最適な照明のためにビーム角度の選択が重要なのはなぜですか?

まず、ビーム角度は何によって決まるのでしょうか?

ビーム角は、照明器具の設計、使用される反射板、そしてレンズや拡散板などの光学素子によって決まります。光は放射されると円錐形を形成します。この円錐の角度（度数で表す）がビーム角です。ビーム角に影響を与える重要な要素は以下のとおりです。

1. 光源のサイズ: 光源が大きいほどビームの幅が広くなり、光源が小さいほどビームの幅が狭くなります。
2. リフレクタータイプ：リフレクターは光を方向づけ、特定の形状をしています。拡散反射型は光を広範囲に拡散しますが、集中反射型は光を集中的に照射します。
3. 光学部品: レンズやその他の部品は、光の経路を変更することで、ビームの形状の柔軟性を高めます。
例えば、反射レンズと小型LEDチップを搭載したスポットライトは、特徴や物体を際立たせるのに最適な細いビームを照射します。一方、天井に取り付けられた蛍光灯はビームが広く、空間を均一に照らします。

第二に、ビーム角度の測定方法

ビーム角の測定は、点灯設計に適したビーム角度。通常、ビーム角度は様々な角度で光の強度を測定することで決定されます。これはしばしば半ピーク強度と呼ばれ、光強度が最大値の50%に低下する角度です。
ビーム角度の計算式：
ビーム角度（°）＝2 * arctan（ビーム幅/距離）
その中で：
ビーム幅とは、特定の距離における照射領域の幅を指します。距離とは、照射面と光源間の距離を指します。
例: 10 フィートの距離にあるスポットライトが 3 フィートのビーム幅を生成する場合:

ビーム幅と距離の比率を計算します：ビーム幅/距離 = 3/10 = 0.3
0.3 のアークタンジェント値を求めます: arctan(0.3) ≈ 16.7° (注: ここでの元の計算エラーは 7° ではなく、arctan(0.3) ≈ 16.7° です)

ビーム角度を求めるには2を掛けます：2 * 16.7° = 33.4°
ビーム角度は約33.4°です。

ビーム角度の選択と光の強度

光線の角度は、光の分布を決定します。光の強度は、光源からの距離が離れるにつれて減少するという反比例の法則に従います。実用上、光線角度は光と空間の相互作用に影響を与えます。光線角度が広いほど、光は柔らかく、強度は弱くなりますが、光線角度が狭いほど、影はよりシャープになり、コントラストは高くなります。

第三に、ビーム角度の選択とエネルギー効率への影響

ビーム角度を選択する際に考慮すべきもう一つの要素は、エネルギー効率です。特定の作業に適したビーム角度を選択することで、必要な場所に正確に光を当てることができるため、エネルギーを節約できます。ビーム角度が広すぎると、特に強い照明を必要としない場所で光とエネルギーが無駄になります。ビーム角度を狭くすると、光が特定の領域に集中するため、必要な明るさを達成するために必要なランプの数が少なくなります。その結果、エネルギー消費が削減され、運用コストの削減につながります。

ビーム角度を決定する際には、光源の効率も考慮することが重要です。高効率LEDは、消費電力を抑えながらより多くの光を生成するため、狭ビームと広ビームの両方の用途に適しています。

4、ビーム角度の選択とフリッカー制御

フリッカーとは、電源や電気系統に障害が発生した際に、光の強さが急激かつ繰り返し変動することです。特にオフィスや学校など、人工照明に長時間さらされる場所では、ちらつく光は不快感や頭痛を引き起こす可能性があります。

ビーム角度は、シンチレーションの程度に影響を与える要因の一つです。ビームが狭いほど光は強く照射されるため、光量の変化がより顕著になります。一方、ビームが広いほど光は均一に拡散されるため、ちらつきの目立ちにくくなります。

たとえば、オフィス環境では、ビーム角度の広いランプ（60°～120°）を使用すると、ちらつきの認識を軽減し、長時間デスクで過ごす従業員に、より安定した照明体験を提供できます。

ちらつきを抑えるため、照明器具には最新のちらつき制御技術が採用されています。例えば、ちらつき抑制機能を内蔵した調光可能なLED照明などです。これは、快適性と安全性の両方のために均一な照明が不可欠な学校や病院などの施設では特に重要です。

5. 屋外照明におけるビーム角

1. 庭と景観照明
広いビーム角（60°以上）は、庭園の小道、樹木、茂みなどを照らすなど、庭園の全体照明に最適です。広い照射範囲により、強い影を作らず、より柔らかく自然な印象を与えます。一方、狭いビーム角（30°未満）は、彫刻や水景などの焦点を際立たせ、ドラマチックで集中した照明効果を生み出すのに最適です。

2. 街路照明
街路照明において、道路や歩道を均一に照らすにはビーム角が不可欠です。一般的な街路灯は120°のビーム角を持ち、広範囲を照らすため、グレアを最小限に抑えながら安全な視認性を確保できます。一般的な街路照明では、より広い範囲をカバーするために広いビーム角を使用し、交差点や信号機を照らすには狭いビーム角を使用することをお勧めします。

6つの重要なポイント：適切なビーム角度の選び方

効率的で効果的な照明には、適切なビーム角度を選ぶことが不可欠です。ニーズに合った角度を簡単に決める方法をご紹介します。
1. 狭いビーム (10° ～ 30°): 集中照明や、選択したアイテムや領域に光を集中させるのに最適です。
2. 中ビーム (30°～60°): タスク照明に最適で、強い光や影のない、バランスのとれた集中した光を提供します。
3. ワイドビーム（60°〜120°）：環境照明に最適で、より広い範囲を柔らかい光でカバーし、部屋や屋外の場所に一般的な照明を提供します。