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比色計と分光計の違いは何ですか?

サム・ナダ2021/11/18

前書き

比色計と分光計の違いは何ですか? 両方のデバイスは、多くの異なるアプリケーションのプロパティを分析するために光をキャプチャします。 ただし、それらを際立たせるいくつかの大きな違いがあります。 この記事では、以下を対比して違いを説明します。

  • 構造設計
  • 機能性
  • アプリケーション
  • 正確さ
  • 長所と短所

 

光源比色計

「光源」比色計、分光計

前述したように、比色計と分光計は多くのアプリケーションと業界で使用されています。 これは、これらの楽器にはさまざまな種類、分類があることを意味します

この記事では、「光」(LED、蛍光灯、白熱電球など)からの光を測定する機器である光源比色計と分光計に焦点を当てます。

UPRtekMK350Nプレミアム分光計

構造設計の違い。

前述したように、比色計は光の特性をキャプチャして分析しますが、主に光の色特性を識別するためのものです。

多くの比色計3色RGBフィルタリングシステムを使用します。 これは、光源からの光を受け取り、フィルタープレートを使用して青、赤、緑の波長を分離することを意味します。 次に、3つの波長の強度を分析し、そのデータを使用してカラーマップ上のスポットにマッピングします(例:CIE 1931色色図)。

ライトの色をカラーマップにマッピングする前に、RGBフィルターを使用して青、赤、緑の波長を分離する比色計

では、なぜ赤、青、緑を使用するのでしょうか。 これらの3色の比率を混合することで、「白色光」またはそれに近いものを導き出すことができます。 さらに、偶然にも、3つの色は、私たち人間が光と色を処理する方法が似ています。 つまり、同様に赤、青、緑を別々に受け取る桿体と呼ばれる視覚受容細胞があります。 次に、これらの色が処理されて、脳内でカラー画像が形成されます。これを三刺激値システムと呼び、これらの機器を三刺激値測色計と呼びます。

また、比色計と分光計が人間のやり方で物事を見ることができるようにするアルゴリズムのセット全体(CIEによって開発された)も関連しています。これはCIEカラーマッチングと呼ばれます。

 

私たちの目には、赤、青、緑の色を別々に処理する錐体が含まれています。 これは、三刺激値システムと呼ばれます。 (ロッドは主に暗視用であることに注意してください)。

分光計フィルタリングを使用しないでください。 代わりに、光を多くの正確な波長にスライスする回折格子を使用します。これには、赤、緑、青が含まれますが、その間に他の多くの色が含まれます。 このグラデーションまたは色のより細かい区別は、CIEカラーマップへのマッピングの精度に重要な影響を及ぼします。 これにより、分光計は、比色計では不可能な他の多くの重要な明色機能を実行することもできます。

分光計の詳細: MK350Sプレミアム

 

MK350Sの精度と精度

回折格子を使用して多くの波長を分離し、カラーマップにマッピングする分光計

移植性とスピード

比色計は、ほとんどの場合、光を非常に高速にキャプチャして分析するポータブルまたはハンドヘルドデバイスです。 対照的に、スペクトルデータを生成する特殊な機器は、通常は外部モニターやラップトップに接続されているため、かさばるという評判があります。 さらに、キャプチャ時間が遅いことで有名でした。 ただし、最近では、キャプチャ時間が高速なハンドヘルド分光計(UPRtek)を見つけることができます。

価格

分光計と比較して、比色計は機能性の低い比較的基本的なデバイスです。 したがって、当然のことながら安価です。

分光計は、より精密な光学系を備えたより洗練されたデバイスであり、より高い精度、より多くの機能を備えているため、当然のことながらより高価です。

積分球はかさばり、遅い

最近まで、従来の光測定装置はかさばり、遅く、コンピューターに接続する必要がありました。

誰が比色計を使用し、誰が分光計を使用しますか?

比色計製品の検査、LEDサンプルの相互比較、または既知のテストLEDとのサンプルの比較に使用されます。 言い換えれば、マッチング、サンプルの比較のみに関心があり、正確な色の正確さについてあまり心配していない場合は、比色計が実用的な解決策になる可能性があります。

分光計より綿密で正確な光の評価に使用されます。

  • これらは、LEDの研究開発およびLED製造で使用され、色の忠実度を測定および改善します。また、製品の一貫性を保つためにLED製品を調整するためにも使用されます。 UPRtek製品のような分光計には、メーカーが独自のQCソフトウェアおよびハードウェア機能とデータを統合できるようにする高度なSDK(システム開発キット)があります。
  • 分光計はLEDコマースでも使用されており、買い手と売り手はハイステークスのバルクトランザクションに従事しており、仕様に照らして検証するために認証可能で正確な測定を使用する必要があります。
  • それらはまた、一貫した正確な光測定を必要とする多くのタイプの研究(農業、海洋生物学、宇宙探査)のために大学で使用されています。
  • シネマ照明ディレクターは、分光計を使用して、大画面で正確に再現するために真の色の忠実度で光をキャプチャする必要があるカメラの照明を慎重に設定します。

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LED電球A点灯

機能の違い

分光計は、比色計が実行できるほとんどすべてのことを実行できます。 そうは言っても、比色計では実行できない注目すべき機能のいくつかをリストアップしました。

比色計はできません:

  • スペクトル図(SPD)を作成します。これは、全体的な光の色の分布を目で確認し、不規則な光の色の動作をすばやく評価するのに非常に便利なツールです。
  • 3つの基本波長色(RGB)しか取得できないため、CRIまたはその他のレンダリングインデックス(TM-30-15、TLCI、CQS、SSI)の光を測定します。 (「CRIとは–演色評価数」を参照)。
  • メタメリズムを評価します。これも、スペクトル(SPD)またはCRIR1-R14値で表される完全なスペクトルカラー情報にアクセスできないためです。
  • 通常、ちらつき、青色光の危険性、および人間中心の照明に関する照明の問題を評価します。
  • 比色計はその構造によって制限されます。 逆に、スペクトル機能を備えた分光計は、多くの状況と統合して適応するために使用できます。 これはUPRtek製品に見られ、SDKを使用してLEDメーカーが問題をトラブルシューティングし、QCを改善し、製品を調整するのを支援します。 さらに、ファームウェアの更新と新しい製品バージョンは、新しい機能と業界標準(PARメーター機能、HEV評価など)を追加するために常に使用されています。

分光計と比色計はどちらも、光の特性をキャプチャして分析します。 しかし、分光計は、はるかに多くの機能と幅広いアプリケーションへの扉を開きます。

比色計はSPD(スペクトルパワー分布図)を生成できません

比色計は、レンダリングインデックスや他の多くの重要な照明メトリックを測定できません。

正確さ

比色計と分光計からの光を測定すると、CIE色度図の2つの異なる点に到達する場合があります。 そのような場合、分光計は、手に負えないほど、より多くの信用を与えられます。 さらに、分光計が比色計よりも正確であることはすでに十分に文書化されています。 さらに、主要な照明組織CIE(Commission Internationale de l’Eclairage)は、光の製造と研究のための分光計のみを承認しています。

CV600演色評価基準

分光計と比色計は常に一致するとは限りません。

比色計の精度

比色計とその3色フィルタリングシステムには固有の制限があります。 つまり、フィルタリング検出器がCIEカラーマッチングを実行するのは簡単ではありません。 実際には、光を取り、別々のフィルターを使用して3つの色の波長(ブロードバンド)を分離しています。 さらに、3つのフィルターは通常、1つのマルチカラーフィルターから切り取られたピースです。 このマルチカラーフィルターは通常、カットする前にコーティングされています。 しかし、コートは常に表面全体に均一に広がっているわけではなく、個々の部分にさらに多くの不整合を引き起こす可能性があります。

結局のところ、3色からデータを取得し、それらをつなぎ合わせて、カラーマップ上のポイントに到達する必要があります。

「CIEカラーマッチング機能に一致するように検出器の応答をフィルタリングすることは困難です」-三刺激値測色エラーの修正

 

 

CV600演色評価基準

CIEカラーマッチングアルゴリズム

分光計の精度

分光計はフィルタリングを使用しません。 これは、色の個別の処理がないことを意味します。 これは、CIEカラーマッチングアルゴリズムにうまく適合する完全なスペクトルに似せるために、所定の位置にある多くの波長をスライスします。 要するに、それは単純明快でクリーンなシステムです。

違いをより定量的に確認するために、業界ではf1 ‘メトリックを使用して精度の違いを測定しています。 f1 ‘は、CIE関数との不一致の割合です。

分光計:f1 ‘< 1%

比色計:f1 ‘< 4-5%

分光計は本質的により正確であり、多くの産業にとって最も重要です。 ただし、比色計を尊重して、それらはより優れた技術(4色マトリックス、より優れた精度のフィルター、および改良されたCCD技術)で長年にわたって進化してきました。 全体として、精度は実際には検査目的で非常に優れています。 シンプルさと低価格は、それがまだ多くの人々にとって賢明で実用的な選択であることを証明しています。

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CV600演色評価基準

分光計は、スペクトルCIEカラーマッチングアルゴリズムにうまく適合する多くの波長の色を取得します。

では、比色計と分光計の違いは何ですか?

光源比色計と分光計の両方が光を捕らえ、光の特性を測定します。

比色計は次のとおりです。

  • 機能性の低い基本的な光測定装置。
  • ポータブルで高速にキャプチャできます。
  • 分光計よりも精度が低くなります。
  • 分光計よりもはるかに安価です。
  • 主に軽いサンプルの検査に使用され、基本的なことだけが必要な多くの人にとって実用的な選択肢となります。

分光計:

  • より洗練された光学系で設計されています。
  • より多くの機能があります。
  • より多くの産業やアプリケーションに適応できます。
  • 新しい標準に簡単にアップグレードできます(例:HEV評価)。
  • より正確です
  • より高価です
  • LED製造、LEDコマース、科学照明研究、照明デザインで使用でき、CIEによって承認されています

比色計は業界にとって重要なデバイスです。 しかし、分光計は持ち運び可能で、高速で、比較的実用的でもあります(高価な従来のスペクトル機器と比較して)。 これは、製造業者、購入者、販売者がすべて同じ精密技術にアクセスして、完全な完全性と自信を持ってLED製造とLEDコマースを実施できることを意味します。

の完全なリストを参照してくださいUPRtek分光計

CV600演色評価基準

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CV600シネマスペクトルメーター

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UPRtekについて

ユナイテッドパワーリサーチアンドテクノロジー

UPRtek(est。2010)は、ポータブルで高精度の光測定器のメーカーです。ハンドヘルド分光計、PARメーター、分光放射計、光校正ソリューション。

UPRtek HQ、R&D、製造はすべて台湾を拠点としており、認定されたグローバルリセラー

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お知らせ

シロイヌナズナ研究に関する第30回国際会議でのUPRTEK(ICAR 2019)

中国におけるUPRtekのパートナーであるQuelightingOptoelectronics Co.、Ltdと植物成長チャンバーメーカーのNingbo Jiangnan Instrument Factoryは、6月16〜21日に武漢市の華中農業大学で開催される第30回アラビドプシス研究国際会議(ICAR)に参加します。中国湖北省。

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