(57)【要約】      （修正有）【課題】少なくとも3つのカラーチャネルを含むフィルタ色測定デバイスのための較正方法を提供する。【解決手段】カラーチャネルの出力信号を三刺激色値に変換するための較正行列が形成される。較正はスペクトル的に実行され、色測定デバイスのカラーチャネルのスペクトル感度、および一般的な光源のスペクトル放射特性が測定および記憶され、当該スペクトル感度および光源のスペクトル放射特性、ならびにCIE1931による標準観測者のスペクトル評価関数から較正行列が算出される。【選択図】図４
2012215570.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも3つのカラーチャネルを含むフィルタ色測定デバイスのための較正方法であって、前記カラーチャネルの出力信号を三刺激色値に変換するための較正行列が形成され、前記較正はスペクトル的に実行され、前記色測定デバイスの前記カラーチャネルのスペクトル感度が測定および記憶され、該スペクトル感度、および、標準観測者、特にCIE1931による標準観測者のスペクトル評価関数から前記較正行列が算出される、方法。
【請求項２】
目標光源の発光スペクトルが測定および記憶され、該発光スペクトルが前記較正行列の前記算出に組み込まれる、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記較正行列は、以下の行列式を、該較正行列の要素について解くことによって算出され、
P * S * CM = P * CMF
式中、Pは、前記要素が、前記目標光源の異なる複数の色に関する、該目標光源の前記発光スペクトルの個々のスペクトル値である行列であり、Sは、前記要素が、前記色測定デバイスの前記カラーチャネルの前記スペクトル感度の個々の前記スペクトル値である行列であり、CMFは、前記要素が、前記標準観測者、特にCIE1931による前記標準観測者の前記スペクトル評価関数の前記個々のスペクトル値である行列である、請求項2に記載の方法。
【請求項４】
同じタイプの異なる複数の前記目標光源に対する前記発光スペクトルが測定および記録され、これらの発光スペクトルから結合発光スペクトルが形成され、この結合発光スペクトルに基づいてタイプ特有の較正行列が算出される、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記タイプ特有の較正行列は、以下の行列式を、該タイプ特有の較正行列の前記要素について解くことによって算出され、
PK * S * CMt = PK * CMF
式中、PKは、前記要素が、同じタイプの個々の前記目標光源の、それぞれ種々の色に関する、該個々の目標光源の前記発光スペクトルの個々の前記スペクトル値である行列であり、Sは、前記要素が、前記色測定デバイスの前記カラーチャネルの前記スペクトル感度の個々の前記スペクトル値である行列であり、CMFは、前記要素が、前記標準観測者、特にCIE1931による前記標準観測者の前記スペクトル評価関数の個々の前記スペクトル値である行列である、請求項4に記載の方法。
【請求項６】
一般較正行列が、以下の行列式を、該一般較正行列の前記要素について解くことによって算出され、
S * CMg = CMF
式中、Sは、前記要素が、前記色測定デバイスの前記カラーチャネルの前記スペクトル感度の個々の前記スペクトル値である行列であり、CMFは、前記要素が、前記標準観測者、特にCIE1931による前記標準観測者の前記スペクトル評価関数の個々の前記スペクトル値である行列である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
一般較正行列が、以下の行列式を、該一般較正行列の前記要素について解くことによって算出され、
S * CMg=CMF
式中、Sは、前記要素が、前記色測定デバイスの前記カラーチャネルの前記スペクトル感度の個々の前記スペクトル値である行列であり、CMFは、前記要素が、前記標準観測者、特にCIE1931による前記標準観測者の前記スペクトル評価関数の個々の前記スペクトル値である行列である、請求項4に記載の方法。
【請求項８】
一般較正行列が、以下の行列式を、該一般較正行列の前記要素について解くことによって算出され、
S * CMg = CMF
式中、Sは、前記要素が、前記色測定デバイスの前記カラーチャネルの前記スペクトル感度の個々の前記スペクトル値である行列であり、CMFは、前記要素が、前記標準観測者、特にCIE1931による前記標準観測者の前記スペクトル評価関数の個々の前記スペクトル値である行列である、請求項5に記載の方法。
【請求項９】
前記較正行列はそれぞれ、前記色測定デバイスが測定に使用される直前に再算出される、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記色測定デバイスの前記カラーチャネルの前記スペクトル感度は、前記色測定デバイスの不揮発性メモリ内、または前記色測定デバイスの識別データに関連付けてデータベース内に記憶され、前記較正行列を算出するために前記メモリおよび／または前記データベースから読み出される、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
複数の前記目標光源の前記発光スペクトルが測定され、前記目標光源のモデル情報および／またはタイプ情報に関連付けてデータベース内に記憶され、特定の前記目標光源の前記モデルまたはタイプに対応する発光スペクトルが前記データベースから選択され、前記較正行列を算出するために使用される、請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
複数の前記目標光源の前記発光スペクトルが測定され、前記目標光源のモデル情報および／またはタイプ情報に関連付けてデータベース内に記憶され、特定の前記目標光源の前記モデルまたはタイプに対応する発光スペクトルが前記データベースから選択され、前記較正行列を算出するために使用される、請求項4に記載の方法。
【請求項１３】
複数の前記目標光源の前記発光スペクトルが測定され、前記目標光源のモデル情報および／またはタイプ情報に関連付けてデータベース内に記憶され、特定の前記目標光源の前記モデルまたはタイプに対応する発光スペクトルが前記データベースから選択され、前記較正行列を算出するために使用される、請求項5に記載の方法。
【請求項１４】
一般較正行列（CMg）が、以下の行列式を、該一般較正行列（CMg）の前記要素について解くことによって算出され、
S * CMg = CMF
式中、Sは、前記要素が、前記色測定デバイスの前記カラーチャネルの前記スペクトル感度の個々の前記スペクトル値である行列であり、CMFは、前記要素が、前記標準観測者の前記スペクトル評価関数の個々の前記スペクトル値である行列である、請求項1〜13のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記較正行列（CM）はそれぞれ、前記色測定デバイスが測定に使用される直前に再算出される、請求項1〜14のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記色測定デバイスの前記カラーチャネルの前記スペクトル感度（S）は、前記色測定デバイスの不揮発性メモリ（MEM）内、または前記色測定デバイスの識別データに関連付けてデータベース内に記憶され、前記較正行列（CM）を算出するために前記メモリ（MEM）および／または前記データベースから読み出される、請求項1〜15のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
複数の前記目標光源の前記発光スペクトル（P）が測定され、前記目標光源のモデル情報およびタイプ情報のうちの少なくとも1つに関連付けてデータベース内に記憶され、特定の前記目標光源の前記モデルまたはタイプに対応する発光スペクトル（P）が前記データベースから選択され、前記較正行列（CM）を算出するために使用される、請求項1〜16のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記標準観測者はCIE1931に従って確立される、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルタ色測定デバイスを較正するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
色測定デバイスは、使用される測定技術に基づいて実質的に2つのクラス、すなわちスペクトル測定デバイスとフィルタ測定デバイスに分けることができる。スペクトル測定デバイスは、スペクトル測定値を使用して、実際に関心のある任意の他の変数（例えば、色値、色濃度値など）を導出することができることが知られているため、最も一般的である。フィルタ測定デバイスはそれほど一般的ではないが、逆に設計がそれほど複雑でなく、それに応じてよりコスト効率的である。基礎となる測定技術にかかわりなく、色測定デバイスは、測定データを評価する制御コンピュータと接続して使用するための自律デバイスとして、または周辺測定デバイスとして具現化することができる。自律色測定デバイスは、測定動作に必要なすべての演算部および表示部、およびさらにそれ自体の電源とを備え、多くの場合さらに、コンピュータと通信するためのインタフェースを装備しており、測定データおよび制御データの両方をコンピュータと交換することができる。周辺測定デバイスとして構成される色測定デバイスは、一般的にそれ自体の演算部および表示部を有さず、任意の他の周辺コンピュータデバイスのような上位コンピュータによって制御される。コンピュータと通信するために、より現代的な色測定デバイスは、例えばいわゆるUSB（ユニバーサル・シリアル・バス）インタフェースが装着されることが多く、それを介して多くの場合、同時に（取り付けられるコンピュータから）電力を供給することも可能である。このような測定デバイスのための設計は、例えば米国特許第7671991号明細書（≒欧州特許第1845350号明細書）に記載されている。
【０００３】
色測定デバイスは、それらの実施形態および補助装置に応じて、多数の測定タスクに使用することができる。色測定デバイスに対する1つの特定の使用分野は、モニタに対する測定、具体的には色プロファイルの較正および作成を目的とするものであり、色測定デバイスは測定されるべきモニタ上に手作業で位置決めされて当該モニタに接触するか、またはモニタから近い距離（好ましくは20cmを下回る）に配置される。他のアプリケーション機能では、色測定デバイスを、周辺光を測定するために、または場合によっては、例えば電子プロジェクタ（ビデオプロジェクタ）によって照明される投影領域に対する（遠隔）測定のためにも使用することができる。これらの点も同様に、例えば米国特許第7671991号明細書（≒欧州特許第1845350号明細書）に記載されている。
【０００４】
本発明はもっぱら、フィルタ色測定デバイスに関する。このようなフィルタ色測定デバイスは、分光透過性の異なる3つ以上の色フィルタを介して受け取られた測定光を、自身に当たる光を対応する測定信号に変換する、対応する光電子センサに向けて方向付ける光学素子を有する。異なる色フィルタおよび関連するセンサの数が、色測定デバイスのいわゆるカラーチャネルの数を決定する。
【０００５】
正確な色測定のために、色測定デバイスは、CIE1931による標準観測者の評価スペクトル（等色関数）CMFに対応する測定値をもたらすことが可能であるべきである。しかしながら、実際の色フィルタおよび関連するセンサを使用すると、上記評価スペクトル（等色関数）を正確に、または少なくとも正当と認められる設計の複雑度において再現することはできず、従って、このようなフィルタ色測定デバイスによって生成される測定データは、実用においては標準三刺激色値X、Y、Zを良くも悪くも近似するにすぎない。それゆえ、測定データを処理する必要があり、色測定デバイスの個々のカラーチャネルの出力信号が、デバイス特有の較正行列を使用して（較正行列を乗算されて）変換され、当該較正行列の要素は、変換および／または行列乗算の結果が可能な限り標準三刺激色値に対応するように選択される。
【０００６】
以下において、色測定デバイスを較正することおよび／または色測定デバイスのための較正方法は、上記較正行列を求めることを意味するものとして理解される。
【０００７】
フィルタ色測定デバイスは従来、（高精度デバイスであると想定される）基準三刺激色測定デバイスによる比較測定に基づいて較正されていた。調整可能光源、例えばコンピュータによって制御されるモニタが、較正されるべきフィルタ色測定デバイスおよび基準色測定デバイスの両方によって同時にまたは順次評価される一連のカラーパッチを生成し、較正されるべきフィルタ色測定デバイスは、各々n個のカラーチャネル出力値[C] = C1,1...Cf,nを含むfセットを生成し、基準色測定デバイスは対応してfセットの三刺激色値[T] = X1...Xf,Y1...Yf,Z1...Zfを生成する。これらの値は行列式[T] = [C] * [M]内に入力され、式中、[M]は求められる較正行列であり、次元3*nを呈する。評価されるカラーパッチの数fは少なくとも3でなければならないが、通常それよりも大きい。その後、この行列式が[M]について解かれる。f > 3の場合、この式は最小2乗誤差法を用いて解かれる。f = 3である場合、解は直接見出される。その後、較正行列[M]を、フィルタ色測定デバイス自体または外部コンピュータ内のいずれかに格納して、フィルタ色測定デバイスのカラーチャネル出力値を三刺激色値に変換するのに使用することができる。
【０００８】
この既知の較正方法は、2つの重大な欠点を有する。一方では、当該方法はよくメンテナンスされた（安定で不変の）光源、および対応してよくメンテナンスされた基準色測定デバイスを必要とする。これは、そうでなければ較正の再現性が著しく低減し得るためである。他方では、このようにして求められる較正行列[M]は、較正に使用される光源のf個のカラーパッチに対する最適解（最良の適合）を表しているにすぎないため、他の光源に対する測定の適用において重大な誤差が発生する可能性がある。
【発明の概要】
【０００９】
そこで、本発明が意図するところは、フィルタ色測定デバイスのための較正方法のこれらの欠点を回避することである。
【００１０】
本発明によって解決することもできるこの好ましい目的は、カラーチャネルの出力信号を三刺激色値に変換するための較正方法によって解決することができ、較正はスペクトル的に実行され、色測定デバイスのカラーチャネルのスペクトル感度が測定および記憶され、当該スペクトル感度、および、標準観測者、特にCIE1931による標準観測者のスペクトル評価関数から較正行列が算出される。
【００１１】
本発明による較正方法の有利な実施形態および発展も以下において開示される。
【００１２】
本発明の1つの態様は以下のとおりである、すなわち、少なくとも3つのカラーチャネルを含むフィルタ色測定デバイスのための較正方法において、カラーチャネルの出力信号を三刺激色値に変換するための較正行列が形成される。較正は、色測定デバイスのカラーチャネルのスペクトル感度を測定および記憶することによって、ならびに、当該スペクトル感度、および、CIE1931による標準観測者のスペクトル評価関数から較正行列を算出することによってスペクトル的に実行される。スペクトル的に較正することによって、CIEによる評価関数（等色関数）をより良好に近似することが可能となる。
【００１３】
特に有利な実施形態によれば、目標光源の発光スペクトルが測定および記憶され、この発光スペクトルが較正行列の算出に組み込まれる。目標光源を組み込むことによって、光源に関連する測定誤差を低減することが可能となる。
【００１４】
その後、較正行列（CM）が、好ましくは以下の行列式を較正行列の要素について解くことによって算出される。
【００１５】
p * S * CM = P * CMF
式中、Pは、その要素が、目標光源の種々の色に関する、目標光源の発光スペクトルの個々のスペクトル値である行列であり、Sは、その要素が、色測定デバイスのカラーチャネルのスペクトル感度の個々のスペクトル値である行列であり、CMFは、その要素が、CIE1931による標準観測者または別のこのような基準のスペクトル評価関数の個々のスペクトル値である行列である。標準的なシナリオでは、これは、例えば既知の最小2乗誤差法によって解くことができる過剰決定の連立方程式である。
【００１６】
本発明による方法の有利な発展によれば、同じ種類の異なる複数の目標光源に関する発光スペクトルが測定および記憶される。これらの発光スペクトルから結合発光スペクトルが形成され、この結合発光スペクトルに基づいてタイプ特有の較正行列が算出される。この手法は、各目標光源モデルについて専用の発光スペクトルを測定および記憶する必要がないという利点を有する。
【００１７】
その後、タイプ特有の較正行列（CMt）が、有利には以下の行列式を、タイプ特有の較正行列の要素について解くことによって算出される。
【００１８】
PK * S * CMt = PK * CMF
式中、PKは、その要素が、同じタイプの個々の目標光源の、それぞれ種々の色に関する発光スペクトルの個々のスペクトル値である行列であり、Sは、その要素が、色測定デバイスのカラーチャネルのスペクトル感度の個々のスペクトル値である行列であり、CMFは、その要素が、CIE1931による標準観測者のスペクトル評価関数の個々のスペクトル値である行列である。
【００１９】
一般較正行列が、有利には以下の行列式を、一般較正行列の要素について解くことによって算出される。
【００２０】
S * CMg = CMF
式中、Sは、その要素が、色測定デバイスのカラーチャネルのスペクトル感度の個々のスペクトル値である行列であり、CMFは、その要素が、CIE1931による標準観測者またはCMFの別の基準セットのスペクトル評価関数の個々のスペクトル値である行列である。目標光源について適切な発光スペクトルが利用可能でない場合には、一般較正行列が有利である。
【００２１】
本発明内の重要な概念によれば、較正行列はそれぞれ、色測定デバイスが測定に使用される直前に再算出される。これは、較正が常に最新であり、目標光源に対して調整されているという利点を有する。
【００２２】
色測定デバイスのカラーチャネルのスペクトル感度は好ましくは、色測定デバイス自体の不揮発性メモリ内、または色測定デバイスの識別データに関連付けてデータベース内に記憶され、較正行列を算出するためにメモリおよび／またはデータベースから読み出される。これは、色測定デバイスのスペクトル感度を製造元でさえ測定することができ、単純な方法でユーザに提供することができるという利点を有する。
【００２３】
多数の目標光源の発光スペクトルが測定され、測定される目標光源のモデル情報および／またはタイプ情報と関連付けてデータベース内に記憶されることも有利であり、特定の目標光源のモデルまたはタイプに対応する発光スペクトルがデータベースから選択され、較正行列を算出するために使用される。この手法は、すべての可能な目標光源に対して多数の発光スペクトルが提供されることを可能にし、新たな目標光源の発光スペクトルを追加することによって、および／または利用可能な発光スペクトルを更新することによってデータベースを単純に補完および更新することを可能にする。
【００２４】
以下において、図面に基づいて本発明をより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】外部コンピュータと接続するフィルタ色測定デバイスの概略図である。
【図２】フィルタ色測定デバイスをスペクトル的に特性化するための測定構成および方法ステップの概略図である。
【図３】モニタをスペクトル的に特性化するための測定構成および方法ステップの概略図である。
【図４】較正行列を算出するための方法ステップの概略図である。
【図５】フィルタ色測定デバイスの実際の測定の適用におけるプロセスの概略図である。
【図６】本発明に従って開示された較正方法に関する重要なステップを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
下記の図面の説明において、以下の記載例が適用される、すなわち、1つの図内で個別の参照符号が指示されていない場合、これに関しては残りの図および本明細書の対応する部分が参照される。「色測定デバイス」という略語は、常にフィルタ色測定デバイスを意味するものとして理解される。「目標光源」は、色測定デバイスがそのために較正される光源を意味するものとして理解される。目標光源は任意の種類の光源、特にモニタ、TV受信機、任意のタイプの表示デバイス、電子プロジェクタなどとすることができる。
【００２７】
図1に示される色測定デバイスは、全体がCMD（色測定デバイス）によって示されており、この場合、例えば3つのチャネルを有するフィルタ色測定デバイスとして構成される。それは、入力レンズL1と、開口Bと、拡散器Dと、センサレンズL2と、異なる分光透過性を呈する3つの色フィルタF1、F2、F3と、プリント回路基板（PCB）上に配列される3つの光電子センサLS1、LS2、LS3とを備える。デジタル測定電子機器MEがプリント回路基板上に載置され、それらとしては不揮発性メモリMEMと通信インタフェースUSBとを備える。
【００２８】
色測定デバイスCMDは、関連付けられるモニタMCを備える外部コンピュータCextにケーブルDCを介して接続され、当該ケーブルは通信インタフェースUSBに接続され、これも外部コンピュータCextからケーブルDCを介して電力を供給される。
【００２９】
入力レンズL1を通じて色測定デバイスCMDに入射する測定光MLは開口B、拡散器D、センサレンズL2および色フィルタF1、F2、F3を通過した後、3つのセンサLS1、LS2、LS3に当たる。後者は対応する電子測定信号を生成し、当該信号は、測定電子機器MEによって通信インタフェースUSBにおいてデジタル形式で提供される。
【００３０】
センサLS1、LS2、LS3が測定電子機器MEによって制御され、デジタル測定信号が通信インタフェースUSBにおいて提供されて外部コンピュータCextに供給される方法は従来のものであり（例えば、米国特許第7671991号明細書に記載されている）、それゆえより詳細に説明する必要はない。
【００３１】
図示される例では、色測定デバイスCMDは3つのカラーチャネルのために構成される。色測定デバイスCMDは、4つ以上の、例えば、6つのカラーチャネルを装備することもでき、ひいてはそれに対応して異なる透過特性を呈するより多くの色フィルタ、およびそれに対応してより多くのセンサが提供されることは理解されよう。以下において、色測定デバイスCMDの、一般的にn個のカラーチャネルのデジタル測定信号（出力信号）が、C1、C2、．．．、Cn（図示されている例ではn = 3）によって示されている。
【００３２】
色測定デバイスCMD自体はこの点においては従来のものであり、それゆえ当業者のためにより詳細に説明する必要はない。本発明はもっぱら、分光光度計および調整可能光源を活用して1つまたは複数の別個のコンピュータを用いて色測定デバイスを較正することに関する。
【００３３】
本発明による較正方法は3つのセクションに分割される。第1のセクションにおいて、較正されるべき色測定デバイスCMDがスペクトル的に特性化され、第2のセクションにおいて、色測定デバイスを使用して順次評価されるべき異なる複数の光源がスペクトル的に特性化され、第3のセクションにおいて、2つの他のセクションの結果から較正行列が算出され、次いで色測定デバイスが実際に測定に使用されるときにカラーチャネル出力値を三刺激色値に変換するのに使用される。
【００３４】
CMDのチャネルのスペクトル感度が各波長において、SPMrefを用いて測定される出力（power）と、同じ波長におけるCMDの出力との比によって形成される。これは、例えば、SPMrefおよびCMDの両方を用いて走査モノクロメータの出力を測定することによって達成され得る。別の実施形態が図2に概略的に示される。例えば対応する発光体、および規定通りに色フィルタを装備される球を結合することによって形成することができる調整可能光源Qを用いて、異なる色（異なるスペクトル帯）の光が順次生成され、較正されるべき色測定デバイスCMD、およびスペクトル的に高精度基準分光光度計SPMrefの両方によって評価される。合計でN個の異なる光源の色が、図2において円Q1...QNの記号によって表されている。色測定デバイスCMDを用いて評価するとき、各々n個のカラーチャネル出力値C1,1...Cn,Nを含むNセットが作成され、これらはコンピュータ100に供給される。基準分光光度計SPMrefはそれに対応して、N個のスペクトルQi(λ）をもたらし、これも同様にコンピュータ100に供給される。コンピュータ100上で実行されるプログラム110は、N * n個のカラーチャネル出力値C1,1...Cn,NとN個のスペクトルQi(λ）とを組み合わせて、これから色測定デバイスCMDのn個のカラーチャネルのスペクトル感度S = [S1(λ)...Sn(λ)]を算出する。スペクトルサンプルの総数NSVがNよりも大きい場合、110によるSの算出は、Qi(λ）の中心位置間においてSの値を推定するために、Qi(λ）の重心の算出、ならびに、補間、最適化、または当業者に既知であろう他のコンピュータによる曲線適合法を必要とする場合がある。これらのスペクトル感度Sはその後、色測定デバイスCMDの測定電子機器内の不揮発性メモリMEM内に記憶され、較正されるべき各色測定デバイスに対して、デバイス特有である。波長範囲は通常、400〜700nmに及ぶ。特性化のスペクトル分解能は非常に高く、例えば約1nmであり得る。コンピュータ100は光源Qを制御するタスクを想定することもできる。色測定デバイスCMDは通常、デバイス製造元によって特性化される。スペクトル感度Sは無論、色測定デバイスCMDに関する識別情報と共にデータベース内に記憶して、必要に応じて当該データベースから取り出すこともできる。
【００３５】
冒頭において既に述べたように、このような色測定デバイスの主要適用分野は、具体的には色プロファイルの較正および作成を目的としたモニタに対する測定の分野である。モニタは、基礎となる技術、製造過程およびタイプに応じて部分的に非常に多様なスペクトル特性を呈する、異なる複数の光源とみなすことができる。それゆえ、特定の光源（特定のタイプのモニタ）に対して較正される色測定デバイスは想定する限りにおいては、別の光源（別のタイプのモニタ）に対して測定するときには著しい誤差を含む測定結果をもたらす可能性がある。この問題をなくすために、色測定デバイスCMDによって評価されるべきである最も代表的な光源（例えばモニタ）が、本発明による較正方法の第2のセクションにおいて同様にスペクトル的に特性化される。
【００３６】
光源のスペクトル的な特性化が図3に概略的に示される。この場合、光源は、特性化プログラム210が実行されているコンピュータ200によって制御されるモニタ220によって形成される。他の実施形態では、モニタは、信号生成器、DVDプレイヤ、モニタに内蔵されるプログラム可能ビデオフレームストアもしくはビデオジェネレータ、または当業者には既知であろう他のビデオソースによって制御され得る。コンピュータ200は、M個の異なるカラーパッチTP1...TPMがモニタ上に順次生成されるように、モニタ220を制御する。最少で3つの異なる色のカラーパッチが必要になるが、好ましくは例えば白、赤、緑、青、シアン、黄、オレンジ、および少数のグレイの色調の、より多くの異なるカラーパッチが生成される。カラーパッチは高精度基準分光光度計SPMrefを用いて評価され、結果としてM個の発光スペクトルPk（λ）が生じ、これらは以下で全体的にPとして参照する。コンピュータ200上で実行される特性化プログラム210は、ここでEDR（放射データ基準）ファイルとして参照されるファイル内にこれらのM個のスペクトルをメタデータと共にファイリングし、このEDRファイルを保存する。メタデータは、EDRファイルが特性化された光源と関連付けられることを可能にするデータ、例えばモニタモデル、さらに例えば作成日、測定条件、カラーパッチの記述などを含む。光源は通常、サービスとして測定デバイスの製造元によって、または光源（例えばモニタ）の製造元によってスペクトル的に特性化される。
【００３７】
有利には、EDRファイル（メタデータを含む）は、すべての可能な光源、すなわち、例えばすべての一般的なモニタモデル、TVモデル、電子プロジェクタなどに対して作成され、ライブラリおよび／またはデータベース内に記憶される。このようなデータベースは同等の光源モデルに関する詳細を提供する情報をも含むことができ、それによって、データベース内にファイリングされているEDRファイルの数を合理的に管理可能に保つことができる。EDRファイルは、測定デバイス、オペレーティングシステムまたは光源（モニタ、電子プロジェクタ、TV受信機）の製造元によって提供される。データベースはいつでも補完および／または更新することができる。
【００３８】
したがって、上述した本発明による較正方法の2つの予備セクションの後、特定のセットのスペクトル・カラーチャネル感度が、較正されるべき各色測定デバイスに対して利用可能であり、発光スペクトルのセットを含むEDRファイルが各特性化された光源に対して利用可能である。
【００３９】
本発明による色測定デバイス較正方法の中心部分が第3のセクションにおいて実行され、当該セクションは図4に概略的に示される。本発明の最も重要な態様の1つによれば、このセクションは、色測定デバイスCMDのユーザによって、色測定デバイスが操作されるときに1度、またはその度毎に、すなわち当該デバイスが外部コンピュータCextに接続されコンピュータおよび／または当該コンピュータ上で実行されるプログラムによって識別されると実行される。別の実施形態では、これらの機能はCMDまたは当業者には明らかであろうMCの電子素子に内蔵され得る。
【００４０】
モニタMCに対する測定の適用に関して、色測定デバイスCMDは通常、モニタMCを制御するコンピュータCextに接続される。アプリケーションプログラムAPP、例えばモニタプロファイルを生成するためのプログラムがコンピュータCextにインストールされ、色測定デバイスCMDによってもたらされる色測定値にアクセスする。
【００４１】
本発明の重要な態様によれば、所望の測定用途のための色測定デバイスが接続されるコンピュータCextは、SDK（ソフトウェア開発キット）内に統合される較正プログラムCSW（較正ソフトウェア）も実行し、本発明による較正方法の上記第3のセクションの個々のステップを実行し、較正プログラムCSWは好ましくは、色測定デバイスがコンピュータに接続されて当該コンピュータによって識別されると自動的に立ち上げられる。
【００４２】
較正プログラムCSWは、色測定デバイスCMD内に記憶されている個々のスペクトル・カラーチャネル感度Sをインポートすることが可能である。代替的に、それは、デバイス特有の感度Sをデータベース、例えばオンラインデータベースから取り出すために具現化することができる。較正プログラムCSWは、異なる複数の光源（例えばモニタモデル、TVモデル、プロジェクタモデル）のEDRファイルEDR1...EDRR、およびCIE1931による標準観測者、すなわち評価スペクトル
【００４３】
【数１】
2012215570.tif 000003
、または三刺激値X、Y、Zを算出するための任意の他の標準観測者もしくは補助観測者の等色関数のスペクトルデータを含むデータベース300をも含む。データベース300は、単純なファイルの集合として提供することもできる。既に述べたように、EDRファイルは通常、光源（モニタ、TV受信機、プロジェクタ）の製造元または色測定デバイスの製造元によって較正プログラムの開発者に提供される。較正プログラムは、例えばインターネットを介してまたはデータ記憶媒体からEDRファイルをダウンロードすることによってデータベース300が補完および／または更新されることを可能にする機能をも装備することができる。
【００４４】
色測定デバイスCMDが1度起動されると、カラーチャネル感度Sが色測定デバイスCMDのメモリMEMからコンピュータCextに転送され、それによってそれらが較正プログラムCSWにとって利用可能となる。その後（またはその前に）、使用されているモニタMCに対応する（または規定通りに最良にマッチする）EDRファイルが、較正プログラムCSWの選択ルーチン310を用いてEDRファイルの集合から選択される。この選択は例えば、選択ルーチン310によって提供される選択メニューを介して手動入力によって行うことができる。モニタMCがコンピュータCext自体によって識別されることができる場合（ハードウェア検出）、この選択は較正プログラムCSWによって独立して行うこともできる。加えて、アプリケーションプログラムAPPは、必要に応じて同様に選択することができる特定の（カスタム）EDRファイルを提供することもできる。適切なEDRファイルが選択された後、較正されるべきモニタMCおよび／または一般的に、較正されるべき色測定デバイスCMDに接続する目標光源の発光スペクトルP = [P1(λ)...Pk(λ)...PM(λ)]が較正プログラムにとって利用可能となる。目標光源にマッチするEDRファイルの選択の特定の詳細な態様を、下記でさらにより詳細に説明する。
【００４５】
下記に記載する算出に関して、スペクトル感度S、発光スペクトルPおよび等色関数CMFのデータは、以下の様な行列の形態に編成される：
行i = 1...NSVおよび列k =1...nを含むS = [Si,k] = [Sk(λi)]
行i = 1...Mおよび列k =1...NSVを含むP = [Pi,k] = [Pi(λk)]
行i = 1...NSVおよび列k =1 ...3を含むCMF = [CMFi,k] = [CMFk(λi)]
または
行i = 1...NSVを含む
【００４６】
【数２】
2012215570.tif 000004
行列Sの要素Si,kは波長λiに関するカラーチャネルkのスペクトル感度の個々のスペクトル値Sk(λi)である。行列Pの要素Pi,kは波長λkに関する光源のM個のカラーパッチの発光スペクトルの個々のスペクトル値Pi(λk)である。行列CMFの要素CMFi,kは波長λiに関する等色関数の個々のスペクトル値
【００４７】
【数３】
2012215570.tif 000005
である。NSVはスペクトル値の数である。
【００４８】
401〜700nmのスペクトル範囲および1nmの分解能に基づいて、スペクトル値NSVの数はそれぞれの場合において300である。そのため、波長λiおよびλkはそれぞれ、各々401〜700nmの範囲に及ぶ。数NSVはそれに対応して、他のスペクトル範囲および分解能については異なる。
【００４９】
較正プログラムCSWは、3つの較正ルーチン320、330、および340を含む。較正ルーチン320は、M個の発光スペクトルP1(λ)...Pk(λ)...PM(λ)に評価スペクトル
【００５０】
【数１】
2012215570.tif 000006
を乗算し、これは上記で定義されている2つの行列PおよびCMFの要素ごとの乗算に数学的に対応する。この行列乗算の結果は、その要素がM組の三つ組の数X1, Y1, Z1...Xk, Yk, Zk...XM, YM, ZMである、次元M*3（行、列）の第1の積行列P*CMFである。較正ルーチン330は、スペクトル感度S1(λ)...Sk(λ)...Sn(λ)に発光スペクトルP1(λ)...Pk(λ)...PM(λ)を乗算し、これは上記で定義されている2つの行列PおよびSの要素ごとの乗算に数学的に対応する。この行列乗算の結果は、その要素がn*M個の値C11...Cik...CnMである、次元M*n（行、列）の第2の積行列P*Sである。最後に、算出ルーチン340が2つの積行列P*SおよびP*CMFを使用して以下の形式の行列式を形成し、
P * S * CM = P * CMF                                                （式1）
これを、次元n*3（行、列）を有する行列CMの要素について解き、式中、nは色測定デバイスのカラーチャネルの数である。この連立方程式は、例えば既知の最小2乗誤差法によって解くことができる。行列CMは形成されるべき較正行列であり、その後記憶される。
【００５１】
較正行列CMが1度形成されると、色測定デバイスが較正され、所望の用途において使用する準備ができる。図5は、一例の適用シナリオを示しており、（較正された）色測定デバイスCMDがコンピュータCextによって制御されるモニタMCに対して色測定を行い、コンピュータCext上で実行されるアプリケーションプログラムAPPがモニタMC上にカラーパッチTPを表示する。色測定デバイスCMDはカラーパッチTPを評価し、n個のカラーチャネル出力値C1...Cnを生成する。これらは、同様にコンピュータCext上で実行される較正プログラムCSWに供給され、別の算出ルーチン350を用いて、較正プロセスの後で以前に記憶されている較正行列CMを乗算される。
【００５２】
[C1...Cn] * CM => [X, Y, Z]                                          （式2）
その後、その結果としてカラーパッチTPの標準三刺激色値X、Y、Zが利用可能となり、利用のためにアプリケーションプログラムAPPに供給される。
【００５３】
実際には、無論のこと、すべてのあり得る光源をスペクトル的に特性化してそのためのEDRファイルを作成することはほとんど実現可能ではない。しかしながら、光源は、それらの基礎となる技術（タイプ）、製造元、モデルシリーズなどによって分類することができる。この情報がEDRファイルのメタデータ内に含まれている場合、特定のEDRファイルが現在の目標光源にとって利用可能でない場合であっても、適切なEDRファイルをデータベース内に見出すことができる。
【００５４】
例えば、特定の光源モデルについてデータベース内でEDRファイルが利用可能でないが、その代わりに同じ基礎となる技術（同じタイプ）を使用する多数の他のモデルについてのEDRファイルが利用可能である場合、これらのEDRファイル内に含まれる発光スペクトルP1, P2, P3,...から結合発光スペクトルPKを形成することができ、タイプ特有の較正行列CMtを算出するために使用することができる。結合発光スペクトルPKは単純に、それぞれの個々の行列P1, P2, P3,...よりも大きな行列であり：
[P1i,k] 
PK =[P2i,k]
[P3i,k]
個々の行列P1, P2, P3,...と同じ方法で、すなわち以下の式に従って、較正行列の算出に組み込まれる。
【００５５】
PK * S * CMt=PK * CMF                                                （式3）
この連立方程式は、例えば既知の最小2乗誤差法によって解くことができる。
【００５６】
データベースが光源にマッチするEDRファイルを全く含まず、かつ適切な結合発光スペクトルPKを作成することも可能でない場合、代わりに以下の式に従って一般較正行列CMgを算出することも可能である。
【００５７】
S * CMg = CMF                                                        （式4）
この式は、一般較正行列CMgの未知の要素を含む過剰決定の連立一次方程式を表す。この連立方程式は、例えば既知の最小2乗誤差法によって解くことができる。
【００５８】
それぞれの特定の色測定デバイスに関して、明確にただ1つの一般較正行列CMgが、および比較的少数のタイプ特有の較正行列CMtのみが存在することができる。これらの較正行列CMは有利には事前に算出して、例えば、較正プログラムSDKまたは場合によっては色測定デバイス自体内にさえ記憶することもでき、それによって、それらはそれぞれ規定通りにより迅速に利用可能となる。
【００５９】
本発明による較正方法の最も重要なステップは、図６に示されたブロック図の形式で明確に要約されている。
【００６０】
本発明によれば、色測定デバイスは測定に使用される前に、最初にまたはその度毎に再び較正される。較正は完全に自動的に実行され、調整可能光源または基準測定デバイスのような、いかなる特別な較正設備も必要としない。較正行列は常に最新のものであり、かつ測定されるべき光源に対して調整され、それによって測定誤差が最小限に抑えられる。本発明に従って色測定デバイスをスペクトル的に較正することによって、CIE1931による標準観測者の評価関数（等色関数）とはより著しく異なる色フィルタを使用することが可能である。ユーザは、新たな光源の発光スペクトルをダウンロードすることによって、自身の色測定デバイスを当該光源に簡単に適合させることができる。
【図１】
2012215570.tif 000007
【図２】
2012215570.tif 000008
【図３】
2012215570.tif 000009
【図４】
2012215570.tif 000010
【図５】
2012215570.tif 000011
【図６】
2012215570.tif 000012
【外国語明細書】
2012215570000001.pdf