JPH0310518B2

JPH0310518B2 -

Info

Publication number: JPH0310518B2
Application number: JP60234274A
Authority: JP
Inventors: Takashi Fukushima; Tooru Yonetani; Satoshi Matsumoto; Takamasa Sanada
Original assignee: Kanebo Ltd
Current assignee: Kanebo Ltd
Priority date: 1985-10-18
Filing date: 1985-10-18
Publication date: 1991-02-13
Also published as: JPS6292900A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、物体の色の同一性を定量的に評価す
る方法に関する。

［従来の技術とその問題点］化粧品、繊維、塗料等の製品においては、「色」
は最も重要な要素であり、かつ微妙な色が多いた
め、製品の色が所定の色と同一であるか異なるか
を厳密に評価する必要がある。これらの製品の色
は所定の色と完全に同一である必要はないが、人
の目で見て判別できる色の幅、つまり、色弁別域
以下であることが必要とされる。

従来より、物体の色を評価する方法として、色
見本とその物体の色の差を色差式により評価する
方法がある。これは、L^*a^*b^*表色系の明度指数
L^*及びクロマテイクネス指数a^*、b^*を用いて次
式から色差ΔE^*を求めて色見本と物体の色の差を
評価する方法であり、この色差がある一定の値以
下であると、色が同一であるとみなされる。

ΔE^*＝［（ΔL^*）²＋（Δa^*）² ＋（Δb^*）²］^1/2 ここで、ΔL^*、Δa^*、Δb^*は、それぞれ物体と
色見本との明度指数L^*及びクロマテイクネス指
数a^*、b^*の差である。なお、この明度指数L^*及
びクロマテイクネス指数a^*、b^*は、XYZ表色系
の三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚを用いて、JIS Z8729に規
定する方法によつて求められる。

しかしながら、このようにして求められた色差
ΔE^*によつて物体の色を評価した場合には、目視
によつて色を評価した場合と必ずしも一致しない
ことが多い。これは、上記色差式による評価の場
合には、色相、彩度及び明度という色の３つの要
素を含めて総合的な値で評価しているためである
と思われる。すなわち、これら色相、彩度及び明
度のどれか１つの要素のずれが大きい場合でも他
の２つの要素のずれが小さい場合には色差ΔE^*が
小さくなるが、実際に目視で評価すると、どれか
１つの要素のずれが大きい場合には全く違つた色
に見えるからである。

市場において、前記製品の色を評価するのは、
人の目であるため、上記のような定量的な色差式
の方法によつて同一の色であるとみなされても、
目視評価によつて色の差が区別できる場合には、
同一の色とみなすことはできない。したがつて、
製品の色の管理は、目視による評価に頼らざるを
得なかつた。

しかしながら、この目視評価によつて製品の色
の管理を行なう場合には、評価する人によつて色
に対する感覚に個人差があり、また、評価する環
境によつても色の見え方が微妙に変化するため、
十分に客観性を持つた評価を得ることが困難であ
つた。より正確な色の評価を行なうためには、多
人数で目視評価を実施し、一定以上の人数が同一
の色であると評価したものについてのみ、同一の
色であるとみなすことが最善の方法であつた。

しかし、大量生産されている製品に対して１つ
ずつこのような方法で色の評価を行なうことは、
実際には不可能であつた。

そこで、本発明の目的は、目視評価と良く一致
し、しかも十分な客観性及び再現性を有する色の
評価方法を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］本発明の色の評価方法を説明する前に、まず、
色の表示方法について説明する。

色には、色相、彩度、明度の３属性がある。

色相は、赤、黄赤、黄、……、青紫、紫、赤紫
から再び赤に連なる環状をなす尺度であり、彩度
は、有彩色の色のさえの度合、すなわち、無彩色
からの遠ざかりぐあいを表わす尺度であり、明度
は、黒から白までの明るさの段階を示す尺度であ
る。これらの３属性の色相、彩度、明度を、第８
図に示すように、それぞれ空間中の円周方向、放
射状方向、上下方向にとつた色空間を考え、すべ
ての色を所定の位置に置き、適当な番号や記号を
つけ、これによつて色を表示する方法が以下に説
明するマンセル表色系である。

マンセル表色系においては、色相（hue）Ｈ、
明度（value）Ｖ、彩度（chroma）Ｃの３属性が
HV／Ｃの形で数字と記号の組合せで表わされ
る。色相Ｈは、赤（Ｒ）、黄（Ｙ）、緑（Ｇ）、青
（Ｂ）、紫（Ｐ）の５色相を基本として、それらの
中間にYR、GY等を入れて10色相に等区分し、
さらに各色相を例えば、１Ｒ，２Ｒ，……５Ｒ，
……，１０Ｒのように10区分したものである（第
９図参照）。また明度Ｖは、理想的な黒を０、理
想的な白を10として、その間を明るさの知覚の差
が等しくなるようにして分割したものである。さ
らに彩度Ｃは、無彩色を０としてさえかたの度合
の増加に従つて、等歩度に順次１、２、３…とし
て刻んだものである。第１０図は等色相面におけ
る明度Ｖ及び彩度Ｃの配列を示したものである。
無彩色を中心にとり、色相、明度、彩度の３属性
を系統的に整理すると、第１１図に示す色立体が
構成される。色立体は円筒座標系であるが、一つ
の色はこの座標系の点の位置で表わされる。例え
ば、5R4／14はさえた赤を表わす。無彩色は、色
相、彩度の属性がないので、略号Ｎだけ用いて、
例えばN9.5のように明度だけで表わす。

ある物のマルセル表色系における色の表示記号
の定め方には、標準色票との直接比較から定める
方法と、後述するXYZ表色系における色度座標
ｘ、ｙ及び三刺激値Ｙの値からJIS Z8721の付表
１若しくは付表２または付図１〜９を用いて、補
間法または補外法によつて定める方法がある。

次に、XYZ表色系による色の表示方法につい
て説明する。

XYZ表色系において色を表示するには、原則
として、色度座標ｘ、ｙ及び刺激値Ｙを用いる。
以下、これらの値を求める方法について説明す
る。まず、次式により、物体の三刺激値Ｘ、Ｙ、
Ｚを求める。

反射物体の場合：Ｘ＝K∫⁷⁸⁰ ₃₈₀Ｐ（λ）（λ）ρ（λ）dλ Ｙ＝K∫⁷⁸⁰ ₃₈₀Ｐ（λ）（λ）ρ（λ）dλ Ｚ＝K∫⁷⁸⁰ ₃₈₀Ｐ（λ）（λ）ρ（λ）dλ Ｋ＝100／∫⁷⁸⁰ ₃₈₀Ｐ（λ）（λ）dλ ……(1) 透過物体の場合：Ｘ＝K∫⁷⁸⁰ ₃₈₀Ｐ（λ）（λ）τ（λ）dλ Ｙ＝K∫⁷⁸⁰ ₃₈₀Ｐ（λ）（λ）τ（λ）dλ Ｚ＝K∫⁷⁸⁰ ₃₈₀Ｐ（λ）（λ）τ（λ）dλ Ｋ＝100／∫⁷⁸⁰ ₃₈₀Ｐ（λ）（λ）dλ ……(2) ここで、λは波長、Ｐ（λ）は色の表示に用い
る標準の光の分光分布、（λ）、（λ）、
（λ）はXYZ系に基づく等色関数、ρ（λ）は分
光反射率分布、τ（λ）は分光透過率分布である。
なお、物体の色はそれを照明する光によつて影響
されるため、国際照明委員会（CIE）により標準
の光Ａ、Ｂ、Ｃ、D₆₅が定められている。この標
準の光の分光分布はJIS Z8701の付表３その他の
文献に記載されている。

次に、これらの三刺激値を用いて色度座標ｘ、
ｙを次式によつて求める。

ｘ＝Ｘ／Ｘ＋Ｙ＋Ｚｙ＝Ｙ／Ｘ＋Ｙ＋Ｚ ……(3) この色度座標ｘ、ｙ及びＹ刺激値を用いて色が
完全に表わされる。

最後に、L^*a^*b^*表色系について説明する。

L^*a^*b^*表色系において色を表示するには、明
度指数L^*及びクロマテイクネス指数a^*、b^*によ
る。これらの値はXYZ表色系における三刺激値
Ｘ、Ｙ、Ｚを用いて次式から求められる。

L^*＝116（Ｙ／Y_o）^1/3−16 （Ｙ／Y_o＞0.008856） a^*＝500［（Ｘ／X_o）^1/3−（Ｙ／Y_o）^1/3］ b^*＝200［（Ｙ／Y_o）^1/3−（Ｚ−Z_o）^1/3］ここで、X_o、Y_o、Z_oは完全拡散反射面のXYZ
系における三刺激値である。

以下、本発明の色の評価方法について説明す
る。本発明の方法は、被評価物の色を基準物の色
と比較して同一とみなせるかどうかを判別する方
法であつて次の〜の手順からなる。

被評価物のマルセル表色系の色相Ｈ、明度
Ｖ、彩度Ｃの基準物に対する許容誤差の絶対値
をそれぞれ予め設定しておく。例えば、色相
Ｈ、明度Ｖ、彩度Ｃの許容誤差をそれぞれ±
ΔHp、±ΔVp、±ΔCpと設定する。ここにおい
て基準物というのは、ある物の色を他の物の色
と比較する場合に、比較される側の物を示し、
ある物の色を色票と比較する場合はその色票が
基準物となり、製品どうしを比較する場合には
一方の製品が基準物となる。

被評価物が反射物体である場合には分光反射
率分布を、透過物体である場合には分光透過率
分布を測定する。

その分光反射率分布または分光透過率分布の
値と、色の表示に用いる標準の光の分光分布
と、XYZ系に基づく等色関数とを用いて、前
記の(1)式または(2)式により三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚ
を求める。

この三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚを用いて(3)式から色
度座標ｘ、ｙを求める。

色度座標ｘ、ｙおよび三刺激値のＹからマン
セル表色系の色相Ｈ、明度Ｖ、彩度Ｃを求め
る。これは、例えば、JIS Z8721の付表１若し
くは付表２または付図１〜９を用いて、補助間
法または補助外法によつて求める。

これらの色相Ｈ、明度Ｖ、彩度Ｃとそれぞれ
基準物の色相Ｈ、明度Ｖ、彩度Ｃとの差ΔH、
ΔV、ΔCがすべて、それぞれの許容誤差の範
囲内であることを条件として、その被評価物と
基準物の色彩とを同一とみなす。つまりΔH≦
｜ΔHp｜かつΔV≦｜ΔVp｜かつΔC≦｜ΔCp
｜となる場合に基準物と被評価物の色は同一で
あるとみなす。色相差ΔH、明度差ΔV、彩度
差ΔCを３次元の直交座標空間の直交する各軸
にとると、第５図に示すように、許容誤差の範
囲は各軸ΔH、ΔV、ΔCに関して対称な直方体
となり、被評価物をこの座標空間に置いた場合
に、それがこの直方体の内部にあると基準物と
同一の色であるとみなされる。この場合、基準
物がマンセル色票や色見本等であつて、その色
相Ｈ、明度Ｖ、彩度Ｃが既知の場合にはその値
を用いれば良いが、基準物が他の製品であるよ
うな場合には上記の〜と同様の方法により
その値を求める。

［作用］上記の色の評価方法によると、被評価物と基準
物の色相差、明度差、彩度差がすべて、それぞれ
に設定された許容誤差内である場合のみに、被評
価物の色と基準物の色とを同一であるとみなし、
つまり、色の３属性である色相、明度、彩度がす
べて近似しているものを同一とみなしているの
で、目視により被評価物の色と基準物の色の同一
性を評価した場合の結果に十分に一致する。この
ように、本発明の方法による色の評価結果と目視
による色の評価結果が良く一致するのは、特にマ
ンセル表色系を用いて評価を行なつたことに起因
する。つまり、本来マンセル表色系における色相
Ｈ、明度Ｖ、彩度Ｃは、それぞれ色相の知覚の
差、明度の知覚の差、彩度の知覚の差が等歩度に
なるように定められているからである。

［実施例］以下、図面に基づいて本発明の一実施例につい
て説明する。

第１図は、本発明の色の評価方法を実施するた
めの装置を示している。１は物体の分光反射率お
よび分光透過率を測定する分光光度計であり、少
なくとも波長380nｍ〜780nｍの可視光領域を測
定できる装置である。２はROM、RAM、磁気
デイスク等の第１の記憶装置であり、XYZ表色
系における等色関数（λ）、（λ）、（λ）
と、標準の光の分光分布Ｐ（λ）と、三刺激値の
Ｙ及び色度座標ｘ、ｙとマルセル値Ｈ、Ｖ、Ｃの
対応表（JIS Z8721の付表１若しくは付表２また
は付図１〜９）が記憶されている。３は第２の記
憶装置であり、マンセル値である色相Ｈ、明度
Ｖ、彩度Ｃの許容誤差ΔHp、ΔVp、ΔCpが記憶
されている。４はマイクロコンピユータ等の演算
装置であり、分光光度計１で測定されたデータ及
び第１の記憶装置２に記憶されているデータを用
いてマンセル値Ｈ、Ｖ、Ｃを求める作業や、基準
物のマンセル値と被評価物のマンセル値との差を
求めて、それが第２の記憶装置３に記憶されてい
る許容誤差内であるかどうかを判断する作業等を
行なうものである。５はデイスプレイ、プリンタ
等の表示装置であり、求められたマンセル値、評
価結果等を表示するものである。

次に、この装置を用いて物体の色の評価をする
方法について説明するが、まず、物体のマルセル
値Ｈ、Ｖ、Ｃを求める方法を第２図を用いて説明
する。

ステツプ：分光光度計１を用いて、物体が反
射物体のときは分光反射率分布ρ（λ）を、物体
が透過物体のときは分光透過率分布τ（λ）を測
定する。この実施例においては、反射物体を測定
する場合について説明するので、分光反射率分布
ρ（λ）を測定する。

ステツプ：その分光反射率分布ρ（λ）、第１
の記憶装置２に記憶されている標準の光の分光分
布Ｐ（λ）、および等色関数（λ）、（λ）、
（λ）を用いて、次式から三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚを
求める。

Ｘ＝K∫⁷⁸⁰ ₃₈₀Ｐ（λ）（λ）ρ（λ）dλ Ｙ＝K∫⁷⁸⁰ ₃₈₀Ｐ（λ）（λ）ρ（λ）dλ Ｚ＝K∫⁷⁸⁰ ₃₈₀Ｐ（λ）（λ）ρ（λ）dλ Ｋ＝100／∫⁷⁸⁰ ₃₈₀Ｐ（λ）（λ）dλ ステツプ：三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚを用いて次式
から色度座標ｘ、ｙを求める。

ｘ＝Ｘ／Ｘ＋Ｙ＋Ｚｙ＝Ｙ／Ｘ＋Ｙ＋Ｚステツプ：色度座標ｘ、ｙおよび三刺激値の
Ｙを用いて、第１の記憶装置２に記憶されている
ｘ、ｙ、Ｙとマンセル値の対応表からマンセル表
色系における色相Ｈ、明度Ｖ、彩度Ｃを求める。

本発明においては、以上のようにして求められ
た被評価物のマンセル値Ｈ、Ｖ、Ｃを基準物のマ
ンセル値と比較し、それぞれの値の差、つまり、
色相差ΔH、明度差ΔV、彩度差ΔCがすべて許容
誤差内であることを条件として、被評価物の色が
基準物の色と同一であるとみなすものである。

次に、許容誤差ΔHp、ΔVp、ΔCpの定め方の
一例について説明する。

肌色の近似色のサンプル50個についてそれらが
見本と同一の色であるかどうかを、５人の評価者
が目視によつて評価し、４人以上が同一であると
したものを良（○）、３人が同一であとしたもの
を可（△）、２人以上が同一であるとしたものを
否（×）とする。そして、これらのサンプル及び
見本のマンセル値Ｈ、Ｖ、Ｃを上記の方法によつ
て求め、さらに、サンプルのマンセル値と見本の
マンセル値の差ΔH、ΔV、ΔCを求める。そし
て、これを第３図ａ〜ｃに示すように、色相差
ΔH、明度差ΔV、彩度差ΔCを各軸とする３次元
直交座標系の空間に、各サンプルについて、○、
△、×の記号でプロツトする。

目視評価によつて４人以上が同一であるとした
ものを許容範囲とする場合には、第３図に実線で
示すような直方体の領域内にはいるものが見本と
同一の色であるとみなされ、すなわち、色相差、
明度差および彩度差の許容誤差はそれぞれΔHp
＝±0.4、ΔVp＝±0.15、ΔCp＝±0.15となる。目
視評価によつて３人以上が同一であるとしたもの
を許容範囲とする場合には、第３図に破線で示す
ような直方体の領域内にはいるものが一同一であ
るとみなされ、すなわち色相差、明度差及び彩度
差の許容誤差は、それぞれΔHp＝±0.5、ΔVp＝
±0.25、ΔCp＝±0.25となる。このように、評価
の基準を厳しくするか緩やかにするかによつて、
許容誤差の範囲である直方体の大きさを定める。

参考のために、上記と同一のサンプルおよび見
本について、L^*a^*b^*表色系の明度指数L^*および
クロマテイクネス指数a^*、b^*を求め、これらの
値のサンプルと見本との差、ΔL^*、Δa^*、Δb^*を
各軸とする３次元直交座標系の空間に各サンプル
をプロツトしたものを第４図に示す。この図から
わかるように、許容誤差範囲を直方体に定めるの
は不可能であり、許容誤差範囲は、Δa^*軸、Δb^*
軸に関して非対称な楕円の断面を有する円柱とな
る。このようにL^*a^*b^*表色系の明度指数L^*およ
びクロマテイクネス指数a^*、b^*によつて色の同
一性を評価する場合には、被評価物の色によつて
許容誤差範囲の形が異なり、被評価物ごとに許容
範囲を定めなければならならないことが実験から
確かめられている。

本発明の色の評価方法を製品の製造時に利用す
る場合及び製品の品質管理に利用する場合につい
て、第６図及び第７図を参照しながら説明する。

第６図は上記方法を製品の製造時に利用する場
合の手順を示すフローチヤートである。まず、製
品を試作し（ステツプ）、見本となる色の分光
反射率分布または分光透過率分布を測定する（ス
テツプ）。次に、試作品の分光反射率分布また
は分光透過率分布を測定し（ステツプ）、見本
と試作品のマンセル値HV／Ｃを計算する（ステ
ツプ）、さらに、見本と試作品の色差、すなわ
ち色相差ΔH、明度差ΔV、彩度差ΔCを計算する
（ステツプ）。ステツプにおいて、これらの色
相差ΔH、明度差ΔV、彩度差ΔCがすべて、予め
設定されたそれぞれの許容誤差、ΔHp、ΔVp、
ΔCpの範囲内であるかどうかによつて合格、不合
格を判断する。不合格の場合には、ステツプに
進んで試作の処方を変更して、その処方で試作を
行ない（ステツプ）、ステツプに戻り、上記
と同様に色の評価を行なう（ステツプ〜）。
ステツプにおいて合格の場合には、ステツプ
に進み製品を大量生産する。

第７図は上記方法を製品の品質管理に利用する
場合の手順を示すフローチヤートである。まず、
見本となる色の分光反射率分布または分光透過率
分布を測定する（ステツプ）。次に製品の分光
反射率分布または分光透過率分布を測定し（ステ
ツプ）、見本と製品のマンセル値HV／Ｃを計
算し（ステツプ）、さらに、見本と製品の色差、
すなわち色相差ΔH、明度差ΔV、彩度差ΔCを計
算する（ステツプ）。ステツプにおいて、こ
れらの色相差ΔH、明度差ΔV、彩度差ΔCがすべ
て、予め設定されたそれぞれの許容誤差、ΔHp、
ΔVp、ΔCpの範囲内であるかどうかによつてそ
の製品の合格、不合格を判断する。不合格の場合
には、製造現場のフイードバツクが行なわれる。

［発明の効果］以上のように、本発明の色の評価方法は、被評
価物と基準物とのマンセル表色系における色相
差、明度差及び彩度差がすべて、それぞれ予め設
定された許容誤差内であることを条件として両者
の色が同一であるとみなすものであり、目視評価
しなくてもその評価結果は目視評価結果と良く一
致し、十分な客観性及び再現性を有する。しか
も、評価の自動化が容易である。また、許容誤差
範囲は、色相差、明度差及び彩度差を各軸にとつ
た３次元直交座標空間において直方体であるの
で、この許容誤差を定めるのが容易であり、ま
た、被評価物の種類ごとに許容誤差範囲を定める
必要もなく、色の評価が簡単かつ正確にできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の方法を実施する装置を示し
たブロツク図、第２図は、物体のマンセル値を求
める方法を示したフローチヤート、第３図ａ〜ｃ
は、目視評価されたサンプルを、色相差ΔH、明
度差ΔV及び彩度差ΔCを各軸にとつた３次元直
交座標空間にプロツトしたグラフであり、第３図
ｄは、許容誤差範囲を示す図、第４図ａ〜ｃは、
同サンプルをL^*a^*b^*表色系における明度指数の
差ΔL^*、クロマテイクネス指数の差Δa^*及びΔb^*
を各軸にとつた３次元直交座標空間にプロツトし
たグラフ、第５図は、色相差、明度差及び彩度差
の許容誤差範囲を示す図、第６図は、本発明の方
法を製品の製造時に利用する場合の手順を示すフ
ローチヤート、第７図は、同方法を製品の品質管
理に利用する場合の手順を示すフローチヤート、
第８図は、色の３属性についての説明図、第９図
は、マンセル表色系における色相環を示す図、第
１０図は、マンセル表色系の等色相面における明
度及び彩度の配列を示す図、第１１図は、色立体
を示す図である。符号の説明、１……分光光度系、２……第１の
記憶装置、３……第２の記憶装置、４……演算装
置、５……表示装置。

Claims

【特許請求の範囲】

１被評価物のマンセル表色系の色相Ｈ、明度
Ｖ、彩度Ｃの基準物に対する許容誤差の絶対値を
それぞれ予め設定しておき、被評価物の分光反射
率または分光透過率を測定し、その値と色の表示
に用いる標準の光の分光分布とXYZ系に基づく
等色関数とを用いて三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚを求め、
次にこの三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚから色度座標ｘ、ｙ
を求め、さらに前記色度座標ｘ、ｙおよび三刺激
値のＹからマンセル表色系の色相Ｈ、明度Ｖ、彩
度Ｃを求め、これらの色相Ｈ、明度Ｖ、彩度Ｃと
それぞれ基準物の色相Ｈ、明度Ｖ、彩度Ｃとの差
がすべて、それぞれの許容誤差の範囲内であるこ
とを条件としてその被評価物と基準物の色を同一
とみなす色の評価方法。