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太陽のための超~高演色LEDの話

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太陽光LEDとか高演色LEDとか一体なんやねん!?

と言う方のための簡単なLED講座なんかをお送りしましょう。
昨年から温存してきた蔵出し情報なども惜しみなく織り交ぜて(笑)

高演色LED素子の現時点での選択肢

僕が今使っている自作LED照明には、現時点でもっとも太陽光に近いとされる超高演色白色LED (UV+RGB蛍光体)を使っています。演色性は軽くRa95オーバーです。
また、この自作機のバージョン1で補助回路に採用していた高演色白色LED (Blue+RG蛍光体)は、その次に優れたスペクトルを持つLEDです。Ra90以上はあるでしょう。

高演色LED素子、超高演色LED素子

Blueチップと緑赤蛍光体による高演色LEDは各社から製造・販売されています。日亜のH1シリーズ、シャープの銭型Hiシリーズ、シカト社(Xicato)のアーティストシリーズ、など。但し、日亜の素子は、高演色を謳うダウンライト等に採用されているのはよく見かけますが、個人向けにはあまり流通していないようです。そこで有望なのが、シャープやシカトですが、シカトはモジュールが大きく、しかも高価なので、あまり現実的ではありません。スペクトルは最高なのですが。。。となると、選択肢は必然的にシャープに絞られます。これが現時点でもっとも入手性・価格・スペクトルが手ごろなLEDではないかしら。こばやしさんもこれで自作中です。

下記表のリンク先はRSオンラインです。品薄なので欲しい人は今すぐ購入だ!(笑)

シャープ銭型
High CRI型
出力 色温度 光束 演色性
GW5BNC15L02 3.6W (10.2V/360mA) 5000K 190lm Ra90
GW5BNC15L12 6500K
GW5BNF15L00 6.7W (10.2V/640mA) 5000K 350lm
GW5BNF15L10 6500K

しかし、問題はUVチップと青緑赤蛍光体による超高演色LEDです。僕の知る限り、このLEDを部品として販売しているところはありません。ただ、辛うじて製品化された照明としての流通はありますので、試してみたい方は以下の製品を買われてみると良いでしょう。

超高演色LED採用製品 出力 素子数 演色性 実売価 備考
CCS EXLN-NW022050E11JW 4W 3 Ra95 15,750円 E11口金
KOIZUMI ADE951191 4.5W 3 Ra95 12,000円 別途電源が必要
AEE690037

とは言え、この出力で且つこの価格です。。。目眩が。。。汗
しかも僕は当時これを見つけるために既製品を買い漁って散財しましたからね(泣)
でもね、この子らは何物にも変えがたいスペクトルを備えているのですよ。

照明別スペクトルと演色性

LED素子のブレンド無く、単一素子だけで太陽光スペクトルを実現するには、現時点ではこの方法しかありません。昨年僕が作った太陽光LEDシステムライトも、今試してる各試作機も、いずれもこのUV+RGB蛍光体によるLEDを採用しています。

ちなみに、昨年末から僕が製作してきた太陽光ブレンドは、あれは単一の白色LEDではなく、数種類の白色LEDとシアンLEDを組み合わせて、安価に擬似太陽光スペクトルを実現したランプです。混同しないようにご注意あそばせ (太陽光ブレンドは現在は製作しておりません)

既製の白色LEDの演色性の違い

もう、かれこれしつこいくらい繰り返してきました。

隣の芝生が青く見えるのは本当に青いからです(曝)

世間一般の既製品のLED照明には、高演色タイプと謳われた製品があり、それらの製品には一般白色LED(青チップ+黄色蛍光体)とは異なる発光原理を持つ高演色LED素子(青チップ+緑赤蛍光体)が採用されています。
しかし、しかしなのです。アクアLEDに関しては、高演色LEDを採用した製品が未だに皆無です。すべて一般白色LEDで、青と黄色の山しかないしょんぼりスペクトルです。何故か? メーカーにお金が無いか、知識が無いか、両方でしょう。どんなに高くても良いものが欲しいと考えるユーザーが僅かでも居ようとも、「僅か」くらいではメーカーは動けません。本当は良いものを作りたい、でも高いからあまり売れない、だから少し性能を落として安いものを作る、するとまあまあ売れる、じゃあ売れる方を作りましょう♪ っておい!

一般素子、高演色素子、超高演色素子、それぞれのスペクトルはこうなっとるのじゃ。

既製白色LEDのスペクトル比較

どんなに安くて手頃な価格でも、それで命が繋がらなければ意味がないのじゃ。
まあ、100歩譲って、足りないもんを補助ランプで補うことはできる。UVや赤はの。
じゃが、シアンはどうするんじゃ?
太陽光スペクトルの中でもっとも強いシアンじゃ!
海中でも最も大きな存在であるシアンじゃ!
あらゆる光合成色素が利用しとるシアンじゃ!
しかも、シアンは補助ランプも存在しとらんのじゃ!?
こりゃ、どゆこっちゃ!?

アクアリストは迷走するじゃろうて。。。
なしてLEDだとサンゴがいまいちなんじゃと。。。
なして飼えるサンゴと飼えないサンゴに分かれるんじゃと。。。
メーカーは答えんじゃろう。
いや、答えられんじゃろう。。。

・・・と、愚痴はこんくらいにしとくかの。

具体的な製品別スペクトルはこんな感じです。一般白色LEDはどこも大差ないので代表例のみ、その他Blue+RG蛍光体と、UV+RGB蛍光体と、あとおまけで素子ブレンドによる擬似太陽光も並べてみました。

高演色LEDのスペクトル一覧

目指すは、太陽光のような、欠落の無い連続スペクトルです。各社いずれもシアンが不足しがちな中、UV+RGB蛍光体の滑らかな連続スペクトルを見てください。もちろん、UVと赤の強度も見逃せません。これが無理なら、せーめーてー、Blue+RG蛍光体でいきたいところです。一般白色LEDで誤魔化せるのは飼い主のメンタルだけです。生体は誤魔化せません。
ただ、先日発売されたLeDio 21e PearlWhiteのシアン補完率は秀逸です。また、例え高演色LED素子を使わなくとも、一般素子のブレンドだけで高演色を実現した良い例です。現状のアクア各社で白と青を混ぜ混ぜした単純な製品しか無い中、スペクトル派はこれを買わない手はありません!
と言いたいところですが、昨日の案内の後、やはり即効で応援市場分の21e PWは売切れてしまいました(汗)。次の入荷は8月なので、欲しい方はあちこちのショップの在庫をご確認ください。

太陽のための超~高演色LEDの話

もう古くなったけど、超高演色LEDに興味のある方は、こちらの記事がお勧めです。

上で書いたCCSやKOIZUMIのLEDのことも書かれてます。この記事によれば、これらの超高演色LED素子には、三菱化学のUVチップと蛍光体が使われているとのこと (三菱化学紫LEDチップ、紫励起蛍光体)。それらを各社が自社パッケージングしている訳です。

このUVチップとRGB蛍光体を組み合わせれば、先に記したような超高演色LEDのスペクトルが得られます。

超高演色LED(UV+RGB蛍光体)のスペクトル

* 波形はイメージです

およそ太陽光に含まれている光合成に必要な波長が、これで一式揃うことになります。

今、サンゴ飼育を可能にするために必要なLEDは、まさにこれだ!

と言うことで、かれこれ1年前から牛歩の歩みで進めておりますアクア向け太陽光LEDの製品化♪ でもまだ少し時間が掛かりそうです。。。気長にお待ちください。。。

ところで、欲望の赴くまま、新たな技術を考案しました。
ただでさえ効率や光量が落ちやすい超高演色LEDに対し、さらにその上を行くウルトラハイパー太陽光LED(UV+VRGB蛍光体)の草案です♪

極超高演色LED(UV+RGB蛍光体)のスペクトル

目的は、360nmをスペクトルに含める意味と、紫蛍光体による420nmの補完です。
さすがに360nmともなると、一発で蛍光体を劣化させちゃうかしら?(曝)

肝心の紫色蛍光体は、、、一応ヒットしました。少ないけど(曝)
紫色蛍光体って、果たして製品として供給されてるのかしら?

でもこれが実現できたら・・・さぞ太陽だろうなぁ。。。
まあ、現状の360nmの放射強度から見て、光量も効率もかなり落ちるだろうけど。
それか、光源チップは400nmのままで、紫蛍光体を足すだけの方が現実的かしら?

どこかのLEDメーカーさん、試しに作ってみません?
お金? ないです♪ (きっぱり)

こちらのエントリーもどうぞ♪

Grassy LeDio 21eパールホワイト満員御礼♪

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7/1解禁から、早くも一週間が経過しました。
スペクトル革命、Grassy LeDio 21e

えっと~、とりあえずパールホワイトがほぼ完売だそうです(汗)
残りは各ショップ在庫分で初期ロット終了、あとは8月まで増産入荷待ちだそうです。
ま、応援市場で売れた数は大したことないので、多分、取り扱い店舗や取り扱い台数が増えたのでしょう。大人気のようです。・・・宣伝しすぎたか?(汗)

応援市場分も、あと数台で無くなるそうです。
お早めに♪

尚、パールホワイト以外のカラーは、まだあるとのこと。

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LED電球のスペックを云々~【番外編】

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前回のLED電球のスペックを確実に見極めろ!の番外編をお送りします。

大和ライト工業 DaiLED の場合

まず、光量以外はなかなか有望なスペックを備えていた大和ライト工業ファン内蔵LED電球DaiLEDについて軽くご紹介しましょう。

大和ライト工業 DaiLED

今回入手したものはE17口金・110°レンズ版の昼光色モデルでしたが、製造元によるとこの他にもE26/E11/Ez10の口金や、レンズも30°/70°があり、それぞれに電球色も用意されているようです。また、定価は不明だけど、あるサイトでは1ヶ7,500!で販売しているケースもあり、今回このモデルが850で入手できたのは本当に運が良かったと思われます。恐らく処分価格だったのでしょう。まあ、ファン内蔵だし、本来高くて当然。
と言う訳で、せっかくなので2ヶ購入させていただきましたとさ♪

ちなみに、この微妙なスペクトル(前記事参照)を醸し出すLED素子は、一体どこのものだろうか?
分解してみた。

大和ライト工業 DaiLEDのLED基板部

さあ・・・判りません(汗)
でも、3W駆動×3=290lmてことだから、相当古いものかも知れないね。
チップも藍(450nm)じゃなくて青(470~480nm)ってことなら尚更。
よって、これ以上の詮索は不要→検証終了♪

アガスタ GEOlight の場合

続いて、、、気になるアガスタGEOlight。。。
今回の調査には、クールホワイトウォームホワイトの2タイプを用意しました。

アガスタ GEOlight LED電球 2タイプ

以下、公式サイトの謳い文句です。抜粋の羅列。

  1. 開発スタッフの努力は【力率】の高さなど、他に類を見ない高いレベルで結実しました。
  2. 「GEOlight」は、早い段階から光と色彩のプロの知恵を開発に活かしています。光が人に与える影響を研究している「日本カラーライトセラピー協会」の協力を得て、ひとつ一つの光彩、その個性と配置など、細部までこだわりの設計が施されています。
  3. GEOlightは人への優しさを第一に考え、太陽光に限りなく近い「フルスペクトル」の光を実現したLED電球です。

うーん。。。まず、謳い文句が怪しさ満点(失礼)
こういう謳い方って、なんかデジャブだなぁ・・・汗
きりがないので、とりあえずピックアップはこれだけにしときます(汗)

まず1.について
力率が良いと言うのは大変素晴らしいことなのだけど、それよりも僕は7Wも消費して350lmしか出せないことに違和感を覚えて仕方ありません。一体どんなLED素子をどう使っているのか?
裏を返せば、発光効率がコンプレックスであるため、話を反らしているのではないか?とさえ勘ぐってしまう。。。汗
まあいい。。。あとでLED素子を見てから考えよう。

次、2.について
なるほど。これはよっぽど最強のスペクトルを実現しているに違いない♪

で、3.について
ほほう!フルスペクトルとな!?
それなら350lmでも許されますね!
それは楽しみだ♪

いざ! その自慢のスペクトルを魅せよ!!!

GEOlightの各演色性とスペクトル

しょぼ~ん。。。汗
シアンが欠落した普通の一般白色LEDなんですけど。。。ま、クールホワイトはそもそもRa70だから、その時点で期待できないことくらい皆さんもお判りでしょうけど。。。
で、期待すべきはRa90を誇るウォームホワイトですが、電球色LED?+赤LEDのミックスで手が込んでる割に、それ以外の波長分布は至って普通。。。
果たしてこれが自慢の太陽光フルスペクトルなのか?

では、中を開けてみよう♪

不点灯素子がいくつか見られます。。。

あ・・・あり?
いくつかのLED素子が不点灯なんですけど(大汗)
あ! まさか、ガラスカバー割る際に無理な力でも掛けたのかしら???
いや待てよ。。。そう言えば、最初からやけに暗かったような・・・!?

GEOlightと近い光束のLED電球との比較

これは明るさが比較できるように、シャッター速度固定で撮影した発光状態です。
ほら。。。他の310lmや350lmのLED電球より、明らかに暗いんですけど。。。

なんと言うクオリティ。。。
しかもこれ、ガラスカバー割らないと絶対に気づかないし、割ったら割ったで保証効かないし、なんか最強の防衛手段な気がする。。。汗

ま、ガラスカバー割っときながらブツブツ言っても仕方がないので、とりあえず気になるLED素子を見てみましょう。

GEOlightに採用されているLED素子、多分HPL社製?

ほほう。これは、以前のLED素子を見極めろ!でも紹介したHPL社のLED素子ですな。蛍光体の下に薄っすらとSemiLEDs社のチップが見えていてるのも判断材料のひとつ♪
ただ、この素子、サイズが4×4mmなんだけど、公式の4040シリーズの中には記載されていない。どっちかと言うと、2828シリーズにそっくりだ。。。うーん、これもまた型遅れの古い素子なのかな?

ちなみに、上の左右はチップサイズが異なるのが判るだろうか?左が小さいチップで、右は一回り大きい。ランクの違いなのか、CW/WWの違いなのかは不明。
また、下の赤の素子も左右でチップが異なる。意図的な配合なら相当のこだわりだけど、他の部分で色々と詰めの甘さが露呈してるので、ちょっと疑わしいなぁ。。。たまたま別の型の素子が混在したのだろうか?

まあ、LED素子のスペックは判らず終いだけど、製造元が判っただけでも良しとしよう。
それに、HPL社のスペクトルは他社とほぼ変わりないし、合成スペクトルの想像も易い。
例えば、GEOlight WWが、CW×4+WW×2+Red×2構成なら、こんな感じだと思う。

GEOlight WW スペクトル計算結果

ま、人間の目相手の演色性語るならこれで十分だと思うけど、とは言えアクアリストが変に期待しちゃうから、フルスペクトルなんて謳い方はやめて欲しい(汗)。LED初心者だったら騙されちゃうよ!(プンプン)

ところで、HPL社のLEDやSemiLEDs社製チップって、国内に入っても日亜特許との衝突は無いんだろうか。。。? 触れない方が良いの?(汗)

あ、そうそう。
不点灯の素子は、樹脂レンズに軽く圧力を加えると点灯した。放すと消えるけど(曝)

GEOlightのLED基板と本来の発光状態

これが本来の発光状態。フィルムで圧迫しながらの撮影です(笑)
CWとWW(or NW)が混在しているようにも見える。蛍光体の見た目は同じだけど。

ここで、またまた疑問。
クールホワイトには素子が7ヶ、ウォームホワイトには素子が8ヶ。これって、消費電力違ってくるよね?と言う疑問。案の定、全点灯状態でクールホワイトは7W、ウォームホワイトは8Wだった。これって明記しなくても大丈夫なの? どっちも7W扱いでOKなの?

また、改めて各光束に目をやると、片や350lmで、片や300lm。すぐに脳裏に50lm×7と50lm×6が浮かんだ。50lmとなると、やはり少し古めの素子かも知れない。そして、赤は全光束に含めていないっぽいね、テトラみたいに。て事は、全光束は素子スペックから換算しただけで、ランプでの実測は取ってないのかな?
うーん。。。益々こだわりのLED電球から離れていく気が・・・(汗)

さあ、ここまで見てきて、もう一度、公式の謳い文句を思い出してみよう。

1.の力率は、やはりどう考えても発光効率の悪さを差し置いて謳ってる場合じゃない。
第一、LED素子も電源も既製品(敢えて社名は伏せるけど)を使っているならば、力率と言うのはそれらの派生物であって、開発スタッフが磨きようがない部分である(電源の選定だけ)。それに、どんなに力率が・・・と謳っても、7Wで350lm(WWなら300lm)と言う非効率性は拭えない。他社製なら7Wもあれば500lm超えが常識である。アクア性能は別としても、まずは家電性能すら乏しいと言えるだろう。

2.の豪華なこだわりも、確かに赤入れたり手間は認めるけど、それでRa90止まりなら、始めからRa90以上の単体LED素子(Blue+RG蛍光体など)を使った方が早いし、光束も効率も確実に上がるだろう。少なくとも7Wも使って350lmなんて事にはならない。せっかく素子をブレンドするなら、そうした高演色LED素子をも上回るスペクトルを実現しないと、手間をかける意義が見出せないと思います。

例えば、こんな商品もあります。

理研 高演色LEDスポット

このLEDスポットは理研が販売している高演色Ra95を謳うLEDスポット(中国製)ですが、LED素子には僕が太陽光ブレンドでも採用していたソウル半導体のP4 N42180 ウォームホワイトが使われています。この素子は単体でRa93を叩き出す青+赤緑蛍光体による高演色な電球色LED素子(1W時66lm)です。秋月で1ヶ450円♪
素子のスペックはこちら↓

ソウル半導体 P4 N42180のデータ

3W駆動も可能な余裕の最大定格800mA、1W駆動時66lm×7=462lmが可能、そして高演色を実現するスペクトル、これ使ったらええやん♪と言うクオリティです。
第一、SemiLEDsやHPLは国内持込時の特許問題が不明ですが、ソウル半導体は日亜と和解してるので、多分国内でも安心して使えるはずです♪

そして、最後に3.のフルスペクトル。。。うーん。。。
ちょっと太陽光ブレンドを見て勉強して欲しいと思います(汗)
また、Ra70のクールホワイトの方は全くフルスペクトルな要素はないので、ユーザーが混乱しないよう明記が必要です。実際、クールホワイトの方にまで太陽光に近いスペクトルを期待して購入してしまう方もいらっしゃることでしょう。気の毒です。。。

まあ、上手い話と言うのは、なかなか無いもんです。。。
水槽向けとして買った人はあまり居ないと思うけど、もし居たら、検証が遅くなってごめんなさい。fumiさんも検討中なら別のをお勧めします。ただ、補助ならともかく、水槽のメインで使えそうな美味しいLED電球なんてそうそう存在しないので、やはりメインにはちゃんとした水槽用のものをお勧めします。その上で、デコライトあたりのスポットで赤を補完するみたいな使い方は良いと思います。LED電球は所詮全放射型なので、レンズ搭載スポットには照度で敵いませんから。

以上、本日も軽やかに辛口ドライで恐縮です。
でも、アクアリストにも販売元にも、今後の参考になれば♪

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