JP6565174B2 - 刺激値直読型の測色計 - Google Patents
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Description
本発明は、複数の等色関数の各々に対応する測色値を測定する刺激値直読型の測色計に関する。
国際照明委員会(CIE)において1931年に採択されたXYZ表色系の等色関数（以下では「CIE1931XYZ等色関数」という。）は、客観的な数値で表現された色の指標を求めるための色評価関数の一種である。CIE1931XYZ等色関数は、ディスプレイ、ランプ等の色を測定する場合の標準的な色評価関数として長期間に渡って採用されてきた。特許文献１は、その一例である。
しかし、CIE1931XYZ等色関数が色評価関数として選択された場合に得られる測色値は、特許文献２に記載されているように、実際の人間の目視感と必ずしも一致しない。このため、CIE1931XYZ等色関数を修正した等色関数（以下では「修正等色関数」という。）が提案されている。例えば、Vos and Judd(1978)修正等色関数、TR-170-1修正等色関数、Stockman and Sharpe(1998)修正等色関数等が提案されている。修正等色関数が選択された場合に得られる測色値は、CIE1931XYZ等色関数が選択された場合に得られる測色値と比較して、実際の人間の目視感とより一致する。
上記のように、修正等色関数が選択された場合に得られる測色値は、CIE1931XYZ等色関数が選択された場合に得られる測色値と比較して、実際の人間の目視感とより一致する。しかし、CIE1931XYZ等色関数は、長期間にわたって標準的な色評価関数の地位を占めてきたため、過去の測定データーとの比較等のために、CIE1931XYZ等色関数が選択された場合の測色値を測定することが望まれる場合も多い。このため、CIE1931XYZ等色関数が選択された場合の測色値及び修正等色関数が選択された場合の測色値の両方を一台の測色計で測定できることが望ましい。
CIE1931XYZ等色関数が選択された場合の測色値及び修正等色関数が選択された場合の測色値の両方を一台の測色計で測定するためには、測色の方式を分光測色方式とするか、又は、測色の方式を刺激値直読方式としCIE1931XYZ等色関数に対応する測色光学系及び修正等色関数に対応する測色光学系の両方を設ければよい。しかし、これらは、測色計を複雑にする。
この問題は、一台の測色計によりCIE1931XYZ等色関数及び修正等色関数の各々に対応する測色値を測定する場合に限らず、一台の測色計により複数の等色関数の各々に対応する測色値を測定する場合に一般に生じる。
発明の詳細な説明に記載された発明は、上記の問題を解決することを目的とする。発明の詳細な説明に記載された発明が解決しようとする課題は、簡潔な構成を備える一台の刺激値直読型の測色計により複数の等色関数の各々に対応する測色値を測定することである。
本発明の第１の態様は、ＸＹＺ表色系の等色関数である第１の等色関数および第２の等色関数の各々に対応する測色値を測定する刺激値直読型の測色計であって、第１の色フィルターと前記第１の色フィルターを透過した光線束を受光し第１の信号を出力する第１の受光センサーとを備え、前記第１の等色関数のx成分のうちの長波長側のピークを含むが短波長側のピークを含まない波長範囲の第１部分に近似した分光応答度を有し、被測定光の分光強度に応じた強度を有する第１の信号を出力する第１の測色光学系と、第２の色フィルターと前記第２の色フィルターを透過した光線束を受光し第２の信号を出力する第２の受光センサーとを備え、前記第１の等色関数のy成分のである第２部分に近似した分光応答度を有し、被測定光の分光強度に応じた強度を有する第２の信号を出力する第２の測色光学系と、第３の色フィルターと前記第３の色フィルターを透過した光線束を受光し第３の信号を出力する第３の受光センサーとを備え、前記第１の等色関数のz成分のである第３部分に近似した分光応答度を有し、被測定光の分光強度に応じた強度を有する第３の信号を出力する第３の測色光学系と、第４の色フィルターと前記第４の色フィルターを透過した光線束を受光し第４の信号を出力する第４の受光センサーとを備え、前記第２の等色関数のz成分のである第４部分に近似した分光応答度を有し、被測定光の分光強度に応じた強度を有する第４の信号を出力する第４の測色光学系と、前記第１の信号、前記第２の信号、前記第３の信号及び前記第４の信号を処理し、前記第１の信号、前記第２の信号、前記第３の信号及び前記第４の信号の強度をそれぞれ表現する第１の信号値、第２の信号値、第３の信号値及び第４の信号値を得る信号処理回路と、前記第１の等色関数が選択された場合の第１の刺激値を演算する場合に、前記第１の刺激値のX成分を第１の係数と前記第３の信号値との積に前記第１の信号値を加えたものから特定し、前記第１の刺激値のY成分を前記第２の信号値から演算し、前記第１の刺激値のZ成分を前記第３の信号値から演算する第１の刺激値演算部と、前記第２の等色関数が選択された場合の第２の刺激値を演算する場合に、前記第２の刺激値のX成分を第２の係数と前記第４の信号値との積に前記第１の信号値を加えたものから特定し、前記第２の刺激値のY成分を前記第２の信号値から演算し、前記第２の刺激値のZ成分を前記第４の信号値から演算する第２の刺激値演算部と、前記第１の刺激値から第１の測色値を演算するするとともに、前記第２の刺激値から第２の測色値を演算する導出機構と、
を備える。
本発明の第２の態様は、ＸＹＺ表色系の等色関数である第１の等色関数および第２の等色関数の各々に対応する測色値を測定する刺激値直読型の測色計であって、第１の色フィルターと前記第１の色フィルターを透過した光線束を受光し第１の信号を出力する第１の受光センサーとを備え、前記第１の等色関数のx成分のうちの長波長側のピークを含むが短波長側のピークを含まない波長範囲の第１部分に近似した分光応答度を有し、被測定光の分光強度に応じた強度を有する第１の信号を出力する第１の測色光学系と、第２の色フィルターと前記第２の色フィルターを透過した光線束を受光し第２の信号を出力する第２の受光センサーとを備え、前記第２の等色関数のy成分のである第２部分に近似した分光応答度を有し、被測定光の分光強度に応じた強度を有する第２の信号を出力する第２の測色光学系と、第３の色フィルターと前記第３の色フィルターを透過した光線束を受光し第３の信号を出力する第３の受光センサーとを備え、前記第１の等色関数のz成分のである第３部分に近似した分光応答度を有し、被測定光の分光強度に応じた強度を有する第３の信号を出力する第３の測色光学系と、第４の色フィルターと前記第４の色フィルターを透過した光線束を受光し第４の信号を出力する第４の受光センサーとを備え、前記第２の等色関数のz成分のである第４部分に近似した分光応答度を有し、被測定光の分光強度に応じた強度を有する第４の信号を出力する第４の測色光学系と、前記第１の信号、前記第２の信号、前記第３の信号及び前記第４の信号を処理し、前記第１の信号、前記第２の信号、前記第３の信号及び前記第４の信号の強度をそれぞれ表現する第１の信号値、第２の信号値、第３の信号値及び第４の信号値を得る信号処理回路と、前記第１の等色関数が選択された場合の第１の刺激値を演算する場合に、前記第１の刺激値のX成分を第１の係数と前記第３の信号値との積に前記第１の信号値を加えたものから特定し、前記第１の刺激値のY成分を前記第２の信号値から演算し、前記第１の刺激値のZ成分を前記第３の信号値から演算する第１の刺激値演算部と、前記第２の等色関数が選択された場合の第２の刺激値を演算する場合に、前記第２の刺激値のX成分を第２の係数と前記第４の信号値との積に前記第１の信号値を加えたものから特定し、前記第２の刺激値のY成分を前記第２の信号値から演算し、前記第２の刺激値のZ成分を前記第４の信号値から演算する第２の刺激値演算部と、前記第１の刺激値から第１の測色値を演算するとともに、前記第２の刺激値から第２の測色値を演算する導出機構と、を備える。
を備える。
本発明の第２の態様は、ＸＹＺ表色系の等色関数である第１の等色関数および第２の等色関数の各々に対応する測色値を測定する刺激値直読型の測色計であって、第１の色フィルターと前記第１の色フィルターを透過した光線束を受光し第１の信号を出力する第１の受光センサーとを備え、前記第１の等色関数のx成分のうちの長波長側のピークを含むが短波長側のピークを含まない波長範囲の第１部分に近似した分光応答度を有し、被測定光の分光強度に応じた強度を有する第１の信号を出力する第１の測色光学系と、第２の色フィルターと前記第２の色フィルターを透過した光線束を受光し第２の信号を出力する第２の受光センサーとを備え、前記第２の等色関数のy成分のである第２部分に近似した分光応答度を有し、被測定光の分光強度に応じた強度を有する第２の信号を出力する第２の測色光学系と、第３の色フィルターと前記第３の色フィルターを透過した光線束を受光し第３の信号を出力する第３の受光センサーとを備え、前記第１の等色関数のz成分のである第３部分に近似した分光応答度を有し、被測定光の分光強度に応じた強度を有する第３の信号を出力する第３の測色光学系と、第４の色フィルターと前記第４の色フィルターを透過した光線束を受光し第４の信号を出力する第４の受光センサーとを備え、前記第２の等色関数のz成分のである第４部分に近似した分光応答度を有し、被測定光の分光強度に応じた強度を有する第４の信号を出力する第４の測色光学系と、前記第１の信号、前記第２の信号、前記第３の信号及び前記第４の信号を処理し、前記第１の信号、前記第２の信号、前記第３の信号及び前記第４の信号の強度をそれぞれ表現する第１の信号値、第２の信号値、第３の信号値及び第４の信号値を得る信号処理回路と、前記第１の等色関数が選択された場合の第１の刺激値を演算する場合に、前記第１の刺激値のX成分を第１の係数と前記第３の信号値との積に前記第１の信号値を加えたものから特定し、前記第１の刺激値のY成分を前記第２の信号値から演算し、前記第１の刺激値のZ成分を前記第３の信号値から演算する第１の刺激値演算部と、前記第２の等色関数が選択された場合の第２の刺激値を演算する場合に、前記第２の刺激値のX成分を第２の係数と前記第４の信号値との積に前記第１の信号値を加えたものから特定し、前記第２の刺激値のY成分を前記第２の信号値から演算し、前記第２の刺激値のZ成分を前記第４の信号値から演算する第２の刺激値演算部と、前記第１の刺激値から第１の測色値を演算するとともに、前記第２の刺激値から第２の測色値を演算する導出機構と、を備える。
簡潔な構成を備える一台の刺激値直読型の測色計により複数の等色関数の各々に対応する測色値が測定される。
これらの及びこれら以外の発明の目的、特徴、局面及び利点は、添付図面とともに考慮されたときに下記の発明の詳細な説明によってより明白となる。
１ 等色関数
この実施形態の色彩輝度計は、CIE1931XYZ等色関数が色評価関数として選択された場合の測色値及び修正等色関数が色評価関数として選択された場合の測色値の両方を測定できる。下記の説明においては、色彩輝度計について説明するのに先立って、CIE1931XYZ等色関数及び修正等色関数について説明する。
この実施形態の色彩輝度計は、CIE1931XYZ等色関数が色評価関数として選択された場合の測色値及び修正等色関数が色評価関数として選択された場合の測色値の両方を測定できる。下記の説明においては、色彩輝度計について説明するのに先立って、CIE1931XYZ等色関数及び修正等色関数について説明する。
２ CIE1931XYZ等色関数
図１のグラフは、CIE1931XYZ等色関数を示す。
図１のグラフは、CIE1931XYZ等色関数を示す。
図１に示されるように、CIE1931XYZ等色関数は、x成分xbar(lambda)、y成分ybar(lambda)及びz成分zbar(lambda)を有する。CIE1931XYZ等色関数のx成分xbar(lambda)、y成分ybar(lambda)及びz成分zbar(lambda)の各々は、波長lambdaの関数である。CIE1931XYZ等色関数のx成分xbar(lambda)は、442nm付近及び599nm付近にピークを有する。CIE1931XYZ等色関数のy成分ybar(lambda)は、555nm付近にピークを有する。CIE1931XYZ等色関数のz成分zbar(lambda)は、446nm付近にピークを有する。CIE1931XYZ等色関数のx成分xbar(lambda)は、短波長側xbar1(lambda)及び長波長側xbar2(lambda)に分割できる。短波長側xbar1(lambda)は、x成分xbar(lambda)の短波長側のピークを含むが長波長側のピークを含まない波長範囲の部分であり、例えば500nm以下の波長範囲の部分である。長波長側xbar2(lambda)は、x成分xbar(lambda)のうちの長波長側のピークを含むが短波長側のピークを含まない波長範囲の部分であり、例えば500nm以上の波長範囲の部分である。短波長側xbar1(lambda)と長波長側xbar2(lambda)との境界は、例えば490nm以上510nm以下である。
３ 修正等色関数
修正等色関数は、CIE1931XYZ等色関数と同様に、x成分xbar(lambda)、y成分ybar(lambda)及びz成分zbar(lambda)を有する。修正等色関数のx成分xbar(lambda)は、CIE1931XYZ等色関数のそれと同様に、短波長側xbar1(lambda)及び長波長側xbar2(lambda)に分割できる。
修正等色関数は、CIE1931XYZ等色関数と同様に、x成分xbar(lambda)、y成分ybar(lambda)及びz成分zbar(lambda)を有する。修正等色関数のx成分xbar(lambda)は、CIE1931XYZ等色関数のそれと同様に、短波長側xbar1(lambda)及び長波長側xbar2(lambda)に分割できる。
４ CIE1931XYZ等色関数と修正等色関数との比較
修正等色関数は、500nm以下の波長範囲において、特に400nmから500nmまでの波長範囲において、CIE1931XYZ等色関数と顕著に相違するが、500nm以上の波長範囲において、CIE1931XYZ等色関数と顕著に相違しない。
修正等色関数は、500nm以下の波長範囲において、特に400nmから500nmまでの波長範囲において、CIE1931XYZ等色関数と顕著に相違するが、500nm以上の波長範囲において、CIE1931XYZ等色関数と顕著に相違しない。
このため、500nm以下の波長範囲において大きな相対強度を持つ、修正等色関数のx成分xbar(lambda)の短波長側xbar1(lambda)は、CIE1931XYZ等色関数のそれと顕著に相違する。また、500nm以下の波長範囲において大きな相対強度を持つ、修正等色関数のz成分zbar(lambda)は、CIE1931XYZ等色関数のそれと顕著に相違する。
しかし、500nm以下の波長範囲において大きな値を持たない、修正等色関数のx成分xbar(lambda)の長波長側xbar2(lambda)は、CIE1931XYZ等色関数のそれと顕著に相違しない。また、500nm以下の波長範囲において大きな値を持たない、修正等色関数のy成分ybar(lambda)は、CIE1931XYZ等色関数のそれと顕著に相違しない。
Vos and Judd(1978)修正等色関数及びTR-170-1修正等色関数を例にこれらのことを説明する。
図２のグラフは、Vos and Judd(1978)修正等色関数及びCIE1931XYZ等色関数を示す。図３のグラフは、TR-170-1修正等色関数及びCIE1931XYZ等色関数を示す。
図２に示されるように、Vos and Judd(1978)修正等色関数のx成分xbar(lambda)のうちの380nmから500nmまでの波長範囲の部分xbar1(lambda)はCIE1931XYZ等色関数のそれと顕著に相違し、Vos and Judd(1978)修正等色関数のz成分zbar(lambda)はCIE1931XYZ等色関数のそれと顕著に相違する。
しかし、図２に示されるように、Vos and Judd(1978)修正等色関数のx成分xbar(lambda)のうちの500nmから780nmまでの波長領域の部分xbar2(lambda)はCIE1931XYZ等色関数のそれと顕著に相違せず、Vos and Judd(1978)修正等色関数のy成分ybar(lambda)はCIE1931XYZ等色関数のそれと顕著に相違しない。
図３に示されるように、TR-170-1修正等色関数についても同様のことが言える。
５ 測色の簡略化
５．１ 序
図４から図９までの模式図は、測色の簡略化を説明するための図である。図１０から図１２までのグラフは、測色の簡略化の前後の等色関数を示す。
５．１ 序
図４から図９までの模式図は、測色の簡略化を説明するための図である。図１０から図１２までのグラフは、測色の簡略化の前後の等色関数を示す。
下記の説明においては、等色関数A及びBの一方がCIE1931XYZ等色関数であり、等色関数A及びBの他方が修正等色関数であるとする。下記の説明においては、等色関数Aが選択された場合の測色値を導出するために必要な第１の部分、第２の部分及び第３の部分としてそれぞれx成分xbar(lambda)の長波長側xbar2(lambda)、y成分ybar(lambda)及びz成分zbar(lambda)が等色関数Aから抽出され、等色関数Bが選択された場合の測色値を導出するために必要な第４の部分、第５の部分及び第６の部分としてそれぞれx成分xbar(lambda)の長波長側xbar2(lambda)、y成分ybar(lambda)及びz成分zbar(lambda)が等色関数Bから抽出される。その上で、第４の部分及び第５の部分がそれぞれ第１の部分及び第２の部分を用いて近似可能であるという等色関数A及びBの特徴が利用される。等色関数Aが選択された場合の測色値を第１の部分、第２の部分及び第３の部分から導出可能であり、等色関数Bが選択された場合の測色値を第４の部分、第５の部分及び第６の部分から導出可能であり、第４の部分及び第５の部分がそれぞれ第１の部分及び第２の部分を用いて近似可能である限り、等色関数Aからの第１の部分、第２の部分及び第３の部分の抽出箇所が変更されてもよく、等色関数Bからの第４の部分、第５の部分及び第６の部分の抽出箇所が変更されてもよい。
５．２ ６個の測色光学系の必要性
等色関数Aが選択された場合の測色値及び等色関数Bが選択された場合の測色値の両方を測定するためには、図４に示されるように、等色関数Aのx成分xbar(lambda)、y成分ybar(lambda)及びz成分zbar(lambda)に近似した分光応答度をそれぞれ有する測色光学系M(Xa),M(Ya)及びM(Za)が設けられ、等色関数Bのx成分xbar(lambda)、y成分ybar(lambda)及びz成分zbar(lambda)に近似した分光応答度をそれぞれ有する測色光学系M(Xb),M(Yb)及びM(Zb)が設けられる。この場合は、測色光学系M(Xa),M(Ya)及びM(Za)により出力される信号から等色関数Aに対応する測色値が導出され、測色光学系M(Xb),M(Yb)及びM(Zb)により出力される信号から等色関数Bに対応する測色値が導出される。
等色関数Aが選択された場合の測色値及び等色関数Bが選択された場合の測色値の両方を測定するためには、図４に示されるように、等色関数Aのx成分xbar(lambda)、y成分ybar(lambda)及びz成分zbar(lambda)に近似した分光応答度をそれぞれ有する測色光学系M(Xa),M(Ya)及びM(Za)が設けられ、等色関数Bのx成分xbar(lambda)、y成分ybar(lambda)及びz成分zbar(lambda)に近似した分光応答度をそれぞれ有する測色光学系M(Xb),M(Yb)及びM(Zb)が設けられる。この場合は、測色光学系M(Xa),M(Ya)及びM(Za)により出力される信号から等色関数Aに対応する測色値が導出され、測色光学系M(Xb),M(Yb)及びM(Zb)により出力される信号から等色関数Bに対応する測色値が導出される。
５．３ 等色関数Bのy成分の代替
等色関数Bのy成分ybar(lambda)は等色関数Aのそれと顕著に相違しないため、等色関数Bのy成分ybar(lambda)は等色関数Aのそれを用いて近似可能である。このため、図５に示されるように、測色光学系M(Yb)が省略され、測色光学系M(Ya)により出力される信号で測色光学系M(Yb)により出力される信号が代替されてもよい。この場合は、測色光学系M(Xa)，M(Ya)及びM(Za)により出力される信号から等色関数Aに対応する測色値が導出され、測色光学系M(Xb)，M(Ya)及びM(Zb)により出力される信号から等色関数Bに対応する測色値が導出される。
等色関数Bのy成分ybar(lambda)は等色関数Aのそれと顕著に相違しないため、等色関数Bのy成分ybar(lambda)は等色関数Aのそれを用いて近似可能である。このため、図５に示されるように、測色光学系M(Yb)が省略され、測色光学系M(Ya)により出力される信号で測色光学系M(Yb)により出力される信号が代替されてもよい。この場合は、測色光学系M(Xa)，M(Ya)及びM(Za)により出力される信号から等色関数Aに対応する測色値が導出され、測色光学系M(Xb)，M(Ya)及びM(Zb)により出力される信号から等色関数Bに対応する測色値が導出される。
これにより、測色光学系の数が６個から５個へ減らされる。
５．４ 等色関数A及びBのx成分の分割
x成分xbar(lambda)が短波長側xbar1(lambda)及び長波長側xbar2(lambda)に分割される場合は、図６に示されるように、測色光学系M(Xa)に代えて、等色関数Aのx成分xbar(lambda)の短波長側xbar1(lambda)及び長波長側xbar2(lambda)に近似した分光応答度をそれぞれ有する測色光学系M(X1a)及びM(X2a)が設けられ、測色光学系M(Xb)に代えて、等色関数Bのx成分xbar(lambda)の短波長側xbar1(lambda)及び長波長側xbar2(lambda)に近似した分光応答度をそれぞれ有する測色光学系M(X1b)及びM(X2b)が設けられる。
x成分xbar(lambda)が短波長側xbar1(lambda)及び長波長側xbar2(lambda)に分割される場合は、図６に示されるように、測色光学系M(Xa)に代えて、等色関数Aのx成分xbar(lambda)の短波長側xbar1(lambda)及び長波長側xbar2(lambda)に近似した分光応答度をそれぞれ有する測色光学系M(X1a)及びM(X2a)が設けられ、測色光学系M(Xb)に代えて、等色関数Bのx成分xbar(lambda)の短波長側xbar1(lambda)及び長波長側xbar2(lambda)に近似した分光応答度をそれぞれ有する測色光学系M(X1b)及びM(X2b)が設けられる。
これにより、測色光学系の数が５個から７個へ増やされる。この測色光学系の数の増加は、下記の測色の簡略化により相殺される。
５．５ 等色関数A及びBのx成分の短波長側の代替
等色関数A及びBのx成分xbar(lambda)の短波長側xbar1(lambda)は、それぞれ、等色関数A及びBのz成分zbar(lambda)の係数倍により近似可能である。このため、図７に示されるように、測色光学系M(X1a)及びM(X1b)が省略され、測色光学系M(Za)及びM(Zb)により出力される信号の係数倍でそれぞれ測色光学系M(X1a)及びM(X1b)により出力される信号が代替されてもよい。この場合は、測色光学系M(X2a)，M(Ya)及びM(Za)により出力される信号から等色関数Aに対応する測色値が導出され、測色光学系M(X2b)，M(Ya)及びM(Zb)により出力される信号から等色関数Bに対応する測色値が導出される。
等色関数A及びBのx成分xbar(lambda)の短波長側xbar1(lambda)は、それぞれ、等色関数A及びBのz成分zbar(lambda)の係数倍により近似可能である。このため、図７に示されるように、測色光学系M(X1a)及びM(X1b)が省略され、測色光学系M(Za)及びM(Zb)により出力される信号の係数倍でそれぞれ測色光学系M(X1a)及びM(X1b)により出力される信号が代替されてもよい。この場合は、測色光学系M(X2a)，M(Ya)及びM(Za)により出力される信号から等色関数Aに対応する測色値が導出され、測色光学系M(X2b)，M(Ya)及びM(Zb)により出力される信号から等色関数Bに対応する測色値が導出される。
これにより、測色光学系の数が７個から５個へ減らされる。
５．６ 等色関数Bのx成分の長波長側の代替
等色関数Bのx成分xbar(lambda)の長波長側xbar2(lambda)は、等色関数Aのそれと顕著に相違しないため、等色関数Bのx成分xbar(lambda)の長波長側xbar2(lambda)は等色関数Aのそれを用いて近似可能である。このため、図８に示されるように、測色光学系M(X2b)が省略され、測色光学系M(X2a)により出力される信号で測色光学系M(X2b)により出力される信号が代替されてもよい。この場合は、測色光学系M(X2a)，M(Ya)及びM(Za)により出力される信号から等色関数Aに対応する測色値が導出され、測色光学系M(X2a)，M(Ya)及びM(Zb)により出力される信号から等色関数Bに対応する測色値が導出される。
等色関数Bのx成分xbar(lambda)の長波長側xbar2(lambda)は、等色関数Aのそれと顕著に相違しないため、等色関数Bのx成分xbar(lambda)の長波長側xbar2(lambda)は等色関数Aのそれを用いて近似可能である。このため、図８に示されるように、測色光学系M(X2b)が省略され、測色光学系M(X2a)により出力される信号で測色光学系M(X2b)により出力される信号が代替されてもよい。この場合は、測色光学系M(X2a)，M(Ya)及びM(Za)により出力される信号から等色関数Aに対応する測色値が導出され、測色光学系M(X2a)，M(Ya)及びM(Zb)により出力される信号から等色関数Bに対応する測色値が導出される。
これにより、測色光学系の数が５個から４個へ減らされる。
５．７ 等色関数Aのy成分の代替
上記の等色関数Bのy成分の代替に代えて、等色関数Aのy成分の代替が行われてもよい。
上記の等色関数Bのy成分の代替に代えて、等色関数Aのy成分の代替が行われてもよい。
等色関数Aのy成分ybar(lambda)は、等色関数Bのそれを用いて近似可能であるため、図９に示されるように、測色光学系M(Ya)が省略され、測色光学系M(Yb)により出力される信号で測色光学系M(Ya)により出力される信号が代替されてもよい。この場合は、測色光学系M(X2a)，M(Yb)及びM(Za)により出力される信号から等色関数Aに対応する測色値が導出され、測色光学系M(X2a)，M(Yb)及びM(Zb)により出力される信号から等色関数Bに対応する測色値が導出される。
５．８ 他の等色関数への適用可能性
これらの測色の簡略化は、等色関数A及びBの片方又は両方がCIE1931XYZ等色関数及び修正等色関数のいずれでもない場合でも、等色関数Aが選択された場合の測色値を第１の部分、第２の部分及び第３の部分から導出可能であり、等色関数Bが選択された場合の測色値を第４の部分、第５の部分及び第６の部分から導出可能であり、第４の部分及び第５の部分がそれぞれ第１の部分及び第２の部分を用いて近似可能である場合に採用できる。
これらの測色の簡略化は、等色関数A及びBの片方又は両方がCIE1931XYZ等色関数及び修正等色関数のいずれでもない場合でも、等色関数Aが選択された場合の測色値を第１の部分、第２の部分及び第３の部分から導出可能であり、等色関数Bが選択された場合の測色値を第４の部分、第５の部分及び第６の部分から導出可能であり、第４の部分及び第５の部分がそれぞれ第１の部分及び第２の部分を用いて近似可能である場合に採用できる。
５．９ 等色関数Aのx成分の短波長側の代替による分光応答度の変化
図１０には、等色関数AがVos and Judd修正等色関数である場合について、測色光学系M(Za)により出力される信号の係数倍で測色光学系M(X1a)により出力される信号が代替されたときの分光応答度が実線で示され、そのような代替が行われないときの分光応答度が点線で示される。図１０に示されるように、代替が行われる場合の分光応答度は、代替が行われない場合のそれと大差がない。
図１０には、等色関数AがVos and Judd修正等色関数である場合について、測色光学系M(Za)により出力される信号の係数倍で測色光学系M(X1a)により出力される信号が代替されたときの分光応答度が実線で示され、そのような代替が行われないときの分光応答度が点線で示される。図１０に示されるように、代替が行われる場合の分光応答度は、代替が行われない場合のそれと大差がない。
５．１０ 等色関数Bのx成分の短波長側及び長波長側の代替による分光応答度の変化
図１１には、等色関数AがVos and Judd修正等色関数であり等色関数BがCIE1931XYZ等色関数である場合について、測色光学系M(Zb)により出力される信号の係数倍で測色光学系M(X1b)により出力される信号が代替され測色光学系M(X2a)により出力される信号で測色光学系M(X2b)により出力される信号が代替されたときの分光応答度が実線で示され、そのような代替が行われないときの分光応答度が点線で示される。図１１に示されるように、代替が行われる場合の分光応答度は、代替が行われない場合のそれと大差がない。
図１１には、等色関数AがVos and Judd修正等色関数であり等色関数BがCIE1931XYZ等色関数である場合について、測色光学系M(Zb)により出力される信号の係数倍で測色光学系M(X1b)により出力される信号が代替され測色光学系M(X2a)により出力される信号で測色光学系M(X2b)により出力される信号が代替されたときの分光応答度が実線で示され、そのような代替が行われないときの分光応答度が点線で示される。図１１に示されるように、代替が行われる場合の分光応答度は、代替が行われない場合のそれと大差がない。
５．１１ 等色関数Bのy成分の代替による分光応答度の変化
図１２には、等色関数AがVos and Judd修正等色関数であり等色関数BがCIE1931XYZ等色関数である場合について、測色光学系M(Ya)により出力される信号で測色光学系M(Yb)により出力される信号が代替されたときの分光応答度が実線で示され、そのような代替が行われないときの分光応答度が点線で示される。図１２に示されるように、代替が行われる場合の分光応答度は、代替が行われない場合のそれと大差がない。
図１２には、等色関数AがVos and Judd修正等色関数であり等色関数BがCIE1931XYZ等色関数である場合について、測色光学系M(Ya)により出力される信号で測色光学系M(Yb)により出力される信号が代替されたときの分光応答度が実線で示され、そのような代替が行われないときの分光応答度が点線で示される。図１２に示されるように、代替が行われる場合の分光応答度は、代替が行われない場合のそれと大差がない。
６ 色彩輝度計
図１３の模式図は、この実施形態の色彩輝度計１０００を示す。
図１３の模式図は、この実施形態の色彩輝度計１０００を示す。
色彩輝度計１０００は、液晶ディスプレイの表示面の色を測定する。色彩輝度計１０００が液晶ディスプレイ以外のフラットパネルディスプレイの表示面の色を測定してもよい。色彩輝度計１０００がフラットパネルディスプレイ以外の発光物の色を測定してもよい。色彩輝度計１０００が非発光物の色を測定してもよい。
色彩輝度計１０００は、Yxy表色系における輝度及び色度を測定する。色彩輝度計１０００が、Yxy表色系における輝度及び色度に代えて、又は、Yxy表色系における輝度及び色度に加えて、他の測色値を測定してもよい。例えば、色彩輝度計１０００が、L*a*b*表色系における明度指数及びクロマティクネス指数、L*C*h表色系における明度指数、彩度及び色相角、マンセル表色系における色相、明度及び彩度、L*u*v*表色系における明度指数及びクロマティクネス指数、XYZ表色系における刺激値、RGB表色系における刺激値、色温度等を測定してもよい。色彩輝度計１０００が色差を測定してもよい。輝度の測定が省略されてもよい。
測定の対象、測定される測色値、測定の精度等によっては、装置が色彩輝度計以外の名称で呼ばれる場合がある。例えば、装置が色彩計、色彩照度計、カラーリーダー等と呼ばれる場合がある。この出願書類においては、測色値を測定する装置が測色計と総称される。
色彩輝度計１０００は、刺激値直読方式により測色値を測定する刺激値直読型の測色計の一種である。
図１３に示されるように、色彩輝度計１０００は、測定ヘッド１０１０、パーソナルコンピューター（ＰＣ）１０１１等を備える。
ＰＣ１０１１は、操作が行われたことを検出した場合に、検出した操作に応じた処理を測定ヘッド１０１０に行わせるための制御信号を測定ヘッド１０１０へ送信する。測定ヘッド１０１０は、制御信号を受信した場合に、制御信号にしたがって処理を行い、XYZ表色系における刺激値X,Y及びZを測定し、刺激値X,Y及びZをＰＣ１０１１へ送信する。ＰＣ１０１１は、刺激値X,Y及びZを受信した場合に、刺激値X,Y及びZから輝度Lv並びに色度x及びyを演算し、輝度Lv並びに色度x及びyを表示する。測定ヘッド１０１０がＰＣ１０１１の機能の全部又は一部を担ってもよい。ＰＣ１０１１が測定ヘッド１０１０の機能の一部を担ってもよい。測定ヘッド１０１０がＰＣ１０１１の全部の機能を担う場合は、ＰＣ１０１１が省略され測定ヘッド１０１０がスタンドアローンとなってもよい。測定ヘッド１０１０は、測定プローブ、センサーヘッド、本体等と呼ばれる場合もある。
７ 測定ヘッド
図１４の模式図は、測定ヘッド１０１０及び液晶ディスプレイ１０２０を示す。図１４は、測定ヘッド１０１０が液晶ディスプレイ１０２０に装着された状態を示す。
図１４の模式図は、測定ヘッド１０１０及び液晶ディスプレイ１０２０を示す。図１４は、測定ヘッド１０１０が液晶ディスプレイ１０２０に装着された状態を示す。
図１４に示されるように、測定ヘッド１０１０は、対物光学系１０３０、測色ユニット１０３１、制御部１０３２、筐体１０３３、フック１０３４等を備える。筐体１０３３は、鏡筒１０４０、フランジ１０４１等を備える。鏡筒１０４０には、空間１０５０が形成される。空間１０５０の一端は、受光窓１０６０となる。
測定ヘッド１０１０は、測定が行われる場合に、液晶ディスプレイ１０２０の上端にフック１０３４を引っ掛けることにより液晶ディスプレイ１０２０に測定姿勢で装着される。測定ヘッド１０１０が測定姿勢で液晶ディスプレイ１０２０に装着された場合は、フランジ１０４１が液晶ディスプレイ１０２０の表示面１０７０に接し、フランジ１０４１に囲まれた受光窓１０６０が液晶ディスプレイ１０２０の表示面１０７０に近接して対向し、表示面１０７０が発する被測定光１０９０が受光窓１０６０に受光される。測定姿勢が変更されてもよい。
被測定光１０９０は、受光窓１０６０に受光され、空間１０５０を進み、対物光学系１０３０により収束させられ、さらに空間１０５０を進み、測色ユニット１０３１に受光される。被測定光１０９０が対物光学系１０３０により発散させられる場合又はコリメート化される場合もある。被測定光１０９０が、対物光学系１０３０以外の光学系を経由してもよい。例えば、被測定光１０９０が、分岐光学系等を経由してもよい。対物光学系１０３０が省略される場合もある。被測定光１０９０を測色ユニット１０３１へ導くための構造が変更されてもよい。
測色ユニット１０３１は、被測定光１０９０を受光した場合に、信号S(X2a),S(Ya),S(Za)及びS(Zb)を制御部１０３２へ出力する。制御部１０３２は、信号S(X2a),S(Ya),S(Za)及びS(Zb)が入力された場合に、等色関数Aが選択された場合の刺激値Xa,Ya及びZaを信号S(X2a),S(Ya)及びS(Za)から導出し、刺激値Xa,Ya及びZaをＰＣ１０１１へ送信し、等色関数Bが選択された場合の刺激値Xb,Yb及びZbを信号S(X2a),S(Ya)及びS(Zb)から導出し、刺激値Xb,Yb及びZbをＰＣ１０１１へ送信する。
８ 測色ユニット
図１５の模式図は、フランジ１０４１、対物光学系１０３０及び測色ユニット１０３１の斜視図である。
図１５の模式図は、フランジ１０４１、対物光学系１０３０及び測色ユニット１０３１の斜視図である。
測色ユニット１０３１は、図１５に示されるように、測色光学系群１１００を備える。測色光学系群１１００は、測色光学系１１１０，１１１１，１１１２及び１１１３を備える。
測色光学系１１１０は、色フィルター１１２０及び受光センサー１１２１を備える。測色ユニット１０３１が被測定光１０９０を受光した場合は、被測定光１０９０を構成する光線束の一部が色フィルター１１２０を透過し受光センサー１１２１に受光される。受光センサー１１２１は、信号S(X2a)を出力する。信号S(X2a)の強度は、被測定光１０９０の分光強度に応じる。被測定光１０９０の分光強度と信号S(X2a)の強度との関係を示す分光応答度は、等色関数Aのx成分xbar(lambda)の長波長側xbar2(lambda)に近似する。
測色光学系１１１１は、色フィルター１１３０及び受光センサー１１３１を備える。測色ユニット１０３１が被測定光１０９０を受光した場合は、被測定光１０９０を構成する光線束の一部が色フィルター１１３０を透過し受光センサー１１３１に受光される。受光センサー１１３１は、信号S(Ya)を出力する。信号S(Ya)の強度は、被測定光１０９０の分光強度に応じる。被測定光１０９０の分光強度と信号S(Ya)の強度との関係を示す分光応答度は、等色関数Aのy成分ybar(lambda)に近似する。
測色光学系１１１２は、色フィルター１１４０及び受光センサー１１４１を備える。測色ユニット１０３１が被測定光１０９０を受光した場合は、被測定光１０９０を構成する光線束の一部が色フィルター１１４０を透過し受光センサー１１４１に受光される。受光センサー１１４１は、信号S(Za)を出力する。信号S(Za)の強度は、被測定光１０９０の分光強度に応じる。被測定光１０９０の分光強度と信号S(Za)の強度との関係を示す分光応答度は、等色関数Aのz成分zbar(lambda)に近似する。
測色光学系１１１３は、色フィルター１１５０及び受光センサー１１５１を備える。測色ユニット１０３１が被測定光１０９０を受光した場合は、被測定光１０９０を構成する光線束の一部が色フィルター１１５０を透過し受光センサー１１５１に受光される。受光センサー１１５１は、信号S(Zb)を出力する。信号S(Zb)の強度は、被測定光１０９０の分光強度に応じる。被測定光１０９０の分光強度と信号S(Zb)の強度との関係を示す分光応答度は、等色関数Bのz成分zbar(lambda)に近似する。
分光応答度が等色関数に近似することは、当該分光応答度を有する測色光学系から出力される信号から導出される測色値と真の測色値との差が色彩輝度計の誤差に関する仕様を満たすように分光応答度が等色関数を反映することを意味する。
９ 色フィルターの分光透過率
図１６のグラフは、色フィルターの分光透過率、対物光学系の分光透過率、分岐光学系の分光透過率、集光レンズ群の分光透過率、受光センサーの分光感度及び全体の分光応答度を示す。
図１６のグラフは、色フィルターの分光透過率、対物光学系の分光透過率、分岐光学系の分光透過率、集光レンズ群の分光透過率、受光センサーの分光感度及び全体の分光応答度を示す。
図１６に示されるように、対物光学系の透過率、分岐光学系の透過率、集光レンズ群の透過率及び受光センサーの感度は、波長に依存するので、被測定光の分光強度と受光センサーが出力する信号の強度との関係を示す全体の分光応答度は、色フィルターの分光透過率だけでは決まらず、対物光学系の分光透過率、分岐光学系の分光透過率及び集光レンズ群の分光透過率の影響を受ける。例えば、全体の分光応答度は、対物光学系を構成するレンズの分光透過率、分岐光学系を構成する光ファイバーの分光透過率等の影響を受ける。被測定光が対物光学系、分岐光学系及び集光レンズ群以外の光学系を経由する場合は、全体の分光応答度は、当該光学系の分光透過率の影響も受ける。全体の分光応答度がその他の要素の影響を受ける場合もある。例えば、全体の分光応答度が受光センサーの受光面の分光反射率の影響を受ける場合もある。
色フィルター１１２０の分光透過率は、色フィルター１１２０の分光透過率そのものが等色関数Aのx成分xbar(lambda)の長波長側xbar2(lambda)に近似するように選択されるのではなく、全体の分光応答度が等色関数Aのx成分xbar(lambda)の長波長側xbar2(lambda)に近似するように選択される。すなわち、色フィルター１１２０の分光透過率は、受光窓１０６０に受光され色彩輝度計１０００に入射する被測定光１０９０の分光強度と測色光学系１１１０が出力する信号S(X2a)の強度との関係を示す分光応答度が等色関数Aのx成分xbar(lambda)の長波長側xbar2(lambda)に近似するように選択される。同様に、色フィルター１１３０の分光透過率は、受光窓１０６０に受光され色彩輝度計１０００に入射する被測定光１０９０の分光強度と測色光学系１１１１が出力する信号S(Ya)の強度との関係を示す分光応答度が等色関数Aのy成分ybar(lambda)に近似するように選択される。色フィルター１１４０の分光透過率は、受光窓１０６０に受光され色彩輝度計１０００に入射する被測定光１０９０の分光強度と測色光学系１１１２が出力する信号S(Za)の強度との関係を示す分光応答度が等色関数Aのz成分zbar(lambda)に近似するように選択される。色フィルター１１５０の分光透過率は、受光窓１０６０に受光され色彩輝度計１０００に入射する被測定光１０９０の分光強度と測色光学系１１１３が出力する信号S(Zb)の強度との関係を示す分光応答度が等色関数Bのz成分zbar(lambda)に近似するように選択される。
色フィルター１１２０，１１３０，１１４０及び１１５０の各々は、複数の吸収フィルターの積層体であってもよいし、干渉フィルターであってもよいし、吸収フィルターと干渉フィルターとの組み合わせであってもよい。干渉フィルターを構成する干渉膜の材料は、誘電体であり、例えば、酸化物からなる。
１０ 制御部
図１７のブロック図は、測色光学系群１１００、制御部１０３２及びＰＣ１０１１を示す。
図１７のブロック図は、測色光学系群１１００、制御部１０３２及びＰＣ１０１１を示す。
図１７に示されるように、制御部１０３２は、信号処理回路１１７０、組み込みコンピューター１１７１等を備える。
組み込みコンピューター１１７１は、インストールされたファームウェアを実行することにより下記の機能を担う。
ＰＣ１０１１は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）１１８０、メモリー１１８１、ハードディスクドライブ１１８２、表示部１１８３、操作部１１８４等を備える。ＰＣ１０１１は、ハードディスクドライブ１１８２にインストールされたプログラムをメモリー１１８１にロードし、メモリー１１８１にロードされたプログラムをＣＰＵ１１８０により実行することにより、下記の機能を担う。表示部１１８３は、ディスプレイ、ランプ、プリンタ等である。操作部１１８４は、キーボード、ポインティングデバイス、タッチパネル、スイッチ、ダイヤル等である。
ソフトウェアを伴わないハードウェアが下記の機能の全部又は一部を担ってもよい。
ＰＣ１０１１は、モードを選択する操作が操作部１１８４に対して行われたことを検出した場合に、選択されたモードを特定できる信号を組み込みコンピューター１１７１へ送信する。
組み込みコンピューター１１７１は、選択されたモードを特定できる信号を受信した場合に、選択されたモードを特定し、特定されたモードに応じた処理を行う。
信号S(X2a),S(Ya),S(Za)及びS(Zb)が信号処理回路１１７０に入力された場合は、信号S(X2a),S(Ya),S(Za)及びS(Zb)が信号処理回路１１７０に入力される。信号処理回路１１７０は、信号S(X2a),S(Ya),S(Za)及びS(Zb)が入力された場合に、信号S(X2a),S(Ya),S(Za)及びS(Zb)を処理し、信号S(X2a),S(Ya),S(Za)及びS(Zb)の強度をそれぞれ表現する１次信号値V1(X2a),V1(Ya),V1(Za)及びV1(Zb)を得、１次信号値V1(X2a),V1(Ya),V1(Za)及びV1(Zb)を組み込みコンピューター１１７１へ送信する。
組み込みコンピューター１１７１は、１次信号値V1(X2a),V1(Ya),V1(Za)及びV1(Zb)を受信した場合に、１次信号値V1(X2a),V1(Ya)及びV1(Za)から刺激値Xa,Ya及びZaを演算し、刺激値Xa,Ya及びZaをＰＣ１０１１へ送信し、１次信号値V1(X2a),V1(Ya)及びV1(Zb)から刺激値Xb,Yb及びZbを演算し、刺激値Xb,Yb及びZbをＰＣ１０１１へ送信する。
ＰＣ１０１１は、刺激値Xa,Ya及びZaを受信した場合に、等色関数Aが選択された場合の色度xa及びyaを刺激値Xa,Ya及びZaから演算し、色度xa及びyaを表示部１１８３に表示させ、刺激値Xb,Yb及びZbを受信した場合に、等色関数Bが選択された場合の色度xb及びybを刺激値Xb,Yb及びZbから演算し、色度xb及びybを表示部１１８３に表示させる。ＰＣ１０１１は、輝度Lvを演算し、輝度Lvを表示部１１８３に表示させる。輝度は、刺激値Ya、刺激値Yb、１次信号値V1(Ya)、下記の２次信号値V2a(Ya)又は下記の２次信号値V2b(Ya)から演算される。
制御部１０３２及びＰＣ１０１１は、導出機構１１８８を構成する。導出機構１１８８は、全体として、信号S(X2a),S(Ya)及びS(Za)から色度xa及びyaを導出し、信号S(X2a),S(Ya)及びS(Zb)から色度xb及びybを導出し、信号S(Ya)から輝度Lvを導出する。
１１ 信号処理回路
信号処理回路１１７０は、増幅回路１１９０，１１９１，１１９２及び１１９３、アナログ／デジタル変換器１２００，１２０１，１２０２及び１２０３等を備える。受光センサー１１２１，１１３１，１１４１及び１１５１並びにアナログ／デジタル変換器１２００，１２０１，１２０２及び１２０３の仕様によっては増幅回路１１９０，１１９１，１１９２及び１１９３が省略される場合もある。
信号処理回路１１７０は、増幅回路１１９０，１１９１，１１９２及び１１９３、アナログ／デジタル変換器１２００，１２０１，１２０２及び１２０３等を備える。受光センサー１１２１，１１３１，１１４１及び１１５１並びにアナログ／デジタル変換器１２００，１２０１，１２０２及び１２０３の仕様によっては増幅回路１１９０，１１９１，１１９２及び１１９３が省略される場合もある。
信号S(X2a),S(Ya),S(Za)及びS(Zb)が信号処理回路１１７０に入力された場合は、増幅回路１１９０，１１９１，１１９２及び１１９３がそれぞれ信号S(X2a),S(Ya),S(Za)及びS(Zb)を増幅し、アナログ／デジタル変換器１２００，１２０１，１２０２及び１２０３がそれぞれ増幅された信号S(X2a),S(Ya),S(Za)及びS(Zb)を１次信号値V1(X2a),V1(Ya),V1(Za)及びV1(Zb)へ変換する。
１２ 演算アルゴリズム
図１８のブロック図は、色度の演算アルゴリズムを説明するための図である。
図１８のブロック図は、色度の演算アルゴリズムを説明するための図である。
図１８に示されるモード設定部１２１０、校正部１２１１及び１２１２並びに刺激値演算部１２１３及び１２１４は、組み込みコンピューター１１７１が担う処理を示し、色度演算部１２１５及び１２１６は、ＰＣ１０１１が担う処理を示す。組み込みコンピューター１１７１が担う処理の全部又は一部をＰＣ１０１１が担ってもよい。ＰＣ１０１１が担う処理の全部又は一部を組み込みコンピューター１１７１が担ってもよい。
モード設定部１２１０は、ＰＣ１０１１から受信した信号に基づいてモードを特定し、色彩輝度計１０００をモード１、モード２又はモード３に設定する。色彩輝度計１０００がモード１、モード２及びモード３以外のモードを有してもよい。モード３を残してモード１及び２が省略されてもよく、モード１及び２を残してモード３が省略されてもよい。
モード設定部１２１０が色彩輝度計１０００をモード１に設定した場合は、校正部１２１１、刺激値演算部１２１３及び色度演算部１２１５により、１次信号値V1(X2a),V1(Ya)及びV1(Za)から色度xa及びyaが演算される。
モード設定部１２１０が色彩輝度計１０００をモード２に設定した場合は、校正部１２１２、刺激値演算部１２１４及び色度演算部１２１６により、１次信号値V1(X2a),V1(Ya)及びV1(Zb)から色度xb及びybが演算される。
モード設定部１２１０が色彩輝度計１０００をモード３に設定した場合は、校正部１２１１、刺激値演算部１２１３及び色度演算部１２１５により、１次信号値V1(X2a),V1(Ya)及びV1(Za)から色度xa及びyaが演算されるとともに、校正部１２１２、刺激値演算部１２１４及び色度演算部１２１６により、１次信号値V1(X2a),V1(Ya)及びV1(Zb)から色度xb及びybが演算される。
校正部１２１１は、等色関数Aに対応する校正係数を１次信号値V1(X2a),V1(Ya)及びV1(Za)の各々に乗じることにより１次信号値V1(X2a),V1(Ya)及びV1(Za)を校正し、２次信号値V2a(X2a),V2a(Ya)及びV2a(Za)を得る。これにより、測色光学系１１１０の分光応答度、測色光学系１１１１の分光応答度及び測色光学系１１１２の分光応答度の間の相対関係が、等色関数Aのx成分xbar(lambda)の長波長側xbar2(lambda)、等色関数Aのy成分ybar(lambda)及び等色関数Aのz成分zbar(lambda)の間の相対関係と一致しない場合でも、等色関数Aのx成分xbar(lambda)の長波長側xbar2(lambda)、等色関数Aのy成分ybar(lambda)及び等色関数Aのz成分zbar(lambda)の間の相対関係を反映した２次信号値V2a(X2a),V2a(Ya)及びV2a(Za)が得られる。
校正部１２１２は、等色関数Bに対応する校正係数を１次信号値V1(X2a),V1(Ya)及びV1(Zb)の各々に乗じることにより１次信号値V1(X2a),V1(Ya)及びV1(Zb)を校正し、２次信号値V2b(X2a),V2b(Ya)及びV2b(Zb)を得る。これにより、測色光学系１１１０の分光応答度、測色光学系１１１１の分光応答度及び測色光学系１１１３の分光応答度の間の相対関係が、等色関数Bのx成分xbar(lambda)の長波長側xbar2(lambda)、等色関数Bのy成分ybar(lambda)及び等色関数Bのz成分zbar(lambda)の間の相対関係と一致しない場合でも、等色関数Bのx成分xbar(lambda)の長波長側xbar2(lambda)、等色関数Bのy成分ybar(lambda)及び等色関数Bのz成分zbar(lambda)の間の相対関係を反映した２次信号値V2b(X2a),V2b(Ya)及びV2b(Zb)が得られる。
校正係数を１次信号値に乗ずること以外により校正が行われてもよい。例えば、増幅回路１１９０，１１９１，１１９２及び１１９３の増幅率を校正係数に応じて調整することにより校正が行われてもよい。すなわち、デジタル信号値の校正に代えてアナログ信号の校正が行われてもよい。校正部１２１１及び１２１２が省略される場合もある。
刺激値演算部１２１３は、２次信号値V2a(X2a),V2a(Ya)及びV2a(Za)から刺激値Xa,Ya及びZaを演算する。刺激値Xa,Ya及びZaは、それぞれ、係数Caを用いて、Ca*V2a(Za)+V2a(X2a),V2a(Ya)及びV2a(Za)から演算される。校正部１２１１が省略された場合は、刺激値演算部１２１３は、１次信号値V1(X2a),V1(Ya)及びV1(Za)から刺激値Xa,Ya及びZaを演算する。図８により説明される等色関数Bのy成分の代替に代えて図９に示される等色関数Aの代替が行われる場合は、刺激値YaはV2a(Yb)から演算される。
刺激値演算部１２１４は、２次信号値V2b(X2a),V2b(Ya)及びV2b(Zb)から刺激値Xb,Yb及びZbを演算する。刺激値Xb,Yb及びZbは、それぞれ、係数Cbを用いて、Cb*V2b(Zb)+V2b(X2a),V2b(Ya)及びV2b(Zb)から演算される。校正部１２１１が省略された場合は、刺激値演算部１２１４は、１次信号値V1(X2a),V1(Ya)及びV1(Zb)から刺激値Xb,Yb及びZbを演算する。図８により説明される等色関数Bのy成分の代替に代えて図９に示される等色関数Aの代替が行われる場合は、刺激値YbはV2b(Yb)から演算される。
色度演算部１２１５は、刺激値Xa,Ya及びZaから色度xa及びyaを演算する。
色度演算部１２１６は、刺激値Xb,Yb及びZbから色度xb及びybを演算する。
刺激値演算部１２１３及び色度演算部１２１５は、演算部１２１７を構成する。演算部１２１７は、２次信号値V2a(X2a),V2a(Ya)及びV2a(Za)から色度xa及びyaを演算する。
刺激値演算部１２１４及び色度演算部１２１６は、演算部１２１８を構成する。演算部１２１８は、全体として、２次信号値V2b(X2a),V2b(Ya)及びV2b(Zb)から色度xb及びybを演算する。
１３ 測定の流れ
図１９のフローチャートは、色度の測定の流れを示す。
図１９のフローチャートは、色度の測定の流れを示す。
色彩輝度計１０００においては、ＰＣ１０１１が、測定の開始を指示する操作が行われたことを検出した場合に、測定を測定ヘッド１０１０に開始させるための制御信号を測定ヘッド１０１０へ送信する。この制御信号は、測定ヘッド１０１０に測定を開始させる測定トリガーとなる。
図１９に示されるように、測定ヘッド１０１０は、ステップ１２２０において測定トリガーを受信し、ステップ１２２１において測定トリガーに応答して１次信号値V1(X2a),V1(Ya),V1(Za)及びV1(Zb)を取得する。
測定ヘッド１０１０は、ステップ１２２２においてモードを確認し、モードに応じて異なる処理を行う。
測定ヘッド１０１０は、ステップ１２２２においてモード１が選択されたことを確認した場合は、ステップ１２２３において等色関数Aに対応する校正係数Aを参照して１次信号値V1(X2a),V1(Ya)及びV1(Za)を校正し２次信号値V2a(X2a),V2a(Ya)及びV2a(Za)を得、ステップ１２２４において２次信号値V2a(X2a),V2a(Ya)及びV2a(Za)から刺激値Xa,Ya及びZaを演算する。ＰＣ１０１１は、ステップ１２２５において、刺激値Xa,Ya及びZaから色度xa及びyaを演算する。
測定ヘッド１０１０は、ステップ１２２２においてモード２が選択されたことを確認した場合は、ステップ１２２６において等色関数Bに対応する校正係数Bを参照して１次信号値V1(X2a),V1(Ya)及びV1(Zb)を校正し２次信号値V2b(X2a),V2b(Ya)及びV2b(Zb)を得、ステップ１２２７において２次信号値V2b(X2a),V2b(Ya)及びV2b(Zb)から刺激値Xb,Yb及びZbを演算する。ＰＣ１０１１は、ステップ１２２８において、刺激値Xb,Yb及びZbから色度xb及びybを演算する。
測定ヘッド１０１０は、ステップ１２２２においてモード３が選択されたことを確認した場合は、ステップ１２２９において等色関数Aに対応する校正係数Aを参照して１次信号値V1(X2a),V1(Ya)及びV1(Za)を校正し２次信号値V2a(X2a),V2a(Ya)及びV2a(Za)を得、ステップ１２３０において２次信号値V2a(X2a),V2a(Ya)及びV2a(Za)から刺激値Xa,Ya及びZaを演算する。加えて、測定ヘッド１０１０は、ステップ１２３１において等色関数Bに対応する校正係数Bを参照して１次信号値V1(X2a),V1(Ya)及びV1(Zb)を校正し２次信号値V2b(X2a),V2b(Ya)及びV2b(Zb)を得、ステップ１２３２において２次信号値V2b(X2a),V2b(Ya)及びV2b(Zb)から刺激値Xb,Yb及びZbを演算する。ＰＣ１０１１は、ステップ１２３３において刺激値Xa,Ya及びZaから色度xa及びyaを演算し、ステップ１２３４において刺激値Xb,Yb及びZbから色度xb及びybを演算する。
ＰＣ１０１１は、ステップ１２３５において、演算された色度を表示する。
１４ 改良された刺激値直読方式の利点
測色の方式は、分光測色方式及び刺激値直読方式に大別される。
測色の方式は、分光測色方式及び刺激値直読方式に大別される。
分光測色方式により測色が行われる場合は、回折格子等の分光素子により被測定光が分光され、多数の受光センサーからなる受光センサーアレイにより各波長成分の強度が検出され、分光スペクトル及び等色関数から測色値が演算される。分光測色方式によれば、複数の等色関数の各々に対応する測色値が同一の分光スペクトルから演算される。しかし、分光測色方式においては、分光素子、分解能が高く明るいレンズ系等の複雑な光学系が必要になり、多数の受光センサーが必要になり、測色計が大きく高コストになる。
これに対して、刺激値直読方式により測色が行われる場合は、一般的には、３個の受光センサーからなる受光センサー群及び等色関数に近似した分光応答度を受光センサー群に持たせる３個の色フィルターからなる色フィルター群により刺激値が検出され、刺激値から測色値が演算される。刺激値直読方式によれば、複雑な光学系が不要になり、多数の受光センサーが不要になり、測色計が小さく低コストになる。しかし、刺激値直読方式においては、複数の等色関数の各々に対応する測色値を同一の刺激値から演算できない。刺激値直読方式により測色が行われる場合に複数の等色関数の各々に対応する測色値を得るためには、複数の等色関数の各々に対応する色フィルター群が必要になる。したがって、２個の等色関数の各々に対応する測色値を得る場合に、２個の色フィルター群が必要になり、６個の色フィルターが必要になる。
これに対して、この実施形態が提供する改良された刺激値直読方式においては、２個の等色関数の各々に対応する測色値を得る場合に、４個の色フィルターがあれば足りる。
したがって、この実施形態が提供する改良された刺激値直読方式によれば、簡潔な構成を備える一台の刺激値直読型の測色計により複数の等色関数の各々に対応する測色値が測定される。
１５ 特に適する用途
白色発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源とする装置が広く普及している。例えば、白色ＬＥＤを光源とする照明器具、液晶ディスプレイ等が広く普及している。白色ＬＥＤとしては、青色ＬＥＤが発する青色の励起光で黄色蛍光体を励起し黄色蛍光体に黄色の蛍光を発光させ、青色の励起光成分及び黄色の蛍光成分からなる白色光を得るものが多く採用されている。
白色発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源とする装置が広く普及している。例えば、白色ＬＥＤを光源とする照明器具、液晶ディスプレイ等が広く普及している。白色ＬＥＤとしては、青色ＬＥＤが発する青色の励起光で黄色蛍光体を励起し黄色蛍光体に黄色の蛍光を発光させ、青色の励起光成分及び黄色の蛍光成分からなる白色光を得るものが多く採用されている。
当該白色ＬＥＤが発する光の色評価においては、励起光成分が属する400nmから500nmまでの波長範囲における測定の精度が重要である。その理由を説明する。
図２０は、白色ＬＥＤが発する光の分光強度を個体ごとに示すグラフである。
一般的に言って、図２０に示されるように、蛍光成分の分光強度は相対的に安定であるのに対して、励起光成分の分光強度は相対的に不安定である。励起光成分の分光強度は、ピーク波長については10nm程度の個体差を有し、ピーク強度については１０％程度の個体差を有する。加えて、励起光成分の分光強度のピーク波長は、同一の個体であっても、温度により2nm程度変動する。
また、蛍光成分の分光強度のピークは相対的に緩やかであるのに対して、励起光成分の分光強度のピークは相対的に急峻である。
これらのことから、白色ＬＥＤが発する光の色評価においては、励起光成分が属する400nmから500nmまでの波長範囲における測定の精度が測色値に与える影響、特に、刺激値X,Y及びZのうちのZに与える影響が大きい。
このため、白色ＬＥＤが発する光の色評価においては、等色関数のz成分の選択が重要であり、人間の目視感に一致するｚ成分を有する修正等色関数に対応した測色値を得られるようにすることへの要望が強い。
一方で、過去の測定結果と比較を行う場合等のために、CIE1931XYZ等色関数に対応した測色値を得られるようにすることへの要望が強い。
CIE1931XYZ等色関数が選択された場合の測色値及び修正等色関数が選択された場合の測色値の両方を測定できる色彩輝度計１０００は、これらの要望に応えることができ、白色ＬＥＤが発する光の色評価に特に適する。
本発明は詳細に示され記述されたが、上記の記述は全ての局面において例示であって限定的ではない。したがって、本発明の範囲からはずれることなく無数の修正及び変形が案出されうると解される。
１０００ 色彩輝度計
１０１０ 測定ヘッド
１０１１ パーソナルコンピューター
１０１０ 測定ヘッド
１０１１ パーソナルコンピューター
Claims (5)
- ＸＹＺ表色系の等色関数である第１の等色関数および第２の等色関数の各々に対応する測色値を測定する刺激値直読型の測色計であって、
第１の色フィルターと前記第１の色フィルターを透過した光線束を受光し第１の信号を出力する第１の受光センサーとを備え、前記第１の等色関数のx成分のうちの長波長側のピークを含むが短波長側のピークを含まない波長範囲の第１部分に近似した分光応答度を有し、被測定光の分光強度に応じた強度を有する第１の信号を出力する第１の測色光学系と、
第２の色フィルターと前記第２の色フィルターを透過した光線束を受光し第２の信号を出力する第２の受光センサーとを備え、前記第１の等色関数のy成分のである第２部分に近似した分光応答度を有し、被測定光の分光強度に応じた強度を有する第２の信号を出力する第２の測色光学系と、
第３の色フィルターと前記第３の色フィルターを透過した光線束を受光し第３の信号を出力する第３の受光センサーとを備え、前記第１の等色関数のz成分のである第３部分に近似した分光応答度を有し、被測定光の分光強度に応じた強度を有する第３の信号を出力する第３の測色光学系と、
第４の色フィルターと前記第４の色フィルターを透過した光線束を受光し第４の信号を出力する第４の受光センサーとを備え、前記第２の等色関数のz成分のである第４部分に近似した分光応答度を有し、被測定光の分光強度に応じた強度を有する第４の信号を出力する第４の測色光学系と、
前記第１の信号、前記第２の信号、前記第３の信号及び前記第４の信号を処理し、前記第１の信号、前記第２の信号、前記第３の信号及び前記第４の信号の強度をそれぞれ表現する第１の信号値、第２の信号値、第３の信号値及び第４の信号値を得る信号処理回路と、
前記第１の等色関数が選択された場合の第１の刺激値を演算する場合に、前記第１の刺激値のX成分を第１の係数と前記第３の信号値との積に前記第１の信号値を加えたものから特定し、前記第１の刺激値のY成分を前記第２の信号値から演算し、前記第１の刺激値のZ成分を前記第３の信号値から演算する第１の刺激値演算部と、
前記第２の等色関数が選択された場合の第２の刺激値を演算する場合に、前記第２の刺激値のX成分を第２の係数と前記第４の信号値との積に前記第１の信号値を加えたものから特定し、前記第２の刺激値のY成分を前記第２の信号値から演算し、前記第２の刺激値のZ成分を前記第４の信号値から演算する第２の刺激値演算部と、
前記第１の刺激値から第１の測色値を演算するするとともに、前記第２の刺激値から第２の測色値を演算する導出機構と、
を備える刺激値直読型の測色計。 - ＸＹＺ表色系の等色関数である第１の等色関数および第２の等色関数の各々に対応する測色値を測定する刺激値直読型の測色計であって、
第１の色フィルターと前記第１の色フィルターを透過した光線束を受光し第１の信号を出力する第１の受光センサーとを備え、前記第１の等色関数のx成分のうちの長波長側のピークを含むが短波長側のピークを含まない波長範囲の第１部分に近似した分光応答度を有し、被測定光の分光強度に応じた強度を有する第１の信号を出力する第１の測色光学系と、
第２の色フィルターと前記第２の色フィルターを透過した光線束を受光し第２の信号を出力する第２の受光センサーとを備え、前記第２の等色関数のy成分のである第２部分に近似した分光応答度を有し、被測定光の分光強度に応じた強度を有する第２の信号を出力する第２の測色光学系と、
第３の色フィルターと前記第３の色フィルターを透過した光線束を受光し第３の信号を出力する第３の受光センサーとを備え、前記第１の等色関数のz成分のである第３部分に近似した分光応答度を有し、被測定光の分光強度に応じた強度を有する第３の信号を出力する第３の測色光学系と、
第４の色フィルターと前記第４の色フィルターを透過した光線束を受光し第４の信号を出力する第４の受光センサーとを備え、前記第２の等色関数のz成分のである第４部分に近似した分光応答度を有し、被測定光の分光強度に応じた強度を有する第４の信号を出力する第４の測色光学系と、
前記第１の信号、前記第２の信号、前記第３の信号及び前記第４の信号を処理し、前記第１の信号、前記第２の信号、前記第３の信号及び前記第４の信号の強度をそれぞれ表現する第１の信号値、第２の信号値、第３の信号値及び第４の信号値を得る信号処理回路と、
前記第１の等色関数が選択された場合の第１の刺激値を演算する場合に、前記第１の刺激値のX成分を第１の係数と前記第３の信号値との積に前記第１の信号値を加えたものから特定し、前記第１の刺激値のY成分を前記第２の信号値から演算し、前記第１の刺激値のZ成分を前記第３の信号値から演算する第１の刺激値演算部と、
前記第２の等色関数が選択された場合の第２の刺激値を演算する場合に、前記第２の刺激値のX成分を第２の係数と前記第４の信号値との積に前記第１の信号値を加えたものから特定し、前記第２の刺激値のY成分を前記第２の信号値から演算し、前記第２の刺激値のZ成分を前記第４の信号値から演算する第２の刺激値演算部と、
前記第１の刺激値から第１の測色値を演算するとともに、前記第２の刺激値から第２の測色値を演算する導出機構と、
を備える刺激値直読型の測色計。 - 前記導出機構は、
前記測色計を第１のモード及び第２のモードを含む複数のモードから選択されたモード
に設定するモード設定部
を備え、
前記導出機構は、前記測色計が前記第１のモードに設定された場合に、前記第１の信号
、前記第２の信号及び前記第３の信号から前記第１の測色値を導出し、前記測色計が前記
第２のモードに設定された場合に、前記第１の信号、前記第２の信号及び前記第４の信号
から前記第２の測色値を導出する
請求項１または２の刺激値直読型の測色計。 - 前記複数のモードが第３のモードをさらに含み、
前記導出機構は、前記測色計が前記第３のモードに設定された場合に、前記第１の信号
、前記第２の信号及び前記第３の信号から前記第１の測色値を導出するとともに、前記第
１の信号、前記第２の信号及び前記第４の信号から前記第２の測色値を導出する
請求項３の刺激値直読型の測色計。 - 前記第１の等色関数及び前記第２の等色関数の一方が、国際照明委員会において1931年に採択されたXYZ表色系の等色関数であり、前記第１の等色関数及び前記第２の等色関数の他方が国際照明委員会において1931年に採択されたXYZ表色系の等色関数を修正した等色関数である
請求項１から４までのいずれかの刺激値直読型の測色計。
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