ISO 13655:2009 avmystifierad

ISO 13655:2009 bilaga C lyder:

"Om avkänning och/eller bestrålning däremot är begränsad till en enda azimutvinkel, betonas riktnings- och textureffekter. Dessa geometrier är utfasade i ISO 5-4 och därmed i denna internationella standard. De är kända som "fyrtiofem grader riktade: normal" och "normala: fyrtiofem grader riktade".

Med andra ord när instrument med riktningsgeometri används kommer resultaten att vara mycket beroende av mätvinkeln. När spektrofotometern vrids något kommer samma prov att ge olika avläsningar. Denna effekt blir starkare med ökande textur och på obestruket papper kan en färgskillnad på mer än dE*ab = 3 upplevas.

F: Hur kan användare ta reda på om ett visst instrument uppfyller geometrikraven i ISO 13655?

S: Specifikationsbladet för ett instrument anger vanligtvis geometrin. Om detta inte är "45°a:0°" eller "45°c:0°" (eller tvärtom) utan bara 45:0 är det troligen att kraven inte är uppfyllda. Att även ange en överensstämmelse med DIN 5033 betyder inte att instrumentet uppfyller ISO 13655. DIN 5033 beskriver helt enkelt alla befintliga mätgeometrier.

Efter att ha uppfyllt förutsättningarna för mätgeometri kan ett instrument som överensstämmer med ISO 13655:2009 uppfylla 4 olika mätlägen. Dessa lägen utvecklades på grund av olika behov och tillämpningar. De heter M0, M1, M2 och M3.

M0: "Det äldre läget"

Rent tekniskt är M0 ett föråldrat mätläge. Historiskt har instrument som används inom den grafiska industrin inte använt en ljuskälla med ett definierat och/eller stabilt UV-innehåll. M0 som standard uttrycker att majoriteten av instrumenten använder en gasfylld volframlampa för att belysa proverna snarare än D50 och därför accepterar användarna en känd svaghet.

Problemet med instabilt och odefinierat UV-innehåll är att när man mäter fluorescerande prover som papper med optiska vitmedel, korrelerar inte mätresponsen med visningsmiljön där den tryckta produkten används. Även om många användare har valt att ignorera det, förändras även UV-innehållet i en gasfylld volframlampa över tiden vilket gör att mätningarna är opålitliga.

Av äldre skäl och för att jämföra mätningar med befintliga instrument erbjuder Konica Minolta FD-seriens spektrodensitometrar valet av mätläge M0. Här används spektraleffektfördelningen för CIE-ljuskälla A (vilket rekommenderas i ISO 13655:2009 för M0) för att belysa provet. På grund av det stabila UV-innehållet i Konica Minolta-instrumenten kan användare åtminstone lita på stabila mätningar om de behöver använda M0 av äldre skäl.

Ta hem meddelande:
M0 = odefinierad ljuskälla. Om du mäter prover med optiska vitmedel bör du vara medveten om nackdelarna.

Följande stycken kommer att förklara M2 och M3 före detaljer om M1 som kräver mer förklaring.

M2: “UV-Cut”

M2: "UV-Cut"
Mätläget M2 standardiserades för att återspegla betraktningsförhållanden som är fria från UV-innehåll, till exempel i ett museum. Därför kallas det ofta för "UV-Cut". Tidigare användes spektrofotometrar utrustade med ett UV-Cut-filter för att ignorera effekten av optiska vitmedel. Man trodde att detta skulle göra beräkningen av ICC-profiler lättare eftersom UV-introducerad metamerism inte påverkade mätningarna. Missuppfattningen att optiska vitmedel stör färgmätningar finns fortfarande hos användare (och i viss mån leverantörer), faktiskt levereras många digitala tryckmaskiner fortfarande med UV-filtrerade instrument.

Optiska vitmedel lyser blåaktigt beroende på UV-innehållet i visningsmiljön (och ljuskällan för mätanordningen). Om ett UV-filtrerat instrument leder till mer tilltalande resultat än ett instrument med en volframlampa, är UV-innehållet i betraktningsmiljön helt enkelt närmare UV-Cut än UV-innehållet i en gasfylld volframlampa.

Men troligen är den inte UV-fri (såvida du inte jobbar bredvid Mona Lisa). M2 är alltså inte den lämpliga lösningen för de flesta applikationer och den är bara standardiserad för att återspegla UV-fria betraktningsförhållanden.

Konica Minolta FD-seriens spektrodensitometrar erbjuder valet av mätläge M2. Här uppfylls definitionen av ett UV-Cut-filter från ISO 13655:2009.

Ta hem meddelande:
M2 = UV-Cut. Det är bara användbart för UV-fria miljöer.

M3: "Offsetskrivarnas läge"

Utmaningen för offsettryckare är att de måste kontrollera våta ark under produktionen men kunden betalar för slutprodukten som är torr. Den största skillnaden mellan våt och torr plåt är glansen. Mätläge M3 erbjuder sätt att förutsäga densiteten för ett torkat ark från en mätning av ett vått ark. Detta uppnås genom att använda två polarisationsfilter, som minimerar skillnaden i glans.

Konica Minolta FD-seriens spektrodensitometrar erbjuder valet av mätläge M3 genom att fästa ett polarisationsfilterglas.

Ta hem meddelande:
M3 = Pol-Filter. Behövs för offsetskrivare. Vissa bläcktillverkare använder även M3 för CCM.

M1: "Alltid önskat läge"

Den grafiska industrin använder standardiserade visningsförhållanden för att minimera problem vid kommunikation av färg. Den relevanta standarden är ISO 3664, som specificerar CIE-ljuskällan D50. Sedan 2009 måste UV-halten i D50 uppfyllas inom närmare toleranser än tidigare. För att se till att optiska ljusare "glöder" i samma utsträckning när de belyses under en färgmätning som de gör i en D50-visningsmiljö, introducerar ISO 13655 mätläget M1. Överensstämmelse med M1 kan uppnås på två sätt.

Metod 1: Illuminant Match

M1 kan uppnås genom att använda en ljuskälla som uppfyller kraven i ISO 3664:2009. Detta betyder helt enkelt att om du bygger in ett normljus i spektrometern så överensstämmer det med M1 (men kom ihåg förutsättningen för geometri). Detta låter enkelt men kan inte uppnås i praktiken.

Det uppenbara valet att använda samma ljuskälla som används i de flesta visningsskåp kan inte realiseras eftersom dessa oftast är lysrör som inte kan byggas in i en spektrofotometer. Dessutom matchar de inte perfekt CIE-ljuskällan D50 (approximation inom definierade toleranser).

En annan möjlighet för att uppnå D50 är att använda en kombination av olika lysdioder, som producerar ett D50-spektrum. I praktiken uppstår ett problem när man försöker efterlikna UV-innehållet i D50 eftersom nuvarande lysdioder inte kan perfekt återge UV-innehållet i D50.

Den senast presenterade tekniska lösningen för att uppnå D50 som fysisk belysning är att använda filtrerade ljuskällor för att efterlikna den spektrala effektfördelningen av D50. Fördelen är att med denna teknik kan en nära matchning till D50 uppnås. Detta bör också ge korrekta mätningar för prover som visar fluorescens aktiv i det synliga våglängdsområdet (få bläck och toner visar detta beteende i viss utsträckning). Nackdelen är att ljuskällan kanske inte är stabil när det gäller dess UV-innehåll och därför måste tillförlitligheten över tid ifrågasättas.

Dessutom måste vi fråga oss om perfekt D50 verkligen är den bästa lösningen att använda i en mätenhet. Normalt sett har vi inte perfekt D50 som visningsvillkor utan bara en simulering inom tolerans. Så de teoretiska fördelarna kan knappast överföras till praktisk användning. Hur detta problem löses kommer att förklaras senare i detta dokument.

Metod 2: UV-beräkning

Den andra möjligheten att uppnå överensstämmelse med mätläge M1 är relaterad till naturen hos optiska vitmedel. Optiska vitmedel absorberar UV-energi och avger blått synligt ljus. För att mäta effekten av ett optiskt ljusmedel är det fullt tillräckligt att säkerställa en korrelation mellan excitation av ljusmedel under mätningen och i den önskade betraktningsmiljön. Detta beskrivs med hjälp av förhållandet mellan UV-innehåll och synligt innehåll i ISO 13655:2009.

Med andra ord: Se till att ljusmedlet under mätningen lyser lika blåaktigt som i din önskade visningsmiljö.

Detta kan uppnås på olika sätt. I den tillgängliga litteraturen beskrivs några metoder. Två kommer att diskuteras i det följande.

Som diskuterats absorberar ett optiskt ljusmedel UV-energi och avger denna energi som blått ljus. Om vi skulle vilja mäta mängden emission för en viss referensljuskälla måste vi försäkra oss om att ljuskällan i mätanordningen har tillräckligt med energi i det våglängdsområde där det optiska ljusmedlet är aktivt.

Om du kunde utföra två mätningar, en med endast UV-energi, för att ge ren fluorescens och den andra utan UV-energi för att ge ren reflektans, var det möjligt att beräkna den resulterande totala strålningsfaktorn (ofta kallad reflektansfaktor även om det är kombination av reflektion och fluorescens).

Problemet är att metoden förlitar sig på att det finns en UV-ljuskälla. De UV-LED som finns idag har en varierande spektral effektfördelning och avger även synligt ljus. Således mäts inte bara fluorescens utan även reflektans (orsakad av det synliga ljuset som emitteras av UV-LED) och introducerar fel i den underliggande modellen. Verkliga instrument som använder denna metod skulle drabbas av ett varierande mätfel.

Konica Minolta Virtual Fluorescence Standard

Den andra metoden fungerar på liknande sätt men förlitar sig inte på att det finns en ren UV-ljuskälla. När du använder Konica Minolta Virtual Fluorescence Standard aktiveras UV-elementet i ett prov av två ljuskällor med mycket olika UV-energi i följd (inom millisekunder och inte synligt för användaren). Skulle provet visa fluorescens kommer de resulterande strålningsfaktorerna (”mätresultatet”) att skilja sig. Med denna metod är det lätt att skilja fluorescens från reflektans. Genom att inkludera UV-innehållet i den slutliga visningsmiljön är det möjligt att beräkna den korrekta totala strålningsfaktorn.
Den klara fördelen med denna metod är att den inte är beroende av opraktiska eller obefintliga (endast UV) ljuskällor. Konica Minolta FD-serien mäter och stabiliserar ljuskällorna som används inom dem och att ha en stabil bas för beräkningen säkerställer stabila och repeterbara mätningar även om de fysiska ljuskällorna mellan olika instrument skiljer sig åt.

En annan fördel med Konica Minolta FD-serien är de visningsmiljöer som används. Även om standardiserade ljuskällor används är kommersiellt tillgängliga visningsskåp i toleransen ISO 3664:2009 men avger inte perfekt D50. Med Konica Minolta VFS är det enkelt att kvantifiera spektrala egenskaper och använda visningsskåpet som en mätljuskälla. Genom att använda FD-7 kan användare objektivt bestämma färgvärden som perfekt korrelerar med det visuella intrycket. Funktionen User-Illuminant eliminerar problemet med variationer i ungefärlig D50 som genereras av visningsskåp. Detta är naturligtvis inte begränsat till D50-simulatorer utan är också fördelaktigt för att få färgmatchningar för ljusförhållanden "på plats" eller på mässor.

Båda metoderna följer antagandet att excitationsvåglängden och emissionsvåglängden för de optiska vitmedel som används i papper inte varierar. Detta antagande är giltigt men endast Konica Minolta har byggt kommersiellt tillgänglig mätutrustning för att fastställa de exakta egenskaperna hos denna klass av vitmedel (CM 3800d).

Eftersom UV-kalibreringen av FD:erna inte är fixerad till D50 (till exempel D65 kan också användas) korrelerar värdena uppmätta med en FD mycket väl med instrument som används inom pappersindustrin, även om instrumentgeometrin är annorlunda.

Slutsats

Konica Minoltas virtuella fluorescensstandard har stora fördelar jämfört med andra metoder som beskrivs i detta dokument och implementeras i praktiken. I korthet är dessa:

• Stabila mått
• Möjlighet att använda riktiga ljuskällor som referensljuskälla
• Spårbarhet till en bi-spektral mätenhet (CM3800d)
• Möjlighet att få värden som korrelerar med instrument som används inom pappersindustrin