色差計の原理

締切済

質問者：aaabcd
質問日時：2006/02/19 23:39
回答数：2件

色差計でCR300等が使用されているという話しをよく耳みします。
しかし、色は目視とデータでは異なる場合もあります。
どうして異なるのかを調べたいので、
色差計の原理を教えてください。

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No.2

回答者： sanori
回答日時：2006/02/20 01:04

コニカミノルタのサイトで調べようと思ったんですが、ＣＲ３００は載ってませんでした。

（廃品種かな？）
上位機種と思われるＣＲ４００／４１０は載ってました。

色差計は私は使ったこと無いですが、上記サイトをざっと見たところ、基本的には私が使ったことのある分光測色計や色彩輝度計と同じ原理のようなので、解説できるかと思います。

色差計・測色計とは、何をする機械かと言いますと、
物理的には、光のスペクトルを測定しているだけです。
あとは、ソフトの問題になります。

人間の眼には、光の３原色に対応した３つの検出器があるというモデルを考えることができます。

３つの検出器は、それぞれ特定の波長ぴったりだけを感ずるのではなく、「視感度曲線」で表される、山のようななだらかな特性を持っています。
その結果、例えば、赤と緑の中間の波長の光が眼に入射すると、赤と緑の検出器が半分ぐらいずつ感知して、脳が黄色と判断します。
また、ちょうど赤の波長の光と、ちょうど緑の波長の光が同時に眼に入射すると、赤と緑の検出器が同時に感知して、さっきと同じく人間の脳が黄色と判断します。

すなわち、視感度曲線というのは、もはや物理学の範疇ではなく、人間科学であるということです。

実は、その視感度曲線を「丸写し」した数値表が、測色計や色彩計の中のＲＯＭに入っています。
測色計や色彩計は、グラフの横軸である波長を１０ｎｍ刻みで区切り、測定された光のスペクトルから、１０ｍ間隔で光の強度のヒストグラムみたいなものを作り、それにＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の視感度曲線を積分（掛け算）して、三色それぞれの強さを求めます。そうして、「色」が決定されます。

さて、ここからが問題ですが、
色差を判定するには、三色や、それらを混合した全ての色を１つのグラフに表し、色差の対象となる２つの色に相当する座標同士の距離を算出しなければいけません。
その「１つのグラフ」というのが、「色度図」と呼ばれるものです。
ところが、「色度図」と一口に言っても、実は、過去の学者が考えた様々な種類があります。それらを「表色系」と言います。
表色系によって色度図は変わりますから、当然、計算される色差も変わります。
実際、ＣＲ４００のスペック表
http://konicaminolta.jp/products/industrial/inst …
を見ますと、「XYZ、Yxy、L*a*b*、ハンターLab、L*C*h、マンセル」・・・・・と、沢山の表色系が用意されています。
これらの表色系のうち、「ＸＹＺ」というのが一番有名です。しかし、ＸＹＺ表色系は、色度図中たとえ、その２点間の距離が同じであっても、色度図中での位置により、人間には色の違いが同程度に見えません。
この現象を「ＭｃＡｄａｍの楕円」と言います。
要は、そもそもＸＹＺ表色系というのは欠陥商品なのです。（過去の学者さんに失礼ですけど）
それを改善して、極力人間の感じる色差を、２点の距離に反映するようにした表色系の一例が、上記の「L*a*b*」です。

というわけで、まとめますと

・測色とは、物理というよりは、むしろ人間科学

・測色は、光のスペクトルからソフトが計算するということである

・表色系の選択によって、色差は変わる

したがって

・設定（ソフト）を間違えると、人間が感じる色差を反映しない。

あと、ほかに考えられる要因としては

・試験体を目視するとき、周囲の明るさや壁などの色によって、人間の色差の感覚が変わる

・試験体が発光体ではなく、照明を当てて見る場合、照明のスペクトルによって、色が変わる
（電球であれば、電球の色。蛍光灯であれば、電球や太陽光のような連続スペクトルでなく３波長ピークなので、当然、色が変わる）

・そもそも、光のスペクトルを測定する機能が狂った
（測色計は、定期校正が必要なので注意）

以上です。

なお、色彩関係につきましては、ここ（教えてｇｏｏ）で、私がたびたび回答していますので、下記にピックアップしました。
必要と思われるところだけで結構ですので、よろしければ、ご参照ください。

http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=1950168

http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=1935501

http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=1925601

http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=1071425

http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=1044545