ISO 5-3 농도 측정 - 스펙트럴 조건 - 백색 기준과 허용오차

ISO 5-3 의 해설이므로 누락하거나 부정확할 수 있습니다.

ISO 5-3의 마지막 페이지로 백색 표준과 허용 오차에 대한 이야기가 있다.

Absolute Reference Standard (White)

국제표준에서는 절대 기준 표준이라 표기되어 있는데, 백색의 측정 대상 기준을 이야기하고 있다.

흔히 반사율(Refelctance Factor)와 상응하는 반사농도(Reflection Density) 측정에는 항상 목표로하는 기준 표준(Reference Standard)이 있다. 이러한 기준 표준은 실제 물질을 표준으로 삼기도하고 이상적인 아이디어일 수도 있다. 보통은 기준 백색에 비해 얼마나 어두운가를 상대적으로 측정할 때 사용한다.

반사 농도를 결정에는 ISO 에서 규정하고 있는 기준 표준을 이상적인 완전 반사(Perfectly Reflecting)과 완전한 확산(Perfectly Diffusing) 물질로 삼아야 한다.

반사광이 전 방향으로 균등하게 확산되거나, 모든 파장에서 100% 반사가 이루어진 이상적인 완전 백색 표면(ideal Perfect White Diffuser)이 기준이다.

이는, 현장에서 백색판이나 기준치를 ISO가 가정한 이론적인 완전 백색 기준으로 미리 보정(Calibration)한 것이다.

그러나, 실제 응용에는 이미지가 놓인 기판(Base)으로 기준 백색 표준으로 사용하기도 한다. 실험실의 이상적인 기준이 아닌 실제 사용 환경의 기준으로 삼을 수 있도록 가능성을 열어두고 있는 것이다.

앞에서 설명한 이상적인 완전 백색이 아닌 현실적인 기판으로 사용할 때에는 측정한 농도를 상대 반사 농도(Relative Reflection Density)라고 부르고 있다. ISO 규정한 기준 표준인지 상대 반사 농도로 삼았는지 이러한 백색 기준이 공개되어야 한다.

Spectral Tolerances

분광 허용 오차는 농도계(Densitometer)의 분광 특성 허용 오차의 편광자(Polarizer) 사용의 주의사항을 같이 다루고 있다.

농도계에서 허용되는 분광 조건의 오차 범위는 보통 측정하려는 대상 물질의 분광적 성질과 적용 분야의 특성에 따라 매번 달라진다. 측정하는 재료의 파장 변화에 둔감한 것과 민감한 재료를 잘 구분해서 허용 오차를 정해야 한다.

완전 비선택적인(완벽한 회색, 무색 투명체 이야기 하는듯) 형광을 발하지 않는 재료의 경우 파장 조건의 변화가 일어나지 않는다.

측정 대상 재료의 시료(Specimen) 표준 실험실에 제공하였다면, 그 실험실은 분광 반사율 (Spectral Reflectance Factor) 또는 분광 투과율 (Spectral Tansmittance Factor) 측정이 가능하고, 측정한 결과를 이용해 규정된 조건을 가진 농도계가 실제로 어떤 값인지 계산하여 농도계의 분광 응답 정확도를 검증할 수 있다.

이용 중인 분광 측정 시스템의 광학 기하(Geometry) 는 농도계의 광학 구조(조명/수광각, 입사 스펙트럼) 등과 일치하고, 형광으로 인한 오차가 발생하지 않도록 명시되어 있다. 농도계의 측정 값이 표준 시료의 기준 값에서 +-0.03 농도 단위나 +-3% 이내의 값으로 포함되었다면, 해당 농도계는 ISO 5의 분광 사양을 충족한 것이다.

조건을 충족한 측정 값은 정식 ISO Visual, ISO Status A, M, T, E, I, ISO Type 1, 2, 3 측정 값으로 인정한다.

그리고 일부 사용자에게 편광자(Polarizer) 추가한 측정을 원한다면, ISO에서는 표준 편광자를 갖고 있지 않다. 편광자는 중성(Neutral)이 아니므로 측정 결과에 영향을 명확히 줄 수 있음을 경고하고 있다.

제조업체가 편광자를 포함한 농도계를 제공 중이고, 본래 ISO 표준 조건 목표로 제작된 농도계에 편광자를 추가(애드온)하였다면 그 농도계는 더 이상 ISO 규정한 Status A/M/T/E/I 조건에 부합한 것으로 보기 어렵다.

편광자를 포함해 Status T 그리고 Status E 부합하다는 주장을 하였다면, 편광자를 포함한 전체 분광 응답(Spectral Product) 해당 ISO 스펙에 일치하는지 검증 필수로 다시 이루어져야 한다.

ISO 12647-2013 에서는 허용 오차가 높아졌는데, M1 모드의 울긋불긋한 D50 조명 스펙트럼은 스펙트럼 나노미터마다 교차되는 파장의 크기가 크다. 이러한 파장 크기 특성을 고려해 허용 오차를 높이기도 하다. 그리고 편광필터로 측정한 결과는 단점이자 장점인 반사가 제외되어 측정된다는 특징이 있다. 편광 필터의 측정한 검은색은 마치 검은 점 보정된 것처럼 보이고, 특히 높은 파장영역(빨강 영역)은 실제 실물과 오차가 발생되는 모습이 보이는데, ISO 규정한 조건과는 거리가 있어서