LED照明と蛍光灯を比較して

質問

LED照明と蛍光灯を比較した際、蛍光灯が優れている点は何でしょうか？
白熱電球は、LEDよりも演色性がよく光の質に優れているという明確な利点があるため、
今後も使用されていくと思われます。
しかし蛍光灯の場合、発光効率や寿命といった点でLEDに劣り、
演色性や調光といった部分でもLEDより優れているようには思えません。
現状、蛍光灯のほうが単価が低いため初期費用は安く抑えらますが、
LEDの価格も年々抑えられているため、価格の優位性を保っていられるのも時間の問題かと思われます。

蛍光灯がLEDよりも優れている点は何なのでしょうか？
もしないのだとすれば、今後蛍光灯が消滅してしまうのでしょうか？
どなたか教えていただけませんでしょうか。お願いします。

回答No.9

fumeblanc · ベストアンサー

１．低不快グレア
蛍光灯は面発光であるのに対しLEDは点発光ですので、
どうしても目に突き刺さるような不快な眩しさ（グレア）が生じてしまいます。
レンズや拡散カバー等である程度低減はできますが、LEDのメリットである効率も低減しますので
不快グレアを抑えつつ効率が出せるというのは蛍光灯のメリットの一つです。

２．耐熱性
LEDは熱に弱いため、高温環境下では蛍光灯や白熱電球を使用する必要があります。

３．演色性と効率の両立
LEDで演色性を上げるには、発光スペクトルの異なる複数の蛍光体を使用するか
赤色LEDを追加する等の複数のLED光源を使用する必要があり、いずれも効率を下げることとなります。
そのためLEDでは高効率と高演色の両立が技術的に困難となっています。

蛍光灯の場合は三波長蛍光灯等のように蛍光管に複数の蛍光体を塗布すれば良く
（製造コストは上がりますが）効率をあまり落とさずに演色性を上げることができます。

お礼

回答ありがとうございます。
グレアの問題を失念しておりました。
たしかに使用されているLED照明の中には、素子の粒が眩しく感じられるものが少なくないように思います。
グレアを感じないレベルまで拡散性を向上させたLED照明と蛍光灯の効率を、純粋に比較してみてほしいものですね。

LEDには耐熱性の課題もありますね。
しかし、どうやら周囲温度による寿命の低下はLEDのみならず蛍光灯にも見られるようです。
http://www.iwasaki.co.jp/info_lib/tech-data/light-source/fluorescent-tube/01.html

仰るように、複数のLEDを用いて白色を得る方法は、効率の低下がみられるようですね。
ひとつ疑問なのは、LEDと蛍光灯いずれも複数の蛍光体を使用しているのに、なぜLEDのほうが効率の低下が顕著なのでしょうか。
もしご存知でしたら教えていただけないでしょうか。

回答No.13

black_shepherd

LED照明より蛍光灯が明らかに勝っているのは初期費用の安さ。
逆にLED照明が勝っている部分は実は無い。
確かに寿命や発光効率の点でLED照明の方が有利な筈だが、実際に市販されているLED照明器具は寿命でも発光効率でも蛍光灯とほぼ同じ、CCFL管との比較なら、むしろ蛍光灯の方が上。
調光についてもインバータタイプの蛍光灯であれば、細かい調光が可能。

LED照明の場合、効率・寿命と生産コストがトレードオフになるため、価格を抑える為に製品では効率と寿命を犠牲にしている
ただし、LED照明の技術はまだ過渡期、すでに完成された感のある蛍光灯と比べ、今後の発展余地は大いにあると思います。

それと、２０２０年から世界的に環境汚染物質である水銀の使用規制が始まります。
水銀を使用している蛍光灯は規制対象となるので、徐々に・・長いスパンで蛍光灯は減っていくでしょう。
蛍光灯からLEDへの移行は必然かと思います。

お礼

回答ありがとうございます。

メーカーや販売側からすると、LED照明の誕生によりこれまで作れなかった、コンパクトかつ複雑な形状をした器具を製造できるというメリットはあるように思われます。
しかし、すでに市場に並んでいるなかから製品を選ぶ消費者側にとっては、発光効率などが重要なウエイトを占めるでしょうし、コストも含めると蛍光灯を選ぶのが自然なのでしょう。

近年は価格をかなり抑えた製品が無名メーカーなどから販売されていますが、仰るように効率や寿命が犠牲とされているケースも多々ありそうですね。
とはいえ、今後の発展には私も大いに期待したいと思っております。

また、大震災なども経て環境へ対する関心が消費者のなかにも大きく見られています。
環境に悪い蛍光灯から環境によいLEDへの転換。時勢の流れからいっても、必然かもしれませんね。

回答No.12

fumeblanc

No.9です、丁寧なお礼ありがとうございます。

＞グレアを感じないレベルまで拡散性を向上させたLED照明と蛍光灯の効率を、純粋に比較してみてほしいものですね。

実はこれに関しては、家庭用LEDシーリングライトでは日立やパナソニックが
拡散レンズとカバーの組み合わせで低グレアを実現していて、特に日立は業界最高に近い効率と両立させていますね。
ただし、器具に合わせたレンズ設計ができる設計技術力と、レンズ板を製造できる生産技術力が必要になりますので
大手メーカーの高価格品のみとなりそうです。
特に１枚レンズ板の製造に高い技術が必要なのか、日立は茨城県日立市の、パナソニックは三重県伊賀市の自社工場で製造しているようです。

＞しかし、どうやら周囲温度による寿命の低下はLEDのみならず蛍光灯にも見られるようです。

実用環境温度25℃、高温環境温度を50℃としますと、添付された資料での蛍光灯の寿命低下は9％ほどですが、
http://www.led.or.jp/led/led_life.htm
このページの一番下のグラフを見ますと、環境温度25℃のときのLEDジャンクション温度(Tj)は（器具によって変わりますが）だいたい145℃として寿命約６万時間。
ここから25℃上昇して環境温度50℃のときのTj=170℃の寿命を見ますと約8000時間。
蛍光灯が9％寿命が低下する条件で、LEDは87％の寿命低下を起こします。

＞ひとつ疑問なのは、LEDと蛍光灯いずれも複数の蛍光体を使用しているのに、なぜLEDのほうが効率の低下が顕著なのでしょうか。

私の知識は器具方面がメインですので、LEDモジュールについては間違った回答になるかもしれませんが
蛍光管の蛍光体は、可視光として計測されない紫外線を可視光に変換するものですので、ある量までは多いほど発光量が増加するのに対し、
LEDの蛍光体は450nm付近の可視光を、長波長＝エネルギーの低い可視光に変換しますので蛍光体が増えるほど発光量は減少すると解釈しています。

また、別の方へのお礼になりますが
＞白熱電球はRa100と、自然光と同じ演色性をもつという認識だったのですが、誤りだったのでしょうか。

「演色性」とは、広義では「自然光にどれだけ近いか」を示す性能のことで
客観的評価方法の一つとしてご存じのような平均演色評価数(Ra)があり、演色性=Raとする場合が多々あります。
ただし、演色指数だけでなく色温度も加味して自然光にどれだけ近いか判断する場合もあり、
その場合は、Raは100ですが色温度は2700K近辺と低い白熱電球は、Ra99かつ色温度5500Kの蛍光灯より演色性が低い、と判断されることもあります。

＞もしないのだとすれば、今後蛍光灯が消滅してしまうのでしょうか？

これまでの様々な回答にありますように、それぞれ一長一短あり蛍光灯が優れる面も多々ありますが
実は蛍光灯には一つ、致命的な欠点があります。

それは「環境負荷」です。

2013年に合意された「水銀条約」によって、一定量以上の水銀を含有する蛍光灯の製造・輸出が禁止されました。
現在の所は、まだ一般用の蛍光灯は規制値未満の水銀量で製造できますが、LED等で蛍光灯の代替が進むにつれて水銀規制値が厳しくなるのが予想できます。
少なくとも、ここ数年で蛍光灯がなくなるということはないでしょうが、近い将来、代替できない特殊用途を除き蛍光灯の製造が規制される可能性は高いと思います。

お礼

こちらこそ改めて質問に答えていただき、ありがとうございます。

すでにそういった商品が開発されていたのですね。勉強不足でした。
そうなると、グレアを感じさせないシーリングライトはこれまでの製造方法では難しく、これまで広く普及してきたシーリングライトにおいても、光の質に着目し製品を購入する顧客が増えていくかもしれませんね。

LEDは周囲温度による影響が顕著である、ということですね。
昨今、LEDを屋外用照明として使用するケースも増えておりますが、LEDの耐環境性については更なる研究が行われるべきかもしれませんね。

私も発光原理など光源の知識に乏しいもので、正確に理解できたか怪しいですが、おおまかには把握できたように思います。
難しい質問に答えていただきありがとうございます。

演色性についての記述は大変ためになりました。
たしかに白熱電球と自然光の色温度にはあまりに差がありますから、いかに自然光に近い光であるか、という命題については、Raおよび色温度の両面からアプローチを図ったものがより自然光に近いと呼べますものね。
そういった考え方は初耳でした。

水銀規制値がさらに厳しくなるとすると、製造は難しくなってくるでしょうね。
企業などは相当数の蛍光灯をストックしていますし、仰るようにここ数年による変化というものはないと私も思いますが、とはいえ自然とLEDへの代替が進んできそうですね。

ここまで詳しく回答していただきありがとうございます。

回答No.11

mimazoku_2

＞メンテナンス性、交換が容易という点は具体的にどういったものなのでしょうか。

これです。＝＞直管型の蛍光灯やLED（電球型などに限定）は、いずれも素人が交換可能です。
これなら、資格が不要で有り、誰にでも出来る内容です。
また、安定器などは構造が単純なため、故障の確率が低い。

現実に会社などでは、蛍光灯は、切れたら交換なので、薄暗く感じていても予防交換はしません。
こういったところで経済性も良い面があります。

但し、コンデンサ不良に伴う異音やスターター不良による不点灯や点滅という問題があるのは確かです。

あと、量産型ＬＥＤは、ＬＥＤそのものの寿命があっても、点灯回路等に故障が発生しやすく、長期に動作保証がなされるのは、国産品の高価な商品に片寄るでしょうね。
輸入品は、とりあえず動けばいいので、品質の悪いものが混じっています。

私もＬＥＤ電球やＬＥＤシーリングを使っていますが、やっぱりメーカーが力を入れている商品は、故障しませんね。

添付画像が、ＳＨＡＲＰ製ＬＥＤ電球（リモコン付き）１０個と、さくらシーリングです。
（シーリングは、通常の白色もＯＫ）

お礼

詳細な回答ありがとうございます！
器具と光源が分離しているものということですね。
蛍光灯の代替として直管型LEDランプを使用するケースは増えているようですが、天井面の照度が低いという課題があります。
そこでメーカーは、器具一体型の蛍光灯代替製品を開発していますが、故障などが生じた際、早期に対応ができないというデメリットが新たな課題となりそうですね。

コストの部分は納得いたしました。
オフィス等における照明は、コストや効率性が重視され、ゆえに使い勝手がよい蛍光灯を使用するケースが多いのでしょうね。

LED照明という製品の開発にともない、これまで照明に携わってこなかったメーカーや商社が新規参入をみせているようです。
そうなると、海外からの粗悪品も多く国内に流通するでしょう。
一般にランプなどの良し悪しは価格に比例するらしいので、LEDのメリットを享受したいのならば、信頼できるメーカーのものを使用するべきだと思いますね。

画像まで添付していただいてありがとうございました。

回答No.10

noname#215107

1980年代初め、中学生の頃、お世話になっていた電子部品店で売っている発光ダイオード(LED)といえば、赤、緑、黄色くらいしかなく、パイロットランプ程度にしか使えないものでした。（当時、青色LEDは、すでに開発されていましたが、一般に販売されているものではなく、まだ研究室レベルで非常に寿命の短いものでした）

それでも、当時、自作の機器に豆電球ではなくLEDを使うと、先進的な雰囲気を醸し出したものでした。
まさかLEDが照明の役割を担うとは思いませんでしたね。

蛍光灯は割れる、衝撃に弱い、などの欠点があります。
LED照明は色が悪いと言われますが、現実には、蛍光物質を介して励起発光しているので、蛍光灯が紫外線を蛍光物質を介して発光しているのと同じことです。このあたりの調整がうまくいけば、LEDを完全に置き換えてしまうのではないかと思います。

お礼

回答ありがとうございます。
ほんの１０年前までは、クリスマスなどのイルミネーションは赤や緑が定番でしたが、近年はそこらに青や白のLEDが点灯しており、目にも鮮やかです。
また、市販のLEDランプを分解してみると、私たちが一般に入手できる砲弾型のLEDに比べはるかに高輝度なチップ型LEDが使用されており、以前言われていた課題が解消されつつあるな、ということが感じられます。

地震大国の日本においては、耐衝撃性は大きな要素ですね。直管型LEDランプは外装をガラスではなくプラスチックにすることで、落下の衝撃にも耐えられるようです。
色の再現性などは、人間の感覚によるものが大きいと思われます。
LED照明の技術向上に加え、消費者がLEDの光に慣れるということも大いにあり得るのではないでしょうか。
とはいえ、まだまだカンペキな製品とはいえないわけですから、メーカー各社には更なる製品の開発に期待したいですね。

回答No.8

foomufoomu

演色性は蛍光灯が一番ですよ。

「白熱電球だと食べ物がおいしく見える」といわれたのは、蛍光灯に白色と昼光色しかなかった時代のことです。今は白熱電灯より蛍光灯のほうが自然においしく見えます。とくに食べ物をおいしく見せたいなら「高演色蛍光灯」があります。（意外にも電球色の蛍光灯は食べ物がおいしく見えませんので注意しましょう。）

LEDは色バランスが悪いです。LEDは、白いものについては自然に(あるいは電球風に)見えるように調整されていますが、それ以外の色は違う色のように見えることがあります。光スペクトルの分布に偏りがあるためです。
またメーカーによる色の違いも大きいです。
LEDにも高演色タイプのものがあって、これはきれいな色を再現しますが、まだ、特殊用途用(写真撮影用)です。

お礼

回答ありがとうございます。
白熱電球はRa100と、自然光と同じ演色性をもつという認識だったのですが、誤りだったのでしょうか。
しかし、高演色蛍光灯のRaも99とほぼ同数であり、私の想像以上に高い演色性をもっておりました。

LED照明のメーカーによる色の違いは問題ですね。
同じ色温度を表記していてもメーカーによりバラつきがあるようで、デザイナーも嘆いておりました。
演色性が高いLED照明はシーシーエスなど開発はされていますが、依然として我々のような一般消費者の手に届くまでには少し時間を要しそうですね。
演色性が必要な際に蛍光灯を採用する、という選択もコストの面などを考慮すると十分考えられますね。

回答No.7

mimazoku_2

それは、

・初期導入費用が安い
・導入後のコストパフォーマンスが良い
・メンテナンス性が良い
・素人でも交換が可能
・光の散り方が安定しているので、レイアウトが簡単

で、ＬＥＤですが、「寿命が長い」と謳っていますが、現実にその時間を点灯させた実績がありません。
ナントカ法とかっていう減光の状態から推測した時間数が寿命として公表されている数値です。
なので、公称寿命の半分が、出せる実績と考えた方がいいですよ。

例えば、４００００時間って、同じ器具をそれだけの時間使いますか？
それまでに買い換えるでしょう。

蛍光灯は、時間と共に減少していくでしょう。

お礼

回答ありがとうございます。
全般照明には高い照度が必要な場合が多いため、低価格かつ高いルーメン数をもつ蛍光灯を採用するほうがメリットは多そうですね。
メンテナンス性、交換が容易という点は具体的にどういったものなのでしょうか。
直管型の蛍光灯やLEDは、いずれも素人が交換可能です。
また、照明器具そのものの故障の際などは、安定器などを搭載している点から、蛍光灯の場合においても工事士の方しかメンテナンスはできないのでは、と思われます。

たしかに、40,000時間実際に点灯して実験するというのはまず不可能ですよね。
ですから光束維持率が７０％に減少する理論値が、寿命として表記されているのですが、回路の問題か寿命とされる時間よりも以前に点灯しなくなるという問題は未だ解消されていないようです。

メーカーの方に話をうかがったのですが、LED照明の大体の交換年数は１０年を想定しているそうです。加えて、照明器具の寿命も以前より１０年を交換時期としているそうなので、器具の交換にあわせて光源も新調するということを想定しているそうです。

回答No.6

Mokuzo100nenn

＞蛍光灯がLEDよりも優れている点は何なのでしょうか？

価格です。初期投資が低い。

＞今後蛍光灯が消滅してしまうのでしょうか？

LEDの量産効果、原価低減によって、蛍光ランプは無くなります。

しかし、それ以前に白熱電球の生産・販売が禁止になる見込みです。
トーマス・エジソンさま、お世話になりました。

お礼

回答ありがとうございます。
たしかに商業施設や店舗において、初期投資は大きな要因でしょうから、蛍光灯を選ぶのは仕方ないのかもしれませんね。
ＬＥＤが１０年寿命がもつといっても、１０年後までお店を構えている確証はありませんし。

蛍光灯には水銀が使われていますから、水銀条約によってメーカーが生産を控えるという流れも大いに考えられますね。
水銀の含有量が少ないとはいえ、環境に悪影響であることは否めませんし。
しかし白熱電球や蛍光ランプが我々の選択肢から消えるとなると、ＬＥＤ照明のさらなる革新は必要不可欠なような気がしますね。

回答No.5

850058

使用中止に向けた法令等

地球温暖化防止・環境保護として、白熱電球の生産・販売を一切終了し
電球形蛍光灯やLED電球への切替を消費者やメーカーに促す動きが
世界的に広がっている。オーストラリア、フランスやアメリカ（州による）
などは白熱電球の生産・販売が今後法律で禁止される。

日本でも、現在は大手メーカーにおいては白熱電球の製造を中止しています
その代替え品としてのLED電球か、電球型蛍光灯ですが、一般家庭に浸透するのは
今のところ単価の安い蛍光灯のようです

お礼

回答ありがとうございます。
仰るように白熱電球の生産中止は頻繁にいわれております。環境を考慮すると避けられないかと思います。
ただ気になる点として、神戸ルミナリエがイルミネーションをＬＥＤから白熱電球に戻したように、照明デザイナーなどは白熱電球の温かい光をあえて扱うことも多いようです。
普段の生活シーンから白熱電球が消えるときがくるのかもしれませんが、需要が全くゼロになるということもないような気がします。
時代の流れからすると、小さなメーカーが細々と生産を続けるというのが現実的でしょうか。

単価という部分では、圧倒的に蛍光灯に分がありますね。

回答No.4

Gletscher

私の個人意見ですが、照射範囲だと思います。
LEDは本来あまり明るくないのでレンズで集光して光量を確保しているので、照射範囲が狭くなります。
蛍光灯の方が照射範囲が広くなると思います。
LEDは回路が必要なのもデメリットですが、抵抗器1本でよいですからね。蛍光灯には安定器やグロー菅といった有寿命品があるのもデメリットですね。

お礼

回答ありがとうございます。
やはり照射範囲の狭さがＬＥＤの欠点ですね。
以前、ＬＥＤ電球を分解してみたのですが、チップ型ＬＥＤのうえにプラスチックのカバーが被せてあるだけでした。
一方、実物は見たことないのですが、パナソニックの製品研究の資料をネットで目にし、そこには、仰るようなレンズを使用したものがありました。
ただ、そのレンズは光の拡散を目的としたもので、集光目的ではなかったように思います。
レンズで集光して光量を確保するＬＥＤ照明に興味がありますので、もしネット上に情報としてあるようでしたら、教えていただけると幸いです。

回答No.3

noname#205106

発明品とは　その時代に合ったものが　インスピレーションに拠り　浮かんできます・・

なので　今現在の発電力ではLED電球系統が最も省エネになるのだろーが　次世代で　果たして　発電力が　現在よりも優れている発電方法が　インスピレーションで解かる日も来る・・と言う事です・・

原子力発電　火力発電　水力発電　風力発電　蒸気発電　天念ガス発電・・・等　現代以前にも造られてる可能性はあるのです・・・でも　インスピレーションは　その時代には訪れ無かった・・・そして　現代も　次世代の発電方法のインスピレーション　そして　その発電で使用する電気器具が発明されて無いだけ・・・なのかも知れませんよ・・・

その証拠に　車は　江戸時代には一切無かった・・・しかし　明治になり　いきなり出て来たのです・・・

原油からガソリンにする精製法なんて　江戸時代誰も手掛けて無かっただろーに・・・

お礼

回答ありがとうございます。
たしかに省エネという観点から照明を考えた場合、
現在はＬＥＤ照明を第１の選択肢としますが、それも技術革新などによって遠からず変わっていくのかもしれませんね。
とはいえ、現在市場に並んでいる商品は白熱電球、蛍光灯、ＬＥＤの３点と思われますので、その中から最良と考え得るものを個々が選定していかねばならないのかもしれません。