照明器具の主流になりつつあるＬＥＤ照明は、高輝度で信頼性が高く長寿命という特徴により、一般家庭から工場などの産業用途まで幅広い分野で採用されている。産業分野では、調光制御が可能なことから、工場やオフィスの照明用として採用が拡大している。さらにメンテナンスフリーで小型・薄型化を図ったことで、装置や機械の内部用照明として需要が拡大している。ＦＡ分野以外でも、植物育成分野や医療施設などの分野で採用が広がっている。今後は、高演色性やさらなる発光効率のアップ、低価格化などが進むものと予想され、デジタル制御が可能なことから、快適性や安全性など付加価値の向上も期待できる。
ＬＥＤ照明は、発光ダイオードを使用した照明器具。高輝度、長寿命・高信頼性、低消費電力・低発熱性、耐衝撃性、小型・点光源、高速応答性、環境に優しいなど数々の特徴を持つことから、現在では家庭用から産業用まで幅広い分野で使用されている。
国内は年率２倍近い成長
ＬＥＤ照明器具の国内市場は、２０１１年、１２年とも２倍近い拡大を続けている。富士経済の調査によると、１１年（１～１２月）が２２１２億円（前年比１５５・７％増）、１２年は３７３８億円（同６９・０％増）となっている。１１年は金額、数量とも全照明器具に占める割合は２０％台だったが、１２年は４０％台に拡大、１３年もＬＥＤ照明の比率は高まっており、２０年には金額ベースで６０％、数量ベースで７０％に達すると予測している。世界市場も急拡大しており、グローバルでの市場規模は、１１年で約２７３億ドル（約２・２兆円）とされている。
ＬＥＤは、順方向に電圧を加えた際に発光する半導体素子を用い、素子の中の電子エネルギーを、直接光エネルギーに変換することで発光する。発光原理はエレクトロルミネセンス（ＥＬ）効果を利用しており、有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ）も分類上はＬＥＤに含まれる。
ＬＥＤ照明の輝度については、産業用の製品では高出力デバイスと光学技術、マイクロアロイレンズの採用などにより、輝度で２１００ルクス、光束で１万５７００ルーメンという高輝度を実現している。
ＬＥＤの想定寿命は、照度７０％期において６万時間とされており、非常に寿命が長い。これにより、一度設置すれば電球交換など保守の手間が省け、部品や器具の購入コストが削減できる。こうした高輝度と長寿命という特徴により採用が増加している。低消費電力・低発熱性では、発光効率が高いので、少ない電力で従来の白熱照明と同じ明るさを出すことができる。熱となって失われる電力も少なく、低発熱の照明器具である。
工場用の天井照明では、従来の水銀灯に比べ、使用電力で約６０％削減でき、高い省エネルギー化が図られ、調光機能を取り付けたタイプでは、さらなる省エネが可能である。
日本電球工業会によると、ＬＥＤ照明の使用電力は、蛍光灯の約２分の１、白熱電球の約８分の１としており、ＣＯ2削減にもつながっている。
構造的に、真空やフィラメントを必要としないため、従来の照明より衝撃に強く、ほぼ点光源であり発光部が小さいことから、設置空間が小さくでき、デザインも工夫しやすい。高速応答性では、熱慣性がほとんどないＬＥＤ照明は、電源の入り切りに応じ高速で点灯・消灯する。対環境面でも、有害な水銀を使用しておらず、赤外線を出さないことで熱を外に伝えないことや、紫外線を出さないため虫が近寄ってこないなどの利点を持つ。ネックだった価格は、ここ数年の急速な普及で量産化が進み、リーズナブルになってきており、産業用ＬＥＤ照明でも低価格化が進んでいる。
異分野からの参入が急増
ＬＥＤ照明が登場する以前は、照明の製品技術や市場に大きな変化がない状態で、数社のメーカーが分野ごとに棲み分けする安定市場であった。しかしＬＥＤ照明の登場で市場構造は激変し、異分野からの参入が急増している。ＬＥＤは半導体であることから、半導体メーカーや、これまで照明に関係のなかったところも、ＬＥＤをアッセンブリするなどし、生産・販売を行っている。
工場などの用途では、ＬＥＤ照明を導入することで調光などの制御が可能となるほか、薄型化を図ることで装置や機械の内部用の照明として機能できるようになり、需要が拡大につながっている。高輝度ＬＥＤデバイスとレンズの採用、さらにリフレクタによる光学設計と、高効率な電源設計で、より高輝度で省エネルギー、長寿命、省スペース、メンテナンスフリーが特徴の各種産業用ＬＥＤ照明を展開している。
用途も、事務所や工場、店舗用の天井照明などを中心に、マイナス４０℃の環境でも即時フル点灯が可能なタイプでは、低温倉庫などの照明として使用されている。さらに水や油、切削くずが飛び交う工作機械や食品加工機械・設備など、厳しい環境下の機械内部照明や、設備用照明などの分野でも採用が増えている。
厳しい環境下での使用では、保護構造ＩＰ６６Ｇ、ＩＰ６７Ｇ、ＩＰ６９Ｋという高い特性を有しており、防水・防塵・耐油・高耐食性を備えた高機能なＬＥＤ照明となっている。また、小型・薄型で軽量ということから、携帯用として、制御盤や配電盤用の中を照らす照明としても利用されている。照明器具の裏側に磁石を取り付け、作業員が見たい場所に磁石で貼り付けることで手が自由になり、作業員の作業性アップにつながるといった利点も生まれている。
最近は、各種産業機械の機内ＬＥＤ照明ユニットとして、本体長さ１００ミリのミニサイズから、３６５ミリのロングサイズまでラインアップされており、従来品では設置が難しかった超小型機械から大型機械への対応や、高さを２５ミリに抑えた薄型設計で機械内に凹凸の少ない広々とした空間を実現している。照射角度も、機内が見やすいように約１２０度の広角配光や、フラットで自然な光を実現している。
豊富な形状・色のＬＥＤ照明をラインアップした画像処理用ＬＥＤ照明の分野は、ＬＥＤ照明のほかに照明用電源やセンシング照明、フィードバック電源、照明モニタリングセンサ、アクセサリ類まで幅広くラインアップし、ユーザーの要望に応えている。
植物育成分野が急成長
産業用以外では、植物工場など室内での植物育成分野などが急成長している。特に植物の育成にはＬＥＤの単波長特性が適しているとされており、最近では、産官学の連携事業として大学などで専門的な植物工場ラボが建設され、植物工場から品質の高い野菜や果物を一般市場に大量に供給できる研究や開発が進んでおり、今後の成果が期待される。
植物工場以外でも、消費燃料が軽減できるイカ漁などの集魚灯分野や、紫外線や赤外線による劣化を避けたい美術品や伝統工芸品などの展示用途のほか、ＬＥＤ照明はノイズを放射しないので医療施設や半導体工場向け、歯科治療用光硬化樹脂の照射光源、商業施設などで映像表示を兼ねた映像ライティングなど、様々な分野で需要が拡大している。
モバイル機器の表現力アップ
今後のＬＥＤ照明の技術開発は、小型でさらなる表現力が求められるモバイル機器やアミューズメント機器向けに、高輝度とともに、表現力のアップに欠かせない高混色性を実現した小型リフレクタ付き３色発光チップＬＥＤなどが開発されている。このチップＬＥＤの開発により、超精細でありながら、高輝度でのＬＥＤマトリクス生成を可能としており、モバイル機器やアミューズメント機器などでの表現力が大幅にアップされるものとして期待されている。
ＬＥＤ照明の今後の課題では、高演色性や、さらなる発光効率・節電効果のアップ、長寿命化、低価格化などが挙げられる。さらにデジタル制御が可能なことから、快適性や安全性の向上なども図れるだろう。ＬＥＤ照明は、既存照明からの置き換えとともに、新たなアプリケーションが開拓できるデジタル機器として、明るい市場が見込める。
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