(57)【要約】【課題】取り付けおよび取り外しの際の作業性を向上するとともに、見栄えよく取り付けられるＬＥＤランプ、簡易に文字などを表示させる表示装置、および作業性のよい電子回路装置を提供することにある。【解決手段】ＬＥＤランプ１０は、基板１１に搭載されたＬＥＤモジュール４０と、ＬＥＤモジュール４０に電源を供給する電線３０と、電線３０を保護する保護カバー３５と、基板１１の下方に搭載されたマグネット５０と、ＬＥＤモジュールから出射する光の指向性を制御する凸レンズ１２を備えたケース１３とから構成する。このＬＥＤランプ１０は、鉄筋などの磁性体で形成したフレームなどにマグネット５０の磁力を利用して取り付けられる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ素子と、
磁性体に前記ＬＥＤ素子を吸着させるマグネットと、
前記ＬＥＤ素子と前記マグネットを結合させる結合部材と、を備えたことを特徴とするＬＥＤランプ。
【請求項２】
前記結合部材は、前記ＬＥＤ素子を内部に収容したパッケージであり、
前記ＬＥＤ素子は、電気的に導通し、前記パッケージから突出する端子を備えたことを特徴とする請求項１記載のＬＥＤランプ。
【請求項３】
前記結合部材は、前記ＬＥＤ素子への通電電流を制限する電流制限素子と、前記ＬＥＤ素子および前記電流制限素子が搭載され、前記ＬＥＤ素子および前記電流制限素子とを接続する配線パターンが設けられた基板と、を備えたことを特徴とする請求項１記載のＬＥＤランプ。
【請求項４】
前記ＬＥＤ素子は、赤色系の光を出射する赤色系ＬＥＤ素子と、緑色系の光を出射する緑色系ＬＥＤ素子と、青色系の光を出射する青色系ＬＥＤ素子を備えたことを特徴とする請求項１記載のＬＥＤランプ。
【請求項５】
ＬＥＤ素子、前記ＬＥＤ素子と導通した端子、および磁性体に吸着させるマグネットを有する複数のＬＥＤランプと、
前記端子に対応する配線パターン、および前記マグネットに対応して吸着される前記磁性体が形成され、前記複数のＬＥＤランプが選択的に搭載される複数のＬＥＤランプ搭載領域を有する基板とを備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項６】
電源および信号の少なくとも一方を供給される電気部品素子、前記電気部品素子と導通した端子、および磁性体を吸着するマグネットを有する複数の電気部品ブロックと、
前記端子と接触し、導通して電源および信号の少なくとも一方を供給する複数の配線パターン、および前記マグネットに吸着される複数の磁性体とを配置した基板とを備えたことを特徴とする電気回路装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＥＤランプ、表示装置および電気回路装置に関し、特に、取り付けおよび取り外しの際の作業性を向上するとともに、見栄えよく取り付けられるＬＥＤランプ、簡易に文字などを表示させる表示装置、および作業性のよい電気回路装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は従来の照明装置を示す。従来の小形の白熱電球２２を用いた照明装置１１０は、適宜間隔の電線３０で小形の白熱電球２２を配置してあり、鉄筋、木の枝などのフレーム２０に取り付ける際、電線３０とフレーム２０とを結束バンド２１などを用いて束縛して飾り付けられる。
【０００３】
また、ＬＥＤランプを格子状に配して所定のＬＥＤランプを点灯あるいは点滅させることにより、文字や記号などを表示する表示装置が知られている。
【０００４】
さらに、教材用などで、ＬＥＤランプ、抵抗などの電気部品を直方体など一定の形状に形成し、それを枠体に挿入することで各部品を接続し、簡単な電気機器を形成する電気回路装置が知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の照明装置１１０では、鉄筋などのフレーム２０に取り付ける際に、電線３０と鉄筋を結束バンド２１により緊締していたため、特に狭い場所では取り付けや取り外しが困難で、作業性が悪いという問題がある。また、結束バンド２１を使用できない場合には、照明装置１１０をフレーム２０にうまく取り付けることができず、見栄えが悪くなるという問題がある。
【０００６】
また、従来の表示装置では、文字や記号などを表示させるために、入力装置が必要であり、装置として大掛かりとなってしまい、簡易に表示させることができないという問題がある。
【０００７】
さらに、従来の電子回路装置では、電気部品を枠体に挿入して各電気部品を接続するため、作業性が悪いという問題がある。
【０００８】
従って、本発明の目的は、取り付けおよび取り外しの際の作業性を向上するとともに、見栄えよく取り付けられるＬＥＤランプ、簡易に文字などを表示させる表示装置、および作業性のよい電気回路装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、ＬＥＤ素子と、磁性体に前記ＬＥＤ素子を吸着させるマグネットと、前記ＬＥＤ素子と前記マグネットを結合させる結合部材と、を備えたことを特徴とするＬＥＤランプを提供する。
【００１０】
前記ＬＥＤランプによれば、マグネットにより磁性体を吸着するため、磁性体の表面にＬＥＤランプを取り付ける際、結束バンドなどを使用しなくても、直接取り付けることができる。
【００１１】
本発明は、上記目的を達成するため、ＬＥＤ素子、前記ＬＥＤ素子と導通した端子、および磁性体に吸着させるマグネットを有する複数のＬＥＤランプと、前記端子に対応する配線パターン、および前記マグネットに対応して吸着される前記磁性体が形成され、前記複数のＬＥＤランプが選択的に搭載される複数のＬＥＤランプ搭載領域を有する基板とを備えたことを特徴とする表示装置を提供する。
【００１２】
前記表示装置によれば、マグネットにより磁性体を吸着するため、配線パターン上にＬＥＤランプを配置すれば、所望の文字などを表示することができる。
【００１３】
本発明は、上記目的を達成するため、電源および信号の少なくとも一方を供給される電気部品素子、前記電気部品素子と導通した端子、および磁性体を吸着するマグネットを有する複数の電気部品ブロックと、前記端子と接触し、導通して電源および信号の少なくとも一方を供給する複数の配線パターン、および前記マグネットに吸着される複数の磁性体とを配置した基板とを備えたことを特徴とする電気回路装置を提供する。
【００１４】
前記手段によれば、電気部品ブロックを配線パターン上に載置すれば、マグネットが磁性体を吸着するため、電気部品を配置できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤランプを適用した照明装置を示す。この照明装置１００は、マグネットの磁力を利用して鉄筋などの磁性体であるフレーム２０に取り付けられるＬＥＤランプ１０と、各ＬＥＤランプ１０間に電源を供給する電線３０とを備える。
【００１６】
図２は、ＬＥＤランプを示す。このＬＥＤランプ１０は、基板１１に搭載され、ＬＥＤ素子を有するＬＥＤモジュール４０と、ＬＥＤモジュール４０に電源を供給する電線３０、電線３０を保護する保護カバー３５、基板１１の下方に搭載されたマグネット５０と、ＬＥＤ素子が出射する光の指向性を制御する凸レンズ１２を備えたケース１３とから構成される。なお、ケース３は、便宜上２点鎖線で示してある。ここで、ＬＥＤランプ１０は、ＲＧＢ（Ｒｅｄ−Ｇｒｅｅｎ−Ｂｌｕｅ）ＬＥＤランプを使用する。なお、ケース１３は、モールド樹脂などで固めて形成してもよい。
【００１７】
マグネット５０は、ネオジウム磁石などの磁力の強力な磁石を用いる。マグネット５０は、例えば、重量２ｇ程度のＬＥＤランプ１０をフレーム２０などに取り付けた際に、電線３０の重さやＬＥＤランプ１０の重さに耐えうる程度の吸着力を有している。
【００１８】
図３は、ＬＥＤランプ１０の主要部を示す。基板１１上に搭載されたＬＥＤモジュール４０と、同じく基板１１上に搭載されたチップ抵抗１４ａ（Ｒ１）、１４ｂ（Ｒ２）、１４ｃ（Ｒ３）と、端子１５ａ〜１５ｄと、端子１６ａ〜１６ｄとを備えている。チップ抵抗１４ａ〜１４ｃは、電流制御用であり、端子１５ａ〜１５ｄと、端子１６ａ〜１６ｄは、グランドライン３１および電圧出力ライン３２〜３４との接続に用いられる。なお、電流制限素子としてのチップ抵抗１４ａ〜１４ｃに代えて定電流ダイオード等を用いることができる。定電流ダイオードを用いることにより電線の長さが長くなっても、電流を安定してＬＥＤモジュール４０に供給することができるので、複数のＬＥＤモジュールを結合した場合、電源側と末端側とでＬＥＤランプの明るさのばらつきを少なくする。
【００１９】
基板１１上には、配線パターン１７ａ〜１７ｃが形成され、チップ抵抗１４ａ〜１４ｃとＬＥＤモジュール４０の後述する３つのＬＥＤ素子４３、４４、４５のアノードとをそれぞれ接続している。配線パターン１７ｄ〜１７ｆは、端子１５ａ〜１５ｃとチップ抵抗１４ａ〜１４ｃの他端とそれぞれ接続している。配線パターン１８ａ〜１８ｄは、端子１５ａと１６ａ間、端子１５ｂと１６ｂ間、端子１５ｃと１６ｃ間、端子１５ｄと１６ｄ間をそれぞれ接続している。また、配線パターン１８ａは、ＬＥＤモジュール４０のカソードとグランドライン３１間を接続している。
【００２０】
図４は、ＬＥＤモジュール４０の詳細を示す。このＬＥＤモジュール４０は、上面の凹部内にリフレクタ４２が形成されているプラスチックパッケージ４１と、赤（Ｒ）ＬＥＤ素子４３（Ｄ１）と、緑（Ｇ）ＬＥＤ素子４４（Ｄ２）と青（Ｂ）ＬＥＤ素子４５（Ｄ３）と、各ＬＥＤ素子４３、４４、４５のアノードまたはカソードに一端が接続されるボンディングワイヤ４６ａ〜４６ｃと、これらボンディングワイヤ４６ａ〜４６ｃの他端に電気的に接続した６個の電極４７ａ〜４７ｆを備えて構成されている。
【００２１】
電極４７ａ〜ｆは、プラスチックパッケージ４１の両側に分散配置されるとともに、接続先の配線パターンとのはんだ接続を容易にするため、底面から側面に跨るようにＬ字形に設けられている。図４では、青（Ｂ）ＬＥＤ素子のアノードまたはカソードの一端が接続されたボンディングワイヤ４６ｃと、配線パターン４６ｄ、４６ｅが接続している。なお、４６ｆ、４６ｇは、ボンディングワイヤ４６ｃと配線パターン４６ｄ、４６ｅとを接続するスルーホールである。
【００２２】
リフレクタ４２は、プラスチックパッケージ４１の上面に角錐形、円錐形等の凹部を設け、この凹部の表面に銀蒸着、銀メッキ、白色塗装等を施して作られる。ここでは、リフレクタ４２の上面は、開口のままにしているが、さらにレンズ（無色透明）を設けて集光性を高めてもよいし、保護板（無色透明）を設けてＬＥＤ素子の保護を図ってもよい。
【００２３】
ＬＥＤモジュール４０は、３色のＬＥＤ素子４３〜４５を搭載しているため、各ＬＥＤ素子４３〜４５に通電内容に応じて下記のように、任意の発光色を得ることができる。
【００２４】
ＲＬＥＤ素子４３のみに通電→赤色光
ＧＬＥＤ素子４４のみに通電→緑色光
ＢＬＥＤ素子４５のみに通電→青色光
ＬＥＤ素子４３〜４５に通電→白色光
ＲＬＥＤ素子４３とＧＬＥＤ素子４４に通電→赤と緑の混合色
ＧＬＥＤ素子４４とＢＬＥＤ素子４５に通電→緑と青の混合色
ＲＬＥＤ素子４３とＢＬＥＤ素子４５に通電→赤と青の混合色
【００２５】
図５は、照明装置１００の回路構成を示す。この照明装置１００は、商用電源から低電圧を出力する電源部１、電源部１から出力された低電圧のレベルを制御して発光色を可変する制御部２、所定のＬＥＤランプ１０−１〜１０−Ｎを備える。
【００２６】
電源部１はＡＣ１００Ｖ（またはＡＣ２００Ｖ）の商用電源からＤＣ５〜１０Ｖの低電圧を得るものであり、この電源部１には制御部２が接続される。制御部２の出力側には、グランドライン３１と電圧出力ライン３２〜３４が接続されており、電圧出力ライン３２〜３４とグランドライン３１の間にオン／オフ的な電圧、または発光色に応じて異ならせた電圧レベルを出力する。制御部２は、電圧出力ライン３２〜３５に出力電圧を印加するか否かを決定する３つのスイッチと電圧可変手段（例えば、低電圧回路）を備え、あるいは、演算部としての１チップマイクロコンピュータ（またはＣＰＵ）と周辺回路を備えて構成され、外部からの制御信号を受け付けるための制御入力端子３を備えている。
【００２７】
電圧出力ライン３２〜３４とグランドライン３１の４本は、ビニルテープを被せるなどして１本の束線（またはケーブル）に加工する。また、所定のＬＥＤランプ１０−１〜１０−Ｎが取り付けられた端末は、コネクタ８、９により結合し、ＬＥＤランプ１０の数を増加する。
【００２８】
以上のように、本実施の形態に係るＬＥＤランプ１０によれば、ＬＥＤランプ１０にマグネット５０を組み込んであるため、マグネット５０の磁力により簡単に取り付けることができるため、結束バンドが不要になるとともに、取り付け、取り外しが極めて容易になり、作業性が向上するとともに、ＬＥＤランプ１０を整列させることが容易となり見栄えよく取り付けることができる。
【００２９】
また、ＬＥＤ素子への通電量を制御することにより、そのＬＥＤ素子の発光量を強めたり弱めたりすることができるため、ＲＬＥＤ素子４３とＧＬＥＤ素子４４の組み合わせでは、赤〜橙〜黄〜緑の範囲の発光色が得られ、ＧＬＥＤ素子４４とＢＬＥＤ素子４５の組み合わせでは、緑〜青緑〜青の範囲の発光色が得られ、ＲＬＥＤ素子４３とＢＬＥＤ素子４５の組み合わせでは、赤〜赤紫〜紫〜青の範囲の発光色が得られる。
【００３０】
図６は、本発明の第２の実施の形態に係るＬＥＤランプを適用した表示装置を示す。この表示装置７０は、基板６１上に格子状に配置された複数のＬＥＤランプ搭載領域６２と複数のＬＥＤランプ６０とを備える。ＬＥＤランプ搭載領域６２は、中央に磁性体５１、その周囲に配線パターン５５ａ〜５５ｆが形成される。ＬＥＤランプは、ＬＥＤ素子４３〜４５と導通したリードフレーム４７ａ〜４７ｆとマグネット５０とを備える。なお、配線パターン５５ａ〜５５ｆは、リードフレーム４７ａ〜４７ｆの先端に対応する位置関係を有し、駆動電源が印加されている。
【００３１】
図７は、表示装置に使用されるＬＥＤランプ６０を示す。このＬＥＤランプ６０は、プラスチックパッケージ４１と３色のＬＥＤ素子４３〜４５と、各ＬＥＤ素子のアノードまたはカソードに一端が接続したボンディングワイヤ４６ａ〜４６ｃと、ＬＥＤ素子４３〜４５とボンディングワイヤ４６ａ〜４６ｃとを覆って形成する凸レンズ１２と、ボンディングワイヤ４６ａ〜４６ｃと電気的に接続したリードフレーム４７ａ〜４７ｆと、プラスチックパッケージ４１内に組み込まれたマグネット５０とから構成される。リードフレーム４７ａ〜４７ｆの先端４８は、鋭角であり、ＬＥＤランプの底面４９より下方に位置し、弾性を有している。
【００３２】
ここで、リードフレーム４７ａは、例えば、ＢＬＥＤのカソード、リードフレーム４７ｂはＲＬＥＤのカソード、リードフレーム４７ｃはＧＬＥＤのカソードとそれぞれ接続し、リードフレーム４７ｄは、ＢＬＥＤのアノード、リードフレーム４７ｅはＲＬＥＤのアノード、リードフレーム４７ｆはＧＬＥＤのアノードとそれぞれ接続する。
【００３３】
このＬＥＤランプ６０を基板５３上に形成した磁性体と磁力により結合させる。このとき、リードフレーム４７ａ〜４７ｆの先端４８が鋭角を呈し、ＬＥＤランプの底面４９より下方に位置して弾性を有しているため、配線パターン５５ａとリードフレーム４７ａ、配線パターン５５ｂとリードフレーム４７ｂというように、配線パターン５５ａ〜５５ｆとリードフレーム４７ａ〜４７ｆの先端４８とを電気的に接続する。
【００３４】
なお、リードフレーム４７ａ〜４７ｆの先端４８は、鋭角のものに限らず、半円形状など接触により電気的に接続できる形状であればよい。また、ＬＥＤ素子を発光させるための駆動電源は省略しているが、基板５３上に形成してもよい。
【００３５】
この表示装置により文字などを表示させるには、ＬＥＤランプ搭載領域６２，６２・・・の適宜箇所にＬＥＤランプ６０をマグネット５０と磁性体５１の吸着力によって配置して、配線パターン５５ａ〜５５ｆからリードフレーム４７ａ〜４７ｆにＬＥＤ駆動電圧を印加することによりＬＥＤランプ６０が発光する。発光するＬＥＤランプにより、全体として、文字、記号などが表示される。
【００３６】
以上のように、本実施の形態に係る表示装置によれば、ＬＥＤランプ６０にマグネット５０を組み込み、基板５３に磁性体５１が埋め込んでいるため、マグネット５０で磁性体５１を吸着させるだけで、文字、記号などをＬＥＤランプ６０の発光により簡易に表示することができる。また、マグネット５０で磁性体５１を吸着しているだけであるため、文字、記号などの変更も簡単に行うことができる。さらに、ＬＥＤランプ６０の発光により文字、記号などを表示するため、視認性がよい。
【００３７】
図８は、本発明の第３の実施の形態に係る電気回路装置に適用するＩＣチップを示す。これは、本発明の第２の実施の形態に係るＬＥＤランプを他の電気・電子部品に代えたものである。この電気回路装置は、図７（ｃ）に示すように配線パターンと磁性体を有する基板と、リードフレーム４７ａ〜４７ｈとマグネット５０とを備え、周囲をモールド樹脂６４で固めたＩＣチップ６３などの電気・電子部品から構成される。
【００３８】
ＩＣチップ６３のマグネットにより磁性体を吸着させると、基板上にＩＣチップが配置される。このとき、リードフレーム４７ａ〜４７ｈの先端４８と配線パターンとが接触により導通し、ＩＣチップ６３に電源を供給し、各種信号の生成および入出力を行う。ＩＣチップ６３のほか、磁力に影響されない部品、例えば、抵抗、コンデンサ、トランジスタなどにマグネットを埋め込む。
【００３９】
以上のように、本実施の形態に係る電気回路装置によれば、マグネットが組み込まれたＩＣチップなどと基板に埋め込まれた磁性体とが磁力により結合するため、作業性がよく容易に電子機器を組み立てることができる。
【００４０】
図９は、上記の第１〜３の実施の形態の変形例を示す。上記した実施の形態では、ＬＥＤランプ１０、６０やＩＣチップ６３にマグネット５０を埋め込んだが、ＬＥＤランプ１０、６０やＩＣチップ６３には磁性体５１を埋め込み、基板などにマグネット５０を埋め込むことにより、上記第１〜３の実施の形態に記載した効果と同様の効果を奏することができる。
【００４１】
【発明の効果】
本願発明に係るＬＥＤランプは、マグネットによりＬＥＤランプと磁性体とを結合することとしたため、結束バンドなどにより緊締しなくてもよく、取り付け・取り外しの作業性を向上することができる。また、見栄えよく取り付けることができる。
【００４２】
本願発明に係る表示装置によれば、マグネットによりＬＥＤランプと磁性体とを結合することとしたため、配線パターン上にＬＥＤランプを配置すれば、簡易に文字などを表示することができる。
【００４３】
本願発明に係る電気回路装置によれば、電気・電子部品を配線パターン上に、載置すれば、マグネットと磁性体との間の吸着力により電気・電子部品を固定できるため、簡易に電気・電子機器を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤランプを適用した照明装置を示す図である。
【図２】本実施の形態に係るＬＥＤランプを示す図である。
【図３】ＬＥＤランプの主要部を示す図である。
【図４】ＬＥＤモジュールの詳細を示す図である。
【図５】図１の照明装置の回路構成を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係るＬＥＤランプを適用した表示装置を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係るＬＥＤランプを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）はＬＥＤランプを取り付ける基板、（ｄ）は基板にＬＥＤランプを組み合わせたところを示す図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係る電気回路装置に用いられるＩＣチップを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は概略断面図をそれぞれ示す。
【図９】本発明の変形例を示す図である。
【図１０】従来の照明装置を示す図である。
【符号の説明】
１　電源部
２　制御部
３　制御入力端子
８　コネクタ
９　コネクタ
１０　ＬＥＤランプ
１１　基板
１２　凸レンズ
１３　ケース
１４ａ〜１４ｃ　チップ抵抗
１５ａ〜１５ｄ　端子
１６ａ〜１６ｃ　端子
１７ａ〜１７ｄ　配線パターン
１８ａ〜１８ｄ　配線パターン
２０　フレーム
２１　結束バンド
２２　白熱電球
３０　電線
３１　グランドライン
３２〜３４　電圧出力ライン
３５　保護カバー
４０　ＬＥＤモジュール
４１　プラスチックパッケージ
４２　リフレクタ
４３　赤（Ｒ）ＬＥＤ素子
４４　緑（Ｇ）ＬＥＤ素子
４５　青（Ｂ）ＬＥＤ素子
４６ａ〜４６ｃ　ボンディングワイヤ
４６ｄ〜４６ｅ　配線パターン
４６ｆ〜４６ｇ　スルーホール
４７　電極
４７ａ〜４７ｈ　リードフレーム
４８　リードフレームの先端
４９　ＬＥＤランプの底面
５０　マグネット
５１　磁性体
５３　基板
５５ａ〜５５ｈ　配線パターン
６０　ＬＥＤランプ
６１　基板
６２　ＬＥＤランプ搭載領域
６３　ＩＣチップ
７０　表示装置
８０　電子機器形成ユニット
１００　照明装置
１１０　従来の照明装置
【図１】
2004015012.tif 000003
【図２】
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【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】
2004015012.tif 000009
【図８】
2004015012.tif 000010
【図９】
2004015012.tif 000011
【図１０】
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