色差計

色差計とは

色は、光源と表面、そして観察者がそろって生み出す知覚です。色差計はこの 3 つを固定された標準に置き換えることで、色を数値として書き込めるようにします。それが色を仕様にしている点です。目標は座標として合意し、許容差は色差として合意すれば、その後は試料が許容差の内側に入るか入らないかのどちらかで、誰がどのランプの下で見ても変わりません。

色差計は、決まった方法で試料を照明し、試料から戻る光をフィルタ群または分散素子を通して測定し、そこから標準色空間の座標を計算します。光学系の違いで 2 方式に分かれます。フィルタ方式の計器は通常 45 度幾何学で構成され、傾いた角度で照明し別の角度で観測して、そばに立つ観察者が表面を見るのと同じように読み取ります。分光方式の計器は波長域にわたって測定し、スペクトルから同じ座標を計算するので、そのデータであとできることが増えます。

大部分の仕様を決める分かれ目は方式ではなく幾何学であり、特に表面の光沢が測定に含まれるかどうかです。球形（積分球）の幾何学は正反射方向の反射光と表面で散乱した光の両方を集めるため、光沢が色の一部であるかのように試料を測定します。45 度の幾何学は設計により正反射成分を除きます。同じ塗料をこの 2 とおりの構成で測定すれば数値は異なり、どちらも誤りではありません。

色差計の測定原理

測定は光源色と観察者から始まります。色は光源に対してのみ定義されるため、計器は光源を内蔵するか想定し、標準観察者関数が人間の応答の代わりを務めます。どちらも計器の特性ではなく、国際的な委員会で合意された規約なので、それらを伴わない測定値を引用しても再現できません。

色差計は測定した反射率から色空間の座標を計算します。座標は試料を明度と 2 つの色彩成分で表します。試料と標準の差はその空間での距離であり、1 つの数値として表されます。距離の計算に使う式が問題になるのは、式によって成分の重み付けが変わり、試料の組が許容差のどちら側になるかも、適用する式によって変わるためです。

繰返し性と計器間の一致は 2 つの別の数値であり、1 つとして引用されることがよくあります。繰返し性は、同じ計器で同じ試料を繰り返し測定したときの散らばりで、計器が検出できる最小の変化を決めます。2 台の計器間の一致は、個々の校正、幾何学、分光応答に依存するため、さらに悪くなります。各計器が単位のごく一部の幅で繰返しができても、適用されている許容差より大きく互いにずれることがあります。

構成の選択肢

仕様のほとんどは、精度等級ではなくこれらの判断で決まります。一つが次を制約するため、順番に決めていきます。

幾何学が最初の決定です。数値の意味を決めるのはそれです。ほかはすべて、その数値がどれだけ精密に繰返されるかを詰める要素になります。

色差計の選び方

これらのうち未確定の項目が残っても、分かっている内容をお送りください。用途の説明をもとに見積りを作成し、不足が埋まったあとで詰め直すことができます。

近似する代替機種

色差計 のお問い合わせが、実際にはどのタイプにあたるのか、そして選定がどこで決まるのかをまとめています。

まず決めておくべき境界は、その数値が何のためのものかです。表面の外観なのか、液体中の物質の濃度なのか。どちらも色の測定と呼ばれますが、互換性はありません。

問い合わせに含める内容

お問い合わせにこれらの内容が含まれていれば、最初の返信は質問集ではなく見積りになります。数値が不明な場合は、用途の説明をお送りいただければ、そこから必要な条件を確認します。

1. 測定する表面、およびざらつき・光沢・柄の有無
2. 判定しなければならない面積の大きさ、それにともなう必要な口径
3. 適用する許容差、およびそれが書かれている色空間と色差の計算式
4. 仕様が想定している光源色と観察者の規約
5. 携帯形の計器が必要か、固定された場所の試験台式の計器か
6. 標準または標準のライブラリを保存して呼び出す必要があるか
7. 測定値を出力する必要の有無、および出力先のシステム
8. 管理している許容差に対して工程が必要とする繰返し性
9. 数量、仕向港、希望納期