JP6997593B2 - 光学特性測定方法および光学特性測定システム - Google Patents

Description

本発明は、対象物の光学特性を測定する光学特性測定方法および光学特性測定システムに関する。

従来、光源などの対象物の光学特性を測定するための技術が開発されている。たとえば、特許文献１（特開２０１６－１５１４３７号公報）には、光源から離れた位置における照度を測定する装置が開示されている。

すなわち、特許文献１に記載の配光特性測定装置は、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。

特開２０１６－１５１４３７号公報 特開２０１６－１５１４３８号公報 特開２０１３－２１７６５１号公報 特開２０１４－０４１０９１号公報 特開２０１４－１１５２１５号公報 特開２００１－２８９７３２号公報

特許文献１に記載の配光特性測定装置等、対象物の撮像画像を用いて当該対象物の光学特性を測定する構成において、より良好な測定結果を得ることのできる技術が求められている。

この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、対象物の撮像画像を用いて当該対象物の光学特性を測定する構成において、より良好な測定結果を得ることのできる光学特性測定方法および光学特性測定システムを提供することである。

（１）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係る光学特性測定方法は、対象物の光学特性を測定する光学特性測定方法であって、前記対象物に対して所定距離だけ離して配置され、前記所定距離を維持しながら前記対象物に対する位置を変化させることが可能な撮像装置を用いて、前記対象物を含む画像である１または複数の撮像画像を取得するステップと、取得した前記撮像画像に基づいて、前記撮像装置の移動軌跡が含まれる面以外の位置である１または複数の解析点からの前記対象物を含む仮想画像を作成するステップとを含む。

本願発明者らは、解析点に到達する光を、単に解析点における対象物からの光の強度を測定するのではなく、解析点から対象物を撮像した場合にどのような撮像画像が得られるか、という観点から求めるという着想を得た。上記のように、解析点以外の位置における撮像画像を用いて解析点からの仮想画像を作成する方法により、単に解析点における対象物からの光の強度を測定する方法と比べて、種々の解析点において多くの情報量の安定した取得が可能となる。したがって、対象物の撮像画像を用いて当該対象物の光学特性を測定する構成において、より良好な測定結果を得ることができる。

（２）好ましくは、前記仮想画像を作成するステップにおいては、複数の前記解析点からの複数の前記仮想画像をそれぞれ作成し、前記光学特性測定方法は、さらに、作成した前記複数の仮想画像の各画素値の合計をそれぞれ算出するステップを含む。

このような方法により、解析点ごとの光の強度を算出することができるため、任意の面における精度の良い光の強度分布を得ることができる。

（３）好ましくは、前記仮想画像を作成するステップにおいては、前記仮想画像に対応する仮想面上の位置と前記解析点の位置と前記面とに基づいて、前記移動軌跡における複数の前記撮像画像の中から前記撮像画像を選択し、選択した前記撮像画像に基づいて前記仮想画像を作成する。

このような方法により、仮想面上の位置と解析点の位置と移動軌跡とに応じた、仮想面上の位置ごとの適切な撮像画像を選択することができるため、精度の良い仮想画像を作成することができる。

（４）より好ましくは、前記仮想画像を作成するステップにおいては、前記移動軌跡における複数の前記撮像画像の中から複数の前記撮像画像を選択し、選択した前記複数の撮像画像から作成した１つの画像に基づいて前記仮想画像を作成する。

このような方法により、移動軌跡において仮想面上の位置および解析点の位置に対応する１つの撮像画像が存在しない場合において、適切な複数の画像を選択し、精度の良い仮想画像を作成することができる。

（５）好ましくは、前記撮像画像を取得するステップにおいては、撮像対象の波長が異なる複数の前記撮像装置を使用し、前記仮想画像を作成するステップにおいては、前記仮想画像を前記撮像装置ごとに作成する。

このような方法により、たとえば同じタイミングにおいて撮像された、複数種類の波長の撮像画像を取得することができる。また、各波長の撮像画像を並行して取得し、撮像期間を短くすることができるため、たとえば、対象物からの光の強度が時系列的に変化する場合であっても、当該変化の影響を大きく受けることなく良好な撮像画像を取得することができる。

（６）より好ましくは、前記撮像画像を取得するステップにおいては、前記対象物を中心とした同一円の周上に配置された前記複数の撮像装置を用いる。

このように、各撮像装置と対象物との距離が同じとなるように複数の撮像装置を配置することにより、たとえば、複数の撮像装置についてそれぞれ作成した複数の仮想画像を用いた解析を行う場合において、演算処理を簡易化することができる。

（７）前記撮像画像を取得するステップにおいては、前記撮像画像を取得するステップにおいては、前記複数の撮像装置の各々の１または複数の前記撮像画像における各画素の位置を示す位置情報を補正する。

このような方法により、複数の撮像装置の各々の撮像画像における対象物の位置が互いに異なる場合であっても、各撮像画像における対象物の位置が共通の位置となるように補正して各波長の仮想画像を作成することができる。このため、より一層良好な測定結果を得ることができる。

（８）より好ましくは、前記撮像画像を取得するステップにおいては、撮像方向に設けられた減光フィルタを含む前記複数の撮像装置を用いる。

このような方法により、複数の撮像装置においてそれぞれ設けられた複数の光学フィルタ間で透過率が異なる場合であっても、各撮像装置において適切な光の強度での撮像を行うことができる。

（９）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係る光学特性測定システムは、対象物の光学特性を測定する光学特性測定システムであって、情報処理装置と、前記対象物に対して所定距離だけ離して配置された撮像装置と、前記所定距離を維持しながら、前記対象物に対する前記撮像装置の位置を変更可能な移動機構とを備え、前記情報処理装置は、前記撮像装置によって撮像された前記対象物を含む画像である撮像画像に基づいて、前記撮像装置の移動軌跡が含まれる面以外の位置である１または複数の解析点からの前記対象物を含む仮想画像を作成可能である。

本願発明者らは、解析点に到達する光を、単に解析点における対象物からの光の強度を測定するのではなく、解析点から対象物を撮像した場合にどのような撮像画像が得られるか、という観点から求めるという着想を得た。上記のように、解析点以外の位置における撮像画像を用いて解析点からの仮想画像を作成可能な構成により、単に解析点における対象物からの光の強度を測定する構成と比べて、種々の解析点において多くの情報量の安定した取得が可能となる。したがって、対象物の撮像画像を用いて当該対象物の光学特性を測定する構成において、より良好な測定結果を得ることができる。

（１０）好ましくは、前記情報処理装置は、複数の前記解析点からの複数の前記仮想画像をそれぞれ作成し、作成した前記複数の仮想画像の各画素値の合計をそれぞれ算出する。

このような構成により、解析点ごとの光の強度を算出することができるため、任意の面における精度の良い光の強度分布を得ることができる。

（１１）好ましくは、前記情報処理装置は、前記仮想画像に対応する仮想面上の位置と前記解析点の位置と前記面とに基づいて、前記移動軌跡における複数の前記撮像画像の中から前記撮像画像を選択し、選択した前記撮像画像に基づいて前記仮想画像を作成する。

このような構成により、仮想面上の位置と解析点の位置と移動軌跡とに応じた、仮想面上の位置ごとの適切な撮像画像を選択することができるため、精度の良い仮想画像を作成することができる。

本発明によれば、対象物の撮像画像を用いて当該対象物の光学特性を測定する構成において、より良好な測定結果を得ることのできる光学特性測定方法および光学特性測定システムを提供することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る光学特性測定システムの外観構成を示す図である。 図２は、本発明の実施の形態に係る光学特性測定システムの装置構成を示す図である。 図３は、本発明の実施の形態に係る検出器ユニットの構成を示す図である。 図４は、本発明の実施の形態に係る撮像装置の位置の変化を説明するための図である。 図５は、本発明の実施の形態に係る撮像装置の移動軌跡を説明するための図である。 図６は、本発明の実施の形態に係る情報処理装置による光の強度の算出処理を説明するための図である。 図７Ａは、本発明の実施の形態に係る情報処理装置により作成される仮想画像の一例を説明するための図である。 図７Ｂは、本発明の実施の形態に係る情報処理装置により作成される仮想画像の一例を説明するための図である。 図８は、本発明の実施の形態に係る情報処理装置による仮想画像の作成方法を説明するための図である。 図９は、本発明の実施の形態に係る情報処理装置による仮想画像の作成方法を説明するための図である。 図１０は、図９に示す点Ｐｘに対する光の解析処理を説明するための図である。 図１１は、本発明の実施の形態に係る情報処理装置による補完処理を説明するための図である。 図１２は、本発明の実施の形態に係る情報処理装置による解析処理により得られる光の強度分布の一例を示す図である。 図１３は、本発明の実施の形態に係る情報処理装置による解析処理により得られる光の強度分布の一例を示す図である。 図１４は、本発明の実施の形態に係る情報処理装置による動作の流れを示すフローチャートである。 図１５は、本発明の実施の形態に係る検出器ユニットの変形例１の構成を示す図である。 図１６は、検出器ユニットの変形例１における光学フィルタユニットの構成を示す図である。 図１７は、検出器ユニットの変形例１における減光フィルタユニットの構成を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。また、以下に記載する実施の形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。

＜構成および基本動作＞
［光学特性測定システム］
図１は、本発明の実施の形態に係る光学特性測定システムの外観構成を示す図である。図２は、本発明の実施の形態に係る光学特性測定システムの装置構成を示す図である。

図１および図２を参照して、光学特性測定システム２００は、対象物Ｓの光学特性を測定するシステムであり、情報処理装置１０と、検出器ユニット１１と、移動機構１２と、分光器１３と、対象物Ｓを支持する支持台１４とを備える。

対象物Ｓは、照明および表示装置等の自ら光を発する物体、または光源からの光を反射もしくは透過する物体等である。具体的には、対象物Ｓは、テレビなどのディスプレイ、屋内照明、屋外照明、自動車用照明またはフィルムなどである。なお、対象物Ｓの形状は、図１に示すような球に限定されない。

検出器ユニット１１は、１または複数の撮像装置３１、すなわち２次元輝度計を含む。図２に示すように、検出器ユニット１１は、たとえば、撮像対象の波長が互いに異なる３つの撮像装置３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃを含む。以下、撮像装置３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃの各々を、単に「撮像装置３１」とも称する。撮像装置３１は、対象物Ｓに対して所定距離だけ離して配置されている。

移動機構１２は、対象物Ｓと検出器ユニット１１との間の距離を維持しながら、対象物Ｓに対する検出器ユニット１１の位置を変更する。移動機構１２は、図１に示すように、第１アーム２１と、第２アーム２２と、矢印Ｅ１の方向に回転可能な第１モータ２３と、矢印Ｅ２の方向に回転可能な第２モータ２４とを含む。

第１モータ２３が矢印Ｅ１の方向に回転することにより、第１モータ２３に連結された第１アーム２１、第２モータ２４を介して第１アーム２１に連結された第２アーム２２、および第２アーム２２に取り付けられた検出器ユニット１１が、矢印Ｅ１の方向に回転する。また、第２モータ２４が矢印Ｅ２の方向に回転することにより、第２モータ２４に連結された第２アーム２２および検出器ユニット１１が、矢印Ｅ２の方向に回転する。

ここで、図１において、鉛直方向に沿う軸をＹ軸と定義する。また、水平面に沿い、かつ検出器ユニット１１が図１に示す位置にある場合における、対象物Ｓから検出器ユニット１１への方向に沿う軸をＺ軸と定義する。また、水平面に沿い、かつＺ軸と直交する軸をＸ軸と定義する。

情報処理装置１０は、撮像装置３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ、移動機構１２および分光器１３と接続されている。情報処理装置１０は、たとえば、ユーザの操作に従って、測定用コマンドをＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）経由で分光器１３へ送信する。分光器１３は、情報処理装置１０からの測定用コマンドを受信すると、当該測定用コマンドに従って、対象物Ｓからの光の分光スペクトルの測定を行い、測定結果をＬＡＮ経由で情報処理装置１０へ送信する。

また、情報処理装置１０は、たとえば、ユーザの操作に従って、ＬＡＮ経由で移動機構１２における第１モータ２３および第２モータ２４へ駆動用コマンドを送信する。第１モータ２３および第２モータ２４は、情報処理装置１０からの駆動用コマンドを受信すると、当該駆動用コマンドに従って回転する。

また、情報処理装置１０は、たとえば、ユーザの操作に従って、ＧｉｇＥ（Ｇｉｇａｂｉｔ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標））経由で撮像装置３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃへ撮像用コマンドを送信する。撮像装置３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃは、それぞれ、情報処理装置１０からの撮像用コマンドを受信すると、当該撮像用コマンドに従って対象物Ｓを中央に含む画像を並行して、たとえば同時に撮像し、撮像画像をＧｉｇＥ経由で情報処理装置１０へ送信する。

また、情報処理装置１０は、分光器１３からの測定結果および撮像装置３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃからの複数の撮像画像に基づいて、後述する処理を行うことにより、対象物Ｓの光学特性の解析を行う。たとえば、情報処理装置１０は、撮像装置３１の移動軌跡が含まれる面以外の位置である任意の点（以下、「解析点」と称する。）Ａｐにおける光の強度などを算出する。

すなわち、「撮像装置３１の移動軌跡が含まれる面以外の位置」には、当該面の内側および外側の少なくともいずれか一方が含まれる。

［検出器ユニット］
図３は、本発明の実施の形態に係る検出器ユニットの構成を示す図である。

図３を参照して、検出器ユニット１１における撮像装置３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃは、対象物Ｓを中心とした同一円の周上であって、図１に示すＹ軸方向に沿って配置されている。撮像装置３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃは、それぞれ、カメラ４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃと、撮像方向に設けられた光学フィルタ４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃと、撮像方向に設けられた減光フィルタ４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃとを有する。なお、撮像方向は、たとえば撮像装置３１から対象物Ｓへの方向である。

光学フィルタ４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃは、互いに異なる波長の光を透過する。たとえば、光学フィルタ４２Ａは赤に対応する波長の光を透過し、光学フィルタ４２Ｂは緑に対応する波長の光を透過し、光学フィルタ４２Ｃは青に対応する波長の光を透過する。なお、光学フィルタ４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃは、可視光線に限らず、赤外線または紫外線を透過する特性を有するものであってもよい。

このような光学フィルタ４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃが設けられ、さらに、撮像装置３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃによる対象物Ｓの撮像が並行して行われることにより、情報処理装置１０において、たとえば同じタイミングにおいて撮像された複数種類の撮像画像を取得することができる。すなわち、撮像期間を短くすることができるため、たとえば、対象物Ｓの発光強度が時系列的に変化する場合であっても、発光強度の変化の影響を大きく受けることなく適切な撮像画像を取得することができる。

３つの減光フィルタ４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃは、それぞれ、光学フィルタ４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃに対応して設けられ、対応する光学フィルタ４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃに適切な強度の光が到達するように光量の調整を行う。このように、撮像装置３１間で互いに異なる減光フィルタ４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃが設けられる構成により、光学フィルタ４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ間で透過率が異なる場合であっても、各撮像装置３１において適切な強度での撮像を行うことができる。

図４は、本発明の実施の形態に係る撮像装置の位置の変化を説明するための図である。

図１および図４を参照して、上述のとおり、図１に示す第１モータ２３が回転することにより、検出器ユニット１１が対象物Ｓを中心に矢印Ｅ１の方向に回転する。また、第２モータ２４が回転することにより、検出器ユニット１１が対象物Ｓを中心に矢印Ｅ２の方向に回転する。すなわち、検出器ユニット１１における撮像装置３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃは、図４に示すように、対象物Ｓを中心とする球面Ｓｐを移動する。

より詳細には、矢印Ｅ１の方向における撮像装置３１の移動角度を角度φとし、矢印Ｅ２の方向における撮像装置３１の移動角度を角度θとし、図４に示す撮像装置３１Ｂの位置が、角度φ＝０°かつ角度θ＝０°の位置（以下、「初期位置」とも称する。）であるとする。この場合、撮像装置３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃが球面Ｓｐを移動することによって、各々の角度φおよび角度θが変化する。

ここでは、情報処理装置１０は、第１モータ２３および第２モータ２４が並行して回転するように、移動機構１２へ駆動用コマンドを送信することとする。これにより、撮像期間において矢印Ｅ１の方向および矢印Ｅ２の方向のいずれの方向においても撮像装置３１の停止が不要となるため、停止による撮像装置３１の揺れを回避することができる。また、撮像装置３１の停止が不要であることにより、撮像期間を短くすることができる。

図５は、本発明の実施の形態に係る撮像装置の移動軌跡を説明するための図である。図５において、縦軸は、撮像装置３１の移動角度θを示し、横軸は、撮像装置３１の移動角度φを示す。

図５を参照して、撮像装置３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃが、角度φが０°≦φ＜３６０°の範囲で変化し、かつ角度θが－９０°≦θ＜＋９０°の範囲で変化するように移動する場合、撮像装置３１Ａの移動軌跡Ｌａ、撮像装置３１Ｂの移動軌跡Ｌｂ、および撮像装置３１Ｃの移動軌跡Ｌｃは、図５に示すような軌跡となる。対象物Ｓに対して物理的に異なる角度で設置されている撮像装置３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃが、検出器ユニット１１において互いの位置関係を維持しながら移動することから、これらの移動軌跡Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃは重ならない。

なお、移動軌跡Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃは、図５に示すような軌跡に限定されない。また、撮像装置３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃは、図４に示す球面Ｓｐを移動する構成に限定されない。すなわち、撮像装置３１の移動軌跡が含まれる面は、球面とは異なる形状であってもよい。

また、情報処理装置１０は、第１モータ２３および第２モータ２４を交互に回転させるように、移動機構１２へ駆動用コマンドを送信してもよい。

また、撮像装置３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃの配置は、対象物Ｓを中心とした同一円の周上であって図１に示すＹ軸方向に沿う配置に限定されない。

また、検出器ユニット１１は、減光フィルタ４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃを有さない構成であってもよい。

［情報処理装置による解析処理］
（補正係数の算出）
再び図１～図４を参照して、情報処理装置１０は、分光器１３からの光スペクトルの測定結果を受信し、受信した測定結果に基づいて、撮像装置３１ごとの補正係数を算出する。

より詳細には、図１に示す支持台１４は、矢印Ｅ３の方向に回転可能である。たとえば、ユーザは、対象物Ｓの正面に分光器１３が位置するように、支持台１４を回転させて対象物Ｓの向きを変える。すなわち、ユーザは、分光器１３と対象物Ｓとの位置関係が、上記初期位置における撮像装置３１と対象物Ｓとの位置関係と同じになるように、対象物Ｓの向きを変える。そして、情報処理装置１０は、ユーザによる操作に従い、分光器１３へ測定用コマンドを送信する。

分光器１３は、情報処理装置１０からの測定用コマンドを受信すると、当該測定用コマンドに従って、対象物Ｓからの光の分光スペクトルの測定を行い、測定結果を情報処理装置１０へ送信する。情報処理装置１０は、分光器１３からの測定結果を受信し、受信した測定結果に基づいて、たとえば対象物Ｓからの光の３刺激値Ｘλ，Ｙλ，Ｚλを取得する。

次に、ユーザは、対象物Ｓの正面に検出器ユニット１１が位置するように、支持台１４を回転させて対象物Ｓの向きを変える。そして、情報処理装置１０は、たとえば、ユーザによる操作に従い、撮像装置３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃが順番に初期位置へ移動するように移動機構１２へ駆動用コマンドを送信することにより、検出器ユニット１１の位置を変化させる。

そして、情報処理装置１０は、初期位置における撮像装置３１Ａによる撮像画像、初期位置における撮像装置３１Ｂによる撮像画像、および初期位置における撮像装置３１Ｃによる撮像画像を取得する。

また、情報処理装置１０は、取得した３つの撮像画像に基づいて、各色の光の強度を取得する。具体的には、情報処理装置１０は、撮像装置３１Ａによる初期位置からの撮像画像に基づいて、赤に対応する波長の光の強度を算出する。また、情報処理装置１０は、撮像装置３１Ｂによる初期位置からの撮像画像に基づいて、緑に対応する波長の光の強度を算出する。また、情報処理装置１０は、撮像装置３１Ｃによる初期位置からの撮像画像に基づいて、青に対応する波長の光の強度を算出する。

図６は、本発明の実施の形態に係る情報処理装置による光の強度の算出処理を説明するための図である。

図６を参照して、対象物Ｓの表面における各点から解析点Ａｐに到達する光の強度を、それぞれ、強度Ｉ０，Ｉ１，Ｉ２，・・・とすると、解析点Ａｐに到達する光の強度は、これら強度Ｉ０，Ｉ１，Ｉ２，・・・の積算値となる。

このため、情報処理装置１０は、撮像装置３１Ａによる撮像画像に含まれる複数の画素の各々の画素値を合計することにより、赤に対応する光の強度を得る。また、情報処理装置１０は、撮像装置３１Ｂによる撮像画像に含まれる複数の画素の各々の画素値を合計することにより、緑に対応する光の強度を得る。また、情報処理装置１０は、撮像装置３１Ｃによる撮像画像に含まれる複数の画素の各々の画素値を合計することにより、青に対応する光の強度を得る。

なお、情報処理装置１０は、複数の撮像装置３１によりそれぞれ撮像された複数の撮像画像に基づいて、１つの色の光の強度を得る構成であってもよい。たとえば、情報処理装置１０は、撮像装置３１Ａによる初期位置からの撮像画像、および撮像装置３１Ｃによる初期位置からの撮像画像に基づいて、赤に対応する光の強度を得る構成であってもよい。

そして、情報処理装置１０は、撮像画像から得られた上記各色の光の強度を、分光器１３からの測定結果に基づいて得られた対応する３刺激値Ｘλ，Ｙλ，Ｚλとそれぞれ同じ値とするための補正係数を算出する。

（仮想画像の作成）
情報処理装置１０は、撮像装置３１による撮像画像に基づいて、撮像装置３１の移動軌跡が含まれる球面Ｓｐ以外の位置である１または複数の解析点Ａｐから仮想的に対象物Ｓを撮像した画像（以下、「仮想画像」と称する。）を、演算処理により作成する。

図７Ａおよび図７Ｂは、本発明の実施の形態に係る情報処理装置により作成される仮想画像の一例を説明するための図である。

図７Ａおよび図７Ｂを参照して、対象物Ｓの正面、すなわち初期位置から対象物Ｓを撮像した場合に得られる撮像画像が、図７Ａに示すような撮像画像であるとする。この場合、情報処理装置１０は、図７Ｂに示すような、たとえば対象物Ｓの斜めの方向、すなわち初期位置とは異なる位置の解析点Ａｐから仮想的に対象物Ｓを撮像した仮想画像を、演算処理により作成する。

図８は、本発明の実施の形態に係る情報処理装置による仮想画像の作成方法を説明するための図である。図９は、本発明の実施の形態に係る情報処理装置による仮想画像の作成方法を説明するための図である。ここでは、仮想画像の作成方法の説明を分かりやすくするため、１つの撮像装置３１について説明する。

図８を参照して、解析点ＡｐがＹ軸上に位置するとする。この場合、情報処理装置１０は、解析点Ａｐから撮像した仮想画像を作成するための処理として、中央に対象物Ｓが位置し、かつ解析点Ａｐから対象物Ｓの中心に向かうベクトルに垂直な面（以下、「仮想面」と称する。）Ｖｐに対象物Ｓがどのように投影されるかを解析することにより、仮想画像を得る。

また、図９に示すように、情報処理装置１０は、解析点ＡｐがＹ軸上に位置しない場合も同様に、解析点Ａｐに対応する仮想面Ｖｐに対象物Ｓがどのように投影されるのかを解析することにより、仮想画像を得る。

より詳細には、情報処理装置１０は、仮想面Ｖｐに含まれる各点に対して、対象物Ｓからの光の解析処理を行う。ここでは、図９に示す仮想面Ｖｐ上の点Ｐｘに対する光の解析処理について説明する。

図１０は、図９に示す点Ｐｘに対する光の解析処理を説明するための図である。図１０は、仮想面Ｖｐに沿った方向から見た、対象物Ｓ、図４に示すような対象物Ｓを中心とする球面Ｓｐ、および解析点Ａｐの各々の位置を示している。

図１０を参照して、情報処理装置１０は、仮想面Ｖｐ上の点Ｐｘの位置、解析点Ａｐの位置、および球面Ｓｐに基づいて、撮像装置３１による複数の撮像画像の中から、仮想画像の作成に用いる撮像画像を選択する。

より詳細には、情報処理装置１０は、仮想面Ｖｐ上の点Ｐｘと解析点Ａｐとを通る直線Ｓｔと、球面Ｓｐとの交点である点Ｄを特定する。そして、情報処理装置１０は、取得済である撮像装置３１による複数の撮像画像の中から、撮像装置３１が点Ｄに位置した際に当該撮像装置３１により撮像された撮像画像を選択する。

そして、情報処理装置１０は、仮想画像における各画素値を、選択した撮像画像において対応する画素値に基づいて算出することにより、仮想画像を作成する。

より詳細には、情報処理装置１０は、選択した撮像画像に含まれる画素のうち、仮想面Ｖｐ上の点Ｐｘに対応する画素の画素値を特定する。

情報処理装置１０は、仮想画像を構成する全ての画素について画素値を特定することにより、仮想画像を作成する。そして、情報処理装置１０は、作成した仮想画像を解析結果として、モニタ等に表示したり、他の装置へ送信したりする出力処理を行う。

ここで、図５に示すとおり、撮像装置３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃの各々の移動軌跡Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃは互いに重ならないため、撮像装置３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃによる同一の位置からの撮像画像を取得することはできない。しかしながら、情報処理装置１０は、撮像装置３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃについて、撮像画像を用いた演算を行うことで仮想画像をそれぞれ作成することにより、同一の解析点Ａｐから仮想的に撮像した複数種類の撮像画像を作成することができる。

また、図３に示すカメラ４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃには、上述のとおり、それぞれ、赤、緑および青に対応する波長の光が到達する。このため、情報処理装置１０は、撮像装置３１ごとに、同一の解析点Ａｐからの仮想画像を作成し、作成したこれらの仮想画像を用いることにより、カラーの仮想画像を作成することができる。

なお、情報処理装置１０による仮想画像の作成方法は、一例である上記のような方法に限定されない。

（補完処理）
ここで、撮像装置３１は、図１０に示す仮想面Ｖｐ上の点Ｐｘと解析点Ａｐとを通る直線Ｓｔと、対象物Ｓを中心とする球面Ｓｐとの交点である点Ｄに位置した際に撮像を行っていない場合がある。この場合、情報処理装置１０は、撮像装置３１による複数の撮像画像に基づいて撮像画像の補完を行うことが可能である。

図１１は、本発明の実施の形態に係る情報処理装置による補完処理を説明するための図である。

図１１を参照して、情報処理装置１０は、まず、移動軌跡Ｌに含まれ、かつ点Ｄの付近に位置する複数の点を選択する。そして、情報処理装置１０は、選択した複数の点からそれぞれ撮像された複数の撮像画像を、撮像装置３１による複数の撮像画像の中から選択する。そして、情報処理装置１０は、選択した複数の撮像画像を用いることにより、撮像装置３１が点Ｄに位置していると仮定した場合における１つの撮像画像を作成する。

たとえば、情報処理装置１０は、４つの点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を選択したとする。この場合、情報処理装置１０は、選択した４つの点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４からそれぞれ撮像された４つの撮像画像を用いて、上記１つの撮像画像を作成する。

（光の強度の算出処理）
情報処理装置１０は、作成した仮想画像を解析結果として出力する処理を行う代わりに、当該仮想画像に基づいて得られる光の強度を解析結果として出力する処理を行う構成であってもよい。

情報処理装置１０は、仮想画像に含まれる複数の画素の各々の画素値を合計することにより光の強度を算出し、算出した光の強度に対して補正係数を乗ずることにより、解析点Ａｐにおける光の強度を算出することができる。たとえば、情報処理装置１０は、撮像装置３１Ａによる撮像画像に基づいて作成された仮想画像から得られた画素値の合計に、赤に対応する補正係数を乗ずる。これにより、より正確な光の強度を得ることができる。

また、情報処理装置１０は、複数の解析点Ａｐについて、それぞれ仮想画像を作成し、作成した仮想画像ごとに光の強度を算出することにより、対象物Ｓから離れた任意の位置に存在する面における光の強度分布を得ることができる。

図１２は、本発明の実施の形態に係る情報処理装置による解析処理により得られる光の強度分布の一例を示す図である。

図１２を参照して、情報処理装置１０は、たとえば、撮像装置３１Ａによる複数の撮像画像に基づいて、任意の面に含まれる複数の解析点Ａｐについて、それぞれ光の強度を算出することにより、当該面における光の強度分布を示す画像Ｖｄ１を得ることができる。

このような画像Ｖｄ１から、たとえば、当該面の中央付近に位置する領域Ｒ１ａでは光の強度が強く、周囲の領域Ｒ１ｂにおいては光の強度が弱いことを、視覚的に容易に把握することができる。

図１３は、本発明の実施の形態に係る情報処理装置による解析処理により得られる光の強度分布の一例を示す図である。

図１３を参照して、情報処理装置１０は、たとえば、撮像装置３１Ａによる複数の撮像画像、撮像装置３１Ｂによる複数の撮像画像、および撮像装置３１Ｃによる複数の撮像画像に基づいて、任意の面に含まれる複数の解析点Ａｐについて、それぞれ光の強度を算出することにより、当該面における光の強度分布を示すカラー画像Ｖｄ２を得ることができる。

このようなカラー画像Ｖｄ２から、たとえば、当該面の中央付近に位置する領域Ｒ２ａでは緑に対応する波長の光の強度が強く、領域Ｒ２ａのわずかに上の領域Ｒ２ｂでは黄色に対応する光の強度が強く、領域Ｒ２ｂのわずかに上の領域Ｒ２ｃでは赤に対応する光の強度が強いことを、視覚的に容易に把握することができる。

なお、解析点Ａｐは、撮像装置３１の移動軌跡が含まれる球面Ｓｐ以外の位置に限らず、球面Ｓｐ上に位置する任意の点であってもよい。すなわち、情報処理装置１０は、解析点Ａｐが撮像装置３１の球面Ｓｐ上にあるか否かの判断を行わず、解析点Ａｐが球面Ｓｐ上にある場合および球面Ｓｐ以外の位置にある場合のいずれの場合においても同様の解析処理を行う構成であってもよい。この場合、解析処理を簡易化することができる。

［動作の流れ］
情報処理装置１０は、コンピュータを備え、当該コンピュータにおけるＣＰＵ等の演算処理部は、以下のフローチャートの各ステップの一部または全部を含むプログラムを図示しないメモリからそれぞれ読み出して実行する。このプログラムは、外部からインストールすることができる。また、このプログラムは、記録媒体に格納された状態で流通する。

図１４は、本発明の実施の形態に係る情報処理装置による動作の流れを示すフローチャートである。

図１４を参照して、まず、情報処理装置１０は、測定用コマンドを分光器１３へ送信する。これにより、分光器１３による分光スペクトルの測定が行われる。そして、情報処理装置１０は、分光器１３から送信される測定結果を取得し、取得した測定結果を保持する（ステップＳ１１）。

次に、情報処理装置１０は、検出器ユニット１１の位置を変化させることにより、撮像装置３１Ａによる複数の撮像画像、撮像装置３１Ｂによる複数の撮像画像、および撮像装置３１Ｃによる複数の撮像画像を取得し、取得した複数の撮像画像を保持する（ステップＳ１２）。

次に、情報処理装置１０は、たとえば、取得した複数の撮像画像の中から、撮像装置３１Ａによる初期位置からの撮像画像、撮像装置３１Ｂによる初期位置からの撮像画像、および撮像装置３１Ｃによる初期位置からの撮像画像を取得する（ステップＳ１３）。

次に、情報処理装置１０は、取得したこれらの撮像画像および分光スペクトルの測定結果に基づいて、赤、緑および青にそれぞれ対応する３つの補正係数を算出する（ステップＳ１４）。

なお、情報処理装置１０は、分光スペクトルの測定結果の取得（ステップＳ１１）を、撮像画像の取得（ステップＳ１２）と初期位置における撮像画像の取得（ステップＳ１３）との間で行ってもよいし、初期位置における撮像画像の取得（ステップＳ１３）と補正係数の算出（ステップＳ１４）との間で行ってもよい。

次に、情報処理装置１０は、ユーザによる操作に従い、解析点Ａｐを設定する。たとえば、ユーザが、情報処理装置１０による解析結果として、任意の面における光の強度分布を示すカラー画像の出力を情報処理装置１０に対して指示したとする。この場合、情報処理装置１０は、たとえば、ユーザにより指示された面に含まれる複数の点のうちの１つを解析点Ａｐとして設定する（ステップＳ１５）。

次に、情報処理装置１０は、解析点Ａｐに対応する仮想面Ｖｐ上の点Ｐｘを設定する（ステップＳ１６）。

次に、情報処理装置１０は、たとえば、設定した点Ｐｘと解析点Ａｐとを通る直線Ｓｔと、対象物Ｓを中心とする球面Ｓｐとの交点である点Ｄを特定する（ステップＳ１７）。

次に、情報処理装置１０は、保持している複数の撮像画像の中から、たとえば、撮像装置３１Ａが点Ｄに位置した際に撮像装置３１Ａにより撮像された撮像画像を選択する。なお、情報処理装置１０は、撮像装置３１Ａによる点Ｄからの撮像画像を取得していない場合、上述のような撮像画像の補完処理を行うことにより、撮像装置３１が点Ｄに位置していると仮定した場合における撮像画像を作成する（ステップＳ１８）。

次に、情報処理装置１０は、選択または作成した撮像画像に含まれる画素のうち、仮想面Ｖｐ上の点Ｐｘに対応する画素の画素値を特定する（ステップＳ１９）。

次に、情報処理装置１０は、仮想画像を作成したか否か、すなわち仮想画像を構成する全ての画素について画素値を特定したか否かを確認し（ステップＳ２０）、画素値の特定を行っていない画素がある場合（ステップＳ２０において「ＮＯ」）、画素値の特定を行っていない画素に対応する点Ｐｘを新たに設定し（ステップＳ１６）、ステップＳ１７以降の処理を行う。

一方、情報処理装置１０は、仮想画像を作成した場合、すなわち仮想画像を構成する全ての画素について画素値の特定を行った場合（ステップＳ２０において「ＹＥＳ」）、撮像装置３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃの全てについて、解析点Ａｐに対応する仮想画像を作成したか否かを確認する（ステップＳ２１）。

そして、情報処理装置１０は、撮像装置３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃのうちの少なくともいずれか１つについて仮想画像の作成を行っていない場合（ステップＳ２１において「ＮＯ」）、仮想画像の作成を行っていない撮像装置３１について、仮想画像の作成処理、すなわちステップＳ１６～ステップＳ２０の処理を行う。

一方、情報処理装置１０は、撮像装置３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃの全てについて仮想画像の作成を行った場合（ステップＳ２１において「ＹＥＳ」）、作成した仮想画像ごとに、仮想画像に含まれる複数の画素の各々の画素値の合計を算出し、算出した合計に補正係数を乗じた値を、光の強度として算出する。そして、情報処理装置１０は、たとえば、複数の仮想画像についてそれぞれ算出した複数の強度を用いて、解析点Ａｐにおける波長ごとの光の強度を算出する（ステップＳ２２）。

次に、情報処理装置１０は、ユーザにより指定された面に含まれる全ての点について光の強度の算出を行ったか否かを確認し（ステップＳ２３）、光の強度の算出を行っていない点が存在する場合（ステップＳ２３において「ＮＯ」）、新たに解析点Ａｐの設定を行い（ステップＳ１５）、ステップＳ１６以降の処理を行う。

一方、情報処理装置１０は、ユーザにより指定された面に含まれる全ての点について光の強度の算出を行った場合（ステップＳ２３において「ＹＥＳ」）、算出した各点の光の強度に基づいて、たとえば光の強度分布を示すカラー画像を作成する。そして、情報処理装置１０は、作成した画像を解析結果として出力する処理を行う（ステップＳ２４）。

なお、ユーザは、対象物Ｓの種類などに応じて、情報処理装置１０から解析結果として出力されるデータの種類を情報処理装置１０に対して任意に指定することができる。

たとえば、ユーザは、解析点Ａｐからのカラーの仮想画像の出力を、情報処理装置１０に対して指示したとする。この場合、情報処理装置１０は、ステップＳ２２およびステップＳ２３の処理を行わず、撮像装置３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃにそれぞれ対応する３つの仮想画像を用いてカラーの仮想画像を作成し、作成したカラーの仮想画像を解析結果として出力する。

また、ユーザは、解析点Ａｐにおける仮想画像であって、たとえば撮像装置３１Ａに対応する仮想画像の出力を、情報処理装置１０に対して指示したとする。この場合、情報処理装置１０は、ステップＳ２１～ステップＳ２３の処理を行わず、撮像装置３１Ａに対応する仮想画像を解析結果として出力する。

また、ユーザは、任意の面における赤に対応する波長の光の強度分布を示す画像の出力を、情報処理装置１０に対して指示したとする。この場合、情報処理装置１０は、ステップＳ２１およびステップＳ２３の処理を行わず、撮像装置３１Ａに対応する仮想画像から得られる複数の解析点Ａｐの各々の光の強度に基づいて、光の強度分布を示す画像を作成する。そして、情報処理装置１０は、作成した画像を解析結果として出力する。

なお、分光器１３は、たとえば感度の向上のために、球面Ｓｐの内側に配置されてもよい。すなわち、分光器１３と対象物Ｓとの距離が、撮像装置３１と対象物Ｓとの距離と異なる値であってもよい。

この場合、情報処理装置１０は、初期位置における撮像画像を取得する際（ステップＳ１３）、取得した複数の撮像画像に基づいて、分光器１３の位置を解析点Ａｐとした場合における当該解析点Ａｐからの仮想画像を作成する。

すなわち、情報処理装置１０は、分光器１３の位置を解析点Ａｐとして設定し、解析点Ａｐに対応する仮想面Ｖｐ上の点Ｐｘを設定する。そして、情報処理装置１０は、撮像装置３１による撮像画像の中から、点Ｐｘおよび解析点Ａｐを通る直線Ｓｔと球面Ｓｐとの交点である点Ｄからの撮像画像を選択する。

そして、情報処理装置１０は、選択した撮像画像に含まれる画素のうち、仮想面Ｖｐ上の点Ｐｘに対応する画素の画素値を特定する。そして、情報処理装置１０は、仮想画像を構成する全ての画素について画素値を特定することにより、初期位置における撮像画像として、解析点Ａｐに対応する仮想画像を作成することができる。

また、情報処理装置１０は、補正係数を算出する構成に限定されず、波長ごとの相対的な光の強度が既知である場合など、対象物Ｓの特性が既知である場合、補正係数を算出しない構成であってもよい。すなわち、情報処理装置１０は、分光スペクトルの測定結果の取得（ステップＳ１１）、初期位置における撮像画像の取得（ステップＳ１３）および補正係数の算出（ステップＳ１４）を行わなくてもよい。また、この場合、図１に示す光学特性測定システム２００は、分光器１３を備えなくてもよい。

ところで、特許文献１に記載の配光特性測定装置等、対象物の撮像画像を用いて当該対象物の光学特性を測定する構成において、より良好な測定結果を得ることのできる技術が求められている。

これに対して、本発明の実施の形態に係る光学特性測定方法では、情報処理装置１０はまず、対象物Ｓに対して所定距離だけ離して配置され、当該所定距離を維持しながら対象物Ｓに対する位置を変化させることが可能な撮像装置３１を用いて、対象物Ｓを含む画像である１または複数の撮像画像を取得する。次に、情報処理装置１０は、取得した撮像画像に基づいて、撮像装置３１の移動軌跡が含まれる球面Ｓｐ以外の位置である１または複数の解析点Ａｐからの対象物Ｓを含む仮想画像を作成する。

本願発明者らは、解析点Ａｐに到達する光を、単に解析点Ａｐにおける対象物Ｓからの光の強度を測定するのではなく、解析点Ａｐから対象物Ｓを撮像した場合にどのような撮像画像が得られるか、という観点から求めるという着想を得た。上記のように、解析点Ａｐ以外の位置における撮像画像を用いて解析点Ａｐからの仮想画像を作成する方法により、単に解析点Ａｐにおける対象物Ｓからの光の強度を測定する方法と比べて、種々の解析点Ａｐにおいて多くの情報量の安定した取得が可能となる。したがって、対象物Ｓの撮像画像を用いて対象物Ｓの光学特性を測定する構成において、より良好な測定結果を得ることができる。

また、上記のような方法では、撮像装置３１を実際の解析点Ａｐに置く必要がないため、解析点Ａｐが対象物Ｓから遠方にある場合でも対象物Ｓから撮像装置までの距離を短くすることが可能であり、システム全体の小型化を実現することができる。

また、本発明の実施の形態に係る光学特性測定方法では、情報処理装置１０は、仮想画像を作成する際、複数の解析点Ａｐからの複数の仮想画像をそれぞれ作成する。さらに、情報処理装置１０は、作成した複数の仮想画像の各画素値の合計をそれぞれ算出する。

このような方法により、解析点Ａｐごとの光の強度を算出することができるため、任意の面における精度の良い光の強度分布を得ることができる。

また、本発明の実施の形態に係る光学特性測定方法では、情報処理装置１０は、仮想画像を作成する際、仮想画像に対応する仮想面Ｖｐ上の位置と解析点Ａｐの位置と球面Ｓｐとに基づいて、移動軌跡Ｌにおける複数の撮像画像の中から撮像画像を選択し、選択した撮像画像に基づいて仮想画像を作成する。

このような方法により、仮想面Ｖｐ上の位置と解析点Ａｐの位置と移動軌跡Ｌとに応じた、仮想面Ｖｐ上の位置ごとに適切な撮像画像を選択することができるため、精度の良い仮想画像を作成することができる。

また、本発明の実施の形態に係る光学特性測定方法では、情報処理装置１０は、仮想画像を作成する際、移動軌跡Ｌにおける複数の撮像画像の中から複数の撮像画像を選択し、選択した複数の撮像画像から作成した１つの画像に基づいて仮想画像を作成する。

このような方法により、移動軌跡Ｌにおいて仮想面Ｖｐ上の位置および解析点Ａｐの位置に対応する１つの撮像画像が存在しない場合において、適切な複数の画像を選択し、精度の良い仮想画像を作成することができる。

また、本発明の実施の形態に係る光学特性測定方法では、情報処理装置１０は、撮像画像を取得する際、撮像対象の波長が異なる複数の撮像装置３１を使用し、仮想画像を作成する際、仮想画像を撮像装置３１ごとに作成する。

このような方法により、たとえば同じタイミングにおいて撮像された、複数種類の波長の撮像画像を取得することができる。また、各波長の撮像画像を並行して取得し、撮像期間を短くすることができるため、たとえば、対象物Ｓからの光の強度が時系列的に変化する場合であっても、当該変化の影響を大きく受けることなく良好な撮像画像を取得することができる。

また、本発明の実施の形態に係る光学特性測定方法では、情報処理装置１０は、撮像画像を取得する際、対象物Ｓを中心とした同一円の周上に配置された複数の撮像装置３１を用いる。

このように、各撮像装置３１と対象物Ｓとの距離が同じとなるように複数の撮像装置３１を配置することにより、たとえば、複数の撮像装置３１についてそれぞれ作成した複数の仮想画像を用いた解析を行う場合において、演算処理を簡易化することができる。

また、本発明の実施の形態に係る光学特性測定方法では、情報処理装置１０は、撮像画像を取得する際、撮像方向に設けられた減光フィルタ４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃを含む複数の撮像装置３１を用いる。

このような方法により、複数の撮像装置３１においてそれぞれ設けられた複数の光学フィルタ４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ間で透過率が異なる場合であっても、各撮像装置３１において適切な光の強度での撮像を行うことができる。

また、本発明の実施の形態に係る光学特性測定システム２００では、撮像装置３１は、対象物Ｓに対して所定距離だけ離して配置される。移動機構１２は、上記所定距離を維持しながら、対象物Ｓに対する撮像装置３１の位置を変更可能である。情報処理装置１０は、撮像装置３１によって撮像された対象物Ｓを含む画像である撮像画像に基づいて、撮像装置３１の移動軌跡Ｌが含まれる球面Ｓｐ以外の位置である１または複数の解析点Ａｐからの対象物Ｓを含む仮想画像を作成可能である。

本願発明者らは、解析点Ａｐに到達する光を、単に解析点Ａｐにおける対象物Ｓからの光の強度を測定するのではなく、解析点Ａｐから対象物Ｓを撮像した場合にどのような撮像画像が得られるか、という観点から求めるという着想を得た。上記のように、解析点Ａｐ以外の位置における撮像画像を用いて解析点からの仮想画像を作成可能な構成により、単に解析点Ａｐにおける対象物Ｓからの光の強度を測定する構成と比べて、種々の解析点Ａｐにおいて多くの情報量の安定した取得が可能となる。したがって、対象物Ｓの撮像画像を用いて対象物Ｓの光学特性を測定する構成において、より良好な測定結果を得ることができる。

また、上記のような構成では、撮像装置３１を実際の解析点Ａｐに置く必要がないため、解析点Ａｐが対象物Ｓから遠方にある場合でも対象物Ｓから撮像装置までの距離を短くすることが可能であり、システム全体の小型化を実現することができる。

また、本発明の実施の形態に係る光学特性測定システム２００では、情報処理装置１０は、複数の解析点Ａｐからの複数の仮想画像をそれぞれ作成し、作成した複数の仮想画像の各画素値の合計をそれぞれ算出する。

このような構成により、解析点Ａｐごとの光の強度を算出することができるため、任意の面における精度の良い光の強度分布を得ることができる。

また、本発明の実施の形態に係る光学特性測定システム２００では、情報処理装置１０は、仮想画像に対応する仮想面Ｖｐ上の位置と解析点Ａｐの位置と球面Ｓｐとに基づいて、移動軌跡Ｌにおける複数の撮像画像の中から撮像画像を選択し、選択した撮像画像に基づいて仮想画像を作成する。

このような構成により、仮想面Ｖｐ上の位置と解析点Ａｐの位置と移動軌跡Ｌとに応じた、仮想面Ｖｐ上の位置ごとに適切な撮像画像を選択することができるため、精度の良い仮想画像を作成することができる。

また、本発明の実施の形態に係る光学特性測定システム２００では、情報処理装置１０は、撮像装置３１の移動軌跡Ｌにおける複数の撮像画像の中から複数の撮像画像を選択し、選択した複数の撮像画像から作成した１つの画像に基づいて仮想画像を作成する。

このような構成により、移動軌跡Ｌにおいて仮想面Ｖｐ上の位置および解析点Ａｐの位置に対応する１つの撮像画像が存在しない場合において、適切な複数の画像を選択し、精度の良い仮想画像を作成することができる。

また、本発明の実施の形態に係る光学特性測定システム２００では、複数の撮像装置３１は、撮像対象の波長が互いに異なる。また、情報処理装置１０は、仮想画像を撮像装置３１ごとに作成する。

このような構成により、たとえば同じタイミングにおいて撮像された、複数種類の波長の撮像画像を取得することができる。また、各波長の撮像画像を並行して取得し、撮像期間を短くすることができるため、たとえば、対象物Ｓからの光の強度が時系列的に変化する場合であっても、当該変化の影響を大きく受けることなく良好な撮像画像を取得することができる。

また、本発明の実施の形態に係る光学特性測定システム２００では、各撮像装置３１は、対象物Ｓを中心とした同一円の周上に配置されている。

このように、各撮像装置３１と対象物Ｓとの距離が同じとなるように複数の撮像装置３１を配置する構成により、たとえば、複数の撮像装置３１についてそれぞれ作成した複数の仮想画像を用いた解析を行う場合において、演算処理を簡易化することができる。

また、本発明の実施の形態に係る光学特性測定システム２００では、撮像装置３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃは、それぞれ、撮像方向に設けられた減光フィルタ４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃを含む。

このような構成により、複数の撮像装置３１においてそれぞれ設けられた複数の光学フィルタ４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ間で透過率が異なる場合であっても、各撮像装置３１において適切な光の強度での撮像を行うことができる。

＜変形例１＞
図１５は、本発明の実施の形態に係る検出器ユニットの変形例１の構成を示す図である。

上述の例では、検出器ユニット１１は、３つの撮像装置３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃを含む。これに対して、検出器ユニット１１の変形例１は、図１５に示すように、１つの撮像装置５１を含む。撮像装置５１は、カメラ７１と、撮像方向に設けられた光学フィルタユニット７２と、撮像方向に設けられた減光フィルタユニット７３とを有する。

図１６は、検出器ユニットの変形例１における光学フィルタユニットの構成を示す図である。

図１６を参照して、光学フィルタユニット７２は、たとえば、３つの光学フィルタ６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃと、開口部６２Ｄとを有する。光学フィルタ６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃは、互いに異なる波長の光を透過する。たとえば、光学フィルタ６２Ａは赤に対応する波長の光を透過し、光学フィルタ６２Ｂは緑に対応する波長の光を透過し、光学フィルタ６２Ｃは青に対応する波長の光を透過する。なお、光学フィルタ６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃは、可視光線に限らず、赤外線または紫外線を透過する特性を有するものであってもよい。

図１７は、検出器ユニットの変形例１における減光フィルタユニットの構成を示す図である。

図１７を参照して、減光フィルタユニット７３は、たとえば、３つの減光フィルタ６３Ａ，６３Ｂ，６３Ｃと、開口部６３Ｄとを有する。３つの減光フィルタ６３Ａ，６３Ｂ，６３Ｃは、それぞれ、光学フィルタ６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃに対応して設けられ、対応する光学フィルタ６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃに適切な強度の光が到達するように光量の調整を行う。

光学フィルタユニット７２および減光フィルタユニット７３は、たとえば、図示しないモータに接続されている。図１に示す情報処理装置１０は、たとえば、ユーザの操作に従って、駆動用コマンドをＬＡＮ経由で当該モータへ送信する。当該モータは、情報処理装置１０からの駆動用コマンドを受信すると、当該駆動用コマンドに従って回転する。そして、当該モータが回転することにより、光学フィルタユニット７２および減光フィルタユニット７３が矢印Ｅ４の方向に一体的に回転する。

光学フィルタユニット７２が回転することにより、光学フィルタ６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃおよび開口部６２Ｄのうちのいずれか１つが、カメラ７１におけるレンズ７４の正面に位置する。

また、減光フィルタユニット７３は、光学フィルタ６２Ａがレンズ７４の正面に位置する場合において減光フィルタ６３Ａがレンズ７４の正面に位置するように回転する。

また、減光フィルタユニット７３は、光学フィルタ６２Ｂがレンズ７４の正面に位置する場合において減光フィルタ６３Ｂがレンズ７４の正面に位置するように回転する。また、減光フィルタユニット７３は、光学フィルタ６２Ｃがレンズ７４の正面に位置する場合において減光フィルタ６３Ｃがレンズ７４の正面に位置するように回転する。

情報処理装置１０は、たとえば、光学フィルタ６２Ａがレンズ７４の正面に位置する状態において、図１に示す第１モータ２３および第２モータ２４を回転させながら、撮像装置５１へ撮像用コマンドを送信する。これにより、情報処理装置１０は、中央に対象物Ｓが含まれる撮像画像であって、赤に対応する複数の撮像画像を取得する。

また、情報処理装置１０は、たとえば、光学フィルタ６２Ｂがレンズ７４の正面に位置する状態において、第１モータ２３および第２モータ２４を回転させながら、撮像装置５１へ撮像用コマンドを送信する。これにより、情報処理装置１０は、中央に対象物Ｓが含まれる撮像画像であって、緑に対応する複数の撮像画像を取得する。

また、情報処理装置１０は、たとえば、光学フィルタ６２Ｃがレンズ７４の正面に位置する状態において、第１モータ２３および第２モータ２４を回転させながら、撮像装置５１へ撮像用コマンドを送信する。これにより、情報処理装置１０は、中央に対象物Ｓが含まれる撮像画像であって、青に対応する複数の撮像画像を取得する。

このような光学フィルタユニット７２および減光フィルタユニット７３が設けられる構成により、撮像装置５１を複数設けることなく複数種類の撮像画像を取得することができるため、コストを削減することができる。

その他の構成および動作は、上述した光学特性測定システム２００と同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。

＜変形例２＞
上述の例では、撮像装置３１による撮像画像の中央に対象物Ｓが含まれる場合について説明した。しかしながら、撮像画像における対象物Ｓの位置が、当該撮像画像の中央からずれている場合がある。そこで、情報処理装置１０の変形例２は、撮像画像における各画素の位置を示す位置情報の補正を行うことが可能である。

たとえば、情報処理装置１０は、撮像装置３１ごとに、位置情報を補正するための補正値を予め取得する。具体的には、補正値は、撮像画像における対象物Ｓの中心が写る画素の位置と、当該撮像画像の中央の画素の位置とのずれを示す。

情報処理装置１０は、たとえば、撮像装置３１Ａによる撮像画像を取得する際（図１４に示すステップＳ１２）、当該撮像画像における各画素の位置が、撮像装置３１Ａに対応する補正値だけずらした位置となるように、位置情報を補正する。

情報処理装置１０は、撮像装置３１Ｂによる撮像画像、および撮像装置３１Ｃによる撮像画像についても同様の補正を行う。そして、情報処理装置１０は、図１４に示すステップＳ１３以降において、補正後の位置情報に基づく演算を行う。

具体的には、情報処理装置１０の変形例２は、位置情報の補正を行わない構成と比べて、選択または作成した撮像画像において、撮像装置３１に対応する補正値だけずれた位置の画素の画素値を特定する（図１４に示すステップＳ１９）。

このように、本発明の実施の形態に係る光学特性測定方法では、情報処理装置１０は、撮像画像を取得する際、複数の撮像装置３１の各々の１または複数の撮像画像における各画素の位置を示す位置情報を補正する。

このような方法により、複数の撮像装置３１の各々の撮像画像における対象物Ｓの位置が互いに異なる場合であっても、各撮像画像における対象物Ｓの位置が共通の位置となるように補正して各波長の仮想画像を作成することができる。このため、より一層良好な測定結果を得ることができる。

また、本発明の実施の形態に係る光学特性測定システム２００では、情報処理装置１０は、複数の撮像装置３１の各々の１または複数の撮像画像における各画素の位置を示す位置情報を補正可能である。

このような構成により、複数の撮像装置３１の各々の撮像画像における対象物Ｓの位置が互いに異なる場合であっても、各撮像画像における対象物Ｓの位置が共通の位置となるように補正して各波長の仮想画像を作成することができる。このため、より一層良好な測定結果を得ることができる。

その他の構成および動作は、上述した光学特性測定システム２００と同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。

上記実施の形態は、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 情報処理装置
１１ 検出器ユニット
１２ 移動機構
１３ 分光器
１４ 支持台
２１ 第１アーム
２２ 第２アーム
２３ 第１モータ
２４ 第２モータ
３１，３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ 撮像装置
４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，７１ カメラ
４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ 光学フィルタ
４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，６３Ａ，６３Ｂ，６３Ｃ 減光フィルタ
６２Ｄ，６３Ｄ 開口部
７２ 光学フィルタユニット
７３ 減光フィルタユニット
７４ レンズ

Claims (11)

1. 対象物の光学特性を測定する光学特性測定方法であって、
   前記対象物に対して所定距離だけ離して配置され、前記所定距離を維持しながら前記対象物に対する位置を変化させることが可能な撮像装置を用いて、前記対象物を含む画像である複数の撮像画像を取得するステップと、
   取得した前記撮像画像に基づいて、前記撮像装置の移動軌跡が含まれる面以外の位置である１または複数の解析点からの前記対象物を含む仮想画像を作成するステップとを含む、光学特性測定方法。
2. 前記仮想画像を作成するステップにおいては、複数の前記解析点からの複数の前記仮想画像をそれぞれ作成し、
   前記光学特性測定方法は、さらに、
   作成した前記複数の仮想画像の各画素値の合計をそれぞれ算出するステップを含む、請求項１に記載の光学特性測定方法。
3. 前記仮想画像を作成するステップにおいては、前記仮想画像に対応する仮想面上の位置と前記解析点の位置と前記面とに基づいて、前記移動軌跡における複数の前記撮像画像の中から特定の撮像画像を選択し、選択した前記撮像画像に基づいて前記仮想画像を作成する、請求項１または請求項２に記載の光学特性測定方法。
4. 前記仮想画像を作成するステップにおいては、前記移動軌跡における複数の前記撮像画像の中から特定の複数の撮像画像を選択し、選択した前記複数の撮像画像を用いて１つの画像を生成し、作成した前記画像に基づいて前記仮想画像を作成する、請求項３に記載の光学特性測定方法。
5. 前記撮像画像を取得するステップにおいては、撮像対象の波長が異なる複数の前記撮像装置を使用し、
   前記仮想画像を作成するステップにおいては、前記仮想画像を前記撮像装置ごとに作成する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光学特性測定方法。
6. 前記撮像画像を取得するステップにおいては、前記対象物を中心とした同一円の周上に配置された前記複数の撮像装置を用いる、請求項５に記載の光学特性測定方法。
7. 前記撮像画像を取得するステップにおいては、前記複数の撮像装置の各々の１または複数の前記撮像画像における各画素の位置を示す位置情報を補正する、請求項５または請求項６に記載の光学特性測定方法。
8. 前記撮像画像を取得するステップにおいては、撮像方向に設けられた減光フィルタを含む前記複数の撮像装置を用いる、請求項５から請求項７のいずれか１項に記載の光学特性測定方法。
9. 対象物の光学特性を測定する光学特性測定システムであって、
   情報処理装置と、
   前記対象物に対して所定距離だけ離して配置された撮像装置と、
   前記所定距離を維持しながら、前記対象物に対する前記撮像装置の位置を変更可能な移動機構とを備え、
   前記情報処理装置は、前記撮像装置によって撮像された前記対象物を含む画像である複数の撮像画像に基づいて、前記撮像装置の移動軌跡が含まれる面以外の位置である１または複数の解析点からの前記対象物を含む仮想画像を作成可能である、光学特性測定システム。
10. 前記情報処理装置は、複数の前記解析点からの複数の前記仮想画像をそれぞれ作成し、作成した前記複数の仮想画像の各画素値の合計をそれぞれ算出する、請求項９に記載の光学特性測定システム。
11. 前記情報処理装置は、前記仮想画像に対応する仮想面上の位置と前記解析点の位置と前記面とに基づいて、前記移動軌跡における複数の前記撮像画像の中から特定の撮像画像を選択し、選択した前記撮像画像に基づいて前記仮想画像を作成する、請求項９または請求項１０に記載の光学特性測定システム。

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