JPS60135832A

JPS60135832A - 色分離方式

Info

Publication number: JPS60135832A
Application number: JP24863283A
Authority: JP
Inventors: Bunichi Nagano; 長野　文一; Toshio Urakawa; 俊夫浦川
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1983-12-26
Filing date: 1983-12-26
Publication date: 1985-07-19
Anticipated expiration: 2010-06-14
Also published as: JPH0756461B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、カラースキャナ・カラーファクシミリ・カラ
ー複写（幾などにおいて、色原稿の色のｔ！１定のため
に用いる色分離方式に関する。

（従来技術）カラースキャナ・カラーファクシミリなど゛において、
色原稿の色に含まれる三色（赤と緑と青）を光感知素子
（たとえば、電荷結合デバイス）で・測光し、この測光
量から色を判定し、あるいは、Ｃ１ＥのＲＧＢ表色系の
三刺激値Ｒ，Ｇ、Ｂで色を表示していた。

ところで、光感知素子や光源の分光特性が違うと、同じ
色原稿についても測光量が変る。従来は、この分光特性
が相違するごとに、赤、緑、青の標準色標などを用いて
、色分離装置内の回路定数を調整しなければならなかっ
た。さらに、このように調整しても、光源に蛍光燈や発
光ダイオードを用いている場合は、分光特性は、温度に
より変るし、また、蛍光燈の場合は、周囲の温度によっ
ても変り、このため、正確な色の判定ができなかった。

（発明の目的）本発明の目的は、色の判定に際し、光源や光感知素子の
分光特性などが変化しても、正確な判定ができる色分離
装置を提供することである。

さらに、本発明の目的は、物体の色をｘｙ色度図から判
別し、判別した色を出力することである。

ところで、どのような光の色も、互に独立な３つの光の
色（原料源という）を混合して等色できる。

また、色は、３つの原料源の混合の割合で表示で卜る。

ＣＩＥのＲＧＢ表色系とＸＹＺ表色系は、３つの原料源
で色を表示する系の代表的なものであり、ＸＹＺ表色系
は、ＲＧＢ表色系から線形変換により得られる。

ＲＧＢ表色系において、色Ｆは、−組の値（Ｒ。

Ｇ、Ｂ）で表わされる。３つの原料＠１．Ｊ、Ｋ（波長
の規定された赤、緑、青の光）を等エネルギースペクト
ルの白色光に等色した場合の原料源Ｉ。

Ｊ、にの明るさく測光量）を、それぞれ、Ｌｒ、　Ｌｇ
ｔＬｂであるとする。次に、原料″ａＩ、Ｊ、Ｋを適当
に混合して色Ｆに等色した場合の原料源ＬＪｔＫの明る
さく測光量）を、それぞれ、Ｐｒ、　ＰＨ，Ｐｂである
とする。このとき、色Ｆに対する原料源の混合量（刺激
値という）Ｒ，Ｇ、Ｂは、Ｌｒ、　Ｌｇ。

Ｌｂを単位として、次のように表わせる。

Ｒ＝Ｐｒ／Ｌｒ、Ｇ＝Ｐｇ／Ｌｇ＋　Ｂ＝Ｐも／Ｌｂ　
（１）すなわち、ベクトルで表現すると、ここに、Ｍ、＝１／Ｌｒ、Ｍ２＝１／Ｌｇ、、Ｍ３＝１／Ｌｂ　
（３）これを排外なおすと、したがって、今、三刺激値Ｒ，Ｇ、Ｂの判明しているフ
ィルタを用いて、このフィルタを透過する三刺激Ｉ、Ｊ
、Ｋを測光すると、得られた測光量Ｐ　ｒｌ　’Ｐ　ｉ
ｉ＋　Ｐ　ｂから（４）式に従って、変換ベクトルが計
算できる。

本発明による色分離方式による装置は、赤、緑。

青のフィルタでそれぞれ被覆された３種の光感知素子を
備え、色を判別すべき物体（色原稿）からの白色光源の
反射光を測光し、あるいは、フィルタで被覆されていな
い光感知素子を備え、赤、緑。

青の３種の光源を順次切換えて、上記の物体からの光源
の反射光を測光するようになっている。上記の物体か挿
入されていない状態では、可視光領域で一様に高い反射
率を有する背面板からの反射光力１記の光感知素子上に
入射するようになっている。

今、上記の知見に基づき、Ｒ，Ｇ、Ｂ値の判明している
フィルタ（無色のフィルタが好ましい）を背面板と光感
知素子との間の光路に挿入し、三刺激値を測光すると、
得られた測光量Ｐ　ｒ　＋　Ｐ　ｇ　＋　Ｐ　ｂと上記
のＲ，Ｇ、Ｂ値とから、（４）式に従って変換係数Ｍ、
、Ｍ２．Ｍ、が計算でとる。次いで、物体の色を測光す
ると、（２）式に従って、三刺激値Ｒ，Ｇ、Ｂがまる。

この方法を用いると、光源や光感知素子などの特性のば
らつき（温度変化。

経年変化を含む）などは、変換ベクトルに総合的に繰り
込まれるので、Ｒ，Ｇ、Ｂの値が、装置ごとに変ること
なく、正確に決定できる。

ところで、ＲＧＢ表色系では、三刺激値Ｒ，Ｇ。

Ｂのうちの１つが負になる場合があり、実用上不便であ
る。そこで、−組の三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚで色を表示する
ＣＩＥＩ７）ＸＹＺ表色系が用いられる。

ＸＹＺ表色系は、ＲＧＢ表色系を座標変換したものであ
り、−組の三刺激値（Ｒ，Ｇ、Ｂ）は、−次変換により
、別の一組の三刺激値（ｘ、ｙ、ｚ）に変換される。従
って、ここに、Ａ１．は、マトリックスであり、’Ｉ、Ｊ＝１
Ｊ１．２，３゜ここで、変換マトリックスＭ・、は、マトリ・ンクスｌ
」Ａ、にＬｒ＋　Ｌｇ＋　Ｌｌ）を繰１）込んだものであ
る。

ｌ」ＸＹＺ表色茶色系、明るさは、Ｙにより、そして、色度
は、色度座標Ｘ、ｙによって表わされる。

したがって、色光は、明るさＹと色度座標Ｘ＋　１’と
で表わされる。第１図は、色相を色度座標８．。

で表わしたＣＩＥ標準色度図である。

今、ＸＩ　Ｖｒ　Ｙ値の判明している３個めフィルタの
Ｘ、Ｙ、Ｚの値を、それぞれ、ＸＩ）Ｉ　Ｙｐ＋　Ｚｐ
（１）”１１　２ｔ　３）とする。ｐの値は、この３個
のフィルタを示す。（このフィルタは、必ずしも、三刺
激Ｉ、Ｊ、にのみを透過するものでなくてもより・。）
透過光の中の原料源１．Ｊ、にの明るさく測光量）Ｐ　
ｒ　＋　Ｐ　ｇ＋　Ｐ　ｂの測光量が、それぞれ、Ｖｒ
ｐ＋　Ｖｇｌｌ＋Ｖｌ）＋１であるとする。各フィルタ
に対し、（３）式が成り立つので、マトリ・ンクスを用
り・てイ井せて表わすと、従って、ここに、いいかえれば、３個のフィルタを用いで、白色光の透過
光に含まれる原料源Ｉ、Ｊ、にの明るさを測定すれば、
変換マトリックスの要素Ｍ・・の値が、１」（９）式を用いて決定で終る。

以上の知見に基づ外、色原稿を読み取る前に、既知のＸ
ｒ　Ｖｔ　Ｙ値を有する３個のフィルタを、順次光源３
から光感知素子までの光路中に挿入し、原料源Ｉ、Ｊ、
にの明るさＶｒｐ、　Ｖｇｐ、　Ｖｂｐを測光する。こ
うして、変換係数Ｍ・・を、（９）式をｌ」用いて予め決定しておく。次いで、色原稿の明るさＰｒ
＋　Ｐｇ＋　ｐｂを測定すると、（３）、（４）式より
、ＸＩ　Ｖｒ　Ｙ値がまる。この色度座標Ｘ＋１’の値
より、第１図を参照して、色原稿の色度が決定で外る。

この方法を用いると、光源や光感知素子などの特性のば
らつぎ（温度変化、経年変化を含む）などは変換マトリ
ックス（Ｍ、、）に総合的に繰１」り込まれるので、色の判定が正確にできる。

（発明の構成）色を判定すべき物体の光源からの反射光に含まれる赤、
緑、青の三色を光感知素子で測光し、色を判定する色分
離方式において、上記の物体からの光が上記の光感知素子に入射しない状
態で、上記の光源からの光力１記の光感知素子に直接ま
たは間接に入射するようにし、入射光の光路に、ＣＩＥ
のＸ　７２表色系における既知のＸＩ　５’ｌ　Ｙの値
を有するフィルタを挿入して測光し、この測光量と上記
のフィルタのＸＩ　Ｓ’ｌ　Ｙの値とか呟色を判定する
ための計算に用いる変換係数を計算し、物体の色を判定
する前に、本方式の構成要素の特性のばら）きを、予め
上記の変換係数に繰り込んで総合的に補正で卜ることを
特徴とする。

また、色を判別すべ外物体の色の判定の際、ＣＩＥのＸ
ＹＺ表色茶色系けるＸＩ　ｙ＋　Ｙの値に変換し、ＸＩ
ｙの値と所定の複数個の色とを対応させたｘｙ色度図を
用いて上記の物体の色の判別を行うことを特徴とする。

（実施例）第２図は、本発明の実施例において、色原稿からの光を
測光しているところを示す図式的な図である。色原稿１
は、白色の原稿背面板２の上に置かれる。光）原３は、
第２図に矢印で示すように、色原稿１の原稿背面板２上
の部分を照らす。色原稿１からの反射光４は、レンズ絞
り５の開口を通ｌ）、レンズ６で集光されて、光感知歯
子７で測光される。光感知歯子゛７は、第３図に示すよ
うに、光感知歯子である電荷結合デバイス（ｅ　ＣＩ）
　）の単一列から構成されるリニア・イメノ・センサで
ある。リニア・イメジ・センサを構成する各素子Ｓ１、
Ｓ２．・・・の上には、順次、赤（Ｒ）、緑（Ｃ；＞。

％ｆ　（Ｂ　）のフィルタかかぷ゛ぜてあり、−組の素
子（たとえば、Ｓｌと８２と８３）が色原稿１の反射光
４の中の赤、緑、青の明るさを測光し、この測光値か呟
上記のように、（９Ｌ（１（１）式を用いて、下記の処
理回路により、色を判定でとる。

ところで、」下記の原稿背面板２は、可視光領域で一様
に高い反射率を有していて、そして、色原稿１が挿入さ
れていないとぎには、原稿背面板２からの反射光が、光
感知歯子７」二に至るようになっている。色分離装置の
電ｉ原投入時に、または、色原稿か挿入されていない時
に、既知のＸ＋　Ｖ＋　Ｙ値を有する赤、緑、青の３個
のフィルタｇ、Ｂ、Ｂを、反射光の光路に順次挿入上透
過光の明るさＶ　ｒｌ）＋　”Ｖ　ｇｌ）＋　＼ｌ１ｌ
）　（１）　＝　１　＋　２　＋　３　）を測光する。

第４図は、各フィルタ８の透過率のグラフである。

下記の処理回路を用いて、変換マトリ／ラス（ぺ４　）
をめる。

１」第５図は、測光量か呟変換マトリックス（Ｍ　、）をめ
、主だ、色相を判定する処理回路の目回路図である。光感知歯子で測光された赤、緑。

青の明るさＰ−ｒｌ　Ｐ２Ｈｉ？　＋１は、それぞれ、
Ａ　Ｄ　コンバータ］　１ｒ、１１Ｂ＋　１１１）で６
ビ７ト以」二のピッ）数のデジタル値に変換され、次い
で、マトリックス計算回路１２Ｘ、１２Ｙ、１２２と入
力用のメモリ１３とに入力される。一方、出力用メモリ
］４は、Ｎ１．、、　Ｍ、２．　Ｍ、、をマトリックス
計算回路１２Ｘに、Ｎ２１．　Ｎ２２．　Ｎ２３をマト
リックス計算回路１２Ｙに、Ｍ３１１　Ｍ　：１２１　
Ｎｌ　３３を７１りンクス計算回路１２Ｚに出力してい
る。マトリックス計算回路１２Ｘ、１２Ｙ、１２２は、
周知のマルチプライヤ−回路とアッダー回路とから構成
されていて、入力値Ｐ　ｒｌ　Ｐ　ｇｒ　Ｐ　ｂとマト
リックス要素Ｍ・・とから（８）式右辺のマトリックス
計算をｌ」リアルタイムで行い、それぞれ、計算値Ｘ、Ｙ。

Ｚを出力する。変換回路１５は、大容量ＲＯＭのルック
アップテーブルを含む回路で、マトリックス計算回路１
２Ｘ、１２Ｙ、１２２がらの入力値Ｘ、Ｙ、Ｚを（７）
式により、ｘ、ｙ値に変換して出力する。色判定回路も
、大容量ＲＯＭのルックアップテーブルを含む回路で、
輝度を表わすＹ値を出力するとともに、予め定めである
所定の１１色とＸ＋５’値との対応より色を判別し、ｌ
＋１個の色に対応する色判定出力Ｃ，，Ｃ２，・・・、
Ｃａｎの中の判別された色の色判定出力の電圧を高レベ
ルとする。

マトリックス計算回路１７は、周知のアッダー回路とサ
ブトラクター回路とマルチプライアー回路とデバイダ−
回路とから構成されていて、入力用のメモリ１３に記憶
されている９個の測光量と、マトリックス計算回路１７
の中に記憶しているフィルタのＸ、Ｙ、Ｚの値とが呟（
９）式に従い、その結果を出力用のメモリ１４に出力す
る。なお、このメモリ１３．１４は、ＲＡ　Ｍ　、シフ
トレジスタなどから構成できる。また、この変換マトリ
ックスの計算は、リアルタイムでなくてもよいので、マ
イクロプロセッサなどを用いて、ソフトウェアで行って
もよい。

制御回路１８は、変換マトリックスの計算を制御する。

第６図は、この制御の７０−チャートである。まず、制
御回路１８は、ドライバー回路１９ニヨリパルスモータ
２Ｏを駆動する。このパルスモータ２０の軸には、上記
の３個のフィルタ８が接続されているが、そのうちの１
個が原稿背面板２と光感知歯子７との間の光路に挿入さ
れる（ステップＰ１）。光感知歯子で測光された明るさ
Ｐｒ。

Ｐｇ＋Ｐｂは、それぞれ、ＡＤフンバータ１１ｒ。

１１ｇ、ｌｌｂによりデジタル値に変換された後、入力
用メモリ１３に記憶される（ステップＰ２）。

次に、このフィルタ８を退避し、別のフィルタ８を上記
の光路に挿入する（ステップＰ３）。次いで、同様に、
光感知歯子７による測光量Ｐｒ、　Ｐｇ＋Ｐｂを入力用
メモリ１３に記憶する（ステップＰ４）。

さら１こ、このフィルタ８を退避し、最後のフィルタ８
を上記の光路に挿入する（ステップＰ５）。次いで、同
様に、光感知素子７による測光量Ｐｒ。

Ｐ　ｇ＋’　Ｐ　ｂを入力用メモリ１３に記憶する（ス
テップＰ６）。次に、マトリックス計算回路１７は、以
上の９個の測光量と、上記の３個のフィルタ８゜８．８
のＸ、Ｙ、Ｚ値とから、（９）、（１０）式に従って、
マトリックスの要素Ｍ、を計算する（スＪテップＰ７）。そして、出力用メモリ１４に出力する（
ステップＰ８）。最後に、フィルタ８を退避する（ステ
ップＰ９）。

色分離装置の電源を投入した時に、または、色原稿を挿
入する前に、自動的に上の手順で変換マトリックス（Ｍ
、、）をめるようにしておくと、光ｌ」源、光感知素子などの特性のばらつきを総合的に補正で
きる。

以上では、色原稿１からの白色光ｉ原３の反射光を、フ
ィルタ８で透過し、この透過光を赤、緑。

青のフィルタでそれぞれ被覆された３種の光感知素子で
測光して、測光量Ｖ　ｒＤ＋　Ｖ［＋ｌｌｔ　Ｖ　ｂｐ
を測定している。しｈ化、赤、緑、青の３種の光源を順
次切換えて色原稿１を照射し、その反射光をフィルタ８
で透過し、この透過光を、フィルタで被覆されていない
光感知素子で測光する方式でも、上記の方式と同様に、
測光量Ｖｒｐ、＼７８１ｈ＼７ｂ１）か測定できる。し
たがって、測光量の人力について適当に変更するだけで
、上記の実施例を適用でトる。

なお、ＲＧＢ表示表示色を判定する場合も、以」ニの場
合と同様に、ＲＧＢ値の’Ｉ’ｌｌ明しているフィルタ
（無色のフィルタか好ましい）を背面板と光感知素子と
の間の光路に挿入し、三刺激値を測光すると、得られた
測光量Ｐｒ＋　Ｐｇｒ　Ｐｂと上記のＲｌＧ、Ｂ値とか
ら、（４）式に従って変換係数Ｉ＼４１゜Ｍ２．Ｍ３が
計算できる。次いで、物体の色を測光すると、（２）式
に従って、三刺激値Ｒ，，Ｇ、　Ｂがまる。この方法を
用いると、光）原や光感知素子などの特性のばらっと（
温度変化、経年変化を含む）などは、変換ベクトルに総
合的に繰り込まれるので、Ｒ，、Ｇ、ｉ’　Ｈの値か、
装置ごとに変ることなく、正確に決定でとる。

（発明の高来）色原稿の色の判定を行）色分離方式において、光源、光
感知素子の分光特性のばらつきや、温度変化、経年変化
などがあっても、正確に色を判定することができる。

また、測光量からＣＩＥのＸ　ＹＺ表色系で色を表わし
、また、判別した色を出力でとる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ＸＹＺ表色系におけるＸ＋Ｖ座標系での色度
図である。第２図は、色原稿からの色判定のための測光を示す図式
的な図である。第３図は、電荷結合デバイスのリニア・イメジ・センサ
を示す図である。第４図は、３種のフィルタの透過率曲線のグラフである
。第５図は、測光量から色を判定する処理回路の回路図で
ある。第６図は、変換マトリックスをめるための制御７０−チ
ャートである。１・・・色原稿、　２・・・原稿背面板、３・・・光源
、　４・・・反射光、５・・・レンズ絞１Ｌ　６・・・レンズ、７・・・光感
知素子、　８・・・フィルタ、１１ｒ、１１ｇｌ　１１
１１　・ＡＤ：ｌンバータ、１２Ｘ、１２Ｙ、１２Ｚ・
・・マトリックス計算回路、１３．１４・・・メモリ、
２０・・・パルスモータ、Ｐ＋＋　ｐｇ、ｐｂ・・・光
感知素子による赤、緑、青の測光量。特許出願人　シャープ株式会社代　理　人　弁理士　青白　葆ほか２名第１図第２図第３図第４図液毛（ｎｍ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）色を判定すべき物体の光源からの反射光に含まれ
る赤、緑、青の三色を光感知素子で測光し、色を判定す
る色分離方式において、」上記の物体からの光が上記の光感知素子に入射しない
状態で、上記の光源からの光カ吐記の光感知素子に直接
または間接に入射するようにし、入射光の光路に、ＣＩ
ＥのＸＹＺ表色系における既知のＸ、　ｙ、　Ｙの値を
有するフィルタを挿入して測光し、この測光量と」上記
のフィルタのＸ＋ｙ＋Ｙの値とか呟色を判定するための
計算に用いる変換係数を計算し、物本の色を判定する前
に、本方式の構成要素の特性のぼらつとを、予め」上記
の変換係数に繰り込んで総合的に補止できることを特徴
とする色分離方式。
（２）色を判定すべき物体の光源からの反射光に含まれ
る赤、録、青の三色を光感知素子で測光し、色を判定す
る色分離方式において、」上記の色の判定の際、ＣＩＥのＸＹＺ表色系における
Ｘ＋　１’＋　Ｙの値に変換し、ＸｒＶの値と所定の複
数個の色とを対応させたＸ７色度図を用いて上記の物体
の色の判別を行うことを特徴とする色分離方式。