2018 Fiscal Year Research-status Report

Study on of LED irradiance measurement under near field condition using stereoscopic method

Research Project

Project/Area Number	18K04953
Research Institution	National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
Principal Investigator	神門賢二国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (30371040)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2021-03-31
Keywords	LED / 立体視 / 近距離 / 放射照度
Outline of Annual Research Achievements	本研究は、光源表面の微細輝度分布とその3次元座標を、ステレオカメラ方式を適用した2台のCCDカメラにより決定し、光源サイズ以下の測定距離における放射照度測定を目指す研究である。本年度は、主に 1.ステレオカメラ式受光部の設計・開発、2.校正用積分球光源の開発、3.その他等を行い、以下の成果を得た。 1.光学計算に基づき、対物レンズ、CCDカメラおよび自動回転ステージ等から構成される高精度なステレオカメラ式受光部の設計・試作開発を行った。光学設計・レンズ選択等では、最小撮像画素精度や焦点深度等に注意を払い、設計を行った。設計上のスペックでは、座標測定誤差(奥行も含めて)0.5 mm程度を達成している予定である。 2.本研究で用いるステレオカメラ式受光部は、3次元座標測定だけでなく、輝度分布の絶対測定にも利用するのが大きな特徴である。このため均一輝度光源を用いて、その感度校正を行う必要があるため、校正用積分球光源の開発を行った。開発した積分球光源は、モノクロ光源・LED等を利用することにより、積分球ポート面上に放射輝度差0.5%以下の均一な放射輝度面の形成が可能であり、これを校正用光源として用いることで、正確に放射輝度校正・および分光放射輝度校正を行うことが可能となった。 3.その他として、ステレオカメラ受光部で取得した画像のPCへの取り込みを含む計測プログラムの検討、ステレオカメラ受光部の座標系校正方法の検討、更には関連する物品の設計・調達を行った。検討においては、既存のLED測定装置にステレオカメラ受光部を実装し測定を行うため、できるだけプログラム改修も含めた装置改修が少なくなるように検討を行った。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 今年度は、主に”ステレオカメラ受光部の設計・構築"に注力を行い、その設計と開発を終了させた。当初の予定では、それに加えて、積分球光源を利用し、ステレオカメラの感度校正(輝度応答度校正)を行う予定であったが、積分球光源の開発・整備しか行うことができなかった。これはステレオカメラの座標系の校正方法の検討等に当初予定した以上に時間を割いたためであるが、結果として問題点の洗い出しや既存のLED測定装置へのステレオカメラ受光部を実装するにあたり、効率よい改修方法・プログラム構築方法等が検討できた。
Strategy for Future Research Activity	今後は、今年度達成できなかったステレオカメラの感度校正と座標系校正を行う。ステレオカメラの感度校正では、開発した積分球光源により均一な輝度面を作成し、感度校正を行う。校正においては、実際の測定対象であるLEDの輝度値にできるだけ近い輝度値を用いるようにする。座標系の校正では、Z.Zhangの校正方法を用いる予定であり、校正用ターゲットと解析用プログラムなどを適切に開発し行う。そして、ステレオカメラ受光部をLED用配光測定装置に取付け、LEDを回転させることにより、各角度におけるLED発光部の微細輝度分布の測定を試みる予定である。
Causes of Carryover	初年度は、当初の予定通りステレオカメラ受光部の設計・構築を行い、必要となるレンズや冶具等の設計・調達を行った。また、効率よく座標校正・計測プログラムを構築するための画像入力処理用ソフトの調達も行った。使用用途は概ね計画通りであるが、一部既存物品を利用したため、使用額と差異が生じた。今年度は、ステレオカメラ座標系の校正のためのターゲット購入・作成等を行う予定であり、次年度使用額も含めて、試作に加算充当することで研究計画を推進することを目指すこととする。