輝度測定・輝度分布測定の紹介

輝度は光源や物体の明るさを表す物理量であり、人の視覚的な明るさの感じ方と関係が深い指標です。都産技研では、ディスプレイや各種インジケータなどの発光面の輝度分布を測定することができます。分光情報も同時に取得できるため、色度座標や相関色温度などの光色特性も評価可能です。

輝度とは

輝度は、光源や物体表面の明るさを表す物理量です。全光束（単位：lm、ルーメン）が「光源の明るさの総量」、また照度（単位：lx、ルクス）が「対象をどれだけ明るく照らすことができるか」を表す量であるのに対し、輝度（単位：cd/m²、カンデラ毎平方メートルあるいはnit、ニト）は「対象そのものがどれだけ明るく見えるか」を表す指標として利用されます（図1）。また、輝度を面分布（輝度分布）として測定することで、明るさのムラや、明暗の偏り・差などを評価することができます。輝度や輝度分布の測定により、ディスプレイやVR/ARグラス、表示灯などの内照式インジケータをはじめとした発光体のほか、点字ブロックの視認性や空間のまぶしさ（グレア）などを定量的に評価することが可能です。

都産技研が保有する輝度関連測定装置

都産技研では、単一点の輝度を測定する装置と、輝度の面分布を測定する装置を保有しています。単一点測定では特定の位置の明るさや色を評価できる一方、面分布測定では測定対象全体の状態を把握することができます。

色彩輝度計（図2）、分光放射輝度計（図3）は単一点の輝度測定装置です。色彩輝度計は輝度値のほか相関色温度（光の色味を示す指標）などの色彩情報を測定する装置です。分光放射輝度計はこれに加え、可視光領域における分光情報（波長ごとの光出力）を測定することが可能です。

ハイパースペクトルカメラ（図4）は輝度を面分布で測定することができる装置です。輝度を二次元的に測定することで、領域内の明るさのムラや明暗の偏りを可視化できます。またピクセルごとに分光情報を取得できるため、相関色温度や色度座標（色を数値で表した指標）などの色彩情報も評価することが可能です。

輝度分布の測定例

液晶ディスプレイの表示面をハイパースペクトルカメラで測定した例を示します（図5）。ハイパースペクトルカメラで測定した分光情報を基に、ピクセルごとの輝度を算出して表示しています。一括で測定領域における輝度分布を測定できるため、デジタルサイネージや内照式インジケータなどの発光面における輝度ムラを簡便に評価することが可能です。また分光情報から色に関する情報も算出できるため、輝度だけでなく、色度座標や相関色温度のムラ、領域間の差なども評価できます。
なお、色彩輝度計や分光放射輝度計は単一点測定の機器ですが、ハイパースペクトルカメラと比較して、測定可能な輝度値の範囲が広く測定精度が高いため、高いダイナミックレンジを有する有機ELディスプレイなど、極端に異なる輝度比や微小な輝度を測定したいときなどに活用できます。
 

まとめ

本記事では東京都立産業技術研究センターでご提供する輝度関連測定装置とその測定例についてご紹介しました。ハイパースペクトルカメラによる輝度分布測定は依頼試験で、色彩輝度計と分光放射輝度計は機器利用でご利用いただけます。これらの測定は、ディスプレイ、自動車、照明、建築、外観検査など、光や見え方の評価が求められる幅広い分野において、ディスプレイやインジケータの輝度測定、画面の輝度ムラや視認性の評価、照明環境の明るさ分布の把握、建築物や製品の見え方評価などにご活用いただけます。今回ご紹介した機器による測定のほか、各種測光機器も取りそろえておりますので、ご関心をお持ちの方はぜひご相談ください。

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