(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一焦点および第二焦点を有する回転楕円体の前記第一焦点側の一部に相当する曲面を備えるとともに、照射された光の一部を反射し他部を透過する光透過性を有した材質により前記曲面が形成されてなる楕円透過ドームと、
前記第一焦点に位置する被測定物から発せられる光のうち、前記楕円透過ドームにおける前記曲面で反射される光について、当該光を正反射して前記第二焦点の鏡像反転位置に集光させる鏡面反射板と、
前記鏡像反転位置で光を受光し、その受光結果を前記被測定物からの光の分布特性の測定に供する受光部と、
を備えることを特徴とする光学特性測定装置。
【請求項２】
前記鏡面反射板は、前記第一焦点に位置する前記被測定物を支持する支持台を兼ねている
ことを特徴とする請求項１記載の光学特性測定装置。
【請求項３】
下方から前記受光部、前記楕円透過ドーム、前記鏡面反射板が順に配置されており、
前記鏡面反射板は、上面に前記被測定物が載置された状態で当該被測定物を支持するとともに、当該被測定物から発せられる光を前記楕円透過ドームに向けて通過させる貫通測定穴を有して構成されている
ことを特徴とする請求項２記載の光学特性測定装置。
【請求項４】
前記鏡面反射板上に載置された前記被測定物に平行光を照射して当該被測定物に拡散透過光または拡散反射光を発生させる光源部を備え、
前記拡散透過光または前記拡散反射光が前記鏡面反射板における前記貫通測定穴を通過するように構成されている
ことを特徴とする請求項３記載の光学特性測定装置。
【請求項５】
前記光源部は、ビームプロファイルがトップハット型分布の平行光を照射するものである
ことを特徴とする請求項４記載の光学特性測定装置。
【請求項６】
前記鏡面反射板上に載置された自発光型の前記被測定物に光を発生させ、当該被測定物からの発生光が前記鏡面反射板における前記貫通測定穴を通過するように構成されている
ことを特徴とする請求項３記載の光学特性測定装置。
【請求項７】
所望角度の前記拡散透過光または前記拡散反射光が前記貫通測定穴を通過するように、前記光源部が照射する平行光の光束径が前記貫通測定穴の穴径よりも大きく設定されている
ことを特徴とする請求項４または５記載の光学特性測定装置。
【請求項８】
前記光束径と前記穴径との関係は、前記光束径をＤ、前記穴径をｄ、前記被測定物の厚さをｔ、前記所望角度をθとした場合に、
Ｄ＞２×（ｔ・ｔａｎθ）＋２×（ｄ／２）
を満足することを特徴とする請求項７記載の光学特性測定装置。
【請求項９】
前記楕円透過ドームにおける前記曲面の頂部を含む頂部近傍領域に当該頂部近傍領域を透過する光を拡散させる拡散板が設けられている
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の光学特性測定装置。
【請求項１０】
前記拡散板は、前記曲面の頂部に対応する位置に形成されたピンホールを有する
ことを特徴とする請求項９記載の光学特性測定装置。
【請求項１１】
前記受光部による受光結果を受け取って前記被測定物からの光の輝度分布を計測するとともに、前記輝度分布の計測結果を基にして前記被測定物からの光の分布特性の測定を行う情報処理部
を備えることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の光学特性測定装置。
【請求項１２】
前記情報処理部は、前記輝度分布の計測にあたり、前記受光部による受光結果と前記被測定物からの光の角度成分との対応付けを行うとともに、その対応付けを行う際の基準の一つとして前記受光部による受光結果から特定される輝度円の外縁位置を用いる
ことを特徴とする請求項１１記載の光学特性測定装置。
【請求項１３】
前記情報処理部は、前記対応付けを行う際の基準の他の一つとして前記輝度円のピーク輝度位置を用いる
ことを特徴とする請求項１２記載の光学特性測定装置。
【請求項１４】
前記情報処理部は、前記輝度分布の計測にあたり、前記受光部による受光結果と前記被測定物からの光の角度成分との対応付けを行うとともに、その対応付けに際して前記曲面の頂部付近の角度成分とそれ以外の角度成分とで対応付けの配分態様を相違させる
ことを特徴とする請求項１１から１３のいずれか１項に記載の光学特性測定装置。
【請求項１５】
前記情報処理部は、前記配分態様として、少なくとも、直射光学系に応じた配分態様と、楕円光学系に応じた配分態様と、を含む
ことを特徴とする請求項１４記載の光学特性測定装置。
【請求項１６】
前記楕円透過ドームおよび前記受光部の外周側を覆うように配された筒状部材を備えるとともに、
前記筒状部材は、筒内壁面が光を吸収するように構成されている
ことを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項に記載の光学特性測定装置。
【請求項１７】
前記楕円透過ドームは、樹脂成型品からなる
ことを特徴とする請求項１から１６のいずれか１項に記載の光学特性測定装置。
【請求項１８】
被測定物の光学特性として当該被測定物からの光の分布特性を測定する光学特性測定方法であって、
第一焦点および第二焦点を有する回転楕円体の前記第一焦点側の一部に相当する曲面を備えるとともに、照射された光の一部を反射し他部を透過する光透過性を有した材質により前記曲面が形成されてなる楕円透過ドームに対して、前記第一焦点に位置する前記被測定物から光を発するステップと、
前記第一焦点に位置する前記被測定物から発せられる光のうち、前記楕円透過ドームにおける前記曲面で反射される光について、当該光を鏡面反射板で正反射して前記第二焦点の鏡像反転位置に集光させるステップと、
前記鏡像反転位置で光を受光し、その受光結果を前記被測定物からの光の分布特性の測定に供するステップと、
を備えることを特徴とする光学特性測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被測定物の光学特性を測定する光学特性測定装置および光学特性測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
被測定物となる物体の光学特性としては、照射光に対する透過成分についての双方向透過率分布関数（Bidirectional Transmittance Distribution Function：以下「ＢＴＤＦ」と略す）や、照射光に対する反射成分についての双方向反射率分布関数（Bidirectional Reflectance Distribution Function：以下「ＢＲＤＦ」と略す）等が知られている。また、その他にも、被測定物が有機ＥＬ（Electro Luminescence）やＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光体である場合には、その発光体からの配光分布（すなわち、光源からの出射光の光度の出射角度に対する変化または分布）が、当該被測定物の光学特性となる。
【０００３】
このような光学特性の測定は、例えば、ゴニオフォトメータと呼ばれるゴニオ型の光学測定機器を用いて行うことが一般的である。ただし、ゴニオ型の光学測定機器では、光の計測を様々な角度について順次行う必要があるため、光学特性の測定に膨大な時間を要してしまう。このことから、近年では、楕円鏡を用いて高速測定を行うことが提案されている（例えば、非特許文献１参照）。楕円鏡を用いた測定では、楕円鏡の一方の焦点に被測定物を配置し、他方の焦点にハーフミラーを利用して光源およびカメラを配置する。そして、他方の焦点へのあらゆる角度の光をカメラで一度に受光して輝度分布を計測することで、被測定物の光学特性についての高速測定を可能にしている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】角野皓平、向川康博、八木康史、「楕円鏡を用いた双方向反射率分布関数の高速計測」、電子情報通信学会論文誌、第Ｊ９０−Ｄ巻、ｐｐ．１９３０−１９３７、２００７年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、被測定物の光学特性を測定する光学特性測定装置については、小型化および低価格化を実現することが強く求められている。しかしながら、従来の楕円鏡を用いた測定では、以下に述べる理由により、光学特性測定装置の小型化および低価格化を実現することが困難である。
【０００６】
楕円鏡は、回転楕円体の内壁面が鏡面化されて構成されたものである。このような楕円鏡を高精度に構成することは、必ずしも容易ではなく、高い製造コストが必要となる。そのため、楕円鏡を用いる場合には、光学特性測定装置の低価格化の実現が困難になってしまう。
また、楕円鏡を用いる場合には、光源およびカメラを配置するためにハーフミラーを利用する必要が生じるので、装置構成の大型化や複雑化等を招いてしまう。なお、ハーフミラーを利用しなければ、光源またはカメラ等といった構造物が被測定物からの光の光路を遮ってしまい、光学特性の測定を正しく行えないおそれが生じてしまう。つまり、楕円鏡を用いて光学特性の測定を正しく行う場合には、装置構成の大型化や複雑化等を招く傾向が高くなるため、その結果として光学特性測定装置の小型化や低価格化等の実現が困難になってしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、被測定物の光学特性の測定を高速かつ高精度に行いつつ、その場合であっても装置の小型化および低価格化に対応することのできる光学特性測定装置および光学特性測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するために案出されたものである。
本発明の第１の態様は、第一焦点および第二焦点を有する回転楕円体の前記第一焦点側の一部に相当する曲面を備えるとともに、照射された光の一部を反射し他部を透過する光透過性を有した材質により前記曲面が形成されてなる楕円透過ドームと、
前記第一焦点に位置する被測定物から発せられる光のうち、前記楕円透過ドームにおける前記曲面で反射される光について、当該光を正反射して前記第二焦点の鏡像反転位置に集光させる鏡面反射板と、
前記鏡像反転位置で光を受光し、その受光結果を前記被測定物からの光の分布特性の測定に供する受光部と、
を備えることを特徴とする光学特性測定装置である。
【０００９】
本発明の第２の態様は、第１の態様に記載の発明において、
前記鏡面反射板は、前記第一焦点に位置する前記被測定物を支持する支持台を兼ねていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の第３の態様は、第２の態様に記載の発明において、
下方から前記受光部、前記楕円透過ドーム、前記鏡面反射板が順に配置されており、
前記鏡面反射板は、上面に前記被測定物が載置された状態で当該被測定物を支持するとともに、当該被測定物から発せられる光を前記楕円透過ドームに向けて通過させる貫通測定穴を有して構成されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の第４の態様は、第３の態様に記載の発明において、
前記鏡面反射板上に載置された前記被測定物に平行光を照射して当該被測定物に拡散透過光または拡散反射光を発生させる光源部を備え、
前記拡散透過光または前記拡散反射光が前記鏡面反射板における前記貫通測定穴を通過するように構成されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の第５の態様は、第４の態様に記載の発明において、
前記光源部は、ビームプロファイルがトップハット型分布の平行光を照射するものであることを特徴とする。
【００１３】
本発明の第６の態様は、第３の態様に記載の発明において、
前記鏡面反射板上に載置された自発光型の前記被測定物に光を発生させ、当該被測定物からの発生光が前記鏡面反射板における前記貫通測定穴を通過するように構成されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の第７の態様は、第４または第５の態様に記載の発明において、
所望角度の前記拡散透過光または前記拡散反射光が前記貫通測定穴を通過するように、前記光源部が照射する平行光の光束径が前記貫通測定穴の穴径よりも大きく設定されていることを特徴とする。
【００１５】
本発明の第８の態様は、第７の態様に記載の発明において、
前記光束径と前記穴径との関係は、前記光束径をＤ、前記穴径をｄ、前記被測定物の厚さをｔ、前記所望角度をθとした場合に、
Ｄ＞２×（ｔ・ｔａｎθ）＋２×（ｄ／２）
を満足することを特徴とする。
【００１６】
本発明の第９の態様は、第１から第８のいずれか１態様に記載の発明において、
前記楕円透過ドームにおける前記曲面の頂部を含む頂部近傍領域に当該頂部近傍領域を透過する光を拡散させる拡散板が設けられていることを特徴とする。
【００１７】
本発明の第１０の態様は、第９の態様に記載の発明において、
前記拡散板は、前記曲面の頂部に対応する位置に形成されたピンホールを有することを特徴とする。
【００１８】
本発明の第１１の態様は、第１から第１０のいずれか１態様に記載の発明において、
前記受光部による受光結果を受け取って前記被測定物からの光の輝度分布を計測するとともに、前記輝度分布の計測結果を基にして前記被測定物からの光の分布特性の測定を行う情報処理部を備えることを特徴とする。
【００１９】
本発明の第１２の態様は、第１１の態様に記載の発明において、
前記情報処理部は、前記輝度分布の計測にあたり、前記受光部による受光結果と前記被測定物からの光の角度成分との対応付けを行うとともに、その対応付けを行う際の基準の一つとして前記受光部による受光結果から特定される輝度円の外縁位置を用いることを特徴とする。
【００２０】
本発明の第１３の態様は、第１２の態様に記載の発明において、
前記情報処理部は、前記対応付けを行う際の基準の他の一つとして前記輝度円のピーク輝度位置を用いることを特徴とする。
【００２１】
本発明の第１４の態様は、第１１から第１３のいずれか１態様に記載の発明において、
前記情報処理部は、前記輝度分布の計測にあたり、前記受光部による受光結果と前記被測定物からの光の角度成分との対応付けを行うとともに、その対応付けに際して前記曲面の頂部付近の角度成分とそれ以外の角度成分とで対応付けの配分態様を相違させることを特徴とする。
【００２２】
本発明の第１５の態様は、第１４に記載の発明において、
前記情報処理部は、前記配分態様として、少なくとも、直射光学系に応じた配分態様と、楕円光学系に応じた配分態様と、を含むことを特徴とする。
【００２３】
本発明の第１６の態様は、第１から第１５のいずれか１態様に記載の発明において、
前記楕円透過ドームおよび前記受光部の外周側を覆うように配された筒状部材を備えるとともに、
前記筒状部材は、筒内壁面が光を吸収するように構成されていることを特徴とする。
【００２４】
本発明の第１７の態様は、第１から第１６のいずれか１態様に記載の発明において、
前記楕円透過ドームは、樹脂成型品からなることを特徴とする。
【００２５】
本発明の第１８の態様は、被測定物の光学特性として当該被測定物からの光の分布特性を測定する光学特性測定方法であって、
第一焦点および第二焦点を有する回転楕円体の前記第一焦点側の一部に相当する曲面を備えるとともに、照射された光の一部を反射し他部を透過する光透過性を有した材質により前記曲面が形成されてなる楕円透過ドームに対して、前記第一焦点に位置する前記被測定物から光を発するステップと、
前記第一焦点に位置する前記被測定物から発せられる光のうち、前記楕円透過ドームにおける前記曲面で反射される光について、当該光を鏡面反射板で正反射して前記第二焦点の鏡像反転位置に集光させるステップと、
前記鏡像反転位置で光を受光し、その受光結果を前記被測定物からの光の分布特性の測定に供するステップと、
を備えることを特徴とする光学特性測定方法である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、被測定物の光学特性の測定を高速かつ高精度に行いつつ、その場合であっても装置の小型化および低価格化に対応することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】被測定物からの光の分布特性の概要を例示する説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る光学特性測定装置の基本的な構成例を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る光学特性測定装置において測定する光学特性の一具体例を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る光学特性測定装置における光学系の細部構成の一例を示す説明図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る光学特性測定装置における光学系の細部構成の他の例を示す説明図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る光学特性測定装置による光学特性の測定結果の一具体例を示す説明図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る光学特性測定装置における光学系の細部構成のさらに他の例を示す説明図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る光学特性測定装置において得られる輝度分布画像の一具体例を示す説明図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係る光学特性測定装置の基本的な構成例を示す説明図である。
【図１０】本発明の一実施例に係る光学特性測定装置による光学特性の実測結果を既存測定器による光学特性の実測結果と対比させつつ示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面に基づき本発明に係る光学特性測定装置および光学特性測定方法について説明する。
【００２９】
＜１．本発明の概要＞
先ず、本発明の概要を説明する。
【００３０】
本発明は、被測定物の光学特性として、その被測定物からの光の分布特性を測定するためのものである。光の分布特性としては、具体的にはＢＴＤＦ、ＢＲＤＦ、発光体からの配光分布等が挙げられる。
【００３１】
図１は、被測定物からの光の分布特性の概要を例示する説明図である。
例えば、図１（ａ）に示すように、拡散透過材からなる試料が被測定物１ａである場合には、入射光２に応じて被測定物１ａから発せられる拡散透過光３ａの三次元輝度分布を計測する。この計測結果を解析すればＢＴＤＦが得られる。
また、例えば、図１（ｂ）に示すように、拡散反射材からなる試料が被測定物１ｂである場合には、入射光２に応じて被測定物１ｂから発せられる拡散反射光３ｂの三次元輝度分布を計測する。この計測結果を解析すればＢＲＤＦが得られる。
また、例えば、図１（ｃ）に示すように、ＬＥＤ等の発光体が被測定物１ｃである場合には、その被測定物１ｃから発せられる出射光３ｃの三次元輝度分布を計測する。この計測結果を解析すれば発光体の配光分布が得られる。
【００３２】
上述したいずれの場合においても、光の三次元輝度分布の計測は、当該光を受光するカメラと、そのカメラによる撮像結果を解析する情報処理装置（例えば、所定プログラムを実行するコンピュータ装置）とを用いて行う。なお、少なくともカメラについては、公知技術を利用して構成されたものであればよく（例えば、非特許文献１参照）、ここではその詳細な説明を省略する。以下の説明では、光の三次元輝度分布の計測に用いるカメラを「輝度分布カメラ」と称する。
【００３３】
本発明においては、被測定物から発せられる光を輝度分布カメラへ導く光学系に大きな特徴がある。
【００３４】
＜２．光学特性測定装置の基本構成＞
次に、本発明に係る光学特性測定装置の基本的な構成例について、特に被測定物から発せられる光を輝度分布カメラへ導く光学系の構成に着目しつつ、具体的に説明する。
なお、以下の説明では、被測定物が拡散透過材からなる試料であり、その被測定物から発せられる拡散透過光の三次元輝度分布を計測する場合を例に挙げて説明する。
【００３５】
（全体構成）
図２は、本発明の一実施形態に係る光学特性測定装置の基本的な構成例を示す説明図である。
ここで例に挙げる光学特性測定装置１０は、被測定物１ａに光を照射する光源ユニット１１と、その被測定物１ａから発せられる光の光路を制御する光学系１２と、その光学系１２に導かれた光を受光する輝度分布カメラ１３とを備えて構成されている。光学系１２は、主として、楕円透過ドーム１４と、鏡面反射板１５とによって構成されている。これらの各構成要素は、天地方向（重力に沿った方向）の下方側から、輝度分布カメラ１３、楕円透過ドーム１４、鏡面反射板１５、光源ユニット１１の順で配置されている。なお、楕円透過ドーム１４および輝度分布カメラ１３の外周側は、筒状部材１６によって覆われている。また、輝度分布カメラ１３は、情報処理部２０と電気的に接続されている。
以下、これらの各構成要素について順に説明する。
【００３６】
（光源ユニット）
光源ユニット１１は、被測定物１ａに平行光を照射して、その被測定物１ａに拡散透過光を発生させるように構成されたものである。つまり、光源ユニット１１は、本発明の「光源部」として機能するものである。光源ユニット１１が照射する平行光の光束径および光ビーム分布形状は、詳細を後述するように設定されているものとする。なお、光源ユニット１１は、光束径および光ビーム分布形状を適切に設定し得るものであれば、その構成が特に限定されるものではなく、公知技術を利用して構成されたものであればよい。
【００３７】
（輝度分布カメラ）
輝度分布カメラ１３は、光学系１２に導かれた光を受光して、その受光結果を被測定物１ａからの光の分布特性の測定に供するように構成されたものである。つまり、輝度分布カメラ１３は、本発明の「受光部」として機能するものである。輝度分布カメラ１３は、上述したように、公知技術を利用して構成されたものであればよい。
なお、輝度分布カメラ１３は、詳細を後述する鏡像反転位置１５ｂで光を受光するように配置されているものとする。
【００３８】
（楕円透過ドーム）
楕円透過ドーム１４は、天地方向の下方側に向けて膨出するドーム状の曲面を備えて構成されたものである。
【００３９】
楕円透過ドーム１４の曲面は、第一焦点１４ａおよび第二焦点１４ｂを有する回転楕円体１４ｃの第一焦点１４ａ側の一部に相当する形状に形成されている。つまり、楕円透過ドーム１４の曲面は、回転楕円体１４ｃの一部を構成するものである。回転楕円体１４ｃは、楕円をその長軸を回転軸として得られる回転体である。なお、楕円透過ドーム１４は、第一焦点１４ａと第二焦点１４ｂとを通る直線上に光源ユニット１１および輝度分布カメラ１３が位置するように配置されているものとする。
【００４０】
また、楕円透過ドーム１４の曲面は、照射された光の一部を反射し他部を透過する光透過性を有した材質により形成されている。より具体的には、例えば、照射された光のうち、８％程度の光成分を被照射面で反射し、残りの９２％程度の光成分を透過する材質により形成されているものとする。このような光透過性を有した材質としては、例えば、０．２〜０．４ｍｍ程度の薄厚に成型されたポリエチレンテレフタラート（polyethylene terephthalate：以下「ＰＥＴ」と略す）材が挙げられる。ただし、必ずしもＰＥＴ材に限定されるものではなく、光透過性を有した他の樹脂材料を用いても構わない。また、反射光と透過光の割合についても、必ずしも上述した値に限定されるものではなく、他の割合のものであっても構わない。
【００４１】
以上のような構成の楕円透過ドーム１４は、金型を用いた真空成型によって形成することが考えられる。その場合には、楕円透過ドーム１４は、樹脂成型品によって構成されることになる。樹脂成型品であれば、比較的高精度のものを低い製造コストで作製することが容易に実現可能である。
【００４２】
（鏡面反射板）
鏡面反射板１５は、楕円透過ドーム１４の上方側に位置する板状のもので、その板状の法線方向が第一焦点１４ａと第二焦点１４ｂとを通る直線方向と一致するように配置されたものである。
【００４３】
鏡面反射板１５における楕円透過ドーム１４の側の面（すなわち下面）は、光を正反射（鏡面反射）する鏡面状に仕上げられている。ここで、正反射とは、一方向からの光が別の一方向に反射されて出ていくことをいい、光の入射角と反射角は反射面（すなわち鏡面反射板１５の下面）に対して同じ角度となる。
【００４４】
一方、鏡面反射板１５における上方側の面（すなわち上面）は、被測定物１ａが載置された状態で、その被測定物１ａを支持するように構成されている。つまり、鏡面反射板１５は、下面で光を正反射する機能の他に、上面で被測定物１ａを支持する支持台としての機能を兼ね備えている。なお、鏡面反射板１５は、支持する被測定物１ａが第一焦点１４ａに位置することになるように配置されているものとする。
【００４５】
また、鏡面反射板１５は、被測定物１ａから発せられる光を楕円透過ドーム１４に向けて通過させる貫通測定穴１５ａを有している。なお、貫通測定穴１５ａは、鏡面反射板１５に設けられた貫通穴からなるものであるが、その穴内に光透過部材が充填されたものであっても構わない。
【００４６】
以上のような構成の鏡面反射板１５は、下面が鏡面状なので、被測定物１ａから発せられて貫通測定穴１５ａを通過した光のうち、楕円透過ドーム１４における曲面で反射される光について、その光を正反射する。これにより、鏡面反射板１５によって正反射される光は、詳細を後述するように、第二焦点１４ｂの鏡像反転位置１５ｂに集光されることになる。
【００４７】
（筒状部材）
筒状部材１６は、楕円透過ドーム１４および輝度分布カメラ１３の外周側を覆うように配されたものである。そして、筒状部材１６は、筒内壁面が光を吸収するように構成されている。具体的には、光を吸収するために、筒内壁面が黒色に塗られている。
【００４８】
以上のような構成の筒状部材１６は、被測定物１ａから発せられて貫通測定穴１５ａを通過した光のうち、楕円透過ドーム１４における曲面を透過した光について、その光を反射することなく吸収する。したがって、楕円透過ドーム１４の曲面を透過した光が筒状部材１６の筒内で散乱してしまうことがない。
【００４９】
（情報処理部）
情報処理部２０は、例えば所定プログラムを実行するコンピュータ装置からなるもので、輝度分布カメラ１３による受光結果（すなわち撮像結果）を受け取って、その受光結果を解析することで、被測定物１ａからの光の分布特性の測定を行うものである。なお、光の分布特性の測定機能を実現する所定プログラムは、情報処理部２０にインストールされて用いられるが、そのインストールに先立ち、情報処理部２０が読み取り可能な記憶媒体に格納されて提供されるものであってもよいし、あるいは情報処理部２０と接続する通信回線を通じて当該情報処理部２０へ提供されるものであってもよい。
【００５０】
＜３．光学特性測定の基本的な手順＞
次に、上述した構成の光学特性測定装置１０における処理動作例、すなわち光学特性測定装置１０を用いて行う光学特性測定の基本的な手順について、具体的に説明する。
ここでは、光学特性測定の基本的な手順を、拡散透過光の三次元輝度分布の計測と、その計測結果を基にしたＢＴＤＦの測定と、に分けて説明する。
【００５１】
（三次元輝度分布の計測）
三次元輝度分布の計測にあたっては、先ず、計測対象となる被測定物１ａを鏡面反射板１５の上面に載置する。このとき、鏡面反射板１５が支持台としての機能を兼ねているので、その鏡面反射板１５上の所定位置に被測定物１ａを載置するだけで、その被測定物１ａは、第一焦点１４ａに位置することになる。なお、鏡面反射板１５上の被測定物１ａについては、公知の留め具等を利用して位置固定をするようにしても構わない。
【００５２】
鏡面反射板１５上に被測定物１ａを載置したら、その後は、光源ユニット１１が被測定物１ａに対して平行光を照射する（図中矢印Ａ参照）。被測定物１ａに平行光を照射すると、その光は、被測定物１ａを透過する。このとき、被測定物１ａを透過する光は、当該被測定物１ａを構成する媒質中で散乱する。したがって、被測定物１ａからは、拡散透過光が発生することになる。そして、発生した拡散透過光は、楕円透過ドーム１４の側に向けて鏡面反射板１５の貫通測定穴１５ａを通過する（図中矢印Ｂ，Ｆ参照）。
【００５３】
拡散透過光が楕円透過ドーム１４の曲面に到達すると、その曲面が光透過性を有した材質により形成されていることから、一部（例えば楕円透過ドーム１４の表面と裏面で４％ずつの計８％程度）の光成分を除き、他部（例えば９２％程度）の光成分は、楕円透過ドーム１４の曲面を透過して、筒状部材１６の筒内壁面に到達する（図中矢印Ｃ参照）。筒状部材１６の筒内壁面に到達した光は、そこで反射することなく吸収されるので、筒状部材１６の筒内で散乱してしまうことがない。
【００５４】
一方、一部（例えば８％程度）の光成分については、楕円透過ドーム１４の曲面に到達すると、その到達面（被照射面）で反射される。このとき、楕円透過ドーム１４の曲面を構成する回転楕円体１４ｃの特性により、反射光成分は、第二焦点１４ｂに向けて反射されることになる（図中矢印Ｄ参照）。その際、楕円透過ドーム１４の表面と裏面でそれぞれ４％ずつの光が反射され、それぞれの光において光路のズレが生じるが、光学系全体におけるサイズ（約３００ｍｍ）に比べて十分に楕円透過ドーム１４の厚みが薄いため（０．２〜０．４ｍｍ）、その光路のズレは無視することができる。
【００５５】
ただし、第二焦点１４ｂに向けた光路上には、鏡面状の面が楕円透過ドーム１４の側に位置する状態で、鏡面反射板１５が配置されている。そのため、楕円透過ドーム１４の曲面で反射された光成分は、第二焦点１４ｂに到達することなく、鏡面反射板１５における楕円透過ドーム１４の側の面（すなわち下面）で正反射される。そして、鏡面反射板１５で正反射された光成分は、その一部の光成分を除き、楕円透過ドーム１４の曲面を透過して、第二焦点１４ｂの鏡像反転位置１５ｂに到達する（図中矢印Ｅ参照）。
【００５６】
つまり、楕円透過ドーム１４の曲面で反射された光は、本来であれば第二焦点１４ｂに集光されることになるが、その光路上に鏡面反射板１５が配置されていることから、その鏡面反射板１５で正反射されて、第二焦点１４ｂの鏡像反転位置１５ｂに集光されることになる。
なお、被測定物１ａから発生した拡散透過光のうち、鏡像反転位置１５ｂに向けて直射される光成分については（図中矢印Ｆ参照）、その一部の光成分を除き、楕円透過ドーム１４の曲面を透過して、鏡像反転位置１５ｂに到達することになる（図中矢印Ｇ参照）。
【００５７】
このようにして、楕円透過ドーム１４と鏡面反射板１５とによって構成される光学系１２は、被測定物１ａから発生した拡散透過光を、第二焦点１４ｂの鏡像反転位置１５ｂに集光させる。さらに詳しくは、光学系１２は、被測定物１ａからの拡散透過光の全成分ではなく、光透過性を有する楕円透過ドーム１４の曲面で反射される一部の光成分に着目し、主としてその一部の光成分を鏡像反転位置１５ｂに集光させるのである。
【００５８】
鏡像反転位置１５ｂには、輝度分布カメラ１３が配置されている。したがって、光学系１２によって鏡像反転位置１５ｂに導かれた光は、輝度分布カメラ１３によって受光されることになる。光学系１２に導かれた光を受光すると、輝度分布カメラ１３は、その受光結果を情報処理部２０に送信して、被測定物１ａからの拡散透過光の分布特性の測定に供する。
【００５９】
輝度分布カメラ１３による受光結果を受け取ると、情報処理部２０は、受け取った受光結果を基に、被測定物１ａからの拡散透過光の三次元輝度分布を計測する。
図３は、本発明の一実施形態に係る光学特性測定装置において測定する光学特性の一具体例を示す説明図である。
三次元輝度分布の計測にあたり、情報処理部２０は、輝度分布カメラ１３が受光した各角度の拡散透過光の輝度を一括して画像化した輝度分布画像を取得する。輝度分布画像は、光を受光した画素部分が円状に配置されたもの、すなわち輝度円を有して構成されたものとなる（図中符号Ｈ，Ｉ参照）。そして、輝度分布画像を取得したら、その輝度分布画像を構成する輝度値を、拡散透過光の角度成分（具体的には、鉛直方向に対して拡散透過光がなす鉛直角の値）と対応付けを行いつつ認識し、鉛直角毎の輝度値の集合を三次元輝度分布の計測結果とする（図中符号Ｊ，Ｋ参照）。
【００６０】
以上のように、輝度分布カメラ１３を用いて拡散透過光についての計測を行えば、被測定物１ａから発せられるあらゆる角度の拡散透過光を一度に受光して、その三次元輝度分布を計測することができる。より具体的には、拡散透過光の角度情報を輝度分布カメラ１３におけるＣＣＤ撮像素子の画素位置情報に変換して取得することが可能となるので、例えばゴニオ機構を利用しなくても、各角度の拡散透過光情報を一括して計測することができる。したがって、例えばゴニオ型の光学測定機器を用いた場合に比べると、拡散透過光の三次元輝度分布についての高速測定が実現可能となる。
【００６１】
（ＢＴＤＦの測定）
ＢＴＤＦの測定にあたっては、先ず、測定対象となる被測定物１ａとは別に、ＢＴＤＦが既知である拡散反射材（以下、「標準物」または「リファレンス物」という。）を用意する。標準物のＢＴＤＦは、他の公知の光学特性測定装置を用いて測定したものであってもよいし、当該標準物の製造メーカからの提供データに基づくものであってもよい。標準物のＢＴＤＦは、光角度（具体的には鉛直角）θと光角度（具体的には水平角）φの関数ｆref（θ，φ）によって規定されるものとする（図中符号Ｍ参照）。
【００６２】
標準物を用意したら、その標準物について、上述した構成の光学特性測定装置１０を用いて、拡散透過光の三次元輝度分布を計測しておく。これにより、標準物についての計測結果Ｌrefが得られることになる（図中符号Ｊ参照）。
【００６３】
その後は、測定対象となる被測定物１ａについて、上述した構成の光学特性測定装置１０を用いて、拡散透過光の三次元輝度分布を計測する。これにより、被測定物１ａについての計測結果Ｌsampleが得られることになる（図中符号Ｋ参照）。
【００６４】
標準物についての計測結果Ｌrefと、被測定物１ａについての計測結果Ｌsampleとを得たら、その被測定物１ａのＢＴＤＦは、以下の式（１）によって求められる。なお、被測定物１ａのＢＴＤＦは、光角度（具体的には鉛直角）θと光角度（具体的には水平角）φの関数ｆsample（θ，φ）によって規定されるものとする。
【００６５】
ｆsample（θ，φ）＝（Ｌsample／Ｌref）×ｆref（θ，φ）・・・（１）
【００６６】
以上のような手順を経ることで、被測定物１ａについてのＢＴＤＦを測定することが可能となる（図中符号Ｎ参照）。
【００６７】
＜４．光学系の細部構成＞
次に、光学特性測定装置１０における光学系１２の細部構成について説明する。
【００６８】
（貫通測定穴の穴径）
ここで、先ず、鏡面反射板１５が有する貫通測定穴１５ａの穴径について説明する。
鏡面反射板１５が有する貫通測定穴１５ａは、輝度分布カメラ１３を用いて光の三次元輝度分布を計測する際の角度分解能との関係に基づいて、その穴径が設定されている。さらに詳しくは、低い角度分解能でも構わなければ貫通測定穴１５ａの穴径が大きく設定されるが、高い角度分解能を必要とする場合には貫通測定穴１５ａの穴径が小さく設定される。
【００６９】
具体的には、光の三次元輝度分布の計測にあたり被測定物１ａから輝度分布カメラ１３まで３００ｍｍ程度の光路長が確保できる場合を想定すると、貫通測定穴１５ａの穴径は、例えば、１°程度の角度分解能を実現しようとする場合には、φ５ｍｍ程度に設定されていなければならない。以下の説明では、貫通測定穴１５ａの穴径がφ５ｍｍに設定されているものとする。
【００７０】
（平行光の光束径）
続いて、鏡面反射板１５上の被測定物１ａに対して光源ユニット１１から照射する平行光の光束径について説明する。
図４は、本発明の一実施形態に係る光学特性測定装置における光学系の細部構成の一例を示す説明図である。
【００７１】
既に説明したように、被測定物１ａからの拡散透過光の三次元輝度分布の計測にあたっては、光源ユニット１１が平行光を照射して、被測定物１ａに拡散透過光を発生させる。
このとき、光源ユニット１１が照射する平行光については、その光束径を、拡散透過光が通過する鏡面反射板１５の貫通測定穴１５ａの穴径と同程度とすることが考えられる。つまり、例えば、貫通測定穴１５ａの穴径がφ５ｍｍであれば、光源ユニット１１からの平行光の光束径についてもφ５ｍｍとなるように設定することが考えられる。ただし、より一層の計測精度向上を図るためには、後述するように、光源ユニット１１が照射する平行光の光束径を貫通測定穴１５ａの穴径よりも大きくすることが望ましい。
【００７２】
図４（ｂ）に示すように、鏡面反射板１５における貫通測定穴１５ａの穴径と同程度の光束径Ｄ０の平行光を照射した場合には、被測定物１ａで発生する拡散透過光のうち、狭角（例えば、光の広がる範囲が３０°以下程度）の拡散透過光であれば貫通測定穴１５ａを通過するが（図中における○印参照）、広角（例えば、光の広がる範囲が全角で１２０°〜１５０°程度）の拡散透過光については貫通測定穴１５ａを通過することができず、鏡面反射板１５によって遮蔽されてしまうおそれがある（図中における×印参照）。つまり、広角の拡散透過光が輝度分布カメラ１３に到達せず、広角の拡散透過光が三次元輝度分布の計測結果から洩れてしまうおそれがある。
【００７３】
この点については、例えば貫通測定穴１５ａの穴径を大径化することで、広角の拡散透過光にも対応可能にすることが考えられる。しかしながら、貫通測定穴１５ａの穴径を大径化すると、その場合には拡散透過光の三次元輝度分布を計測する際の角度分解能が損なわれてしまうことになる。
【００７４】
以上のことから、光学系１２においては、図４（ａ）に示すように、狭角の拡散透過光のみならず、広角の拡散透過光についても貫通測定穴１５ａを通過するように、光源ユニット１１が照射する平行光の光束径Ｄが貫通測定穴１５ａの穴径よりも大きく設定されていることが望ましい。ここで、広角の拡散透過光とは、光の広がる範囲が全角で１２０°〜１５０°程度のもの、すなわち直射方向に対する傾き角θが少なくとも半角で６０°〜７５°程度のものをいう。つまり、所望の傾き角θ＝６０°〜７５°程度の拡散透過光が貫通測定穴１５ａを通過するように、光源ユニット１１が照射する平行光の光束径Ｄは、貫通測定穴１５ａの穴径よりも大きく設定されているのである。
【００７５】
より具体的には、所望角度θの拡散透過光が貫通測定穴１５ａを通過するように、平行光の光束径Ｄと貫通測定穴１５ａの穴径とは、以下の関係を満足するように設定されているものとする。ここでは、図４（ｃ）に示すように、光源ユニット１１が照射する平行光の光束径をＤ、貫通測定穴１５ａの穴径をｄ、被測定物１ａの厚さをｔ、所望角度（すなわち、通過させるべき光の傾き角）をθ、被測定物１ａの透過前後での光軸オフセット量をＬとして、以下の説明を行う。
【００７６】
所望角度θの光が被測定物１ａを透過する際に、その透過前後での光軸オフセット量Ｌは、以下の（２）式で表される。
Ｌ＝ｔ×ｔａｎθ・・・（２）
【００７７】
このような光軸オフセット量Ｌに対応しつつ、所望角度θの拡散透過光を被測定物１ａに発生させ得る平行光の光束径Ｄは、以下の（３）式で表される。
Ｄ＞２Ｌ＋２×（ｄ／２）・・・（３）
【００７８】
上記の（２）式および（３）式を纏めると、以下の（４）式のようになる。
Ｄ＞２×（ｔ・ｔａｎθ）＋２×（ｄ／２）・・・（４）
つまり、平行光の光束径Ｄと貫通測定穴１５ａの穴径ｄとの関係は、上記の（４）式を満足するように設定されているものとする。
【００７９】
例えば、貫通測定穴１５ａの穴径ｄがφ５ｍｍであり、被測定物１ａの厚さｔが３ｍｍであり、所望角度θが７５°である場合（すなわち、少なくとも傾き角θが７５°の拡散透過光を３ｍｍ厚の被測定物１ａで発生させ、その拡散透過光が貫通測定穴１５ａを通過するようにした場合）を想定すると、平行光の光束径Ｄの値は、上記の（４）式により、Ｄ＞２７．３９２ｍｍの関係を満足すればよいことになる。したがって、かかる場合には、光束径の安全マージンを考慮して、平行光の光束径Ｄの値を、例えばφ３０ｍｍ以上、好ましくはφ４０ｍｍ程度に設定することが考えられる。ただし、鏡面反射板１５の上面の吸光処理の程度によってはこの限りではなく、ここに示した値より小さい値を取ることも可能である。なお、平行光の光束径Ｄの設定は、光源ユニット１１の構造を考慮しつつ公知技術を利用して適宜行えばよいため、ここではその詳細な手法についての説明を省略する。
【００８０】
以上に説明した関係に基づき光束径Ｄが設定された平行光を被測定物１ａに対して照射すれば、貫通測定穴１５ａの穴径ｄの大径化を要さずに、狭角の拡散透過光のみならず、広角の拡散透過光についても、貫通測定穴１５ａを通過させることが実現可能となる。したがって、広角の拡散透過光についても輝度分布カメラ１３に到達させることができ、その広角の拡散透過光を含めて三次元輝度分布の計測を行うことができるようになる。
【００８１】
（平行光の光ビーム分布形状）
次いで、鏡面反射板１５上の被測定物１ａに対して光源ユニット１１から照射する平行光の光ビーム分布形状について説明する。
図５は、本発明の一実施形態に係る光学特性測定装置における光学系の細部構成の他の例を示す説明図である。
【００８２】
既に説明したように、被測定物１ａからの拡散透過光の三次元輝度分布の計測にあたっては、光源ユニット１１が平行光を照射して（図中矢印Ａ参照）、被測定物１ａに拡散透過光を発生させる。
このとき、光源ユニット１１が照射する平行光については、ビームプロファイルがトップハット型分布のものとする。つまり、光源ユニット１１は、ビーム内の空間的な強度分布であるビームプロファイルがトップハット型分布であり、均一なエネルギー強度を有する範囲が広いがエネルギープロファイルを有する平行光を照射する。
トップハット型分布の平行光は、例えば、ガウシアン分布ビームをトップハット型ビームに変換する変換モジュールを使用するといった公知技術を利用して実現すればよい。
【００８３】
光源ユニット１１がトップハット型分布の平行光を照射すれば、以下に述べるように、被測定物１ａについてのＢＴＤＦの測定結果の高精度化が図れる。
図６は、本発明の一実施形態に係る光学特性測定装置による光学特性の測定結果の一具体例を示す説明図である。
ここで、例えば、図中に比較例の測定結果として示すように（図中のグレー線参照）、被測定物１ａに対してエネルギー強度の中心部がスポット的にエネルギーの高い平行光を照射した場合を考える。かかる場合には、本願の発明者による鋭意検討の結果、楕円透過ドーム１４の曲面の頂点周囲の狭角領域（鉛直角が±５〜４５°の領域範囲）において、例えばＢＴＤＦ値の落ち込みが生じるといったように、ＢＴＤＦの測定結果が必ずしも適切でない挙動を示すことが明らかとなった（図中における「Ｉ」参照）。
これに対して、トップハット型分布の平行光を照射した場合には、エネルギー強度の分布が均一でホットスポットが存在しないことから、図中に本実施形態の測定結果として示すように（図中の黒線参照）、頂点周囲の狭角領域におけるＢＴＤＦの測定結果が適切なものとなる。つまり、光源ユニット１１がトップハット型分布の平行光を照射すれば、局所的にエネルギー強度の高いホットスポットがあるような平行光を照射した場合に比べて、被測定物１ａについてのＢＴＤＦの測定結果の高精度化を図ることができる。なお、このようにして高精度化した後の頂点周囲の狭角領域におけるＢＴＤＦの測定結果は、詳細を後述するように、既存のＢＴＤＦ測定器による測定結果と同様の挙動を示すようになる。
【００８４】
（ドーム頂部の拡散板）
次に、楕円透過ドーム１４の曲面の頂部に設けられる拡散板について説明する。
図７は、本発明の一実施形態に係る光学特性測定装置における光学系の細部構成のさらに他の例を示す説明図である。
【００８５】
既に説明したように、拡散透過光の三次元輝度分布の計測にあたり、被測定物１ａから発生した拡散透過光のうち、鏡像反転位置１５ｂに向けて直射される光成分については、その一部の光成分を除き、楕円透過ドーム１４の曲面を透過して、輝度分布カメラ１３に到達する（図２中における矢印Ｆ，Ｇ参照）。つまり、輝度分布カメラ１３に対する直射方向（以下、この方向については、傾き角（鉛直角）θが０°であることから、「０°方向」と称す。）だけは、楕円透過ドーム１４の曲面による反射光ではなく、楕円透過ドーム１４の曲面を透過した直接光を計測することになる。そのため、０°方向とそれ以外の方向では輝度分布カメラ１３への入射光量に大きな差が生じてしまい、０°方向については輝度分布カメラ１３側のダイナミックレンジがそれ以外の方向に比べて二桁程度大きめに必要になってしまうおそれがある。
【００８６】
以上のことから、本実施形態で説明する光学特性測定装置１０の光学系１２では、図７に示すように、楕円透過ドーム１４における曲面の頂部に拡散板１７が設けられている。なお、拡散板１７は、楕円透過ドーム１４の曲面頂部に位置するように設けられていれば、ドーム内周面に貼付されたものであってもよいし、または楕円透過ドーム１４の曲面頂部に形成された開口に嵌め込まれたものであってもよい。
【００８７】
拡散板１７は、平面円形状の薄板の拡散透過材からなるもので、楕円透過ドーム１４の曲面頂部の近傍領域を透過する光、すなわち０°方向近傍の直射光を拡散させるものである。
拡散板１７は、平面円形状の外周径ｄ１が貫通測定穴１５ａの穴径と同等か、または当該穴径よりもやや大きめに形成されている。具体的には、貫通測定穴１５ａの穴径がφ５ｍｍであれば、拡散板１７は、その外周径ｄ１がφ５ｍｍ〜φ７ｍｍ程度に形成されている。
【００８８】
このような拡散板１７を設けることで、０°方向近傍の直射光は、拡散板１７を透過する際に拡散され、一部の光成分だけが輝度分布カメラ１３へ到達し、拡散された他の光成分は筒状部材１６の筒内壁面に到達して吸収される。つまり、０°方向近傍の直射光については、拡散板１７がない場合に比べると、輝度分布カメラ１３への入射光量を２桁程度小さくすることが可能となる。したがって、楕円透過ドーム１４の曲面頂部に拡散板１７を設ければ、０°方向近傍とそれ以外の方向との入射光量を同等にすることが可能となるので、輝度分布カメラ１３側のダイナミックレンジを必要以上に大きくしなくても、各方向からの光の三次元輝度分布を計測し得るようになる。
【００８９】
また、拡散板１７は、透過する光を拡散させることで減光を行うので、例えば減光フィルタを用いて減光を行う場合に比べると、再帰反射の影響を小さくすることができる。つまり、拡散板１７によって減光を行えば、輝度分布カメラ１３で光の三次元輝度分布を計測する際のノイズ成分となり得る再帰反射光を、減光フィルタを用いた場合の２桁程度小さくすることが可能となる。したがって、０°方向近傍の直射光について拡散板１７によって減光を行えば、光の三次元輝度分布の計測を、ノイズ成分を排除して精度良く行い得るようになる。
【００９０】
以上のように、拡散板１７を利用して０°方向近傍の直射光の光量を制御する場合は、０°方向近傍の直射光だけが拡散板１７を透過するようにすべきである。そのためには、拡散板１７の外周径ｄ１を貫通測定穴１５ａの穴径と同等に形成することが考えられる。
【００９１】
ただし、拡散板１７の外周径ｄ１が貫通測定穴１５ａの穴径と同等であると、組み付け公差が発生した際に、拡散板１７の外周から楕円光学系を経ていない強度の強い光がそのまま透過してしまい、例えば拡散板１７の外縁とそれ以外の部分との繋ぎ目付近について、輝度分布カメラ１３に特異な光量の光が入射する可能性が生じ得る。つまり、当該繋ぎ目付近についての光の三次元輝度分布の計測結果に、誤差成分が含まれてしまうおそれが生じる。
【００９２】
このことから、拡散板１７は、その外周径ｄ１を、貫通測定穴１５ａの穴径よりもやや大きめに形成することが望ましい。具体的には、貫通測定穴１５ａの穴径がφ５ｍｍであれば、拡散板１７の外周径ｄ１をφ６〜φ７ｍｍ程度とする。このようにすれば、外周径ｄ１と穴径とが同等の場合に比べて、拡散板１７の外縁とそれ以外の部分との繋ぎ目を外周側に位置させることが可能となり、光の回り込み等の影響により三次元輝度分布の計測結果に誤差成分が含まれてしまうのを抑制することができる。
【００９３】
なお、拡散板１７には、０°方向近傍の直射光の他にそれ以外の方向の拡散透過光についても拡散板１７に入射し、それぞれの光成分が重畳した状態で輝度分布カメラ１３に入射することが考えられる。ただし、その場合であっても、０°方向以外の方向の拡散透過光については、楕円透過ドーム１４の曲面で反射される際に光量が低減された後に、さらに拡散板１７を透過する際にも光量が低減される。具体的には、楕円透過ドーム１４の曲面での反射前に比べると、例えば４桁程度光量の低減がされ得る。したがって、０°方向以外の方向の光成分が重畳しても、その重畳が０°方向の光成分の光量に大きな影響を及ぼすことがない。つまり、拡散板１７は、０°方向の光成分とそれ以外の方向の光成分とが重畳し得る場合であっても、主に０°方向の光成分だけを計測対象とすることを可能にする。
【００９４】
（拡散板のピンホール）
ところで、楕円透過ドーム１４における曲面の頂部に拡散板１７を設けた場合には、本願の発明者による鋭意検討の結果、既存のＢＴＤＦ測定器による測定結果に比べて、０°方向についてのＢＴＤＦの測定結果を示す波形がなまってしまうおそれがあることが明らかとなった。これは、拡散板１７を設けることで、０°方向の直射光についての角度分解能が、例えば０．９５°程度であるはずのものが１．７°〜２．３°程度に落ちてしまうといったように、当該角度分解能が足らないことにより生じているものと推察される。
【００９５】
このことから、本実施形態で説明する光学特性測定装置１０の光学系１２において、拡散板１７は、図７に示すように、０°方向の直射光が透過する位置、すなわち楕円透過ドーム１４の曲面の頂部に対応する位置に、ピンホール１７ａが形成されている。ピンホール１７ａは、拡散板１７に形成された微小径の貫通孔からなるものである。具体的には、ピンホール１７ａの穴径は、例えば、φ０．５ｍｍ〜φ１．５ｍｍ程度、好ましくはφ１．０ｍｍ程度とする。φ１．０ｍｍ程度の穴径とすれば、例えば０．３５°程度の角度分解能を実現し得るようになる。ただし、必ずしもこのような値の穴径に限定されることはなく、輝度分布カメラ１３における角度分解能に対応した大きさ（すなわち、輝度分布カメラ１３に結像する画像の画素サイズと同等の大きさ）に形成されていればよい。
【００９６】
以上のように、拡散板１７がピンホール１７ａを有していれば、拡散板１７を配した場合であっても、０°方向についての角度分解能が足らなくなってしまうことがなく、当該角度分解能を十分に確保し得るようになる。したがって、楕円透過ドーム１４における曲面の頂部に拡散板１７を設けた場合であっても、特に０°方向の直射光について被測定物１ａに対するＢＴＤＦの測定結果の高精度化を図ることができる。なお、このようにして高精度化した後の０°方向の直射光についてのＢＴＤＦの測定結果は、詳細を後述するように、既存のＢＴＤＦ測定器による測定結果と同様の挙動を示すようになる。
【００９７】
＜５．情報処理部における処理機能の詳細＞
次に、光学特性測定装置１０における情報処理部２０の処理機能について詳しく説明する。
【００９８】
既に説明したように、情報処理部２０は、被測定物１ａについてのＢＴＤＦの測定に先立ち、輝度分布カメラ１３から輝度分布画像を取得して、被測定物１ａからの拡散透過光の三次元輝度分布を計測する。このとき、情報処理部２０は、拡散透過光の三次元輝度分布を計測するために、取得した輝度分布画像を構成する輝度値を、拡散透過光の角度成分（具体的には鉛直角の値）と対応付ける。つまり、情報処理部２０は、輝度分布画像を構成する輝度値と被測定物１ａからの拡散透過光の角度成分（鉛直角）との対応付けを行いつつ、鉛直角毎の輝度値の集合を三次元輝度分布の計測結果とするのである。
【００９９】
輝度分布画像を構成する輝度値と拡散透過光の鉛直角との対応付けにあたり、情報処理部２０は、その対応付けを行う際の基準位置と、その対応付けの配分態様とを、それぞれ特定する。以下、それぞれを特定する際の処理機能について、順に詳しく説明する。
【０１００】
（対応付けの基準位置）
情報処理部２０は、対応付けを行う際の基準位置の特定を、輝度分布カメラ１３から取得した輝度分布画像に基づいて行う。
【０１０１】
ここで、輝度分布画像について、簡単に説明する。
図８は、本発明の一実施形態に係る光学特性測定装置において得られる輝度分布画像の一具体例を示す説明図である。
図例のように、輝度分布画像３０は、輝度分布カメラ１３が受光した各角度の拡散透過光の輝度を一括して画像化したものであり、光を受光した画素部分が円状に配置された輝度円３１を有して構成されている。輝度円３１には、０°方向の直射光を受光した画素部分に相当する中心点３１ａが存在している。また、輝度円３１の周囲には、楕円透過ドーム１４の外周端近傍を撮像した画素部分に相当するドーム外周部３２が存在している。
【０１０２】
このような輝度分布画像３０を構成する輝度値と拡散透過光の鉛直角との対応付けにあたって、情報処理部２０は、先ず、その対応付けを行う際の基準位置を特定する必要がある。具体的には、基準位置として、例えば、鉛直角±９０°の光を受光した位置および鉛直角０°の光を受光した位置のそれぞれが、輝度分布画像３０上のどの位置に存在するかを特定する。
【０１０３】
鉛直角±９０°の光に関する基準位置（以下「第一基準位置」という。）としては、例えば、輝度分布画像３０上におけるドーム外周部３２の外周端縁位置を用いることが考えられる。しかしながら、ドーム外周部３２の外周端縁位置を第一基準位置とした場合には、本願の発明者による鋭意検討の結果、その対応付けの結果に基づいて被測定物１ａについてのＢＴＤＦを測定すると、既存のＢＴＤＦ測定器による測定結果に比べて、ＢＴＤＦ値が全体的に落ち込むような挙動（例えばＢＴＤＦ値の波形が横軸方向において全体的に狭くなるような挙動）を示すおそれがあることが明らかとなった（図６中における「II」参照）。これは、光学特性測定装置１０の光学系１２が楕円光学系によって構成されていることから、鉛直角±９０°の光の結像位置とドーム外周部３２の外周端縁位置とが必ずしも一致しないことにより生じているものと推察される。
【０１０４】
このことから、本実施形態で説明する光学特性測定装置１０において、情報処理部２０は、対応付けを行う際の基準の一つである第一基準位置として、輝度分布カメラ１３による受光結果から特定される輝度分布画像３０上の輝度円３１の外縁位置を用いるようにする。輝度円３１の外縁位置は、例えばエッジ検出のような公知の画像処理技術を用いて特定すればよい。
【０１０５】
さらに、情報処理部２０は、鉛直角０°の光に関する基準位置（以下「第二基準位置」という。）として、中心点３１ａ内に属する位置で、輝度分布画像３０上の輝度円３１内で最も輝度値が高い位置（以下「ピーク輝度位置」という。）を用いるようにする。つまり、情報処理部２０は、対応付けを行う際の基準の他の一つである第二基準位置として、輝度円３１におけるピーク輝度位置を用いる。輝度円３１のピーク輝度位置は、例えばピーク値検出のような公知の画像処理技術を用いて特定すればよい。
【０１０６】
これにより、輝度分布カメラ１３が受光した各角度の拡散透過光のうち、少なくとも鉛直角±９０°の光および鉛直角０°の光については、輝度分布画像３０上のどの輝度値に対応するかが特定されることになる。
【０１０７】
このように、第一基準位置について輝度円３１の外縁位置により特定して対応付けを行い、その対応付けの結果に基づいて被測定物１ａについてのＢＴＤＦを測定すれば、ＢＴＤＦを測定する際の横軸レンジが適切に設定されることになる。したがって、ＢＴＤＦ値が全体的に落ち込むような挙動を示すのを抑制することができ、被測定物１ａに対するＢＴＤＦの測定結果の高精度化を図ることができる。
また、第二基準位置について輝度円３１のピーク輝度位置により特定すれば、輝度円３１の中心点３１ａを迅速かつ的確に特定することができ、この点によってもＢＴＤＦの測定結果の高精度化を図ることができる。
なお、このようにして高精度化した後のＢＴＤＦの測定結果は、詳細を後述するように、既存のＢＴＤＦ測定器による測定結果と同様の挙動を示すようになる。
【０１０８】
（対応付けの配分態様）
上述のように第一基準位置および第二基準位置を特定したら、続いて、情報処理部２０は、第一基準位置と第二基準位置との間についても、各角度の拡散透過光が輝度分布画像３０上のどの輝度値に対応するかの特定を行う。この特定は、第一基準位置と第二基準位置との間に位置する輝度分布画像３０上の各輝度値に対して、０°〜±９０°の間の各鉛直角を適宜割り当てるように配分することによって行えばよい。
【０１０９】
各輝度値に対する各鉛直角の配分は、例えば、それぞれの全範囲について均等に割り当てるように行うことが考えられる。しかしながら、このように対応付けの配分を一律に行った場合には、本願の発明者による鋭意検討の結果、その対応付けの結果に基づいて被測定物１ａについてのＢＴＤＦを測定すると、特に鉛直角０°〜５°の領域範囲において、既存のＢＴＤＦ測定器による測定結果との間でＢＴＤＦ値にズレが生じてしまうおそれがあることが明らかとなった。これは、光学特性測定装置１０の光学系１２において、主として楕円透過ドーム１４によって構成される楕円光学系と、０°方向の直射光が入射される直射光学系とが、それぞれ混在していることにより生じているものと推察される。
【０１１０】
このことから、本実施形態で説明する光学特性測定装置１０において、情報処理部２０は、第一基準位置と第二基準位置との間における各輝度値と各鉛直角との対応付けに際し、全範囲について一律に均等な割り当てを行うのではなく、以下のような態様による配分を行うものとする。具体的には、情報処理部２０は、対応付けに際して、楕円透過ドーム１４における曲面の頂部付近における鉛直角の角度成分と、それ以外の角度成分とで、対応付けの配分態様を相違させる。さらに詳しくは、楕円透過ドーム１４の曲面頂部付近に相当する例えば鉛直角０°〜４．６°の角度成分範囲（以下「頂部付近領域」という。）と、それ以外の角度成分範囲とで、対応付けの配分態様を相違させる。それ以外の角度成分範囲には、例えば鉛直角７．２°〜９０°および鉛直角−７．２°〜−９０°の角度成分範囲（以下「曲面部分領域」という。）と、頂部付近領域と曲面部分領域との間に存在する例えば鉛直角４．６°〜７．２°および鉛直角−４．６°〜−７．２°の角度成分範囲（以下「接続領域」という。）と、を含む。つまり、情報処理部２０は、頂部付近領域と曲面部分領域と接続領域とのそれぞれで、対応付けの配分態様を互いに相違させる。
【０１１１】
頂部付近領域については、直射光学系に応じた配分態様とする。直射光学系に応じた配分態様は、主として０°方向の直射光を考慮した配分態様であり、逆三角関数を利用して規定された配分態様である。具体的には、例えば、以下の（５）式により規定された配分態様とすることが考えられる。
鉛直角ピッチθp１＝ａｒｃｔａｎ[ｉ・｛（Ｄ／Ｎ１）／ｌ｝］・・・（５）
なお、上記の（５）式において、ｉは輝度分布カメラ１３において鉛直角０°方向の光を受光した画素からの画素数、Ｄは拡散板１７の直径、Ｎ１は拡散板１７を輝度分布カメラ１３で観測した際の直径分の画素数、ｌは貫通測定穴１５ａの中心から楕円透過ドーム１４の天頂部までの距離である。
【０１１２】
曲面部分領域については、楕円光学系に応じた配分態様とする。楕円光学系に応じた配分態様は、楕円透過ドーム１４の曲面を構成する回転楕円体１４ｃの特性（すなわち楕円光学系の特性）を考慮した配分態様である。ただし、かかる配分態様については，近似的に規定されたものであってもよく、例えば、以下の（６）式により規定されたものとすることが考えられる。
鉛直角ピッチθp2＝ｉ×１８０°／Ｎ２・・・（６）
なお、上記の（６）式において、ｉは輝度分布カメラ１３において鉛直角０°方向の光を受光した画素からの画素数、Ｎ２は輝度円３１の直径分の画素数である。
なお、このような近似的な規定に限らず、楕円の式にしたがって厳密に角度を割り当てることも可能である。
【０１１３】
接続領域については、以下のような配分態様とする。接続領域は、楕円透過ドーム１４や鏡面反射板１５等による光路の折り返しに起因する精度低下を抑制するために、頂部付近領域と曲面部分領域との間のバッファ領域として存在するもので、このことから、接続領域については、頂部付近領域と曲面部分領域との間を例えばラグランジュ（Lagrange）補間によって補うような配分態様とすることが考えられる。
【０１１４】
以上のように、情報処理部２０は、頂部付近領域とそれ以外の領域（曲面部分領域および接続領域）とで、対応付けの配分態様を互いに相違させる。そして、配分態様として、少なくとも、頂部付近領域についての配分態様であって直射光学系に応じたものと、曲面部分領域についての配分態様であって楕円光学系に応じたものと、を含む。
【０１１５】
このように、頂部付近領域とそれ以外の領域とで配分態様を相違させて対応付けを行い、その対応付けの結果に基づいて被測定物１ａについてのＢＴＤＦを測定すれば、特に鉛直角０°〜５°の領域範囲におけるＢＴＤＦ値のピーク位置付近において、既存のＢＴＤＦ測定器による測定結果とのズレが生じてしまうのを抑制することができる。つまり、対応付けの配分を全域にわたって一律の態様で行った場合とは異なり、被測定物１ａに対するＢＴＤＦの測定結果の高精度化を図ることができる。なお、このようにして高精度化した後のＢＴＤＦの測定結果は、詳細を後述するように、既存のＢＴＤＦ測定器による測定結果と同様の挙動を示すようになる。
【０１１６】
＜６．本実施形態の効果＞
本実施形態によれば、以下に示す一つまたは複数の効果を奏する。
【０１１７】
（ａ）本実施形態においては、楕円透過ドーム１４と鏡面反射板１５とによって構成される光学系１２が、被測定物１ａからの拡散透過光を輝度分布カメラ１３へ案内する。つまり、光学系１２は、被測定物１ａからの拡散透過光の全成分ではなく、光透過性を有する楕円透過ドーム１４の曲面で反射される一部の光成分に着目し、主としてその一部の光成分を鏡像反転位置１５ｂに集光させるように構成されている。
そのため、楕円透過ドーム１４については、例えば光透過性を有した材質を成型加工することによって得ることができ、高精度の楕円鏡に比べると容易に製造し得るので、光学特性測定装置１０の低価格化の実現が容易となる。
また、鏡面反射板１５による全反射を利用することによって、楕円透過ドーム１４の曲面が反射する光成分を第二焦点１４ｂではなく鏡像反転位置１５ｂに集光させるので、光源ユニット１１等の構造物が被測定物１ａから輝度分布カメラ１３までの光路を遮ってしまうことがない。つまり、楕円透過ドーム１４の曲面を利用して光の三次元輝度分布の計測を行う場合であっても、鏡面反射板１５により光路を折り返すことによって、装置構成の大型化や複雑化等を抑制することができる。
したがって、本実施形態によれば、輝度分布カメラ１３を用いて被測定物１ａからの光の三次元輝度分布の計測を高速かつ高精度に行いつつ、その場合であっても光学特性測定装置１０の小型化および低価格化に対応することができるようになる。
【０１１８】
（ｂ）本実施形態においては、光学系１２を構成する鏡面反射板１５が被測定物１ａを支持する支持台としての機能を兼ねている。したがって、鏡面反射板１５とは別に支持台を設ける場合に比べると、装置構成の簡素化や小型化等を容易に実現することが可能となる。
【０１１９】
（ｃ）本実施形態においては、被測定物１ａの支持にあたり、その被測定物１ａが鏡面反射板１５の上面に載置されるようになっている。したがって、被測定物１ａを鏡面反射板１５上に載置するだけで（すなわち、留め具等による位置固定を行わなくても）、その被測定物１ａが第一焦点１４ａに位置した状態で支持されることになるので、被測定物１ａの支持を容易かつ簡便に行うことができる。しかも、鏡面反射板１５上に被測定物１ａを載置しても、鏡面反射板１５には貫通測定穴１５ａが設けられており、その貫通測定穴１５ａを被測定物１ａからの拡散透過光が通過するので、その拡散透過光の三次元輝度分布の計測が鏡面反射板１５によって阻害されてしまうことがない。
【０１２０】
（ｄ）本実施形態においては、天地方向の下方側から、輝度分布カメラ１３、楕円透過ドーム１４、鏡面反射板１５の順で配置されて、光学特性測定装置１０が構成されている。したがって、重量物である輝度分布カメラ１３が光学系１２よりも下方側に位置し、これにより装置重心が下方側に存在することになるので、光学特性測定装置１０を設置する際の安定性向上が図れるようになる。
【０１２１】
（ｅ）本実施形態においては、鏡面反射板１５の上方側に光源ユニット１１が配置されており、その光源ユニット１１が鏡面反射板１５上の被測定物１ａに対して平行光を照射する。したがって、被測定物１ａが拡散透過材からなる試料であり、光源ユニット１１からの平行光に応じて被測定物１ａから発せられる拡散透過光の三次元輝度分布を計測し、その計測結果からＢＴＤＦを得る場合に適用して非常に好適なものとなる。
【０１２２】
（ｆ）本実施形態においては、光源ユニット１１がトップハット型分布の平行光を照射する。したがって、その平行光のエネルギー強度の分布が均一でホットスポットが存在しないことから、頂点周囲の狭角領域におけるＢＴＤＦの測定結果が適切なものとなる。つまり、光源ユニット１１がトップハット型分布の平行光を照射すれば、ガウシアン分布の平行光を照射した場合に比べて、被測定物１ａについてのＢＴＤＦの測定結果の高精度化を図ることができる。
【０１２３】
（ｇ）本実施形態においては、光源ユニット１１が照射する平行光の光束径Ｄが鏡面反射板１５における貫通測定穴１５ａの穴径よりも大きく設定されている。したがって、被測定物１ａから発せられる拡散透過光に関しては、狭角の拡散透過光のみならず、広角の拡散透過光についても、貫通測定穴１５ａを通過し得るようになる。つまり、広角の拡散透過光についても輝度分布カメラ１３に到達させることができ、その広角の拡散透過光を含めて三次元輝度分布の計測を行うことができるようになる。
より具体的には、本実施形態においては、平行光の光束径Ｄと貫通測定穴１５ａの穴径ｄとの関係が、上記（４）式を満足するように設定されている。したがって、上記（４）式に基づき、例えば、貫通測定穴１５ａの穴径ｄがφ５ｍｍである場合に、平行光の光束径Ｄの値をφ３０ｍｍ以上、好ましくはφ４０ｍｍ程度に設定することで、傾き角θが７５°の拡散透過光を輝度分布カメラ１３に到達させ得るようになる。
【０１２４】
（ｈ）本実施形態においては、楕円透過ドーム１４の曲面の頂部に、当該頂部の近傍領域を透過する光を拡散させる拡散板１７が設けられている。
そのため、楕円透過ドーム１４の曲面頂部近傍を透過する光（０°方向近傍の直射光）は、拡散板１７での拡散によって、０°方向以外の方向と同等になるまで、輝度分布カメラ１３への入射光量が低減される。これにより、輝度分布カメラ１３の側では、ダイナミックレンジを必要以上に大きくしなくても、各方向からの光の三次元輝度分布を計測することができる。
しかも、拡散板１７を用いて減光を行うので、例えば減光フィルタを用いる場合に比べて、再帰反射の影響を小さくすることができ、これによりノイズ成分を排除しつつ光の三次元輝度分布の計測を精度良く行うことができる。
また、拡散板１７は、透過する光を拡散させることで減光を行うので、主に０°方向近傍の光成分だけを計測対象とすることが可能となり、その外周径ｄ１を適宜設定することで、三次元輝度分布の計測結果に誤差成分が含まれてしまうのを抑制することができる。
【０１２５】
（ｉ）本実施形態においては、拡散板１７がピンホール１７ａを有している。したがって、楕円透過ドーム１４の曲面の頂部に拡散板１７を配した場合であっても、０°方向についての角度分解能が足らなくなってしまうことがなく、当該角度分解能を十分に確保し得るようになる。つまり、楕円透過ドーム１４における曲面の頂部に拡散板１７を設けた場合であっても、特に０°方向の直射光について被測定物１ａに対するＢＴＤＦの測定結果の高精度化を図ることができる。
【０１２６】
（ｊ）本実施形態においては、被測定物１ａからの拡散透過光の三次元輝度分布の計測にあたり、輝度分布画像３０を構成する輝度値と拡散透過光の鉛直角との対応付けを情報処理部２０が行うが、その対応付けを行う際の基準の一つである第一基準位置として、十分に広角領域（理想的には傾き角θが９０°）まで拡散光が発生する試料を測定したときの輝度分布画像３０上の輝度円３１の外縁位置を用いる。したがって、その対応付けの結果に基づいて被測定物１ａについてのＢＴＤＦを測定すれば、ＢＴＤＦを測定する際の横軸レンジが適切に設定され、ＢＴＤＦ値が全体的に落ち込むような挙動を示すのを抑制できるので、被測定物１ａに対するＢＴＤＦの測定結果の高精度化を図ることができる。
さらに、本実施形態においては、対応付けを行う際の基準の他の一つである第二基準位置として、輝度分布画像３０上の輝度円３１内のピーク輝度位置を用いる。これにより、輝度円３１の中心点３１ａを迅速かつ的確に特定することができ、この点によってもＢＴＤＦの測定結果の高精度化を図ることができる。
【０１２７】
（ｋ）本実施形態においては、輝度分布画像３０を構成する輝度値と拡散透過光の鉛直角との対応付けに際して、情報処理部２０が楕円透過ドーム１４の曲面の頂部付近における鉛直角の角度成分とそれ以外の角度成分と対応付けの配分態様を相違させる。より具体的には、例えば鉛直角０°〜４．６°の頂部付近領域については直射光学系に応じた配分態様とし、それ以外の角度成分のうち、例えば鉛直角±７．２°〜±９０°の曲面部分領域については楕円光学系に応じた配分態様とする。したがって、このような対応付けの結果に基づいて被測定物１ａについてのＢＴＤＦを測定すれば、特に鉛直角０°〜５°の領域範囲におけるＢＴＤＦ値のピーク位置付近において、既存のＢＴＤＦ測定器による測定結果とのズレが生じてしまうのを抑制することができ、対応付けの配分を全域にわたって一律の態様で行った場合とは異なり、被測定物１ａに対するＢＴＤＦの測定結果の高精度化を図ることができる。
【０１２８】
（ｌ）本実施形態においては、楕円透過ドーム１４および輝度分布カメラ１３の外周側を覆うように筒状部材１６が配されており、その筒状部材１６の筒内壁面が光を吸収するように構成されている。したがって、楕円透過ドーム１４を透過した光が筒状部材１６に到達しても、その筒状部材１６の筒内壁面で吸収され、筒状部材１６の筒内で散乱してしまうことがない。このことは、拡散板１７によって拡散された０°方向以外の方向の光についても同様である。つまり、楕円透過ドーム１４を透過した光や、拡散板１７によって拡散された０°方向以外の方向の光等、といった光の三次元輝度分布の計測に寄与しない光成分が、輝度分布カメラ１３に到達してしまうことがなく、当該光成分がノイズ成分となってしまうのを未然に防止することができる。
【０１２９】
（ｍ）本実施形態においては、楕円透過ドーム１４が樹脂成型品からなる。したがって、楕円透過ドーム１４について、比較的高精度のものを低い製造コストで作製することが容易に実現可能となり、光学特性測定装置１０の低価格化に対応する上で非常に好適なものとなる。
【０１３０】
＜７．本発明の他の実施形態＞
以上に本発明の一実施形態を説明したが、上記の開示内容は、本発明の例示的な実施形態を示すものである。すなわち、本発明の技術的範囲は、上記の例示的な実施形態に限定されるものではない。
【０１３１】
例えば、上述した実施形態では、被測定物１ａが拡散透過材からなる試料であり、光源ユニット１１からの平行光に応じて被測定物１ａから発せられる拡散透過光の三次元輝度分布を計測し、その計測結果からＢＴＤＦを得る場合を例に挙げて説明したが、本発明は、ＢＴＤＦではなく、ＢＲＤＦを得る場合にも適用可能である（図１（ｂ）参照）。
【０１３２】
ここで、被測定物が拡散反射材からなる試料であり、その被測定物からの拡散反射光の三次元輝度分布を計測し、その計測結果からＢＲＤＦを得る場合について、簡単に説明する。
図９は、本発明の他の実施形態に係る光学特性測定装置の基本的な構成例を示す説明図である。
ＢＲＤＦを得る場合には、図例のように、筒状部材１６の側方に光源ユニット１１が配置されて構成された光学特性測定装置を用いる。かかる構成の光学特性測定装置では、光源ユニット１１が平行光を照射すると、その平行光が筒状部材１６に設けられた穴状またはスリット状の透過口１６ａを通過した後に、楕円透過ドーム１４の曲面を透過し、さらに鏡面反射板１５における貫通測定穴１５ａを通過して、鏡面反射板１５上の被測定物１ｂに到達する。そうすると、被測定物１ａからは、楕円透過ドーム１４に向けて、拡散反射光が発生する。そして、発生した拡散反射光は、光学系１２に案内されて鏡像反転位置１５ｂの輝度分布カメラ１３に集光される。これにより、被測定物１ｂからの拡散反射光の三次元輝度分布を計測し、その計測結果からＢＲＤＦを得ることが可能となる。
つまり、かかる構成の光学特性測定装置は、被測定物１ａが拡散反射材からなる試料であり、光源ユニット１１からの平行光に応じて被測定物１ａから発せられる拡散反射光の三次元輝度分布を計測し、その計測結果からＢＲＤＦを得る場合に適用して非常に好適なものとなる。
【０１３３】
なお、上述した構成の光学特性測定装置において、ＢＲＤＦを得る場合には、光源ユニット１１および筒状部材１６における透過口１６ａの位置を適宜移動させ得るように構成することが望ましい。光源ユニット１１および透過口１６ａを移動させることで、様々な照射角度についてＢＲＤＦを得ることが実現可能となるからである。その場合に、楕円透過ドーム１４については、その曲面が光透過性を有する材質によって形成されていることから、移動等を要することなく、あらゆる照射角度に対応することができ、形式的には計れない角度が存在しないことになる。
【０１３４】
また、本発明は、ＢＴＤＦまたはＢＲＤＦを得る場合に限定されることはなく、発光体の配光分布を得る場合にも適用可能である（図１（ｃ）参照）。つまり、本発明は、被測定物１ｃが発光体であり、その被測定物１ｃから発せられる出射光の三次元輝度分布を計測し、その計測結果から当該発光体の配光分布を得る場合に適用して非常に好適なものとすることもできる。なお、発光体の配光分布を得る場合には、被測定物１ｃである発光体が自ら光を出射するので、鏡面反射板１５上の被測定物１ｃに当該被測定物１ｃを発光させるためのコントローラ等が接続可能に構成されていれば、必ずしも光源ユニット１１を備えていなくても構わない。
【０１３５】
また、以上に説明した各実施形態では、天地方向の下方側から輝度分布カメラ１３、楕円透過ドーム１４、鏡面反射板１５の順で配置されている場合、すなわちこれらの各構成要素が縦型に配列されている場合を例に挙げたが、本発明がこれに限定されることはない。すなわち、被測定物を留め具等で位置固定し得るように構成されていれば、各構成要素が水平方向に並ぶように横型に配列されていても構わない。さらには、全ての構成要素の上下を反転させた配列になっていても構わない。
【０１３６】
また、以上に説明した各実施形態では、光学系１２を構成する鏡面反射板１５が被測定物の支持台としての機能を兼ね備えている場合を例に挙げたが、本発明がこれに限定されることはない。すなわち、被測定物の支持台は、鏡面反射板１５とは別体で設けられていてもよく、その場合には鏡面反射板１５等の配置の自由度が増すことになる。
【０１３７】
また、上述した実施形態においては、本発明の把握を容易化するために、楕円透過ドーム１４で按分される光成分の割合、貫通測定穴１５ａの穴径、光源ユニット１１からの平行光の光束径等について具体的な数値を挙げているが、これらの数値は単なる例示に過ぎず、本発明がこれらの数値に限定されないことは勿論である。
【実施例１】
【０１３８】
以下、本発明の実施例について具体的に説明する。ただし、本発明が、以下の実施例に限定されないことは勿論である。
【０１３９】
本実施例では、低拡散、中拡散および高拡散の三種類の拡散透過材（それぞれを「イ材」、「ロ材」、「ハ材」という。）のぞれぞれについて、１ｍｍ厚の試料と２ｍｍ厚の試料とを用意した。以下、イ材からなる１ｍｍ厚の試料を「イ１試料」、イ材からなる２ｍｍ厚の試料を「イ２試料」、ロ材からなる１ｍｍ厚の試料を「ロ１試料」、ロ材からなる２ｍｍ厚の試料を「ロ２試料」、ハ材からなる１ｍｍ厚の試料を「ハ１試料」、ハ材からなる２ｍｍ厚の試料を「ハ２試料」という。これらの各試料のうち、イ１試料は、標準物（リファレンス物）としても用いられるものとする。
【０１４０】
そして、これらの各試料のそれぞれについて、既存のＢＴＤＦ測定器と、本発明に係る光学特性測定装置１０とを用いて、ＢＴＤＦの測定結果を得た。
【０１４１】
既存のＢＴＤＦ測定器の一つとしては、米国ラディエント（Radient）社の散乱分布測定システムである装置名「ＩＳ−ＳＡ」を用いた（以下「第一既存測定器」という。）。
また、既存のＢＴＤＦ測定器の他の一つとしては、株式会社村上色彩技術研究所の三次元変角分光測色システムである装置名「ＧＣＭＳ−４」を用いた（以下「第二既存測定器」という。）。
【０１４２】
本実施例に係る光学特性測定装置１０としては、筒状部材１６の外径がφ２００ｍｍ程度、筒状部材１６の高さが３００ｍｍ程度、筒状部材１６と光源ユニット１１とを合わせた装置全高が５００ｍｍ程度、光源ユニット１１からの平行光の光束径Ｄがφ１５ｍｍ程度、鏡面反射板１５の貫通測定穴１５ａの穴径ｄがφ５ｍｍ程度、楕円透過ドーム１４の曲面頂部に配された拡散板１７の外周径がφ７ｍｍ程度、その拡散板１７に形成されたピンホール１７ａの穴径がφ１．０ｍｍ程度で構成されたものを用いた。
【０１４３】
図１０は、本発明の一実施例に係る光学特性測定装置による光学特性の実測結果を既存測定器による光学特性の実測結果と対比させつつ示す説明図である。
図例から明らかなように、本実施例に係る光学特性測定装置１０を用いてＢＴＤＦを測定したところ（図中の濃いグレー線参照）、イ１試料、イ２試料、ロ１試料、ロ２試料、ハ１試料、ハ２試料のいずれについても、全領域で第一既存測定器である「ＩＳ−ＳＡ」での測定結果（図中の黒線参照）および第二既存測定器である「ＧＣＭＳ−４」での測定結果（図中の薄いグレー線参照）のそれぞれとほぼ同じ値を示すことがわかった。つまり、かかる光学特性測定装置１０における光学系１２と情報処理部２０の処理機能とが有用であることが確認できた。
【符号の説明】
【０１４４】
１ａ，１ｂ，１ｃ…被測定物、３ａ…拡散透過光、３ｂ…拡散反射光、３ｃ…出射光、１０…光学特性測定装置、１１…光源ユニット（光源部）、１２…光学系、１３…輝度分布カメラ（受光部）、１４…楕円透過ドーム、１４ａ…第一焦点、１４ｂ…第二焦点、１４ｃ…回転楕円体、１５…鏡面反射板、１５ａ…貫通測定穴、１５ｂ…鏡像反転位置、１６…筒状部材、１６ａ…透過口、１７…拡散板、１７ａ…ピンホール、２０…情報処理部、３０…輝度分布画像、３１…輝度円、３１ａ…中心点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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