4.3. 光源の放射測定分析#
この節では、さまざまな光源の放射パワーと演色性の分析における放射測定の実用的な応用について説明します。
調査対象の光源は次のとおりです。
校正源として機能する、既知の出力パワーを持つ白熱灯。
公称色温度2700 K、\(\rm{R_{\alpha}}\) 80の暖色系白色LEDランプ（東芝 LDA8L-G）。
公称色温度6500 K、\(\rm{R_{\alpha}}\) 84の寒色系白色LED（パナソニック LDA4DGK4）。
LED光源は積分球に取り付けられました。分光器は、積分球に内蔵されている白熱校正ランプを使用して、節 2.1.6に概説されている手順に従って校正されました。許容できる信号対雑音比を維持しつつ、検出器の飽和を避けるために、光源を変更する前と校正後に分光器の露光時間が調整されました。結果は図 4.7に示されています（寒色系白色LEDの結果はパワー校正なしで表示されています）。
図 4.7 Radiometric analysis of various light sources#
4.3.1. 結果 - 色の品質#
暖色系白色LEDの知覚される明るさ（約900 lm）は、公称値をわずかに上回っています。この値は、LEDが加熱するにつれて徐々に低下します。メーカーの仕様は最小制限である可能性があります。
白熱灯は、CRIの定義から予想されるように、演色評価数 (CRI)（\(\text{R}_a\)）が100に近いです。（計算された）参照曲線はスペクトルに密接に一致しています。
暖色系白色LEDのCRI（\(\text{R}_a\)）は83で、仕様をわずかに上回っています。
寒色系白色LEDのCRI（\(\text{R}_a\)）は83で、仕様をわずかに下回っています。
暖色系白色LEDと白熱灯は色温度が類似しているため、テストカラーサンプルを非常によく似た色で再現します。最大の例外は色#9（ディープレッド）であり、これはLEDではうまく再現されていません。
寒色系白色LEDも色#9について同様の欠点を示しますが、（予想通り）CCTが高いため、他の色はよりリアルに再現されています。これは、典型的な肌の色調を表す色#13で特に顕著です。
寒色系白色LEDの色温度（5700 K）は、仕様よりもかなり低いです。これがなぜなのかは不明ですが、青色LEDコンポーネントの経年劣化が原因である可能性があります。
白熱灯の\(D_{uv}\)値は0に近いです。LEDの場合、\(D_{uv}\)はわずかに正であり、白色ポンプ型LEDに特徴的なわずかな緑がかった色合いを示しています。
暖色系白色LEDと白熱灯については、（計算された）黒体放射体曲線が参照として使用され、寒色系白色LEDについては、CIE昼光データが使用されています。
図 4.8 太陽スペクトルの放射測定分析#
これを、パワー校正なしで示されている節 4.1からの太陽のスペクトルと比較できます（図 4.8）。黒体放射体である太陽のスペクトルも、CRIは100、色温度は6000 Kを超えます。CIE昼光参照スペクトルの落ち込みは、測定されたフラウンホーファー線とよく一致しています（図 4.3も参照）。色温度が類似している寒色系白色LEDと太陽を比較すると、日光はすべてのテスト色を同等に高い忠実度で再現しますが、LEDは特に高彩度の赤（色#9）で劣っていることがわかります。\(D_{uv}\)は、おそらく驚くべきことですが、かなり高く、暖色系白色LEDの\(D_{uv}\)と同程度の大きさです。これは、大気散乱が太陽スペクトルを青方偏移させている結果である可能性が高いです。
4.3.2. 色温度とプランク軌跡#
図 4.9 LED光源と白熱灯光源の比較およびそれらの色温度。#
図 4.9は、色彩測定ビューにおける4つの光源すべて（暖色系白色LED、寒色系白色LED、白熱灯、太陽）の比較を示しています。4つの光源すべて（多かれ少なかれ）の位置は、プランク軌跡の曲線上にあり、これは、すべて異なる色温度ではあるものの、黒体放射体のスペクトル特性に一致していることを示しています。実際の黒体放射体（太陽と白熱灯、赤と灰色の輪郭の円）の場合、LED（青と緑の輪郭の円）と比較して、一致は著しく良好です。LEDは固体エミッターであるため、不連続（ピークのある）スペクトルパワー分布を持ち、CCTが近くても、連続的なプランク軌跡からの測定可能なオフセットが常に生じます。中性テストターゲットの色温度と品質の違いは、計算された色によって示されています。日光は明らかに最も白く、最も中性的な再現性を持っていますが、色温度の低い光源は著しい暖かい色合いを引き起こします。