JPH0949765A - 色彩測定器 - Google Patents

色彩測定器

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JPH0949765A
JPH0949765A JP20218695A JP20218695A JPH0949765A JP H0949765 A JPH0949765 A JP H0949765A JP 20218695 A JP20218695 A JP 20218695A JP 20218695 A JP20218695 A JP 20218695A JP H0949765 A JPH0949765 A JP H0949765A
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JP
Japan
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photoelectric sensor
color
color matching
correction
sensors
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Withdrawn
Application number
JP20218695A
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English (en)
Inventor
Naomichi Senda
直道 千田
Kenji Murakami
健二 村上
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Yokogawa Electric Corp
Yokogawa Instruments Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
Yokogawa Instruments Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 各センサの分光応答度と等色関数との偏差に
よる色度測定の精度低下を防ぐようにした色彩測定器を
提供することを課題とする。 【解決手段】 等色関数x,y,z又はこの等色関数に
近似した複数個の異なった分光応答度を持つ光電センサ
と、被測定光による前記光電センサの出力を演算するこ
とにより被測定の三刺激値X,Y,Z及び色度等を測
定,表示する手段を具備する刺激値直読型の色彩測定器
において、前記光電センサに加え、これら各光電センサ
の透過限界波長付近において分光応答度が最大となるよ
うな1以上の補正センサを設け、前記光電センサと補正
用光電センサの出力にそれぞれ適当な係数を乗じて加え
合わせることにより、三刺激値に相当する刺激値を計算
し、色度等を測定するように構成したもの。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、色彩測定器に関す
るもので、詳しくは三刺激値直読型の色彩計における測
定精度の改善に関するものである。
【0002】
【従来の技術】刺激値直読型の色彩測定器においては、
例えばJIS Z8724等に示されているように、等
色関数に近似した分光応答度を持つx2,y,zの3個
乃至x1,x2,y,zの4個のセンサを用意し、夫々
の出力を三刺激値X,Y,Zとすることにより、色度座
標を計算するようになっている。
【0003】このような刺激値直読型の色彩測定器にお
いては、それぞれのセンサの分光応答度が色度測定の測
定精度に大きく影響する。前記のJISの表1において
もその偏差の許容限界値が規定されており、従来の色彩
測定器においてはこの許容限界値に従って作られている
ものが多い。JISで定められたそのような許容限界値
は、現在入手できる光学フイルタと受光素子を用いて達
成できる現実的な値と考えられる。従来型の標準的な刺
激値直読型の色彩計の色度精度は、例えばx,yにおい
て±0.03程度である。しかし、最近では表示器のフ
ルカラー化、照明光の色制御などの技術が進んで測定す
べき色数も多くなり、その為色度座標のより高精度な測
定が求められるようになつている。例えば、液晶表示器
用のバックライトの色度再現性は±0.01程度であ
り、それを測定する色彩計は最低でも同程度の色度精度
がなければならず、従来型の色彩測定器の測定精度では
不十分な例が多くなってきている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
問題点を解決する為になされたもので、従来から用いら
れている等色関数に近似した分光応答度を持つのセンサ
に加えて、各等色関数の透過限界波長付近で分光応答度
が最大となるような1以上の補正用センサを付加するこ
とにより、各センサの分光応答度と等色関数との偏差に
よる色度測定の精度低下を防ぐようにした色彩測定器を
提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】等色関数x,y,z又は
この等色関数に近似した複数個の異なった分光応答度を
持つ光電センサと、被測定光による前記光電センサの出
力を演算することにより被測定の三刺激値X,Y,Z及
び色度等を測定,表示する手段を具備する刺激値直読型
の色彩測定器において、前記光電センサに加え、これら
各光電センサの透過限界波長付近において分光応答度が
最大となるような1以上の補正センサを設け、前記光電
センサと補正用光電センサの出力にそれぞれ適当な係数
を乗じて加え合わせることにより、三刺激値に相当する
刺激値を計算し、色度等を測定するように構成したも
の。
【0006】
【発明の実施の形態】以下図面を用いて本発明を説明す
る。図1は本発明に係わる色彩測定器の一実施例のブロ
ツク図である。図において、10は入射光を拡散する拡
散板、20は複合光学フィルタ、30はフォトダイオー
ド、40は電流/電圧変換用増幅器、50はスキャナで
ある。フィルタ20及びフォトダイオード30はそれぞ
れ5個の素子よりなり、各素子はそれぞれ対になって光
電センサを構成し、これら各光電センサはそれぞれ増幅
器40を介してスキャナ50に接続されている。60は
A/D変換器、70はマイクロプロセッサ、71は不揮
発性のリードオンリ・メモリ、80は表示部、90はキ
ーである。スキャナ50の出力端はA/D変換器60を
介してマイクロプロセッサ70に接続され、このマイク
ロプロセッサには表示部80、キー90、リードオンリ
・メモリ71が夫々接続されている。メモリ71にはセ
ンサ個々にそのセンサ特有の校正値、或いは加算係数が
記憶されている。スキャナ50はマイクロプロセッサ7
0によってその開閉が制御されるようになっている。
【0007】光学フィルター20には色ガラスフイル
タ,アセテートフイルタ,或いは誘電体多層膜などの組
合せによる物が用いられており、その合成分光透過率と
各フォトダイオード30の分光感度の合成が所望の分光
応答度に近似するようになつている。フイルタx20,
y0,z0と、これらフイルタに対応するダイオードよ
りなる各光電センサは従来と同様であり、フイルタp
0,q0とこれに対応するダイオードよりなる光電セン
サが本発明によって付加されたものである。
【0008】図2は等色関数x,y,z、及び図1に示
すフィルター20とダイオード30よりなる光電センサ
の分光応答度x20,y0,z0,p0,q0を図示し
たものである。横軸に波長[nm]、縦軸に相対応答度
をとってある。本発明によって設けた補正用のフィルタ
ーp0とq0を含む光電センサは、フィルターx20,
y0,z0よりなる光電センサのそれぞれの分光応答度
の透過限界波長付近において、その分光応答度が最大に
なるようなものが選ばれている。即ち、波長域で光電セ
ンサz0の短波長側に光電センサp0を、又z0とy0
の間に光電センサq0を設けてある。
【0009】補正用のフィルターを含む各フィルター2
0とダイオード30よりなる各光電センサの出力は夫々
A/D変換器60でディジタル信号に変換され、マイク
ロプロセッサ70の制御の基に表示器80でその測定値
が表示される。マイクロプロセッサ70での各分光応答
度の測定値をX20,Y0,Z0,P0,Q0とすると、図1
に示す色彩測定器の三刺激値X’,Y’,Z’は X'=α1120+α120+α130+α140+α150 Y'=α2120+α220+α230+α240+α250 Z'=α3120+α320+α330+α340+α350 で与えられる。これにより、マイクロプロセッサ70は
色度座標、或いは色温度等の計算,表示を行う。
【0010】α11,α12…α35の係数は光電センサ個々
について製造時に決定しておく必要があり、この係数の
決定には以下に説明するように、請求項2,3に示す2
種類の方法がある。即ち、先ず測定対象となる光源の種
類が不明の場合には、請求項2の係数で測定することに
なる。また、例えば3波長蛍光管をバックライトに使用
した「液晶パネル」,或いは「電球に色ガラスフィルタ
を被せたテールランプ」等のように、測定対象の光源の
種類が特定できる場合には請求項3の係数を用いること
によって、色度測定精度をより高めることができる。本
発明を実施した製品においては、各係数は表示部80に
表示された光源を表す略号を選択するだけでよく、使用
者が数値そのものを意識する必要は無いものとなってい
る。
【0011】以下に各請求項での係数の求め方を説明す
る。 請求項2の方法について。 前記のように、x20,y0,z0,p0,q0はフイ
ルタ20とダイオード30よりなる各光電センサの分光
応答度である。これらの分光応答度は波長λの関数であ
るから、それぞれx20(λ),y0(λ),z0
(λ),p0(λ),q0(λ)と表すことができる。
また、各光電センサの出力を演算により合成した等色関
数をx'(λ),y'(λ),z'(λ)とすると、これらは x'(λ)=α11x20(λ)+α12y0(λ)+α13z0
(λ)+α14p0(λ)+α15q0(λ) y'(λ)=α21x20(λ)+α22y0(λ)+α23z0
(λ)+α24p0(λ)+α25q0(λ) z'(λ)=α3120(λ)+α32y0(λ)+α33z0
(λ)+α34p0(λ)+α35q0(λ) と表すことができる。
【0012】この場合、上記の演算後の等色関数x’,
y’,z’が理想的な等色関数x,y,zからの誤差を
表す下記のような関数を考える。 tx(λ)=|x'(λ)−x(λ)| ty(λ)=|y'(λ)−y(λ)| tz(λ)=|z'(λ)−z(λ)| 演算後の等色関数x’,y’,z’におけるα11
α12,…α35の係数には等色関数の絶対値の情報も含ん
でいるので、これらの関数はJIS Z8724の第
(12)式で表された分光感度の式に相当することにな
り、tx(λ),ty(λ),tz(λ)が380〜780n
mの波長の範囲で最小になるように、その係数α11,α
12,…α35の値を求めれば、誤差が最小になることにな
る。そこで、tx(λ),ty(λ),tz(λ)が上記の波
長範囲での最大値をそれぞれTx,Ty,Tzとする
と、 (∂Tx/∂α11)=0 (∂Tx/∂α12)=0 (∂Tx/∂α13)=0 (∂Tx/∂α14)=0 (∂Tx/∂α15)=0 (∂Ty/∂α21)=0 (∂Ty/∂α22)=0 (∂Ty/∂α23)=0 (∂Ty/∂α24)=0 (∂Ty/∂α25)=0 (∂Tz/∂α31)=0 (∂Ty/∂α32)=0 (∂Tz/∂α33)=0 (∂Ty/∂α34)=0 (∂Tz/∂α35)=0 を解けば係数α11,α12,…α35の値を求めることがで
きる。これらの式はニュートン法等を使用することによ
り、数値的に求めることができる。
【0013】請求項の3の方法について。 上記の方法により求めた係数α11,α12,…α35は、分
光輝度分布が完全に平坦な白色光源を想定した場合に最
も色度誤差が少なくなる。しかし、実際に測定する光源
においては必ずしも誤差が最小になる係数とは言えな
い。そこで、測定対象となる光源を代表する幾つかの分
光輝度を想定してそれらの係数を求めておき、測定対象
に合わせて係数を切り換える方法が有効である。係数の
求める方法は前記で示した誤差の関数を tx(λ)=|x'(λ)−x(λ)|f(λ) ty(λ)=|y'(λ)−y(λ)|f(λ) tz(λ)=|z'(λ)−z(λ)|f(λ) のように置き換えれば良い。ここでf(λ)は想定した光
源の輝度分布を示すものである。
【0014】図3は補正後の本発明に係わる測定器によ
って得られた等色関数を示す図で、太線が本発明に係わ
る等色関数、細線が理想の等色関数を示すものである。
本発明においては、誤差が極めて少なくなっている。J
IS Z8724の表1で示された許容限界値との比較
を下表に示す。この表から明らかなように、本発明にお
いてはJISで定められた許容限界値の半分程度の誤差
のものが実現できる。
【0015】なお、実施例では波長域でz0の短波長側
にp0,zとyの間にq0の2つのフイルタ及びフォト
ダイオードよりなる補正用の光電センサを設けている
が、補正用光電センサの位置はこの場所に限定するもの
ではない。補正用光電センサの目的は、フイルタ特性そ
のものと、生産時のフイルタ特性のバラツキによる等色
関数からの偏差を補正するものであるから、光電センサ
は偏差が大きくなる位置のどの波長域にでも設定可能で
ある。一般的にはフイルタの遮断波長(フイルタの透過
率が最大透過率の約1/2程度になる波長)付近で誤差
やばらつきが大きくなるので、その波長域に補正用光電
センサを設けるのが効率的である。例えば、実施例の各
センサに加えて、yまたはxの長波長側に最大感度を持
つような補正用光電センサを加えて6センサ構成とする
ことも可能である。また、x1,x2,y,zの各セン
サの短長両端に8個の補正用光電センサを用意すれば、
更に高精度の補正が可能である。
【0016】
【発明の効果】本発明によれば、従来から用いられてい
る等色関数に近似した分光応答度を持つ光電センサに加
え、各等色関数の透過限界波長付近で分光応答度が最大
となるような補正用光電センサを設けるように構成した
ので、各光電センサの分光応答度と等色関数との偏差に
よる色度測定精度の低下が防がれた色彩測定器を簡単な
構成によって得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示したブロック図である。
【図2】等色関数と分光応答度を表した図である。
【図3】本発明によって得られる等色関数を表した図で
ある。
【符号の説明】
10 拡散板 20 フイルタ 30 ダイオード 40 電流/電圧変換用増幅器 50 スキャナ 60 A/D変換器 70 マイクロプロセッサ 80 表示器 90 キー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村上 健二 東京都武蔵野市中町2丁目9番32号 横河 インスツルメンツ株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】等色関数x,y,z又はこの等色関数に近
    似した複数個の異なった分光応答度を持つ光電センサ
    と、被測定光による前記光電センサの出力を演算するこ
    とにより被測定の三刺激値X,Y,Z及び色度等を測
    定,表示する手段を具備する刺激値直読型の色彩測定器
    において、 前記光電センサに加え、これら各光電センサの透過限界
    波長付近において分光応答度が最大となるような1以上
    の補正センサを設け、前記光電センサと補正用光電セン
    サの出力にそれぞれ適当な係数を乗じて加え合わせるこ
    とにより、三刺激値に相当する刺激値を計算し、色度等
    を測定するように構成したことを特徴とした色彩測定
    器。
  2. 【請求項2】前記演算した後の等色関数x’,y’,
    z’と理想の等色関数x,y,zとの偏差が最小になる
    ように前記係数を決定してなる請求項1記載の色彩測定
    器。
  3. 【請求項3】前記演算した後の等色関数x’,y’,
    z’と標準光源又は代表的な光源の分光放射輝度におけ
    る各波長との乗算値、及び理想の等色関数x,y,zと
    前記標準光源の分光放射輝度における各波長との乗算値
    を求め、両乗算値の偏差が最小になるように前記係数を
    決定してなる請求項1記載の色彩測定器。
JP20218695A 1995-08-08 1995-08-08 色彩測定器 Withdrawn JPH0949765A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009053063A (ja) * 2007-08-28 2009-03-12 Sekonic Corp カラーメータ
US7538870B2 (en) 2004-07-01 2009-05-26 Konica Minolta Sensing Inc. Multi-channel colorimeter and method for measuring spectral intensity characteristics
CN102124310A (zh) * 2008-08-22 2011-07-13 柯尼卡美能达光电株式会社 测光测色装置

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