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絵とき「白色LED」基礎のきそ

定価(税込)  2,160円

著者
サイズ A5判
ページ数 160頁
ISBNコード 978-4-526-06508-8
コード C3054
発行月 2010年08月
ジャンル 電気・電子

内容

LEDの基本について冒頭で触れた後、照明用途として注目を集めている白色LEDのメカニズムから実際のつくり方、さらには、製作した白色LEDを使用したランプの製作例を解説する。筆者の研究室で実際に製作している白色LEDの研究実績がベースとなっており、実践的な内容が特徴。

臼田昭司  著者プロフィール

(うすだ しょうじ)

1975年 北海道大学大学院工学研究科修了
1975年 工学博士
1975年 東京芝浦電気(株)(現・東芝)などで研究開発に従事
1994年 大阪府立工業高等専門学校総合工学システム学科・専攻科 教授
2008年 大阪府立工業高等専門学校地域連携テクノセンター・産学交流室長
光触媒工業会特別会員
華東理工大学(上海)客員教授
山東大学(中国山東省)客員教授
石家庄経済大学光電技術研究所(中国河北省)客員教授
現在にいたる
専門:電気・電子工学、計測工学、実験・教育教材の開発と活用法
研究:LED応用とLED照明、LED光触媒、光触媒水浄化システム、企業との奨励研究や共同開発など

主な著者
「読むだけで力がつく電気・電子再入門」、日刊工業新聞社、2004年
「読むだけで力がつく電気数学再入門」、日刊工業新聞社、2004年
「読むだけで力がつく自動制御再入門」、日刊工業新聞社、2004年
「読むだけで力がつくPID制御再入門」、日刊工業新聞社、2006年
「よくわかるLED活用入門」、日刊工業新聞社、2007年
「絵とき 電気計測 基礎のきそ」、日刊工業新聞社、2008年
「実例でわかるセンサ活用入門」、日刊工業新聞社、2008年
「絵とき リレー回路 基礎のきそ」、日刊工業新聞社、2008年
「作ってわかるLED照明入門」、日刊工業新聞社、2010年
ほか多数

目次

はじめに

第1章 LEDの基本と白色LEDのしくみ
1-1 LEDの基本
1-2 白色LEDのしくみ

第2章 照度の単位、照度特性と指向特性、演色性
2-1 照度の単位
2-2 照度特性
2-3 指向性
2-4 演色性

第3章 色温度と色度図
3-1 色温度
3-2 色度座標
3-3 色温度の測定

第4章 白色LEDを使用した電球形LEDランプの製作
4-1 交流駆動型のパワーLEDの概要
4-2 電球形LEDランプの製作

第5章 白色LEDを使用した蛍光灯形LEDランプの製作
5-1 蛍光灯の原理
5-2 蛍光灯形LEDランプの製作
5-3 蛍光灯形LEDランプのソケット部の製作

第6章 市販LEDランプを使用した蛍光管形LEDランプの製作と光学特性の測定
6-1 市販のLEDランプを使用した蛍光灯形LEDランプの製作
6-2 照度特性と指向特性の測定

第7章 蛍光灯形LEDランプの手作りに挑戦
7-1 白色LEDパネルの製作
7-2 蛍光灯形LEDランプの仕上げと温度測定

第8章 LED点灯用定電流電源基板
8-1 定電流駆動方式
8-2 Aタイプ定電流電源基板
8-3 Bタイプ定電流電源基板

付録
付録1 「ソケットと電源コードの接続方法」
付録2 「LED街路灯の製作に挑戦」
付録3 「砲弾型青色LEDと蛍光剤を使用した簡易型白色LEDランプの製作」
付録4 「LED陶器表示灯を使用したリラクゼーションの実験」

はじめに

 今年はLED元年と言われています。毎日のようにLEDの話題が絶えません。LEDの応用は、多種多様、今後ますます身近に広がっていくと思われます。特に、従来の電球や蛍光灯に代わる新しい照明機器として今まさに注目されています。LEDは、半導体の性質をそのまま継承しているので、長寿命かつ低消費電力という最大の特徴をもっています。また、LEDを使用する際には、割れやすいガラスや有害ガスなどを一切使用しないので耐環境性がよく、クリーンな光源として今後大きく期待されています。
 本書は、LEDの発光原理からLED照明に必要な照度の考え方や指向性、色温度や色度図、さらに、白色LEDのしくみから白色LEDランプの具体的な組み立て方、作り方を分かりやすく解説します。
 本書の各章の内容を以下に説明します。
 第1章は、LEDの発光原理と白色LEDのしくみについて説明します。蛍光剤を使用した白色LEDと赤、緑、青色の3色のLEDチップを使用した白色LEDについて解説します。
 第2章は、LEDの基本的な光学特性として照度、指向性、演色性について説明します。これらの光学特性は、LED照明の性能を表現する重要な特性になります。
 第3章は、LEDランプの色の表現、性能として必要となる色温度と色度図について説明します。色温度とは何か、色度図と色温度曲線の関係について説明します。また、筆者の研究室で製作した白色LEDランプを使用して具体的に色温度を測定します。
 第4章は、白色LEDを使用した電球形LEDランプの製作例について説明します。AC100Vで直接点灯可能な交流駆動型のパワーLEDの概要と、これを使用した電球形LEDランプ組み立てキットの具体的な製作の流れについて説明します。
 第5章は、白色LEDを使用した蛍光灯形LEDランプの製作例について説明します。必要な電子部品がすべて揃った蛍光灯形LEDランプ組み立てキットを使用して、具体的な組立法について説明します。
 第6章は、市販のバー状の白色LEDランプを利用した蛍光灯形LEDランプの製作例について説明します。製作した蛍光灯形LEDランプの照度特性と指向特性の測定例について説明します。
 第7章は、市販のパワー系白色LEDモジュールと小型放熱フィン、基板となるアルミ板を使用した蛍光灯形LEDランプを手作りします。また、仕上がった蛍光灯形LEDランプ温度上昇について測定例を説明します。
 第8章は、LEDを安定発光させるための定電流駆動方式と2種類の定電流電源基板について説明します。具体的には、定電流電源基板に白色LEDパネルを接続したときの定電流特性について実験します。また、定電流電源基板の具体的な使用例についても付記します。
 付録1は、第4章で製作した電球形LEDランプの点灯実験をするためのソケットと電源コードの接続方法について説明します。
 付録2は、パワー系の白色LEDモジュールと青色LEDモジュールを組み合わせた新しいコンセプトのLED街路灯の製作例について説明します。
 付録3は、市販の砲弾型青色LEDを励起光源して赤色蛍光剤と緑色蛍光剤を組み合わせて製作した簡易型白色LEDランプの製作例について説明します。
 付録4は、新たに開発したLED陶器表示灯を使用したリラクゼーションの実験例について説明します。被験者が、LED陶器表示灯から映し出されるカラーの模様を見てどのような心身状態になるのか、リラクゼーション効果について実験をします。
 各章は、基本的には独立しているので、単独で読み進むことができますが、特に、第1章~第3章はLEDの基本的な内容ですので、できるだけ読まれることをお勧めします。また、本文の説明の補足として用語解説を入れています。必要に応じて参照してください。
 本書執筆に際して、有限会社コム・インスティチュートの小牧保之氏、フジコウヨウ株式会社の芳谷輝一氏、ジレックス株式会社の藤ノ原和也氏のみなさまにサンプルや機材のご提供、貴重な情報提供などをいただきました。お礼申し上げます。
 最後に、本書執筆の好機を与えていただいた奥村功・日刊工業新聞社出版局書籍編集部長、編集上の貴重なアドバイスをいただいた新日本編集企画の飯嶋光雄さまにお礼申し上げます。
2010年8月 臼田 昭司

<追加情報>
 本書で使用した、「電球形LEDランプ組み立てキット」と「蛍光灯形LEDランプ組み立てキット」、「高熱伝導率接着剤COM-G52」および「定電流電源基板」の入手情報については、“次世代型LEDランプ研究プロジェクト”の代表会社の下記サイトを参照してください。
 有限会社コム・インスティチュート
 http://www.com-institute.co.jp
 また、Amazonのサイト(http://www.amazon.co.jp/)で、“電球形LEDランプ組立てキット”で検索するとキットの内容を参照することができます。
 LED街路灯に関する情報については、フジコウヨウ株式会社(http://www.fujikoyo.jp)のサイトを参照してください。

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