分光光度計と比色計：その違いは？

色は私たちの生活のあらゆる瞬間を取り囲み、大なり小なり、意識的、無意識的な方法で私たちの感情、行動、信念に影響を与える。色はムードを作り、危険を知らせ、重要な情報を与え、喜びさえももたらす。variations in color perception from person to person and a part due to the descriptors for each of the millions of shades seen by the human eyes. variations in color perception by person to person and a part due to the descriptors for the millions of shades seen by the human eyes.

機器による色測定は、人間の知覚や語彙の限界を超え、色情報を客観的なデータとして捉えることを可能にし、色の共通言語を作り出します。これは、食品や飲料から医薬品に至るまで、世界中の業界内および業界間のコミュニケーションに不可欠です。最も先進的な色彩測定器は測色計と分光光度計の2種類で、どちらも洗練された技術を使って正確かつ精密に色を定量化し定義します。

これらの機器は密接に関連していますが、特定の種類の測定に、一方を他方よりより適したものにするユニークな性質を持っています。比色計と分光光度計の特徴を理解することで、アプリケーションに最適なツールを選択することができます。

比色計とは？

測色器は、一種の心理物理学的なサンプルカラー分析を行うように設計されています。言い換えれば、私たちと同じように色を見るように設計されています。

その結果は直接、三刺激値として読み取られます。三刺激値とは、視覚的な外観の異なる次元を表す文字で色を識別するものです。International Commission on Illumination によって開発されたCIEカラーシステムが、三刺激色の「ゴールドスタンダード」です。

測色器にはいくつかのユニークな部品がある。

• 照度: 照度は、昼光や白熱灯などの特定の光源を表し、対象物に一貫した明るさを投影します。測色器では、照度は固定されています。
• オブザーバー: 標準オブザーバーは、色を分析するための特定の視野を提供します。色彩計は通常2度の標準観察器を使用し、色の評価や品質管理に適しています。
• 三刺激吸収フィルター：吸収フィルターは、サンプルに適用される特定の波長を分離します。

測色計の種類

色彩計は、色を客観的かつ正確に判断するために欠かせないものです。その種類は様々で、色の深さや程度を測定します。種類は以下の通り：

• 濃度計： 半透明な素材の暗さ、つまり密度を測定する。
• 光度計： 色彩光度計は、色の透過と反射を測定する。

比色計の仕組み

比色計の使い方は、多くの場合、溶質の濃度は吸光度に比例するというベール・ランバートの法則に基づいている。比色計は単純な光源から始まります。レンズと三刺激吸収フィルターの助けを借りて、光線は単一の焦点の合った波長となり、試料溶液に移動します。溶液の反対側には、波長がどれだけ吸収されたかを識別する光電池検出器がある。検出器はプロセッサーとデジタル・ディスプレイに接続され、測定結果を読みやすい形で出力する。

さて、測色機の仕組みがわかったところで、測色機の長所と短所を見てみましょう。

比色計の長所

以下は測色器の利点の一部です。

• 三刺激値に重点を置いている。フルレンジのスペクトルデータを必要としないのであれば、測色器は使わないツールのためにお金を払う必要はありません。
• より持ち運びやすい傾向がある。色彩計は複雑ではないので、移動が簡単で、現場で使いやすいかもしれない。
• 素早く動作する。色彩計の用途の多くは、組立ラインのような高速で動く装置を必要としますが、色彩計ならそれが可能です。

比色計の欠点

比色計のメリットは明確だが、それに伴うデメリットもいくつかある。

• 完全なデータを提供しない。測色計は多くのデータを必要としない場合には最適ですが、サンプルのスペクトル情報を提供するものではありません。測色計は、光源やフィルターの調整ができないため、追加測定ができません。また、着色剤の強度を調べたり、色の調合を手助けしたりすることもできません。
• 汎用性がない。色差計は、製品をあらかじめ決められたサンプルと比較することを主な目的としているため、汎用性に欠けます。精度や調整可能なコンポーネントがないため、研究や製品開発の用途には適していません。
• 彼らはメタメリズムを識別できない。メタメリズムとは、ある照明条件下では同じ色に見えるのに、別の条件下では違う色に見えることである。例えば、蛍光灯の光では、製品が太陽光の下とまったく違って見えることがあります。測色計はこのような現象を識別し、調整することはできません。

測色計の用途

通常、比色計は結果を既存のサンプルと比較します。比色計は非常に正確で、色の違い、堅牢度、強度の測定や、類似色の日常的な比較に最適です。そのため、測色計は色の品質管理にとって非常に貴重であり、主に製造の生産および検査段階で使用されます。

比色計を購入する際に考慮すべき要素

測色器を購入する際には、以下のような使用範囲などを見極めることが重要です：

• 予算: あなたの予算によって、測色器から得られる機能が決まるかもしれません。
• 品質管理：測色計によって測定される材料の色精度は異なるため、業界の要件を理解することが重要です。
• 用途: 使用目的によって必要なユニットが決まります。ベンチトップ測色計は実験室に最適で、ポータブル測色計は産業現場に最適です。
• デジタルかアナログか：テストの頻度によって、必要な測色計が決まります。デジタル式は、1日に何度もテストを行う場合、簡単に使用できます。

分光光度計とは？

分光光度計は、フルスペクトル測色による物理的サンプル分析用に設計された装置です。試料の反射率、吸光度、透過率の特性を波長ごとに分光分析することで、人間の目で観察できる範囲を超えた正確なデータを得ることができます。必要に応じて、色彩分光光度計は心理物理学的な測色情報を計算するためにも使用できます。

分光光度計は驚くほど正確で、幅広いデータを提供する。分光光度計は測色計と同じような部品を使用しますが、若干の違いがあります。

• 照度: 分光光度計の照度は汎用性があります。さまざまな種類の光を表す標準光や蛍光灯を使用できます。
• オブザーバー：分光光度計のオブザーバーは一般的に大きく、約10度です。CIE は、工業用カラーアプリケーションに最も適したツールとして、この分光光度計を推奨しています。
• プリズム、回折格子または干渉フィルター：特定の波長を分離するために、分光光度計はプリズム、回折格子または干渉フィルターを使用する。

分光光度計の種類

分光光度計にはいくつかの種類がある：

• 原子吸光光度計：原子蒸気の放射線吸収を測定することにより、物質中の金属元素を分析する。
• 蛍光分光光度計： これらの分光光度計は、液体蛍光ラベルの蛍光スペクトルをスキャンし、通常、科学研究、臨床試験、食品検査に使用される。
• 赤外分光光度計：波長760nm以下の物質の吸光度を測定する装置。
• UV-VIS分光光度計：物質を可視光と紫外線の波長で分析し、吸光度を定量的に測定する装置。
• VIS分光光度計： この装置は可視波長を分析し、吸光度を測定して定量分析を行う。

濁度と色を同時に測定する分光光度計

分光光度計と比色計の違いは、その測定能力にある。分光光度計はより包括的なレベルで測定し、物質の色と濁度を分析します。濁度とは、液体中に存在するかすみのことで、液体物質の透明度や視覚的品質に大きく影響することがある。より透明な外観が品質管理に不可欠な飲料では、濁りやかすみのレベルを測定することが最も重要です。 

濁りの仕組み

素材に光を当てると、光の一部は吸収され、一部は反射して目に戻ってくる。粒子が存在すると、反射して戻ってくる光の透明度に影響を与え、濁った外観になります。これは濁度レベルが高くなるためで、品質管理に影響を与える可能性があります。物質中にかなりのレベルの小さな物質が浮遊していると、透明度が低く見える。

液体中の霞のレベルは、特定の飲み物が食欲をそそらないという印象を与える可能性があり、ボトル入りの水の安全性を測る上でも重要な要素である。

濁度測定における分光光度計の意義

消費者はまず目で見て購入し、ボトルに入った状態で製品を検査するため、濁度レベルを特定し安定させることは、多くの液体製品の色の一貫性と品質を維持するために不可欠です。私たちの目は、疲労や主観、その他いくつかの要因のために、濁度や色を正確に測定することができません。そこで分光光度計の出番となる。分光光度計の高度な技術により、定量分析を客観的なデータとして、色と濁度の両方を正確に測定することができます。

分光光度計の仕組み

分光光度計の基本的なレイアウトは測色計に似ているが、より多くのステップとバリエーションがあり、いくつかの異なるコンポーネントもある。使用されるツールは、サンプルに当たる1つの波長帯域だけを分離する。その後、センサーがアイテムに吸収されなかった光を検出し、適切なソフトウェアを備えたプロセッサやコンピュータにデータを渡します。分光反射率や透過率などを三刺激値で検出することができる。

この複雑なプロセスは、主観的な色分析が生み出す不確実性を取り除きます。測色計は色を測定するための優れた情報源ですが、分光光度計は、測定値を客観的なデータに定量化することで、さらに一歩進み、ヒューマンエラーを最小限に抑え、包括的な結果をもたらす効果的なカラーおよびヘイズ分析を実現します。

次に、分光光度計の長所と短所を説明する。

分光光度計の長所

分光光度計の利点は以下の通りである。

• これらは信じられないほど包括的です。分光光度計はより高度なハードウェアを持ち、スペクトルデータを含め、測色計では測定できない品質を測定することができる。
• 分光光度計は万能です。分光光度計では通常、照度や観察者の設定を調整し、適切なオプションを得ることができる。
• 強力なソフトウェアと連動します。ソフトウェアと統合することで、分光光度計は内蔵ディスプレイ以外でもデータをレビューし分析する新しい包括的な方法を提供します。
• さまざまなスタイルがある。分光光度計は、粉末、液体、透明な物質など、さまざまなサンプルタイプに対応しています。ポータブル分光光度計オプションもあります。
• 迅速な結果が得られる。分光光度計の中には、わずか4秒で結果が出るものもあり、スピードと効率を高めている。
• 希望の色を実現するために役立つ。希望の色を継続的に得ることは、ブランドの一貫性と工程管理に不可欠である。
• 精密な分析に最適です。分光光度計は、正確さが最優先される研究に特化した環境において、一貫した結果を得るために複数のレベルで詳細な分析と結果を提供します。

分光光度計の短所

もちろん、どんな技術にも欠点はある。分光光度計の欠点をいくつか挙げてみよう。

• より複雑です。複雑さには感度が伴うので、工場環境には向かないかもしれない。
• より高価な場合もある。価格はモデルによって異なるが、分光光度計とその正確で幅広い情報量は、一般的に測色計よりも高い。
• 必要以上の技術を搭載している場合があります。測色計が提供できるような簡単な色測定しか必要ないのであれば、分光光度計は必要以上かもしれません。

これまで分光光度計は大型で複雑なものだったが、現代の技術によって小型化され、より使いやすくなっている。

分光光度計の用途

分光光度計は、複数の照明と観察者の組み合わせを提供し、指向性（0°/45°または45°/0°）および拡散性（d/8°）を含む複数の幾何学的配置で動作できるという事実もあり、測色計よりも高いレベルの柔軟性と汎用性を提供します。このように、分光光度計の種類は、メタメリズムを測定し、着色剤の強さを識別し、サンプルの種類を包括的に分析し、幾何学的属性を考慮するために鏡面反射率を含めるか除外するかをユーザーに選択させることができます。

フルスペクトル分析はまた、比色計で見逃された色の違いを特定できる可能性があり、より高い特異性を提供します。分光光度計は、色の調合やカラーシステム開発を含む研究開発段階での幅広い用途に理想的であり、また生産全体における色の品質管理にも適しています。

分光光度計を購入する際に考慮すべき要素

分光光度計をどのように、どの程度使用するかを考えることは、どのような溶液が必要かを決定するのに役立ちます：

• 予算： 価格の異なる分光光度計にはさまざまな機能があるので、予算を決めることは重要である。より高度なユニットには、融資が良い選択肢です。
• ラボのスペース： 実験の目的に合わせて、ポータブルの装置が必要か、ベンチトップの装置が必要かを検討する。
• 仕様： 波長範囲や検出限界など、必要な範囲と深さに応じて材料をテストする分光光度計を入手する。分光光度計はまたあなたの適用に一致するべきです。

測色計と分光光度計の主な違いは？

測色計と分光光度計にはいくつかの共通点があるが、それでも両者は大きく異なる。最大の違いは、機能と使用方法です。分光光度計は非常に強力で、スペクトルデータなど、測色計よりも詳細な色測定が可能です。そのため、主に研究開発や実験室での精密な測定に使われます。それに比べて測色計はシンプルで、品質管理などの生産・製造現場でよく使われています。

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その他の違いは以下の通り：

• 多用途性：分光光度計は調整可能なオプションが多く、さまざまな種類のサンプルや測定に対応できる。
• コスト：前述したように、分光光度計は、その強力な技術のために、測色計よりも高価であることが多い。
• 精度：測色計は分光光度計ほど正確ではありません。

アプリケーションに最適なカラー測定装置の選択

色彩測定器を選ぶには、上記に詳述した測色計と分光光度計の長所と短所を理解する必要があります。ロチェスター工科大学のDavid R. Wybleにヒントを得たこれらの質問は、あなたの目的にどの測定器が最適か、まだはっきりしない場合、選択肢を検討する際に役立ちます。

• 必要なデータの種類：アプリケーションはスペクトルデータを必要としますか、それとも三刺激値のみを必要としますか？
• 測定器の形状：測定器はあなたのアプリケーションに必要な形状をしていますか？
• 精度と正確さ：満足のいく結果を得るためには、どの程度の精度と正確さが必要か。
• 光源: 装置は用途に適した光源を持っていますか？
• 測定の迅速性： データはどのくらい早く得られるか？どのような試料前処理が必要か？
• 使いやすさ： 装置は使用者を念頭に置いて設計されており、簡単で迅速な操作が可能か。
• 堅牢性： 測定器は使用される環境に適しているか？過酷な工場環境に耐えられるか？
• ソフトウェア・インターフェース：付属のソフトウェアで、データの収集、分析、共有が簡単にできるか。
• 製品の品質：測色計であろうと分光光度計であろうと、すべての色測定器が同じように作られているわけではありません。最高品質の機器を選択することで、最高品質の結果を確実に得ることができます。

ハンターラボ カラー測定

ハンターラボは70年以上にわたり、色測定のパイオニアとして活動してきました。現場、ラボ、工場のいずれにおいても、あらゆる業界のお客様の多様なニーズと厳しい基準を満たすよう設計された、最新の測色・分光光度計を包括的に取り揃えています。

絶え間ない革新と卓越した技術へのコミットメントが、今日市場で入手可能な最高品質の測色計、分光光度計、ソフトウェア製品の開発につながり、色分析、処方、品質管理の可能性を広げています。 

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