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露出計の光源までの距離

執筆者 | 12月 15, 2023 | blogs, プロダクトオペレーション | コメント0件

前書き

分光器のユーザーからは、光を測定する際にメーターと光源との距離を考慮する必要があるかという質問があります。 何を測定するかによる。 考慮すべき状況が2つある。

  • 色の測定
  • 強度の測定
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図1

光の色の測定 – CCT

色やCCTを測定する場合、分光器と光源の間の距離はあまり重要ではありません。 1メートルで測定しても3メートルで測定しても、ほとんど違いはないはずだ。

しかし、分光器が光源から遠ければ遠いほど、周囲の窓からの環境光や、壁や天井などの近くの表面からの反射光が、測定の精度に影響を与える可能性が高くなります。

科学、研究、工業試験などの精密な用途で光の色を測定する場合は、光を吸収する壁(黒体表面など)のある狭い部屋で測定する必要があります。

考慮すべきもう一つの項目は、ほとんどの測定装置には常にごくわずかな誤差があるということです。これらの誤差は、当社ウェブサイトのサポートセンターからダウンロードできるUPRtek装置の仕様書に記載されています。

ライトに近すぎる測定の注意点。

非常に近い距離で測定しており、光が非常に高輝度である場合、”Over Exposure “エラーが発生する可能性があります。 そして、エラーが消えるまで十分遠くに移動する必要がある。

CIE1931
CIE1931

図2 色の測定は距離に依存しない。

光強度の測定LUXまたはPPFD

LUXやPPFD(育成ライト)を測定する場合、表面積に当たる光の量や量を測定します。 このような場合、距離は不可欠である。

光は分散するからだ。 つまり、光が表面から遠ざかれば遠ざかるほど、光はより分散し、より集中しなくなる。 この光の拡散は、図5に示すように、予測可能なパターンに従う。

これは、光の量は距離に比例して、より具体的には距離の2乗に比例して減少するというものである。

  • テーブルの表面から1メートルの位置にあるライトのルクスは100。
  • 2メートルの場合、その2乗は2²または4となる。 LUX(100)を4で割ると、LUXは25となる。
  • 3メートルの場合、2乗は3²または9となる。 LUX(100)を9で割ると、LUXは11.11となる。
図5 光は散乱し、距離が離れると弱くなる。
図3 LUX測定には距離が重要
図4 PPFD、PFDの測定には距離が重要

ちょっと科学(ディープ・ダイブ)

光量計と光源との距離は、光量を測定する場合には不可欠だが、光の色を測定する場合には重要ではないと述べた。

その理由を理解するには、光の特異な性質に注目する必要がある。 LUXを測定する場合、光の粒子、つまり光子を測定することになるが、この光子は光から分散され、距離が長くなるにつれて濃度が薄くなる。

色度図上で色を測定する場合、各光子の波長を測定します。これは、光源からどれだけ離れていても近づいていても変わりません。

ドップラー “愛好家のための注釈 – メーターと音源の両方が静止していると仮定する。

図6 光の強さは粒子として測定される
図7 光の色は波長(nm)で表される。

ライトメーターと距離に関する経験則。

しかし、その他の指標についてはどうだろう? 一般的な経験 則はこうだ:

  • 色や光の波長を測るものであれば、距離は重要ではない。
  • 光の量や強さを測るものであれば、距離は重要である。
青赤はライトを育てる

図8 – 測定しているのは色か強度か?

しかし、いくつかの指標は混乱を招くかもしれない。

スペクトラム

スペクトルを考えるとき、強度の要素がある-チャートの左側は強度を指している-しかし、チャートの左側に実際の値はない。 なぜなら、スペクトルを見るとき、ほとんどの場合、スペクトルの形を目で見て(視覚化して)、色の相対的な強度を比較しているのであって、絶対的な強度の値を比較しているわけではないからだ。 したがって、メーターから光までの距離はやはり重要ではなく、距離によってスペクトルの形が変わることはない。

 

図9 – 植物細胞の核は、細胞分裂のすべての機能を制御している。

CIE XYZ

CIE XYZ測定では、XYZ値は距離によって劇的に変化する。 距離が重要だと誤解されているかもしれないが、そんなことはない。

XYZは光の色を測定するのに使われるが、距離を測ってXYZの値が変わっても、XYZの値の比率は変わらないので、同じ光であることがわかる。

 

図10-左のスクリーンはライトのすぐ近くから、右のスクリーンは遠くから撮影したもの。 XYZの値がどのように変化しているかに注目してほしいが、比率は同じなので距離はまだ重要ではない。

CRI – R値

CRIのR1-R15を見ると、色の強さとして表示されることもある。 しかし、これらの値は強度ではなく、太陽光からの反射のパーセンテージと比較した、テストライトによる物体からの色の反射の違いである。

 

図11 – CRI R値は、推測されるような強度ではない。

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図12 – MK350N プレミアム

では、どこからどこまで測るのか?

一般的な経験則に従ってください。

  • 色の測定は距離に依存しない
  • 強度の測定は距離に依存する。

とはいえ、指標そのものを精査し、それが何を表しているのかを理解することで、真に確かなものになるはずだ。

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スペクトロメーター、分光光度計、分光放射計である。 しかし、これらの用語はあまりに同じように使われているため、1つの短い記事でその違いを明確にする義務があると考えた。

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