比色測定

測色は「人間の色知覚を物理的に定量化して記述するための科学技術です。これは分光光度法に似ていますが、色知覚の物理的な相関、多くの場合CIE 1931 XYZ色空間の三刺激値および関連する量にスペクトルを還元することの関心によって区別されます。

測色は色を測定することを目的とする精神物理学の分野です。それは、光を用いた物理的測定をカラフルな認識に結びつける。

光は、そのスペクトルによってのみ完全に記述できる電磁放射です。問題の光を見ることなく有効な色の比較を行うことができるように、色を識別するために光スペクトルの測定値から導出された3つの数値のみが必要である。

比色測定は、塗料、ワニスおよび汚れの品質管理のような客観的な知見が望まれるすべての場合において、視覚的検査をサポートする。サプライヤーと顧客の間の紛争解決、またはモデル問題の製造業者間の紛争解決また、化学のように視覚的評価の精度よりも高い精度が必要な場合や、最近では木の果実の成熟のフォローアップにおいても、

孤立した光刺激に対するヒトの反応を研究する基本的な測色は、19世紀半ばから発展した。比色分析は、色の違い、視覚的適応と色のやりとり、透明性、光沢、真珠光沢のようなより複雑な視覚的特徴(色の認識と分離不可能なもの)のより複雑な研究​​で続けられた。

楽器
比色計は、分光光度計で使用されているものに似ています。一部の関連機器も完全性のために言及されている。

三刺激値測色計は、色の三刺激値を測定する。
分光放射計は、光源の絶対分光放射輝度(強度)または放射照度を測定します。
分光光度計は、色サンプルの分光反射率、透過率、または相対放射照度を測定します。
分光測色計は、三刺激値を計算できる分光光度計です。
デンシトメーターは、被検体を通過する光の程度を測定する。
色温度計は入射光源の色温度を測定します。

測色

赤、緑、青、白のLEDのスペクトル。色の価数は指定に対応し、スペクトルの光は色刺激
ここの色は常に色の価数であり、色の刺激から目によって感知される感覚です。測定目的は、(物理的、スペクトル的)色刺激ではなく、(有効な)色の価数である。あまり一般的ではありませんが、より正確な言葉は、カラー原子価測定です。測定は原則として単色測定でのみ行われるランベルト・ビールの法則に従って行われる。したがって、可能な限り狭い間隔の波長が形成され、測定される。

これまでは、色刺激の計器的検出のみが可能であった。したがって、カラーシステムとしてのカラー原子価の所望の数値表現は、数学的装置または適切な材料フィルタリングを必要とする。換言すれば、測定は記録された光のスペクトル組成に従って器具的に行われ、3ピン吸収の変換(図)は計算によって行われる。色空間の設計である正確なマッピング関数の発見は、現時点ではまだカラー原子価測定の既存の問題である。

境界
3つの人間の円錐は必然的に評価されるべき3つの色価を提供する。色測定は、3つの色価の「感覚指向」測定でなければならない。紙の白色度、ヨウ素の色数、漂白度数または測色などの他の測定数の決定は、狭い意味で色測定として理解されないようになっています。同様に、色の検出結果は色の名前または色番号の結果になりますが、Farbmaßzahlではなく、割り当てられる色の測定値ではありません。

測定方法
色(色の価数)を測定する方法はさまざまです。

平等法
この方法では、検査試料は、技術的装置によって一連の既知の標準パターンと比較されるか、または同等性が確実に確立されるまで目で視覚的に比較される。選択された(3つの)基本色を比例して提供することも可能である。技術的な実装は、カラージャイロまたはMaxwellianのビューです。第1の場合、測定装置(例えば、目)の時間分解能は急激な変化によってアンダーカットされ、第2の場合、原色の空間的分布は、デフォーカスによって(一見すると)共通の表面にもたらされる均一な色の印象として目によって知覚される。通常、この方法は、正常な目の眼の等価判断を使用するので、実際には主観的です。高価な技術装置の開発は、以下の2つの方法が好ましいが、計算技術を改良することによって調整されているが、計算が必要である。

輝度法(三刺激法)
色刺激は、適切なカラーフィルタを接続することによって、そのスペクトル感度が原色スペクトル値に対応するような受信機に当たる。測定素子(光電池、今日のフォトダイオード)は、(理想的には)ピンの刺激に対応する「明るさ」を測定する。従って、測定された値は色価に対応する。最も適しているのは、標準スペクトル値曲線によるフィルタです。このように定義された3つのカラーフィルタ(またはカラーフィルタの組み合わせ)が順番に接続されている場合、3つの標準カラー値が直接的に得られます。前提条件は、ルターの条件を尊重することです。測定精度は、カラーフィルタのスペクトル構成がどの程度良好に調整されるかに依存する。カラーセンサはこの原理に従って動作し、1つのハウジング内に3つの上流フィルタを有する3つのフォトダイオードを有する。

スペクトル
各色の原子価は、すべてのスペクトル(単色)の色の価数にわたって積分されます。検査される明るい色または体色のスペクトル(すなわち関連する強度)は、可視光の波長範囲にわたって測定される。ボディカラーの場合は、照明光も含まれていなければなりません。接続されたコンピューティング技術を備えたデバイス開発(分光光度計、分光器)の100年以上にわたる強力なデバイスは、このプロセスを今日最も広く使用しています。

さらなる評価方法

選択座標法
この方法では、乗算は積分の再評価によって省略されます。一連の表標準値を使用して、スペクトル測定値が適切な基準点で決定される。ここで、選択されたβλまたはτλが決定されるので、これらの数値の1つの加算だけが必要である。

放射分布
一方、光源の放射分布も、このスペクトル間隔で要約して測定することができる。したがって、これらの間隔で色刺激を測定することによって色彩値が得られる。

カラーメーター
1980年代以来、比色計は主に分光光度計であり、分光曲線を自動的に登録し、使用されたチップで得られた測定値の必要な積分を実行します。もちろん、測定値の出力は、異なる座標(所望の色空​​間に対応する)またはスペクトル曲線としても行うことができる。格納することにより、カラー原本と一連のパターンとの間のカラーギャップを出力することができる。異なる(好ましくは正規化された)光の種類に変換することによって、メタメリズム指数をテンプレートからサンプルまで計算することもできる。

三刺激値比色計
デジタルイメージングにおいて、比色計は、色較正に使用される三刺激装置である。正確なカラープロファイルは、取得から出力までのイメージングワークフロー全体の一貫性を保証します。

光源の絶対スペクトルパワー分布は、光を光学的に収集し、それを狭い波長帯域で読み取る前にモノクロメーターを通過させることによって作用する分光放射計で測定することができます。

反射色は、分光光度計(分光反射率計または反射率計とも呼ばれる)を使用して測定することができ、所与の色サンプルの可視領域(およびそれを少し超える)で測定を行う。 10ナノメートルの増分で読み取り値を取るというカスタムが従うならば、400-700nmの可視光範囲は31の読み取り値を生じる。これらの測定値は、典型的にサンプルの分光反射率曲線(波長の関数として反射する量)を描くために使用されます。これは、その特性に関する最も正確なデータです。

測定値自体は、典型的には、色度座標に変換され、色空間変換によって操作される三刺激値ほど有用ではない。この目的のために、分光測色計を使用することができる。分光測色計は単なる分光光度計であり、(色合わせ関数の内積と光源のスペクトルパワー分布との)数値積分によって三刺激値を推定することができます。三刺激値比計に対する分光測色計の1つの利点は、製造ばらつきの影響を受けやすい光学フィルターがなく、それらが経年になるまで固定された分光透過率曲線を有することである。一方、三刺激値比色計は、専用のもので、安価で使いやすくなっています。

CIE(International Commission on Illumination)では、スムーズなスペクトルであっても、5 nm以下の測定間隔を使用することを推奨しています。スペーサー測定は、CRTディスプレイの赤色蛍光体のようなスパイク状発光スペクトルを正確に特徴づけることができない。

色温度計
写真家や撮影技師は、これらのメーターが提供する情報を使用して、異なる光源が同じ色温度を持つようにするためにどの色バランス調整を行うべきかを決定します。ユーザが基準色温度を入力すると、測定器は基準と測定値との間の差異を計算することができ、最も近い未知因子を有する補正カラーゲルまたは写真フィルタを選択することができる。

内部的には、メータは通常、シリコンフォトダイオードの三刺激値色計である。相関色温度は、CIE1960色空間の色度座標を最初に計算し、次いで、プランク軌跡上の最も近い点を見つけることによって、三刺激値から計算することができる。