JP7331648B2 - 分光測定方法および分光測定装置 - Google Patents

分光測定方法および分光測定装置 Download PDF

Info

Publication number
JP7331648B2
JP7331648B2 JP2019204505A JP2019204505A JP7331648B2 JP 7331648 B2 JP7331648 B2 JP 7331648B2 JP 2019204505 A JP2019204505 A JP 2019204505A JP 2019204505 A JP2019204505 A JP 2019204505A JP 7331648 B2 JP7331648 B2 JP 7331648B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
color
value
area
spectroscopic
reference value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019204505A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2021076512A (ja
Inventor
龍平 久利
政司 相磯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2019204505A priority Critical patent/JP7331648B2/ja
Priority to US17/093,665 priority patent/US11333554B2/en
Priority to CN202011252322.7A priority patent/CN112858193B/zh
Publication of JP2021076512A publication Critical patent/JP2021076512A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7331648B2 publication Critical patent/JP7331648B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/12Generating the spectrum; Monochromators
    • G01J3/26Generating the spectrum; Monochromators using multiple reflection, e.g. Fabry-Perot interferometer, variable interference filters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02Details
    • G01J3/0289Field-of-view determination; Aiming or pointing of a spectrometer; Adjusting alignment; Encoding angular position; Size of measurement area; Position tracking
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02Details
    • G01J3/0297Constructional arrangements for removing other types of optical noise or for performing calibration
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/28Investigating the spectrum
    • G01J3/2823Imaging spectrometer
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/46Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters
    • G01J3/50Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters using electric radiation detectors
    • G01J3/51Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters using electric radiation detectors using colour filters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00Image analysis
    • G06T7/90Determination of colour characteristics
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/10Image acquisition
    • G06V10/12Details of acquisition arrangements; Constructional details thereof
    • G06V10/14Optical characteristics of the device performing the acquisition or on the illumination arrangements
    • G06V10/143Sensing or illuminating at different wavelengths
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/20Image preprocessing
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/28Investigating the spectrum
    • G01J3/2823Imaging spectrometer
    • G01J2003/2826Multispectral imaging, e.g. filter imaging
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/28Investigating the spectrum
    • G01J2003/2866Markers; Calibrating of scan
    • G01J2003/2873Storing reference spectrum
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N2021/0106General arrangement of respective parts
    • G01N2021/0112Apparatus in one mechanical, optical or electronic block
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10Image acquisition modality
    • G06T2207/10032Satellite or aerial image; Remote sensing
    • G06T2207/10036Multispectral image; Hyperspectral image

Description

本発明は、分光測定方法および分光測定装置に関するものである。
撮像対象で反射した光を撮像して分光画像を得る装置が知られている。
例えば、特許文献1には、テレセントリック光学系と、テレセントリック光学系を透過した光から所定の波長の光を取り出す波長可変干渉フィルターと、波長切替部と、波長可変干渉フィルターおよび波長切替部を透過した光を受光する受光部と、を備える分光測定装置が開示されている。波長可変干渉フィルターは、内部のギャップ量を変更することにより、ギャップ量に基づいた所望の波長の光を取り出すため、静電アクチュエーターを備えている。静電アクチュエーターに印加する電圧を切り替えることにより、波長可変干渉フィルターを透過するピーク波長を切り替えることができる。これにより、所望のピーク波長に対応した分光画像を取得することができる。
このような分光測定装置は、分光画像に基づく色彩の評価手段として用いることができる。色彩の評価要素の1つとして、色彩の不均一性(色ムラ)がある。色ムラを適切に評価するためには、色ムラを定量化する手段が必要となる。色ムラを定量化することができれば、例えば製品の外観検査等において、人による官能検査を機械化することが可能になる。
特開2013-170867号公報
しかしながら、従来の分光測定装置は、色ムラを定量化する手段を有していないため、色ムラを適切に評価することができない。
本発明の適用例に係る分光測定方法は、
撮像対象で反射した反射光を分光して所定の波長の光を選択する分光部と、前記分光部により選択された複数の波長の光に基づく分光画像を撮像する撮像素子と、を有する分光計測部と、
前記分光部の作動を制御する分光制御部と、
前記分光画像を生成する画像生成部と、
を備える分光測定装置における分光測定方法であって、
前記分光画像を生成する分光画像生成ステップと、
前記分光画像の範囲を、少なくとも第1領域を含む複数の領域に分割する範囲分割ステップと、
色彩値の基準値を決定する基準値決定ステップと、
前記第1領域における前記分光画像に基づいて第1領域スペクトルを生成する領域スペクトル生成ステップと、
前記第1領域スペクトルに基づいて第1領域三刺激値を算出する三刺激値算出ステップと、
前記第1領域三刺激値に基づいて第1領域色彩値を算出する色彩値算出ステップと、
色差式により、前記第1領域色彩値と前記基準値との色差である第1領域色差を算出する色差算出ステップと、
を有することを特徴とする。
実施形態に係る分光測定装置を示す機能ブロック図である。 図1に示す分光部の断面図である。 実施形態に係る分光測定方法を示すフローチャートである。 図3に示す分光測定方法を行うため、表示部に表示させる操作画面の一例を示す図である。
以下、本発明の分光測定方法および分光測定装置を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
1.分光測定装置
まず、実施形態に係る分光測定装置について説明する。
図1は、実施形態に係る分光測定装置を示す機能ブロック図である。図2は、図1に示す分光部の断面図である。
図1に示す分光測定装置1は、分光カメラとも呼ばれ、撮像対象Xで反射した反射光を分光し、複数の波長の光に基づく分光画像、および、分光画像から求められるスペクトルを生成する装置である。
分光測定装置1は、分光計測部10と、制御部60と、表示部15と、入力部16と、記憶部17と、を備えている。以下、各部について順次説明する。
1.1.分光計測部
分光計測部10は、光源31と、撮像素子21と、分光部41と、を有している。
光源31は、撮像対象Xに光を照射する素子である。撮像対象Xに照射され、反射した光は、反射光として後述する分光部41を経て撮像素子21に入射する。なお、光源31は、分光測定装置1とは別に設けられていてもよい。
光源31としては、例えば、LED(Light Emitting Diode)素子、有機EL(Electro Luminescence)素子、キセノンランプ、ハロゲンランプ等が挙げられる。また、光源31には、後述する分光部41において分光可能な波長域全体に光強度を有する光源が好ましく用いられ、具体的には、可視光領域の全体に光強度を有する白色光を出射可能な光源が好ましく用いられる。また、光源31は、白色光以外の波長域の光、例えば赤外光等の可視光以外の光を照射可能な素子であってもよい。
撮像素子21は、撮像対象Xで反射した反射光を撮像する素子である。後述する分光部41では、反射光のうち、特定波長領域の光が選択され、撮像素子21に入射するため、撮像素子21にはモノクロ撮像素子が好ましく用いられる。
撮像素子21としては、例えば、CCD(Charge Coupled Device)、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等が挙げられる。
分光部41は、入射光から特定波長領域の光を選択的に出射(透過)させる機能を有する光学素子である。分光部41から出射した光は、撮像素子21に入射する。
図2に示す分光部41は、出射する光の波長領域、つまり特定波長領域を変更可能な波長可変干渉フィルターである。
波長可変干渉フィルターとしては、例えば、波長可変型のファブリーペローエタロンフィルター、音響光学チューナブルフィルター(AOTF)、リニアバリアブルフィルター(LVF)、液晶チューナブルフィルター(LCTF)等が挙げられる。このうち、波長可変干渉フィルターとしては、波長可変型のファブリーペローエタロンフィルターが好ましく用いられる。波長可変型のファブリーペローエタロンフィルターでは、後述する静電アクチュエーター45等により2つのフィルター(ミラー)間のギャップの大きさを調整することができる。これにより、特定波長領域を変更することができる。
また、ファブリーペローエタロンフィルターは、2つのフィルターによる多重干渉を利用して、特定波長領域の光を取り出す。各フィルターは薄くすることが可能であるため、ファブリーペローエタロンフィルターが適用された分光部41は、十分に薄くすることができる。具体的には、分光部41の厚さを、2.0mm以下に設定することが可能となる。そのため、分光部41、ひいては分光測定装置1の小型化を図ることができる。
図2には、波長可変干渉フィルターとして波長可変型のファブリーペローエタロンフィルターが適用された分光部41を示している。
図2に示す分光部41は、図2の上下に延在する光軸OAを有し、光軸OAに対して交差する方向に広がる板状の部材である。このような分光部41は、固定基板410と、可動基板420と、固定反射膜411と、可動反射膜421と、固定電極412と可動電極422と、接合膜414と、を備えている。固定基板410および可動基板420は、互いに積層された状態で、接合膜414を介して一体的に接合されている。
固定基板410は、光軸OA上の位置からの平面視において、中央部に位置する反射膜設置部415と、その周りを取り囲む溝413と、を有している。固定基板410のうち、反射膜設置部415に対応する部分の光軸OAに沿った長さ、つまり厚さは、溝413に対応する部分よりも厚くなっている。反射膜設置部415の可動基板420側の面には、固定反射膜411が設けられている。固定反射膜411は、ファブリーペローエタロンフィルターの光学要素の1つである固定光学ミラーとして機能する。
可動基板420は、光軸OA上の位置からの平面視において、中央部に位置する反射膜設置部425と、その周りを取り囲む溝423と、を有している。可動基板420のうち、反射膜設置部425に対応する部分の光軸OAに沿った長さ、つまり厚さは、溝423に対応する部分よりも厚くなっている。そして、反射膜設置部425の固定基板410側の面には、可動反射膜421が設けられている。可動反射膜421も、ファブリーペローエタロンフィルターの光学要素の1つである可動光学ミラーとして機能する。
固定基板410が有する溝413の可動基板420側の面には、固定電極412が設けられている。また、可動基板420が有する溝423の固定基板410側の面には、可動電極422が設けられている。固定電極412および可動電極422は、これらの間に電圧が印加されることにより、静電引力を生じさせ、固定反射膜411と可動反射膜421との間のギャップの大きさを調整する。これにより、固定電極412および可動電極422は、静電アクチュエーター45を構成する。また、可動電極422が溝423に対応する位置に設けられているため、静電引力が生じたときの可動反射膜421の変位量を大きくすることができる。
なお、固定基板410の厚さおよび可動基板420の厚さは、0.1mm以上1.0mm以下程度であるのが好ましい。このような厚さであれば、分光部41全体の厚さを2.0mm以下に抑えることが可能である。これにより、分光計測部10の小型化を実現することができる。
ここで、固定反射膜411と可動反射膜421との間は、ギャップを介して対向配置されている。また、固定電極412と可動電極422との間も、ギャップを介して対向配置されている。前述したように、固定電極412および可動電極422は、固定反射膜411と可動反射膜421との間のギャップの大きさを調整する静電アクチュエーター45を構成する。具体的には、固定電極412と可動電極422との間に電圧を印加すると、静電引力が生じ、可動基板420に撓みが生じる。その結果、固定反射膜411と可動反射膜421との間のギャップの大きさ、すなわち距離を変化させることができる。そして、このギャップの大きさを適宜設定することにより、光軸OAに沿って分光部41を透過する光の波長領域を選択することができる。つまり、特定波長領域を変更することができる。また、固定反射膜411および可動反射膜421の構成を変えることにより、透過する光の半値幅、すなわちファブリーペローエタロンフィルターの分解能を制御することもできる。
固定基板410および可動基板420の各構成材料としては、例えば、ソーダガラス、結晶性ガラス、石英ガラス、鉛ガラス、カリウムガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラス等の各種ガラス、水晶等が挙げられる。
接合膜414は、固定基板410と可動基板420とを接合している。接合膜414としては、特に限定されないが、一例として、シロキサンを主材料とするプラズマ重合膜が挙げられる。
固定反射膜411および可動反射膜421としては、それぞれ、例えば、Ag、Ag合金等の金属膜の他、高屈折層と低屈折層とを備える誘電体多層膜等が挙げられる。
固定電極412および可動電極422の各構成材料としては、例えば、各種導電性材料が挙げられる。
図1に示す分光計測部10は、さらに、分光部側光学系81および撮像素子側光学系83を有している。
分光部側光学系81は、撮像対象Xと分光部41との間に配置されている。図1に示す分光部側光学系81は、入射光学系としての入射レンズ811と、投射レンズ812と、を備えている。このような分光部側光学系81は、撮像対象Xで反射した反射光を分光部41に導く。
撮像素子側光学系83は、分光部41と撮像素子21との間に配置されている。図1に示す撮像素子側光学系83は、入出射レンズ831を備えている。このような撮像素子側光学系83は、分光部41から出射した出射光を撮像素子21に導く。
このような分光部側光学系81および撮像素子側光学系83のうちの少なくとも1つを分光計測部10に設けることにより、撮像対象Xで反射した反射光の、撮像素子21による集光率を高めることができる。
なお、分光部側光学系81および撮像素子側光学系83の少なくとも一方は、撮像素子21による集光率に応じて省略されていてもよい。
また、分光部側光学系81は、図1に示す位置の他、分光部41と撮像素子側光学系83との間に配置されていてもよい。
以上、分光計測部10について説明したが、分光部41の位置は図1に示す位置に限定されない。具体的には、図1に示す分光計測部10では、撮像対象Xと撮像素子21との間に分光部41が配置されているが、分光部41は、撮像対象Xと光源31との間に配置されていてもよい。
1.2.表示部
表示部15は、撮像素子21で撮像された分光画像を可視化した画像、および、その他の任意の情報を表示する。
表示部15としては、例えば、液晶表示素子、有機EL表示素子等が用いられる。
1.3.入力部
入力部16は、分光測定装置1のユーザーにより、制御部60の作動に必要なデータの入力を受け付ける。
入力部16としては、例えば、タッチパネル、スライドパッド、キーボード、マウス等が用いられる。なお、入力部16は、表示部15と組み合わされ、表示部15と一体になっていてもよい。
1.4.記憶部
記憶部17は、制御部60の各機能部の作動に必要なプログラムおよびデータ、分光計測部10で取得されたデータ、表示部15の表示に必要なデータ、入力部16で入力されたデータ等の各種情報を記憶する。
記憶部17には、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)等のメモリーが用いられる。
1.5.制御部
図1に示す制御部60は、光源制御部601と、分光制御部602と、画像生成部603と、表示制御部605と、評価部610と、を有している。これらの各機能部の作動は、CPU(Central Processing Unit)のようなプロセッサー、メモリーおよび外部インターフェース等のハードウェアの組み合わせにより実現される。例えば、制御部60は、記憶部17に記憶されているプログラムを読み出して実行することにより、各機能部を作動させ、その機能を実現する。
光源制御部601は、入力部16に入力された情報、記憶部17に記憶されている情報等に基づいて、光源31の点灯、消灯、出射光の波長、強度等を制御する。
分光制御部602は、記憶部17に記憶されている情報に基づき、分光部41から出射される光の特定波長領域に対応する駆動電圧を取得する。そして、取得した駆動電圧を分光部41の静電アクチュエーター45に印加させるための制御信号を出力する。これにより、分光制御部602は、分光部41の作動を制御して、分光部41から出射される光の特定波長領域を制御することができる。
画像生成部603は、分光計測部10の作動を制御し、分光部41を介して撮像素子21に入射する光を撮像させる。そして、撮像素子21から得られた撮像データに基づいて分光画像を生成する。また、生成した分光画像を、記憶部17に記憶させる。分光画像は、撮像対象Xで反射した反射光から、複数の波長が選択され、各波長における撮像画像を含んでいる。なお、画像生成部603は、分光画像を記憶部17に記憶させる際に、かかる分光画像が生成されたときの特定波長領域も、併せて記憶部17に記憶させる。
なお、画像生成部603は、分光画像とともに、分光画像を可視化してなる可視化画像を記憶部17に記憶させるようにしてもよいし、そのまま表示部15に表示させるようにしてもよい。
表示制御部605は、分光画像や各種情報等を可視化画像として表示部15に表示させる。
評価部610は、範囲分割部611と、基準値決定部612と、スペクトル生成部613と、色彩値算出部614と、色差算出部615と、判定部616と、を有している。
範囲分割部611は、後に詳述するが、撮像対象Xの測定対象エリアにおいて色ムラを評価するにあたって、測定対象エリアを複数に分割し、評価対象の単位となる複数の領域を特定する。具体的には、範囲分割部611は、測定対象エリアを複数の領域に分割するための入力を受け付ける。範囲分割部611は、例えば、表示制御部605により、表示部15に分光画像の可視化画像を表示させ、入力部16により、分割数の情報の入力を受け付ける。
基準値決定部612は、後に詳述するが、算出された色差に基づいて色ムラを評価する際、色差を求めるための基準値を決定する。
スペクトル生成部613は、記憶部17に記憶された、撮像対象Xの分光画像および特定波長領域から、各画素の分光スペクトルを生成する。分光スペクトルは、波長ごとの光強度の分布であり、分光画像からは画素ごとの分光スペクトルを生成することが可能である。したがって、スペクトル生成部613では、測定対象エリア全体の平均分光スペクトルである「全体スペクトル」、および、範囲分割部611によって生成された各領域の平均分光スペクトルである「領域スペクトル」を算出することもできる。本明細書では、これらのスペクトルを「分光情報」ともいう。
また、本実施形態では、分光スペクトルを、4以上の波長帯域で光強度を計測して得られたスペクトルとする。さらに、本実施形態に係る分光スペクトルは、16以上の波長帯域で光強度を計測して得られたスペクトルであるのが好ましい。
なお、スペクトル生成部613は、記憶部17を介することなく、画像生成部603から直接得た情報に基づいて、分光情報を生成するように構成されていてもよい。生成した分光情報は、記憶部17に記憶される。
色彩値算出部614は、後に詳述するが、分光スペクトルから各領域の三刺激値を算出し、さらに、求めた三刺激値から色彩値を算出する。この色彩値は、測定対象エリア全体の色彩や各領域の色彩を代表する値である。求めた色彩値は、測定対象エリア全体であることを特定する情報や各領域を識別する情報とともに、記憶部17に記憶される。
色差算出部615は、色彩値算出部614により求めた各領域の色彩値から、基準値との色差を算出する。この色差は、測定対象エリアの色ムラを定量化する際の指標となる。
判定部616は、色差算出部615により求めた色差としきい値とを比較し、色差が許容範囲内か否かを判定する。判定結果は、記憶部17に記憶されるとともに、必要に応じて表示部15に表示される。
2.分光測定方法
次に、実施形態に係る分光測定方法について説明する。
図3は、実施形態に係る分光測定方法を示すフローチャートである。
図3に示す分光測定方法は、分光画像生成ステップS1と、範囲分割ステップS2と、基準値決定ステップS3と、領域スペクトル生成ステップS4と、三刺激値算出ステップS5と、色彩値算出ステップS6と、色差算出ステップS7と、判定ステップS8と、を有する。以下、各ステップについて順次説明する。
2.1.分光画像生成ステップS1
まず、光源制御部601、分光制御部602および画像生成部603により、分光計測部10の作動を制御し、分光画像を生成する。そして、画像生成部603は、生成した分光画像を記憶部17に記憶させる。
続いて、制御部60のスペクトル生成部613により、分光画像から分光スペクトルを生成する。そして、スペクトル生成部613は、分光スペクトル、つまり分光情報を記憶部17に記憶させる。
2.2.範囲分割ステップS2
次に、撮像対象Xの測定対象エリア、つまり、分光画像の測定範囲A00を、複数の領域、具体的には、第1領域A01、第2領域A02、・・・、第12領域A12に分割する。この分割処理は、範囲分割部611において実行することができる。範囲分割部611では、記憶部17に記憶されている分光画像を読み出し、その分光画像の範囲を複数に分割するための分割数、分割位置等の情報を取得する。この情報は、例えば入力部16におけるユーザーの入力操作によって入力されたものであってもよいし、記憶部17にあらかじめ記憶されていたものであってもよい。
図4は、図3に示す分光測定方法を行うため、表示部15に表示させる操作画面の一例を示す図である。図4に示す操作画面7は、表示内容に基づいて入力部16におけるユーザーの入力操作を支援するグラフィカルユーザーインターフェース(GUI)である。
図4に示す操作画面7は、ライブビュー領域71と、入力領域72と、を含んでいる。
ライブビュー領域71は、画像生成部603により生成された分光画像を可視化した可視化画像を、例えばリアルタイムに表示する領域である。なお、ライブビュー領域71には、分光計測部10とは別に設けられた撮像手段によって取得された可視化画像が表示されるようになっていてもよい。
入力領域72は、範囲分割ステップS2の実行に際し、入力部16により入力された情報を文字等で表示する領域である。また、入力部16により入力された情報は、入力領域72に表示されるとともに、ライブビュー領域71において可視化画像に重ねるように表示される。ライブビュー領域71では、例えば、可視化画像に重ねて、図形や文字等が表示される。これにより、分割数、分割位置等の情報を、文字だけでなく図形としても表示し、ユーザーの理解を支援することができる。
図4の例では、ライブビュー領域71に、スマートフォン73の可視化画像が表示されている。そして、スマートフォン73の画面のほぼ全体に対応する矩形領域に、前述した測定範囲A00が設定されている。この測定範囲A00は、色ムラを測定する対象エリアであるが、ユーザーが指定した範囲であってもよく、あらかじめ規定された条件に基づいて制御部60が自動的に指定した範囲であってもよい。後者の場合、例えば、スマートフォン73の画面を指定するように条件を設定しておくことにより、制御部60の範囲分割部611では、可視化画像に対して画像処理を施し、測定範囲A00を特定する。
また、図4の例では、測定範囲A00の長辺を4つに分割し、かつ、短辺を3つに分割している。これにより、図4に示す測定範囲A00は、第1領域A01~第12領域A12の12個に分割されている。この際、図4の例では、分割線に対応するラインLを、ライブビュー領域71に表示している。これにより、ユーザーは、分割パターンを視覚的に理解することができる。また、図4の例では、併せて、第1領域A01~第12領域A12を特定する文字をライブビュー領域71に表示しているが、この表示は省略されてもよい。
なお、このような分割パターンは、入力領域72に表示された情報に基づくものである。図4の例では、入力領域72において、長辺の分割数が4であり、短辺の分割数が3であることが表示されている。範囲分割部611では、これらの入力情報に基づいて、測定範囲A00を例えば等間隔に分割する。なお、分割の間隔は、等間隔以外の間隔であってもよい。また、分割数は、2つ以上であれば特に限定されない。
2.3.基準値決定ステップS3
基準値決定ステップS3では、後述する色差算出ステップS7において色差を算出する際の基準となる基準値を決定する。この基準値は、複数の選択肢からユーザーによって選択され、決定される。したがって、本実施形態に係る基準値決定ステップS3は、基準値の決定方法の選択肢を受け付ける決定方法選択ステップS30を有する。ただし、決定方法はこれに限定されず、例えば、あらかじめ設定された条件に従って基準値決定部612が自動的に選択するようになっていてもよい。
選択肢としては、例えば、以下の基準値A~Cの3つが挙げられる。決定方法選択ステップS30では、基準値A~Cのうち1つが選択されるように、入力を受け付ける。
なお、図4の例では、入力領域72においてラジオボタンによる基準値A~Cの選択が可能になっており、入力結果に基づいて基準値の決定方法が選択される。以下、各選択肢について順次説明する。
2.3.1.基準値A(エリア平均)
基準値Aは、測定対象エリア全体における分光スペクトルの平均値から求められる値であり、以下の3つのステップを経て決定される。すなわち、基準値Aを決定する基準値決定ステップS3は、第1基準値決定ステップS31と、第2基準値決定ステップS32と、第3基準値決定ステップS33と、を有する。
第1基準値決定ステップS31では、まず、スペクトル生成部613により、記憶部17に記憶されている分光画像を読み出す。そして、分光画像の測定範囲A00全体における分光スペクトルの平均値を「全体スペクトル」として算出する。具体的には、測定範囲A00の全画素において、波長ごとの光強度の平均値を算出する。これにより、測定範囲A00について、波長ごとの平均光強度の分布である「全体スペクトル」が求められる。なお、この算出方法は、一例であり、別の方法で光強度の平均値を求めるようにしてもよい。
第2基準値決定ステップS32では、色彩値算出部614により、全体スペクトルに基づいて「全体三刺激値」を算出する。全体三刺激値とは、測定範囲A00全体を代表する三刺激値のことであり、例えば全体スペクトルから所定の測色方法によって求められた、測定範囲A00全体における平均の三刺激値(XYZ値)のことである。
全体スペクトルからXYZ値を求める方法には、公知の測色方法が用いられる。一例として、全体スペクトルに等色関数を乗じたものを、波長範囲全体で積分することによって、X値、Y値およびZ値がそれぞれ求められる。このようにして求めたXYZ値を、「全体XYZ値」とする。
第3基準値決定ステップS33では、色彩値算出部614により、全体XYZ値に基づいて、測定範囲A00全体の平均の色彩値を求める。ここでは、全体XYZ値から求めた色彩値を、「全体色彩値」とする。
全体色彩値の算出方法としては、所定の色空間の規定により、全体XYZ値から算出する方法が挙げられる。所定の色空間としては、例えば、L*a*b*表色系、LCH表色系、マンセル表色系、Yxy表色系等が挙げられる。このうち、L*a*b*表色系またはYxy表色系が好ましく用いられ、後述する色差算出ステップS7において色差を算出しやすいという観点から、L*a*b*表色系がより好ましく用いられる。つまり、全体色彩値は、L*a*b*値またはYxy値であることが好ましい。さらに、液晶パネルやLED等の発光体が検査対象の場合、全体色彩値はYxy値であることがより好ましく、印刷物やファブリック等の非発光体が検査対象の場合、全体色彩値はL*a*b*値であることがより好ましい。
以上のようにして、全体色彩値が求められる。基準値決定部612では、この全体色彩値を基準値Aとする。
2.3.2.基準値B(基準領域選択)
基準値Bは、測定対象エリアの一部の領域を基準領域とし、その基準領域における分光スペクトルの平均値から求められる値であり、以下の4つのステップを経て決定される。すなわち、基準値Bを決定する基準値決定ステップS3は、第4基準値決定ステップS34と、第5基準値決定ステップS35と、第6基準値決定ステップS36と、第7基準値決定ステップS37と、を有する。
第4基準値決定ステップS34では、まず、基準値Bを求めるための「基準領域」を選択する。この基準領域は、前述した範囲分割ステップS2によって生成された第1領域A01~第12領域A12のうちの1つである。ユーザーは、入力部16により、基準領域を選択する。基準値決定部612は、入力された基準領域を特定する情報を受け付ける。図4の例では、入力領域72において、基準領域として第5領域A05を特定している様子を表示している。
第5基準値決定ステップS35では、スペクトル生成部613により、基準領域における分光スペクトルの平均値を「基準領域スペクトル」として算出する。具体的には、基準領域の全画素において、波長ごとの光強度の平均値を算出する。これにより、基準領域について、波長ごとの平均光強度の分布である「基準領域スペクトル」が求められる。なお、この算出方法は、一例であり、別の方法で光強度の平均値を求めるようにしてもよい。
第6基準値決定ステップS36では、色彩値算出部614により、基準領域スペクトルに基づいて「基準領域三刺激値」を算出する。基準領域三刺激値とは、基準領域を代表する三刺激値のことであり、例えば基準領域スペクトルから所定の測色方法によって求められた、基準領域における平均の三刺激値(XYZ値)のことである。
基準領域スペクトルからXYZ値を求める方法には、公知の測色方法が用いられる。一例として、基準領域スペクトルに等色関数を乗じたものを、波長範囲全体で積分することによって、X値、Y値およびZ値がそれぞれ求められる。このようにして求めたXYZ値を、「基準領域三刺激値」とする。
第7基準値決定ステップS37では、色彩値算出部614により、基準領域三刺激値に基づいて、基準領域の平均の色彩値を求める。ここでは、基準領域三刺激値から求めた色彩値を、「基準領域色彩値」とする。
基準領域色彩値の算出方法としては、所定の色空間の規定により、基準領域三刺激値から算出する方法が挙げられる。所定の色空間としては、例えば、L*a*b*表色系、LCH表色系、マンセル表色系、Yxy表色系等が挙げられる。このうち、L*a*b*表色系またはYxy表色系が好ましく用いられ、後述する色差算出ステップS7において色差を算出しやすいという観点から、L*a*b*表色系がより好ましく用いられる。つまり、基準領域色彩値は、L*a*b*値またはYxy値であることが好ましい。さらに、液晶パネルやLED等の発光体が検査対象の場合、基準領域色彩値はYxy値であることがより好ましく、印刷物やファブリック等の非発光体が検査対象の場合、基準領域色彩値はL*a*b*値であることがより好ましい。
以上のようにして、基準領域色彩値が求められる。基準値決定部612では、この基準領域色彩値を基準値Bとする。なお、図4の例では、基準領域色彩値がL*a*b*値である場合の操作画面7を示している。
2.3.3.基準値C(ユーザー入力)
基準値Cは、入力部16においてユーザーにより入力された値であり、以下の1つのステップを経て決定される。すなわち、基準値Cを決定する基準値決定ステップS3は、第8基準値決定ステップS38を有する。
第8基準値決定ステップS38では、入力部16によるユーザーの入力操作を受け付ける。基準値決定部612は、入力された情報に基づいて基準値Cを取得する。
基準値Cも、基準値A、Bと同様、表色系は特に限定されないが、L*a*b*値またはYxy値であることが好ましく、L*a*b*値であることがより好ましい。
以上、基準値A~Cについて説明したが、基準値決定ステップS3で決定する基準値は、これらに限定されず、それ以外の基準値であってもよい。
2.4.領域スペクトル生成ステップS4
次に、スペクトル生成部613により、第1領域A01~第12領域A12における各分光情報に基づいて、第1領域スペクトル~第12領域スペクトルを生成する。第1領域スペクトル~第12領域スペクトルは、それぞれ、前述した基準領域スペクトルの算出方法と同様にして算出される。
例えば、第1領域スペクトルを生成する際には、第1領域A01の全画素において、波長ごとの光強度の平均値を算出する。これにより、第1領域A01について、「第1領域スペクトル」が求められる。
2.5.三刺激値算出ステップS5
次に、色彩値算出部614により、第1領域スペクトル~第12領域スペクトルに基づいて、「第1領域三刺激値~第12領域三刺激値」を算出する。第1領域三刺激値~第12領域三刺激値は、それぞれ、第1領域A01~第12領域A12をそれぞれ代表する三刺激値のことであり、例えば、前述した基準領域三刺激値の算出方法と同様にして算出された、第1領域A01~第12領域A12における平均の三刺激値(XYZ値)のことである。
例えば、第1領域三刺激値は、第1領域スペクトルから所定の測色方法によって求められる。一例として、第1領域スペクトルに等色関数を乗じたものを、波長範囲全体で積分することによって、X値、Y値およびZ値がそれぞれ求められる。このようにして求めたXYZ値を、「第1領域三刺激値」とする。
2.6.色彩値算出ステップS6
次に、色彩値算出部614により、第1領域三刺激値~第12領域三刺激値に基づいて、第1領域A01~第12領域A12のそれぞれについて、平均の色彩値を求める。ここでは、第1領域三刺激値~第12領域三刺激値から求めた色彩値を、「第1領域色彩値~第12領域色彩値」とする。第1領域色彩値~第12領域色彩値は、それぞれ、前述した基準領域色彩値の算出方法と同様にして算出される。
例えば、第1領域色彩値は、所定の色空間の規定により、第1領域三刺激値から算出される。所定の色空間としては、例えば、L*a*b*表色系、LCH表色系、マンセル表色系、Yxy表色系等が挙げられる。このうち、L*a*b*表色系またはYxy表色系が好ましく用いられ、後述する色差算出ステップS7において色差を算出しやすいという観点から、L*a*b*表色系がより好ましく用いられる。つまり、第1領域色彩値は、L*a*b*値またはYxy値であることが好ましい。さらに、液晶パネルやLED等の発光体が検査対象の場合、第1領域色彩値はYxy値であることがより好ましく、印刷物やファブリック等の非発光体が検査対象の場合、第1領域色彩値はL*a*b*値であることがより好ましい。
2.7.色差算出ステップS7
色差算出部615では、前述した基準値決定ステップS3で決定した基準値と、色彩値算出ステップS6で算出した第1領域色彩値~第12領域色彩値と、に基づいて、基準値と第1領域A01~第12領域A12との色差である「第1領域色差~第12領域色差」を算出する。これらの第1領域色差~第12領域色差は、それぞれ、第1領域A01~第12領域A12が呈する色彩値と基準の色彩値との違い、つまり色ムラを定量化したものである。これらに基づいて測定対象エリアの色ムラを評価することにより、適切な評価を行うことができる。
色差の算出方法としては、特に限定されないが、公知の色差式を用いた方法が挙げられる。この色差式としては、例えば、CIE76色差式(ΔE76)、CIE94色差式(ΔE94)、CMC色差式(ΔEcmc)、CIE DE2000色差式(ΔE00)等が挙げられる。
なお、図4の例では、入力領域72においてラジオボタンによる色差式の選択が可能になっており、色差算出部615では、入力結果に基づいて色差式を選択し、色差の算出に適用する。図4の例では、ΔE00が選択されている様子が表示されている。
また、色差算出部615では、色差の算出にあたって、ユーザーが入力した「考慮値」を計算に反映させることができる。
図4の例では、色差を計算する際の考慮値として、Lab、ab、La、Lb、L、a、bの7つの選択肢が挙げられている。ユーザーは、入力領域72においてラジオボタンによる選択が可能になっている。
このうち、「Lab」の選択肢が選ばれた場合、L*a*b*表色系における色差を算出する際に、色差算出部615では、第1領域色彩値~第12領域色彩値と基準値との間で、L*値、a*値およびb*値の全てを考慮した色差の計算を行う。
また、「ab」の選択肢が選ばれた場合、色差算出部615では、a*値およびb*値のみを考慮した色差の計算を行う。同様に、「La」の選択肢が選ばれた場合、色差算出部615では、L*値およびa*値のみを考慮した色差の計算を行い、「Lb」の選択肢が選ばれた場合、色差算出部615では、L*値およびb*値のみを考慮した色差の計算を行う。
さらに、「L」の選択肢が選ばれた場合、色差算出部615では、L*値のみを考慮した色差の計算を行う。同様に、「a」の選択肢が選ばれた場合、色差算出部615では、a*値のみを考慮した色差の計算を行い、「b」の選択肢が選ばれた場合、色差算出部615では、b*値のみを考慮した色差の計算を行う。
このようにして定量化された色ムラは、さらに任意の方法による評価に供される。色ムラの評価方法は、特に限定されず、様々な方法が考えられるが、本実施形態では、以下の判定ステップS8によって評価を行う。
なお、上記では、各色彩値および基準値がL*a*b*表色系の色彩値である場合を例に説明しているが、L*a*b*表色系に代えて例えばYxy表色系を採用した場合、上記考慮値としては、「Yxy」および「xy」が挙げられる。前者が選択された場合には、Yxy表色系における色差を算出する際に、Y値、x値およびy値の全てを考慮した色差の計算を行い、後者が選択された場合には、x値およびy値のみを考慮した色差の計算を行う。
2.8.判定ステップS8
判定ステップS8では、判定部616において、第1領域色差~第12領域色差と、しきい値と、を比較する。そして、判定部616は、第1領域A01~第12領域A12の色ムラが許容できる範囲内か否かを良否判定する。
しきい値は、許容可能な色差の最大値であり、例えばユーザーにより入力部16を介して入力される。入力されたしきい値は、図4に示すように、入力領域72に表示される。なお、図4の例では、入力領域72においてラジオボタンによる「色差しきい値」の選択が可能になっており、判定部616は、入力結果に基づいて色差しきい値を選択し、判定に適用する。図4の例では、色差しきい値として「1.0」が選択されている様子が表示されている。この場合、第1領域色差~第12領域色差のうち、1.0以下を満たす色差に対応する領域は、「正常領域(OK領域)」として判定される。一方、第1領域色差~第12領域色差のうち、1.0超である色差に対応する領域は、「不可領域(NG領域)」として判定される。本実施形態では、入力領域72においてラジオボタンを用いて「色差しきい値」を選択するように構成しているが、これに限定されず、「色差しきい値」に任意の数値を入力するようにしてもよい。
なお、判定結果は、記憶部17に記憶されるとともに、必要に応じて、表示部15に表示される。
以上のように、本実施形態に係る分光測定方法は、分光計測部10と、分光制御部602と、画像生成部603と、を備える分光測定装置1における方法である。分光計測部10は、撮像対象Xで反射した反射光を分光して所定の波長の光を選択する分光部41と、分光部41により選択された複数の波長の光に基づく分光画像を撮像する撮像素子21と、を有している。分光制御部602は、分光部41の作動を制御する。画像生成部603は、分光画像を生成する。
そして、本実施形態に係る分光測定方法は、分光画像生成ステップS1と、範囲分割ステップS2と、基準値決定ステップS3と、領域スペクトル生成ステップS4と、三刺激値算出ステップS5と、色彩値算出ステップS6と、色差算出ステップS7と、を有する。分光画像生成ステップS1は、分光画像を生成するステップである。範囲分割ステップS2は、分光画像の範囲(測定範囲A00)を、少なくとも第1領域A01を含む複数の領域(第1領域A01~第12領域A12)に分割するステップである。基準値決定ステップS3は、色彩値の基準値を決定するステップである。領域スペクトル生成ステップS4は、第1領域A01~第12領域A12における分光画像に基づいて第1領域スペクトル~第12領域スペクトルを生成するステップである。三刺激値算出ステップS5は、第1領域スペクトル~第12領域スペクトルに基づいて第1領域三刺激値~第12領域三刺激値を算出するステップである。色彩値算出ステップS6は、第1領域三刺激値~第12領域三刺激値に基づいて第1領域色彩値~第12領域色彩値を算出するステップである。色差算出ステップS7は、色差式により、第1領域色彩値~第12領域色彩値と基準値との色差である第1領域色差~第12領域色差を算出するステップである。
このような分光測定方法によれば、測定した色彩値と基準値との色差を求めることができるので、撮像対象Xの測定対象エリアの色ムラを定量化することができる。このため、このような分光測定方法を実行可能な分光測定装置1を用いることにより、例えば製品の外観検査等において、人による官能検査を容易に機械化することができる。
また、上記分光測定方法では、分光スペクトルを生成し、それに基づいて色差を算出している。一方、従来のRGBカメラやXYZカメラと呼ばれるカメラでは、それぞれ3つの波長帯域で光強度を計測している。具体的には、RGBカメラは、光の三原色をもって光強度を測定可能なカメラであり、XYZカメラは、人の知覚感度である三刺激値を反映させたカメラである。このため、これらのカメラで計測した色彩値は、照明光の色の影響を強く受けてしまい、厳密な測定には向かないという問題がある。したがって、正確な色差を算出することができず、色ムラの定量化が困難である。これに対し、上記分光測定方法では、多数の波長帯域で光強度を計測し、分光スペクトルを生成して色差を算出しているため、測定した色彩値が照明光の影響を受けにくい。このため、より正確な色差の算出が可能である。
また、本実施形態に係る分光測定方法は、前述したように、第1領域色差~第12領域色差と、しきい値と、を比較して、良否判定する判定ステップS8をさらに有している。
このような構成によれば、従来であれば機械化することが難しかった色ムラの良否判定を機械的に行うことができる。このため、例えば製品の外観検査等において、人による官能検査を機械化することができる。
さらに、本実施形態に係る分光測定方法では、第1領域色彩値~第12領域色彩値、および、基準値が、それぞれL*a*b*表色系の色彩値であることが好ましい。L*a*b*表色系では、3次元直交座標で色表示の均等色空間が定義されている。このため、L*a*b*表色系の色彩値は、ユークリッド空間距離に基づいて色差を計算することができ、計算が比較的容易であるという利点がある。
また、前述した基準値Aを決定する基準値決定ステップS3は、分光画像の範囲(測定範囲A00)全体における全体スペクトルを生成する第1基準値決定ステップS31と、全体スペクトルに基づいて全体三刺激値を算出する第2基準値決定ステップS32と、全体三刺激値に基づいて全体色彩値を算出し、全体色彩値を基準値Aとする第3基準値決定ステップS33と、を有する。
このような構成によれば、測定範囲A00全体を考慮した基準値を求め、その基準値に基づいて第1領域A01~第12領域A12のそれぞれの色ムラを定量化することができる。これにより、例えば、測定範囲A00において、色ムラが目立ちにくいか否かという観点で良否判定を行うことができる。
さらに、前述した色差算出ステップS7では、複数の色差式から1つを選択し、選択した色差式に基づいて、第1領域色差~第12領域色差を算出している。
このような構成によれば、色ムラを定量化する際の目的等に応じて、色差式を変えることができる。このため、より目的に沿った色ムラの定量化が可能になる。
また、本実施形態に係る分光測定装置1は、前述したように、分光計測部10と、分光制御部602と、画像生成部603と、範囲分割部611と、基準値決定部612と、スペクトル生成部613と、色彩値算出部614と、色差算出部615と、を備えている。分光計測部10は、撮像対象Xで反射した反射光を分光して所定の波長の光を選択する分光部41と、分光部41により選択された複数の波長の光に基づく分光画像を撮像する撮像素子21と、を有している。
分光制御部602は、分光部41の作動を制御する。画像生成部603は、分光画像を生成する。範囲分割部611は、分光画像の範囲(測定範囲A00)を、少なくとも第1領域A01を含む複数の領域(第1領域A01~第12領域A12)に分割する。基準値決定部612は、色差を求めるための色彩値の基準値を決定する。スペクトル生成部613は、第1領域A01~第12領域A12における分光画像に基づいて第1領域スペクトル~第12領域スペクトルを生成する。色彩値算出部614は、第1領域スペクトル~第12領域スペクトルに基づいて第1領域三刺激値~第12領域三刺激値を算出し、第1領域三刺激値~第12領域三刺激値に基づいて第1領域色彩値~第12領域色彩値を算出する。色差算出部615は、色差式により、第1領域色彩値~第12領域色彩値と基準値との色差である第1領域色差~第12領域色差を算出する。
このような構成によれば、測定した色彩値と基準値との色差を求めることができるので、撮像対象Xの測定対象エリアの色ムラを定量化することができる。このため、このような分光測定方法を実行可能な分光測定装置1を用いることにより、例えば製品の外観検査等において、人による官能検査を容易に機械化することができる。
また、分光測定装置1では、分光スペクトルを生成し、それに基づいて色差を算出している。つまり、多数の波長帯域で光強度を計測し、分光スペクトルを生成して色差を算出している。このため、測定した色彩値が照明光の影響を受けにくい。その結果、より正確な色差の算出が可能である。
以上、本発明の分光測定方法および分光測定装置を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明の分光測定装置は、前記実施形態に限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、前記実施形態に係る分光測定装置に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。
さらに、本発明の分光測定方法は、前記実施形態に任意の目的の工程が付加されたものであってもよい。
また、本発明の分光測定装置は、例えば、スマートフォン、タブレット端末、パソコン、デジタルカメラ、ビデオカメラ、ウェアラブル端末、ドローン、ドライブレコーダー、自動運転システム等に組み込んで用いられる。
1…分光測定装置、7…操作画面、10…分光計測部、15…表示部、16…入力部、17…記憶部、21…撮像素子、31…光源、41…分光部、45…静電アクチュエーター、60…制御部、71…ライブビュー領域、72…入力領域、73…スマートフォン、81…分光部側光学系、83…撮像素子側光学系、410…固定基板、411…固定反射膜、412…固定電極、413…溝、414…接合膜、415…反射膜設置部、420…可動基板、421…可動反射膜、422…可動電極、423…溝、425…反射膜設置部、601…光源制御部、602…分光制御部、603…画像生成部、605…表示制御部、610…評価部、611…範囲分割部、612…基準値決定部、613…スペクトル生成部、614…色彩値算出部、615…色差算出部、616…判定部、811…入射レンズ、812…投射レンズ、831…入出射レンズ、A00…測定範囲、A01…第1領域、A02…第2領域、A03…第3領域、A04…第4領域、A05…第5領域、A06…第6領域、A07…第7領域、A08…第8領域、A09…第9領域、A10…第10領域、A11…第11領域、A12…第12領域、L…ライン、OA…光軸、S1…分光画像生成ステップ、S2…範囲分割ステップ、S3…基準値決定ステップ、S30…決定方法選択ステップ、S31…第1基準値決定ステップ、S32…第2基準値決定ステップ、S33…第3基準値決定ステップ、S34…第4基準値決定ステップ、S35…第5基準値決定ステップ、S36…第6基準値決定ステップ、S37…第7基準値決定ステップ、S38…第8基準値決定ステップ、S4…領域スペクトル生成ステップ、S5…三刺激値算出ステップ、S6…色彩値算出ステップ、S7…色差算出ステップ、S8…判定ステップ、X…撮像対象

Claims (6)

  1. 撮像対象で反射した反射光を分光して所定の波長の光を選択する分光部と、前記分光部により選択された複数の波長の光に基づく分光画像を撮像する撮像素子と、を有する分光計測部と、
    前記分光部の作動を制御する分光制御部と、
    前記分光画像を生成する画像生成部と、
    を備える分光測定装置における分光測定方法であって、
    前記分光画像を生成する分光画像生成ステップと、
    前記分光画像の範囲を、少なくとも第1領域を含む複数の領域に分割する範囲分割ステップと、
    色彩値の基準値を決定する基準値決定ステップと、
    前記第1領域における前記分光画像に基づいて第1領域スペクトルを生成する領域スペクトル生成ステップと、
    前記第1領域スペクトルに基づいて第1領域三刺激値を算出する三刺激値算出ステップと、
    前記第1領域三刺激値に基づいて第1領域色彩値を算出する色彩値算出ステップと、
    色差式により、前記第1領域色彩値と前記基準値との色差である第1領域色差を算出する色差算出ステップと、
    を有し、
    前記基準値決定ステップでは、前記分光画像の範囲の全体における分光スペクトルの平均値から求められる値、および前記分光画像の範囲の一部における分光スペクトルの平均値から求められる値のいずれかを、前記基準値として選択可能であることを特徴とする分光測定方法。
  2. 前記第1領域色差としきい値とを比較して良否判定する判定ステップを有する請求項1に記載の分光測定方法。
  3. 前記第1領域色彩値および前記基準値は、それぞれL*a*b*表色系の色彩値である請求項1または2に記載の分光測定方法。
  4. 前記基準値決定ステップは、
    前記分光画像の範囲全体における全体スペクトルを生成する第1基準値決定ステップと、
    前記全体スペクトルに基づいて全体三刺激値を算出する第2基準値決定ステップと、
    前記全体三刺激値に基づいて全体色彩値を算出し、前記全体色彩値を前記基準値とする第3基準値決定ステップと、
    を有する請求項1ないし3のいずれか1項に記載の分光測定方法。
  5. 前記色差算出ステップは、複数の前記色差式から1つを選択し、選択した前記色差式に基づいて、前記第1領域色差を算出するステップである請求項1ないし4のいずれか1項に記載の分光測定方法。
  6. 撮像対象で反射した反射光を分光して所定の波長の光を選択する分光部と、前記分光部により選択された複数の波長の光に基づく分光画像を撮像する撮像素子と、を有する分光計測部と、
    前記分光部の作動を制御する分光制御部と、
    前記分光画像を生成する画像生成部と、
    前記分光画像の範囲を、少なくとも第1領域を含む複数の領域に分割する範囲分割部と、
    色彩値の基準値を決定する基準値決定部と、
    前記第1領域における前記分光画像に基づいて第1領域スペクトルを生成するスペクトル生成部と、
    前記第1領域スペクトルに基づいて第1領域三刺激値を算出し、前記第1領域三刺激値に基づいて第1領域色彩値を算出する色彩値算出部と、
    色差式により、前記第1領域色彩値と前記基準値との色差である第1領域色差を算出する色差算出部と、
    を備え
    前記基準値決定部は、ユーザーからの選択により、前記分光画像の範囲の全体における分光スペクトルの平均値から求められる値、および前記分光画像の範囲の一部における分光スペクトルの平均値から求められる値のいずれかを、前記基準値として決定することが可能であることを特徴とする分光測定装置。
JP2019204505A 2019-11-12 2019-11-12 分光測定方法および分光測定装置 Active JP7331648B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019204505A JP7331648B2 (ja) 2019-11-12 2019-11-12 分光測定方法および分光測定装置
US17/093,665 US11333554B2 (en) 2019-11-12 2020-11-10 Spectrometry method and spectrometry apparatus
CN202011252322.7A CN112858193B (zh) 2019-11-12 2020-11-11 分光测定方法及分光测定装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019204505A JP7331648B2 (ja) 2019-11-12 2019-11-12 分光測定方法および分光測定装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021076512A JP2021076512A (ja) 2021-05-20
JP7331648B2 true JP7331648B2 (ja) 2023-08-23

Family

ID=75846519

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019204505A Active JP7331648B2 (ja) 2019-11-12 2019-11-12 分光測定方法および分光測定装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11333554B2 (ja)
JP (1) JP7331648B2 (ja)
CN (1) CN112858193B (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114252401B (zh) * 2021-12-17 2023-06-02 江苏恒力化纤股份有限公司 一种基于光谱图像颜色处理技术检测纤维染色的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017229064A (ja) 2016-06-21 2017-12-28 キヤノン株式会社 情報処理装置、情報処理方法およびプログラム
US20180342224A1 (en) 2015-09-23 2018-11-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Electronic device, and display panel device correction method and system thereof
JP2019062285A (ja) 2017-09-25 2019-04-18 凸版印刷株式会社 表示装置原色設計システム、表示装置原色設計方法及びプログラム
JP2019060640A (ja) 2017-09-25 2019-04-18 凸版印刷株式会社 表示装置判別システム、表示装置判別方法及びプログラム

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0943058A (ja) * 1995-05-23 1997-02-14 Olympus Optical Co Ltd 色分類装置及び色むら検査装置
JP4191832B2 (ja) * 1998-12-22 2008-12-03 株式会社東芝 色変換対応テーブル構築方法および色変換装置
JP5622461B2 (ja) * 2010-07-07 2014-11-12 オリンパス株式会社 画像処理装置、画像処理方法、および画像処理プログラム
JP6216491B2 (ja) 2012-02-20 2017-10-18 セイコーエプソン株式会社 分光測定装置
JP6136357B2 (ja) * 2013-02-25 2017-05-31 セイコーエプソン株式会社 分光測定装置、通信システム及びカラーマネージメントシステム
US10089754B2 (en) * 2013-03-04 2018-10-02 Saturn Licensing Llc Unevenness inspection system, unevenness inspection method, and unevenness inspection program
JP2017228821A (ja) * 2016-06-20 2017-12-28 キヤノン株式会社 画像処理装置および画像処理方法
JP7076760B2 (ja) 2016-06-30 2022-05-30 株式会社パパラボ 色判定装置及び色判定方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180342224A1 (en) 2015-09-23 2018-11-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Electronic device, and display panel device correction method and system thereof
JP2017229064A (ja) 2016-06-21 2017-12-28 キヤノン株式会社 情報処理装置、情報処理方法およびプログラム
JP2019062285A (ja) 2017-09-25 2019-04-18 凸版印刷株式会社 表示装置原色設計システム、表示装置原色設計方法及びプログラム
JP2019060640A (ja) 2017-09-25 2019-04-18 凸版印刷株式会社 表示装置判別システム、表示装置判別方法及びプログラム

Also Published As

Publication number Publication date
US20210140821A1 (en) 2021-05-13
CN112858193A (zh) 2021-05-28
JP2021076512A (ja) 2021-05-20
CN112858193B (zh) 2023-06-30
US11333554B2 (en) 2022-05-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11635671B2 (en) Techniques for creating characterization matrices for reflectance, illuminance, or sensor response
US20190172415A1 (en) Remote Color Matching Process and System
CN112567736B (zh) 用于显示设备的次网格校准的方法和系统
US20160234490A1 (en) Colorimetry system for display testing
JP2016006416A (ja) 着色評価装置及び着色評価方法
JP7207124B2 (ja) 校正装置、校正方法、分光カメラ、及び表示装置
US11830456B2 (en) Remote color matching process and system
JP2014132256A (ja) 撮像システム及び色検査システム
CN112437872A (zh) 用于成像设备的颜色校准的方法和系统
KR101705818B1 (ko) 색도 및 휘도 측정 장치, 시스템 및 측정방법
JP7331648B2 (ja) 分光測定方法および分光測定装置
JP6341335B2 (ja) 二次元測色装置
US11441947B2 (en) Spectrometry method and spectrometry apparatus
JP7472718B2 (ja) 校正装置、校正方法、及び校正プログラム
JP7192447B2 (ja) 分光カメラおよび電子機器
JP6851082B2 (ja) 多地点モニタの色共有化装置
WO2019167806A1 (en) Method for setting colorimetric conversion parameters in a measuring device
US20220207685A1 (en) Inspection Method and Inspection Device
Tominaga et al. Real-time color measurement using active illuminant
JP2020122679A (ja) 調合データ作成システムおよび色材選択方法
JP2023000090A (ja) 画像評価方法および画像評価装置
JP2021022894A (ja) 画像処理方法、画像処理装置および情報システム
JP2021036644A (ja) 画像処理方法、画像処理装置および情報システム

Legal Events

Date Code Title Description
RD07 Notification of extinguishment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7427

Effective date: 20200817

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20210914

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20211101

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220914

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230418

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230425

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230621

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230711

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230724

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7331648

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150