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太陽光スペクトルと演色性と見た目の違和感

LED照明がコンビニ等に導入され始めた頃より、色味がオレンジっぽかったり緑っぽかったりと、どうも今までの電球や蛍光灯に比べて美しく見えない、食べ物が美味しそうに見えないと感じたことがある人は少なくないはずです。

LEDの照明器具が登場したのは、青色LEDの技術によって白色の明かりを作ることが可能になったことがきっかけで、昨今では多くの照明器具がLEDに切り替わりつつあり、旧来の電球や蛍光灯を見かけることは少なくなりました。

LED照明も年々改良されて高効率化(電気代の節約)、高演色化(色味の改善)がされていますが、この2つの要素は相反する部分があります。高効率化を優先すると、演色性を失ってしまうことになり、どうしても色味については二の次になってしまっていることが多いようです。

■演色性の悪い照明で、料理が美味しくなさそうに見える例
(国際放送機器展 InterBEEのロケ弁グランプリのコーナーにて撮影)
DpYq3nTUYAE37TU.jpg
このように、映像に関する展示会であっても、照明の演色性に関しては無頓着でも許容されているのが現状です。


写真や映像の撮影、デザインや塗装、印刷物の色校正などの分野ではかねてより正確な色再現性が求められており、色評価用の蛍光灯や、演色AAAといった高演色の照明が用いられてきました。しかし近年では蛍光灯の入手が難しくなりLEDになりつつあるようですが、十分な性能が得られる器具はごく限られた上に、高価なものとなり移行が難航している部分もあります。

参考
エコリカLED 高演色LED
https://www.ecorica.jp/led/highcolor/


前置きが長くなりましたが、2020年7月にコイズミ照明株式会社よりこんな製品が発売されました。

https://www.koizumi-lt.co.jp/product/jyutaku/sunceiling/
「自然光に近い光の太陽光スペクトルLEDシーリング」
「室内にいながら青空の下で見るような、自然光に近い本来の色Ra97を再現したシーリング。」

とのことで、実売価格1万円程度にもかかわらずこれだけの演色性を得られることに大きな魅力を感じ、早速購入してみることにしました。
色温度も5000Kと、色評価用蛍光灯と同じでちょうどよい値です。
ラインナップはAH51221(6畳用)、AH51220(8畳用)、AH51219(10畳用)の3種類のうち、8畳用を選択しました。

この照明について、楢ノ木技研のUSBスペクトロメーター ezSpectra 815Vでチェックしてみたところ、以下のデータとなりました。

KOIZUMI AH51220


KOIZUMI AH51220_TM30


Ra(平均演色評価数)は98、LED照明では出にくいとされ、赤色の表現には重要とされる「R9」の値も80を超えており、測定上ではとても優秀な照明のようにみえます。


が、ここからが本題です。
演色性としては優秀なのに、部屋の照明をこの製品に交換してから、どうも照明の色や部屋においてある物が緑っぽく感じられるのです。
部屋の明かりをつけるたびに「あれ、緑っぽいな」と感じるのです。まあ、蛍光灯などでも器具を交換した直後は目の慣れの問題で違和感を覚えることがあるのはご存知の通りですが、今回は数日使ってもどうも慣れることが出来ず、結局もともと使っていたNECの調光調色のLEDシーリングライトに戻してしまいました。twitterで他の方の意見も聞いたのですが、確かに緑っぽく感じる要素があるようです。

数値は優秀なのに見た目で馴染めないというのは経験としては初めてであり、果たしてこの照明に慣れて良いのか、それとも自分の目を信じて数値より見た目が良い照明を選んだら良いのか答えが出せず、悩んでいます。

詳しい方々に聞いてみたところ、どうやら色度図において色度が黒体軌跡上になく、緑寄りにずれている(⊿uvが+領域にある)ことや、緑色の波長の成分が赤と同じくらい盛り上がってピークがある部分に問題があるのではという意見がありました。確かにこの2点については太陽光とは違う性質だといえる部分です。
KOIZUMI-AH51220印
データ上のこれだけの差が、体感上の緑っぽさの度合いと一致しているのかは不明ですが、少なからずこの照明には緑っぽさがあるといえるようです。

なお、緑色に見える原因は何かとメーカーに質問したところ、このLEDには緑色の蛍光体が使用されているからではないかとのことでした。しかしながら、どんな蛍光体を使用していても太陽光のスペクトルと同じであれば緑には見えないのではないかと思うのですが、いかがでしょうか。

ひょっとすると「太陽光スペクトルLED」という言葉が、「太陽光のスペクトル分布と同じ」という意味ではなくて、「太陽光の平均演色評価数(Ra100)に近い」という意味なのかもしれません。


演色性の数値は良いのに、どうも見た目に違和感がある照明について、まだまだ知識や経験が追いつきません。ひきつづき調べてみますが、もし詳しい方がおられましたらご意見いただけますと有り難いです。


ちなみに、現段階において数値抜きに一般家庭で違和感なく使用できて安価でおすすめの製品はNEC(ホタルクス)の調光調色タイプのモデルがいち推しです。
NEC LEDシーリングライト 調色/調光タイプ~8畳 HLDC08208


参考リンク
本件についての詳細(twitterにて)
スペクトロメーターを使った色々な照明器具の測定結果(twitterにて)





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シーリングライトの壁スイッチ動作、コイズミ照明は酷すぎ

演色性の良いLEDシーリングライトを求めて各社のモデルを購入してきましたが、あまりにも酷いものに当たってしまったので注意喚起として記しておきます。
アイリスオーヤマに続いて、コイズミ照明の製品も購入には気をつけたほうが良さそうです。

【過去の参考記事】
アイリスオーヤマのLEDシーリングライトのチラツキが酷い


問題になっているのは、壁のスイッチをパチパチ素早く操作して照明の明るさや色を切り替える機能のことで「プルレス操作」などと呼ばれているものについてです。このプルレス操作は照明メーカーやモデル(製品の年代)によって異なる挙動をするのでやっかいです。

うちの場合、就寝時にシーリングライトをリモコンで消灯、翌朝は外光で明るいので照明はつけずに起床、外出時には壁スイッチを切って出かけています。(壁スイッチを切るのは停電等による誤動作を防ぐものと、待機電力を無くす目的があります)

帰宅時、部屋を明るくしようと壁スイッチをONにするのですが、スイッチを操作しても「ピッ」と音がするだけで部屋は明るくならず、「リモコン消灯状態へ復帰した状態」となります。状態①

あれ、スイッチ入れたのに明るくならないぞ、ということで壁スイッチを素早くOFF→ONと操作すると今度はなぜか保安灯(常夜灯)が点灯した状態となります。

さらにもう一度、壁スイッチを素早くOFF→ONとすることで、ようやく「全灯」の状態になり、部屋を明るくすることができます。

この壁スイッチのプルレス操作は早すぎても遅すぎてもダメで、現在の点灯状態を把握しながら、絶妙なタイミングでパチパチとやる必要があり、上手にやっても5回の操作、タイミングを誤るとそれ以上の回数パチパチしないと照明を点けることが出来ません(何のゲームだよ)

実際に操作したときの動画

なぜ、こんな仕様で作られているのか理解ができません。

メーカーのコイズミ照明に問い合わせたところ、夜中に瞬間的な停電があると目が覚めるとか、リモコン消灯の状態で留守にしている間に瞬間的な停電があると照明が点灯してしまうというお客様の意見に基づいているとのことです。しかしながら、この日本で停電が年に何度も発生しているとは思えませんし、外出時は壁スイッチを切ることが取説で指示されています。
年に1度あるかわからない停電や取り扱いミスのために「必要な時に部屋を明るくする」機能が犠牲になった仕様になっていることは納得できません。

壁スイッチを操作するのは、「部屋を明るくしたい」という目的があるから行うわけであり、その意思に即座に応じられないものは照明器具として失格であると考えます。


ちなみに他社製品でも【状態①】の部分までは同じ挙動を示すものが一般的ですが、その次の段階では「全灯」もしくは「調光」となるため、3回の操作があれば「部屋を明るくする」という目的は達成できます。

ちなみにコイズミ照明の製品であっても蛍光灯シーリングライトの時代のものは、壁スイッチOFFの直前の点灯状態がどうであれ壁スイッチをONにさえすれば「全灯」で部屋が明るくできる仕様となっていました。見聞きした情報によると、その次の時代の製品では他社と同じ「リモコン消灯状態」→「全灯」の仕様となり、その次に現在の仕様に変更されているようです。ちなみにこの動作について取説には記載がないため、実際にシーリングライトを購入するまで、このような不便な仕様であることに気づくことはできません。

なお、問題のシーリングライトには取説にはっきりと明記されていない裏モードみたいなものがあり、このモードにすると「プルレス操作」を無効にすることが可能です。これで解決できるのかと思いきや、今度はリモコン消灯状態で壁スイッチをOFFにすると、その後は壁スイッチをどう操作しても照明を点けることが不可能となってしまいました。これはリモコンを紛失したり、電池が切れてしまうと照明器具としての機能が完全に失われて文鎮と化することを意味します。

裏モードの実装までしているくらいなら、きちんと考えて物を作っていれば「瞬停後に点灯して目が覚める」「外出時に瞬停により勝手に点灯」という不満に加え「スイッチを操作しても部屋が明るくならない」という不満も同時に解決する仕様とすることが出来たはずです。

ちなみに購入したシーリングライトは太陽光スペクトルで高演色性を売りにしているにもかかわらず、実際に肉眼でみると緑っぽい色に見えてしまう現象が起きており満足度としていまひとつです(測定上、色座標が黒体軌跡上より緑側にあることが原因なのかなとみています)

そういうわけで買ってはみたものの、色味、操作性、メーカー対応の3点で問題を感じましたので、アイリスオーヤマに続いて避けておいたほうが良いメーカーなのかなと感じています。

ちなみにおすすめするシーリングライトはNEC(ホタルクス)の調光調色モデルで、これは演色性の数値こそ低いものの、操作性とともに違和感なく使用できるモデルです。

NEC LEDシーリングライト 調色/調光タイプ~12畳 HLDC12208 NECライティング




アイリスオーヤマのLEDシーリングライトのチラツキが酷い

最近は家庭用の照明でも蛍光灯に代わりLEDライトが主流となってきました。
うちでは6年くらい前に購入した蛍光灯式のシーリングライト
KOIZUMI BHN0119D 丸形スリム蛍光灯(FHC)昼光色2灯[34形(48W)、27形(38W)
を使用していたのですが、近頃は電気代が気になっていることや、交換用の蛍光灯が一式で2000円近くと高価なこともあってLEDシーリングライトを導入してみることにしました。

機種選定をしていたところ、相場としては7000円近辺、アイリスオーヤマの製品が人気のようでした。
そこで省エネ大賞受賞したCL12D-FEIIIというモデルを購入することにしました。

アイリスオーヤマ LED シーリングライト 調光 タイプ 12畳 省エネ大賞受賞 CL12D-FEIII アイリスオーヤマ(IRIS OHYAMA)

部屋の大きさとしては8畳で、いままでは8~10畳用の器具を使っていましたが、LEDの場合は少し余裕があるほうがいいという話や、どうせ自由に調光できるのならということで余裕を持って12畳用を選択しました。


LEDシーリングライトのカバーを外してみると、このように、LEDのチップが大量についています。
アイリスLED


全体的な使用感については、やはり色味について蛍光灯より劣っていて手の色が健康的に見えないことや、リモコンの明るさを記憶できる「メモリ設定」ボタンが大きいため、せっかく設定しても間違って上書きしてしまうこと、動作中、特に常夜灯のとき本体から音がして気になるなどの細かい不満点はあったものの、明かりがチラついて安定しないという、照明器具として致命的な問題を感じたため、調査してみることにしました。

まず最初に気になったのは、この照明下でiPhoneで写真を撮ろうとした時に画面がちらつくことでした。この現象自体はフリッカーと呼ばれ、古くはインバータ式になる前の蛍光灯の頃によく問題となっていたもの。パッと見人間の目にはわかりにくいですが、電源周波数の50Hzもしくは60Hzに影響されて明かりがチカチカと点滅している現象のことをいいます。

写真撮影においてフリッカーが問題となるのは、シャッター速度が早い場合となります。試しにシャッター速度を1/320秒に設定し、この照明下で連写をしてみました。


フリッカ1


こうやってサムネイルが並んだ状態では正直、明るさの違いがわかりませんが、1枚ずつ確認してみると明るさが異なることがわかります。

フリッカ2

フリッカ3


明かりが波打っているため、このように瞬間的に明るい写真や暗い写真が撮れていると考えられます。

この現象の詳細を確認するには光センサーとオシロスコープを用意して、人間の目やカメラではわからい高速な明かりの変動を見る必要があります。今回はLEDに光を当てると発電し、光センサとして動作する作用を利用しています。

光センサ


このセンサを照明に近づけたところ、このような波形が観測されました。
100Hzフリッカ


これは照明の明るさが一定ではなく、波打っていることを示しています。周期は100Hzですので電源周波数50Hzを全波整流した時のリップル分であるとみられます。なお、完全な点滅ではなくゆらぎであるためか、このチラつき自体は私の目には特に気になりませんでした。


問題となるのはこの次の現象です。
この照明に交換した後、隣の部屋にあるレーザープリンタで印刷をすると、照明がパカパカと激しく高速点滅することに気づきました。レーザープリンタは電気を多く消費することで有名で、以前の照明でも多少のチラつきはあったのですが、このLEDシーリングライトはそんな比ではなく、このまま使用していると気分が悪くなりそうな程でした。(かつてのポケモンショック騒動を思い起こさせました)


今度は電源の電圧波形とともに、照明の明るさを観測してみます。


これはAC100V電源の電圧波形(下の黄色)と、照明器具の明るさ(上のピンク)を並べて表示したものです。
レーザー1


レーザプリンタが動作すると急激に電流が流れ、電圧降下やノイズが現れているのがわかります。
そして、それに応じて明るさが変動していることが確認できます。

特に変動をしている部分を拡大するとこうなっています。

レーザー2


レーザー3


上の画像については、電源ノイズとしては凄まじい状態ではあるものの、明るさとしては最大振幅が変わらない範囲の変動ですので、おそらく視覚上ではあまり気にならないのではと思われます。

下の画像については、電源電圧はあまり変動していないのにもかかわらず、なぜか明るさは大きく変動していることがわかります。これが周期的に何度か発生しているので、これが目障りなチラつきとなっていると考えられます。


続いては、掃除機を動作させて同様のテストをしてみました。
掃除機1

画面左寄りの部分が掃除機の電源投入時、画面中ほどが電源を切った地点となります。

掃除機の電源を切った際、何故か明かりが一瞬だけ強くなるように見えていたのが気になっていましたが、これが波形でも確認できました。その部分の拡大です。

掃除機2

掃除機が停止し、100Vの電源の電圧降下が収まるまでの流れは緩やかで微小なものであるのにもかかわらず、そのポイントで明るさの波形が激に飛びてているのがわかります。
これが不快となるチラつきの原因ではないかと思われます。
おそらくですが、スイッチング電源のフィードバックが不適切で、電源電圧が下がって明るさも下がるところを自動で持ち上げて補正、電源電圧が戻った際に、補正してかさ増ししていた光量を戻す処理が遅れているために、このようなチラつきになっているのではと想像します。






というわけで、このLEDシーリングライトが不良品なのか、もしくは設計不良なのかはわかりませんが、このまま使い続けるのは精神的な負担にもなりますので、仕方なく別のものを購入することとしました。

ちょうどツイッターでフォロワーさんが購入したものが調子よいらしいので、同じものを注文することにしました。

NEC LEDシーリングライト LIFELED'S 調色調光タイプ ~12畳 HLDCD1279 NECライティング


NEC1.png


NEC2.png


こちらは調光だけでなく調色もできる仕様となっており、2種類のLEDが互い違いについている、スペックとしては上位モデルとなるものの価格差としては1000円程度となり、入手はしやすいモデルです。

同じようにチェックしてみても、明るさの揺らぎは明らかに小さく、レーザープリンタを使用してもチラつきが気になるどころか、チラついているかもわからない程に安定していました。
NEC.png

調色ができるため、少し調整すると色味も自然で、肌色も健康的に見えます。
リモコンの「お好み」設定ボタンも記憶時は長押しなので、間違って上書きすることもありません。
これなら特に不満を持つことなく、日常的に使用できる製品になっていると感じました。

やはり照明器具は老舗メーカーのものが信頼できるのかな、とか
アイリスオーヤマのシーリングライトは人気で売れているようなのに誰も不満に思わないのかなとか
とても気になるところではあります。

ちなみに他のメーカーの製品についても気になっていたところ、知人らが家電量販店の照明売場を動画で撮影してきてくれました。
これを見る限り、

「アイリスオーヤマは軒並みダメ、HITACHIも微妙、東芝も一部ダメ、名前は通ってなくても照明メーカーのTAKIZUMI、DAIKO、KOIZUMIあたりは大丈夫っぽくて、あとはNECかパナソニックあたり買っとけば安心できそう。」

といった具合のようです。


なお、照明のチラつき症状についてはメーカーに問い合わせを入れているのですが、3日が経過した現在、返答はまだありません。
アイリスオーヤマのブランド自体は好き(特にバックルコンテナ)なので、照明器具も期待して購入したのですが、残念なところです。


※追記
LED照明器具のちらつきについては電安法で規制されていますが、これは理想的な100V電源が安定して供給されている前提のものとなっており、実際の家庭内で電圧が変動してちらつきが生じることについては規定されていません。
今回のように、電源電圧の変動に照明器具が過敏に反応してしまうケースについても考慮してもらえたらと思います。


関連ツイートまとめ
「LEDシーリングライトのフリッカについて」

終わってからでしたが参考になる良い記事をみつけました
さらば健康被害! LED照明のちらつきを簡単に測る - EDN Japan

法の“空白地帯"でLEDトラブル、札幌市: 日本経済新聞


2020.6.10追記
シーリングライトのチラツキについて話題になっているので、LED照明に求められるもう一つの要素「演色性」について少しだけ触れておきます。

照明には、電球色や昼光色などの「色味」の違いがあることはよく知られていますが、それとは別に「演色性」という項目があります。LED照明ではチップの性能、効率といった面から、従来の照明に比べて演色性が低いものが多くなっています。

演色性が低いと、色を正しく感じ取ることが出来なくなり、肌の色が健康的に見えなかったり、食べ物が美味しそうに見えなかったりします。これは飲食店で体感したこともあるでしょう。移転した豊洲市場でマグロの色味がわからないという話もありましたね。

気づかない人も多いのか、チラツキと同じくあまり取り上げられることはありませんが快適な住空間のために演色性の確保は重要と考えます。記事はまとめられていませんが、下記ツイートや、Amazonレビューに記載しているのでご参考ください。

LED照明やその他照明器具の演色性の測定
https://twitter.com/fixerhpa/status/1197089413903204353


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http://fixerhpa.web.fc2.com/
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