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LED照明は現在最も人気のある照明技術です。ほとんどの人は、LED器具が提供する多くの利点、特に従来の照明器具よりもエネルギー効率が高く、長持ちするという事実に精通しています。ただし、ほとんどの人は、LED照明の背後にある基盤技術について多くの知識を持っていません。この投稿では、LEDライトがどのように機能し、それらがもたらすすべての利点を理解するために、基礎となるLED照明技術を見ていきます。

第1章：LEDとは何ですか？どのように機能しますか？

LED照明技術を理解するための最初のステップは、LEDが何であるかを理解することです。LEDは発光ダイオードの略です。これらのダイオードは本質的に半導体であり、電流を流すことができることを意味します。発光ダイオードに電流を流すと、光子（光エネルギー）の形でエネルギーが放出されます。

LEDフィクスチャは半導体ダイオードを使用して光を生成するため、ソリッドステートライトデバイスと呼ばれます。他のソリッドステートライトには、有機発光ダイオードとポリマー発光ダイオードがあり、これらも半導体ダイオードを使用しています。

第2章：LEDライトの色と色温度

ほとんどのLED器具は、白色の光を生成します。白色光は、各器具の暖かさまたは冷たさ（したがって色温度）に応じてさまざまなカテゴリに分類されます。これらの色温度分類には次のものがあります。

ウォームホワイト– 2,700〜3,000ケルビン
ニュートラルホワイト– 3,000〜4,000ケルビン
ピュアホワイト– 4,000〜5,000ケルビン
デイホワイト– 5,000〜6,000ケルビン
クールホワイト– 7,000〜7,500ケルビン
温かみのある白では、LEDによって生成される色は、白熱灯の色と同じように黄色の色合いになります。色温度が上がると、自然光（日中の太陽からの光）に似た日中の白色になるまで、光の外観は白くなります。色温度が上昇し続けると、光線は青みがかった色合いになり始めます。

ただし、発光ダイオードについて注意する必要があるのは、白色光を生成しないことです。ダイオードは、赤、緑、青の3つの原色で利用できます。ほとんどのLED器具に見られる白色は、これらの3つの原色を混合することによって実現されます。基本的に、LEDの混色には、2つ以上のダイオードの異なる光の波長を組み合わせることが含まれます。したがって、混色により、可視光スペクトルに見られる7色（虹色）のいずれかを実現することができ、それらをすべて組み合わせると白色になります。

第3章：LEDとエネルギー効率

LED照明技術の重要な側面の1つは、エネルギー効率です。すでに述べたように、ほとんどの人はLEDがエネルギー効率が良いことを知っています。しかし、多くの人はエネルギー効率がどのように発生するかを理解していません。

LEDを他の照明技術よりもエネルギー効率の良いものにしているのは、LEDが入力された電力のほぼすべて（95％）を光エネルギーに変換するという事実です。その上、LEDは赤外線（不可視光）を放射しません。これは、各器具のダイオードの色の波長を混合して白色の波長のみを実現することによって管理されます。

一方、一般的な白熱灯は、消費電力のごく一部（約5％）を光に変換し、残りは熱（約14％）と赤外線（約85％）によって浪費されます。したがって、従来の照明技術では、十分な明るさ​​を生成するために多くの電力が必要であり、LEDは、同等以上の明るさを生成するために必要なエネルギーが大幅に少なくなります。

第4章：LED器具の光束

過去に白熱電球または蛍光灯を購入したことがある場合は、ワット数に精通しています。長い間、ワット数は、固定具によって生成される光を測定するための受け入れられた方法でした。ただし、LEDフィクスチャの登場以来、これは変更されました。LEDによって生成される光は、光束で測定されます。光束は、光源から全方向に放出されるエネルギー量として定義されます。光束の測定単位はルーメンです。

明るさの測定値をワット数から明るさに変更する理由は、LEDが低電力デバイスであるという事実によるものです。したがって、電力出力の代わりに発光出力を使用して明るさを決定する方が理にかなっています。その上、LED器具が異なれば、発光効率（電流を光出力に変換する機能）も異なります。したがって、同じ量の電力を消費する器具は、非常に異なる発光出力を持つ可能性があります。

第5章：LEDと熱

LED器具に関する一般的な誤解は、触ると涼しいという事実のために、熱を発生しないというものです。しかし、これは真実ではありません。すでに述べたように、発光ダイオードに供給される電力のごく一部が熱エネルギーに変換されます。

LED器具が触ると涼しい理由は、熱エネルギーに変換されるエネルギーのごく一部があまり多くないためです。その上、ヒートシンク付きのLED器具は、この熱を放散し、発光ダイオードとLED器具の電気回路の過熱を防ぎます。

第6章：LED器具の寿命

エネルギー効率に加えて、LEDランプはエネルギー効率でも有名です。一部のLED器具は、50,000〜70,000時間持続する可能性があります。これは、一部の白熱灯および蛍光灯器具と比較して、約5倍（またはそれ以上）長くなります。では、LEDライトが他のタイプのライトよりも長持ちする理由は何ですか？

理由の1つは、LEDがソリッドステートライトであるのに対し、白熱灯と蛍光灯は電気フィラメント、プラズマ、またはガスを使用して発光するという事実に関係しています。電気フィラメントは、熱劣化により短時間で簡単に燃え尽きますが、プラズマまたはガスを収容するガラスケーシングは、衝撃、振動、または落下による損傷の影響を非常に受けやすくなっています。したがって、これらのランプは耐久性がなく、十分に長く存続しても、LEDと比較して寿命が大幅に短くなります。

LEDと寿命について注意すべきことの1つは、LEDが蛍光灯や白熱電球のように燃え尽きないことです（ダイオードが過熱しない限り）。代わりに、LED器具の光束は、元の発光出力の70％に達するまで、時間の経過とともに徐々に低下します。

この時点（L70と呼ばれる）で、発光の劣化が人間の目に目立つようになり、劣化率が増加するため、LEDフィクスチャを継続して使用することは実用的ではありません。したがって、器具はこの時点で寿命に達したと見なされます。