JPH06281502A - ３色分解測定方法及び装置 - Google Patents
３色分解測定方法及び装置Info
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- JPH06281502A JPH06281502A JP6796793A JP6796793A JPH06281502A JP H06281502 A JPH06281502 A JP H06281502A JP 6796793 A JP6796793 A JP 6796793A JP 6796793 A JP6796793 A JP 6796793A JP H06281502 A JPH06281502 A JP H06281502A
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 9
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- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 19
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 9
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- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明はカラー製品の色情報を高精度に測定
するためのＸＹＺ表色系の測定方法及び装置に関するも
のである。 【構成】 色をＸＹＺ表色系で測定するに際し、まず入
射光をＺ成分反射分離ダイクロイックミラーでＺ成分を
分離し固体撮像素子で測定する。次に上記ミラーを通過
した光をハーフミラーで２等分し、一方の光をＸ成分帯
域通過フィルタを通し、他方の光をＹ成分帯域通過フィ
ルタを通してそれぞれＸ波長成分、Ｙ波長成分を分離し
てそれぞれ固体撮像素子で測定する。このようにＸＹＺ
表色系をより簡単な構成として従来の欠点であった光量
低下の影響をなくし，特にＺ成分の光量損失を少くする
ことができ高精度の色測定ができるものである。
するためのＸＹＺ表色系の測定方法及び装置に関するも
のである。 【構成】 色をＸＹＺ表色系で測定するに際し、まず入
射光をＺ成分反射分離ダイクロイックミラーでＺ成分を
分離し固体撮像素子で測定する。次に上記ミラーを通過
した光をハーフミラーで２等分し、一方の光をＸ成分帯
域通過フィルタを通し、他方の光をＹ成分帯域通過フィ
ルタを通してそれぞれＸ波長成分、Ｙ波長成分を分離し
てそれぞれ固体撮像素子で測定する。このようにＸＹＺ
表色系をより簡単な構成として従来の欠点であった光量
低下の影響をなくし，特にＺ成分の光量損失を少くする
ことができ高精度の色測定ができるものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はカラー製品の色情報をオ
ンラインで高精度に計測する測定方法及び装置に関する
ものである。
ンラインで高精度に計測する測定方法及び装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】図４、図５に色計測に用いられている３
色分解光学ユニットの従来例を示す。図４はＲＧＢ表色
系で、第５図はＸＹＺ表色系で色を計測する例である。
ＲＧＢ表色系はカラーテレビ色再現を目的とした用途が
多く、図７に示すように、大まかにＲ（赤）、Ｇ
（緑）、Ｂ（青）の３波長領域に分ける。そのため、青
反射ダイクロイックミラー６や赤反射ダイクロイックミ
ラー７を使うことにより、光量の損失が少ない光学ユニ
ットを構成できる。しかし、図６に示したような理想的
なＲＧＢ表色系の波長特性と大きく異なるため、正確な
色測定には向かない。表色系としては国際照明委員会
（ＣＩＥ）の勧告によるＸＹＺ表色系（ＲＧＢ表色系か
ら数学的に導出するもの）とＲＧＢ表色系（スペクトル
視感度から求めるもの）とがあるが、ＸＹＺ表色系は正
確な色評価を目的とした表色系であるため、第８図に示
すように、各波長成分の重なりが多い。そのため、ＲＧ
Ｂ表色系のように３波長領域には分離できず、第５図に
示すように、ハーフミラー８、９で測定光を３方向に分
け、固体撮像素子直前でフィルタ１０、１１、１２を介
することにより、それぞれの色分離を行なっている。こ
れにより正確な色分離は可能であるが、２回光量を等分
するため、実際に、固体撮像素子に入射する光量は第９
図に示すようにＺ成分で１／２、ＸＹ成分では１／４に
なる。光量が十分にあったり、光蓄積時間が長い場合は
問題ないが、高速で移動する測定物をオンラインで測定
する際にはＳ／Ｎが低下し、高精度の計測が不可能とな
る。
色分解光学ユニットの従来例を示す。図４はＲＧＢ表色
系で、第５図はＸＹＺ表色系で色を計測する例である。
ＲＧＢ表色系はカラーテレビ色再現を目的とした用途が
多く、図７に示すように、大まかにＲ（赤）、Ｇ
（緑）、Ｂ（青）の３波長領域に分ける。そのため、青
反射ダイクロイックミラー６や赤反射ダイクロイックミ
ラー７を使うことにより、光量の損失が少ない光学ユニ
ットを構成できる。しかし、図６に示したような理想的
なＲＧＢ表色系の波長特性と大きく異なるため、正確な
色測定には向かない。表色系としては国際照明委員会
（ＣＩＥ）の勧告によるＸＹＺ表色系（ＲＧＢ表色系か
ら数学的に導出するもの）とＲＧＢ表色系（スペクトル
視感度から求めるもの）とがあるが、ＸＹＺ表色系は正
確な色評価を目的とした表色系であるため、第８図に示
すように、各波長成分の重なりが多い。そのため、ＲＧ
Ｂ表色系のように３波長領域には分離できず、第５図に
示すように、ハーフミラー８、９で測定光を３方向に分
け、固体撮像素子直前でフィルタ１０、１１、１２を介
することにより、それぞれの色分離を行なっている。こ
れにより正確な色分離は可能であるが、２回光量を等分
するため、実際に、固体撮像素子に入射する光量は第９
図に示すようにＺ成分で１／２、ＸＹ成分では１／４に
なる。光量が十分にあったり、光蓄積時間が長い場合は
問題ないが、高速で移動する測定物をオンラインで測定
する際にはＳ／Ｎが低下し、高精度の計測が不可能とな
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】高速で移動するカラー
製品の色情報を正確に測定しようとするとき、ＲＧＢ色
分離方式では正確な色判別ができない。またＸＹＺ色分
離方式では光量低下によりＳ／Ｎの点で精度が悪くな
る。一般的にはＸＹＺ色分離方式で測定する方が得られ
る情報としては正確なため、光量低下は固体撮像素子出
力を増幅することにより対処しているが、Ｓ／Ｎから考
えるとＳを増幅しても、Ｎも同様に増幅してしまうので
解決策にはならない。また特にＳ／Ｎが悪化するのはＺ
成分である。これはＺ成分の波長帯域では図３に示すよ
うに、固体撮像素子の分光特性上、短波長成分の感度が
悪く、現在の技術でも解決されていない。また、Ｘ、Ｙ
成分はＺ成分との比率で決るため、光量調整をフィルタ
で行なえば可能であるが、基準となるＺ成分は光源など
の絶対的な量で決定してしまうので光量調整が不可能で
ある。以上のように、高精度の色測定を行なうためには
ＸＹＺ色分離方式を採用し、色分離光学ユニットにおか
る光量の低下、特にＺ成分の光量低下を防ぐことが課題
である。
製品の色情報を正確に測定しようとするとき、ＲＧＢ色
分離方式では正確な色判別ができない。またＸＹＺ色分
離方式では光量低下によりＳ／Ｎの点で精度が悪くな
る。一般的にはＸＹＺ色分離方式で測定する方が得られ
る情報としては正確なため、光量低下は固体撮像素子出
力を増幅することにより対処しているが、Ｓ／Ｎから考
えるとＳを増幅しても、Ｎも同様に増幅してしまうので
解決策にはならない。また特にＳ／Ｎが悪化するのはＺ
成分である。これはＺ成分の波長帯域では図３に示すよ
うに、固体撮像素子の分光特性上、短波長成分の感度が
悪く、現在の技術でも解決されていない。また、Ｘ、Ｙ
成分はＺ成分との比率で決るため、光量調整をフィルタ
で行なえば可能であるが、基準となるＺ成分は光源など
の絶対的な量で決定してしまうので光量調整が不可能で
ある。以上のように、高精度の色測定を行なうためには
ＸＹＺ色分離方式を採用し、色分離光学ユニットにおか
る光量の低下、特にＺ成分の光量低下を防ぐことが課題
である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するために、より簡単な構成でＸＹＺ色分離系の欠点
である光量低下による影響を少くしたものである。即
ち、被測定光をダイクロイックミラーを通してＺ波長成
分を分離測定し、次いで前記ダイクロイックミラーを通
過した被測定光をハーフミラーで２等分し、一方の被測
定光をＸ成分帯域通過フィルタを通し、他方の被測定光
をＹ成分帯域通過フィルタを通した後それぞれ測定する
ことを特徴とする３色分離測定方法を提供するものであ
る。
決するために、より簡単な構成でＸＹＺ色分離系の欠点
である光量低下による影響を少くしたものである。即
ち、被測定光をダイクロイックミラーを通してＺ波長成
分を分離測定し、次いで前記ダイクロイックミラーを通
過した被測定光をハーフミラーで２等分し、一方の被測
定光をＸ成分帯域通過フィルタを通し、他方の被測定光
をＹ成分帯域通過フィルタを通した後それぞれ測定する
ことを特徴とする３色分離測定方法を提供するものであ
る。
【０００５】又、被測定光のＺ波長成分光を反射し、他
の波長成分光を透過させるＺ成分反射分離ダイクロイッ
クミラーと、該ミラーにより反射したＺ波長成分光を測
定する固体撮像素子と、前記ミラーを透過した被測定光
を２等分するハーフミラーと、２等分された一方の被測
定光のＸ波長成分光を分離するＸ成分帯域通過フィルタ
と、同フィルタを透過したＸ波長成分光を測定する固体
撮像素子と、前記２等分された他方の光のＹ波長成分光
を分離するＹ成分帯域通過フィルタと、同フィルタを透
過したＹ波長成分光を測定する固体撮造素子とから成る
ことを特徴とする３色分解測定装置を提供するものであ
る。
の波長成分光を透過させるＺ成分反射分離ダイクロイッ
クミラーと、該ミラーにより反射したＺ波長成分光を測
定する固体撮像素子と、前記ミラーを透過した被測定光
を２等分するハーフミラーと、２等分された一方の被測
定光のＸ波長成分光を分離するＸ成分帯域通過フィルタ
と、同フィルタを透過したＸ波長成分光を測定する固体
撮像素子と、前記２等分された他方の光のＹ波長成分光
を分離するＹ成分帯域通過フィルタと、同フィルタを透
過したＹ波長成分光を測定する固体撮造素子とから成る
ことを特徴とする３色分解測定装置を提供するものであ
る。
【０００６】
【作用】本発明は上記のような方法及び装置となるの
で、まず方法の発明においては、ダイクロイックミラー
でＺ波長成分を分離し測定する。次いで前記ダイクロイ
ックミラーを通過した光はハーフミラーで２等分され、
一方の光はＸ成分帯域通過フィルタを通してＸ波長成分
が測定され、他方の光はＹ成分帯域通過フィルタを通し
てＹ波長成分が測定される。
で、まず方法の発明においては、ダイクロイックミラー
でＺ波長成分を分離し測定する。次いで前記ダイクロイ
ックミラーを通過した光はハーフミラーで２等分され、
一方の光はＸ成分帯域通過フィルタを通してＸ波長成分
が測定され、他方の光はＹ成分帯域通過フィルタを通し
てＹ波長成分が測定される。
【０００７】又、装置の発明においては、Ｚ成分反射分
離ダイクロイックミラーでＺ波長成分が分離され、固体
撮像素子で測定される。前記ダイクロイックミラーを通
過したその他の光はハーフミラーで２等分され、一方の
光はＸ成分帯域通過フィルタを通してＸ波長成分が分離
され、固体撮像素子で測定され、他方の光はＹ成分帯域
通過フィルタでＹ波長成分が分離され、固体撮像素子で
測定されることになる。
離ダイクロイックミラーでＺ波長成分が分離され、固体
撮像素子で測定される。前記ダイクロイックミラーを通
過したその他の光はハーフミラーで２等分され、一方の
光はＸ成分帯域通過フィルタを通してＸ波長成分が分離
され、固体撮像素子で測定され、他方の光はＹ成分帯域
通過フィルタでＹ波長成分が分離され、固体撮像素子で
測定されることになる。
【０００８】このような測定方法及び装置により、ＸＹ
Ｚ表色系をより簡単な構成として従来の欠点であった光
量低下による影響をなくし、特にＺ成分の光量損失を少
くすることができ、高精度の色測定ができるものであ
る。
Ｚ表色系をより簡単な構成として従来の欠点であった光
量低下による影響をなくし、特にＺ成分の光量損失を少
くすることができ、高精度の色測定ができるものであ
る。
【０００９】
【実施例】以下本発明の実施例を図面を使用して説明す
る。図１は本発明の第一実施例である３色分解光学ユニ
ットの構成図である。レンズなどにより、図面の左方向
から測定光が集光され３色分解光学ユニットに入射して
くる。ユニットに入射した測定光は、まず、Ｚ成分反射
分離ダイクロイックミラー１で５００ｎｍ以下のＺ波長
成分を分離する。このときの分離された波長は図１１の
５００ｎｍ以下の分布になる。分離されたＺ成分光はユ
ニットから取り出され、固体撮像素子５ａへ照射され
る。また、５００ｎｍ以上の光はハーフミラー２によっ
て２等分され、それぞれＹ成分帯域透過フィルタ３、Ｘ
成分帯域通過フィルタ４を介して固体撮像素子５ｂ、５
ｃへそれぞれ照射される。なお、フィルタは図１１の５
００ｎｍ以上のような分布を持つように、それぞれ作成
されている。そして、このような構成にすると、図５に
示した従来のＸＹＺ表色系光学ユニットでは５点あった
光学構成要素が４点に減り、コスト、加工の面において
も優位になる。
る。図１は本発明の第一実施例である３色分解光学ユニ
ットの構成図である。レンズなどにより、図面の左方向
から測定光が集光され３色分解光学ユニットに入射して
くる。ユニットに入射した測定光は、まず、Ｚ成分反射
分離ダイクロイックミラー１で５００ｎｍ以下のＺ波長
成分を分離する。このときの分離された波長は図１１の
５００ｎｍ以下の分布になる。分離されたＺ成分光はユ
ニットから取り出され、固体撮像素子５ａへ照射され
る。また、５００ｎｍ以上の光はハーフミラー２によっ
て２等分され、それぞれＹ成分帯域透過フィルタ３、Ｘ
成分帯域通過フィルタ４を介して固体撮像素子５ｂ、５
ｃへそれぞれ照射される。なお、フィルタは図１１の５
００ｎｍ以上のような分布を持つように、それぞれ作成
されている。そして、このような構成にすると、図５に
示した従来のＸＹＺ表色系光学ユニットでは５点あった
光学構成要素が４点に減り、コスト、加工の面において
も優位になる。
【００１０】図２は本発明の第二実施例である３色分解
光学ユニットの構成図である。これはＺ成分反射分離ダ
イクロイック膜１ａとハーフミラー膜２ａをプリズム２
０内に取付け、Ｙ、Ｘ成分帯域通過フィルタ３ａ、４ａ
をそれぞれプリズム２０からの取りだし口に貼り合わせ
た光学ユニットである。第２面のＺ成分反射分離ダイク
ロイックミラーのＺ成分波長特性やＸ、Ｙ成分帯域通過
フィルタの特性は第一実施例と同様であるが、プリズム
化することにより、小型でコンパクトな光学系を作成で
き、また生産性の向上にもつながる。
光学ユニットの構成図である。これはＺ成分反射分離ダ
イクロイック膜１ａとハーフミラー膜２ａをプリズム２
０内に取付け、Ｙ、Ｘ成分帯域通過フィルタ３ａ、４ａ
をそれぞれプリズム２０からの取りだし口に貼り合わせ
た光学ユニットである。第２面のＺ成分反射分離ダイク
ロイックミラーのＺ成分波長特性やＸ、Ｙ成分帯域通過
フィルタの特性は第一実施例と同様であるが、プリズム
化することにより、小型でコンパクトな光学系を作成で
き、また生産性の向上にもつながる。
【００１１】本実施例の効果について述べると、ＸＹＺ
色分離光学ユニットで光量低下を防ぐためには図７のＲ
ＧＢ色分離方式のように波長領域で分離するのが望まし
いが、各領域が重なっているため、３つには分離できな
い。しかし、図１０に示すように、比較的重なりが少な
い５００ｎｍ付近で分離することにより、特に光量低下
に問題があるＺ成分を光量低下無しで得ることができ、
しかも波長特性分布を大きく変えることにならない。ま
た、５００ｎｍ以下のＺ成分とＸ成分の重なりは、ほぼ
相似な波長特性を持っているのでＺ成分から測定後計算
すれば良い。残りのＸとＹ波長領域は重なりが多いた
め、波長領域で分離することはやめ、５００〜７００ｎ
ｍ領域の光を２等分し、それぞれフィルター３、４によ
り色分離をする。このような方法をとるとＸ、Ｙ成分の
光量はＺ成分より低下するが、もともとＺ成分に比べて
比率が低く、また、前述のようにフィルタで光量調整す
ることが出来るため、問題とはならない。上記手段で分
光した結果が図１１である。図９と比較すると、同一の
光量が得られた場合、それぞれＺ成分で２倍、Ｘ、Ｙ成
分は４倍多い光量が固体撮像素子上に照射される。
色分離光学ユニットで光量低下を防ぐためには図７のＲ
ＧＢ色分離方式のように波長領域で分離するのが望まし
いが、各領域が重なっているため、３つには分離できな
い。しかし、図１０に示すように、比較的重なりが少な
い５００ｎｍ付近で分離することにより、特に光量低下
に問題があるＺ成分を光量低下無しで得ることができ、
しかも波長特性分布を大きく変えることにならない。ま
た、５００ｎｍ以下のＺ成分とＸ成分の重なりは、ほぼ
相似な波長特性を持っているのでＺ成分から測定後計算
すれば良い。残りのＸとＹ波長領域は重なりが多いた
め、波長領域で分離することはやめ、５００〜７００ｎ
ｍ領域の光を２等分し、それぞれフィルター３、４によ
り色分離をする。このような方法をとるとＸ、Ｙ成分の
光量はＺ成分より低下するが、もともとＺ成分に比べて
比率が低く、また、前述のようにフィルタで光量調整す
ることが出来るため、問題とはならない。上記手段で分
光した結果が図１１である。図９と比較すると、同一の
光量が得られた場合、それぞれＺ成分で２倍、Ｘ、Ｙ成
分は４倍多い光量が固体撮像素子上に照射される。
【００１２】
【発明の効果】以上述べてきたように、本発明の３色分
解測定方法及び装置によれば、色を評価するのに最適な
ＸＹＺ表色計を、より簡単な構成とすることができる。
又、ＸＹＺ色分離光学系の欠点であった光量低下による
影響をすくなくし、特に固定撮像素子の感度が低下する
短波長のＺ成分を光量損失なく得ることが出来る。更
に、光量損失を防ぐことにより、固体撮像素子の光蓄積
量が少ない、高速搬送物などの色測定がオンラインで、
しかも高精度（高Ｓ／Ｎ）で実現できるようになる。こ
のように、カラー画像測定に必要な可視光情報を正確
に、しかも光量損失を少なく得ることができ、高速で移
動する測定物をオンラインで精度良く計測できる。
解測定方法及び装置によれば、色を評価するのに最適な
ＸＹＺ表色計を、より簡単な構成とすることができる。
又、ＸＹＺ色分離光学系の欠点であった光量低下による
影響をすくなくし、特に固定撮像素子の感度が低下する
短波長のＺ成分を光量損失なく得ることが出来る。更
に、光量損失を防ぐことにより、固体撮像素子の光蓄積
量が少ない、高速搬送物などの色測定がオンラインで、
しかも高精度（高Ｓ／Ｎ）で実現できるようになる。こ
のように、カラー画像測定に必要な可視光情報を正確
に、しかも光量損失を少なく得ることができ、高速で移
動する測定物をオンラインで精度良く計測できる。
【図１】本発明の一実施例に係る３色分解測定装置の全
体構成図である。
体構成図である。
【図２】本発明をプリズム型光学ユニット構成にした第
二実施例の全体構成図である。
二実施例の全体構成図である。
【図３】代表的な固体撮像素子の分光感度特性図であ
る。
る。
【図４】従来のＲＧＢ色分離方式の光学ユニットの構成
図である。
図である。
【図５】従来のＸＹＺ色分離方式の光学ユニットの構成
図である。
図である。
【図６】理想的なＲＧＢ表色系の分光分布特性図であ
る。
る。
【図７】代表的なＲＧＢ色分離光学系の分光分布特性図
である。
である。
【図８】ＸＹＺ表色系の分光分布特性図である。
【図９】従来のＸＹＺ色分離光学系を使用した場合の分
光分布特性図である。
光分布特性図である。
【図１０】本発明の色分離方式の分光特性の説明図であ
る。
る。
【図１１】本発明の色分離方式を使用した場合の分光分
布特性図である。
布特性図である。
【符号の説明】 １ Ｚ成分反射分離ダイクロイックミラー １ａ ダイクロイック膜 ２ ハーフミラー ２ａ ハーフミラー膜 ３ Ｙ成分帯域通過フィルタ ３ａ Ｙ成分帯域通過フィルタ ４ Ｘ成分帯域通過フィルタ ４ａ Ｘ成分帯域通過フィルタ ５ａ 固体撮像素子 ５ｂ 固体撮像素子 ５ｃ 固体撮像素子 ２０ プリズム
Claims (2)
- 【請求項１】 被測定光をダイクロイックミラーを通し
てＺ波長成分を分離測定し、次いで前記ダイクロイック
ミラーを通過した被測定光をハーフミラーで２等分し、
一方の被測定光をＸ成分帯域通過フィルタを通し、他方
の被測定光をＹ成分帯域通過フィルタを通した後それぞ
れ測定することを特徴とする３色分解測定方法。 - 【請求項２】 被測定光のＺ波長成分光を反射し、他の
波長成分光を透過させるＺ成分反射分離ダイクロイック
ミラーと、該ミラーにより反射したＺ波長成分光を測定
する固体撮像素子と、前記ミラーを透過した被測定光を
２等分するハーフミラーと、２等分された一方の被測定
光のＸ波長成分光を分離するＸ成分帯域通過フィルタ
と、同フィルタを透過したＸ波長成分光を測定する固体
撮像素子と、前記２等分された他方の光のＹ波長成分光
を分離するＹ成分帯域通過フィルタと、同フィルタを透
過したＹ波長成分光を測定する固体撮造素子とから成る
ことを特徴とする３色分解測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6796793A JPH06281502A (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | ３色分解測定方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6796793A JPH06281502A (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | ３色分解測定方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06281502A true JPH06281502A (ja) | 1994-10-07 |
Family
ID=13360259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6796793A Withdrawn JPH06281502A (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | ３色分解測定方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06281502A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010197358A (ja) * | 2009-02-27 | 2010-09-09 | Tokai Kogaku Kk | 分光分析装置及び元素分析装置 |
-
1993
- 1993-03-26 JP JP6796793A patent/JPH06281502A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010197358A (ja) * | 2009-02-27 | 2010-09-09 | Tokai Kogaku Kk | 分光分析装置及び元素分析装置 |
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| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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