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懲りずに書いてみたりする結果オーライな日記



20122月15

400nm 420nm 500nm LED入手ルートと選び方

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サンゴ飼育に於いて成功の鍵を握る特に重要なLEDと言えば、

  • UV 400nm
  • BlueViolet 420nm
  • Cyan 500nm

しかし、これらは非常に入手が困難なLED素子で、常に自作マニアの悩みのタネでした。
でも、以前BBSちゃんぷるの自作スレでShinさんが情報提供されたとおり、海外では最近入手ルートも少しずつ増えてきたようです。これは嬉しい♪
僕も試しに検索してみましたが、いくつか見つかりました。全部海外だけど。。。

以下、それらをまとめてみました。
(日本への発送の可否は調べてませんのであしからず)

LED 販売元 波長
メーカー (チップ)
最大 光量@出力
1W:350mA
3W:700mA
価格
UV
400nm
RapidLED 390-420nm 3W 306mW@3W 1 $5.5
AquaStyleOnline 398nm
(Epileds)
3W 10-15lm@3W 1 $3.9
ebay 400-405nm 1W ? 10 $45.99
HERO-LEDStore 395-400nm
(Bridgelux)
1W 35-40lm@1W !? 1 $4.99
395-400nm
(Bridgelux)
3W 40lm@3W !? 1 $8.45
Violet
420nm
LEDGroupBuy 420nm 3W 300-320mW@3W 2 $4.5
AquaStyleOnline 418-420nm 3W 10lm@1W 1 $3.9
ebay 420nm 1W ? 10 $47.99
aliexpress 420nm
Shenzhen Weili
1W 4.1lm@1W 25 $131.58
420nm
Shenzhen Weili
3W 7.98lm@3W 25 $163.16
Cyan
500nm
RapidLED 490-520nm
Philips Lumileds
3W 60mW@350mA
(60lm?)
1 $5.5
LEDGroupBuy 495nm 3W ? 1 $2.5

* 各データは各通販サイトから拝借

真剣に探せばもっと出てくるかも知れません。
少なくとも僕が2年前に探した時は、散々探して僅か1件、それも製造元の直販サイトで、残念ながら日本からは買えませんでした。
うーん。。。良い時代になったものだ♪

とは言うものの、これらを手放しで喜んで買うと痛い目を見ます。
「高い送料を払ってまで海外から買ったのに、ぜんぜん暗いやん・・・」
と言うことの無いように、スペックの見極め方を簡単に説明しておきます。

  1. まず目的のカラー、特に波長の範囲は記載されているか?
  2. 何ワットの素子が必要なのか?
  3. 光量(光束:lm、放射束:mW)は何ワット時のものか?
  4. LED素子の製造メーカー・型番は記載されているか?
    または、採用チップのメーカー・型番・サイズくらいは記載されているか?
  5. LED素子のみか、スター基板付きか?

1. 目的のカラー、特に波長の範囲は記載されているか?

記載された波長の範囲が広いほど、厳密な波長の期待は持てません。そもそも個人向け販売では波長や光量のランク(bin)が指定できないことがほとんどなので、どんなスペックのものが届くか、ほとんどが博打です。せめて波長が明確なもの・波長の記載範囲が狭いものを選びましょう(信用できるとは限りませんが)

通販での記載例
405nm・・・ズバリピンポイントで明確な書き方だけど、逆に適当すぎて怪しい?
390nm~420nm・・・範囲が広すぎてどの辺の波長が届くのか不安
405nm(405nm~410nm)・・・なんとなくそれっぽい書き方(笑)

2. 何ワットの素子が必要なのか?

3W用途なのに間違って1Wを買ったら大変!て事です。例えば定格350mA・最大500mAのLED素子を、最大定格の範囲(420mA等)で自己責任に於いて使う分には構いませんが、明らかに1Wなのに3Wで駆動するのは無謀ですから止めましょう。

3. 光量(光束:lm、放射束:mW)は何ワット時のものか?

記載された光量の値が大きければ大きいほど魅力的ではありますが、世の中そんなに上手い話は無いので、一般的・標準的な値もあらかじめ知っておきましょう。例えば上の表でUVで40lmてのがありますが、常識的にはあり得ません(汗)。逆に、たまたま実測値の測定データ画像を載せていたaliexpressの420nmは信頼できそうな値です。価格に見合った光量の妥当値を知っておくと良いでしょう。
例えば、これはあくまでも僕の勝手な基準ですが、これなら買いかな?って目安です。

LED 光量@1W(350mA) 光量@3W(700mA)
UV 400nm 200-300mW (0.1-0.2lm) 400-600mW (0.2-0.4lm)
Violet 420nm 200-300mW (1-1.5lm) 400-600mW (2-3lm)
RoyalBlue 450nm 300-500mW (10-15lm) 600-800mW (20-25lm)
Blue 475nm 250-450mW (25-40lm) 500-600mW (45-55lm)
Cyan 500nm 150-250mW (50-80lm) 300-400mW (95-120lm)

あと、基本的に光束ルーメン[lm]は目の感度に合わせた単位なので、青やUVなど、人間の目に見えにくい波長ほど非常に小さい値となり、それらをルーメンで表しても誤差が大きくて値の信頼性に乏しいと言えます。なので、RoyalBlue 450nm以下のVioletやUVは、通常はルーメンではなく放射束[mW]で表すのが一般的です。もしルーメンで記載した通販があったら、「この通販素人か?」または「意図的な初心者トラップか?」 と怪しむくらいがちょうど良いです(笑)
あと、そもそも光量自体書いてない場合もありますが、まあ、論外ですね。博打どころか、仮に詐欺でも文句が言えないから。。。

4. LED素子の製造メーカー・型番は記載されているか?
または、採用チップのメーカー・型番・サイズくらいは記載されているか?

メーカー・型番なんて、本来ならば記載して当然の情報ですが、ノーブランドの場合はまず未記載です。何故か? それは、製造元を伏せれば販売も独り占めできますし、価格も言い値でバレませんから(曝)。そうなると我々の対抗策は、チップの模様とサイズを覚えて通販ページとにらめっこです(笑)。最近のチップなら40~45mil程度あればそれなりに明るい部類だと思います。ランク次第だけど。。。
ちなみに「mil」は1/1000インチで、40mil≒1mmほどですが、レンズ越しだと大きく見えるので、色んなサイズを見比べて慣れるしかありません(汗)

5. LED素子のみか、スター基板付きか?

汎用パッケージ素子なら普通のスター基板に乗りますが、ちょっと変わった形状だったり小型の素子だと、専用の基板じゃないと乗らないので注意が必要です。そう言う素子は基板付きで買うことをお勧めします。

以上、参考になれば。

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20122月11

Illumagic Advanceスペクトル訂正

この記事を含むタグの全記事リスト: Illumagic LEDライト

焦らした訳ではありませんが、お待たせしました。
最近気づいたIllumagic Advanceのスペクトル間違いについてご報告します。

実は、Illumagic Advanceには、UV 400nm以外に「Purple」と言う名のLED素子が採用されていたのですが、僕は当時これをあまり深くは考えずに、単に、
「420nmを入れたのかぁ~。さすが判ってるなぁ~♪」
と楽観的に捉えていました。
しかし、それは浅はかな誤りだったことが判明しました(汗)

まず、公式サイトには、こうあります。

Show time on MACNA 2011! - Illumagic Opto - Professional LED Lighting Fixtures

Purple LEDは、UV 400nmと違って、青と赤のスペクトルで構成された、サンゴに有効な特別なLED素子なんだ♪

その他、以下のサイトにも同様の情報がありました。

LFS Direct - About LFS Direct
Reefing The Australian Way Forums - View topic - Cyanobacteria - The case for LEDs

要するに、このPurple LEDとは、
1素子の中に青と赤のチップを封入したデュアルチップ構造だった
と言う訳です。なるほど、、、それでパープルかぁ。。。汗
そして、公式サイトでのニュアンスを見る限り、どうもこの素子は自慢の逸品のようで、他の参照サイトでも、この素子の開発に1年掛かった、とありました。うむ。それ自体は素晴らしい取り組みだと思います。クロロフィルの光合成を意識したなら、Radionのように普通より長波長寄りの赤を入れたのかも知れないし、何か狙いがあるのでしょう。。。

でも、きっとこんな疑問が浮かぶはずです。

わざわざ1素子でデュアルチップにしなくても、
青と赤の素子を別々で入れても良いんじゃね?

その通りです(汗)
どうせ素子自体は1W駆動されてますから、内部の青と赤の双方では分流されて0.5W駆動となりますし、青と赤を別々に配置して各1W駆動した場合とまったく同じ意味となり、デュアルの意味がありません。

でも、これには実はいくつかのメリットが考えられます。
まずひとつは、斑なビームの防止、色のブレンド効果の向上です。同一素子から青と赤が放たれるため、あくまでも影はパープルの影になります。まずこれで青と赤のチカチカに悩まされずに済むでしょう♪
そしてもうひとつは、今回は1W駆動なので無意味ですが、もしこれを3Wや5Wで駆動した場合、素子数の限られたスペースへ複数の波長のチップを同居させることが可能になるため、例えば16素子のスペースへ32チップ(要するに32素子)配置することが可能になるのです(トリプルチップなら48チップ)。しかも、その場合の駆動ワットは通常の1チップあたり3W・5W駆動ではなく、各チップが分流された1W駆動×チップ数ワットとなりますから、光量は3W・5W駆動時の低効率なものではなく、1W駆動による高効率な光量×チップ数となるため、良い事尽くめです。
また、これはIllimagicに限らず、限られた素子数しかないMazarraでも応用できます♪
ま、素子ひとつひとつのコストは膨らむので、そのまま価格にのしかかってきますが(汗)
でも、この手法を使えば、KR93SPフルスペの1W駆動×多素子方式に立ち向かうことも可能になるでしょう。どうか頑張って欲しいところです。

話を戻して、IllumagicのPurple LED。
この判明した仕様により、当然スペクトルも大きく変わってきます。
先ほどLEDスペクトラのデータベースも訂正しておきました。
訂正後のスペクトルは、以下のようになりました。

訂正後のIllumagic Advanceのスペクトル

あくまでも青・赤それぞれのチップの詳細が不明なので、とりあえずCree XP-EのRoyalBlueとRedを割り当てておきました。
結果、UVは弱くなり、赤は持ち上がりました。そしたら、水草P、浅場S、深場Cのいずれも、赤の波長がUVに対して陸上並みの光強度になっていることが判明しました。うむむ、これは困った。。。前回も力説したとおり、海中では水深3メートルの浅場環境ですら、赤はUVの半分以下であるべきはずなのに。。。
だったら、Purple LED弱めりゃ良いじゃん♪
ところがですね、PurpleのあるCチャンネルをいじったら、UVまでシンクロしちゃうんですよね。。。意味が無い。。。汗
となると、相殺するためにUVスポットを追加するか、UVは諦めてCチャンネルをオフにするか、悩ましいですね。。。せっかくのUVも、オフにしたらRadionやVertexと変わらない。。。ま、Illumagicは元々1ユニット46WのうちUVは僅か2W分しか入ってないので、オフにしてもそれほどの喪失感は無いけど。。。汗

以上、スペクトル間違いについてお詫びします。
当初、もし僕の計算したスペクトルを信じて買われた方がいたらご容赦ください(汗)
だって、データを公にしないメーカーが悪いんだもん♪汗

あと、Illumagicユーザーさんは、念のため調光を最小にした状態で、Purple LEDがどんな風に光ってるかご確認ください。チラ見でお願いします。目がやられるので(汗)
それと、もし可能ならちょいと人肌脱いで、Purple LEDのマクロ写真を撮って、僕にお送りください。お礼は特にありませんが、チップの種類くらいは頑張って調べてみます。
ついでに、「実はサンゴが・・・」などのご相談なども大歓迎です。お気軽にどうぞ♪

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20122月10

フルスペクトルの定義、必然、結果

この記事を含むタグの全記事リスト: LEDうんちく LEDライト

前回の色温度の続きです。
今回はフルスペクトルとは?をお送りします。
画像が多くて重いです。すみません。

まずは、メタハラに学ぶフルスペクトル。
そう、メタハラは基本的にフルスペクトルなんです♪

メタハラは基本的にフルスペクトル

* 6500Kは岩崎から、SCはランプネットワークから拝借してトレースしたもの

何故か?
クロロフィルだけではない、サンゴや海藻など多種多様な海洋性光合成生物が必要とする波長400nm~700nmをすべて、しかも十分な光強度で兼ね備えているからです。
そう言う意味で、それらの波長をすべて含み、且つなるべく破綻せず光強度が均一に分布しているスペクトルを、海洋生物向け基準フルスペクトルと定義します。
あ、僕が(曝)

え?
青系のメタハラだと青しか入ってないじゃないか!
ですって?

これも多くの方が誤解しています。
これらのスペクトルグラフは波長ごとの光強度を示すものではなく、あくまでも波長全域の光強度を「相対グラフ」と言う決まった高さの表に押し込めた図に過ぎません。なので、ピークとの比率は読み取れても、低いからといって弱いとは限りません。ピークが強すぎるだけかも知れませんから。

判りやすく言うと、以下のように考えます。

フルスペクトルの査定方法

仮にスーパークール・サンホワイトで見てみましょう。
このランプの光量は、公称で7300lmの光束です。そして、青450nmに強力なピークを持つため、相対的に他の波長領域は弱く描かれています。しかし、450nmのピークは、所詮僅か10nm幅程度の局所的・瞬間的なピークです。そのピークを全体の光強度の10%程度丸めた図が右上のスペクトルです。要するに、7300lmの90%に着目すれば、6570lmの完璧なフルスペクトルを含んでいる、と言う事になります(厳密には光束ではなく放射束での計算が必要なのでもっと高いと思いますが、ここでは端折ります)
ま、マリンブルーだと9000lmあるので、それよりは低い光量になりますが、青にピークさえ持たなければ、普通に同等の光量を持つ明るいフルスペクトルだと言うことです。
逆にその下の図にあるように、6500Kに青のピークを足せば、サンホワイトと同じようなスペクトルになります。
このように、相対グラフの見方に惑わされないよう、本質を見抜いてください。

一方、気になる一般白色LEDのスペクトルです。
このLEDだって450nmにピークがあるやんか!
丸めたらんかいっ!笑

一般LEDに足りない波長

・・・無いものは無いのです(汗)
そして、問題は図にあるように、(a)の欠落と(b)の不足です。
これがサンゴにとって許容できる部分かどうか、それはひとつひとつのサンゴで試さないと判りません。しかしそれは無理な話です。何百・何千種類いてる思てんねん(汗)
一方、現実問題として、実際にメタハラからLEDに移行され、水質等の問題が無いにも関わらず、それまで成長も色揚げもしてきたサンゴたちが白化や色落ちに至り、悩まされたアクアリストも大変多いのです。もはやそれが答えだと理解しなければなりません。

(a) 自然界で利用していた400nm~420nmの波長が欠落
(b) シアンが緑・黄より極端に弱いという、自然界ではありえない波長バランス

これらにより、本来の光合成・蛍光が得られず、また破綻スペクトルによる光合成異常やストレスなどの懸念、結果として、一部のサンゴは適応できても、多くのサンゴにとっては拷問・虐待となり得るでしょう。

そもそも、海洋の水深スペクトルを見てみましょう。

海洋の水深スペクトル

* 轡田研究室海の光環境と植物プランクトンの25Pの図を相対グラフにしたもの

まず、海中を支配する波長は、ご存知の通り青です。水深の上から下まで、主役は青450nm~シアン500nm(以下ブルー)の帯域です。そして、注目すべきは水深30メートルでのUV 400nm~420nm(以下バイオレット)の光強度です。赤620nm~640nm(以下赤)はおろか、黄色や緑をも抑えての大きな存在感です。
まずこれが、深場でさえ青と同様にバイオレットが必要だとする理由です。

そして実は、赤がバイオレットに勝るのは陸上だけの話で、しかも僅差なのです。だから、ひとたび海中に潜れば立場は大逆転し、しかも圧倒的な差を魅せつけます。なんと、僅か1メートル潜っただけで、バイオレット70~80%に対して、赤は55~60%にまで低下します。そして、KR93SPが目指した水深3~5Mの光環境に至っては、バイオレットは依然70%以上あるのに、赤はもはや僅か20%しかありません。たったの水深5メートルでですよ?
サンゴ向けには温白色LEDに含まれる赤で十分♪とするのは、これが理由です。

いろんな理論・理屈に基づいた設計を経て完成したのが、KR93SPフルスペなのです。
サンゴを全て試して無難な許容範囲を探すのではなく、太陽の子には太陽、と言う単純明快な答え。だからフルスペはサンゴを選びません。だってそもそもそれが「海」ですから。

一方、他社のLEDライトも見てみましょう。

アクア各社のLEDライトのスペクトル

赤を主張せず、UV 400nmも取り入れ、およそのバランスを意識したMazarraは、実はかなり大したものです。これで成功している方も多いのでは?
特に420nmにこだわったP+420は花丸。ノーマルPもこれをデフォルトとすべき。

Pacific Sun Metis Hyperionも400nmと420nmを搭載しましたが、もうひとつ光強度が欲しいことと、シアンの落ち込みが気になります。また、赤が入ってる点もちょい心配。ま、大した光量じゃなさそうだけど。。。

Illumagic AdvanceもUV 400nmを採用していますが、420nmは入っておらず、逆に赤が入っていたため懸念が浮上。恐らくユーザーさんならもう気づいてるでしょう。。。
(Illumagicに赤が入っていることが判明した件については後日)

あとは期待のRadionですが、UVは今後に期待するとしても、やはり赤はちょっと心配。 まだ実際に買われたというブログや記事は見かけませんが、もし海水で使うなら赤は弱め、またはオフを推奨します。水草ならむしろ良いと思いますが。。。

そう言えば、以前初めてVertexを見た時は、シアンが低くならないよう、また緑や赤が極端にシアンを超えないよう配慮されていて、とても感動したものでした。だからVertexには波長に長けたエンジニアがいらっしゃるのでしょう。今となれば、光量でCreeにこだわる必要もなくなりましたし、次の舵をどう切るべきか、きっと判ってるはず。期待してます。

さあ! 〆は、巷で噂のステマといきますかっ♪曝
(ステマ: ステルス・マーケティング(宣伝と悟られずに宣伝すること)の略だそうです)
まんまと僕の術中に落ちないよう、冷静に自分の目で見極めてくださいね!
こんだけ派手に宣伝しといて、どこがステルスやねん?と言うのはご愛嬌♪

KR93SP自慢の”太陽”の白チャンネルは、SCマリンブルーにそっくりやん♪

KR93SP白chとSCマリンブルーのスペクトル

でもね、色温度で見ると、もっと青くて、SCサンホワイトに近いのだ♪

KR93SP白chとSCサンホワイトのスペクトルと色温度

もうひとつの自慢 “深度”の青チャンネルは、SCディープブルーよりも濃密♪

KR93SP青chとSCディープブルーのスペクトル

そして、”太陽”と”深度”が合わさった時、メタハラでさえ困難な海中の均一な波長配分が、浅場から深場まで破綻することなく完璧に再現されるのです♪

KR93SP白+青chとSCアクアブルーのスペクトル

  • メタハラ以上に強化されたUV 400nm~420nm → だから速やかな色揚がり♪
  • メタハラを超越したスペクトル配分と濃密な光強度分布 → 完璧な波長応答!
  • シアン補完によるシアン周りの破綻スペクトルを完全排除 → ストレスフリー♪

生徒: 先生、フルスペはもうメタハラを超えちゃったんですか!?
先生: しぃっ! 声が大きいっ!

方法論としては、何も難しいことはありません。
理論と実装、それだけです。
作り手・売り手がスキルを身に付け、形にできるかどうか、それだけなのです。
しかし、現実は困難な道が待ってます。。。材料、品質、コスト、知恵、時には運も?

でも、だからこそ、その向こう側には幸せが待っていました♪
実際にフルスペを設置した水槽で、今どれだけのサンゴが成長し色が揚がってるか。。。
ユーザーさんも、今フルスペでどれだけ救われ、満たされ、癒されてるか。。。
そして何より、他のLED製品からフルスペに乗り換えられた方たちが、
今どれだけほくそ笑んでいるか(笑)
想像してみてください。。。

ほ~ら。。。
だんだん欲しくなってきた。。。
口元からはミューカスが。。。
喉からは触手が。。。
欲しいのはあなた?
それともサンゴたち?

—ステマここまで—

さて。
KR93SPフルスペのセカンドロットの次回入荷は今月末?だそうです。
お待たせしてごめんなさい。
まさかこんなにブレイクするとは・・・思ってたけど♪笑

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スペクトラ LEDスペクトラ解説