JP2004063237A - Lighting apparatus using light emitting diode - Google Patents
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Abstract
Description
【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[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a lighting fixture using a light emitting diode.
[0002]
[Prior art]
For example, lighting devices are installed on stairs, handrails thereof, railings of pedestrian bridges, or the like, to display their locations, or to illuminate feet or the like. Generally, a light bulb or a discharge lamp is used as a light source of such a lighting fixture. In recent years, light-emitting diodes that emit light of a color close to daylight have been developed, and attempts have been made to replace them with electric bulbs or discharge lamps.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, when a lighting fixture is formed using light emitting diodes, a large number of light emitting diodes are arranged and mounted on one surface (hereinafter referred to as a front surface) of a printed circuit board on which a conductor circuit is formed, and the other surface (hereinafter referred to as a back surface). Electronic components that constitute a lighting drive circuit for causing the light emitting diodes to emit light are mounted on the printed circuit board, and the printed circuit board on which these components are mounted is placed on a surface facing the surface of the printed circuit board (the surface on which the light emitting diodes are mounted). May be housed in an appropriate box having a light transmitting property.
[0004]
Lighting devices using light-emitting diodes configured in this way are small and easy to handle and convenient to install by themselves, but when used on stairs, handrails or railings of pedestrian bridges, many lighting devices are required. Will be connected and installed. In that case, it is conceivable to send the power supply line inside or outside the equipment, but it is difficult to perform wiring work, it is easy to cause construction failure such as short-circuit of power supply line or ground fault, and it is easy to adversely affect other equipment There is a problem. Further, when the temperature of the light emitting diode increases, the light transmittance of the epoxy resin or the silicone resin enclosing the light emitting diode decreases, and the luminance of the photodiode decreases, so that a desired luminance cannot be obtained. Furthermore, this kind of lighting fixture has a problem that it is necessary to cope with a difference in the number of connected light emitting diodes and a difference in color depending on the application.
[0005]
The first object of the present invention is to provide a lighting fixture using a light emitting diode, and secondly, to solve the above-mentioned problems, to easily connect the light emitting diodes, to reduce the number of connected light emitting diodes, and to reduce the number of colors. It is an object of the present invention to provide a lighting device using a light-emitting diode which can cope with the problem and reduce a decrease in luminance.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, a substrate on which a large number of light emitting diodes are arrayed and mounted on a front surface and electronic components constituting a lighting circuit of the large number of light emitting diodes are mounted on a back surface is mounted with a large number of light emitting diodes. The surface opposite to the surface of the substrate described above is housed in a case having a light transmitting property. According to the present invention, since a lighting device is configured by arranging a large number of light emitting diodes, it is possible to obtain a lighting device having high illuminance, small size, and easy to handle.
[0007]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the surface of the substrate on which a number of light emitting diodes are arranged and mounted is colored. With this feature, it is possible to compensate for the decrease in luminance (when the reflectance is increased by white color) and to enhance the effect (for example, red or orange).
[0008]
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the substrate is branched from the power supply conductive pattern extending from one end to the other end and the conductive pattern, and is connected to an electronic component of the substrate. The present invention according to
[0009]
According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the substrate is branched from the power supply conductive pattern extending from one end to the other end and the conductive pattern, and is connected to an electronic component of the substrate. A power supply conductor pattern is formed, and a protection fuse is provided on the power supply conductor pattern connected to the electronic component of the substrate branched from the power supply conductor pattern extending from the one end to the other end. With this feature, even if a short circuit fault occurs in the circuit of the board, it is possible to secure the power supply of the connected lighting fixture.
[0010]
According to a sixth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the lighting circuit connects a large number of light emitting diodes in series, and connects one end of the series circuit of the large number of light emitting diodes to one terminal of the power supply. One end is connected to the collector of the transistor, the emitter of the transistor is connected to the other terminal of the power supply via a resistor, the base of the transistor is connected to the other terminal of the power supply via a Zener diode, and the base and Zener are connected. The circuit is characterized in that a connection point of the diode is connected to a connection point of the collector and the light emitting diode via a resistor. With this feature, concentration of power on the light emitting diode can be reduced, and a rise in temperature can be suppressed.
[0011]
The present invention according to
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view showing a front side of a lighting fixture using the light emitting diode according to one embodiment of the present invention, 2 is a circuit diagram showing a connection state of the lighting fixture using the light emitting diode of FIG. 1, and FIG. FIG. 4 to FIG. 7 are lighting circuit diagrams of another example of the lighting fixture using the light emitting diode of FIG. 1.
[0013]
In FIG. 1,
[0014]
The
[0015]
As shown in FIG. 2, a
[0016]
This selection is for avoiding a state where all the light emitting elements of the connected lighting fixture are turned off when the
[0017]
The
[0018]
The light emitting element circuit has one end connected to one terminal of the dual-
[0019]
Although the lighting circuit shown in FIG. 3 uses an npn transistor, a pnp transistor may be used as shown in FIG. Further, in the lighting circuit shown in FIG. 3, the power supply for supplying power to the light emitting element circuit is a pulsating flow due to the output of the dual-
[0020]
By the way, the above lighting circuit is constituted by a constant current circuit. Therefore, when the number of lamps of the light-emitting
[0021]
Note that the shape of the lighting fixture A and the shape of the printed circuit board are appropriate, such as a circular shape, and the arrangement of a large number of light emitting elements is also appropriate, and the light emitting elements are arranged so that the temperature distribution during operation is uniform. Just fine. Further, when the surface of the printed
[0022]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the present invention, a lighting fixture that can be easily installed on any place requiring lighting, such as stairs and railings thereof, a balustrade of a pedestrian bridge, and indoors, is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a front side of a lighting fixture using a light emitting diode according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a connection state of a lighting fixture using the light emitting diode of FIG. 1;
FIG. 3 is a lighting circuit diagram of a lighting fixture using the light emitting diode of FIG. 1;
FIG. 4 is a lighting circuit diagram showing another example of a lighting device using the light emitting diode of FIG. 1;
5 is a lighting circuit diagram showing another example of a lighting fixture using the light emitting diode of FIG.
FIG. 6 is a lighting circuit diagram showing another example of a lighting device using the light emitting diode of FIG. 1;
7 is a lighting circuit diagram showing another example of a lighting fixture using the light emitting diode of FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (7)
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071127 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080325 |