JPS62142236A - ブライトネス計測装置 - Google Patents
ブライトネス計測装置Info
- Publication number
- JPS62142236A JPS62142236A JP28343185A JP28343185A JPS62142236A JP S62142236 A JPS62142236 A JP S62142236A JP 28343185 A JP28343185 A JP 28343185A JP 28343185 A JP28343185 A JP 28343185A JP S62142236 A JPS62142236 A JP S62142236A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- brightness
- light
- nonlinear
- spectral
- signal output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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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。
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
本発明は発光体の明るさを測定するブライトネス計測装
置に関するものである。
置に関するものである。
従来の技術
従来、発光体を見た時に人間の眼が感じる明るさは、Ｃ
ＩＥ（国際照明委員会）が定めたＣＩＥ１９２４標準比
視感度（Ｖ（λ））に依存するものと考えられ、この時
の明るさすなわち輝度りは（１）式％式％ ただしＰ（λ）は発光体の分光分布である。
ＩＥ（国際照明委員会）が定めたＣＩＥ１９２４標準比
視感度（Ｖ（λ））に依存するものと考えられ、この時
の明るさすなわち輝度りは（１）式％式％ ただしＰ（λ）は発光体の分光分布である。
従来の輝度計の相対分光応答度は、上記の■（λ）に近
似されており、その構成は第５図に示すごとくである。
似されており、その構成は第５図に示すごとくである。
第Ｓ図において、１０は被測定面、１１はレンズ、１２
はアパーチャ、１３は拡散板、１４は視感度補正フィル
タ、１５は光電変換素子、１６は増幅回路、１７は表示
部である。
はアパーチャ、１３は拡散板、１４は視感度補正フィル
タ、１５は光電変換素子、１６は増幅回路、１７は表示
部である。
以上のように構成された輝度計において、被測定面１Ｑ
から一定の立体角内にでる光束だけが視感度補正された
光電変換素子１５に入射し、光電変換される。このよう
な輝度計によって計４１）１する場合、次の法則が成り
たつものとしている。■同じ色度で同じ輝度の光は等し
い明るさである。■任意の２つの光を混合した時の輝度
は、それぞれの光の輝度を加算した値になる。すなわち
、輝度を測定する場合、どのような色の光でも単色光の
加算として扱える。このことから、前記のごとく、１つ
の視感度補正フィルタと１つの光電変換素子で構成され
る安価な輝度計をつくることができる。
から一定の立体角内にでる光束だけが視感度補正された
光電変換素子１５に入射し、光電変換される。このよう
な輝度計によって計４１）１する場合、次の法則が成り
たつものとしている。■同じ色度で同じ輝度の光は等し
い明るさである。■任意の２つの光を混合した時の輝度
は、それぞれの光の輝度を加算した値になる。すなわち
、輝度を測定する場合、どのような色の光でも単色光の
加算として扱える。このことから、前記のごとく、１つ
の視感度補正フィルタと１つの光電変換素子で構成され
る安価な輝度計をつくることができる。
発明が解決しようとする問題点
しかし、このような輝度計では以下のような問題点を有
していた。
していた。
従来ある輝度計は標準比視感度に近似した受光器を使用
しているため、対象物の色が何であってもその分光分布
と標準比視感度との積和の形で測定（直が読みだされる
。
しているため、対象物の色が何であってもその分光分布
と標準比視感度との積和の形で測定（直が読みだされる
。
しかし人間の眼の感する明るさすなわちブライトネスは
、従来の輝度計で測定した値に完全に一致しない場合が
ある。たとえば白色光と色光を見比べた場合、輝度計の
指示値が同じでも色光の方が白色光より明るく感じる。
、従来の輝度計で測定した値に完全に一致しない場合が
ある。たとえば白色光と色光を見比べた場合、輝度計の
指示値が同じでも色光の方が白色光より明るく感じる。
赤や青といった色は白色に比べて１．５倍以上も明るく
感するといわれている。
感するといわれている。
このように、従来の輝度計では、異なる色の色光の明る
さを正しく計測することはできない。
さを正しく計測することはできない。
問題点を解決するための手段
上記問題点を解決するため、本発明による装置を、相異
なる帯域分光フィルタをもつ４つの受光器と、非線形演
算部と、加算部から構成する。
なる帯域分光フィルタをもつ４つの受光器と、非線形演
算部と、加算部から構成する。
作 用
前記手段による作用は次のとおりである。
人間の眼が各単色光に感する明るさの感度曲線を４つの
帯域曲線にわけ、このうち３つの帯域分光曲線にあった
受光器それぞれの信号出力を非線形変換し、この信号出
力と残り一つの受光器の信号出力を加算することにより
色光の明るさを人間の眼の感度に合せて計測することが
できる。
帯域曲線にわけ、このうち３つの帯域分光曲線にあった
受光器それぞれの信号出力を非線形変換し、この信号出
力と残り一つの受光器の信号出力を加算することにより
色光の明るさを人間の眼の感度に合せて計測することが
できる。
実施例
従来の輝度計受光器の相対分光応答度は、第２図の点線
に示す標準比視感度Ｖ（λ）に近似させている。これに
対し、人間の眼が色光に対して感じる明るさについて最
近あらゆる方面から研究が進み、これらの結果、人間の
眼の分光感度は白色光に対しては今までどおり標準比視
感度に等しいとされるが、色光とくに単色光については
第２図の実線に示すごとき分光感度ｖｂ（λ）をもって
いることが証明されている。すなわち人間の眼の分光感
度は視対象物の色度によって変化することを示す。
に示す標準比視感度Ｖ（λ）に近似させている。これに
対し、人間の眼が色光に対して感じる明るさについて最
近あらゆる方面から研究が進み、これらの結果、人間の
眼の分光感度は白色光に対しては今までどおり標準比視
感度に等しいとされるが、色光とくに単色光については
第２図の実線に示すごとき分光感度ｖｂ（λ）をもって
いることが証明されている。すなわち人間の眼の分光感
度は視対象物の色度によって変化することを示す。
第２図のごとく、■（λ）、ｖｂ（λ）の最大感度を併
えるとｖｂ（λ）は青色域、緑色域、赤色域の３つの波
長域でＶ（λ）より高い感度をもち、これが色光の色度
に応じて変化し、色光に対する明るさすなわちブライト
ネスに非線形特性が現われるのである。
えるとｖｂ（λ）は青色域、緑色域、赤色域の３つの波
長域でＶ（λ）より高い感度をもち、これが色光の色度
に応じて変化し、色光に対する明るさすなわちブライト
ネスに非線形特性が現われるのである。
そこで本発明では受光器の分光応答度をｖｂ（λ）単独
に限定せず、ｖｂ（λ） （７） ４００〜４８０ｎｍ
。
に限定せず、ｖｂ（λ） （７） ４００〜４８０ｎｍ
。
４９０〜６８０ｎｍおよび５６０〜６７０画に、第３図
に示すような固有の分光感度Ｓ（λ）、Ｔ（λ）。
に示すような固有の分光感度Ｓ（λ）、Ｔ（λ）。
Ｕ（、りを設ける。これにより（１）式が成立する。
■・ｂ（λ）＝Ｓ（λ）十Ｔ（λ）＋Ｕ（λ）＋Ｗ（λ
） ・・・・・・・・・（１）ただし、Ｗ（λ）はｖｂ
（λ）から上記Ｓ（λ）、Ｔ（λ）、Ｕ（λ）を差し引
いた分光感度とする。
） ・・・・・・・・・（１）ただし、Ｗ（λ）はｖｂ
（λ）から上記Ｓ（λ）、Ｔ（λ）、Ｕ（λ）を差し引
いた分光感度とする。
（１）式において、ブライトネスが色光の色度によって
もつ非線形特性を、青、緑、赤に対応するＳ（λ）。
もつ非線形特性を、青、緑、赤に対応するＳ（λ）。
Ｔ（λ）、Ｕ（λ）に限定する。すなわちこれらＳ（λ
）。
）。
Ｔ（λ）、Ｕ（λ）によって得られた値と、Ｗ（λ）に
よって得られた値に加法性が成りたつため、これによっ
て得た値は白色光および色光に対して人間の眼が感する
明るさに正確に対応する。
よって得られた値に加法性が成りたつため、これによっ
て得た値は白色光および色光に対して人間の眼が感する
明るさに正確に対応する。
さらに、Ｓ（λ）、Ｔ（λ）、Ｕ（λ）の分光応答度を
もつ各受光器をＳ、Ｔ、Ｕとし、Ｓ、Ｔ、Ｕのそれぞれ
の出力ｓ、ｔ、ｕが、ベキ乗の変換をうけるものとする
と、これらの関係は（２）式で表わせる。
もつ各受光器をＳ、Ｔ、Ｕとし、Ｓ、Ｔ、Ｕのそれぞれ
の出力ｓ、ｔ、ｕが、ベキ乗の変換をうけるものとする
と、これらの関係は（２）式で表わせる。
ただし、ｌ 、 ｍ 、 ｎ 、 １は定数で、Ｓｏ、
Ｔｏ、Ｕ。
Ｔｏ、Ｕ。
は、それぞれの受光器に入射する分光放射量である。
受光器Ｓ、Ｔ、Ｕがそれぞれの分光応答度に対応する色
光に対して犬きく出力し、白色光に対してＶ（λ）によ
る値に等しくなるように抑制機能が働くためには、これ
らＳ、Ｔ、Ｕの総合出力がベキ乗の逆変換をうけるもの
とすればよい。すなわち、この過程は（３）式で表わせ
る。
光に対して犬きく出力し、白色光に対してＶ（λ）によ
る値に等しくなるように抑制機能が働くためには、これ
らＳ、Ｔ、Ｕの総合出力がベキ乗の逆変換をうけるもの
とすればよい。すなわち、この過程は（３）式で表わせ
る。
上
２＝（°“１“ゝ′ 工
＝（ｄｓｏγ＋ｍＴｏγ＋ｎ Ｕ ｏγ）γ・・・・・
・（３）ここで、Ｐは受光器Ｓ、Ｔ、Ｕを総合した、非
線形変換後の出力である。これにより、ブライトネスＢ
は（４）式で求められる。
・（３）ここで、Ｐは受光器Ｓ、Ｔ、Ｕを総合した、非
線形変換後の出力である。これにより、ブライトネスＢ
は（４）式で求められる。
Ｂ ＝ Ｐ −４−ｗ ・・・・・・・・・（４）こ
こで、ＷはＷ（λ）に応じて線形変換をうけて求められ
る量である。
こで、ＷはＷ（λ）に応じて線形変換をうけて求められ
る量である。
以上のような考えのもとに実施したブライトネス計測装
置の例を次に説明する。
置の例を次に説明する。
第１図は、第５因に示す輝度計のブロックダイヤグラム
の拡散板以降の構成を説明したもので、拡散板で拡散さ
れた光は、連続干渉フィルター、遮光板２を経て、受光
素子３に対する。受光素子３は４つの互に独立した光電
変換素子から構成する。
の拡散板以降の構成を説明したもので、拡散板で拡散さ
れた光は、連続干渉フィルター、遮光板２を経て、受光
素子３に対する。受光素子３は４つの互に独立した光電
変換素子から構成する。
第４図は連続干渉フィルタ、遮光板、光電変換素子の詳
細図であり、遮光板には第４図ａのように４つのアパー
チャ２１，２２．２３および２４を設け、それぞれのア
パーチャに対応して４つの光電変換素子Ｓ、Ｔ、Ｕ、Ｗ
が３１．３２，３３゜３４の位置に設置する。第４図す
は連続干渉フィルタを示すもので、フィルタの長手方向
に沿って、可視域の短波長側から長波長側に連続して狭
帯域の光が通過できる機能をもっている。この連続干渉
フィルタ１を第４図ａに重ね合すことにより、光電変換
素子３２は短波長域すなわち青色光の光を受光し、光電
変換素子３３．３４はそれぞれ緑色光、赤色光を受光す
る。なお、アパーチャの形状がソロパンの玉のごとく中
央で厚いのは、第３図に示すようにＳ（λ）、あるいは
Ｔ（λ）の最大感度波長に対応して入射光を増やしたも
のである。このアパーチャの形状は連続干渉フィルタの
分光透過率と光電変換素子の分光応答度によって定める
。
細図であり、遮光板には第４図ａのように４つのアパー
チャ２１，２２．２３および２４を設け、それぞれのア
パーチャに対応して４つの光電変換素子Ｓ、Ｔ、Ｕ、Ｗ
が３１．３２，３３゜３４の位置に設置する。第４図す
は連続干渉フィルタを示すもので、フィルタの長手方向
に沿って、可視域の短波長側から長波長側に連続して狭
帯域の光が通過できる機能をもっている。この連続干渉
フィルタ１を第４図ａに重ね合すことにより、光電変換
素子３２は短波長域すなわち青色光の光を受光し、光電
変換素子３３．３４はそれぞれ緑色光、赤色光を受光す
る。なお、アパーチャの形状がソロパンの玉のごとく中
央で厚いのは、第３図に示すようにＳ（λ）、あるいは
Ｔ（λ）の最大感度波長に対応して入射光を増やしたも
のである。このアパーチャの形状は連続干渉フィルタの
分光透過率と光電変換素子の分光応答度によって定める
。
第１図において、光電変換素子Ｓ、Ｔ、Ｕの信号出力は
各増幅部４を経て、非線形変換部５に達し、ここで、第
３式に示す変換をうける。一方、光電変換素子Ｗの信号
出力は増幅部４を経て、加算部６に達し非線形演算部６
の信号出力Ｐと加算され、ブライトネスＢを出力する。
各増幅部４を経て、非線形変換部５に達し、ここで、第
３式に示す変換をうける。一方、光電変換素子Ｗの信号
出力は増幅部４を経て、加算部６に達し非線形演算部６
の信号出力Ｐと加算され、ブライトネスＢを出力する。
発明の詳細
な説明したように、青色、緑色、黄緑色および赤色の各
固有波長域に分光応答度をもつ、４つの独立した光電変
換素子を設け、このうち、青色域、緑色域、赤色域の各
光電変換素子の信号出力を総合して非線形変換し、黄緑
色域の光電変換素子の光電出力と加算することにより、
単色スペクトルのもつ色光および白色光についてはもち
ろん、ＣＩＥ色度図上のあらゆる点における色光につい
て人間の眼の感する明るさに合致した量として計測でき
るブライトネス計測装百が形成でき、その実用的効果は
大きい。
固有波長域に分光応答度をもつ、４つの独立した光電変
換素子を設け、このうち、青色域、緑色域、赤色域の各
光電変換素子の信号出力を総合して非線形変換し、黄緑
色域の光電変換素子の光電出力と加算することにより、
単色スペクトルのもつ色光および白色光についてはもち
ろん、ＣＩＥ色度図上のあらゆる点における色光につい
て人間の眼の感する明るさに合致した量として計測でき
るブライトネス計測装百が形成でき、その実用的効果は
大きい。
第１図は本発明の一実施例におけるブライトネス計測装
置の光学系、電気回路系の機能ブロック図、第２図は人
間の眼の標準比視感度および単色スペクトルに対する感
度を表わした図、第３図は人間の眼の単色スペクトルに
対する感度および本発明による４つの受光器の分光応答
度を示す図、第４図（ａ） 、 （ｂ）は本発明による
ブライトネス計測装置の光学系の詳細図、第６図は従来
の輝度計の光学系、電気回路系の基本的な機能ブロック
図である。 １・・・・・・連続干渉フィルタ、２・・・・・遮光板
、３・・・・・・受光素子、４・・・・・・増巾部、６
・・・・・非線形演算部、６・・・・・・加算部。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 ４００ 切 帰 〃θ １１ル ポ田（（入う 第３図 ４１）０ ．３０θ
乙θ０ ７００ ｎｙｎ
。 ン又１１ミー（入ン 第４図 ３２Ｌ’Ｂ尖Ｊ灸木ケさ Ｔ色Ｌ ｈＴ＜色Ｌ ホ乙尤 透避 透過 透屯 第５図 ７７衣氷卸 ７６４方ｂａ洛 １ １ ＞４１晃朽■止−フ４ルク １３槙４（（良 ７バークＶ
置の光学系、電気回路系の機能ブロック図、第２図は人
間の眼の標準比視感度および単色スペクトルに対する感
度を表わした図、第３図は人間の眼の単色スペクトルに
対する感度および本発明による４つの受光器の分光応答
度を示す図、第４図（ａ） 、 （ｂ）は本発明による
ブライトネス計測装置の光学系の詳細図、第６図は従来
の輝度計の光学系、電気回路系の基本的な機能ブロック
図である。 １・・・・・・連続干渉フィルタ、２・・・・・遮光板
、３・・・・・・受光素子、４・・・・・・増巾部、６
・・・・・非線形演算部、６・・・・・・加算部。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 ４００ 切 帰 〃θ １１ル ポ田（（入う 第３図 ４１）０ ．３０θ
乙θ０ ７００ ｎｙｎ
。 ン又１１ミー（入ン 第４図 ３２Ｌ’Ｂ尖Ｊ灸木ケさ Ｔ色Ｌ ｈＴ＜色Ｌ ホ乙尤 透避 透過 透屯 第５図 ７７衣氷卸 ７６４方ｂａ洛 １ １ ＞４１晃朽■止−フ４ルク １３槙４（（良 ７バークＶ
Claims (2)
- （１）相異なる帯域分光フィルタをもつ４個の受光器と
、前記４個の受光器のうち３個の受光器の光電信号を非
線形変換する非線形演算部と、前記非線形演算部の光電
信号と前記の残り１つの受光器の光電信号とを加算する
加算部とからなるブライトネス計測装置。 - （２）非線形変換する３つの受光器の相対分光応答度の
極大値が、それぞれ青色域、緑色域および赤色域にあり
、非線形演算部が次式に示す演算を行なう特許請求の範
囲第１項記載のブライトネス計測装置。 Ｐ＝（ｌＳｏ＾γ＋ｍＴｏ＾γ＋ｎＵｏ＾γ）＾１＾／
＾γただし、Ｐは非線形演算部の信号出力、Ｓｏ、Ｔｏ
、Ｕｏは各受光器に入る分光放射量、γ、ｌ、ｍ、ｎは
定数である。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28343185A JPS62142236A (ja) | 1985-12-17 | 1985-12-17 | ブライトネス計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28343185A JPS62142236A (ja) | 1985-12-17 | 1985-12-17 | ブライトネス計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62142236A true JPS62142236A (ja) | 1987-06-25 |
Family
ID=17665443
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28343185A Expired - Lifetime JPS62142236A (ja) | 1985-12-17 | 1985-12-17 | ブライトネス計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62142236A (ja) |
-
1985
- 1985-12-17 JP JP28343185A patent/JPS62142236A/ja not_active Expired - Lifetime
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |