JP4303393B2 - 分光強度分布測定方法および分光強度分布測定装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、測定対象面に照射される光の分光強度(spectral irradiance)分布の測定に用いて好適な、分光強度分布測定方法および分光強度分布測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、スキャナを用いてＰＣ（Personal Computer）に取り込んだカラー画像をモニタで確認しながら編集したり、カラー画像をカラープリンタを用いて印刷する場合のように、コンピュータで色を取り扱う場合においては、物体の色をコンピュータで正確に計算することが要求される。
【０００３】
一般に、物体の色の基本的な値は、物体から反射されてくる光のＸＹＺ値（文献「Gunter Wyszecki and W.S.Stiles,“Color Science : Concepts and Methods , Quantitative Data and Formulae Second Edition”, Jhon Wiley & Sons(1982)」の「3.3.8 Calculation of CIE Tristimulus Values and Chromaticity Coordinates」参照）で表され、このＸＹＺ値を正確に計算するためには、物体に照射される光の分光強度分布が必須である。
【０００４】
すなわち、光の分光強度分布は、色彩を正確に取り扱う場合などに必須な物理量であって、例えば、印刷機器により印刷される印刷物の印刷イメージを正確に予測するため等に必要な要素である。
従来、特定の面に照射されている光の分光強度分布の測定手法として、分光フィルタと複数の光感度センサとをそなえ、入射する光を分光フィルタを用いて分光した後、分光された各波長毎の光の強度を光感度センサを用いて測定する、専用の機器を用いた測定手法が知られている。
【０００５】
しかしながら、このような分光した光を複数の光感度センサによって波長毎に測定する機器においては、測定バンド数と同数個の分光感度が異なる光感度センサをそなえる必要がある。従って、多数の光感度センサをそなえることにより装置構成が複雑になり装置が非常に高価になる。
そこで、測定バンド数よりも少ない光感度センサで分光強度分布の測定を行なう手法として、（１）物体に照射された照明光の分光強度分布を測定する方法（Shoji Tominaga,“Multichannel vision system for estimating surface and illumination function,” J.Opt.Soc.Am.A,Vol.13,No.11,2163-2173（Nov.1996）参照；図９）、および（２）光源を直接測定する方法（特開平１１−１３２８５３号公報参照；図１０）が知られている。
【０００６】
図９および図１０はそれぞれ従来の分光強度分布測定手法を説明するための図である。
（１）物体に照射された照明光の分光強度分布を測定する方法
図９に示す従来の分光強度分布測定手法においては、分光反射率が未知である物体１８３に照射されている、光源１８０からの光（照明光）の分光強度分布を、その物体１８３の分光反射率とともに算出する。具体的には、ＲＧＢの３色だけでなくその他の色も含めた６色に対応する専用の６バンドカメラ１８２を用いて物体１８３を撮像し、この撮像した画像に基づいて、照明光の分光強度と物体１８３の分光反射率とを測定する。
【０００７】
この手法においては、測定の際の未知数が多いため６バンドカメラ１８２という特殊な機器を用いており、又、測定可能な照明光の分光強度分布を３つの成分の線形結合で表現可能な範囲に限定している。
（２）光源を直接測定する方法
図１０に示す従来の分光強度分布測定装置においては、被測定光源２８０からの射出光の経路に分光透過率の異なる複数の光学フィルタ２８１を各別に配置するとともに、これらの光学フィルタ２８１を通過した光を受光する複数のセンサ２８２を各光学フィルタ２８１に対応して設け、複数の光学フィルタ２８１の分光透過率が被測定光源の分光分布を推定できるように設定する。
【０００８】
そして、センサ２８２の出力をアンプで電圧値に変換した後、更にＡ／Ｄ変換器によって変換して、コンピュータにより被測定光源２８０の分光分布および色彩特性を算出するものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のごとき従来の分光強度測定手法においては、以下に示すような課題がある。
図９に示す分光強度測定手法においては、６バンドカメラ１８２という特殊な機器を用いる必要があるほか、測定可能な照明光の分光強度分布は３つの成分の線形結合で表現可能な範囲に限定されているが、一般に室内で使用される光源は種類が多く複雑であるので、３つの成分の線形結合で表現可能な範囲という制約条件下では、一般的な室内の光源全般を測定するのは難しいという課題がある。
【００１０】
また、図１０に示す従来の分光強度分布測定手法は、被測定光源２８０の分光強度分布を直接測定するものであって、測定対象面に照射されている光の分光強度分布を測定することができないほか、予め定められた単一の光源に非常に類似した分布の光源だけしか測定することができないという大きな制約がある。
従って、上述のごとき従来の分光強度測定手法においては、高価な測定器を用いることなく測定対象面に照射される光の分光強度分布を測定することは困難である。
【００１１】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、高価な測定機器を用いることなく、測定対象面に照射される光の分光強度分布を測定することができるようにした、分光強度分布測定方法および分光強度分布測定装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明の分光強度分布測定方法は、光の分光強度分布を測定する方法であって、光を、ｎ（ｎは自然数）種類の既知の光学特性係数をそれぞれ有するｎ個の光経由部を経由させてから、ｓ（ｓは自然数）種類の既知の分光感度をそれぞれ有するｓ個の光学センサで受光させ、このｓ個の光学センサにより、それぞれ、ｎ個の光経由部を経由してきた光の受光強度を検出し、ｎ×ｓ個の受光強度を得た後、既知の光学特性係数と分光感度とｎ×ｓ個の受光強度と光の分光強度分布との間で成り立つ線形な関係式に基づいて、ｍ（ｍは自然数）種類の波長それぞれについてのｍ個の分光強度を光の分光強度分布として算出し、光学センサにより検出される光についての受光強度の数（ｎ×ｓ）が、線形な関係式に基づいて算出すべき分光強度の数（ｍ）よりも小さくなるように、光経由部および光学センサをそなえ、光経由部が光を反射する反射物であるとともに、光学特性係数が反射物の分光反射率であり、光学センサにより反射物からの反射光の受光強度を検出し、線形な関係式を所定の拘束条件の下で解くことにより、ｍ個の分光強度を算出することを特徴としている。
また、本発明の分光強度分布測定方法は、光の分光強度分布を測定する方法であって、光を、ｎ（ｎは自然数）種類の既知の光学特性係数をそれぞれ有するｎ個の光経由部を経由させてから、ｓ（ｓは自然数）種類の既知の分光感度をそれぞれ有するｓ個の光学センサで受光させ、このｓ個の光学センサにより、それぞれ、ｎ個の光経由部を経由してきた光の受光強度を検出し、ｎ×ｓ個の受光強度を得た後、既知の光学特性係数と分光感度とｎ×ｓ個の受光強度と光の分光強度分布との間で成り立つ線形な関係式に基づいて、ｍ（ｍは自然数）種類の波長それぞれについてのｍ個の分光強度を光の分光強度分布として算出し、光学センサにより検出される光についての受光強度の数（ｎ×ｓ）が、線形な関係式に基づいて算出すべき分光強度の数（ｍ）よりも小さくなるように、光経由部および光学センサをそなえ、光経由部が光を透過するフィルタであるとともに、光学特性係数がフィルタの分光透過率であり、光学センサによりフィルタを透過した透過光の受光強度を検出し、線形な関係式を所定の拘束条件の下で解くことにより、ｍ個の分光強度を算出することを特徴としている。
【００１４】
さらに、所定の拘束条件として、光の分光強度分布が正値であるという拘束条件を設定してもよく、又、光の分光強度分布が、予め定められた分光強度分布の線形な積和で表わされるという拘束条件を設定してもよく、更に、予め定められた分光強度分布が正値であり、且つ、光の分光強度分布が、予め定められた分光強度分布を非負の係数により線形結合して表わされるという拘束条件をさらに付加してもよい。
【００１５】
また、予め定められた分光強度分布が、予め想定される光源の分光強度分布の主成分であってもよく、又、予め想定される光源の分光強度分布の主成分を線形結合したものであってもよく、更に、予め想定される光源の分光強度であってもよい。
さらに、予め定められた分光強度分布を複数組準備し、準備された複数組の分光強度分布のそれぞれを用いて、光の分光強度分布を算出し、光の分光強度分布についての複数の算出結果の中から、線形な関係式の誤差を最小にするものを光の分光強度分布として選択してもよい。
【００１６】
また、本発明の分光強度分布測定装置は、光の分光強度分布を測定する装置であって、ｎ（ｎは自然数）種類の既知の光学特性係数をそれぞれ有し、光を照射されるｎ個の光経由部と、ｓ（ｓは自然数）種類の既知の分光感度をそれぞれ有し、ｎ個の光経由部を経由してきた光の受光強度を検出するｓ個の光学センサと、既知の光学特性係数と分光感度とｓ個の光学センサにより得られたｎ×ｓ個の受光強度と光の分光強度分布との間で成り立つ線形な関係式に基づいて、ｍ（ｍは自然数）種類の波長それぞれについてのｍ個の分光強度を光の分光強度分布として算出する算出部とをそなえ、光学センサにより検出される光についての受光強度の数（ｎ×ｓ）が、線形な関係式に基づいて算出すべき分光強度の数（ｍ）よりも小さくなるように、光経由部および光学センサをそなえ、光経由部が光を反射する反射物であるとともに、光学特性係数が反射物の分光反射率であり、光学センサが、反射物からの反射光の受光強度を検出し、算出部が、線形な関係式を所定の拘束条件の下で解くことにより、ｍ個の分光強度を算出することを特徴としている。
さらに、本発明の分光強度分布測定装置は、光の分光強度分布を測定する装置であって、ｎ（ｎは自然数）種類の既知の光学特性係数をそれぞれ有し、光を照射されるｎ個の光経由部と、ｓ（ｓは自然数）種類の既知の分光感度をそれぞれ有し、ｎ個の光経由部を経由してきた光の受光強度を検出するｓ個の光学センサと、既知の光学特性係数と分光感度とｓ個の光学センサにより得られたｎ×ｓ個の受光強度と光の分光強度分布との間で成り立つ線形な関係式に基づいて、ｍ（ｍは自然数）種類の波長それぞれについてのｍ個の分光強度を光の分光強度分布として算出する算出部とをそなえ、光学センサにより検出される光についての受光強度の数（ｎ×ｓ）が、線形な関係式に基づいて算出すべき分光強度の数（ｍ）よりも小さくなるように、光経由部および光学センサをそなえ、光経由部が前記光を透過するフィルタであるとともに、光学特性係数がフィルタの分光透過率であり、光学センサが、フィルタを透過した透過光の受光強度を検出し、算出部が、線形な関係式を所定の拘束条件の下で解くことにより、ｍ個の分光強度を算出することを特徴としている。
【００１８】
なお、所定の拘束条件として、光の分光強度分布が正値であるという拘束条件を設定してもよく、又、光の分光強度分布が、予め定められた分光強度分布の線形な積和で表わされるという拘束条件を設定してもよい。
また、予め定められた分光強度分布が正値であり、且つ、光の分光強度分布が、予め定められた分光強度分布を非負の係数により線形結合して表わされるという拘束条件をさらに付加してもよい。
【００１９】
さらに、予め定められた分光強度分布が、予め想定される光源の分光強度分布の主成分であってもよく、又、予め想定される光源の分光強度分布の主成分を線形結合したものであってもよく、更に、予め想定される光源の分光強度であってもよい。
また、予め定められた分光強度分布を複数組準備し、準備された複数組の分光強度分布のそれぞれを用いて、光の分光強度分布を算出し、光の分光強度分布についての複数の算出結果の中から、線形な関係式の誤差を最小にするものを光の分光強度分布として選択してもよい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（Ａ）原理的な説明
図１は本発明の一実施形態としての分光強度分布測定装置の原理構成を示す図であり、本発明の一実施形態としての分光強度分布測定装置は、測定対象面１５における光の分光強度分布を測定するものであって、図１に示すように、光学センサ１１，Ａ／Ｄコンバータ１２，コンピュータ（算出部）１３，反射物（光経由部）１４および切替スイッチ１６をそなえて構成されている。
【００２２】
反射物１４は、ｎ（ｎは自然数；図１中では３個）種類の既知の反射率（光学特性係数）Ｒ(λ)をそれぞれ有し、測定対象の光を照射されるものであって、ｎ個用意されている。そして、これらの反射物１４は、測定対象面１５上に配置されるようになっている。
なお、以下、反射物を示す符号としては、ｎ個の反射物のうち１つを特定する必要があるときには符号１４_j（ｊは自然数；ただし、１≦ｊ≦ｎ）を用いるが、任意の反射物を指すときには符号１４を用いる。
【００２３】
光学センサ１１は、ｓ（ｓは自然数；図１では３個）種類の既知の分光感度Ｓ(λ)をそれぞれ有し、反射物１４を経由してきた光の光の受光強度を検出するものであって、ｓ個用意されている。
なお、以下、光学センサを示す符号としては、ｓ個の光学センサのうち１つを特定する必要があるときには符号１１_i（１≦ｉ≦ｓ；ｉは自然数）を用いるが、任意の光学センサを指すときには符号１１を用いる。又、複数の光学センサ１１は互いに近接する位置に配設することが望ましい。
【００２４】
Ａ／Ｄコンバータ１２は、光学センサ１１からの出力信号（例えば電流値）を数値データに変換するものであり、この変換後の数値データをコンピュータ１３に入力するようになっている。
切替スイッチ１６は、ｓ個の光学センサ１１を順次切り替えてそれぞれＡ／Ｄコンバータ１２に接続するものであり、この切替スイッチ１６により各光学センサ１１からの入力信号がＡ／Ｄコンバータ１２に順次入力されるようになっている。
【００２５】
そして、一の光学センサ１１をＡ／Ｄコンバータ１２に接続した状態で、ｎ種類の反射物１４を順番に取り替えながら光学センサ１１により各反射物１４から経由してきた光の受光強度を検出し、一の光学センサ１１についてｎ種類の反射物１４に関する全ての受光強度の検出を終了した後、切替スイッチ１６を切り替えて同様にｎ種類の反射物１４における各受光強度の検出を行なう。
【００２６】
そして、切替スイッチ１６を順次切り替えて、全ての光学センサ１１についてｎ種類の反射物１４に関する受光強度を検出することにより、ｎ×ｓ個の受光強度を検出するようになっている。
コンピュータ１３は、光の分光強度分布を算出するものであって、反射物１４の反射率と光学センサ１１の分光感度とｓ個の光学センサにより得られたｎ×ｓ個の受光強度と光の分光強度分布との間で成り立つ線形な関係式に基づいて、ｍ（ｍは自然数）種類の波長それぞれについてのｍ個の分光強度を光の分光強度分布として算出するようになっている。
【００２７】
以下に、コンピュータ１３における光の分光強度分布の算出手法について説明する。
一般に、光学センサ１１_iに入射する反射物１４_jからの反射光の分光強度分布H_j (λ)は、反射物１４_jに照射される光の分光強度分布E (λ)に反射物１４_jの分光反射率R _j (λ)を波長毎にかけたものをπで割ったものに等しい。すなわち、下記（１）式が成立する。
H_j(λ)＝1/π・E(λ)・R_j(λ) …（１）
また、光学センサ１１_iからの出力信号値ｏ_ijは、光学センサ１１_iに入射する光の分光強度分布H_j (λ)に波長毎にセンサの分光感度Ｓ_i(λ)をかけて、光学センサ１１が感度を有する波長範囲、すなわち、使用する光学センサ１１のうち少なくとも一つが感度を有する波長範囲で積分した値と等しく、下記（２）式が成立する。
【００２８】
【数１】

【００２９】
従って、下記（３）式が成立し、光学センサ１１の出力信号ｏ_ijと、Ｅ(λ)，Ｓ_i(λ)およびＲ_j(λ)とは線形な関係にあることが導き出される。
【００３０】
【数２】

【００３１】
ここで、Ｅ(λ)，Ｒ_j(λ)，Ｓ_i(λ)を下記（４）式のごとく離散値で表し、
【００３２】
【数３】

【００３３】
（３）式を、波長に関してΔλ間隔の離散的な数値積分で表すと、下記（５）式となる。
o_ij=1/π・(s_i1・r_j1・e₁+s_i2・r_j2・e₂+ … +s_im・r_jm・e_m)・Δλ…（５）
なお、mは算出すべき分光強度の数（波長の種類の数）であって、具体的には、測定対象となる波長範囲のバンド数である。例えば、測定の対象となる波長範囲、すなわち、使用する光学センサ１１の波長範囲が３８０ｎｍから７２０ｎｍであり、波長間隔Δλを５ｎｍとして測定する場合には、バンド数mは６９である。そして、この場合においては、例えば、符号Ｓ_i1は光学センサ１１_iの３８０ｎｍでの感度を示し、又、符号Ｓ_i2は光学センサ１１_iの３８５ｎｍでの感度を示す。
【００３４】
また、（５）式を行列形式で表すと、下記（６）式となる。
【００３５】
【数４】

【００３６】
さらに、（６）式を、全ての光学センサ１１_i(１≦ｉ≦ｓ)、および、全ての反射物１４j（１≦ｊ≦n）について記述すると、下記（７）式のようになる。
【００３７】
【数５】

【００３８】
従って、下記（８）式が得られる。
O=1/π・R・E・Δλ …（８）
ただし、
【００３９】
【数６】

【００４０】
この（８）式に示すように、光学センサ１１からの出力信号値は、光学センサ１１の分光感度Ｓ(λ)と反射物の分光反射率R (λ)と、反射物１４に照射される光の分光強度分布E (λ)との線形な積和で表すことができる。ここで、例えば、測定対象となる波長範囲のバンド数ｍと受光強度の数（ｎ×ｓ）とが、ｍ≦ｓ×ｎの条件を満たす場合には、Rの一般化逆行列をＯに乗ずることにより、ｍ個の分光強度、すなわち反射物１４に照射される光の分光強度分布E (λ)を直接的に算出することができ、図1に示す本分光強度分布測定装置によって、光の分光強度分布E (λ)を測定することができるのである。
【００４１】
この場合、反射物１４の数nが2以上であれば、バンド数mよりも、光学センサ１１における分光感度の種類の数、すなわち、互いに異なる分光感度を有する光学センサ１１の数ｓを小さくすることができるので、測定バンド数と同数の光学センサ１１をそなえる必要がなく、装置の製造コストを低減することができる。
また、反射物１４の反射率（光学特性係数）Ｒ(λ)も既知なので、光の分光強度Ｅのみを計算すればよく、計算に要する労力を大幅に簡素化することができる。
【００４２】
なお、本実施形態においては、光源の位置に依存しない測定を可能とするために、測定に用いる反射物１４は、反射光の強度が入射光の方向に依存しない特性、すなわち等方性を有することが望ましい。
また、測定対象となる波長範囲のバンド数ｍと受光強度の数（ｎ×ｓ）とが、ｍ＞ｓ×ｎの条件を満たす場合には、後述する所定の拘束条件を用いることにより上記線形な関係式（（８）式参照）を解くことができ、更に、このような拘束条件を用いることにより、測定する受光強度の数（ｎ×ｓ）を少なくすることができ、測定時間を短縮することができるほか、光学センサ１１の数を減らすことができるので装置構成を簡素化することができる。
【００４３】
なお、測定対象となる波長範囲のバンド数ｍと受光強度の数（ｎ×ｓ）とがｍ≦ｓ×ｎの条件を満たす場合においても、所定の拘束条件を適用することにより、例えば、光学センサ１１の誤差等による影響によってその測定結果が不正な値になった場合に、その影響を除去することができる。
ここで、上記線形な関係式（（８）式参照）を解く際に用いて効果的な手法について説明する。
【００４４】
▲１▼光の分光強度が正値であるという拘束条件を設定
光の分光強度は物理的に正値であり、負の光というものはありえないので分光強度が正値という拘束条件は有効である。この拘束条件を設定することにより物理的に不正な解となることを防ぐことができる。そして、これにより、上述した線形な関係式を容易に解くことができるとともに、線形な関係式の解に対する信頼性をより向上させることができる。
【００４５】
なお、上述の線形な関係式（（８）式参照）を、その解が正値であるという拘束条件を設定して解くことは、一般的に出回っている技術演算用ソフトウェアパッケージ(例えば、MATLAB,販売元:The MathWorks,Inc. Massachusetts,USA等)を用いることにより容易に実現することができる。
▲２▼光の分光強度分布が、予め定められた分光強度分布の線形な積和で表されるという拘束条件を設定
一般に、各種の光源の分光強度分布は、互いに似通ったもので有れば、いくつかの成分の線形な積和で表されることが知られている。例えば、様々な（朝，昼，晴れ，曇り等）昼光（natural daylight)の分光強度分布は、ほぼ、3つの成分の線形な積和で表されることが知られている（文献「Gunter Wyszecki and W.S.Stiles,"Color Science:Concepts and Methods,Quantitative Data and Formulae Second Edition",Jhon Wiley&Sons(1982)」の「3.3.4 CIE Standard Illuminants」参照）。
【００４６】
そこで、下記（９）式に示すように、Ｅがいくつかの成分Ｐ₁〜Ｐ_k（ｋは分光強度分布を構成する成分数；ｋは自然数）の線形な積和で表されるとして、前述の（８）式を解く。
Ｅ＝Ｐ・Ｃ …（９）
ただし、
【００４７】
【数７】

【００４８】
具体的には、（９）式を（８）式に代入して得られた下記（１０）式をＣについて解き、この得られたＣを（９）式に代入することにより、光の分光強度Ｅを求めることができる。
Ｏ=1/π・Ｒ・Ｐ・Ｃ・△λ …（１０）
そして、ｎ×ｓ≦ｋであれば、例えば（Ｒ・Ｐ）の一般化逆行列で解くことができる。バンド数mは前述したように数十となることも多く大きな数値になる場合が多いが、このｍに比べてkは小さな数値（例えば昼光の場合にはｋ＝３）とすることができる。従って、光の分光強度分布が所定の分光強度分布（成分数ｋ）の線形な積和で表されるという拘束条件を設定することにより（ｎ×ｓ）の数値を少なくすることができるので、上述した線形な関係式を容易に解くことができ、光の分光強度分布を容易に算出することができる他、線形な関係式の解に対する信頼性をより向上させることができ、更に、装置構成を簡素化することができる。
【００４９】
また、上述の（１０）式を解く際に、更に光の分光強度が正値であるという拘束条件（▲１▼参照）を設定してもよい。すなわち、光の分光強度は物理的に正値であるので、この拘束条件により、物理的に不正な解となることを防ぐことができ、その信頼性を向上させることができる。
▲３▼Ｐとしていくつかの現実の光源の分光強度分布の主成分を用いる
例えば、蛍光灯の分光強度分布を４つの主成分の線形な積和で近似できるとの報告がある（文献「Yoshinobu Nayatani,Yutaka Kurioka and Hiroaki Sobagaki,“Color-Matching Properties of Fluorescent Lamps with Different Values of the General Color-Rendering Index,”Bul.Electrotech.Lab.(Japan),Vol.35 No.12(1971))。従って、蛍光灯による照明環境下において測定を行なう場合にはこれらの４つの主成分を使用することができ、これによって解に対する信頼性を向上させることができる。
【００５０】
なお、一般に、第1主成分以外は負の値を有し、又、これらの主成分の線形な積和演算結果も負の値を含む可能性があるので、この場合においても光の分光強度分布が正値であるという拘束条件（上記▲１▼参照）を設定してもよい。
▲４▼Pとして全て正値から構成される成分のみを利用するとともに、Cが全て非負であるという拘束条件を設定
Pとして全て正値から構成される成分のみを利用するとともに、Cが全て非負であるという拘束条件を設定してもよく、正の値の非負倍の積和は、正値であることが保証され、その信頼性を向上させることができる。
【００５１】
ここで、全てが正値であるPの具体的な算出方法としては、例えば、文献「Noboru Ohta,“Estimating Absorption Bands of Component Dyes by Means of Principal Components Analysis,”Analytical Chemistry,Vol.45,553-557(March 1973)」に記載されている計算手順等によって主成分の線形な積和で計算すれば良い。なお、この文献中においては写真色材の分光データを処理対象としているが、同様の計算手順を、光源の分光強度分布に対して適用すればよい。
【００５２】
また、この文献中では、３成分の場合のみの処理について述べられている。つまり、計算結果として３つの成分を算出する場合にのみ相当するが、同様の手法は２成分やあるいはより多くの成分を求める場合においても適用することができる。そして、異なる成分数の処理に関する詳しい手順は、例えば「大田登，高橋公治“主成分分析法による成分色素の個数と分光特性の推定（１）二成分系、”日本写真学会誌 ３６巻第５号（昭和４８年）」や「大田登，高橋公治“主成分分析法による成分色素の個数と分光特性の推定（III）多成分系”日本写真学会誌 ３８巻第６号（昭和５０年）」に示されている。
【００５３】
▲５▼Pとして現実の代表的な光源の分光強度分布をそのまま用いる
現実の光源の分光強度分布は正値で構成されているからである。例えば、想定している照明環境下に存在しうるすべての光源の分光強度分布をPとすればよい。
また、Pとして異なる分光強度成分のものを二つ以上準備しておき（P₁，P₂など）、それぞれについて、既に述べたいずれかの方法で光の分光強度分布を計算し（計算結果Ｅ₁，E₂）、これらの光の分光強度分布についての複数の計算結果の中から、上述の線形な関係式（（５）式参照）の誤差を最小にするものを最終的な答えとしても良く、これにより、Pとして異なる成分のものが複数想定される場合においても、最も精度の良い計算結果を選択できる。これらによっても、その信頼性を向上させることができるのである。
【００５４】
なお、上記説明において、切替スイッチ１６を順次切り替えてｎ種類の反射物１４における各受光強度の検出を行なうことにより、ｎ×ｓ個の受光強度を検出する旨を説明したが、それに限定するものではなく、例えば、光学センサ１１の数を増やして各反射物１４からの反射光を一度に入力するようにしても良く、具体的には、複数の反射物１４をデジタルスチルカメラで撮像しても良い。
【００５５】
（Ｂ）適用事例の説明
図２は本発明の一実施形態としての分光強度分布測定装置の適用事例を示す模式的な図、図３はデジタルカメラにより撮像される画像のイメージ図であり、この図２に示す分光強度分布測定装置は、ノートパソコンとデジタルカメラを組み合わせて光の分光強度分布を測定するものであって、図２に示すように、ノートパソコン２０，デジタルカメラ（光学センサ）２１および色票（光経由部）２２（反射物１４）をそなえて構成されている。
【００５６】
色票２２は、上述した反射物１４に相当するものでありノートパソコン２０におけるキーボード２０ａが配置されている測定対象面１５上に、複数（図２では４）並べて配置されている。これらの４個の色票はそれぞれ異なる反射率（光学特性係数）を有しており、更に、これらの各反射率は既知である。なお、これらの色票２２は互いにその分光反射率が大きく異なることが望ましく、互いに色相が大きく異なる鮮やかなものであることが望ましい。
【００５７】
以下、色票２２を示す符号としては、４個の色票のうちの１つを特定する必要があるときには符号２２₁〜２２₄のうちの特定の符号を用いるが、任意の色票を指すときには符号２２を用いる。
デジタルカメラ２１は、予めその分光感度特性および階調特性が既知であって、撮像した画像からＲＧＢ値を取得することができるようになっている。ここでデジタルカメラ２１の階調特性とは、Ｒ（Red），Ｇ（Green），Ｂ（Blue）の各信号出力の階調特性を意味しており、例えば、デジタルカメラ２１に入射する光量を徐々に増加させながら、ＲＧＢ値の各変化を調べることによって、その階調特性を調べることができるのである。一般には、階調特性は指数関数(γ特性)で表わされることが多い。
【００５８】
また、R，GおよびBは、デジタルカメラ２１が出力する信号値であって、それぞれ０から２５５の値をとるようになっている。
そして、このデジタルカメラ２１は、後述する色票２２を撮像することができるようにノートパソコン２０に取付られ、この際、デジタルカメラ２１により撮像される画像中において、各色票２２の撮像される位置は、図３に示すように、常にほぼ同一となるように、デジタルカメラ２１の位置と各色票２２との位置関係は予め設定されている。
【００５９】
ノートパソコン２０は、デジタルカメラ２１によって撮像した画像（具体的にはＲＧＢ値）に基づいて色票２２に照射されている光の分光強度分布Ｅ(λ)を算出するものである。
なお、本実施形態においては、上述の「（Ａ）原理的な説明」で述べた理論においては、反射物１４の数ｎ＝４，光学センサの数ｓ＝３である場合に相当する。
【００６０】
また、本実施形態においては、線形な積和演算処理を基本としているので、扱う信号値はそれぞれ入力光量に対して線形である必要がある。そこで、デジタルカメラ２１の階調特性に基づいて補正を行なう。例えば、デジタルカメラ２１の階調特性を表すγ値が２．２の場合には、デジタルカメラ２１から出力するＲＧＢ値を、以下に示す手法により、それぞれ光量に線形な値(r，g，b)に変換する。ここで、r，gおよびbは、下記（１１）式のごとく、Ｒ，ＧおよびＢをそれぞれ線形に補正して得た値であって、それぞれ０から１の値をとるようになっている。
【００６１】
【数８】

【００６２】
なお、本実施形態においては、デジタルカメラ２１の分光感度特性は既知であるものとしているが、このデジタルカメラ２１の分光感度特性が未知の場合には、例えば、文献「Shoji Tominaga,“Multichannel vision system for estimating surface and illumination function,”J.Opt.Soc.Am.A,Vol.13,No.11,2163-2173(Nov.1996)」等に開示されている手法により予め算出しておけばよい。
【００６３】
本実施形態では、分光強度分布の測定を３８０ｎｍから７２０ｎｍの範囲で、５ｎｍの波長間隔（△λ）で行なうものとする。この場合には、バンド数ｍ＝69であり、このバンド数ｍは受光強度の数（ｎ×ｓ）の値９よりも大きい。
そこで、先ず、上述の（１０）式をＣについて解き、その後、得られたＣを（９）式に代入することによりＥ(λ)を求める。
【００６４】
そして、分光強度分布Ｅ(λ)を求めるに際して、Ｐとしていくつかの光源の分光強度分布をそのまま用いる。本実施形態においては、下記（１２）式に示すように、光源として蛍光灯と昼光とを想定した分光強度のセットＰ₁およびＰ₂を用いるものとする。なお、本実施形態においては窓がある蛍光灯照明下の室内を想定している。
【００６５】
【数９】

【００６６】
Ｐ₁，Ｐ₂は、ともに分光強度が３８０ｎｍから７２０ｎｍの間の５ｎｍおきの分光強度のデータである。Ｄ₅₀₀₀，Ｄ₇₀₀₀およびＤ_1ooooは、それぞれＣＩＥ（Commission Internationale de l'Eclairage；国際照明委員会）で規定された、標準昼光の分光強度分布であって、窓から入射する光(昼光)を想定している。
そして、Ｄ₅₀₀₀，Ｄ₇₀₀₀およびＤ_1ooooは、それぞれ色温度５０００Ｋ、７０００Kおよび１００００Kのものである（文献「Gunter Wyszecki and W.S.Stiles,“Color Science: Concepts and Methods, Quantitative Data and Formulae Second Edition”,Jhon Wiley & Sons(1982)」の「3.3.4 CIE Standard Illuminants」参照）。
【００６７】
なお、昼光の色温度を分けたのは、通常、異なる色温度のものを同時に想定する必要がないからであり、又、昼光を色温度が低いもの（５０００K〜７０００K）と高いもの（７０００K〜１００００K）とに分けることにより、それぞれの中間的な色温度のもの（例えば、６０００Kや８０００K等）を、Ｄ₅₀₀₀とＤ₇₀₀₀との線形な積和や、Ｄ₇₀₀₀とＤ_1ooooとの線形な積和で近似計算することによって表わすことができる。そして、この場合においては各積算の係数は正値となる。
【００６８】
そして、（１２）式に示すように、低い色温度の昼光を想定したＰ₁により光の分光強度分布Ｅ(λ)を求めるとともに、高い色温度の昼光を想定したＰ₂により光の分光強度分布Ｅ(λ)を求め、（８）式の二乗誤差（誤差）を最小にするものを光の分光強度分布（最終的な解）として選択する。
なお、色温度が低い昼光を想定する必要が無い場合（例えば、日没や日の出のような赤みがかった太陽光ではなく、正午頃の場合等）には、高い色温度の昼光を想定したP₂だけを用いて光の分光強度分布E(λ)を求めてもよい。
【００６９】
また、Ｆ₁，Ｆ₄，Ｆ₇，Ｆ₉，Ｆ₁₀，Ｆ₁₂は、それぞれＣＩＥで規定された、代表蛍光灯の分光強度分布である(文献「R.W.G.Hunt,“Measuring Color Third Edition,”FOUNTAIN PRESS(1998)」の「A5.3 Representative fluorescent lamps」参照)。
具体的には、Ｆ₄は標準型蛍光灯の赤めの光の分光強度分布を示し、Ｆ₁はその青めの光の分光強度分布を示す。又、Ｆ₉は高演色型蛍光灯の赤めの光の分光強度分布を示し、Ｆ₇はその青めの光の分光強度分布を示す。更に、Ｆ₁₂は三波長型蛍光灯の赤めの光の分光強度を示し、Ｆ₁₀はその青めの光の分光強度分布を示す。
【００７０】
そして、その他の色の代表蛍光灯の光は、これらのＦ₁，Ｆ₄，Ｆ₇，Ｆ₉，Ｆ₁₀，Ｆ₁₂の線形な積和で近似計算することによって表わすことができ、又、この場合の積算の係数も正値となる。
このような構成により、色票２２に照射される光の分光強度分布の測定手順について、図４に示すフローチャート（ステップＡ１０〜ステップＡ１２０）に従って説明する。
【００７１】
まず、デジタルカメラ２１によって、ｎ個（本実施形態では４個）の色票(反射物)２２を撮像してその画像を取り込む（ステップＡ１０）。
そして、デジタルカメラ２１によって撮像した画像から、予めわかっている各色票２２の撮像位置に基づいて、各色票２２の画素（例えば、各色票２２毎に２０画素程度）を抽出する（ステップＡ２０）。
【００７２】
次に、この抽出した各画素のＲＧＢ値を、上述の（１１）式を用いて線形な値ｒｇｂに補正し（ステップＡ３０）、更に、各色票２２についてｒｇｂ値をそれぞれ平均して、各色票２２毎にｒｇｂ値を算出する（ステップＡ４０）。なお、これらのｒｇｂ値が、前述した光学センサ１１の出力値Ｏになるのである。
ここで４個の色票２２のうち、色票２２₁に対するｒｇｂ値を(ｒ₁，ｇ₁，ｂ₁)，色票２２₂に対するｒｇｂ値を（ｒ₂，ｇ₂，ｂ₂），色票２２₃に対するｒｇｂ値を(ｒ₃，ｇ₃，ｂ₃)，色票２２₄に対するｒｇｂ値を（ｒ₄，ｇ₄，ｂ₄）とすると、デジタルカメラ２１から得られる出力Oは下記（１３）式に示すようになる。
【００７３】
【数１０】

【００７４】
この（１３）式と前述の（１０）式とを用いて、Ｐ₁およびＰ₂に対するＣ（Ｃ₁，Ｃ₂）を算出する（ステップＡ５０，Ａ６０）。なお、この際、Cは正値という拘束条件を設定して計算を行なう。
さらに、これらのＣ₁，C₂をそれぞれ（９）式に代入して、分光強度分布Ｅ₁，Ｅ₂を求め（ステップＡ７０，Ａ８０）、その後、下記（１４）式に示すように、求めたＥ₁，Ｅ₂をそれぞれ（８）式に代入して、等式の二乗誤差ｅｒｒ₁およびｅｒｒ₂をそれぞれ算出する（ステップＡ９０）。
err₁=(O - 1/π・Ｒ・E₁・△λ)T・(O - 1/π・Ｒ・E₁・△λ)
err₂=(O - 1/π・Ｒ・E₂・△λ)T・(O - 1/π・Ｒ・E₂・△λ)…（１４）
その後、ｅｒｒ₁とｅｒｒ₂とを比較して（ステップＡ１００）、その誤差が小さい方に相当するＥ₁もしくはＥ₂を最終的な測定結果、すなわち求める光の分光強度分布Ｅ(λ)とすることにより（ステップＡ１１０，Ａ１２０）、色票２２に照射する光の分光強度分布Ｅ(λ)を測定することができる。
【００７５】
このように、本発明の一実施形態としての分光強度分布測定装置によれば、ｎ（本実施形態では４）種類の既知の反射率をそれぞれ有し、光を照射されるｎ個の反射物１４と、ｓ（本実施形態では３）種類の既知の分光感度をそれぞれ有し、ｎ個の反射物１４を経由してきた光の受光強度をｓ個の光学センサ１１により検出し、反射率と分光感度とｓ個の光学センサにより得られたｎ×ｓ個（本実施形態では１２個）の受光強度と光の分光強度分布との間で成り立つ線形な関係に基づいて、ノートパソコン２０がｍ種類の波長それぞれについてのｍ個の分光強度を光の分光強度分布として算出するので、光学センサ１１の数を少なくすることができ、光の分光強度分布を容易に算出することができる他、装置構成を簡素化することができる。
【００７６】
なお、光学センサ１１により検出される光についての受光強度の数（ｎ×ｓ）が、線形な関係式に基づいて算出すべき分光強度の数（ｍ）以上となるように、反射物１４および光学センサ１１をそなえ、線形な関係式を直接的に解くことによってｍ個の分光強度を算出することにより、複雑な拘束条件が不要となり、装置構成を簡素化することができる。
【００７７】
また、光学センサ１１により検出される光についての受光強度の数（ｎ×ｓ）が、線形な関係式に基づいて算出すべき分光強度の数（ｍ）よりも小さくなるように、反射物１４および光学センサ１１をそなえるとともに、所定の拘束条件の下で線形な関係式を解くことにより、光学センサ１１の数を少なくすることができ装置構成を簡素化できるとともに、確実に線形な関係式を解くことができ装置の信頼性を向上させることができる。
【００７８】
なお、所定の拘束条件として、前記光の分光強度分布が正値であるという拘束条件を設定したり、又、光の分光強度分布が、予め定められた分光強度分布の線形な積和で表わされるという拘束条件を設定することにより、線形な関係式を容易に解くことができるとともに、線形な関係式の解に対する信頼性をより向上させることができる。
【００７９】
また、この際、予め定められた分光強度分布が正値であり、且つ、光の分光強度分布が、予め定められた分光強度分布を非負の係数により線形結合して表わされるという拘束条件をさらに付加することによっても、線形な関係式を容易に解くことができるとともに、線形な関係式の解に対する信頼性をより向上させることができる。
【００８０】
さらに、予め定められた分光強度分布が、予め想定される光源の分光強度分布の主成分であったり、又、予め想定される光源の分光強度分布の主成分を線形結合したものであったり、更に、予め想定される光源の分光強度であってもよく、これらにより、線形な関係式の解に対する信頼性をより向上させることができる。
【００８１】
また、予め定められた分光強度分布を複数組準備し、これらの準備された複数組の分光強度分布のそれぞれを用いて、光の分光強度分布を算出し、光の分光強度分布についての複数の算出結果の中から、線形な関係式の誤差を最小にするものを光の分光強度分布として選択することにより、より信頼性の高い分光強度分布を得ることができる。
【００８２】
なお、上記実施形態においては、上記▲５▼に示したように、Ｐとして現実の代表的な光源（蛍光灯および昼光）の分光強度分布を用いるとともに、Ｃが非負であるという拘束条件を用いて、色票２２（反射物１４）に照射する光の分光強度分布を求めているが、これに限定するものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【００８３】
例えば、いくつかの光源から主成分を抽出して、これらの主成分を用いても良い（上記▲３▼参照）。この場合に、更に拘束条件を付加する場合には、主成分には負値も含まれ、これらの主成分の正値の積の和が必ずしも正値になるとは限らないので、Cが正値であるという拘束条件を設定する変わりに、分光強度Eが正値であるという拘束条件を設定することが好ましい。
【００８４】
なお、主成分の算出には、具体的には、例えば、以下に示すような光源の組み合わせに対して主成分を求めれば良い。
（ｉ）Daylight：4000K CIE Daylight〜15000K CIE Daylightの1000Kおき
３主成分を算出
（ii）蛍光灯：Ｆ１〜Ｆ１２（１２個）
４主成分を算出
（iii）白熱電灯：２０００Ｋ〜３５００Kの黒体輻射の100Kおき
２主成分を算出
また、主成分の線形な積和で正値となるものをPとして使用してもよい（上記▲２▼参照）。この場合に、更に拘束条件を付加するならば、上記実施形態と同様に、Cが正値であるという拘束条件を設定することが好ましい。
【００８５】
例えば、以下に示すごとき複数の光源からなる組毎に、２主成分ずつを算出し、文献「Noboru Ohta、“Estimating Absorption Bands of Component Dyes by Means of Principal Components Analysis,”Analytical Chemistry,Vol.45,553-557(March1973)」に開示された手法等を用いて正値の分布を求めれば良い。
（ｉ）低い色温度のDaylight：４０００K CIE Daylight〜７０００K CIE Daylightの５００Kおき
（ii）高い色温度のDaylight：７０００K CIE Daylight〜１５０００K CIE Daylightの１０００Kおき
（iii）標準型蛍光灯：Ｆ１〜Ｆ６
（iv）高演色型蛍光灯：Ｆ７〜Ｆ９
（ｖ）三波長型蛍光灯：Ｆ１０〜Ｆ１２
上記の各組み合わせの一例として、（iii）の標準型蛍光灯に関して、６種類（Ｆ１〜Ｆ６）の成分光の分光強度分布を図５に、これらの６種類の成分光の分光分布から算出した２つの主成分を図６に、又、これらの６種類の成分光から算出した２つの主成分から算出した正値の分布を図７に示す。
【００８６】
また、上述した実施形態においては、光を経由する光経由部として反射物１４をそなえて構成しているが、それに限定するものではない。
（Ｃ）その他
図８は本発明の他の実施形態としての分光強度分布測定装置の原理構成を示す図であり、この図８に示す分光強度分布測定装置は、図１に示した分光強度分布測定装置における反射物１４に代えて散乱フィルタ１４′をそなえて構成されている。なお、図中、既述の符号と同一の符号は同一もしくは略同一の部分を示しているので、その詳細な説明は省略する。
【００８７】
散乱フィルタ１４′は、ｎ（ｎは自然数；図８中では３個）種類の既知の透過率（光学特性係数）Ｔ(λ)をそれぞれ有し、測定対象の光を照射されるものであって、ｎ個用意されている。そして、これらの散乱フィルタ１４′は、測定対象面１５上に配置されるようになっている。
光学センサ１１は、ｓ（ｓは自然数；図８では３個）種類の既知の分光感度Ｓ(λ)をそれぞれ有し、散乱フィルタ１４′を経由してきた光の光の受光強度を検出するものであって、ｓ個用意されている。そして、これらのｓ個の光学センサ１１は、散乱フィルタ１４′を挟んで光源１０ａ，１０ｂに対向するように配設されている。
【００８８】
そして、光経由部の既知の光学特性係数としては、反射物１４の分光反射率Ｒ_j（λ）に代えて散乱フィルタ１４′の分光透過率Ｔ_j（λ）を用い、光学センサ１１によりこの散乱フィルタ１４′を通過した通過光の受光強度を検出するものである。この場合には、測定対象面１５に対して光源１０ａ，１０ｂとは反対側に光学センサ１１を配置する構成が好まれる場合に特に好適である。
【００８９】
なお、散乱フィルタ１４′は、透過光の強度が入射光の方向に依存しない、いわゆる等方性であることが望ましい。
また、異なる分光透過率を有する散乱フィルタ１４′としては、同一の分光透過率を有する複数の散乱フィルタ１４′と、異なる光学特性を有する非散乱性の透過フィルタとを組み合わせてもよい。
【００９０】
なお、本発明の各実施形態が開示されていれば、当業者によって製造することが可能である。
【００９１】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の分光強度分布測定方法および分光強度分布測定装置によれば、以下の効果ないし利点がある。
（１）光学センサの数を少なくすることができ、光の分光強度分布を容易に算出することができる他、装置構成を簡素化できる利点がある。
【００９２】
（２）確実に線形な関係式を解くことができ、信頼性を向上させることができるという利点がある。
（３）光学センサの数を少なくすることができ装置構成を簡素化できるとともに、確実に線形な関係式を解くことができ信頼性を向上させることができるという利点がある。
【００９３】
（４）線形な関係式を容易に解くことができるとともに、線形な関係式の解に対する信頼性をより向上させることができる利点がある。
（５）線形な関係式の解に対する信頼性をより向上させることができる利点がある。
【００９４】
（６）より信頼性の高い分光強度分布を得ることができる利点がある。
（７）装置を簡易に構成することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての分光強度分布測定装置の原理構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態としての分光強度分布測定装置の適用事例を示す模式的な図である。
【図３】デジタルカメラにより撮像される画像のイメージ図である。
【図４】色票に照射される光の分光強度分布の測定手順を説明するためのフローチャートである。
【図５】標準型蛍光灯に関して６種類の成分光の分光強度分布を示す図である。
【図６】標準型蛍光灯に関して６種類の成分光の分光分布から算出した２つの主成分を示す図である。
【図７】標準型蛍光灯に関して６種類の成分光から算出した２つの主成分から算出した正値の分布を示す図である。
【図８】本発明の他の実施形態としての分光強度分布測定装置の原理構成を示す図である。
【図９】従来の分光強度分布測定手法を説明するための図である。
【図１０】従来の分光強度分布測定手法を説明するための図である。
【符号の説明】
１０ａ，１０ｂ 光源
１１ 光学センサ
１２ Ａ／Ｄコンバータ
１３ コンピュータ（算出部）
１４ 反射物（光経由部）
１４′ 散乱フィルタ（光経由部，フィルタ）
１５ 測定対象面
１６ 切替スイッチ
２０ ノートパソコン（算出部）
２０ａ キーボード
２１ デジタルカメラ（光学センサ）
２２ 色票（光経由部）

Claims (18)

1. 光の分光強度分布を測定する方法であって、
   前記光を、ｎ（ｎは自然数）種類の既知の光学特性係数をそれぞれ有するｎ個の光経由部を経由させてから、ｓ（ｓは自然数）種類の既知の分光感度をそれぞれ有するｓ個の光学センサで受光させ、
   該ｓ個の光学センサにより、それぞれ、該ｎ個の光経由部を経由してきた前記光の受光強度を検出し、ｎ×ｓ個の受光強度を得た後、
   前記既知の光学特性係数と前記分光感度と該ｎ×ｓ個の受光強度と前記光の分光強度分布との間で成り立つ線形な関係式に基づいて、ｍ（ｍは自然数）種類の波長それぞれについてのｍ個の分光強度を前記光の分光強度分布として算出し、
   該光学センサにより検出される前記光についての受光強度の数（ｎ×ｓ）が、前記線形な関係式に基づいて算出すべき分光強度の数（ｍ）よりも小さくなるように、該光経由部および該光学センサをそなえ、
   該光経由部が前記光を反射する反射物であるとともに、該光学特性係数が該反射物の分光反射率であり、該光学センサにより該反射物からの反射光の受光強度を検出し、
   前記線形な関係式を所定の拘束条件の下で解くことにより、前記ｍ個の分光強度を算出することを特徴とする、分光強度分布測定方法。
2. 光の分光強度分布を測定する方法であって、
   前記光を、ｎ（ｎは自然数）種類の既知の光学特性係数をそれぞれ有するｎ個の光経由部を経由させてから、ｓ（ｓは自然数）種類の既知の分光感度をそれぞれ有するｓ個の光学センサで受光させ、
   該ｓ個の光学センサにより、それぞれ、該ｎ個の光経由部を経由してきた前記光の受光強度を検出し、ｎ×ｓ個の受光強度を得た後、
   前記既知の光学特性係数と前記分光感度と該ｎ×ｓ個の受光強度と前記光の分光強度分布との間で成り立つ線形な関係式に基づいて、ｍ（ｍは自然数）種類の波長それぞれについてのｍ個の分光強度を前記光の分光強度分布として算出し、
   該光学センサにより検出される前記光についての受光強度の数（ｎ×ｓ）が、前記線形な関係式に基づいて算出すべき分光強度の数（ｍ）よりも小さくなるように、該光経由部および該光学センサをそなえ、
   該光経由部が前記光を透過するフィルタであるとともに、該光学特性係数が該フィルタの分光透過率であり、該光学センサにより該フィルタを透過した透過光の受光強度を検出し、
   前記線形な関係式を所定の拘束条件の下で解くことにより、前記ｍ個の分光強度を算出することを特徴とする、分光強度分布測定方法。
3. 前記所定の拘束条件として、前記光の分光強度分布が正値であるという拘束条件を設定することを特徴とする、請求項１又は請求項２記載の分光強度分布測定方法。
4. 前記所定の拘束条件として、前記光の分光強度分布が、予め定められた分光強度分布の線形な積和で表わされるという拘束条件を設定することを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の分光強度分布測定方法。
5. 前記予め定められた分光強度分布が正値であり、且つ、前記光の分光強度分布が、前記予め定められた分光強度分布を非負の係数により線形結合して表わされるという拘束条件をさらに付加することを特徴とする、請求項４記載の分光強度分布測定方法。
6. 前記予め定められた分光強度分布が、予め想定される光源の分光強度分布の主成分であることを特徴とする、請求項４又は請求項５記載の分光強度分布測定方法。
7. 前記予め定められた分光強度分布が、予め想定される光源の分光強度分布の主成分を線形結合したものであることを特徴とする、請求項４又は請求項５記載の分光強度分布測定方法。
8. 前記予め定められた分光強度分布が、予め想定される光源の分光強度であることを特徴とする、請求項４又は請求項５記載の分光強度分布測定方法。
9. 前記予め定められた分光強度分布を複数組準備し、
   準備された複数組の分光強度分布のそれぞれを用いて、前記光の分光強度分布を算出し、
   前記光の分光強度分布についての複数の算出結果の中から、前記線形な関係式の誤差を最小にするものを前記光の分光強度分布として選択することを特徴とする、請求項４又は請求項５記載の分光強度分布測定方法。
10. 光の分光強度分布を測定する装置であって、
    ｎ（ｎは自然数）種類の既知の光学特性係数をそれぞれ有し、前記光を照射されるｎ個の光経由部と、
    ｓ（ｓは自然数）種類の既知の分光感度をそれぞれ有し、該ｎ個の光経由部を経由してきた前記光の受光強度を検出するｓ個の光学センサと、
    前記既知の光学特性係数と前記分光感度と該ｓ個の光学センサにより得られたｎ×ｓ個の受光強度と前記光の分光強度分布との間で成り立つ線形な関係式に基づいて、ｍ（ｍは自然数）種類の波長それぞれについてのｍ個の分光強度を前記光の分光強度分布として算出する算出部とをそなえ、
    該光学センサにより検出される前記光についての受光強度の数（ｎ×ｓ）が、前記線形な関係式に基づいて算出すべき分光強度の数（ｍ）よりも小さくなるように、該光経由部および該光学センサをそなえ、
    該光経由部が前記光を反射する反射物であるとともに、該光学特性係数が該反射物の分光反射率であり、該光学センサが、該反射物からの反射光の受光強度を検出し、
    該算出部が、前記線形な関係式を所定の拘束条件の下で解くことにより、前記ｍ個の分光強度を算出することを特徴とする、分光強度分布測定装置。
11. 光の分光強度分布を測定する装置であって、
    ｎ（ｎは自然数）種類の既知の光学特性係数をそれぞれ有し、前記光を照射されるｎ個の光経由部と、
    ｓ（ｓは自然数）種類の既知の分光感度をそれぞれ有し、該ｎ個の光経由部を経由してきた前記光の受光強度を検出するｓ個の光学センサと、
    前記既知の光学特性係数と前記分光感度と該ｓ個の光学センサにより得られたｎ×ｓ個の受光強度と前記光の分光強度分布との間で成り立つ線形な関係式に基づいて、ｍ（ｍは自然数）種類の波長それぞれについてのｍ個の分光強度を前記光の分光強度分布として算出する算出部とをそなえ、
    該光学センサにより検出される前記光についての受光強度の数（ｎ×ｓ）が、前記線形な関係式に基づいて算出すべき分光強度の数（ｍ）よりも小さくなるように、該光経由部および該光学センサをそなえ、
    該光経由部が前記光を透過するフィルタであるとともに、該光学特性係数が該フィルタの分光透過率であり、該光学センサが、該フィルタを透過した透過光の受光強度を検出し、
    該算出部が、前記線形な関係式を所定の拘束条件の下で解くことにより、前記ｍ個の分光強度を算出することを特徴とする、分光強度分布測定装置。
12. 前記所定の拘束条件として、前記光の分光強度分布が正値であるという拘束条件を設定することを特徴とする、請求項１０又は請求項１１記載の分光強度分布測定装置。
13. 前記所定の拘束条件として、前記光の分光強度分布が、予め定められた分光強度分布の線形な積和で表わされるという拘束条件を設定することを特徴とする、請求項１０〜請求項１２のいずれか１項に記載の分光強度分布測定装置。
14. 前記予め定められた分光強度分布が正値であり、且つ、前記光の分光強度分布が、前記予め定められた分光強度分布を非負の係数により線形結合して表わされるという拘束条件をさらに付加することを特徴とする、請求項１３記載の分光強度分布測定装置。
15. 前記予め定められた分光強度分布が、予め想定される光源の分光強度分布の主成分であることを特徴とする、請求項１３又は請求項１４記載の分光強度分布測定装置。
16. 前記予め定められた分光強度分布が、予め想定される光源の分光強度分布の主成分を線形結合したものであることを特徴とする、請求項１３又は請求項１４記載の分光強度分布測定装置。
17. 前記予め定められた分光強度分布が、予め想定される光源の分光強度であることを特徴とする、請求項１３又は請求項１４記載の分光強度分布測定装置。
18. 前記予め定められた分光強度分布を複数組準備し、
    準備された複数組の分光強度分布のそれぞれを用いて、前記光の分光強度分布を算出し、
    前記光の分光強度分布についての複数の算出結果の中から、前記線形な関係式の誤差を最小にするものを前記光の分光強度分布として選択することを特徴とする、請求項１３又は請求項１４記載の分光強度分布測定装置。

Images