LED が生成する光のスペクトルは?
一般的な白熱電球から LED のような最新の技術革新まで、さまざまな種類の光源があります。 しかし、これらの多くの光源のすべてが同じように作られているわけではありません。
光を作り出すだけでなく、それぞれに独特の性質があり、その 1 つは発する色です。 これは、各人固有の光スペクトルとも言えます。
LED の色温度によって、LED が発する光のスペクトルが決まります。 6000K LED のスペクトル分布は、3000K LED のものとは異なります。 6000K LED は主に青と緑の光を発しますが、3000K LED はオレンジや黄色のような暖色を生成します。
これ以降、4000K を LED の光の色のベースと呼び、その光スペクトルを基本形と呼びます。これは、追加や変更を加えていない完全に自然な LED がそのあたりの光の色を持っているためです。
4000 K での LED のスペクトル分布
4000K LED はスペクトル図の基本的な基盤を形成するため、4000K LED から始めるのは理にかなっているように思えます。
下の画像に見られるように、4000K でのスペクトルは、赤と緑の光をほとんど放出しない一方で、青の端に大きく傾いています。 青い光はより冷たい光の主な構成要素であるため、これが LED にそのクールな白色を与えます。
LED が複数のダイオードで構成されているという事実が、そもそも LED がクールな白色である主な理由です。 RGB (赤、緑、青) ダイオードを使用して白色光を生成するように作られています。この場合、デフォルトは 4000K です。
LED を作成する別の方法では、青色 LED ダイオードを (排他的ではないにしても) 大きく利用し、蛍光体ベースの溶液でコーティングして曲線をまっすぐにします。
青色光出力がその LED 構造の主要な光源であるため、これが通常、青色光の生成に異常に高いピークをもたらす結果となります。
すべての色、またはすべての波長の光がある場合、より正確には、それらがすべて集まって白色光を生成します。これがそもそもの仕組みです。
後で比較すると、色温度に関連する青と赤の発光量に基づいて、図がどれだけ異なるかがわかります。
3000K LEDスペクトル
色温度が 4000K の LED に次いで、3000K LED がおそらく最も広く利用されています。
スペクトルとその詳細をさらに掘り下げる前に、3000K と 4000K の LED を互いに区別するものを最初に調べる必要があります。 4000Kが出発点であることはすでにわかっているので、何らかの方法で調整して3000Kの明るい色に到達したに違いありませんよね？ 正確です。
蛍光体の存在は、3000K と 4000K を区別するものです。 蛍光体は、この図に見られるように、各 LED ダイオードの上に単純に塗布されて追加されます。
これは、蛍光体を利用して明るい色を暖める方法の素晴らしい図です. それは主な目的ではありませんが、このように実行すると、それだけの効果があります。
これの唯一の真の目標は、LED のスペクトルのバランスを取ることです。 これは、4000K のグラフィックが青色に大きなピークを持っていることがわかるため、理にかなっていますが、残りはせいぜい平均です。
5000K プラス LED スペクトル
より暖かい光の温度を生成する方法がわかったので、5000K 以下の温度はどのように生成されるのでしょうか? 見方によっては、3000K のビルド方法とわずかに異なるだけなので、これは非常に興味深いことです。
これらの違いは、生産プロセスに関連しています。 以前のすべての光の色で白色光を生成するために、赤、緑、および青のダイオードは常にバランスが取れていました。 5000K以上のものでは少し異なりますが。
それらの場合、意図的に不均衡な LED ダイオードを設計します。 これは、個々の RGB ダイオードが、量および/または強度に関して意図的に不均等に分散されることを意味します。
RGB ダイオードのバランスをとって、RGB ミックスで青が多いほど、光がより冷たく感じられるようにします。 これは、ケルビン スケールでどれだけ高くするかによって異なります。 言い換えれば、上に行くほど青が赤と緑を上回り、青と青の色が明るい色でより目立つようになります。
これは、RGB 混合物中の青色ダイオードの割合を増やすのではなく、RGBB と呼ばれる新しいものを生成して、青色ダイオードの追加セットを一度に追加する方法でも行うことができます。
RGBB は通常の白色光の出力の純度を維持できる可能性があるため、純粋な RGB よりも優先されます。
これは、RGBB システムが元の RGB システムに青を追加するだけで、元の RGB の調和が維持されるためです。
これは、赤と緑がスペクトル チャートで比較的低く、青が劇的に高くジャンプする理由を説明しています。 これにより、アイテムがやや青く見えるだけでなく、ライトもかなり青く見えます。
全スペクトル LED
フルスペクトル LED は、標準的な LED 構造とは異なる種類の LED です。 太陽光のスペクトル曲線は、フル スペクトル LED の構造によって複製されることを意図しています。
これを実現するために、より一般的に使用される黄色がかった蛍光体混合物の代わりに、さまざまな色の蛍光体の組み合わせが使用されます。
その結果、LED はより多くの色を発し、そうでない場合よりも太陽光に近くなります。
グローライトでの使用は、日光を模倣できる光源を持つ主な理由です。 植物育成ライトとは、太陽光が十分に届かない場合や不足している場合に、植物に十分な太陽光のような光を与えることで、植物の成長をサポートする光源です。
高収量が重要であるため、主に食料生産に依存する施設で使用されます。 しかし、家用に設計されたグローライトの需要が高まっているため、裏庭の庭にそれらが現れ始めています.
さまざまなケルビン温度 (K) での LED の比較
これらの LED を比較すると大きな違いはありませんが、重要だと思われる点がいくつかあります。
これらのさまざまな光源の基本的な違いは、さまざまな心理的反応や感情を誘発する可能性のある光を発するため、同じ用途には適していないことです。
4000K LED は、オフィスなどの精神的な注意力と集中力が優先されるスペースに適していますが、3000K LED は、快適さが懸念される家庭やスペースに適しています。
ただし、同じように、5000K 以上のものを使用することはほとんどありません。特に、インテリア デザインなどに関してはそうです。 水族館は 10000K の典型的なアプリケーションの 1 つですが、それ以外に使用できる場所はあまりありません。
ただし、3000K と 4000K の間には、1 つの重要な違いがあり、それは技術的な問題に関係しています。 エネルギー効率を実際の光出力と比較すると、それが要因になります。
ルーメン/ワット単位を使用して多くの種類の光源を測定するのが通常の方法です。ルーメンは光源が発する「光の量」を表し、ワットは LED に供給したエネルギーを表します。
これを念頭に置いて、4000K の明るい色の自然な LED は、3000K の明るい色の LED よりも効率的 (ルーメン/ワット) になることに注意してください。
これは、3000K LED に蛍光体が存在するためです。 これは、LED が発する全体的な光の一部を蛍光体が効果的に吸収できるようにするためです。
後付けの LED 電球で既に見たように、蛍光体は多くの小さなダイオードのすべてを物理的に覆っているので、これは理にかなっています。
まとめ
通常、LED は低温ですが、可視光スペクトル全体にわたって光を生成できます。
より暖かい LED は、より暖かい光を生成するために蛍光体でコーティングする必要があるため、冷たい LED は、エネルギーを光に変換する効率が約 5% 高くなります。
