JP7428090B2 - 校正装置、校正方法、校正プログラム、及び分光カメラ - Google Patents

Description

本発明は、校正装置、校正方法、校正プログラム、及び分光カメラに関する。

従来、カメラで測定された測定値を所定の色座標値に変換する変換行列を算出して、カメラの校正を行う校正装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の装置では、光源であるＬＥＤを切り替えて複数種の色光を順次出力し、各色に対して得られる二次元センサーからのＲＧＢ値と、分光装置からのＸＹＺ値とを測定し、ＲＧＢ値とＸＹＺ値に変換する変換行列を算出する。

特開２０１５－１７８９９５号公報

しかしながら、特許文献１の校正装置及び校正方法では、光源からの光の色や階調値によらず、同じ変換行列を用いてＲＧＢ値をＸＹＺ値に変換する変換処理を行っている。この場合、光源からの光の色や明るさに依らず変換誤差が同程度発生してしまい、特に、測定光が暗色である場合に、変換誤差の影響が大きくなる、との課題がある。

本開示の第一態様に係る校正装置は、光源部からの均一光を校正対象となる分光測定器で分光測定した時の測定値を取得する測定値取得部と、前記均一光を校正基準器で測定した際の測定結果である分光基準値を取得する基準値取得部と、前記測定値及び前記分光基準値に基づいて、前記測定値を所定の色座標値に色変換する変換行列を算出する行列算出部と、を備え、前記光源部は、前記均一光として、複数種の単色光、及び複数種の前記単色光のいくつかを合成した合成色光にそれぞれ切り替え可能、かつ、前記均一光の階調値を変更可能であり、前記行列算出部は、階調値が異なる複数種の前記単色光及び前記合成色光のそれぞれについての前記測定値及び前記分光基準値に基づいて、各前記単色光及び前記合成色光のそれぞれについての変換行列を算出する。

本開示の第二態様の校正方法は、分光測定器で測定された測定値を所定の色座標値に色変換する変換行列を算出する校正方法であって、光源部からの均一光を校正対象となる前記分光測定器で分光測定した時の測定値を取得する測定値取得ステップと、前記均一光を校正基準器で測定した際の測定結果である分光基準値を取得する基準値取得ステップと、前記測定値及び前記分光基準値に基づいて、前記変換行列を算出する行列算出ステップと、を実施し、前記測定値取得ステップ及び前記基準値取得ステップでは、前記光源部から、前記均一光として、複数種の単色光、及び複数種の前記単色光のいくつかを合成した合成色光にそれぞれ切り替え、かつ、前記均一光の階調値を変更して、それぞれの前記単色光及び前記合成色光のそれぞれの前記階調値に対する、前記分光測定器による前記測定値、及び前記校正基準器による前記分光基準値を取得し、前記行列算出ステップでは、前記測定値及び前記分光基準値に基づいて、各前記単色光及び前記合成色光のそれぞれについての前記変換行列を算出する。

本開示の第三態様の校正プログラムは、コンピューターにより読み取り実行可能な校正プログラムであって、前記コンピューターに、第二態様の校正方法を実施させる。

本開示の第四態様の分光カメラは、第一態様の校正装置により算出された前記変換行列が記録される記録部と、複数の波長に対する分光画像を撮像する撮像部と、前記変換行列を用いて前記分光画像の所定位置の色を補正する色補正部と、を備える。

第一実施形態の校正システムの概略構成を示す模式図。 第一実施形態の校正システムのブロック図。 第一実施形態の分光フィルターの一例を示す図。 第一実施形態の校正装置の校正方法を示すフローチャート。 第一実施形態の表示装置の画像を補正する画像補正処理を示すフローチャート。 第一実施形態の補正点と、表示装置の測定点との関係の一例を示す図。

［第一実施形態］
以下、第一実施形態について説明する。
図１は、第一実施形態の校正システム１の概略構成を示す図である。図２は、校正システム１のブロック図である。
図１及び図２に示すように、校正システム１は、光源部１０と、校正基準器である分光光度計２０と、校正対象である分光カメラ３０と、校正装置４０とを備えている。

［光源部１０の構成］
光源部１０は、表示装置１１と、積分球１２と、を備える。
表示装置１１は、画像光を出力する装置である。この表示装置１１は、例えばプロジェクターにより構成されている。
表示装置１１は、図２に示すように、画像光生成部１１１、通信部１１２、メモリー１１３、及びプロセッサー１１４を備えて構成されている。
なお、以降の説明にあたり、表示装置１１の通信部１１２、分光カメラ３０の通信部３４、校正装置４０の通信部４１を区別するため、表示装置１１の通信部１１２を第一通信部１１２と称する。また、分光カメラ３０の通信部３４を第二通信部３４と称し、校正装置４０の通信部４１を第三通信部４１と称する。
また、表示装置１１のメモリー１１３、分光カメラ３０のメモリー３５、校正装置４０のメモリー４２を区別するため、表示装置１１のメモリー１１３を第一メモリー１１３と称する。また、分光カメラ３０のメモリー３５を第二メモリー３５と称し、校正装置４０のメモリー４２を第三メモリー４２と称する。
さらに、表示装置１１のプロセッサー１１４、分光カメラ３０のプロセッサー３６、校正装置４０のプロセッサー４３を区別するため、表示装置１１のプロセッサー１１４を第一プロセッサー１１４と称する。また、分光カメラ３０のプロセッサー３６を第二プロセッサー３６と称し、校正装置４０のプロセッサー４３を第三プロセッサー４３と称する。

画像光生成部１１１は、例えば、光源、光分離素子、液晶パネル、光合成素子、及び投射光学系等を備えて構成されている。
光源は、ハロゲンランプ等により構成されており、画像光を生成するための光を出力する。
光分離素子は、光源から出力された光をＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の光に分離する。
液晶パネルは、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色の光路上にそれぞれ設けられる。この液晶パネルは、複数の画素を有し、画素毎に光の透過率を変更可能な光学素子であり、第一プロセッサー１１４の制御に基づいて、各画素の光の透過率を変更する。
光合成素子は、液晶パネルを透過した各色の光を合成して、画像光を形成する。
投射光学系は、投射レンズ等を含んで構成され、画像光を外部に出射させる。

第一通信部１１２は、分光カメラ３０及び校正装置４０等の外部機器と通信する。第一通信部１１２による通信方式は特に限定されず、例えば有線により外部機器に接続されていてもよく、無線通信により外部機器と通信してもよい。

第一メモリー１１３は、表示装置１１を制御する各種プログラムや各種情報を記録する。各種情報としては、校正システム１において、分光カメラ３０の校正処理を実施する際に出力する基準画像、外部機器から入力される画像情報に対する光源や液晶パネルの駆動パラメーター等が記録されている。

第一プロセッサー１１４は、第一メモリー１１３に記憶された各種プログラムを読み込み実行することで、出力制御部１１４Ａ、測色指令部１１４Ｂ、画像補正部１１４Ｃなどとして機能する。

出力制御部１１４Ａは、画像光生成部１１１を制御し、外部機器から入力される画像情報やメモリーに記憶された基準画像に対応する画像光を生成させる。この際、出力制御部１１４Ａは、メモリーに記憶される駆動パラメーターに従って、画像光を生成する。

測色指令部１１４Ｂは、画像光生成部１１１から画像光が投射対象に投射された際に、分光カメラ３０に分光画像の撮像指令と、測定点の位置とを送信する。これにより、分光カメラ３０により、投射対象の投射された画像光が撮像され、かつ、分光カメラにおいて、測定点に対する色変換処理が実施される。そして、測色指令部１１４Ｂは、分光カメラから、色変換処理された各測定点に対する測色結果を受信する。

画像補正部１１４Ｃは、分光カメラ３０から測定点に対する測色結果を受信し、受信した測色結果に基づいて、画像光生成部１１１を駆動させるための駆動パラメーターを補正する。

積分球１２は、内面に、球状の反射面を有する光学部材であり、入射窓１２１、第一出射窓１２２、及び第二出射窓１２３を有する。入射窓１２１には、表示装置１１が接続されており、表示装置１１から出力された光が入射される。第一出射窓１２２には、分光光度計２０が接続され、第二出射窓１２３には、分光カメラ３０が接続されている。
積分球１２は、表示装置１１から入射された画像光を反射面で反射させることで混合して、面内で光量が均一になる。均一化された画像光は、第一出射窓１２２から分光光度計２０に出射され、第二出射窓１２３から分光カメラ３０に出射される。

［分光光度計２０の構成］
分光光度計２０は、積分球１２から出力された画像光を受光し、画像光の分光測定を実施する。この分光光度計２０は、校正基準器であり、入射光の正確な分光測定を行う装置である。
本実施形態では、分光光度計２０は、分光測定結果として、入射光の三刺激値を出力する。

［分光カメラ３０の構成］
分光カメラ３０は、校正システム１で校正対象となる分光測定器であり、積分球１２から出力された画像光を受光して、複数の波長に対する分光画像を撮像する。
分光カメラ３０は、図２に示すように、入射光学系３１、分光フィルター３２、撮像部３３、第二通信部３４、第二メモリー３５、及び第二プロセッサー３６を備える。
入射光学系３１は、画像光が入射される複数のレンズを備えて構成され、入射した画像光を分光フィルター３２及び撮像部３３に導く。

分光フィルター３２は、入射した画像光から所定波長の光を透過させる分光素子である。
図３は、分光フィルター３２の一例を示す図である。
本実施形態では、分光フィルター３２として、第一基板３２１と、第二基板３２２と、第一基板３２１に設けられる第一反射膜３２３と、第二基板３２２に設けられる第二反射膜３２４と、ギャップ変更部３２５とを備える、波長可変型のファブリーペローエタロンを用いる。
この分光フィルター３２では、第一反射膜３２３と第二反射膜３２４とがギャップを介して対向しており、ギャップの寸法に応じた波長の光が分光フィルター３２を透過する。
第二基板３２２は、第二反射膜３２４が設けられる可動部３２２Ａと、可動部３２２Ａを保持して、第一基板３２１に対して進退させる保持部３２２Ｂとを備える。
また、ギャップ変更部３２５は、例えば静電アクチュエーター等により構成されており、可動部３２２Ａを第一基板３２１側に変位させることで、第一反射膜３２３と第二反射膜３２４との間のギャップの寸法を変更する。これにより、分光フィルター３２を透過する光の波長も変化する。

撮像部３３は、複数の撮像画素を有し、分光フィルター３２の第一反射膜３２３及び第二反射膜３２４を透過した光を受光して、分光画像を撮像する。

第二通信部３４は、表示装置１１や校正装置４０等の外部機器と通信する。第二通信部３４の通信方式は特に限定されず、有線接続されていてもよく、無線通信接続であってもよい。

第二メモリー３５は、分光カメラ３０を制御する各種情報を記憶する記録部である。具体的には、第二メモリー３５は、校正装置４０により生成された変換行列、分光フィルター３２を駆動させる駆動テーブル等を記録する。また、第二メモリー３５には、分光カメラ３０を制御する各種プログラムが記録されている。なお、変換行列の詳細な説明は後述する。

第二プロセッサー３６は、第二メモリー３５に記憶されたプログラムを読み込み実行することで、撮像制御部３６１、測定色選択部３６２、補間部３６３、色補正部３６４として機能する。
撮像制御部３６１は、駆動テーブルに基づいて分光フィルター３２を制御し、分光フィルター３２を透過する光の波長を切り替える。また、撮像部３３の露光制御を行って、分光画像を撮像させる。

測定色選択部３６２は、分光カメラ３０の測定対象色を選択する。具体的には、測定色選択部３６２は、表示装置１１から出力される画像の色を表示装置１１から取得し、取得された色を測定色として選択する。
補間部３６３は、表示装置１１から分光画像における測定点が指定された際に、第二メモリー３５に記憶された所定の補正点を用いて、測定点に対する変換行列を内挿補間により算出する。
色補正部３６４は、変換行列を用いて、分光画像の所定位置の色を補正する。具体的には、色補正部３６４は、分光画像の所定位置に対する測定値を補正して三刺激値に色変換する。

なお、本実施形態の分光カメラ３０は、表示装置１１であるプロジェクターの色補正を実施する際に用いられる。
より具体的には、分光カメラ３０は、表示装置１１から投射対象に投射された画像を撮像し、複数の波長に対する分光画像を取得する。また、分光カメラ３０は、測色の対象となる測定点を表示装置１１から受信し、校正システム１により設定された変換行列を用いて、分光画像における測定点に対する三刺激値を算出して、表示装置１１に送信する。これにより、表示装置１１は、測定点に対する三刺激値に基づいて、駆動パラメーターを更新して色補正を行うことが可能となる。

［校正装置４０の構成］
校正装置４０は、図２に示すように、第三通信部４１、第三メモリー４２、第三プロセッサー４３等を含んで構成されている。
第三通信部４１は、表示装置１１、分光光度計２０、及び分光カメラ３０に接続されており、これらの表示装置１１、分光光度計２０、及び分光カメラ３０と通信する。
第三メモリー４２は、校正装置４０を制御する各種プログラムを記憶する。
第三プロセッサー４３は、第三メモリー４２に記録されたプログラムを読み込み実行することで、光出力指令部４３１、対象色選択部４３２、測定値取得部４３３、基準値取得部４３４、露光補正部４３５、階調値抽出部４３６、正規化処理部４３７、及び行列算出部４３８として機能する。

光出力指令部４３１は、表示装置１１に、複数の基準画像に対応する画像光の出力を指令する。基準画像は、全画素が所定色により構成される画像である。本実施形態では、所定色が単一色である単色基準画像、所定色が複数の色を合成した合成色基準画像を用いる。より具体的には、単色基準画像は、赤色、緑色、及び青色の各色の単色基準画像である。また、合成色基準画像は、赤色、緑色、及び青色の階調値を同量に設定したグレー画像である。また、光出力指令部４３１は、各単色基準画像、及び合成色基準画像に関して、階調値がそれぞれ異なる複数の画像の出力を指令する。例えば、本実施形態では、赤色、緑色、及び青色の単色基準画像に関して、階調値が異なる７パターンの単色基準画像を出力させ、グレーの合成色基準画像に関しては、階調値が異なる８パターンの単色基準画像を出力させる。

対象色選択部４３２は、変換行列の算出対象となる色を選択する。
測定値取得部４３３は、分光カメラ３０に対して、分光画像の撮像を指令する分光測定指令を送信し、分光カメラ３０から分光画像を受信する。分光測定器である分光カメラ３０から得られる分光画像は、分光測定による測定結果であり、本開示の測定値を含む。すなわち、分光画像の各画素の階調値が本開示の測定値に相当する。分光カメラ３０は、分光測定指令を受信すると、分光フィルター３２の透過波長を順次切り替えて、各波長に対する撮像画像である分光画像を撮像する。この際、１つの基準画像の画像光に対して複数の波長に対応する分光画像を取得する。つまり、表示装置１１から出射される画像光の色が切り替えられる毎に、複数の波長の分光画像が撮像される。例えば、本実施形態では、上述のように、表示装置１１に２９色の基準画像を順次出力するように指令が出され、各基準画像に対して１６バンドの分光画像を取得する場合、２９×１６個の分光画像が得られる。

基準値取得部４３４は、分光光度計２０に対して、基準値測定指令を出力し、測定結果である分光基準値を取得する。本実施形態では、分光光度計２０により測定される入射光の三刺激値が分光基準値となる。

露光補正部４３５は、分光画像の各画素の階調値を、分光カメラ３０の撮像部３３で画像光を撮像した際の露光時間で除算して補正する。
なお、本実施形態では、分光カメラ３０は、撮像部３３で画像光を撮像した際の露光時間を計測し、分光画像に関連付けて校正装置４０に出力する。露光補正部４３５は、測定値取得部４３３により分光画像とともに受信した露光時間に基づいて、分光画像の各画素の階調値を補正する。

階調値抽出部４３６は、分光画像の複数の画像のうちの補正点に対する測定値を抽出する。この補正点は、変換行列を生成する対象座標を示している。なお、補正点の数及び位置は、予め設定されており、第三メモリー４２に記憶されている。
また、階調値抽出部４３６は、補正点の測定値の抽出に関し、ノイズの影響を抑制するため、補正点と、その周囲画素との階調値を取得し、これらの画素の階調値の平均を補正点に対する測定値とする。

正規化処理部４３７は、補正点に対する測定値、及び分光基準値を、表示装置１１から出力される画像光の輝度値を用いて正規化する。
行列算出部４３８は、正規化された測定値、及び分光基準値を用いて、測定値を分光基準値に変換するための変換行列を算出する。なお、本実施形態の変換行列は、分光画像の補正点の階調値を、三刺激値に変換する色変換行列となる。

［校正方法］
本実施形態の校正システム１は、校正対象である分光カメラ３０の色補正を行う。
図４は、本実施形態の校正方法を示すフローチャートである。
分光カメラ３０の校正処理、つまり、変換行列の生成処理では、まず、図１に示すように、表示装置１１、分光光度計２０、及び分光カメラ３０を積分球１２に接続し、校正装置４０に校正処理の開始を指令する。
これにより、校正装置４０は、まず、画像光の色を示すカラー変数ｃを初期化してｃ＝１とする（ステップＳ１）。なお、カラー変数ｃの最大値はＣ_ｍａｘである。上述したように、本実施形態では、表示装置１１から赤色、緑色、青色、及びグレーの基準画像を表示させる。ここで、カラー変数と、基準画像の色とは予め対応付けられており、ｃ＝Ｃ_Ｒ１～Ｃ_ＲＭが赤色の基準画像に対応し、ｃ＝Ｃ_Ｇ１～Ｃ_ＧＭが緑色の基準画像に対応し、ｃ＝Ｃ_Ｂ１～Ｃ_ＢＭが青色の基準画像に対応し、ｃ＝Ｃ_Ｋ１～Ｃ_ＫＭがグレーの基準画像に対応ものとする。
例えば、赤色、緑色、及び青色の単色基準画像の階調値をそれぞれ７パターンで変化させ、グレーの合成色基準画像の階調値をそれぞれ８パターンで変化させる場合では、Ｃ_ｍａｘ＝２９である。また、例えば、Ｃ_Ｒ１＝１、Ｃ_ＲＭ＝７として、ｃ＝１～７を赤色に対応する変数とし、Ｃ_Ｇ１＝８、Ｃ_ＧＭ＝１４として、ｃ＝８～１４を緑色に対応する変数とし、Ｃ_Ｂ１＝１５、Ｃ_ＢＭ＝２１として、ｃ＝１５～２１を青色に対応する変数とし、Ｃ_Ｋ１＝２２、Ｃ_ＫＭ＝Ｃ_ｍａｘ＝２９として、ｃ＝２２～２９をグレーに対応する変数とすることができる。
そして、光出力指令部４３１は、表示装置１１に対してカラー変数ｃに対応する基準画像の画像光を出射させる旨の出力指令を送信する（ステップＳ２）。ステップＳ２により校正装置４０から表示装置１１に画像光の出力指令が入力されると、表示装置１１の出力制御部１１４Ａは、駆動パラメーターに基づいて画像光生成部１１１を制御し、カラー変数ｃに対応した色の画像光を生成して積分球１２に出射する。なお、ステップＳ２で表示装置１１から出力される各画像光は、表示装置１１の色補正を行う場合に用いられる色の基準画像である。

また、校正装置４０の基準値取得部４３４は、分光光度計２０に対して基準値測定指令を出力する（ステップＳ３）。これにより、分光光度計２０は、積分球１２から出射される均一光の分光測定を実施して、分光基準値である三刺激値ｘ_Ｃを出力する。分光基準値である三刺激値ｘ_Ｃを、以降、基準三刺激値ｘ_Ｃと称する。
基準値取得部４３４は、分光光度計２０から基準三刺激値ｘ_Ｃを受信すると（ステップＳ４：基準値取得ステップ）、第三メモリー４２に記憶する。

さらに、校正装置４０の測定値取得部４３３は、分光カメラ３０に対して分光測定指令を出力する（ステップＳ５）。
これにより、分光カメラ３０は、積分球１２から出射される均一光の画像光を撮像し、分光画像を得る。具体的には、撮像制御部３６１は、分光フィルター３２を透過させる光の波長を、複数の波長に切り替え、各波長に対する分光画像をそれぞれ取得する。
ここで、カラー変数ｃの画像光に対する波長λ_ａの分光画像をＤ_０（ｘ，ｙ，ｃ，λ_ａ）とする。なお、（ｘ，ｙ）は、分光画像の画素位置を示す。また、ａは、分光画像の波長に対応する変数であり、最大値はａ_ｍａｘである。例えば、４００ｎｍ～７００ｎｍを２０ｎｍ間隔で１６バンドの分光画像を撮像する場合、ａ_ｍａｘ＝１６、λ_１＝４００ｎｍ、λ_１６＝７００ｎｍであり、Ｄ_０（ｘ，ｙ，ｃ，λ_１）からＤ_０（ｘ，ｙ，ｃ，λ_１６）の１６個の分光画像が得られる。
この際、分光カメラ３０は、各波長の分光画像を撮像した際の、撮像部３３への画像光の露光時間ｔ（ｃ，λ_ａ）をそれぞれ計測し、撮像された分光画像と関連付けて校正装置４０に送信する。
校正装置４０の測定値取得部４３３は、分光カメラ３０から分光画像Ｄ_Ｃ０（ｘ，ｙ，ｃ，λ_ａ）を受信すると（ステップＳ６：測定値取得ステップ）、第三メモリー４２に記憶する。

次に、光出力指令部４３１は、カラー変数ｃが、表示装置１１から出力する画像光の最大数（例えば、Ｃ_ｍａｘ）に達したか否かを判定する（ステップＳ７）、ステップＳ７でＮｏである場合、変数ｃに１を加算して、ステップＳ２に戻る。つまり、表示装置１１から出力する画像光の色を変更して、ステップＳ３からステップＳ６の処理を繰り返す。

ステップＳ７でＹｅｓと判定されると、ステップＳ８からステップＳ１３による行列算出ステップを実施する。具体的には、露光補正部４３５は、下記式（１）に示すように、分光画像Ｄ_０（ｘ，ｙ，ｃ，λ_ａ）を、露光時間ｔ（ｃ，λ_ａ）で除算して露光補正し、補正分光画像Ｄ（ｘ，ｙ，ｃ，λ_ａ）を得る（ステップＳ８）。これにより、各画像光を各波長で撮像する際の露光時間の違いによる光量の変動が補正される。

次に、階調値抽出部４３６は、各分光画像から、変換行列を算出する対象位置である補正点（ｘ_ｉ，ｙ_ｊ）に対する測定値Ｓ（ｉ，ｊ，ｃ，λ_ａ）を抽出する（ステップＳ９）。
具体的には、階調値抽出部４３６は、各分光画像から、｜ｘ－ｘ_ｉ｜≦Δ、｜ｙ－ｙ_ｊ｜≦Δとなる画素の階調値｛ｓ（ｃ，λ_ａ）｝_ｉ，ｊを抽出する。Δは、予め設定された値であり、例えば、補正点から１画素内の画素を抽出する場合は、Δ＝１である。そして、これらの画素の階調値の平均値を算出して、測定値Ｓ（ｉ，ｊ，ｃ，λ_ａ）とする。

ここで、以降の説明にあたり、以下のように、分光画像における測定値ｓ_Ｃと、基準三刺激値ｘ_Ｃと、を定義する。

この後、対象色選択部４３２は、変換行列の算出対象となる色（対象色）を選択する（ステップＳ１０）。例えば、赤色、緑色、青色、グレーの順に変換行列を算出する場合、最初にｃ＝Ｃ_Ｒ１～Ｃ_ＲＭの赤色の基準画像を対象色として選択する。
次に、正規化処理部４３７は、ステップＳ１０で選択された対象色に関して、測定値Ｓ_Ｃ及び基準三刺激値ｘ_Ｃを、表示装置１１からカラー変数ｃの画像光を出力した際の、画像光の輝度値Ｌ_Ｃで除算して正規化する（ステップＳ１１）。具体的には、正規化処理部４３７は、下記式（２）～（９）に示すように、正規化処理を実施する。

つまり、ステップＳ１０で選択される測定色が赤色である場合、正規化処理部４３７は、赤色の１つの基準画像に関し、各波長（λ_１～λ_ａｍａｘ）に対応する分光画像の各補正点Ｐの測定値ｓ_Ｃを、その基準画像の輝度値Ｌ_Ｃで除算する。正規化処理部４３７は、これを、表示装置１１から出力した赤色の各基準画像のそれぞれについて算出して、式（２）により赤色に対する正規化測定値Ａ_Ｒを求める。また、正規化処理部４３７は、赤色の１つの画像光を分光光度計２０で測定した基準三刺激値ｘ_Ｃを、その画像光の輝度値Ｌ_Ｃで除算し、これを表示装置１１から出力した赤色の各画像光のそれぞれについて算出して、式（３）により赤色に対する正規化基準値Ｂ_Ｒを求める。
緑色、青色、及びグレーについても同様である。ステップＳ９で緑色が選択された場合は、式（４）及び式（５）により、緑色に対する正規化測定値Ａ_Ｇ及び正規化基準値Ｂ_Ｇを求める。ステップＳ９で青色が選択された場合は、式（６）及び式（７）により、青色に対する正規化測定値Ａ_Ｂ及び正規化基準値Ｂ_Ｂを求める。また、ステップＳ９でグレーが選択された場合では、式（８）及び式（９）により、グレーに対する正規化測定値Ａ_Ｋ及び正規化基準値Ｂ_Ｋを求める。
よって、赤色の正規化測定値Ａ_Ｒは、ａ_ｍａｘ×Ｃ_ＲＭの行列、緑色の正規化測定値Ａ_Ｇは、ａ_ｍａｘ×Ｃ_ＧＭの行列、青色の正規化測定値Ａ_Ｂは、ａ_ｍａｘ×Ｃ_ＢＭの行列、グレーの正規化測定値Ａ_Ｋは、ａ_ｍａｘ×Ｃ_ＫＭの行列となる。また、赤色の正規化基準値Ｂ_Ｒは、３×Ｃ_ＲＭの行列、緑色の正規化基準値Ｂ_Ｇは、３×Ｃ_ＧＭの行列、青色の正規化基準値Ｂ_Ｂは、３×Ｃ_ＢＭの行列、グレーの正規化基準値Ｂ_Ｋは、３×Ｃ_ＫＭの行列となる。また、これらの正規化測定値Ａ_Ｒ，Ａ_Ｇ，Ａ_Ｂ，Ａ_Ｋ及び正規化基準値Ｂ_Ｒ，Ｂ_Ｇ，Ｂ_Ｂ，Ｂ_Ｋは、補正点の数だけ算出される。
以上の後、行列算出部４３８は、以下の式（１０）から式（１３）に基づいて、測定値を三刺激値に変換する変換行列Ｍ_Ｃ（ｉ，ｊ）を算出する（ステップＳ１２）。なお、変換行列Ｍ_Ｃ（ｉ，ｊ）の添え字の「Ｃ」は、補正対象の色を示すものであり、赤色の場合Ｃ＝Ｒ、緑色の場合Ｃ＝Ｇ、青色の場合Ｃ＝Ｇ、グレーの場合Ｃ＝Ｋである。

式（１０）から式（１３）において、βは、オーバーフィッティング防止のための正則化係数であり、Ｉは、ａ_ｍａｘ×ａ_ｍａｘの単位行列である。また、上付きの「´」は転置行列を示しており、上付きの「－１」は逆行列を示している。
ステップＳ１２では、ステップＳ１０において選択された対象色に対する各変換行列Ｍ_Ｃ（ｉ，ｊ）を算出する。
この後、第三プロセッサー４３は、全ての色に対する変換行列Ｍ_Ｃ（ｉ，ｊ）が算出されたか否かを判定し（ステップＳ１３）、変換行列Ｍ_Ｃ（ｉ，ｊ）が算出されていない色がある場合は、ステップＳ１０に戻って、変換行列Ｍ_Ｃ（ｉ，ｊ）が算出されていない他の対象定色を選択する。以上により、行列算出部４３８は、各色の変換行列Ｍ_Ｃ（ｉ，ｊ）、つまり、赤色変換行列Ｍ_Ｒ（ｉ，ｊ）、緑色変換行列Ｍ_Ｇ（ｉ，ｊ）、青色変換行列Ｍ_Ｂ（ｉ，ｊ）、及びグレー変換行列Ｍ_Ｋ（ｉ，ｊ）を算出する。

ステップＳ１３でＹＥＳと判定されると、行列算出部４３８は、算出された各色の変換行列Ｍ_Ｃ（ｉ，ｊ）、つまり、赤色変換行列Ｍ_Ｒ（ｉ，ｊ）、緑色変換行列Ｍ_Ｇ（ｉ，ｊ）、青色変換行列Ｍ_Ｂ（ｉ，ｊ）、及びグレー変換行列Ｍ_Ｋ（ｉ，ｊ）を分光カメラ３０に送信する（ステップＳ１４）。これにより、分光カメラ３０は、受信した変換行列Ｍを第二メモリー３５に記憶する。

以上のような変換行列Ｍの算出では、ステップＳ１１により正規化処理が行われているので、明度が小さい暗色に対しても誤差の少ない色変換を行うことが可能となる。
一般に、人の目により暗色を知覚する場合、明るい環境より、暗い環境の方が色の判別精度が高い。例えば、暗所で表示装置１１から画像光を照射して画像を表示する場合、明所で画像光を表示する場合に比べて、人の目は、暗色の色の違いをより明確に区別することができる。ここで、ステップＳ１１による正規化処理を実施しない場合、暗色と明色とで、分光カメラ３０で測定された測定値Ｓｃを三刺激値に変換する際の色変換誤差が同程度になる。この場合、暗所での暗色に対する色変換誤差が大きくなり、上記のような人の目に対応した色変換ができない可能性がある。これに対して、本実施形態では、ステップＳ１０の処理を実施することで、暗所での色変換誤差を抑制できる。
また、本実施形態では、赤色、緑色、青色、及びグレーに対するそれぞれの変換行列Ｍが算出される。したがって、全ての色に関して同一の変換行列を用いる場合に比べて、各色の色補正の精度を向上させることができる。

［画像補正処理］
次に、表示装置１１における画像補正処理、及び分光カメラ３０での測定処理について説明する。
図５は、画像補正処理を示すフローチャートである。
本実施形態の表示装置１１により画像補正を行う場合、出力制御部１１４Ａは、画像光生成部１１１を制御して、所定のテスト画像を投射対象に対して投射させる（ステップＳ２１）。投射するテスト画像は、赤色、緑色、及び青色の単色基準画像、及びグレーの合成色基準画像である。
次に、表示装置１１は、画像における測定点の位置座標と、投射するテスト画像の色と、を含む測色要求を、分光カメラ３０に送信する（ステップＳ２２）。
ここで、図６に校正装置４０により変換行列が算出された補正点Ｐと、表示装置１１の測定点Ｑとの関係を示す。なお、図６において、補正点Ｐは白丸、測定点Ｑは黒丸で示している。また、外枠５０は、分光カメラ３０の撮像部３３により撮像される撮像画像の外枠である。破線の円は、分光カメラ３０において、分光フィルター３２の第一反射膜３２３と第二反射膜３２４とが重なり合う領域であり、撮像画像のうち、分光フィルター３２により分光された光が入射する光の分光範囲５１を示す。本実施形態では、撮像部３３により撮像される撮像画像の外枠５０の内側に分光範囲５１が含まれるが、分光範囲５１内の所定領域を撮像部３３で撮像するよう撮像範囲が設定されていてもよい。
さらに、図６において内枠５２は、表示装置１１から画像光が投射対象に投射されることで形成された表示画像を示している。つまり、表示画像が分光範囲５１に含まれるように、表示装置１１、分光カメラ３０、投射対象の位置が設定されている。

分光カメラ３０の測定色選択部３６２は、ステップＳ２２で送信された測色要求に含まれるテスト画像の色を測定色として選択する（ステップＳ３１）。
そして、分光カメラ３０の撮像制御部３６１は、投射対象に投射された画像の分光画像を撮像する（ステップＳ３２）。
具体的には、撮像制御部３６１は、分光フィルター３２を透過させる光の波長を、複数の波長に切り替え、各波長に対する分光画像をそれぞれ取得する。また、撮像制御部３６１は、各波長の分光画像の各画素の階調値を、その波長の分光画像を撮像した際の露光時間で除算して、階調値を補正する。

また、撮像制御部３６１は、各波長の分光画像に関し、測定点Ｑの測定値Ｓ_Ｃ（ｍ，ｎ，λ_ａ）を抽出する（ステップＳ３３）。なお、添え字の「Ｃ」は、表示装置１１から出力される基準画像の色を示すものであり、赤色の場合Ｃ＝Ｒ、緑色の場合Ｃ＝Ｇ、青色の場合Ｃ＝Ｇ、グレーの場合Ｃ＝Ｋ、黒の場合Ｃ＝ＢＬである。この色情報は、上述のように、ステップＳ２２で表示装置１１から送信される測定要求に含まれている。
具体的には、校正装置４０が実施したステップＳ９と同様に、各分光画像から、｜ｘ－ｘ_ｍ｜≦Δ、｜ｙ－ｙ_ｎ｜≦Δとなる画素の階調値｛ｓ（λ_ａ）｝_ｍ，ｎを抽出する。そして、これらの画素の階調値｛ｓ（λ_ａ）｝_ｍ，ｎの平均値を算出して、測定値Ｓ_Ｃ（ｍ，ｎ，λ_ａ）とする。

そして、分光カメラ３０の補間部３６３は、測定点Ｑに対する測定色の変換行列を内挿補間により求める（ステップＳ３４）。
つまり、分光カメラ３０の第二メモリー３５に記憶される変換行列は、分光画像の分光範囲内の所定の補正点Ｐに対するものである。しかしながら、図６に示すように、表示装置１１から指令される測定点Ｑと、補正点Ｐとは必ずしも一致するとは限らない。
そこで、補間部３６３は、以下の式（１４）に示すように、補正点Ｐの変換行列Ｍ_Ｃ（ｉ，ｊ）から、位置（ｍ，ｎ）の測定点Ｑの変換行列Ｍ_Ｃ（ｍ，ｎ）を内挿補間により算出する。

そして、分光カメラ３０の色補正部３６４は、分光画像の測定点Ｑに対する変換行列Ｍ_Ｃ（ｍ，ｎ）と、測定点Ｑに対する各分光画像の測定値Ｓ（ｍ，ｎ）とを用いて、下記式（１５）に示すように、当該測定点Ｑの三刺激値Ｘ（ｍ，ｎ）を算出する（ステップＳ３５）。

この後、分光カメラ３０は、算出した三刺激値Ｘ（ｍ，ｎ）を表示装置１１に送信する（ステップＳ３６）。
表示装置１１の画像補正部１１４Ｃは、分光カメラ３０から測定点Ｑに対する三刺激値Ｘ（ｍ，ｎ）を受信すると、テスト画像の元データと比較して、画像光生成部１１１を駆動させる際の駆動パラメーターを補正する（ステップＳ２３）。

［本実施形態の作用効果］
本実施形態の校正装置４０は、測定値取得部４３３、基準値取得部４３４、及び行列算出部４３８として機能する第三プロセッサー４３を有する。測定値取得部４３３は、光源部１０からの均一光を校正対象となる分光カメラ３０で分光測定した時の測定値を含む分光画像を取得する。基準値取得部４３４は、均一光を校正基準器である分光光度計２０で測定した際の分光基準値、つまり基準三刺激値ｘ_Ｃを取得する。行列算出部４３８は、測定値ｓ_Ｃ及び基準三刺激値ｘ_Ｃに基づいて、測定値ｓ_Ｃを三刺激値に変換するための変換行列Ｍ_Ｃ（ｉ，ｊ）を算出する。また、本実施形態では、光源部１０は、均一光として、複数種の単色光（赤色、緑色、及び青色）の単色基準画像、及びこれらの単色光を合成した合成色基準画像とを切り替えて出力可能、かつ、各基準画像の階調値を変更可能である。そして、行列算出部４３８は、階調値が異なる各単色基準画像及び合成色基準画像のそれぞれについての測定値ｓ_Ｃ及び基準三刺激値ｘ_Ｃに基づいて、各単色光及び合成色光のそれぞれについての変換行列（変換行列Ｍ_Ｒ（ｉ，ｊ），変換行列Ｍ_Ｇ（ｉ，ｊ），変換行列Ｍ_Ｂ（ｉ，ｊ），変換行列Ｍ_Ｋ（ｉ，ｊ））を算出する。

このため、本実施形態では、色毎の変換行列Ｍ_Ｃ（ｉ，ｊ）が算出されるため、分光カメラ３０で各色の分光画像を撮像した場合に、当該色に対応する変換行列Ｍ_Ｃ（ｉ，ｊ）を用いることで、測定値から三刺激値へ変換する際の変換誤差を極めて小さくでき、精度の高い測色を行うことができる。

本実施形態では、分光測定器として、複数の波長に対する分光画像を撮像する分光カメラ３０を用い、測定値取得部４３３は、分光画像における所定の補正点の階調値を測定値ｓ_Ｃとして取得する。
これにより、分光画像の各補正点に対する変換行列Ｍ_Ｃ（ｉ，ｊ）をそれぞれ算出することができ、補正点毎に高精度に測定値ｓ_Ｃの色変換を行うことができる。

本実施形態では、光源部１０は、所定色の画像光を出力する表示装置１１と、画像光を均一化する積分球１２とを備える。
表示装置１１から出力される画像光には、照明むらが含まれるが、積分球１２に入射させることで、画像光の光量を均一にできる。
また、分光カメラ３０を用いて、表示装置１１の画像補正を行う場合、表示装置１１から出力される画像光に基づいて変換行列を算出することで、表示装置１１の画像補正の補正精度を高めることができる。

本実施形態では、光源部１０は、表示装置１１から、単色光として、赤色、緑色、及び青色の各色光を出力させ、合成色光として、赤色、緑色、及び青色の各色光を同じ諧調値で合成したグレーの色光を出力させる。そして、行列算出部４３８は、赤色変換行列Ｍ_Ｒ（ｉ，ｊ）、緑色変換行列Ｍ_Ｇ（ｉ，ｊ）、青色変換行列Ｍ_Ｂ（ｉ，ｊ）、及びグレー変換行列Ｍ_Ｋ（ｉ，ｊ）をそれぞれ算出する。
本実施形態の校正システム１は、表示装置１１の画像補正を行う分光カメラ３０の分光測定精度を向上させるものであり、表示装置１１の色補正を行う際に用いる各色（赤、緑、青、グレー）の基準画像の画像光に基づいて、各色の変換行列Ｍ_Ｃ（ｉ，ｊ）が算出される。これにより、表示装置１１から出力される各色の基準画像に対する測定精度を向上させることができる。

［第二実施形態］
次に第二実施形態について説明する。
第二実施形態は、第一実施形態と同じ構成の校正システム１であり、校正装置４０における校正方法の一部が、第一実施形態と相違する。
なお、以降の説明にあたり、既に説明した事項については、同符号を付し、その説明を省略または簡略化する。

第二実施形態の校正システム１は、第一実施形態と同様に、表示装置１１及び積分球１２を備える光源部１０と、分光光度計２０と、分光カメラ３０と、校正装置４０とを備える。そして、本実施形態では、校正装置４０の正規化処理部４３７及び行列算出部４３８の処理が第一実施形態と相違している。
つまり、本実施形態の校正装置４０は、第一実施形態と同様、ステップＳ１からステップＳ９までの処理を実施し、測定値ｓ_Ｃと、基準三刺激値ｘ_Ｃとを取得する。
この際、本実施形態の校正装置４０では、さらに、表示装置１１から黒色画像を出力した際の測定値及び基準三刺激値を、それぞれ、黒色測定値ｓ_ＢＬ及び黒色基準三刺激値ｘ_ＢＬとして取得する。なお、黒色画像は、合成色基準画像であるグレー画像のうちの、階調値を最も低くした画像（例えば、ＲＧＢの階調値を「０」にした画像）を用いてもよく、グレー画像とは別に黒色画像を用いてもよい。また、黒色と、黒に近い他の色の低階調色とを黒色画像群として、表示装置１１から出力させてもよい。例えば、赤色、緑色、青色、及びグレーの最も低い階調値の色の画像と、２番目に低い階調値の色の画像と、黒色との９色を黒色画像群に含ませてもよい。以降の説明では、黒色画像群を「ＢＬ」で表す。
測定値ｓ_Ｃ、基準三刺激値ｘ_Ｃ，黒色測定値ｓ_ＢＬ、及び黒色基準三刺激値ｘ_ＢＬは以下の構成要素を有する。

そして、本実施形態では、ステップＳ１０において、黒成分と、黒以外の色とに分けて、下記式（１６）～（２４）に示すように、正規化処理を実施する。

正規化処理部４３７は、式（１６）から式（２３）に示すように、黒以外の色成分に対する正規化測定値Ａ_Ｃと、正規化基準値Ｂ_Ｃとを算出する。また、正規化処理部４３７は、式（２４）（２５）に示すように、黒色に対する黒色正規化測定値Ａ_ＢＬと、黒色正規化基準値Ｂ_ＢＬとを算出する。なお、ｓ_ＢＬ０は、黒色画像に対する測定値であり、ｘ_ＢＬ０は、黒色画像に対する基準三刺激値であり、Ｌ_ＢＬ０は、黒色画像の輝度値である。また、黒色画像群に属する画像のうち、黒色画像以外の画像がＢＬ１～ＢＬＭである。黒色正規化測定値Ａ_ＢＬと、黒色正規化基準値Ｂ_ＢＬは、黒色画像群に属する画像のうち黒色画像以外の画像の測定値ｓ_ＢＬ及び基準三刺激値ｘ_ＢＬから、黒色画像の測定値ｓ_ＢＬ０及び基準三刺激値ｘ_ＢＬ０を減算して求める。
次に、行列算出部４３８は、以下の式（２６）から式（３０）により通常変換行列Ｍ_Ｃ（ｉ，ｊ）及び黒色変換行列Ｍ_ＢＬ（ｉ，ｊ）を算出する。

また、表示装置１１の画像補正を実施する場合は、第一実施形態と略同様の処理を実施する。
すなわち、表示装置１１は、ステップＳ２１により、投射対象にテスト画像を出力して画像を表示させる。この際、まず、表示装置１１は、黒色画像を出力し、ステップＳ２２を実施して、分光カメラ３０に測色要求を送信する。
これにより、分光カメラ３０は、黒色画像に対して、ステップＳ３１からステップＳ３４を実施し、測定点Ｑに対する変換行列を内挿補間により算出する。内挿補間では、式（１４）と略同様にして、測定点Ｑに対する黒色変換行列Ｍ_ＢＬ（ｍ，ｎ）を算出する。

この後、表示装置１１は、再度ステップＳ２１に戻り、投射対象に黒画像以外の基準職画像をテスト画像として出力して画像を表示させ、ステップＳ２２を実施して、分光カメラ３０に測色要求を送信する。
これにより、分光カメラ３０は、基準画像に対して、ステップＳ３１からステップＳ３４を実施し、測定点Ｑに対する変換行列を内挿補間により算出する。内挿補間では、式（１４）と略同様にして、測定点Ｑに対する黒色変換行列Ｍ_ＢＬ（ｍ，ｎ）を算出する。

そして、色補正部３６４は、以下の式（３１）により、測定点Ｑの測定値Ｓ_Ｃ（ｍ，ｎ）を三刺激値Ｘ（ｍ，ｎ）に変換する。なお、Ｓ_ＢＬ（ｍ，ｎ）は黒色画像における測定点Ｑの階調値である。その他の処理に関しては、第一実施形態と同様である。

［本実施形態の作用効果］
本実施形態の校正装置４０では、光源部１０は、さらに、表示装置１１において黒色の画像光（黒色画像）を出力させる。そして、行列算出部４３８は、各単色光、及び合成色光の測定値ｓ_Ｃを、黒色画像に対する測定値ｓ_ＢＬ０で減算し、各単色光、及び合成色光の基準三刺激値ｘ_Ｃを、黒色画像に対する基準三刺激値ｘ_ＢＬ０で減算した後、各単色光及び合成色光に対する変換行列Ｍ_Ｃ（ｉ，ｊ）を算出する。
このように、黒色以外の色に対する通常変換行列Ｍ_Ｃ（ｉ，ｊ）と、黒色に対応する黒色変換行列Ｍ_ＢＬ（ｉ，ｊ）をそれぞれ別に求めることで、暗色に対する測定値を三刺激値に色変換する際の、補正精度、及び色変換精度をさらに高めることができる。

［変形例］
なお、本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良、及び各実施形態を適宜組み合わせる等によって得られる構成は本発明に含まれるものである。

（変形例１）
上記実施形態では、式（１０）から式（１３）、又は、式（２６）から式（３０）により、最小二乗法に基づいて変換行列を算出したが、これに限定されない。行列算出部４３８は、例えば、主成分回帰法や、部分的最小二乗回帰法を用いて変換行列を算出してもよい。

（変形例２）
上記実施形態では、分光光度計２０により、三刺激値を測定し、分光カメラの補正点Ｐに対する測定値を補正して三刺激値に色変換する変換行列を算出したが、これに限定されない。
例えば、分光光度計が、Ｌ＊ａ＊ｂ＊値、反射率スペクトル等の他の色座標を計測する基準校正器であってもよい。この場合、行列算出部４３８は、測定値をＬ＊ａ＊ｂ＊値や反射率スペクトル等に変換する変換行列を算出することができる。
また、校正基準器として、分光光度計２０を用いたが、校正済みの分光カメラを用いてもよい。

（変形例３）
上記実施形態では、画像光を出射する表示装置１１の画像補正を行うための分光カメラ３０、及びその分光カメラ３０の校正を行う校正装置４０を例示したが、これに限定されない。例えば、対象物の成分分析を行うための分光カメラ３０の校正システム１として用いてもよい。この場合、光源部１０は、表示装置１１ではなく、ハロゲンランプ等の他の光源と積分球１２により構成されていてもよい。

（変形例４）
光源部１０として、表示装置１１から積分球１２に画像光を入射させて均一光を生成する例を示したが、これに限定されない。例えば、光源からの光を拡散反射させる拡散反射板に照射し、拡散反射板で反射された光を分光光度計２０及び分光カメラ３０で測定してもよい。

（変形例５）
上記実施形態では、表示装置１１と、分光カメラ３０とが、別体として設けられ、第一通信部１１２及び第二通信部３４により通信可能に接続される例を示したが、表示装置１１と分光カメラ３０とが一体的に設けられる構成としてもよい。

（変形例６）
校正装置４０が露光補正部４３５を備える構成としたが、分光カメラ３０の撮像制御部３６１が、撮像された分光画像の階調値を露光補正して校正装置４０に出力するように構成されていてもよい。この場合、校正装置４０の露光補正部４３５は不要にできる。
また、分光カメラ３０の撮像部３３が、受光する光の光量に応じて露光時間を変更しない場合では、露光補正を実施しなくてもよい。

（変形例７）
上記実施形態では、表示装置１１から、測定点Ｑの座標を分光カメラ３０に送信してから、分光カメラ３０による分光画像の撮像が実施された。これに対して、分光カメラ３０による分光画像の撮像の後、分光画像を表示装置１１に送信し、表示装置１１は、受信した分光画像に基づいて測定点Ｑを設定してもよい。つまり、分光カメラ３０と表示装置１１とが別体である場合、分光カメラ３０と表示装置１１との相対位置が変化する場合があり、この場合、分光画像において、表示装置１１により投射された画像光の投射範囲が変動する場合がある。表示装置１１が、分光画像に基づいて、測定点Ｑを設定する場合では、分光画像で画像光の投射範囲が変動しても、正しく測定点Ｑを設定することができる。

（変形例８）
上記実施形態では、分光カメラ３０の第二メモリー３５に変換行列が記憶され、分光カメラ３０の補間部３６３及び色補正部３６４が、表示装置１１から指示された測定点Ｑに対する三刺激値を算出する例を示した。
これに対して、変換行列が表示装置１１の第一メモリー１１３に記憶され、第一プロセッサー１１４が、補間部３６３や色補正部３６４として機能してもよい。この場合、分光カメラ３０は、分光画像を撮像すると、撮像した分光画像を表示装置１１に送信する。そして、表示装置１１において、測定点Ｑに対する変換行列を内挿補間により算出し、測定点Ｑに対する三刺激値を算出する。

（変形例９）
上記実施形態では、分光測定器として、分光カメラ３０を例示したが、所定の測定点に対する分光測定処理を実施する分光測定器であってもよい。

（変形例１０）
上記実施形態では、分光フィルター３２として、図３に示すようなファブリーペロー素子を例示したが、これに限定されない。分光フィルター３２としては、その他、ＡＯＴＦやＬＣＴＦ等の各種分光素子を用いることができる。

［本開示のまとめ］
本開示の第一態様に係る校正装置は、光源部からの均一光を校正対象となる分光測定器で分光測定した時の測定値を取得する測定値取得部と、前記均一光を校正基準器で測定した際の測定結果である分光基準値を取得する基準値取得部と、前記測定値及び前記分光基準値に基づいて、前記測定値を所定の色座標値に色変換する変換行列を算出する行列算出部と、を備え、前記光源部は、前記均一光として、複数種の単色光、及び複数種の前記単色光のいくつかを合成した合成色光にそれぞれ切り替え可能、かつ、前記均一光の階調値を変更可能であり、前記行列算出部は、階調値が異なる複数種の前記単色光及び前記合成色光のそれぞれについての前記測定値及び前記分光基準値に基づいて、各前記単色光及び前記合成色光のそれぞれについての変換行列を算出する。

これにより、校正装置は、色毎の変換行列を算出することができるので、分光測定器で各色光を測定した場合に、当該色に対応する変換行列を用いて、測定値を所定の測色パラメーターに色変換すれば、変換誤差を極めて小さくでき、精度の高い測色を行うことができる。

第一態様の校正装置において、前記分光測定器は、複数の波長に対する分光画像を撮像する分光カメラであり、前記測定値取得部は、前記分光画像における所定の補正点の階調値を前記測定値として取得することが好ましい。
これにより、分光画像の各補正点に対する変換行列をそれぞれ算出することができ、補正点毎に高精度に測定値の色変換を行うことができる。

第一態様の校正装置において、前記光源部は、所定色の画像光を出力する表示装置と、前記画像光を均一化する積分球とを備えることが好ましい。
一般に、表示装置から出力される画像光には、照明むらが含まれるが、本態様では、積分球に当該画像光を入射させることで、画像光の光量を均一にできる。また、分光カメラを用いて、表示装置の画像補正を行う場合、表示装置から出力される画像光に基づいて変換行列を算出することで、当該表示装置の画像補正の補正精度を高めることができる。

第一態様の校正装置において、前記光源部は、前記表示装置から、前記単色光として、赤色、緑色、及び青色の各色光を出力させ、前記合成色光として、前記赤色、前記緑色、及び前記青色の各前記単色光を同じ諧調値で合成したグレーの色光を出力させ、前記行列算出部は、前記赤色に対する赤色変換行列、前記青色に対する青色変換行列、前記緑色に対する緑色変換行列、及び前記グレーに対するグレー変換行列をそれぞれ算出することが好ましい。
一般に、表示装置の画像補正を行う場合、表示装置から出力されるテスト画像（基準画像）を分光カメラで撮像し、撮像した分光画像に基づいて、表示装置の画像補正を行う。この場合、分光カメラでの分光測定精度を向上させることで、表示装置の画像補正の補正精度も高めることができる。これに対して、本態様では、表示装置の色補正を行う際に一般に用いられる赤、緑、青、グレーの基準画像の画像光に基づいて、各色の変換行列を算出する。このため、当該基準画像に基づいて算出された変換行列を用いることで、表示装置の画像補正を行う際の分光カメラの測定精度を向上させることができる。

本態様の校正装置において、前記光源部は、さらに、前記表示装置において黒色の画像光を出力させ、前記行列算出部は、各前記単色光、及び前記合成色光の前記測定値を、前記黒色の前記画像光に対する前記測定値で減算し、各前記単色光、及び前記合成色光の前記分光基準値を、前記黒色の前記画像光に対する前記分光基準値で減算した後、各前記単色光及び前記合成色光に対する前記変換行列を算出する。
これにより、黒色以外の色に対する変換行列と、黒色に対応する黒色変換行列をそれぞれ別に求めることで、暗色に対する測定値を三刺激値に色変換する際の、補正精度、及び色変換精度をさらに高めることができる。

本開示の第二態様の校正方法は、分光測定器で測定された測定値を所定の色座標値に色変換する変換行列を算出する校正方法であって、光源部からの均一光を校正対象となる前記分光測定器で分光測定した時の測定値を取得する測定値取得ステップと、前記均一光を校正基準器で測定した際の測定結果である分光基準値を取得する基準値取得ステップと、前記測定値及び前記分光基準値に基づいて、前記変換行列を算出する行列算出ステップと、を実施し、前記測定値取得ステップ及び前記基準値取得ステップでは、前記光源部から、前記均一光として、複数種の単色光、及び複数種の前記単色光のいくつかを合成した合成色光にそれぞれ切り替え、かつ、前記均一光の階調値を変更して、それぞれの前記単色光及び前記合成色光のそれぞれの前記階調値に対する、前記分光測定器による前記測定値、及び前記校正基準器による前記分光基準値を取得し、前記行列算出ステップでは、前記測定値及び前記分光基準値に基づいて、各前記単色光及び前記合成色光のそれぞれについての前記変換行列を算出する。
これにより、上記第一態様と同様、色毎の変換行列を算出することができるので、分光測定器で各色光を測定した場合に、各色の測定値を所定の測色パラメーターに色変換する際の変換誤差を極めて小さくでき、精度の高い測色を行うことができる。

本開示の第三態様の校正プログラムは、コンピューターにより読み取り実行可能な校正プログラムであって、前記コンピューターに、第二態様の校正方法を実施させる。
これにより、コンピューターにより、第二態様に記載の校正方法を実施させることができ、上記第一態様と同様、色毎の変換行列を算出することができるので、分光測定器で各色光を測定した場合に、各色の測定値を所定の測色パラメーターに色変換する際の変換誤差を極めて小さくでき、精度の高い測色を行うことができる。

本開示の第四態様の分光カメラは、第一態様の校正装置により算出された前記変換行列が記録される記録部と、複数の波長に対する分光画像を撮像する撮像部と、前記変換行列を用いて前記分光画像の所定位置の色を補正する色補正部と、を備える。
これにより、分光カメラで各波長に対する分光画像を撮像し、各画素に対する分光スペクトルが得られた場合に、色補正部によって、各画素の分光スペクトルを所定の測色パラメーターに色補正することができる。この際、上述のように、各色に対してそれぞれ変換パラメーターが設定されているので、色補正時の誤差を極めて小さくでき、分光画像を精度よく補正することができる。

１…校正システム、１０…光源部、１１…表示装置、１２…積分球、２０…分光光度計（校正基準器）、３０…分光カメラ（分光測定器）、３１…入射光学系、３２…分光フィルター、３３…撮像部、３４…第二通信部、３５…第二メモリー、３６…第二プロセッサー、４０…校正装置、４１…第三通信部、４２…第三メモリー、４３…第三プロセッサー、１１１…画像光生成部、１１２…第一通信部、１１３…第一メモリー、１１４…第一プロセッサー、１１４Ａ…出力制御部、１１４Ｂ…測色指令部、１１４Ｃ…画像補正部、３６１…撮像制御部、３６２…測定色選択部、３６３…補間部、３６４…色補正部、４３１…光出力指令部、４３２…対象色選択部、４３３…測定値取得部、４３４…基準値取得部、４３５…露光補正部、４３６…階調値抽出部、４３７…正規化処理部、４３８…行列算出部。

Claims (8)

1. 光源部からの均一光を校正対象となる分光測定器で分光測定した時の測定値を取得する測定値取得部と、
   前記均一光を校正基準器で測定した際の測定結果である分光基準値を取得する基準値取得部と、
   前記測定値及び前記分光基準値に基づいて、前記測定値を所定の色座標値に色変換する変換行列を算出する行列算出部と、を備え、
   前記光源部は、前記均一光として、複数種の単色光、及び複数種の前記単色光のいくつかを合成した合成色光にそれぞれ切り替え可能、かつ、前記均一光の階調値を変更可能であり、
   前記行列算出部は、階調値が異なる複数種の前記単色光及び前記合成色光のそれぞれについての前記測定値及び前記分光基準値に基づいて、各前記単色光及び前記合成色光のそれぞれについての変換行列を算出する
   ことを特徴とする校正装置。
2. 請求項１に記載の校正装置において、
   前記分光測定器は、複数の波長に対する分光画像を撮像する分光カメラであり、
   前記測定値取得部は、前記分光画像における所定の補正点の階調値を前記測定値として取得する
   ことを特徴とする校正装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の校正装置において、
   前記光源部は、所定色の画像光を出力する表示装置と、前記画像光を均一化する積分球とを備える
   ことを特徴とする校正装置。
4. 請求項３に記載の校正装置において、
   前記光源部は、前記表示装置から、前記単色光として、赤色、緑色、及び青色の各色光を出力させ、前記合成色光として、前記赤色、前記緑色、及び前記青色の各前記単色光を同じ諧調値で合成したグレーの色光を出力させ、
   前記行列算出部は、前記赤色に対する赤色変換行列、前記青色に対する青色変換行列、前記緑色に対する緑色変換行列、及び前記グレーに対するグレー変換行列をそれぞれ算出する
   ことを特徴とする校正装置。
5. 請求項３又は請求項４に記載の校正装置において、
   前記光源部は、さらに、前記表示装置において黒色の画像光を出力させ、
   前記行列算出部は、各前記単色光、及び前記合成色光の前記測定値を、前記黒色の前記画像光に対する前記測定値で減算し、各前記単色光、及び前記合成色光の前記分光基準値を、前記黒色の前記画像光に対する前記分光基準値で減算した後、各前記単色光及び前記合成色光に対する前記変換行列を算出する
   ことを特徴とする校正装置。
6. 分光測定器で測定された測定値を所定の色座標値に色変換する変換行列を算出する校正方法であって、
   光源部からの均一光を校正対象となる前記分光測定器で分光測定した時の測定値を取得する測定値取得ステップと、
   前記均一光を校正基準器で測定した際の測定結果である分光基準値を取得する基準値取得ステップと、
   前記測定値及び前記分光基準値に基づいて、前記変換行列を算出する行列算出ステップと、を実施し、
   前記測定値取得ステップ及び前記基準値取得ステップでは、前記光源部から、前記均一光として、複数種の単色光、及び複数種の前記単色光のいくつかを合成した合成色光にそれぞれ切り替え、かつ、前記均一光の階調値を変更して、それぞれの前記単色光及び前記合成色光のそれぞれの前記階調値に対する、前記分光測定器による前記測定値、及び前記校正基準器による前記分光基準値を取得し、
   前記行列算出ステップでは、前記測定値及び前記分光基準値に基づいて、各前記単色光及び前記合成色光のそれぞれについての前記変換行列を算出する
   ことを特徴とする校正方法。
7. コンピューターにより読み取り実行可能な校正プログラムであって、
   前記コンピューターに、請求項６に記載の校正方法を実施させる
   ことを特徴とする校正プログラム。
8. 請求項２および請求項２を引用する請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の校正装置により算出された前記変換行列が記録される記録部と、
   複数の波長に対する分光画像を撮像する撮像部と、
   前記変換行列を用いて前記分光画像の所定位置の色を補正する色補正部と、
   を備えることを特徴とする分光カメラ。

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