スペクトロフォトメトリックパラメータ測定とその定義の理解

さまざまな産業で働いているスペクトロフォトメーターは,客観的な色データを測定および分析するために非常に重要です.このガイドでは,色分光計の基本的なパラメータと仕様に焦点を当てて,データの測定,分析,報告に使用されるアルゴリズムについて洞察を提供します.

スペクトロフォトメーターは何を測定するのでしょうか。

スペクトロフォトメーターは,様々な波長で反射,伝送,吸収された光を測定することによって,光が材料とどのように相互作用するかを測定します.必要な測定は次のもので構成されています。

• スペクトラル反射率：380-780 nmスペクトラル領域内の表面から反射される光の割合。

• 色計値：CIE Lab*、CIE XYZ、およびRGBスペースの色または表現。

• 色差計算ΔEab、ΔE94、ΔE*00式による量的差

• 不透明性と透明性：伝送と反射光の測定

スペクトロフォトメーターはどこで使用されていますか？

スペクトロフォトメーターが産業で使用されているいくつかの例に注意してください:

• 自動車 ：ペンキのマッチング、コーティングの開発、および品質保証。

• 纺织品とファッション : 生地色の一致、染料の一致性、および衣類の生産。

• 食品・飲料モニタリング、一致性、基準遵守。

• プラスチックとポリマー製造の間の色制御、品質保証。

• 印刷とグラフィックス印刷プロセスにおける色および色再現の制御および管理。

• 化妆品 ：配方およびバッチの一致性。

分光光計はどのように色の単位を測定するのでしょうか。

スペクトロフォトメーターは,理論的および応用光学物理学および色理論の基準に基づいて光の物理的な測定を色単位に変換します.プロセスは以下の内容で構成されています:

• 特定の角度で光源でサンプルの照明

• 伝送光と反射光は,折射格を使用して構成波長に分離されます.

• 光検出器による10−20nmの離散スペクトル間隔での光強度の決定

• CIEカラーマッチング機能を使用して処理された生スペクトラルデータ

結果を三刺激値（X、Y、Z）およびLabのような色スペースに変換

スペクトラル反射曲線とは？

スペクトラル反射曲線は,可視範囲内の各光波に対する表面の光の反射率を示すグラフです.この曲線は、材料の基本的な光学特性色「指印」の説明です。

主要な特徴:

• 赤い色の材料は、400〜500nmの反射率の低下で700nmで高い反射率値を示します。

• 中性灰色材料は,すべての波長で比較的平らな反射率を示す中性の形態を示し,最小限の変化を行う.

• カーブは,異なる照明セットアップの適用による色の変化を示し,洞察を提供します.

• これは,異なるサンプルのメタメリズムを決定するために不可欠であり,2つのサンプル間のメタメリズムと値シフトにとって不可欠です.

反射率と伝送分光度計の違いは何ですか？

反射率と伝送スペクトロフォトメーターの主要な違いは,光学的配置と測定するサンプルの性質からです.反射分光光度計は不透明材料のために作られています。

その機能は、サンプル表面から反射される光に基づいています。測定中の光とサンプルの両方は,指定された角度で位置付けられます.この機器は,ペンキ,ペペーパーなどの不透明な材料に最も適しています.これらの機器は,方向的 (45°/0° または 0°/45°) 照明または拡散 (球) 照明の幾何学を使用します.

色の測定パラメータとは

色測定パラメータは,色測定が正確,正確,繰り返し可能であることを確認するために従わなければならない仕様や条件などの特定の詳細に関連しています.これらのパラメータは,儀器の機能と測定データの処理方法を説明するために設定されています.

色スケール

すべての色測定パラメータにはデータ測定範囲があります。具体的には,色測定パラメータは,完全な色測定パラメータカラーチャートを形成するために,12個のデータポイントに限定されます.

CIE 照明

CIE座標とサブディビジョンであった色スケールは、色間の相対距離の測定を提供しています。CIE XYZのような重要なスケールは依然として価値を持ち,多くの色空間,RGB赤,緑,青,ハンターラボに基礎を設定したとして文書化する必要があります.

CIE 標準 オブザーバー

平均的な人間の色視力を数学的にモデル化するには、CIE標準オブザーバー機能が活用されます。標準的な観測器は2つある：2°の視野に基づく「2°観測器」と、10°の視野に基づく「10°観測器」。

色計算において、観察者の選択は、特に周辺視界において制限可能である。10°オブザーバーは通常,大規模なサンプルセットで好まれており,ほとんどの他の色測定アプリケーションで標準になっています.

機器の几何学

儀器の几何学は,照明と収集角度,すなわち,光がサンプルを照らす方法と,光が検出器によって収集される角度に関連しています.このパラメータは,特にテクスチャー,金属,または真珠色の仕上げを持つサンプルの測定結果に影響を与える.

一般的な几何学には、45°/0°（照明45°および視野0°）、0°/45°（照明0°および視野45°）、およびディフュース/8°があります。各幾何学は特定のサンプルタイプとアプリケーションに適しています。

サンプル準備

正確で繰り返し可能な測定は,準備されたサンプルの精度に依存します.これには,表面の清潔さ,表面の仕上げ,サンプル容量,サンプルおよび層厚さの均一性 (伝送測定の場合),測定開口とのアライニングが含まれています.

サンプルプレゼンテーション

サンプルプレゼンテーションは,測定中にサンプルを保持し,位置付けする方法です.標準的なサンプルプレゼンテーションは,精度と繰り返し性を向上させ,結果の信頼性を高めます.

関連する要因には,サンプルの背面 (半透明材料の場合),サンプルの平らさ,標準力および測定装置の光学軸との調整が含まれています.

色差式

色差に関する数学的計算は、2つの測定の差を計算することによって変化を量化します。異なる公式は,色差の異なる要因に異なる重量を与えます.

その制限が実現されるまで最も広く採用された公式は ΔEab (CIE 1976) であった。さらなる開発により、ΔE94とΔE00（CIE 2000）はどちらも視覚的評価との関連性を向上させ、また、前身より織物に優れたΔECMCが発表された。

分光光度計 光学 幾何学

光谱光度計の光学設計は,光がサンプルとどのように相互作用するかに影響し,測定結果に影響を与える.一部の幾何学は他のものより特定の材料やアプリケーションに適しています。

方向的な几何学（45°/0°および0°/45°）は、特定の角度に焦点を当てた光ビームを利用します。鏡面反射を省略するため,これらの几何学は滑らかで無光の表面の色を測定するのに最適です.通常の視聴状況では、結果は人間の視覚的評価と一致します。

スペクトロフォトメーター 統合 球

統合球（スペクトロフォトメーターでよく使用される）は、内側に高反射性コーティングでコーティングされた空心球であり、均一な拡散照明を作成します。球の几何学は、サンプルがあらゆる角度から照らされることを保証し、影を排除し、サンプルの質感や形状に関係なく均一な照明を与える。

球は一般的にいくつかのポートを備えています。これらは光源のための1つ,サンプルのための1つ,検出器のための1つ,そしてオプション的に参照標準または異なる測定幾何学です.

スペクトロフォトメーター 光源

分光光度計は,クセノンフラッシュランプまたはLED配列である光源を備えています.これらの源は,可視範囲全体に広範囲の照明の均一な放出を提供しなければならない.

クセノンフラッシュランプは短期間にわたって強い光を放出し,重要な色の精度を測定するために理想的です.しかし、これらのランプの使用寿命は限られており、時折再校正が必要になる場合があります。

フラッシュランプとは異なり,LED配列は長い運用寿命を持ち,電力を必要とし,測定に時間を必要とします.しかし、スペクトラルカバージェのギャップを排除するために慎重なエンジニアリングが必要かもしれません。LEDセットはフラッシュランプとは異なり,異なるスペクトル出力から複数のLEDを組み合わせて,広いスペクトルの照明を提供します.

Spectrophotometric Modeとは？

各モードは異なるサンプルタイプおよびアプリケーションのためにカスタマイズされます。スペクトロフォトメトリックモードは,各モードのデータ処理方法とともに,デバイスの独特な測定設定を使用します.

不透明サンプル、ペンキ、反反反射モード、不不不透明サンプル、ペンキ、不不反射モードモードは,反射される光の割合を計算し,反射された光スペクトルから色値を設定します.

液体,フィルム,ガラスの場合,透射モードは,不透明な境界を通じて伝送される光の割合を決定するために使用されます.伝送光スペクトルは色計算に使用されます。

スペクトロフォトメーターのセンサーとは？

現代のすべての技術と同様に,今日のスペクトロフォトメーターは,光強度を電気信号に変換し,デジタル形式に変換するセンサーを使用しています.ほとんどの近代デバイスには、以下のセンサー技術の1つ以上が含まれています。

• シリコンフォトダイオード配列 : これらのセンサーは,可視光スペクトル全体で信じられないほどの反応性を提供し,安定した性能とともに良い信号-ノイズ比を持っています.

• CCD（充電カップルデバイス） 配列は高感度と高解像度を提供しますが,光ダイオード配列よりも少し遅い傾向があるため,研究のための高精度デバイスで見つかります.

• CMOS : これらのセンサーは,電力要求が低く,パフォーマンスで良い価値を提供するため,ポータブルデバイスに入っています.

スペクトロフォトメーターの波長とは？

分光光計の波長規格は,電磁放射の測定範囲を定義します.色の測定に取り組むほとんどのアプリケーションは,380nmから780nmの可視光範囲に焦点を当てていますが,一部の儀器は近紫外線 (UV) および近赤外線 (NIR) 領域にさえ行っています.

• 拡張されたUV範囲この範囲は,紫外線白化物または材料の紫紫外線紫外線紫紫外線白化物質またはこのこの範囲は,材料の荧光特性特徴を持つ材料の検出に集中するすべてのデバイスにとって重要です.これらは一般的に紙、紙紙紙、紙紙紙、これこれらはこれこれ紙、紙紙紙、これこれこれらは一般的に紙、これらは紙、紙紙 紙、紙紙紙紙

• 拡張されたNIR範囲この範囲は、それを必要とするかもしれないいくつかの材料研究、またはいくつかの特別なアプリケーションのために有用です。

色の測定のための儀器の校正の精度と安定性は,一致した結果を確保するために不可欠です.

分光光計の波長間隔とは？l

波長間隔（スペクトル解像度）は、スペクトル全体の2つの連続的な測定ポイント間の距離または間隔です。一般的な間隔は1nm、5nm、10nm、20nmです。

より細い間隔 (1nm,5nm) 実践者は,色の精度と詳細なスペクトラルデータを高めます.しかし,これには洗練された光学システムと長い測定時間が必要です.これらの間隔は,研究と重要な色のマッチングのニーズに有利です.

より粗い間隔 (10nm,20nm) は,よりシンプルな儀器設計とより速い測定を提供します.これらの間隔は,ほとんどの日常的な色測定タスクに十分です.

スペクトロフォトメーターの測定反射率とは？

測定された反射率は、サンプルが特定の波長で反射する入射光の割合と定義されます。色度計の最も基本的な測定であり,すべての計算の基礎です.

反射率は,可視スペクトル内の高級儀器で0.1%以上の精度と0.05%の精度で正確に測定できます.一般的に、測定範囲はほぼ0％（非常に暗い材料）から100％以上（荧光特性を持つ材料の場合）です。

スペクトロフォトメーターの測定開口は何ですか？

測定開口は,照明されたおよび分析されたサンプルの面積を指します.測定開口の標準サイズは1mmから30mmまで異なり,前者は小さなサンプルに適し,後者はテクスチャーのある表面の大きなサンプルからの平均測定に理想的です.

小さなアペーチャー（1〜4mm）は小さなサンプルの特徴をキャプチャするのに有用ですが、サンプルの全体的な色やテクスチャーサンプルの色をキャプチャするには理想的ではありません。

分光光計の色度指数とは？

色度指数は、色や品質の詳細を記述する分析および計算されたデータから派生されます。これらは共通指数と呼ばれています。

• 白さ指数（WI）は,紙,白白さ,プラスチックの生産に重要な材料の白さの強度を測定します.

• 黄色度指数 (YI) は,老化や気候による色変化を監視する際に不可欠な黄色化の強度を測定します.

• 染料や染料などの材料における染料の浓度は、色強度（K/S値）を使用して測定されます。

これらの指数は,単一数値のメトリックを提供することで,品質管理における色評価と意思決定を簡単にします.

スペクトロフォトメーターの観測角度は何ですか？

CIEによって定義された観測角度a,sは、2°または10°のいずれかで、色が見られ、測定される空間の領域です。この角度は、色マッチング関数がスペクトルの異なる部分の重要性を計算する方法を定義します。

2度観測器は1931年に設定され、小さな中央視野内で見ることとして色視覚を定義しています。これは、いくつかのレガシーシステムやニッチアプリケーションで依然として使用されています。

1964年に設定された10°オブザーバーは、より広い場で色視覚を定義しています。これは,ほとんどの色測定アプリケーションのデフォルト標準になりつつあります.

スペクトロフォトメーターの繰り返し性は何ですか？

繰り返し性は、同じ条件下で同じサンプルの測定がいくつか一贯的に行われるかによって、儀器の測定精度を記述します。測定値の標準差として最もよく与えられます。

ハイエンドカラー測定スペクトロフォトメーターは,0.02ΔE*ab単位より優れた繰り返し性を達成し,同じサンプルの測定はこの図よりも多く異なりません.この精度は非常にわずかな色変化を特定するのに役立ち,厳格な品質管理要件をサポートします.

スペクトロフォトメーターの機器間エラーとは？

機器間の誤差（または機器間の合意）は、同じモデルの異なる機器によって行われた測定が同じサンプルに対してどれだけ密接に合意するかを定義します。この測定は,リモート品質管理と色通信にとって非常に重要です.

スペクトロフォトメーターは現在 0.2 ΔE*ab ユニットよりも機器間の合意を達成することができ,使用された場所や機器に関係なく一致した色測定を可能にします.この機器間の合意を達成することは,厳格な製造許容,一致した校正方法論,文書化された参照基準でのみ可能です.

スペクトロフォトメーターの異なるタイプは何ですか？

分光光度計は,光学設計,測定几何学,サンプル処理能力,および意図されたアプリケーションを含む様々な基準によって分類することができます.

ベンチトップ機器は,最高の精度と最も包括的な機能セットを提供しています.測定の精度が最も重要な研究室や品質管理施設で通常使用されます.これらの儀器には,複数の測定几何学,広範囲な校正機能,データ分析と色マッチングのための洗練されたソフトウェアが多く含まれています.

測定角度による分光計の分類

0:45/45:0 スペクトロフォトメーター

これらの機器は方向照明と視角を使用し,0°で照明し,45°で視野を示すか,その逆です.この幾何学は鏡反射を排除し,測定はマット表面の人間の視覚的評価とよく相関しています.

0:45/45:0の幾何学は,表面光度が色の測定に影響を与えない場合,ペンキ,コーティング,表表紙,紙の測定に最適です.優れた繰り返し性を提供し,サンプル位置のわずかな変化に敏感性が低い.

球面光度計

球分光計は球を統合して,あらゆる方向から拡散した照明を作成します.それらは鏡反射付 (SPIN) または除外付 (SPEX) で動作することができ,異なるサンプルタイプに対する柔軟性を提供します.

SPIN測定には,すべての反射光が含まれており,光光光光SPIN測定は,光光光光光SPIN測定は,光SPIN測定の全体的な外観,金属仕上げ,真珠光コーティングを測定するために有用です.

SPEX測定は鏡反射を排除し,方向的な幾何学の器具と似ている散散色成分に焦点を当てていますが,テクスチャーと曲面を収容する利点があります.

反射光を除去する鏡成分排除 (SCE) の測定条件は,粉末,コロイド,高反射性材料などの分野で色の品質管理に適しています.

多角分光光計

多角分光光計は、反射角から15°、25°、45°、75°、110°で色と外観を同時に測定します。これらの儀器は,金属,真珠,干渉コーティングなどの特殊効果材料の特徴化に不可欠です.

スペクトロフォトメーターについて詳しく知る場所

スペクトロフォトメトリック測定をマスターするには、理論と実践的な経験を統合することが必要です。継続教育,会議,出版物については,社会間カラー協議会 (ISCC) と,カラーグループ (イギリス) は,検討すべきプロのカラー協会です.

スペクトロメーターは何を測定するのでしょうか。

現代のスペクトロフォトメーターは基本的な色を測定する以上を行っています。彼らは材料の外観の高度な分光鏡特徴を提供します。異なる色空間の色座標に加えて,色強度,白度,黄色度,不透明度などの色計パラメータが計算されます.

色の一致性を確保するための分光学測定パラメータの理解

色の測定の一致性を達成するには,すべての測定パラメータとそれらの相互作用の間の緊密な関係が必要です.定義されたパラメータの各選択は,特定の結果と相互作用し,アプリケーションとサンプルタイプに合わなければなりません.

組織における意味のある色のコミュニケーションと品質管理は,測定と手続きのフレームワークの標準化を必要とします.これらには,独自の儀器パラメータ,サンプル準備,環境条件,オペレーターの校正と訓練が含まれています.

認定されたベンチマークに対する儀器パラメータの定期的な測定は,測定品質とパフォーマンスの検証を損なう漂移や問題の正確性と早期検出を保証します.