JP2007292659A - 色度測定方法および色度測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】三刺激値直読型計測器を利用して分光型計測器の測定精度に準じた高精度の測定を可能とする色度測定方法を提供すること。
【課題手段】色度測定方法は、リファレンス光源の明るさ毎の分光プロファイルおよび三刺激値を、分光型計測器および三刺激値直読型計測器で計測するリファレンス光源計測工程Ｓ１と、明るさ毎の分光プロファイルから三刺激値直読型計測器の各光学フィルタの分光透過領域毎の分光プロファイルを取得し、各明るさの三刺激値と分光透過領域毎の分光プロファイルとを対応付けてデータベースに保存するデータベース作成工程Ｓ２と、被測定光源を三刺激値直読型計測器で計測した三刺激値に対応する分光プロファイルを前記データベースから求める分光プロファイル取得工程Ｓ３と、この分光プロファイルを合成した合成分光プロファイルおよび等色関数から三刺激値を算出する三刺激値算出工程Ｓ４とを備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、色度測定方法および色度測定装置に関し、例えば、プロジェクタ等の表示機から射出される赤色、緑色、青色等の各色の色度を測定する色度測定方法および色度測定装置に関する。

従来、光学像を投射するプロジェクタが知られ、このプロジェクタから射出される赤色、緑色、青色が設計通りの色度特性になっているかを確認するための色度測定が行われている。
このような色度測定を行う計測器としては、分光型計測器と三刺激値直読型計測器が用いられている。分光型計測器は高精度の測定が可能であるが、高価でありかつ測定に時間が掛かる。このため、工場の生産ラインにおいては、安価でかつ測定時間が短い三刺激値直読型計測器が用いられ、分光型計測器は三刺激値直読型計測器のキャリブレーションを行う際の標準測定器として用いられている。
すなわち、キャリブレーションにおける標準光源を、三刺激値直読型計測器および分光型計測器で測定し、光源の各波長毎に各計測器の出力を比較し、三刺激値直読型計測器の出力が分光型計測器の出力に一致するような補正値を光源の各波長毎に求めて記憶しておき、測定データを光源の波長に応じて補正することで三刺激値直読型計測器を用いても精度の高い測定を可能とするものが知られている（例えば、特許文献１）

特開２００１−３２４３８６号公報

しかしながら、液晶プロジェクタ等の液晶デバイスにより明るさを制御する製品においては次のような問題があった。
すなわち、検査対象となる被測定製品毎にその光源の分光ピーク波長が変化し、また、各被測定製品の光源の分光プロファイルが明るさにより変化するという問題があった。
このため、標準光源の波長毎に計測器の出力を補正するようにしてあったとしても、僅かな誤差が生じてしまうという問題があった。
従って、三刺激値直読型計測器を用いて分光型計測器の測定精度に準じた測定を行いたいという要望に必ずしも応えることができないという問題があった。

本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、三刺激値直読型計測器を利用して分光型計測器の測定精度に準じた高精度の測定を可能とする色度測定方法および色度測定装置を提供することを目的とする。

本発明の色度測定方法は、基準となるリファレンス光源の明るさを複数段階に変化させて明るさ毎の分光プロファイルおよび三刺激値を、分光型計測器および三刺激値直読型計測器を用いて計測するリファレンス光源計測工程と、前記明るさ毎の分光プロファイルから前記三刺激値直読型計測器の各光学フィルタの分光透過特性に基づいて設定された分光透過領域毎の分光プロファイルを取得し、前記各明るさの三刺激値と分光透過領域毎の分光プロファイルとを対応付けてデータベースに保存するデータベース作成工程と、被測定光源を前記三刺激値直読型計測器で計測して三刺激値を取得し、前記データベースに基づいて取得した被測定光源の三刺激値に対応する分光プロファイルを求める分光プロファイル取得工程と、取得した分光プロファイルを合成して合成分光プロファイルを求め、この合成分光プロファイルおよび等色関数から三刺激値を算出する三刺激値算出工程と、を備えることを特徴とする。

このような本発明においては、リファレンス光源を分光型計測器および三刺激値直読型計測器で計測し、さらに三刺激値直読型計測器の光学フィルタの分光透過領域毎の分光プロファイルを求めて、光源の明るさに応じた三刺激値と各分光透過領域毎の分光プロファイルとを対応付けしたデータベースを予め作成している。
そして、被測定光源を測定する際には、三刺激値直読型計測器で光源の明るさを測定し、その明るさに対応する各分光透過領域毎の分光プロファイルを前記データベースに基づいて取得し、取得した分光プロファイルを合成した合成分光プロファイルと等色関数とから三刺激値を算出している。
このため、被測定光源の分光プロファイルが明るさに応じて変化する場合でも、明るさに対応する分光プロファイルをデータベースを用いて求め、その分光プロファイルおよび等色関数から三刺激値を算出しているから、三刺激値直読型計測器で測定していても、分光型計測器と同程度の精度で測定することができる。

さらに、リファレンス光源を測定する際には分光型計測器を利用するが、実際に被測定光源を測定する際には三刺激値直読型計測器のみで測定できるので、分光型計測器で被測定光源を測定する場合に比べて、測定時間を短縮できる。このため、被測定光源を検査する際に、高精度の検査を行うことができるとともに、その検査時間を短縮できる。

本発明において、前記リファレンス光源計測工程は、少なくともリファレンス光源の１００％出力時の分光プロファイルを計測する工程を備え、前記分光プロファイル取得工程は、被測定光源の明るさ１００％出力時の分光プロファイルおよび三刺激値を、分光型計測器および三刺激値直読型計測器を用いて計測し、被測定光源の明るさ１００％出力時の分光プロファイルとリファレンス光源の１００％出力時の分光プロファイルとから補正係数を求め、前記データベースの各分光プロファイルを前記補正係数を用いて補正して更新する基準スペクトル補正工程と、被測定光源を前記三刺激値直読型計測器で計測して三刺激値を取得する三刺激値計測工程と、前記更新されたデータベースから前記被測定光源の三刺激値に対応する分光プロファイルを算出する分光プロファイル算出工程と、を備えることが好ましい。

前記補正係数を算出してデータベースを更新しているので、リファレンス光源に対して被測定光源のピーク波長が変化している場合でも、その変化分を補正したデータベースに基づいて三刺激値を算出できるため、測定精度をより一層向上することができる。

ここで、前記データベース作成工程は、前記リファレンス光源計測工程で計測された三刺激値を明るさ１００％出力時に計測された三刺激値で正規化して最大値に対する明るさのデータとするリファレンス光源正規化工程と、前記明るさ毎の分光プロファイルから前記三刺激値直読型計測器の各光学フィルタの分光透過特性に基づいて設定された分光透過領域毎の分光プロファイルを取得する分光透過領域プロファイル取得工程と、前記各明るさのデータと分光透過領域毎の分光プロファイルとを対応付けてデータベースに保存するデータベース保存工程と、を備え、前記三刺激値計測工程は、被測定光源を前記三刺激値直読型計測器で計測して三刺激値を計測する被測定光源計測工程と、計測された三刺激値を前記被測定光源の明るさ１００％出力時の三刺激値で正規化して最大値に対する明るさのデータとする被測定光源正規化工程と、を備え、前記分光プロファイル算出工程は、前記データベースに保存された各明るさのデータのうち、前記被測定光源正規化工程で得られた明るさのデータを挟む前後の明るさデータおよび各明るさデータに対応する分光プロファイルに基づいて、計測された被測定光源の明るさに対応する分光プロファイルを求めることが好ましい。

三刺激値直読型計測器によって測定されるリファレンス光源および被測定光源の明るさを、それぞれ１００％出力時に対する割合となるように正規化しているので、被測定光源の明るさに対応する分光プロファイルを前記データベースから確実に求めることができる。すなわち、被測定光源の最大の明るさは、通常、各固体（被測定光源）によって異なるため、リファレンス光源や各被測定光源の明るさの情報を絶対値で保存している場合には、各光源の最大輝度の相違の影響を無くすために計算して正規化する必要がある。これに対し、最初から正規化しておけば、その後に正規化のための計算を行う必要がないため処理時間を短縮でき、かつ、本発明を最大輝度が異なるすべての被測定光源に対応することができる。
さらに、データベースから被測定光源の明るさに対応する分光プロファイルを算出する際に、前記被測定光源の明るさを挟む前後の明るさに対応する分光プロファイルに基づいて、前記被測定光源の明るさに対応する分光プロファイルを求めているので、データベースに保存されている明るさが例えば数種類であっても、前記被測定光源の明るさに対応する分光プロファイルを精度良く求めることができる。
なお、前記被測定光源の明るさを挟む前後の明るさに対応する分光プロファイルに基づいて、前記分光プロファイルを求める具体的な方法としては、比例分配で求めても良いし、被測定光源の特性に合わせて２次曲線や３次曲線、またはスプライン補間などを適用して求めてもよい。要するに、測定値間の値を補間して求めることができるものであればよい。

本発明の色度計測装置は、分光型計測器と、三刺激値直読型計測器と、各計測器を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、基準となるリファレンス光源の明るさを複数段階に変化させて明るさ毎の分光プロファイルおよび三刺激値を、分光型計測器および三刺激値直読型計測器を用いて計測するリファレンス光源計測手段と、前記明るさ毎の分光プロファイルから前記三刺激値直読型計測器の各光学フィルタの分光透過特性に基づいて設定された分光透過領域毎の分光プロファイルを取得し、前記各明るさの三刺激値と分光透過領域毎の分光プロファイルとを対応付けてデータベースに保存するデータベース作成手段と、被測定光源を前記三刺激値直読型計測器で計測して三刺激値を取得し、前記データベースに基づいて取得した被測定光源の三刺激値に対応する分光プロファイルを求める分光プロファイル取得手段と、取得した分光プロファイルを合成して合成分光プロファイルを求め、この合成分光プロファイルおよび等色関数から三刺激値を算出する三刺激値算出手段と、を備えることを特徴とする。

このような本発明においても、前記色度計測方法と同じ作用効果を奏することができる。

図１は本発明の実施の形態に係る色度測定装置の構成を示すブロック図である。
色度測定装置は、三刺激値直読型計測器１と、分光型計測器１０と、制御装置２０とを備えて構成されている。

三刺激値直読型計測器１は、図２に示すように、赤（ＲＥＤ）、緑（ＧＲＥＥＮ）、青（ＢＬＵＥ）の３種類の光学フィルタ２Ａ〜２Ｃと、受光素子３Ａ〜３Ｃと、電流／電圧変換回路（Ｉ／Ｖ変換回路）４Ａ〜４Ｃと、増幅回路５Ａ〜５Ｃと、アナログ／デジタル変換回路（Ａ／Ｄ変換回路）６Ａ〜６Ｃと、制御回路７と、記憶回路８とを備えて構成されている。

赤（ＲＥＤ）、緑（ＧＲＥＥＮ）、青（ＢＬＵＥ）の３種類の光学フィルタ２Ａ〜２Ｃは、図３に示すように、波長λ（３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）に対し、それぞれＳ_Ｒ(λ),Ｓ_Ｇ(λ),Ｓ_Ｂ(λ)の分光透過特性を持っている。
受光素子３Ａ〜３Ｃは、フォトダイオードなどで構成され、前記光学フィルタ２Ａ〜２Ｃに対応して設けられている。そして、各光学フィルタ２Ａ〜２Ｃを透過した入力光が照射されると、受光素子３Ａ〜３Ｃは各光の強さに応じた信号（電流）を出力する。

Ｉ／Ｖ変換回路４Ａ〜４Ｃは、各受光素子３Ａ〜３Ｃに接続され、受光素子３Ａ〜３Ｃから出力される電流を電圧に変換する。
増幅回路５Ａ〜５Ｃは、各Ｉ／Ｖ変換回路４Ａ〜４Ｃに接続され、各Ｉ／Ｖ変換回路４Ａ〜４Ｃから出力される電圧を増幅する。
Ａ／Ｄ変換回路６Ａ〜６Ｃは、増幅回路５Ａ〜５Ｃで増幅された電圧（アナログ値）をデジタル値に変換し、制御回路７に出力する。

制御回路７は、ＣＰＵ（central processing unit）などで構成され、Ａ／Ｄ変換回路６Ａ〜６Ｃから出力されるデジタル値を制御装置２０に出力する処理などを行う。制御装置２０は、三刺激値直読型計測器１や分光型計測器１０からの出力データを処理し、制御装置２０の記憶装置に記憶する。
なお、制御装置２０において行われる処理を制御回路７で行ってもよい。すなわち、三刺激値直読型計測器１に、分光型計測器１０から送られるデータを入力するインターフェースを設け、三刺激値直読型計測器１で測定されたデータや分光型計測器１０からのデータを処理し、記憶回路８に記憶してもよい。この場合、制御装置２０を不要にすることも可能となる。

記憶回路８は、例えば、ＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）などのメモリや、ハードディスクなどで構成され、前記ＣＰＵを駆動するためのプログラムや、処理によって得られた結果（前記補正値など）を記憶する。

以上の三刺激値直読型計測器１では、光学フィルタ２Ａ、受光素子３Ａ、Ｉ／Ｖ変換回路４Ａ、増幅回路５Ａ、Ａ／Ｄ変換回路６Ａを備えてＲ（赤）用のセンサが構成され、光学フィルタ２Ｂ、受光素子３Ｂ、Ｉ／Ｖ変換回路４Ｂ、増幅回路５Ｂ、Ａ／Ｄ変換回路６Ｂを備えてＧ（緑）用のセンサが構成され、光学フィルタ２Ｃ、受光素子３Ｃ、Ｉ／Ｖ変換回路４Ｃ、増幅回路５Ｃ、Ａ／Ｄ変換回路６Ｃを備えてＢ（青）用のセンサが構成されている。

分光型計測器１０は、従来から用いられている公知のものであるため、説明を省略する。
制御装置２０は、一般的なＰＣ（Personal Computer）等で構成され、ＣＲＴや液晶ディスプレイなどで構成された表示装置２５と、キーボードやマウスなどで構成された入力装置２６とが接続されている。
この制御装置２０は、図４に示すように、リファレンス光源計測手段２１と、データベース作成手段２２と、分光プロファイル取得手段２３と、三刺激値算出手段２４とを備えている。

次に、このような構成の色度測定装置を用いた測定手順について、図５のフローチャートを参照して説明する。なお、本実施形態では、以下の処理は、制御装置２０で行われるものとするが、三刺激値直読型計測器１の制御回路７にて行ってもよい。

まず、制御装置２０は、図５に示すように、リファレンス光源計測工程Ｓ１、データベース作成工程Ｓ２、分光プロファイル取得工程Ｓ３、三刺激値算出工程Ｓ４を順次実行する。
なお、このような工程Ｓ１〜Ｓ４によって測定値を算出するのは以下の理由からである。すなわち、図６に示すように、三刺激値直読型計測器１におけるＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各センサの光学フィルタ分光透過特性ｘ、ｙ、ｚと、等色関数ｘ’、ｙ’、ｚ’とは、ピーク波長や透過領域にズレが生じている。そして、このズレが三刺激値直読型計測器１における色度計測誤差の原因になっている。従って、本実施形態では、リファレンス光源計測工程Ｓ１およびデータベース作成工程Ｓ２からなる測定準備工程においては、後述するように分光型計測器１０を併用して三刺激値直読型計測器１の特性を記憶し、実際の測定時にその特性を利用してデータを補正できるように準備している。

次に、各工程Ｓ１〜Ｓ４について詳細に説明する。
リファレンス光源計測工程Ｓ１を行う場合、図７に示すように、予め、三刺激値直読型計測器１と分光型計測器１０とを測定台１１上に併置し、基準となるリファレンス光源３０からの光を受光可能な位置に配置する。また、各計測器１，１０およびリファレンス光源３０を制御装置２０に接続し、制御装置２０で制御できるようにしておく。
なお、リファレンス光源３０は、例えば、プロジェクタの光源からの光を三刺激値直読型計測器１で検査する場合には、基準となるプロジェクタが用いられる。

リファレンス光源計測工程Ｓ１が実行されると、制御装置２０のリファレンス光源計測手段２１は、リファレンス光源３０の明るさを変化させながら、リファレンス光源３０から発せられる光を、分光型計測器１０と三刺激値直読型計測器１で同時に計測し、それぞれ分光プロファイルｆ_{ref_i}(λ)と、三刺激値Ｘ_{ref_i}，Ｙ_{ref_i}，Ｚ_{ref_i}を得る。
すなわち、図８に示すように、リファレンス光源計測手段２１は、リファレンス光源３０の明るさを、１００％出力を含む複数段階に設定する（Ｓ１１）。例えば、１０，３０，６０，８０，１００％の５段階に順次切り替えて設定する。

次に、リファレンス光源計測手段２１は、設定された明るさのリファレンス光源３０を、三刺激値直読型計測器１および分光型計測器１０で同時に計測する（Ｓ１２）。三刺激値直読型計測器１で測定された三刺激値Ｘ_{ref_i}，Ｙ_{ref_i}，Ｚ_{ref_i}と、分光型計測器１０で測定された分光プロファイルｆ_{ref_i}(λ)とはそれぞれ制御装置２０に出力され、制御装置２０のメモリに記憶される。
リファレンス光源計測手段２１は、各明るさの測定が完了したかを判定し（Ｓ１３）、完了するまでＳ１１，Ｓ１２を繰り返す。そして、各明るさの測定が完了したら、リファレンス光源計測工程Ｓ１を終了する（Ｓ１４）。

リファレンス光源計測工程Ｓ１が終了すると、図５に示すようにデータベース作成工程Ｓ２が実行される。
データベース作成工程Ｓ２が実行されると、図９に示すように、データベース作成手段２２は、次の式（１）から式（３）により、三刺激値Ｘ_{ref_i}，Ｙ_{ref_i}，Ｚ_{ref_i}を明るさ１００％（ＭＡＸ）時の計測値Ｘ_{ref_i=max}，Ｙ_{ref_i=max}，Ｚ_{ref_i=max}で正規化し、最大値に対する明るさ（割合）のデータＸ'_{ref_i}，Ｙ'_{ref_i}，Ｚ'_{ref_i}とするリファレンス光源正規化工程Ｓ２１を行う。

次に、データベース作成手段２２は、次の式（４）から式（６）に示すように、明るさＸ'_{ref_i}，Ｙ'_{ref_i}，Ｚ'_{ref_i}のときに同時に計測した分光プロファイルｆ_{ref_i}(λ)に、予め作成しておいたマスクＵ_Ｒ(λ),Ｕ_Ｇ(λ),Ｕ_Ｂ(λ)を掛けて、各分光透過領域のプロファイルｆ_{ref_Xi}(λ)，ｆ_{ref_Yi}(λ)，ｆ_{ref_Zi}(λ)を取得する分光透過領域プロファイル取得工程Ｓ２２を行う。

なお、前記各マスクは、三刺激値直読型計測器１のＲ，Ｇ，Ｂの各センサの分光透過特性に基づいて予め作成されたものである。具体的には、ＲＧＢ用の各マスクＵ_Ｒ(λ),Ｕ_Ｇ(λ),Ｕ_Ｂ(λ)は、以下の式（７）から式（９）により求めている。なお、各式において、Ｓ_Ｒ(λ),Ｓ_Ｇ(λ),Ｓ_Ｂ(λ)は各光学フィルタ２Ａ〜２Ｃの分光透過特性、ＭＡＸ［Ｓ_Ｒ(λ)］,ＭＡＸ［Ｓ_Ｇ(λ)］,ＭＡＸ［Ｓ_Ｂ(λ)］は、各分光透過特性の最大値、Ｔは透過率の閾値である。Ｔは例えば０．００５（つまり０．５％）等に設定する。従って、各マスクは、透過特性が最大値に比べて０．５％以上の領域ではそのまま出力させ、０．５％未満の領域では出力を「０」とするものである。

次に、データベース作成手段２２は、前記正規化された明るさＸ'_{ref_i}，Ｙ'_{ref_i}，Ｚ'_{ref_i}と、その明るさの際に測定されて分光透過領域プロファイル取得工程Ｓ２２で求められた分光透過領域ごとのプロファイルｆ_{ref_Xi}(λ)，ｆ_{ref_Yi}(λ)，ｆ_{ref_Zi}(λ)とをそれぞれ対応付けてデータベースとして保存するデータベース保存工程Ｓ２３を行う。

例えば、リファレンス光源３０の各明るさのスペクトルが図１０に示すようなものであった場合、ＸＹＺの各波長領域のデータベースを図示すれば、図１１〜１３に示すようになる。なお、図１１は、Ｚ波長領域のデータベースであり、明るさＺ'_{ref_i＝1}〜Ｚ'_{ref_i＝max}の時の分光プロファイルｆ_{ref_Zi}(λ)を示す。図１２は、Ｙ波長領域のデータベースであり、明るさＹ'_{ref_i＝1}〜Ｙ'_{ref_i＝max}の時の分光プロファイルｆ_{ref_Yi}(λ)を示す。図１３は、Ｘ波長領域のデータベースであり、明るさＸ'_{ref_i＝1}〜Ｘ'_{ref_i＝max}の時の分光プロファイルｆ_{ref_Xi}(λ)を示す。
データベースが保存されたら、データベース作成手段２２は、データベース作成工程Ｓ２を終了する。

データベース作成工程Ｓ２が終了すると、図５に示すように分光プロファイル取得工程Ｓ３が実行される。
分光プロファイル取得工程Ｓ３が実行されると、分光プロファイル取得手段２３は、図１４に示すように、まず、基準スペクトル補正工程Ｓ３１を行う。

すなわち、分光プロファイル取得手段２３は、測定台１１または被測定光源４０を移動し、三刺激値直読型計測器１および分光型計測器１０を被測定光源４０に対向する位置に配置し、被測定光源４０の基準スペクトル補正工程Ｓ３１を行う。
基準スペクトル補正工程Ｓ３１では、分光プロファイル取得手段２３は、まず、被測定光源４０の明るさ１００％出力時の分光プロファイルｆ_{dat_i=max}(λ)を分光型計測器１０で計測し、同時に、三刺激値直読型計測器１で被測定光源４０の明るさ１００％出力時の三刺激値Ｘ_{dot_i=max}，Ｙ_{dot_i=max}，Ｚ_{dot_i=max}を取得する被測定光源１００％出力測定工程Ｓ３１１を行う。

次に、分光プロファイル取得手段２３は、前記計測値ｆ_{dat_i=max}(λ)と、リファレンス光源３０の分光プロファイルｆ_{ref_i=max}(λ)とから次の式（１０）によって補正係数Ｋ(λ)を算出する補正係数算出工程Ｓ３１２を行う。

次に、分光プロファイル取得手段２３は、次の式（１１）から式（１３）のように、補正係数Ｋ(λ)を、データベースに保存されたリファレンス光源３０の各分光プロファイルｆ_{ref_Xi}(λ)，ｆ_{ref_Yi}(λ)，ｆ_{ref_Zi}(λ)に掛けることで、被測定光源４０の各明るさ（本実施形態では１０，３０，６０，８０，１００％）の分光プロファイルを求め、データベースを更新するデータベース更新工程Ｓ３１３を行う。

以上によって、基準スペクトル補正工程Ｓ３１が終了すると、分光プロファイル取得手段２３は、三刺激値計測工程Ｓ３２を行う。
三刺激値計測工程Ｓ３２では、分光プロファイル取得手段２３は、まず、三刺激値直読型計測器１のみを用いて測定対象製品である被測定光源４０を計測し、三刺激値Ｘ_dot，Ｙ_dot，Ｚ_dotを取得する被測定光源計測工程Ｓ３２１を行う。この際、被測定光源４０の明るさを変化させて検査する必要がある場合には、分光プロファイル取得手段２３は、被測定光源４０の明るさを変化させながら計測し、各明るさ毎の三刺激値Ｘ_dot，Ｙ_dot，Ｚ_dotを取得し、メモリに保存する。

次に、分光プロファイル取得手段２３は、得られた計測値Ｘ_dot，Ｙ_dot，Ｚ_dotを明るさ１００％の計測値Ｘ_{dot_i=max}，Ｙ_{dot_i=max}，Ｚ_{dot_i=max}で正規化し、明るさＸ'_dot，Ｙ'_dot，Ｚ'_dotを取得する被測定光源正規化工程Ｓ３２２を行う。具体的には、次の式（１４）から式（１６）によって各明るさＸ'_dot，Ｙ'_dot，Ｚ'_dotを算出する。

以上によって、三刺激値計測工程Ｓ３２が終了すると、分光プロファイル取得手段２３は、分光プロファイル算出工程Ｓ３３を行う。
具体的には、分光プロファイル取得手段２３は、データベース更新工程Ｓ３１３で更新された前記データベースを利用して前記明るさＸ'_dot，Ｙ'_dot，Ｚ'_dotに対応する分光プロファイルを取得する。
すなわち、前記明るさＸ'_dot，Ｙ'_dot，Ｚ'_dotがデータベースに記憶された明るさＸ'_{ref_i}，Ｙ'_{ref_i}，Ｚ'_{ref_i}と一致する場合には、対応する分光プロファイルｆ_{ref_Xi}(λ)，ｆ_{ref_Yi}(λ)，ｆ_{ref_Zi}(λ)を取得する。

一方、一致しない場合には、その前後の明るさに対応する分光プロファイルを用い、次の式（１７）から式（１９）に基づいて分光プロファイルを算出する。なお、各式において、明るさＸ'_{ref_i}，Ｙ'_{ref_i}，Ｚ'_{ref_i}および明るさＸ'_{ref_i+1}，Ｙ'_{ref_i+1}，Ｚ'_{ref_i+1}は、データベースに記憶された明るさのうち、前記明るさＸ'_dot，Ｙ'_dot，Ｚ'_dotを挟んで前後となる明るさである。例えば、データベースに１０，３０，６０，８０，１００％の５段階の明るさのデータが保存されている場合に、被測定光源の測定値Ｘ'_dot，Ｙ'_dot，Ｚ'_dotが５５％の明るさであった場合、明るさＸ'_{ref_i}，Ｙ'_{ref_i}，Ｚ'_{ref_i}および明るさＸ'_{ref_i+1}，Ｙ'_{ref_i+1}，Ｚ'_{ref_i+1}は、それぞれ３０％および６０％の明るさとなる。

被測定光源４０の明るさに対応する分光プロファイルが求められたら、分光プロファイル取得手段２３は分光プロファイル取得工程Ｓ３を終了する。
そして、分光プロファイル取得工程Ｓ３が終了すると、図５に示すように三刺激値算出工程Ｓ４が実行される。
三刺激値算出工程Ｓ４が実行されると、三刺激値算出手段２４は、図１５に示すように、まず、合成プロファイル算出工程Ｓ４１を行う。
すなわち、三刺激値算出手段２４は、式（１７）〜（１９）で算出された分光プロファイルから以下の式（２０）により合成分光プロファイルｆ_out(λ)を求め、合成プロファイル算出工程Ｓ４１を行う。

次に、三刺激値算出手段２４は、式（２１）から式（２３）を用い、図１６に示すような合成分光プロファイルｆ_out(λ)と、等色関数x(λ),y(λ),z(λ)から三刺激値Ｘ_out，Ｙ_out，Ｚ_outを求めて三刺激値直読型計測器１の出力とする三刺激値出力工程Ｓ４２を行う。なお、「６８３」は比例定数Ｋ=683 lm/Wである。

以上によって、分光プロファイルおよび等色関数に基づいて算出された三刺激値が出力されると、三刺激値算出手段２４は、三刺激値算出工程Ｓ４を終了する。そして、三刺激値算出工程Ｓ４が終了すると、制御装置２０は、一連の計測処理を終了する。
なお、他の被測定光源４０の測定を行う場合、リファレンス光源計測工程Ｓ１およびデータベース作成工程Ｓ２は再度行う必要がないため、制御装置２０は分光プロファイル取得手段２３による分光プロファイル取得工程Ｓ３および三刺激値算出手段２４による三刺激値算出工程Ｓ４を繰り返し行えばよい。この場合、分光型計測器１０は、基準スペクトル補正工程Ｓ３１における被測定光源１００％出力測定工程Ｓ３１１のみに利用されることになる。

この実施の形態によれば、次のような効果がある。
（１）三刺激値直読型計測器１は、予め測定対象の明るさに応じた分光プロファイルを測定してデータベース化しており、被測定光源４０を測定する際には、光源４０の明るさを測定し、その明るさに対応する分光プロファイルを算出し、合成した分光プロファイルから等色関数を用いて再度三刺激値を求めているので、分光型計測器１０と同程度の精度で測定することができる。

（２）さらに、リファレンス光源計測工程Ｓ１や分光プロファイル取得工程Ｓ３の基準スペクトル補正工程Ｓ３１では分光型計測器１０を三刺激値直読型計測器１と併用しているが、分光プロファイル取得工程Ｓ３の三刺激値計測工程Ｓ３２、分光プロファイル算出工程Ｓ３３や、三刺激値算出工程Ｓ４では三刺激値直読型計測器１のみで測定できるため、分光型計測器１０のみで測定する場合に比べて測定時間を短縮することができる。
特に、リファレンス光源計測工程Ｓ１やデータベース作成工程Ｓ２は、最初に行えば良く、複数の被測定光源４０を測定する場合には、分光プロファイル取得工程Ｓ３、三刺激値算出工程Ｓ４を繰り返して行えばよいため、分光型計測器１０を利用するのは被測定光源１００％出力測定工程Ｓ３１１のみであり、他の測定は三刺激値直読型計測器１のみで行うことができるため、複数の被測定光源４０を検査する際の検査時間を大幅に短縮することができる。
従って、液晶プロジェクタや液晶ディスプレイなどのγ特性計測時にも高精度の計測を短時間で行うことができる。

（３）三刺激値直読型計測器１は、光学フィルタ２Ａ〜２Ｃの分光透過特性から透過領域ごとに分光プロファイルをデータベースに記憶し、明るさに応じてそれら分光プロファイルを合成しているので、精度の高い分光プロファイルを得ることができ、精度の高い三刺激値を出力することができる。

（４）リファレンス光源３０の分光プロファイルと被測定光源４０の分光プロファイルから補正係数Ｋを求めているので、被測定光源４０の分光ピーク波長変化に対応することができる。このため、分光ピーク波長が異なる各被測定光源４０を順次検査する場合にも、その分光ピーク波長の変化を補正することができ、より一層精度の高い色度測定を行うことができる。

（５）三刺激値直読型計測器１によって測定されるリファレンス光源３０および被測定光源４０の明るさを、それぞれ１００％出力時に対する割合となるように正規化しているので、被測定光源４０の明るさに対応する分光プロファイルを前記データベースから確実に求めることができる。
さらに、データベースから被測定光源４０の明るさに対応する分光プロファイルを算出する際に、前記被測定光源４０の明るさを挟む前後の明るさに対応する分光プロファイルを比例配分し、前記被測定光源の明るさに対応する分光プロファイルを求めているので、データベースに保存されている明るさが例えば数種類であっても、前記被測定光源４０の明るさに対応する分光プロファイルを精度良く求めることができる。

なお、本発明は、前記実施形態に限らない。
例えば、基準スペクトル補正工程Ｓ３１を設けていたが必ずしも必要ではない。但し、基準スペクトル補正工程Ｓ３１を設けた方が、被測定光源４０の分光ピーク波長変化に対応して精度の高い測定が可能になる利点がある。

また、各明るさを正規化して求めていたが、正規化せずに直接明るさのデータをデータベースに保存し、その明るさのデータから分光プロファイルを求めるようにしてもよい。

本発明は、単一の光源を測定する場合に限らず、混合光源に対してそれを一つの光源とみなしてデータベースを作成することで適用可能である。

前記実施形態では、制御装置２０を設けていたが、制御装置２０の機能を三刺激値直読型計測器１の制御回路７に組み込むことで、三刺激値直読型計測器１および分光型計測器１０のみで色度測定装置を構成してもよい。

検出対象としては、前記のようなＴＦＴ素子を用いた液晶ライトバルブに限られるものではなく、その他のダイオード素子を用いた液晶パネルやプラズマディスプレイ、ＥＬディスプレイ、ＤＭＤ（ダイレクト・ミラー・デバイス）などの表示体部品、ならびにそれらを使用したフロントプロジェクタやリアプロジェクタ等の表示装置・製品の検査に利用することができるものであり、これらに使用した場合でも本発明の範囲から除外されるものでないことはいうまでもない。

本発明の実施の形態による色度測定装置の構成を示すブロック図。 色度測定装置の三刺激値直読型計測器の構成を示すブロック図。 三刺激値直読型計測器の分光透過特性から得られる波長領域を示すグラフ。 色度測定装置の制御装置の構成を示すブロック図。 色度測定方法の手順を説明するためのフローチャート。 光学フィルタの分光透過特性と等色関数を示すグラフ。 色度測定装置の配置例を示す図。 リファレンス光源計測工程を示すフローチャート。 データベース作成工程を示すフローチャート。 リファレンス光源の階調毎のスペクトルを示すグラフ。 Ｚ波長領域のデータベースを示すグラフ。 Ｙ波長領域のデータベースを示すグラフ。 Ｘ波長領域のデータベースを示すグラフ。 分光プロファイル取得工程を示すフローチャート。 三刺激値算出工程を示すフローチャート。 合成分光プロファイルと等色関数を示すグラフ。

符号の説明

１…三刺激値直読型計測器、２Ａ〜２Ｃ…光学フィルタ、３Ａ〜３Ｃ…受光素子、４Ａ〜４Ｃ…電圧変換回路（Ｉ／Ｖ変換回路）、５Ａ〜５Ｃ…増幅回路、６Ａ〜６Ｃ…デジタル変換回路（Ａ／Ｄ変換回路）、８…記憶回路、１０…分光型計測器、１１…測定台、２０…制御装置、２１…リファレンス光源計測手段、２２…データベース作成手段、２３…分光プロファイル取得手段、２４…三刺激値算出手段、２５…表示装置、２６…入力装置、３０…リファレンス光源、４０…被測定光源。

Claims (4)

1. 基準となるリファレンス光源の明るさを複数段階に変化させて明るさ毎の分光プロファイルおよび三刺激値を、分光型計測器および三刺激値直読型計測器を用いて計測するリファレンス光源計測工程と、
   前記明るさ毎の分光プロファイルから前記三刺激値直読型計測器の各光学フィルタの分光透過特性に基づいて設定された分光透過領域毎の分光プロファイルを取得し、前記各明るさの三刺激値と分光透過領域毎の分光プロファイルとを対応付けてデータベースに保存するデータベース作成工程と、
   被測定光源を前記三刺激値直読型計測器で計測して三刺激値を取得し、前記データベースに基づいて取得した被測定光源の三刺激値に対応する分光プロファイルを求める分光プロファイル取得工程と、
   取得した分光プロファイルを合成して合成分光プロファイルを求め、この合成分光プロファイルおよび等色関数から三刺激値を算出する三刺激値算出工程と、
   を備えることを特徴とする色度測定方法。
2. 請求項１に記載の色度測定方法において、
   前記リファレンス光源計測工程は、少なくともリファレンス光源の１００％出力時の分光プロファイルを計測する工程を備え、
   前記分光プロファイル取得工程は、
   被測定光源の明るさ１００％出力時の分光プロファイルおよび三刺激値を、分光型計測器および三刺激値直読型計測器を用いて計測し、被測定光源の明るさ１００％出力時の分光プロファイルとリファレンス光源の１００％出力時の分光プロファイルとから補正係数を求め、前記データベースの各分光プロファイルを前記補正係数を用いて補正して更新する基準スペクトル補正工程と、
   被測定光源を前記三刺激値直読型計測器で計測して三刺激値を取得する三刺激値計測工程と、
   前記更新されたデータベースから前記被測定光源の三刺激値に対応する分光プロファイルを算出する分光プロファイル算出工程と、
   を備えることを特徴とする色度測定方法。
3. 請求項２に記載の色度測定方法において、
   前記データベース作成工程は、
   前記リファレンス光源計測工程で計測された三刺激値を明るさ１００％出力時に計測された三刺激値で正規化して最大値に対する明るさのデータとするリファレンス光源正規化工程と、
   前記明るさ毎の分光プロファイルから前記三刺激値直読型計測器の各光学フィルタの分光透過特性に基づいて設定された分光透過領域毎の分光プロファイルを取得する分光透過領域プロファイル取得工程と、
   前記各明るさのデータと分光透過領域毎の分光プロファイルとを対応付けてデータベースに保存するデータベース保存工程と、を備え、
   前記三刺激値計測工程は、
   被測定光源を前記三刺激値直読型計測器で計測して三刺激値を計測する被測定光源計測工程と、
   計測された三刺激値を前記被測定光源の明るさ１００％出力時の三刺激値で正規化して最大値に対する明るさのデータとする被測定光源正規化工程と、を備え、
   前記分光プロファイル算出工程は、
   前記データベースに保存された各明るさのデータのうち、前記被測定光源正規化工程で得られた明るさのデータを挟む前後の明るさデータおよび各明るさデータに対応する分光プロファイルに基づいて、計測された被測定光源の明るさに対応する分光プロファイルを求めることを特徴とする色度測定方法。
4. 分光型計測器と、三刺激値直読型計測器と、各計測器を制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、
   基準となるリファレンス光源の明るさを複数段階に変化させて明るさ毎の分光プロファイルおよび三刺激値を、分光型計測器および三刺激値直読型計測器を用いて計測するリファレンス光源計測手段と、
   前記明るさ毎の分光プロファイルから前記三刺激値直読型計測器の各光学フィルタの分光透過特性に基づいて設定された分光透過領域毎の分光プロファイルを取得し、前記各明るさの三刺激値と分光透過領域毎の分光プロファイルとを対応付けてデータベースに保存するデータベース作成手段と、
   被測定光源を前記三刺激値直読型計測器で計測して三刺激値を取得し、前記データベースに基づいて取得した被測定光源の三刺激値に対応する分光プロファイルを求める分光プロファイル取得手段と、
   取得した分光プロファイルを合成して合成分光プロファイルを求め、この合成分光プロファイルおよび等色関数から三刺激値を算出する三刺激値算出手段と、
   を備えることを特徴とする色度測定装置。

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