JP6787411B2 - カラーフィルター方式の色彩輝度計を校正する方法およびカラーフィルター方式の色彩輝度計 - Google Patents

Description

本発明は、カラーフィルター方式の色彩輝度計を校正する方法およびカラーフィルター方式の色彩輝度計に関する。

カラーディスプレイは、３個の基本色である赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）を混合する加法混色を行うことにより合成色（Ｗ）を合成し、合成したＷを表示する。表示されるＷの色彩値は、Ｒ，ＧおよびＢの混色量を調整することにより調整される。

カラーディスプレイにより表示されたＷの色彩値がカラーフィルター方式の色彩輝度計により測定された場合は、Ｗの測定された色度値がＷの理論上の色度値からずれるという問題が生じる。この問題は、カラーディスプレイが行う加法混色の不完全性に起因する。すなわち、この問題は、カラーディスプレイにおいては、式(1)に示されるように、Ｗの三刺激値(X_W,Y_W,Z_W)がRの三刺激値(X_R,Y_R,Z_R)、Gの三刺激値(X_G,Y_G,Z_G)およびBの三刺激値(X_B,Y_B,Z_B)の和と一致しないことに起因する。

この問題を解消するため、カラーフィルター方式の色彩輝度計において３個の補正前測定値から３個の補正後測定値への３行３列の変換行列を用いた線形変換を行うことが提案されている。特許文献１に記載された技術は、その一例である。

特許文献１に記載された技術に代表される従来の技術においては、Ｒ，ＧおよびＢの校正点において校正が行われた後に、Ｗの校正点において校正が行われる。

Ｒ，ＧおよびＢの各々である各基本色の校正点において校正が行われる場合は、各基本色の３個の補正前測定値が各基本色の３個の基準値に変換されるように色空間座標値を線形変換する３行３列の変換行列Bが計算される。すなわち、各基本色の３個の補正前測定値がx,yおよびzであり各基本色の３個の基準値がX,YおよびZである場合に式(2)を満たす、補正係数b₁₁,b₁₂,b₁₃,b₂₁,b₂₂,b₂₃,b₃₁,b₃₂およびb₃₃を成分に持つ３行３列の変換行列Bが計算される。

変換行列Bによれば、各基本色の校正点において３個の補正前測定値が３個の真値に変換されるように色空間の回転、拡大または縮小が行われる。しかし、加法混色が成立しない場合は、変換行列Bによっては、Ｗの校正点において３個の補正前測定値が３個の真値に変換されるとは限らない。

Ｗの校正点において校正が行われる場合は、Ｗの３個の補正前測定値がＷの３個の基準値に変換されるように色空間座標値を線形変換する３行３列の変換行列Cが計算される。すなわち、３個の補正前測定値がx'_W,y'_Wおよびz'_Wであり３個の基準値がX_W,Y_WおよびZ_Wである場合に式(3)を満たす、補正係数c₁₁,c₂₂およびc₃₃を成分に持つ３行３列の対角行列である変換行列Cが計算される。

変換行列Cによれば、Ｗの校正点において３個の補正前測定値が３個の真値に変換されるように色空間の拡大または縮小が行われる。

Ｒ，ＧおよびＢの各々である各基本色の校正点において校正が行われＷの校正点において校正が行われた後に測定が行われた場合は、変換行列BおよびCが３個の補正前測定値を成分に持つ列ベクトルに左から順次に掛けられる。すなわち、式(4)を満たす、補正係数m₁₁,m₁₂,m₁₃,m₂₁,m₂₂,m₂₃,m₃₁,m₃₂およびm₃₃を成分に持つ３行３列の変換行列Mが計算され、計算された変換行列Mが３個の補正前測定値を成分に持つ列ベクトルに左から掛けられ、３個の補正後測定値を成分に持つ列ベクトルが得られる。

このような従来の技術においては、Ｒ，ＧおよびＢの校正点ならびにＷの校正点の両方において校正が行われる。

特開平６−３２３９１０号公報

特許文献１に記載された技術に代表される従来の技術においては、３個の基本色である赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の校正点において校正が行われた後に合成色（Ｗ）の校正点においてさらに校正が行われる。このため、Ｗの校正点において校正が行われた後には、Ｒ，ＧおよびＢの補正前測定値が真値に線形変換されなくなる。すなわち、Ｒ，ＧおよびＢの補正後測定値に誤差が生じる。

続いて、カラーディスプレイに表示された色の色彩値を測定するカラーフィルター方式の色彩輝度計が従来の技術により校正された場合にＲ，ＧおよびＢの補正後測定値に生じる誤差の例について説明する。

ここで説明される例においては、色彩輝度計が、ｘｙｚ等色関数のｘ成分、ｙ成分およびｚ成分に近似した分光応答度をそれぞれ有する３個の分光センサーを備え、３個の分光センサーが出力する信号の大きさをそれぞれ表現する測定値Ｘ，ＹおよびＺを得る。当該色彩輝度計は、Ｗ，Ｒ，ＧおよびＢの校正点において校正される。

表１は、Ｗ，Ｒ，ＧおよびＢの基準値の例を示す。表２は、Ｗ，Ｒ，ＧおよびＢの補正前測定値の例を示す。表３は、Ｗ，Ｒ，ＧおよびＢの補正後測定値の例を示す。

表３を表１と比較することにより理解されるように、従来の技術により色彩輝度計が校正された場合は、Ｗの補正後測定値がＷの基準値に一致し、Ｗの補正後測定値に誤差が生じない。しかし、Ｒ，ＧおよびＢの補正後測定値がＲ，ＧおよびＢの基準値にそれぞれ一致せず、Ｒ，ＧおよびＢの補正後測定値に誤差が生じる。このことからは、Ｗの校正点において校正が精度よく行われるが、Ｒ，ＧおよびＢの校正点において校正が精度よく行われないことを理解できる。

続いて、３次元色空間上の基準値、補正前測定値および補正後測定値の例を参照しながら、従来の色彩輝度計において補正後測定値に生じる誤差について説明する。

図８は、従来の色彩輝度計における３次元色空間上のＷ，Ｒ，ＧおよびＢの基準値ならびにＷ，Ｒ，ＧおよびＢの補正前測定値の例を図示する図である。図９は、従来の色彩輝度計における３次元色空間上のＷ，Ｒ，ＧおよびＢの基準値ならびにＷ，Ｒ，ＧおよびＢの補正後測定値の例を図示する図である。

補正が行われる前は、図８に図示されるように、Ｗの補正前測定値９３０、Ｒの補正前測定値９３１、Ｇの補正前測定値９３２およびＢの補正前測定値９３３が、Ｗの基準値９５０、Ｒの基準値９５１、Ｇの基準値９５２およびＢの基準値９５３にそれぞれ一致しない。

補正が行われた後は、図９に図示されるように、Ｗの補正後測定値９４０がＷの基準値９５０に一致し、Ｗの補正後測定値９４０に誤差が生じないが、Ｒの補正後測定値９４１、Ｇの補正後測定値９４２およびＢの補正後測定値９４３がＲの基準値９５１、Ｇの基準値９５２およびＢの基準値９５３にそれぞれ一致せず、Ｒの補正後測定値９４１、Ｇの補正後測定値９４２およびＢの補正後測定値９４３に誤差が生じる。このことからは、Ｗの校正点において校正が精度よく行われるが、Ｒ，ＧおよびＢの校正点において校正が精度よく行われないことを理解できる。

続いて、色度図上の基準値、補正前測定値および補正後測定値の例を参照しながら、従来の色彩輝度計において補正後測定値に生じる誤差について説明する。

図１０は、従来の色彩輝度計における色度図上のＷ，Ｒ，ＧおよびＢの基準値ならびにＷ，Ｒ，ＧおよびＢの補正前測定値の例を図示する図である。図１１は、従来の色彩輝度計における色度図上のＷ，Ｒ，ＧおよびＢの補正前測定値ならびに各色の補正前測定値の例を図示する図である。図１２は、従来の色彩輝度計における色度図上のＷ，Ｒ，ＧおよびＢの基準値、Ｗ，Ｒ，ＧおよびＢの補正前測定値ならびに各色の補正後測定値の例を図示する図である。

補正が行われる前は、図１０に図示されるように、Ｗの補正前測定値９３０、Ｒの補正前測定値９３１、Ｇの補正前測定値９３２およびＢの補正前測定値９３３が、Ｗの基準値９５０、Ｒの基準値９５１、Ｇの基準値９５２およびＢの基準値９５３にそれぞれ一致しない。

図１２に図示されるＲＧＢ色空間内の各色の補正後測定値９６１を図１１に図示されるＲＧＢ色空間内の各色の補正前測定値９６０と比較することにより理解されるように、隣接する補正後測定値９６１の間の距離の比は隣接する補正前測定値９６０の間の距離の比から大きく変化しない。このことからは、補正前の３次元色空間が補正後の３次元色空間に線形に変形されることを確認できる。

補正が行われた後は、図１２に図示されるように、Ｗの補正後測定値９４０がＷの基準値９５０に一致し、Ｗの補正後測定値９４０に誤差が生じないが、Ｒの補正後測定値９４１、Ｇの補正後測定値９４２およびＢの補正後測定値９４３がＲの基準値９５１、Ｇの基準値９５２およびＢの基準値９５３にそれぞれ一致せず、Ｒの補正後測定値９４１、Ｇの補正後測定値９４２およびＢの補正後測定値９４３に誤差が生じる。このことからは、Ｗの校正点において校正が精度よく行われるが、Ｒ，ＧおよびＢの校正点において校正が精度よく行われないことを理解できる。

このように、従来の技術においては、Ｒ，ＧおよびＢの校正点において校正が行われた後にＷの校正点においてさらに校正が行われ、Ｒ，ＧおよびＢの補正後測定値に誤差が生じる。このようにＲ，Ｇ，ＢおよびＷの補正後測定値の全部に誤差が生じないようにできないのは、３個の補正前測定値から３個の補正後測定値への変換が３行３列の変換行列を用いる線形変換であるため、色空間の変形の自由度が小さいことによる。この問題は、３個の基本色が４個以上の基本色に置き換えられる場合、Ｒ，ＧおよびＢが他の３個の基本色に置き換えられる場合、カラーディスプレイにより表示された色以外の色が測定される場合等にも生じる。

以下で説明する発明は、この問題を解決することを目的とする。以下で説明する発明が解決しようとする課題は、カラーフィルター方式の色彩輝度計において３個以上の基本色および合成色の補正後測定値の全部に誤差が生じないようにすることである。

以下で説明する発明においては、カラーフィルター方式の色彩輝度計に備えられるｎ個の分光センサーが、互いに異なる分光応答度を有し、被測定色に応じたｎ個の信号をそれぞれ出力する。ｎは、３以上の整数である。

ｎ個の信号の大きさをそれぞれ示すｎ個の補正前測定値からｎ個の補正後測定値への変換が行われる。補正前のｎ次元色空間におけるｎ個の補正前測定値から補正後のｎ次元色空間におけるｎ個の補正後測定値への変換が行われるように補正前のｎ次元色空間が補正後のｎ次元色空間に非線形に変形される。

互いに異なるｎ＋２個の色の各々である各色が被測定色である場合におけるｎ個の補正前測定値の具体値である各色のｎ個の補正前測定値から各色のｎ個の基準値への変換が行われるように、補正前のｎ次元色空間におけるｎ個の補正前測定値から補正後のｎ次元色空間におけるｎ個の補正後測定値への変換が定められる。

以下で説明する発明によれば、カラーフィルター方式の色彩輝度計において３個以上の基本色および合成色の補正後測定値の全部に誤差が生じなくなる。

この発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。

第１実施形態の色彩輝度計における測定値の補正を説明する図である。 第１実施形態の色彩輝度計の校正を説明する図である。 第２実施形態および第３実施形態の色彩輝度計を図示するブロック図である。 第２実施形態の色彩輝度計に備えられる光検出部を図示する模式図である。 第２実施形態の色彩輝度計における３次元色空間上の基準値および補正後測定値の例を図示する図である。 第２実施形態の色彩輝度計における色度図上の基準値、補正前測定値および補正後測定値の例を図示する図である。 第３実施形態の色彩輝度計に備えられる光検出部を図示する模式図である。 従来の色彩輝度計における３次元色空間上の基準値および補正前測定値の例を図示する図である。 従来の色彩輝度計における３次元色空間上の基準値および補正後測定値の例を図示する図である。 従来の色彩輝度計における色度図上のＷ，Ｒ，ＧおよびＢの基準値ならびにＷ，Ｒ，ＧおよびＢの補正前測定値の例を図示する図である。 従来の色彩輝度計および第２実施形態の色彩輝度計における色度図上のＷ，Ｒ，ＧおよびＢの補正前測定値ならびに各色の補正前測定値の例を図示する図である。 従来の色彩輝度計における色度図上のＷ，Ｒ，ＧおよびＢの基準値、Ｗ，Ｒ，ＧおよびＢの補正前測定値ならびに各色の補正後測定値の例を図示する図である。

１ 第１実施形態
第１実施形態は、色彩輝度計における測定値の補正および色彩輝度計の校正に関する。

図１は、第１実施形態の色彩輝度計における測定値の補正を説明する図である。

第１実施形態の測定値の補正を行う色彩輝度計は、カラーフィルター方式の色彩輝度計であり、図１に図示されるように、ｎ個の分光センサー１２２_１，１２２_２，・・・，１２２_ｎを備える。分光センサー１２２_１，１２２_２，・・・，１２２_ｎは、互いに異なる分光応答度を有し、色彩輝度計により測定される被測定色に応じたｎ個の信号をそれぞれ出力する。ｎは、３以上の整数である。カラーフィルター方式の色彩輝度計は、刺激値直読型の色彩輝度計とも呼ばれる。

第１実施形態の測定値の補正においては、図１に図示されるように、ｎ個の信号の大きさをそれぞれ示すｎ個の補正前測定値v(1),v(2),...,v(n)からｎ個の補正後測定値V(1),V(2),...,V(n)への変換が行われる。変換は、補正前のｎ次元色空間における補正前測定値v(1),v(2),...,v(n)から補正後のｎ次元色空間における補正後測定値V(1),V(2),...,V(n)への変換が行われるように補正前のｎ次元色空間を補正後のｎ次元色空間に非線形に変形するｎ＋１次のホモグラフィック変換により行われる。変換がｎ＋１次のホモグラフィック変換以外の変換により行われてもよい。

図２は、第１実施形態の色彩輝度計の校正を説明する図である。

第１実施形態の色彩輝度計の校正においては、図２に図示されるように、第１から第ｎ＋２の色の各々である第ｉの色が被測定色である場合における補正前測定値v(1),v(2),...,v(n)の具体値である第ｉの色の補正前測定値v(i,1),v(i,2),...,v(i,n)が得られる。

また、第ｉの色の補正前測定値v(i,1),v(i,2),...,v(i,n)から第ｉの色の基準値V(i,1),V(i,2),...,V(i,n)への変換が行われるように変換が定められる。すなわち、第ｉの色の補正前測定値v(i,1),v(i,2),...,v(i,n)がそれぞれa₁,a₂,...,a_nであり、第ｉの色の基準値V(i,1),V(i,2),...,V(i,n)がそれぞれA₁,A₂,...,A_nである場合に式(5)を満たす、ホモグラフィック変換行列Hの成分となる（ｎ＋１）²−１個の校正係数h₁₁,h₁₂,...,h_1n,h_1(n+1),h₂₁,h₂₂,...,h_2n,h_2(n+1),...,h_n1,h_n2,...,h_nn,h_n(n+1),h_(n+1)1,h_(n+1)2,...,h_(n+1)nが計算される。Sは、ある倍率の係数である。

第ｉの色の基準値V(i,1),V(i,2),...,V(i,n)は、第ｉの色の正確な色彩値であり、第ｉの色を分光方式の色彩輝度計により測定すること等により得られる。

式(5)は、式(6)のようにまとめられる。

ホモグラフィック変換行列Hの成分となる（ｎ＋１）²−１個の校正係数h₁₁,h₁₂,...,h_1n,h_1(n+1),h₂₁,h₂₂,...,h_2n,h_2(n+1),...,h_n1,h_n2,...,h_nn,h_n(n+1),h_(n+1)1,h_(n+1)2,...,h_(n+1)nが存在するため、式(6)の左辺はｎ行１列の行列であり、式(6)の右辺の第１因子はｎ行（ｎ＋１）²−１列の行列であり、式(6)の右辺の第２因子は（ｎ＋１）²−１行１列の行列である。

第１から第ｎ＋２の色の各々について式(6)が作成され、作成されたｎ＋２個の式(6)が垂直方向に互いに結合されることにより、左辺および右辺の行数がｎ＋２倍になり、式(7)が得られる。式(7)の左辺はｎ×（ｎ＋２）行１列すなわちｎ²＋２ｎ行１列の行列Pであり、式(7)の右辺の第１因子はｎ×（ｎ＋２）行（ｎ＋１）²−１列すなわちｎ²＋２ｎ行ｎ²＋２ｎ列の行列Mであり、式(7)の右辺の第２因子は（ｎ＋１）²−１行１列すなわちｎ²＋２ｎ行１列の行列Hである。

行列Mは正方行列であるため、行列Mの逆行列M^-1が存在する。したがって、ホモグラフィック変換行列Hは、式(8)のように計算される。

この校正が行われた後は、第１から第ｎ＋２の色の各々である第ｉの色の補正前測定値v(i,1),v(i,2),...,v(i,n)から第ｉの色の基準値V(i,1),V(i,2),...,V(i,n)への変換が行われるため、第ｉの色の補正後測定値に誤差が生じない。すなわち、第１から第ｎ＋２の色の校正点の各々において、補正後測定値が基準値に一致し、補正後測定値に誤差が生じず、校正が精度よく行われる。また、第１から第ｎ＋２までの色には、ｎ個の基本色および合成色を含めることができる。したがって、この校正が行われた後は、ｎ個の基本色の校正点および合成色の校正点の両方において、補正後測定値が基準値に一致し、補正後測定値に誤差が生じず、校正が精度よく行われる。

２ 第２実施形態
第２実施形態は、色彩輝度計、色彩輝度計における測定値の補正および色彩輝度計の校正に関する。

図３は、第２実施形態の色彩輝度計を図示するブロック図である。図４は、第２実施形態の色彩輝度計に備えられる光検出部を図示する模式図である。

図３に図示される色彩輝度計２００において行われる測定値の補正は、第１実施形態の測定値の補正においてｎを３にしたものである。図３に図示される色彩輝度計２００の校正は、第１実施形態の校正においてｎを３にしたものである。

色彩輝度計２００は、カラーフィルター方式の色彩輝度計であり、カラーディスプレイに表示された色の色彩値を測定するように構成され、図３に図示されるように、光検出部２１０、演算部２１２、入力部２１４、出力部２１６およびメモリー２１８を備える。光検出部２１０は、図４に図示されるように、レンズ２２０、分光センサー２２２_１、分光センサー２２２_２および分光センサー２２２_３を備える。色彩輝度計２００がこれらの構成物以外の構成物を備えてもよい。色彩輝度計２００がカラーディスプレイに表示された色以外を測定してもよい。

分光センサー２２２_１，２２２_２および２２２_３は、ｘｙｚ等色関数のｘ成分、ｙ成分およびｚ成分に近似した分光応答度をそれぞれ有する。したがって、分光センサー２２２_１，２２２_２および２２２_３は、互いに異なる分光応答度を有する。

色彩輝度計２００がディスプレイに表示された色を測定する場合は、分光センサー２２２_１，２２２_２および２２２_３が、ディスプレイから到来した光をレンズ２２０を経由して受光し、受光した光に応じた信号を出力する。これにより、分光センサー２２２_１，２２２_２および２２２_３は、被測定色に応じた信号を出力する。

演算部２１２は、分光センサー２２２_１，２２２_２および２２２_３が出力した信号の大きさをそれぞれ示す３個の補正前測定値x,yおよびzから３個の補正後測定値X,YおよびZへの変換を行う。変換は、補正前の３次元色空間における補正前測定値x,yおよびzから補正後の３次元色空間における補正後測定値X,YおよびZへの変換が行われるように補正前の３次元色空間を補正後の３次元色空間に非線形に変形する４次のホモグラフィック変換により行われる。

演算部２１２は、４次のホモグラフィック変換に必要な変換係数をメモリー２１８から読み出す。

演算部２１２は、組み込みコンピューターに演算プログラムを実行させることにより実現される。演算部２１２が行う処理の一部または全部がプログラムを実行しないハードウェアにより行われてもよい。

出力部２１６は、得られた補正後測定値X,YおよびZを出力する。ＸＹＺ表色系における色彩値である補正後測定値X,YおよびZに代えて、補正後測定値X,YおよびZから得られる他の種類の色彩値が出力されてもよい。例えば、マンセル表色系、Ｌ^*ａ^*ｂ^*表色系、Ｌ^*Ｃ^*ｈ表色系、ハンターＬａｂ表色系等における色彩値が出力されてもよい。

出力部２１６は、操作者にデータを提示するユーザーインターフェースであってもよいし、他の機器にデータを送信する通信部であってもよい。ユーザーインターフェースは、ディスプレイ、プリンター等である。

色彩輝度計２００が校正される場合は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、合成色（Ｗ）および黒色（Ｋ）がカラーディスプレイに表示され、表示されたＲ，Ｇ，Ｂ，ＷおよびＫが色彩輝度計２００により測定される。これにより、Ｒが被測定色である場合における補正前測定値x,yおよびzの具体値であるＲの補正前測定値x_R,y_Rおよびz_R、Ｇが被測定色である場合における補正前測定値x,yおよびzの具体値であるＧの補正前測定値x_G,y_Gおよびz_G、Ｂが被測定色である場合における補正前測定値x,yおよびzの具体値であるＢの補正前測定値x_B,y_Bおよびz_B、Ｗが被測定色である場合における補正前測定値x,yおよびzの具体値であるＷの補正前測定値x_W,y_Wおよびz_W、ならびにＫが被測定色である場合における補正前測定値x,yおよびzの具体値であるＫの補正前測定値x₀,y₀およびz₀が得られる。

また、入力部２１４に、Ｒの基準値X_R,Y_RおよびZ_R、Ｇの基準値X_G,Y_GおよびZ_G、Ｂの基準値X_B,Y_BおよびZ_B、Ｗの基準値X_W,Y_WおよびZ_W、ならびにＫの基準値X₀,Y₀およびZ₀が入力される。

入力部２１４は、操作者による操作を受け付けるユーザーインターフェースであってもよいし、他の機器からデータを受信する通信部であってもよい。ユーザーインターフェースは、キーボード、ボタン、ダイヤル、タッチパネル等である。

演算部２１２は、Ｒの補正前測定値x_R,y_Rおよびz_RからＲの基準値X_R,Y_RおよびZ_Rへの変換が行われ、Ｇの補正前測定値x_G,y_Gおよびz_GからＧの基準値X_G,Y_GおよびZ_Gへの変換が行われ、Ｂの補正前測定値x_B,y_Bおよびz_BからＢの基準値X_B,Y_BおよびZ_Bへの変換が行われ、Ｗの補正前測定値x_W,y_Wおよびz_WからＷの基準値X_W,Y_WおよびZ_Wへの変換が行われ、Ｋの補正前測定値x₀,y₀およびz₀からＫの基準値X₀,Y₀およびZ₀への変換が行われるように変換を定める。すなわち、演算部２１２は、式(7),(9),(10)および(11)を満たす、ホモグラフィック変換行列Hの成分となる校正係数h₁₁,h₁₂,h₁₃,h₁₄,h₂₁,h₂₂,h₂₃,h₂₄,h₃₁,h₃₂,h₃₃,h₃₄,h₄₁,h₄₂およびh₄₃を計算し、計算した校正係数h₁₁,h₁₂,h₁₃,h₁₄,h₂₁,h₂₂,h₂₃,h₂₄,h₃₁,h₃₂,h₃₃,h₃₄,h₄₁,h₄₂およびh₄₃をメモリー２１８に書き込む。校正係数h₁₁,h₁₂,h₁₃,h₁₄,h₂₁,h₂₂,h₂₃,h₂₄,h₃₁,h₃₂,h₃₃,h₃₄,h₄₁,h₄₂およびh₄₃が色彩輝度計２００の外部において計算されてもよい。

この校正が行われた後は、Ｒ，Ｇ，Ｂ，ＷおよびＫの校正点の各々において、補正後測定値が基準値に一致し、補正後測定値に誤差が生じず、校正が精度よく行われる。したがって、この校正が行われた後は、３個の基本色Ｒ，ＧおよびＢの校正点ならびに合成色Ｗの校正点の両方において、補正後測定値が基準値に一致し、補正後測定値に誤差が生じず、校正が精度よく行われる。

続いて、第２実施形態の色彩輝度計２００において補正後測定値に生じる誤差の例について説明する。

表４は、Ｗ，Ｒ，ＧおよびＢの基準値の例を示す。表５は、Ｗ，Ｒ，ＧおよびＢの補正前測定値の例を示す。表６は、Ｗ，Ｒ，ＧおよびＢの補正後測定値の例を示す。Ｋの基準値、補正前測定値および補正後測定値は０になるため、Ｋの基準値、補正前測定値および補正後測定値についての説明は省略される。

第２実施形態の色彩輝度計２００においては、表６を表４と比較することにより理解されるように、Ｗ，Ｒ，ＧおよびＢの補正後測定値がＷ，Ｒ，ＧおよびＢの基準値にそれぞれ一致し、Ｗ，Ｒ，ＧおよびＢの補正後測定値に誤差が生じない。このことからは、Ｗ，Ｒ，ＧおよびＢの校正点において校正が精度よく行われることを理解できる。

続いて、３次元色空間上の基準値、補正前測定値および補正後測定値の例を参照しながら、第２実施形態の色彩輝度計２００において補正後測定値に生じる誤差の例について説明する。

図５は、第２実施形態の色彩輝度計における３次元色空間上のＷ，Ｒ，ＧおよびＢの基準値およびＷ，Ｒ，ＧおよびＢの補正後測定値の例を図示する図である。

第２実施形態の色彩輝度計２００においては、図５に図示されるように、Ｗの補正後測定値２４０、Ｒの補正後測定値２４１、Ｇの補正後測定値２４２およびＢの補正後測定値２４３がＷの基準値２５０、Ｒの基準値２５１、Ｇの基準値２５２およびＢの基準値２５３にそれぞれ一致し、Ｗの補正後測定値２４０、Ｒの補正後測定値２４１、Ｇの補正後測定値２４２およびＢの補正後測定値２４３に誤差が生じない。このことからは、Ｗ，Ｒ，ＧおよびＢの校正点において校正が精度よく行われることを理解できる。

続いて、色度図上の基準値、補正前測定値および補正後測定値の例を参照しながら第２実施形態の色彩輝度計２００において補正後測定値に生じる誤差の例について説明する。

図６は、第２実施形態の色彩輝度計における色度図上のＷ，Ｒ，ＧおよびＢの基準値、Ｗ，Ｒ，ＧおよびＢの補正前測定値および各色の補正後測定値の例を図示する図である。図１１は、第２実施形態の色彩輝度計における色度図上のＷ，Ｒ，ＧおよびＢの補正前測定値および各色の補正前測定値の例を図示する図でもある。

第２実施形態の色彩輝度計２００においては、図６に図示されるＲＧＢ色空間内の各色の補正後測定値２６１を図１１に図示されるＲＧＢ色空間内の各色の補正前測定値２６０と比較することにより理解されるように、隣接する補正後測定値２６１の間の距離の比が隣接する補正前測定値２６０の間の距離の比から大きく変化する。このことからは、補正前の３次元色空間が補正後の３次元色空間に非線形に変形されることを確認できる。

補正が行われた後は、図６に図示されるように、Ｗの補正後測定値２４０がＷの基準値２５０に一致するだけでなく、Ｒの補正後測定値２４１、Ｇの補正後測定値２４２およびＢの補正後測定値２４３がＲの基準値２５１、Ｇの基準値２５２およびＢの基準値２５３にそれぞれ一致する。このことからは、Ｗ，Ｒ，ＧおよびＢの校正点において校正が精度よく行われることを理解できる。

３ 第３実施形態
第３実施形態は、色彩輝度計、色彩輝度計における測定値の補正および色彩輝度計の校正に関する。第３実施形態においては、色彩輝度計が４個以上の分光センサーを備える場合においてもホモグラフィック変換により補正前の色空間を補正後の色空間に非線形に変形し校正を精度よく行うことができることが示される。

図３は、第３実施形態の色彩輝度計を図示するブロック図でもある。図７は、第３実施形態の色彩輝度計に備えられる光検出部を図示する模式図である。

図３に図示される色彩輝度計３００において行われる測定値の補正は、第１実施形態の測定値の補正においてｎを４にしたものである。図３に図示される色彩輝度計３００の校正は、第１実施形態の校正においてｎを４にしたものである。

色彩輝度計３００は、カラーフィルター方式の色彩輝度計であり、カラーディスプレイに表示された色の色彩値を測定するように構成され、図３に図示されるように、光検出部３１０、演算部３１２、入力部３１４、出力部３１６およびメモリー３１８を備える。光検出部３１０は、図７に図示されるように、レンズ３２０、分光センサー３２２_１、分光センサー３２２_２、分光センサー３２２_３および分光センサー３２２_４を備える。

分光センサー３２２_１，３２２_２および３２２_３は、ｘｙｚ等色関数のｘ成分、ｙ成分およびｚ成分に近似した分光応答度をそれぞれ有する。したがって、分光センサー３２２_１，３２２_２および３２２_３は、互いに異なる分光応答度を有する。分光センサー３２２_４も、分光センサー３２２_１，３２２_２および３２２_３が有する分光応答度と異なる分光応答度を有する。

色彩輝度計３００がディスプレイに表示された色を測定する場合は、分光センサー３２２_１，３２２_２，３２２_３および３２２_４が、ディスプレイから到来した光をレンズ３２０を経由して受光し、受光した光に応じた信号を出力する。これにより、分光センサー３２２_１，３２２_２，３２２_３および３２２_４は、被測定色に応じた信号を出力する。

演算部３１２は、分光センサー３２２_１，３２２_２，３２２_３および３２２_４が出力した信号の大きさをそれぞれ示す４個の補正前測定値x,y,zおよびvから４個の補正後測定値X,Y,ZおよびVへの変換を行う。変換は、補正前の４次元色空間における補正前測定値x,y,zおよびvから補正後の４次元色空間における補正後測定値X,Y,ZおよびVへの変換が行われるように補正前の４次元色空間を補正後の４次元色空間に非線形に変形する５次のホモグラフィック変換により行われる。

演算部３１２は、５次のホモグラフィック変換に必要な変換係数をメモリー３１８から読み出す。

出力部３１６は、得られた補正後測定値X,Y,ZおよびVを出力する。

色彩輝度計３００が校正される場合は、カラーディスプレイに赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、黄色（Ｙ）、合成色（Ｗ）および黒色（Ｋ）が表示され、表示されたＲ，Ｇ，Ｂ，Ｙ，ＷおよびＫが色彩輝度計３００により測定される。これにより、Ｒが被測定色である場合における補正前測定値x,y,zおよびvの具体値であるＲの補正前測定値x_R,y_R,z_Rおよびv_R、Ｇが被測定色である場合における補正前測定値x,y,zおよびvの具体値であるＧの補正前測定値x_G,y_G,z_Gおよびv_G、Ｂが被測定色である場合における補正前測定値x,y,zおよびvの具体値であるＢの補正前測定値x_B,y_B,z_Bおよびv_B、Ｙが被測定色である場合における補正前測定値x,y,zおよびvの具体値であるＹの補正前測定値x_Y,y_Y,z_Yおよびv_Y、Ｗが被測定色である場合における補正前測定値x,y,zおよびvの具体値であるＷの補正前測定値x_W,y_W,z_Wおよびv_W、ならびにＫが被測定色である場合における補正前測定値x,y,zおよびvの具体値であるＫの補正前測定値x₀,y₀,z₀およびv₀が得られる。

また、入力部３１４に、Ｒの基準値X_R,Y_R,Z_RおよびV_R、Ｇの基準値X_G,Y_G,Z_GおよびV_G、Ｂの基準値X_B,Y_B,Z_BおよびV_B、Ｙの基準値X_Y,Y_Y,Z_YおよびV_Y、Ｗの基準値X_W,Y_W,Z_WおよびV_W、ならびにＫの基準値X₀,Y₀,Z₀およびV₀が入力される。

演算部３１２は、Ｒの補正前測定値x_R,y_R,z_Rおよびv_RからＲの基準値X_R,Y_R,Z_RおよびV_Rへの変換が行われ、Ｇの補正前測定値x_G,y_G,z_Gおよびv_GからＧの基準値X_G,Y_G,Z_GおよびV_Gへの変換が行われ、Ｂの補正前測定値x_B,y_B,z_Bおよびv_BからＢの基準値X_B,Y_B,Z_BおよびV_Bへの変換が行われ、Ｙの補正前測定値x_Y,y_Y,z_Yおよびv_YからＹの基準値X_Y,Y_Y,Z_YおよびV_Yへの変換が行われ、Ｗの補正前測定値x_W,y_W,z_Wおよびv_WからＷの基準値X_W,Y_W,Z_WおよびV_Wへの変換が行われ、Ｋの補正前測定値x₀,y₀,z₀およびv₀からＫの基準値X₀,Y₀,Z₀およびV₀への変換が行われるように変換を定める。すなわち、演算部３１２は、式(7),(12),(13)および(14)を満たす、ホモグラフィック変換行列Hの成分となる校正係数h₁₁,h₁₂,h₁₃,h₁₄,h₁₅,h₂₁,h₂₂,h₂₃,h₂₄,h₂₅,h₃₁,h₃₂,h₃₃,h₃₄,h₃₅,h₄₁,h₄₂,h₄₃,h₄₄,h₄₅,h₅₁,h₅₂,h₅₃およびh₅₄を計算し、計算した校正係数h₁₁,h₁₂,h₁₃,h₁₄,h₁₅,h₂₁,h₂₂,h₂₃,h₂₄,h₂₅,h₃₁,h₃₂,h₃₃,h₃₄,h₃₅,h₄₁,h₄₂,h₄₃,h₄₄,h₄₅,h₅₁,h₅₂,h₅₃およびh₅₄をメモリー３１８に書き込む。

この校正が行われた後は、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｙ，ＷおよびＫの校正点の各々において、補正後測定値が基準値に一致し、補正後測定値に誤差が生じず、校正が精度よく行われる。したがって、この校正が行われた後は、基本色Ｒ，Ｇ，ＢおよびＹの校正点ならびに合成色Ｗの校正点の両方において、補正後測定値が基準値に一致し、補正後測定値に誤差が生じず、校正が精度よく行われる。

この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

本発明に係るカラーフィルター方式の色彩輝度計を校正する方法およびカラーフィルター方式の色彩輝度計は、カラーディスプレイ等の色を測定する色測定分野において利用可能性がある。

１２２_１，１２２_２，・・・，１２２_ｎ，２２２_１，２２２_２，２２２_３，３２２_１，３２２_２，３２２_３，３２２_４ 分光センサー
２００，３００ 色彩輝度計
２１２，３１２ 演算部

Claims (8)

1. 互いに異なる分光応答度を有し、被測定色に応じたｎ個の信号をそれぞれ出力し、ｎが３以上の整数であるｎ個の分光センサーと、
   前記ｎ個の信号の大きさをそれぞれ示す補正前のｎ次元色空間におけるｎ個の補正前測定値から補正後のｎ次元色空間におけるｎ個の補正後測定値への変換が行われるように前記補正前のｎ次元色空間を前記補正後のｎ次元色空間に非線形に変形する演算部と、
   を備えるカラーフィルター方式の色彩輝度計において、
   互いに異なるｎ＋２個の色の各々である各色が前記被測定色である場合における前記ｎ個の補正前測定値の具体値である各色のｎ個の補正前測定値を得る工程と、
   前記各色のｎ個の補正前測定値から各色のｎ個の基準値への変換が行われるように前記補正前のｎ次元色空間におけるｎ個の補正前測定値から補正後のｎ次元色空間におけるｎ個の補正後測定値への変換を定める工程と、
   を備えるカラーフィルター方式の色彩輝度計を校正する方法。
2. 前記補正前のｎ次元色空間におけるｎ個の補正前測定値から補正後のｎ次元色空間におけるｎ個の補正後測定値への変換は、ｎ＋１次のホモグラフィック変換である
   請求項１に記載のカラーフィルター方式の色彩輝度計を校正する方法。
3. ｎは、３であり、
   前記ｎ個の分光センサーは、ｘｙｚ等色関数のｘ成分、ｙ成分およびｚ成分に近似した分光応答度をそれぞれ有し、
   前記ｎ＋２個の色は、赤色、緑色、青色、合成色および黒色である
   請求項１または２に記載のカラーフィルター方式の色彩輝度計を校正する方法。
4. ｎは、４であり、
   前記ｎ個の分光センサーは、ｘｙｚ等色関数のｘ成分、ｙ成分およびｚ成分に近似した分光応答度をそれぞれ有する３個の分光センサーを含み、
   前記ｎ＋２個の色は、赤色、緑色、青色、黄色、合成色および黒色である
   請求項１または２に記載のカラーフィルター方式の色彩輝度計を校正する方法。
5. 互いに異なる分光応答度を有し、被測定色に応じたｎ個の信号をそれぞれ出力し、ｎが３以上の整数であるｎ個の分光センサーと、
   前記ｎ個の信号の大きさをそれぞれ示す補正前のｎ次元色空間におけるｎ個の補正前測定値から補正後のｎ次元色空間におけるｎ個の補正後測定値への変換が行われるように前記補正前のｎ次元色空間を前記補正後のｎ次元色空間に非線形に変形し、互いに異なるｎ＋２個の色の各々である各色が前記被測定色である場合における前記ｎ個の補正前測定値の具体値である各色のｎ個の補正前測定値から各色のｎ個の基準値への変換が行われるように前記補正前のｎ次元色空間におけるｎ個の補正前測定値から補正後のｎ次元色空間におけるｎ個の補正後測定値への変換が定められる演算部と、
   を備えるカラーフィルター方式の色彩輝度計。
6. 前記補正前のｎ次元色空間におけるｎ個の補正前測定値から補正後のｎ次元色空間におけるｎ個の補正後測定値への変換は、ｎ＋１次のホモグラフィック変換である
   請求項５に記載のカラーフィルター方式の色彩輝度計。
7. ｎは、３であり、
   前記ｎ個の分光センサーは、ｘｙｚ等色関数のｘ成分、ｙ成分およびｚ成分に近似した分光応答度をそれぞれ有し、
   前記ｎ＋２個の色は、赤色、緑色、青色、合成色および黒色である
   請求項５または６に記載のカラーフィルター方式の色彩輝度計。
8. ｎは、４であり、
   前記ｎ個の分光センサーは、ｘｙｚ等色関数のｘ成分、ｙ成分およびｚ成分に近似した分光応答度をそれぞれ有する３個の分光センサーを含み、
   前記ｎ＋２個の色は、赤色、緑色、青色、黄色、合成色および黒色である
   請求項５または６に記載のカラーフィルター方式の色彩輝度計。

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