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第四章 応用分野

はじめに

LEDは、高輝度な青・緑色および白色 LEDの登場以降、その性能向上に伴って様〄なアプリケーションに応用され

るようになって参りました。

本章では、LEDが使用されている様〄なアプリケーションの実例をご紹介し、LED応用の現状をご理解いただくこと

を目的としております。

4.1. 照明分野 .....................................- 2 -

4.2. バックライト分野 .............................. - 16 -

4.3. 道路交通分野 ................................ - 17 -

4.4. 移動体分野 .................................. - 20 -

4.5. サイン・ディスプレイ分野 ....................... - 22 -

4.6. その他の分野 ................................ - 26 -

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4.1. 照明分野

4.1.1 住宅分野

当初、白色LEDに充分なパワーが備わっていなかった頃、応用製品として一般照明用器具に使用するには尐〄

無理があり、装飾、またはサイン、ディスプレイ用途にほぼ限定されていました。クリスマスツリーを飾るイルミネーシ

ョン、自動車のインパネや携帯電話などがその代表的な例です。その後、白色LEDは急激に明るさを増し、一般照明

用途への本格的な普及が始まるに至りました。

一般照明の中でも、ロードマップ上は住宅分野への普及をLED照明の最終段階と想定していますが、昨今の環

境問題の追い風もあり、既に様〄なアプリケーションが各企業から発売されています。ここでは、住宅における代表

的なLED照明の応用事例に絞って取り上げます。

1（住宅用インテリア照明

● フットライト

日本工業規格＇JIS（照度基準＇Z9110（では、住宅の深夜の寝室、便所、廊下、階段の照度を1～2ルクスと規定し

ており、光束の尐ない初期の砲弾型LEDでも充分にその役目を果たす事ができます。よってこの用途では、LEDが照

明に使用され始めた当初から各社での商品化が活発に行われています。いずれもLEDの特長である長寿命・小電

力のメリットを生かしつつ夜間の安全性を確保する事が出来るため、このタイプの製品は住宅用に限らず、病院用な

どの施設用途向けにも商品化されています。

フットライト

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● LED付シーリングライト

住宅用として一般的に普及を果たしている照明器具の一つに蛍光灯シーリングライトがありますが、ホームシアタ

ー用などとしての演出が可能なLEDが補助照明的に付属しているタイプがあります。スポットライトのように照射角を

変えられる構造のもの、色を加えてより装飾的にしたものなど、コンパクト設計が可能なLEDを使用し、本来の機能に

加え付加価値を高めた応用例とされます。

スポットライト機能を付加したもの 色を加えて装飾的にしたもの

● S型ダウンライト

ブローイング工法及びマット敷工法など、断熱構造を持つ住宅の天井または屋根に使用するダウンライトは、S型

と呼ばれる断熱工法に対応したものを選択しなければなりません。＇住宅に係るエネルギーの使用の合理化に関す

る設計、施工及び維持保全の指針／平成18年国土交通省告示第378号3(2)イ(ニ)（

住宅に普及している白熱灯ダウンライトがLEDに代替されて行くにつれ、当然ながらLED光源を持つS型ダウンラ

イトが各社から投入されています。中には白熱灯60Wと同等の光束を持ちながら器具効率が70lm/Wを越える製品も

登場し、低価格化を果たしつつ、需要の主力として期待されています。加えて、調光などコントロール機能への対応

も当たり前になりつつあります。

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● 間接照明用器具

間接照明用器具もまた、LEDのメリットを生かしやすい応用製品の一つです。これまで、住宅の間接照明の実際

においては直管蛍光管を使用していたケースが多数でしたが、熱条件やランプメンテナンス等における優位性から

LEDの代替が早くから進む事となりました。一方で、指向性が強く、現状では色のばらつきを抑える事が難しいLED

の光は、美しい間接照明を計画する上で充分な注意が必要となります。

● デスクライト・フロアーライト

LED は、小型・コンパクトな光源であり、従来不可能であった自由でユニークなデザインが可能なため、新たな照明

インテリアとしての展開が期待されています。

下図に示すのは、高輝度 LED を直線状に配置したデスクライトおよびフロアーライトで、アルミ特有の質感に加え、

シンプルにデザインされたインテリア照明です。外観色に合わせ白色タイプ＇シルバー仕上げ（、電球色タイプ＇ブラッ

ク仕上げ（の 2種の光源色があります。

デスクライトは、折り畳んでの収納や角度を自由に変えてアレンジできるユニークなデザインとなっています。また、

フロアーライトも同様に上部の角度を自由に変えることができます。さらにボタン操作による 8段階の調光や、上下 2

箇所の点灯切り替えなど雰囲気に合わせてインテリアを演出します。

デスクライト

フロアーライト

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2（住宅用エクステリア照明

LED の小型・コンパクト・長寿命といった特長を活かした住宅のエクステリア向け照明器具が各種商品化されてい

ます。エントランスの足元を明るく・安全に照らすエントランスライト、スポットライトやフットライトを始め、植栽にアクセ

ントを加える装飾用器具や表札の文字を夜間でもくっきりと浮かび上がらせる表札灯などがラインアップされていま

す。LED の指向性をうまく活用した配光を有し、デザイン性にも優れた商品が多く、今後、LED の高出力化の進展に

伴い、この分野の商品も増加してくるものと思われます。

エントランスライト

スポットライト 軒下ダウンライト

表札灯 ガーデン装飾用器具

エクステリア用フットライト

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4.1.2 施設分野

● 誘導灯

誘導灯は、火災やその他の不慮の事故により停電が発生したとき、居合わせた人〄が速やかにかつ安全に避難

できるように、非常口や避難経路をハッキリ照らし出す照明器具ですが、近年の白色 LEDの性能向上に伴い、白色

LEDを光源に用いた誘導灯が登場しています。

白色 LED は従来の蛍光ランプや冷陰極ランプと異なり、水銀を含まないため、環境にやさしい光源であると同時に、

割れにくい構造・素材であるため、ランプ交換時のメンテナンス性が従来の器具と比較して、大幅に向上しています。

白色 LEDを用いた誘導灯は、表示面の輝度ムラを抑え、JIL5502＇誘導灯器具及び避難誘導システム用装置技術基

準（をクリアする高い視認性も確保しており、誘導灯に求められる機能を十分に満たしながら、様〄な空間にマッチ

するクリーン＆スマートなデザインとなっています。

《LED誘導灯のメリット》

● 消費電力の低減＇環境対応（

● 水銀レス＇環境対応（

● 冷陰極ランプに比較し、割れにくく扱いやすい＇作業性の向上（

● 冷陰極ランプに比較し、2次電圧が低い＇安全性の向上（

● 低温時始動特性の改善＇性能向上（

LED誘導灯

● 電磁波低減照明器具

医療施設や半導体工場などでは、精密機器に影響を与える電磁波＇ノイズ（の低減が求められるため、照明器具

においてもノイズ低減フィルターなどを搭載することによって器具から発生するノイズを低減することが必須となりま

す。LED の場合は、もともと直流で点灯するため、高周波点灯を行うインバータ式蛍光灯器具などに比べてノイズの

発生は尐ないですが、それに加え、電源回路の工夫によりノイズレベルを更に低減し、器具部材に非磁性体素材を

採用した LED照明器具が発売されています。ノイズに敏感な医療機器や情報機器などへの影響を低減し、MRI室な

どの強い磁場を発生する機器の近辺にも設置することが可能な仕様となっています。

MRI室用 LED照明器具

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● ベース照明

ベース照明はオフィスや工場、倉庫等、幅広い用途があります。施設におけるメインの照明であるため、高い照度

が必要とされます。

近年 LEDの高効率化、高出力化の流れにより、このベース照明の LED化が可能となりました。光源を LEDにする

ことにより蛍光灯器具に対し大幅な省エネ、約 3～4 倍も長寿命となり、蛍光灯器具の代替として大きな注目を集め

ています。直付形、埋込形、システム天井用などラインアップも充実してきています。また、調光機能搭載器具やオ

ール電圧フリーの器具などもあり、様〄な施設やシーンへの対応が可能です。

LED化はインジケータなどの小さいものから始まり、スタンド、足元灯、スポットライト、ダウンライトと必要照度が高

い器具へ進み、そして、ベース照明まで LED化が可能となりました。これにより、照明器具のオール LED化が身近な

ものとなりつつあります。

LEDを用いたベース照明

● 病院用ベッドライト

病院用ベッドライトは、手元に十分な明かりを確保する事はもちろんですが、隣のベッドに明かりを漏らさないことも

重要になります。集光性の高いレンズ付きの LEDを光源に採用することによって、この課題を解決したベッドライトが

商品化されています。

ベッドの読書に適した照度は、日本工業規格＇JIS（照度基準＇Z9110（では、150～300 ルクスと規定されています。

集光レンズ付き LED光源により、手元に A4サイズ相当の範囲に 300ルクスの照度を確保しながら、隣のベッドには

ほとんど明かりが漏れない様な配光を実現しています。

また、光源に LED を用いる事によって灯具が小さく軽くなり、操作性が従来の器具より向上するだけでなく、光の照

射方向に熱がほとんど出ないため、顔が器具の近傍に近づいても、白熱灯のような熱さを感じることがありません。

LEDを用いた病院用ベッドライト

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4.1.3 店舗分野

● ダウンライト

LED の高出力化により本格的な照明として使用され始めました。その代表例がこのダウンライトになります。特に

商業施設のベース照明として、白熱灯 40W から FHT42W 相当までのダウンライトが製品化されており、消費効率も

既存の光源＇白熱灯だけでなくコンパクト形蛍光灯の効率（を超えてきています。このことから省エネ性も高くなり、メ

ンテナンスが困難な高所では更なる高出力も期待され、需要が急速に拡大しています。

ダウンライト

● スポットライト

店舗では、周囲に対して照射対象物にアクセントをつけるための照明で、非常に高い光出力を要求されます。最

近は LEDの光出力も上がり、ダイクロハロゲン 35WからCDM-R35W相当のものも登場し本格的な照明として使用さ

れ始めました。省エネという観点だけでなく、照射光に熱線や紫外線をほとんど含まないといった LED の特長を活か

し、照射物に優しい照明として期待される商品になります。

スポットライト

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● ライン照明

この商品は店舗空間のアクセント照明として様〄な部分に使用されています。連続点灯の他、専用の小型コントロ

ーラーによる点滅や種〄の点灯モードで多彩な演出も可能なものがあります。

器具の形状は細長くライン状の形状をしており、電源内蔵形、さらにスリム化を追及した電源別置形のものがありま

す。

最近は光量の UP により、アクセントだけではなく、棚下の照明＇ライン状（や間接照明が可能な製品も登場してき

ています。

アクセント照明の事例

間接照明の事例

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● ディスプレイ照明

コンパクト、照射光に熱線や紫外線をほとんど含まないといった LED の特長を最も活かしているのがこの分野の

商品といえます。

照明器具としては、集光レンズとの組み合わせなどにより、ショーケース用のスポットライト、棚用のダウンライト等

に多く用いられています。

また、既存の光源では、照射面の温度が高くなり照射できないものも照射が可能となり、新しい照明の展開が考え

られます。

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4.1.4 屋外分野

● エクステリアライト全般

夜間の長時間点灯を前提とする屋外照明にとって、LEDの優位性はそのまま製品特徴となります。そのためラン

ニングコストの低減やメンテナンスに関わる作業の削減は、設置する施設の大小を問わず導入の為の動機となるで

しょう。

更に、屋外照明の基本性能である防水性と耐候性についても高い品質を確保しつつ、公共空間に設置されるた

めに堅牢性も兼ね備えています。いくつかの商品事例を以下に示します。

スポットライト＇植栽や壁面など照らすもの（

投光器＇看板や壁面などを照らすもの（

地中埋込型照明器具

フットライト

ブラケット

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ローポールライト

水中照明器具

● 建築部材照明

LEDは、小型・コンパクトかつ長寿命な光源であるため、建築の構造物に組み込んで使用したいとのニーズが多く

あります。そのような要望に応えるべく、光る建築部材として建築空間の様〄な箇所に組む込むことが可能な LED照

明器具が発売されております。多様なニーズに応えられるよう点状・線状・面状の器具がラインアップされており、建

築物の照明空間を引き立たせる裏方の役目を担っています。これらの器具シリーズは、屋外用途だけでなく、屋内

空間も含めた幅広い用途でご使用いただける設計となっております。

点型器具の応用イメージ：文字や模様などフレキシブルに配置

線型器具の応用イメージ：連続したライン光が建築に美しいアクセントを演出

面型器具の応用イメージ：様〄な部材と組み合わせて光天井、光壁、光床などに

電源ボックス

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● ソーラーライト

消費電力の小さな LED は、ソーラーパネルと組み合わせて使用するのに適している光源であると言えます。各社

からソーラーパネルと LED を組み合わせた様〄な商品が発売されておりますが、地球環境にやさしいという側面以

外にも停電時に点灯することから、災害時の避難・誘導効果等も期待されています。

アプローチライト ソーラーライト(右は風力発電と組み合わせた事例)

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4.1.5 演出分野

● カラー演出照明器具・システム

従来のカラー演出では白色光源にフィルターを使用して色をつけたり、色の異なるネオンや蛍光灯を複数使用し

たりして ON/OFFの組み合わせによって色を作り出す手法がとられていました。

このような方法で作り出せる色は限られており演出内容も単調なものになってしまいます。

新光源であるカラーLEDで演出を行う場合、光の 3原色である R・G・B＇赤・緑・青（の 3色の LEDとマイクロプロセ

ッサーと組み合わせることで非常に細かく輝度をコントロールすることが可能になります。この特徴を利用することで、

いままで再現することが難しかったさまざまな色の表現が可能になります。これは単に再現できる色の数が増えると

いうことだけでなく色から色への移り変わりを非常にスムーズに行うことも可能になるため、演出としての幅も非常に

広がります。

カラー演出事例

演出用器具事例

現在は大掛かりな演出制御システムだけでなく、LEDの色変化に加え、省エネルギー・長寿命・コンパクトといった

特長を活かした様〄な商品がリリースされており、従来の器具では簡単には実現できなかった空間演出を可能にし

ています。

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カウンタートップライトとしての演出事例

フットライトとしての演出事例

● 壁面風車エコカーテン 照射スポットライト

エコカーテンは、複数の垂直形風車＇サボニウス形風車（と太陽光電池を組合わせたハイブリッド形発電機器で、

発電した電力で風車数の 1Wスポットライトを点灯、風車を演出します。

このスポットライトは、12 個の白色 LEDが装着されており 12V で点灯できます。40000 時間の長寿命でメンテナンス

が尐なくてすみます。外郭は樹脂で、軽量コンパクトな商品です。

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4.2. バックライト分野

LEDは高輝度化と低価格の進展に伴って、携帯電話、個人用携帯端末、

ノートパソコン、更には液晶テレビなどの液晶バックライト用光源にも

大量に使われています。

LEDが液晶バックライト光源用に使われ始めたのは携帯電話などの

小型ディスプレイからであり、携帯電話の薄型化に大きな貢献を果たして

きました。携帯電話の LEDバックライトには導光板が用いられています

が、携帯電話を薄くするには導光板も薄くする必要があり、導光板が薄く

なると LED も薄くしないと効率良く光が入射できない事から、LEDの

薄型化が進展し、厚さ 0.5mm以下のものも製品化されています。

現在では携帯電話用の液晶バックライトのほとんどが LEDになって

いますが、2007年頃からノートパソコン用にも使われ始めました。

ノートパソコンも薄型化が大変重要な要求性能であり、携帯電話用で培わ

れた LED バックライト技術がそのまま導入されていますが、大型化に伴う光源設計の自由度の高さ、低価格化の進

展、更には将来的な発光効率の向上による低消費電力化などの LED化によるメリットが評価され、やがてノートパソ

コン用の液晶パネルも、全て LEDバックライトになるものと予想されます。

液晶バックライトの LED化は、大型液晶テレビにも波及しています。当初は色再現範囲＇NTSC比（を広げる事を目

的として、2004年頃に R･G･B それぞれ単色の LED を用いた LEDバックライト液晶 TVが登場し、2005年頃には従

来から使われていた冷陰極管＇CCFL（と赤色 LEDを用いたハイブリッド・バックライトシステムも登場しました。

やがて白色 LEDの低価格化、発光効率の向上、蛍光体技術の進歩などの LED技術の向上と同時に、LEDに最適

化した液晶パネル、カラーフィルタなどの光学材料の開発、更には LED に適した駆動回路の開発など、様〄な周辺

技術とシステム化技術の進展により、白色 LED バックライトを用いた大型液晶テレビが製品化され始め、2009 年頃

から急激に拡大しつつあります。

大型液晶テレビ用LEDバックライトは、液晶パネルの真下から光を照射する直下型と、携帯電話と同様に導光板を

用いて横方向から光を入射するエッジ型の 2 種類が主流ですが、直下型は低消費電力化を目的とするローカルデミ

ング＇表示画像に応じてバッ

クライトを部分的に点灯／消灯

させる駆動方式（に適しており、

一方エッジ型は超薄型に適して

いるなど、用途に応じて使い分

けがされており、それぞれの技

術に対応した LEDが開発さ

れています。

携帯電話用ＬＥＤバックライトユニット

ＬＥＤバックライトユニット用ＬＥＤ

液晶テレビ用直下型ＬＥＤバックライトユニッ

ト

直下型ＬＥＤバックライト

ユニット用ＬＥＤ

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4.3. 道路交通分野

● LED式交通信号灯

電球式の信号灯器は、光源に白熱電球を用い、反射鏡と赤、黄、青に着色したレンズ＇フィルター（の組み合わせ

で、信号色を作っています。それに対して LED 式の場合は、発光ダイオードを表示面全体に配置し、LED の発光色

が直接、信号色となります。LEDの数量は＋平成 8年の開発当初は 700個以上使用されていましたが、LEDの高輝

度化に伴い、現在では約 200個となっています。

LED 式交通信号器は従来の電球式信号灯器に比べてエネルギー効率が格段に高く、消費電力量は車両用で

70Wから約 12W と 1/6程度、歩行者用で 60Wから 12W以下と 1/5以下に削減されます。従って、日本全国の電球

式の交通信号灯器を全て LED 式信号灯器へ交換することにより、年間 9.35 億 kWh の節電となり、原油に換算する

と年間 22.8万 kl＇タンカー1隻分（、約 2,500万本の樹木＇スギ（を植林したのと同じCO2削減効果が得られることにな

ります。(平成 18年 2月現在 LED照明推進協議会調べによる)

また、寿命が長いために整備や廃棄物処理などのライフサイクルコストが大幅に削減できます。 それらの環境面

での利点に加え、LED 式信号灯器は視認性も高く、西日でも疑似点灯が起こりにくいなど、安全面でも様〄なメリット

を備えており、東京都＇警視庁（を中心に、導入が進められています。

車両用交通信号灯器の設置台数は＋ 平成 18年 3月末現在＋約 112万灯です。その内、LED式は約 14万灯で＋こ

の 1年間で約 4万灯増加し、信号灯器全体に占める割合は 12.8％＇前年は 9.3％（となっています。しかしながら、諸

外国に比較するとまだまだ LED 化率が遅れているのが我が国の実態であり、今後の普及促進が期待されていま

す。

LED式車両用交通信号灯器

LED式歩行者用交通信号灯器

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● トンネル内用表示灯

トンネル内の安全確保の目的で 200m 間隔で設置される表示灯は、100m の距離から視認できることが必要とされ

ています。LED を用いた導光式表示灯は、特殊導光板の採用により、パネルの表面輝度を均一にコントロールする

ことで高い均斉度を確保、さらに側面部にスリットを設け LEDの発光を見せることで、100m先から視認できるための

必要な平均輝度をクリアしています。また、長寿命・小型といった LED の特長により、ランプメンテナンスの省力化、

器具の薄型化による省施工のほか、省エネにも寄与しています。

LED導光式表示灯＇トンネル内用（

● 道路灯

LED 道路灯は連続照明の事例はまだ尐ないものの、局部照明の事例が増えています。道路では水銀ランプと高

圧ナトリウムランプが主に使用されていますが、LED 道路灯は水銀灯に対して約 50～60(％)の省エネが図れます。

下図は LED 道路灯の例で、水銀灯 400W、高圧ナトリウムランプ 180W 相当の明るさを実現し、国･自治体の車道の

基準となっている｢道路照明施設設置基準(）1)｣の平均路面輝度 0.7～1.0(cd/㎡)に準拠します。また、LED には指向

性が強いという特性があるため、路面に光を集中させることで漏れ光が尐ない照明が可能になり、周囲環境への影

響が軽減されるというメリットもあります。現状での一番の課題は器具が高価なことです。LED は電気代の削減と

CO2排出量の削減、ランプ交換費の削減に繋がりますが、10 年間の LCC(ライフサイクルコスト)において償却するた

めには、既存器具の価格の 3倍以内に抑える必要があります。

LED道路灯

(）1) 道路照明施設設置基準･同解説 (社)日本道路協会 平成 19年 10月

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● 歩道灯

LED 歩道灯は安全･安心をキーワードに全国で歩道整備が進んでおり、LED の設置事例も増えています。歩道で

使用されているのは主に水銀灯ですが、LEDによって 50～70(％)の省エネが図れます。下図は LED歩道灯の例で、

水銀灯 80～100W相当を実現し、国･自治体の歩道の基準となっている「道路照明施設設置基準･歩道等(）2)(平均照

度 5ルクス以上･均斉度 0.2以上)」に準拠します。

LED歩道灯

(）2) 道路照明施設設置基準･同解説 (社)日本道路協会 平成 19年 10月

● 防犯灯

LED 防犯灯は屋外照明ではいま最も旬な市場です。地域の防犯意識の高まりとともに、地方自治体での納入数

量が増えていることから、低価格化も進んでいます。防犯灯で使用されているのは主に蛍光ランプと水銀ランプです

が、LEDによって 50～70(％)の省エネが図れます。下図は LED防犯灯の例で水銀灯 80～100(W)相当の明るさを実

現し、防犯照明の明るさの基準(）3)であるクラス A、クラス Bに準拠します。

LED防犯灯

(）3) 防犯照明ガイド (社)日本防犯設備協会

● 公園灯

LED公園灯(ポールライト)も最近、要望が多い市場です。公園は落ち着いた空間が必要とされるため、白色だけで

なく、電球色の LED を使用した器具も増えています。公園で使用されているのは主に水銀ランプと高圧ナトリウムラ

ンプですが、LED は水銀ランプに対して約 50～70(％)の省エネが図れます。下図は LED 公園灯の例で水銀灯

200(W)同等の明るさを実現します。また LEDは水銀灯に比べて虫が寄りにくいという特性も採用される要因になって

います。

LEDポールライト

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4.4. 移動体分野

● 自動車

自動車への LED 応用については、自動車用光源の「省エネ化、リサイクル化、長寿命化」といった流れを受け、ハ

イマウントストップランプやインパネの各種メーター類のバックライト＇図 1（といった、それほど多くの光量を必要とさ

れない用途を中心に採用されてきました。近年では、リアコンビネーションランプだけでなくヘッドランプに LEDが搭載

される車種も増えています。

白色 LED の発光効率の向上に伴い、マップランプ＇図 2（や室内灯＇図 3（といった、照明用途＇ある程度の光量が

必要な用途（にも LEDが採用されています。すでにヘッドランプへも採用されつつあるが、従来光源に比べまだコスト

が高く、広く普及するにはまだ時間がかかるとおもわれます。現在実用化されている白色 LED を搭載したヘッドラン

プを図 4に示します。

図 1.インパネの各種メーター類 図 2.マップランプ

図 3.室内灯＇間接照明タイプ（

図 4.ヘッドランプ

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● 鉄道車両

自動車、鉄道車輌、航空機、船舶などの移動体への応用は、以下に示すように LED の特性を活かすことができるた

め、一般照明に先立って応用展開が期待される分野です。

《LED応用のメリット》

＇1（振動に対して強い →メンテナンス費用の大幅削減

＇2（寿命が長い → 〃

＇3（配光制御が容易 →照射面に対する照明率が良好、かつグレア低減などへの貢献

＇4（小 形 →荷棚のような限られたスペースにも組み込み可能

＇5（軽 量 →車体重量の軽減を通じた運行時のエネルギー消費量の低減

以下の写真は、特急車両の荷棚の下に左右各 2列、計 4列のライン照明を組み込んだ実施例で、

ドーム型天井の蛍光灯による間接照明と合わせて客席において 300 ルクス以上の照度を得ています。

車室内全景＇LED照明＊蛍光灯間接照明（ 荷棚下の LED照明＇拡大（

先頭車両＇展望席＊運転台（ 出入口部の LED照明 端部座席の LED補助照明

※ 小田急電鉄株式会社様 新型特急ロマンスカー・VSE

※ 総括デザイン 岡部憲明アーキテクチャーネットワーク様

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4.5. サイン・ディスプレイ分野

4.5.1 サイン分野

LED の省エネルギー性や省メンテナンス性が着目され、ネオンに代わる新しい光源として LEDの使用が進んでい

ます。代表的な用途としてサイン文字への応用があげられますが、大別して金属チャンネル文字の内部に LED モジ

ュールを組み込んだもの＇図1（や、特殊樹脂の中に砲弾型LEDを埋め込み、拡散させ均一した発光が得られる切文

字タイプ＇図 2（、LEDそのものを意匠的にはっきりと見せるタイプ＇図 3（などがあります。

図 1 図 2 図 3

①金属チャンネルタイプ

金属チャンネル文字の内部に LED モジュールを組込むタイプには、文字表面＇正面（を発光させるタイプ＇図 4（、

壁面を照らしバックライト効果を狙ったもの＇図 5（や、正面と裏面を同時に発光させるもの＇図 6（などがあります。

図 4 図 5 図 6

チャンネル文字への応用は、文字フェイスに何色のアクリル板を使用するかで、内部に組み込む LEDの色が決め

られています。一般的には、赤いアクリル板をフェイスに使用する場合は、赤色 LED を使用し、青いアクリル板をフェ

イスに使用する場合は、青色 LED を使用します。アクリルと LED の選択を誤ると、LED の持つ光の波長の特性によ

り、文字発光の明るさが思うように得られない場合があるので、注意を要します。＇図 7、図 8参照（

図 7.青アクリル＊青 LED 図 8.赤アクリル＊青 LED

また、特に色バラツキの大きい白色 LED を使用する場合は、発光面に色むらが生じる場合があるので、使用する

LED のロット等を合わせたり、同一梱包の LED モジュールを使用してサイン製作を行う必要があります。この問題を

軽減する為に、LED モジュールメーカーによっては LED の色温度や明るさをグループ分けし、製品に BIN コード＇分

類コード（を記載している製品＇図 9（もあります。

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図 9. BIN コードが記載された LEDモジュール例

一般的にクライアントからの要望として、正面発光サインの場合は文字表面が均一に発光すること、またバックラ

イトの場合は、壁面に LED のスポット光が映らないようにすることがあげられます。正面発光の場合は、使用する

LED モジュールの光度＇明るさ（と放射角度、使用するアクリルの透過率や LED と発光させるアクリルとの距離を勘

案する必要があります＇図 10参照（。各モジュールメーカーならびに、LEDモジュールの種類によって、それぞれ特性

が異なるので、設計・製作段階において十分考慮する必要があります。

適正位置 LED とパネルの距離が短い場合 LED とパネルの距離が長い場合

図 10.LED とパネルとの距離の違いによる発光面の見え方

その他の留意点として、LED モジュールと電源までの距離があげられます。LEDは基本的に DC＇直流（低電圧で発

光するため、DC 電源と LED モジュールとの距離が離れている場合、電圧降下を起こし、設計どおりの明るさが得ら

れない場合があります。設計時に、文字の大きさや形状だけではなく、取り付け壁面や DC 電源を設置する場所、及

びその距離と配線の方法までを考慮する必要があります。

②切文字タイプ

切文字タイプについては、LED を組込む特殊樹脂に拡散材を混入し、適正な光拡散を得られるよう様〄な工夫が

施されている。文字厚わずか 20mm の切文字が均一に発光をする LED サインは、様〄なシチュエーションに使用さ

れ、大型チャンネル文字とは別に新しいサイン・ディスプレイの分野を切り開いています。＇図 11参照（

図 11.切文字タイプのサイン事例

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4.5.2 カラーディスプレイ分野

現在、屋外におけるフルカラー大型映像表示機のほとんどは発光素子に LEDを使用したものです。光の三原色で

ある赤・緑・青の LED を使用しており、従来のブラウン管方式や白熱灯方式、放電管方式などと比較し、高輝度・低

消費電力・長寿命・色再現性に優れる・軽量・画面および画素構成の自由度が高い等の特長を持っています。

1990 年代中頃に日本で初めて実用化されたフルカラーLED ディスプレイの登場をきっかけに、街頭に多くの大型

映像サインが普及することとなりました。LED による光の三原色の再現が可能にならなければ、繁華街の風景は今

とは全く違ったものとなっていたに違いありません。そういった意味で高輝度青色 LED の実用化は、話題性だけでな

く、社会へ大きなインパクトを与える発明であったと言えます。

近年になってフルカラーLED ディスプレイの用途は急速に広がっていますが、主な用途と動向について以下にまと

めます。

① 大型施設＇体育施設、公営競技場等での情報提供（

大型施設においては、表示面積が 100㎡、200㎡を超えるような大型システムが導入されることが多く、メインマー

ケットとして順調にその数と面積を伸ばしています。オリンピックやワールドカップなどのイベントにより需要が大きく

左右されるものの、現在も成長基調にあり、またリプレースの需要も確立されています。近年は大型化の傾向がさら

に強まり、700 ㎡を超えるような超巨大ディスプレイの計画も予定されており、勿論これらが実現する裏にはフルカラ

ーLEDディスプレイの軽量性や画面構成の自由度が貢献しています。

② 公共施設＇自治体、官公庁等の広報（

公共施設の分野は、大きな増減もなく非常に堅調な市場の一つです。警察署や役所などの広報ボードに続き、新

しく河川の災害情報ボードや道路関係の交通情報ボードなどもフルカラー化されていく傾向にあり、今後の伸びが予

想されます。フルカラーLEDディスプレイの高輝度と長寿命の特徴が必要とされる分野です。

③ アドサインボード＇ビル壁面等を使った広告媒体（

アドサインボード分野も概ね横ばいで推移している。駅前等の優良立地で、かつ既設のものと競合しないロケーシ

ョンが尐なくなっており、今後は広告会社が全面的に運営する形式だけではなく、設置ビルの自社広告も放映する店

舗サイン融合型が増加する見込みです。10mmピッチ屋外型SMDチップを使った非常に高精細で高品質の LEDディ

スプレイが登場し、話題となっており、今後もハイビジョン対応など、フルカラーLED ディスプレイの色再現性を活かし

た効果の高い広告媒体として、アドサインボードは進化を続けると見込まれる分野です。

④ 店舗サイン＇店舗、施設のセールスプロモーション（

現在最も需要の伸びが大きいのがこの分野です。特にアミューズメント分野では、新規大型店舗において、もはや

必需品としての位置を確保しつつあります。そもそもネオンサインに替わる電飾素材として、LED ディスプレイの低消

費電力の特徴が注目されて導入につながったという歴史があり、今後は大型複合施設や銀行証券、ショールーム、

テレビ局などへ大きく市場が広がっていくと予想されます。

⑤ イベント＇コンサート、展示会などでの使用。主にレンタル（

各種イベントやコンサートに加え、最近では展示会での使用が目立ってきています。3mm、6mm ピッチなど高精細

で色再現性の高い映像表現が実現できること、自発光で高輝度という特徴から、インパクトを求めるクライアントのニ

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ーズにぴったり当てはまること、軽量で画面構成の自由度が高いことから、ブースデザインの一環として導入しやす

いことなど、LED ディスプレイならではの特徴が活かされているマーケットです。従来主流だったリアプロジェクション

式のマルチキューブから完全に主役の座を奪っています。

⑥ 建築装飾＇建築物の演出等（

一番新しく、また今後の発展が期待されている分野です。海外の高級ブランドなどの店舗で、外装や内装の一部

として、建物に融合する様〄な形状のフルカラーLED ディスプレイが導入される例が増えています。いわゆるテレビ

のような 4対 3の画面ではなく、長い柱状のもの、軒飾りのような帯状のものなど、絵が動く建材として、LEDディスプ

レイの自由度を活かした斬新な使用例が増えています。従来の映像ディスプレイや照明の用途ではない新しい分野

として、場所を限定しない、無限の可能性を秘めていると言えます。

今日では、新しい技術を使用した様〄な映像デバイスが登場していますが、屋外で日中使用できるものとしては、

今後 10 年は、フルカラーLED ディスプレイを超えるものは出現しないといわれています。駅で、街角で、イベントで、

テレビ番組の中で、郊外のアミューズメント店で、今やフルカラーLEDディスプレイを眼にしない日はありません。ユビ

キタスネットワーク社会の中、あらゆる場所が LED ディスプレイによって、情報発信の場になり、多様なコミュニケー

ションが生まれています。情報インターフェイスとしては、今後、そこに映るコンテンツの役割が非常に重要となり、同

時に一番の課題でもあります。

図 13.建築装飾用フルカラーLEDディスプレイのアプリケーション例

※日本製のパネルは、ほとんどの製品が 1パネルあたり

16 ドット×16 ドットで構成されています。

この仕様は、パネル 1枚につき漢字を 1文字を表示できる

文字情報用 LEDディスプレイに由来します。

図 12.フルカラーLEDパネル事例

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4.6. その他の分野

● 画像処理用照明分野

長寿命・コンパクトといった特長から、画像処理用の光源として LED が用いられるケースが増加していますが、近

年の LEDの高出力化に伴い、高輝度な仕様が要求される用途においても LED化が進展しつつあります。

これまで光量が必要とされる用途には、ハロゲンランプやメタルハライドランプ、キセノンランプなどの光源から光

ファイバを用いたライトガイドで導光・照射する方式が使われてきました。しかし、光源の寿命が短く、ランプの交換作

業が頻繁に発生したり、ライトガイドの取り回しが困難であったりと様〄な問題が顕在化していました。しかし、近年

においては、性能向上が著しい高出力 LED を使用することでこれまでの問題を解決し、従来の LED照明と比較して

10 倍以上の高輝度を達成するとともに、集光レンズと組み合わせることによって高均一性も確保した、画像処理用

LEDスポット照明が商品化されています。

図の高輝度 LEDスポット照明は、照射先端部を除けばφ 24XL30mmというコンパクトなサイズで、重量も 50gの軽

さとなっています。消費電力は1.4～1.6Wと低消費電力で発熱も尐ないため、同軸落射付レンズに直接装着して使用

することが可能であり、ライトガイドが不要となりました。しかも、LED の発光色＇赤・緑・青（は単色光に近く、色収差

の影響を受けることが尐なくシャープな画像が得られるため、画像処理において安定した撮像画像を提供することも

可能となりました。

長寿命な LEDを採用することにより、ランプメンテナンスの大幅な省力化を実現するだけでなく、さまざまな形状や、

照射構造を比較的容易に製作・実現できることが、LED を採用する大きな利点として認知されています。いまや LED

照明は、画像処理用の照明として多種多様な分野で使用され、物づくりの現場を支えています。

画像処理用高輝度 LEDスポット照明

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● 植物育成用照明

世界的な食糧危機の到来が予測される中、野菜や穀物などの農作物を効率よく生産する「農業の工業化＇植物工

場（」が注目されるようになっています。

高圧ナトリウムランプや蛍光灯・メタルハライドランプといった既存光源を利用した植物工場が国内に既に数十ヶ所

存在しますが、LEDは次世代の光源として注目されています。

植物の生長に必要な光の波長は、主に赤＇640～680nm（と青＇450～480nm（であり、光量や照射時間を調整するこ

とにより植物の生長速度や形状をコントロールできるということが知られています。最近では、これに他の波長の光

をバランスよく加えることによって含有栄養成分をもコントロールしようという試みがなされています。これは LEDの持

つ単波長特性を活かすことで実現可能となります。

植物ごとに異なる最適光環境条件を特定したいという市場の声に応えるため、光質のバランスや照射時間を精緻

にプログラム管理することができる植物育成研究用の LED 照明ユニットが実用化されており、実験の目的に応じた

光環境作りに貢献しています。

LED を応用した植物育成に関する研究成果は、今後、高付加価値農作物を安定的に生産することができる植物工

場実現への足がかりになるものとして期待されています。

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● プリントヘッド

電子写真方式のプリンターは高速で高画質な印刷が得られ印刷の生産性に優れているため、オフィスなどでプリ

ンターまたは複写機として広く使われています。このプリンターの書込み光源に LEDを用いる方式があります＇図 1)。

LEDプリントヘッドは印刷幅に複数の LEDが配置されていることが特長で､例えばA4サイズの 600ドット/インチの解

像度を持つヘッドは 4,992 ドットの微細な LEDが 42.3μ mピッチで直線状に構成されています。図 2は最新のデバイ

スの事例で、LEDは LEDを駆動させる IC上に分子間力により一体形成されています。これらの技術により LEDプリ

ントヘッドはコンパクトで高速･高解像度な印刷が行えるため、カラープリンターの多くに使われています。

図 1 電子写真式プリンタの印刷原理を説明するイメージ図

図 2 プリントヘッド LED部の拡大写真

LEDプリントヘッド

感光ドラム

LED

ロッドレンズアレイ

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● 電源装置

LEDは、点灯時の電圧が数ボルトと非常に小さく、また一方向にしか電流を流さないため、点灯させるためには、

LED＇モジュール（に適した所定の電圧を得るための電源装置が必要になります。

LED用の電源装置は、大きく分けて、定電圧タイプと定電流タイプの 2 タイプに分かれます。

「定電圧タイプ」の電源は、LED＇モジュール（を点灯させるための所定の直流電圧を供給するもので、一般的に採

用されていますが、LEDモジュールの回路構成によっては、LEDの順方向電圧のバラツキや温度特性による順方向

電圧の変化に伴い、LEDの順方向電流が変化し、明るさが変化してしまうという課題をもっています。

一方、「定電流タイプ」の電源装置は、LEDに流れる電流を一定に制御する方式の電源で、LEDの直列接続個数

や周囲温度が変化しても LEDの順方向電流が変化することはありません。

近年、LEDの高出力化に伴って、LEDに投入する順方向電流は、従来の数十 mA程度から数百 mA程度に大きく

なる傾向にあります。こういった高出力 LEDの場合は、電流値の変化によって明るさが大きく変化してしまうため、定

電流タイプの電源と組み合わせられるケースが多いようです。

また、定電圧タイプの電源と定電流回路を設けた LEDモジュールを組み合わせた例もあり、アプリケーションに求

められる要求仕様に応じて、最適な電源の方式が選択されています。

《LED定電流電源の一例》

入力電圧 AC100V

出力電流 350mA 定電流

）LED1～3粒の範囲で任意に点灯可能＇直列接続（

＇Vf＝3．5Vの場合（