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2010年2月15日 (月)

まちがえだらけのLED電球選び?

各種メディアや家電販売店店頭をにぎわせているLED電球だが、中には「安かろう悪かろう」的な、粗悪な商品が紛れ込んでいるので注意が必要だ。また、名の通ったメーカーから発売されている商品の中にも、問題のあるものが見つかった。

KFE LB07-E26WWは基本的性能全てに問題があり、特にフリッカが凄まじく、「安かろう悪かろう」的な粗悪品だ。Sharp DL-L601Nは残念ながらフリッカがあり、薦められない。Panasonic LDA7L-A1は、試したなかで唯一及第点をつけられる商品である。

以上は私自身「人柱」となってテストした結果に基づくものである。



テスト対象について

手元にあるLED電球4種類と、対照として白熱電球2種類のサンプルについてテストした。それらの仕様の一部と外観を以下に示す。
購入価格が「約~」となっているものについては、サンプルAは記憶が定かでないため、サンプルCはポイントが付いたことの扱いに迷いがあるためである。

Fig1a_2

以下のリンクから上記4サンプルに関するメーカー情報が参照できる。(2010年2月15日現在)

Fig1b

Photo1

各サンプルについて若干補足しよう。

サンプルA: 大手メーカーに先行すること1年、中堅メーカーが発売した意欲的先進商品。世代が古いので絶対的な光量不足が否めず、ランプ前方(口金と反対方向)に大きなレンズをつけて集光している。そのため一番重く、配光はビーム電球の様に前方に集中している。既に製造中止。

サンプルB: 安さに惹かれて購入したが、典型的な「安物買いの銭失い」になってしまったもの。

サンプルC:名の通ったメーカーブランドならサンプルBのようなことは無いだろう、と言う期待を見事に裏切ってくれた。なお、このサンプルだけ色調が違う。

サンプルD:これで、サンプルA~Cにあった諸問題は解決できた。しかし、サンプルAよりはずいぶんマシだが、予想通り絶対的な光量が足りない。

サンプルE: LED電球で「xxW相当」と言うときの基準となっている形式の白熱電球。口金の部分を除き、全方向を均一に照らすようになっている。

サンプルF: ランプ後方のガラスが全て鏡面になっていて、ランプ前方~真横までを照らすようになっている。通常の白熱電球を使うダウンライト型の器具では、このタイプを使うのが一般的。(ハロゲンランプを使う場合はビーム電球が多い)



配光比較

器具のシェードが照らされている状態に注目して欲しい。背景の明るさは、露出がカメラから直接見える、ランプの光っている部分の面積の大小に左右されるため、配光の判断材料にはならない。また背景の中ほどに水平の線のように見えるものが写っているが、これは天井の一部が傾斜しているためである。

Photo2

まず、白熱電球であるサンプルEとFについて触れる。サンプルEでは、シェードが上から下まで、ほぼ均等に照らされているが、Fでは電球の真横から下しか照らされていない。これがシリカ電球とレフ電球の特徴である。

サンプルAはビーム電球のような配光のため、シェードにはほとんど光が当たっていない。

サンプルB~Dは、レフ電球とほとんど同じ様に見える。ただしサンプルCとDは、Bに比べると真横よりやや上まで照らされている。



照度比較(1)

照明が明るいとか暗いと言う場合、問題になっているのは照明されている物体表面の明るさ、すなわち照度である。

Photo3

上の図のようにセットアップし、撮影用サンプルをデジタルカメラで撮影して照度を比較した。撮影用サンプルは、A3のコピー用紙の上に赤・黄・青の色セロファンを一部重なるように配置したものだ。

メディアの記事などで、明るさ比較と称して電球そのものの写真を掲載している場合が少なくないが、あまり参考にならないと思う。また絞り・シャッター速度・ISO感度を一番明るい条件に合わせて固定した写真を並べて読者に比べさせていたりするが、これは情に訴えるのには都合が良いかもしれないが、定量的な比較は不可能である。

今回私は、細かい違いまでは分からないが、大まかに定量比較が可能な方法を採用した。
撮影条件は絞りF8、ISO感度400に固定して絞り優先で自動露出とした。この様にして全て適正露出の写真が撮れれば、どれか一つを基準(100%)として、それ以外の相対照度が計算できる(シャッター速度は被写体の明るさに反比例する)。

相対照度 = 基準のシャッター速度(秒) ÷ 比較するシャッター速度(秒)

ただし、シャッター速度は連続的に変化するのではなく予め決められたとびとびの値から選ばれるため、切り替わりの境界付近ではオーバーまたはアンダーになる場合が出る。

Exposure

基準側と比較する側がどちらも適正、オーバーまたはアンダーなら前の式がそのまま成り立つが、異なる場合は補正が必要になる。今回は照度比較(1)と(2)を通して、異なる組み合わせは(基準=アンダー、比較=適正)および(基準=適正、比較=オーバー)の2パターンだけだったため、このどちらかの組み合わせになった場合には前の式で計算された相対照度に補正係数1.12(2の6乗根)を掛けている。

なお、ホワイトバランスはAutoである。これが肉眼で見た風景に一番近い写真が撮れるからだ。また今回掲載した写真は、トリミングとイメージファイルの形式変換(jpeg/bmp/png)以外の修正は一切行っていない。

以上のように測定を行い、以下の結果が得られた。

Fig2a

Photo4

各LED電球の明るさは、概ね白熱電球W相当の数字の比率に近い結果になったと言えるだろう。同じ60W相当のB~Cは、数字の上ではB→C→Dの順で明るくなっていることになるが、Cの色調が異なるため、Cの順位については断定できない。肉眼では、CとDは同程度の明るさの様に感じる。ただし、DがBよりも明るいことは間違いない。

以上の結果は、Panasonicの説明に沿ってサンプルEを基準にしたものだが、実はこれは不自然な比較である。ダウンライトにシリカ電球を使うのはあまり一般的ではなく、通常サンプルFのレフ電球が使われる。これに沿って考えると、どのLED電球も白熱電球60Wに及ばない。

明るさではないが、もう一点気がついたことがある。Cを除く他のサンプルは基本的に同系統の色調のはずである。しかしながら、サンプルBだけ色の感じが異なって写っている。最も分かり易いのは、本来白いはずの背景と黄色のセロファンのコントラストで、明らかに他と異なっている。実を言うと、サンプルBの明かりに照らされた風景を肉眼で見た場合、水銀灯の明かりに照らされているのと同じような色彩のズレを感じていたのだが、それが写真に現れたようだ。サンプルBは、演色性能が劣っているのだと思われる。



照度比較(2)

照度比較(1)は、SharpやPanasonicが「直下照度」などと呼ぶ、LED電球に有利な計り方だったが、(2)では「全光束」ないしは「ランプ単体の明るさ」と呼んでいる場合に近い条件で比較する。

Photo5

上の図で示した条件以外は、比較(1)と同じである。

Fig2b

Photo6

各LED電球の明るさは、概ね全光束の数字の比率に近い結果になったと言えるだろう。仕様では全光束の数字が20%以上違うサンプルCとDが同じ結果になっているが、色調が異なることが影響したか、今回の比較方法ではそこまで区別できなかったのか、そのどちらか、または両方が影響したのだと思う。

特徴的だと思うのは、比較(1)では約60%違っていたサンプルEとFが同じ結果になったことだ。こうなったのは、上方および横方向に照射された明かりが、器具のシェードや天井・壁面で乱反射されて、撮影用サンプルを照らすのに役立っているからだと考えられる。白熱電球は構造が単純なので、W数がほぼ同じなら全光束が大きく異なるとは考えられないから、妥当な結果である。



ここまでのまとめ

白熱電球とLED電球の比較で、ダウンライトではレフ電球を、ペンダントライトではシリカ電球を基準にすると、サンプルB~DのLED電球は30~40W相当とするのが妥当だろう。従って、60W相当だと思って取り替えると、照度不足に陥る。

エコロジーを重視するなら、この際40W相当にライトダウンするのも良いかもしれない。

ただし、それが即LED電球には直結しない。最近の40W相当の電球型蛍光灯の消費電力は8WとLED電球とあまり差が無く、ランプの値段はおよそ1/4程度で、寿命は1/3程度、全光束は約480lmである。長期的にはLED電球が経済的に有利となるが、かなり楽観的な条件(点灯10時間/日、電気代\24.13/kWh)でも8年以上使わないと電球型蛍光灯の方が有利である。

ちなみに、この条件でLED電球が寿命を迎えるのは、11年目の後半と予想される。また、10年経過した時点での合計費用の差は、LED電球の方が約\530少なくて済む程度である。

今後LED電球がもっと安く・明るくなったり、もっと魅力的な別のテクノロジーが登場したりするかもしれない、と考えると、少なくとも8年間LED電球に今コミットするのはリスキーではないだろうか。今はとりあえず電球型蛍光灯を選ぶ、と言うオプションも考慮すべきだと思う。(電球型蛍光灯は概ね4年で交換時期になる)

もちろん、授業料のつもりでLED電球を買ってみる、と言うのはアリだろう(私もそうした一人だ)。

なお、電球型蛍光灯は点灯直後(1秒後)本来の明るさの1/5~1/2程度しかなく、1分~数分かかって本来の明るさになるものなので、点けたらすぐに十分明るくならないと困る用途には向いていない。また、点灯直後の印象で「電球型蛍光灯は暗い」と覚えている人も居るかもしれないが、誤解だ。



フリッカの比較

フリッカとは、ちらつきのことだ。

電球などに供給する電源は交流なので、電流と電圧は1秒間に50または60回の周期でゼロ→プラス→ゼロ→マイナス→ゼロの変化を繰り返す。また明るさは概ね電力に比例し、それは2倍の1秒間100または120回の周期で強弱を繰り返す可能性があるが、それが実際に現れるかどうかはランプの特性次第である。

Ac

フリッカは無いほうが良い。著しいフリッカがあると、敏感な人だとめまいを起こしたり気分が悪くなったりする。そこまでひどくない人でも、フリッカがあると眼精疲労を起こしやすい。

白熱電球にもフリッカはあるが、わずかだ。その一方、インバーター方式が登場するまでの家庭用蛍光灯はフリッカが多かった。ただ、その方が好都合だった分野もある。

速度を手動で調節できるレコードターンテーブルには、正規の速度で回っているかどうかを判定するストロボスコープがついている。これは、正規の速度で回っているとき交流電源周期のフリッカのある光の下で見ると止まって見え、それよりわずかに早過ぎたり遅過ぎたりすると、それに応じてゆっくり回転して見えるパターンのことである。インバーター以前の蛍光灯はストロボスコープに好都合だったが、インバーター化された後は、それ専用の光源を準備しないと使えなくなってしまったのだ。

下の一連の写真の一番上に写っている、ターンテーブル側面のパターンがストロボスコープである。上2段が50Hz用、下2段が60Hz用で、それぞれ細かいほうが毎分33+1/3回転、荒いほうが45回転用である。今回は違いが判りやすい45回転を使い、50Hz地域なので上から2段目のパターンでフリッカの強弱を比較する。

なお撮影条件はシャッター速度優先で0.5秒(従って絞りAuto)、ISO感度Auto、ホワイトバランスAutoである。照度比較ではないので、それぞれの露光条件は記載していない。

Photo7

白熱電球は、シリカもレフも原理的に大きな差が無いので、シリカのみ掲載した。

サンプルAとDはフリッカがほとんど無い。白熱電球よりも少なく、実に優秀である。

その真反対がサンプルBで、凄まじいフリッカがある。見た目、時間比率50%近く消灯状態になっていそうで、ストロボスコープ用に造られたのではないかと思えるほどだ。

意外だったのがサンプルCだ。使っていてなんとなくフリッカがあるような気がしたのだが、その時は「まさかSharpブランドでそれは無いだろう」と思った。しかし、テストしてみて愕然。サンプルBほどではないものの、明らかにフリッカがある。実に残念だ。



全体のまとめ

サンプルA(丸善電機 ANAMEA100V35WW):中堅メーカーが良心的に造ったと思われる先進商品であり、仕上がりは秀逸である。しかし世代が古いため全光束・効率ともに低い。既に製造中止になっている。

実は、サンプルAは部屋全体の照明に使うには暗過ぎるがそれ以外は秀逸だったので、手もと照明用に使おうと考えた。しかし、意外な問題が持ち上がった。近くで使ってはじめて気づく程度の大きさではあるが、耳障りな高音域の騒音(約6kHzとその倍音)があるのだ。制御用のインバーターは可聴域を超える周波数で動作しているようなので、制御ループが不安定でハンチングのような現象が起こっているのかもしれない。実に残念だが、身近で使うのは諦めざるを得なかった。今は絶対的な消費電力の低さを買って、半ば常夜灯の様な用途に利用している。

サンプルB(KFE LB07-E26WW):大手メーカー製品に比べ全光束・効率ともに低く、演色性能にも疑問があり、さらに凄まじいフリッカのある粗悪品だ。このクラスのLED電球としては非常に安価で出回っている場合があるので、問題点を承知で買う人を止めはしないが、私は自分では2度と買わないし、他人に薦めることも絶対にない。

実は、店の売り場でフリッカが多いことには気づいていたが、その安さ(\1,980)に惹かれて、と言うか、半ば怖いもの見たさで買ったものの、あまりのひどさに居室での使用は即諦めた。ここなら我慢できるかとトイレにつけてみたのだが、めまい持ちの家人から苦情が出て、お蔵入りとなった経緯がある(ストロボスコープ専用光源にしようかと思案中)。

サンプルC(Sharp DL-L601N):十分気になる程度のフリッカがあるので、この商品を選ばないことをお勧めする。大手家電量販店で大量に展示・販売されていて、ついうっかり買ってしまいがちなので、要注意だと思う。

今後改善され上記の内容が的外れになることを期待しているが、実現するときには型番が変わっていると思う。

またカタログ上の比較ではあるが、サンプルDと同系列の、同じ色調の商品と比べて全光束・効率ともに若干劣っている様だ(全光束が少ないのに消費電力が多い)。このことからも、値段を除き、この商品を積極的に選ぶ理由は無いと思う。

今、このランプは使い道が見つからず、在庫となっている。

サンプルD(Panasonic LDA7L-A1):実際に試した中で唯一、他人に安心して薦めることのできるLED電球である。ただし供給不足・品薄気味でなかなか入手できないか、また入手できるにしても実売価格が高値安定となりそうだ。さらに大手家電量販店では、在庫があっても隅の方にこっそり目立たない展示しかしていない場合もあるので、要注意だ。自分で見つけられない場合は、店員に訊ねてみよう。

ただし、この記事の前半で触れた電球型蛍光灯との比較において、今ぜひともLED電球か、と言う点は別途よく考えて欲しい。その上でLED電球を選ぶなら、サンプルDの商品が良い、という事である。恐らく、同系列の製品は同等の仕上がりではないかと思われるが、未確認である。なお前半では言及しなかったが、私が知る限りでは電球型蛍光灯は全てインバーター方式で、フリッカはほとんど無い。

今、このランプはクリップ式の器具に装着し、通常は天井に向けて間接照明として使い、表面実装部品を取り扱う場合などは手もと照明として使う様にしている。

当初、LED電球はダウンライト型器具で使うつもりで色々試したがうまくいかず、明るさが足りない? フリッカのせい? などと悩んだが、結局は配光が最大の問題だった様だ。そもそもダウンライトだけで部屋を照明しようとすることに無理があるのかもしれない。

6.9W LED電球一つだけの間接照明は決して明るくは無いが、その直下ならバックライトを減光したディスプレイでコンピュータを利用するにはちょうど良い。部屋の隅々まで明るくしたいときだけ、今まで使っていたシーリングライトを点ければ良いのだ。

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コメント

初めまして安さに惹かれてKFEの電球を購入したのですが、4000時間持つのに3ヶ月で切れてしまったのでKFEサポートセンターに連絡をして  何故切れたのを調べてと頼みました。その結果KFEからの回答文は
電磁波による使用されている2Wのヒューズが壊れてた。との回答でした
私は、あまり電気のことを良く知りませんので判りませんが、こんな商品を
売っているのはおかしいですよね。そんな事あるのでしょうか?
判るのであれば教えてください。宜しくお願い致します。

投稿: NAME | 2010年9月25日 (土) 11時50分

NAME さん、

ご愁傷様です。
残念ですが、理由が何であるにせよ、部品が壊れてLED電球が3ヶ月で切れてしまうのは、十分にあり得る事だと思います。

「寿命4万時間」・「10年間取替え不要」と言われていますが、これは劣化により徐々に暗くなる現象から計算されたものです。
これとは別に突然「プッツン」と切れてしまう故障はあり得るのですが、ほとんど取り上げられないのはアンフェア。
せめて2年くらいメーカー(or 販売元)保証をつけてもいいと思うのですが、どこもやらないようですねぇ。

別の記事「LED電球 KFE LB07-E26WW を分解する!」にも、KFEの製品かどうかは不明ですが7ヶ月で壊れたと言うコメントをいただいていますので、そんなに珍しい事ではない様です。

投稿: エンジニア | 2010年9月25日 (土) 18時20分

KFE JAPAN 株式会社 LB07-E26WW【60個セット】おっと特価(税込): 21,800 円

いっこ363円になっていて、危なく買うとこでした。ありがとうございました。

投稿: みずき | 2011年4月15日 (金) 17時49分

みずきさん、危なかったですね~・・・
損切り・在庫整理が本格化しているのでしょう。

投稿: エンジニア | 2011年4月15日 (金) 20時29分

シャープのLED電球はオリジン電気のOEMですね
オリジン電気ブランドで買ってきたものと形状が全く一緒です

投稿: ふむふむ | 2012年11月 3日 (土) 13時11分

ふむふむ さん、
最近はLED電球へのマークが手薄なので、「へぇ~、そうなんだ!」って感じ。ちょっと驚きました。
シャープは色々タイヘンな様で、その現れの一端でしょうか。
またオリジン電気がLED電球作ってるって、初めて知りました。しかし検索しても、そういった事が書いてあるWebが見つかりません。
「オリジン商事」や「オーム電機」など紛らわしい会社があります。取り違え、ってことはありませんか?

投稿: エンジニア | 2012年11月 3日 (土) 23時25分

すいません
オリジン電機ではなく、オリオン電機でした
”オリオン電機 LED”で画像検索してみると、同様の電球が出てきます
私が買った時、1個500円でした
オリオン電機って、もともとテレビなどの設計、OEM生産を請け負っている会社みたいですね

投稿: ふむふむ | 2012年11月 8日 (木) 00時07分

ふむふむ さん、
オリオン電機だった件、了解です。
格安TVをやっているのは知っていましたが、LED電球は知りませんでした。
それにしても安い! 勉強になりました。

投稿: エンジニア | 2012年11月 8日 (木) 09時13分

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 今日のTBSラジオ、森本毅郎スタンバイの「現場にアタック」コーナー。女性リポーターが、聞いた話で進行する典型的非理系コーナー。今日は、LED証明のフリッカー問題だった。  http://www.tbsradio.jp/stand-by/2012/04/post_4568.html がそのコーナーの内容です。トプコンテクノハウスという会社の原因に関する説明とLED光源普及開発機構(不要な独法か?)の人の品質基準に関する部分が重要な報道部分だが、所詮、付け焼刃のコーナーで説明の質が悪い。...... [続きを読む]

受信: 2012年4月23日 (月) 15時13分

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