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LED 照明に関する正しい情報Q&A

目次

1.LED全般・用語

2.LED光源の種類・製品

3.器具に関する事項

4.性能

5.調光

6.LED照明の計画・評価

7.人・生物への影響

8.メンテナンス・保証

1.LED全般・用語

1-1なぜ、いまLEDが話題になっているのか?

1-1

主にLED照明の省エネルギー性が注目されています。
LED照明は、従来の白熱電球よりも高効率なので、白熱電球の代替として使用した場合に高い省エネルギー性能を発揮することが可能です。
使い方によっては蛍光ランプよりも高効率に点灯させることができます。

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1-2 LEDの点灯のしくみは?

1-2

①LEDとは、発光ダイオード(Light Emitting Diode)と呼ばれる半導体素子のことを指します。
②LEDに流れる電子のエネルギーを用いて発光させます。蝋燭の火や白熱電球の光と違い、熱放射によらない光です。
(蝋燭の火や白熱電球の光は、物質を熱して発光させる熱を伴う光です。つまり、光の照射面が熱せられます)
③現在、一般的に普及している照明用のLEDは、LEDから発せられる光を蛍光体によって白色に整えています。
(蛍光体とは、ルミネセンス*を発する材料です)

3.1.020 ルミネセンス

物質中の原子,分子又はイオンの粒子が,熱的じょう乱以外のエネルギーによって励起された結果として生じる,物質によって定まったある波長又は波長領域に対して同じ温度におけるその物質からの熱放射以上に及ぶ光学的放射の放出。

備考 米国では,ときには,この語をそれで放出された放射について用いる。

luminescence

照明学会 照明専門用語集より引用

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1-3 LEDの形状は?

1-3

LEDパッケージの代表的なものとして、砲弾型や表面実装型などがありますが、照明用途には主に表面実装型が使用されています。

LEDパッケージを内部に実装した照明器具と、電球や直管型蛍光ランプ同様の形態(内部にLEDパッケージ実装)で、従来からの照明器具、もしくは専用の照明器具に取り付けて使用するLED電球、直管形LEDランプが製造、販売されています。

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1-4 LED光源とLED電球の違いは?

1-4

通常使用されているLED用語を以下のように整理しました。
なお正確な定義は JIS C 8154、8155などをご確認ください。

  • LED 照明器具
    LEDモジュールやLED ランプを使用する照明器具のこと。
  • LED 光源
    LEDモジュール、LEDランプ、LEDパッケージ、LEDライトエンジンなどLED発光装置の総称。COB(Chip on Board)なども含む。

    図2-2 電球型LEDランプ(一例)の斜視図
  • LED ランプ(LED電球、直管形LEDランプなど)
    電球形とそれ以外のものがあり、電球形はE形、B形又はGX53口金のいずれかを備え、LEDパッケージ又はLEDモジュール、及びそれが安定に点灯動作するために必要な制御装置を組み合わせ一体としたもので、恒久的に機能を損なわずには分解できないもの。電球形以外のものは、標準化された口金とLEDパッケージ又はLEDモジュールを備え、それが安定的に点灯動作するために必要な制御装置の一部または全てが一体となっていない構成であり、恒久的に機能を損なわずには分解できないもの。
  • LED チップ(LED)
    電流によって発光する半導体デバイスのこと。単に「LED」と称される場合もある。
  • LED パッケージ
    単に「LED」、または「LED単体」と称される場合もあり、単数または複数のLED チップ、ボンディングワイヤー、反射板などを樹脂で封入し、リード(電極)が引き出されたもの。表面実装型や砲弾型などの形状がある。
  • LED モジュール
    照明用白色LEDパッケージを基板などに実装するか、又は複数のLEDを平面的若しくは立体的に配列して、機械的、電気的制御回路若しくはその一部、及び光学的に多数の要素で構成して、一つのユニットとして取り扱えるようにしたもの、またはその集合体のことを示す。
    これに対して、LEDチップをそのまま実装し樹脂で封入したものをCOB(チップ・オン・ボード)と称している。


図2-3 表面実装型(左)とLED照明器具(右) 東芝ライティック(株)ホームページ

※参考 JIS C 8154
3 用語及び定義

この規格で用いる主な用語及び定義は,JIS C 8105-1,JIS C 8147-1 及び JIS C 8147-2-13 によるほか,次による。
注記 LED モジュール及び制御装置からなるシステムの概要は,附属書 B 参照。

3.1 発光ダイオード,LED (light emitting diode)

電子流によって励起されたときに,光放射を放出する p-n 接合をもつ固体デバイス。LED 単体ともいう。JIS Z 8113の 07073 による。

3.2 LED  モジュール (LED module)

一つの光源として扱えるよう LED 単体を基板などに実装するか,又は複数の LED を平面的,若しくは立体的に配列して,機械的,電気・電子的及び光学的構造部品を含む多数の要素で構成して光源として供されるユニット又はその集合体。LED モジュールは,LED 単体をアレイ状又はクラスタ状に配列したものも含む。 

3.3 制御装置内蔵形 LED モジュール (self-ballasted LED-module)

商用電源に直接接続できるように LED 制御装置と LED モジュールとを組み込むように設計した LED モジュール。電球の口金を付けた制御装置内蔵形 LED モジュールは,制御装置内蔵形ランプとみなす。

3.4 器具一体形 LED モジュール (integral LED module)

LED モジュールが容易に取外しできないように照明器具として一体化されていて, 照明器具から LEDモジュールを分離して試験できないようになっているもの。

3.5 制御装置内蔵形の器具一体形 LED モジュール (integral self-ballasted LED-module)

通常の状態では照明器具の一部となっていて,交換できないように設計されている,制御装置内蔵形LED モジュール。

3.6 器具組込み形 LED モジュール (built-in LED module)

照明器具,密閉形の装置などに組み込むように設計した LED モジュール。特別な保護装置なしでは,照明器具などの外部で使用することを考慮していない,すなわち,きょう(筐)体又は外装なく照明器具に外付けできない。

3.7 制御装置内蔵形の器具組込み形 LED モジュール (built-in self-ballasted LED-module)

照明器具,密閉形の装置などに組み込んで,取外しができるように設計した制御装置内蔵形 LED モジュール。特別な準備なしでは,器具などの外部で使用することを考慮していない。

3.8 独立形 LED モジュール (independent LED module)

照明器具と同様に使用することを前提に設計したモジュールで,LED モジュールの IP コードによる保護等級及び表示に応じた安全に必要なすべての保護装置を備えているもの。一体化内蔵されているため付帯する回路装置を必要としない。制御装置は,モジュールと一体化してはならない。

3.9 制御装置内蔵形の独立形 LED モジュール (independent self-ballasted LED-module)

照明器具,その付加装置又は密閉形の装置などとは分離して設置できるように設計されている制御装置内蔵形 LED モジュール。独立形 LED モジュールは,IP コードによる保護等級及び表示に応じた,安全に必要なすべての保護装置を備えている。制御装置は,モジュールと一体化してよい。

3.10 制御装置内蔵形 LED ランプ (self-ballasted LED-lamp)

JIS C 7709-1及び JIS C 7709-3 の規定を満たす口金を備え,LED 光源とそれが安定的に点灯動作するために必要な付加装置とを組み合わせて一体としたもので,恒久的な損傷を受けた場合以外には分解できないもの。

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1-5 LED照明のもとでの写真が見た目の色と違うことがある理由は?

1-5

LEDに限らず既存光源でも、写真を撮ると見た目の色と撮影された画像の色が大きく異なることがあります。撮影対象の色によっても程度の差が異なります。またカメラによる個体差もあります。   
これはカメラのホワイトバランス※の影響によるものです。カメラのホワイトバランスが正しく調整されても、例えば、物体の白色が照明器具の色温度により、白色として撮影されません。他の物体の色も同様のことが言えます。そのため、実際の色と撮影された色が異なる現象が起こります。なお、カメラの設定以外に、カメラの液晶表示の発色の違いや、印刷する場合にはプリンターによっても見た目の色と違ってくることがあります。

※ホワイトバランス(英: White Balance, Color Balance)とは、晴天や曇り、雨天、室内照明の色温度違いなど、それぞれの光源の下で、白色が適切な白として撮影されるように調整するデジタルカメラなどに搭載される機能を示す。

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2.LED光源の種類・製品

2-1防水用のLED照明器具はあるか?

2-1

防水器具(防水ソケットなど)との組み合わせで湿気の多いところに使用可の品種は作られています。
口金が適合し、密閉型器具に対応したLED電球であればご使用になれる可能性があります。
密閉器具に対応していないものではLED電球の放熱がうまくいかなく、性能低下や故障につながります。

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2-2 LED電球は冷蔵庫でも使用可能か?

2-2

LED電球自体が、防滴/低温仕様でない限り使用できません。製品の注意事項をよくご確認願います。

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2-3 屋外でも使用できるLED電球はあるか?

2-3

屋外仕様(防湿、防滴)のものもあります。梱包パッケージや取扱説明書に「屋外用」と表記されている場合は、使用可能です。
ただし軒下であってもLED電球は電子回路を組み込んでいますので、白熱電球と同等に扱うのは注意が必要です。

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2-4 LED電球にはどんな光色のものがあるか?

2-4

一般的に、電球色、昼白色、昼光色の3種類が販売されています。

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2-5 LEDダウンライトで粒々が見えない器具はあるか?

2-5

白熱電球と同じ見ためになるようデザインされたLEDダウンライトも増えてきています。拡散素材を用いて、粒々な見え方を低減したタイプの器具もありますし、最近ではCOB形と呼ばれる、ひとつの素子で高い出力の性能をもった、粒々を感じないダウンライトも発売されています。

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3.器具に関する事項

3-1 LED電球の大きさや重さは?

3-1

従来の白熱電球よりも重たくなります。シャンデリアなどに複数取り付ける際は総重量にご注意下さい。

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3-2 LED電球の口金の種類にはどんなものがあるか?

3-2

一般的なLED電球はE形の口金です。その種類には、現在、主に白熱電球と同様のE26(直径26mm。例えば、一般電球形)、E17(直径17mm。例えば、ミニクリプトン形)、E11(11mm。例えば、直径ハロゲン電球形)口金があります。

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3-3 LED照明器具特有の配線方法はあるのか?

3-3

器具外配線は、従来の白熱電球、蛍光ランプの照明器具と基本的には同じです。
メーカーの取扱説明書をご確認ください。なお、配線工事は、一般ユーザーの方は行うことができませんので、電気工事専門業者に依頼するようお願い致します。

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3-4 LED電球を器具に取り付ける際に気をつけることは?

3-4

安全にお使いいただくには下記の注意点についてご確認いただく必要があります。
①E形口金の種類は器具のソケットに合致しているか
②LED電球の形状が器具の中にはいるか
③器具の想定重量に対して、LED電球の重量を上回っていないか
④密閉型仕様や屋外仕様など特別なケースに対応しているか
⑤調光をしたい場合にその対応機種となっているか
⑥明るさについて、要望される出力はでているかなど、正しくご使用いただかない場合は、照明器具の構造上、LED電球に熱負荷がかかり、性能低下や故障につながる場合があります。照明器具の製造メーカーにお問い合わせ下さい。

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3-5 今使っている照明器具にLED電球を取り付けた場合、熱くなることはないのか?

3-5

壁スイッチやセンサー等の組み合わせ、断熱材や密閉構造の有無、ダウンライトの径、器具の大きさなどによります。使用可否については照明器具の製造メーカーにお問い合わせ下さい。

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3-6 シーリングライト、ペンダントライトの蛍光ランプ、白熱電球をLEDに交換可能か?

3-6

ペンダントライトは、口金や形状が合えばLED電球に交換することができます。ただし、直管形蛍光ランプを使ったシーリングライトは、現在のところ、互換性などの安全性の問題で、直管形LEDランプへの交換は難しい状況です。もしも、直管形LEDランプに交換される場合は電気工事を必要とする場合もあります。

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3-7 カバー付きのダウンライト照明器具をLED電球に変更可能か?

3-7

口金が適合する密閉型器具対応のLEDの電球であればご使用になれる可能性がありますが、照明器具の構造によってはLED電球の性能低下や故障につながる場合があります。照明器具の製造メーカーにお問い合わせ下さい。

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3-8 断熱施工のダウンライトにLED電球は使用可能か?

3-8

照明器具にSマークのある断熱材施工照明器具には、断熱材施工器具対応タイプのLED電球がご使用になれる可能性がありますが、照明器具の構造によってはLED電球の性能低下や故障につながる場合があります。照明器具の製造メーカーにお問い合わせ下さい。

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4.性能

4-1 LEDって本当に採用してメリットがあるのか?

4-1

採用目的によって異なります。
単純にコストメリットのみを目的としてLEDの採用を検討するのであれば、効果は希薄になります。しかしLEDは従来光源にはない様々な特長を有しています(詳細は本Q&Aの別項目をご参照ください。)
それらを活かした使い方をすればメリットが高い光源となります。

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4-2 LED電球の特徴を教えてほしい。

4-2

①省エネ性
②長寿命(2011年現在、LED電球:40,000時間程度、電球型蛍光ランプ:6,000〜10,000時間程度、白熱電球:1,000時間程度)
③点滅により短寿命とならない
④紫外放射含有量が少ない
⑤赤外放射含有量が少ない
⑥低公害性(蛍光ランプで使用されている水銀が、LEDでは使用されておらず、低環境負荷となります)
⑦点灯時、消灯時の即応性が良い(蛍光ランプと違い、点灯後すぐに100%近い明るさになります)
⑧安全性(ポリカーボネイトなどガラス以外をカバーに採用したものが多く、落下しても割れにくい)
⑨低い温度環境でも点灯する。
⑩振動に強い

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4-3 LED電球が従来の電球と異なる点は?

4-3

一番大きな違いはそれらの発光方式にあります。
白熱電球はフィラメントに電流が流れることでフィラメントが発熱し、高温となることで光を発するのに対し、LEDでは電子と正孔(※)が電気的に結合し、その際に発生するエネルギーで直接発光するため、発光におけるエネルギー効率が非常に高くなります。
また、白熱電球では、フィラメントが蒸発(昇華)することで、最終的に断線に至るため、長時間の使用が困難ですが、LEDではそのような現象がないため、長寿命となります。一方、LED電球では半導体を駆動するための電子部品を多く内蔵しているため、白熱電球よりも重くなっています。
※正孔とは、LEDを構成する半導体結晶中で電子が不足することによって発生する孔(ホール)のこと。電子は負の電荷をもつが、正孔は電子が不足の状態のため、正の電荷を持つ。そのため、あたかも正の電荷を持つ電子のように振舞う。

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4-4 LED電球の寿命は?

4-4

2012年現在、最も多いのは、寿命40,000時間の製品です。
LEDは固体発光方式のため、従来の光源のようにフィラメントの断線により不点灯になることはほとんど起こりませんが、LEDパッケージに使用の材料の劣化などにより、点灯時間が経過するにつれ徐々に光量が減少していきます。
なお、LEDの寿命については、JIS C 8105-3「白色LED照明器具性能要求事項」の中で、「一般用照明器具の光源として使用する場合のLED寿命は、全光束が初期全光束の70%、または光度が初期光度の70%に低下するまでの時間とする」と定義されています。

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4-5 LEDは必ず4万時間点灯するのか?  

4-5

周囲環境(温度など)などにより変化する場合があります。

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4-6 LEDって本当に省エネ効果・節電効果があるのか?

4-6

白熱電球に対する省エネ効果は明白ですが(消費電力は1/4〜1/6程度)、器具によっては蛍光ランプと比較しても若干の省エネ効果は見込めます。
将来は更に高効率になる可能性があります。

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4-7 LED電球の消費電力はどの程度か?

4-7

製品によって異なりますが、同じ程度の光束を発散する白熱電球と比較すると1/6程度と少なく、白熱電球60W相当で10W未満のものがほとんどです。
現在主流となっている、青のLEDチップと蛍光体の組合せにより白色光を発光する種類のLEDにおいては、色温度の高いものの方が高効率となる傾向にあります。

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4-8 LED電球のパッケージに記載されている●●W相当とは消費電力のことか?

4-8

消費電力のことではなく、全光束のことです。白熱電球の●●W相当の全光束を目安に規定されています。
詳細はJISC8105-3をご参照ください(日本電球工業会「電球形LEDランプ性能表示等のガイドライン」:廃止 から移行)

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4-9 全光束が同じLED電球でも消費電力に違いが生じる原因は?

4-9

消費電力は、LED光源の演色性、相関色温度などの性能によって違いが生じる場合があります。また、LEDモジュール等を点灯させる電源装置の効率性によっても違いが生じることもあります。

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4-10寒いところor暑いところでもLED電球は点灯するのか?

4-10

使用推奨温度は5〜40℃です。
LED光源は蛍光ランプよりも低温時の特性が優れているため、0℃以下でも点灯するものもありますが、低温・防水仕様ではないものは、結露が起こる環境では使用できません。
また、直射日光などがあたる環境では、推奨温度を超えて熱的影響により、寿命が短くなる場合があります。

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4-11 LED照明器具はDC電源供給による点灯が可能なのか?

4-11

主なLEDモジュール一体型のLED照明器具は、AC(交流)電源を受けて内部回路で直流化し、DC(直流)点灯していますので、仕組みとしては交流入力が必要となります。
素子自体は直流点灯が可能ですのでDC点灯は技術的には可能ですが、相応の電源ユニットが必要となります。

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4-12 LEDの発熱は?

4-12

LED光源が放射する光自体にはほとんど熱線が含まれていませんが、LED素子自体は発熱します。LED素子に投入した電力の70%程度は熱になります。
LEDは、電子と正孔が結合する時に発生するエネルギーで発光します。しかし、そのエネルギーはすべて光とならず、一部熱に変換されるためです。また、現在の白色LEDは、LED素子が発生した青色光を一部、蛍光体で波長変換(色変換)を行い、白色光に整えますが、その蛍光体で波長変換を行う際にも発熱をします(ストークスロスと呼ばれる)。そのため、LED光源が搭載される器具の放熱性能によりますが、照明器具中のLEDパッケージの発熱は50〜80℃程度になります。
なお、この発熱を効率よく放熱することはLEDの寿命に大きく影響します。そのために取り付けの際に、密閉した空間や断熱処理された箇所、熱源のそばや器具同士を近接して設置する場合など制約が生じることがありますので、事前に商品仕様書(図面)などでご確認ください。

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4-13 LED電球やLED照明器具が触ると熱いのは故障か?

4-13

故障ではありません。
ただし、故障でなくても熱く感じることがあります。
LED光源の発する放射光自体にはほとんど熱線が含まれていませんが、LED光源自身、照明器具、または電源ユニットからは数十度の熱放射があるため、触ると熱く感じ、触らなくても熱感を感じる場合さえあります。

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4-14 LED電球はちらつくことがあるのか?

4-14

基本的に、ちらつきが無いようにして設計・製造されています。
場合によっては、調光器非対応のLED電球を調光回路で点灯させた場合やリモコンのついた電球器具や回路を搭載した器具との組み合わせで使用した場合(適合表示器具はのぞく)などにちらつくことがあります。また、供給電源のノイズの影響も受ける場合もちらつきを生じる原因になります。
2012年7月1日より施行される電気用品安全法では、ちらつきを制限する規定が設けられ、その対応を施したLED電球が製造販売されることになります。

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4-15 LED一体型照明器具とLED電球の使える照明器具には、違いはあるか?

4-15

特に大きな違いはありません。
一体型照明器具は、搭載されたLED光源の特性にデザイン(光学設計など)が最適化されている等の利点があります。
一方、LED電球の使える照明器具は、手軽さと万が一の故障時にも電球交換のみで対応できる等の利点があります。

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5.調光

5-1 調光可能なLED電球はあるか?

5-1

LED電球には、調光できるタイプと調光できないタイプがあります。
梱包パッケージ表面に記載がされていますので、調光される場合は、調光対応タイプのものをお選び下さい。

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5-2 白熱電球用の調光スイッチで、LED電球は調光できるか?

5-2

調光用LED電球であれば調光することができます。
一般的には、白熱電球用調光スイッチ器対応しているLED電球が主流ですが、LED電球専用調光スイッチでの対応が必要なものもあります。

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5-3 蛍光ランプや白熱電球と同じ回路でLEDを点灯してもよいか?

5-3

LED電球の電源スイッチを入り/切りするだけの使い方であれば問題ありませんが、光源の種類によっては点灯時の反応速度が異なることがあります。また、調光回路でのご使用では、不具合、故障の原因となりますので同一回路でご使用する場合は回路の仕様をご確認ください。

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5-4 スイッチとLEDの関係で留意すべき点は?

5-4

位置表示灯付スイッチ(※)などを使用されている場合、白熱電球など他の光源では問題ありませんが、LED電球の場合、スイッチを消しても、LED電球が点灯する場合がありますので、ご使用の際はスイッチの仕様をご確認ください。
また、一部の調光スイッチはLEDに使用できないものもあります。
※位置表示灯付スイッチ:照明消灯時にも、使用者にスイッチ位置を確認させることが可能な、パイロットランプ付のスイッチ(国土交通省建築設備設計基準に記載されている名称より)

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5-5 LED照明器具は調光によって消費電力が減るのか? 省エネなのか?

5-5

LED照明器具も従来光源と同様に、出力を下げれば消費電力が低下し、より省エネになります。
なお、電源ユニットや安定器が必要なLED照明器具や蛍光灯照明器具は調光により出力を0 %まで絞っても、電源ユニットや安定器に電流が流れるとエネルギーが消費されてしまいます。これを待機電流と呼んでいますが、一部の電気スタンドなどでは器具内蔵のスイッチが調光スイッチであるため、これを絞り切っても待機電流が流れるものもありますので、万全な省エネのためにはコンセントを抜くことが必要となります。

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5-6 調光タイプのLED電球は白熱電球のようにスムーズに光量が変化するのか?

5-6

調光タイプのLED電球はスムーズに光量が変化させることができます。
しかし、調光動作時において、制御することが難しい調光範囲が下限付近であります。詳しくは調光特性をご参考ください。

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5-7 LED電球は白熱電球のように調光によって色が変わるのか?

5-7

白熱電球では低出力時に色温度が低く(橙色)なりますが、調光が可能なLED電球は相関色温度の変化は大きくありません。 
※白熱電球の色温度は黒体放射軌跡そのものなので「相関」はつかない。

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5-8 光色を調節できるLED照明器具はあるか?

5-8

相関色温度を変えることが出来るLED照明器具があります。カタログや取扱説明書、梱包パッケージ表面の記載をご確認ください。

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5-9 LEDの調光制御方式にはどんな種類があるか?

5-9

代表的な調光制御方式として、PWM 制御、位相制御などがあります(詳しくは調光制御 をご参照ください)。
調光制御により、LED 電球やLED 照明器具の調光率を変化させる(明るくしたり、暗くしたりする)ことができますが、製品によって対応可能な制御方法が異なりますので、製品情報を必ずご確認下さい。
また、多数の照明器具を調光するシステムでは、デジタル信号を用いることが一般的です。用いるデジタル信号は、応用分野により異なりますが、施設用では大手国内メーカー自社仕様のものが用いられ、舞台スタジオ用ではDMX などが用いられます。
こちらも調光制御同様、制御方法によって対応可能な製品が異なりますので、製品情報を必ずご確認下さい。


参考 1)LED の調光制御方式 電源ユニット1次側
(PDF形式)

 


参考 2)LED の点灯方式(LED に流れる電流)
(PDF形式)

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6.LED照明の計画・評価

6-1 LEDによって照明計画の考え方は変わるのか?

6-1

少ないエネルギーで居住者が快適に感じ、空間を美しく見せるという照明計画の目指すところは変わりません。
しかし、LEDが持つ蛍光ランプや白熱電球にはない特長、たとえばLEDの小型で光に熱線を持たない※という特徴を活かした、これまでにない新しい照明設計事例は期待できます。
※蛍光灯も光に熱線は含まない。

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6-2 LED電球の「全光束」とLED照明器具の「器具光束」の違いは?

6-2

光源の「全光束」とは、光が放射される方向などとは関係なく、光源から発せられる光の総量のことを言います。
光源を照明として使用する場合には、光源を単体で用いることはほとんどなく、器具に取り付けて使用するのが一般的です。この場合、器具の形状、反射・吸収特性などによって、また光源の配光との組み合わせによっても照明対象面に届く光量は異なってきます。このように、光源の配光や器具の特性による影響も全て考慮し、器具全体から発せられる光の総量が「器具光束」です。

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6-3 LED電球の光の広がり方にはどのようなものがあるか?

6-3

LED電球は、LED素子の特性上、指向性が強くなる傾向があり、従来の光源に比べて光の広がり方が狭くなります。
ただし最近では改良の結果、光の広がり方が広いLED電球がつくられるようになりました。
スポット光のようなタイプもあれば、直下方向に光が広がるタイプもあります。また白熱の裸電球のように、全方向に光を発するタイプも発売されています。

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6-4 配光が違うと部屋の印象はどう変わるか?(暗くなるのか?)

6-4

光の当て方により室内の印象が変わるのは従来光源と同じです。
LED照明器具には配光の広いものも狭いものもありますので、部屋全体を明るくすることも出来ますし、ダウンライトやスポットライトなどで部分的に照明を照らすことも出来ます。

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6-5 LED電球の配光はどのように確認すればよいか?(LED電球を器具にいれたときも含めて)

6-5

LED電球の配光は従来光源と同様に、メーカーのカタログに配光角度が表記されていたり、また梱包パッケージ表面にも配光角度の数値や、広角・中角・狭角などの表記があります。
この表記により光の広がり具合を確認することができます。ただし、LED電球を照明器具に取付けた場合の配光は、器具形状によってLED電球に表記されている光の広がり方と異なってしまう場合があります。

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6-6 LEDの明るさはどのように評価すればよいか?

6-6

明るく感じるかどうかは眼に入射する光の量(輝度)によって決まります。部屋を見回したときに感じる明るさは、照明器具から出た光がどれだけ天井や壁で反射して眼に入射してくるかによって、本を読んでいるときに感じる明るさは、光がどれだけ本で反射して眼に入射してくるかによって決まります。
このような眼に入射してくる光の量は、光源から出力される全光束(単位:ルーメン[lm])、配光、反射率(物の色)によって決まり、LEDに限らず全ての光源で同じです。
ただLED照明器具は配光が狭いものが多く、そのような照明器具では天井や壁で反射して眼に入射してくる光が少なくなり、部屋が暗く感じます。しかしそのような照明の下で本を読んでいるときは、本から反射して眼に入射する光が多いため明るく感じます。

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6-7白熱電球60W、LED照明器具60W相当、LED電球60W相当、どれが最も明るいか?

6-7

“W”や“W相当”の情報だけではどれが最も明るいかどうかはわかりません。どれが明るいかは、全光束と配光から判断できます。「〜相当」とは、全光束で規定されています。そのため、上記の製品は全光束がほぼ同等の製品となりますが、この情報だけではどれが最も明るいかは判断できません。
明るく感じるかどうかは眼に入射する光の量(輝度)によって決まります。もし上記の製品の配光が同じであれば、明るさは同等となる可能性もあります。しかし、配光が同じでなければ、同じ明るさにはなりません。例えば、LED電球は白熱電球よりも下方向に出る光の割合が多いため、下側の床や机上面は明るくなりますが、上方向に出る光は白熱電球よりも少ないため、天井や壁はあまり明るくなりません。
製品を選択する際は、全光束と配光を配慮することが重要になります。なお、明るいかどうかの印象は、壁の色や反射率によっても変わりますので、ご注意ください。


図7-1 白熱電球と電球型LED電球の発光の違い

 

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6-8 ●●畳用の住宅用LED器具(シーリングライト)とあるが、同じ畳数であれば、蛍光ランプのシーリングライトと同じ明るさと考えてよいか?

6-8

カタログなどで●●型もしくは、●●畳用と表記されていることがありますが、これは明るさを直接表すものではありません。明るく感じるかどうかは眼に入射する光の量(輝度)によって決まり、この量は、光源から出力される全光束(単位:ルーメン【lm】)、配光、光が当たる物の色(反射率)によって決まります。
部屋を見回したときに感じる明るさは、照明器具から出た光がどれだけ天井や壁で反射して眼に入射してくるかによって決まりますから、同じ全光束であっても、配光が狭い照明器具では天井や壁で反射して眼に入射する光が少なく、部屋が暗く感じます。一方、同じ配光の照明器具で、天井や壁の色が同じなら、全光束が多い方が明るく感じます。

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6-9なぜLEDから放射される光はまぶしく感じるのか?

6-9

発光光束が同じでも、発光面積の小さい照明器具では、目に見える光の強さ(輝度)が強くなり、よりまぶしく見えます。LED光源は、発光面の面積がとても小さく、光源が露出した照明器具を直接見るととてもまぶしく感じます

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6-10 LEDがまぶしいのは何とかならないのか?

6-10

LEDに限らず光源を直視するとまぶしく感じます。照明計画上、このまぶしさをどのように低減するかが重要となります。その方策として、拡散板を取り付けるなどして発光面の面積を大きくし、まぶしさを低減することが考えられます。
蛍光ランプと同様に前面に拡散性のカバーの付いた照明器具を使用するなどLED光源が拡散板や、ルーバーで覆われた照明器具の使用でまぶしさが改善されます。


図7-2 ルーバー付LED照明器具(写真提供 ヤマギワ株式会社)

 

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6-11屋内照明の不快グレア評価法UGR は、LED照明にも適用できるか?

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LED 照明環境についてもUGRを計算することは可能です。ただし、現在のUGR の式は、器具発光面の輝度分布を考慮していないため、輝度分布の状態によっては、計算結果から想定される不快グレアの程度と実際のグレアの程度に違いが生じる可能性があります。

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6-12今まで使っていた照明器具の光源(白熱電球/電球型蛍光ランプ)をLEDに交換したらまぶしいのですが、どうすればよいか?

6-12

LED光源は、発光面の面積がとても小さく、同じ発光光束でも輝度が高くなるため、光源を直接見るとまぶしさを強く感じます。光源が直接見える器具の場合は、光源が見えないように、カバーをかけたり、設置位置を工夫することが考えられますが、火災の危険性が伴いますので、最初から拡散材が取り付けられた器具を選定することが理想的です。
例えばペンダントライトの場合は、吊り紐の長さを短くするなどして、光源の位置を下に下げれば、眩しさが目に入りづらくなります。
また照明器具の前面に拡散性のカバーを取り付けるなどして、目に直接LED光源が入らないように工夫して、まぶしさを解消することもできます。
ただし、照明器具を勝手に改造することは製造メーカーからの保障対象から外れることとなりますので注意を必要とします。

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6-13実際の目で見たときのLEDの色合いをそろえたいのですが、何を参考にすればよいか?

6-13

LEDの光色に関することは、JEL*や JIL*規格にて規定されています。
光源の光色名(例えば、電球色など)、相関色温度、平均演色評価数Raをご確認ください。ただし、それぞれ同じでも、ある光源色として規定される範囲内での差異が生じる場合があります。
カタログに表記されているLED ランプやLED 照明器具の光色や明るさの数値は定格値であり、個々の製品では規定範囲内でのばらつきを有します。従って、基本的には、光源の光色名または相関色温度など同等のLEDを選択すべきです。さらに、光源の光色名または相関色温度など同等のLEDを選択しても、メーカー毎に光源の色度定格値および製品管理が異なるため、同一メーカーの同品番でそろえることが理想です。
また、使用方法により、許容色差が異なるため、厳密に色をそろえたい場合は、販売元への問い合わせをお勧めします。
※ JEL: 日本電球工業会規格
JIL: 日本照明器具工業会標準

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6-14高演色LEDとはどんなものなのか?

6-14

物の色が忠実に見えるように配慮したLEDを高演色LEDと称します。
演色とは、ランプで照らされた物の色の見え方のことを言います。ランプで照らされた物の色が、自然光で見た色と変わらないような場合、「そのランプは演色性が良いランプ」と言い、そのようなランプを「高演色ランプ」といいます。逆にランプの下で見た色が自然光の下と違う場合に「そのランプの演色性は悪い」と言います。LEDランプには、演色性が良いもの、あまり良くないものなど、使い方によって様々なタイプがありますが、食卓やリビングなど色の見え方を大切にする場所でLEDランプを使うときは、できるだけ演色性が良いLEDランプの方がよいでしょう。
なおランプで照らされた物の色の見え方には、自然光とできるだけ変わらなく見えることとは別に、よりきれいに見える、より新鮮そうに見える、より美味しそうに見える、という場合もあります。多くの場合、高演色LEDランプでは、よりきれいに、より新鮮そうに、見えますが、特殊なLEDランプでは、照らされた物の色をより鮮やかにみせて、その効果を強調するものもあります。

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6-15高演色LEDでは、明るさが低下するのか?

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ランプの明るさは、ランプそのものから発する光の強さ(一般的には光束、ルーメンで表現します)だけでなく、ランプと照らされるところまでの距離や部屋の壁紙の色や質感など内装でも大きく変わります。従って、LEDランプの演色性と明るさの関係だけを比べることは難しい問題です。
しかし、今使っている照明器具のランプを演色性の違うLEDランプに付け替えたときは、多くの場合、演色性の良いLEDランプの方が、光束が小さくなり、光の強さは低下します。しかし、演色性の良いランプは見かけの明るさ感が高くなる効果があるため、光束の低下ほどには見かけの明るさは低下しないこともあります。

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6-16高演色LEDでは、光束が低下するのか?

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一般的に、Raが高くなると光源の発光効率が低くなり、全光束は低くなる傾向にあります※。そのため、高演色LED電球は、高効率LED電球と比較して、全光束は低くなります。
※ 白色LEDは青色発光LEDを黄色をベースとした発光塗料を透過させて作られているものが多い。このようなLEDにおいてRaが高いということは、さまざまな波長の透過光を生じる多くの種類の発光塗料を用いることにつながるため、相対的に光束数は減少する傾向にある。また、発光効率の面からも、効率が良いというのは”比視感度の良い波長域の光が多い”、悪いというのは”比視感度の悪い波長域の光が多い”ということになるため、Raを高めるということは、一般的に、比視感度の悪い波長域の光が多くだすので(例えば、赤)、発光効率は悪くなる傾向にある。

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7.人・生物への影響

7-1 LEDの光は人体に影響はないのか?

7-1

①現在の一般的な白色LEDは、紫外放射を発しない光源ですので、紫外放射に伴う障害は生じません。
②LED素子の発光面の面積は従来の白熱電球や蛍光ランプに比べて非常に小さく、発光部分の輝度(目に入射する光)が高いため、直視すると目に悪影響を生じる可能性があります。
③かつて光のチラつきが生じるLED照明器具があり、そのチラつきにより体調不良をもたらした事例がありました。しかし、現在の多くの製品は改善されています。

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7-2青い光を発するLEDをよく見かけますが、どんな効果があるのか?

7-2

近年、クリスマスツリーのライトアップでもよく見られるように、青色LEDが演出用として用いられることが多くなっています。
また、海や空のイメージからか、「ヒーリング(癒し・鎮静)効果がある」などの説明がなされることもありますが、科学的に立証されているものではありません。
一方で、青い光にはメラトニンという睡眠と関連の深いホルモンの分泌を抑制する作用があることが、近年多数報告されています。ただし、上記のクリスマスツリーのような例では、目に入る光の量はわずかであるため、一般的な鑑賞レベルで睡眠との関連効果が生じる可能性は殆どありません。

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7-3白色LEDには青色LEDを用いるものが多いが、睡眠への影響は?

7-3

現在、最も多く普及しているタイプの白色LED光源は、青色LEDチップから出力される青色光の一部を蛍光体により黄色に変換し、青と黄色の混色により白色光を構成しています。そのため、青色光が従来の光源よりも多く出力されているような印象を受けやすく、メラトニン分泌抑制との関連から睡眠への悪影響を懸念する声も聞かれますが、正確な情報ではありません。
なお、照明においては様々な色の忠実な見え、すなわち演色性を確保することも重要であり、そのためには光の三原色(赤・緑・青)に代表される様々な波長の光をバランスよく発光させる必要があります。その結果、LEDチップから出力される青色光は、蛍光体によって適度にほかの色へ変換されており、同じ色温度で比較すれば、LEDと従来光源の間でその作用に顕著な差はないとも考えられています。
ただし、演色性を考慮しない粗悪なLED光源では問題を生じさせる照明となる可能性もあるため、購入前には仕様を十分に確認することをお勧めします。また、メラトニンの分泌抑制を少なくするには、青色光の出力が比較的少ない電球色(低色温度)のものを選定することもポイントとなります。

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7-4 LEDの光は植物の育成に適しているのか?

7-4

植物の成長には特定の波長(色)の光が作用することが知られています。
LED以外の従来光源も、そのような波長の光を発するため、LEDの光そのものに特別な効果があるわけではありません。
しかしLEDには、特定の波長域のみに限定した光を出力できるという特徴があるため、より効果的に作用する波長域のみにエネルギーを集中させることができます。これによって消費エネルギーを抑えることができるため、単位エネルギーあたりの育成効果は高いと言うことができます。

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7-5 植物育成には何色のLEDが有効なのか?

7-5

植物の育成において、赤い光は光合成を促進し、青い光は植物の形を整える効果があることが知られています。
したがって育成の目的に応じて、赤色LEDと青色LEDを組み合わせる、もしくはいずれかのみを使用するという方法が一般的に用いられています。

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7-6虫が100%寄ってこないようなLED電球はあるか?

7-6

LEDには虫の好む紫外線放射がほとんどありませんので、相対的に蛍光ランプよりは誘虫効果は低くなります。
しかし、虫を100%寄せ付けないものではありません。

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8.メンテナンス・保証

8-1 LEDってメンテナンスしなくてもよいのか?

8-1

光源部(LEDパッケージ)の寿命は従来光源より長くなっていますが、器具の汚れなどによる照明効率の低下は従来同様に生じますので、器具の清掃などは定期的に行なうことをお勧めします。

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8-2 LEDは取り外し、交換が可能か?

8-2

器具の種類、メーカーによっては、LED光源部をパーツとして交換可能な照明器具もあります。照明器具メーカー各社にお問い合わせ下さい。

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8-3 将来ランプ切れ、故障したら照明器具ごと交換となるのか?

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LED光源部を交換できない照明器具については、照明器具ごと交換となります。ただし、LEDランプやLEDモジュールをユニット化しているタイプは、その部分を交換することで対処できます。

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出典:一般社団法人照明学会 LED照明に関する正しい情報発信 研究調査委員会 報告書 (2012年11月)
 
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