光について

Question

光に色をつける方法として、いろいろなものがあると思います。光を色のついたフィルムに通したり、色のついた材料に反射させたりなど。ただ、前者の場合、透過率が良くないと光の輝度が下がり、後者の場合は反射率が影響してくると思います。

光の輝度にあまり影響を及ぼさないような光の着色方法として、どんなものが考えられるのでしょうか？

paddler · Accepted Answer

ご質問に書かれている情報量が少ないので、勝手に補って回答します（多くの質問に見られますが、gdmzst307さんのご質問も"目的"が書かれていません）。

これまでに何人かの方からの回答がありますが、私は、

　　「白色光から目的の色に見える光を抜き出す」

という観点でお答えします。そして、

　　（１）できるだけシンプルな原理・光学素子で
　　（２）できるだけ見る方向によって色が変わらないようにしたい

とします。

すると、最も目的に適うのは「透過形フィルタ」です。gdmzst307さんがご質問中で書かれている「色のついたフィルム」の高級なものです。誘電体多層膜タイプのものであれば透過率はかなり高い（一般的に～90％が可能）ものが入手できます。また、複数枚組み合わせたり、オーダーメイドすれば、ある程度任意の離れた波長の組み合わせも可能です。

この他、白色光から特定の波長を抜き出す手段としては、「回折（回折格子、モルフォ蝶の羽根、ホログラムなど）」「干渉（シャボン玉の色など）」「屈折（プリズムなど）」を使ったものがありますが、これらはどれも出てきた光に角度分布があり、出てきた光が広がっていく、色が見る方向で変わる、離れた２波長を組み合わせることが困難、などの問題があります。

migoreng · Answer

No.3 の方が書かれている、液晶プロジェクターにおける R, G, B の光の作り方(取り出し方)は、ダイクロイック(dichroic)ミラーと呼ばれるものを利用しています。
ダイクロイックミラーは、例えば、「光の R 成分だけを透過させ、それ以外の成分を反射するようなミラー」、「B 成分だけを透過させ、それ以外を反射するようなミラー」などがあります。これらを利用して、白色光からどのように、R, G, B の光を取り出すかについては、下記 URL などを参照してください。

参考URL：http://www.3lcd.com/jp/ftr_ps_2_j.html

paddler · Answer

No.4です。補足を。

下記では、「透過率重視」で「誘電体多層膜タイプ」のフィルタをお勧めしましたが、これにも（回折格子やプリズムより小さいですが）若干、角度依存性はあるため、入射角が大きく変化した場合には透過波長がシフトします。これがイヤなら透過率は少し落ちますが、「色ガラスタイプ」の透過形フィルタであれば透過波長の角度依存性はほとんどなくなります。

info22 · Answer

通常の光源（太陽光、電球、蛍光灯、高温に熱せられた木炭や金属）などのスペクトルは連続スペクトル、つまり沢山の光の集まりですね。プリズムを使えば、光源の光を分解出来、虹色のスペクトル（の帯）が出来ます。
一方、人間の目はすべての光のスペクトル（光の波長）を一様に認識できるわけではありません。眼の網膜の色素細胞は光の３原色（赤、青、緑）を中心にその波長付近の光を感じる3種類の色素細胞で色を認識しています。テレビや印刷、写真は、この原理を利用して、3種類の光だけですべての光を認識していると錯覚する現象を利用しています。黄色の光を感じているのは、緑の光を認識する色素細胞と、赤の光を認識する色素細胞とが、それぞれ緑の光と赤の光を認識し、黄色の光を見ていると錯覚しているわけですね。

以上のことを踏まえた上で、人が光源の光に色をつけるということは、光源の連続スペクトルの色々な波長の光から、特定の色の光の波長の範囲を遮断または弱めて（減衰または吸収させて）、残った光の波長の範囲の内、人間の目（網膜の3種の色素細胞）が認識出来る波長の範囲の光を感じるわけです。
光源の光の波長の範囲から、特定の光の波長の範囲を選択的に遮断または透過（反射）して、光に色をつけるわけですから、どうしても輝度が下がります。色をつけることは、輝度を下げることを含んでいますね。人間の眼の色素細胞が感じない波長の光はいくらカットされても、輝度か下がったとは感じませんね。
人間の眼の色素細胞が認識できる波長の光の1部を完全に通過（反射）させ、認識できる残りの波長の光を完全に遮断すれば、通過光（反射光）の輝度の現象が最も少なくなります。
この効率的な光の色づけは、液晶プロジェクターの液晶フィルター（光源の光から、３原色だけを選択的に理想的にカットしています。）やカラーの映画（フィルムの中の3原色の３種類の色素のフィルムによるフィルタで映写機の白色光源の光を遮断しています。）、カラー写真やカラーインクの印刷物も３原色顔料を使って、選択的に光の波長を吸収させたり、反射させたりしています。

つまり、ポジの写真フィルムに３原色の光でそれぞれ露光させた３種類のフィルムを使えば、輝度の減少が最も少ない透過光の色付けが出来、また、色の３原色でそれぞれ、べたに印刷した３種類の印刷物（印刷用の３原色のインクでべた印刷）で反射させた反射光の輝度の減少の少ない光の色付けが出来るわけですね。

これらは、人間の眼の網膜の色素細胞の性質をうまく使ったカラー印刷技術やカラー写真や映像投影フィルムや液晶フィルター技術で、光源の光を最も効率よく色付けしてしているわけですね。

SCNK · Answer

三原色の光をバランスを変えて混合させればどうでしょう。発光ダイオードも今では三色あります。

白色光をプリズムで分光するという手もありますね。

レーザー光の波長の異なるものをミキシングするという方法も考えられます。

ドップラー偏移の利用は、ちょっと難しそうですね。

あとは物の加熱による発光でしょう。高温になるにしたがって赤外線から赤、青、白、紫外線と分布が変化しますね。

noname#14642 · Answer

ご存知だと思いますが、光は着色されるのではなく特定の色が取り出されることで青色や赤色に見えます。

　参考程度のことを一つ。
　最近、新聞の科学欄の特集でモルフォチョウの翅の構造を取り上げていました。青い翅がきれいな蝶です。調べてみてください。

光について

ご質問に書かれている情報量が少ないので、勝手に補って回答します（多くの質問に見られますが、gdmzst307さんのご質問も"目的"が書かれていません）。

No.3 の方が書かれている、液晶プロジェクターにおける R, G, B の光の作り方(取り出し方)は、ダイクロイック(dichroic)ミラーと呼ばれるものを利用しています。

No.4です。

通常の光源（太陽光、電球、蛍光灯、高温に熱せられた木炭や金属）などのスペクトルは連続スペクトル、つまり沢山の光の集まりですね。

三原色の光をバランスを変えて混合させればどうでしょう。

ご存知だと思いますが、光は着色されるのではなく特定の色が取り出されることで青色や赤色に見えます。

似たような質問が見つかりました

関連するカテゴリからQ&Aを探す

デイリーランキングこのカテゴリの人気デイリーQ&Aランキング

マンスリーランキングこのカテゴリの人気マンスリーQ&Aランキング

　ご存知だと思いますが、光は着色されるのではなく特定の色が取り出されることで青色や赤色に見えます。