JP2012035067A

JP2012035067A - モニタ使用による色感特性検査法

Info

Publication number: JP2012035067A
Application number: JP2011150415A
Authority: JP
Inventors: Rigio Waki; リギオ脇
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-07-15
Filing date: 2011-06-20
Publication date: 2012-02-23

Abstract

【課題】現状、まだほとんど判っていない、各自の眼またカメラなどのデバイスが、他者また国際標準（ＣＩＥ標準観測者）と果たして一致するかどうか、そして異なるとすればどの色の方向にどの程度か。またどこまで細かい色差までが読み取れるかといった問題を、ＣＩＥＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色法に基づき、携帯端末でも容易確実に検証可能にする色覚検査法の開発。
【解決手段】眼の色特性を、モニタ画面上に、透過型の灰色判定基準、またはモニタ光とは別光源で照明された標準色票等の判定基準をもたらし、該判定基準と隣接させて該判定基準と等色するようＲＧＢデジタル色をつくって両者のＬａｂ値を測色し、得られる両者のΔａｂ値差から眼・デバイスの色感特性をはじめて容易確実に検査可能にする。
【選択図】図２

Description

発明の詳細な説明

本発明は、人ごとに異なる眼またカメラ、測色計、色センサー等（以下デバイス）の微妙な色感特性の相違を判定する色覚検査法に関わる。

従来の石原式検査表などは、色覚のタイプの検査は可能であるが、微妙な色感特性の違いは判定できず、とりわけ国際的な色覚標準とされ、測色器にも測色基準として応用されているＣＩＥ標準観測者の色特性（以下、ＣＩＥ標準）と比較してその眼・デバイスがそれに一致するかどうか、一致しなければどの色の方向にどの程度ずれているかといったことは検査することはできなかった。
ただ、それが一部可能となる同一出願者による方法としては、特願２００２ー３０７６６０、特願２００２ー３１３５０９、特願２００２ー２７２２８５、特願２００５ー１５４５６９、特願２００６ー１３４４９０、特願２００７ー１２５０１５等がある。

発明が解決しようとする課題

しかし、同一出願者による従来の方法は、眼・デバイスの視感が国際標準であるＣＩＥのＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系の測色基準（分光測色計のＬ^＊ａ^＊ｂ^＊測色値）と一致するかどうか色ずれの検査は、とくに有彩色の場合においてはまったくおこなえなかったといってよい。対象色の色相、明度、彩度がごく僅か異なっても等色不能か誤診断となったからである。つまり、色合わせがきわめて困難であった。
もう一つは、本発明において比色によって色感判定を可能にするその二色は条件等色対として、等色したときに両色のＬａｂ値が一致しても分光分布に相違がなければならない。なぜなら、Ｌａｂ値も分光分布も同じというのは二つに切った同じ色紙を比色するのと同じだから、それでは観察条件（光源、眼、デヴァイス）を変えても常にその二色は同じで変わらないということになり色感判定はできないからである。
したがって、一方に透過型灰色基準を、他方にそれと同じ灰色画像をモニタＲＧＢ光でつくったとしても、とくに透過型の場合は両色のモニタ画面部のＲＧＢレベル値が異なっても、結果的に両者のＲＧＢレベルの比率が変わらない場合は分光分布も近似して条件等色とはならず、したがって、照明光が変わっても、また眼・デバイスの色感が違っても、色があまり変わらないことになって、色感判定が困難、または不能になるという（グレイバランス色感判定上の「条件不等色」（筆者の造語）という大きな問題点があった。

課題を解決するための手段

本発明の目的は、上記欠陥を改善し、それがたとえ有彩色の任意の色またいま述べた透過型灰色基準でも、より容易、迅速、確実に条件等色を可能にし、任意の各種眼・デバイスが特定の色に対してもそれがＣＩＥ標準値と一致するかどうか、ずれがあれば何色の方向にどの程度ずれるかという色感特性の判定ができる容易確実な方法を開発することにある。
すなわち、本発明では、全色相、全彩度、全明度に対応させるためにＲＧＢディスプレイ装置（液晶、ＬＥＤ、パソコンモニタ、電子書籍機器、携帯、ｉＰａｄ、以下モニタ）を判定基準（色票、フィルター透過体）の対象色の生成装置として用い、そのＲＧＢモニタ画面上に各種色判定試料を位置させ、それに隣接してもっとも近似等色するデジタル色画像をつくって両者をセンサー（測色計、カメラ）により測色し、得た両者のΔａｂ値差から、眼・デバイスのＣＩＥ標準との偏差を検出しその眼・デバイスがＣＩＥ標準と一致するかどうか、しない場合はその色ずれの方向と程度をモニタ上に表示されるＣＩＥ色度図上で検証可能にしている。
そして、さきに述べたとくに透過型灰色基準の場合に生じやすい「条件不等色」の問題は、その判定基準に、もしくは隣接させるＲＧＢデジタル色に対して分光分布に起伏のあるフィルター色材を併用することによって解決している。
つまり、両者を灰色条件等色対とするためには、灰色透過体をたとえばＣＭＹ混色によりａｂをともにゼロ近似につくくか、もしくは、対象色にＲＧＢモニタ色とは別にフィルター色材を用いることによって問題を解決している。つまり、いずれの場合も、分光的に平坦でないフィルター色材が併用されることによって、それによって両色が等色したときにＬａｂ値は等しいが透過する光の分光分布が異なるために、受光側の色感（等色関数）がＣＩＥ標準と異なる眼、デバイスでは等色せず、色ズレが生じることによって色感判定が可能になる。

（判定原理）
ところで、本発明の基本原理は、条件等色（メタメリズム）現象、すなわち二色の分光分布が相違しても、眼に入る光のＣＩＥＬａｂ値が一致する関係にあれば、両者は等色し同色に見え、観察条件（見るときの光及び眼の感じ方）が変わると色が違って見えることに基づく。
カメラの色再現はすべて条件等色現象による。つまり、仮に色票を撮影してそれが視覚的に正しく再現されても、もとの色票のカーブと再現された銀塩色、デジタル色、インクジェット色のカーブとは同じではない。
たとえば灰色の標準色票の分光分布は波長的な起伏はほとんどない。しかし、ＣＭＹ、ＲＧＢを混色して得られる同色に見える灰色のカーブには起伏があるが、カーブが違ってもＬａｂ値が等しけれれば同色に見える。しかし、それはその眼が測色計と同じ色特性（等色関数）をもっていればのことであって、眼の等色関数がＣＩＥ標準と異なると同じ色には見えなくなる。

それは、測色計やカラーフィルム、またＣＣＤの分光感度がＣＩＥ標準に準じて（ルータ条件に適合して）いないと、測色値がずれ、また発色が変わるので、Ｌａｂ値が等しくても両者は等色しないのと同様である。
つまり、話を戻せば、分光カーブは異なるがＬａｂ値が等しい二色が等しく見えればその眼はＣＩＥ標準であり、違って見えれば、ＣＩＥ標準と色特性が異なるということである。そして、どのように異なるかは、その眼で等色するＣＩＥ標準とは別のＬａｂ値をもつ色を捜せばよい。等色するデジタル色が見つかれば、そのデジタル色のＬａｂ値を測定し、ＣＩＥ標準値との偏差を求めれば、ＣＩＥ標準との色度差がわかり、ＣＩＥ色度図上にプロットすれば、その眼の色ずれの方向と程度が数値的、またグラフによって検証できることになる。

本発明では、無色の灰色だけでなく、多数の有彩色の透過型、反射型を問わず、判定基準を設定でき、その判定基準の対象色をデジタル色変換が可能なモニタを用い、ＲＧＢデジタル色を各種色空間から得ることにより、ほぼどのような判定基準でもほぼ完全に等色を可能にしている。デジタル色は１６７０万色という無限といえる色をほぼ無段階でつくることができるからである。つまり、本発明では、基準色は限定されず、あらゆる基準色に対する色感相違の判定が可能になるということである。
そこで用いるカラーチャートは、たとえば、Ｌ５０の判定試料の対象色には、Ｌ５０のａを横軸、ｂを縦軸に等明度で段階的に色度を±に配列したａｂモザイクカラーチャートをマウスまたはモニタ上の手指操作によってドラッグしてその近似色を判定試料部と隣接するモニタ比色部内に引き寄せて拡大し、Ｌａｂ値を自由に微調整して等色させることができる。
この段階において、視感により等色する色の違いを比較することにより、標準光源また測色センサー等がなくても、友人、また色管理者同士また各種デバイスと色覚、色感が一致するかどうかの判定が可能になる。
その意味では本発明の主たる構成要素は色材による判定試料とパソコンと画像発色変換機能をもつモニタ、および上記ａｂモザイクカラーチャートであるが、ＣＩＥ標準値を得るには反射型判定基準を用いる場合はＦ８のような標準光源、また両色のＬａｂ値（ＸＹＺ）を得る測色センサーを用いるが、デジタルカメラによっても簡易測色は可能になる。

その判定基準に対する対象色（ＲＧＢデジタル色）は測定ボタンを押すことにより判定試料が測定されるとともに、隣接する比色部に判定試料のＬａｂ値と等しいデジタル色を呼び出し、やはりマウスまたはモニタ上の手指操作によって微調整して等色できるよう構成することができる。
両者が眼で等しい色に見えれば、両者をセンサー（測色計、カメラ）により測色すれば、両者のΔａｂ値差、ＣＩＥ標準との偏差を得ることができ、眼およびデバイスの色感判定が可能になる。
絶対値を得るためには、光源特性が明確である必要があり、したがって、判定試料Ａに対する光源１０は、Ｆ８等、あるいは別のＣＩＥ標準光源に切り換え可能とすることができ、ノートパソコン、携帯端末の場合は、ＬＥＤ標準光源また測色センサーもＵＳＢ装置として各機器に着脱使用を可能にすることができる。
また、等色操作には判定用試料とデジタル色には比色マスクをもたらすことにより、より正確な比色、等色が可能になる。

発明の効果

本発明では、これまでわからなかったあらゆる色に対する眼やデバイスの色感特性が容易に判明する。そこでは判定基準に透過型、反射型を選ばず、そしてモニタによるデジタル色は各２５５のＲＧＢレベルの掛け合わせで無数の色がつくれることにより従来等色不能であったほぼ全色判定基準としてほぼ無段階と云える等色操作によって厳密な高精度なデータが得られ、現状ほとんど知られていない色覚相違、ひいては誤診問題の解決のためにも大きく役立てることが可能になる。
また、相互の眼の色感特性が不明のために生じている無数の色トラブルの原因を解明し解消することにより、色管理を飛躍的に向上させることができることはいうまでもない。
また、これまでほとんど知りたくても容易ではなかったデジタルカメラ、カラーメータなど各種デバイスの厳密な色感検査が可能になる。

また、絶対値ではなく、相対値でよければ相互の色覚の相違は透過型の場合は照明光なしで、また反射型でもその場の照明で簡易判定が可能になる。つまり本発明は、特別な色覚検査装置としてだけでなく、ノートパソコン、電子書籍の端末機器、携帯等に即応用しこれまで考えられなかった安価な費用で色覚検査が可能になる効果が得られる。

図１は本発明のモニタ部の主要構成を示す第一の実施例である。１はそのモニタ画面であり、操作はすべてマウス７操作にて達成される。（説明のためにマウスを用いたが、実際には手指操作、ボタン操作で可能。）２の判定試料設置部のモニタ画面は白を表示させ、フィルターなどの透過型試料はその白色面（ＲＧＢ白色表示部）に置き透過光を、反射型標準色等は外光からの反射光を受けるよう同一位置に設置することにより、判定基準には無数の透過型、反射型試料が使用可能になる。
判定基準としては、いずれも用意された分光カーブに起伏のない無色灰色、また起伏のある灰色をはじめとするＲＧＢ、ＣＭＹ系、マンセル系等の各種主要色の判定基準が自在に交換可能に構成されている。
３は色空間チャート部であり、たとえば、ＣＩＥ系モザイク状カラーチャート（コンピューター画像処理においてａｂ＝００部分を中心に、横軸と縦軸方向にａｂ比率をプラスマイナス方向に色変化させ、その中心から離れるほど色度差が大きくなるよう配置されており、枠外にドラッグし、モニタ比色部（デジタル色部）５に移動させながら拡大して挿入し、Ｌａｂを微調整して等色可能とする。その操作はマウス以外、モニタ画面上での手指操作、ボタン入力操作等でおこなうことができる。

更に追加される別モードとして、測定ボタン４を押すと判定試料２が測定されるとともに、測定されたＬａｂ値に近似するデジタル色が５に表示され微調整で等色できるよう構成する。
その場合、判定試料ごとに、その標準色度を含む、標準色度をａｂ方向に微妙に変化するようプログラムされたエンドレスの一種の動画ファイルを使用し、等色する色を選んで停止できる構成にすることができる。

６はＡＢ測色値表示部であり、測色されると同時的にＬａｂ値ほか、ＸＹＺ，ｘｙ等を表示可能にし、Ｃにおいては、示されるＡＢの色度差から眼の色ずれの方向と程度が表示され、同時に色空間チャート部３のＣＩＥ色度図上に●印としてその位置が表示される。これにより数値とともにグラフで眼の色ずれの方向と程度が一目瞭然となる。
色特性の判定には測色センサー部８が測色計、カメラとして、透過型の判定基準はモニタ（フィルター）からの透過光、反射型の判定基準は外光、または標準光源の反射光を測色し、そのデータがリアルタイムで６に表示される。これによりより精度の高い等色操作を容易に可能にして厳密な他者との眼、またＣＩＥ標準との色覚相違を検出することが可能になる。

図２は透過型判定基準を用いる場合の一実施例をあらわす。Ａはそこで使用する透過型判定基準フィルム１１の一実施例である。透過型灰色透過体は、銀塩フィルム、印刷インクによって分光分布に起伏のないもの、またＣＭＹ混色系（カラーフィルム、デジタルプリント、フィルター重合法）によって透過濃度０．３、０．５、０．７といった透過体ととしてつくることができ、この実施例では同一の透過部が市松模様に配置されてある。それらはモニタ上に重ねた時、Ｂの画像のない白地（２５５ＲＧＢ）部上に配置され、カーラーチャート部すべてで比色可能になるよう構成されている。
同図ＢはデジタルデータでつくられたＲＧＢデジタルモザイクカラーチャートの一実施例であり、対象色である１３の比色用画像部は、灰色透過体とＬａｂが等しいＲＧＢデジタルデータを基準（灰色はａｂ＝０近似）としてこれをたとえばＥ４に配置し、それを中心にａｂ色度図状に同一Ｌ値で色度が±方向に段階的に変換されたその画像がＡとは雄雌関係の市松模様状に配置されている
しかし、そこには［０００３］でのべたグレイバランスにおける「条件不等色」という問題が生じる。そこで本発明では、モニタ画面上の灰色透過体をＣＭＹ混色系でつくる、もしくは等色させるＲＧＢデジタル色画像部分に観察条件（眼、デバイス）を変えると等色しなくなるフィルタ色材を与えて問題を解決している。なお、この方法は外光を受ける反射型の場合にも応用することができる。

これを図２の実施例で説明すると、Ａ図では、灰色透過体１１そのものをＣＭＹ混色系でつくる、もしくは、Ｂ図でいえば、デジタルカラーチャートの比色用画像部１３のデジタル色位置に、条件等色を可能にする色フィルターを配置することによって解決される。
いずれの場合も、分光分布に起伏のあるフィルター色材が追加されることによって、両者を等色させてもＬａｂ値が一致しても分光分布は一致しなくなるので、眼またデバイスの色特性が測色計（ＣＩＥ標準）と異なると標準位置では等色せず色感相違が判定可能になる。以上の判定原理はグレイ（灰色）バランス以外でも応用可能となる。（なお、ややこしくなるので、以下の説明では上記の一部説明を省略する。）

図２の実施例で色覚判定をおこなうときは、図Ａの判定用の透過型判定基準フィルム１１をそのパターンがカラーチャートの市松模様の白地（モニタのＲＧＢ白地部１４）と合致するようモニタに重ねて等色位置を見出す。もし、チャートのＥ４位置で灰色基準と等色する場合は、その眼、またデバイスの色感はＣＩＥ標準（測色計）と同じであることが検査でき、Ｅ４位置で等色しない場合はＣＩＥ標準とずれていることを示し、標準とどのようなずれがあるかは等色する位置のカラーチャート色と灰色基準光のＬａｂ色度差を検出すれば色ズレの色相の方向および程度が数値的に検出可能になる。
この場合もＲＧＢデジタルカラーチャート画像１３の明度（Ｌ値）、色度（ａｂ）はほぼ無段階調整ができ、色度差検出は測色計以外、色感の正しいデジタルカメラの撮影画像からＬａｂ値を得ることによって可能になり、また透過型判定基準フィルム１１は、比色マスクの打ち抜き孔を二等分した一方に分光分布に起伏のある基準透過体１２をもたらし、あるいは起伏のない灰色基準の場合は他方に先に述べたフィルター色材をもたらした比色マスクを用いることにより、従来できなかったあらゆる色相、明度、彩度をもつ判定基準に対する厳密な色感判定がしかも容易安価に実現する。

眼科では、これまで判定できなかったＣＩＥ標準との関連を検査することが可能になるだけでなく、色覚の自己判定が可能になり、デバイス業界ではカメラ等のデバイスの色感検査に使用でき、色管理にも大きく役立てることができる。
その場合、モニタに受光部をもうけ現場の照明光を導入し測色計算させることもできる。また、上記光源１０、マウス７、測色センサー８等をＵＳＢ装置として供給すれば、ノートパソコン、ｉＰａｄ端末等あらゆる携帯機器で高精度の色覚検査が可能になり、その応用であらゆる携帯端末で色覚検査が実現するということであり、モニタ応用によって色覚が誰にでも容易確実に判定できるようになる。

したがって、本発明ではこれまでほとんど未解明であった個々の微妙にまた大きく異なるかもしれない色感特性が、携帯機器によってもこれまでにない高精度で自己検査もできるようになる。自分の色覚を検証するためにも、色を扱うあらゆる分野で現実に生じている色感の相違によるトラブルの解決にも寄与できるだけでなく、色彩学と色彩教育、色彩文化の向上、デバイス色再現、ＣＩＥ表色法の理解と普及にも大きく役立てることができる。

モニタ部の主要構成の説明正面図Ａ：透過型灰色判定基準の説明正面図Ｂ：モニタ画面上のＲＧＢデジタルモザイクカラーチャートの正面図

１モニタ画面
２判定試料設置部（モニタ色は白）
３色空間チャート部
４測色ボタン
５モニタ比色部（デジタル色表示部）
６ＡＢ測色値表示部
７マウス
８測色センサー部
９Ｌａｂ色度図状の判定位置（標準：○印）
１０反射型判定試料の場合のＡに対する標準光源
１１透過型判定基準フィルム１１
１２基準透過体
１３デジタルカラーチャートの比色用画像部（デジタル色）
１４モニタのＲＧＢ白地部

Claims

眼・デバイスの色感特性を、フィルター等の透過型判定基準はモニタ画面のＲＧＢ白色表示部に、反射型標準色票等は外光照明を受けるよう同位置に設置し、その判定基準部に隣接して色変換可能なＲＧＢデジタル色を併置させ、モニタのＲＧＢ光の強弱を調整して両者が等しく見えるよう等色したときの両者の色度（Ｌａｂ値）差から眼およびデバイスの色感特性を検出可能にしたことを特徴とするモニタ使用による色感特性検査法。
請求項１において、透過型灰色判定基準を用いる場合には判定基準をＣＭＹ混色系で製作もしくは隣接させるＲＧＢデジタル色に分光分布に起伏のあるフィルター色材を併用することによって両者を灰色の条件等色対とすることを特徴とするモニタ使用による色感特性検査法。