JP2011080917A

JP2011080917A - 色彩測定装置

Info

Publication number: JP2011080917A
Application number: JP2009234660A
Authority: JP
Inventors: Mikio Sugioka; 幹生杉岡
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2009-10-08
Filing date: 2009-10-08
Publication date: 2011-04-21

Abstract

【課題】測定される分光反射率または分光透過率にシャープなピークあるいは谷があっても正確な色彩値が測定できる色彩測定装置を供給する。
【解決手段】３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの間の分光反射率Ｒ（λ）を０．５ｎｍの間隔で測定する測定手段１と、標準の光の分光分布強度値Ｓ（λ）やＸＹＺ表色系における等色関数値ｘ（λ）、ｙ（λ）、ｚ（λ）を保存する記憶装置２と、三刺激値を０．５ｎｍ毎に計算するとき当該波長におけるＳ（λ）やｘ（λ）、ｙ（λ）、ｚ（λ）が存在しない場合これらを補間法により算出する補間算出手段３と、波長間隔５ｎｍおよび０．５ｎｍでの三刺激値を算出する色彩値算出手段４と、２つの三刺激値のどちらを採用するか判定する判定色彩値算出手段５と、色彩値の表示をする表示手段６とで構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、染料・塗料、プラスチック、繊維、化粧品、医薬品、紙などの色彩値を測定する色彩測定装置に係り、特に測定値の正確度向上のための技術に関する。

色彩計算の基本となる値は、三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚ（色彩値の一種）であり、この算出方法はＪＩＳＺ８７２２にて以下のように規定されている。

数１において、Ｓ（λ）は標準の光の分光分布の波長λにおける値で、照明する光源の分光特性であり、照明光である標準の光としてＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ_６５の４種類についてＪＩＳに提示されている。ｘ（λ）、ｙ（λ）、ｚ（λ）はＸＹＺ表色系における等色関数の値で、目の感度特性であり、ＪＩＳに提示されている。Ｒ（λ）は試料の分光反射率あるいは分光透過率で、色彩測定装置で測定される。従来、数１において、３８０ｎｍから７８０ｎｍの間の５ｎｍ毎の８１点について積和計算を行い三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚが算出される。

通常汎用される色彩値例えばＬ^＊ａ^＊ｂ^＊は、前記算出された三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚを変数とする公知の計算式により算出される。２つの物体の色彩値Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊より色差ΔＥ^＊ａｂは次の式で算出される。
ΔＥ^＊ａｂ＝［（ΔＬ^＊）^２＋（Δａ^＊）^２＋（Δｂ^＊）^２］^１／２
一般に人間の目の感度特性ｘ（λ）、ｙ（λ）、ｚ（λ）には個人差があり色差にも個人差が生じるが、人間の目の感度特性の個人差に左右されない色差を正確に把握できる色彩測定装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。

特開平１１−３５１９６５号公報

従来のように５ｎｍ毎のデータを積和計算する場合、例えば図３（１）に示すとおり分光反射率がシャープなピークを有するときピークＰ１とピークＰ２の値はデータとして採用されないため三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚは正確な値より小さく算出される。逆に図３（２）に示す分光反射率の場合、谷Ｂ１と谷Ｂ２の値はデータとして採用されないため三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚは正確な値より大きく算出される。また三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚをもとに算出される色彩値例えばＬ^＊ａ^＊ｂ^＊も正確さを欠いたものとなる。

本発明は、試料の分光反射率あるいは分光透過率を測定する測定手段と、所定波長間隔毎の前記分光反射率あるいは分光透過率と標準の光の分光分布強度値とＸＹＺ表色系における等色関数値を積和計算し色彩値を算出する色彩値算出手段を備えた色彩測定装置において、前記算出された色彩値を評価する判定色彩値を算出する判定色彩値算出手段を備え、波長間隔が５ｎｍより短いときの判定色彩値を波長間隔が５ｎｍのときの判定色彩値で除算した値が予め決めた所定範囲以外であった場合、波長間隔が５ｎｍより短いときの色彩値を表示する表示手段を備えたものである。

さらに本発明は、前記積和計算する波長に対応した前記試料の分光反射率または分光透過率あるいは前記標準の光の分光分布強度値あるいはＸＹＺ表色系における等色関数値が存在しない場合は補間して算出する補間算出手段を備えたものである。したがって、分光反射率あるいは分光透過率にシャープなピークまたは谷があっても正確な色彩値を算出し表示できる。

波長間隔が５ｎｍより短いときの判定色彩値を波長間隔が５ｎｍのときの判定色彩値で除算した値が予め決めた所定範囲以内の場合、ＪＩＳ準拠の波長間隔が５ｎｍでの色彩値の誤差が少ないと判断し、ＪＩＳ準拠の色彩値を表示する。波長間隔が５ｎｍより短いときの判定色彩値を波長間隔が５ｎｍのときの判定色彩値で除算した値が予め決めた所定範囲以外の場合、波長間隔が５ｎｍでの色彩値の誤差が大きいと判断し、波長間隔が５ｎｍより短い波長間隔での色彩値を表示する色彩測定装置を提供可能である。

本発明の実施例による色彩測定装置の概略構成を示す図である。本発明の実施例による色彩測定装置の動作を示すフローチャートである。測定された分光反射率の例である。

本発明の実施例による色彩測定装置は、試料の分光反射率あるいは分光透過率を測定する分光光度計と色彩値算出手段や判定色彩値算出手段などを備えたデータ処理装置で構成される。

本発明の実施例について図１〜図３および数１、数２を参照して説明する。図１は、本発明の実施例による色彩測定装置の概略構成を示す図である。図２は、本発明の実施例による色彩測定装置の動作を示すフローチャートである。図３は、測定された分光反射率の例である。数１は、三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚの計算式である。数２は、判定色彩値Ｗの計算式である。

本発明の実施例による色彩値測定装置は、図１に示すとおり、例えば分光光度計で構成され３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの間の分光反射率Ｒ（λ）を０．５ｎｍの間隔で測定する測定手段１と、標準の光の分光分布強度値Ｓ（λ）やＸＹＺ表色系における等色関数値ｘ（λ）、ｙ（λ）、ｚ（λ）などが保存される記憶装置２と、三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚを０．５ｎｍ毎に計算するとき当該波長におけるＳ（λ）やｘ（λ）、ｙ（λ）、ｚ（λ）が存在しない場合これらを公知の補間法例えばスプライン補間法により算出する補間算出手段３と、数１に示す式（１．１）〜（１．４）により三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚを算出し、色彩値例えばＬ^＊ａ^＊ｂ^＊を公知の計算式により算出する色彩値算出手段４と、判定色彩値算出手段５と、色彩値算出手段４で算出された色彩値の表示をする表示手段６とで構成される。

判定色彩値算出手段５は、数２に示す式（２．１）により判定色彩値Ｗを算出する。

数２に示すＸ、Ｙ、Ｚは、色彩値算出手段４で算出された三刺激値である。波長間隔５ｎｍで算出された三刺激値から計算される判定色彩値をＷ_５とし、波長間隔０．５ｎｍで算出された三刺激値から計算される判定色彩値をＷ_０．５とすると、測定された分光反射率Ｒ（λ）が例えば、図３（１）に示すようなピークＰ１、Ｐ２を持っていれば、Ｗ_５＜Ｗ_０．５となり、図３（２）のような谷Ｂ１、Ｂ２を持っていれば、Ｗ_５＞Ｗ_０．５となる。

判定色彩値算出手段５は、判定色彩値Ｗ_５、Ｗ_０．５を算出後、例えば
０．９５＜Ｗ_０．５／Ｗ_５＜１．０５が成立している場合、色彩値算出手段４に対し５ｎｍ間隔での色彩値Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊の算出を指示し、０．９５＜Ｗ_０．５／Ｗ_５＜１．０５が成立していない場合、色彩値算出手段４に対し０．５ｎｍ間隔での色彩値Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊の算出を指示する。

本発明の実施例による色彩測定装置について、測定のための操作、動作などを図２を参照して説明する。ステップ（以下操作順の番号の前に「Ｓ」の符号を付す）１において、操作者が測定手段１に試料を設置して測定開始ボタンを押す。測定手段１は、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの間を０．５ｎｍの間隔で分光反射率Ｒ（λ）の測定をする。

Ｓ２において、色彩値算出手段４は、記憶装置２と補間算出手段３から標準の光の分光分布強度値Ｓ（λ）やＸＹＺ表色系における等色関数値ｘ（λ）、ｙ（λ）、ｚ（λ）を受信し、数１に示す式（１．１）〜（１．４）により５ｎｍ間隔および０．５ｎｍ間隔での三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚを算出する。記憶装置２に０．５ｎｍ間隔の波長におけるＳ（λ）やｘ（λ）、ｙ（λ）、ｚ（λ）が存在しない場合、補間算出手段３はこれらを公知の補間法例えばスプライン補間法により算出し、色彩値算出手段４へ送信する。

Ｓ３において、判定色彩値算出手段５は、数２に示す式（２．１）により、波長間隔５ｎｍで算出された三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚから判定色彩値Ｗ_５を算出し、波長間隔０．５ｎｍで算出された三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚから判定色彩値Ｗ_０．５を算出する。

Ｓ４において、判定色彩値算出手段５は、０．９５＜Ｗ_０．５／Ｗ_５＜１．０５が成立している場合、色彩値算出手段４に対し５ｎｍ間隔での色彩値Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊の算出を指示し、Ｓ５へ進む。０．９５＜Ｗ_０．５／Ｗ_５＜１．０５が成立していない場合、色彩値算出手段４に対し０．５ｎｍ間隔での色彩値Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊の算出を指示し、Ｓ６へ進む。

Ｓ５において、色彩値算出手段４は、波長間隔５ｎｍでの色彩値Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊を算出しＳ７へ進む。Ｓ６において、色彩値算出手段４は、波長間隔０．５ｎｍでの色彩値Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊を算出しＳ７へ進む。Ｓ７において、表示手段６は、色彩値算出手段４で算出された色彩値Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊の表示をする。

本発明は以上の構成であるから、０．９５＜Ｗ_０．５／Ｗ_５＜１．０５が成立している場合、５ｎｍ間隔で積和計算される三刺激値の精度は良好であり、色彩値算出手段４はＪＩＳ準拠の５ｎｍ間隔での色彩値Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊の算出をし、表示手段６は該色彩値を表示する。分光反射率Ｒ（λ）にシャープなピークまたは谷があるため０．９５＜Ｗ_０．５／Ｗ_５＜１．０５が成立しない場合、５ｎｍ間隔で積和計算される三刺激値の誤差が大きく、色彩値算出手段４は０．５ｎｍ間隔での色彩値Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊の算出をし、表示手段６は該色彩値を表示する。上述のとおり、分光反射率Ｒ（λ）にシャープなピークまたは谷があるような場合でも正確な色彩値Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊を算出し表示することができる。

図に示す実施例においては、表示手段６は色彩値Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊を表示しているが、同時にＷ_０．５／Ｗ_５の値も表示し該色彩値がＪＩＳ準拠か否か明示してもよい。また表示手段６は色彩値Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊を表示しているが、代わりに色彩値Ｘ、Ｙ、Ｚを表示してもよく、表示される色彩値の種類は限定されない。実施例においては、測定手段１は分光反射率を測定しているが、代わりに分光透過率を測定してもよく、５ｎｍより短い波長間隔として０．５ｎｍを使っているが、０．１ｎｍでも１ｎｍでもよく０．５ｎｍに限定されない。また、Ｗ_０．５／Ｗ_５の予め決めた所定範囲を０．９５〜１．０５としているが、この範囲に限定されるものではなく操作者により設定されるものである。上述のとおり本発明は図示例に限定されるものではなく種々の変形例を包含する。

本発明は、染料・塗料、プラスチック、繊維、化粧品、医薬品、紙などの色彩値を測定する色彩測定装置に係り、特に測定値の正確度向上のための技術に利用の可能性がある。

１測定手段
２記憶装置
３補間算出手段
４色彩値算出手段
５判定色彩値算出手段
６表示手段
Ｂ１谷
Ｂ２谷
Ｐ１ピーク
Ｐ２ピーク

Claims

試料の分光反射率あるいは分光透過率を測定する測定手段と、所定波長間隔毎の前記分光反射率あるいは分光透過率と標準の光の分光分布強度値とＸＹＺ表色系における等色関数値を積和計算し色彩値を算出する色彩値算出手段を備えた色彩測定装置において、前記算出された色彩値を評価する判定色彩値を算出する判定色彩値算出手段を備え、波長間隔が５ｎｍより短いときの判定色彩値を波長間隔が５ｎｍのときの判定色彩値で除算した値が予め決めた所定範囲以外の場合、波長間隔が５ｎｍより短いときの色彩値を表示する表示手段を備えたことを特徴とする色彩測定装置。
前記積和計算する波長に対応した前記試料の分光反射率または分光透過率あるいは前記標準の光の分光分布強度値あるいはＸＹＺ表色系における等色関数値が存在しない場合は補間して算出する補間算出手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の色彩測定装置。