色温度成分分析装置
【課題】等色関数に近似した分光感度を持つ測色手段によって色度図座標を介さずに、最近接の黒体放射色温度に基づく色温度及び黒体放射軌跡からの乖離量を検出可能な色温度成分分析装置を提供する。
【解決手段】光を測定して色温度情報を出力する色温度成分分析装置を、等色関数と近似した少なくとも３色の分光感度を有し光量に応じた測光信号を出力する測色手段と、測色手段が出力する測光信号を用いてプランク黒体放射式に基づいた黒体放射エネルギ２色比色温度値を色の組み合わせを異ならせて複数求める２色比色温度出力手段と、２色比色温度出力手段が異なった色の組み合わせに基づいてそれぞれ算出した複数の黒体放射エネルギ２色比色温度値の平均値である平均黒体放射色温度値を色温度情報として出力する色温度情報出力手段と、２色比色温度出力手段が求めた黒体放射エネルギ２色比色温度値と平均黒体放射色温度値との差分である黒体放射分布からの乖離量を出力する乖離量情報出力手段とを備える構成とする。
【解決手段】光を測定して色温度情報を出力する色温度成分分析装置を、等色関数と近似した少なくとも３色の分光感度を有し光量に応じた測光信号を出力する測色手段と、測色手段が出力する測光信号を用いてプランク黒体放射式に基づいた黒体放射エネルギ２色比色温度値を色の組み合わせを異ならせて複数求める２色比色温度出力手段と、２色比色温度出力手段が異なった色の組み合わせに基づいてそれぞれ算出した複数の黒体放射エネルギ２色比色温度値の平均値である平均黒体放射色温度値を色温度情報として出力する色温度情報出力手段と、２色比色温度出力手段が求めた黒体放射エネルギ２色比色温度値と平均黒体放射色温度値との差分である黒体放射分布からの乖離量を出力する乖離量情報出力手段とを備える構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば光源等の色を測定し、色温度及び黒体放射分布からの乖離量などの色補正情報等を出力する色温度成分分析装置に関し、特には、装置の複雑化や演算負荷の増大を防止しつつ高精度に色温度及び黒体放射分布からの乖離量を測定可能なものに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば写真やムービー等の撮影に用いられる撮影用光源には、自然光（太陽光）、タングステン光（白熱電球）、フラッシュ光、蛍光灯、水銀灯、さらにはこれらのミックス光などがあり、これらの光源の性質の違いは、画像、映像の色の違いとして表れる。
このため、照明された被写体が適切な色バランスで記録されるためには、撮影時に光源の種類に応じてフィルタを用いたり、撮影時色温度設定を変更する等の色補正をするか、あるいは光源自体を調節してその色温度、乖離量等を適切に設定する必要がある。
【０００３】
色温度成分分析装置は、光源からの光を測定してこのようなカメラや光源の設定、調節に有用な色温度情報や乖離量を出力する計測機器である。
従来このような色温度成分分析装置として、３つの受光部にＲＧＢ各色のフィルタを設けて分光感度を異ならせ、各受光部の出力に基づいて光源の色温度を測定する色温度計が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
このような色温度等の測定方法に関する従来技術として、例えば、非特許文献１には、光源の分布温度及び色温度、相関色温度の測定方法が記載されている。
これによると、相関色温度は、光源色の三刺激値ＸＹＺを測定し、これによってＣＩＥ１９６０色度図上の色度座標ｕ，ｖを求め、この値と色度図上の黒体放射軌跡との関係から決定し、特に試料光源の色度座標ｕ，ｖが黒体放射軌跡上にあるときを色温度というものとされている。
また、黒体放射軌跡からずれた場合には、最も近い色温度を採用して、黒体放射軌跡からの座標上の乖離量とともに一組で表記することが相関色温度として定義されている。
また、同文献に記載された異なった公知技術では、プランクの黒体放射分布における分布内の異なる２波長のエネルギ比の対数値が、黒体放射温度の逆数と相関することが記載されている。
【０００５】
また、特許文献２には、色温度算出方法に関する従来技術として、照明条件の黒体軌跡からのずれが大きい場合であっても高精度な色温度の算出を行うことを目的として、ｘ−ｙ色度図上の黒体軌跡および黒体軌跡よりずれた１以上の仮想的軌跡を利用して、第１、第２の色温度をそれぞれ求め、第１、第２の色温度差が最小である一対の色温度を加算平均して色温度を算出する色温度算出方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−２２３６４３号公報
【特許文献２】特許第３５３８９６３号
【０００７】
【非特許文献１】日本工業規格JIS Z8725-1999「光源の分布温度及び色温度・相関色温度の測定方法」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
黒体放射分布とは異なる光源の色温度及び黒体放射分布からの乖離量を精度良く得るためには、高度に等色関数と一致した分光感度を有するセンサ又は分光型センサによって得られた三刺激値ＸＹＺからｘｙ色度座標を介して精度良く換算し読み取る複雑な処理が必要となる。
上述した非特許文献１に記載された従来技術においては、三刺激値ＸＹＺを如何に精度よく測定できるかが重要となる。すなわち、等色関数の分光感度にセンサの特性をどれだけ近似させられるかによって精度が左右される。
しかし、等色関数に近似したセンサを精度よく作るためには、波長毎にセンサが必要な分光方式や、複数のセンサ出力に重み付けをして合成する合成感度分光方式が必須となり、装置が大型となりコストも高くなってしまう。また、設計上では等色関数に近似したセンサを作れたとしても、部品のばらつきや環境による特性変化に対して、現物合わせの補正値を用いても等色関数との近似性を維持し、精度を確保することは困難である。
また、特許文献２に記載された技術は、ｘｙ色度図上の座標値を扱う必要があることから、色温度等を算出する際の演算負荷が大きくなるか、あるいは予め演算結果をテーブル化したものを保持する必要があり、装置が複雑となってしまう。
【０００９】
今日、蛍光灯、ＬＥＤ等の多くの光源が、黒体放射分布とは等しくない状況のもとで、多くの色温度測定装置においては、黒体放射分布との乖離量を除いた色温度値だけが表記されている。
また、規格に忠実な色度図座標上での相関色温度値と、座標上の黒体軌跡との距離を、黒体放射からの乖離量として表示する場合であっても、制御単位としては産業上の利用が困難な状況であり、例えば照明光源や電子カメラ等の制御に適用可能な色補正情報を提供することが要望されている。
【００１０】
本発明の課題は、等色関数に近似した分光感度を持つ測色手段によって色度図座標を介さずに、最近接の黒体放射色温度に基づく色温度及び黒体放射軌跡からの乖離量を検出可能な色温度成分分析装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１の発明は、光を測定して色温度情報を出力する色温度成分分析装置であって、等色関数と近似した少なくとも３色の分光感度を有し光量に応じた測光信号を出力する測色手段と、前記測色手段が出力する測光信号を用いてプランク黒体放射式に基づいた黒体放射エネルギ２色比色温度値を色の組み合わせを異ならせて複数求める２色比色温度出力手段と、前記２色比色温度出力手段が異なった色の組み合わせに基づいてそれぞれ算出した複数の黒体放射エネルギ２色比色温度値の平均値である平均黒体放射色温度値を前記色温度情報として出力する色温度情報出力手段と、前記２色比色温度出力手段が求めた黒体放射エネルギ２色比色温度値と前記平均黒体放射色温度値との差分である黒体放射分布からの乖離量を出力する乖離量情報出力手段とを備えることを特徴とする色温度成分分析装置である。
【００１２】
請求項２の発明は、前記２色比色温度出力手段は、青成分及び赤成分に基づいて第１の黒体放射エネルギ２色比色温度値を出力するとともに、青成分及び緑成分に基づいて第２の黒体放射エネルギ２色比色温度値を出力し、前記色温度情報出力手段は、前記第１の黒体放射エネルギ２色比色温度値と前記第２の黒体放射エネルギ２色比色温度値との平均値である平均黒体放射色温度値を、前記色温度情報として出力し、前記乖離量情報出力手段は、前記第１の黒体放射エネルギ２色比色温度値と前記平均黒体放射色温度値との差である平均色温度値の黒体放射分布からの赤成分乖離量、及び、前記第２の黒体放射エネルギ２色比色温度値と前記平均黒体放射色温度値との差である平均色温度値の黒体放射分布からの緑成分乖離量を、前記乖離量情報として出力することを特徴とする請求項１に記載の色温度成分分析装置である。
【００１３】
請求項３の発明は、所定の基準色温度を設定する基準色温度設定手段を備え、前記乖離量情報出力手段は、前記第１の黒体放射エネルギ２色比色温度値と前記基準色温度値との差である基準色温度値の黒体放射分布からの赤成分乖離量、及び、前記第２の黒体放射エネルギ２色比色温度値と前記基準色温度値との差である基準色温度値の黒体放射分布からの緑成分乖離量を、前記乖離量情報として出力することを特徴とする請求項２に記載の色温度成分分析装置である。
【００１４】
請求項４の発明は、前記色温度情報及び前記乖離量情報と、前記乖離量情報に基づいて求められる色補正情報との少なくとも一方を同時に表示する表示手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の色温度成分分析装置である。
【００１５】
請求項５の発明は、前記測色手段の出力に基づいて三刺激値及びｘｙ色度値を出力する機能を備えることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の色温度成分分析装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明においては、プランクの黒体放射式において、黒体放射温度の逆数値（ミレッド）が２色比の対数との関数となる公知の法則を活用している。
上述した関数は、分光感度が異なる２色比の組み合わせによって導き出される第１の関数と、異なる分光感度の２色比の組み合わせによって導き出される第２の関数となる。
黒体放射分布の内の可視領域を包括する分光感度をもった第１、第２の２組の２色比色温度（ミレッド）の平均値が可視領域における平均黒体放射色温度となる。
光源が黒体放射分布と近似し、または等しい場合には、平均黒体放射色温度と２組の２色比色温度（ミレッド）は限りなく等しくなる。すなわち、平均値は最も近接する黒体放射色温度となる。
【００１７】
上述した第１、第２の関数から異なる色温度を得るには、関数のミレッド値の差が関数の２色比の対数の差となり、その差が入力測定信号の補正係数値（乖離量情報）となることがわかる。
光源が黒体放射分布と等しくない場合は、２組の２色比色温度（ミレッド）は等しくなく、平均値との差を第１、第２の関数から求め、それぞれの領域における例えば青領域を基準とした、緑領域及び赤領域での入力信号の補正係数として算出できる。
以上説明したように、本発明によれば、等色関数に近似した分光感度を持つ測色手段によって色度図座標を介さずに、最近接の黒体放射色温度に基づく色温度及び黒体放射軌跡からの乖離量を検出可能な色温度成分分析装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明を適用した色温度成分分析装置の実施形態における外観図である。
【図２】図１の色温度成分分析装置の内部構成を示すブロック図である。
【図３】図１の色温度成分分析装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図４】図１の色温度成分分析装置の表示部の表示の一例を示す図である。
【図５】図１の色温度成分分析装置の表示部の表示の他の例を示す図である。
【図６】図１の色温度成分分析装置における演算結果の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を適用した色温度成分分析装置の実施形態について、図面等を参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態の色温度成分分析装置の外観図である。
色温度成分分析装置１は、本体部１０及びセンサ収容部５０を備えている。
本体部１０は、操作部２０、表示部３０、外部インターフェイス４０等を備えている。
【００２０】
操作部２０は、電源ボタン２１、測光ボタン２２、基準色温度設定ボタン２３、メニューモードボタン２４、プリセット切換ボタン２５、レンジ切換ボタン２６、測光モード切換ボタン２７、表示切換ボタン２８、ダイアル２９等を備えて構成されている。
【００２１】
電源ボタン２１は、色温度成分分析装置１の電源のオンオフ操作が入力される。
測光ボタン２２は、測定開始操作が入力される。
基準色温度設定ボタン２３は、あるポイントでの測定値を基準とし、他のポイントを同じ色温度にしたい時、基準としたい測定値を基準値として記憶させる際に操作される。
【００２２】
メニューモードボタン２４は、測光モード等を選択するメニュー画面を表示する際に操作される。
プリセット切換ボタン２５は、予めユーザがプリセットした測光設定を呼び出す際に操作される。プリセットされた測光設定の呼び出しは、プリセット切換ボタン２５を押しながらダイアル２９を回すことによって行われる。
前述の基準色温度設定ボタン２３では、あるポイントの測定値を記憶させるが、基準色温度を数値入力する場合は、このボタンを操作する。
【００２３】
レンジ切換ボタン２６は、フラッシュ光を測光する場合に、フラッシュ光の光量の大小に応じて測光レンジを切り換える操作が入力される。フラッシュ光の測光レンジは、例えば、H（ハイ）レンジ、L（ロー）レンジの２段階が用意される。ユーザは、測光時に表示部３０にアンダー表示又はオーバー表示が出た場合には、レンジ切換ボタン２６を押しながらダイアル２９を回すことによってレンジの切換を行う。
【００２４】
測光モード切換ボタン２７は、定常光測定、コードレスフラッシュ光測定、コードインフラッシュ光測定、電波フラッシュ光測定の各測定モード、及び、電波トリガチャンネル設定モードの切換時に操作される。各モードの選択は、測光モード切換ボタン２７を押しながらダイアル２９を回すことによって行う。
【００２５】
表示切換ボタン２８は、測光結果を表示する表示モードの選択時に操作される。色温度成分分析装置１は、複数の表示モードを備えている。
表示モードは、以下の５モードからなる。
Ｄ１：色補正値％表示 （目標：平均色温度）
Ｄ２：色補正値％表示 （目標：ユーザが設定した基準色温度）
Ｄ３：色補正値ＥＶ表示 （目標：平均色温度）
Ｄ４：色補正値ＥＶ表示（目標：ユーザが設定した基準色温度）
Ｄ５：三刺激値・色度・照度表示
ＥＶとは、エクスポージャー・バリューの略で、写真分野で一般的に用いられている単位である。
表示モードの切換は、表示切換ボタン２８を押しながらダイアル２９を回すことによって行う。
ダイアル２９は、上述した各種操作に用いられる回転式の操作部である。
【００２６】
表示部３０は、本体部１０の前面に設けられた液晶表示装置（ＬＣＤ）である。
外部インターフェイス４０は、例えばコンピュータ等の外部の情報処理装置と接続され通信を行うためのものである。外部インターフェイス４０は、例えばＵＳＢ端子を備えている。
外部インターフェイス４０は、受光部５１の４つの測光センサそれぞれの出力値、重み係数、色補正情報等を外部の情報処理装置に転送することが可能となっている。また、色温度成分分析装置１は、外部インターフェイス４０を介して外部の情報処理装置から、各種操作を行えるようになっている。
【００２７】
センサ収容部５０は、本体部１０の上部に設けられ、本体部１０に対して回転可能に支持されている。
センサ収容部５０は、測定対象となる光が入射される受光部５１を備えている。
受光部５１は、例えば乳白色の半透明樹脂材料を用いて形成されたフラットなカバーの内部に、異なった分光感度を有する４つの図示しない測光センサＳｎλ（ｎ＝１〜４）を備えて構成されている。受光部５１は、明るさに応じた各レンジ毎のＡＤ変換値を出力する。
【００２８】
図２は、色温度成分分析装置１の内部構成を示すブロック図である。
色温度成分分析装置１は、さらに情報処理部１００を有する。情報処理部１００は、四色測光値算出部１１０、三色信号処理部１２０、ミレッド値算出部１４０、色補正値算出部１６０、平均色温度算出部１７０等を備えて構成されている。
【００２９】
四色測光値算出部１１０は、受光部からのＡＤ変換値を四色信号値化する。
ここで、各信号値は、以下の式１によって表される。
Ｓｎ＝∫Ｐλ・Ｓｎλ・ｄλ （ｎ＝１〜４） ・・式１
但し、Ｐλ＝光源
【００３０】
三色信号処理部１２０は、四色測光値算出部１１０からの四色信号値に基づいて、三色値ＲＧＢを算出するものである。
三色信号処理部１２０は、三色値算出部１２１、分光感度発生部１２２を備えている。
三色値算出部１２１は、以下示す式２及び式３のように、四色信号値Ｓｎ（ｎ＝１〜４）に所定の分光感度変換係数（ａｉｊ）によって重み付け処理を行って三色値ＲＧＢを算出する。三色値算出部１２１は、本発明にいう測色手段である。分光感度変換係数（ａｉｊ）は、この重み付け処理を行う際の重み付け係数である。
【数１】
【数２】
分光感度発生部１２２は、所定の分光感度変換係数（ａｉｊ）を三色値算出部１２１に提供する。本実施形態においては、合成三色分光感度を等色関数に近似させるようにしている。
等色関数とは、Ｗ．Ｇ．ＷｒｉｇｈｔとＪ．Ｇｕｉｌｄの等色実験に基づき、ＣＩＥで定められた等エネルギスペクトルに対する目の感度であるスペクトル刺激値の感度曲線である。
【００３１】
ミレッド値算出部１４０は、三色値算出部１２１が算出した三色値ＲＧＢの２色比ＢＲ、ＢＧ（またはＲＧ）の対数変換値を以下の式４、式５のように算出し、２種類のミレッド値ＢＲミレッド（ＭＲＤｒｅｄ）、ＢＧミレッド（ＭＲＤｇｒｅｅｎ）を算出する。
【数３】
【数４】
ここで、α、ｒはともに所定の係数であり、Ｒｆｏ、Ｇｆｏ、Ｂｄｏは各色の三色値（出力）を示している。また、ｍｒｅｄ及びｍｇｒｅｅｎはそれぞれ重み付けの係数である。
【００３２】
平均色温度算出部１７０は、ミレッド値算出部１４０からのミレッド値から、平均色温度値（擬似相関色温度）である色温度Ｋ、乖離量ΔＭＲＤｒｅｄ、及び、乖離量ΔＭＲＤｇｒｅｅｎを、以下の式６、式７、式８により算出する。
Ｋ＝1000000／（（ＭＲＤｒｅｄ＋ＭＲＤｇｒｅｅｎ）／２） ・・・式６
ΔＭＲＤｒｅｄ＝ＭＲＤｒｅｄ−（（ＭＲＤｒｅｄ＋ＭＲＤｇｒｅｅｎ）／２）・・・式７
ΔＭＲＤｇｒｅｅｎ＝ＭＲＤｇｒｅｅｎ−（（ＭＲＤｒｅｄ＋ＭＲＤｇｒｅｅｎ）／２）・・・式８
【００３３】
色補正値算出部１６０は、ミレッド値算出部１４０からのミレッド値、及び、平均色温度算出部１７０からの乖離量から、選択された制御単位、目標色温度に対応した色補正量（乖離量情報）を算出する。
ここで、色補正量として、Ｒ成分の補正量、Ｇ成分の補正量等が含まれる。
色補正値算出部１６０は、本発明にいう乖離量情報出力手段である。
例えば、選択された制御単位が％で、目標色温度が平均色温度のときは、
Ｒ成分の補正量（ΔＲ％）＝−（１−２ｅ（（14／1000）・ΔＭＲＤｒｅｄ））・100・・式９
Ｇ成分の補正量（ΔＧ％）＝−(１−２ｅ（（7／1000）・ΔＭＲＤｇｒｅｅｎ）)・100・・式１０
選択された制御単位がＥＶで、目標色温度が平均色温度のときは、
Ｒ成分の補正量（ΔＲＥＶ）−（14／1000）・ΔＭＲＤｒｅｄ・・式１１
Ｇ成分の補正量（ΔＧＥＶ）−（7／1000）・ΔＭＲＤｇｒｅｅｎ・・式１２
選択された制御単位が％で、目標色温度がユーザが設定した基準色温度のときは、
Ｒ成分の補正量
（ΔＲ％）＝１−２ｅ（（14／1000）・（（1000000／Ｋ）−ＭＲＤｒｅｄ））・100・・式１３
Ｇ成分の補正量
（ΔＧ％）＝１−２ｅ（（7／1000）・（（1000000／Ｋ）−ＭＲＤｇｒｅｅｎ））・100・・式１４
但し、Ｋ＝ユーザが設定した基準色温度（ケルビン）
選択された制御単位がＥＶで、目標色温度がユーザが設定した基準色温度のときは、
Ｒ成分の補正量
（ΔＲＥＶ）＝（14／1000）・（（1000000／Ｋ）−ＭＲＤｒｅｄ）・・式１５
Ｇ成分の補正量
（ΔＧＥＶ）＝（7／1000）・（（1000000／Ｋ）−ＭＲＤｇｒｅｅｎ）・・式１６
但し、Ｋ＝ユーザが設定した基準色温度（ケルビン）
なお、式９から式１６の（１４／１０００）と（７／１０００）は一例であり、他の値も採り得る。
【００３４】
次に、色温度成分分析装置１の動作について説明する。
図３は、色温度成分分析装置１の動作の一例を示すフローチャートである。以下、ステップ毎に順を追って説明する。
【００３５】
＜ステップＳ０１：測光ボタン押下＞
ユーザによる測光ボタン２２の長押し操作に応じて、色温度成分分析装置１は以下説明する測光シーケンスを開始する。ステップＳ０２に進む。
＜ステップＳ０２：測光処理＞
情報処理部１００の四色測光値算出部１１０は、受光部５１の各センサから出力値のカウントＳ１〜Ｓ４を取得する。ステップＳ０３に進む。
＜ステップＳ０３：ベースカウント補正＞
四色測光値１１０は、各センサの出力特性を揃えるため、カウント値Ｓ１〜Ｓ４からそれぞれ所定のベース値Ｓ１ＢＡＳＥ〜Ｓ４ＢＡＳＥを減算し、三色信号処理部１２０に提供する。ステップＳ０４に進む。
【００３６】
＜ステップＳ０４：マトリックス演算＞
三色信号処理部１２０は、上述した式２、式３に示すマトリックス演算を行い、各センサの出力値に重み付けを行って、選択されたモードにおける三色値ＲＧＢを生成する。三色信号処理部１２０は、得られた三色値ＲＧＢをミレッド値算出部１４０に提供する。ステップＳ０５に進む。
【００３７】
＜ステップＳ０５：ミレッド値算出＞
ミレッド値算出部１４０は、上述した式４、式５によりミレッド値ＭＲＤred、ＭＲＤgreenを算出する。ステップＳ０６に進む。
【００３８】
＜ステップＳ０６：平均色温度算出＞
平均色温度算出部１７０は、上述した式６により平均色温度値Ｋを算出し、式７によりΔＭＲＤｒｅｄを算出し、式８によりΔＭＲＤｇｒｅｅｎを算出する。
ステップＳ０７に進む。
【００３９】
＜ステップＳ０７：表示モード判別＞
ユーザによって色補正値％表示（目標：平均色温度）モードが選択されている場合は、ステップＳ１０に進む。
また、色補正値ＥＶ表示（目標：平均色温度）モードが選択されている場合は、ステップＳ２０に進む。
また、色補正値％表示（目標：ユーザが設定した基準色温度）モードが選択されている場合は、ステップＳ３０に進む。
また、色補正値ＥＶ表示（目標：ユーザが設定した基準色温度）モードが選択されている場合は、ステップＳ４０に進む。
また、三刺激値・色度・照度表示モードが選択されている場合は、ステップＳ５０に進む。
【００４０】
＜ステップＳ１０：色補正値％表示（目標：平均色温度）＞
表示部３０は、式６によって得られたＫ、式７によって得られたΔＭＲＤｒｅｄ、式８によって得られたΔＭＲＤｇｒｅｅｎ、式９によって得られたΔＲ％、式１０によって得られたΔＧ％を表示する。
図４は、このときの表示例である。
【００４１】
＜ステップＳ２０：色補正値ＥＶ表示（目標：平均色温度）＞
表示部３０は、式６によって得られたＫ、式７によって得られたΔＭＲＤｒｅｄ、式８によって得られたΔＭＲＤｇｒｅｅｎ、式１１によって得られたΔＲＥＶ、式１２によって得られたΔＧＥＶを表示する。
【００４２】
＜ステップＳ３０：色補正値％表示（目標：ユーザが設定した基準色温度）＞
表示部３０は、式６によって得られたＫ、式７によって得られたΔＭＲＤｒｅｄ、式８によって得られたΔＭＲＤｇｒｅｅｎ、式１３によって得られたΔＲ％、式１４によって得られたΔＧ％を表示する。
【００４３】
＜ステップＳ４０：色補正値ＥＶ表示（目標：ユーザが設定した基準色温度）＞
表示部３０は、式６によって得られたＫ、式７によって得られたΔＭＲＤｒｅｄ、式８によって得られたΔＭＲＤｇｒｅｅｎ、式１５によって得られたΔＲＥＶ、式１６によって得られたΔＧＥＶを表示する。
【００４４】
＜ステップＳ５０：三刺激値・色度・照度表示＞
表示部３０は、受光部５１の出力に基づく三刺激値ＸＹＺ、ｘｙ色度値、及び、受光部５１のセンサのうち緑領域に相当するセンサのベースカウント補正後の出力値Ｓ３に基づいて算出される照度を表示する。
図５は、このときの表示部３０における表示例を示している。
【００４５】
以下、実施形態の色温度成分分析装置１における色温度演算結果の一例について説明する。
図６は、試料光源の分光エネルギ分布と、それを各色温度測定方式で算出した色温度値をプランク放射式で表した分光エネルギ分布を表したグラフである。図６において、横軸は波長を示し、縦軸はエネルギを示している。
Ｍ１は、試料光源の分光エネルギ分布を示している。
Ｍ２は、試料光源のＸ波長（Ｒ）とＺ波長（Ｂ）の応答の比による分布温度を、プランク放射式で表した分光エネルギ分布を示している。
M３は、試料光源のＹ波長（Ｇ）とＺ波長（Ｂ）の応答の比による分布温度を、プランク放射式で表した分光エネルギ分布を示している。
Ｍ４は、試料光源のＸ波長とＺ波長の応答の比による分布温度と、試料光源のＹ波長とＺ波長の応答の比による分布温度との平均値を、プランク放射式で表した分光エネルギ分布を示している。
M５は、試料光源の相関色温度（Tｃ）を、プランク放射式で表した分光エネルギ分布を示している。
【００４６】
図６に示すように、この試料光源の場合には、相関色温度Ｍ５に対して、Ｘ波長とＺ波長の応答比による分布温度Ｍ２は高く出て、Ｙ波長とＺ波長の応答比による分布温度Ｍ３は低く出る。
しかし、本実施形態の場合には、分布温度Ｍ２と分布温度Ｍ３との平均温度Ｍ４をとることによって、測定値を相関色温度Ｍ５に近づけることができる。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態によれば、３つの波長をサンプリング対象とし、組み合わせの異なるサンプリング波長からそれぞれ算出したミレッド値（黒体放射エネルギ２色比色温度値）の平均からケルビン値（３色色温度）を算出することによって、３色色温度の測定精度を向上することができる。このため、仮に等色関数に近似した分光感度特性を有するセンサを利用できない場合であっても、算出されたケルビン値を擬似的な相関色温度として扱うことが可能となる。また、等色関数に近似したセンサを利用可能な場合には、よりいっそう測定精度を高めることができる。
【００４８】
また、異なった色の組み合わせに基づいてそれぞれ算出した黒体放射エネルギ２色比色温度値の差は、黒体放射軌跡からの乖離量を示し、この乖離量に基づいて求められるパラメータが試料光源と黒体放射との乖離を調整する調整量となることから、ミレッド値ＭＲＤｒｅｄとＭＲＤｇｒｅｅｍとの差に基づいて、光源の調整等に有益な色補正情報を得ることができる。
【００４９】
さらに、受光部の４つの測光センサの出力値、重み係数、乖離量情報等を外部の情報処理装置に送信する外部インターフェイスを設けたことによって、本体内で保持していない重み付け係数を用いた三色感度の合成や、本体内では実行困難な複雑な処理であっても外部の情報処理装置内で実行することができ、色温度成分分析装置１の機能を拡張することができる。このとき、個々の色温度成分分析装置１毎に工場出荷時等に校正された固有のセンサ重み係数を情報処理装置側へ送信することによって、情報処理装置側において適切な処理を行うことができる。また、各種操作を例えばコンピュータのキーボードや、マウス等のポインティングデバイスを用いて行うことができるため、操作性が向上する。
【００５０】
（変形例）
本発明は、以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
例えば、三色分光感度を得る方式は、実施形態のような合成分光感度方式に限らず、例えば刺激値直読方式、分光測光方式など他の手法によるものであってもよい。
また、表示部の表示態様や表示される情報の組み合わせも、特に限定されない。
また、基準色温度との乖離量の算出方法の別の方法として、平均色温度値と基準色温度のミレッド差をもって公知の方法で色温度変換フィルターを算出し、同時に式７、式８で算出した乖離量とを併せて、基準色温度との乖離量とすることもできる。
【符号の説明】
【００５１】
１ 色温度成分分析装置 １０ 本体部
２０ 操作部 ２１ 電源ボタン
２２ 測光ボタン ２３ 基準色温度設定ボタン
２４ メニューモードボタン ２５ プリセット切換ボタン
２６ レンジ切換ボタン ２７ 測光モード切換ボタン
２８ 表示切換ボタン ２９ ダイアル
３０ 表示部 ４０ 外部インターフェイス
５０ センサ収容部 ５１ 受光部
１００ 情報処理部 １１０ 四色測光値算出部
１２０ 三色信号処理部 １２１ 三色値算出部
１２２ 分光感度発生部
１４０ ミレッド値算出部 １５０ 白色感度設定部
１６０ 色補正値算出部 １７０ 平均色温度算出部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば光源等の色を測定し、色温度及び黒体放射分布からの乖離量などの色補正情報等を出力する色温度成分分析装置に関し、特には、装置の複雑化や演算負荷の増大を防止しつつ高精度に色温度及び黒体放射分布からの乖離量を測定可能なものに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば写真やムービー等の撮影に用いられる撮影用光源には、自然光（太陽光）、タングステン光（白熱電球）、フラッシュ光、蛍光灯、水銀灯、さらにはこれらのミックス光などがあり、これらの光源の性質の違いは、画像、映像の色の違いとして表れる。
このため、照明された被写体が適切な色バランスで記録されるためには、撮影時に光源の種類に応じてフィルタを用いたり、撮影時色温度設定を変更する等の色補正をするか、あるいは光源自体を調節してその色温度、乖離量等を適切に設定する必要がある。
【０００３】
色温度成分分析装置は、光源からの光を測定してこのようなカメラや光源の設定、調節に有用な色温度情報や乖離量を出力する計測機器である。
従来このような色温度成分分析装置として、３つの受光部にＲＧＢ各色のフィルタを設けて分光感度を異ならせ、各受光部の出力に基づいて光源の色温度を測定する色温度計が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
このような色温度等の測定方法に関する従来技術として、例えば、非特許文献１には、光源の分布温度及び色温度、相関色温度の測定方法が記載されている。
これによると、相関色温度は、光源色の三刺激値ＸＹＺを測定し、これによってＣＩＥ１９６０色度図上の色度座標ｕ，ｖを求め、この値と色度図上の黒体放射軌跡との関係から決定し、特に試料光源の色度座標ｕ，ｖが黒体放射軌跡上にあるときを色温度というものとされている。
また、黒体放射軌跡からずれた場合には、最も近い色温度を採用して、黒体放射軌跡からの座標上の乖離量とともに一組で表記することが相関色温度として定義されている。
また、同文献に記載された異なった公知技術では、プランクの黒体放射分布における分布内の異なる２波長のエネルギ比の対数値が、黒体放射温度の逆数と相関することが記載されている。
【０００５】
また、特許文献２には、色温度算出方法に関する従来技術として、照明条件の黒体軌跡からのずれが大きい場合であっても高精度な色温度の算出を行うことを目的として、ｘ−ｙ色度図上の黒体軌跡および黒体軌跡よりずれた１以上の仮想的軌跡を利用して、第１、第２の色温度をそれぞれ求め、第１、第２の色温度差が最小である一対の色温度を加算平均して色温度を算出する色温度算出方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−２２３６４３号公報
【特許文献２】特許第３５３８９６３号
【０００７】
【非特許文献１】日本工業規格JIS Z8725-1999「光源の分布温度及び色温度・相関色温度の測定方法」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
黒体放射分布とは異なる光源の色温度及び黒体放射分布からの乖離量を精度良く得るためには、高度に等色関数と一致した分光感度を有するセンサ又は分光型センサによって得られた三刺激値ＸＹＺからｘｙ色度座標を介して精度良く換算し読み取る複雑な処理が必要となる。
上述した非特許文献１に記載された従来技術においては、三刺激値ＸＹＺを如何に精度よく測定できるかが重要となる。すなわち、等色関数の分光感度にセンサの特性をどれだけ近似させられるかによって精度が左右される。
しかし、等色関数に近似したセンサを精度よく作るためには、波長毎にセンサが必要な分光方式や、複数のセンサ出力に重み付けをして合成する合成感度分光方式が必須となり、装置が大型となりコストも高くなってしまう。また、設計上では等色関数に近似したセンサを作れたとしても、部品のばらつきや環境による特性変化に対して、現物合わせの補正値を用いても等色関数との近似性を維持し、精度を確保することは困難である。
また、特許文献２に記載された技術は、ｘｙ色度図上の座標値を扱う必要があることから、色温度等を算出する際の演算負荷が大きくなるか、あるいは予め演算結果をテーブル化したものを保持する必要があり、装置が複雑となってしまう。
【０００９】
今日、蛍光灯、ＬＥＤ等の多くの光源が、黒体放射分布とは等しくない状況のもとで、多くの色温度測定装置においては、黒体放射分布との乖離量を除いた色温度値だけが表記されている。
また、規格に忠実な色度図座標上での相関色温度値と、座標上の黒体軌跡との距離を、黒体放射からの乖離量として表示する場合であっても、制御単位としては産業上の利用が困難な状況であり、例えば照明光源や電子カメラ等の制御に適用可能な色補正情報を提供することが要望されている。
【００１０】
本発明の課題は、等色関数に近似した分光感度を持つ測色手段によって色度図座標を介さずに、最近接の黒体放射色温度に基づく色温度及び黒体放射軌跡からの乖離量を検出可能な色温度成分分析装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１の発明は、光を測定して色温度情報を出力する色温度成分分析装置であって、等色関数と近似した少なくとも３色の分光感度を有し光量に応じた測光信号を出力する測色手段と、前記測色手段が出力する測光信号を用いてプランク黒体放射式に基づいた黒体放射エネルギ２色比色温度値を色の組み合わせを異ならせて複数求める２色比色温度出力手段と、前記２色比色温度出力手段が異なった色の組み合わせに基づいてそれぞれ算出した複数の黒体放射エネルギ２色比色温度値の平均値である平均黒体放射色温度値を前記色温度情報として出力する色温度情報出力手段と、前記２色比色温度出力手段が求めた黒体放射エネルギ２色比色温度値と前記平均黒体放射色温度値との差分である黒体放射分布からの乖離量を出力する乖離量情報出力手段とを備えることを特徴とする色温度成分分析装置である。
【００１２】
請求項２の発明は、前記２色比色温度出力手段は、青成分及び赤成分に基づいて第１の黒体放射エネルギ２色比色温度値を出力するとともに、青成分及び緑成分に基づいて第２の黒体放射エネルギ２色比色温度値を出力し、前記色温度情報出力手段は、前記第１の黒体放射エネルギ２色比色温度値と前記第２の黒体放射エネルギ２色比色温度値との平均値である平均黒体放射色温度値を、前記色温度情報として出力し、前記乖離量情報出力手段は、前記第１の黒体放射エネルギ２色比色温度値と前記平均黒体放射色温度値との差である平均色温度値の黒体放射分布からの赤成分乖離量、及び、前記第２の黒体放射エネルギ２色比色温度値と前記平均黒体放射色温度値との差である平均色温度値の黒体放射分布からの緑成分乖離量を、前記乖離量情報として出力することを特徴とする請求項１に記載の色温度成分分析装置である。
【００１３】
請求項３の発明は、所定の基準色温度を設定する基準色温度設定手段を備え、前記乖離量情報出力手段は、前記第１の黒体放射エネルギ２色比色温度値と前記基準色温度値との差である基準色温度値の黒体放射分布からの赤成分乖離量、及び、前記第２の黒体放射エネルギ２色比色温度値と前記基準色温度値との差である基準色温度値の黒体放射分布からの緑成分乖離量を、前記乖離量情報として出力することを特徴とする請求項２に記載の色温度成分分析装置である。
【００１４】
請求項４の発明は、前記色温度情報及び前記乖離量情報と、前記乖離量情報に基づいて求められる色補正情報との少なくとも一方を同時に表示する表示手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の色温度成分分析装置である。
【００１５】
請求項５の発明は、前記測色手段の出力に基づいて三刺激値及びｘｙ色度値を出力する機能を備えることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の色温度成分分析装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明においては、プランクの黒体放射式において、黒体放射温度の逆数値（ミレッド）が２色比の対数との関数となる公知の法則を活用している。
上述した関数は、分光感度が異なる２色比の組み合わせによって導き出される第１の関数と、異なる分光感度の２色比の組み合わせによって導き出される第２の関数となる。
黒体放射分布の内の可視領域を包括する分光感度をもった第１、第２の２組の２色比色温度（ミレッド）の平均値が可視領域における平均黒体放射色温度となる。
光源が黒体放射分布と近似し、または等しい場合には、平均黒体放射色温度と２組の２色比色温度（ミレッド）は限りなく等しくなる。すなわち、平均値は最も近接する黒体放射色温度となる。
【００１７】
上述した第１、第２の関数から異なる色温度を得るには、関数のミレッド値の差が関数の２色比の対数の差となり、その差が入力測定信号の補正係数値（乖離量情報）となることがわかる。
光源が黒体放射分布と等しくない場合は、２組の２色比色温度（ミレッド）は等しくなく、平均値との差を第１、第２の関数から求め、それぞれの領域における例えば青領域を基準とした、緑領域及び赤領域での入力信号の補正係数として算出できる。
以上説明したように、本発明によれば、等色関数に近似した分光感度を持つ測色手段によって色度図座標を介さずに、最近接の黒体放射色温度に基づく色温度及び黒体放射軌跡からの乖離量を検出可能な色温度成分分析装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明を適用した色温度成分分析装置の実施形態における外観図である。
【図２】図１の色温度成分分析装置の内部構成を示すブロック図である。
【図３】図１の色温度成分分析装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図４】図１の色温度成分分析装置の表示部の表示の一例を示す図である。
【図５】図１の色温度成分分析装置の表示部の表示の他の例を示す図である。
【図６】図１の色温度成分分析装置における演算結果の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を適用した色温度成分分析装置の実施形態について、図面等を参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態の色温度成分分析装置の外観図である。
色温度成分分析装置１は、本体部１０及びセンサ収容部５０を備えている。
本体部１０は、操作部２０、表示部３０、外部インターフェイス４０等を備えている。
【００２０】
操作部２０は、電源ボタン２１、測光ボタン２２、基準色温度設定ボタン２３、メニューモードボタン２４、プリセット切換ボタン２５、レンジ切換ボタン２６、測光モード切換ボタン２７、表示切換ボタン２８、ダイアル２９等を備えて構成されている。
【００２１】
電源ボタン２１は、色温度成分分析装置１の電源のオンオフ操作が入力される。
測光ボタン２２は、測定開始操作が入力される。
基準色温度設定ボタン２３は、あるポイントでの測定値を基準とし、他のポイントを同じ色温度にしたい時、基準としたい測定値を基準値として記憶させる際に操作される。
【００２２】
メニューモードボタン２４は、測光モード等を選択するメニュー画面を表示する際に操作される。
プリセット切換ボタン２５は、予めユーザがプリセットした測光設定を呼び出す際に操作される。プリセットされた測光設定の呼び出しは、プリセット切換ボタン２５を押しながらダイアル２９を回すことによって行われる。
前述の基準色温度設定ボタン２３では、あるポイントの測定値を記憶させるが、基準色温度を数値入力する場合は、このボタンを操作する。
【００２３】
レンジ切換ボタン２６は、フラッシュ光を測光する場合に、フラッシュ光の光量の大小に応じて測光レンジを切り換える操作が入力される。フラッシュ光の測光レンジは、例えば、H（ハイ）レンジ、L（ロー）レンジの２段階が用意される。ユーザは、測光時に表示部３０にアンダー表示又はオーバー表示が出た場合には、レンジ切換ボタン２６を押しながらダイアル２９を回すことによってレンジの切換を行う。
【００２４】
測光モード切換ボタン２７は、定常光測定、コードレスフラッシュ光測定、コードインフラッシュ光測定、電波フラッシュ光測定の各測定モード、及び、電波トリガチャンネル設定モードの切換時に操作される。各モードの選択は、測光モード切換ボタン２７を押しながらダイアル２９を回すことによって行う。
【００２５】
表示切換ボタン２８は、測光結果を表示する表示モードの選択時に操作される。色温度成分分析装置１は、複数の表示モードを備えている。
表示モードは、以下の５モードからなる。
Ｄ１：色補正値％表示 （目標：平均色温度）
Ｄ２：色補正値％表示 （目標：ユーザが設定した基準色温度）
Ｄ３：色補正値ＥＶ表示 （目標：平均色温度）
Ｄ４：色補正値ＥＶ表示（目標：ユーザが設定した基準色温度）
Ｄ５：三刺激値・色度・照度表示
ＥＶとは、エクスポージャー・バリューの略で、写真分野で一般的に用いられている単位である。
表示モードの切換は、表示切換ボタン２８を押しながらダイアル２９を回すことによって行う。
ダイアル２９は、上述した各種操作に用いられる回転式の操作部である。
【００２６】
表示部３０は、本体部１０の前面に設けられた液晶表示装置（ＬＣＤ）である。
外部インターフェイス４０は、例えばコンピュータ等の外部の情報処理装置と接続され通信を行うためのものである。外部インターフェイス４０は、例えばＵＳＢ端子を備えている。
外部インターフェイス４０は、受光部５１の４つの測光センサそれぞれの出力値、重み係数、色補正情報等を外部の情報処理装置に転送することが可能となっている。また、色温度成分分析装置１は、外部インターフェイス４０を介して外部の情報処理装置から、各種操作を行えるようになっている。
【００２７】
センサ収容部５０は、本体部１０の上部に設けられ、本体部１０に対して回転可能に支持されている。
センサ収容部５０は、測定対象となる光が入射される受光部５１を備えている。
受光部５１は、例えば乳白色の半透明樹脂材料を用いて形成されたフラットなカバーの内部に、異なった分光感度を有する４つの図示しない測光センサＳｎλ（ｎ＝１〜４）を備えて構成されている。受光部５１は、明るさに応じた各レンジ毎のＡＤ変換値を出力する。
【００２８】
図２は、色温度成分分析装置１の内部構成を示すブロック図である。
色温度成分分析装置１は、さらに情報処理部１００を有する。情報処理部１００は、四色測光値算出部１１０、三色信号処理部１２０、ミレッド値算出部１４０、色補正値算出部１６０、平均色温度算出部１７０等を備えて構成されている。
【００２９】
四色測光値算出部１１０は、受光部からのＡＤ変換値を四色信号値化する。
ここで、各信号値は、以下の式１によって表される。
Ｓｎ＝∫Ｐλ・Ｓｎλ・ｄλ （ｎ＝１〜４） ・・式１
但し、Ｐλ＝光源
【００３０】
三色信号処理部１２０は、四色測光値算出部１１０からの四色信号値に基づいて、三色値ＲＧＢを算出するものである。
三色信号処理部１２０は、三色値算出部１２１、分光感度発生部１２２を備えている。
三色値算出部１２１は、以下示す式２及び式３のように、四色信号値Ｓｎ（ｎ＝１〜４）に所定の分光感度変換係数（ａｉｊ）によって重み付け処理を行って三色値ＲＧＢを算出する。三色値算出部１２１は、本発明にいう測色手段である。分光感度変換係数（ａｉｊ）は、この重み付け処理を行う際の重み付け係数である。
【数１】
【数２】
分光感度発生部１２２は、所定の分光感度変換係数（ａｉｊ）を三色値算出部１２１に提供する。本実施形態においては、合成三色分光感度を等色関数に近似させるようにしている。
等色関数とは、Ｗ．Ｇ．ＷｒｉｇｈｔとＪ．Ｇｕｉｌｄの等色実験に基づき、ＣＩＥで定められた等エネルギスペクトルに対する目の感度であるスペクトル刺激値の感度曲線である。
【００３１】
ミレッド値算出部１４０は、三色値算出部１２１が算出した三色値ＲＧＢの２色比ＢＲ、ＢＧ（またはＲＧ）の対数変換値を以下の式４、式５のように算出し、２種類のミレッド値ＢＲミレッド（ＭＲＤｒｅｄ）、ＢＧミレッド（ＭＲＤｇｒｅｅｎ）を算出する。
【数３】
【数４】
ここで、α、ｒはともに所定の係数であり、Ｒｆｏ、Ｇｆｏ、Ｂｄｏは各色の三色値（出力）を示している。また、ｍｒｅｄ及びｍｇｒｅｅｎはそれぞれ重み付けの係数である。
【００３２】
平均色温度算出部１７０は、ミレッド値算出部１４０からのミレッド値から、平均色温度値（擬似相関色温度）である色温度Ｋ、乖離量ΔＭＲＤｒｅｄ、及び、乖離量ΔＭＲＤｇｒｅｅｎを、以下の式６、式７、式８により算出する。
Ｋ＝1000000／（（ＭＲＤｒｅｄ＋ＭＲＤｇｒｅｅｎ）／２） ・・・式６
ΔＭＲＤｒｅｄ＝ＭＲＤｒｅｄ−（（ＭＲＤｒｅｄ＋ＭＲＤｇｒｅｅｎ）／２）・・・式７
ΔＭＲＤｇｒｅｅｎ＝ＭＲＤｇｒｅｅｎ−（（ＭＲＤｒｅｄ＋ＭＲＤｇｒｅｅｎ）／２）・・・式８
【００３３】
色補正値算出部１６０は、ミレッド値算出部１４０からのミレッド値、及び、平均色温度算出部１７０からの乖離量から、選択された制御単位、目標色温度に対応した色補正量（乖離量情報）を算出する。
ここで、色補正量として、Ｒ成分の補正量、Ｇ成分の補正量等が含まれる。
色補正値算出部１６０は、本発明にいう乖離量情報出力手段である。
例えば、選択された制御単位が％で、目標色温度が平均色温度のときは、
Ｒ成分の補正量（ΔＲ％）＝−（１−２ｅ（（14／1000）・ΔＭＲＤｒｅｄ））・100・・式９
Ｇ成分の補正量（ΔＧ％）＝−(１−２ｅ（（7／1000）・ΔＭＲＤｇｒｅｅｎ）)・100・・式１０
選択された制御単位がＥＶで、目標色温度が平均色温度のときは、
Ｒ成分の補正量（ΔＲＥＶ）−（14／1000）・ΔＭＲＤｒｅｄ・・式１１
Ｇ成分の補正量（ΔＧＥＶ）−（7／1000）・ΔＭＲＤｇｒｅｅｎ・・式１２
選択された制御単位が％で、目標色温度がユーザが設定した基準色温度のときは、
Ｒ成分の補正量
（ΔＲ％）＝１−２ｅ（（14／1000）・（（1000000／Ｋ）−ＭＲＤｒｅｄ））・100・・式１３
Ｇ成分の補正量
（ΔＧ％）＝１−２ｅ（（7／1000）・（（1000000／Ｋ）−ＭＲＤｇｒｅｅｎ））・100・・式１４
但し、Ｋ＝ユーザが設定した基準色温度（ケルビン）
選択された制御単位がＥＶで、目標色温度がユーザが設定した基準色温度のときは、
Ｒ成分の補正量
（ΔＲＥＶ）＝（14／1000）・（（1000000／Ｋ）−ＭＲＤｒｅｄ）・・式１５
Ｇ成分の補正量
（ΔＧＥＶ）＝（7／1000）・（（1000000／Ｋ）−ＭＲＤｇｒｅｅｎ）・・式１６
但し、Ｋ＝ユーザが設定した基準色温度（ケルビン）
なお、式９から式１６の（１４／１０００）と（７／１０００）は一例であり、他の値も採り得る。
【００３４】
次に、色温度成分分析装置１の動作について説明する。
図３は、色温度成分分析装置１の動作の一例を示すフローチャートである。以下、ステップ毎に順を追って説明する。
【００３５】
＜ステップＳ０１：測光ボタン押下＞
ユーザによる測光ボタン２２の長押し操作に応じて、色温度成分分析装置１は以下説明する測光シーケンスを開始する。ステップＳ０２に進む。
＜ステップＳ０２：測光処理＞
情報処理部１００の四色測光値算出部１１０は、受光部５１の各センサから出力値のカウントＳ１〜Ｓ４を取得する。ステップＳ０３に進む。
＜ステップＳ０３：ベースカウント補正＞
四色測光値１１０は、各センサの出力特性を揃えるため、カウント値Ｓ１〜Ｓ４からそれぞれ所定のベース値Ｓ１ＢＡＳＥ〜Ｓ４ＢＡＳＥを減算し、三色信号処理部１２０に提供する。ステップＳ０４に進む。
【００３６】
＜ステップＳ０４：マトリックス演算＞
三色信号処理部１２０は、上述した式２、式３に示すマトリックス演算を行い、各センサの出力値に重み付けを行って、選択されたモードにおける三色値ＲＧＢを生成する。三色信号処理部１２０は、得られた三色値ＲＧＢをミレッド値算出部１４０に提供する。ステップＳ０５に進む。
【００３７】
＜ステップＳ０５：ミレッド値算出＞
ミレッド値算出部１４０は、上述した式４、式５によりミレッド値ＭＲＤred、ＭＲＤgreenを算出する。ステップＳ０６に進む。
【００３８】
＜ステップＳ０６：平均色温度算出＞
平均色温度算出部１７０は、上述した式６により平均色温度値Ｋを算出し、式７によりΔＭＲＤｒｅｄを算出し、式８によりΔＭＲＤｇｒｅｅｎを算出する。
ステップＳ０７に進む。
【００３９】
＜ステップＳ０７：表示モード判別＞
ユーザによって色補正値％表示（目標：平均色温度）モードが選択されている場合は、ステップＳ１０に進む。
また、色補正値ＥＶ表示（目標：平均色温度）モードが選択されている場合は、ステップＳ２０に進む。
また、色補正値％表示（目標：ユーザが設定した基準色温度）モードが選択されている場合は、ステップＳ３０に進む。
また、色補正値ＥＶ表示（目標：ユーザが設定した基準色温度）モードが選択されている場合は、ステップＳ４０に進む。
また、三刺激値・色度・照度表示モードが選択されている場合は、ステップＳ５０に進む。
【００４０】
＜ステップＳ１０：色補正値％表示（目標：平均色温度）＞
表示部３０は、式６によって得られたＫ、式７によって得られたΔＭＲＤｒｅｄ、式８によって得られたΔＭＲＤｇｒｅｅｎ、式９によって得られたΔＲ％、式１０によって得られたΔＧ％を表示する。
図４は、このときの表示例である。
【００４１】
＜ステップＳ２０：色補正値ＥＶ表示（目標：平均色温度）＞
表示部３０は、式６によって得られたＫ、式７によって得られたΔＭＲＤｒｅｄ、式８によって得られたΔＭＲＤｇｒｅｅｎ、式１１によって得られたΔＲＥＶ、式１２によって得られたΔＧＥＶを表示する。
【００４２】
＜ステップＳ３０：色補正値％表示（目標：ユーザが設定した基準色温度）＞
表示部３０は、式６によって得られたＫ、式７によって得られたΔＭＲＤｒｅｄ、式８によって得られたΔＭＲＤｇｒｅｅｎ、式１３によって得られたΔＲ％、式１４によって得られたΔＧ％を表示する。
【００４３】
＜ステップＳ４０：色補正値ＥＶ表示（目標：ユーザが設定した基準色温度）＞
表示部３０は、式６によって得られたＫ、式７によって得られたΔＭＲＤｒｅｄ、式８によって得られたΔＭＲＤｇｒｅｅｎ、式１５によって得られたΔＲＥＶ、式１６によって得られたΔＧＥＶを表示する。
【００４４】
＜ステップＳ５０：三刺激値・色度・照度表示＞
表示部３０は、受光部５１の出力に基づく三刺激値ＸＹＺ、ｘｙ色度値、及び、受光部５１のセンサのうち緑領域に相当するセンサのベースカウント補正後の出力値Ｓ３に基づいて算出される照度を表示する。
図５は、このときの表示部３０における表示例を示している。
【００４５】
以下、実施形態の色温度成分分析装置１における色温度演算結果の一例について説明する。
図６は、試料光源の分光エネルギ分布と、それを各色温度測定方式で算出した色温度値をプランク放射式で表した分光エネルギ分布を表したグラフである。図６において、横軸は波長を示し、縦軸はエネルギを示している。
Ｍ１は、試料光源の分光エネルギ分布を示している。
Ｍ２は、試料光源のＸ波長（Ｒ）とＺ波長（Ｂ）の応答の比による分布温度を、プランク放射式で表した分光エネルギ分布を示している。
M３は、試料光源のＹ波長（Ｇ）とＺ波長（Ｂ）の応答の比による分布温度を、プランク放射式で表した分光エネルギ分布を示している。
Ｍ４は、試料光源のＸ波長とＺ波長の応答の比による分布温度と、試料光源のＹ波長とＺ波長の応答の比による分布温度との平均値を、プランク放射式で表した分光エネルギ分布を示している。
M５は、試料光源の相関色温度（Tｃ）を、プランク放射式で表した分光エネルギ分布を示している。
【００４６】
図６に示すように、この試料光源の場合には、相関色温度Ｍ５に対して、Ｘ波長とＺ波長の応答比による分布温度Ｍ２は高く出て、Ｙ波長とＺ波長の応答比による分布温度Ｍ３は低く出る。
しかし、本実施形態の場合には、分布温度Ｍ２と分布温度Ｍ３との平均温度Ｍ４をとることによって、測定値を相関色温度Ｍ５に近づけることができる。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態によれば、３つの波長をサンプリング対象とし、組み合わせの異なるサンプリング波長からそれぞれ算出したミレッド値（黒体放射エネルギ２色比色温度値）の平均からケルビン値（３色色温度）を算出することによって、３色色温度の測定精度を向上することができる。このため、仮に等色関数に近似した分光感度特性を有するセンサを利用できない場合であっても、算出されたケルビン値を擬似的な相関色温度として扱うことが可能となる。また、等色関数に近似したセンサを利用可能な場合には、よりいっそう測定精度を高めることができる。
【００４８】
また、異なった色の組み合わせに基づいてそれぞれ算出した黒体放射エネルギ２色比色温度値の差は、黒体放射軌跡からの乖離量を示し、この乖離量に基づいて求められるパラメータが試料光源と黒体放射との乖離を調整する調整量となることから、ミレッド値ＭＲＤｒｅｄとＭＲＤｇｒｅｅｍとの差に基づいて、光源の調整等に有益な色補正情報を得ることができる。
【００４９】
さらに、受光部の４つの測光センサの出力値、重み係数、乖離量情報等を外部の情報処理装置に送信する外部インターフェイスを設けたことによって、本体内で保持していない重み付け係数を用いた三色感度の合成や、本体内では実行困難な複雑な処理であっても外部の情報処理装置内で実行することができ、色温度成分分析装置１の機能を拡張することができる。このとき、個々の色温度成分分析装置１毎に工場出荷時等に校正された固有のセンサ重み係数を情報処理装置側へ送信することによって、情報処理装置側において適切な処理を行うことができる。また、各種操作を例えばコンピュータのキーボードや、マウス等のポインティングデバイスを用いて行うことができるため、操作性が向上する。
【００５０】
（変形例）
本発明は、以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
例えば、三色分光感度を得る方式は、実施形態のような合成分光感度方式に限らず、例えば刺激値直読方式、分光測光方式など他の手法によるものであってもよい。
また、表示部の表示態様や表示される情報の組み合わせも、特に限定されない。
また、基準色温度との乖離量の算出方法の別の方法として、平均色温度値と基準色温度のミレッド差をもって公知の方法で色温度変換フィルターを算出し、同時に式７、式８で算出した乖離量とを併せて、基準色温度との乖離量とすることもできる。
【符号の説明】
【００５１】
１ 色温度成分分析装置 １０ 本体部
２０ 操作部 ２１ 電源ボタン
２２ 測光ボタン ２３ 基準色温度設定ボタン
２４ メニューモードボタン ２５ プリセット切換ボタン
２６ レンジ切換ボタン ２７ 測光モード切換ボタン
２８ 表示切換ボタン ２９ ダイアル
３０ 表示部 ４０ 外部インターフェイス
５０ センサ収容部 ５１ 受光部
１００ 情報処理部 １１０ 四色測光値算出部
１２０ 三色信号処理部 １２１ 三色値算出部
１２２ 分光感度発生部
１４０ ミレッド値算出部 １５０ 白色感度設定部
１６０ 色補正値算出部 １７０ 平均色温度算出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を測定して色温度情報を出力する色温度成分分析装置であって、
等色関数と近似した少なくとも３色の分光感度を有し光量に応じた測光信号を出力する測色手段と、
前記測色手段が出力する測光信号を用いてプランク黒体放射式に基づいた黒体放射エネルギ２色比色温度値を色の組み合わせを異ならせて複数求める２色比色温度出力手段と、
前記２色比色温度出力手段が異なった色の組み合わせに基づいてそれぞれ算出した複数の黒体放射エネルギ２色比色温度値の平均値である平均黒体放射色温度値を前記色温度情報として出力する色温度情報出力手段と、
前記２色比色温度出力手段が求めた黒体放射エネルギ２色比色温度値と前記平均黒体放射色温度値との差分である黒体放射分布からの乖離量を出力する乖離量情報出力手段と
を備えることを特徴とする色温度成分分析装置。
【請求項２】
前記２色比色温度出力手段は、青成分及び赤成分に基づいて第１の黒体放射エネルギ２色比色温度値を出力するとともに、青成分及び緑成分に基づいて第２の黒体放射エネルギ２色比色温度値を出力し、
前記色温度情報出力手段は、前記第１の黒体放射エネルギ２色比色温度値と前記第２の黒体放射エネルギ２色比色温度値との平均値である平均黒体放射色温度値を、前記色温度情報として出力し、
前記乖離量情報出力手段は、前記第１の黒体放射エネルギ２色比色温度値と前記平均黒体放射色温度値との差である平均色温度値の黒体放射分布からの赤成分乖離量、及び、前記第２の黒体放射エネルギ２色比色温度値と前記平均黒体放射色温度値との差である平均色温度値の黒体放射分布からの緑成分乖離量を、前記乖離量情報として出力すること
を特徴とする請求項１に記載の色温度成分分析装置。
【請求項３】
所定の基準色温度を設定する基準色温度設定手段を備え、
前記乖離量情報出力手段は、前記第１の黒体放射エネルギ２色比色温度値と前記基準色温度値との差である基準色温度値の黒体放射分布からの赤成分乖離量、及び、前記第２の黒体放射エネルギ２色比色温度値と前記基準色温度値との差である基準色温度値の黒体放射分布からの緑成分乖離量を、前記乖離量情報として出力すること
を特徴とする請求項２に記載の色温度成分分析装置。
【請求項４】
前記色温度情報及び前記乖離量情報と、前記乖離量情報に基づいて求められる色補正情報との少なくとも一方を同時に表示する表示手段を備えること
を特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の色温度成分分析装置。
【請求項５】
前記測色手段の出力に基づいて三刺激値及びｘｙ色度値を出力する機能を備えること
を特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の色温度成分分析装置。
【請求項１】
光を測定して色温度情報を出力する色温度成分分析装置であって、
等色関数と近似した少なくとも３色の分光感度を有し光量に応じた測光信号を出力する測色手段と、
前記測色手段が出力する測光信号を用いてプランク黒体放射式に基づいた黒体放射エネルギ２色比色温度値を色の組み合わせを異ならせて複数求める２色比色温度出力手段と、
前記２色比色温度出力手段が異なった色の組み合わせに基づいてそれぞれ算出した複数の黒体放射エネルギ２色比色温度値の平均値である平均黒体放射色温度値を前記色温度情報として出力する色温度情報出力手段と、
前記２色比色温度出力手段が求めた黒体放射エネルギ２色比色温度値と前記平均黒体放射色温度値との差分である黒体放射分布からの乖離量を出力する乖離量情報出力手段と
を備えることを特徴とする色温度成分分析装置。
【請求項２】
前記２色比色温度出力手段は、青成分及び赤成分に基づいて第１の黒体放射エネルギ２色比色温度値を出力するとともに、青成分及び緑成分に基づいて第２の黒体放射エネルギ２色比色温度値を出力し、
前記色温度情報出力手段は、前記第１の黒体放射エネルギ２色比色温度値と前記第２の黒体放射エネルギ２色比色温度値との平均値である平均黒体放射色温度値を、前記色温度情報として出力し、
前記乖離量情報出力手段は、前記第１の黒体放射エネルギ２色比色温度値と前記平均黒体放射色温度値との差である平均色温度値の黒体放射分布からの赤成分乖離量、及び、前記第２の黒体放射エネルギ２色比色温度値と前記平均黒体放射色温度値との差である平均色温度値の黒体放射分布からの緑成分乖離量を、前記乖離量情報として出力すること
を特徴とする請求項１に記載の色温度成分分析装置。
【請求項３】
所定の基準色温度を設定する基準色温度設定手段を備え、
前記乖離量情報出力手段は、前記第１の黒体放射エネルギ２色比色温度値と前記基準色温度値との差である基準色温度値の黒体放射分布からの赤成分乖離量、及び、前記第２の黒体放射エネルギ２色比色温度値と前記基準色温度値との差である基準色温度値の黒体放射分布からの緑成分乖離量を、前記乖離量情報として出力すること
を特徴とする請求項２に記載の色温度成分分析装置。
【請求項４】
前記色温度情報及び前記乖離量情報と、前記乖離量情報に基づいて求められる色補正情報との少なくとも一方を同時に表示する表示手段を備えること
を特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の色温度成分分析装置。
【請求項５】
前記測色手段の出力に基づいて三刺激値及びｘｙ色度値を出力する機能を備えること
を特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の色温度成分分析装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１２２９４２（Ｐ２０１２−１２２９４２Ａ）
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７５６７６（Ｐ２０１０−２７５６７６）
【出願日】平成２２年１２月１０日（２０１０．１２．１０）
【出願人】（０００１３２５１８）株式会社セコニック (22)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１０日（２０１０．１２．１０）
【出願人】（０００１３２５１８）株式会社セコニック (22)
【Ｆターム（参考）】
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