JP2014142227A

JP2014142227A - 環境光評価装置

Info

Publication number: JP2014142227A
Application number: JP2013010044A
Authority: JP
Inventors: Hirotaka Tokuda; 裕卓徳田; Naoki Kizu; 直樹木津; Yasuhiro Arakawa; 康裕荒川; Hiroyuki Toyohira; 浩幸豊平
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-01-23
Filing date: 2013-01-23
Publication date: 2014-08-07

Abstract

【課題】演色性の優劣を使用者にわかり易く伝える環境光評価装置を提供する。
【解決手段】外部から分光分布データを取得する取得部１２と、分光放射輝度率が予め定められた所定の複数の試験色に対して分光分布データに基づいた観察色度および所定の基準光下での基準色度を計算する色度計算手段と所定の複数の試験色に対して観察色度および基準色度に基づいて演色評価数を計算する演色評価数計算手段とでなる計算部１４と、演色評価数の相加平均と所定の閾値との大きさの比較に基づいて、警告を出力する警告出力手段と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は環境光評価装置に関する。

印刷物の色の見え方は環境光の分光特性により異なる。これは印刷物から反射した照明の分光分布、すなわち波長ごとの光の強弱を色として知覚しているためである。そのため、基準として設定された昼光下で見る場合と、人工光源下で見る場合とで、印刷物の色が異なって見える。基準の光源下での色の見え方と、人工光源下での色の見え方との差異を総称してその人工光源の演色性という。この見え方の差異が小さい場合は人工光源の演色性が高い（優れる）という。一方、見え方の差異が大きい場合は演色性が低い（劣る）という。

演色性の優劣を定量的に評価するために、国際照明委員会（ＣＩＥ）及び日本工業規格（ＪＩＳ）によって演色評価数が規定されている。演色評価数は、分光特性が規定された基準光源を、分光反射特性が規定された試験色に放射照射したときの色度と、被測定光源を同一の試験色に照射したときの色度を比較することで算出される。

被測定光源の演色性が低い場合は、基準光源下での色の見え方と大きく異なるため、そのような画像を液晶ディスプレイに表示させても、正しい色を判断することが難しい。この場合、かかる被測定光源は液晶ディスプレイの画像表示と同じ画像データを印刷した印刷物との色合わせに適さないため、被測定光源に応じてディスプレイの白色点（ホワイトバランス）補正を行う方法がとられる。

例えば、特許文献１によれば、観察光源毎の色変換テーブル（または色変換ＬＵＴ(Ｌｏｏｋ−ｕｐ−Ｔａｂｌｅ)という）等を用いてディスプレイの色補正が行われる。また、プリンタの場合は、通常、３次元の色変換テーブルである３次元ルック・アップ・テーブル（３次元ＬＵＴ）を作成し、そのテーブルを用いて色変換する方法が開示されている。

従来は、所定の光源毎に色変換ＬＵＴを作成しておき、使用者によって観察光源が設定された場合に、設定された光源に対応する色変換ＬＵＴを用いて補正を行っていた。

特開２００２−１４２１２３号公報

環境光の分光分布に基づいて演色評価数などを計算して、使用者に提示しても、例えば使用者の知識が乏しい場合使用者が適切に演色性の優劣を判断するのが難しい場合があった。

本発明は以上の課題を解決するためになされたものであり、演色性の優劣を使用者にわかり易く伝える環境光評価装置の提供を目的とする。

本発明に係る環境光評価装置は、外部から分光分布データを取得する取得手段と、分光放射輝度率が予め定められた所定の複数の試験色に対して、分光分布データに基づいた観察色度および所定の基準光下での基準色度を計算する色度計算手段と、所定の複数の試験色に対して、観察色度および基準色度に基づいて演色評価数を計算する演色評価数計算手段と、演色評価数の相加平均と所定の閾値との大きさの比較に基づいて、警告を出力する警告出力手段と、を備える。

本発明に係る環境光評価装置によれば、演色評価数などの知識が乏しい使用者が環境光評価装置を使用する場合であっても、演色性が劣っている場合は使用者に対して警告を行うことで、使用者は演色性の優劣を容易に判断することが可能となる。よって、使用者に対して、演色性の高い光源への変更を促すことが可能である。

実施の形態１に係る環境光評価装置の模式図である。実施の形態１に係る環境光評価装置の機能ブロック図である。実施の形態１に係る環境光評価装置の動作を示すフローチャートである。実施の形態１に係る環境光評価装置が出力する演色性評価画面を示す図である。実施の形態１に係る演色性評価画面の試験色の画像を示す図である。

＜実施の形態１＞
＜構成＞
図１に、環境光評価装置１の模式図を示す。環境光評価装置１には、被測定光源３から発せられる環境光の分光分布を測定する測色センサー２が接続されている。また、環境光評価装置１には、表示部としてのディスプレイ４が接続されている。なお、測色センサー２は、回折格子を用いた分光方式のセンサーが好ましいが、分光分布を測定可能なセンサーであればよい。

図２に、環境光評価装置１の機能ブロック図を示す。環境光評価装置１は、後述する各部（取得部１２、記憶部１３、計算部１４、画像信号出力部１５）の動作を制御する制御部１１を備える。環境光評価装置１はさらに、分光分布データを外部から取得する取得手段としての取得部１２と、取得した分光分布データを記憶する記憶部１３とを備える。

また、環境光評価装置１はさらに、演色評価数計算手段および色度計算手段としての計算部１４と、計算部１４の計算結果等を外部のディスプレイ４に表示させる画像信号を出力する画像信号出力部１５とを備える。

演色評価数計算手段とは、所定の複数の試験色に対する演色評価数、および演色評価数に基づく平均演色評価数Ｒａを計算する手段である。また、色度計算手段とは、所定の複数の試験色に対して、被測定光源下での色度（以下、観察色度と記す）と、基準の光源下での色度（以下、基準色度と記す）を計算する手段である。

また、画像信号出力部１５は画像信号出力手段を有する。画像信号出力手段とは、試験色の観察色度の色画像と、当該試験色の基準色度の色画像とを、ディスプレイ４の表示部５に併せて表示させる画像信号を出力する手段である。

また、環境光評価装置１は、警告出力手段を備える。警告出力手段とは、例えば画像信号出力部１５から、ディスプレイ４の表示部５に警告文（後述）を表示させる信号を出力する手段である。

なお、本実施の形態において、基準の光源とは、ＪＩＳ（Ｚ８７２６）によって規定される分光分布を有する光源のことである。また、所定の複数の試験色とは、ＪＩＳのＺ８７２６「光源の演色性評価方法」に記載された試験色Ｒ１〜Ｒ８である。また、試験色Ｒ９〜Ｒ１５についても演色評価数を計算する。

＜動作＞
図３のフローチャートを用いて、環境光評価装置１の動作を説明する。まず、ステップＳ１において、環境光評価装置１の取得部１２は、測色センサー２から被測定光源３の分光分布データを取得する。制御部１１は、取得した分光分布を記憶部１３に記憶する。

なお、測色センサー２は、分光分布データとして、被測定光源３の可視光領域の範囲（３８０〜７８０ｎｍ）における波長ごとのＸＹＺ値を測定する。また、被測定光源３の色温度および黒体放射軌跡からの偏差も測定する。なお、分光分布データの波長の刻みは、５ｎｍや１０ｎｍなど、任意に変更しても良い。

次に、ステップＳ２において、計算部１４は、取得した分光分布データに基づいて、複数の試験色に対する演色評価数および平均演色評価数Ｒａを計算する。また、演色評価数を計算する過程で、各試験色の観察色度および基準色度も算出される。

次に、ステップＳ３において、制御部１１は、平均演色評価数Ｒａが所定の閾値Ｒｔｈを下回っているか否かの判断を行う。平均演色評価数Ｒａが閾値Ｒｔｈを下回っている場合は、演色性評価画面（図４参照）とともに警告をディスプレイ４に表示させるように、画像信号出力部１５から画像信号を出力する（ステップＳ４）。一方、平均演色評価数Ｒａが閾値Ｒｔｈ以上の場合は、警告は表示せずに演色性表示画面のみをディスプレイ４に表示させるように、画像信号出力部１５から画像信号を出力する（ステップＳ５）。

なお、警告の表示として、例えば、演色性評価画面中に「演色性が劣化しています」などの警告文を表示する。また、警告文の表示とともに警告音を出力して、使用者の注意を喚起してもよい。

次に、ステップＳ６において被測定光源３の種類の判別を行う。記憶部１３には、予め多数の種類の光源における試験色Ｒ１〜Ｒ８の演色評価数が記憶されている。これと、算出した演色評価数とを比較することにより、被測定光源３の種類の判別が可能である。被測定光源３の種類がわかれば、ディスプレイ４の表示部５の白色点（ホワイトバランス）補正をする際に、光源の種類に応じたより適切な補正が可能となる。なお、ステップＳ６は、ステップＳ２とステップＳ３の間に行っても良い。

図４に、演色性評価画面を示す。演色性評価画面には、取得部１２が取得した分光分布データ、平均演色評価数Ｒａ、各試験色Ｒ１〜Ｒ１５に対する演色評価数、および各試験色Ｒ１〜Ｒ１５の色画像が表示される。

図５に、試験色Ｒ１の色画像２０の詳細を示す。試験色Ｒ１の色画像２０の内側領域２０ｂには、観察色度をＲＧＢ化した色画像が表示される。また、試験色Ｒ１の色画像２０の外側領域２０ａには、基準色度をＲＧＢ化した画像が表示される。図５に示す様に、外側領域２０ａは、内側領域２０ｂに隣接してとり囲むように表示される。なお、試験色Ｒ２〜Ｒ１５の色画像も図５と同様に表示される。

例えば、試験色Ｒ１の演色評価数が高い場合には、内側領域２０ｂの色画像と外側領域２０ａの色画像との色の差異は小さくなる。一方、演色評価数が低い場合には、２つの色画像の色の差異は大きくなる。

以上の様に、演色評価数と試験色の色画像とを関連付けして演色性評価画面に表示することによって、被測定光源３の演色性を簡便かつ視覚的に確認することができる。

＜演色評価数等の計算＞
所定の複数の試験色として、ＪＩＳ（Ｚ８７２６）の「光源の演色性評価方法」に記載された試験色Ｒ１〜Ｒ８を用いる。また、試験色Ｒ９〜Ｒ１５についても演色評価数を計算する。

演色評価数の計算は、取得部１２が取得した分光分布データと、ＪＩＳ（Ｚ８７２６）に規定された試験色Ｒ１〜Ｒ１５の分光放射輝度率を用いて計算部１４において行われる。ただし、この方法では５ｎｍ刻みまでの分光分布データしか対応していないため、測定間隔をさらに広げる場合には、同計算方法の計算結果は概算値として扱うか、取得した分光分布データを元に補間し同計算方法に対応させることとする。また、演色評価数を計算する過程で、観察色度および基準色度の色座標が算出される。

試験色Ｒ１の計算方法について説明する。まず、取得した分光分布データ、試験色Ｒ１の分光放射輝度率および等色関数を用いて、被測定光源３下における試験色Ｒ１の３刺激値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を算出する。３刺激値をＬ*ｕ*ｖ*表色系に変換して、試験色Ｒ１の観察色度の色座標を得る。また、３刺激値をＲＧＢに変換して、試験色Ｒ１の色画像２０の内側領域２０ｂの色画像を得る。

次に、所定の基準光源の分光分布、試験色Ｒ１の分光放射輝度率および等色関数を用いて、所定の基準光源下における試験色Ｒ１の３刺激値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を算出する。３刺激値をＬ*ｕ*ｖ*表色系に変換して、試験色Ｒ１の基準色度の色座標を得る。また、３刺激値をＲＧＢに変換して、試験色Ｒ１の色画像２０の外側領域２０ａの色画像を得る。なお、所定の基準光源の分光分布として、ＪＩＳ（Ｚ８７２０）に規定されるＣＩＥ昼光を用いる。

そして、観察色度の色座標と、基準色度の色座標を用いて、試験色Ｒ１の演色評価数を算出する。以上の計算を試験色Ｒ２〜Ｒ１５についても同様に行う。

さらに、試験色Ｒ１〜Ｒ８について算出された演色評価数の相加平均から、被測定光源３の総合的な演色性として、平均演色評価数Ｒａを算出する。なお、被測定光源３が複数の光源によって構成されている場合であっても、平均演色評価数Ｒａの計算は可能である。平均演色評価数Ｒａを参考にすることによって、使用者は被測定光源３の演色性の優劣を評価することができる。また、印刷物とディスプレイの色あわせがうまくいかない場合の原因特定も行うことが可能である。

なお、上述の基準色度の計算において、基準の光源の色温度が被測定光源３の色温度と一致するように、被測定光源３の分光分布データから算出した色温度を、基準の光源の分光分布に反映させる。

また、取得部１２において取得した分光分布データを記憶部１３に記憶しておくことで、別の被測定光源３の演色性を評価する際に、過去に取得した分光分布データに基づいた試験色の色画像を参考にすることが可能となり、光源の違いによる演色性の差異を確認することができる。

＜効果＞
本実施の形態における環境光評価装置１は、外部から分光分布データを取得する取得手段と、取得した分光分布データに基づいて、分光放射輝度率が予め定められた所定の複数の試験色の各々に対して演色評価数を計算する演色評価数計算手段と、演色評価数の相加平均と所定の閾値との比較に基づいて、警告を出力する警告出力手段と、を備える。

従って、演色評価数などの知識が乏しい使用者が環境光評価装置１を使用する場合であっても、演色性が劣っている場合は使用者に対して警告を行うことで、使用者は演色性の優劣を容易に判断することが可能となる。よって、使用者に対して演色性の高い光源への変更を促すことが可能である。

また、本実施の形態における環境光評価装置１は、演色評価数に基づいて、取得した分光分布データの元となる光源の種類を判別する判別手段をさらに備える。

従って、算出された演色評価数に基づいて、取得した分光分布データの元となる光源の種類を判別するため、使用者自身が光源の種類を設定する必要が無くなり使用者の負担が軽減される。また、ディスプレイ４の表示部５の色補正を行う際に、より正確な補正が可能となる。

また、本実施の形態における環境光評価装置１は、試験色の観察色度の色画像と、当該試験色の基準色度の色画像とを、外部の表示部に併せて表示させる画像信号を出力する画像信号出力手段をさらに備える。

従って、試験色の観察色度の色画像と基準色度の色画像とを同時にディスプレイ４の表示部５に表示させるため、使用者は被測定光源の演色性の優劣を色画像により視覚的に認識し易くなる。

また、本実施の形態における環境光評価装置１において、画像信号は、観察色度の色画像に隣接して取り囲むように基準色度の色画像を表示させる信号であることを特徴とする。

従って、観察色度の色画像の周囲に基準色度の色画像を表示することにより、使用者が被測定光源３の演色性を視覚的により認識し易くなる。

また、本実施の形態における環境光評価装置１において、基準色度には、分光分布データから得られる色温度が反映されていることを特徴とする。

従って、基準色度は、観察色度と同一の色温度において算出されるため、演色性をより適切に評価することが可能である。

＜実施の形態２＞
本実施の形態では、環境光評価装置１の取得部１２が取得する被測定光源３の分光分布データは、複数（例えば２つ）の測色センサーによる測定に基づいたものである。なお、測色センサーはカラーフィルタ方式であり、複数の測色センサーにおいて、少なくとも１色のカラーフィルタの透過特性が互いに異なるとする。

複数のカラーフィルタ方式の測色センサーによって得られた測色データを基に、例えばスプライン補間などを用いて分光データを作成し、演色評価数を算出する。この演色評価数から被測定光源３の種類を判別する。

本実施の形態における環境光評価装置１において、取得部１２が取得する分光分布データは、複数の測色センサーによる測定に基づいたものであり、複数の測色センサーはカラーフィルタ方式であり、複数の測色センサーにおいて、少なくとも１色のカラーフィルタの透過特性が互いに異なることを特徴とする。

従って、少なくとも１色のカラーフィルタの透過特性が互いに異なる複数の測色センサーによって分光分布を測定した方が、１つの測色センサーによって分光分布を測定するよりも、測定可能な波長領域が広がるため、より精度の高い分光分布データを得る事が可能である。また、これにより、被測定光源３の種類の判別精度が向上する。また、このようにして複数のカラーフィルタ方式の測色センサーを用いることで、測定精度を分光方式の測色センサーに近づけることが可能である。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１環境光評価装置、２測色センサー、３被測定光源、４ディスプレイ、５表示部、１１制御部、１２取得部、１３記憶部、１４計算部、１５画像信号出力部、２０色画像、２０ａ外側領域、２０ｂ内側領域。

Claims

外部から分光分布データを取得する取得手段と、
分光放射輝度率が予め定められた所定の複数の試験色に対して、前記分光分布データに基づいた観察色度および所定の基準光下での基準色度を計算する色度計算手段と、
前記所定の複数の試験色に対して、前記観察色度および前記基準色度に基づいて演色評価数を計算する演色評価数計算手段と、
前記演色評価数の相加平均と所定の閾値との大きさの比較に基づいて、警告を出力する警告出力手段と、
を備える、
環境光評価装置。
前記演色評価数に基づいて、取得した前記分光分布データの元となる光源の種類を判別する判別手段をさらに備える、
請求項１に記載の環境光評価装置。
前記試験色の前記観察色度の色画像と、当該試験色の前記基準色度の色画像とを、外部の表示部に併せて表示させる画像信号を出力する画像信号出力手段をさらに備える、
請求項１又は２に記載の環境光評価装置。
前記画像信号は、前記観察色度の色画像に隣接して取り囲むように前記基準色度の色画像を表示させる信号であることを特徴とする、
請求項３に記載の環境光評価装置。
前記基準色度には、前記分光分布データから得られる色温度が反映されていることを特徴とする、
請求項１〜４のいずれかに記載の環境光評価装置。
前記取得部が取得する前記分光分布データは、複数の測色センサーによる測定に基づいたものであり、
前記複数の測色センサーはカラーフィルタ方式であり、
前記複数の測色センサーにおいて、少なくとも１色のカラーフィルタの透過特性が互いに異なることを特徴とする、
請求項１に記載の環境光評価装置。