舞台照明用LEDの機能特性と市場展開

舞台照明用LEDの機能特性と市場展開 1. LEDは従来の光源に代わる最新の光源です。長寿命、コンパクト、耐振動性、低電圧（LVDC）駆動、メンテナンスコストの低減、環境への影響の低減などの利点があります。LEDは、蛍光灯を悩ませる水銀廃棄問題の影響を受けません。

しかし、メーカーはLEDチップのエネルギー効率をさらに向上させるために懸命に取り組んでいます。 ここでは、LEDを理解することから始めます。LEDを理解するには、LEDを従来の光源と比較し、LEDパラメーターの関連性と重要性を説明し、LEDの設計と機能を推進する新製品に焦点を当てます。 1、LEDの分類Philips Lumileds公式製品を使用して説明します。下の図を参照してください。電力の観点から、高出力、中小出力、高電圧、COB、モジュールなどがあります。 色の観点から：赤外線波長：800nm以上、赤波長：620〜630nm、オレンジ波長：600〜620nm、黄色波長：585〜600nm、緑波長：555〜585nm、青波長：440〜480nm、紫波長：350〜440nm、ピンク波長：360〜380nm、紫外線：350nm未満（UV）。

現在、誰もが低中出力のLED三原色サンプル（LEDフラットライト）を作っており、主に周囲光やLEDストロボライトの照明に使用されています。高出力は主にLEDダイパーライト（LEDPAR）、LEDエフェクトライト、LEDムービングヘッドライト、COBの製造に使用されます。主にCOBPARライト、2眼、4眼、8眼の観客ライトを製造しています。高出力モジュールは主にLEDムービングヘッドビームライト、LEDムービングヘッドパターンライト、LEDムービングヘッドスリーインワンライト、LEDムービングヘッドカッティングライトの製造に使用されます。現在、一部のLEDムービングヘッドライトには、30Wパターン、60Wパターン、80Wビーム、120Wパターン、150Wパターン、350Wスリーインワン、400Wカッティング、500Wカッティング、600Wカッティングなどがあります。2. LED製品を作るには、色度図を知っておく必要があります。色度図は、さまざまな位置の点によって表されるさまざまな色度の平面図です。

これは1931年に国際照明委員会（CIE）によって策定されたため、CIE色度図と呼ばれています。スペクトル図や色度図と呼ばれることもあります。図中のx座標は赤の原色の比率、y座標は緑の原色の比率を表し、z座標は青の原色を表し、x+y+z=1で表されます。図中の円弧上の各点は純粋なスペクトル色を表し、この円弧はスペクトル軌跡と呼ばれます。

400nm（紫）から700nm（赤）までの直線は、スペクトル上にない紫赤色系列（非スペクトル色）です。中心点Cは白を表し、正午の太陽光の色に相当し、その色度座標はx=0.3101、y=0.3162です。色度図上でS点を少し動かすと、S点で表される色の色相と彩度がすぐに分かります。

CSを結んだ線はスペクトル軌跡と点Oで交差します。点Oの波長は色Sの主波長であり、これが色Sの色相を決定します。Cから点Sおよび点Oまでの距離の比CS/COは色の彩度です。スペクトル軌跡上の任意の点から点Cを通り、反対側のスペクトル軌跡上の別の点まで直線を引くと、その直線の両端の色は補色関係にあります。

非スペクトル色系列を表す直線上の任意の点Pから点Cを通る直線を引き、スペクトル軌跡と点Qで交点を結びます。点Qの色は、点Pの非スペクトル色の補色です。非スペクトル色は、補色波長の後に文字cを付加して表されます。例えば、528cは、波長528ナノメートルの緑の補色、つまり紫を表します。任意の2色を混合する場合、混合色の色点は、最初の2つの色点を結ぶ線上になければなりません。

色度図から、赤、緑、青の三原色は任意の色に合成できることが分かります。CIE色度図は実用価値が非常に高く、光源色であれ表面色であれ、あらゆる色を色度図で校正できるため、色の記述が簡単かつ正確になり、各色光の合成経路も一目で分かります。CIEは色の正しい識別を保証するため、1983年に「視覚信号表面色」規格を制定しました。この規格は、CIE色度図における視覚信号表面色の具体的な範囲を規定しています。

3. LED順方向電流特性 4. LED光出力特性と電流 5. LED光出力特性と温度 6. LED寿命と温度の関係 7. LED光学パラメータ、単位a、光度（I、Intensity）：T単位カンデラ、つまりcd。光源から単位立体角内の特定方向に放射される光束は、その方向における光源の（光）強度（度）として定義されます。光度は点光源の場合、または光源の大きさを照射距離と比較した小さな場合です。この量は、空間に放射される発光体の集光能力を示します。

光度は光の強さと集光能力を表す一般的な指標であるため、光の「明るさ」を表す指標と言えるでしょう。光度が高いほど、光源は明るく見え、同じ条件下で光源に照らされた物体も明るくなります。そのため、このパラメータは以前、懐中電灯の特性を表す際に使用されていました。b. LED光束（F、Flux）：T 単位はルーメン、つまりlm。

光源から単位時間あたりに放射される光の量は、光源の光束と呼ばれます。同様に、この量は光源自体の光量であり、光源から放射される光の総量、つまり光出力を表します。光源の光束が大きいほど、放射される光量も多くなります。等方性光（つまり、光源からの光が全方向に同じ密度で放射される光）の場合、F = 4πIとなります。

つまり、光源のIが1cdの場合、全光束は4π = 12.56 lmとなります。機械単位と比較すると、光束は圧力に相当し、光度は圧力に相当します。照射点をより明るく見せるためには、光束を増やすだけでなく、集光手段を増やす必要があります。つまり、実際には面積を縮小することで、より大きな光度を得ることができます。

c. LED照度（E、照度）：単位ルクスはlx（以前はルクスと呼ばれていました）です。1ルーメンの光束が1平方メートルの表面に均等に分布することによって生成される照度です。通常、このパラメーターはあまり使用されないため、ここでは詳しく説明しません。d. 演色性：光源が物体自体の色をどの程度再現するかを演色性、つまり色の忠実度と呼びます。光源の演色性は演色評価数によって示され、これは、照明下にある物体の色が基準光（太陽光）よりも優れていることを示します。照明中の色の偏差は、光源の色特性を十分に反映できます。

演色性が高い光源は発色が良く、私たちが見る色は自然色に近いです。演色性が低い光源は発色性が悪く、私たちが見る色の偏差も大きくなります。国際照明委員会のCIEは太陽光の演色評価数を100と定めており、高圧ナトリウムランプの演色評価数Ra=23、蛍光灯の演色評価数Ra=60～90など、さまざまな光源の演色評価数は異なります。演色には2種類あります。忠実な演色：素材本来の色を正確に表現するには、演色評価数（Ra）の高い光源を使用する必要があります。値が100に近いほど、演色性は最も高くなります。

常用光源演色評​​価数 Ra：白熱灯 97、白色蛍光灯 75〜85、温白色蛍光灯 80〜90、ハロゲンタングステンランプ 95〜99、高圧水銀灯 22〜51、高圧ナトリウムランプ 20〜30、メタルハライドランプ 60〜65.8。 LED製品の放熱分析 熱伝導率 熱伝導率とは、安定した伝熱条件下で、厚さ1mで材料の両面に1度（K、℃）の温度差がある材料の熱伝導率を指します。 平方メートルの面積によって伝達される熱、単位はワット/メートル度（W /（m・K）、Kは℃に置き換えることができます）です。 熱伝導率は、熱伝導が存在する熱伝達形式にのみ適用されます。 放射、対流、質量移動などの他の形式の熱伝達がある場合、複合熱伝達関係は見かけの熱伝達と呼ばれることがよくあります。係数、見かけの熱伝導率または有効熱伝導率（材料の熱伝達率）。

なお、熱伝導率は均質材料の場合のものです。実際には、多孔質、多層、多重構造、異方性材料などがあり、これらの材料の熱伝導率は、実際には総合熱伝導率の性能です。これは平均熱伝導率とも呼ばれます。熱伝達の基本式は、Φ=KA⊿Tです。Φ：熱流。WK：全熱伝導率。

W/(M2.℃)A：伝熱面積。M2⊿T：高温流体と低温流体の温度差。熱伝導の必要条件は、物体内部に温度差があることであり、熱は高温部から低温部へ伝わります。

熱伝達プロセスは一般に熱流と呼ばれます。λの物理的な意味は、温度勾配が1K/mのとき、1m²の熱伝導面積を1秒間に伝導する熱量であり、単位はW/m·KまたはW/m·℃です。様々な物質のλは実験的に決定できます。

一般的に言えば、金属は最大のラムダ値を持ち、固体の非金属はより小さなラムダ値を持ち、液体はより小さなラムダ値を持ち、気体は最も小さなラムダ値を持ちます。