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。
The
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。
The
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。
The openings for drawing out the
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。
Regarding the connection of the
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。
5 to 9 show examples in which a plurality of lighting units U having the same configuration as shown in FIG. 1 (the number of
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。
In the example of FIG. 5, lighting units U each having five
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。
In any of the examples shown in FIGS. 5 to 7, a plurality of lighting units U are supported in an upright position on a board constituting a control device S, and are electrically connected to the control device S via
Note that if the protective case of the control device S described above is covered with a transparent or translucent cover that is large enough to accommodate each lighting unit U, the
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。
In FIG. 8, a larger number of lighting units U are arranged so as to surround the outer periphery of a
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。
Connections are also omitted from illustration, but for example, a cap having a hole large enough to allow the
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。 The object to which the illumination unit U is attached is not limited to a cylinder, but can be attached to the wall of objects of various shapes. In the example of FIG. 8, the lighting units U are arranged at the same height, but the lighting units U can be arranged at different heights.
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。
FIG. 9 shows an example in which three lighting units U are arranged in a series and the longitudinal direction is changed in the middle of the series. In addition to the purpose of decoration, such an arrangement can also be used as a display for route guidance by arranging it along the edge or wall of a passageway.
In the example of FIG. 9, an opening for drawing out the
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。 10 to 12 show the electrical configuration of the control device S to which the lighting unit U is connected and the electrical connection relationship of the lighting unit U to the control device S. In both examples, the lighting unit U shown in FIG. The illustration is omitted and it is shown as if they are directly connected.
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。
Furthermore, in FIGS. 10 to 12, each
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。
The control device S of each embodiment is constituted by a
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。
The control device S in FIG. 10 has the most basic configuration, and the
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。
The
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。
With the above connection, the
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。
According to the configuration of FIG. 10, by individually controlling the switching of the semiconductor switches w1, w2, w3 for each of the second conductive lines a1, a2, a3, the timing of turning on and off the three
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。
The control device S shown in FIG. 11 also has one first conductive line c1 and three second conductive lines a1, a2, a3. Furthermore, in this embodiment, the
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。
Note that in the configuration of FIG. 10 as well, the proportion of time during which the semiconductor switches w1, w2, and w3 for the second conductive lines a1, a2, and a3 are connected to the positive potential is changed while periodically switching the connection destinations. PWM control can be performed by this method. However, if this is done, it will be necessary to perform control that combines the selection of whether to turn on or not and the setting of the PWM control content (connection time to positive potential) for each semiconductor switch on the second conductive line side, and the program will be It gets complicated. On the other hand, according to the embodiment shown in FIG. 11, the semiconductor switch that is the object of control for lighting the
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。
When the
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。
Even when a plurality of lighting units U are used, for example, the
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。
In the example of FIG. 12, three lighting units U1, U2, and U3 each having three
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。
In the control device S, the configuration related to the second conductive lines a1, a2, and a3 is the same as in the previous two examples, but three first conductive lines (respectively referred to as c1, c2, and c3) are provided. . The
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。
The
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。
On the other hand, each
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。
With the above configuration, the combination of
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。
FIG. 13 is a table showing the relationship between the potentials of the six conductive lines a1, a2, a3, c1, c2, and c3 shown in FIG. 12 and the lighting/extinguishing of the nine
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。
As shown in FIG. 13, by selecting one first conductive line connected to the ground potential and one second conductive line connected to the positive potential, it is possible to light only one of the nine
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。
Further, in this embodiment as well, while the second conductive line to which the
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。
When each lighting unit U is provided with
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。
As shown in each of the above examples, in the present invention, the
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。
In each of the embodiments, the cathode side lead 2c is fixed to the
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。
Furthermore, although it has been explained above that the first conductive lines c1 to c3 and the second conductive lines a1 to a3 are conductive patterns formed on the
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UA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。
Furthermore, although the
As an example, FIGS. 14(1) and 14(2) show the configuration of a lighting unit UA using an
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。
The two light emitting elements (not shown) of the
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。
Lead 2ar on the anode side of each light emitting element. 2ag is cut at an intermediate position so as to be shorter than the
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。
Each
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。
Even when using an LED having three light emitting elements, only the common electrode lead of each light emitting element is fixed to the
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。
These lighting units using multicolor LEDs can be used alone or in combination, and depending on the program introduced into the
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
U Lighting unit
3
Claims (4)
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ると共に、当該支持部材の前記複数のLEDが支持される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、
各LEDの前記支持部材に対応する電極のリードは、それぞれ前記支持部材の当該LEDが支持される位置にある穴に挿入された状態で当該支持部材に通電可能に固定され、
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線に接続される、
ことを特徴とする照明ユニット。 comprising a support member having electrical conductivity that is elongated in one direction, and a plurality of LEDs with leads each supported at a plurality of positions in the length direction of the support member,
Either an anode or a cathode is associated with the support member, and a hole is formed in a size that allows the leads of the LEDs to be inserted into each of the positions of the support member where the plurality of LEDs are supported. is,
The lead of the electrode corresponding to the support member of each LED is inserted into a hole in the support member at a position where the LED is supported, and is fixed to the support member so as to be energized,
Leads of electrodes of each LED that do not correspond to the support member are physically and electrically separated from the support member and connected to individual electric wires, respectively;
A lighting unit characterized by:
各LEDの前記支持部材に対応する電極のリードは、それぞれ前記支持部材の当該LEDが支持される位置にある前記一対の穴の間に架け渡され、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。 The support member is a hollow rod-shaped body, and the support member has a pair of hollow holes each having a size that allows the leads of the LEDs to be inserted into positions where the plurality of LEDs are supported. formed in a relationship that faces each other across the
The lead of the electrode corresponding to the support member of each LED is bridged between the pair of holes in the support member at a position where the LED is supported, and the lead of the electrode corresponding to the support member of each LED is bridged between the pair of holes in the support member at a position where the LED is supported, and 2. A lighting unit according to claim 1, wherein the lighting unit is fixed to the support member by a conductive adhesive material applied to the outer edge.
請求項1に記載された照明ユニット。 The LED is a multicolor LED that includes a plurality of light emitting elements that emit different colors, and a common terminal is provided at the anode or cathode of these light emitting elements, and the electrode corresponding to the common terminal is connected to the support member. While the leads of the electrodes are inserted into the holes and fixed to the support member so as to conduct electricity, the leads of the terminals other than the common terminal of each light emitting element are physically and electrically separated and connected to individual wires,
A lighting unit according to claim 1.
The support member and the LEDs supported by the support member have a case that is translucent over the entire circumference at least in the area in which each LED is supported, and has an opening for drawing out the electric wire connected to each LED. A lighting unit according to any one of claims 1 to 3, wherein the lighting unit is arranged in a lighting unit.
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