これは何でしょう？

答えは、スペクトロメーター（分光器）の光学ユニットの中身でした♪

うひょ～買っちゃったんですぅ～♪

普通にネットで分光器を検索すると、Ocean OpticsやStellarNetなど有名どころの製品は50万-100万は当たり前で、とても個人で所有できる代物ではありません（汗）
で、庶民的な廉価版が無いものかと、日々探索しているわけですが、なかなかコレ！ってモノが見つかりません。
この辺が一番現実的かな？とも思うのですが、ただスペクトルを測るだけで10万と言うのもちょっと。。。そこまで出すならもうちょっと出して放射照度、色温度、演色性なんかも測れるモノが欲しくなったり。。。

そんな悶々とした中、先月末に面白いモノを見つけました。
どこかの中古の払い下げユニットを利用した自作キット分光器なる怪しげなブツです。
でも光学ユニットはクロスチェルニーターナー方式の本格的な分光器が載ってます！
CCDは一応ソニー製の2047ピクセルで、回折格子も1800 l/mmが付いてて、理論上、下は300nmから上は800nmまで受光可能とあります。
海外通販ではありますが、なんと$50の送料入れても2万で買える代物でした（曝）

但し、あくまでも「自作キット」と言う部分がミソ。CCDへの波長の整列などアライメントを自分で調整しなければなりません。その上ソフトウェアとのキャリブレーションも。。。そんなん素人には無理でしょ。
でも、もしアライメント済みの完成品が欲しいなら倍の4万で売るとの事。それでも安い！
なのにチャレンジャーな僕は2万円のキットの方を購入してみました。ワイルドだろぉ？
（キットと言っても組み立て済みですが、光学ユニットの分解・調整が必要です）

で、いざ届いたは良いけど、案の定スペクトルは大雑把に出る程度で、波長とのマッチングはデタラメでした。まあ、判っては居ましたが、ちょっとは淡い期待してたのに。。。笑
ま、夏休みの自由研究だと思って、分光器のしくみを勉強するのも粋なもんでしょう♪
で、暇を見つけてはシコシコ。。。
幸い、BHの高精度分光強度計で測定したLEDデータが山のようにありますので、本来ならばレーザーダイオード等を使ってアライメントを取るところを、単波長のLEDで代用しつつ、下は400nmから上は500nmまで、ほぼ完璧にアライメントできました♪
問題は黄色が弱いのと赤以降がうまく出ないこと。。。製造元はフォーカスミラーの調整が原因って言うけど、何度やっても駄目。ま、どうせ海中スペクトルで赤は扱わないし、僕もあまりこだわらないので、パスしました（汗）

バイタルウェーブ・バイオレット測定中の様子♪

シアン500nm以下を測る分にはバッチグー♪
一応、カッチョイイPC用ソフトウェアも付いてるし、それで2万なら結構な満足度です。
それに、LED素子の単波長を個別に測る分には十分重宝できそう♪

ちなみに黄色が弱いとか赤が出ないって言うのはこんな感じです。

これはLED電球と白熱電球と蛍光灯の合成イメージですが、どうしても黄色が凹むのと、どうも600nmを超えてからのデータが可笑しなことになってます。
ま、直す気はありませんけど（笑）

こないだ届いたMazarraのLED素子も測ってみました。

左から旧420nm（S35）、新420nm、新430nm、500nmです。
うむ。余は満足じゃ♪
あ、Mazarraの素子も近日紹介しますね。話がこじれてまとめるのが大変で。。。

で、さすがに普通に買ってすぐに使用できる代物じゃ無いし、完成品の精度も怪しいので、自信を持ってオススメできないので、今回は混乱を避けるため購入元の紹介は割愛しておきます。もしそれでも挑戦してみたい方はメールください。但し、アライメントやキャリブレーションの方法は僕も完璧には制覇できてないので、すべて自己解決でお願いします。
ま、市販の1/10以下で買えるスペクトロメーターですから、オモチャだと思って徹底的にいじり倒せば、十分楽しめると思います。

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前回と今回のネタは、ヤフオクLEDユーザーにもスペクトル追求を満喫してもらうための、汎用パッケージ講座になっています。ハンダゴテをお持ちの方は、希望の素子を調達して、手持ちのヤフオクLEDのオリジナルスペクトル改造に是非トライしてみましょう♪
でもヤケドに注意してね！

さて、前回の講座では、シアン補完率の高いニュートラルホワイト白色LED ソウル半導体 P4シリーズ S42180をご紹介しました。もちろん、汎用パッケージの互換パッケージなので、ヤフオクLEDにも乗りますし、これを白のベース色として使えば、ヤフオクLEDのスペクトルが生まれ変わります♪

そして今回は、そのベース白色スペクトルに更に磨きをかけるべく、そこへ追加する青色LED講座をお送りします。もちろん、汎用パッケージで♪

え？
ただ青色LEDを足しゃええやん♪
ですって？

ノンノンノンノン。。。それじゃ、ヤフオクLEDと同じです。ちゃんと波長の判明している素子を調達して調合してこそ、試行錯誤したスペクトル計画が実り、目的のスペクトルが実現できると言うものです♪
そう、もう曖昧なスペクトルは卒業しましょうよ♪

鋭い方は既にお気づきのことと思いますが、最近のLeDioシリーズには、青の波長帯域を広く確保するために、波長の異なる青色LEDをブレンドしています。例えばLeDio 27 ReefDeepやLeDio 21e DeepBlueなどです。これらの製品には、Cree XP-E RoyalBlue（450nm）とBlue（470nm）の2タイプのLEDが採用されていて、かなり太い青色の帯域が実現されています。そう、それだけサンゴの蛍光タンパク質の発色トリガを多く持つと言える訳です。

くぅぅぅ！！！
ヤフオクLEDでも実現してぇぇぇ！！！

はい。そんな雄叫びが聞こえました。
頑張って探しました。
これでどうかしら？

左がKingBright社のBlue 454nm、右がVCC社のBlue 475nmです。VCCと言うメーカーはお初でしたが、見た目は完全に汎用パッケージですね（笑）
また、KingBrightもあまり馴染み無いかも知れませんが、LED業界ではよく知られていて、パッケージも良く見りゃまん丸だし、見慣れた汎用のそれとは微妙に違うようです。
共にいつものMOUSERからお取り寄せです。

ちなみに、別々の通販から買えばもう少し別の選択肢もあったかも知れませんが、送料の関係からどうしても通販は一社でまとめたかった（笑）ので、今回はこのような選択となりました。でも、波長差としては十分でしょ？

では、ビーム比較から。

うーん。。。
ビーム角は別として、色は・・・同じに見えますね（汗）
あ、そうそう。嬉しいことに、KingBrightの素子はビーム角が100°のようですよ♪
どうも、チップの台座の高さが汎用パッケージより深く掘り込まれていて、レンズとの焦点距離が少し長くなってるっぽいです。

お次は、スペクトル比較を。

うーん。。。Kingbrightはほぼ公称通りだけど、VCCは10nmほど単波長側にシフトしてるような感じです。で、改めてVCCのデータシートを見ると、どうも475nmと言うのは最大値のようで、最低値が460nmとのことですから、標準的には467nm程度と思われます。それなら納得かな。
ま、あとは素子の色ランクによっても波長にはズレが生じるため、色ランクを指定買いしない限り、そこまでの精度は求められません。この辺が個人の限界ですね～。。。
それにしても、Creeはピッタリ450nmチップ使こうてるなぁ。。。苦笑

でもまあとりあえず、この454nmと475nmを混ぜて、それなりに太いブルーバンドを得ることは出来そうなので、ヤフオクLEDをいじり倒したい方は、是非お試しください♪

このスペクトルは、ヤフオクLEDへの換装を想定した420mA駆動時の合成スペクトルで、Kingbright 3W定格20lm×0.68^*=13.6lmと、VCC 1W定格35lm×1.1^*=38.5lmを、各1素子ずつ混合した場合の合成スペクトル例です。バッチリ太くなるでしょ？
LEDスペクトラにも各スペクトルデータを追加しておいたので、こだわりのオリジナルスペクトル計画にお役立てください♪

* 各倍率はデータシートの電流光束特性から420mA時の倍率を算定した値

但し、注意事項です。
VCCの方は一応の定格上限が350mAになっているので、ヤフオクLEDの420mAで駆動するには、もう少しキャパのある素子を探した方が良いかも知れません。一応建前（笑）
で、本音は、実際に450mA程度で1時間程度試験してみましたが普通に点いてるし、1Wの素子で上限が350mAなんてギリギリな訳が無いやろ？と言う点や、データシートの電流光束特性の上限がギリギリ450mA程度まで記されている点からも、まあ、いけるんちゃう？と言う印象ではあります。ま、自己責任で。あるいは、ボンディングワイヤーが思ったより細いのかも知れんし（老眼で見えん曝）

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前回は、それ単体で十分にフラットなスペクトルが実現可能な、シャープ銭型シリーズのLEDモジュールをご紹介しました。しかし、このLEDモジュールは独自の形状であるため、スター基板等の汎用用途には適していません。うーん。。。出来れば汎用パッケージ型の高演色LED素子があれば良いのだけど。。。

あ、実はあるにはあるんです。。。実体が見えないけど（曝）
お時間があれば、EdisonのAやSシリーズの古いデータシートを漁ってみてください。但し、公式サイトにはもう置いてないみたいなので、ネットで拾ってください。白色LEDモデルに混じってDxシリーズと言うのが出てくれば、それです。Aシリーズならv6版、Sシリーズならv5版には載ってます。これ自体は2009年時点で既に存在していたので、特に新しい素子ではありません。ただ、ずっと声を潜めていつか巡り会えることを楽しみにしてきましたが、結局2年待っても影も形も見えなかったので、諦めてご紹介することにします（汗）
ま、どのみち日亜特許に睨まれるかも判らんし。。。

現在有望な高い色温度の高演色白色LED（青+赤緑蛍光体）のスペクトル比較。
青混ぜなくても、これ単体で十分に白いアクア照明になるよ、って奴です。

でもな～、日亜は専用基板が必要になるし、銭型も取り付けに難があるので、可能ならば汎用パッケージのEdisonが欲しい。。。でも、今まで売ってるの見たこと無い。。。うむむむむ。。。

で、少し色温度を落として、4000K程度で妥協すると、また顔ぶれが違ってきます。

とは言え、やはりLedEnginにしろLuxeon Rebelにしろ、専用基板が。。。
でも唯一、ソウル半導体S42180ニュートラルホワイトが汎用互換パッケージの救世主♪

但し、このS42180をこのまま使うと、緑～赤の不要成分が強すぎるため、見た目にも赤っぽさが目立ち、海水の青さとは程遠い色味になります。よって、通常のクールホワイトもブレンドしつつ、欠落しているシアンを補完することで、これぞ完璧なフラットスペクトルを実現することができます。そう、それが太陽光ブレンドです♪
そして、そのフラットなスペクトルは光学測定でも実証済みです♪
（但し、UV素子は入れてないのでスペクトルの立ち上がりは420nm以降となります）

あらら。前置きが長くなりました。。。
今回は、そんなソウル半導体のS42180ニュートラルホワイトについてお送りします。

多分、以前チラッと？触れたことがあるかも知れません。ソウル半導体の白3種を使う際は、新しいバージョンではなく古いバージョンを使え、と（厳密にはx42180Hではなくx42180を使え、ですけど）。でも、その後の製品改良により、遂には根本的なスペクトル自体が更新されてしまいました。
うーん。。。今後の太陽光ブレンドはどうすべきか。。。

と言うことで、スペクトルの互換を確認すべく、新旧合わせて調達してきました。

見た目は全く同一のパッケージなので、目視による区別は無理ですねぇ。。。

光束が少し伸びたようですね。ビーム角も微妙に広角になってるし。。。でもデータ的にはあまり変わりない印象です。

実は、少し前から秋月での価格が大幅に下がりまして、もしかして旧S42180から新S42180に替わったんかしら？とも考えたのですが、今回秋月から調達した方の素子を見てみたら、貼付のデータシートが旧のままだったので、単に在庫一掃の値下げかな？と思われます。

と言うことで、恐らく間違いなく、新旧比較が出来そうです。
さあ、お約束のビーム比較とスペクトル比較です。

うむ。やはり公称スペクトルを表したかのような光色とスペクトル分布です。
・・・なんか最近、分光器からスペクトル曲線が視えるようになってきたような。。。曝

で、データシートからトレースした公称スペクトルがこちら。

あぁ。。。これなら代替できますね。結構結構♪
実は、以前のS42180Hもこれと似たようなスペクトルでしたが、シアンの補完率が2割しかありませんでした。でも、今回の新S42180であればシアンは倍の4割も確保されてるし、文句なしで旧S42180から移行できそうです♪
それに、シアンの落ち込みピークも490nmから480nmに移動してるから、シアンの補完じゃなくて、青の480nm寄りの補完でもいけますね。いや、むしろその方が良いかも。Vertex Illumina 200のように。。。
あと、IR（赤外）側の伸びもすごいなぁ。。。いつかメタハラ並みの赤外線が。。。曝

興味があれば、是非お試しあれ！
但し、太陽光ブレンドのように、クールホワイトやシアン（無理なら青）を混ぜて使うと良いでしょう。あくまでもシアンが確保できるベース白色、と言う扱いでね。単体で使うには赤すぎますから。。。

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