白光の色

白光の色 カラー写真における最大の嘘は、物体の色を単に赤、緑、青の量で記録することによって正確に表現できるということです。この手法（現在主流の唯一の手法）は、カメラのスペクトル感度曲線が人間の目のそれと正確に一致し、写真を作るのに使用される光のスペクトルが完全に滑らかで、他の種類の光が使用されない場合にのみ良好な結果をもたらします！最初の要件を満たすこと自体が非常に困難であり、2番目の要件は、単刀直入に言って、決して真実ではありません。だからこそ、写真家は常に正しい色を得るために奮闘しており、決してそれを達成できないのです！ この問題が重要であるのは、写真撮影だけではありません。日常生活でも同様です。多くの電子技術者は、抵抗器を正しく読み取れないというくだらない問題に悩まされています。古いスタイルの抵抗器やその他の部品は、数字ではなく、色帯やドットでラベル付けされています。照明条件によっては、赤とオレンジ、または緑と青を見分けるのが難しい場合があります。これにより、機器に間違った抵抗器が取り付けられ、トラブルシューティングの作業が増加します。 主婦も同じような問題を抱えています。例えば、シャツにボタンの色を合わせようとする場合です。屋内の電気の下では完璧に合うボタンを見つけて縫い付けますが、次の日、夫が外に出ると、そのボタンが浮いて見えます！まあ、最近の主婦の多くはシャツにボタンを縫い付ける方法を知らないことを認めなければなりませんが、化粧を完璧に仕上げようとする際にも同様のトラブルを抱える傾向があります。そして、屋外ではそれがもう正しく見えなくなるのです！そして、それは大きな問題です... 光の色に対する理解を深めるために、数日前に分光器を自作しました。これまでのところ非常に楽しかったので、このカラフルなウェブページを作成しています。これは、私の結果を整理するためと、他の人がそれらから学べるようにするためです。 分光器は、私のDSLRカメラ用のシンプルなアタッチメントです。旋盤を使用して、2つのプラスチックチューブを作成し、146.6度の角度で組み立てました。角度の接合部には、回折格子が取り付けられています。これは、eBayで購入した1000線/mmの安価なフォイルタイプの格子です。角度の付いたチューブの両端は、レンズのフィルターネジにねじ込まれます。両側に50mmのレンズを使用しましたが、他の構成も可能です。カメラのレンズは無限遠に焦点を合わせたままですが、コリメータとして使用される追加のレンズには、焦点面の中心に狭いスリットが取り付けられています。そのスリットは、キャップの内側の中心の穴の上にホビーナイフの刃を2枚ホットグルーで貼り付けて作成しました。青いパイプは単なるPVC水道管で、旋盤でレンズのマウントに合うように加工され、長さは42mmです。これにより、レンズのフォーカスリングを使用してスリットを正確な位置に合わせ、分光器全体に焦点を合わせることができます。かっこいいでしょう？ このような分光計の構築をより詳細に説明しているウェブサイトがいくつかあります。それらの多くは2番目のレンズを使用せず、代わりに長いチューブを使用し、スリットを回折格子から長い距離に配置し、カメラのレンズをその距離に焦点を合わせます。 作業が完了したので、遊びましょう。まず、完全でかなり滑らかな光のスペクトルを見てみましょう。幅は1500ピクセルなので、ブラウザウィンドウを十分に広く設定するのが最善です。左端は約700nmの波長、おそらくそれより少し低いあたり、右端はUV範囲に少し入った、400nmよりわずかに短いあたりである必要があります。このスペクトルは、青みがかった「昼光」白熱電球から取得しました。 ステージが設定されたので、単色のLEDを見てみましょう。これは約1988年製の赤いLEDです。スペクトルの深い赤の範囲にかなり沈んでいます。目には非常に暗く見え、フロントパネルのインジケーターライトとして使用するのに十分なだけです。次のものは、最新の高効率赤色LEDです。スペクトルではより高い範囲で動作します。 スペクトルで次に古い（1988年製）黄色LEDです。目に見える黄色に見えるスペクトル範囲はかなり狭く、これらの古いLEDは比較的広い帯域幅を持っていました。赤からオレンジ、黄色、そして緑まで広がっています。目には汚い黄色に見えます。代わりに、これは最新の「オレンジ」LEDです。より狭い帯域幅を持ち、より正確な色定義を可能にします。目には美しい黄金色に見えます。 次に古い緑色LEDです。ご覧のとおり、きれいに緑色ではなく、緑色の範囲の下半分に落ち込み、黄色とオレンジに多く入っています。目には十分に緑色に見えますが、それは緑色のハウジングのおかげでもあります！その色合いがなければ、このLEDは黄色く見えたでしょう。代わりに、最新の緑色LEDははるかに狭い帯域幅を持ち、緑色の範囲にうまく収まっています。 このスペクトルにモアレ干渉がどこから来たのかはわかりません。実際のスペクトル応答のリップルだとは思いません。ここで見えるのは、私の博物館から直接取り出した歴史的なデバイスです。私が購入した最初の青色LEDです！非常に高価で、非常に暗い輝きしかありませんでしたが、寛大に見れば確かに青く見えます！ほとんどの人が青色LEDは作れないと思っていた時代に、見せびらかすためだけに購入しました！シリコンカーバイドLEDだと思います。ご覧のとおり、古いLEDはすべてブロードバンドであり、青色ではなくシアンの範囲に中心があります。代わりに、これは最新の、本物の青色LEDです。そして次に続くのは、「紫外線」として販売されたLEDです。私のカメラとレンズは、それ以上のUVをカットするため、実際のUV出力がどれだけあるかはわかりません。しかし、以前はカメラは何も見えないだろうと思ってカットしていたスペクトルの遠い紫色の部分に合わせるために、スペクトル画像のクロップを長くする必要があったというのは有望に見えます！また、かすかな緑と赤の出力もあることに注意してください。ご覧のとおり、可視スペクトルのほぼすべての部分にLEDがあります。私のコレクションには、きれいな、良い、狭帯域のシアンLEDはありませんが、確かに存在します！ 実際のランプに移りましょう。上記のLEDは、主にインジケーターとして意図されており、強い色を持っています。ランプは通常、可能な限り白い光、または言わせれば、昼光に最も近い光を生成するように設計されています。これは、色覚と再現性の基準が、開けた空の下での自然の見え方だからです。これは、黄色っぽい太陽と青い空が降り注ぐ適切な混合光の晴れた日であるか、またはそれらを混合する白い雲の滑らかな層である可能性があります。もちろん、雲は波長によって吸収度が異なり、雲の光の色は、晴れた日のよく混ざった光とは異なります。物事は決して単純ではありません！最も滑らかなスペクトルは、黒体放射体から得られます。普通の白熱電球はそのような黒体放射体ですが、それらは十分に熱くありません！完璧な照明の聖杯を生成するには、約5000ケルビンに加熱された黒体が必要ですが、これは摂氏4700度近くです。問題は、そのような温度に耐えながら固体でいられる材料は何でしょうか？そこで、私たちはタングステン、すべての金属の中で最も融点が高い金属を使用し、蒸発しすぎないようにできる限り加熱します。それが謙虚な白熱電球です。得られるのは滑らかなスペクトルですが、赤が強く青が弱く、ほとんど紫がないため、バランスが悪いです。 上は25Wの電球、下は100Wの電球です。これらの2つのスペクトルはほとんど同一です。どちらも目には非常に黄色く見えます。技術者は、フィラメント温度を上げて青色端の出力を改善しようと必死に探しました。これにより、ハロゲン白熱電球が開発されました。これは、高圧ハロゲンガスを使用してフィラメントから剥がれたタングステンを回収し、元の場所に戻すものです。これにより、ハロゲン電球のフィラメントを...