豊田合成の太陽光LEDをカラーメーターで測定してみた

2020.11.09投稿

ふと秋月電子通商の新商品を確認してみると、豊田合成の太陽光LEDが売っているではないか。

とりあえず光束ランクが異なるだけのランク : N3H1~4を除いた、5種類のランクのLEDを購入して測定、比較してみた。

1.LEDの仕様

区分 : 太陽光LED (Sunlight LED)
製品名 : HYPERSUNLIGHT
品番 : ENB01-NHSD7-F1
用途 : 照明用光源
発光素子 : GaN系LED (約425nm)
色温度 : 5000K
標準順方向電圧(VF typ) : 2.93V (IF = 65mA)
最大順方向電流(IF max) : 100mA

詳細はデータシートにて

2.測定機材と測定環境

長さ70cm、幅5cm程度に切った段ボールを用意し、その段ボールの先端にLEDと定電流ダイオード(NSI45030AT1G : 30mAを2つ並列接続して60mAとして利用)を取り付けた。
これを床面より約65cmとなるテレビ上部に取り付けた。(なんかすごく生活感がでててすみません……💧)

測定に用いた測定器はセコニックの分光方式カラーメーター「スペクトロマスター C-800」である。
これを上記写真のように、箱の上に乗せた状態で部屋を暗くしたうえで計測を行った。
この状態でC-800の測光センサーからLEDまでの距離は約280mmとなった。
また、測定はランク : P3H8(点灯から5分後)を除いて点灯直後に測定を行った。

測定対象のLEDを点灯させる回路は下記の通りとなった。

3.測定結果

＊あくまで今回私が測定した結果であり、全ての測定結果がこの測定結果と同一となる保証はありません。

ランク : P3H1～P3H4
秋月電子通商ではランクP3H1～P3H4はランダムでしか販売していない。
つまり、P3H1、P3H2、P3H3、P3H4のどれが届くか分からない。
私の元に届いたのはランクP3H1の模様。

色温度 : 4957K
色度 CIE1931 x : 0.3469  y : 0.3586
演色性 Ra : 98.7
R1 : 99.1  R2 : 98.9  R3 : 96.5  R4 : 98.6  R5 : 99.4  R6 : 98.9  R7 : 99.3  R8 : 99.1  R9 : 96.6  R10 : 96.5  R11 : 97.5  R12 : 96.1  R13 : 98.6  R14 : 97.5  R15 : 99.3
忠実度 TM-30-18 Rf : 98
鮮やかさ TM-30-18 Rg : 101
TLCI : 99

ランク : P3H5
❗この測定結果は正確ではない可能性があり❗
何故か何度か測定し直しても色度ランクの範囲から外れてしまう。。。
確たる原因は不明だが、半田ごての設定温度約300℃、はんだ付けにかかった時間、片側の端子約1秒、両側合わせて2秒かからないぐらい。
熱を加え過ぎた可能性は低いと思うのだが、、、うーむ。

色温度 : 4879K
色度 CIE1931 x : 0.3493  y : 0.3608
演色性 Ra : 98.9
R1 : 98.7  R2 : 99.2  R3 : 97.2  R4 : 98.3  R5 : 99.4  R6 : 99.5  R7 : 99.1  R8 :  99.8 R9 : 98.4  R10 : 97.9  R11 : 97.3  R12 : 96.4  R13 : 98.2  R14 : 97.9  R15 : 99.2
忠実度 TM-30-18 Rf : 98
鮮やかさ TM-30-18 Rg : 101
TLCI : 99

ランク : P3H6

色温度 : 5357K
色度 CIE1931 x : 0.3360  y : 0.3513
演色性 Ra : 98.4
R1 : 98.5  R2 : 99.8  R3 : 97.5  R4 : 96.6  R5 : 98.3  R6 : 99.4  R7 :98.7   R8 : 98.2  R9 : 96.4  R10 : 98.9  R11 : 95.3  R12 : 96.0  R13 : 98.8  R14 : 98.1  R15 : 98.8
忠実度 TM-30-18 Rf : 98
鮮やかさ TM-30-18 Rg : 101
TLCI : 99

ランク : P3H7

色温度 : 5442K
色度 CIE1931 x : 0.3339  y : 0.3479
演色性 Ra : 97.9
R1 : 97.8  R2 : 99.7  R3 : 97.3  R4 : 95.7  R5 : 97.7  R6 : 99.0  R7 : 98.4  R8 : 98.0  R9 : 98.9  R10 : 99.4  R11 : 94.5  R12 : 94.8  R13 : 98.2  R14 : 98.0  R15 : 98.2
忠実度 TM-30-18 Rf : 98
鮮やかさ TM-30-18 Rg : 101
TLCI : 99

ランク : P3H8
このランクも何故か何度か測定し直しても色度ランクの範囲から外れてしまう。
このランクのみ照明を作ろうと思い複数個購入していたため、3個ほど交換して測定してみたもののやはり色度ランクの範囲から外れてしまう。うーん…原因は何なのだろうか？
今回測定したランクの中ではこのランクの演色性が最低だった。(とは言えデータシート上の最低Ra : 95はクリアしている)

色温度 : 5258K
色度 CIE1931 x : 0.3382  y : 0.3450
演色性 Ra : 96.2
R1 : 96.0  R2 : 98.6  R3 : 95.8  R4 : 92.9  R5 : 95.9  R6 : 98.2  R7 : 96.6  R8 : 95.6  R9 : 94.3  R10 : 98.2  R11 : 91.9  R12 : 92.1  R13 : 96.6  R14 : 96.9  R15 : 95.3
忠実度 TM-30-18 Rf : 96
鮮やかさ TM-30-18 Rg : 103
TLCI : 99

ランク : P3H8(点灯から5分後)
上記測定を行った時に点灯直後は安定していないのかな？と思い点灯5分後に測定したもの。
少しではあるものの色温度、色度の変化、演色性の悪化が発生している。
(温度変化に伴う色度、光束、順方向電圧の変動についてはデータシートに特性グラフの掲載あり)

色温度 : 5103K
色度 CIE1931 x : 0.3417  y : 0.3420
演色性 Ra : 95.8
R1 : 97.0  R2 : 97.8  R3 : 94.5  R4 : 92.5  R5 : 96.5  R6 : 97.6  R7 : 95.0  R8 : 95.3  R9 : 98.1  R10 : 95.7  R11 : 92.6  R12 : 91.2  R13 : 97.1  R14 : 96.1  R15 : 95.0
忠実度 TM-30-18 Rf : 94
鮮やかさ TM-30-18 Rg : 104
TLCI : 97

4.ランクによる違いを比較してみる

Ra、R1～R15まで全て比較するのは大変なのでRa、R9、R12だけ比較。
演色性 Ra :
P3H5 : 98.9 > P3H1～P3H4 : 98.7 > P3H6 : 98.4 > P3H7 : 97.9 > P3H8 : 96.2
演色性 R9 :
P3H7 : 98.7 > P3H5 : 98.4 > P3H1～P3H4 : 96.6 > P3H6 : 96.4 > P3H8 : 94.3
演色性 R12 :
P3H5 : 96.4 > P3H1～P3H4 : 96.1 > P3H6 : 96.0 > P3H7 : 94.8 > P3H8 : 92.1

忠実度 TM-30-18 Rf :
P3H1～P3H4 : 98 = P3H5 : 98 = P3H6 : 98 = P3H7 : 98 > P3H8 : 96

鮮やかさ TM-30-18 Rg :
P3H1～P3H4 : 101 = P3H5 : 101 = P3H6 : 101 = P3H7 : 101 > P3H8 : 103

TLCI : 全て99

色温度 : 
P3H7 : 5442K   P3H6 : 5357   P3H8 : 5258K   P3H1～P3H4 : 4957K   P3H5 : 4879K

色度 :
P3H5がP3H1をP3H8がP3H7をそれぞれ侵略しているー_(:3」∠)_

5.他のLEDや太陽光と比較してみる

比較に利用した豊田合成の太陽光LEDのランクは全の比較でP3H5の測定結果を利用した。

まず初めに豊田合成の太陽光LEDと同じく太陽光LEDを名乗る
YUJILEDS(UniPo) : YJ-VTC-3030L-G02と比較してみたい。

YJ-VTC-3030L-G02の測定結果
色温度 : 5085K
色度 CIE1931 x : 0.3431  y : 0.3546
演色性 Ra : 97.4
R1 : 99.0  R2 : 98.4  R3 : 93.1  R4 : 97.3  R5 : 99.6  R6 : 97.0  R7 : 97.6  R8 : 97.6  R9 : 97.6  R10 : 93.2  R11 : 97.1  R12 : 91.5  R13 : 99.6  R14 : 95.4  R15 : 98.1
忠実度 TM-30-18 Rf : 97
鮮やかさ TM-30-18 Rg : 101
TLCI : 99

グラフ上"黒色の線が豊田合成の太陽光LED"で"緑色の線がYUJILEDS(UniPo)の太陽光LED"である。
特性はほぼ互角か豊田合成の太陽光LEDの方が少し良いかなといったところ。
興味深い点としてどちらのLEDも紫～紫外線LED+赤青緑蛍光体を用いているものと思われるが、使用されている発光素子の波長が豊田合成の太陽光LEDは約425nmなのに対し、YUJILEDS(UniPo)の太陽光LEDは約413nmであるという事。

次にiPhone 11 Proのライト(フラッシュ、懐中電灯)と比較してみる。

iPhone 11 Proのライトの測定結果
色温度 : 4891K
色度 CIE1931 x : 0.3475  y : 0.3471
演色性 Ra : 96.8
R1 : 96.3  R2 : 97.4  R3 : 98.6  R4 : 98.0  R5 : 96.6  R6 : 94.9  R7 : 96.3  R8 : 96.7  R9 : 96.5  R10 : 97.1  R11 : 97.7  R12 : 77.9  R13 : 96.4  R14 : 98.6  R15 : 95.4
忠実度 TM-30-18 Rf : 94
鮮やかさ TM-30-18 Rg : 101
TLCI : 98

グラフ上"黒色の線が豊田合成の太陽光LED"で"緑色の線がiPhone 11 Proのライト"である。
青色LED+赤緑蛍光体のLEDの中では非常に特性がよいが、それでも太陽光LEDには及ばず。
発光素子の波長は455nm。
何故iPhone 11 Proのライトを比較に用いたのかというと、家にあった青色LED+赤緑蛍光体のLEDの中で一番演色性が良かった為。

最後に実際の太陽光と比較してみる。
快晴な日の午前中に測定したものである。

太陽光の測定結果
色温度 : 5059K
色度 CIE1931 x : 0.3442  y : 0.3591
演色性 Ra : 99.6
R1 : 99.6  R2 : 99.7  R3 : 99.8  R4 : 99.4  R5 : 99.6  R6 : 99.7  R7 : 99.7  R8 : 99.7  R9 : 99.1  R10 : 99.4  R11 : 99.2  R12 : 99.6  R13 : 99.5  R14 : 99.9  R15 : 99.5
忠実度 TM-30-18 Rf : 100
鮮やかさ TM-30-18 Rg : 100
TLCI : 100

グラフ上"黒色の線が豊田合成の太陽光LED"で"赤色の線が実際の太陽光"である。
さすがは太陽光！測定結果もほぼ100に近い。
深赤色は太陽光より少ないものの豊田合成の太陽光LEDもだいぶ健闘している。流石は太陽光LED！

上記比較した物のグラフを全て重ね合わせたのが下のグラフである。

6.まとめ

2020年11月08日現在手軽かつ安価に入手できるLEDの中では最高の特性を持っていると思う。
20個購入しても800円～1000円。安い！

ここまで比較しておいてこう言うのもアレだけれど、
実際に並べて点灯させてもランクの違いは分からない。
私の目には全て同じ白にしか見えない…。
なので、測定結果が良かったランク : P3H5を買えばよいかなって思う。
秋月電子通商だとランク : P3H6～P3H8より値段も安いし。

(2020.11.08現在の情報です)