フレキシブル LED フィラメントはどのようにして 220° 以上の全方向性光のビーム角を達成するのでしょうか?

照明技術の進化において、効率の追求は光の品質や性質と相反することがよくありました。初期の発光ダイオード (LED) ソリューションは、省エネではあるものの、従来の白熱電球の温かみのある包み込むような輝きを再現するのに苦労していました。彼らの光は指向性が強くて厳しいことが多く、影ができて空間を均一に照らすことができませんでした。の出現 LEDフィラメント電球（フレキシブルフィラメント） は重要な転換点となり、ヴィンテージ照明の美的魅力と現代のソリッドステート照明の高度なパフォーマンスをうまく融合させました。この成果の中心となるのは、これらの電球が広範囲の光を生成できることです。 全方向性の光 ビームはしばしば 220 度を超えます。この特徴は些細な特徴ではなく、視覚的なパフォーマンスと市場での魅力を定義する基本的な品質です。

照明設計におけるビーム角とその重要性を理解する

柔軟なフィラメントの仕組みを詳しく説明する前に、ビーム角度が何を意味するのか、そしてそれが卸売業者とエンドユーザーの両方にとってなぜ重要なパラメーターなのかを理解することが重要です。専門用語では、ビーム角度は、強度が中心の最大強度の 50% となる光ビームの 2 方向間の角度です。より実際的な用語では、光源からの光の広がりを定義します。 15 度などの狭いビーム角度により、集中したスポットライトが生成され、アクセント照明に最適です。通常 120 度を超える広いビーム角度により、投光照明効果が得られます。の 220°のビーム角 高品質により実現 LEDフィラメント電球（フレキシブルフィラメント） 製品は「非常に広範囲のフラッド」または全方向性の光のカテゴリーに分類されます。

広いビーム角の重要性は、特に電球自体が見え、周囲光の質が最も重要である用途では、どれだけ強調してもしすぎることはありません。白熱電球は自然にほぼ全方向 (360 度) に光を放射するため、1 世紀以上にわたって一般的な周囲照明の標準となってきました。部屋の角が暗くなったり、鋭い影ができたりすることなく、均一に部屋を照らします。初期の LED 電球は、平面 (プリント基板または PCB) に取り付けられた LED のクラスターを使用することが多く、前​​方方向にしか光を放射できず、通常はビーム角が 120 ～ 180 度になります。これにより、光は前方に投影されるが、横や後方にはほとんど、あるいはまったく放射されず、器具や天井の上部が薄暗くなってしまう、望ましくない「トンネル効果」が生じました。卸売業者とバイヤーにとって、この違いを理解することが重要です。の能力 LEDフィラメント電球（フレキシブルフィラメント） 白熱灯の自然な配光を模倣することで、 高価値の照明ソリューション 雰囲気と視覚的な快適さが重要な接客業、小売業、住宅環境の改修に最適です。これにより、初期世代の LED を悩ませていた配光不良の問題が効果的に解決されます。

解剖学的基礎: フレキシブル LED フィラメントの分解

広いビームがどのように実現されるかを理解するには、まずフレキシブル LED フィラメントの基本的な構造を理解する必要があります。標準の剛性 LED フィラメント自体は PCB ベースの LED よりも改良されていますが、柔軟なバリアントはさらなる改良を表しています。各フィラメントは細長い透明な基板であり、多くの場合、透明なポリイミドやガラスなどの耐久性があり、わずかに柔軟性のある素材で作られています。この基板上には、一連の小型 LED チップが取り付けられ、細い導電性ワイヤで直列に接続されており、すべて蛍光体とシリコンの均一な層にカプセル化されています。

主要な差別化要因は、 柔軟なフィラメント それはその物理的特性にあります。剛性の高い以前のフィラメントとは異なり、このフィラメントは損傷することなく曲げ、形を整え、湾曲させることができます。この柔軟性は材料レベルで設計されており、基板と封入材料は機械的ストレスに耐えるように設計されています。この基本的な特性は、全方向性の光を生成する戦略的なフィラメント配置を実現する主な要因です。の LEDフィラメント電球（フレキシブルフィラメント） はこの柔軟性をギミックとしてではなく、光学設計の中核となる機能コンポーネントとして活用しています。透明基板と周囲の蛍光体層の組み合わせも重要です。光を集束させるプラスチック レンズを備えた従来の LED とは異なり、この構造により、フィラメントのすべての表面から光が放射されます。これは原理として知られています。 側面放射技術 。つまり、フィラメントの上部、下部、両側から光が放射され、全長に沿って均一に光る線状光源が生成されます。

コアメカニズム: 柔軟なフィラメントの戦略的な配置

220°のビーム角度を可能にする最も重要な要素は、バルブ内の柔軟なフィラメントの物理的配置です。フィラメントの柔軟性により、メーカーは剛性コンポーネントでは不可能だった 3 次元構造を設計できます。これが全方位性能の要です。

典型的な内部 LEDフィラメント電球（フレキシブルフィラメント） 、フィラメントが単一の平面に平らまたは平行に配置されているものは見つかりません。代わりに、それらは放射状の 3 次元パターンで配置されます。一般的な構成には、優雅な円弧に曲げられたフィラメント、星状に配置されたフィラメント、または完全なケージ状構造に成形されたフィラメントが含まれます。この戦略的な曲げと成形は重要な目的を果たします。これにより、フィラメントの発光面がほぼすべての方向に外側を向くように方向付けられます。

一連の小型の光る棒が、それぞれ非常に広角に光を発していると想像してください。これらのロッドがすべて上を向いている場合、光は主に上と横に投影されます。ただし、これらの同じロッドが外側に湾曲し、異なる角度で配置されている場合、それらの集合的な光出力が周囲の球状空間全体を満たします。 1 つのフィラメントからの光は、別のフィラメントによって残された「ギャップ」または方向性の空隙をカバーします。基板の柔軟性により、この複雑で意図的な配置が可能になります。この設計アプローチは、次のような問題に直接対処します。 配光の課題 これが初期の LED の主な理由です。 LEDフィラメント電球（フレキシブルフィラメント） 真実とみなされます 白熱電球の後付け 。次の表は、配光アプローチにおけるコントラストを示しています。

この 3 次元の配置により、電球の周囲のどの角度から見ても、複数のフィラメント表面が見え、積極的に光を放射することが保証されます。これにより、ダークスポットや方向の偏りがなくなり、一貫した心地よい輝きが生まれます。 高品質の環境照明 .

材料科学の役割: 透明性と蛍光体の分布

フィラメントの物理的な配置が最も重要ですが、その構造に使用される材料も、広いビーム角度を達成する上で同様に重要な補助的な役割を果たします。 2 つの最も重要な材料特性は、基板の透明性と蛍光体コーティングの均一な塗布です。

柔軟なフィラメントの基板は、光が妨げられずに通過できるように透明でなければなりません。基板が不透明または反射性である場合、LED チップから放射される光のかなりの部分、特に基板自体を通過する光が遮断されます。透明な素材を使用することで、LED チップによって生成された光がフィラメント構造のすべての側面から確実に漏れるようになります。これは、 側面放射技術 フィラメント LED を定義します。フィラメントを指向性光源から直線状の輝くロッドに変換します。

2 番目に重要な材料コンポーネントは蛍光体コーティングです。青色 LED チップは、ほとんどの白色フィラメント LED に使用されています。これらのチップは、シリコーン樹脂中に懸濁された黄色蛍光体粉末でコーティングされています。チップからの青色光が蛍光体粒子に当たると、その一部がより長い波長に変換され、白色光として認識されます。ビーム角度を広く均一にするには、この蛍光体層をフィラメントの全長と円周に沿って極めて均一に塗布する必要があります。厚さまたは密度にばらつきがあると、不均一な色温度 (より冷たいスポットまたはより暖かいスポット) やフィラメントに沿った明るさの変動が生じ、全方向性光の品質が低下します。完全に均一なコーティングにより、フィラメントを見る角度に関係なく、光の色と強度が一定になります。これは、 高い演色評価数 (CRI) よくできたものと関連付けられることが多い LEDフィラメント電球（フレキシブルフィラメント） 光の混合が均一であるためです。透明な基板と均一な蛍光体層の組み合わせにより、より広範な電球レベルの全方向性システムの理想的な構成要素として機能する、完全に拡散した線形光源が作成されます。

二次光学の不在: 光を自由にする

もう 1 つの重要な設計上の選択は、広いビーム角に貢献します。 LEDフィラメント電球（フレキシブルフィラメント） それは、重い二次光学系が一般的に存在しないことです。従来の LED 電球の多くでは、個々の LED の一次レンズが、光線を方向付けて整形するように設計されたより大きな二次レンズまたは反射板と結合されています。これらの光学コンポーネントは、特定のビーム パターンを作成するのには効果的ですが、本質的に可能な最大ビーム角度を制限します。光を所定の経路に導くように設計されているため、強度と制御のために広角分布が犠牲になることがよくあります。

対照的に、フィラメント電球の設計理念は、障害物を最小限に抑えることです。目標は、フィラメントからの光を全方向に自由に放射させることです。フィラメントと環境の間にあるのは外側のガラス球だけで、通常は透明か軽く拡散しています。このガラス電球はフィラメントを保護する役割を果たし、場合によっては、個々のフィラメントからの光を継ぎ目のない全体にブレンドするための非常に穏やかな拡散を提供します。積極的に光を集中させたり、光の方向を大幅に変更したりすることはありません。

この光学系への最小限のアプローチは、220° のビーム角度を直接可能にします。横方向や後方の光をブロックしたり方向を変えたりする障壁を取り除くことにより、三次元フィラメント アレイの固有の全方向発光プロファイルが最大限に活用されます。この設計は、一方向への光束の完全な集中よりも光の質と分布を優先しており、次のような用途に最適です。 装飾および周囲照明の用途 。購入者にとって、これは、光源が明るくピンポイントのホットスポットの集合ではなく、柔らかく均一な輝きとして見えるため、快適で眩しさが軽減された光体験を提供する製品となります。

比較優位性と市場への影響

1台で220°のビーム角を実現する技術的成果 LEDフィラメント電球（フレキシブルフィラメント） それは市場で高く評価される具体的なメリットに直接つながります。卸売業者とバイヤーにとって、これらの利点を理解することは、製品を効果的に配置して販売するための鍵となります。

まず第一に、 優れた配光 。前述したように、これにより、空間を冷たく居心地の悪いものに感じさせる影や不均一な照明が排除されます。このため、柔軟なフィラメント電球は、オープントップのペンダント ライト、シャンデリア、壁取り付け用燭台、および電球が見えて周囲光が必要なあらゆる器具に最適です。これは重要な機能です ホスピタリティ照明 ホテルやレストランでは、雰囲気が顧客体験に直接関係しています。

第二に、広いビーム角とビンテージの美学の組み合わせにより、高い知覚価値が生まれます。消費者や企業は単に照明源を購入しているわけではありません。彼らは、ノスタルジックなデザインと最高のモダンなパフォーマンスを組み合わせた照明体験を購入しています。これにより、標準の LED 電球よりも強力な価値提案が可能になります。の LEDフィラメント電球（フレキシブルフィラメント） は多くの場合、見た目とパフォーマンスの利点によって価格を正当化するプレミアム製品とみなされます。

さらに、このテクノロジーが提供するのは、 妥協のないエネルギー効率 。エンドユーザーは、白熱灯の美しく全方向性の光と、エネルギー消費の少ない LED のどちらかを選択する必要がなくなりました。柔軟なフィラメント電球は両方を実現し、人々が快適で魅力的だと感じる光の質を維持しながら、大幅なエネルギー節約と長い動作寿命を実現します。これにより、最も説得力のあるものの1つになります レトロフィット照明ソリューション 美的目標を犠牲にすることなく、既存の器具をアップグレードするために市場に投入されています。