JPS6292900A - 色の評価方法 - Google Patents

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、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Ｊ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＊表色系の明度指数しゝ及びクロマテ
ィクネス指数ａ＊。

ｂｌ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”　− ［（△１ブ）２＋（Δ　＊　）２　＋＜Δｂ　”　）２
］　１／２ここで、ΔＬ１．Δａ＊、Δｂ９は、それぞ
れ物体と色見本との明度指数Ｌ＊及びクロマティクネス
指数ａ、　＊　、　ｂ　＊の差である。なお、この明度
指数Ｌ＊及びクロマティクネス指数ａ“。

ｂ＊は、ＸＹＺ表色系の三刺激値ｘ、Ｙ、Ｚを用いて、
ＪＩＳ　Ｚ　８７２９に規定する方法によって求められ
る。

しかしながら、このようにして求められた色差ΔＥ＊に
よって物体の色を評価した場合には、目視によって色を
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っ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、上記のような定番的な色差式の方法によって
同一の色であるとみなされても、目視評価によって色の
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。したがって、製品の色の管理は、目視による評価
に頼らざるを得なかった。

しかしながら、この目視評価によって製品の色の管理を
行なう場合には、評価する人によって色に対する感覚に
個人差があり、また、評価する環境によっても色の見え
方が微妙に変化するため、十分に客観性を持った評価を
得ることが困難であった。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、一定収上の人数
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った。

しかし、大ω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
であった。

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１ 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、黄み、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、すなわら、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、上下方向にとった色空間を考
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、これによって色を表示する方法が以下に説明す
る７ンセル表色系である。

マンセル表色系においては、色相（ｈｕｅ）　Ｈ１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。

色相日は、赤（Ｒ）、＠（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、１Ｒ１２Ｒ１・・・・・・、５Ｒ１・・・・・・
、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１
０とて、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Ｏ
としてさえかたの度合の増加に従って、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及び彩匹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（Ｘで、例えばＮ９．５のように
明度だけで表わす。

ある物のマン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　ｌ　８７２１の付表１若しくは付表２
または何口１〜９を用いて、補間法または補体法によっ
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。

Ｙ　＝　Ｋ　５””Ｐ（λ）７（λ）ρ（λ）ｄλ３９
゜ ・・・・・・（１） 透過物体の場合： ・・・・・・（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、マ〈λ）、ｙ（λ）。

２（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って影響されるため
、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　ｚ　８７０１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を次式によって求める。

・・・・・・（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、　＊　ａ＊　ｂ　＊表色系について説明する。

Ｌ＊ａ＊ｂ１表色系において色を表示するには、明度指
数し＊及びクロマテイクネス指数ｍ、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　　）１／３−１６（Ｙ／Ｙｏ＞
　０．００８８５６　） ａ＊＝ ５００［（Ｘ／Ｘ　　）　　　−（Ｙ／Ｙ　　）　　　
］ｎ ｂ９＝ ２００［（Ｙ／Ｙｎ　）　　　−（Ｚ／Ｚｎ　）　　　
］ここで、Ｘ　　、Ｙ　　、Ｚ　　は完全拡散反射面ｎ
　　　　　ｎ　　　　　ｎ 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って次の■〜■の
手順からなる。

■　被評価物のマンセル表色系の色相Ｈ１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Ｈ１明度■、彩度Ｃの許容
誤差をそれぞれ±ΔＨｐ１±Δ■ｐ、±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弁イＵノ値ト
、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Ｈ１明度Ｖ、彩度Ｃを求める。これは、例え
ば、ＪＩ３２８７２１の付表１若しくは付表２または付
図１〜９を用いて、補助量法または補助外法によって求
める。

Ｌの　これらの色相Ｈ１明度■、彩度Ｃとそれぞれ基準
物の色相Ｈ１明度■、彩度Ｃとの差ΔＨ１Δ■、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≦１ΔＨ１）ｌかつ△Ｖ≦１ΔＶＪ　ｌか
つΔＣ≦１ΔＣｐ　　ｌ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。色相差へＨ、明度差ΔＶ、
彩度差△Ｃ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
１ΔＶ、ΔＣに関して対象な直方体となり、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って、その色
相Ｈ１明度Ｖ１彩度Ｃが既知の場合にはその値を用いれ
ば良いが、基Ｑ′＃Ｊ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ったことに起因する。つまり、本来
マンセル表口系における色相Ｈ１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１ 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３８０　
ｎ１ｌｌ〜７８０ｎｍの可視光領域を測定できる装置で
ある。２はＲＯＭ、ＲＡＭ、磁気ディスク等の第１の記
憶装置であり、ＸＹＺ表色系における等色関数×（λ）
。

７（λ）、Ｙ（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とマンセル値Ｈ，Ｖ
、Ｃの対Ｇ表（Ｊ［Ｓ　ｌ　８７２１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Ｈ１明度Ｖ、
彩度Ｃの許容誤差ΔＨｐ、ΔＶＤ、△Ｃｏが記憶されて
いる。４はマイクロコンピュ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はディスプレイ、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、物体のマンセル値Ｈ，Ｖ、Ｃを
求める方法を第２図を用いて説明する。

ステップ■：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。

ステップ■：その分光反射率分布ρ（λ）、第１の記憶
装置２叫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）。

７（λ）、ア］λ）を用いて、次式から三刺激値ｘ、Ｙ
、’Ｚを求める。

Ｘ＝にビニ：Ｐ（λ）７（λ）ρ（λ）ｄλステップ■
：三刺激値Ｘ’、Ｙ、Ｚを用いて次式から色度座標×、
ｙを求める。

ｘ＋ｙ＋ｚ ステップ■：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Ｈ１
明度、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１−１．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△Ｈ１明度
差△Ｖ、彩度差△Ｃ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Δ１−１ｐ、八Ｖｐ、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っ
て評価し、４Å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（△）、２Å以下が同
一であるとしたものを否（Ｘ）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
法によって求め、ざらに、サンプルのマンセル値と見本
のマンセル値の差Δト１．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ΔＨ１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○、△、Ｘの記号でブロワ１〜する。

目視評価によって４Å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図に実線で示づような直方
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△Ｈｐ　＝＋０．４、ΔＶｐ−＋０．１５
、ΔＣｐ−±０．１５となる。目視評価によって３Å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△Ｈρ＝±０．５、△Ｖ
ｏ＝±０．２５、ΔＣｐ＝±０．２５となる。このよう
に、評価の基準を厳しぐするか緩やかにするかによって
、許容誤差の範ｆｆｌ１である直方体の・大きざを定め
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ブ　＊　ｂ＊表色系の明度指数Ｌ”Ｊ３よびクロ
マテイクネス指数　＊　、　ｂ＊を求め、これらの値の
サンプルと見本との差、Δし　、Δａ　、Δｂ９を各軸
とする３次元直交座標系の空間に各リンプルをプロット
したものを第４図に示す。この図かられかるように、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＊軸に関して非対象な楕円の
断面を有する円柱となる。

このようにＬ８ａ＊ｂ＊表色系の明度指数１−＊および
クロマティクネス指数　＊、ｂ＊によって色の同一性を
評価する場合には、被評価物の色によって許容誤差範囲
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
を示すフローチャートである。まず、製品を試作しくス
テップ■〉、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（ステップ■）。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くステッ
プ■）、見本と試作品のマンセル値ＨＶ／Ｃを計σする
（ステップ■）、さらに、見本と試作品の色差、すなわ
ち色相差△Ｈ１明度差ΔＶ１彩度差ΔＣを計算する（ス
テップ■）、、ステップ■において、これらの色相差Δ
Ｈ１明度差ΔＶ１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って合格、不合格を判断する。不合
格の場合には、ステップ■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（ステップ■）、ステップ
■に戻り、上記と同様に色の評価を行なう（ステップ■
〜■）。ステップ■において合格の場合には、ステップ
■に進み製品を大過生産する。

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
順を示すフローチャートである。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
ップ■）。次に製品の分光反射率分布または分光透過率
分布を測定しくステップ■）、見本と製品のマンセル値
ＨＶ／Ｃを計算しくステップ■）、さらに、見本と製品
の色差、すなわら色相差ΔＨ１明度差ΔＶ、彩度差ΔＣ
を８１算する（ステップ■）。

ステップ■において、これらの色相差△Ｈ１明度差ΔＶ
、彩度差ΔＣがずべて、予め設定されたそれぞれの許容
誤差、ΔＨ１ｌ、Δｖｐ１ΔＣｐの範囲内であるかどう
かによってその製品の合格、不合格を判断する。不合格
の場合には、製造現場のフィードバックが行なわれる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明の色の評価方法は、被評圃物と基
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、その評価結果は目視評価の結果と良く一致し、
しかも十分な客観性及び再現性を有する。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った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ッ
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
ーチャート、 第３図（ａ）〜（Ｃ）は、目視評価されたサンプルを、
色相差ΔＨ１明度差ΔＶ及び彩度差ΔＣを各軸にとった
３次元直交座標空間にプロッ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１フａ＊ｂ＊表
色系における明度指数の差ΔＬ＊、クロマティクネ、ス
指数の差Δａ＊及びΔｂ＊を各軸にとった３次元直交座
標空間にプロットしたグラフ、 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ャート、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ャート
、 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 (1)

【特許請求の範囲】
1. 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。