GIGASTAR®-HSC 星の色を再現するための基準光源を測定


星の色を忠実に再現するために、GIGASTAR®では、LED電球や紙、UVインクなどの分光特性を測定して、最適化します。
その基準となる電球の分光特性を、茨城大学さんに協力いただき業者に測定いただきました。
今回、その電球と同じ銘柄の3個の電球を、高知大学さんからお借りした分光装置で測定して、2次標準光源としてデータ取得しました。

三菱電機のこのハロゲンランプ、ほとんど測定誤差の範囲で同じような分光特性が得られました。いいですね~!

1次標準電球は茨城大学さんにお返しして、2次標準電球を、高知大学さんやFBで参画いただいた皆さんとシェアします。

分光放射強度の測定中です。 この分光測定装置は、光ファイバーで光をエントリーする方式でして、とっても使いやすくて、1台欲しくなりました(^^; 創業補助金の期間中に購入すれば良かったなぁと、ちょっと後悔しています。 ちなみに本格的に光度の絶対値まで測定するためには、「積分球」という内面が真っ白な球の中心で電球を灯して、乱反射して窓から出てくる光を測定するのですが、今回は波長の分布が分かれば良いので、直接電球から出てきて光ファイバーの端面に到着する光を測定します。

分光放射強度の測定中です。
この分光測定装置は、光ファイバーで光をエントリーする方式でして、とっても使いやすくて、1台欲しくなりました(^^;
創業補助金の期間中に購入すれば良かったなぁと、ちょっと後悔しています。
ちなみに本格的に光度の絶対値まで測定するためには、「積分球」という内面が真っ白な球の中心で電球を灯して、乱反射して窓から出てくる光を測定するのですが、今回は波長の分布が分かれば良いので、直接電球から出てきて光ファイバーの端面に到着する光を測定します。

 系列1が1次標準電球。業者さんで測った基準データなので、なめらかな曲線です。 系列2~4が、2次標準電球の分光放射強度です。ほぼ一致しますね! なお、測定は10回測定平均値を5個のデータの移動平均取ったものですが、赤外線領域でばらつきが大きいですね。 これは、赤外域ではCCDの感度が低くて、測定値を数十倍する必要があるので、その分エラーも拡大されているからです。 実際の眼の感度は400nm~700nmで、両端は感度が低いこともあり、この領域の誤差は、「眼で見る星の色」にはほとんど無視できる値です。 ただ、GIGASTARでは、写真撮影もするので、その際には、眼よりももう少し幅広く感じるので、正確なのに越したことはありません!


系列1が1次標準電球。業者さんで測った基準データなので、なめらかな曲線です。
系列2~4が、2次標準電球の分光放射強度です。ほぼ一致しますね!
なお、測定は10回測定平均値を5個のデータの移動平均取ったものですが、赤外線領域でばらつきが大きいですね。
これは、赤外域ではCCDの感度が低くて、測定値を数十倍する必要があるので、その分エラーも拡大されているからです。
実際の眼の感度は400nm~700nmで、両端は感度が低いこともあり、この領域の誤差は、「眼で見る星の色」にはほとんど無視できる値です。
ただ、GIGASTARでは、写真撮影もするので、その際には、眼よりももう少し幅広く感じるので、正確なのに越したことはありません!

 電球は、一定の電流値で点灯して測定します。(実際は、電流値x電圧値を一定にする) 電流値が変化するとフィラメントの平衡温度も変化し、色に影響が出るからです。 ちなみに、見にくいですが画面のグラフを見ると、波長が長い方(グラフの右側)に行くと値が低くなっていますね。 実際は、1つ前のグラフのように波長が長い方向に単調増加なのです。この理由は、この分光器は、回折格子でスペクトルになったものをCCDで受光して波長別の輝度数値を出力するため、波長の長い光に対して感度が低いCCDの特性のままのデータが出力されているからです。 この値をそのまま使うわけには行かないので、実際に分光放射強度を測定するためには、特性が分かっている標準光源で較正してから使うわけです。 ということで、今回は、市販のハロゲンランプを、25000円使って業者で測定してもらって分光放射強度の特性を得た上で、そのハロゲンランプを1次標準電球としてこの分光器の分光感度を較正して、同じ銘柄の3個のハロゲンランプを測定して、2次標準光源として使うわけです。(もっとたくさん買っておけばよかったかな・・・)


電球は、一定の電流値で点灯して測定します。(実際は、電流値x電圧値を一定にする)
電流値が変化するとフィラメントの平衡温度も変化し、色に影響が出るからです。
ちなみに、見にくいですが画面のグラフを見ると、波長が長い方(グラフの右側)に行くと値が低くなっていますね。
実際は、1つ前のグラフのように波長が長い方向に単調増加なのです。この理由は、この分光器は、回折格子でスペクトルになったものをCCDで受光して波長別の輝度数値を出力するため、波長の長い光に対して感度が低いCCDの特性のままのデータが出力されているからです。
この値をそのまま使うわけには行かないので、実際に分光放射強度を測定するためには、特性が分かっている標準光源で較正してから使うわけです。
ということで、今回は、市販のハロゲンランプを、25000円使って業者で測定してもらって分光放射強度の特性を得た上で、そのハロゲンランプを1次標準電球としてこの分光器の分光感度を較正して、同じ銘柄の3個のハロゲンランプを測定して、2次標準光源として使うわけです。(もっとたくさん買っておけばよかったかな・・・)

 今回は、電流値の変化と色の変化のデータもとりました。 まだグラフにはしてないけど。


今回は、電流値の変化と色の変化のデータもとりました。
まだグラフにはしてないけど。

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