2019年7月1日の法改正により名称が変わりました。まえがきを除き,本規格中の「日本工業規格」を「日本産業規格」に読み替えてください。
Z 8781-1:2012 (ISO 11664-1:2007)
目
次
ページ
序文 ··································································································································· 1
1 適用範囲························································································································· 1
2 引用規格························································································································· 1
3 用語及び定義 ··················································································································· 2
4 規定······························································································································· 4
4.1 等色関数 ······················································································································ 4
4.2 スペクトル色度座標 ······································································································· 4
5 CIE1931測色標準観測者の等色関数 ····················································································· 4
5.1 実験的基礎 ··················································································································· 4
5.2 変換手順 ······················································································································ 4
5.3 変換特性 ······················································································································ 5
5.4 従来データとの比較 ······································································································· 5
6 CIE1964測色補助標準観測者の等色関数 ··············································································· 5
6.1 実験的基礎 ··················································································································· 5
6.2 変換手順 ······················································································································ 5
6.3 変換特性 ······················································································································ 6
6.4 従来データとの比較 ······································································································· 6
7 CIE測色標準観測者の等色関数の応用 ·················································································· 6
7.1 三刺激値計算 ················································································································ 6
7.2 積分に対する基礎 ·········································································································· 7
7.3 かん(杆)体の寄与 ······································································································· 7
7.4 簡略データの利用 ·········································································································· 7
7.5 反射率の標準 ················································································································ 7
附属書A(参考)参考文献 ···································································································· 32
(1)
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Z 8781-1:2012 (ISO 11664-1:2007)
まえがき
この規格は,工業標準化法第12条第1項の規定に基づき,日本色彩学会(CSAJ)及び財団法人日本規
格協会(JSA)から,工業標準原案を具して日本工業規格を制定すべきとの申出があり,日本工業標準調
査会の審議を経て,経済産業大臣が制定した日本工業規格である。
これによって,JIS Z 8782:1999は廃止され,この規格に置き換えられた。
この規格は,著作権法で保護対象となっている著作物である。
この規格の一部が,特許権,出願公開後の特許出願又は実用新案権に抵触する可能性があることに注意
を喚起する。経済産業大臣及び日本工業標準調査会は,このような特許権,出願公開後の特許出願及び実
用新案権に関わる確認について,責任はもたない。
JIS Z 8781の規格群には,次に示す部編成がある。
JIS Z 8781-1 第1部:CIE測色標準観測者の等色関数
JIS Z 8781-2 第2部:CIE測色用標準イルミナント
JIS Z 8781-3 第3部:CIE三刺激値(予定)
JIS Z 8781-4 第4部:CIE 1976 L*a*b*色空間(予定)
JIS Z 8781-5 第5部:CIE 1976 L*u*v*色空間(予定)
(2)
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日本工業規格
JIS
Z 8781-1:2012
(ISO 11664-1:2007)
測色−第1部:CIE測色標準観測者の等色関数
Colorimetry-Part 1: CIE standard colorimetric observers
序文
この規格は,2007年に第1版として発行されたISO 11664-1を基に,技術的内容及び構成を変更するこ
となく作成した日本工業規格である。
異なった分光組成をもつ色であっても同じに見えることがある。そのような“条件等色”の関係にある
二つの色が,同じ色に見えるか否かを決めることは,測色上の重要な問題である。しかし,この目的のた
めに視感色彩計を用いることは,次の二つの欠点をもつことから最良ではない。すなわち,正常色覚をも
つと分類される観測者の等色結果には観測者間のばらつきがあること,また,測定には多くの時間を必要
とすることである。したがって,測色において試料色の三刺激値を計算するには,等色関数を利用するこ
とが長い間実用されている。二つの試料色の三刺激値が等しいということは,用いた等色関数に対応する
観測者が同一の観測条件で見たときに,両方の色の見えが等しいことを意味する。等色関数を用いれば,
異なった時間及び場所で得られた三刺激値を比較することができる。
1
適用範囲
この規格は,測色で使用する次の2種類の等色関数について規定する。
a) CIE1931測色標準観測者の等色関数 この等色関数は,明所視の順応状態において,観測者の目に対
して張る角(視角)が約1°〜約4°の視野に関して,正常色覚をもつ観測者の等色関数を代表するも
のである。
b) CIE1964測色補助標準観測者の等色関数 この等色関数は,正常色覚をもつ観測者の,観測者の目に
対して張る角(視角)が約4°を超える視野に対する等色関数を代表するものであり,十分に高い明
所視の順応状態で,かつ,網膜のかん(杆)体の寄与がないような分光パワー分布に関して適用でき
るものである。
注記1 CIE1931測色標準観測者の等色関数を2度視野等色関数ともいう。
注記2 CIE1964測色補助標準観測者の等色関数を10度視野等色関数ともいう。
注記3 この規格の対応国際規格及びその対応の程度を表す記号を,次に示す。
ISO 11664-1:2007,Colorimetry−Part 1: CIE standard colorimetric observers(IDT)
なお,対応の程度を表す記号“IDT”は,ISO/IEC Guide 21-1に基づき,“一致している”
ことを示す。
2
引用規格
次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成する。これらの
引用規格のうちで,西暦年を付記してあるものは,記載の年の版を適用し,その後の改正版(追補を含む。)
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2
Z 8781-1:2012 (ISO 11664-1:2007)
は適用しない。西暦年の付記がない引用規格は,その最新版(追補を含む。)を適用する。
JIS Z 8113 照明用語
注記 対応国際規格:IEC 60050-845/CIE 17.4:1987,International lighting vocabulary (ILV)−joint
publication IEC/CIE(MOD)
CIE 15:2004 Colorimetry, 3rd edition
3
用語及び定義
この規格で用いる主な用語及び定義は,JIS Z 8113によるほか,次による。
3.1
色刺激関数,φλ (λ)(colour stimulus function)
放射輝度,又は放射パワーなどの放射量の分光密度による波長関数としての色刺激の表記(JIS Z 8113
の03027参照)。
3.2
相対色刺激関数,φ (λ)(relative colour stimulus function)
色刺激関数の相対分光分布(JIS Z 8113の03028参照)。
3.3
条件等色刺激,メタマー(metameric colour stimuli, metamers)
等しい三刺激値をもっていて,分光分布が異なる色刺激(JIS Z 8113の03029参照)。
3.4
単色光刺激,スペクトル刺激(monochromatic stimulus, spectral stimulus)
一つの単色放射からなる色刺激(JIS Z 8113の03032参照)。
3.5
等エネルギースペクトル(equi-energy spectrum)
波長の関数として表した放射量の分光密度が,可視波長全域にわたって一定である放射のスペクトル
(JIS Z 8113の03039参照)。
3.6
加法混色(additive mixture of colour stimuli)
複数の色刺激を,網膜の同じ箇所に(同時に若しくはフリッカを生じない程度の高い周波数で交互に入
射させるか,又は分解して見えない程度の細かいモザイク状などの配置で)結像させて行う色刺激の混合
方法(JIS Z 8113の03040参照)。
3.7
等色(colour matching)
与えられた色刺激と,色が等しく見える別の色刺激を作る行為(JIS Z 8113の03041参照)。
3.8
三色表色系(trichromatic system)
適切に選ばれた3個の原刺激の加法混色に基づいて,色刺激を三刺激値によって表示する体系(JIS Z
8113の03045参照)。
3.9
原刺激,[R],[G],[B];[X],[Y],[Z];[X10],[Y10],[Z10] など(reference colour stimuli)
三色表色系が基礎とする3個の色刺激のセット(JIS Z 8113の03046参照)。
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3
Z 8781-1:2012 (ISO 11664-1:2007)
3.10
三刺激値,R,G,B;X,Y,Z;X10,Y10,Z10など(tristimulus values)
与えられた三色表色系において,試料の色刺激と等色するための3個の原刺激の量(JIS Z 8113の03047
参照)。
3.11
等色関数,r(λ),g(λ),b(λ);x(λ),y(λ),z(λ); x(λ),10
y(λ),10
z(λ) など(colour-matching functions)
10
等しい放射パワーをもつ単色光刺激の三刺激値(JIS Z 8113の03048参照)。
3.12
CIE1931標準表色系(X,Y,Z)(CIE 1931 standard colorimetric system)
CIEが1931年に採択した原刺激 [X],[Y],[Z] 及び等色関数x(λ),y(λ),z(λ) を用いて,任意の分
光分布の三刺激値を決定する体系(JIS Z 8113の03053参照)。
3.13
CIE1964補助標準表色系(X10,Y10,Z10)(CIE 1964 supplementary standard colorimetric system)
x(λ), y(λ),10
z(λ) を用いて,任
CIEが1964年に採択した原刺激 [X10],[Y10],[Z10] 及び等色関数10
10
意の分光分布の三刺激値を決定する体系(JIS Z 8113の03054参照)。
3.14
CIE等色関数(CIE colour-matching functions)
CIE1931標準表色系(X,Y,Z)における等色関数x(λ),y(λ),z(λ) 及びCIE1964補助標準表色系(X10,
x(λ), y(λ),10
z(λ)(JIS Z 8113の03055参照)。
Y10,Z10)における関数10
10
3.15
CIE1931測色標準観測者(CIE 1931 stndard colorimetric observer)
等色の特性が,CIE等色関数x(λ),y(λ),z(λ) に一致する仮想の観測者(JIS Z 8113の03056参照)。
3.16
CIE1964測色補助標準観測者(CIE 1964 supplementary standard colorimetric observer)
x(λ),10
y(λ),10
z(λ) に一致する仮想の観測者(JIS Z 8113の03057参照)。
等色の特性がCIE等色関数10
3.17
色度座標,r,g,b;x,y,z;x10,y10,z10など(chromaticity coordinates)
三刺激値の各々の,それらの和に対する比(JIS Z 8113の03058参照)。
3.18
スペクトル色度座標,r (λ),g (λ),b (λ);x (λ),y (λ),z (λ);x10 (λ),y10 (λ),z10 (λ) など(spectral chromaticity
coordinates)
単色光刺激の色度座標(JIS Z 8113の03063参照)。
3.19
分光視感効率,V (λ)(spectral luminous efficiency)
特定の測光条件の下で,両者の放射が,同じ視覚応答を生じるような,波長λmの放射束の,波長λの放
射束に対する比。波長λmは,この比の最大値が1となるように選ぶ(JIS Z 8113の01024参照)。
3.20
完全拡散反射体(perfect reflecting diffuser)
反射率が1である理想的な均等拡散面(JIS Z 8113の04060参照)。
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4
Z 8781-1:2012 (ISO 11664-1:2007)
4
規定
4.1
等色関数
CIE1931測色標準観測者の等色関数x(λ),y(λ),z(λ) は表1に示す数値によって,また,CIE1964測
x(λ),10
y(λ),10
z(λ) は表2に示す数値によって定義する。数値は,波長範
色補助標準観測者の等色関数10
囲360 nm〜830 nmの1 nm間隔で与えられている。1 nmよりも細かい間隔の数値が必要なときには,線形
補間によって求める。
4.2
スペクトル色度座標
表1及び表2には,スペクトル色度座標x (λ),y (λ),z (λ);x10 (λ),y10 (λ),z10 (λ) の数値も示す。これ
らの数値は,対応する等色関数を用いて,次の式によって求めたものである。
x
()
λ
x
()
λ
=
x
()
λ
+
y
()
λ
+
z
()
λ
y
()
λ
=
y
()
λ
x
()
λ
+
y
()
λ
+
z
()
λ
z
()
λ
=
z
()
λ
()
λ
+
x
y
()
λ
+
z
()
λ
x
10
()
λ
=
x
10
()
λ
x
10
()
λ
+
y
10
()
λ
+
z
10
()
λ
y
10
()
λ
=
y
10
()
λ
x
10
()
λ
+
y
10
()
λ
+
z
10
()
λ
z
10
()
λ
=
z
10
()
λ
()
λ
+
x
10
y
10
()
λ
+
z
10
()
λ
注記 全ての波長は,標準空気中(0.03 %の二酸化炭素を含む15 ℃で,かつ,101 325 Paの乾燥空気)
の値である。
5
CIE1931測色標準観測者の等色関数
5.1
実験的基礎
CIE1931測色標準観測視野の等色関数x(λ),y(λ),z(λ) は,Wright(1928〜1930)及びGuild(1931)
による実験の測定結果から導かれたものである。実験では,総数17名の観測者が視角2°の視野において,
波長範囲約400 nm〜700 nmのスペクトルの単色光刺激を赤,緑,青の加法混色で等色した。
5.2
変換手順
この実験結果は,原刺激として赤色 [R] に波長700 nm,緑色 [G] に波長546.1 nm,青色 [B] に波長
435.8 nmの単色光刺激を用いたときに得られる結果になるように,(数学的に)変換された。[R],[G],[B]
の単位は,それぞれの等倍量を加法混色したときに,等エネルギースペクトル(の白色光)に等色するよ
うに定めた。
17名の観測者についての以上の結果を平均し,更に [R],[G],[B] に対する等色関数r(λ),g(λ),b(λ)
に適切に係数を乗じて加えたときに,CIE標準分光視感効率(標準比視感度)V (λ) に等しくなるように,
僅かな数値の調整を行った。加算に用いた係数の比は1.000 0:4.590 7:0.060 1であって,この比は,原
刺激 [R],[G],[B] の単位量の相対輝度に等しい。これから,CIE1931測色標準観測視野の等色関数を次
の式で定める。
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5
Z 8781-1:2012 (ISO 11664-1:2007)
x(λ)=[0.49r(λ)+0.31g(λ)+0.20b(λ)] n
y(λ)=[0.176 97r(λ)+0.812 40g(λ)+0.010 63b(λ)] n
z(λ)=[0.00r(λ)+0.01g(λ)+0.99b(λ)] n
ここに, nは規準化の定数で,次で与えられる。
n=V (λ) / [0.176 97r(λ)+0.812 40g(λ)+0.010 63b(λ)]
nは,定数で波長の関数ではない。なぜなら,係数0.176 97,0.812 40,0.010 63は1.000 0:4.590 7:
0.060 1と同じ比であって,nは (1.000 0+4.590 7+0.060 1) / (0.176 97+0.812 40+0.010 63)=5.650 8となる
からである。
表1のx(λ),y(λ),z(λ) の数値において,波長範囲360 nm〜400 nm及び700 nm〜830 nmの数値は,
補外値である。
5.3
変換特性
上記の変換は,次の目的を満たすために選ばれた。第1に,y(λ) 関数がV (λ) 関数と同一なものでなけ
ればならない。第2に,x(λ),y(λ),z(λ) の値は,全スペクトル域で正値でなければならない(これに
対して,r(λ),g(λ),b(λ) では,赤,緑,青色原刺激で等色するとき,単色光刺激の飽和度を減じる必
要があるので,ほとんどの波長域でその一つが負値となる。)。第3に,z(λ) の値が650 nm以上の波長域
で0でなければならない。第4に,x(λ) の値が約505 nmの波長で0に近くならなければならない。第5
に,x(λ) 及びy(λ) の値が短波長端で小さくなければならない。第6に,等量の三刺激値X,Y,Zによ
って等エネルギースペクトル(の白色光)が定められなければならない。
y(λ) はV (λ) と一致するので,三刺激値Yは輝度に比例する。
5.4
従来データとの比較
表1に与えられた波長範囲380 nm〜780 nmの5 nm間隔のx(λ),y(λ),z(λ) の数値は,小数点以下4
桁目で丸めると,1931年に出版された数値と一致している。ただし,波長λ=775 nmでは,x(λ) の旧値
0.000 0に対して新値0.000 1であり,波長λ=555 nmでは,y(λ) の旧値1.000 2に対して新値1.000 0とな
り,さらに,波長λ=740 nmでは,y(λ) の旧値0.000 3に対して新値0.000 2となる。しかし,これらの
違いは,ほとんどの測色計算において問題にならないと考えられる。
[R],[G],[B] の単位量の相対輝度を表1の数値から求めた場合には,1.000 0:4.590 7:0.060 1の代わ
りに1.000 0:4.588 8:0.060 3となる。また,相対放射輝度も72.096 2:1.379 1:1.000 0の代わりに71.893
8:1.374 7:1.000 0となる。しかし,これらの違いも実用上問題にならないと考えられる。
CIE 15:2004に5 nm間隔で与えられた値は,表1に与えられた数値と正確に一致する。
6
CIE1964測色補助標準観測者の等色関数
6.1
実験的基礎
y(λ),10
z(λ) は,Stiles及びBurch(1959)並びに
CIE1964測色補助標準観測者の等色関数
x(λ),
10
10
Speranskaya(1959)による実験の測定結果から求めた。彼らの実験では,総数67名の観測者が,視角10°
の視野(ただし,中心部の約4°は無視するようにした。)において,波長範囲約390 nm〜830 nmのスペ
クトル単色光刺激を赤,緑,青色光の加法混色で等色した。
6.2
変換手順
実験結果は,原刺激として赤色 [R10] に波数15 500 cm−1,緑色 [G10] に波長19 000 cm−1,青色 [B10] に
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6
Z 8781-1:2012 (ISO 11664-1:2007)
波長22 500 cm−1の単色光刺激(各々約645.2 nm,526.3 nm,444.4 nmに等しい。)を用いたときに得られ
る結果になるように,(数学的に)変換された。三つの原刺激は等しいパワーを持ち,等色関数10r(v),10
g(v),
b(v)
は,そのパワーが原刺激のパワーに等しくなる単色光刺激として定義されている。67名の観測者の
10
結果の重み付き平均を用いて,等色関数10r(v), g(v),10
b(v) を求めた。これから,CIE1964測色補助標
10
準観測者の等色関数が次の式で導かれる。
x(v)=0.341
08010r(v)+0.189 145 g(v)+0.387
52910
b(v)
10
10
31610
y(v)=0.139
05810r(v) +0.837 460 g(v)+0.073
b(v)
10
10
z(v)=0.000
00010r(v)+0.039 553 g(v)+2.026
20010
b(v)
10
10
x(λ), y(λ),10
z(λ) が波長基準の数値で与えられて
表2にCIE1964測色補助標準観測者の等色関数10
10
おり,これは,上記の波数基準の形から補間によって求めたものである。表2において,波長範囲360 nm
〜390 nmの数値は,補外値である。
6.3
変換特性
6.2の変換式は,CIE1964補助標準表色系が,CIE1931標準表色系と多くの点で類似するように選ばれた
をCIE標準分光視感効率V (λ) と合わせるよ
ものである。しかし,CIE1964補助標準表色系では,
y(λ)
10
うにしていないので,三刺激値Y10は,V (λ) を用いて計算される輝度とは比例していない。
6.4
従来データとの比較
CIE 15:2004に5 nm間隔で与えられた値は,表2に与えられた数値と正確に一致する。
7
CIE測色標準観測者の等色関数の応用
7.1
三刺激値計算
表1及び表2に与えられた数値によって,全ての単色光刺激の三刺激値及び色度座標が直接に,又は補
間によって求められる。種々の波長の放射の組合せからなる試料刺激では,その三刺激値X,Y,Z又は
X10,Y10,Z10は,次の式を用いて,波長範囲360 nm〜830 nmの間を積分することによって計算する。
X∫
=
k
λλ
φ
(
λ
)
x
(
λ
d)
λ
∫
φ
(
λ
)
x
10
(
λ
d)
λ
X
10
=
k
10
λλ
Y∫
=
k
λλ
φ
(
λ
)
y
(
λ
d)
λ
Y
10
=
k
10
λλ
φ
(
λ
) y
10
(
λ
d)
λ
∫
Z∫
=
k
λλ
φ
(
λ
)
z
(
λ
d)
λ
∫
φ
(
λ
)
z
10
(
λ
d)
λ
Z
10
=
k
10
λλ
ここに, φλ (λ):試料刺激の色刺激関数
x(λ),y(λ),z(λ) 又は10
x(λ), y(λ),10
z(λ):CIE等色関数
10
k及びk10:定数
三刺激値は,一般的に相対値で評価されるので,定数k及びk10は,目的に応じて選ばれる。しかし,同
じ種類とみなされる試料刺激では,三刺激値が同じ基準で評価できるように,k(又はk10)は,同じ値を
用いなければならない。反射物体色では,k及びk10は完全拡散反射体のY及びY10が100になるように定
め,透過物体色では,完全拡散透過体のY及びY10が100となるように定める。一次光源においてY値が
測光量の絶対値を表す必要があるときには,kはKm(最大視感効果度:683 lm/W)に等しくし,φλ (λ) は
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必要な測光量に対応する放射量の分光密度としなければならない。
7.2
積分に対する基礎
7.1の積分は,等色の加法性を前提としている。すなわち,二つの試料色刺激 [C1] 及び [C2] の三刺激
値がそれぞれX1,Y1,Z1及びX2,Y2,Z2であるとき,その加法混色 [C1]+[C2] の三刺激値はX1+X2,Y1
+Y2,Z1+Z2となる。実験的にはこのような加法性が成り立たない場合もあることが示されているが,多
くの実用上の測色問題では,加法性の原理は十分に正しい。
7.3
かん(杆)体の寄与
CIE1964補助標準表色系における三刺激値は,十分に輝度が高く,かつ,網膜のかん(杆)体の寄与が
有意でないような分光パワー分布である場合に限って適用できる。
7.4
簡略データの利用
測色における多くの実用問題では,波長間隔は1 nmよりも大きく,波長範囲も360 nm〜830 nmよりも
狭くしてよく,また,表1及び表2に与えられた数値よりも少ない有効桁で十分である。そのような実用
問題上のデータの扱い方,指針,更に他の種々の推奨方法については,CIE 15:2004による。
7.5
反射率の標準
完全拡散反射体は,反射試料の測色のためのCIE参照標準である。
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表1−CIE1931測色標準観測者の等色関数及び色度座標
波長
等色関数
色度座標
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表1−CIE1931測色標準観測者の等色関数及び色度座標(続き)
波長
等色関数
色度座標
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表1−CIE1931測色標準観測者の等色関数及び色度座標(続き)
等色関数
色度座標
波長
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表1−CIE1931測色標準観測者の等色関数及び色度座標(続き)
等色関数
色度座標
波長
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表1−CIE1931測色標準観測者の等色関数及び色度座標(続き)
等色関数
色度座標
波長
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表1−CIE1931測色標準観測者の等色関数及び色度座標(続き)
等色関数
色度座標
波長
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等色関数
色度座標
波長
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等色関数
色度座標
波長
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等色関数
色度座標
波長
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波長
等色関数
色度座標
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表1−CIE1931測色標準観測者の等色関数及び色度座標(続き)
波長
等色関数
色度座標
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表1−CIE1931測色標準観測者の等色関数及び色度座標(続き)
波長
等色関数
色度座標
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表2−CIE1964測色補助標準観測者の等色関数及び色度座標
波長
等色関数
色度座標
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波長
等色関数
色度座標
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波長
等色関数
色度座標
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表2−CIE1964測色補助標準観測者の等色関数及び色度座標(続き)
波長
等色関数
色度座標
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表2−CIE1964測色補助標準観測者の等色関数及び色度座標(続き)
波長
等色関数
色度座標
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表2−CIE1964測色補助標準観測者の等色関数及び色度座標(続き)
波長
等色関数
色度座標
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表2−CIE1964測色補助標準観測者の等色関数及び色度座標(続き)
波長
等色関数
色度座標
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波長
等色関数
色度座標
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波長
等色関数
色度座標
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波長
等色関数
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波長
等色関数
色度座標
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波長
等色関数
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附属書A
(参考)
参考文献
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CIE, 1989. CIE 80-1989. Special metamerism index : Change in observer, 1989.
CIE, 2001. CIE S004-2001. Colours of light signals, 2001.
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GUILD, J., 1931. The colorimetric properties of the spectrum. Phil. Trans. Roy. Soc. A, (London), 230, (1931),
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