色評価方法及び色評価システム
【課題】 理想的な色に対する実際の色の差異を把握し易くする色評価方法を提供する。
【解決手段】 一実施形態の色評価方法は、（ａ）対象物からの光の波長強度分布又は当該光に基づく三刺激値を測定するステップと、（ｂ）測定した波長強度分布からＸＹＺ値又はＲＧＢ値を得て、当該ＸＹＺ値又はＲＧＢ値に基づいて色相と彩度を求め、色相を偏角方向にとり彩度を動径方向にとった分布図であって、求めた色相及び前記彩度の位置を示す該分布図を作成するステップと、を含む。
【解決手段】 一実施形態の色評価方法は、（ａ）対象物からの光の波長強度分布又は当該光に基づく三刺激値を測定するステップと、（ｂ）測定した波長強度分布からＸＹＺ値又はＲＧＢ値を得て、当該ＸＹＺ値又はＲＧＢ値に基づいて色相と彩度を求め、色相を偏角方向にとり彩度を動径方向にとった分布図であって、求めた色相及び前記彩度の位置を示す該分布図を作成するステップと、を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体の色や表示装置に表示される色を評価するための色評価方法及び色評価システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、表示装置に表示される色の評価には、ＣＩＥで規定されたＸＹＺ表色系やＵＣＳ表色系等の表色系が用いられている。以下の特許文献１及び特許文献２に開示された色評価方法は、このような表色系を用いて、表示装置に表示された色を評価するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２０９２３０号公報
【特許文献２】特開２００２−２１８２６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の色評価に用いられる色度図は、色空間が歪められた図である。また、従来の色度図では、原色や二次色の位置の対称性が悪く、白色が原点に位置していない。したがって、従来の色度図では、物体の理想的な色や表示装置が表示すべき理想の色に対する実際の色の差異が色空間上で把握し難いものとなっている。
【０００５】
本発明は、理想的な色に対する実際の色の差異を把握し易くする色評価方法及び色評価システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の色評価方法は、（ａ）対象物からの光の波長強度分布又は当該光に基づく三刺激値を測定するステップと、（ｂ）測定した波長強度分布からＸＹＺ値又はＲＧＢ値を得て、当該ＸＹＺ値又はＲＧＢ値に基づいて色相と彩度を求め、色相を偏角方向にとり彩度を動径方向にとった分布図であって、求めた色相及び前記彩度の位置を示す該分布図を作成するステップと、を含む。
【０００７】
本発明の色評価システムは、（ａ）対象物からの光の波長強度分布又は当該光に基づく三刺激値を測定する手段と、（ｂ）波長強度分布を測定する手段によって測定された波長強度分布からＸＹＺ値又はＲＧＢ値を得て、当該ＸＹＺ値又はＲＧＢ値に基づいて色相と彩度を求め、色相を偏角方向にとり彩度を動径方向にとった分布図であって、求めた色相及び前記彩度の位置を示す該分布図を作成する手段と、を備える。
【０００８】
本色評価方法及び色評価システムでは、対象物としての表示装置から出力される光の波長強度分布又は当該光に基づく三刺激値を測定してもよい。
【０００９】
本色評価方法及び色評価システムによって作成される分布図は、色相（Ｈ）を偏角方向にとり彩度（Ｓ）を動径方向にとったものであり、偏角方向及び動径方向における歪みがない。したがって、この分布図によれば、対象物が例えば印刷物や染色された物体である場合には、これら対象物のある特定環境化での実際の色が理想的な色に対してシアン、マゼンダ、イエローのどの方向にずれているか等、理想的な色に対する実際の色の差異の把握が容易となる。また、当該分布図によれば、対象物が表示装置である場合には、表示装置から出力された色が赤、緑、青のどの方向にずれているか等、理想的な色に対する実際の色の差異の把握が容易となる。
【００１０】
また、上記分布図は、電気的な色信号の歪を測定するベクトルスコープの表示形式と等価なものである。したがって、ベクトルスコープの出力を、当該分布図に重ね合わせるといったように本発明における分布図と共に用いることが可能である。これにより、理想的な色値、ベクトルスコープで計測された色信号、及び、本色評価方法によって得た色値を互いに比較することが可能となる。その結果、理想的な色値に対する実際の色値の差異を、電気的な要因と表示装置固有の要因とに分離することが可能となる。
【００１１】
本発明では、測定する手段として、ＸＹＺ等色関数に対応する透過スペクトルを有するカラーフィルタを用いた測色計、又は、入力する光を分光して波長成分毎の光の強度を取得する分光測色計を用いてもよい。カラーフィルタを用いた測色計は、簡易な装置であるという利点を有する。また、分光測色計は、波長強度分布を出力することができるので、上記分布図と共に波長強度分布を提供することができ、発色方式の異なる表示装置の波長強度分布の違いによる表色値の微妙な差異などの情報を提供することも可能である。
【００１２】
また、分光測色計は、光を受ける端面を有する光ファイバと、光ファイバの端面と対象物との距離を規定するためのアダプタと、光ファイバから出力される光を分光する分光素子と、分光素子によって分光された光を波長成分ごとに受光する複数の受光素子と、を有していてもよい。かかる分光測色計によれば、アダプタによって光ファイバ端面と表示装置との間の距離を略一定に保つことが出来るので、安定したスペクトル分布の取得が可能となる。
【００１３】
本発明では、ＲＧＢ値、又はＸＹＺ値を変換して得たＲＧＢ値を用いて、次式（１ａ）及び（１ｂ）、又は、次式（１ａ）及び（１ｃ）に基づき、前記色相Ｈ及び前記彩度Ｓを求めることが好適である。
【数１】
なお、ａ及びｂは定数である。また、ＭＩＮ、ＭＡＸはそれぞれ、ＲＧＢ値のうちの最大値、最小値である。
【００１４】
（１ａ）及び（１ｂ）、又は、次式（１ａ）及び（１ｃ）によって得られる色相及び彩度を分布図上に表示させることにより、ａ＝ｂ＝１の場合には、分布図上において、赤、緑、青の位置関係を正三角形とし、シアン、マゼンダ、イエローの位置関係を正三角形とすることができる。また、原点が白色となる。したがって、非常に理解し易い分布図が得られる。さらに、当該分布図は、ベクトルスコープと等価な表示となる。また、ａ及びｂの値を選択することにより、所望の色領域を拡大することが出来るようになる。すなわち、肌色等の色領域を拡大したい場合、｜ａ｜＜１とすればよい。
【００１５】
また、本発明では、ＲＧＢ値、又はＸＹＺ値を変換して得たＲＧＢ値を用いて、次式（２）に基づき、色相Ｈ及び彩度Ｓを求めることも好適である。
【数２】
ここで、ａ及びｂは定数である。
【００１６】
（２）式によって得られる分布図の第１象限では、二次色が座標軸の正の方向に位置し、４５度方向に原色が位置する。さらに、当該分布図では、各座標軸の負の方向は、二次色の補色である原色を表す方向となる。したがって、この分布図を用いることにより、理想の色に近づけるための補正すべき原色の決定及び当該原色の補正量の決定が容易となる。なお、（２）式によって得られる分布図は、対象物が表示装置のような自発的に発光するデバイスに適したものであるが、印刷物や染色された物体等を対象物として反射光や透過光を測定対象とする場合には、表示装置の場合に対して原色と２次色とを入れ替えて、色相の位相を４５度ずらすことにより、対象物が表示装置の場合と同じ効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明によれば、理想的な色に対する実際の色の差異を把握し易くする色評価方法及び色評価システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る色評価システムを示す図である。
【図２】ＸＹＺ等色関数を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る色評価方法を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態に係る色評価システムによって表示される分布図の一例を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る色評価システムによって表示される分布図の一例を示す図である。
【図６】図４に対応するＸＹＺ表色系の色度図を示す図である。
【図７】図４に対応するＵＣＳ表色系の色度図を示す図である。
【図８】図５に対応するＵＣＳ表色系の色度図を示す図である。
【図９】本発明の別の一実施形態に係る色評価システムを示す図である。
【図１０】図９における測定ユニットを示す斜視図である。
【図１１】本発明の別の実施形態に係る色評価システムによって得られる分布図の一例を示す図である。
【図１２】図９に示す色評価システムによって得られる波長強度分布の一例を示す図である。
【図１３】図９に示す色評価システムによって得られる波長強度分布の一例を示す図である。
【図１４】図９に示す色評価システムによって得られる波長強度分布の一例を示す図である。
【図１５】図９に示す色評価システムによって得られる波長強度分布の一例を示す図である。
【図１６】本発明の更に別の一実施形態に係る色評価システムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る色評価システムを示す図である。図１に示す色評価システム１０は、測定部１２、演算部１４、及びディスプレイ１６を備えている。なお、本実施形態の色評価システムは、ディスプレイ１６を備えているが、本発明の色評価システムは、ディスプレイを備えず、汎用のディスプレイに供給する信号を出力するものであってもよい。以下、色評価システム１０の各構成要素について、詳細に説明する。
【００２０】
測定部１２には、色を評価したい対象物１００からの反射光若しくは透過光、又は発光に基づく光を受けて、当該光の波長強度分布を生成する。
【００２１】
測定部１２としては、分光測色計を用いることができる。分光測色計は、例えば、回折格子又はプリズム、及び、受光素子アレイ（１次元のラインセンサや１次元のフォトダイオードアレイ）を有する。この場合には、対象物１００からの光が回折格子又はプリズムを経て、異なる波長の光が受光素子アレイの異なる受光素子に受光される。この結果、受光素子アレイから光の波長強度分布が得られる。
【００２２】
なお、測定部１２は、対象物１００からの光に基づく三刺激値（ＸＹＺ値）を生成してもよい。この場合には、測定部１２として、測色計を用いることができる。測色計としては、例えば、ＸＹＺの等色関数の透過度を有する三つのカラーフィルタと、三つの受光素子とを備えるものを用いることができる。
【００２３】
演算部１４は、測定部１２によって生成されたデータを用いて、対象物１００の色の位置を示す分布図を作成する部分である。具体的には、測定部１２が光の波長強度分布をデータとして生成する場合には、演算部１４は、当該波長強度分布から下記（３）式に基づいて、ＸＹＺ値を算出する。
【数３】
ここで、S（λ）は、波長強度分布であり、x（λ）、ｙ（λ）、ｚ（λ）はそれぞれ、図２に示すようなｘ、ｙ、ｚの等色関数であり、Ｋは、任意の定数である。なお、測定部１２が上述した測色計の場合には、演算部１４は、測定部１２によって生成されるデータの三刺激値をＸＹＺ値として用いることができる。
【００２４】
また、演算部１４は、算出したＸＹＺ値を下式（４）に適用することによって、ＲＧＢ値を算出する。
【数４】
【００２５】
なお、測定部１２から波長強度分布が得られる場合には、演算部１４は、ＲＧＢ等色関数ｒ(λ),ｇ(λ)、ｂ(λ)を用いて、波長強度分布からＲＧＢ値を直接算出することも可能である。この場合には、式（３）のｘ(λ),ｙ(λ)、ｚ(λ)を、ｒ(λ),ｇ(λ)、ｂ(λ)に置き換えればよい。
【００２６】
演算部１４は、算出したＲＧＢ値を用いて、上記（１ａ）式及び（１ｂ）式に基づき、色相Ｈ及び彩度Ｓを求める。ここで、（１ａ）式及び（１ｂ）式におけるａ及びｂには、任意の定数を用いることができる。以下の説明では、ａ及びｂが「１」であるものとする。なお、（１ｂ）式の代わりに、（１ｃ）式が用いられてもよい。
【００２７】
さらに、演算部１４は、色相を偏角方向にとり彩度を動径方向にとった分布図であって、求めた色相Ｈ及び彩度Ｓ、即ち測色値の位置を示す分布図（以下、「第１の分布図」という）を作成する。
【００２８】
また、演算部１４は、算出したＲＧＢ値を用いて、上記（２）式に基づいて、色相Ｈ及び彩度Ｓを求め、色相を偏角方向にとり彩度を動径方向にとった分布図であって、求めた色相Ｈ及び彩度Ｓの位置、即ち測色値の位置を示す分布図（以下、「第２の分布図」という）を作成してもよい。ここで、（２）式におけるａ及びｂには、任意の定数を用いることができる。以下の説明では、ａ及びｂが「１」であるものとする。なお、ａ＜０であれば、色相の回る方向が逆向きになる。
【００２９】
本システム１０では、演算部１４によって作成された分布図が、ディスプレイ１６に表示される。なお、ディスプレイ１６に表示される分布図は、第１の分布図及び第２の分布図の双方又は一方の何れであってもよい。
【００３０】
以下、色評価システム１０の動作について図３を参照しつつ説明する。図３は、本発明の一実施形態に係る色評価方法を示すフローチャートである。図３に示すように、本実施形態では、まず、ステップＳ２において、図１の測定部１２が、対象物１００からの光の波長強度分布を計測する。なお、ステップＳ２においては、波長強度分布に代えて、対象物１００からの光に基づく三刺激値が計測されてもよい。
【００３１】
次いで、ステップＳ４において、演算部１４が、測定部１２によって測定された波長強度分布を上記（３）式に適用して、ＸＹＺ値を算出する。なお、測定部１２が三刺激値を計測する場合には、当該三刺激値がＸＹＺ値としてそのまま用いられてもよい。次いで、ステップＳ４において、演算部１４が、算出したＸＹＺ値を上記（４）式に適用して、ＲＧＢ値を算出する。なお、測定部１２によって測定された波長強度分布からＲＧＢ値が直接求められてもよい。
【００３２】
次いで、ステップＳ６において、演算部１４が、ＲＧＢ値を上記（１ａ）式及び（１ｂ）式、又は、（１ａ）式及び（１ｃ）式に適用して、色相Ｈ及び彩度Ｓを算出する。次いで、ステップＳ８において、演算部１４が、ステップＳ６にて算出した色相Ｈ及び彩度Ｓを用いて、上述した第１の分布図を作成する。
【００３３】
なお、演算部１４は、ステップＳ６において、ＲＧＢ値を上記（２）式に適用して色相Ｈ及び彩度Ｓを算出し、ステップＳ８において、算出した色相Ｈ及び彩度Ｓを用いて、上述した第２の分布図を作成してもよい。
【００３４】
以下、この色評価システム１０によって作成される分布図について説明する。図４及び図５は、本発明の一実施形態に係る色評価システムによって作成される分布図の一例を示す図である。
【００３５】
図４に示す分布図は、対象物１００としての表示装置に複数の異なる色を発色させたときに当該表示装置から出力された光を分光測色計によって計測し、分光測色計によって計測させて得た得波長強度分布からＸＹＺ値を算出して、当該ＸＹＺ値をＲＧＢ値に変換し、当該ＲＧＢ値から色相Ｈ及び彩度Ｓを求めて、作成したものである。図４中、左側に示す分布図は第１の分布図であり、右側に示す三つの分布図は第２の分布図である。
【００３６】
図５に示す分布図は、三原色（ＲＧＢ）のうちの最大彩度を与えた一色に、最大彩度の１／８を単位として他の二つの原色を徐々に加えることによって得られる複数の色を表示装置に表示させたときに、色評価システム１０によって作成される第１の分布図及び第２の分布図を示している。即ち、図５に示す分布図は、各原色に一定の彩度の変化を徐々に与えたときの測色値を示している。
【００３７】
比較のために、図４の分布図の作成に用いた測定部１２による計測データに基づく、ＸＹＺ表色系の色度図及びＵＣＳ表色系の色度図を、図６及び図７に示す。また、図５の分布図の作成に用いた測定部１２による計測データに基づくＵＣＳ表色系の色度図を図８に示す。
【００３８】
なお、図４〜図８において、参照符号Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｗはそれぞれ、赤、緑、青、シアン、マゼンタ、イエロー、白を表示装置に表示させた場合のそれぞれの測色値の位置を示している。また、図４、図６、及び図７において、他より小さな黒塗りの円は、表示装置に中間色を表示させた場合の当該色の値の理想的な位置を示している。また、図４、図６、及び図７において、黒塗りの四角は、表示装置に中間色を表示させた場合の測色値を示している。また、図５及び図８において、黒塗りの四角は、上述したように表示装置に表示させた色の測色値の位置を示している。
【００３９】
図６及び図７に示すように、従来の色度図では、白色からの距離が原色及び二次色のそれぞれで異なっている。また、原色間の角度、二次色間の角度、原色と二次色との間の角度が一定ではなく、したがって、従来の色度図は、角度方向に歪みを含んでいる。さらに、図８に示すように、従来の色度図は、一定の彩度の変化があっても、彩度が高くなるにつれて、彩度の変化量が大きくなるような色度図となっている。したがって、従来の色度図では、実際の色が理想の色からずれている方向やそのずれの量等、実際の色と理想的な色との差異を把握することが容易ではない。
【００４０】
これに対して、図４に示すように、本色評価システム１０によって得られる第１の分布図上では、赤、緑、及び青の原色間の角度が一定であり、シアン、マゼンタ、及びイエローの二次色間の角度も一定であり、更に、原色と二次色間の角度も一定である。また、第１の分布図上では、白色の位置が、当該分布図の原点となっている。さらに、第１の分布図では、白色と各原色との間の距離が一定であり、また、白色と各二次色との間の距離が一定となっている。また、図５に示すように、本色評価システム１０によって得られる分布図上では、一定の彩度の変化に対して分布図の彩度の変化量も略一定となっている。なお、図４において、表示装置に中間色を表示させた場合の当該色の理想的な位置と測定値の位置とに差異があるが、この差異は、表示装置のガンマ補正といった補正の結果によるものである。
【００４１】
以上説明した特徴をもつ第１の分布図によれば、実際の色が理想の色からずれている方向や、色相及び彩度のずれを補正するための補正量が容易に理解可能となる。
【００４２】
また、図４に示すように、（２）式に基づく第２の分布図では、２次色であるシアン、マゼンタ、イエローが、座標軸の正の方向に分布し、２次色の補色（即ち、原色）である青、緑、赤が各軸の負の方向に分布する。したがって、第２の分布図によれば、ある色を補正する場合に補正すべき原色及び当該原色の補正量を、より容易に把握することが可能となる。なお、補正量は、変換方法が既知であるため、容易に算出し得る。
【００４３】
以上説明した色評価システム１０は、測定部１２を用いているため、カラーカメラ等とは異なり、電気的な特性やフィルター特性等に依存しないデータを取得できる。したがって、ある環境下（昼光下、蛍光灯下等）において、対象物が本来有する色相及び彩度を測定することができ、また、色再現性の良い表示装置に測定した色相と彩度および明度（ＲＧＢ最大の強度）を表示し、見た目と測定値とを比較検討することが出来る。また、環境を変えた場合の色の変化量を計測することも可能である。
【００４４】
また、上述した説明では、（１ａ）式、（１ｂ）式、（２）式におけるａ及びｂを「１」としたが、ａ及びｂを適切に調整することにより、色領域の拡大を行うことも可能である。すなわち、｜ａ｜＜１とすることで、色相の差を拡大することが可能である。また、ｂ＞１とすることによって、彩度の差を拡大することが可能となる。このように、ａ及びｂを調整することによって、微妙な色変化を捉えることが可能となる。
【００４５】
以上の説明は、表示装置によって表示される色の評価に関するものであるが、色評価システム１０の評価対象物は、印刷物や染色された物体であってもよい。印刷物や染色された物体は、ＣＭＹを原色とした減法混色によるものであり、ＲＧＢを原色とした加法混色による表示装置とは異なっている。したがって、印刷物や染色された物体等を対象物とする場合には、（２）式により計算される色相Ｈに対して４５度の位相変換を施すことによって、第２の分布図の軸の正方向にＲＧＢを分布させ、負の方向にＣＭＹを分布させることができる。
【００４６】
ここで、印刷物や染色された物体を対象物とした場合の色評価システムの応用例について以下に一例を示す。例えば、服飾、印刷、又は、染色においては、ある色が、様々な環境下において同じような色に見えることが望ましいと考えられることがある。この様な場合、同じ材料で作成した対象物を、種々の照明環境下に置き、色評価システム１０によって色相及び彩度を取得すると、色相の変化や彩度の変化がどのように生じ、どの方向の三原色値のもたらす影響が大きいかといった情報を高精度に得ることが可能である。この結果を材料開発やインク等の開発に使用することにより、環境変化に強い素材開発が可能となる。
【００４７】
以下、本発明の別の一実施形態に係る色評価システムについて説明する。図９は、本発明の別の一実施形態に係る色評価システムを示す図である。図９に示す色評価システム２０は、測定ユニット２２、第１の演算部２４、第２の演算部２６、及びディスプレイ２８を備えている。なお、ディスプレイ２８は、色評価システム２０の構成要素でなくてもよい。
【００４８】
色評価システム２０は、カラー画像発生装置１１０によって発生された信号（例えば、ＲＧＢ信号、ＹＰｂＰｒ信号等）により表示装置１２０が表示する色を評価するシステムである。そのために、色評価システム２０の測定ユニット２２は、表示装置１２０によって発生される光の波長強度分布を取得する。
【００４９】
図１０は、図９における測定ユニットを示す斜視図である。測定ユニット２２は、光ファイバ２２ａ、分光器２２ｂ、及びアダプタ２２ｃを有している。また、分光器２２ｂは、反射型回折格子２２ｄ及びラインセンサ２２ｅを含んでいる。この測定ユニット２２では、光ファイバ２２ａの一端面に表示装置１２０からの光が入射し、当該光が光ファイバ２２ａの他端面から出射して、反射型回折格子２２ｄに入射する。反射型回折格子２２ｄは、入射する光を波長によって異なる方向に反射し、ラインセンサ２２ｅが、それぞれの波長成分の光を受光する。ラインセンサ２２ｅは、受けた光の強度に応じた信号を出力する。このように、測定ユニット２２は、表示装置１２０からの光の波長強度分布を測定する。
【００５０】
測定ユニット２２におけるアダプタ２２ｃは、表示装置１２０の表面と光ファイバ２２ａの一端面との距離を一定に保つ部品である。このアダプタ２２ｃは、円筒形状又はコーン状の筒形状を有しており、その内部に光ファイバを保持する。アダプタ２２ｃの内面は、黒塗り等によって、外部からの光の侵入を防ぐ機能を有している。かかるアダプタ２２ｃによって、測定ユニット２２は、表示装置１２０からの光の波長強度分布を安定的に測定することができる。
【００５１】
なお、測定ユニット２２には、反射型回折格子に代えて、透過型回折格子素子、プリズム等を用いてもよい。また、ラインセンサ２２ｅには、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ、又はフォトダイオードをアレイ状に並べたデバイス等、光を受光可能なラインセンサであれば、如何なるデバイスが用いられてもよい。また、測定ユニット２２は、波長強度分布を測定することに変えて、三刺激値を測定する測色計であってもよい。
【００５２】
第１の演算部２４は、測定ユニット２２によって測定された波長強度分布を上記の（３）式に適用して、ＸＹＺ値を算出する。なお、測定ユニット２２が測色計である場合には、三刺激値をそのままＸＹＺ値として用いることができる。
【００５３】
第１の演算部２４は、上述のように得たＸＹＺ値を上記の（４）式に適用してＲＧＢ値を得る。なお、波長強度分布からＲＧＢ値が直接算出されてもよい。
【００５４】
また、第１の演算部２４は、色評価システム１０の演算部１４と同様に、ＲＧＢ値から色相Ｈ及び彩度Ｓを算出して、第１の分布図を作成する。第１の演算部２４は、演算部１４と同様に、第２の分布図を作成してもよい。
【００５５】
第２の演算部２６は、カラー画像発生装置１１０が表示装置１２０に与える信号と同じ信号を受けて、当該信号からＲＧＢ値を得る。カラー画像発生装置１１０がＲＧＢ信号を出力する場合には、当該ＲＧＢ信号がそのままＲＧＢ値として利用される。カラー画像発生装置１１０がＹＰｂＰｒ信号であれば、当該ＹＰｂＰｒ信号が公知の変換によってＲＧＢ値に変換される。
【００５６】
第２の演算部２６は、カラー画像発生装置１１０から受けた信号に基づくＲＧＢ値を用いて、（１ａ）式及び（１ｂ）式、又は（１ａ）式及び（１ｃ）式により色相Ｈ及び彩度Ｓを算出して、当該色相Ｈ及び彩度Ｓの位置を第１の分布図上に表示する。第２の演算部２６は、更に、（２）式により色相Ｈ及び彩度Ｓを算出して、当該色相Ｈ及び彩度Ｓの位置を第２の分布図上に表示してもよい。
【００５７】
色評価システム２０では、これら第１の分布図及び第２の分布図がディスプレイ２８に表示される。また、色評価システム２０では、測定ユニット２２によって得られる波長強度分布が、更に、ディスプレイ２８に表示されてもよい。
【００５８】
以下、この色評価システム２０によって作成される分布図について図１１を参照しつつ説明する。図１１は、本発明の別の実施形態に係る色評価システムによって得られる分布図の一例を示す図である。図１１において、左側の図が第１の分布図であり、中央の三つの図が第２の分布図であり、右側の図が測定ユニット２２によって得られる波長強度分布を表示させたものである。
【００５９】
図１１の第１の分布図においては、原点周りの他より小さい点が第２の演算部２６によって得られた色相及び彩度を示しており、それらの周りの黒塗りの四角が第１の演算部２４によって得られた色相及び彩度を示している。このように、色評価システム２０は、第１の分布図上に、第１の演算部によって得た色相及び彩度と、第２の演算部によって得た色相及び彩度とを表示することができる。
【００６０】
第１の演算部２４の出力は、表示装置１２０の発色自体を表現した色相と彩度情報であり、第２の演算部２６の出力は、カラー画像発生装置１１０自体から出力されている信号の色相と彩度情報である。ここで、第２の演算部２６は、放送や編集の現場でよく用いられるベクトルスコープと同様の機能を有するものである。
【００６１】
したがって、色評価システム２０によって提供される第１の分布図によれば、第１の演算部２４による出力と、第２の演算部による出力（即ち、ベクトルスコープの出力）とを比較することができる。その結果、表示装置固有の色ずれの要因を取り出すことが可能となる。
【００６２】
また、図１１に示すように、色評価システム２０は、波長強度分布も提供することができる。したがって、色評価システム２０によれば、表示装置１２０への入力信号による望ましい色相と彩度に対して、表示装置１２０からの光の色相と彩度のずれが把握可能になり、更に、表示装置１２０固有のスペクトル分布がもたらす影響を同時に観測することが可能となる。なお、第１の演算部２４の出力表示と第２の演算部２６からの出力表示は、同一の分布図上に示さず、個別に示してもよい。
【００６３】
以下、色評価システム２０によって得られる波長強度分布の例を図１２〜図１５に示す。図１２〜図１４は、ある液晶ディスプレイの波長強度分布を示しており、表示装置１２０が赤（Ｒ）を表示している場合の波長強度分布、表示装置１２０が緑（Ｇ）を表示している場合の波長強度分布、表示装置１２０が青（Ｂ）を表示している場合の波長強度分布をそれぞれ示している。
【００６４】
図１２〜図１４に示すように、比較的鋭い輝線の集合と蛍光体のスペクトルが観測されており、バックライトの発光パターンが、実質的にそのまま、色情報として与えられていることがわかる。この時の色相と彩度の測定値は、Ｒ，Ｇ，Ｂのフル表示で（０．００９， ０．８１９２），(２．１４８２， ０．８５１４)，(−２．２６８６， ０．８２０４)であった。この測定値を得る際に液晶ディスプレイに与えた対応の信号の色相及び彩度はそれぞれ、（０， ０．８１６５)，(２．０９４４， ０．８１６５)，(−２．０９４３， ０．８１６５)であった。
【００６５】
また、図１５は、有機ＥＬディスプレイに赤色（ＲＥＤ）を表示させた場合の波長強度分布を示している。図１５の波長強度分布には輝線はなく、蛍光体の波長強度分布が得られていることがわかる。このときの色相と彩度は(−０．０１４４， ０．８３５６)であった。
【００６６】
このように、表示装置に与えた原信号の色度に対して、色評価システム２０によって測定した表示装置からの光の実際の色度はずれていることがわかる。このようなずれが、原信号の色度と色評価システム２０によって計測した色度とを対比し、また、スペクトル分布を参照することによって、どのような性質のもので、回路によるものか、表示装置自体が有する性質によるものかを、効率よく分析することが可能となる。
【００６７】
以下、本発明の更に別の実施形態について説明する。図１６は、本発明の別の一実施形態に係る色評価システムを示す図である。図１６に示す色評価システム１０Ａは、カメラ１８を備えていること、また、演算部１４Ａの処理内容が演算部１４と異なる点において、色評価システム１０と、異なっている。
【００６８】
以下、対象物１００を色見本チャートとし、この色見本チャートが適正な照明条件にて照明されているものとする。このような環境で、色評価システム１０Ａは、カメラのキャリブレーションを行うものとする。
【００６９】
色評価システム１０Ａでは、カメラ１８が、色見本チャート１００を撮影し、ＲＧＢ値を得る。また、測定部１２が、同様に色見本チャート１００から反射または透過された光の波長強度分布、又は三刺激値を測定する。
【００７０】
演算部１４Ａは、演算部１４と同様に測定部１２によって測定されたデータから色相Ｈ及び彩度Ｓを算出し、分布図（第１の分布図及び／又は第２の分布図）を作成する。また、演算部１４Ａは、カメラ１８からのＲＧＢ値を（１ａ）式及び（１ｂ）式、又は、（１ａ）式及び（１ｃ）式に適用して、色相Ｈ及び彩度Ｓを算出し、第１の分布図を作成する。演算部１４は、更に、カメラ１８からのＲＧＢ値を（２）式に適用して、色相Ｈ及び彩度Ｓを算出し、第２の分布図を作成してもよい。
【００７１】
カメラ１８により得られるデータに基づく色相及び彩度と、測定部１２によって得られるデータに基づく色相及び彩度とが異なれば、色ずれの方向と大きさがわかることになる。従って、この色ずれの方向と大きさを用いて、カメラ１８の色変換にかかわるルックアップテーブルを書き換えることにより、カメラ１８のキャリブレーションを行うことが可能となる。
【００７２】
本実施形態では、ディスプレイ１６を、書き換えられたルックアップテーブルの確認用に用いることも可能である。なお、本実施形態における測定部１２は、色見本チャートを照明した際の光の反射または透過を取得するので、被写体を結像した位置に回折格子等を配置したレンズ付の分光器であることが望ましい。また、ルックアップテーブルは、ＲＧＢの色域を適切に分割したルックアップテーブル、所謂３Dルックアップテーブルであることが好ましく、当該３Ｄルックアップテーブルが書き換えられることが好ましい。
【符号の説明】
【００７３】
１０，１０Ａ、２０…色評価システム、１２…測定部、１４，１４Ａ…演算部、１６…ディスプレイ、１８…カメラ、２２…測定ユニット、２２ａ…光ファイバ、２２ｂ…分光器、２２ｃ…アダプタ、２２ｄ…反射型回折格子、２２ｅ…ラインセンサ、２４…第１の演算部、２６…第２の演算部、２８…ディスプレイ、１００…対象物、１１０…カラー画像発生装置、１２０…表示装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体の色や表示装置に表示される色を評価するための色評価方法及び色評価システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、表示装置に表示される色の評価には、ＣＩＥで規定されたＸＹＺ表色系やＵＣＳ表色系等の表色系が用いられている。以下の特許文献１及び特許文献２に開示された色評価方法は、このような表色系を用いて、表示装置に表示された色を評価するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２０９２３０号公報
【特許文献２】特開２００２−２１８２６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の色評価に用いられる色度図は、色空間が歪められた図である。また、従来の色度図では、原色や二次色の位置の対称性が悪く、白色が原点に位置していない。したがって、従来の色度図では、物体の理想的な色や表示装置が表示すべき理想の色に対する実際の色の差異が色空間上で把握し難いものとなっている。
【０００５】
本発明は、理想的な色に対する実際の色の差異を把握し易くする色評価方法及び色評価システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の色評価方法は、（ａ）対象物からの光の波長強度分布又は当該光に基づく三刺激値を測定するステップと、（ｂ）測定した波長強度分布からＸＹＺ値又はＲＧＢ値を得て、当該ＸＹＺ値又はＲＧＢ値に基づいて色相と彩度を求め、色相を偏角方向にとり彩度を動径方向にとった分布図であって、求めた色相及び前記彩度の位置を示す該分布図を作成するステップと、を含む。
【０００７】
本発明の色評価システムは、（ａ）対象物からの光の波長強度分布又は当該光に基づく三刺激値を測定する手段と、（ｂ）波長強度分布を測定する手段によって測定された波長強度分布からＸＹＺ値又はＲＧＢ値を得て、当該ＸＹＺ値又はＲＧＢ値に基づいて色相と彩度を求め、色相を偏角方向にとり彩度を動径方向にとった分布図であって、求めた色相及び前記彩度の位置を示す該分布図を作成する手段と、を備える。
【０００８】
本色評価方法及び色評価システムでは、対象物としての表示装置から出力される光の波長強度分布又は当該光に基づく三刺激値を測定してもよい。
【０００９】
本色評価方法及び色評価システムによって作成される分布図は、色相（Ｈ）を偏角方向にとり彩度（Ｓ）を動径方向にとったものであり、偏角方向及び動径方向における歪みがない。したがって、この分布図によれば、対象物が例えば印刷物や染色された物体である場合には、これら対象物のある特定環境化での実際の色が理想的な色に対してシアン、マゼンダ、イエローのどの方向にずれているか等、理想的な色に対する実際の色の差異の把握が容易となる。また、当該分布図によれば、対象物が表示装置である場合には、表示装置から出力された色が赤、緑、青のどの方向にずれているか等、理想的な色に対する実際の色の差異の把握が容易となる。
【００１０】
また、上記分布図は、電気的な色信号の歪を測定するベクトルスコープの表示形式と等価なものである。したがって、ベクトルスコープの出力を、当該分布図に重ね合わせるといったように本発明における分布図と共に用いることが可能である。これにより、理想的な色値、ベクトルスコープで計測された色信号、及び、本色評価方法によって得た色値を互いに比較することが可能となる。その結果、理想的な色値に対する実際の色値の差異を、電気的な要因と表示装置固有の要因とに分離することが可能となる。
【００１１】
本発明では、測定する手段として、ＸＹＺ等色関数に対応する透過スペクトルを有するカラーフィルタを用いた測色計、又は、入力する光を分光して波長成分毎の光の強度を取得する分光測色計を用いてもよい。カラーフィルタを用いた測色計は、簡易な装置であるという利点を有する。また、分光測色計は、波長強度分布を出力することができるので、上記分布図と共に波長強度分布を提供することができ、発色方式の異なる表示装置の波長強度分布の違いによる表色値の微妙な差異などの情報を提供することも可能である。
【００１２】
また、分光測色計は、光を受ける端面を有する光ファイバと、光ファイバの端面と対象物との距離を規定するためのアダプタと、光ファイバから出力される光を分光する分光素子と、分光素子によって分光された光を波長成分ごとに受光する複数の受光素子と、を有していてもよい。かかる分光測色計によれば、アダプタによって光ファイバ端面と表示装置との間の距離を略一定に保つことが出来るので、安定したスペクトル分布の取得が可能となる。
【００１３】
本発明では、ＲＧＢ値、又はＸＹＺ値を変換して得たＲＧＢ値を用いて、次式（１ａ）及び（１ｂ）、又は、次式（１ａ）及び（１ｃ）に基づき、前記色相Ｈ及び前記彩度Ｓを求めることが好適である。
【数１】
なお、ａ及びｂは定数である。また、ＭＩＮ、ＭＡＸはそれぞれ、ＲＧＢ値のうちの最大値、最小値である。
【００１４】
（１ａ）及び（１ｂ）、又は、次式（１ａ）及び（１ｃ）によって得られる色相及び彩度を分布図上に表示させることにより、ａ＝ｂ＝１の場合には、分布図上において、赤、緑、青の位置関係を正三角形とし、シアン、マゼンダ、イエローの位置関係を正三角形とすることができる。また、原点が白色となる。したがって、非常に理解し易い分布図が得られる。さらに、当該分布図は、ベクトルスコープと等価な表示となる。また、ａ及びｂの値を選択することにより、所望の色領域を拡大することが出来るようになる。すなわち、肌色等の色領域を拡大したい場合、｜ａ｜＜１とすればよい。
【００１５】
また、本発明では、ＲＧＢ値、又はＸＹＺ値を変換して得たＲＧＢ値を用いて、次式（２）に基づき、色相Ｈ及び彩度Ｓを求めることも好適である。
【数２】
ここで、ａ及びｂは定数である。
【００１６】
（２）式によって得られる分布図の第１象限では、二次色が座標軸の正の方向に位置し、４５度方向に原色が位置する。さらに、当該分布図では、各座標軸の負の方向は、二次色の補色である原色を表す方向となる。したがって、この分布図を用いることにより、理想の色に近づけるための補正すべき原色の決定及び当該原色の補正量の決定が容易となる。なお、（２）式によって得られる分布図は、対象物が表示装置のような自発的に発光するデバイスに適したものであるが、印刷物や染色された物体等を対象物として反射光や透過光を測定対象とする場合には、表示装置の場合に対して原色と２次色とを入れ替えて、色相の位相を４５度ずらすことにより、対象物が表示装置の場合と同じ効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明によれば、理想的な色に対する実際の色の差異を把握し易くする色評価方法及び色評価システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る色評価システムを示す図である。
【図２】ＸＹＺ等色関数を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る色評価方法を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態に係る色評価システムによって表示される分布図の一例を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る色評価システムによって表示される分布図の一例を示す図である。
【図６】図４に対応するＸＹＺ表色系の色度図を示す図である。
【図７】図４に対応するＵＣＳ表色系の色度図を示す図である。
【図８】図５に対応するＵＣＳ表色系の色度図を示す図である。
【図９】本発明の別の一実施形態に係る色評価システムを示す図である。
【図１０】図９における測定ユニットを示す斜視図である。
【図１１】本発明の別の実施形態に係る色評価システムによって得られる分布図の一例を示す図である。
【図１２】図９に示す色評価システムによって得られる波長強度分布の一例を示す図である。
【図１３】図９に示す色評価システムによって得られる波長強度分布の一例を示す図である。
【図１４】図９に示す色評価システムによって得られる波長強度分布の一例を示す図である。
【図１５】図９に示す色評価システムによって得られる波長強度分布の一例を示す図である。
【図１６】本発明の更に別の一実施形態に係る色評価システムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る色評価システムを示す図である。図１に示す色評価システム１０は、測定部１２、演算部１４、及びディスプレイ１６を備えている。なお、本実施形態の色評価システムは、ディスプレイ１６を備えているが、本発明の色評価システムは、ディスプレイを備えず、汎用のディスプレイに供給する信号を出力するものであってもよい。以下、色評価システム１０の各構成要素について、詳細に説明する。
【００２０】
測定部１２には、色を評価したい対象物１００からの反射光若しくは透過光、又は発光に基づく光を受けて、当該光の波長強度分布を生成する。
【００２１】
測定部１２としては、分光測色計を用いることができる。分光測色計は、例えば、回折格子又はプリズム、及び、受光素子アレイ（１次元のラインセンサや１次元のフォトダイオードアレイ）を有する。この場合には、対象物１００からの光が回折格子又はプリズムを経て、異なる波長の光が受光素子アレイの異なる受光素子に受光される。この結果、受光素子アレイから光の波長強度分布が得られる。
【００２２】
なお、測定部１２は、対象物１００からの光に基づく三刺激値（ＸＹＺ値）を生成してもよい。この場合には、測定部１２として、測色計を用いることができる。測色計としては、例えば、ＸＹＺの等色関数の透過度を有する三つのカラーフィルタと、三つの受光素子とを備えるものを用いることができる。
【００２３】
演算部１４は、測定部１２によって生成されたデータを用いて、対象物１００の色の位置を示す分布図を作成する部分である。具体的には、測定部１２が光の波長強度分布をデータとして生成する場合には、演算部１４は、当該波長強度分布から下記（３）式に基づいて、ＸＹＺ値を算出する。
【数３】
ここで、S（λ）は、波長強度分布であり、x（λ）、ｙ（λ）、ｚ（λ）はそれぞれ、図２に示すようなｘ、ｙ、ｚの等色関数であり、Ｋは、任意の定数である。なお、測定部１２が上述した測色計の場合には、演算部１４は、測定部１２によって生成されるデータの三刺激値をＸＹＺ値として用いることができる。
【００２４】
また、演算部１４は、算出したＸＹＺ値を下式（４）に適用することによって、ＲＧＢ値を算出する。
【数４】
【００２５】
なお、測定部１２から波長強度分布が得られる場合には、演算部１４は、ＲＧＢ等色関数ｒ(λ),ｇ(λ)、ｂ(λ)を用いて、波長強度分布からＲＧＢ値を直接算出することも可能である。この場合には、式（３）のｘ(λ),ｙ(λ)、ｚ(λ)を、ｒ(λ),ｇ(λ)、ｂ(λ)に置き換えればよい。
【００２６】
演算部１４は、算出したＲＧＢ値を用いて、上記（１ａ）式及び（１ｂ）式に基づき、色相Ｈ及び彩度Ｓを求める。ここで、（１ａ）式及び（１ｂ）式におけるａ及びｂには、任意の定数を用いることができる。以下の説明では、ａ及びｂが「１」であるものとする。なお、（１ｂ）式の代わりに、（１ｃ）式が用いられてもよい。
【００２７】
さらに、演算部１４は、色相を偏角方向にとり彩度を動径方向にとった分布図であって、求めた色相Ｈ及び彩度Ｓ、即ち測色値の位置を示す分布図（以下、「第１の分布図」という）を作成する。
【００２８】
また、演算部１４は、算出したＲＧＢ値を用いて、上記（２）式に基づいて、色相Ｈ及び彩度Ｓを求め、色相を偏角方向にとり彩度を動径方向にとった分布図であって、求めた色相Ｈ及び彩度Ｓの位置、即ち測色値の位置を示す分布図（以下、「第２の分布図」という）を作成してもよい。ここで、（２）式におけるａ及びｂには、任意の定数を用いることができる。以下の説明では、ａ及びｂが「１」であるものとする。なお、ａ＜０であれば、色相の回る方向が逆向きになる。
【００２９】
本システム１０では、演算部１４によって作成された分布図が、ディスプレイ１６に表示される。なお、ディスプレイ１６に表示される分布図は、第１の分布図及び第２の分布図の双方又は一方の何れであってもよい。
【００３０】
以下、色評価システム１０の動作について図３を参照しつつ説明する。図３は、本発明の一実施形態に係る色評価方法を示すフローチャートである。図３に示すように、本実施形態では、まず、ステップＳ２において、図１の測定部１２が、対象物１００からの光の波長強度分布を計測する。なお、ステップＳ２においては、波長強度分布に代えて、対象物１００からの光に基づく三刺激値が計測されてもよい。
【００３１】
次いで、ステップＳ４において、演算部１４が、測定部１２によって測定された波長強度分布を上記（３）式に適用して、ＸＹＺ値を算出する。なお、測定部１２が三刺激値を計測する場合には、当該三刺激値がＸＹＺ値としてそのまま用いられてもよい。次いで、ステップＳ４において、演算部１４が、算出したＸＹＺ値を上記（４）式に適用して、ＲＧＢ値を算出する。なお、測定部１２によって測定された波長強度分布からＲＧＢ値が直接求められてもよい。
【００３２】
次いで、ステップＳ６において、演算部１４が、ＲＧＢ値を上記（１ａ）式及び（１ｂ）式、又は、（１ａ）式及び（１ｃ）式に適用して、色相Ｈ及び彩度Ｓを算出する。次いで、ステップＳ８において、演算部１４が、ステップＳ６にて算出した色相Ｈ及び彩度Ｓを用いて、上述した第１の分布図を作成する。
【００３３】
なお、演算部１４は、ステップＳ６において、ＲＧＢ値を上記（２）式に適用して色相Ｈ及び彩度Ｓを算出し、ステップＳ８において、算出した色相Ｈ及び彩度Ｓを用いて、上述した第２の分布図を作成してもよい。
【００３４】
以下、この色評価システム１０によって作成される分布図について説明する。図４及び図５は、本発明の一実施形態に係る色評価システムによって作成される分布図の一例を示す図である。
【００３５】
図４に示す分布図は、対象物１００としての表示装置に複数の異なる色を発色させたときに当該表示装置から出力された光を分光測色計によって計測し、分光測色計によって計測させて得た得波長強度分布からＸＹＺ値を算出して、当該ＸＹＺ値をＲＧＢ値に変換し、当該ＲＧＢ値から色相Ｈ及び彩度Ｓを求めて、作成したものである。図４中、左側に示す分布図は第１の分布図であり、右側に示す三つの分布図は第２の分布図である。
【００３６】
図５に示す分布図は、三原色（ＲＧＢ）のうちの最大彩度を与えた一色に、最大彩度の１／８を単位として他の二つの原色を徐々に加えることによって得られる複数の色を表示装置に表示させたときに、色評価システム１０によって作成される第１の分布図及び第２の分布図を示している。即ち、図５に示す分布図は、各原色に一定の彩度の変化を徐々に与えたときの測色値を示している。
【００３７】
比較のために、図４の分布図の作成に用いた測定部１２による計測データに基づく、ＸＹＺ表色系の色度図及びＵＣＳ表色系の色度図を、図６及び図７に示す。また、図５の分布図の作成に用いた測定部１２による計測データに基づくＵＣＳ表色系の色度図を図８に示す。
【００３８】
なお、図４〜図８において、参照符号Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｗはそれぞれ、赤、緑、青、シアン、マゼンタ、イエロー、白を表示装置に表示させた場合のそれぞれの測色値の位置を示している。また、図４、図６、及び図７において、他より小さな黒塗りの円は、表示装置に中間色を表示させた場合の当該色の値の理想的な位置を示している。また、図４、図６、及び図７において、黒塗りの四角は、表示装置に中間色を表示させた場合の測色値を示している。また、図５及び図８において、黒塗りの四角は、上述したように表示装置に表示させた色の測色値の位置を示している。
【００３９】
図６及び図７に示すように、従来の色度図では、白色からの距離が原色及び二次色のそれぞれで異なっている。また、原色間の角度、二次色間の角度、原色と二次色との間の角度が一定ではなく、したがって、従来の色度図は、角度方向に歪みを含んでいる。さらに、図８に示すように、従来の色度図は、一定の彩度の変化があっても、彩度が高くなるにつれて、彩度の変化量が大きくなるような色度図となっている。したがって、従来の色度図では、実際の色が理想の色からずれている方向やそのずれの量等、実際の色と理想的な色との差異を把握することが容易ではない。
【００４０】
これに対して、図４に示すように、本色評価システム１０によって得られる第１の分布図上では、赤、緑、及び青の原色間の角度が一定であり、シアン、マゼンタ、及びイエローの二次色間の角度も一定であり、更に、原色と二次色間の角度も一定である。また、第１の分布図上では、白色の位置が、当該分布図の原点となっている。さらに、第１の分布図では、白色と各原色との間の距離が一定であり、また、白色と各二次色との間の距離が一定となっている。また、図５に示すように、本色評価システム１０によって得られる分布図上では、一定の彩度の変化に対して分布図の彩度の変化量も略一定となっている。なお、図４において、表示装置に中間色を表示させた場合の当該色の理想的な位置と測定値の位置とに差異があるが、この差異は、表示装置のガンマ補正といった補正の結果によるものである。
【００４１】
以上説明した特徴をもつ第１の分布図によれば、実際の色が理想の色からずれている方向や、色相及び彩度のずれを補正するための補正量が容易に理解可能となる。
【００４２】
また、図４に示すように、（２）式に基づく第２の分布図では、２次色であるシアン、マゼンタ、イエローが、座標軸の正の方向に分布し、２次色の補色（即ち、原色）である青、緑、赤が各軸の負の方向に分布する。したがって、第２の分布図によれば、ある色を補正する場合に補正すべき原色及び当該原色の補正量を、より容易に把握することが可能となる。なお、補正量は、変換方法が既知であるため、容易に算出し得る。
【００４３】
以上説明した色評価システム１０は、測定部１２を用いているため、カラーカメラ等とは異なり、電気的な特性やフィルター特性等に依存しないデータを取得できる。したがって、ある環境下（昼光下、蛍光灯下等）において、対象物が本来有する色相及び彩度を測定することができ、また、色再現性の良い表示装置に測定した色相と彩度および明度（ＲＧＢ最大の強度）を表示し、見た目と測定値とを比較検討することが出来る。また、環境を変えた場合の色の変化量を計測することも可能である。
【００４４】
また、上述した説明では、（１ａ）式、（１ｂ）式、（２）式におけるａ及びｂを「１」としたが、ａ及びｂを適切に調整することにより、色領域の拡大を行うことも可能である。すなわち、｜ａ｜＜１とすることで、色相の差を拡大することが可能である。また、ｂ＞１とすることによって、彩度の差を拡大することが可能となる。このように、ａ及びｂを調整することによって、微妙な色変化を捉えることが可能となる。
【００４５】
以上の説明は、表示装置によって表示される色の評価に関するものであるが、色評価システム１０の評価対象物は、印刷物や染色された物体であってもよい。印刷物や染色された物体は、ＣＭＹを原色とした減法混色によるものであり、ＲＧＢを原色とした加法混色による表示装置とは異なっている。したがって、印刷物や染色された物体等を対象物とする場合には、（２）式により計算される色相Ｈに対して４５度の位相変換を施すことによって、第２の分布図の軸の正方向にＲＧＢを分布させ、負の方向にＣＭＹを分布させることができる。
【００４６】
ここで、印刷物や染色された物体を対象物とした場合の色評価システムの応用例について以下に一例を示す。例えば、服飾、印刷、又は、染色においては、ある色が、様々な環境下において同じような色に見えることが望ましいと考えられることがある。この様な場合、同じ材料で作成した対象物を、種々の照明環境下に置き、色評価システム１０によって色相及び彩度を取得すると、色相の変化や彩度の変化がどのように生じ、どの方向の三原色値のもたらす影響が大きいかといった情報を高精度に得ることが可能である。この結果を材料開発やインク等の開発に使用することにより、環境変化に強い素材開発が可能となる。
【００４７】
以下、本発明の別の一実施形態に係る色評価システムについて説明する。図９は、本発明の別の一実施形態に係る色評価システムを示す図である。図９に示す色評価システム２０は、測定ユニット２２、第１の演算部２４、第２の演算部２６、及びディスプレイ２８を備えている。なお、ディスプレイ２８は、色評価システム２０の構成要素でなくてもよい。
【００４８】
色評価システム２０は、カラー画像発生装置１１０によって発生された信号（例えば、ＲＧＢ信号、ＹＰｂＰｒ信号等）により表示装置１２０が表示する色を評価するシステムである。そのために、色評価システム２０の測定ユニット２２は、表示装置１２０によって発生される光の波長強度分布を取得する。
【００４９】
図１０は、図９における測定ユニットを示す斜視図である。測定ユニット２２は、光ファイバ２２ａ、分光器２２ｂ、及びアダプタ２２ｃを有している。また、分光器２２ｂは、反射型回折格子２２ｄ及びラインセンサ２２ｅを含んでいる。この測定ユニット２２では、光ファイバ２２ａの一端面に表示装置１２０からの光が入射し、当該光が光ファイバ２２ａの他端面から出射して、反射型回折格子２２ｄに入射する。反射型回折格子２２ｄは、入射する光を波長によって異なる方向に反射し、ラインセンサ２２ｅが、それぞれの波長成分の光を受光する。ラインセンサ２２ｅは、受けた光の強度に応じた信号を出力する。このように、測定ユニット２２は、表示装置１２０からの光の波長強度分布を測定する。
【００５０】
測定ユニット２２におけるアダプタ２２ｃは、表示装置１２０の表面と光ファイバ２２ａの一端面との距離を一定に保つ部品である。このアダプタ２２ｃは、円筒形状又はコーン状の筒形状を有しており、その内部に光ファイバを保持する。アダプタ２２ｃの内面は、黒塗り等によって、外部からの光の侵入を防ぐ機能を有している。かかるアダプタ２２ｃによって、測定ユニット２２は、表示装置１２０からの光の波長強度分布を安定的に測定することができる。
【００５１】
なお、測定ユニット２２には、反射型回折格子に代えて、透過型回折格子素子、プリズム等を用いてもよい。また、ラインセンサ２２ｅには、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ、又はフォトダイオードをアレイ状に並べたデバイス等、光を受光可能なラインセンサであれば、如何なるデバイスが用いられてもよい。また、測定ユニット２２は、波長強度分布を測定することに変えて、三刺激値を測定する測色計であってもよい。
【００５２】
第１の演算部２４は、測定ユニット２２によって測定された波長強度分布を上記の（３）式に適用して、ＸＹＺ値を算出する。なお、測定ユニット２２が測色計である場合には、三刺激値をそのままＸＹＺ値として用いることができる。
【００５３】
第１の演算部２４は、上述のように得たＸＹＺ値を上記の（４）式に適用してＲＧＢ値を得る。なお、波長強度分布からＲＧＢ値が直接算出されてもよい。
【００５４】
また、第１の演算部２４は、色評価システム１０の演算部１４と同様に、ＲＧＢ値から色相Ｈ及び彩度Ｓを算出して、第１の分布図を作成する。第１の演算部２４は、演算部１４と同様に、第２の分布図を作成してもよい。
【００５５】
第２の演算部２６は、カラー画像発生装置１１０が表示装置１２０に与える信号と同じ信号を受けて、当該信号からＲＧＢ値を得る。カラー画像発生装置１１０がＲＧＢ信号を出力する場合には、当該ＲＧＢ信号がそのままＲＧＢ値として利用される。カラー画像発生装置１１０がＹＰｂＰｒ信号であれば、当該ＹＰｂＰｒ信号が公知の変換によってＲＧＢ値に変換される。
【００５６】
第２の演算部２６は、カラー画像発生装置１１０から受けた信号に基づくＲＧＢ値を用いて、（１ａ）式及び（１ｂ）式、又は（１ａ）式及び（１ｃ）式により色相Ｈ及び彩度Ｓを算出して、当該色相Ｈ及び彩度Ｓの位置を第１の分布図上に表示する。第２の演算部２６は、更に、（２）式により色相Ｈ及び彩度Ｓを算出して、当該色相Ｈ及び彩度Ｓの位置を第２の分布図上に表示してもよい。
【００５７】
色評価システム２０では、これら第１の分布図及び第２の分布図がディスプレイ２８に表示される。また、色評価システム２０では、測定ユニット２２によって得られる波長強度分布が、更に、ディスプレイ２８に表示されてもよい。
【００５８】
以下、この色評価システム２０によって作成される分布図について図１１を参照しつつ説明する。図１１は、本発明の別の実施形態に係る色評価システムによって得られる分布図の一例を示す図である。図１１において、左側の図が第１の分布図であり、中央の三つの図が第２の分布図であり、右側の図が測定ユニット２２によって得られる波長強度分布を表示させたものである。
【００５９】
図１１の第１の分布図においては、原点周りの他より小さい点が第２の演算部２６によって得られた色相及び彩度を示しており、それらの周りの黒塗りの四角が第１の演算部２４によって得られた色相及び彩度を示している。このように、色評価システム２０は、第１の分布図上に、第１の演算部によって得た色相及び彩度と、第２の演算部によって得た色相及び彩度とを表示することができる。
【００６０】
第１の演算部２４の出力は、表示装置１２０の発色自体を表現した色相と彩度情報であり、第２の演算部２６の出力は、カラー画像発生装置１１０自体から出力されている信号の色相と彩度情報である。ここで、第２の演算部２６は、放送や編集の現場でよく用いられるベクトルスコープと同様の機能を有するものである。
【００６１】
したがって、色評価システム２０によって提供される第１の分布図によれば、第１の演算部２４による出力と、第２の演算部による出力（即ち、ベクトルスコープの出力）とを比較することができる。その結果、表示装置固有の色ずれの要因を取り出すことが可能となる。
【００６２】
また、図１１に示すように、色評価システム２０は、波長強度分布も提供することができる。したがって、色評価システム２０によれば、表示装置１２０への入力信号による望ましい色相と彩度に対して、表示装置１２０からの光の色相と彩度のずれが把握可能になり、更に、表示装置１２０固有のスペクトル分布がもたらす影響を同時に観測することが可能となる。なお、第１の演算部２４の出力表示と第２の演算部２６からの出力表示は、同一の分布図上に示さず、個別に示してもよい。
【００６３】
以下、色評価システム２０によって得られる波長強度分布の例を図１２〜図１５に示す。図１２〜図１４は、ある液晶ディスプレイの波長強度分布を示しており、表示装置１２０が赤（Ｒ）を表示している場合の波長強度分布、表示装置１２０が緑（Ｇ）を表示している場合の波長強度分布、表示装置１２０が青（Ｂ）を表示している場合の波長強度分布をそれぞれ示している。
【００６４】
図１２〜図１４に示すように、比較的鋭い輝線の集合と蛍光体のスペクトルが観測されており、バックライトの発光パターンが、実質的にそのまま、色情報として与えられていることがわかる。この時の色相と彩度の測定値は、Ｒ，Ｇ，Ｂのフル表示で（０．００９， ０．８１９２），(２．１４８２， ０．８５１４)，(−２．２６８６， ０．８２０４)であった。この測定値を得る際に液晶ディスプレイに与えた対応の信号の色相及び彩度はそれぞれ、（０， ０．８１６５)，(２．０９４４， ０．８１６５)，(−２．０９４３， ０．８１６５)であった。
【００６５】
また、図１５は、有機ＥＬディスプレイに赤色（ＲＥＤ）を表示させた場合の波長強度分布を示している。図１５の波長強度分布には輝線はなく、蛍光体の波長強度分布が得られていることがわかる。このときの色相と彩度は(−０．０１４４， ０．８３５６)であった。
【００６６】
このように、表示装置に与えた原信号の色度に対して、色評価システム２０によって測定した表示装置からの光の実際の色度はずれていることがわかる。このようなずれが、原信号の色度と色評価システム２０によって計測した色度とを対比し、また、スペクトル分布を参照することによって、どのような性質のもので、回路によるものか、表示装置自体が有する性質によるものかを、効率よく分析することが可能となる。
【００６７】
以下、本発明の更に別の実施形態について説明する。図１６は、本発明の別の一実施形態に係る色評価システムを示す図である。図１６に示す色評価システム１０Ａは、カメラ１８を備えていること、また、演算部１４Ａの処理内容が演算部１４と異なる点において、色評価システム１０と、異なっている。
【００６８】
以下、対象物１００を色見本チャートとし、この色見本チャートが適正な照明条件にて照明されているものとする。このような環境で、色評価システム１０Ａは、カメラのキャリブレーションを行うものとする。
【００６９】
色評価システム１０Ａでは、カメラ１８が、色見本チャート１００を撮影し、ＲＧＢ値を得る。また、測定部１２が、同様に色見本チャート１００から反射または透過された光の波長強度分布、又は三刺激値を測定する。
【００７０】
演算部１４Ａは、演算部１４と同様に測定部１２によって測定されたデータから色相Ｈ及び彩度Ｓを算出し、分布図（第１の分布図及び／又は第２の分布図）を作成する。また、演算部１４Ａは、カメラ１８からのＲＧＢ値を（１ａ）式及び（１ｂ）式、又は、（１ａ）式及び（１ｃ）式に適用して、色相Ｈ及び彩度Ｓを算出し、第１の分布図を作成する。演算部１４は、更に、カメラ１８からのＲＧＢ値を（２）式に適用して、色相Ｈ及び彩度Ｓを算出し、第２の分布図を作成してもよい。
【００７１】
カメラ１８により得られるデータに基づく色相及び彩度と、測定部１２によって得られるデータに基づく色相及び彩度とが異なれば、色ずれの方向と大きさがわかることになる。従って、この色ずれの方向と大きさを用いて、カメラ１８の色変換にかかわるルックアップテーブルを書き換えることにより、カメラ１８のキャリブレーションを行うことが可能となる。
【００７２】
本実施形態では、ディスプレイ１６を、書き換えられたルックアップテーブルの確認用に用いることも可能である。なお、本実施形態における測定部１２は、色見本チャートを照明した際の光の反射または透過を取得するので、被写体を結像した位置に回折格子等を配置したレンズ付の分光器であることが望ましい。また、ルックアップテーブルは、ＲＧＢの色域を適切に分割したルックアップテーブル、所謂３Dルックアップテーブルであることが好ましく、当該３Ｄルックアップテーブルが書き換えられることが好ましい。
【符号の説明】
【００７３】
１０，１０Ａ、２０…色評価システム、１２…測定部、１４，１４Ａ…演算部、１６…ディスプレイ、１８…カメラ、２２…測定ユニット、２２ａ…光ファイバ、２２ｂ…分光器、２２ｃ…アダプタ、２２ｄ…反射型回折格子、２２ｅ…ラインセンサ、２４…第１の演算部、２６…第２の演算部、２８…ディスプレイ、１００…対象物、１１０…カラー画像発生装置、１２０…表示装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物からの光の波長強度分布又は該光に基づく三刺激値を測定するステップと、
前記測定する手段によって得られる前記波長強度分布又は前記三刺激値からＸＹＺ値又はＲＧＢ値を得て、該ＸＹＺ値又は該ＲＧＢ値に基づいて色相と彩度を求め、色相を偏角方向にとり彩度を動径方向にとった分布図であって、求めた前記色相及び前記彩度の位置を示す該分布図を作成するステップと、
を含む色評価方法。
【請求項２】
前記対象物は表示装置であり、
前記測定するステップでは、入力信号に基づいて表示装置から出力される光の波長強度分布又は該光に基づく三刺激値が測定される、
請求項１に記載の色評価方法。
【請求項３】
前記分布図を作成するステップにおいて、前記ＲＧＢ値、又は前記ＸＹＺ値を変換して得たＲＧＢ値を用いて、次式（１ａ）及び（１ｂ）、又は、次式（１ａ）及び（１ｃ）に基づき、前記色相Ｈ及び前記彩度Ｓを求め、ここで、ａ及びｂは定数であり、ＭＩＮ、ＭＡＸはそれぞれ、ＲＧＢ値のうちの最大値、最小値である、請求項１又は２に記載の色評価方法。
【数１】
【請求項４】
前記分布図を作成するステップにおいて、前記ＲＧＢ値、又は前記ＸＹＺ値を変換して得たＲＧＢ値を用いて、次式（２）に基づき、前記色相Ｈ及び前記彩度Ｓを求め、ここで、ａ及びｂは定数である、請求項１又は２に記載の色評価方法。
【数２】
【請求項５】
対象物からの光の波長強度分布又は該光に基づく三刺激値を測定する手段と、
前記測定する手段によって得られる前記波長強度分布又は前記前記三刺激値からＸＹＺ値又はＲＧＢ値を得て、該ＸＹＺ値又は該ＲＧＢ値に基づいて色相と彩度を求め、色相を偏角とし彩度を動径とする分布図であって、求めた前記色相及び前記彩度の位置を示す該分布図を作成する手段と、
を含む色評価システム。
【請求項６】
前記測定する手段は、前記対象物としての表示装置から入力信号に基づいて出力される光の波長強度分布又は該光に基づく三刺激値を測定する、
請求項５に記載の色評価システム。
【請求項７】
前記測定する手段は、ＸＹＺ等色関数に対応する透過スペクトルを有するカラーフィルタを用いた測色計、又は、入力する光を分光して波長成分毎の光の強度を取得する分光測色計である、請求項５又は６に記載の色評価システム。
【請求項８】
前記分光測色計は、
光を受ける端面を有する光ファイバと、
前記光ファイバの前記端面と前記対象物との距離を規定するためのアダプタと、
前記光ファイバから出力される光を分光する分光素子と、
前記分光素子によって分光された光を波長成分ごとに受光する複数の受光素子と、
を有する、請求項７に記載の色評価システム。
【請求項９】
前記分布図を作成する手段は、前記ＲＧＢ値、又は前記ＸＹＺ値を変換して得たＲＧＢ値を用いて、次式（１ａ）及び（１ｂ）、又は、次式（１ａ）及び（１ｃ）に基づき、前記色相Ｈ及び前記彩度Ｓを求め、ここで、ａ及びｂは定数であり、ＭＩＮ、ＭＡＸはそれぞれ、ＲＧＢ値のうちの最大値、最小値である、請求項５〜８の何れか一項に記載の色評価システム。
【数３】
【請求項１０】
前記分布図を作成する手段は、前記ＲＧＢ値、又は前記ＸＹＺ値を変換して得たＲＧＢ値を用いて、次式（２）に基づき、前記色相Ｈ及び前記彩度Ｓを求め、ここで、ａ及びｂは定数である、請求項５〜８の何れか一項に記載の色評価システム。
【数４】
【請求項１】
対象物からの光の波長強度分布又は該光に基づく三刺激値を測定するステップと、
前記測定する手段によって得られる前記波長強度分布又は前記三刺激値からＸＹＺ値又はＲＧＢ値を得て、該ＸＹＺ値又は該ＲＧＢ値に基づいて色相と彩度を求め、色相を偏角方向にとり彩度を動径方向にとった分布図であって、求めた前記色相及び前記彩度の位置を示す該分布図を作成するステップと、
を含む色評価方法。
【請求項２】
前記対象物は表示装置であり、
前記測定するステップでは、入力信号に基づいて表示装置から出力される光の波長強度分布又は該光に基づく三刺激値が測定される、
請求項１に記載の色評価方法。
【請求項３】
前記分布図を作成するステップにおいて、前記ＲＧＢ値、又は前記ＸＹＺ値を変換して得たＲＧＢ値を用いて、次式（１ａ）及び（１ｂ）、又は、次式（１ａ）及び（１ｃ）に基づき、前記色相Ｈ及び前記彩度Ｓを求め、ここで、ａ及びｂは定数であり、ＭＩＮ、ＭＡＸはそれぞれ、ＲＧＢ値のうちの最大値、最小値である、請求項１又は２に記載の色評価方法。
【数１】
【請求項４】
前記分布図を作成するステップにおいて、前記ＲＧＢ値、又は前記ＸＹＺ値を変換して得たＲＧＢ値を用いて、次式（２）に基づき、前記色相Ｈ及び前記彩度Ｓを求め、ここで、ａ及びｂは定数である、請求項１又は２に記載の色評価方法。
【数２】
【請求項５】
対象物からの光の波長強度分布又は該光に基づく三刺激値を測定する手段と、
前記測定する手段によって得られる前記波長強度分布又は前記前記三刺激値からＸＹＺ値又はＲＧＢ値を得て、該ＸＹＺ値又は該ＲＧＢ値に基づいて色相と彩度を求め、色相を偏角とし彩度を動径とする分布図であって、求めた前記色相及び前記彩度の位置を示す該分布図を作成する手段と、
を含む色評価システム。
【請求項６】
前記測定する手段は、前記対象物としての表示装置から入力信号に基づいて出力される光の波長強度分布又は該光に基づく三刺激値を測定する、
請求項５に記載の色評価システム。
【請求項７】
前記測定する手段は、ＸＹＺ等色関数に対応する透過スペクトルを有するカラーフィルタを用いた測色計、又は、入力する光を分光して波長成分毎の光の強度を取得する分光測色計である、請求項５又は６に記載の色評価システム。
【請求項８】
前記分光測色計は、
光を受ける端面を有する光ファイバと、
前記光ファイバの前記端面と前記対象物との距離を規定するためのアダプタと、
前記光ファイバから出力される光を分光する分光素子と、
前記分光素子によって分光された光を波長成分ごとに受光する複数の受光素子と、
を有する、請求項７に記載の色評価システム。
【請求項９】
前記分布図を作成する手段は、前記ＲＧＢ値、又は前記ＸＹＺ値を変換して得たＲＧＢ値を用いて、次式（１ａ）及び（１ｂ）、又は、次式（１ａ）及び（１ｃ）に基づき、前記色相Ｈ及び前記彩度Ｓを求め、ここで、ａ及びｂは定数であり、ＭＩＮ、ＭＡＸはそれぞれ、ＲＧＢ値のうちの最大値、最小値である、請求項５〜８の何れか一項に記載の色評価システム。
【数３】
【請求項１０】
前記分布図を作成する手段は、前記ＲＧＢ値、又は前記ＸＹＺ値を変換して得たＲＧＢ値を用いて、次式（２）に基づき、前記色相Ｈ及び前記彩度Ｓを求め、ここで、ａ及びｂは定数である、請求項５〜８の何れか一項に記載の色評価システム。
【数４】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１０−１５７９８８（Ｐ２０１０−１５７９８８Ａ）
【公開日】平成２２年７月１５日（２０１０．７．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０９６２５（Ｐ２００９−２０９６２５）
【出願日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【出願人】（０００１０１３３０）アストロデザイン株式会社 (28)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月１５日（２０１０．７．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【出願人】（０００１０１３３０）アストロデザイン株式会社 (28)
【Ｆターム（参考）】
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