Spektroradiometer Konica Minolta CS-2000

Das Konica Minolta CS-2000 ist ein Spektroradiometer, mit dem man die absolute spektrale Strahlungsverteilung messen kann. Mit diesem Messgerät lassen sich sehr genau die spektralen Eigenschaften von Körperfarben und Lichtquellen ausmessen.


Das CS-2000 arbeitet wesentlich genauer und exakter als dies z.B. beim Tristimulus Messverfahren der Fall ist. Beim Tristimulus-Verfahren verwendet man einen Sensor der möglichst exakt der spektralen Empfindlichkeit des menschlichen Auges entspricht. Hierbei erzielt man aufgrund der Eigenschaften des Silizium Sensors und der Filterlacke für Rot, Grün und Blau jedoch nie die identische Empfindlichkeit wie beim menschlichen Auge. Somit besitzt dieses Verfahren bei der Farbmessung eine hohe Ungenauigkeit. Die Tristimulus Messgeräte eignen sich jedoch gut für den Heimgebrauch, da sie kostengünstig sind und die Messwerte für diesen Verwendungszweck mehr als ausreichen.
Siehe hierzu auch den Artikel „Farbmessung und Kalibrierung professioneller Anzeigegeräte“ von Goran Stojmenovik / BARCO in unseren Technikinfos.

Spectroradiometer Konica Minolta CS-2000

Wie funktioniert das Konica Minolta CS-2000?

Das Messprinzip des Gerätes beruht auf dem Spektralverfahren. Darunter versteht man, dass der Farbreiz gemessen und daraus die Farbvalenz berechnet wird. Dies hat den Vorteil, dass die Messung rein physikalischer Natur ist. Anhand der Abbildung wird im Folgenden das Messprinzip des eingesetzten Geräts kurz erläutert.  Lichtenergie wird in der Linse gebündelt und fällt auf den Blendenspiegel. Von dort wird das Licht weiter zum Sucher gespiegelt. Der Blendenspiegel besitzt in der Mitte eine Öffnung, in dem ein Glasfaserstück sitzt. Deshalb erscheint der Messbereich auch als schwarzer Kreis im Sucher. Das Licht, das die Glasfaser erreicht, wird wiederholt reflektiert. Dadurch wird es vermischt und praktisch einheitlich. Durch das Kollimatorobjektiv gelangt das Licht auf das ebene Beugungsgitter. Im Gitter wird das Licht gestreut und danach mit einer Kondensorlinse – nach Wellenlängen sortiert – fokussiert. Im Fokuspunkt befindet sich der Feldsensor. Der Feldsensor verfügt über eine Fotodiodengruppe mit 512 Elementen. Durch die bekannten Eigenschaften des verbauten Beugegitters können den Pixeln auf dem Sensor einzelne Wellenlängen zugeordnet werden. Ein A/D Wandler wandelt die auf den Feldsensor treffende Energie in Digitalwerte um. Aus diesen Werten berechnet der Prozessor des CS-2000 die resultierenden Messwerte. Der Sensor des Gerätes wird unabhängig von der Umgebungstemperatur auf einer konstanten Temperatur gekühlt (Peltierelement). Somit kann der Dunkelstrom verringert und der Störabstand verbessert werden. Dies ermöglicht wiederum die Messung geringerer Leuchtdichten, da diese rauschfrei gemessen werden können. Das Gerät misst in Delta Lambda 5nm. Die Werte für die 1nm Abstufungen werden anschließend interpoliert. Die Messwerte lassen sich mittels USB zum Rechner übertragen und werden dort in den gewünschten Farbraum umgerechnet und visualisiert. Am Rechner können sie anschließend weiter verarbeitet werden. Dabei kann man mit der Konica Minolta Software arbeiten oder aber auf Software Lösungen anderer Hersteller zurückgreifen. Alternativ lassen sich die Messwerte auch direkt auf dem Display des CS-2000 anzeigen. 

 

Der schematische Aufbau des Konica Minolta CS-2000

Wo wird das CS-2000 eingesetzt?

Das CS-2000 wurde ursprünglich zur Messung im Automobilbereich entwickelt. Da hier die Farben und Leuchtdichten der Anzeigeelemente im Armaturenbrett genau vorgeschrieben sind (ISO 15008). Um diese kleinen Flächen messen zu können benötigt es ein sehr genaues Messgerät mit einstellbarem Messwinkel. Das CS-2000 besitzt daher drei Messwinkel: 1°, 0,2° und 0,1° wodurch sehr exakte Messungen, auch kleinster farbiger Flächen, durchgeführt werden können.
Besonders ist auch die sehr gute Messcharakteristik dunkler Leuchtdichten. So lassen sich trotz geringster Leuchtdichten exakte Farbmasszahlen ermitteln. Dies ist besonders in Zeiten der sehr hohen Kontrastwerte und der sehr geringen Schwarzwerte von Displays von Wichtigkeit, um auch bei minimaler Helligkeit noch Farbstiche und die Leuchtdichte exakt messen zu können.
Das CS-2000 ist momentan das leistungsstärkste und genaueste Messgerät am Markt. Darüber hinaus wird das Spektroradiometer häufig zur Qualitätsmessung unterschiedlichster Anzeigegeräte verwendet. Es wird vor allem in der Entwicklung, der Produktion, der Qualitätskontrolle und in zahlreichen Testlaboren, auf der ganzen Welt eingesetzt. Im Vergleich zum Vorgängermodell CS-200 besticht das CS-2000 durch eine sehr exakte Dunkelstrommessung und eine insgesamt verbesserte Genauigkeit. Diese Genauigkeit hat natürlich Ihren Preis, das Messgerät kostet ca. 36.000 Euro. Im Vergleich, zu den mitunter billigeren Messgeräten anderer Hersteller, besticht das CS-2000 durch seine Genauigkeit, sowie seine schnelle und akkurate Messung.

Messergebnis einer CS-2000 Messung, visualisiert in der CIE Normfarbtafel

So setzt die Firma Burosch das CS-2000 ein

Bei der Firma BUROSCH Audio-Video-Technik wird das CS-2000 in erster Linie zum Vermessen von Displays jeglicher Art (LCD / LED / Plasma / CRT) eingesetzt. Dafür steht ein abgedunkelter Messraum mit schwarzen Wänden zur Verfügung, dies ist wichtig, um mögliche Fehler durch Streulicht weitest gehend zu vermeiden. Mit dem CS-2000 lässt sich der Farbraum eines Displays exakt bestimmen. Somit kann überprüft werden, wie gut ein Display ab Werk justiert ist, welche Farbräume es überhaupt wiedergeben kann und es lässt sich eine sehr exakte Display Justierung durchführen.
Neben der Farbraum und Farbwiedergabequalität lässt sich aber auch der Kontrastumfang (dynamisch / statisch), die maximale Helligkeit, der Schwarzwert, der Verlauf der Gammakurve, die Linearität von Schwarz- und Weißwert und die Blickwinkelabhängigkeit eines Displays ausmessen.
Mit Hilfe des Konica Minolta CS-2000 führt die Firma BUROSCH Audio-Video-Technik zum Beispiel die Displayvermessung nach EBU Norm durch. Aber auch die Prototypenanalyse von Displays, die Qualitätskontrollen oder die Durchführung von Warentests und die Kalibrierungen von Displays ist dank dem CS-2000 auf höchstem Niveau möglich.

Neben der Displayvermessung und Analyse wurde das CS-2000 der Firma BUROSCH Audio-Video-Technik auch schon zum Vermessen von Lichtquellen ( Ra Index / spektrale Strahlungsverteilung ) und zum Vermessen von Körperfarben (Remissionsgrad / Farbechtheit) eingesetzt.

 

Paul Gaukler und Klaus Burosch mit dem Konica Minolta CS-2000 im BUROSCH Audio-Video-Technik Labor

Website zum CS-2000 bei Konica Minolta

Auswahl von professionellen Sensoren auf: www.displaylab.de