(57)【要約】【課題】発光素子を用いた照明器具の提供と、連結しやすく、発光素子の接続数量違いや、色違いに対応することができるとともに、輝度の低下を低減することのできる発光素子を用いた照明器具を提供すること。【解決手段】プリント基板の表面に電源送り用の導体パターンを形成するとともに、多数の発光素子３を配列実装し、裏面に導体パターンから分岐した導体パターンに接続した、発光素子３を点灯する点灯回路９の電子部品を実装し、これらを実装したプリント基板を発光素子３に対向する面を光透過製とした筐体内に収納固定して照明器具を構成するとともに、点灯回路９をトランジスタ１１，ツェナダイオード１２及び抵抗１３，１４からなる定電流回路中に多数の発光素子３を直列に接続した回路を接続し、その回路と整流１０平滑１５回路からなる電源との間にインピーダンス素子１７を接続して構成する。【選択図】　図７
2004063237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に多数の発光ダイオードを配列実装し、裏面に前記多数の発光ダイオードの点灯回路を構成する電子部品を実装してなる基板を、多数の発光ダイオードを配列実装した前記基板の表面と対向する側の面を光透過性とした筐体に収納してなることを特徴とする発光ダイオードを用いた照明器具。
【請求項２】
多数の発光ダイオードを配列実装した基板の表面を着色してなることを特徴とする請求項１記載の発光ダイオードを用いた照明器具。
【請求項３】
基板には、その一端から他端に伸びる電源用の導体パターンと前記導体パターンから分岐し、前記基板の電子部品に接続する電源用の導体パターンが形成されてなることを特徴とする請求項１記載の発光ダイオードを用いた照明器具。
【請求項４】
基板には、その一端から他端に伸びる電源用の導体パターンと前記導体パターンから分岐し、前記基板の電子部品に接続する電源用の導体パターンが形成され、前記一端から他端に伸びる電力供給用の導体パターンに連結用コネクタを接続してなることを特徴とする請求項１記載の発光ダイオードを用いた照明器具。
【請求項５】
基板には、その一端から他端に伸びる電源用の導体パターンと前記導体パターンから分岐し、前記基板の電子部品に接続する電源用の導体パターンが形成され、前記一端から他端に伸びる電源用の導体パターンから分岐した前記基板の電子部品に接続する電源用の導体パターンに保護ヒューズを設けてなることを特徴とする請求項１記載の発光ダイオードを用いた照明器具。
【請求項６】
点灯回路は多数の発光ダイオードを直列に接続するとともに、多数の発光ダイオードの直列回路の一端を電源の一方の端子に他端をトランジスタのコレクタに接続し、前記トランジスタのエミッタを抵抗器を介して前記電源の他方の端子に接続し、前記トランジスタのベースをツェナダイオードを介して前記電源の他方の端子に、ベースとツェナダイオードの接続点を抵抗器を介してコレクタと発光ダイオードの接続点に接続してなる回路であることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオードを用いた照明器具。
【請求項７】
多数の発光ダイオードの直列回路と直列にインピーダンス素子を接続してなる請求項６記載の照明器具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光ダイオードを用いた照明器具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば階段やその手摺りあるいは歩道橋の欄干などに照明器具を設置し、それらの存在位置を表示したり足元などを照明することが行われている。このような照明器具の光源としては、一般に電球や放電灯が使用されている。ところで近年昼光色に近い色の光を発光する発光ダイオードが開発され、これを電球や放電灯に代えることが試みられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、発光ダイオードを用いて照明器具を構成する場合、導体回路を形成した基板いわゆるプリント基板の一方の面（以下表面という）に多数の発光ダイオードを配列実装し、他方の面（以下裏面という）にそれらの発光ダイオードを発光させるための点灯駆動回路を構成する電子部品を実装し、これらを実装したプリント基板を、プリント基板の表面（発光ダイオードを実装している側の面）と対向する面を光透過性とした適宜の函体内に収納して構成することが考えられる。
【０００４】
このように構成した発光ダイオードを用いた照明器具は、小型で取扱い易く単独での設置では便利であるが、階段やその手摺りあるいは歩道橋の欄干などに用いる場合、数多くの照明器具を必要としこれらを連結して設置することとなる。その場合、器具内または器具外にて電源線を送ることも考えられるが配線工事に難があり、電源線の短絡や地絡などの施工不良を発生しやすく、他の機器に悪影響を及ぼし易いという問題がある。また、発光ダイオードは温度が高くなると発光ダイオードを封入しているエポキシ樹脂やシリコン樹脂の光透過率が低下し、光ダイオードの輝度低下となり所望の輝度が得られなくなるという問題がある。さらに、この種の照明器具では用途に応じて発光ダイオードの接続数量違いや、色違いに対応しなければならないという問題がある。
【０００５】
本発明は、第１には発光ダイオードを用いた照明器具を提供することにあり、第２には上記のような問題を解消し、連結しやすく、発光ダイオードの接続数量違いや、色違いに対応することができるとともに、輝度の低下を低減することのできる発光ダイオードを用いた照明器具を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る本発明は、表面に多数の発光ダイオードを配列実装し、裏面に前記多数の発光ダイオードの点灯回路を構成する電子部品を実装してなる基板を、多数の発光ダイオードを配列実装した前記基板の表面と対向する側の面を光透過性とした筐体に収納してなることを特徴とする。本発明では、多数の発光ダイオードを配列して照明器具を構成するので、照度が大きく、かつ小型で取扱いのしやすい照明器具を得ることができる。
【０００７】
請求項２に係る本発明は、請求項１に係る本発明において、多数の発光ダイオードを配列実装した基板の表面を着色してなることを特徴とする。この特徴によって輝度の低下を補うこと（白色にして反射率を高めた場合）や演出効果を高めること（例えば赤や橙色）ができる。
【０００８】
請求項３に係る本発明は、請求項１に係る本発明において、基板には、その一端から他端に伸びる電源用の導体パターンと前記導体パターンから分岐し、前記基板の電子部品に接続する電源用の導体パターンが形成されてなることを特徴とし、請求項４に係る本発明は、基板には、その一端から他端に伸びる電源用の導体パターンと前記導体パターンから分岐し、前記基板の電子部品に接続する電源用の導体パターンが形成され、前記一端から他端に伸びる電力供給用の導体パターンに連結用コネクタを接続してなることを特徴とする。これら特徴により照明器具を連結する場合の電源線の配線施工も容易になり、電源短絡や地絡の故障を低減することができる。
【０００９】
請求項５に係る本発明は、請求項１に係る本発明において、基板には、その一端から他端に伸びる電源用の導体パターンと前記導体パターンから分岐し、前記基板の電子部品に接続する電源用の導体パターンが形成され、前記一端から他端に伸びる電源用の導体パターンから分岐した前記基板の電子部品に接続する電源用の導体パターンに保護ヒューズを設けてなることを特徴とする。この特徴によってその基板の回路に短絡故障が発生しても連結した照明器具の電源を確保することが可能となる。
【００１０】
請求項６に係る本発明は、請求項１に記載の本発明において、点灯回路は多数の発光ダイオードを直列に接続するとともに、多数の発光ダイオードの直列回路の一端を電源の一方の端子に他端をトランジスタのコレクタに接続し、前記トランジスタのエミッタを抵抗器を介して前記電源の他方の端子に接続し、前記トランジスタのベースをツェナダイオードを介して前記電源の他方の端子に、ベースとツェナダイオードの接続点を抵抗器を介してコレクタと発光ダイオードの接続点に接続してなる回路であることを特徴とする。この特徴によって、発光ダイオードへの電力の集中を低減し、温度の上昇を抑制することができる。
【００１１】
請求項７に係る本発明は、請求項６に記載の本発明において、多数の発光ダイオードの直列回路と直列にインピーダンス素子を接続してなることを特徴とする。この特徴により、灯数を減らしたり他色の発光ダイオードを採用する場合の定電流回路を構成するトランジスタへの電力集中を抑制することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態に係る発光ダイオードを用いた照明器具の表面側を示す平面図、２は図１の発光ダイオードを用いた照明器具の連結状態を示す回路図、図３は図１の発光ダイオードを用いた照明器具の点灯回路図、図４〜図７は図１の発光ダイオードを用いた照明器具の他の例の点灯回路図である。
【００１３】
図１において、１は筐体、２は導体回路を形成した基板（プリント基板）、３は発光ダイオード（以下、発光素子という。）、４はコネクタである。筐体１は縦断面コ字状をなしプリント基板の表面と対向する側の面が透明のアクリル樹脂などの光透過性の部材で形成されている。プリント基板２には、表側表面（以下、表側表面を表面といい、裏側表面を裏面という。）中央部に長手方向に沿って一列に多数の発光素子３が配列実装され、両側の端部にプリント基板２の一端から他端に伸びる電源送り用の一対の導体パターン５ａ、５ｂが形成されている（なお、この導体パターン５ａ、５ｂは基板２の裏面に形成してもよい。）。
【００１４】
導体パターン５ａ、５ｂの両側の端部のそれぞれにコネクタ４が接続され、一方の端部のコネクタ４から入力した電力を他方の端部のコネクタ４に送る。プリント基板２の裏面には、表面に配列実装した多数の発光素子３を点灯する図示しない点灯回路を構成する部品が実装されている。このように多数の発光素子３および点灯回路部品などを実装したプリント基板２を筐体１に、プリント基板の表面を筐体１の光透過性の表面に対向させて挿入固定して照明器具Ａを完成させる。
【００１５】
商用電源あるいは直流電源に接続する照明器具Ａの導体パターン５ａ、５ｂには、図２に示すように電源６に接続する側に保護ヒューズ７が挿入され、導体パターン５ａ、５ｂから分岐してその照明器具Ａの点灯回路９に接続する導体パターン５ｃに保護ヒューズ８が挿入されている。保護ヒューズ８はこの照明器具Ａにコネクタ４を介して連結される照明器具Ａにも挿入されている。保護ヒューズ７と保護ヒューズ８との選定は、後段に連結される照明器具Ａの導体パターン５ａ、５ｂが短絡しても、この短絡による導体パターンの銅箔が溶断するよりも先に保護ヒューズ７が溶断し、また、点灯回路の異常の場合には、保護ヒューズ８が先に溶断し、保護ヒューズ７は溶断しない選定である。
【００１６】
この選定は、保護ヒューズ８の溶断よりも先に保護ヒューズ７が溶断すると、連結した照明器具のすべての発光素子が消灯する状態を避けるためである。なお、連結用の照明器具Ａには、保護ヒューズ７を設けていないが、連結用の照明器具Ａにも保護ヒューズ７を設けるようにしても良い、この場合、全ての照明器具に保護ヒューズ７を設ける分手間はかかるが、電源側に設ける照明器具と連結側に設ける照明器具とを区別する必要はなくなる。
【００１７】
点灯回路９は、図３に示すように構成されている。すなわち図３において、６は商用交流電源、１０は両波整流回路、１１はｎｐｎトランジスタ、１２はツェナーダイオード、１３および１４は抵抗器、プリント基板の表面に配列実装された多数の発光素子３は直列に接続されている（以下、多数の発光素子３が直列に接続された回路を発光素子回路という。）。
【００１８】
発光素子回路は、その一端を両波整流回路１０の一方の端子に他端をトランジスタ１１のコレクタに接続されている。トランジスタ１１のエミッタは抵抗器１３を介して両波整流回路１０の他方の端子に接続され、トランジスタ１１のベースはツェナダイオード１２を介して両波整流回路１０の他方の端子に接続されている。そしてベースとツェナダイオード１２の接続点を抵抗器１４を介してコレクタと発光素子回路の接続点に接続して点灯回路９を構成している。この回路によって発光素子回路には一定の電流が流れ、消費電力が抑制されるとともに発光素子回路の温度上昇を抑制する。
【００１９】
なお、図３に示す点灯回路では、ｎｐｎトランジスタを用いているが、図４に示すようにｐｎｐトランジスタを用いるようにしてもよい。また、図３に示す点灯回路では、発光素子回路に電力を供給する電源は、両波整流回路１０の出力による脈流であるが、図５に示すように両波整流回路１０の出力側に平滑コンデンサ１５を設けた電源、図６に示すように直流電源１６としてもよい。
【００２０】
ところで、以上の点灯回路は定電流回路で構成されている。そのために発光素子３の灯数を減らす場合、あるいは順方向電圧降下の小さい、たとえば赤色や橙色を発光する発光素子を採用した場合には、トランジスタ１１に電力が集中し、トランジスタ１１自体の発熱を増加し、その熱は発光素子３に温度による影響を及ぼす。これを避けるために、例えば図７に示すように、両波整流回路１０の一方の端子と発光素子回路との間にインピーダンス素子１７を挿入する。この挿入によりトランジスタ１１への電力集中を避け、温度は分散され発光素子３への温度による影響を分散させることができる。
【００２１】
なお、照明器具Ａの形状やプリント基板の形状は、円形状など適宜であり、また、多数の発光素子の配列も適宜であり、発光素子の動作時の温度分布が均等になるように配列すればよい。さらに、発光素子３を配列実装したプリント基板２の表面を、たとえば白色光の発光素子を配列した場合に、白色に着色すると反射率を高め、輝度の低下を補うことができ、また、赤色光や橙色光の発光素子を配列した場合に、プリント基板２の表面の色を黒色に着色すると演出効果の高い照明器具を得ることができる。この場合、基板２の表面に着色する色と発光素子の発光色は適宜に選択すればよい。
【００２２】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、階段やその手摺りあるいは歩道橋の欄干や屋内などの照明を必要とする任意の箇所に簡単に設置することのできる照明器具が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る発光ダイオードを用いた照明器具の表面側を示す平面図である。
【図２】図１の発光ダイオードを用いた照明器具の連結状態を示す回路図である。
【図３】図１の発光ダイオードを用いた照明器具の点灯回路図である。
【図４】図１の発光ダイオードを用いた照明器具の他の例を示す点灯回路図である。
【図５】図１の発光ダイオードを用いた照明器具の他の例を示す点灯回路図である。
【図６】図１の発光ダイオードを用いた照明器具の他の例を示す点灯回路図である。
【図７】図１の発光ダイオードを用いた照明器具の他の例を示す点灯回路図である。
【符号の説明】
１　　筐体
２　　プリント基板
３　　発光ダイオード
４　　コネクタ
５ａ、５ｂ、５ｃ　導体パターン
６、１６　　電源
７、８　保護ヒューズ
９　　点灯回路
１０　　整流回路
１１　　トランジスタ
１２　　ツェナーダイオード
１３、１４　　抵抗器
１５　　平滑コンデンサ
１７　　インピーダンス素子
Ａ　　照明器具
【図１】
2004063237.tif 000003
【図２】
2004063237.tif 000004
【図３】
2004063237.tif 000005
【図４】
2004063237.tif 000006
【図５】
2004063237.tif 000007
【図６】
2004063237.tif 000008
【図７】
2004063237.tif 000009