• HOME
  • エンタメ
  • 冬の夜を美しく彩るLEDの仕組みとは?イルミネーションが昔よりカラフルになった理由
トリビア

冬の夜を美しく彩るLEDの仕組みとは?イルミネーションが昔よりカラフルになった理由

冬の夜を美しく彩るLEDの仕組みとは?イルミネーションが昔よりカラフルになった理由

夜の街を彩る美しいイルミネーションは、冬の風物詩のひとつです。このイルミネーション、現在ではLEDで構成されているものがほとんどで、最近ではライトのカラーもずいぶんとカラフルになりました。

開発が進むにつれ、商業施設から家庭の明かりにまで広く普及してきたLED。いったいどのような仕組みで発光し、さまざまな色を表現しているのでしょうか? その歴史や仕組みを探ってみましょう。

そもそもLEDってなに?発光の仕組みとは

LED_02

LEDはLight Emitting Diodeの略称で、日本語では『発光ダイオード』と訳されます。

LEDといえば、現在は省電力・高輝度・長寿命の光源として、一般家庭でも当たり前に活用されていますよね。LEDが従来の光源である電球や蛍光灯に比べて非常に優れている理由は、その発光の仕組みにあります。

電球も蛍光灯も、マイナスの電気を帯びた電子が金属の原子に衝突することで光を発します。両者の違いは、電球の場合は電球内部の金属線に、蛍光灯の場合は蛍光灯内部の水銀ガスに、電子がぶつかるというだけの違いです。

一方で、LEDは電圧の変化により電気を通すことも通さないこともできる『半導体』であり、その内部で、マイナスの電気を帯びた電子とプラスの電気を帯びた正孔(せいこう)を発生させることができます。

正孔は、文字が示すとおり実は、物質ではなく“穴”です。LEDの場合、電子と正孔が衝突して光を発するというよりは、プラスの電気を帯びた正孔という“穴”を、マイナスの電気を帯びた電子がするりと通り抜けていくイメージ。

そのため、2つの物質が衝突して発光する仕組みの電球や蛍光灯よりもエネルギーのロスが少なく、効率よく電気を光に変えることができるので、より明るく、寿命も長くなるのです。

また、LEDは熱をあまり放出しないので、その安全性から、木や建物に結びつけるイルミネーションにも広く活用されるようになっています。

青色LEDの発明でフルカラーを表現できるように!

LED_03

LEDは、1900年代初頭にイギリスの科学者ラウンドによって発明されました。ラウンドが「炭化ケイ素のかたまりに電気を流すと黄色く光る」ことを発見したのがLEDの起源です。

その後、1962年にアメリカのホロニアックが赤色LEDを発明し、1970年代までには黄色や黄緑色のLEDも登場しています。

赤色、そして、純粋な緑ではないものの緑色に近いLEDが開発されたことで、あとは青色のLEDさえあれば光の三原色がすべてそろい、白色を含めてすべての色がLEDで作れるようになります。

そのため青色LEDの開発・実用化が待たれていたのですが、1989年、ついに日本の赤崎勇氏、天野浩氏により青色LEDが発明されます。

青色LEDの誕生後、さらに西澤潤一氏により高輝度緑色LEDが開発され、中村修二氏により1993年に高輝度青色LEDの量産技術が開発されると、LEDは急速に世の中へ普及するようになっていったのです。

LEDを使ってカラフルなイルミネーションができるのはなぜ?

LED_04

「赤・緑・青がそろうとすべての色を表現できる」ことになぜ?と疑問を持たれた方も多いかもしれません。赤・緑・青の3色は光の色の中でももっとも基本的な色であり、「光の三原色」と呼ばれています。

光の三原色は、この世に無数にある光の色それぞれの構成要素です。そのため、赤・緑・青の3色をすべて重ねると白色になりますし、それぞれの発光のバランス(明るさ)を変化させれば、ほとんどすべての色が表現できます。

たとえば、テレビ画面を近くで見ると、映像はこれら3色の細かい点の光で構成されていることがわかります。冬のイルミネーションで見るさまざまな美しい色も、3色のLEDそれぞれの明るさのバランスを少しずつ変えることで生み出されているのです。

いかがでしたか?私たちが今、カラフルな美しいイルミネーションを楽しめているのも、科学者たちの努力があってこそ。LEDのヒミツを知ると、イルミネーションもまた違った楽しみ方ができるかもしれませんね。

▼キレイなものが大好きなあなたにオススメの記事はこちら!
イルミネーションは16世紀から始まっていた!日本のおすすめクリスマスイルミネーションスポット3選
疲れた心と目の保養に! 幻想的で美しい『オーロラ』写真館
19世紀に誕生した新印象派が描く 美しい「点描画」の世界

▼冬の空気は乾燥しがち。しっかり対策出来ていますか?
目のトラブルについて~ドライアイ~(ロート製薬 商品情報サイト)

〈参考〉
発光ダイオード – Wikipedia
https://ja.wikipedia.org/wiki/発光ダイオード
発光ダイオード|なんでも調べ隊|学研サイエンスキッズ
https://kids.gakken.co.jp/kagaku/nandemo/0712.html
LEDの歴史・発明 | 大塚商会
https://www.otsuka-shokai.co.jp/products/led/knowledge/history.html
光はRGBでできている|キヤノンサイエンスラボ・キッズ
http://web.canon.jp/technology/kids/mystery/m_04_02.html
アンタレス-LEDの歴史-
http://www.antares-network.com/led.html
なぜ青色LEDがノーベル賞なのか?ー基礎的な研究背景編
https://www.chem-station.com/blog/2014/10/post-663.html
LED ってどんなものなの?普通の電球との違いは?
http://energy-navi.com/led-ってどんなものなの?普通の電球との違いは?/

目ディア

この記事が気に入ったら
いいね!してね♪

アイケア

最も強い可視光線『ブルーライト』が目や体に及ぼすさまざまな影響

最も強い可視光線『ブルーライト』が目や体に及ぼすさまざまな影響

「ブルーライトは目に悪い」といわれて久しく、ブルーライトカットメガネなど、ブルーライトによる目のダメージを軽減するグッズが多数開発されています。しかし実は、ブルーライトは目以外にも悪影響を及ぼすことがわかってきています。

今回はそんなブルーライトについて詳しく見ていきましょう。

可視光線の中で最も強いエネルギーを持つブルーライト

ブルーライト_02

可視光線とは、人が“光”として見ることができる、波長およそ400~700nm(ナノメートル)の電磁波のことです。可視光線は、人の目には波長の長さが短いほうから紫、青、緑、黄、橙、赤という色として認識されます。

一方で、400nmより短い波長の光を紫外線、700nmより長い波長の光を赤外線と呼び、これらの電磁波は人の目では認識することができません。

可視光線の中で一番強いエネルギーを持っているのが、波長380~500nmのブルーライトです。ブルーライトは紫外線の次に強いエネルギーを持っているため、人への影響も紫外線と同様に大きくなります。

ブルーライトを浴びることで高まるさまざまなリスク

ブルーライトが人の目や体に及ぼす影響を具体的にご紹介します。

●目の疲れ・痛み、視力低下

ブルーライトは目の網膜や角膜にダメージを与え、目の疲れや痛みを引き起こします。また、ブルーライトのダメージが網膜の中心部にある黄斑にまで達すると、黄斑が物の見え方に大きく関わる部位であることから、視力低下を引き起こす可能性もあります。

さらに、黄斑がブルーライトのダメージを受けることにより、『加齢黄斑変性』という目の病気の原因となることがあります。

●サーカディアンリズムの乱れ

ブルーライトは人体のサーカディアンリズム(体内時計)に大きく影響することがわかっており、ブルーライトにさらされ続けることでサーカディアンリズムが狂うと、睡眠の質の低下精神不安発がんリスクの上昇につながるといわれています。

たとえば、夜勤の多い看護師などの職業において乳がんリスクが非常に高くなるという報告があり、これはサーカディアンリズムの乱れによるものだと考えられています。

●肥満のリスク上昇

マウスによる実験では、夜間に光を浴びたマウスはそうでないマウスに比べ、同じカロリーの食事でも太りやすかったという研究結果があります。

夜にパソコンやスマホなどのブルーライトを発する機器を使用することで、人でも肥満のリスクが高まる可能性が考えられます。

パソコン作業は1時間ごとに10~15分の休憩を

ブルーライト_03

厚生労働省のガイドラインでは、VDT(Visual Display Terminals:ディスプレイとキーボードなどで構成される機器)作業において、次の3つを推奨しています。

①1時間を超えて連続して作業をしないこと
②連続作業ごとに10~15分程度の休止時間を取ること
③連続作業ごとの休憩のほか、1連続作業時間内で1~2回程度の小休止を取ること

パソコンなどの電子機器を使ったデスクワークでは、こまめに休憩を取るほか、パソコン作業の間に書類整理など別の作業を挟むなど、連続した長時間のVDT作業を行わないよう配慮するのがベストです。

また、寝る前にどうしても本を読みたい方は、電子書籍ではなく紙の書籍にすると、ブルーライトによる睡眠への影響を抑えられるでしょう。

デジタル機器の普及により、子どもの視力低下も急増しています。視力が低下すると、勉強で疲れやすくなり、学力の低下につながることもあります。

スマホやタブレットなどでゲームをしていると、子どもたちは疲れを忘れてついつい夢中になってしまいがち。休憩を促すなどして、親が子どもの目を守るという意識を持つことも大切だといえるでしょう。

いかがでしたでしょうか。暑い夏でも紫外線対策はバッチリ!という方は多いでしょうが、オフィスなどのブルーライトには、身近だからこそつい無頓着になってしまいがちです。

現代では避けることが難しいブルーライトですが、できる限り避ける方法を知り、目や体の健康を守って、快適に過ごしたいものですね。

▼ブルーライトや目のダメージが気になる方はこちらもチェック!
あなたも注意!デジアイ症候群!(ロート製薬 商品情報サイト)
昼間なのに異常に眠い! その眠気の原因、『ブルーライト』かも?
欧米では失明原因の第1位!日本人にも増殖中の『加齢黄斑変性』ってどんな病気!?
ブルーベリー以外にもたくさんあった!眼科医が教える「目にいい食べもの」まとめ

〈参考〉
ブルーライトとは | ブルーライト研究会
http://blue-light.biz/about_bluelight/
可視光線 – Wikipedia
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%8F%AF%E8%A6%96%E5%85%89%E7%B7%9A
可視光線 | 生物分子科学科 | 東邦大学
http://www.toho-u.ac.jp/sci/biomol/glossary/chem/visible_light.html
新しい「VDT作業における労働衛生管理のためのガイドライン」の策定について
http://www.mhlw.go.jp/houdou/2002/04/h0405-4.html
日本眼科学会:目の病気 加齢黄斑変性
http://www.nichigan.or.jp/public/disease/momaku_karei.jsp

目ディア

この記事が気に入ったら
いいね!してね♪

関連記事

RELATION POST

  • Amazon ロート製薬
  • ロートV5粒
  • ロートVアクティブ
  • ロートV11 目を酷使する人のつらい疲れ目に。
目ディアの最新情報をチェック!
  • 目ディア facebook
  • 目ディア Twitter
  • 目ディア RSS
ページ上部へ