(57)【要約】【目的】本考案は、赤、緑、青３色のＬＥＤを光が均一に分布するよう幾何学的に配置し、各色毎に直列に接続したＬＥＤに流す電流を電力損失が少ない方法で可変調整することにより、任意の色彩の照明を可能にし、低消費電力で演色性の高い照明を実現するものである。【構成】赤、緑、青３色のＬＥＤを各色毎に複数個直列に接続し、各色毎のＬＥＤの順方向電圧の総和より少し高い電源電圧を供給することにより電流の調整しろを設けるよう構成する。そして各色毎に設けた調光用可変抵抗器で、各色毎に電流を調整することにより、各色の光量の比率を変え、その３色の光を混合することにより、任意の色彩の照明を実現できる。【選択図】    図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤを光源とする照明において、図１のように５赤色ＬＥＤ（Ｒ）、６緑色ＬＥＤ（Ｇ）、７青色ＬＥＤ（Ｂ）３原色のＬＥＤを各色毎に複数個直列に接続し、各色のＬＥＤに流す電流を９、１０、１１の調光用可変抵抗で夫々に変化調整することで各色の光量を別々に細かく調光した後、混合することにより、任意の色彩の照明を実現できるよう構成した照明装置。
【請求項２】
請求項１ように構成したＬＥＤ照明において、各色の光が均一に分布するよう図４のように各色のＬＥＤを幾何学的に均等になるよう配置し、かつＬＥＤ光のシャープな指向性のため各ＬＥＤの光が個々に焦点を結び丸い玉模様になるのを防止するため、図５の２１光乱反射用ガラスまたはアクリル板を設け、２０光を一旦散乱させたのち、２２ガラスまたはプラスチック外装との組み合わせにより混合し、全体として均一な色彩の光になるよう構成したＬＥＤ照明装置。
【考案の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
ＬＥＤは電力損失が小さく発熱が少ないうえ、多彩な色のＬＥＤ素子が得られるので、それらを組み合わせることにより任意の色彩の照明が可能になる。一般家庭用の照明を始め、科学検査装置用、工業用特殊光源商店やファッション展示用照明、車両用室内灯およびテールランプ、アウトドアー用携帯用照明など、その省電力性および多色性などの特徴を生かして、今までになかった光源として、新しい用途と応用が期待される新しい光源素子である。
【０００２】
【従来の技術】
従来の照明は歴史的に、家庭用、業務用として長い間タングステン電球、蛍光灯が主に使用されており、現在まで引き継がれている。また、自動車用ヘッドランプや工業用特殊光源のように特別に高光度を必要とする分野ではハロゲンやＨＩＤランプなどが使用されている。しかし、これらのものは消費電力が大きく、発熱などの問題があるうえ、発光色としては、単色もしくは単純な数種類の色彩に限られていた。
ＬＥＤを照明に利用する試みは行われているが、照明用としてはまだそれほど輝度が高くないので、従来の照明をすぐに置き換えて行くまでには至っていない。またこれらの試みは、蛍光灯など従来の照明を置き換えることに主眼が置かれているため、単色の特に白色光に重点が置かれており、その特長である省電力と高演色性などを生かした用途での提案は少なく、なかなか普及するに至っていない。
【０００３】
【考案が解決しようとする課題点】
一般的に照明に求められる特性としては、明るさに対する低消費電力性と、種々の環境や状況に対応できる照明を実現できる高演色性などが要求される。ＬＥＤ素子は原理的に低消費電力で、発熱が非常に少ないうえ、多彩な色彩のものが得られるので、次世代の照明素子の本命として期待されている。ＬＥＤは照明素子としては明るさの点では今のところ既存の照明に比べ劣っていることから、それほどのインパクトはないが、日進月歩で高輝度への改良が行われており、近い将来主要な照明素子になると思われる。また、従来の照明は数種類の単色の照明はあったが、任意の色彩の照明を実現することはできなかった。
このようにＬＥＤを照明素子として使用することにより、省電力で演色性の高い照明が実現できる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
ＬＥＤは基本的に電流動作素子で、ＬＥＤダイオードの順方向電圧とそれに流す電流を乗じて算出される電力で発光するので、光度不足の問題は直列に多数個接続することにより改善される。図１に示すように複数個直列に接続されたダイオードにかかる電圧を１００Ｖとし、それに流す電流が２０ｍＡとすると、２Ｗで１つのユニットができる。要求される照度は必要に応じてこのユニット単位で増設することにより解決でき、低消費電力の照明が実現できる。またフルカラー照明としては、３色で６ワットのユニットを単位として、必要に応じて増設すればよい。
本考案では、図１のような回路構成により、５赤ＬＥＤ（Ｒ）、６緑ＬＥＤ（Ｇ）、７青ＬＥＤ（Ｂ）三原色のＬＥＤを図４のように各色が物理的に均等になるように配置し、各色毎に流す電流を９、１０、１１の調光可変抵抗で夫々別々に調整することにより光量を調整し、丁度絵具を混ぜ合わせるように、各色の光を調合し、任意の色彩の演色性の高い照明を実現できる。
また、各ＬＥＤから出た光はそのままでは夫々に一定距離の所に焦点を結んでしまい、球模様の照明になってしまうので、図５のようにＬＥＤから出た光を一旦、２１光乱反射用ガラスまたはアクリル板を通した後、２２ガラスまたはプラスチック外装でその光を混合することにより均一で多彩な色の照明を実現できる。
【０００５】
【作用と実施例】
次に、本考案の実施例について説明する
【０００６】
第１例
図１では１ＡＣ電源１００Ｖをダイオード・ブリッジで直接整流し、５赤色ＬＥＤ、６緑色ＬＥＤ、７青色ＬＥＤを夫々５０個ずつ直列に接続し、各色毎に設けた電流調整用の可変抵抗器（９、１０、１１）を各色毎に夫々調整することにより、任意の色彩の照明を実現している。３全体調光可変抵抗は照明全体の調光を行い、４電流制限抵抗器は各色の調光可変抵抗が最小（ゼロ）の場合にもＬＥＤの最大定額を超えないよう挿入する。
【０００７】
第２例
電源が直流電源の場合で、実施例１と同様に各色のＬＥＤを直列に接続することまでは同様であるが、各色の調光用の電流調整はＦＥＴなどのスイッチ素子を使用し、そのＯＮ−ＯＦＦ時間を各色毎に、図３の１８、１９のＰＷＭ信号（パルス幅変調）によりゲートをコントロールすることにより、電力損失の非常に少ない調光と色のコントロールができる。ＰＷＭ信号の周期（Ｔ）は、光のチラツキをなくすため１０ｍＳ、即ち周波数では１００Ｈｚ以上が望ましい。このような構成により、第１例と同様のフルカラーの照明が実現できる。
【０００８】
【考案の効果】
以上の例のように、赤、緑、青３色のＬＥＤを多数個直列に接続し、それらに流す電流を個々に調整することにより、電力損失が少なく、連続的に色彩を変えることのできる照明装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】フルカラーＬＥＤ照明回路図
【図２】ＰＷＭロントロールによるＬＥＤ照明回路図
【図３】ＰＷＭ信号
【図４】ＬＥＤ配置図
【図５】光の乱反射による色の混合
【符号の説明】
１はＡＣ電源        ２は整流器        ３は全体調光可変抵抗器
４は電流制限抵抗器  ５は赤色ＬＥＤ    ６は緑色ＬＥＤ
７は青色ＬＥＤ      ８は赤色調光可変抵抗
９は緑色調光可変抵抗                  １０は青色調光可変抵抗
１１は直流電源      １２は赤色調光ＦＥＴ
１３は緑色調光ＦＥＴ                  １４は青色調光ＦＥＴ
１５は赤色用ＰＷＭ信号                １６は緑色用ＰＷＭ信号
１７は青色用ＰＷＭ信号                １８はＰＷＭ信号１
１９はＰＷＭ信号２                    ２０は光
２１は光乱反射用ガラスまたはアクリル板
２２はガラスまたはプラスチック外装
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年12月12日(2003.12.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】実用新案登録請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤを光源とする照明において、光の三原色の５赤色ＬＥＤ（Ｒ）、６緑色ＬＥＤ（Ｇ）、７青色ＬＥＤ（Ｂ）を各色毎に複数個直列に接続し、各色のＬＥＤの光量を個別に細かく調光するための８、９、１０可変抵抗素子を夫々に直列に挿入することにより、任意の色彩の光を作り出すことを特長とする、色彩可変の照明装置。
【請求項２】
請求項１のように構成したＬＥＤ照明装置において、各色の光が均一に分布するように各色のＬＥＤを幾何学的に均等になるよう配置し、かつＬＥＤ光のシャープな指向性のため各ＬＥＤの光が個々に焦点を結び丸い玉模様になるのを防止するため、２１光散乱用ガラスまたはアクリル板を設け、２０光を一旦散乱させたのち、２２ガラスまたはプラスチック外装との組み合わせによりそれらの光を混合し、全体として均一な色彩の光になるよう構成したＬＥＤ照明装置。