JP2016151437A - 配光特性測定装置および配光特性測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】指向性の強い光源であっても、より高い精度で配光特性を測定可能な配光特性測定装置およびそれに向けられた配光特性測定方法を提供する。
【解決手段】配光特性測定装置は、光源に対して所定距離だけ離して配置された撮像部と、光源と撮像部との間の距離を維持したまま、光源に対する撮像部の位置関係を連続的に変化させる移動機構と、光源の配光特性を算出する処理手段とを含む。処理手段は、第１の撮像条件において撮像された複数の画像データと、第１の撮像条件とは異なる第２の撮像条件において撮像された複数の画像データとを取得するとともに、第１の撮像条件において撮像された画像データに含まれる注目相対位置に対応する第１の画像情報と、第２の撮像条件において撮像された画像データに含まれる注目相対位置に対応する第２の画像情報とから、注目相対位置に対応する補正後の画像情報を決定する。
【選択図】図８

Description

本発明は、光源の配光特性を測定するための配光特性測定装置および配光特性測定方法に関する。

光源から照射される光の特性の一つとして、配光特性が知られている。配光特性は、光源による光度（あるいは、輝度）の空間分布を意味する。配光特性としては、絶対値配光および相対値配光のいずれもが使用される。絶対値配光は、光度の絶対値の空間分布を測定したものであり、光源が発生する全光束を求めるような場合などに利用される。一方、相対値配光は、光度の相対値の空間分布を測定したものであり、配光パターンを求めるような場合などに利用される。一般的に、複雑な配光パターンを有する光源や、その特性が未知の光源について、その配光特性を測定することは、容易ではない。

このような配光測定に関して、特開２０１３−２１７６５１号公報（特許文献１）は、装置構成を大きくすることなく、光源の配光特性を効率的に測定できる配光特性測定装置を開示する。

特開２０１３−２１７６５１号公報

上述の特許文献１に開示される配光特性測定装置を用いて、光源の表面輝度を測定する場合には、測定対象となる光源の発光部分（明るい部分）の面積が相対的に大きく、かつ、発光部分の輝度を測定すれば、所望の精度で配光特性を測定できる。

例えば、自動車のヘッドライトなどのように、指向性の強い光源を測定する場合には、発光部分（明るい部分）と非発光部分（暗い部分）との間の輝度の差が大きいので、非発光部分の輝度を安定して測定することは容易ではない。

本発明の目的は、指向性の強い光源であっても、より高い精度で配光特性を測定可能な配光特性測定装置およびそれに向けられた配光特性測定方法を提供することである。

本発明のある局面に従えば、光源の配光特性を測定するための配光特性測定装置が提供される。配光特性測定装置は、光源に対して所定距離だけ離して配置された撮像部と、光源と撮像部との間の距離を維持したまま、光源に対する撮像部の位置関係を連続的に変化させる移動機構と、撮像部により撮像された複数の画像データと、複数の画像データがそれぞれ撮像されたときの光源に対する撮像部の相対位置とに基づいて、光源の配光特性を算出する処理手段とを含む。処理手段は、第１の撮像条件において撮像された複数の画像データと、第１の撮像条件とは異なる第２の撮像条件において撮像された複数の画像データとを取得するとともに、第１の撮像条件において撮像された画像データに含まれる注目相対位置に対応する第１の画像情報と、第２の撮像条件において撮像された画像データに含まれる注目相対位置に対応する第２の画像情報とから、注目相対位置に対応する補正後の画像情報を決定する。

好ましくは、第２の撮像条件における撮像は、第１の撮像条件における撮像に比較して、撮像感度が高く、処理手段は、第２の画像情報が画素値の飽和を示している場合には、第１の画像情報を優先的に使用し、それ以外の場合には、第２の画像情報を優先的に使用する。

好ましくは、処理手段は、第１の撮像条件と第２の撮像条件との間の撮像感度の差に応じて、第１の画像情報および第２の画像情報のいずれかのレベルを調整する。

好ましくは、処理手段は、第１の画像情報および第２の画像情報を平均化して、注目相対位置に対応する補正後の画像情報を決定する。

好ましくは、処理手段は、注目相対位置とは異なる位置で撮像された複数の画像データから、注目相対位置に対応する画像情報を算出する。

本発明の別の局面に従えば、光源の配光特性を測定するための配光特性測定方法が提供される。配光特性測定方法は、光源と撮像部との間の距離を維持したまま、光源に対する撮像部の位置関係を連続的に変化させるステップと、撮像部により撮像された複数の画像データと、複数の画像データがそれぞれ撮像されたときの光源に対する撮像部の相対位置とに基づいて、光源の配光特性を算出するステップとを含む。光源の配光特性を算出するステップは、第１の撮像条件において撮像された複数の画像データと、第１の撮像条件とは異なる第２の撮像条件において撮像された複数の画像データとを取得するステップと、第１の撮像条件において撮像された画像データに含まれる注目相対位置に対応する第１の画像情報と、第２の撮像条件において撮像された画像データに含まれる注目相対位置に対応する第２の画像情報とから、注目相対位置に対応する補正後の画像情報を決定するステップとを含む。

本発明によれば、指向性の強い光源であっても、より高い精度で配光特性を測定できる。

本実施の形態に従う配光特性測定方法の基本的な測定方法を説明するための図である。 本実施の形態に従う配光特性測定方法におけるカメラの移動方法を説明するための図である。 本実施の形態に従う配光特性測定方法の概要を説明するための図である。 本実施の形態に従う配光特性測定装置の外観構成を示す模式図である。 本実施の形態に従う配光特性測定装置におけるカメラの回転駆動に係る構成を示す模式図である。 図４に示す情報処理装置の内部構成を示す模式図である。 本実施の形態に従う配光特性測定方法の処理手順を示すフローチャートである。 本実施の形態に従う配光特性測定方法による補正処理の内容を示す模式図である。 図７のステップＳ２３に示す照度算出処理の処理手順を示すフローチャートである。 図９の輝度配光データの格納処理（ステップＳ２３０１）での処理を説明するための図である。 図９の輝度配光データの格納処理（ステップＳ２３０１）での処理を説明するための図である。 図９の照度算出点の決定処理（ステップＳ２３０２）を説明するための図である。 図９の照度算出点に対する見込み角度の算出処理（ステップＳ２３０４）を説明するための図である。 図９の見込み角度に関連する輝度を検索する処理（ステップＳ２３０５）を説明するための図である。 本実施の形態に従う配光特性測定方法によって得られた照度分布を画像化した結果を示す図である。 図１５に示す画像化された照度分布のＡ−Ａ’断面における照度を示す図である。 本実施の形態の変形例に従う配光特性測定方法の概要を説明するための図である。 本実施の形態の変形例に従う配光特性測定方法の測定動作の一例を示す図である。

本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰り返さない。

本実施の形態においては、主として、光源（以下、単に「サンプル」とも称す。）の配光特性（典型的には、配光輝度特性）を測定するための配光特性測定装置について例示する。但し、本実施の形態に従う配光特性測定装置は、単なる配光特性に限られず、配光特性から算出される、光源の色度および波長情報、ならびに光源から照射される光束によって生じる照度分布などの各種光学特性を測定することもできる。

＜Ａ．配光特性測定方法の概要＞
まず、本実施の形態に従う配光特性測定方法の概要について説明する。図１は、本実施の形態に従う配光特性測定方法の基本的な測定方法を説明するための図である。図１に示すように、本実施の形態に従う配光特性測定方法では、所定の撮像視野を有するカメラ１０（一種の２次元センサー）を用いて、所定の立体角の範囲に亘ってサンプル２を測定することで、サンプル２の発光面についての配光特性を取得する。取得される配光特性は、典型的には、配光輝度特性を意味し、サンプル２の発光面の各点（以下、「測定点」とも称す。）における各照射角度（以下、「測定角度」とも称す。）についての輝度の情報を含む。

図１（ａ）に示すように、カメラ１０の光軸方向がサンプル２の発光面と垂直になっている状態を、以下では「初期状態」とも称す。便宜上、カメラ１０で撮像される画像に対して、左右方向をＹ軸とし、上下方向をＹ軸と定義する。初期状態では、Ｘ軸角度＝０°、Ｙ軸角度＝０°である。典型的には、Ｘ軸およびＹ軸のそれぞれに関して±１８０°の範囲でカメラ１０を移動させつつ、カメラ１０でサンプル２を撮像することで、サンプル２の発光面についての配光特性を取得する。

図１（ａ）に示す状態では、カメラ１０には、主として、サンプル２の発光面の垂直方向に照射される光束（全光束の一部）が入射し、図１（ｂ）に示す状態では、サンプル２の発光面からカメラ１０が位置する方向に照射される光束（全光束の一部）が入射する。図１（ｂ）に示すように、カメラ１０がＹ軸上を角度θｙだけ移動した場合、これらのなす角度は、初期状態（Ｘ軸角度＝０°、Ｙ軸角度＝０°）にＹ軸上の角度θｙを加算した角度となる。すなわち、図１（ｂ）に示す例では、測定角度がＸ軸角度＝０°Ｙ軸角度＝θｙである測定点の輝度を測定できる。

以下同様に、サンプル２に対するカメラ１０の角度（立体角）を順次変化させて、サンプル２を順次撮像することで、各測定点の配光特性を取得できる。

図２は、本実施の形態に従う配光特性測定方法におけるカメラ１０の移動方法を説明するための図である。移動方法の一例として、図２（ａ）は、Ｘ軸およびＹ軸の両方を同時に移動させる方式（両軸同時駆動方式）を示し、図２（ｂ）は、Ｘ軸およびＹ軸の一方をそれぞれ移動させる方式（軸単独駆動方式）を示す。

図２に示すように、カメラ１０を移動させるとともに、周期的または非周期的にサンプル２を含む視野範囲を順次撮像することで、必要な画像データを取得する。この画像データを取得するカメラ１０の位置を、以下「撮像ポイント」とも称す。

図２（ａ）に示す両軸同時駆動方式では、Ｙ軸方向に停止しないので、停止時にカメラが揺れるといった状態を回避できるという利点があり、かつ測定全体に要する時間を短縮化できるという利点もある。但し、撮像点のＹ軸における角度間隔が一定ではないので、角度間隔が一定ではないことによる誤差が発生しないように前処理が必要になる。

図２（ｂ）に示す軸単独駆動方式は、Ｙ軸方向の移動が停止する際に、カメラに揺れが発生するので、この揺れによる誤差影響を受けないように対策を施す必要があるが、Ｙ軸上の撮像間隔を一定にできるため、演算処理を簡素化できる。

本実施の形態に従う配光特性測定方法は、指向性の強い光源であっても、より高い精度で配光特性を測定するものである。すなわち、配光特性測定方法は、例えば、自動車のヘッドライトなどのように、指向性の強い光源について、発光部分（明るい部分）および非発光部分（暗い部分）の両方についての輝度を適切に測定するための処理を採用する。より具体的には、同一のサンプル２を異なる撮像条件でそれぞれ撮像するとともに、撮像によって得られたそれぞれの画像データを用いて、サンプル２についてより多くの輝度情報を取得する。撮像条件を異ならせることで、撮像可能な輝度範囲（ダイナミックレンジ）を拡大することができ、それによって、画像データ内のＳ／Ｎ（Signal to Noise）比を向上させることができる。すなわちＳ／Ｎ比を向上させることで、発光部分（明るい部分）および非発光部分（暗い部分）の両方について、輝度をより正確に測定できる。

撮像条件としては、典型的には、カメラ１０の撮像感度を含む。撮像感度は、露光時間、カメラ１０の絞り値、ゲイン、減光フィルターの有無・種類などによって適宜調整することができる。

図３は、本実施の形態に従う配光特性測定方法の概要を説明するための図である。図３に示す例では、説明の便宜上、撮像条件１および撮像条件２のそれぞれについて、カメラ１０を同一の経路で移動させて、同一の撮像ポイントで撮像を行なった場合の例を示す。すなわち、撮像ポイント１において、撮像条件１でサンプル２を撮像して画像データ１１＿１を取得するとともに、撮像条件２でサンプル２を撮像して画像データ１２＿１を取得したとする。同様に、撮像ポイント２において、撮像条件１および撮像条件２でサンプル２をそれぞれ撮像して画像データ１１＿２および画像データ１２＿２を取得し、撮像ポイント３において、撮像条件１および撮像条件２でサンプル２をそれぞれ撮像して画像データ１１＿３および画像データ１２＿３を取得したとする。

例えば、撮像条件１は、撮像条件２に比較して、輝度の測定可能範囲が相対的に高い、すなわち撮像感度が低いものとする。そのため、概略すると、撮像条件１は、サンプル２（光源）の発光部分（明るい部分）の測定に適しており、撮像条件２は、サンプル２の非発光部分（暗い部分）の測定に適している。

図３に示すように、撮像条件２において取得された画像データ１２＿１のうち、その画素値が飽和していない領域１５＿１の画像情報を用いて、撮像条件１において取得された画像データ１１＿１の対応する領域１４＿１を補正する。同様の処理を、画像データ１１＿２（領域１４＿２）と画像データ１２＿２（領域１５＿２）との間、および、画像データ１１＿３（領域１４＿３）と画像データ１２＿３（領域１５＿３）との間で行なう。このような補正処理を用いることで、サンプル２の発光部分（明るい部分）および非発光部分（暗い部分）の輝度をより高い精度で測定することができる。

上述の補正処理において、撮像条件１と撮像条件２との間で撮像感度が異なっており、同一の画素値が示す輝度の大きさは同一ではない。そのため、画像データ間で補正処理を行なう場合には、撮像感度の相違を補正するための換算処理を経た上で、一方の画像データ上の画素値を他方の画像データの対応する画素値に割り当てることになる。補正処理の詳細については、後述する。

図３には、２つの撮像条件下でサンプル２を撮像する場合の例を示すが、これに限らず、より多くの撮像条件下でより多くの回数に亘ってサンプル２を撮像してもよい。また、図３には、それぞれの撮像条件の間で撮像ポイントを互いに同一に設定する例を示すが、必ずしも同一にする必要はない。それぞれの撮像条件において、撮像ポイントを互いに異ならせる処理例については、後述する。

＜Ｂ．配光特性測定装置の構成＞
次に、本実施の形態に従う配光特性測定装置の構成について説明する。本実施の形態に従う配光特性測定装置は、サンプル２に対して所定距離だけ離して配置されたカメラ１０（撮像部）と、サンプル２とカメラ１０との間の距離を維持したまま、サンプル２に対するカメラ１０の位置関係（相対関係）を連続的に変化させる移動機構とを有する。移動機構は、サンプル２とカメラ１０と間の相対関係を異なる２つの軸方向（以下の例では、Ｘ軸方向およびＹ軸方向）にそれぞれ独立に変更可能になっている。

カメラ１０とサンプル２との間の相対関係を変化させる構成としては、典型的には、サンプル２を固定しておきカメラ１０を回転移動させる撮像部移動型と、カメラ１０を固定しておきサンプル２を回転移動させる光源移動型とが存在する。以下では、撮像部移動型を一例としてその構成などを説明する。但し、本発明は、光源移動型の構成を用いて実現してもよい。

図４は、本実施の形態に従う配光特性測定装置１の外観構成を示す模式図である。図４を参照して、配光特性測定装置１は、サンプル２を中心としてカメラ１０を回転移動させるゴニオメータ２００（移動機構）と、ゴニオメータ２００によるカメラ１０の回転移動を制御するとともに、カメラ１０で撮像された画像データを処理する情報処理装置１００とを含む。

ゴニオメータ２００は、ベース３０と、カメラ１０と、カメラ１０を支持する撮像部支持アーム３３と、撮像部支持アーム３３を回転するＹ軸モータ３６と、その一端がＹ軸モータ３６に接続されるとともに、Ｘ軸モータ３５によって回転されるＸ軸回転アーム３２と、ベース３０に配置されるＸ軸モータ３５とを含む。Ｘ軸モータ３５の回転軸とＹ軸モータ３６の回転軸との交点にカメラ１０が配置される。Ｘ軸モータ３５の回転およびＹ軸モータ３６の回転駆動によって、カメラ１０はＸ軸およびＹ軸を中心に自在回転する。サンプル２の位置は、Ｘ軸とＹ軸との交点に維持される。これによって、サンプル２とカメラ１０との間の相対関係が自在に変更される。

カメラ１０は、典型的には、ＣＣＤ（Charged Couple Device）イメージセンサーや、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサーといった２次元センサーを有している。

図５は、本実施の形態に従う配光特性測定装置１におけるカメラの回転駆動に係る構成を示す模式図である。図５を参照して、本実施の形態に従う配光特性測定装置１は、図４に示すコンポーネントに加えて、トリガー装置１１０をさらに含む。

トリガー装置１１０は、ゴニオメータ２００によるサンプル２とカメラ１０との間の相対関係の変化に連動して、カメラ１０の撮像タイミング（図２に示す撮像ポイント）を管理する。トリガー装置１１０の機能については、情報処理装置１００によって実現してもよいが、撮像タイミング（撮像ポイント）をより正確に制御する観点から、専用のハードウェア回路を含むトリガー装置１１０を情報処理装置１００とは別に配置することが好ましい。

情報処理装置１００は、Ｘ軸モータ３５およびＹ軸モータ３６に対して、それぞれ駆動用コマンドを送出する。この駆動用コマンドは、Ｘ軸モータおよびＹ軸モータの移動速度および／または目標位置などを含む。本実施の形態においては、サンプル２を中心とする全球面／半球面に亘って測定を行なう必要があるので、駆動用コマンドとしては、Ｙ軸に沿った一連の移動が完了するまで、Ｘ軸に沿った往復運動を繰り返すための命令を含む。情報処理装置１００は、送信開始タイミングで駆動用コマンドを送出し、駆動用コマンドを受けたＸ軸モータおよびＹ軸モータ（および、Ｘ軸モータおよびＹ軸モータを駆動するモータドライバ）はそれぞれ移動を開始する。Ｘ軸モータおよびＹ軸モータは、それぞれ回転量を示すモータ駆動パルスをトリガー装置１１０へ出力する。

トリガー装置１１０は、受信したモータ駆動パルスを所定数で分周してＸ軸およびＹ軸における現在位置（角度）を算出するとともに、予め定められた測定点に対応する角度間隔で、撮像を指示するトリガーパルスをカメラ１０へ出力する。

カメラ１０は、トリガー装置１１０からトリガーパルスを受信すると、撮像を行ない、その撮像によって取得された画像データを情報処理装置１００へ出力する。カメラ１０は、トリガー装置１１０からトリガーパルスを受信するたびに、撮像および画像データの送信を繰り返す。情報処理装置１００は、画像データの撮像順序に基づいて、各撮像における撮像ポイント（立体角など）を特定する。情報処理装置１００は、カメラ１０により撮像された複数の画像データと、それらの複数の画像データがそれぞれ撮像されたときのサンプル２に対するカメラ１０の相対位置とに基づいて、サンプル２の配光特性を算出する。このサンプル２の配光特性の算出処理については、後述する。

図６は、図４に示す情報処理装置１００の内部構成を示す模式図である。図６を参照して、情報処理装置１００は、典型的には、汎用のパーソナルコンピュータで構成される。より具体的には、図６を参照して、情報処理装置１００は、ＣＰＵ（Central）１０１と、主メモリ１０２と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）１０３と、通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）１０４と、表示部１０５と、入力部１０６とを含む。これらのコンポーネントは、バス１０７を介して互いに通信可能に接続されている。

ＣＰＵ１０１は、ＨＤＤ１０３などの格納されている配光特性測定プログラム１０８を実行することで、本実施の形態に従う機能を実現するための演算処理部である。主メモリ１０２は、ＣＰＵ１０１によるプログラムの実行に必要なワーキングエリアを提供する。このワーキングエリアには、プログラムに実行に必要な一時データやカメラ１０の撮像によって取得された画像データなどが格納される。ＨＤＤ１０３は、ＣＰＵ１０１で実行される配光特性測定プログラム１０８や処理の実行に必要なパラメータなどを不揮発的に記憶する。

ＨＤＤ１０３にはＣＰＵ１０１で実行される配光特性測定プログラム１０８が予めインストールされる。配光特性測定プログラム１０８のインストールは、各種の方法を採用できる。例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）やＤＶＤ（Digital Versatile Disk）といった各種の記録媒体に格納されたプログラムを対応する装置で読み出してＨＤＤ１０３へ格納する方法、あるいはネットワークを介してプログラムをダウンロードする方法などを採用できる。

通信インターフェイス１０４は、他の装置とデータを遣り取りする。具体的には、通信インターフェイス１０４は、Ｘ軸モータ３５およびＹ軸モータ３６に対して駆動用コマンドをそれぞれ出力するとともに、カメラ１０が撮像して得られた画像データを受信する。

表示部１０５は、撮像された画像データや測定結果を表示する。具体的には、表示部１０５は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などから構成される。入力部１０６は、測定者からの操作を受付ける。具体的には、入力部１０６は、マウスやキーボードなどから構成される。情報処理装置１００には、必要に応じて、プリンタなどの他の出力装置が接続されてもよい。

本実施の形態に従う各種機能については、ＣＰＵ１０１がプログラムを実行することで提供される形態に代えて、その全部または一部を専用のプロセッサまたはＩＣ（集積回路）などを用いて実現するようにしてもよい。あるいは、専用のＬＳＩ（Large Scale Integration）を用いて実現してもよい。

＜Ｃ．配光特性測定方法の処理手順＞
次に、本実施の形態に従う配光特性測定方法の処理手順について説明する。図７は、本実施の形態に従う配光特性測定方法の処理手順を示すフローチャートである。図７に示す各ステップは、主として、情報処理装置１００のＣＰＵ１０１およびトリガー装置１１０によって実行される。事前準備として、測定者は、対象となるサンプル２の発光部分（明るい部分）に応じて、カメラ１０の絞り値、ゲイン、減光フィルターの有無・種類といった撮像感度（すなわち、撮像条件）を適宜調整する。図７に示す処理手順の開始時点における撮像条件を、便宜上「撮像条件１」と称す。

図７を参照して、測定開始が指示されると、情報処理装置１００のＣＰＵ１０１は、Ｘ軸モータ３５およびＹ軸モータ３６のそれぞれへ駆動用コマンドを出力し、カメラ１０の回転移動を開始する（ステップＳ１）。ステップＳ１において、ＣＰＵ１０１は、カメラ１０が図２に示すような軌道に沿って移動するように、駆動用コマンドを生成および出力する。すなわち、ＣＰＵ１０１は、サンプル２とカメラ１０との間の距離を維持したまま、サンプル２に対するカメラ１０の位置関係を連続的に変化させる。

続いて、トリガー装置１１０は、カメラ１０が予め定められた撮像ポイントに到達したか否かを判断する（ステップＳ２）。より具体的には、トリガー装置１１０は、Ｘ軸モータ３５からのモータ駆動パルスおよびＹ軸モータ３６からのモータ駆動パルスをそれぞれカウントし、それぞれのカウント値が撮像ポイントを示す条件に合致するか否かを判断する。カメラ１０が予め定められた撮像ポイントに到達していなければ（ステップＳ２においてＮＯ）、ステップＳ２以下の処理が繰り返される。

カメラ１０が予め定められた撮像ポイントに到達していれば（ステップＳ２においてＹＥＳ）、トリガー装置１１０は、カメラ１０へトリガーパルスを出力する（ステップＳ３）。カメラ１０は、トリガーパルスの受信に応答して撮像を行ない（ステップＳ４）、撮像によって取得された画像データを情報処理装置１００へ送信する（ステップＳ５）。

続いて、トリガー装置１１０は、カメラ１０が到達した撮像ポイントが最後の撮像ポイントであるか否かを判断する（ステップＳ６）。より具体的には、トリガー装置１１０は、Ｘ軸モータ３５からのモータ駆動パルスおよびＹ軸モータ３６からのモータ駆動パルスをそれぞれカウントし、それぞれのカウント値が最後の撮像ポイントを示す条件に合致するか否かを判断する。カメラ１０が到達した撮像ポイントが最後の撮像ポイントでなければ（ステップＳ６においてＮＯ）、ステップＳ２以下の処理が繰り返される。

カメラ１０が到達した撮像ポイントが最後の撮像ポイントであれば（ステップＳ６においてＹＥＳ）、情報処理装置１００のＣＰＵ１０１は、Ｘ軸モータ３５およびＹ軸モータ３６のそれぞれへ駆動用コマンドを出力し、カメラ１０を初期位置に戻す（ステップＳ７）。そして、カメラ１０の回転移動は、一旦停止する。この時点で、撮像条件１の下で、各撮像ポイントにおいて取得された画像データ群が情報処理装置１００に格納される。撮像条件１において取得された画像データ群を、便宜上「第１の画像データ群」と称す。

ここで、測定者は、カメラ１０の撮像感度が高まるように、カメラ１０の絞り値、ゲイン、減光フィルターの有無・種類といった撮像感度（すなわち、撮像条件）を適宜調整する（ステップＳ８）。調整後の撮像条件を、便宜上「撮像条件２」と称す。測定者が測定再開を指示すると、以下のステップＳ９〜Ｓ１５が実行される。ステップＳ９〜Ｓ１５の処理は、ステップＳ１〜Ｓ７と同様である。

すなわち、測定再開が指示されると、情報処理装置１００のＣＰＵ１０１は、Ｘ軸モータ３５およびＹ軸モータ３６のそれぞれへ駆動用コマンドを出力し、カメラ１０の回転移動を開始する（ステップＳ９）。続いて、トリガー装置１１０は、カメラ１０が予め定められた撮像ポイントに到達したか否かを判断する（ステップＳ１０）。カメラ１０が予め定められた撮像ポイントに到達していなければ（ステップＳ１０においてＮＯ）、ステップＳ１０以下の処理が繰り返される。

カメラ１０が予め定められた撮像ポイントに到達していれば（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、トリガー装置１１０は、カメラ１０へトリガーパルスを出力する（ステップＳ１１）。カメラ１０は、トリガーパルスの受信に応答して撮像を行ない（ステップＳ１２）、撮像によって取得された画像データを情報処理装置１００へ送信する（ステップＳ１３）。

続いて、トリガー装置１１０は、カメラ１０が到達した撮像ポイントが最後の撮像ポイントであるか否かを判断する（ステップＳ１４）。カメラ１０が到達した撮像ポイントが最後の撮像ポイントでなければ（ステップＳ１４においてＮＯ）、ステップＳ１０以下の処理が繰り返される。

カメラ１０が到達した撮像ポイントが最後の撮像ポイントであれば（ステップＳ１４においてＹＥＳ）、情報処理装置１００のＣＰＵ１０１は、Ｘ軸モータ３５およびＹ軸モータ３６のそれぞれへ駆動用コマンドを出力し、カメラ１０を初期位置に戻す（ステップＳ１５）。そして、カメラ１０の回転移動は、停止する。この時点で、撮像条件２の下で、各撮像ポイントにおいて取得された画像データ群が情報処理装置１００に格納される。撮像条件２において取得された画像データ群を、便宜上「第２の画像データ群」と称す。

以上のような手順によって、第１および第２の画像データ群が取得されると、情報処理装置１００は、これらの画像データ群を用いて補正処理を実行する。すなわち、情報処理装置１００は、第１の撮像条件において撮像された複数の画像データ（第１の画像データ群）と、第１の撮像条件とは異なる第２の撮像条件において撮像された複数の画像データ（第２の画像データ群）とを取得するとともに、第１の撮像条件において撮像された画像データに含まれる各撮像ポイント（注目相対位置）に対応する画素値（第１の画像情報）と、第２の撮像条件において撮像された画像データに含まれる各撮像ポイント（注目相対位置）に対応する画素値（第２の画像情報）とから、各撮像ポイント（注目相対位置）に対応する補正後の画像情報を決定する。

補正処理としては、各種の方法を採用し得るが、本実施の形態においては、第１の画像データ群の各画像データを基準データに設定するとともに、第２の画像データ群の対応する画像データの情報を用いて、この基準データを補正するという方法を採用する。

より具体的には、情報処理装置１００のＣＰＵ１０１は、第１の画像データ群のうちから対象となる画像データを選択して基準データに設定するとともに、第２の画像データ群のうち対応する（すなわち、同一の撮像ポイントにおいて異なる撮像条件で撮像された画像データ）画像データを補正データとして設定する（ステップＳ１６）。すなわち、第１の画像データ群および第２の画像データ群から、同一の撮像ポイントにおいて撮像された一対の画像データが選択される。

続いて、ＣＰＵ１０１は、補正データを構成する画素の画素値を順次読み出して（ステップＳ１７）、その画素値が上限値に到達しているか否かを判断する（ステップＳ１８）。すなわち、ＣＰＵ１０１は、画素値が飽和しているか否かを判断する。その画素値が上限値に到達していなければ（ステップＳ１８においてＮＯ）、当該画素値に感度差に応じた係数を乗じた値（係数補正後の画素値）を、基準データの対応する位置にある画素の画素値として設定する（ステップＳ１９）。すなわち、補正データ内の上限値に到達していない画素値を用いて、基準データの対応する位置にある画素の画素値を更新する。

その画素値が上限値に到達していれば（ステップＳ１８においてＹＥＳ）、ステップＳ１９の処理はスキップされる。

続いて、対象となっている補正データを構成するすべての画素の画素値が読み出されたか否かが判断される（ステップＳ２０）。対象となっている補正データを構成する画素のうちその画素値が読み出されていないものがあれば（ステップＳ２０においてＮＯ）、ステップＳ１７以下の処理が繰り返される。

対象となっている補正データを構成するすべての画素の画素値が読み出されていれば（ステップＳ２０においてＹＥＳ）、対象となっている一対の画像データに対する補正処理が完了したことを意味する。この場合には、ＣＰＵ１０１は、取得された第１の画像データ群に含まれる画像データのすべてに対して補正処理が完了したか否かを判断する（ステップＳ２１）。

取得された第１の画像データ群に含まれる画像データのうち補正処理が完了していないものがあれば（ステップＳ２１においてＮＯ）、ＣＰＵ１０１は、第１の画像データ群のうちから対象となる画像データを選択して新たな基準データに設定するとともに、第２の画像データ群のうち対応する画像データを補正データとして設定する（ステップＳ２２）。そして、ステップＳ１７以下の処理が繰り返される。

取得された第１の画像データ群に含まれる画像データのすべてに対して補正処理が完了していれば（ステップＳ２１においてＹＥＳ）、ＣＰＵ１０１は、照度算出処理を実行する（ステップＳ２３）。照度算出処理による処理結果が出力されると、処理は終了する。

上述のステップＳ１７〜Ｓ１９の処理を式で表わすと、以下のようになる。すなわち、第１の画像データ群から選択された基準データの画素値をＰ１（ｘ，ｙ）とし、第２の画像データ群から選択された補正データの画素値をＰ２（ｘ，ｙ）とする。まず、（１）式に示すように、補正データ内のある座標（ｘ，ｙ）における画素値が上限値ＵＬ（画素階調の上限値（例えば、２５５））に到達しているか否かが判断される。

画素値Ｐ２（ｘ，ｙ）≧上限値ＵＬ …（１）
もし、（１）式が成立していなければ、すなわち補正データの画素値が飽和していなければ、座標（ｘ，ｙ）における基準データの画素値は、（２）式に示すように、補正データ内の対応する座標（ｘ，ｙ）における画素値に感度差に応じた係数αを乗じた値に置き換えられる。

画素値Ｐ１（ｘ，ｙ）←α×画素値Ｐ２（ｘ，ｙ） …（２）
（１）式が成立していれば、すなわち補正データの画素値が飽和していれば、画素値の置き換えは行われない。（１）式および（２）式に示される処理が、補正データを構成する全画素について実行されることで、画素値の飽和のない画像データを取得できる。

図８は、本実施の形態に従う配光特性測定方法による補正処理の内容を示す模式図である。図８を参照して、第１の画像データ群と第２の画像データ群とを用いて、対応付けられる一対の画像データ同士で、画素値が補正される。但し、第２の画像データのうち、飽和している部分については、補正には用いられない。

以上のように、本実施の形態に従う配光特性測定方法では、第１回目の測定において撮像した画像データ群を基本とし、より撮像感度を高めた２回目の測定において撮像した画像データ群から、有効な情報を有している画素値（飽和していない部分）を順次抽出し、それらを基本の画像データに埋込む。すなわち、第２の撮像条件における撮像は、第１の撮像条件における撮像に比較して、撮像感度が高くなるように設定される。そして、情報処理装置１００は、第２の画像データ群から選択された画像データ内の注目している領域の情報（第２の画像情報）が画素値の飽和を示している場合には、第１の画像データ群から選択された画像データ内の注目している領域の情報（第１の画像情報）を優先的に使用し、それ以外の場合には、第２の画像情報を優先的に使用する。

画素値を埋込む際には、撮像感度を高めたことにある増分を基本の画像データの撮像条件に適合するように規格化する。すなわち、情報処理装置１００は、第１の撮像条件と第２の撮像条件との間の撮像感度の差に応じて、第１の画像データ群から選択された画像データ内の注目している領域の情報（第１の画像情報）および第２の画像データ群から選択された画像データ内の注目している領域の情報（第２の画像情報）のいずれかのレベルを調整する。上述の例では、１回目の測定において撮像した画像データ群（第１の画像データ群）を基本としたので、この第１の画像データ群の画素値に適合するように、第２の画像データ群のレベルを補正したが、その逆に、第１の画像データ群のレベルを補正してもよい。

特に、ＣＣＤイメージセンサーをカメラ１０に採用した場合には、ある画素位置において飽和が生じると、その隣接する画素にも影響を与えるブルーミングと呼ばれる現象が生じるので、このようなブルーミングの影響を受けている領域の画素値については、基本の画像データには埋め込まないようにすることが好ましい。

以上のような処理を全画素について繰り返すことで、最終的にＳ／Ｎ比を向上させた画像データを取得できる。このようなＳ／Ｎ比を向上させた画像データ（輝度画像）を用いて、照度や光度を算出する。すなわち、本実施の形態に従う配光特性測定方法では、撮像条件を異ならせて複数の測定を行なうことで、輝度の大きく異なる光源であっても、その輝度（光の状態）を高感度で測定することができ、これによって、暗部の照度についても安定した精度で測定することができる。

なお、上述の処理手順においては、撮像感度の低い条件で取得された画像データを基準データとしたが、撮像感度の高い条件で取得された画像データを基準データとして同様の処理を実行してもよい。

また、上述の処理手順においては、基準データのある画素の画素値を、補正データの対応する位置にある画素の画素値で置き換えるという処理について説明したが、基準データおよび補正データの対応するそれぞれの画素が有する画素値から算出される値を新たな画素値としてもよい。

＜Ｄ．照度算出処理の概要＞
次に、照度算出処理（図７のステップＳ２３）について説明する。図９は、図７のステップＳ２３に示す照度算出処理の処理手順を示すフローチャートである。図９に示す各ステップは、主として、情報処理装置１００のＣＰＵ１０１によって実行される。

図９を参照して、情報処理装置１００のＣＰＵ１０１は、補正後の基準データ（第１の画像データ群）から対応する撮像ポイントについての輝度分布を算出して、輝度配光データとして格納する（ステップＳ２３０１）。

図１０および図１１は、図９の輝度配光データの格納処理（ステップＳ２３０１）での処理を説明するための図である。図１０（ａ）に示すように、補正後の１または複数の基準データから、各測定点Ｖｎ（ｘｖ，ｙｖ，ｚｖ）について、測定角度毎の輝度が取得される。各測定点Ｖｎは、カメラ１０で撮像される画像データ（２次元センサー上の画素値の集合）内の座標として特定される。測定点Ｖｎを含む１または複数のピクセルの画素値を用いて、測定角度毎の輝度が算出される。好ましくは、測定点Ｖｎを基準として設定される予め定められたエリア内における撮像画像の明るさの累積平均値が用いられる。また、カメラ１０の位置（カメラ位置Ｃａｍｅｒａ（ｐｘｃ，ｐｙｃ，ｐｚｃ））と各測定点Ｖｎ（ｘｖ，ｙｖ，ｚｖ）との位置関係（相対位置）から測定角度が決定される。

最終的に、各測定点Ｖｎ（ｘｖ，ｙｖ，ｚｖ）について、測定角度毎の輝度Ｂ（Ｖｎ，Ｘ１，Ｙ１），Ｂ（Ｖｎ，Ｘ２，Ｙ２），Ｂ（Ｖｎ，Ｘ３，Ｙ３），…が算出される。

例えば、図１１に示すような配列構造を利用して、測定角度に関連付けられたそれぞれの輝度が格納される。この配列構造に格納されるそれぞれの輝度が輝度配光データの要素となる。サンプル２が有する配光特性に応じて、輝度の大きさは測定角度毎に異なり得る。図１１に示す配列構造に限らず、任意のデータ格納方法を採用してもよい。

再度図９を参照して、ＣＰＵ１０１は、照度算出点の決定処理を実行する（ステップＳ２３０２）。この照度算出点の決定処理において、ＣＰＵ１０１は、照度を算出すべき領域を任意に設定し、その設定した領域に含まれる１つの点を照度算出点として決定し、その空間座標を取得する。

図１２は、図９の照度算出点の決定処理（ステップＳ２３０２）を説明するための図である。照度算出点は、どのような座標系を用いて定義してもよいが、例えば、ＸＹ座標系、αβ座標系、φθ座標系などを用いることができる。図１２には、ＸＹ座標系で照度を算出すべき領域を定義するとともに、その領域上に設定される照度算出点の一例を示す。図１２に示すＸＹ座標系においは、軸の中心を空間座標の原点（０，０，０）として、設定された照度算出点が定義される。

再度図９を参照して、ＣＰＵ１０１は、輝度配光データを取得している複数の測定点のうちいずれか１つの測定点を選択し（ステップＳ２３０３）、選択した測定点について、照度算出点に対する見込み角度を算出する（ステップＳ２３０４）。

図１３は、図９の照度算出点に対する見込み角度の算出処理（ステップＳ２３０４）を説明するための図である。図１３を参照して、選択された測定点Ｖｎの座標値を（ｘｖ，ｙｖ，ｚｖ）とし、照度算出点Ｇｎの座標値を（ｘｇ，ｙｇ，ｚｇ）とする。これらの座標値の関係から、選択された測定点Ｖｎについて、照度算出点Ｇｎに対する見込み角度Θｘ，Θｙがそれぞれ算出される。見込み角度Θｘ，Θｙは、選択された測定点Ｖｎから照射された光束が照度算出点Ｇｎに到達するための角度である。

再度図９を参照して、ＣＰＵ１０１は、選択した測定点に関連付けられた輝度配光データから、ステップＳ２３０４において算出した見込み角度に関連する輝度を検索する（ステップＳ２３０５）。

図１４は、図９の見込み角度に関連する輝度を検索する処理（ステップＳ２３０５）を説明するための図である。図１４に示すように、各測定点Ｖｎ（ｘｖ，ｙｖ，ｚｖ）について、測定角度毎の輝度が算出されているが、それぞれの測定角度は離散的に決定されるため、ステップＳ２３０４において算出した見込み角度に対応する輝度が格納されていない場合が多い。そのため、図１４に示すような配列構造を利用して、算出された見込み角度Θｘ，Θｙに近接している見込み角に対応する輝度を用いて、見込み角度Θｘ，Θｙに対応する輝度を算出する。図１４に示す例では、２次元配列上の見込み角度Θｘと見込み角度Θｙとの交点３００に近接する４つの格納アドレス（配列位置３０１，３０２，３０３，３０４）が抽出される。

再度図９を参照して、ＣＰＵ１０１は、見込み角度の近傍にある複数の輝度から、算出した見込み角度に対応する輝度を算出し（ステップＳ２３０６）、光度補正係数を用いて、算出した輝度を光度に変換し、選択されている照度算出点に関連付けられた照度格納データに当該算出した光度を加算する（ステップＳ２３０７）。

そして、ＣＰＵ１０１は、輝度配光データを取得している複数の測定点のすべてについての選択が完了したか否かを判断する（ステップＳ２３０８）。複数の測定点のうち選択が完了していないものがあれば（ステップＳ２３０８においてＮＯ）、ＣＰＵ１０１は、別の測定点を選択し（ステップＳ２３０９）、ステップＳ２３０４以下の処理を実行する。

これに対して、複数の測定点のすべてについての選択が完了していれば（ステップＳ２３０８においてＹＥＳ）には、ＣＰＵ１０１は、選択されている照度算出点に関連付けられた照度格納データの値を、当該照度算出点における照度として出力する（ステップＳ２３１０）。

すなわち、１つの照度算出点について、すべての測定点から照射される輝度（または、変換によって得られる光度）が加算される。そして、すべての測定点についての輝度（または、光度）の加算処理が完了すると、その加算結果が対応する照度算出点における照度となる。

この一連の処理が他の照度算出点についてもそれぞれ実行される。すなわち、照度を算出すべき領域から照度算出点が順次特定され、上述した処理が繰り返し実行される。より具体的には、ＣＰＵ１０１は、照度を算出すべき領域に含まれる複数の照度算出点のすべてについての選択が完了したか否かを判断する（ステップＳ２３１１）。複数の照度算出点のうち選択が完了していないものがあれば（ステップＳ２３１１においてＮＯ）、ＣＰＵ１０１は、別の照度算出点を選択し（ステップＳ２３１２）、ステップＳ２３０４以下の処理を実行する。

これに対して、複数の照度算出点のすべてについての選択が完了していれば（ステップＳ２３１１においてＹＥＳ）、照度算出処理（図７のステップＳ２３）は終了する。

＜Ｅ．測定結果例＞
次に、本実施の形態に従う配光特性測定方法によって得られた測定結果の一例を示す。

図１５は、本実施の形態に従う配光特性測定方法によって得られた照度分布を画像化した結果を示す図である。図１６は、図１５に示す画像化された照度分布のＡ−Ａ’断面における照度を示す図である。

図１５に示すように、特定の範囲に照度のピークが存在するようなサンプルに対して、本実施の形態に従う配光特性測定方法は、図１６に示すように、非発光部分（暗い部分）の照度も安定して算出できていることがわかる。図１６には、同一のサンプルについて、本実施の形態および関連技術に従う配光特性測定方法のそれぞれでの測定結果を比較して示す。関連技術においては、上述したような補正処理を実行していない。図１６に示す比較結果からもわかるように、関連技術では、安定していない非発光部分（暗い部分）についても、本実施の形態では、安定して照度を算出できていることがわかる。

＜Ｆ．変形例＞
上述の実施の形態においては、同一の撮像ポイントにおいて異なる撮像条件で複数回撮像する処理例について説明した。但し、同一の撮像ポイントにおいて複数回の撮像を行なう必要はなく、ある撮像条件で撮像を行なった撮像ポイントとは別の（但し、それに近接した）撮像ポイントで別の撮像条件で撮像を行なってもよい。より多くの撮像ポイントで撮像を行なうことで、サンプル２についての測定角度をより細かい間隔に設定でき、かつ、同一の撮像ポイントで撮像することによる情報の重複（冗長な情報）を排除できるので、測定精度および測定効率を高めることができる。

図１７は、本実施の形態の変形例に従う配光特性測定方法の概要を説明するための図である。図１７に示すように、本実施の形態の変形例に従う配光特性測定方法においては、撮像条件１で、撮像ポイント１，撮像ポイント２，撮像ポイント３，…において、サンプル２を撮像するとともに、撮像条件２で、撮像ポイント１’，撮像ポイント２’，撮像ポイント３’，…において、サンプル２を撮像する。これらの撮像によって得られたそれぞれの画像データのうち、互いに近接する画像データの間で補正処理を行なうことで、より多くの情報を含む画像データを生成する。

典型的には、撮像条件を変化させてサンプル２の撮像を繰り返す際に、ゴニオメータ２００がカメラ１０を回転移動させる開始角度、終点角度、移動間隔（角度変化）などを撮像条件毎に変更することで、カメラ１０の撮像感度を実質的に向上させることができるとともに、より多くの角度の情報を取得できるので、照度算出処理における空間分解能を向上させることができる。撮像ポイントを変化させる場合には、開始角度、終点角度、角度間隔について、Ｘ軸およびＹ軸の一方のみを変更してもよいし、両方とも変更してもよい。Ｘ軸およびＹ軸の両方の値を変更することで、照度算出処理における空間分解能をさらに向上させることができる。

図１８は、本実施の形態の変形例に従う配光特性測定方法の測定動作の一例を示す図である。図１８に示す測定例においては、撮像条件１→撮像条件２→撮像条件３の順で、カメラ１０の撮像感度が高まっているとする。図１８には、（ａ）〜（ｄ）の４回に亘ってサンプル２を撮像した場合の例を示す。これらの撮像間において、カメラ１０を回転移動させる開始角度および移動間隔はそれぞれ異なっている。すなわち、撮像条件２（図１８（ｂ））は、撮像条件１（図１８（ａ））での開始位置よりＤ１だけ遅れた位置で移動が開始されており、２回目の撮像条件１（図１８（ｃ））は、１回目の撮像条件１（図１８（ａ））での開始位置よりＤ２だけ遅れた位置で移動が開始されている。

図１８（ｅ）には、図１８（ａ）〜（ｄ）のそれぞれの撮影によって取得される画像データが格納される際の撮像ポイントの位置を示す。上述したように、各画像データは、それが撮像されたときのカメラ１０の位置（撮像ポイントの座標）に関連付けて格納される。すなわち、画像データの情報は、サンプル２を撮像した測定角度に関連付けて格納される。カメラ１０を回転移動させる開始角度および移動間隔をそれぞれ異ならせることで、同一の条件下で撮像した場合に比較して、撮像ポイントが増加する。図１８に示す例では、開始角度および移動間隔に依存して、ある撮像ポイントに関して、複数の画像データが取得できる場合（図１８（ｆ）の撮像ポイント（１），（５），（１１））と、単一の画像データのみが取得できる場合（図１８（ｆ）の撮像ポイント（２），（３），（４），…）とがある。

ある撮像ポイントに関して、複数の画像データが取得できる場合には、上述したように、より撮像感度の高い撮像条件で取得された画像データを優先的に使用する（撮像感度の光画像データに埋込む）ことができる。

あるいは、一方の画像データのみを優先的に使用するのではなく、複数の画像データの情報を用いるようにしてもよい。すなわち、複数の画像データの対応するそれぞれの画素値について平均化処理を行なうことで、より高精度に画像データを取得できる。平均化処理については、同一の撮像ポイントについて複数の画像データが取得できる場合に限らず、ある撮像ポイントに近接する撮像ポイントについて取得された画像データを用いても実現できる。

（１）ある撮像ポイントについて複数の画像データを取得できる場合
同一の撮像ポイントについて、複数の画像データを取得できる場合には、より撮像感度の低い画像データの画素値に重み（寄与率）を乗じた上で平均化処理を行なう。この重みは、感度差に応じた係数である。例えば、図１８（ｆ）の撮像ポイント（１）の画素値については、以下の数式に従って算出できる。

撮像ポイント（１）の画素値＝｛（ａ）撮像条件１で撮像された画像データの画素値×重みα１＋（ｄ）撮像条件３で撮像された画像データの画素値｝／２
このように、情報処理装置１００は、第１の画像データ群から選択された画像データ内の注目している領域の情報（第１の画像情報）および第２の画像データ群から選択された画像データ内の注目している領域の情報（第２の画像情報）を平均化して、各撮像ポイント（注目相対位置）に対応する補正後の画像情報を決定する。

（２）ある撮像ポイントについて複数の画像データを取得できない場合
異なる撮像ポイントについてそれぞれ画像データを取得できる場合には、注目している撮像ポイントに近接する撮像ポイントについて取得された他の画像データを抽出し、それらの抽出した画像データを用いて補間処理を行なう。補間処理の手法としては、線形補間やスプライン補間などの各種の方法を採用できる。

線形補間を採用した場合、例えば、図１８（ｆ）の撮像ポイント（２）の画素値については、以下のような手順で、注目している撮像ポイントの画像データの情報を算出できる。

撮像ポイント（２）について、撮像条件１での画素値を補間により算出する場合には、その前後にある、撮像ポイント（１）および撮像ポイント（４）の撮像条件１に対応する画素値を用いる。撮像ポイント（１）と撮像ポイント（４）とを結ぶ直線をＹ＝ａＸ＋ｂと定義すると、係数ａおよびｂは、以下の数式に従って算出できる。但し、Ｙは注目画素の画素値を示し、Ｘは測定角度を示す。

係数ａ＝（撮像条件１で撮像された画像データの画素値（４）−撮像条件１で撮像された画像データの画素値（１））／（画素値（４）に対応する撮像ポイントの測定角度−画素値（１）に対応する撮像ポイントの測定角度）
係数ｂ＝撮像条件１で撮像された画像データの画素値（１）−係数ａ×画素値（１）に対応する撮像ポイントの測定角度
算出された係数ａおよび係数ｂを用いて、撮像ポイント（２）の測定角度ＸをＹ＝ａＸ＋ｂに代入することで、撮像条件１における撮像ポイント（２）の注目画素の画素値を算出できる。

このように、情報処理装置１００は、ある撮像ポイント（注目相対位置）とは異なる位置で撮像された複数の画像データから、当該撮像ポイントに対応する画像情報を算出する。

撮像条件を異ならせて撮像された複数の画像データについて、その撮像ポイントが同一であるか否かに応じて、上述のいずれかの処理を選択的に実行することで、測定精度の高い画像データ群を取得できる。すなわち、撮像ポイント（測定角度）の情報を有効に使った上で、安定した画像データの取得が可能になる。

本実施の形態の変形例に従う配光特性測定方法によれば、撮像ポイント（測定角度）を順次異ならせて、より多くの撮像ポイントでサンプル２を撮像することで、より多くの情報を取得することができる。そして、これらの取得された情報（画像データ）に対して、補間処理などを行なうことで、配光特性（照度分布や光度分布）の算出に必要な、それぞれの撮像ポイントにおける画像データをより安定して取得することができる。

なお、上述の測定例では、撮像条件（撮像感度）および撮像ポイントの両方を変化させて撮像を行なう場合について説明したが、撮像条件を一定にしたまま、ゴニオメータ２００がカメラ１０を回転移動させる開始角度、終点角度、移動間隔（角度変化）などを変更するようにしてもよい。この場合にも、より多くの画像情報が取得できるため、照度算出処理における空間分解能を向上させることができる。

なお、対象の画素値に重み（寄与率）を乗じて平均化処理を実行する処理例について説明したが、この重みについては、感度差やカメラの光学特性などに応じた予め定められた値を用いてもよいし、状況に応じて動的に変更してもよい。例えば、複数回に亘る測定によって得られる結果の繰り返し性の標準偏差に応じて重み（寄与率）を決定してもよい。すなわち、偏差が大きいほど（すなわち、結果のばらつきが大きいほど）寄与率を小さくすることが好ましい。

また、上述の処理例では、撮像ポイントを示す測定角度を可変パラメータとして用いているが、測定開始からの経過時間を可変パラメータとして用いてもよい。カメラ１０の露光時間が測定時間間隔より十分に短い場合には、時間間隔測定をより高精度（高分解能）で行なうことができる。

＜Ｇ．利点＞
自動車のヘッドライトなどのように、指向性の強い光源を測定する場合には、撮像範囲内の最も明るい部分が適切に撮像できるように、露光時間、カメラの絞り値、ゲイン、減光フィルターの有無・種類などによって撮像感度が適宜調整される。一方で、このような最も明るい部分に撮像感度を適合させると、暗い部分については、十分な撮像感度を得ることができず、その結果、得られる画像データのＳ／Ｎ比は目的のレベルを達成できない場合がある。

これに対して、本実施の形態に従う配光特性測定方法では、典型的には、明るい部分に適合させた撮像条件において取得される画像データと、暗い部分に適合させた撮像条件において取得される画像データとを少なくとも含む２回以上の測定を行なうことで、必要な画像情報を取得することができ、これらの画像情報から配光特性を安定して算出できる。すなわち、上述のような測定方法を採用することで、画像データにおける暗い部分のＳ／Ｎ比を向上させることができ、これによって、暗い部分の照度や光度についても、安定した値を算出できる。その結果、指向性の強い光源であっても、より高い精度で配光特性を測定できる。

上述した説明によって、本実施の形態に従う配光特性測定装置および配光特性測定方法に係るそれ以外の利点については明らかになるであろう。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ カメラ、３５ Ｘ軸モータ、３６ Ｙ軸モータ、３０ ベース、３２ Ｘ軸回転アーム、３３ 撮像部支持アーム、１００ 情報処理装置、１０１ ＣＰＵ、１０２ 主メモリ、１０４ 通信インターフェイス、１０５ 表示部、１０６ 入力部、１０７ バス、１０８ 配光特性測定プログラム、１１０ トリガー装置、２００ ゴニオメータ。

Claims (6)

1. 光源の配光特性を測定するための配光特性測定装置であって、
   前記光源に対して所定距離だけ離して配置された撮像部と、
   前記光源と前記撮像部との間の距離を維持したまま、前記光源に対する前記撮像部の位置関係を連続的に変化させる移動機構と、
   前記撮像部により撮像された複数の画像データと、前記複数の画像データがそれぞれ撮像されたときの前記光源に対する前記撮像部の相対位置とに基づいて、前記光源の配光特性を算出する処理手段とを備え、
   前記処理手段は、
   第１の撮像条件において撮像された複数の画像データと、前記第１の撮像条件とは異なる第２の撮像条件において撮像された複数の画像データとを取得するとともに、
   前記第１の撮像条件において撮像された画像データに含まれる注目相対位置に対応する第１の画像情報と、前記第２の撮像条件において撮像された画像データに含まれる前記注目相対位置に対応する第２の画像情報とから、前記注目相対位置に対応する補正後の画像情報を決定する、配光特性測定装置。
2. 前記第２の撮像条件における撮像は、前記第１の撮像条件における撮像に比較して、撮像感度が高く、
   前記処理手段は、前記第２の画像情報が画素値の飽和を示している場合には、前記第１の画像情報を優先的に使用し、それ以外の場合には、前記第２の画像情報を優先的に使用する、請求項１に記載の配光特性測定装置。
3. 前記処理手段は、前記第１の撮像条件と前記第２の撮像条件との間の撮像感度の差に応じて、前記第１の画像情報および前記第２の画像情報のいずれかのレベルを調整する、請求項１または２に記載の配光特性測定装置。
4. 前記処理手段は、前記第１の画像情報および前記第２の画像情報を平均化して、前記注目相対位置に対応する補正後の画像情報を決定する、請求項１に記載の配光特性測定装置。
5. 前記処理手段は、前記注目相対位置とは異なる位置で撮像された複数の画像データから、前記注目相対位置に対応する画像情報を算出する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の配光特性測定装置。
6. 光源の配光特性を測定するための配光特性測定方法であって、
   前記光源と撮像部との間の距離を維持したまま、前記光源に対する前記撮像部の位置関係を連続的に変化させるステップと、
   前記撮像部により撮像された複数の画像データと、前記複数の画像データがそれぞれ撮像されたときの前記光源に対する前記撮像部の相対位置とに基づいて、前記光源の配光特性を算出するステップとを備え、
   前記光源の配光特性を算出するステップは、
   第１の撮像条件において撮像された複数の画像データと、前記第１の撮像条件とは異なる第２の撮像条件において撮像された複数の画像データとを取得するステップと、
   前記第１の撮像条件において撮像された画像データに含まれる注目相対位置に対応する第１の画像情報と、前記第２の撮像条件において撮像された画像データに含まれる前記注目相対位置に対応する第２の画像情報とから、前記注目相対位置に対応する補正後の画像情報を決定するステップとを含む、配光特性測定方法。