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LEDの発光効率とは?

実際にお店やネットでLED照明を選ぶ時に、今まで馴染みのないLED特有の用語や単位がいくつも出てきて、 困惑されることはないでしょうか。

ここでは、そんな用語や単位の特徴をなるべく分かりやすく解説しますので、これらをきっちり押さえて、 賢いLED照明選びにお役立てください。

LED照明はワット(W)ではなくルーメン(lm)で見る

今までの光源では、「60Wの電球」とか「40Wの蛍光灯」のように、ワット(W)で表されていましたが、 LED照明では、全光束(光源がすべての方向に発する光の量)「ルーメン(lm)」 という単位で表されます。

このルーメンという単位は一般消費者にはまだ馴染みが薄いため、「40W相当」「60W相当」というふうに、従来の照明の「〜W相当」という表現と一緒に記載されています。

LEDは、歴史の浅い光源であることもあり、年々性能が著しく向上しているため、数年前の古いもので「消費電力5W・200lm」のものと、 最新の「消費電力5W・500lm」という製品があった場合、同じ消費電力で2倍以上も明るいということが起こってきます。

そのため、LED照明については、消費電力(〜W相当)の数値だけでなく、全光束(ルーメン:lm)を見て選ぶことが大切になってきます。

LEDの発光効率とは?

LED照明の製品には、ルーメン(lm)のほかに、「発光効率」というものが記載されています。
(製品ページの詳細商品情報欄などに記載されています)
※メーカーや製品により「発光効率・ランプ効率・消費効率・固有エネルギー消費効率」などいろいろな呼び方で記載されます。

「発光効率」とは、1Wの電力でどれだけの明るさ(光の量)を発生させられるかを表す数値で、
単位は「lm/W(ルーメンパーワット)」で表されます。

計算式は、全光束(光の量)[ルーメン:lm]÷ 消費電力(ワット:W)。
※「全光束」は、光源がすべての方向に放つ光の総量。「光束」と記載されていても、通常は全光束の値と考えられます。

LEDの発光効率(ランプ効率・固有エネルギー消費効率)の計算式

発光効率は、一般的に白熱電球が10〜20lm/W程度で、蛍光灯で60〜110lm/W程度となります。
LEDについては、一昔前までは高効率のものでも100lm/Wくらいで、蛍光灯と同程度でしたが、最近では、150lm/Wを超える超高効率のものも増えてきて、 ついに蛍光灯を上回る効率を実現しています。

発光効率(lm/W)で省エネ性能を見分ける

2つのLED製品で、 明るさを表す全光束(lm)が同じでも、発光効率(lm/W)が異なる場合は、同じ明るさを出すために必要な消費電力(W)が違ってきます

例えば、2つのLED照明AとBが共に全光束1,000lmで、Aの発光効率が50lm/W、Bの発光効率が100lm/Wだった場合、 同じ1000lmの明るさを出すための消費電力が、Aが20W、Bが10Wとなり、Bのほうが省エネであることがわかります。

つまり、「発光効率(lm/W)の数値が高いほうが省エネ」と覚えておけば、LED照明選びの基準になります。

LED照明は「配光(光の広がり方)」の違いに気をつける

LED照明では、「配光(光の広がり方)」にも注意が必要です。白熱電球や蛍光ランプでは、光が上下左右の方向に広がりますが、 LEDの光は、もともと前方に放射される構造のため、後方へは光が広がりにくい特徴があります。
光源の下方向には明るいが、光源から離れると暗く感じるようなタイプもありますので、用途に合った配光のものを選ぶ必要があります。
LED電球では、「全方向タイプ(260度)・広配光タイプ(180度)・下方向タイプ(120度)」のようになっていることが多いです。

演色性が上がると発光効率は下がる?

光に照らされたときの、物体の色の見え方を「演色性」といいます。
演色性は、平均演色評価数(Ra)という数値で表されますが、100に近いほど自然光で照らされた時に近い、 色の見え方で、色の再現性が良い光源とされます。

一般的に、演色性を高めると発光効率は低下する傾向にあるため、 LED照明製品では、演色性(色の再現性)を優先した製品と、 発光効率(省エネで明るく光る)を優先した製品とに分かれる傾向があります。

※視感度と発光効率
演色性を高めるためには、人の目の視感度の悪い波長帯(人の目で暗く感じる傾向がある色)である、赤色などに光のエネルギーを割り振ることになるため、 結果的に白色光としての明るさの数値は低くなります。
人間の目は、波長(色)によって感じる明るさが異なり、このような明るさの感じ方を視感度といいますが、 例えば、同じエネルギー量の光でも、人の目には緑や黄色の光は明るく見え、青や赤色の光は暗く見える傾向があります。
この視感度は、明るさの数値(光束:ルーメンlm)にも影響するため、視感度の良い黄緑などの波長の多く含む光源は、明るさの数値も高くなり、 赤などの視感度の悪い波長を多く含む光源は明るさの数値も低くなります。

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