JPH05288607A

JPH05288607A - 色計測装置

Info

Publication number: JPH05288607A
Application number: JP11684192A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Fukuhara; 敏彦福原; Koichi Shimazu; 幸一島津
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1992-04-09
Filing date: 1992-04-09
Publication date: 1993-11-02

Abstract

(57)【要約】【目的】被測定物に存在する色むら等の異常部をオペ
レータに明示できるようにする。【構成】走査器２０によって走査したレーザビーム２
２の反射光２６を色分解器３０が受光し、光の３原色に
分解した後、赤用受光器３２、緑用受光器３４、青用受
光器３６が色情報として電気信号に変換して処理装置４
４に入力する。処理装置４４は、フレームメモリ５０が
歪み・シェーディング処理回路４８を介して受けた色情
報に基づいてカラー画像を生成する。一方、色抽出回路
５２は、操作部５８を介して入力された処理指令に基づ
く色むら等の色情報を、フレームメモリ５０の生成した
カラー画像から取り出し、表示装置６２に送る。表示装
置６２は、フレームメモリ５０が生成したカラー画像に
色抽出回路５２が抽出した色情報を重ねて表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、織物などの染色品や塗
装品等の色相、色の均一性、欠陥などの検査に好適な色
計測装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】織物などの染色品や印刷物、または自動
車や建築物等の塗装品の色相や色むら等の検査は、従
来、次のような方法によって行っている。

【０００３】（１）被測定物に光を照射し、その反射光
から色の三刺激値を求めて判断する分光測色計、光電色
彩計による方法、（２）被測定物をカラーテレビカメラ
で撮像してＣＲＴに撮像画像を表示し、オペレータが色
むら等の異常の有無を判定するカラーＴＶによる方法、
（３）特開昭５５−１２９７３３号公報や特開昭５９−
１０９３６５号公報に記載されているように、被測定物
にレーザ光を照射してその反射光をコンピュータ処理
し、色むらや基準の色に対するずれ等を検出するレーザ
光による方法。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記（１）の
方法は、一般的に最も普及している方法であるが、一度
に測定できる範囲が極めて狭く、物体色の均一性や色の
分布を見るためには計測点を多数とる必要であり、計測
に時間がかかる。また、上記（２）の方法は、色情報を
２二次元画像として得られるため、物体色の均一性や色
の分布を容易に得ることができる反面、使用する光源の
種類や明るさのむらによって、同じ色であっても異なっ
た色に見える。しかも、テレビカメラに使用している素
子の分解能の制約を受けるため、狭い視野を撮像したと
きには高解像度の画像を得ることができるが、一度に広
い視野を撮像すると解像度が低下し、細かな情報がわか
らなくなり、精度が低下する。しかも、色むら等の判定
をオペレータが行うため、個人差や判定のバラツキが大
きい。

【０００５】さらに、上記した（３）の方法は、レーザ
光の特徴である強エネルギー、微小スポット、高速応答
性などを利用できるため、レーザビームを走査し、コン
ピュータによって広範囲を高解像かつ高速で画像計測す
ることができる。ところが、オペレータは、色むら等の
異常の発生を知ることがができるが、被測定物のどの部
分が異常であるのかを容易に知ることができない。ま
た、カラー画像を得るためには、一般に２台ないし３台
のレーザ発振器を必要とし、装置が大型となって広い設
置スペースが必要であるばかりでなく、消費電力も大き
く、コストの増大を招く。

【０００６】本発明は、前記従来技術の欠点を解消する
ためになされたもので、被測定物に存在する色むら等の
異常部をオペレータに明示できる色計測装置を提供する
ことを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る色計測装置は、白色レーザ光源から
出射された白色レーザ光を被測定物に照射するレーザ照
射手段と、このレーザ照射手段によって照射された白色
レーザ光の、前記被測定物によって反射された反射光を
３原色に分解する色分解手段と、この色分解手段から出
射された前記３原色のそれぞれを受光し、電気信号に変
換する受光手段と、この受光手段の出力信号に基づい
て、カラー画像を生成する画像生成手段と、この画像生
成手段が生成した前記カラー画像から任意の色に関する
情報を取り出す色情報抽出手段と、この色情報抽出手段
が出力する色情報と、前記画像生成手段が生成したカラ
ー画像とを重ねて表示する表示手段とを有することを特
徴としている。

【０００８】

【作用】上記の如く構成した本発明は、色情報抽出手段
が画像生成手段の生成したカラー画像から、例えば色む
らを生じている異常部を色情報として取り出す。そし
て、色情報抽出手段は、抽出した異常部の表示色を変え
る等の情報の変換をして表示手段に送る。表示手段は、
色情報抽出手段が出力した異常部を画像生成手段が生成
したカラー画像に重ねて表示する。このため、表示手段
には、カラー画像の上に色むら等を生じている部分が色
違いで表示され、オペレータは被測定物の異常部を容易
に認識することができる。

【０００９】

【実施例】本発明に係る色計測装置の好ましい実施例
を、添付図面に従って詳説する。図１は、本発明の実施
例に係る色計測装置のブロック図である。

【００１０】図１において、白色レーザ発振器１０は、
例えばレーザ媒質がＨｅ−Ｃｄからなり、赤、緑、青に
相当する約６４０ｎｍ、約５４０ｎｍ、約４４０ｎｍの
波長の光を同時に発振するようになっている。そして、
レーザ発振器１０から出射された白色レーザ光１２は、
集光レンズ１４によって集光されたのち、光ファイバ１
６に入射し、レンズ１８によって所定の大きさのビーム
に絞られ、レーザ照射手段である走査器２０に導かれ
る。

【００１１】走査器２０は、例えば回転ミラー等から構
成してあり、図示しない被測定物上に、レーザビーム２
２を矢印２４のように一次元的（直線的）に、または二
次元的に走査しつつ照射する。そして、被測定物によっ
て反射したレーザビーム２２の反射光２６は、レンズ２
８を介して色分解器３０に入射する。この色分解器３０
は、回折格子やプリズム、フィルタ等から構成してあ
り、反射光２６を赤、緑、青（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の３成分に
分解し、分解した光を赤用受光器３２、緑用受光器３
４、青用受光器３６に導く。これらの受光器３２、３
４、３６は、入射した光の強さに応じた電気信号を対応
するプリアンプ３８、４０、４２に色情報として出力
し、これらのアンプが受光器の出力信号を増幅して処理
装置４４に入力する。

【００１２】処理装置４４は、プリアンプ３８、４０、
４２の出力信号が入力するインターフェース４６、イン
ターフェース４６の出力側に接続した歪み・シェーディ
ング処理回路４８、この処理回路４８の出力信号が入力
する画像生成手段としてのフレームメモリ５０、このフ
レームメモリ５０の出力側に接続した色情報抽出手段で
ある色抽出回路５２とインターフェース５４とを有する
とともに、これらを制御する制御部である中央処理装置
（ＣＰＵ）５６が設けてある。また、処理装置４４に
は、オペレータがＣＰＵ５６を介して処理装置４４に所
望の処理命令を与えたり、データの入力、動作の開始、
停止等をするめのキーボードなどからなる操作部５８
と、ＣＰＵ５６から命令を受けて走査器２０を駆動する
走査器駆動回路６０とを備えている。そして、処理装置
４４には、インターフェース５４を介してフレームメモ
リ５０と色抽出回路５２との出力信号が入力する表示装
置６２が接続してある。

【００１３】上記の如く構成した実施例の作用は、次の
とおりである。前記したように白色レーザ発振器１０の
出力した白色レーザ光１２は、集光レンズ１４、光ファ
イバ１６、レンズ１８を介して走査器２０に入射し、被
測定物上に照射される。一方、処理装置４４は、ＣＰＵ
５６が走査器駆動回路６０を介して走査器２０を駆動す
る。これにより、走査器２０は、レーザビーム２２を矢
印２４のように被測定物上を走査し、レーザビーム２２
の一部が反射光２６となって被測定物から反射される。

【００１４】色分解器３０は、レンズ２８を介して入射
してくる被測定物からの反射光２６を赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）の光の３原色に分解する。分解された
反射光２６は、赤用受光器３２、緑用受光器３４、青用
受光器３６に導かれ、これらの受光器によってＲ、Ｇ、
Ｂの色情報の電気信号に変換されたのち、受光器に対応
するプリアンプ３８、４０、４２によって増幅され、処
理装置４４のインターフェース４６に入力される。

【００１５】インターフェース４６は、ＣＰＵ５６から
の命令により、各プリアンプ３８、４０、４２が出力し
たＲ、Ｇ、Ｂの色情報の信号を時分割で順次取り込み、
各色情報を例えば２５６階調のディジタル信号に変換し
て歪み・シェーディング処理回路４８に出力する。な
お、インターフェース４６は、白色を基準にしてＲ、
Ｇ、Ｂの受光感度を均一化する、いわゆるホワイトバラ
ンス作用を有しており、プリアンプ３８、４０、４２か
ら入力した信号に予め定めた補正係数を乗ずる等して、
受光系による感度差を補正した信号を出力するようにな
っている。

【００１６】歪み・シェーディング処理回路４８は、Ｃ
ＰＵ５６の処理命令を受け、インターフェース４６が出
力した信号に対して、光学系やレーザビーム２２を走査
することによる幾何学的な歪みの補正とシェーディング
の補正をし、フレームメモリ５０に送る。そして、フレ
ームメモリ５０は、ＣＰＵ５６の指示に従って、歪み・
シェーディング処理回路４８が出力したＲ、Ｇ、Ｂ色情
報を合成し、例えば図２（Ａ）に示したような原画像と
なるカラー画像を生成し、インターフェース５４を介し
て表示装置６２に送出する。

【００１７】一方、色抽出回路５２は、操作部５８から
入力されたオペレータが目的とする処理内容に従って、
フレームメモリ５０が生成した原画像から指示された色
情報を取り出す。この色情報は、例えば、図２（Ａ）に
示したａ、ｂ、ｃの各領域内において色相の異なる部分
を抽出したり、フレームメモリ５０が生成した原画像を
図示しない記憶装置に記憶してある基準画像と比較し、
Ｒ、Ｇ、Ｂの各信号のいずれかにおいて階調が２０以上
異なる領域を抽出したりする。そして、色抽出回路５２
は、抽出した色情報を例えば白や黒によって表示するよ
うに信号の変換を行い、インターフェース５４を介して
表示装置６２に送る。表示装置６２は、図２（Ｂ）に示
したように、色抽出回路５２が抽出した色欠陥などの色
情報６４を、フレームメモリ５０の生成した原画像に原
画像と異なる色をもって重ねて表示する。

【００１８】このように、実施例においては、フレーム
メモリ５０の生成したカラー画像と色抽出回路５２の抽
出した色情報とが表示装置６２に重ねて表示されるた
め、オペレータは被測定物の色相が異なる部分や色の均
一性、欠陥等を容易に認識することができる。しかも、
実施例においては、白色レーザ発振器１０を使用してお
り、レーザ発振器を複数必要とせず、設置スペース、消
費電力を少なくでき、装置の小型化とコストの低減とを
図ることができる。また、実施例においては、約６４０
ｎｍ、約５４０ｎｍ、約４４０ｎｍの波長からなる白色
レーザ光１２を使用しており、図３の三角形Ａに示した
ように、広い色識別性能を得ることができる。

【００１９】なお、図３の実線による三角形Ａの範囲が
実施例による色の再現性の範囲であり、曲線Ｂが国際照
明委員会（ＣＩＥ）による色度図である。また、一点鎖
線の三角形Ｃによって示した範囲が、従来のＡｒレー
ザ、Ｋｒレーザを用いた装置の色の再現性範囲を示し、
二点鎖線の三角形Ｄによって示した範囲が、ＮＴＳＣ方
式のカラーテレビによる色の再現性範囲、破線の曲線Ｅ
によって示した範囲がカラーフィルムの色の再現性範
囲、曲線Ｆによって示した範囲が色彩印刷による色の再
現性範囲である。

【００２０】また、実施例は、白色レーザ光１２を用い
ているため、従来テレビカメラなどで問題となっていた
光源の明るさの不均一性による色検出誤差の防止を図る
ことができる。すなわち、図４に示したように、白抜き
のマークで示した赤、黄、シアン等の標準カラーバーに
ついて実施例の色計測装置によって色相を計測したとこ
ろ、黒く塗りつぶしたマークによって示した結果が得ら
れ、広い範囲にわたって色の再現性に優れていることを
確認することができ。

【００２１】さらに、実施例においては、強エネルギー
を有する白色レーザ光１２を利用しているため、通常の
照明では色計測が不可能な暗環境における検査（例え
ば、トンネル内の材質の変色等）の計測が可能となる。
また、実施例においては、白色レーザ光１２を使用して
おり、その指向性を利用して通常の照明では光が届かな
い遠隔被測定物の検査（例えば、高架橋桁塗装検査な
ど）が可能となる。

【００２２】図５は、他の実施例の要部を示したもので
ある。図５に示した実施例は、レンズ２８、色分解器３
０、受光器３２、３４、３６等からなる第１の受光系を
設けるとともに、レンズ７０、色分解器７２、赤用受光
器７４、緑用受光器７６、青用受光器７８等から構成し
た、第１の受光系と同様の第２の受光系を設け、第１の
受光系が受光する反射光２６と異なった方向に反射され
る反射光８０を、第２の受光系によって受光するように
したものである。本実施例の如く、受光系を２組設ける
と、被測定物に凹凸があった場合に、その影響により反
射光が受光できないといった問題を解消することができ
る。

【００２３】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、画像生成手段が生成したカラー画像に、色情報抽出
手段が抽出した色情報を重ねて表示することにより、オ
ペレータは色むら等の被測定物の異常個所を容易に知る
ことがができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の色計測装置に係る実施例のブロック図
である。

【図２】実施例の作用の説明図である。

【図３】色の再現性範囲の比較図である。

【図４】実施例の色相計測の結果を示す図である。

【図５】他の実施例の要部説明図である。

【符号の説明】

１０白色レーザ光源（白色レーザ発振器）１２白色レーザ光２０レーザ照射手段（走査器）２２レーザビーム３０色分解器３２赤用受光器３４緑用受光器３６青用受光器４４処理装置４８歪み・シェーディング処理回路５０画像生成手段（フレームメモリ）５２色情報抽出手段（色抽出回路）６２表示装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】白色レーザ光源から出射された白色レー
ザ光を被測定物に照射するレーザ照射手段と、このレー
ザ照射手段によって照射された白色レーザ光の、前記被
測定物によって反射された反射光を３原色に分解する色
分解手段と、この色分解手段から出射された前記３原色
のそれぞれを受光し、電気信号に変換する受光手段と、
この受光手段の出力信号に基づいて、カラー画像を生成
する画像生成手段と、この画像生成手段が生成した前記
カラー画像から任意の色に関する情報を取り出す色情報
抽出手段と、この色情報抽出手段が出力する色情報と、
前記画像生成手段が生成したカラー画像とを重ねて表示
する表示手段とを有することを特徴とする色計測装置。