(57)【要約】【課題】使用者にとって見た目上、発光ダイオードの構成を複雑にさせることなく、簡易な構成で多種多様な色相を演出することができる多色発光ダイオード及びそれを用いた電飾ケーブルを提供することにある。また、家庭用コンセント等の交流電力から電飾ケーブルに給電するにあたり、多色発光ダイオードへの給電方向を間違えることがない電飾ケーブルを提供することにある。【解決手段】アノード側接続端子８ａと、カソード側接続端子８ｂと、赤色・緑色・黄色の発光が可能な３つの発光チップ２ａ，２ｂ，２ｃが実装されたカソード側リードフレーム５と、３つの発光チップのそれぞれがワイヤーボンド線６ａ，６ｂ，６ｃを介して接続されているアノード側リードフレーム４と、を有し、アノード側リードフレーム４には、３つの発光チップへの給電を制御する制御チップ７が実装されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アノード側接続端子とカソード側接続端子の２接続端子を有し、複数の発光チップがカソード側に実装され、前記複数の発光チップのそれぞれがワイヤーボンド線を介してアノード側に接続されている多色発光ダイオードにおいて、
前記アノード側には、前記複数の発光チップへの給電を制御する制御チップが実装されていることを特徴とする多色発光ダイオード。
【請求項２】
前記制御チップは、前記複数の発光チップに対応した複数のワイヤーボンド線によって、前記複数の発光チップのそれぞれと接続されていることを特徴とする請求項１記載の多色発光ダイオード。
【請求項３】
前記複数の発光チップは、赤色、緑色、黄色の発光が可能な３つの発光チップであって、３本のワイヤーボンド線を介してそれぞれの発光チップがアノード側に接続されていることを特徴とする請求項１又は２記載の多色発光ダイオード。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか記載の多色発光ダイオードを複数接続した電飾ケーブル。
【請求項５】
複数接続された多色発光ダイオードに実装されているそれぞれの制御チップは、異なるタイミングで発光チップへの給電を制御することを特徴とする請求項４記載の電飾ケーブル。
【請求項６】
交流電力が給電される、２端子ピンを有する第１接続手段と、
交流電力を直流電力に変換する交流直流変換手段と、
直列に接続された複数の多色発光ダイオードを、並列に接続してなる電飾手段と、
を有し、
前記第１接続手段、前記交流直流変換手段、前記電飾手段の順で構成されていることを特徴とする請求項４又は５記載の電飾ケーブル。
【請求項７】
前記電飾手段の後に、他の電飾ケーブルに接続される、２端子ピンを有する第２接続手段を有し、
前記第１接続手段と前記第２接続手段とが、互いに異なる形状であることを特徴とする請求項６記載の電飾ケーブル。
【請求項８】
前記第１接続手段、前記交流直流変換手段、前記電飾手段、所望により前記第２接続手段、の順で直列に接続され、１本に束ねられていることを特徴とする請求項６又は７記載の電飾ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多色光による物品の強調表示、街路樹や宣伝広告表示塔やクリスマスツリー等に用いられる多色発光ダイオード及びそれを用いた電飾ケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、イルミネーションとして利用される電飾ケーブルには発光ダイオード（ＬＥＤ）が用いられており、赤色発光ダイオード、黄色発光ダイオード、青色発光ダイオードからなる光の３原色を絡ませて、多種多様な色相を演出することがなされている。
【０００３】
近年、赤色発光素子、黄色発光素子及び青色発光素子が実装された多色発光ダイオードが登場している。例えば、特許文献１に示されるＬＥＤ照明装置は、複数の発光チップ（赤色、黄色、青色の３つ）を実装した基板において、３つの発光ダイオードにおける電流の入出力は、それぞれの発光ダイオードに接続された３つのコードによって制御されていることが開示されている。
【０００４】
また、特許文献２に示される発光素子は、２つの端子間に直列に発光ダイオードが接続され、複数の発光ダイオードの配置態様や接続態様によって、様々な色相を演出することが開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１３９７１２号公報（明細書００１８、図５）
【特許文献２】特開２００６−５４３３６号公報（各図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１が開示するように、３つの発光ダイオードを制御するためには、３本のプラス側配線と３本のマイナス側配線が必要であり、それぞれの発光ダイオードに供給される電流は、プラス側配線に接続された外部機器（スイッチ）によらざるを得ない。すなわち、赤色用のスイッチ、黄色用のスイッチ、青色用のスイッチを外部に接続して、それぞれのスイッチのスイッチング動作によって３つの発光ダイオードを個別制御することになり、発光ダイオードの構成が複雑であるばかりか、多種多様な色相を演出するための回路構成が複雑である。特に、それぞれの色に応じたスイッチを外部に接続するとなると、正確な色相を演出するためには、電飾ケーブルを扱う者にとっては、配線上、使用上注意が必要となり煩雑である。
【０００７】
また、特許文献１の図５に示されるように、１本で接続されたプラス側配線と３本のマイナス側配線によっては、３つの発光ダイオードのそれぞれを制御することはできない。すなわち、３つの発光ダイオードには１本のプラス側配線によって電流が供給されることから、３つの発光ダイオードが同時に点灯するだけであり、多種多様な色相を演出することはできない。
【０００８】
また、特許文献２に示される発光素子は、プラス側からワイヤーボンド線によって接続されている全ての発光ダイオードに電流が流れるため、全ての発光ダイオードが同時に点灯するだけであり、発光ダイオードの配置態様や接続態様を変更することなしには多種多様な色相を演出することはできない。特に、特許文献２の図１９は、３本のワイヤーボンド線を介してそれぞれの発光ダイオードがアノード側に接続されているが、３つの発光ダイオードが同時に点灯する結果、白色を放つものであり（特許文献２の明細書［００５０］参照）、多種多様な色相を演出することにはなっていない。
【０００９】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、使用者にとって見た目上、発光ダイオードの構成を複雑にさせることなく、簡易な構成で多種多様な色相を演出することができる多色発光ダイオード及びそれを用いた電飾ケーブルを提供することにある。
【００１０】
また、家庭用コンセント等の交流電力から電飾ケーブルに給電するにあたり、多色発光ダイオードへの給電方向を間違えることがない電飾ケーブルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以上のような課題を解決するために、本発明は、アノード側接続端子と、カソード側接続端子と、赤色・緑色・黄色の発光が可能な３つの発光チップが実装されたカソード側リードフレームと、３つの発光チップのそれぞれがワイヤーボンド線を介して接続されているアノード側リードフレームと、を有し、アノード側リードフレームには、３つの発光チップへの給電を制御する制御チップが実装されていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、交流電力が給電される第１接続手段と、他の電飾ケーブルに接続される第２接続手段と、が互いに異なる形状であることを特徴とする。
【００１３】
より具体的には、本発明は、以下のものを提供する。
【００１４】
（１）アノード側接続端子とカソード側接続端子の２接続端子を有し、複数の発光チップがカソード側に実装され、前記複数の発光チップのそれぞれがワイヤーボンド線を介してアノード側に接続されている多色発光ダイオードにおいて、前記アノード側には、前記複数の発光チップへの給電を制御する制御チップが実装されていることを特徴とする多色発光ダイオード。
【００１５】
本発明によれば、複数の発光チップがカソード側に実装され、これらの複数の発光チップへの給電を制御する制御チップがアノード側に実装されていることから、制御チップによって、複数の発光チップの全てに給電したり、複数の発光チップの一部に給電したりすることができるので、１つの発光ダイオードによって多種多様な色相を演出することができる。
【００１６】
特に、実装されている発光チップへの給電を制御する制御チップが、発光ダイオードの外部に接続されるのではなく、発光ダイオードの内部に接続（実装）されていることから、使用者にとって見た目上、発光ダイオードの構成を複雑にさせることなく、簡易な構成で多種多様な色相を演出することができる。よって、使用者は、配線上においては、２接続端子を有する一般的な発光ダイオードと同様の結線を施せばよく、使用上においては、複数の発光ダイオードへのスイッチング切替を意識することがないので、多種多様な色相の演出を簡易に行うことができる。
【００１７】
（２）  前記制御チップは、前記複数の発光チップに対応した複数のワイヤーボンド線によって、前記複数の発光チップのそれぞれと接続されていることを特徴とする多色発光ダイオード。
【００１８】
本発明によれば、制御チップと発光チップとの結線態様について、発光チップの数とワイヤーボンド線の数を同じくし、複数の発光チップのそれぞれがワイヤーボンド線を介して制御チップと接続されていることから、発光ダイオードの内部で複数の発光チップに対応した複数のワイヤーボンド線によって結線され、使用者にとって見た目上、発光ダイオードの構成を複雑にさせることなく、簡易な構成で多種多様な色相を演出することができる。すなわち、複数の発光チップに給電するためにはそれに対応した電流供給のための複数の線が必要となるが、その電流供給のための複数の線を発光ダイオード外部に設けるのではなく、発光ダイオード内部に設けることにより、使用者は、一般的な発光ダイオードと同様の結線で多種多様な色相の演出を簡易に行うことができる。
【００１９】
（３）  前記複数の発光チップは、赤色、緑色、黄色の発光が可能な３つの発光チップであって、３本のワイヤーボンド線を介してそれぞれの発光チップがアノード側に接続されていることを特徴とする多色発光ダイオード。
【００２０】
本発明によれば、赤色、緑色、黄色というそれぞれが異なる色の光を発する３つの発光チップが、３本のワイヤーボンド線を介してアノード側に接続されていることから、３つの発光チップに供給される電流を制御するで、光の３原色による多種多様な色相を演出することができる。
【００２１】
（４）  多色発光ダイオードを複数接続した電飾ケーブル。
【００２２】
本発明によれば、多色発光が可能な多色発光ダイオードを複数接続することにより、多色発光ダイオードが放つ光を強調することができるので、イルミネーションとしての魅力をさらに引き出すことができる。
【００２３】
（５）  複数接続された多色発光ダイオードに実装されているそれぞれの制御チップは、異なるタイミングで発光チップへの給電を制御することを特徴とする電飾ケーブル。
【００２４】
本発明によれば、個々の制御チップが異なるタイミングで発光チップへの給電を制御することにより、複数の多色発光ダイオードが異なる色相を演出することができるので、イルミネーションとしての魅力をさらに引き出すことができる。特に、一般的に、直接に接続された２つの多色発光ダイオードは、ほとんど同じタイミングで発光チップへの給電が制御されることから、同じ色相を演出することしかできないが、本発明の制御チップによれば、直接に接続された２つの多色発光ダイオードであっても、異なるタイミングで異なる発光チップへの給電が制御されることになるので、隣り合う２つの多色発光ダイオードが別々の色相を演出することになり、イルミネーションとしての魅力をさらに引き出すことができる。
【００２５】
（６）  交流電力が給電される、２端子ピンを有する第１接続手段と、交流電力を直流電力に変換する交流直流変換手段と、直列に接続された複数の多色発光ダイオードを、並列に接続してなる電飾手段と、を有し、前記第１接続手段、前記交流直流変換手段、前記電飾手段の順で構成されていることを特徴とする電飾ケーブル。
【００２６】
本発明によれば、多色発光ダイオードへ給電する直流電流を交流直流変換手段によって変換して賄うことができるので、家庭用コンセント等から供給される交流電力からの給電が可能であり、一般家庭等において容易に電飾ケーブルを使用することができる。
【００２７】
また、直列に接続された複数の多色発光ダイオードを、並列に接続してなる電飾手段によって、直列接続の多色発光ダイオード群に一定の電圧を印加することができる。なお、直列接続の多色発光ダイオード群の多色発光ダイオードの数は、多色発光ダイオードのフォワード電圧と印加電圧との関係から算出することができ、例えば、フォアード電圧が３．３Ｖで印加電圧が家庭用１００Ｖであるときは、３３個の多色発光ダイオード群を直列接続することができる。
【００２８】
（７）  前記電飾手段の後に、他の電飾ケーブルに接続される、２端子ピンを有する第２接続手段を有し、前記第１接続手段と前記第２接続手段とが、互いに異なる形状であることを特徴とする電飾ケーブル。
【００２９】
本発明によれば、２端子ピンを有する第１接続手段及び第２接続手段で、互いに異なる形状で構成されていることから、交流電力が給電されるべき第１接続手段を他の電飾ケーブルに接続したり、他の電飾ケーブルが接続されるべき第２接続手段を交流電力の給電にしたりという誤結線を防止することができる。特に、第２接続手段を交流電力の給電にすると、多色発光ダイオードが接続されている電飾手段に交流電流が流れることによる多色発光ダイオードの破壊、発火等の事故の可能性もあることから、接続手段の形状の違いにより誤結線を防止し、事故を防止することができる。
【００３０】
また、第１接続手段と第２接続手段との形状の違いから、物理的に誤結線ができないようにしておくことで、万全を期すことができる。
【００３１】
（８）  前記第１接続手段、前記交流直流変換手段、前記電飾手段、前記第２接続手段、の順で直列に接続され、１本に束ねられていることを特徴とする電飾ケーブル。
【００３２】
本発明によれば、１本に束ねられた電飾ケーブルによって、使用者は多色発光ダイオードの配線態様を意識することなく、容易に電飾ケーブルを使用したり片付けたり保管したりすることができる。
【００３３】
すなわち、直列に接続された複数の多色発光ダイオードを、並列に接続してなる電飾手段を有することから、通常は、並列接続されている電飾ケーブルを扱う際には、各線が絡まったりしないように注意を払う必要があるが、本発明は、並列接続されていても１本に束ねられていることから、直列接続や並列接続といった配線態様を意識することなく、容易に取り扱うことができる。
【００３４】
なお、本発明は、「前記第１接続手段、前記交流直流変換手段、前記電飾手段の順で直列に接続され」ている態様と、「前記第１接続手段、前記交流直流変換手段、前記電飾手段、前記第２接続手段の順で直列に接続され」ている態様と、が含まれる。
【発明の効果】
【００３５】
以上説明したように、本発明は、簡易な外観構成を有する１つの発光ダイオードによって多種多様な色相を演出することができ、イルミネーションとしての魅力をさらに引き出すことができる。また、誤結線による多色発光ダイオードの破壊、発火等の事故を防止することができ、直列接続や並列接続といった配線態様を意識することなく、容易に使用したり片付けたり保管したりすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
図１は、本発明の実施の形態に係る多色発光ダイオード１の構造を示す図であり、（ａ）は模式断面図、（ｂ）は模式平面図である。
【００３７】
多色発光ダイオード１は、発光チップ２ａ，２ｂ，２ｃと、封止用透明樹脂３と、アノード側リードフレーム４と、カソード側リードフレーム５と、ワイヤーボンド線６ａ，６ｂ，６ｃと、制御チップ７と、アノード側接続端子８ａと、カソード側接続端子８ｂと、から構成される。
【００３８】
発光チップ２ａ，２ｂ，２ｃは、互いに異なる色の光を発するものが３つカソード側に実装されている（例えば、赤，黄，青）。
【００３９】
封止用透明樹脂３は、多色発光ダイオード１の外形を呈しており、発光チップ２ａ，２ｂ，２ｃや各リードフレーム４，５、ワイヤーボンド線６ａ，６ｂ，６ｃ、制御チップ７等を封止している。封止される制御チップ７は、発熱量の少ないものが望ましい。
【００４０】
アノード側リードフレーム４は、アノード側接続端子８ａと接続され、カソード側リードフレーム５は、カソード側接続端子８ｂと接続されている。なお、アノード側接続端子８ａは、多色発光ダイオード１への給電側端子として回路の＋側に接続され、カソード側接続端子８ｂは、グランド端子として回路の−側に接続される。なお、アノード側リードフレーム４とアノード側接続端子８ａとが一体形成され、カソード側リードフレーム５とカソード側接続端子８ｂとが一体形成されていてもよい。
【００４１】
制御チップ７は、アノード側リードフレーム４の上部に実装され、複数の発光チップ２ａ，２ｂ，２ｃへの給電を制御するものである。制御チップと接続されている１本の給電ラインから入力された電流は、制御チップ７によってワイヤーボンド線６ａ，６ｂ，６ｃへと送出され、それぞれの発光チップ２ａ，２ｂ，２ｃに供給される。図２（ｂ）によれば、ワイヤーボンド線６ａと接続された発光チップ２ａ、ワイヤーボンド線６ｂと接続された発光チップ２ｂ、ワイヤーボンド線６ｃと接続された発光チップ２ｃというように、複数の発光チップと複数のワイヤーボンド線とが１対１に対応して接続されており、それぞれの発光チップに給電することができる。一般的には、ワイヤーボンド線６ａ，６ｂ，６ｃを介して通電する時間のデューティ比を調節する半導体スイッチを用いることができる。
【００４２】
例えば、発光チップ２ａを赤、発光チップ２ｂを黄、発光チップ２ｃを青とすると、制御チップ７によって任意の時間間隔で任意の順序で切り換えて点灯させることができるように、例えば、赤→黄→青→赤黄→黄青→青赤→青赤黄の７パターンとなるように発光チップに電流を流すことで、７色の色相を演出することができる。また、これらの７パターンの発光タイミングが個々に異なるような制御チップを実装することにより、様々な発光パターンを楽しむことができる。
【００４３】
図２は、本発明の実施の形態に係る電飾ケーブル１０のブロック図である。また、図３は、本発明の実施の形態に係る電飾ケーブル１０の回路図である。
【００４４】
電飾ケーブル１０は、第１接続手段１１と、交流直流変換手段１２と、電飾手段１３と、第２接続手段１４と、から構成されており、これらの順で直列に接続されている。
【００４５】
第１接続手段１１は、直流電力又は交流電力を給電するために、家庭用コンセント等に接続する２端子ピン１１ａ，１１ｂを有する。また、第２接続手段１４は、電飾ケーブルを延長することができるように、図示しない他の電飾ケーブルに接続する２端子ピン１４ａ，１４ｂを有する。なお、交流電力を給電した場合、２端子ピン１１ａ−１１ｂ間は交流であるが、２端子ピン１４ａ−１４ｂ間は、交流直流変換手段１２によって直流となることから、第２接続手段１４以降に接続される図示しない他の電飾ケーブルには直流電力が給電されるので、他の電飾ケーブルにおいては交流直流変換手段１２を必要としない。
【００４６】
交流直流変換手段１２は、主として交流電力を直流電力に変換する機能としての交流直流変換部１２ａを有するが、他の機能として、交流直流変換部１２ａによって変換された直流電力を平滑化する機能としての平滑部１２ｂと、電飾手段１３へ流れる電流量を制限する機能としての電流制限部１２ｃと、を有する。具体的には、図３に示すように、交流直流変換部１２ａは、可変容量ダイオードを４つ接続して全波整流するダイオードブリッジ回路であり、平滑部１２ｂは、全波整流された整流出力に並列に接続することによってリップルを平滑して直流に近づける平滑化コンデンサーＣ１であり、電流制限部１２ｃは、電飾手段１３が有する多色発光ダイオード１に過大な電流が流れることのないように電流量を制限するハイブリッド回路Ｈである。
【００４７】
電飾手段１３は、複数の多色発光ダイオード１を有しており、直列に接続された複数の多色発光ダイオードＤ１乃至Ｄ３３からなる多色発光ダイオード群が３本並列接続されている。多色発光ダイオード群の本数はこれに限定されることなく、並列接続されていることから、何本であっても同じ電圧（例えば１００Ｖ）を印加することができる。また、多色発光ダイオード群に直列接続される多色発光ダイオードの数を同じにすることで、多色発光ダイオード群ごとの負荷は同じとなるから、それぞれに同じ電流量で流すことができる。
【００４８】
図４は、本発明の実施の形態に係る電飾ケーブル１０の外観概要図であり、見た目上は、複数の多色発光ダイオードが直列接続されているように１本に束ねられている。
【００４９】
図５は、本発明の実施の形態に係る電飾ケーブル１０の第１接続手段１１及び第２接続手段１４を示す図であり、例えば、（ａ）は第１接続手段１１、（ｂ）は第２接続手段１４である。
【００５０】
第１接続手段１１は円柱型をしたコネクタであって、円柱の周面をくり抜いたように成形して、空隙１１ｃが形成されている。空隙１１ｃのよりも中心側はコネクタ部材が突出しており、コネクタ部材の中に形成された貫通孔には、雌の２端子ピン１１ａ，１１ｂが埋設されている。すなわち、第１接続手段１１は、雌型のピンである。
【００５１】
第２接続手段１４は円柱型をしたコネクタであって、円柱の中をくり抜いたように成形して、空隙１４ｃが形成されている。空隙１４ｃには雄の２端子ピン１４ａ，１４ｂが突出している。すなわち、第２接続手段１４は、雄型のピンである。
【００５２】
このように、第１接続手段１１と第２接続手段１４とを互いに異なる形状として、物理的に第１接続手段１１と第２接続手段１４とを接続することができないようにすることで、誤結線を防止する。例えば、第１接続手段１１に接続される交流電力給電用のコネクタを図５（ｂ）の形状（第２接続手段）とすることで、かかる交流電力給電用のコネクタは図５（ａ）の第１接続手段１１と接続可能であるが、同じ形状の図５（ｂ）の第２接続手段とは接続不可能であることから、電飾手段１３に交流電力を直接印加してしまうような誤結線を防止する。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明に係る多色発光ダイオード及び電飾ケーブルは、簡易な構成で多種多様な色相を演出することができてイルミネーションとしての魅力を十分に引き出し、多色発光ダイオードへの給電方向を間違えることがないものとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施の形態に係る多色発光ダイオードの構造を示す図。
【図２】本発明の実施の形態に係る電飾ケーブルのブロック図。
【図３】本発明の実施の形態に係る電飾ケーブルの回路図。
【図４】本発明の実施の形態に係る電飾ケーブルの外観概要図。
【図５】本発明の実施の形態に係る電飾ケーブルの第１接続手段及び第２接続手段を示す図。
【符号の説明】
【００５５】
１  多色発光ダイオード
２ａ，２ｂ，２ｃ  発光チップ
３  封止用透明樹脂
４  アノード側リードフレーム
５  カソード側リードフレーム
６ａ，６ｂ，６ｃ  ワイヤーボンド線
７  制御チップ
８ａ  アノード側接続端子
８ｂ  カソード側接続端子
１０  電飾ケーブル
１１  第１接続手段
１１ａ，１１ｂ  ２端子ピン
１１ｃ  空隙
１２  交流直流変換手段
１２ａ  交流直流変換部
１２ｂ  平滑部
１２ｃ  電流制限部
１３  電飾手段
１４  第２接続手段
１４ａ，１４ｂ  ２端子ピン
１４ｃ  空隙
【図１】
2009076794.tif 000003
【図２】
2009076794.tif 000004
【図３】
2009076794.tif 000005
【図４】
2009076794.tif 000006
【図５】
2009076794.tif 000007