赤や青、緑など、私たちはその言葉を聞いただけで、無意識にそれがどんな色なのかイメージすることができます。色が見えるのか、どうしてその色に見えるのかご存知でしょうか。この記事では、身近にあるのに意外と知らない、光と色の関係や、色の測定についてご紹介していきます。私たちが物の色を認識するためには、色を知りたい「物」が必要なのはもちろんですが、そのほかに、物を照らす「光」と、それを受け取り信号化するための「目」が必要です。「光」とは、電磁波のうちの1つで、私たちが認識することのできる電磁波は可視光と呼ばれています。下図に、電磁波の波長範囲を示します。可視光はおよそ380-780nmの電磁波で、私たちが色として認識できる“紫から赤”の波長の範囲です。私たちの「目」には、赤、緑、青の「光」を受け取るセンサーがあり、受け取った信号が脳に伝わることで初めて「色」を感じ取ることができます。物質が持つ色はどのようにして決まっているのでしょうか。私たちが物の色を見る時、物に当たって反射した光を受け取ることで、色を感じています。同じ太陽の光が当たっていても、りんごは赤色、レモンは黄色と、異なった色であると感じます。その理由は、物体に光が当たった時、物体の表面では光の”吸収”が起こっているためです。太陽の光は、紫から赤色のさまざまな波長を含んだ白色の光です。レモンは紫から緑、橙から赤を吸収し、黄色を多く反射しているため黄色に見えています。このように、物質によって吸収する色、反射する色、透過する色が決まっているため、同じ光が当たっていても、異なった色であると認識することができます。ちなみに、可視光の外側の、“紫より波長が短い”ものを「紫外線」、“赤より長い”ものを「赤外線」と呼んでいます。私たち人間の目は紫外線や赤外線を見ることはできませんが、ほかの生き物の中には、これらを識別できるものもいるようです。蝶などの昆虫の一部には紫外線を認識でき、蛇の一部は赤外線が認識できるといわれています。「分光測色方法」があります。人の目と同じように、光を赤、緑、青の3つの光に対して応答するセンサーで受け取って色の測定を行います。それに対し「分光測色方法」は、試料から反射された光を、回折格子等で“分光”して測定を行います。私たちが普段目にしている光はさまざまな波長をもっています。それらを、特定の波長ごとに分けることを“分光”といいます。分光された光を複数のセンサーで受け取ることで、各波長の反射率を測定します。複数のセンサーを持つため、高精度での測定を行うことができます。色を表す表色系には、さまざまな表し方が存在します。ここでは、JIS規格にも採用されているマンセル表色系、L*a*b*表色系をご紹介します。3つの属性に分けて考えられています。8721)に「色の表示方法−三属性による表示」として採用されています。「色相」とは、赤や青、緑などの色みを表すものです。マンセル表色系では、10種の基本色の頭文字と、その色みの度合い(0~10)を組み合わせ、10R、5Y、3Bのように表されます。「明度」は色の明るさを表します。明度が低くなれば黒に近づき、高くなれば白に近づきます。0~10の数値で表されますが、実際は黒色で1.0程度、白色で9.5程度です。「彩度」は、色の鮮やかさを表します。彩度が低くなると白や黒、グレーなどのくすんだ色に、高くなると鮮やかな色になります。0~14の数値で表されますが、彩度の最大値は色みによって異なり、赤や橙などは14程度、青緑や青などは8程度です。彩度が0の場合は無彩色となります。彩度のあるものは、色相(色み)、明度/彩度を組み合わせて表記されますが、無彩色には色み、彩度がないため、ニュートラルを表すNと明度を組み合わせて表記されます。7(明度)/12(彩度)」や、「N5」のように表されます。※これらの色は、表示される環境によって見え方が異なる場合があります。このように、要素ごとに分けて表すことで、より細かく色を種類分けすることができます。8781-4)において採用されています。下の図は、明るさの要素(L*)と色みの要素(a*、b*)を取り出した、L*a*b*色空間のイメージです。L*値は明るさを表し、数値が大きいほど明るく、小さいほど暗くなります。a*、b*の値は、赤や青などの色みを表し、a*がプラスの方向に大きくなると赤色、マイナスの方向に大きくなると緑色が強くなります。b*がプラスの方向に大きくなると黄色、マイナスの方向に大きくなると青色が強くなります。実際にものづくりの現場で色の測定を行うケースの多くは、製品の色が基準を満たすかどうかを評価するために、標準となるサンプルとの「色差(しきさ)」の測定を行っています。色差がいくつまでを合格、とするような基準を定めていることが多くあります。色差とは、ある2色を比較したとき、どの程度違いがあるのかを表すものです。L*、a*、b*の各成分の値が標準と比較してどれだけ離れているかを計算し、それらを用いて色差を求めます。色差が小さければ色の違いは小さく、色差が大きくなると色の違いは大きくなります。b*2)で表されるとき、L*a*b*表色系において、色差(ΔE*ab)は下の式で計算することができます。ΔL*=L*2-L*1Δa*=a*2-a*1Δb*=b*2-b*1となります。5/6の色差を計算してみましょう。この2色それぞれのL*、a*、b*は、以下の値で表されます。5/6との色差を求めていきます。ΔL*=51-72=-21Δa*=18-26=-8Δb*=31-52=-21となります。色差(ΔE*ab)を求める式にこれを当てはめると、となり、この2色の色差ΔE*abは約31と求めることができました。この2色では、違う色であることが目視でも判断できますが、それがどの程度の違いなのかを言葉で説明することは困難です。今回ご紹介したような方法で色の違いを数値化することによって、客観的に評価することができるのです。まとめ光が物質に当たって反射した光が私たちの目に届くことで、その色を感じられます。そんな物質の色は色差計などによって数値化され、ものづくりの現場でも重視されています。色に限らず、人の感覚では区別がつかなかったり、状況により変化するような性質の差を客観的に評価するには、機器を使った測定が有効です。測定も承っております。ご興味のある方はぜひこちらもご確認ください。コーティング性能測定サービス吉田SKTは、表面処理、テフロンTMフッ素樹脂コーティングの専門メーカーとして、独自技術による表面処理の提供が可能です。