JP3131139U

JP3131139U - 色合わせ支援装置

Info

Publication number: JP3131139U
Application number: JP2007000792U
Authority: JP
Inventors: 杉岡　幹生
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2007-02-09
Filing date: 2007-02-09
Publication date: 2007-04-19
Anticipated expiration: 2017-02-09

Abstract

【課題】色合わせの作業が正確に、速く行える色合わせ支援装置を提供する。
【解決手段】特定照明下で、標準サンプル及び調整試料の分光スペクトルをそれぞれ測定する分光光度計部１と、特定照明を含む複数の照明について、標準サンプルと調整試料の分光スペクトルとの色差を計算する情報処理部４と、情報処理部４での演算処理の結果を出力する出力制御部７とを備え、情報処理部４は、特定照明以外の他の照明における色差の中に、特定照明における色差よりも大きな色差がある場合は、それらをすべて出力する。
【選択図】図１

Description

本考案は、工業測定や化学分析などによって得られる測定情報に基づいて、調整試料の色彩と基準サンプルの色彩との色差を求める色合わせ支援装置に関する。

デザインや塗装の分野では、ある基準サンプルの基準色と同じ色の調整試料を作成しなければならないような場合がよくある。そのような場合、目視判定では誤差が出るので、色彩測定器を使用して色差（ΔＥ）を求めながら基準色に近い塗料を開発していくことになる。この色彩測定器は、基準サンプルと調整試料の色彩を測定する分光光度計などで構成される測定部と、測定により得られるスペクトル情報を収集する測定情報収集部と、収集されたスペクトル情報を色彩情報に変換処理等を行うためのＣＰＵやメモリ等で構成される処理部と、測定結果や演算結果を表示するモニタとを備える。

測定部は、基準となる色彩を備えた基準サンプルが測定部にセットされると、基準サンプルに種々の波長の光を照射して、この調整試料を反射した光を受光する。測定情報収集部は、この受光によって得られるスペクトル情報を収集する。同様にして、複数個の調整試料に対して、各々のスペクトル情報を収集する。処理部は、このスペクトル情報に基づいて、色彩計算を行い基準色彩情報を求める。次に、複数個の調整試料についても同様にして、調整試料毎の色彩情報を求める。更に、各色彩情報と基準色彩情報との差である色差を調整試料毎に求め、この結果をモニタに表示する。測定者は、調整試料毎の色差の値を観察することで、基準サンプルに対する各調整試料の色彩のズレを客観的に把握することができる。

上述した色彩情報は、スペクトル情報に基づいて、「ＪＩＳＺ８７２２」で規定されている計算方法によって算出された三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚによって、例えばＸＹＺ表色系、Ｌ^*ａ^*ｂ^*表色系などの表色系で表される。このＬ^*ａ^*ｂ^*表色系では、Ｌ^*は明度、ａ^*とｂ^*とで色相と彩度を示す。このＬ^*、ａ^*、ｂ^*は、三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚによって既知の計算式でそれぞれ求められる。なお、三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚの計算方法は：
（分光反射（透過）率）×（目の感度特性）×（光の分光分布）……（１）
で表される（特許文献１参照。）。ここで、分光反射率は、種々の波長の光が調整試料に照射された場合に、波長毎の調整試料での反射率又は吸収率を示すスペクトル情報Ｒ（λ）で表される。目の感度特性は、等色関数値ｘ（λ）、ｙ（λ）、ｚ（λ）で表され、光の分光分布は、既知の光源８１の分光特性Ｓ（λ）で表される。目の感度特性及び光の分光分布は、ＪＩＳで規定され、通常三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚを計算する色彩測定器では、そのソフトウェアの値として設定されている。

しかし、従来の色彩測定器では、ほとんどの場合、ある特定照明を用いた色差を求めて判定している。なお、国際的な色彩の規格では、白熱電球、太陽光、蛍光灯などおおよそ代表的な照明は揃えられている。
特開平１１−１４２３２３号公報

このように、カラー測定では、様々な照明が用意されているが、これらをすべてチェックしていくのはたいへんであるし、マニュアル的に変更していくのは作業時間がかかりすぎる。又、ある特定照明ではＯＫなのに、別の照明を用いた場合は色差が実は大きく出るという事態もある。つまり、別の照明を用いた場合の色差についての考慮が薄いのが実状である。従来手法ではこのような不安感を抱えたままカラー測定を行っている。

本考案は、このような事情に鑑みてなされたものであって、色合わせの作業が正確に、速く行える色合わせ支援装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本考案の第１の態様は、（イ）特定照明下で、標準サンプルの分光スペクトル及び標準サンプルに対し色合わせされる調整試料の分光スペクトルをそれぞれ測定する分光光度計部と、（ロ）特定照明を含む複数の照明について、標準サンプルの分光スペクトルと調整試料の分光スペクトルとの色差を、それぞれ計算する情報処理部と、（ハ）情報処理部での演算処理の結果を出力する出力制御部とを備え、情報処理部は、特定照明以外の他の照明における色差の中に、特定照明における色差よりも大きな色差がある場合は、それらをすべて出力するように出力制御部に命令する色合わせ支援装置であることを要旨とする。

本考案によれば、色合わせの作業が正確に、速く行える色合わせ支援装置が提供できる。

次に、図面を参照して、本考案の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、以下に示す実施の形態は、本考案の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本考案の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本考案の技術的思想は、実用新案登録請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

本考案の実施の形態に係る色合わせ支援装置は、図１に示すように、選択された特定照明装置８２を用いてサンプル（「標準サンプル」及び、標準サンプルに対し色合わせされる「調整試料」）Ｓを測定する分光光度計部１と、測定者からの指示を情報処理部４に伝える選択指示部５と、選択指示部５からの指示に従って各種の処理を行い、選択された特定照明装置８２による照明（以下において「特定照明」という。）を含む複数の照明について、標準サンプルの分光スペクトルと調整試料の分光スペクトルとの色差を、それぞれ計算する情報処理部４と、情報処理部４での演算処理に利用される各種の情報が記憶されているメモリ６と、分光光度計部１を制御する分光光度計制御部３と、分光光度計部１で測定されたスペクトル情報を収集する測定情報収集部２と、収集されたスペクトル情報や情報処理部４での演算処理の結果をモニタ８やプリンタ９に出力する出力制御部７とを備える。

選択指示部５は、マウスやキーボードなどの入力装置で構成されている。測定者は、例えば、図４及び図５に示すように、マウスを操作して、モニタ８（図１参照。）のモニタ画面３０上に表示されるカーソル１０を動かして、命令表示部３０ａの「測定開始」、「色差チェック」等の命令を選択することで、情報処理部４に指示を与える。そして、この情報処理部４は、選択指示部５によって、例えば測定の開始の指示がされると、メモリ６に予め記憶されている測定条件に従って、分光光度計制御部３に測定開始の指示をしたり、測定情報収集部２にスペクトル情報の収集の開始を指示したりする。更に、情報処理部４は、測定情報収集部２に収集されたスペクトル情報と、メモリ６に記憶されている各種の演算情報に基づいて、後述する演算処理を行う。

図１に示すメモリ６には、サンプルＳを測定するための測定条件と、測定情報収集部２に収集されたスペクトル情報から色彩情報を算出するための既知の演算情報である、等色関数値ｘ（λ）、ｙ（λ）、ｚ（λ）、光源８１の分光特性Ｓ（λ）とが予め記憶されている。この等色関数値ｘ（λ）、ｙ（λ）、ｚ（λ）、光源８１の分光特性Ｓ（λ）は、波長毎の既知の値で表される。

図１に示す分光光度計制御部３は、情報処理部４から送られてきた測定条件と測定の開始の指示を受けて、分光光度計部１の回折格子１ａ等を測定開始位置に設定する。その後、分光光度計制御部３は、分光光度計部１でのサンプル（標準サンプル及び調整試料）Ｓの測定を特定照明装置８２を用いて開始するとともに、測定中の分光光度計部１内の回折格子１ａ等の各部を動きを制御する。このため、分光光度計部１は、特定照明装置８２と、回折格子１ａに向けて白色光を発する光源８１と、揺動機構（図示省略。）に取付けられた回折格子１ａと、微細な開口部を備えるスリット１ｂと、サンプルＳで反射した光を受光する光電子増倍管１ｏとを備える。

図４は、本考案の実施の形態に係る色合わせ支援装置のソフトウェアが持つすべての照明装置の内容が、モニタ８のモニタ画面３０上に表示された状態を説明する模式図である。モニタ画面３０上のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ６５，Ｆ６，Ｆ８，Ｆ１０は、それぞれＪＩＳＺ８７２２が規定する照明光である。例えば、ＪＩＳでは標準光Ａは、白色電球で照明される物体色を表示する場合に用いると規定され、標準光Ｂは、直射太陽光で照明される物体色を表示する場合に用いると規定され、標準光Ｃは、昼光で照明される物体色を表示する場合に用いると規定されている。したがって、本明細書における「特定照明装置８２」には白色電球等の通常の照明装置の他、直射太陽光や昼光も形式的には照明装置として含まれる。

上述した分光光度計制御部３によって制御された分光光度計部１では、具体的には次のように動作する。

（ａ）分光光度計部１は、分光光度計制御部３から測定開始の指示があると、特定照明装置８２を用いて、光源８１から回折格子１ａに向けて白色光を照射する。回折格子１ａは、この白色光を波長毎の光に分割する。分割された光の内、特定の波長の光だけが、スリット１ｂを通過して、サンプル（標準サンプル及び調整試料）Ｓに照射される。このとき、回折格子１ａは、徐々に揺動変位するので、サンプルＳに照射される光の波長も徐々に変化する。

（ｂ）特定照明装置８２の下で、サンプルＳで反射した光は、光電子増倍管１ｏで受光され、電圧等の電気信号に変換される。ここで、サンプルＳで反射して光電子増倍管１ｏに到達する光の量は、光の波長によって異なるので、この波長の変化に伴って、電気信号の値が変化する。つまり、この測定によって、波長毎のサンプルＳでの反射率を表すスペクトル情報を得ることができる。

（ｃ）測定情報収集部２は、特定照明装置８２を用いて分光光度計部１で得られるスペクトル情報を逐次収集する。このスペクトル情報は、情報処理部４によって、後述する演算処理が行われ、色彩情報及び色差の値に変換される。

（ｄ）出力制御部７は、スペクトル情報及び色差の値をモニタ８に表示し、プリンタ９に印刷出力する。

以下、具体的に本考案の実施形態に係る色合わせ支援装置で行われる処理の流れを図２に示すフローチャートを参照して説明する。以下に述べる方法は、一例であり、この変形例を含めて、これ以外の種々の方法により、実現可能であることは勿論である。

（イ）先ず、図２のステップＳ２０１において、特定照明装置８２が選択され、条件設定される。次に、ステップＳ２０２において、基準色のサンプル（標準サンプル）が分光光度計部１にセットされ、標準サンプルの測定が開始される。この選択は、選択指示部５を操作して、モニタ画面上のカーソルによって行う。「測定開始」が選択されると、情報処理部４は、メモリ６に記憶されている測定時間などの測定条件を呼び出すとともに、この測定条件と測定開始の指示を分光光度計制御部３と測定情報収集部２に送る。分光光度計制御部３は、測定条件に基づいて、分光光度計部１内の各部を設定するとともに、分光光度計部１に測定の開始を指示する。分光光度計部１は、先ず、基準色のサンプル（標準サンプル）に所定の波長の範囲、例えば波長３８０〜７８０ｎｍまでの光を順次照射して、標準サンプルで反射した光を電気信号に順次変換する。測定情報収集部２は、この電気信号を順次反射率に変換して収集する。つまり、測定情報収集部２に収集された情報を、情報処理部４が、波長３８０〜７８０ｎｍの波長領域での反射率を示す基準スペクトル曲線として収集する。なお、電気信号から反射率への変換は、例えば光電子増倍管１ｏにおいて特定の波長の光が直接受光されて変換される電気信号を基準色として、標準サンプルで反射した光が受光されて変換される電気信号の減衰の程度を算出することで行う。情報処理部４は、標準サンプルの測定が終了すると、モニタ８のモニタ画面のスペクトル表示画面に基準スペクトル曲線を表示する。

（ロ）次に、ステップＳ２０３において、基準色に色合わせされる「調整試料」の試料スペクトル曲線も収集する。この手順は、ステップＳ２０２と同様であり、特定照明装置８２の照明下で、調整試料から反射された光が光電子増倍管１ｏで受光され、電気信号に変換され、その減衰の程度を算出することで行う。調整試料の測定が終了すると、モニタ８のモニタ画面のスペクトル表示画面３１に試料スペクトル曲線を表示する。更に、ステップＳ２０３では、標準サンプルと調整試料との色差を求めるために、情報処理部４が、測定情報収集部２の基準スペクトル曲線及び試料スペクトル曲線に、等色関数値ｘ（λ）、ｙ（λ）、ｚ（λ）、光源８１の分光特性の値Ｓ（λ）をそれぞれ乗じて、色彩情報Ａ₀、Ａ₁を算出する。この色彩情報Ａ₀、Ａ₁を算出するための情報処理部４における計算方法は、「ＪＩＳＺ８７２２」に規定されている方法が用いられる。具体的には、先ず、情報処理部４が次式（２ａ）−（２ｄ）によって、三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚを算出する：
Ｘ＝ＫΣ_380-780Ｓ(λ)・ｘ(λ)・Ｒ(λ) ……（２ａ）
Ｙ＝ＫΣ_380-780Ｓ(λ)・ｙ(λ)・Ｒ(λ) ……（２ｂ）
Ｚ＝ＫΣ_380-780Ｓ(λ)・ｚ(λ)・Ｒ(λ) ……（２ｃ）
Ｋ＝１００／（Σ_380-780Ｓ(λ)・ｙ(λ)） ……（２ｄ）
式（２ａ）−（２ｄ）によって、基準スペクトル曲線に基づく三刺激値Ｘ₀、Ｙ₀、Ｚ₀と、試料スペクトル曲線に基づく三刺激値Ｘ₁、Ｙ₁、Ｚ₁とが求まる。ここで、Σ_380-780は初期値λ＝３８０ｎｍから最終値λ＝７８０ｎｍまでの総和を表す。この三刺激値Ｘ₀、Ｙ₀、Ｚ₀及びＸ₁、Ｙ₁、Ｚ₁によって、標準サンプル、Ｓ₁の色彩情報Ａ₀、Ａ₁をそれぞれ種々の表色系で表すことができる。この表色系は、例えばＸＹＺ表色系、Ｌａｂ表色系、Ｌ^*ａ^*ｂ^*表色系等があり、本考案の実施形態ではＬ^*ａ^*ｂ^*表色系について説明する。情報処理部４はＬ^*ａ^*ｂ^*表色系におけるＬ^*値、ａ^*値、ｂ^*値を、三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚに基づき、次式（２ａ）−（２ｃ）によって算出する：
Ｌ^*＝１１６（Ｙ／Ｙ_P）^1/3−１６ ……（３ａ）
ａ^*＝５００（（Ｘ／Ｘ_P）^1/3−（Ｙ／Ｙ_P）^1/3） ……（３ｂ）
ｂ^*＝２００（（Ｙ／Ｙ_P）^1/3−（Ｘ／Ｚ_P）^1/3） ……（３ｃ）
色彩情報Ａ₀、Ａ₁は、上記式（３ａ）−（３ｃ）から算出されたＬ₀ ^*、ａ₀ ^*、ｂ₀ ^*及びＬ₁ ^*、ａ₁ ^*、ｂ₁ ^*によって表される。続いて、情報処理部４は、特定照明装置８２の照明下における色彩情報Ａ₀とＡ₁との色差ΔＥ₁を求める。特定照明装置８２の照明下における色差ΔＥ₁は、次式（４）によって算出する：
ΔＥ₁＝（（Ｌ₀ ^*−Ｌ₁ ^*）²＋（ａ₀ ^*−ａ₁ ^*）²＋（ｂ₀ ^*−ｂ₁ ^*）²）^1/2……（４）
更に、ステップＳ２０３では、式（４）と同様な式で、他のすべての照明下についても、色差ΔＥn（ｎ＝２，３，４，……）を計算する。

（ハ）次に、ステップＳ２０４において、情報処理部４は、他の照明下における色差ΔＥn（ｎ＝２，３，４，……）の中でΔＥ₁よりも大きいものがあるかを判定する。他の照明下における色差ΔＥnの中でΔＥ₁よりも大きいものがなければ、ステップＳ２０５において、モニタ画面のスペクトル表示画面にΔＥ₁のみを表示する。ステップＳ２０４において、他の照明下における色差ΔＥnの中でΔＥ₁よりも大きいものがあると判定された場合は、ステップＳ２０６において、図３に示すように、ΔＥ₁のみならず、他の大きなΔＥnをすべて表示する。図３で示したΔＥ_CはＣ照明が「特定照明」として選択されていることを示している。「Ｃ照明」は、昼光で照明される物体色を表示する場合に用いるとＪＩＳでは規定されている。図３の左欄の上段の「０」は標準（基準）サンプルを意味し、左欄において、「０」の下の「１」，「２」，「３」は、それぞれ標準（基準）サンプルに色合わせされる調整試料の番号を意味する。

図３において、調整試料１の行の「０．４９（ΔＥ_A）」は、Ａ照明の場合、特定照明として選択されたＣ照明よりも色差が大きいことを示す。「Ａ照明」は、白色電球で照明される物体色を表示する場合に用いるとＪＩＳに規定されている。同様に、調整試料２の行の「０．６５（ΔＥ_B）」は、直射太陽光で照明される物体色を表示するＢ照明の場合、選択されたＣ照明よりも色差が大きく、「０．６１（ΔＥ_F6）」は、普通型白色蛍光ランプによるＦ６照明の場合、選択されたＣ照明よりも色差が大きいことを示している。調整試料３については、選択されたＣ照明よりも色差が大きい場合がないことを意味する。

以上のように、本考案の実施形態に係る色合わせ支援装置では、標準サンプルとこの標準サンプルに色合わせされる調整試料のスペクトル（反射又は透過）を測定し、それを用いて色差ΔＥの計算を行う際、特定照明として選択された照明での色差 ΔＥ₁のみならず、色合わせ支援装置のソフトウェアが持つ他のすべての照明に関しても裏側（内部）で色差ΔＥn（ｎ＝２，３，４，……）の計算を行い、その色差ΔＥnの中で、選択された照明での色差 ΔＥ₁よりも大きな色差がある場合はそれらもすべて表示するという手法で対応しているので、たまたま色差が大きく出る場合（照明）を見落とすことがなくなる。

又、本考案の実施形態に係る色合わせ支援装置によれば、マニュアルですべての照明を選択する場合に比べ、作業時間が格段に短縮される。その結果、本考案の実施形態に係る色合わせ支援装置によれば、色合わせの作業が正確に、速く行えるようになる。

図２に示した、色差を計算し表示する一連の操作は、図２と等価なアルゴリズムのプログラムにより、図１に示した色合わせ支援装置を制御して実行出来る。このプログラムは、本考案の色合わせ支援装置を構成するコンピュータシステムのプログラム記憶装置（図示省略）に記憶させればよい。又、このプログラムは、コンピュータ読取り可能な記録媒体に保存し、この記録媒体を色合わせ支援装置のプログラム記憶装置に読み込ませることにより、本考案の一連の操作を実行することができる。ここで、「コンピュータ読取り可能な記録媒体」とは、例えばコンピュータの外部メモリ装置、半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、磁気テープなどのプログラムを記録することができるような媒体などを意味する。具体的には、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ，ＭＯディスク、カセットテープ、オープンリールテープなどが「コンピュータ読取り可能な記録媒体」に含まれる。例えば、色合わせ支援装置の本体は、フレキシブルディスク装置（フレキシブルディスクドライブ）及び光ディスク装置（光ディスクドライブ）を内蔵若しくは外部接続するように構成出来る。フレキシブルディスクドライブに対してはフレキシブルディスクを、又光ディスクドライブに対してはＣＤ−ＲＯＭをその挿入口から挿入し、所定の読み出し操作を行うことにより、これらの記録媒体に格納されたプログラムを色合わせ支援装置を構成するプログラム記憶装置にインストールすることができる。又、所定のドライブ装置を接続することにより、例えばゲームパック等に利用されているメモリ装置としてのＲＯＭや、磁気テープ装置としてのカセットテープを用いることもできる。更に、インターネット等の情報処理ネットワークを介して、このプログラムをプログラム記憶装置に格納することが可能である。

（その他の実施の形態）
上記のように、本考案は上記の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本考案を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、本考案の実施形態及び運用技術が明らかとなろう。このように、本考案はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本考案の技術的範囲は上記の説明から妥当な実用新案登録請求の範囲に係る考案特定事項によってのみ定められるものである。

本考案は、色彩測定、色差測定を行っている産業上の分野に利用可能である。特に、染料・塗料、プラスチック、繊維、化粧品、医薬品、紙ほか多数の産業に利用可能である。

本考案の実施の形態に係る色合わせ支援装置の概略を説明するためのブロック図である。本考案の実施の形態に係る色合わせ支援装置を用いて、色合わせに必要な色差を計算し、それらをモニタのモニタ画面上に表示する方法を説明するフローチャートである。本考案の実施の形態に係る色合わせ支援装置において、特定照明として選択された照明での色差 ΔＥ₁のみならず、他のすべての照明に関しても裏側（内部）で色差ΔＥn（ｎ＝２，３，４，……）の計算を行い、その色差ΔＥnの中で、選択された特定照明での色差 ΔＥ₁よりも大きな色差がある場合はそれらをすべて、モニタのモニタ画面上に表示することを説明する模式図である。本考案の実施の形態に係る色合わせ支援装置のソフトウェアが持つすべての照明装置の内容が、モニタのモニタ画面上に表示された状態を説明する模式図である。

符号の説明

１…分光光度計部
１ａ…回折格子
１ｂ…スリット
１ｏ…光電子増倍管
２…測定情報収集部
３…分光光度計制御部
４…情報処理部
５…選択指示部
６…メモリ
７…出力制御部
８…モニタ
９…プリンタ
８１…光源
８２…照明装置

Claims

特定照明下で、標準サンプルの分光スペクトル及び前記標準サンプルに対し色合わせされる調整試料の分光スペクトルをそれぞれ測定する分光光度計部と、
前記特定照明を含む複数の照明について、前記標準サンプルの分光スペクトルと前記調整試料の分光スペクトルとの色差を、それぞれ計算する情報処理部と、
前記情報処理部での演算処理の結果を出力する出力制御部
とを備え、前記情報処理部は、前記特定照明以外の他の照明における色差の中に、前記特定照明における色差よりも大きな色差がある場合は、それらをすべて出力するように前記出力制御部に命令することを特徴とする色合わせ支援装置。