TWI582397B - 配光特性測量裝置以及配光特性測量方法 - Google Patents

配光特性測量裝置以及配光特性測量方法 Download PDF

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Description

配光特性測量裝置以及配光特性測量方法
本發明係有關於用以測量光源之配光特性的配光特性測量裝置及配光特性測量方法。
作為從光源所照射之光的特性之一，已知配光特性。配光特性意指光源之光度(或亮度)的空間分布。作為配光特性，使用絕對值配光及相對值配光之任一種。絕對值配光係測量光度之絕對值的空間分布，利用於如要求光源所產生之全光束的情況等。另一方面，相對值配光係測量光度之相對值的空間分布，利用於如要求配光圖案的情況等。一般，對具有複雜之配光圖案的光源、或其特性未知的光源，難測量其配光特性。
關於這種配光測量，特開2008-70290號公報揭示一種省空間的裝置(例如參照摘要)，該裝置係具有使測量對象之發光源試料轉動360度的機構，藉由使受光器對Z軸在-方向僅轉動±90度，使其可測量三維配光特性(例如，參考[摘要])。
在上述之先前技術所揭示的裝置，難對發光面比較大的光源測量其配光特性。即，欲測量光面比較大之光源的配光特性時，具有裝置變得複雜及大型的課題。
本發明之目的在於提供不會使裝置構成變大，並可高效率地測量光源之配光特性的配光特性測量裝置及針對該配光特性測量裝置的配光特性測量方法。
若根據本發明之一形態，提供一種用以測量光源之配光特性的配光特性測量裝置。配光特性測量裝置包含以既定相對關係所配置的複數台檢測器。一台檢測器之檢測範圍的至少一部分係與鄰接之其他的檢測器的檢測範圍重複。配光特性測量裝置更包含：驅動手段，係藉由一體地驅動複數台檢測器，更新複數台檢測器之對光源的位置關係；及算出手段，係根據複數台檢測器在同一時序所取得之各個檢測結果，進行與複數台檢測器之相對關係及檢測範圍之重複的至少一方對應的處理，算出光源的配光特性。
複數台檢測器係配置成各個的光軸方向彼此平行，而且各個之檢測範圍的一部分與其他的檢測器之檢測範圍重複較佳。
算出手段係在對應之複數台檢測器對重複之檢測範圍所算出之各個結果中僅使一個檢測器所算出之結果變成有效更佳。
或者複數台檢測器係配置成各個的光軸方向朝向預定之基準點，而且各個的檢測範圍實質上一致較佳。
算出手段係以對第1檢測器之位置資訊賦予關聯 的方式儲存第1檢測器在某時序所取得之第1檢測結果，而且以對藉由因應於第1及第2檢測器之間的相對關係修正第1檢測器之位置資訊所得之位置資訊賦予關聯的方式儲存第2檢測器在該時序所取得之第2檢測結果更佳。
算出手段係按照檢測器之檢測範圍所含的複數個測量點的區別，算出配光特性較佳。
驅動手段係在相異之2個軸向分別獨立地變更光源與複數個檢測器之間的位置關係較佳。
若根據本發明之別的形態，提供一種用以測量光源之配光特性的配光特性測量方法。配光特性測量方法包括：配置步驟，係以既定相對關係配置複數台檢測器，而且配置成使一台檢測器之檢測範圍的至少一部分係與鄰接之其他的檢測器的檢測範圍重複；更新步驟，係藉由一體地驅動複數台檢測器，更新複數台檢測器之對光源的位置關係；及算出步驟，係根據複數台檢測器在同一時序所取得之各個檢測結果，進行與複數台檢測器之相對關係及檢測範圍之重複的至少一方對應的處理，算出光源的配光特性。
從與附加之圖面相關地理解之關於本發明之如下的詳細說明，將明白本發明之上述及其他的目的、特徵、形態及優點。
1A、1B‧‧‧配光特性測量裝置
2、2A、2B‧‧‧光源
10、11、12、13‧‧‧相機
20、30‧‧‧底座
21‧‧‧檢測器支撐部
22‧‧‧Y軸支撐部
23‧‧‧Y軸轉動臂
24‧‧‧光源支撐部
25、35‧‧‧X軸馬達
26、36‧‧‧Y軸馬達
32‧‧‧X軸轉動臂
33‧‧‧檢測器支撐臂
100‧‧‧電腦
101‧‧‧CPU
102‧‧‧主記憶體
103‧‧‧HDD
104‧‧‧通訊介面
105‧‧‧顯示部
106‧‧‧輸入部
107‧‧‧匯流排
110‧‧‧觸發裝置
第1圖係用以說明根據本實施形態之相關技術以一台相機測量光源之配光特性之方法的圖。
第2A圖及第2B圖係用以說明根據本實施形態之相關技術以一台相機測量對複數個發光面之配光特性之方法的圖。
第3A圖及第3B圖係用以說明根據本實施形態之相關技術以一台相機在相機及照度計之各個測量光源之配光特性之方法的圖。
第4A圖及第4B圖係用以說明本實施形態之配光特性測量裝置之概要的圖。
第5A圖及第5B圖係用以說明拍攝光源的情況之相機之設置位置的圖。
第6A圖及第6B圖係表示在第5A圖及第5B圖所示之各個設置位置所拍攝之影像例的圖。
第7圖係表示將第6B圖所示之各個影像合成所得之合成影像的圖。
第8圖係用以說明測量光源之色品的情況之相機之設置位置的圖。
第9圖係表示將藉第8圖所示之相機所拍攝的各個影像合成所得之色品測量結果的圖。
第10圖係表示從第9圖所示的色品測量結果所算出之光源表面之配光特性的圖。
第11圖係表示從第10圖所示的配光特性所算出之壁面照度之算出結果的圖。
第12圖係表示本實施形態之配光特性測量裝置之構成例(光源移動式)的模式圖。
第13圖係表示本實施形態之配光特性測量裝置之構成例 (檢測器移動式)的模式圖。
第14圖係表示本實施形態之配光特性測量裝置之電性構成的模式圖。
第15圖係表示第14圖所示電腦之內部構成的模式圖。
第16圖係表示使用本實施形態之配光特性測量裝置的配光特性測量之整體處理步驟的流程圖。
第17A圖及第17B圖係用以說明本實施形態的配光特性測量裝置之X軸及Y軸之移動方法的圖。
第18圖係表示在第16圖的步驟S7所示之資料儲存處理之處理步驟的流程圖。
第19圖係用以說明在第18圖之相機視野範圍內之測量點的選擇處理及測量值之取得處理的圖。
第20A圖及第20B圖係用以說明在第18圖之測量空間座標值之算出處理的圖。
第21A圖及第21B圖係用以說明在第18圖之測量角度之算出處理的圖。
第22圖係用以說明在第18圖之測量角度之算出處理的圖。
第23圖係用以說明在第18圖之測量攝像座標值之算出處理的圖。
第24A圖、第24B圖及第25圖係用以說明在第18圖之測量值之取得處理及儲存處理的圖。
第26圖係表示在第16圖的步驟S10所示之照度算出處理之處理步驟的流程圖。
第27A圖及第27B圖係用以說明在第26圖之照度算出位置之決定處理的圖。
第28圖係用以說明對在第26圖的照度算出位置之測量點的預計角之算出處理的圖。
第29圖係用以說明在第26圖之預計角的亮度之檢索處理的圖。
第30A圖及第30B圖係用以說明在第26圖之測量點之亮度算出處理的圖。
第31圖係用以說明對在第26圖的照度儲存資料之光度之加法處理的圖。
第32圖係表示在本實施形態之配光特性測量裝置平行配置複數台相機之構成的模式圖。
第33圖係表示在本實施形態之配光特性測量裝置對複數台相機挪移既定角度所配置之構成的模式圖。
第34圖係用以說明在使用複數個系統之相機群的情況之光度之加法處理的圖。
一面參照圖面，一面詳細說明本發明之實施形態。此外，對圖中所相同或相當部分附加相同的符號不重複其說明。
在本實施形態，主要舉例表示可測量樣品光源(以下亦僅稱為「光源」)之配光特性(典型上，配光亮度特性)的配光特性測量裝置。但，本實施形態的配光特性測量裝置係未限定為單純的配光特性，亦可測量從配光特性所算出之光源之色 品與波長資訊、及從光源所照射之全光束等的各種光學特性。
<A.相關技術>
首先，為了理解本實施形態之配光特性測量裝置，說明本實施形態的相關技術。作為本實施形態的相關技術，說明配光特性測量方法。
(a1.相關技術之配光特性測量)
第1圖係用以說明根據本實施形態之相關技術以一台相機測量光源之配光特性之方法的圖。如第1圖所示，可使用具有既定之攝像視野的相機10(一種二維感測器)，測量成為測量對象的光源2之照度的配光特性(或光度的配光特性)。在此情況，相機10係以其光軸方向成為與發光面垂直的方式設置於可拍攝光源2之發光面之整體的位置。在此，對以相機10所拍攝之影像，將左右方向設為X軸，並將上下方向設為Y軸。又，將相機10的光軸方向成為與光源2之發光面垂直的狀態定義為X軸角度=0°、Y軸角度=0°。在以下將此狀態亦稱為「起始狀態」。一面使相機10在對X軸及Y軸±180°之範圍移動，一面以相機10拍攝光源2，藉此，可取得對光源2之發光面的配光特性(配光亮度特性)。
其次，考慮發光面存在複數個的情況。第2A圖及第2B圖係用以說明根據本實施形態之相關技術以一台相機測量對複數個發光面之配光特性之方法的圖。在第2A圖及第2B圖，作為複數個發光面存在之情況的典例，表示僅隔著既定間隔配置複數個光源2A、2B的例子。
如第2A圖所示，在將相機10設置於X軸角度及 Y軸角度都是0°之位置的情況，對位於相機10的正面之光源2A的表面，可取得在0°之配光特性。與此同時，可取得位於相機10的攝像區域內之別的光源2B的配光特性。在這些之配光角度相當於相機10之設置位置與發光點的夾角。
其次，如第2B圖所示，在相機10在Y軸上僅移動角度θ的情況，這些的夾角成為對在Y軸角度為0°的狀態之各個的配光角度加上Y軸上之移動角度θ的角度。依此方式，藉由一面改變角度一面拍攝光源2A、2B，算出在各個觀測點的配光角度。可根據這些配光角度，求得在各個光源表面的配光特性。在此所得之資料成為是測量對象之光源2B固有的特性。
第3A圖及第3B圖係用以說明根據本實施形態之相關技術以一台相機在相機及照度計之各個測量光源2之配光特性之方法的圖。可根據以如第3A圖所示的方法所取得之在光源表面的配光特性，算出在可將光源2看成點光源的距離之全天球的面照度。本來的配光特性係如第3B圖所示，相當於在可將光源2之發光面看成點的距離所測量的結果。以這種方法所取得之測量結果係成為照度的配光特性，藉由換算成光度，可算出光度的配光特性。依此方式，藉根據光源表面之配光特性的計算，可算出在任意位置的照度。
(a2.相關技術之缺點)
在使用如第3A圖所示的相機(二維感測器)，測量配光特性的情況，以透鏡對來自測量對象之光源2的光聚光後，以二維感測器受光，再根據該受光的結果，測量光源2的 表面亮度。若依據本方法，可測量光源2的表面亮度，不會與對光源2的距離相依。進而，在二軸之測角器之以光源2為中心的全球面/半球面，藉由以二維感測器測量光源2，可取得光源2之表面亮度的配光特性。進而，根據光源2之表面亮度的配光特性，算出在可將光源2看成點光源的距離的照度，並將所算出之照度變換成光度，藉此，可取得光源2之光度的配光特性。
在本方法，在提高對光源表面之資訊的空間解析度上，使用高精細的二維感測器、及/或使與光源2之距離接近後測量的方法。而，在發光面寬的情況，採用使光源2與相機(二維感測器)之距離變遠、及/或使用用以使視野範圍擴大之廣角鏡頭的方法。
又，為了從光源2取得複數種資訊(色品及波長資訊等)，採用將光學濾光器安裝於相機(二維感測器)的前段、及/或使用光束分離器等對各二維感測器分配光路後測量的方法。關於這種使用二維感測器(相機)的配光測量，列舉如以下所示之缺點。
(1)在使用一台相機測量如日光燈之橫向長的光源之配光特性的情況，需要可拍攝光源整體之距離儘量遠，在將相機設置成在其攝像範圍內包含光源整體的情況，在攝像範圍之縱向產生多餘的空間(無法利用於測量光源的資訊)，而空間解析度降低。
(2)對具有彼此遠離之複數個發光點的光源，需要可拍攝那些發光點的距離、及/或使用可拍攝那些發光點之廣 角鏡頭，而空間解析度降低。
(3)在將光學濾光器安裝於相機(二維感測器)之前段的情況，因為需要適當地切換光學濾光器，所以整體的測量時間需要濾光器個數倍，又在使用光束分離器的情況，受到光量減少或多重反射的影響。
另一方面，在使用如第3B圖所示之點感測器(照度計)測量配光特性的情況，需要將點感測器設置於可將是樣品之光源看成點光源的距離。又，對具有指向性的光源，需要將點感測器設置於難受到該指向性影響的距離。藉依此方式所設置之點感測器測量照度，並將該測量之照度變換成光度，藉此，以取得成為對象之光源之光度的配光特性。對這種使用點感測器的配光測量，列舉如以下所示之缺點。
(1)光源變大時，需要將點感測器設置於更遠離光源的位置，而測量裝置變成大型。
(2)對具有指向性的光源，因為其特性隨著與光源的距離而相異，所以難正確地測量配光特性。
(3)無法在一次之測量算出使與光源之距離相異的情況的測量結果。
<B.本實施形態之概要>
其次，說明本實施形態之配光特性測量裝置的概要。第4A圖及第4B圖係用以說明本實施形態之配光特性測量裝置之概要的圖。參照第4A圖及第4B圖，本實施形態之配光特性測量裝置使用以既定相對關係所配置之複數台檢測器(二維感測器/相機)，此外，如後述所示，一方之檢測器的檢 測範圍之至少一部分係被設定成與鄰接之其他的檢測器的檢測範圍重複。第4A圖表示適合測量發光面寬之光源及/或具有複數個發光點之光源之配光特性的構成例。第4B圖表示適合從光源測量複數種資料(色品及波長資訊等)的構成例。以下概略地說明這些構成例。
(b1：發光面寬之光源/具有複數個發光點之光源)
若依據上述之相關技術，在使用一台相機測量比較大之光源的情況，採用使光源與相機(二維感測器)之距離變遠、及/或使用用以使視野範圍擴大之廣角鏡頭的方法。又，在使用一台相機測量具有複數個發光點之光源的情況，亦採用相同的手法。
而，在本實施形態，如第4A圖所示，使用配置成平行之複數個相機11、12。相機11、12之各個的上下方向(攝像的方向)被設定成與光源之表面的垂直方向一致。即，複數台檢測器(相機11、12)配置成各個的光軸方向彼此平行，而且各個之檢測範圍的一部分與其他的檢測器之檢測範圍重複。
藉由採用這種相機11、12，可高效率地拍攝測量光源之配光特性所需的區域。即，藉由並列地相機11、12，可將光源擴大後拍攝(測量)。
例如，在使用一台相機測量如日光燈之橫向長的光源的情況，將其設置位置等調整成在攝像範圍之橫向包含全部的光源，但是依此方式調整時，在攝像範圍之縱向產生多餘的空間(無法利用於測量光源的資訊)，而空間解析度降低。又，發生傳送包含無法利用於測量光源之資訊的影像資料之浪費 的時間。
而，若依據本實施形態之使用複數台相機11、12的方法，對上述之如日光燈之橫向長的光源，將相機11、12配置成在橫向排列，藉此，可更有效地利用攝像範圍來拍攝光源。因此，可高效率地測量光源之配光特性，不會損害空間解析度。又，不必改變與光源的距離，或因應於光源的大小來更換鏡頭。
若依據本實施形態之配光特性測量裝置，具有如以下所示的優點。
(1)可一面維持空間解析度，一面測量配光特性，不會受到光源之大小影響。
(2)對具有彼此遠離之複數個發光點的光源，藉由以對應於各個發光點之方式分別設置相機，可一面維持空間解析度，一面測量配光特性。
(3)不必因應於光源的大小等，改變相機對光源的距離。
(4)不必因應於光源的大小等，改變鏡頭的種類。
(5)即使是發光點之間的距離比較大的情況，亦藉由配合各個發光點來設置相機，而不必使測量空間浪費地變大。
(6)藉由對既有之配光特性測量裝置追加與既有者相同的相機，可實現本實施形態的配光特性測量裝置。
(b2：測量複數種資料(色品及波長資訊等))
若依據上述之相關技術，為了從光源取得複數種 資料(色品及波長資訊等)，採用將光學濾光器安裝於相機(二維感測器)的前段、及/或使用光束分離器等對各二維感測器分配光路後測量的方法。
而，若依據本實施形態，如第4B圖所示，藉由將複數台相機11、12、13排列設置成與光源的距離相同，取得複數種資料(色品及波長資訊等)。更具體而言，相機11、12、13係都配置成藉共同之測角器的轉動，能以與光源2之設置位置對應的點為中心轉動。相機11、12、13之各自的光軸方向(攝像的方向)係朝向轉軸的中心(光源2)。從各相機11、12、13至轉軸之中心的距離係彼此相同。即，複數台檢測器(相機11、12、13)係配置成各自的光軸方向朝向所預定之基準點(配置光源2的中心位置)，而且各自的檢測範圍實質上一致。
鄰接之相機彼此對轉軸之中心的夾角被設定成與測角器驅動相機11、12、13轉動之步進角度(每移動一步的角度)的整數倍一致。依此方式，藉由將相機11、12、13設定成步進角度的整數倍，在使用測角器使相機11、12、13轉動的情況，各相機就最終在同一位置(空間及角度)測量，而可重現同一光路。
又，因為可使各相機11、12、13同時拍攝，所以可縮短測量整體所需的時間。因此，只要因應於所要求的測量時間等設置既定台數的相機即可，不會受到設置之相機的台數限制。因為不會受到設置之相機的台數限制，所以不必使用光束分離器等，而可高靈敏度地測量，不會受到光束分離器所造成之光量之減少或多重反射的影響。
若依據本實施形態之配光特性測量裝置，具有如以下所示的優點。
(1)藉由只是對既有之配光特性測量裝置單純地追加相機，就可追加地取得必需的資訊。
(2)藉由只是對既有之配光特性測量裝置單純地追加相機，就可同時測量，藉此，可縮短測量整體所需的時間。
<C.應用例>
其次，說明上述之本實施形態之配光特性測量裝置的應用例。在以下的應用例，說明將汽車之頭燈作為樣品光源的情況。
(c1：測量配光特性)
首先，說明測量汽車之頭燈之配光特性的例子。第5A圖及第5B圖係用以說明拍攝光源2的情況之相機之設置位置的圖。第6A圖及第6B圖係表示在第5A圖及第5B圖所示之各個設置位置所拍攝之影像例的圖。
因為汽車之頭燈係橫向長，所以為了使用一台相機10拍攝光源2整體，需要將相機10設置成遠離光源2約900mm的距離。如第5A圖所示，將一台相機10設置成光源2整體包含於其攝像範圍。在第6A圖表示在該設置位置以相機10所拍攝之影像。在第6A圖所示之影像，在上部及下部發生多餘的部分(無法利用於測量光源2的資訊)，得知空間解析度降低。
而，在使用並列設置之2台相機11、12拍攝光源2的情況，如第5B圖所示，將相機11、12之各自的攝像範圍 設定成合成之範圍包含光源2整體。即，配置成其光軸與光源之表面的垂直方向一致，而且使用並列設置之2台相機11、12更放大地拍攝光源2。在第6B圖表示在該設置位置以相機11、12所拍攝之影像。第6B圖所示之各個影像係在使一部分重疊下拍攝光源2。依此方式，藉由使用複數台相機，可擴大攝像區域。藉此，在藉相機11、12所拍攝之各個影像，上部及下部之多餘的部分(無法利用於測量光源2的資訊)減少，而可提高空間解析度。
藉相機11、12所分別拍攝之影像係因應於各自的攝像範圍被合成。第7圖係表示將第6B圖所示之各個影像合成所得之合成影像的圖。此外，第7圖，表示使是光源2之頭燈的燈熄燈之狀態。如第7圖所示，藉由將以並列配置之2台相機分別拍攝的影像合成，可與使用一台相機拍攝光源2的影像同等地處理。使用與這種合成處理一樣的處理，取得光源2的配光特性。
(c2：測量色品)
其次，說明測量光源2之色品的例子。第8圖係用以說明測量光源2之色品的情況之相機之設置位置的圖。在對光源2測量色品的情況，需要將分別具有與測量對象的3色對應之等色函數的特性之3片帶通濾光器安裝於相機，在同一位置(空間及角度)，並透過各個濾光器拍攝。
在使用相機測量色品的情況，因為需要在同光路測量，所以在上述的相關技術，依序切換安裝於一台相機的濾光器，並各測量3次。
而，在本實施形態，如第8圖所示，並列配置相機11、12、13，而且對各個相機安裝帶通濾光器。一面使3台相機11、12、13轉動，一面在各位置拍攝(測量)。在此時，相機11、12、13係被維持於距測角器之轉動中心相同的距離，而且設置成各自的光軸朝向轉動中心。藉此，對同一區域，可從複數個角度同時拍攝影像，而可取得色品的資訊。
進而，在第8圖所示的構成例，為了縮短測量整體所需的時間，配置2系統之3台的相機(相機群)。即，配置成不僅相機11、12、13，相機11#、12#、13#亦拍攝光源2。
第9圖係表示將藉第8圖所示之相機11、12、13、11#、12#、13#所拍攝的各個影像合成所得之色品測量結果的圖。第9圖係對在相機11是X軸角度=0°、Y軸角度=0°的情況拍攝光源2所得之影像進行彩色合成者。第10圖係表示從第9圖所示的色品測量結果所算出之光源表面之配光特性的圖。第11圖係表示從第10圖所示的配光特性所算出之壁面照度之算出結果的圖。
如第8圖所示，藉由使用6台相機11、12、13、11#、12#、13#分別拍攝光源2，可以更高的空間解析度測量色品。第9圖所示之合成影像係分別由3種色品資料所構成。對這些資料，將在X軸角度=0°、Y軸角度=0°(起始狀態)之樣品光源的影像進行彩色合成時，成為如第10圖所示的結果。第10圖所示的結果係從6台相機11、12、13、11#、12#、13#之攝像結果所算出，是光源2所固有的特性。第10圖所示的配光特性係相當於頭燈之僅朝下燈點燈的狀態，本算出結果高 度重現真實的樣品光源。
進而，在第11圖表示根據第10圖所示的配光特性，算出在以光源2照射前方25m之壁時所得之照度分布的結果。確認從第11圖所示之配光特性所算出之壁面照度的算出結果係充分表示真實之壁面照度。
<D.配光特性測量裝置的裝置構成>
其次，說明本實施形態之配光特性測量裝置的裝置構成。配光特性測量裝置具有驅動手段，該驅動手段係藉由一體地驅動複數台檢測器(相機11、12、13)，更新複數台檢測器(相機11、12、13)相對光源2的位置關係。在以下的說明，作為驅動手段的一例，舉例表示使相機(檢測器)固定並使光源轉動移動的光源移動式、與使光源固定並使相機(檢測器)轉動移動的檢測器移動式。驅動手段係在相異之2個軸向(在以下的例子為X軸方向及Y軸方向)分別獨立地變更光源2與複數台檢測器(相機11、12、13)之間的位置關係(相對關係)。
相機係典型上具有稱為CCD(Charge Coupled Device)影像感測器、或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)影像感測器之二維感測器。
(d1：光源移動式)
第12圖係表示本實施形態之配光特性測量裝置1A之構成例(光源移動式)的模式圖。第12圖所示之配光特性測量裝置1A係具有測角器，該測角器係被安裝光源2，並以相機(檢測器)為中心使該安裝之光源2轉動。
更具體而言，配光特性測量裝置1A包含：底座 20；3台相機11、12、13；檢測器支撐部21，係安裝於底座20，而且支撐相機11、12、13；Y軸支撐部22，係安裝於底座20；Y軸馬達26，係與Y軸支撐部22連接；Y軸轉動臂23，係藉Y軸馬達26所轉動；X軸馬達25，係與Y軸轉動臂23的尖端連接；及光源支撐部24，係藉X軸馬達25所轉動。光源2配置於X軸馬達25之轉軸與Y軸馬達26之轉軸的交點。藉X軸馬達25之轉動與Y軸馬達26之轉動，光源2係分別以X軸及Y軸為中心轉動自如。但，光源2的中心位置係不論X軸及Y軸之任一軸的轉動都被維持該交點。藉此，自如地變更光源2與相機11、12、13之間的相對關係。
(d2：檢測器移動式)
第13圖係表示本實施形態之配光特性測量裝置1B之構成例(檢測器移動式)的模式圖。第13圖所示之配光特性測量裝置1B係具有測角器，該測角器係被安裝相機(檢測器)，並以光源2為中心使該安裝之相機轉動。
更具體而言，配光特性測量裝置1B包含：底座30；3台相機11、12、13；檢測器支撐臂33，係支撐相機11、12、13；Y軸馬達36，係使檢測器支撐臂33轉動；X軸轉動臂32，係其一端與Y軸馬達36連接，而且藉X軸馬達35所轉動；及X軸馬達35，係配置於底座30。相機11、12、13(實際上相機11)配置於X軸馬達35之轉軸與Y軸馬達36之轉軸的交點。而且，藉X軸馬達35之轉動與Y軸馬達36之轉動，相機11、12、13係分別以X軸及Y軸為中心轉動自如。但，光源2的中心位置係不論X軸及Y軸之任一軸的轉動都被維 持該交點。藉此，自如地變更光源2與相機11、12、13之間的相對關係。
<E.配光特性測量裝置的電性構成>
其次，說明本實施形態之配光特性測量裝置的電性構成。
(e1：配光特性測量裝置整體的電性構成)
第14圖係表示本實施形態之配光特性測量裝置之電性構成的模式圖。參照第14圖，本實施形態之配光特性測量裝置係除了上述之X軸馬達25、35、Y軸馬達26、36及相機11、12、13以外，還包含電腦100及觸發裝置110。
電腦100係控制測角器之轉動，而且具有取得以相機11、12、13分別拍攝之影像資料後進行處理的功能。觸發裝置110係以與測角器之光源2與相機11、12、13之間的相對關係之變更連動的方式管理相機11、12、13的攝像時序。關於觸發裝置110的功能，亦可藉電腦100實現，亦可從更正確地控制攝像時序(攝像位置)的觀點，與電腦100分開地配置包含專用之硬體電路的觸發裝置110較佳。
更具體而言，電腦100對X軸馬達25(或X軸馬達35)及Y軸馬達26(或Y軸馬達36)分別送出驅動用命令。該驅動用命令包含X軸馬達及Y軸馬達之移動速度及/或目標位置等。在本實施形態，因為需要在以光源2為中心的全球面/半球面測量，所以作為驅動用命令，包含用以使沿著X軸之往復運動重複至沿著Y軸之一連串的移動結束的命令。電腦100係在開始傳送之時序送出驅動用命令，而收到驅動用命令之X 軸馬達與Y軸馬達(及驅動X軸馬達與Y軸馬達的馬達驅動器)分別開始移動。X軸馬達與Y軸馬達分別向觸發裝置110輸出表示轉動量的馬達驅動脈波。
觸發裝置110係以既定數將所收到之馬達驅動脈波分頻並算出在X軸與Y軸的現在位置(角度)，而且以與所預定之測量點對應的角度間隔，向相機11、12、13輸出指示攝像的觸發脈波。
各個相機11、12、13從觸發裝置110收到觸發脈波時拍攝，向電腦100輸出藉該攝像所取得之影像。相機11、12、13係每次從觸發裝置110收到觸發脈波，就重複攝像及影像資料的傳送。電腦100係根據影像資料的攝像順序，特定各攝像的測量位置(空間及角度)。而且，電腦100係藉由對所取得之影像資料，進行如後述所示之處理，算出光源2的特性。
藉由採用如第14圖所示的電性構成，即使是將多台相機設置於測角器的情況，亦因為在電腦100之攝像時序之控制的負載不會增加，所以對相機之設置台數的限制少。
作為替代性的構成，亦可構成為電腦100對一台相機供給觸發脈波，再從該相機向其他之任一台相機傳送該收到的觸發脈波。藉由採用傳送該觸發脈波的構成，可將觸發脈波從與該電腦100連接的相機依序傳送至位於末端的相機。依此方式，藉由構成為將觸發脈波依序供給至在各相機所分支之後續的相機，可更易於追加相機。
(e2：電腦100的電性構成)
第15圖係表示第14圖所示電腦100之內部構成 的模式圖。電腦100係典型上，由泛用之個人電腦所構成。更具體而言，參照第15圖，電腦100包含CPU(Central Processing Unit)101、主記憶體102、HDD(Hard Disk Driver)103、通訊介面(I/F)104、顯示部105及輸入部106。這些組件係經由匯流排107連接成可彼此通訊。
CPU101係藉由執行HDD103等所儲存之程式，實現本發明之功能的運算處理部。主記憶體102提供CPU101執行程式所需的工作區域。在該工作區域，儲存執行程式所需之暫時資料或處理對象的影像資料等。HDD103係永久性地記憶以CPU101所執行之程式或處理之執行所需的參數等。
在HDD103預先安裝以CPU101所執行之程式。該程式之安裝可採用各種方法。例如，以對應之裝置讀出在稱為CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory)或DVD(Digital Versatile Disk)之各種媒體所儲存的程式後儲存於HDD103的方法、或經由網路下載程式的方法等。
通訊介面104係與其他的裝置交換資料。具體而言，通訊介面104對X軸馬達與Y軸馬達輸出驅動用命令，而且接收以相機所拍攝之照度儲存資料。
顯示部105顯示所拍攝之影像資料或測量結果。具體而言，顯示部105由LCD(Liquid Crystal Display)或CRT(Cathode Ray Tube)等所構成。輸入部106受理來自使用者的操作。具體而言，輸入部106由滑鼠或鍵盤等所構成。亦可在電腦100，因應於需要，連接列表機等其他的輸出裝置。
關於本實施形態的各種功能，亦可作成替代藉由 CPU101執行程式所提供之形態，而使用專用之處理器或IC(積體電路)等實現其全部或一部分。或者，亦可使用專用的LSI(Large Scale Integration)實現。
<F.整體處理步驟>
其次，說明使用本實施形態之配光特性測量裝置測量光源2之配光特性的情況的處理步驟。
第16圖係表示使用本實施形態之配光特性測量裝置的配光特性測量之整體處理步驟的流程圖。作為預備，以既定關係配置複數台檢測器(相機)，而且配置成使一台檢測器的檢測範圍之至少一部分與鄰接之其他的檢測器的檢測範圍重複。又，第16圖所示的步驟係藉電腦100的CPU101及觸發裝置110所執行。
參照第16圖，被指示開始測量時，電腦100的CPU101向Y軸馬達輸出驅動用命令，使沿著Y軸的移動開始(步驟S1)。接著，電腦100的CPU101向X軸馬達輸出驅動用命令，使沿著X軸的移動開始(步驟S2)。在步驟S1及S2，X軸及Y軸係在所預定之角度範圍(典型上，對X軸及Y軸之各軸±180°)逐次驅動轉動所預定之步進角度(每移動一步的角度)。關於X軸及Y軸之移動的細節將後述。
接著，觸發裝置110判斷是否X軸已移動既定之步進角度份量(步驟S3)。更具體而言，觸發裝置110係計數來自X軸馬達的馬達驅動脈波，判斷是否其計數值僅增加與所預定之步進角度對應的值。在X軸未移動所預定之步進角度份量的情況(在步驟S3是NO的情況)，重複步驟S2以下的處理。
在X軸已移動所預定之步進角度份量的情況(在步驟S3是YES的情況)，觸發裝置110向各個相機11、12、13輸出觸發脈波(步驟S4)。各個相機11、12、13係響應觸發脈波的接收而拍攝(步驟S5)後，向電腦100輸出藉攝像所得之影像資料(步驟S6)。即，各個相機11、12、13係藉由收到觸發脈波而使攝像(測量)開始。
電腦100係儲存從相機11、12、13所接收之各個影像資料，並對與輸出觸發脈波之時序對應的測量點算出亮度並儲存，作為配光資料(步驟S7)。
在該步驟S7，根據複數台檢測器(相機11、12、13)在同一時序所取得之各個檢測結果(所拍攝之各個影像)，進行因應於複數台檢測器之相對關係及檢測範圍之重複之至少一方的處理，而算出光源2的配光特性。關於該資料儲存處理的細節將後述。
接著，觸發裝置110判斷是否X軸已完成所預定之角度範圍的移動(步驟S8)。在X軸未完成所預定之角度範圍的移動的情況(在步驟S8是NO的情況)，重複步驟S2以下的處理。即，步驟S4~S7所示之一連串的處理結束時，使X軸移至下一位置，並使其執行相同的處理。
而，在X軸已完成所預定之角度範圍的移動的情況(在步驟S8是YES的情況)，觸發裝置110判斷是否Y軸已完成所預定之角度範圍的移動(步驟S9)。在Y軸未完成所預定之角度範圍的移動的情況(在步驟S9是NO的情況)，重複步驟S1以下的處理。即，在對X軸之預定之角度範圍的測量處理 結束時，使Y軸移至下一位置，對X軸從起始位置重複一連串的作業。
而，在Y軸已完成所預定之角度範圍的移動的情況(在步驟S9是YES的情況)，根據在步驟S7所儲存之資料，算出照度(步驟S10)。即，對X軸及Y軸之雙方的移動測量結束時，算出照度。然後，處理係結束。
<G.X軸/Y軸之移動方法>
其次，說明第16圖之步驟S1及S2所示之X軸及Y軸的移動方法。第17A圖及第17B圖係用以說明本實施形態的配光特性測量裝置之X軸及Y軸之移動方法的圖。作為移動方法之一例，第17A圖表示使X軸及Y軸之雙方同時移動的方式(雙軸同時驅動方式)，第17B圖表示使X軸及Y軸之一方分別移動的方式(軸單獨驅動方式)。
在第17A圖所示之雙軸同時驅動方式，因為在Y軸方向不會停止，所以具有在停止時可避免相機搖動之狀態的優點，而且亦具有可縮短測量整體所需之時間的優點。但，因此，相機之攝像點(測量點)之在Y軸的角度間隔不是固定，所以需要在資料儲存處理等，進行不會發生角度間隔不是固定所造成之誤差的處理。
在第17B圖所示之軸單獨驅動方式，因為在Y軸方向之移動停止時，在相機發生搖動所以需要實施不會受到該搖動所造成之誤差影響的對策，但是因為可使Y軸上的攝像間隔固定，所以可簡化後處理。
如第17A圖及第17B圖所示，在X軸上重複往復 運動，如在第16圖之步驟S3的說明所示，觸發裝置110係以X軸上之預先決定的角度間隔，向相機11、12、13輸出觸發脈波，並拍攝。
<H.資料儲存處理>
其次，詳細說明第16圖之步驟S7所示的資料儲存處理。作為一例，說明使用第12圖所示之光源移動式的配光特性測量裝置之情況的處理步驟。在光源移動式的配光特性測量裝置，藉測角器變更X軸及/或Y軸的位置時，光源2移動。在此時，對相機11、12、13之測量對象之光源2的攝像位置亦變化。
因為相機11、12、13係對所預定之光源2的表面位置一面使各軸移動一面測量，所以需要逐次特定(追蹤)光源2的攝像位置。因此，在本實施形態，預先在開始測量前決定對光源2的測量點，對以此為基準伴隨移動所測量之資料進行處理。為了便於處理，將各軸的中心作為空間座標值(0,0,0)，決定各個測量點之空間座標值。
第18圖係表示在第16圖的步驟S7所示之資料儲存處理之處理步驟的流程圖。第18圖所示之處理步驟係基本上，只是以彼此被賦予關聯之方式所設置之相機的台數份量被並列地執行。對在複數台相機之間重複之攝像範圍內的資訊，執行如後述所示之調整處理。
參照第18圖，首先，電腦100的CPU101選擇相機之視野範圍內的任一個測量點V(步驟S701)。接著，電腦100的CPU101執行起始空間座標值的取得處理(步驟S702)。在該 起始空間座標值的取得處理，選擇位於相機之視野範圍內之複數個測量點中的一點，作為測量點V，並取得相機11、12、13位於起始狀態(X軸角度=0°、Y軸角度=0°)時之該測量點V所存在的空間座標值(起始空間座標值)。
接著，電腦100的CPU101取得X軸角度及Y軸角度(步驟S703)，而且執行空間座標值的算出處理(步驟S704)。在該空間座標值的算出處理，算出伴隨X軸及/或Y軸之轉動所移動之測量點V的座標值。更具體而言，從在步驟S702所算出之對測量點V的座標值、X軸角度及Y軸角度，算出測量點V移動後的空間座標值。
然後，電腦100的CPU101執行測量角度的算出處理(步驟S705)。在該測量角度的算出處理，對測量點V移動後的空間座標值算出相機11、12、13的預計角，並對在X軸及Y軸之各軸的移動角度加上該預計角，藉此，算出測量角度。
接著，電腦100的CPU101執行測量攝像座標值的算出處理(步驟S706)。在該測量攝像座標值的算出處理，算出在相機之攝像範圍內之測量點V的座標值(相機的攝像座標值)。即，相機之攝像座標值與測量點V的位置關係係相當於測量座標值與相機之攝像座標值的關係，藉由供給測量點V的空間座標值，可算出相機的攝像座標值。即，可從相機的攝像位置特定測量點V。
然後，電腦100的CPU101執行測量值之取得處理(步驟S707)。在該測量值之取得處理，從所拍攝之影像讀取所特定之測量點V的值(亮度)。在將Y視靈敏度濾光器安裝於 相機11、12、13的情況，攝像面像的濃淡表示亮度(Y值)。
接著，電腦100的CPU101執行測量值之儲存處理(步驟S708)。在測量值之儲存處理，將在步驟S707所取得之測量點V的值與測量點V之測量角度(在步驟S705算出)及起始空間座標值(在步驟S702算出)賦予關聯後儲存。
然後，電腦100的CPU101判斷是否對位於相機之視野範圍內之全部的測量點之處理已結束(步驟S709)。在對位於相機之視野範圍內之全部的測量點之處理未結束的情況(在步驟S709是NO的情況)，選擇別的測量點V(步驟S710)，並執行步驟S702以下的處理。
另一方面，在對位於相機之視野範圍內之全部的測量點之處理已結束的情況(在步驟S709是YES的情況)，處理係回去。
以下，更詳細說明主要之步驟的處理內容。
(h1：相機之視野範圍內之測量點的選擇處理及測量值之取得處理)
首先，說明第18圖之步驟S701及S710所示之相機之視野範圍內之測量點的選擇處理及步驟S707所示之測量值的取得處理。第19圖係用以說明在第18圖之相機視野範圍內之測量點的選擇處理及測量值之取得處理的圖。
參照第19圖，測量點V被特定為以相機所拍攝之影像(CCD等之二維感測器上的攝像影像像素)內的座標。在步驟S707取得測量點V之測量值的情況，取得包含測量點V之一個或複數個像素的亮度。使用在以測量點V為基準所設定之 預定的區域內(測量點測量區域)之攝像影像之亮度的積算平均值較佳。
在此，測量點測量區域之大小係適當地設定即可。使測量點測量區域變大時，S/N(Signal to Noise)比提高，但是因為測量立體角變寬，所以測量角度的解析度會降低。因此，因應於所求得之解析度，適當地設定測量點測量區域的大小。
(h2：測量空間座標值之算出處理)
其次，說明第18圖之步驟S704所示之測量空間座標值的算出處理。第20A圖及第20B圖係用以說明在第18圖之測量空間座標值之算出處理的圖。在第20A圖及第20B圖，作為一例，首先，考慮起始位置A沿著X軸僅轉動移動角度(X軸移動角度)ψ x後移往X軸移動後之位置B，進而，沿著Y軸僅轉動移動角度(Y軸移動角度)ψ y後移往Y軸移動後之位置C的情況。
如第20A圖所示，X軸移動後之位置B的座標值(xb,yb,zb)係使用起始位置A之座標值(xa,ya,za)及移動角度ψ x如以下所示算出。
xb=xa×cos ψ x-za×sin ψ x
yb=ya
zb=xa×sin ψ x-za×cos ψ x
接著，如第20B圖所示，進而檢討Y軸移動後之位置C的座標值(xc,yc,zc)。
X軸移動後之位置B與中心座標的距離R係如以 下所示。
R=yb/cosθ
又，位置B與中心座標之Y軸的夾角θ係如以下所示。
θ=atan(zb/yb)
利用這些值，如以下所示算出Y軸移動後之位置C的座標值(xc,yc,zc)。
xc=xb=xa×cos ψ x-za×sin ψ x
yc=R×cos(ψ y+θ)
zc=R×sin(ψ y+θ)
是X軸方向及/或Y軸方向之任一軸的轉動，都可利用與上述相同的方法依序算出。
(h3：測量角度之算出處理)
其次，說明第18圖之步驟S705所示之測量角度的算出處理。第21A圖、第21B圖及第22圖係用以說明在第18圖之測量角度之算出處理的圖。更具體而言，第21A圖及第21B圖表示預計角之算出方法，第22圖表示從移動角度算出測量角度的方法。
如第21A圖所示，將相機設置位置設為Camera(pxc,pyc,pzc)，將相機之視野範圍內之某一個測量點V的座標值設為(xv,yv,zv)。該測量點V係對應於光源2上的發光點。如第21B圖所示，將各軸的中心設為空間座標值(0,0,0)時，測量點V之預計角θx、θy分別如以下所示。
θx=atan{(xv-pxc)/(zv-pzc)}
θy=atan{(yv-pyc)/(zv-pzc)}
接著，按照第22圖所示的步驟，從測量點V之移動角度算出測量角度。例如，測量點V沿著X軸僅轉動移動角度(X軸移動角度)ψ x。藉該沿著X軸的轉動，起始狀態的測量點V移至測量點V’(xv’,yv,zv’)。移動後之測量點V’的空間座標值係從轉動移動量與測量座標的關係所算出。測量點V’之預計角θx’係藉以下的數學式所算出。
θx’=atan{(xv’-pxc)/(zv’-pzc)}
而且，對測量點V’之測量角度係可從移動角度ψ x-預計角θx’算出。
(h4：測量攝像座標值之算出處理)
其次，說明第18圖之步驟S706所示之測量攝像座標值的算出處理。第23圖係用以說明在第18圖之測量攝像座標值之算出處理的圖。
參照第23圖，將攝像空間座標設定成其中心與軸中心一致。又，X座標面及Y座標面係設為與各轉軸垂直的面。
對測量點V之相機的攝像角度θx及θy係藉以下的數學式所算出。
θx=atan((pzc-zv)/xv)
θy=atan((pzc-zv)/yv)
相機之攝像面(攝像空間座標)係假定為Z座標是0的X-Y平面。在此時，攝像面上之攝像座標值C(xc,yc,zc)係可藉以下的數學式從攝像角度θx及θy所算出。
xc=pzc×tanθx
yc=pzc×tanθy
zc=0
對相機之二維感測器(CCD)上之座標的座標係藉以下的數學式所算出。
px=xc×(ccd_x_num/width)
py=yc×(ccd_y_num/height)
其中，ccd_x_num及ccd_y_num分別表示CCD之横側面像素數及縱側面像素數，width及height分別表示攝像範圍之橫寬及縱寬。
(h5：測量值之取得處理及儲存處理)
其次，說明第18圖之步驟S707所示之測量值的取得處理及步驟S708所示之測量值的儲存處理。第24A圖、第24B圖及第25圖係用以說明在第18圖之測量值之取得處理及儲存處理的圖。
如第24A圖所示，對各測量點取得各測量角度的亮度。關於該亮度的取得處理，係已參照第19圖說明了。各測量角度之亮度的集合成為亮度配光資料。如第24B圖所示，對各測量點取得在各測量角度的亮度。即，對相當於測量點之複數個測量角度的各個取得亮度。依此方式，在本實施形態，按照檢測器(相機)之檢測範圍(攝像範圍)所含的複數個測量點的區別，算出配光特性。
例如，利用如第25圖所示之陣列構造，儲存對測量角度被賦予關聯的各個亮度。儲存於該陣列構造的各個亮度成為亮度配光資料的元素。即，對各測量點，以二維陣列儲存 在測量角度(X軸成分及Y軸成分)的亮度。在光源具有配光特性的情況，如第25圖所示，亮度之大小因各測量角度而異。
當然，亦可採用任意之資料儲存方法，替代如第25圖所示的陣列構造。
<I.照度算出處理>
其次，說明第16圖之步驟S10所示之照度算出處理的細節。在該照度算出處理，藉由在考慮其配光特性下將射入算出對象的位置之來自光源的光線(亮度)相加，算出在該位置的照度。因此，特定射入算出照度之位置的測量點，而且反映各測量點的預計角，執行將其亮度相加的處理。
第26圖係表示在第16圖的步驟S10所示之照度算出處理之處理步驟的流程圖。第26圖所示的各步驟係主要由電腦100的CPU101所執行。
參照第26圖，電腦100的CPU101執行照度算出處理之決定處理(步驟S1001)。在該照度算出處理之決定處理，CPU101任意地設定應算出照度的區域(典型上，壁面)，決定該設定之區域所含的一點，作為照度算出位置，並取得其空間座標值。
接著，電腦100的CPU101選擇前面已取得亮度配光資料的複數個測量點中的某一個測量點(步驟S1002)。然後，電腦100的CPU101對所選擇之測量點，算出對照度算出位置之測量點的預計角(步驟S1003)。關於該預計角之算出處理的細節將後述。
接著，電腦100的CPU101從對所選擇之測量點 被賦予關聯的亮度配光資料檢索在步驟S1003所算出之預計角的亮度(步驟S1004)。即，檢索與所算出之預計角對應的亮度。
然後，電腦100的CPU101最得儲存位於所算出之預計角附近之亮度配光資料的儲存位址，而且藉由對所檢索之配光資料之範圍所含的亮度進行近似化，算出所選擇之測量點的亮度(步驟S1005)。接著，電腦100的CPU101使用光度修正係數，將所算出之亮度變換成光度後，將該算出之光度與對所選擇之照度算出位置被賦予關聯的照度儲存資料相加(步驟S1006)。
然後，電腦100的CPU101判斷是否對前面已取得亮度配光資料之複數個測量點之全部的選擇已結束(步驟S1007)。在複數個測量點中有尚未選擇的情況(在步驟S1007是NO的情況)，CPU101選擇別的測量點(步驟S1008)後，執行步驟S1003以下的處理。
而，複數個測量點之全部的選擇已結束的情況(在步驟S1007是YES的情況)，CPU101將對所選擇的照度算出位置被賦予關聯之照度儲存資料的值作為在該照度算出位置的照度，輸出(步驟S1009)。
即，對一個照度算出位置，對全部之測量點執行亮度(或藉變換所得之光度)的加法處理。而且，對全部的測量點之照度儲存資料的加法處理結束時，該加法結果成為在對應之照度算出位置的照度。
對其他的照度算出位置亦分別執行該一連串的處 理。即，從應算出照度的區域依序特定照度算出位置後，重複執行上述的處理。更具體而言，電腦100的CPU101判斷是否對被設定為應算出照度之區域所含的複數個照度算出位置之全部的選擇已結束(步驟S1010)。在複數個照度算出位置中有尚未選擇的情況(在步驟S1010是NO的情況)，CPU101選擇別的照度算出位置(步驟S1011)後，執行步驟S1002以下的處理。
而，複數個照度算出位置之全部的選擇已結束的情況(在步驟S1010是YES的情況)，處理係回去。
(i1：照度算出位置之決定處理)
首先，說明第26圖之步驟S1001所示之照度算出位置的決定處理。第27A圖及第27B圖係用以說明在第26圖之照度算出位置之決定處理的圖。
參照第27A圖及第27B圖，一般，照度算出位置係以X-Y座標系統、α-β座標系統、ψ-θ座標系統所提供。第27A圖表示在X-Y座標系統定義成為照度之算出對象的區域之情況的例如。照度算出位置被設定於這些區域上。典型上，在任一系統被設定成等間隔的位置成為照度算出位置。在第27A圖所示的例子，以X軸步進及Y軸步進的間隔設定照度算出位置。在第27B圖表示將照度算出位置設定於全部之空間的例子。
為了便於計算，將軸之中心作為空間座標系統的原點(0,0,0)，決定表示所設定之照度算出位置的空間座標值。
(i2：對照度算出位置之測量點之預計角的算出處理)
其次，說明第26圖的步驟S1003所示之對照度算 出位置之測量點之預計角的算出處理。第28圖係用以說明對在第26圖的照度算出位置之測量點的預計角之算出處理的圖。
如第28圖所示，將任一點之測量點V的座標值設為(xv,yv,zv)，將照度算出位置G的座標值設為(xg,yg,zg)。在此時，對照度算出位置G之測量點的預計角Θx、Θy係分別如以下所示。
Θx=atan[(xg-xv)/(zg-zv)]
Θy=atan[(yg-yv)/(zg-zv)]
(i3：預計角之亮度的檢索處理)
其次，說明第26圖的步驟S1004所示之預計角之亮度的檢索處理。第29圖係用以說明在第26圖之預計角的亮度之檢索處理的圖。
利用上述之如第25圖所示的陣列構造，儲存對測量角度被賦予關聯的各個亮度。利用這種陣列構造，檢索與對照度算出位置之測量點的預計角Θx與Θy之交點的前後對應之在配光資料的儲存位址(預計角θx、θy)。
在第29圖所示的例子，檢索和二維陣列上之預計角Θx與預計角Θy的交點300鄰接的4個儲存位址(陣列位置301、302、303、304)。即，在對應之照度算出位置，可判斷發生被這些檢索之4個位址所包圍之範圍的照度值。
(i4：在測量點之亮度算出處理)
其次，說明第26圖的步驟S1005所示之在測量點的亮度算出處理。第30A圖及第30B圖係用以說明在第26圖之測量點之亮度算出處理的圖。
如上述之使用第29圖的說明所示，根據在位於對照度算出位置之測量點的預計角Θx與Θy之交點附近的儲存位址所儲存之資料，算出亮度。例如，參照第30A圖，對以與配光角度(xe1,ye1)、(xe2,ye1)、(xe2,ye2)、(xe1,ye2)對應的亮度所定義的亮度面，算出與該亮度面上之照度算出軸對應的亮度。照度算出軸係以與對照度算出位置之測量點的預計角Θx與Θy對應的方式所定義，使用X軸角度γx及Y軸角度γy所定義。
更具體而言，如第30B圖所示，利用一次插值，從鄰接之亮度配光資料算出照度算出位置的亮度。在第30B圖的例子，將通過測量亮度L(xe1,ye2)與(xe2,ye2)之兩點的直線作為近似直線L1(γx,ye2)。一樣地，將通過測量亮度L(xe1,ye1)與(xe2,ye1)之兩點的直線作為近似直線L2(γx,ye1)。進而，從近似直線L1與近似直線L2之間的直線決定近似直線L3(γx,γy)後，算出與從照度算出點之預計角(γx,γy)對應的亮度。
(i5：對照度儲存資料之光度的加法處理)
其次，說明第26圖的步驟S1006所示之對照度儲存資料之光度的加法處理。第31圖係用以說明對在第26圖的照度儲存資料之光度之加法處理的圖。在某照度算出位置的照度係能以射入該照度算出位置之光之強度(光度)的總和算出。
首先，CPU101使用光度修正係數k，將所算出之各測量點的亮度L變換成光度I。在此，因為照度E係與光度I成正比，而且與自光源之距離d的平方成反比，所以從各測 量點之照度E係藉以下的數學式所算出。
照度E(lx)=光度I(cd)/距離d(mm)2
此外，關於距離d，係因應於照度算出位置G(xg,yg,zg)與各測量點的座標值依序算出。
而且，在照度算出位置的照度成為從各個測量點之照度E的總和。依此方式，算出在照度算出位置G的照度。
(J.複數台相機的調整處理)
在本實施形態，使用以既定之相對關係所配置的複數台檢測器測量光源。上述之測量處理係可對各檢測器彼此獨立地執行。在此情況，對光源之同一區域所評估的結果，執行避免在檢測器之間彼此發生干涉的調整處理。
另一方面，在為了從光源取得複數種資訊(色品及波長資訊等)，使用各複數台檢測器的情況，因為在檢測器之間彼此不會發生干涉，所以利用檢測器之間之相對的位置關係，執行高效率地取得資訊的處理。
(j1：發光面寬之光源/具有複數個發光點之光源)
如上述所示，在測量發光面寬之光源及/或具有複數個發光點之光源之配光特性時，如上述之第4A圖所示，使用平行地配置之複數個相機11、12。在此情況，相機11、12之攝像範圍係彼此重複，需要適當地調整該重複之範圍的測量結果。更具體而言，在對應之複數台檢測器(相機)對重複之檢測範圍所算出之各個結果中僅使一台檢測器(相機)所算出之結果變成有效。
第32圖係表示在本實施形態之配光特性測量裝置 平行配置複數台相機之構成的模式圖。參照第32圖，在藉由使用複數個相機拍攝光源，擴大視野範圍(攝像範圍)的情況，以其光軸方向對X-Y平面垂直的方式設置各個相機。又，相機彼此係平行地設置。
各個相機之攝像面11P、12P上的攝像座標值與各測量點的關係係可使用各個相機之設置位置(設置空間座標值)與測量點之空間座標值，如上述之參照第23圖的說明所示算出。
例如，對第32圖所示之重複範圍所含的測量點，從相機11及12之任一個的檢測結果都可評估。因此，在以複數台相機測量同一測量點的情況，執行使某一方之相機的測量結果變成無效的處理、或對同一測量點之測量結果進行平均化的處理。藉此，可避免因重複測量而測量結果偏離本來之值的事態。
(j2：測量複數種資料(色品及波長資訊等))
如上述所示，在從光源測量複數種資料(色品及波長資訊等)時，將與測量對象之資訊對應的複數台相機並列設置成與光源的距離變成相同。各相機測量複數種資訊中所指定的一種資訊。因此，在各相機的前段，安裝於與測量對象之資訊對應的光學濾光器。
第33圖係表示在本實施形態之配光特性測量裝置對複數台相機挪移既定角度所配置之構成的模式圖。參照第33圖，相機11、12、13具有彼此同等的性能。相機12及13係對相機11設置成從X軸或Y軸的中心僅挪移了角度θ的位 置。即，使相機11、12、13整體在偏移角度θ的方向僅轉動相同的角度θ時，相機12或13之轉動後的設置座標係與相機11之轉動前的設置座標一致。
換言之，使用這些相機11、12、13同時拍攝時，取得在相機11之設置位置(移動角度)的影像、與在對該相機11的移動角度僅偏移角度θ(相加及相減後)之位置的影像(攝像面12P、13P)。因此，以對第1檢測器之位置資訊(移動角度)賦予關聯的方式儲存第1檢測器(相機)在某時序所取得之第1檢測結果(攝像影像)，而且以對藉由因應於第1及第2檢測器之間的相對關係(角度θ)修正第1檢測器之位置資訊所得之位置資訊(移動角度+角度θ)賦予關聯的方式儲存第2檢測器(相機12、13)在該時序所取得之第2檢測結果。
即，在相機11位於原點位置(移動角度=0°)的情況，以相機12所拍攝之影像相當於在移動角度=θ所拍攝的影像，以相機13所拍攝之影像相當於在移動角度=-θ所拍攝的影像。因此，在作為配光資料儲存的情況，以對從與同時拍攝之相機11的配光資料對應之移動角度僅加上/減去角度θ之移動角度賦予關聯的方式儲存藉相機12及相機13所取得之配光資料。
在從光源測量複數種資訊(色品及波長資訊等)的情況，因為相機11、12、13之測量結果係彼此不會干涉，所以不必調整各個測量結果。藉由在既定測量範圍，一面使這些相機移動一面測量，最後可取得所需的資訊。即，在使相機11、12、13轉動360°的情況，相機11的移動角度係從0°變化至 360°，配光資料係以對該移動角度賦予關聯的方式所儲存。而，相機12之移動角度係從θ變化至(θ+360°)，配光資料係以對該移動角度賦予關聯的方式所儲存。一樣地，相機13之移動角度係從-θ變化至(-θ+360°)，配光資料係以對該移動角度賦予關聯的方式所儲存。換言之，在某時序，從藉各個相機所拍攝之影像算出的測量結果係以對各個相機之移動角度賦予關聯的方式所儲存，藉由在測量範圍重複測量操作，最後可取得在必要之測量範圍的複數種資訊。
(j3：複數個系統的相機群)
亦可如上述之參照第8圖的說明所示，為了測量複數種資料(色品及波長資訊等)而設置複數台相機(相機群)，而且更設置一樣的相機群。即，如第8圖所示，配置成不僅相機11、12、13，而且相機11#、12#、13#拍攝光源2。
例如，在測量色品的情況，對相機11、12、13(Camera1x,1y,1z)分別安裝色品濾光器，而且對相機11#、12#、13#(Camera2x,2y,2z)亦分別安裝一樣的色品濾光器。相機11、12、13與相機11#、12#、13#係配置成彼此平行。
第34圖係用以說明在使用複數個系統之相機群的情況之光度之加法處理的圖。參照第34圖，相機11、12、13(Camera1x,1y,1z)對測量點V1及V2取得3個參數(色品X,Y,Z)的配光特性，相機11#、12#、13#(Camera2x,2y,2z)對測量點V3及V4取得3個參數(色品X,Y,Z)的配光特性。這些取得的參數係按照各相機來儲存。
因此，若相機彼此之攝像範圍無重複，在鄰接的 相機彼此之間共用對測量點V1~V4的測量結果，利用與上述之參照第31圖所說明者一樣的方法，藉由將從各測量點所放射的亮度(色品)相加，可算出在任意之色品算出位置的色品。
又，在鄰接之相機彼此攝像範圍重複的情況，利用與在上述之(j1)項所說明者一樣的方法，在排除測量點之重複後，執行相加處理。
<K.優點>
若依據實施形態之配光特性測量裝置，因為以複數台檢測器(相機)拍攝光源，所以不會受到光源之大小影響，可一面維持空間解析度，一面測量配光特性。又，對具有彼此遠離之複數個發光點的光源，亦可一面維持空間解析度，一面測量配光特性。進而，因為使用複數台檢測器同時拍攝(測量)，所以縮短測量整體所需的時間。
根據上述的說明，將明白本實施形態之配光特性測量裝置之除此以外的優點。
詳細說明了本發明，但是這只是舉例表示，不可認為是限定，將顯然地理解發明之範圍係根據申請專利範圍所解釋。
2‧‧‧光源
11‧‧‧相機
12‧‧‧相機
13‧‧‧相機

Claims (6)

  1. 一種配光特性測量裝置，用以測量光源之配光特性，具有以既定相對關係所配置的複數台檢測器，一台檢測器之檢測範圍的至少一部分係與鄰接之其他的檢測器的檢測範圍重複；更包括：驅動手段，係藉由一體地驅動該複數台檢測器，更新該複數台檢測器之對該光源的位置關係；及算出手段，係根據該複數台檢測器在同一時序所取得之各個檢測結果，進行與該複數台檢測器之相對關係及檢測範圍之重複的至少一方對應的處理，算出該光源的配光特性；其中該複數台檢測器係配置成各個的光軸方向彼此平行，而且各個之檢測範圍的一部分與其他的檢測器之檢測範圍重複；其中該算出手段係對重複之檢測範圍所含的各個測量點，使該複數台檢測器對該測量點所算出之各個結果中之僅一個結果變成有效，或輸出該複數台檢測器對該測量點所算出之各個結果之平均化的結果。
  2. 一種配光特性測量裝置，用以測量光源之配光特性，具有以既定相對關係所配置的複數台檢測器，一台檢測器之檢測範圍的至少一部分係與鄰接之其他的檢測器的檢測範圍重複；更包括：驅動手段，係藉由一體地驅動該複數台檢測器，更新該複 數台檢測器之對該光源的位置關係；及算出手段，係根據該複數台檢測器在同一時序所取得之各個檢測結果，進行與該複數台檢測器之相對關係及檢測範圍之重複的至少一方對應的處理，算出該光源的配光特性；其中該複數台檢測器係配置成各個的光軸方向朝向預定之基準點，而且各個的檢測範圍實質上一致；其中該算出手段係以對第1檢測器之位置資訊賦予關聯的方式儲存該第1檢測器在某時序所取得之第1檢測結果，而且以對藉由因應於第1及第2檢測器之間的相對關係修正該第1檢測器之位置資訊所得之位置資訊賦予關聯的方式儲存第2檢測器在該時序所取得之第2檢測結果。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之配光特性測量裝置，其中該算出手段係按照檢測器之檢測範圍所含的複數個測量點的區別，算出配光特性。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之配光特性測量裝置，其中該驅動手段係在相異之2個軸向分別獨立地變更該光源與該複數個檢測器之間的位置關係。
  5. 一種配光特性測量方法，用以測量光源之配光特性，包括：配置步驟，係以既定相對關係配置複數台檢測器，而且配置成使一台檢測器之檢測範圍的至少一部分係與鄰接之其他的檢測器的檢測範圍重複；更新步驟，係藉由一體地驅動該複數台檢測器，更新該複數台檢測器之對該光源的位置關係；及算出步驟，係根據該複數台檢測器在同一時序所取得之各 個檢測結果，進行與該複數台檢測器之相對關係及檢測範圍之重複的至少一方對應的處理，算出該光源的配光特性；其中該複數台檢測器係配置成各個的光軸方向彼此平行，而且各個之檢測範圍的一部分與其他的檢測器之檢測範圍重複；其中該算出步驟係包含對重複之檢測範圍所含的各個測量點，使該複數台檢測器對該測量點所算出之各個結果中之僅一個結果變成有效之步驟，或輸出該複數台檢測器對該測量點所算出之各個結果之平均化的結果之步驟。
  6. 一種配光特性測量方法，用以測量光源之配光特性，包括：配置步驟，係以既定相對關係配置複數台檢測器，而且配置成使一台檢測器之檢測範圍的至少一部分係與鄰接之其他的檢測器的檢測範圍重複；更新步驟，係藉由一體地驅動該複數台檢測器，更新該複數台檢測器之對該光源的位置關係；及算出步驟，係根據該複數台檢測器在同一時序所取得之各個檢測結果，進行與該複數台檢測器之相對關係及檢測範圍之重複的至少一方對應的處理，算出該光源的配光特性；其中該複數台檢測器係配置成各個的光軸方向朝向預定之基準點，而且各個的檢測範圍實質上一致；其中該算出步驟係包含以對第1檢測器之位置資訊賦予關聯的方式儲存該第1檢測器在某時序所取得之第1檢測結果，而且以對藉由因應於第1及第2檢測器之間的相對關係修正該第1檢測器之位置資訊所得之位置資訊賦予關聯 的方式儲存第2檢測器在該時序所取得之第2檢測結果之步驟。
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