(57)【要約】【課題】長寿命で混色性の優れたＬＥＤ照明装置を提供することにある。【解決手段】ＬＥＤ照明装置１００は、回転基板１０と、当該回転基板１０の回転軸Ａに対して、回転基板表面に配置された複数のＬＥＤ１１と、回転基板１０を回転軸Ａに対して回転させる回転駆動部１２と、複数のＬＥＤと電気的に接続された点灯回路１３を備える。回転基板１０の表面に配置された複数のＬＥＤ１１が回転することにより、回転するＬＥＤからの光が人間の目に視覚されたとき、視覚の時間特性により複数のＬＥＤ光の時間的な混色が行なわれ、その結果、複数のＬＥＤから出射される光は、一定の色の一様な光として認識することができる。【選択図】図１
2006024383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転基板と、
前記回転基板の回転軸に対して、前記回転基板表面に配置された複数のＬＥＤと、
前記回転基板を回転軸に対して回転させる回転駆動部と、
前記複数のＬＥＤと電気的に接続された点灯回路と
を備えたＬＥＤ照明装置。
【請求項２】
前記複数のＬＥＤは、異なる発光色を有する複数のＬＥＤで構成されていることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項３】
前記回転基板の回転により、前記複数のＬＥＤからの出射光は、一定の色の一様な光として視覚されることを特徴とする請求項２に記載に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項４】
前記回転基板の回転により、前記複数のＬＥＤからの出射光は、白色の一様な光として視覚されることを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項５】
前記回転基板は、前記回転駆動部により、１００ｒｐｍ以上の回転速度で回転することを特徴とする請求項３または４に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項６】
前記複数のＬＥＤは、前記回転基板表面の同心円上に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項７】
異なる径を有する同心円上に配置された各ＬＥＤは、前記同心円の円周に沿って略同一の間隔でもって配置されていることを特徴とする請求項６に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項８】
前記各ＬＥＤのうち、少なくとも同一の発光色を有するＬＥＤは、前記同心円の円周に沿って略同一の間隔で配置されていることを特徴とする請求項６に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項９】
第１の発光色を有する複数のＬＥＤと、第２の発光色を有する複数のＬＥＤは、前記回転基板上に配置され、
前記回転基板の回転により、第１の発光色を有する複数のＬＥＤからの出射光の単位面積当りの輝度と、第２の発光色を有する複数のＬＥＤからの出射光の単位面積当りの輝度が、一定の比率を有していることを特徴とする請求項３または４に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１０】
前記回転基板は、回転ステ−ジとＬＥＤ実装基板からなり、
前記複数のＬＥＤは、前記ＬＥＤ実装基板上に実装され、
前記ＬＥＤ実装基板は、前記回転ステ−ジ上に着脱可能に載置されている
ことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１１】
前記ＬＥＤ実装基板の中心軸部にＬＥＤ用の給電端子が設けられ、該給電端子は、前記点灯回路と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１０に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１２】
前記回転基板は、該回転基板の表面から裏面に貫通する複数の貫通孔を有することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１３】
前記回転基板は、透明カバ−で覆われ、該透明カバ−の側面には吸排気孔が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１４】
前記吸排気孔は、前記透明カバ−の側面の対向する位置に形成され、一の吸排気孔から吸気され、他の吸排気孔から排気されることを特徴とする請求項１３に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１５】
ＬＥＤ実装基板と、
前記ＬＥＤ実装基板表面に実装された複数のＬＥＤと、
前記ＬＥＤ実装基板の中心軸部に設けられたＬＥＤ用の給電端子と
を備えたＬＥＤ照明光源。
【請求項１６】
前記ＬＥＤ実装基板は、円盤状になっており、
前記複数のＬＥＤは、前記ＬＥＤ実装基板表面の同心円上に実装されていることを特徴とする請求項１５に記載のＬＥＤ照明光源。
【請求項１７】
前記ＬＥＤ照明装置は、液晶表示装置のバックライトとして用いられることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄型のＬＥＤ照明装置に関し、特に、長寿命で、混色性に優れたＬＥＤ照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ光源は、白熱灯や蛍光灯に比べ、非常に小型で寿命が長いというＬＥＤ固有の優れた特性がある。この特性に着目して、メンテナンス性に優れた光源として、光源の取替えが困難な照明装置への適用が期待されている。
【０００３】
ところが、ＬＥＤ光源は、ＬＥＤ自身が白色光を出すことはできない。そこで、異なる光を照射する複数のＬＥＤを集合させて、それらのＬＥＤから出照される光を混色させて、白色光を生成させる方法が一般的に用いられている。典型的な例としては、赤、緑、青色の３色のＬＥＤを集合させて、それらの出射光を混色させて白色を得る方法がある。
【０００４】
しかしながら、異なる色を発光するＬＥＤは、もともと、ＬＥＤ自身の構造が異なるので、同一の製造工程から得られるような一定した均一の特性をもつことは難しい。従って、それぞれ異なるＬＥＤからの発光輝度のバラツキ等が生じるのは避けられない。その結果、混色によって生成される光に色ムラが生じてしまうという問題があった。特に、ＬＥＤ照明装置を一般照明として用いる場合、光の色ムラは致命的な欠陥とみなされるので、他の照明装置に匹敵するためには、色ムラをいかに低減するかが重要な課題となっていた。なお、色ムラ低減に関する従来技術としては、特許文献１、２に開示されている。
【０００５】
一方、ＬＥＤ光源は、他の光源に比べ、輝度に関して劣っていた。そのため、高輝度化に向けた様々な技術開発が行われている。そのひとつとして、多数のＬＥＤを高密度に実装する技術や、ＬＥＤチップの高ワット化技術がある。これらの技術により、高輝度の小型ＬＥＤ照明装置が実現可能となった。
【０００６】
しかしながら、ＬＥＤ実装の高密度化や、ＬＥＤチップの高ワット化が進むにつれ、ＬＥＤチップからの発熱が無視できない大きさになり、ＬＥＤ照明装置の温度が上がってしまうという問題を招いた。ＬＥＤの寿命は温度に対して非常に敏感であるという特性をもつため、ＬＥＤ照明装置の温度上昇という問題は、ＬＥＤ照明装置の寿命低下に直接つながる。そこで、ＬＥＤ固有の長寿命という特徴を保持するためには、ＬＥＤ照明装置の放熱効果をいかに高めるかが重要な課題となっていた。なお、放熱効果を高める従来技術としては、特許文献３、４に開示されている。
【特許文献１】特開２００２−１３３９３２号公報
【特許文献２】特開２００３−１８７６０５号公報
【特許文献３】特開２００３−０９２０２２号公報
【特許文献４】特開平１１−１６３４１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
混色による白色光の色ムラを低減するために、従来、いくつかの手段がとられていたが、その代表的な例として、混色を助長させることを目的として、ＬＥＤの照射方向に拡散板等を配置する方法（特開２００２−１３３９３２号公報）が挙げられる。しかしながら、ＬＥＤは指光性が強いため、混色を助長させるための十分な拡散効果を得るには、拡散板を、ＬＥＤに対してある程度、空間的に離した距離に配置する必要がある。その結果、拡散板の配置が、ＬＥＤ照明装置の小型化、薄型化の障害になっている。
【０００８】
上記の方法は、異なる色のＬＥＤ光を混色させて白色光を生成する方法であるが、それ以外に、一種類のＬＥＤを用いて白色光を得る方法もある。この方法は、青色ＬＥＤに蛍光体材料を被覆した構成によるもので、蛍光体材料として、青色の光を吸収して黄色の光を発光する材料を用いる点に特徴がある。すなわち、ＬＥＤ自身から出射される青色の光と、蛍光体材料から発光される黄色の光とを混色させることによって、白色光を得るというものである。確かに、この方法は、一種類のＬＥＤしか用いないので、ＬＥＤ自身の特性のバラツキは少ないが、もともと２色の光の混色であるので、３色の光の混色により生成された白色光に比べ、演色性の点で劣るという本質的な課題を有している。
【０００９】
一方、ＬＥＤチップからの発熱によるＬＥＤ照明装置の温度の上昇を防ぐために、従来、いくつかの手段がとられていたが、その代表的な例として、ＬＥＤチップを実装する基板に放熱板を接触させる方法（特開２００３−９２００３号公報）が挙げられる。しかしながら、高密度に実装されたＬＥＤからの発熱に対して十分な放熱効果を得るためには、ＬＥＤの実装面積の何倍もの面積を有する放熱板、あるいは、ＬＥＤの実装基板よりも何倍もの厚みを有する放熱板が必要となる。その結果、放熱板の設置が、ＬＥＤ照明装置の小型化、薄型化の障害になっている。
【００１０】
上述のごとく、従来のＬＥＤ照明装置においては、ＬＥＤ固有の長寿命、小型化といった優れた特徴を活かしきれておらず、小型、薄型化されたＬＥＤ照明装置の実現には、多くの解決すべき課題を残している。
【００１１】
本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、ＬＥＤ照明装置の小型、薄型化の障害になっている要因の中で、とりわけ重要な「色ムラの低減」、及び「放熱効果の向上」の２つの課題を同時に解決した、長寿命で混色性の優れたＬＥＤ照明装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のＬＥＤ照明装置は、回転基板と、前記回転基板の回転軸に対して、前記回転基板表面に配置された複数のＬＥＤと、前記回転基板を回転軸に対して回転させる回転駆動部と、前記複数のＬＥＤと電気的に接続された点灯回路とを備えている。
【００１３】
上記構成により、回転基板上に配置された複数のＬＥＤが回転することにより、回転するＬＥＤからの光が人間の目に視覚されたとき、複数のＬＥＤ光の空間的混色に加え、視覚の時間特性による複数のＬＥＤ光の時間的混色が付加されることによって混色が助長され、その結果、色ムラを低減することができる。また、回転基板の回転により、基板に配置されたＬＥＤに対して空冷作用も同時に働くので、放熱効果が高まり、ＬＥＤチップからの発熱によるＬＥＤ照明装置の温度上昇を併せ防止することができる。
【００１４】
ある好適な実施形態において、前記複数のＬＥＤは、異なる発光色を有する複数のＬＥＤで構成されていてもよい。
【００１５】
前記回転基板の回転により、前記複数のＬＥＤからの出射光は、一定の色の一様な光として視覚される。また、前記回転基板の回転により、前記複数のＬＥＤからの出射光は、白色の一様な光として視覚される。
【００１６】
ある好適な実施形態において、前記回転基板は、前記回転駆動部により、少なくとも１００ｒｐｍ以上の回転速度で回転することが好ましい。
【００１７】
ある好適な実施形態において、前記複数のＬＥＤは、前記回転基板表面の同心円上に配置されている。なお、異なる径を有する同心円上に配置された各ＬＥＤは、前記同心円の円周に沿って略同一の間隔でもって配置されていることが好ましい。また、前記各ＬＥＤのうち、少なくとも同一の発光色を有するＬＥＤは、前記同心円の円周に沿って略同一の間隔で配置されていてもよい。
【００１８】
ある好適な実施形態において、第１の発光色を有する複数のＬＥＤと、第２の発光色を有する複数のＬＥＤは、前記回転基板上に配置され、前記回転基板の回転により、第１の発光色を有する複数のＬＥＤからの出射光の単位面積当りの輝度と、第２の発光色を有する複数のＬＥＤからの出射光の単位面積当りの輝度が、一定の比率を有している。
【００１９】
ある好適な実施形態において、前記回転基板は、回転ステ−ジとＬＥＤ実装基板からなり、前記複数のＬＥＤは、前記ＬＥＤ実装基板上に実装され、前記ＬＥＤ実装基板は、前記回転ステ−ジ上に着脱可能に載置されている。
【００２０】
また、前記ＬＥＤ実装基板の中心軸部にＬＥＤ用の給電端子が設けられ、該給電端子は、前記点灯回路と電気的に接続されている。
【００２１】
なお、前記ＬＥＤ実装基板は、円盤状になっていてもよい、また、前記複数のＬＥＤは、前記ＬＥＤ実装基板の同心円上に配置されて実装されているのが好ましい。
【００２２】
ある好適な実施形態において、前記回転基板は、該回転基板の表面から裏面に貫通する複数の貫通孔を有する。また、前記複数の貫通孔は、前記回転基板の同心円上に一定の間隔をもって形成されていてもよい。
【００２３】
なお、前記ＬＥＤ実装基板は、円盤状になっていてもよい、また、前記複数のＬＥＤは、前記ＬＥＤ実装基板の同心円上に配置されて実装されているのが好ましい。前記回転基板は、透明カバ−で覆われ、該透明カバ−の側面には吸排気孔が形成されている。
【００２４】
なお、前記吸排気孔は、前記透明カバ−の側面の対向する位置に形成され、一の吸排気孔から吸気され、他の吸排気孔から排気されることが好ましい。
【００２５】
また、前記回転基板の表面は、ＬＥＤから出射される光を反射する反射面になっていてもよい。
【００２６】
ある好適な実施形態において、前記ＬＥＤ照明装置は、液晶表示装置のバックライトとして用いられる。
【００２７】
本発明のＬＥＤ照明光源は、ＬＥＤ実装基板と、前記ＬＥＤ実装基板表面に実装された複数のＬＥＤと、前記ＬＥＤ実装基板の中心軸部に設けられたＬＥＤ用の給電端子とを備えている。
【００２８】
ある好適な実施形態において、前記ＬＥＤ実装基板は、円盤状になっており、前記複数のＬＥＤは、前記ＬＥＤ実装基板表面の同心円上に実装されている。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係るＬＥＤ照明装置は、回転基板上に配置された複数のＬＥＤが回転することにより、回転するＬＥＤからの光が人間の目に視覚されたとき、複数のＬＥＤ光の空間的混色に加え、視覚の時間特性による時間的混色が付加されることによって混色が助長されるので、色ムラを低減することができる。また、回転基板の回転により、そこに配置されたＬＥＤに対して空冷作用も同時に働くので、放熱作用が働き、ＬＥＤチップからの発熱によるＬＥＤ照明装置の温度上昇を併せ防止することができる。
【００３０】
また、複数のＬＥＤが配置された回転基板の回転による上記効果は、薄型の回転機構を付加することによって実現できるので、従来、混色や放熱手段としての拡散板や放熱板の配置に必要とされた空間が不要となり、小形、薄型のＬＥＤ照明装置を実現することができる。
【００３１】
さらに、回転による混色の助長を効果的に発揮させるためには、１００ｒｐｍ程度の回転速度で十分であるので、高速で、高性能な回転機構は必要とせず、安価な回転機構を用いて本発明のＬＥＤ照明装置を実現することができる。
【００３２】
加えて、本発明に係るＬＥＤ照明光源は、ＬＥＤ照明装置に着脱可能であるので、メンテナンスが容易で、かつ、形状等を統一すれば、いろいろなバリエーションに対応した照明光源を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
従来の混色による白色光の生成は、いわば空間的な混色、換言すれば、人の視覚の空間的な分解能により実効的な混色が行なわれるもので、このような空間的な混色を実効あるものにするためには、物理的空間の確保が不可欠となる。これは、空間的な混色の方法を採用する限り、照明装置の小型化、薄型化には限界があることを意味する。
【００３４】
そこで、本願発明者は、人の視覚の空間的な分解能に起因する空間的混色の効果に加え、人の視覚の時間的な分解能に起因する時間的混色の効果を付加することによって、混色効果を助長させることができる点に着目した。すなわち、基板上に複数のＬＥＤを空間的に配置して空間的混色を図ると共に、ＬＥＤが配置された基板を回転させることによって、時間的混色を付加することにより、混色の助長を図ることが可能となる。そして、人の視覚の時間的な分解能を考慮すれば、このような回転による時間的混色の付加による混色効果の助長は、ある一定の回転速度、例えば、１００ｒｐｍ程度の回転速度を与えるだけで十分であり、また、一定の回転速度以上であれば、回転速度にバラツキがあっても、混色効果には影響を及ぼさない。つまり、ＣＤやＤＶＤの電子機器に用いられているような、高速かつ高精度な回転機構を用いることなく、安価な回転機構でもって本発明の色ムラ低減の効果を実現することができる。
【００３５】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下の図面においては、説明の簡略化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。
【００３６】
（実施の形態１）
図１及び図２は、本発明の実施の形態１におけるＬＥＤ照明装置１００の基本的な構成を示した図である。図１は、ＬＥＤ照明装置１００の平面図で、図２は、ＬＥＤ照明装置１００の側面図である。図１及び図２に示すように、ＬＥＤ照明装置１００は、回転基板１０と、当該回転基板１０の回転軸Ａに対して、回転基板表面に配置された複数のＬＥＤ１１と、回転基板１０を回転軸Ａに対して回転させる回転駆動部１２と、複数のＬＥＤと電気的に接続された点灯回路１３を備える。
【００３７】
回転基板１０の表面に配置された複数のＬＥＤ１１から出射される光は、空間的混色が不十分である場合は、色ムラの生じた光として認識されるが、回転基板１０を回転させることにより、回転による時間的混色が付加されるので、混色の効果が助長され、色ムラを低減することができる。また、回転基板１０の回転により、そこに配置されたＬＥＤ１１に対して空冷作用が働くので、放熱効果が高まり、ＬＥＤチップからの発熱によるＬＥＤ照明装置の温度上昇を防止することができる。
【００３８】
異なる発光色を有する複数のＬＥＤを配置した場合、複数のＬＥＤから出射される光は、回転速度によらず、各ＬＥＤから出射される光の色度及び光度から一義的に決められる一定の色の一様な光として視覚される。例えば、赤色、緑色、青色の発光色を有する３種類のＬＥＤを配置した場合には、白色の一様な光として視覚される。なお、このような回転による混色の助長は、１種類の発光色を有する複数のＬＥＤを配置した場合にも、同様の効果が期待できる。すなわち、たとえ１種類のＬＥＤを用いたとしても、各ＬＥＤは光度においてバラツキがあった場合、回転を与えないとしたら、全体として一様でない光として認識されるものを、回転を与えることによって一様な光として認識されるという効果が得られる。
【００３９】
本発明において、回転による混色の助長効果を得るために必要な回転基板の回転速度は、回転基板に配置する複数のＬＥＤの密度、すなわち、空間的混色の度合いによるが、１００ｒｐｍ程度の低速回転を与えれば、十分その効果を発揮することができる。
【００４０】
なお、回転による混色の効果は、一定の回転速度を越えた範囲では変わらないので、それ以上の回転機構は必要とされない。また、回転速度のバラツキも、一定の回転速度以上であれば、混色の効果に影響を及ぼさない。従って、本発明の実施に当たっては、高速でかつ高精度な回転機構は必要とせず、安価な回転機構を用いて、本発明の効果を奏するＬＥＤ照明装置が実現できる。
【００４１】
次に、図３を参照しながら、ＬＥＤの具体的な配置の例を説明する。図３に示すように、回転基板１０の表面に、赤色ＬＥＤ２１、緑色ＬＥＤ２２、青色ＬＥＤ２３が、それぞれ、回転基板１０の異なる径を有する同心円ｄ１〜ｄ４上に、かかる順番で配置されている。最内殻の同心円ｄ１から最外殻の同心円ｄ４上には、それぞれ各ＬＥＤが、１個ずつ増えて配置されている。
【００４２】
各ＬＥＤは、同心円の円周に沿って、ほぼ一定の間隔で配置されているが、異なる径を有する同心円上に配置された各ＬＥＤは、それぞれの同心円の円周に沿ってほぼ同一の間隔でもって配置されている。各同心円において同一の間隔としたのは、各同心円上でのＬＥＤの移動ピッチを揃えるためである。このようなＬＥＤの配置により、回転基板１０の回転によって、複数のＬＥＤからの出射光は、白色の一様な光として視覚されることができる。なお、上記の配置は、各ＬＥＤの発光輝度が概ね同じであるとした場合の例であって、ＬＥＤ発光輝度が異なる場合には、各ＬＥＤの発光輝度の差に応じて、ＬＥＤの数を調整することが必要である。また、白色と言っても一定の色度範囲があり（例えば、黒体軌跡１０００Ｋ〜２０００Ｋで、Ｄｕｖ１５以内等）、これらの色度調整は、さらに、各ＬＥＤの輝度を調整することによって行なうことができる。
【００４３】
上記の例は、各ＬＥＤを同心円上に配置した一例を示したものだが、回転により一定の色の一様な光を得るための効果的なＬＥＤの配置に関する一般的指針について、図４を参照しながら、以下説明をする。なお、説明を簡単にするために、２種類のＬＥＤを配置した場合を例として説明する。
【００４４】
図４に示すように、第1の発光色を有するＬＥＤ２１ａ、２１ｂと、第２の発光色を有するＬＥＤ２２ａ、２２ｂは、回転基板１０上の図４に示された位置に配置されている場合を考える。回転基板１０が一定の角速度ωで、所定時間ｔだけ回転したとき、各ＬＥＤは、図４に示すように、ωｔの角度をもった円弧状の領域Ａ、Ｂ、Ｃ、及びＤを移動したことになる。
【００４５】
図４からも分かるように、異なる同心円上に配置されたＬＥＤ２１ａの移動面積Ａ、ＬＥＤ２１ｂの移動面積Ｃは異なる。従って、ＬＥＤ２１ａから得られる単位面積当りの輝度は、ＬＥＤ２１ｂから得られる単位面積当りの輝度よりも小さい。つまり、回転により認識される輝度は、ＬＥＤ２１ａの方がＬＥＤ２１ｂよりも小さくなり、一様な光とはならない。換言すると、一様な光を得るためには、ＬＥＤ２１ａ及びＬＥＤ２１ｂからの出射光の単位面積当りの輝度を同じにしなければならない。図３に示した、各ＬＥＤを同心円上で一定の間隔をもって配置する方法は、単位面積当りの輝度を同じにする調整方法の一例である。
【００４６】
一方、異なる発光色を回転により混色して得られる一定の色は、ＬＥＤ２１ａからの単位面積当りの輝度と、ＬＥＤ２２ａからの単位面積の輝度の比によって定まる。図４に示すように、同じ同心円上に配置されたＬＥＤ２１ａの移動面積Ａと、ＬＥＤ２１ｂの移動面積Ｂは同じであるので、両者の単位面積当りの輝度の比の調整は、ＬＥＤ２１ａ及びＬＥＤ２１ｂの固有の輝度（１個当りの輝度）の比をもって調整することにより行うことができる。あるいは、移動面積Ａ及びＢ内に実効的に配置されるＬＥＤ２１ａ及びＬＥＤ２１ｂの個数の比をもって調整することも可能である。
【００４７】
上記の一般的指針に従って、複数のＬＥＤを回転基板上に配置することにより、一定の色の一様な光を得ることができるようになるが、より簡便な方法として、図５又は図６に示すような配置方法を取ることもできる。なお、説明を簡単にするために、２種類のＬＥＤを配置した場合を例として説明する。
【００４８】
図５に示す配置例は、回転基板１０の表面を、仮想的に同じ面積の直角三角形からなる区域３１に分割し、各区域３１毎に、異なる発光色を有するＬＥＤ２１及びＬＥＤ２２を交互に配置したものである。これにより、ＬＥＤ２１からの単位面積当りの輝度と、ＬＥＤ２２からの単位面積の輝度の比を、概ね一定の値に定めることができ、その結果、回転により一定の色の一様な光を得ることができる。
【００４９】
図6に示す配置例は、回転基板１０の表面を、仮想的に同じ面積の正方形からなる区域３２に分割し、各区域３２毎に、異なる発光色を有するＬＥＤ２１及びＬＥＤ２２を交互に配置したものである。これにより、図５に示した配置例と同様に、ＬＥＤ２１からの単位面積当りの輝度と、ＬＥＤ２２からの単位面積の輝度の比を、概ね一定の値に定めることができ、その結果、回転により一定の色の一様な光を得ることができる。
【００５０】
なお、上記の配置例は、各区域に１個ずつのＬＥＤを配置するものとして説明をしたが、回転による混色で得ようとする所望の色、各ＬＥＤの発光輝度等に応じて、適宜配置するＬＥＤの個数等の調整を行なうことができる。
【００５１】
次に、図７を参照しながら、回転基板１０上に配置された複数のＬＥＤに点灯回路から電源を供給する方法について説明をする。図７に示すように、３色（赤色、緑色、青色）のＬＥＤ２１、２２、２３が複数個、回転基板１０上に配置されている。なお、図７では、３個ずつ配置されたＬＥＤ２１、２２、２３のみを表示し、他の配置されたＬＥＤは省略している。
【００５２】
図７に示すように、回転基板１０の中心部に、正の電源端子と負の電源端子を有する給電端子４０が設けられ、回転基板１０の内側及び外側に、正の電源を供給する電源供給線４１、及び負の電源を供給する電源供給線４２が、それぞれ、回転基板１０中に同心円状で埋設されている。また、給電端子４０の各電源端子（図示せず）は、正負の電源供給線４１、４２と、配線４３及び４４で接続されている。各ＬＥＤ２１、２２、２３は直列に接続されており、最内郭に位置するＬＥＤ２１、２２、２３は、正の電源を供給する電源供給線４１に接続され、最外郭に位置するＬＥＤ２１、２２、２３は、負の電源を供給する電源供給線４２に接続されている。なお、給電端子４０は、ＬＥＤ照明装置に設けられた点灯回路（図示せず）に接続されている。
【００５３】
上記のような接続により、回転基板１０に配置された各ＬＥＤ２１、２２、２３に電源が供給されるが、３色のＬＥＤへの電源供給は、共通の電源供給線により行なわれているので、ＬＥＤの種類毎に独立した点灯制御ができない。従って、予め決められたＬＥＤの配置のもと、回転による混色で得られる色は、一定の色に限られる。
【００５４】
従って、回転による混色で得られる色を、所望の色に制御したい場合には、３色のＬＥＤを独立して点灯制御することが必要になる。図８は、そのような目的でなされた配線の構成を示す図である。
【００５５】
基本的な構成は、図７に示した構成と同じで、正の電源を供給する電源供給線４１、及び負の電源を供給する電源供給線４２を、それぞれ３本の独立した線に分けた点が異なる。これに対応して、給電端子４０にも、独立した３組の正負の電源端子（図示せず）が形成され、各電源端子と、正負の電源供給線４１、４２は、配線４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４４ａ、４４ｂ、４４ｃでそれぞれ接続されている。これにより、３色のＬＥＤは、独立して点灯制御されるので、所定の電圧を各ＬＥＤに印加することにより、回転による混色で、所望の色光が得られることになる。
【００５６】
次に、図９を参照しながら、回転基板１０上へのＬＥＤの配置の方法と、上述した回転基板１０に配設された配線とＬＥＤとの接続方法について、説明をする。
【００５７】
図９に示すように、各ＬＥＤ２１ａ、２１ｂ、２１ｃの電極（図示せず）は、回転基板（一部拡大）１０の表面に形成された電極５０とバンプ５１を介して、フリップチップ法により実装されている。回転基板１０中には、（負の）電源供給線４２が埋設されており、同じく回転基板１０中に埋設された配線４４を介して、給電端子（図示せず）に接続されている。最外郭に位置するＬＥＤ２１の一方の電極は、電源供給線４２に接続され、ＬＥＤ２１の他の電極は、隣接するＬＥＤ２１ｂの一方の電極と回転基板１０上に形成された配線５２で接続されている。同様に、ＬＥＤ２１ｂは、隣接するＬＥＤ２１ｃと直列に配線接続されている。
【００５８】
なお、本発明のＬＥＤ照明装置における回転駆動部１２は、回転基板１０を回転させるものであれば、特にその構造は限定されないが、ＬＥＤ照明装置の薄型化に対応するためには、薄型の構造のものが好ましい。例えば、特開２００３−３２４９２３号公報に開示されているようなスピンドルモ−タを採用すれば、モータ部と回転基板を一体的な構成にすることができるので、より薄型のＬＥＤ照明装置が実現できる。
【００５９】
（実施の形態２）
本発明のＬＥＤ照明装置において、複数のＬＥＤは回転基板の表面に配置されているが、図９に示したように、ＬＥＤが回転基板表面に直接実装されていると、回転基板に配置されたＬＥＤは固定されたものになってしまう。従って、このような照明装置として利用できる光色は限られた範囲のものになってしまい、いろいろなバリエ−ションの色彩を演出する照明装置としては対応できない。
【００６０】
本発明の実施の形態２に係わるＬＥＤ照明装置は、このような要請に対応できるＬＥＤ照明装置を実現するもので、ＬＥＤを実装する回転基板を着脱可能な構成にした点を特徴とする。
【００６１】
図１０（ａ）、（ｂ）は、本実施の形態２における着衣可能な回転基板１０の構成を示す図である。図１０（ａ）に示すように、円盤状の回転ステ−ジ１０ａは、その中心部に突起状のチャック部６０が形成され、その上方には、円盤状のＬＥＤ実装基板１０ｂが配置されている。ＬＥＤ実装基板１０ｂは、その表面に複数のＬＥＤ２１が実装され、その中心部には、円柱状の凹部６１が形成されている。
【００６２】
図１０（ｂ）に示すように、ＬＥＤ実装基板１０ｂは、回転ステ−ジ１０ａのチャック部６０と、ＬＥＤ実装基板１０ｂの凹部６１とが噛み合わる格好で、回転ステ−ジ１０ａ上に載置することができる。回転ステ−ジ１０ａは、回転可能に制御され、そこに載置されたＬＥＤ実装基板１０ｂも、回転ステ−ジ１０ａと一体となって回転することができる。
【００６３】
ＬＥＤ実装基板１０ｂは、回転ステ−ジ１０ａ上に着脱可能に載置されるが、ＬＥＤへの給電は、回転ステ−ジ１０ａを介して行なう必要がある。そこで、ＬＥＤ実装基板１０ｂの表面に実装されたＬＥＤへの給電の方法について、図１１及び図１２を参照しながら説明する。
【００６４】
図１１は、回転ステ−ジ１０ａにおいて、チャック部６０の構成を拡大して示した図である。図１１に示すように、チャック部６０の側面に２本の給電端子６２ａ、６２ｂが、外周に沿って形成されている。
【００６５】
一方、図１２は、ＬＥＤ実装基板１０ｂにおいて、凹部６１の構成を拡大して示した図である。図１２に示すように、凹部６１の内側面には、チャック部６０と同じように、２本の給電端子６３ａ、６３ｂが、内周に沿って形成されている。
【００６６】
図１０（ｂ）に示したように、ＬＥＤ実装基板１０ｂを回転ステ−ジ１０ａ上に載置したとき、凹部６１がチャック部６０に嵌め合わされるので、それぞれの給電端子同士が接触し、導通状態になる。なお、ＬＥＤ実装基板１０ｂに実装されたＬＥＤへの給電は、図７〜９で示した方法と同様の方法で、凹部６１に形成された給電端子６３ａ、６３ｂから、各ＬＥＤの電極までを配線により接続することにより行なわれる。
【００６７】
なお、ここでは、図を簡略にするために、正負の2本の給電端子しか描いていないが、例えば、３色のＬＥＤに独立の電源を供給したい場合には、６本の給電端子が外周に沿って形成されればよい。
【００６８】
本実施の形態２におけるＬＥＤ照明装置は、複数のＬＥＤが実装されたＬＥＤ実装基板１０ｂが、回転ステ−ジ１０ａ上に着脱可能に載置されるので、ＬＥＤ実装基板１０ｂを取り替えることによって、異なる色彩の照明光が得られるようにすることができる。また、ＬＥＤ実装基板１０自身に、ＬＥＤ用の給電端子が設けられているので、給電端子の形状を統一しておけば、異なる照明装置に装着することも可能となり、汎用的なＬＥＤ照明光源としても利用できる。さらに、ＬＥＤ実装基板だけを取り外しすることができるので、ＬＥＤが故障した場合などのメンテナンスも容易になる。
【００６９】
（実施の形態３）
本発明のＬＥＤ照明装置は、空間的な混色に加え、回転による時間的混色を付加することにより、一定の色の一様な光として認識するという視覚的効果を奏するが、さらに、回転により、ＬＥＤに対して空冷作用が働くので、放熱作用が働き、ＬＥＤチップからの発熱によるＬＥＤ照明装置の温度上昇を防止できるという効果も併せ発揮することができる。
【００７０】
図１３（ａ）、（ｂ）は、本実施の形態３におけるＬＥＤ照明装置の構成を示す図で、回転による放熱作用をより高める工夫を加えてものである。
【００７１】
図１３（ａ）は、ＬＥＤ照明装置１１０を平面から見た図で、図１３（ｂ）は、ＬＥＤ照明装置１１０を横から見た図である。図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、回転基板１０上に、複数のＬＥＤ（ここでは、一部のＬＥＤのみ表示）が配置されるとともに、回転基板１０に、回転基板１０の表面から裏面に貫通する複数の貫通孔７０が形成されている。貫通孔７０は、同心円上を概ね一定の間隔をもって形成されているが、ＬＥＤの配置状態等によって、貫通孔７０の位置を適宜決めてもよい。
【００７２】
また、回転による放熱作用をさらに高めるために、図１４に示したように、貫通孔７０を斜めに形成し、さらに、貫通孔７０の上部近傍に、庇７１を設けておけば、貫通孔７０の底部から入った気流が、庇７１でＬＥＤチップ１１の方向に曲げられ、ＬＥＤ１１の放熱作用をより高めることができる。
【００７３】
図１５は、回転基板１０が透明カバ−８０で覆われた構成のＬＥＤ照明装置を示すもので、透明カバ−８０の側面に吸排気孔８１、８２を設け、気流の流れをより効率的にしたものである。一般の照明装置においては、回転基板１０に配置されたＬＥＤ１１の出射光を直接見ることはせず、透明なカバ−を被せ、そこを通過した光を見るのが普通である。従って、透明なカバ−で覆われた空間は、ＬＥＤからの放熱が溜まりやすく、放熱効果を下げる原因となる。
【００７４】
そこで、図１５に示すように、透明カバ−８０の側面に吸排気孔８１、８２を設ければ、一方の吸排気孔８１から吸気され、他方の吸排気孔８２から排気される気流が得られるので、透明カバ−８０で覆われた空間に熱が溜まることなく、効率のよい放熱をすることができる。なお、透明カバ−８０は、少なくとも、回転基板１０に配置されたＬＥＤ光の出射方向において透明であればよい。
【００７５】
ところで、回転体に３色（赤、緑、青色）の発光体を装着する技術が、特開２００４−５５５６３号公報に開示されているが、当該特許文献に開示された技術は、バックライトに使用される導光板に、回転体の回転させることにより、回転体に装着された３色の発光体の光を順次入射させるというもので、いわゆるフィ−ルドシ−ケンシャル方式のカラ−液晶表示素子におけるバックライトの時分割駆動を実現することを目的とするものである。従って、この目的を達成するためには、発光体は、回転体の外周面（回転軸に平行な面）に装着させる構成をとることが必然で、本発明のように、回転基板の回転面（回転軸に垂直な面）にＬＥＤを配置する構成とは全く異なるものである。また、当該特許文献には、本願発明の目的とする、回転により３色の光を混色させて白色光を得るような技術は開示も示唆もなれていない。よって、当該特許文献に開示された「複数の発光体が装着された回転体」は、目的、構成、効果において、本発明とは全く異なるもので、かかる先行技術から本願発明を容易に想到できるものではない。
【００７６】
以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。例えば、回転基板１０の表面を、ＬＥＤから出射される光を反射する反射面とすることにより、出射効率をより高めることができる。また、回転基板１０の中心部は回転による混色効果が得られないので、中心部に白色のＬＥＤを配置することにより、白色光の一様性をより高めることができる。さらに、本発明のＬＥＤ照明装置は、薄型化に適しているので、液晶表示装置のバックライトとしても利用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明によれば、長寿命で混色性の優れたＬＥＤ照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明に実施の形態１に係るＬＥＤ照明装置１００の構成を示す平面図
【図２】本発明の実施の形態１に係るＬＥＤ照明装置１００の構成を示す断面図
【図３】本発明の実施の形態１における回転基板上のＬＥＤの配置を示す図
【図４】本発明の実施の形態１におけるＬＥＤの最適配置を説明する図
【図５】本発明の実施の形態１におけるＬＥＤの配置の一例を示す図
【図６】本発明の実施の形態１におけるＬＥＤの配置の他の一例を示す図
【図７】本発明の実施の形態１におけるＬＥＤの配線方法を示す図
【図８】本発明の実施の形態１におけるＬＥＤの他の配線方法を示す図
【図９】本発明の実施の形態１におけるＬＥＤの実装方法を示す図
【図１０】（ａ）は本発明の実施の形態２に係わるＬＥＤ照明装置の装着前の模式図、（ｂ）は同ＬＥＤ照明装置の装着後の模式図
【図１１】本発明の実施の形態２における回転ステ−ジの給電端子の構成を示す図
【図１２】本発明の実施の形態２におけるＬＥＤ実装基板の給電端子の構成を示す図
【図１３】（ａ）は本発明の実施の形態３に係わるＬＥＤ照明装置１１０の構成を示す平面図、（ｂ）は同ＬＥＤ照明装置１１０の構成を示す断面図
【図１４】本発明の実施の形態３における回転基板に設けた貫通孔の構成を示す図
【図１５】本発明の実施の形態３における回転基板に設けた透明カバ−の構成を示す図
【符号の説明】
【００７９】
１０    回転基板
１０ａ    回転ステ−ジ
１０ｂ    ＬＥＤ実装基板
１１    ＬＥＤチップ
１２    回転駆動部
１３    点灯回路
２１，２２，２３    ＬＥＤ
４０，６２，６３    給電端子
４１，４２    電源供給線
４３，４４    配線
５０    電極
５１    バンプ
６０    チャック部
６１    凹部
７０    貫通孔
７１    庇
８０    透明カバ−
８１，８２    吸排気孔
１００，１１０    ＬＥＤ照明装置
【図１】
2006024383.tif 000003
【図２】
2006024383.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006024383.tif 000009
【図８】
2006024383.tif 000010
【図９】
2006024383.tif 000011
【図１０】
2006024383.tif 000012
【図１１】
2006024383.tif 000013
【図１２】
2006024383.tif 000014
【図１３】
2006024383.tif 000015
【図１４】
2006024383.tif 000016
【図１５】
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