JP2007085853A - 平板状光学部材の光学特性測定方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】様々な環境下に置かれる被検査フィルムの光学特性を短時間且つ効率的に測定できる様にする。
【解決手段】二次元画像例えば二次元カラー画像を表示させたフラットディスプレイ装置４により被検査フィルム２を照明し、被検査フィルム２からの反射光を画像撮像部５で撮像し、該撮像画像により被検査フィルム２の光学特性を演算処理部１ｂで求める。
【選択図】図１

Description

本発明は、紙，布，フィルム等の平板状光学部材の表面反射特性や視覚観察時の「見え」等を予測する光学特性測定方法及びその装置に関する。

例えば、室内等で観賞する液晶テレビには、室内の蛍光灯等が画面に映り込まないように、その表面に反射防止用フィルムが貼り付けられている。この反射防止用フィルムを製品として出荷する場合には、その表面反射特性等の光学特性を事前に評価する必要があり、従来は、例えば特許文献１に記載されている様なゴニオフォトメトリ（変角光度計測器）を用いて計測している。或いは、変角スキャナ方式（ニューリ社のマルチアングルスキャナ）により計測している。

ゴニオフォトメトリを用いた従来の計測では、被検査フィルムにスポット光を入射させたときの反射光をあらゆる角度で測定し、別途仮定した入射光角度分布から演算によって任意環境での反射特性を予測し評価している。

変角スキャナ方式を用いた従来の計測では、被検査フィルムの受光角を変更し、ある方向からの「見え」に相当する画像を取得し、被検査フィルムの光学特性を評価している。

特開２００３―１５６３９３号公報

ゴニオフォトメトリを用いた光学特性の従来の測定方法では、被検査フィルムの測定に時間を要し、また、演算処理等の煩雑な処理が不可欠なため、非効率な検査しかできず、被検査フィルムが大量に存在する場合には、実質的に測定が困難になるという問題がある。

変角スキャナ方式を用いた光学特性の従来の測定方法では、点光源からの照明光の方向が一定になってしまい、様々な環境下に置かれる被検査フィルムの適切な評価ができないという問題がある。

本発明の目的は、様々な環境下に置かれる被検査フィルム等の平板状光学部材の光学特性を短時間且つ効率的に測定することが可能な光学特性測定方法及びその装置を提供することにある。

本発明の平板状光学部材の光学特性測定方法及びその装置は、二次元画像を表示させたフラットディスプレイ装置により平板状光学部材を照明し、該平板状光学部材からの反射光を画像撮像部で撮像し、該撮像画像により前記平板状光学部材の光学特性を求めることを特徴とする。

本発明の平板状光学部材の光学特性測定方法及びその装置は、二次元カラー画像を表示させたフラットディスプレイ装置により平板状光学部材を照明し、該平板状光学部材からの反射光をカラー画像撮像部で撮像し、該撮像画像により前記平板状光学部材の光学特性を求めることを特徴とする。

本発明の平板状光学部材の光学特性測定方法及びその装置は、前記平板状光学部材が設置される環境を魚眼レンズまたは広角レンズで撮像して得た二次元カラー画像を前記フラットディスプレイ装置に表示することを特徴とする。

本発明の平板状光学部材の光学特性測定方法及びその装置は、前記平板状光学部材が設置される環境を魚眼レンズまたは広角レンズで撮像して得た二次元カラー画像を変形処理した二次元カラー画像を前記フラットディスプレイ装置に表示することを特徴とする。

本発明の平板状光学部材の光学特性測定方法及びその装置は、前記フラットディスプレイ装置における前記二次元カラー画像の表示強度を、前記環境における環境光強度に線形な強度としたことを特徴とする。

本発明の平板状光学部材の光学特性測定方法及びその装置は、前記撮像画像の光強度を、前記環境光強度に線形な強度に変換してから前記光学特性を求めることを特徴とする。

本発明によれば、検査室内で、平板光学部材の様々な環境下での光学特性を短時間且つ効率的に求めることが可能となる。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る光学特性測定装置の構成図である。本実施形態の光学特性測定装置は、パーソナルコンピュータ等の計算機１と、被検査フィルム２を載置する検査台３と、被検査フィルム２に対してカラー照明光を照射する平板状（二次元）カラー光源４と、被検査フィルム２からの反射光を撮像するカラー画像撮像部（カメラ）５とを備える。

計算機１は、制御部１ａと演算処理部１ｂを備える。制御部１ａは、移動可能な検査台３の移動位置を制御して被検査フィルム２を平板状カラー光源４の照明位置に位置合わせする機能と、平板状カラー光源４の照明制御を行う機能と、カラー画像撮像部５の撮像制御を行う機能とを有する。

演算処理部１ｂは、制御部１ａを通して検査台３，平板状カラー光源４，カラー画像撮像部５を制御すると共に、カラー画像撮像部５から被検査フィルム２の撮像画像を取り込んで処理し、被検査フィルム２の光学特性を求め、図示しないメモリに保存する機能を有する。

平板状カラー光源４は、二次元的なカラー照明光で被検査フィルム２を照明する光源であり、液晶テレビやプラズマディスプレイ装置，二次元ＬＥＤアレイ装置等のフラットディスプレイ装置で構成される。

カラー画像撮像部５は、被検査フィルム２の全面から反射される反射光を撮像するＣＣＤやＣＭＯＳ等のイメージセンサで構成される。

図２は、室内に設置されている液晶テレビの画面から室内を見たときの風景を表す図である。以下、室内設置の「液晶テレビ」を例に説明するが、本発明は液晶テレビに限定されるものでないことはいうまでもない。

図２に示す例では、室内の天井１０に照明器具１１が設置されており、窓にはカーテン１２が引かれている。液晶テレビの表面が完全反射する場合、この液晶テレビを観賞する人は、図２に示す室内風景が液晶テレビの画面に映り込んでいるのを見ることになる。即ち、図２の室内風景を表す光が、液晶テレビの表面に照明光として入射することになる。

この液晶テレビの表面に貼る反射防止用フィルムを評価する場合、実際の使用環境における照明光を使って評価するのが良い。そこで、本実施形態では、図２に示す風景画像をデジタルカメラ等を使って撮像し、この撮像画像を演算処理部１ｂの図示しないメモリに格納しておく。

そして、反射防止用フィルムを図１の被検査フィルム２としてその反射特性を調べるときに、図２の風景画像を、平板状カラー光源４として用いるフラットディスプレイ装置に表示し、この表示画像（図２の室内風景画像）によって被検査フィルム２を照明し、被検査フィルム２からの反射光をカラー画像撮像部５によって撮像する。この様にして得られた撮像画像（被検査フィルム２の撮像画像）を解析することで、被検査フィルム２の反射特性すなわち実際の使用環境における反射特性を測定することが可能になる。

照明光として使用する画像（以下、照明光画像という。）は、実際に液晶テレビを設置する環境の画像であることが望ましい。しかし、液晶テレビは、使用者がどのような環境で使用するか分からないため、使用されると想定される様々な環境の照明光画像を予め演算処理部１ｂの図示しないメモリに用意しておくのが良い。例えば、図２の室内風景画像とか、図２のカーテン１２を開けた状態の室内風景画像とか、屋外風景画像とか、窓から直射日光が入っている画像とかを予め用意しておく。

これにより、液晶テレビの表面に貼る被検査フィルム２を、実際に使用環境に設置することなく、様々な使用環境下における光学特性を、図１に示す光学特性測定装置を設置した検査室内で測定することが可能となる。

照明光画像は、液晶テレビの画面位置から液晶テレビの外界を見る状態でデジタルカメラにより撮像する。液晶テレビの画面に入射する光の光源すなわち液晶テレビの画面に映り込む可能性のある画像は、液晶テレビの画面（平面）で切った液晶テレビ前側の半球状内の画像全てである。

このため、照明光画像は、魚眼レンズを用いて撮像した画像とするのが好ましいが、魚眼レンズではなく、主たる発光源を広範囲に撮像できる広角レンズを用いた画像としても良い。

図１に示す光学特性測定装置を用いて被検査フィルム２の光学特性を測定する場合、計算機１は、検査台３，平板状カラー光源４，カラー画像撮像部５の夫々の位置を調整し、平板状カラー光源４からの照明光の被検査フィルム２への入射角や、被検査フィルム２からの反射光の角度、カラー画像撮像部５への前記反射光の入射角（被検査フィルム２の観察方向）等を制御し、被検査フィルム２の光学特性を測定する条件を調整する。

そして、メモリから照明光画像の画像データを取り出し、照明光画像の解像度を、平板状カラー光源４を構成するフラットディスプレイ装置の画面解像度に合わせる様に補正処理する。

次に、照明光画像を変形処理する。照明光画像は、魚眼レンズや広角レンズを用いて撮像した画像であるため、これを単なる矩形の平板状カラー光源４に表示しても、撮像時の環境光入射方向と、照明時の照明光出射方向とは一致しない。そこで、両者が一致する様に、照明光画像を変形処理する。この変形処理は、幾何学的な変換処理で行える。

次に、照明光画像の表示光量調整を行う。照明光画像による照明時の照明光強度（光量）が、照明光画像の撮像時の環境光強度に線形な強度となるように信号変換処理を行う。この信号変換処理は、ルックアップテーブルによる変換処理や、マトリクス処理などにより実現できる。

次に、解像度補正及び変形処理を行った後の照明光画像を、信号変換処理後の光量で、フラットディスプレイ装置４に表示し、被検査フィルム２を照明する。

カラー画像撮像部５は、被検査フィルム２からの反射光を撮像し、被検査フィルム２の撮像画像を演算処理部１ｂに出力する。演算処理部１ｂは、この撮像画像データを、上記の信号変換処理と同様の処理を行うことで、光量が線形となるように変換処理し、変換処理後の画像により、被検査フィルム２の光学特性を求める。

以上により、所望環境下での被検査フィルム２の反射光特性や「見え」等の光学特性をシミュレートした画像データを、検査室内で得ることが可能となる。

尚、反射防止用フィルムを例に説明したが、本発明は反射防止用フィルムに限定されるものでないことはいうまでもなく、紙や布などの平板状の光学部材一般に適用できるものである。また、魚眼レンズや広角レンズで撮像した照明光画像を変形処理してフラットディスプレイ装置に表示したが、変形処理は必ずしも必要でなく、変形処理しない撮像画像をフラットディスプレイ装置に表示する構成でも良い。

本発明に係る光学特性測定方法等は、平板状光学部材の様々な照明光環境下での光学特性を検査室内で測定できるという効果を奏し、平板状光学部材の光学特性を評価する技術として有用である。

本発明の一実施形態に係る光学特性測定装置の構成図である。 室内設置の液晶テレビの画面から外界を見たときの一例を示す室内風景図である。

符号の説明

１ 計算機
２ 被検査フィルム
３ 検査台
４ 平板状カラー光源（フラットディスプレイ装置等）
５ カラー画像撮像部

Claims (11)

1. 二次元画像を表示させたフラットディスプレイ装置により平板状光学部材を照明し、該平板状光学部材からの反射光を画像撮像部で撮像し、該撮像画像により前記平板状光学部材の光学特性を求めることを特徴とする平板状光学部材の光学特性測定方法。
2. 二次元カラー画像を表示させたフラットディスプレイ装置により平板状光学部材を照明し、該平板状光学部材からの反射光をカラー画像撮像部で撮像し、該撮像画像により前記平板状光学部材の光学特性を求めることを特徴とする平板状光学部材の光学特性測定方法。
3. 前記平板状光学部材が設置される環境を魚眼レンズまたは広角レンズで撮像して得た二次元カラー画像を前記フラットディスプレイ装置に表示することを特徴とする請求項２に記載の平板状光学部材の光学特性測定方法。
4. 前記平板状光学部材が設置される環境を魚眼レンズまたは広角レンズで撮像して得た二次元カラー画像を変形処理した二次元カラー画像を前記フラットディスプレイ装置に表示することを特徴とする請求項２に記載の平板状光学部材の光学特性測定方法。
5. 前記フラットディスプレイ装置における前記二次元カラー画像の表示強度を、前記環境における環境光強度に線形な強度としたことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の平板状光学部材の光学特性測定方法。
6. 前記撮像画像の光強度を、前記環境光強度に線形な強度に変換してから前記光学特性を求めることを特徴とする請求項５に記載の平板状光学部材の光学特性測定方法。
7. 測定対象の平板状光学部材を載置する検査台と、二次元カラー画像を表示させ前記平板状光学部材を照明するフラットディスプレイ装置と、該平板状光学部材からの反射光を撮像するカラー画像撮像部と、該カラー画像撮像部により得られた撮像画像から前記平板状光学部材の光学特性を求める演算処理部とを備えることを特徴とする平板状光学部材の光学特性測定装置。
8. 前記平板状光学部材が設置される環境を魚眼レンズまたは広角レンズで撮像して得た二次元カラー画像を前記フラットディスプレイ装置に表示することを特徴とする請求項７に記載の平板状光学部材の光学特性測定装置。
9. 前記平板状光学部材が設置される環境を魚眼レンズまたは広角レンズで撮像して得た二次元カラー画像を変形処理した二次元カラー画像を前記フラットディスプレイ装置に表示することを特徴とする請求項７に記載の平板状光学部材の光学特性測定装置。
10. 前記フラットディスプレイ装置における前記二次元カラー画像の表示強度を、前記環境における環境光強度に線形な強度としたことを特徴とする請求項８または請求項９に記載の平板状光学部材の光学特性測定装置。
11. 前記撮像画像の光強度を、前記環境光強度に線形な強度に変換してから前記光学特性を求めることを特徴とする請求項１０に記載の平板状光学部材の光学特性測定装置。

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