JP2008058081A - 防眩性評価装置、防眩性評価基準設定方法および防眩性評価方法 - Google Patents

防眩性評価装置、防眩性評価基準設定方法および防眩性評価方法 Download PDF

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Abstract

【課題】反射防止フィルムの防眩性を迅速かつ高精度で定量評価することができる防眩性評価装置、防眩性評価基準設定方法および防眩性評価方法を提供する。
【解決手段】光源幅α°を変更可能の均一拡散光源10と、表示面サンプル28での一定角反射光を生成する測定用光学系12と、鏡面反射輝度係数SR(α°)を検出する検出手段14と、表示面サンプル28に対して少なくとも2つの光源幅α°により生成される鏡面反射輝度係数SR(α°)から輝度変化比率Aを算出する変化比率演算手段16と、輝度変化比率Aに対する防眩性規定値AGを特定する防眩性演算手段18とを備え、均一拡散光源10の少なくとも2つの光源幅α°により生成される評価対象表示面サンプル28での鏡面反射輝度係数SR(α°)から輝度変化比率Aを算出し、該輝度変化比率Aに基づいて防眩性評価値AGVを特定する。
【選択図】図1

Description

本発明は、反射防止フィルムの防眩性を評価する防眩性評価装置、防眩性評価基準設定方法および防眩性評価方法に関し、より詳細には、フラットパネルディスプレイに用いられる反射防止フィルムの防眩性を定量評価する防眩性評価装置、防眩性評価基準設定方法および防眩性評価方法に関する。
近年、フラットパネルディスプレイの反射防止を目的に、複数の層を積層塗布して得られる積層塗布フィルムがフラットパネルディスプレイの表面に用いられている。中でも従来のCRTテレビに代わって急速に置換されつつある大型の液晶ディスプレイの表面には、反射防止フィルムが必ずと言って良いほど採用されている。大型の液晶ディスプレイテレビの普及には目覚しいものがあり、今後ますます置き替わりが進むものと考えられ、それに伴ってトリアセチルセルロースを支持体とするものや、それ以外にも様々なディスプレイ用反射防止フィルムが開発されている。
こうした反射防止フィルムは、防眩性を持たせるために表面に微細な凹凸をつけたフィルムが用いられるのが一般的である。ところが、このような反射防止フィルムの防眩性を評価する場合、定量評価することが難しく、もっぱら官能評価に頼っていた。このため評価値には個人差が大きく、また同一人物が評価する場合においても評価環境により差異が生じ、迅速かつ高精度で定量評価することができなかった。
これらの問題を解決する方法として、例えば特許文献1に記載の方法が提案されている。
特開2004−333291号公報
特許文献1に記載の反射防止材の映り込み特性評価方法及び装置は、反射防止フィルムにスリット光を映り込ませてCCDカメラで撮像し、撮像データに基づく輝度分布から防眩性を定量化するものであり、複雑な撮像系と膨大なデータ処理が必要であり、改善の余地があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、反射防止フィルムの防眩性を迅速かつ高精度で定量評価することができる防眩性評価装置、防眩性評価基準設定方法および防眩性評価方法を提供することにある。
本発明の上記目的は、下記防眩性評価装置、防眩性評価基準設定方法および防眩性評価方法によって達成される。
(1) 画像表示手段の防眩性評価装置において、
光源幅を変更可能の均一拡散光源と、
前記画像表示手段の表示面サンプルでの前記均一拡散光源からの予め設定した一定角反射光を生成する測定用光学系と、
前記光学系での反射光輝度を検出する検出手段と、
前記表示面サンプルに対して前記均一拡散光源の少なくとも2つの光源幅により生成される反射光輝度から輝度変化比率を算出する変化比率演算手段と、
予め設定された防眩性規定値を持つ複数基準表示面サンプルでの該防眩性規定値と変化比率との関係式に基づいて前記変化比率演算手段で演算された前記表示面サンプルでの輝度変化比率に対する防眩性規定値を特定する防眩性演算手段と、
を備える防眩性評価装置。
上記構成の防眩性評価装置によれば、光源幅を変更可能の均一拡散光源と、表示面サンプルでの一定角反射光を生成する測定用光学系と、反射光輝度を検出する検出手段と、表示面サンプルに対して少なくとも2つの光源幅により生成される反射光輝度から輝度変化比率を算出する変化比率演算手段と、輝度変化比率に対する防眩性規定値を特定する防眩性演算手段とを備え、均一拡散光源の少なくとも2つの光源幅により生成される評価対象表示面サンプルでの反射光輝度から輝度変化比率を算出し、該輝度変化比率に基づいて防眩性規定値を特定するようにしたので、反射防止フィルムの防眩性評価を評価者の個人差や評価環境の影響などを排除し、迅速かつ高精度で定量評価することができる。
(2) 前記均一拡散光源が光源直径を変更する絞りを有する光源サイズ変更手段を備える上記(1)に記載の防眩性評価装置。
上記構成の防眩性評価装置によれば、均一拡散光源が光源直径を変更する絞りを有する光源サイズ変更手段を備えるので、均一拡散光源の光源幅を容易に変更して複数の光源幅の均一拡散光源によって評価対象表示面サンプルの反射光輝度を測定することができる。
(3) 前記測定用光学系が前記表示面サンプルの交換駆動手段を有し、前記防眩性演算手段による防眩性規定値を特定終了時に次の表示面サンプルへ交換を実施する上記(1)又は(2)に記載の防眩性評価装置。
上記構成の防眩性評価装置によれば、測定用光学系が表示面サンプルの交換駆動手段を有し、表示面サンプルの交換を順次、行うようにしたので、多数の表示面サンプルの防眩性評価を自動的に実施して防眩性評価の作業効率を向上させることができる。
(4) 画像表示手段の防眩性評価基準設定方法であって、
前記画像表示手段の表示面での均一拡散光源からの予め設定した一定角反射光を生成する測定用光学系により、予め設定された防眩性規定値を持つ複数の基準表示面サンプルでの反射光を生成し、
前記均一拡散光源の少なくとも2つの光源幅により生成される前記基準表示面サンプルでの反射光輝度から変化比率演算手段により輝度変化比率を算出し、
前記基準表示面サンプルそれぞれで設定された防眩性規定値と変化比率の測定値との関係式を評価用関係式とする防眩性評価基準設定方法。
上記の防眩性評価基準設定方法によれば、予め設定された防眩性規定値を持つ複数の基準表示面サンプルに対して、均一拡散光源の少なくとも2つの光源幅により生成される反射光輝度から輝度変化比率を算出して、基準表示面サンプルの防眩性規定値と算出された輝度変化比率との関係式を評価用関係式としたので、防眩性規定値と輝度変化比率との相関関係を高精度で関連付けることができる。これにより、輝度変化比率を測定することにより防眩性規定値を精度よく求めることができる。
(5) 上記(4)記載の防眩性評価基準設定方法を利用する画像表示手段の防眩性評価方法であって、
前記測定用光学系により、評価対象表示面サンプルでの反射光を生成し、
前記均一拡散光源の少なくとも2つの光源幅により生成される前記評価対象表示面サンプルでの反射光輝度から変化比率演算手段により輝度変化比率を算出し、
算出した輝度変化比率を前記評価用関係式に入れて防眩性評価値を特定する防眩性評価方法。
上記の防眩性評価方法によれば、均一拡散光源の少なくとも2つの光源幅により生成される評価対象表示面サンプルでの反射光輝度から輝度変化比率を算出し、該輝度変化比率に基づいて評価用関係式から防眩性評価値を特定するようにしたので、評価対象表示面サンプルの輝度変化比率を測定することにより防眩性評価値を高精度で求めることができる。
本発明によれば、反射防止フィルムの防眩性を迅速かつ高精度で定量評価することができる防眩性評価装置、防眩性評価基準設定方法および防眩性評価方法を提供できる。
以下、本発明に係る防眩性評価方法を実施するのに好適な防眩性評価装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。本発明人は、光源幅の異なる2つの均一拡散光源により生成される表示面サンプルでの反射光輝度の輝度変化比率と、従来の官能評価方法による防眩性評価値との間に高い相関があることに着目して、反射防止フィルムの防眩性を迅速かつ高精度で定量評価することができる防眩性評価装置を発明するに至った。
図1は本発明の実施形態である防眩性評価装置の構成図である。図1に示すように、防眩性評価装置100は、均一拡散光源10と、測定用光学系12と、検出手段14と、変化比率演算手段16と、防眩性演算手段18とを備えている。なお、均一拡散光源10及び測定用光学系12については、ISO/FDIS9241−7(1997)に準拠した構成が利用可能である。以下に、本発明の実施形態の構成を説明する。
均一拡散光源10は、画像表示手段26の表示面サンプルである反射防止フィルム28に光を照射するための光源であり、反射防止フィルム28の法線VLに対して15°傾けられて画像表示手段26の反射防止フィルム28から50cm離間した位置に配置されている。
均一拡散光源10は、ISO/FDIS9241−7に準拠したディスプレイの反射特性測定用の均一拡散光源である。具体的には、外面が黒、内面が白の拡散ペイントが塗られた一辺30cmの立方体であり、内部には15Wのインバーター付きコンパクト蛍光ランプが4灯取り付けられている。この均一拡散光源10の輝度は略6000cd/mであり、中心部と周辺部の輝度差は5%以下で均一となっている。
均一拡散光源10は、光源サイズ変更手段20を備える。光源サイズ変更手段20は、異なる大きさの投光孔(絞り)22が形成された複数のアパーチャーパネル24、24の中から、所定の大きさの投光孔22を有するアパーチャーパネル24を選択して均一拡散光源10の前面に装着して、均一拡散光源10の光源直径、即ち、光源幅を変更する。
アパーチャーパネル24に形成された投光孔22は、光学系の絞りとして作用する。即ち、光源サイズ変更手段20がアパーチャーパネル24を交換することによって均一拡散光源10の光源幅が変更される。
均一拡散光源10の光源幅(光源直径)は、画像表示手段26から見た投光孔22(換言すれば、光源)の円錐角α°Φで表される。本実施形態においては、円錐角α°Φが1°Φおよび3°Φとなるように設定された投光孔22a、22bが形成された2つのアパーチャーパネル24a、24bが用いられる。
測定用光学系12は、表示面サンプルである反射防止フィルム28の交換駆動手段30を有すると共に、画像表示手段26の表示面(反射防止フィルム)28での均一拡散光源10からの反射光を生成する。交換駆動手段30は、測定位置にある反射防止フィルム28を自動的に交換して検出手段14による反射光輝度の測定に供する。
検出手段14は、反射防止フィルム28における均一拡散光源10の反射光輝度を検出する輝度計であり、画像表示手段26の法線VLに対して均一拡散光源10とは逆方向に15°傾けられ、画像表示手段26の反射防止フィルム28から50cm離間した均一拡散光源10と対照の位置に配置されている。検出手段14の焦点は、反射防止フィルム28の均一拡散光源10の反射映像に合わされている。検出手段14の測定角は、例えば、0.2°であり、反射防止フィルム28における均一拡散光源10の反射光のピーク輝度を測定する。
尚、反射光輝度は、均一拡散光源10の光源幅(円錐角α°Φ)によって異なるので、円錐角α°Φの均一拡散光源10の反射光輝度を、これ以降、鏡面反射輝度係数SR(α°)により表示する。本実施形態では、円錐角1°Φおよび3°Φの均一拡散光源10を用いるので、反射光輝度は、それぞれ鏡面反射輝度係数SR(1°)、SR(3°)と表される。
変化比率演算手段16では、円錐角α°Φ、およびβ°Φの2つの均一拡散光源10の光が反射防止フィルム28で反射された光に対し検出手段14で検出・生成された2つの鏡面反射輝度係数SR(α°)、SR(β°)から鏡面反射輝度係数変化比率A(輝度変化比率と同等であり、以降は輝度変化比率Aとする)を算出しており、中央演算処理装置、記憶装置などを備えるコンピュータ装置である。SR(α°)はSR(α°)={Lr(α°)-E(α°)・qoff}/Lo(α°)で表され、Lr(α°)は光源の反射のピーク輝度、E(α°)はディスプレイの画面法線照度、Lo(α°)は光源の輝度、qoffはディスプレイOFF状態における拡散反射輝度係数である(窪田 悟著 「液晶ディスプレイの生態学」(財)労働科学研究所出版部 第2部参照)。変化比率演算手段16は、下記の式(1)で定義される演算式に基づいて、光源幅の異なる2つの均一拡散光源10により反射防止フィルム28で生成される鏡面反射輝度係数SR(α°)およびSR(β°)から輝度変化比率Aを算出する。
A={SR(α°)-SR(β°)}/[{SR(α°)+SR(β°)}/2] ・・・・(1)
防眩性演算手段18は、変化比率演算手段16によって求められた輝度変化比率Aから、該輝度変化比率Aに対応する防眩性規定値AGを特定する演算装置であり、中央演算処理装置、記憶装置などを備えるコンピュータ装置である。輝度変化比率Aと防眩性規定値AGとの対応は、予め設定された防眩性規定値AGを持つ基準表示面サンプル28Aの鏡面反射輝度係数SR(α°)およびSR(β°)を測定して求められる輝度変化比率Aと、防眩性規定値AGとの相関関係式により定義される。
具体的には、防眩性規定値AGが−7から+3までの11種類の基準表示面サンプル28Aを準備し、円錐角1°Φ、および3°Φの2つの均一拡散光源10により基準表示面サンプル28Aで生成される反射光の輝度を検出手段14で検出して鏡面反射輝度係数SR(1°)、SR(3°)を測定する。そして、式(1)に示す演算式に基づいて輝度変化比率Aを演算により求め、予め知られている防眩性規定値AG(−7から+3まで)と対比する。
図2は、上記の手順により求められた防眩性規定値AG、鏡面反射輝度係数SR(1°)、鏡面反射輝度係数SR(3°)、および輝度変化比率Aの関係を示す表であり、図3は表2に示す防眩性規定値AGと輝度変化比率Aとの関係をグラフ化した図である。このグラフから逆算して防眩性規定値AGと輝度変化比率Aとの相関関係式を求めると、式(2)のようになる。
AG=2.6507A+1.5067A−6.7154 ・・・(2)
但し、R=0.9912 (Rは相関係数を表す。)
防眩性演算手段18の記憶装置には、式(2)に基づいて輝度変化比率Aから防眩性規定値AGを求めるアルゴリズムが記憶されていて、変化比率演算手段16によって求められた輝度変化比率Aから、これに対応する防眩性規定値AGを演算により求める。
尚、上記の実施形態においては、円錐角1°Φ、および3°Φの均一拡散光源10を用いて鏡面反射輝度係数SR(1°)、SR(3°)を測定したが、円錐角は1°Φ、3°Φに限定されるものではなく、任意の円錐角α°の均一拡散光源10を用いてもよい。均一拡散光源10の円錐角(光源幅)α°を1°Φ、3°Φとしたのは、円錐角α°が小さな領域において測定される2つの鏡面反射輝度係数SR(α°)の差が、円錐角α°が大きい領域で測定される2つの鏡面反射輝度係数SR(α°)の差より大きい傾向があり、従って、測定精度を高められるからである。
上記の防眩性評価装置100を用いて評価対象表示面サンプル(反射防止フィルム28)の防眩性評価値AGを求める実施例について説明する。
先ず、厚み1mm、大きさ76×52mmのガラス板を26枚用意し、裏表に偏光板をクロスニコル形態に貼りあわせたものを作成する。そして、様々の防眩性を有する26種類の評価対象反射防止フィルム28を用意してガラス板加工偏光板の片面に貼り付けて評価対象表示面サンプルを準備する。
図1に示すように、光源サイズ変更手段20により、円錐角1°となる投光孔22aが形成されたアパーチャーパネル24aを均一拡散光源10の前面に装着して、円錐角1°の均一拡散光源10を得る。また同時に、交換駆動手段30を作動させて、1枚目の評価対象表示面サンプル(評価対象反射防止フィルム28)を測定位置に配置する。
反射防止フィルム28における円錐角1°の均一拡散光源10の鏡面反射輝度係数SR(1°)を検出手段14により測定する。尚、検出手段14としては、株式会社トプコン製のBM−5Aを用い、測定視野0.2°で測定した。
次いで、光源サイズ変更手段20により、円錐角3°となる投光孔22bが形成されたアパーチャーパネル24bを均一拡散光源10の前面に装着して、反射防止フィルム28における円錐角3°の均一拡散光源10の鏡面反射輝度係数SR(3°)を検出手段14により測定する。
変化比率演算手段16は、このようにした得られた2つの鏡面反射輝度係数SR(1°)、SR(3°)から、式(1)に従って輝度変化比率Aを算出する。そして防眩性演算手段18は、変化比率演算手段16によって求められた輝度変化比率Aから、該輝度変化比率Aに対応する防眩性規定値AGを特定して、1枚目の評価対象反射防止フィルム28の防眩性評価値AGVを求める。
次いで、交換駆動手段30を再び作動させて、2枚目の評価対象表示面サンプル(評価対象反射防止フィルム28)を測定位置に配置すると共に、光源サイズ変更手段20によりアパーチャーパネル24を交換して円錐角1°の均一拡散光源10に変更し、1枚目の評価対象反射防止フィルム28と同様に2つの鏡面反射輝度係数SR(1°)、SR(3°)を測定する。そして、変化比率演算手段16および防眩性演算手段18により、2枚目の評価対象反射防止フィルム28の輝度変化比率Aおよび該輝度変化比率Aに対応する防眩性評価値AGVを求める。
以後、同様にして26種類の評価対象反射防止フィルム28の輝度変化比率Aと、防眩性評価値AGVを求めた。
一方、26種類の同一の評価対象反射防止フィルム28に対して、従来の官能評価方法に従って官能評価値を求めた。官能評価は、約2m離れたむき出しの天井蛍光灯管(見込み角略1°)を評価対象反射防止フィルム28の面にほぼ垂直の角度で映り込ませ、目視にて蛍光灯管の映りこみ像のボケ方の程度で−7(くっきり映り込む)〜+3(輪郭が全くわからない)の等級付けを行った。尚、官能評価は、評価者の個人差を考慮して複数の評価者により評価した。
防眩性評価装置100によって得られた鏡面反射輝度係数SR(1°)、SR(3°)、輝度変化比率A、防眩性評価値AGVと、従来の官能評価方法によって得られた官能評価値(評価値の幅で示す)とを纏めて図4に示す。
図4に示すように、防眩性評価装置100による防眩性評価値AGVと、従来の官能評価方法による官能評価値とは極めてよく一致しており、防眩性評価装置100による評価方法が有効であることが実証された。
本実施形態の防眩性評価装置100によれば、光源幅を変更可能の均一拡散光源10と、表示面サンプル28での一定角反射光を生成する測定用光学系12と、鏡面反射輝度係数SR(α°)を検出する検出手段14と、表示面サンプル28に対して少なくとも2つの光源幅により生成される鏡面反射輝度係数SR(α°)から輝度変化比率Aを算出する変化比率演算手段16と、輝度変化比率Aに対する防眩性規定値AGを特定する防眩性演算手段18とを備え、均一拡散光源10の少なくとも2つの光源幅により生成される評価対象表示面サンプル28での鏡面反射輝度係数SR(α°)から輝度変化比率Aを算出し、該輝度変化比率Aに基づいて防眩性評価値AGVを特定するようにしたので、反射防止フィルム28の防眩性評価を評価者の個人差や評価環境の影響などを排除し、迅速かつ高精度で定量評価することができる。
また、本発明に係る防眩性評価基準設定方法によれば、予め設定された防眩性規定値AGを持つ複数の基準表示面サンプル28Aに対して、均一拡散光源10の少なくとも2つの光源幅により生成される鏡面反射輝度係数SR(α°)から輝度変化比率Aを算出し、基準表示面サンプル28Aの防眩性規定値AGと輝度変化比率Aとの関係式を評価用関係式としたので、防眩性規定値AGと輝度変化比率Aとの関係を高精度で関連付けることができ、これにより輝度変化比率Aから防眩性評価値AGVを精度よく求めることができる。
また、本発明に係る防眩性評価方法によれば、均一拡散光源10の少なくとも2つの光源幅により生成される評価対象表示面サンプル28での鏡面反射輝度係数SR(α°)から輝度変化比率Aを算出し、該輝度変化比率Aに基づいて評価用関係式から防眩性評価値AGVを特定するようにしたので、評価対象表示面サンプル28の輝度変化比率Aを測定することにより防眩性評価値AGVを定量値として高精度で求めることができる。
尚、本発明は、前述した実施形態及び実施例に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
本発明の実施形態である防眩性評価装置の構成図である。 基準表示面サンプルの防眩性規定値AG、鏡面反射輝度係数SR(1°)、鏡面反射輝度係数SR(3°)、および輝度変化比率Aの関係を示す表である。 図2における基準表示面サンプルの防眩性規定値AGと輝度変化比率Aとの関係を示すグラフである。 評価対象表示面サンプルの鏡面反射輝度係数SR(1°)、鏡面反射輝度係数SR(3°)、輝度変化比率A、輝度変化比率Aから求めた防眩性評価値AGVと、官能試験による官能評価値の関係を示す表である。
符号の説明
10 均一拡散光源
12 測定用光学系
14 検出手段
16 変化比率演算手段
18 防眩性演算手段
20 光源サイズ変更手段
22 投光孔(絞り)
26 画像表示手段
28 反射防止フィルム(表示面サンプル)
28A 基準表示面サンプル
30 交換駆動手段
100 防眩性評価装置
A 鏡面反射輝度係数変化比率(輝度変化率)
AG 防眩性規定値
AGV 防眩性評価値
SR(α°) 鏡面反射輝度係数
α° 円錐角(光源幅)
Lr(α°) 光源の反射のピーク輝度
E(α°) ディスプレイの画面法線照度
Lo(α°) 光源の輝度
qoff ディスプレイOFF状態における拡散反射輝度係数

Claims (5)

  1. 画像表示手段の防眩性評価装置において、
    光源幅を変更可能の均一拡散光源と、
    前記画像表示手段の表示面サンプルでの前記均一拡散光源からの予め設定した一定角反射光を生成する測定用光学系と、
    前記光学系での反射光輝度を検出する検出手段と、
    前記表示面サンプルに対して前記均一拡散光源の少なくとも2つの光源幅により生成される反射光輝度から輝度変化比率を算出する変化比率演算手段と、
    予め設定された防眩性規定値を持つ複数基準表示面サンプルでの該防眩性規定値と変化比率との関係式に基づいて前記変化比率演算手段で演算された前記表示面サンプルでの輝度変化比率に対する防眩性規定値を特定する防眩性演算手段と、
    を備える防眩性評価装置。
  2. 前記均一拡散光源が光源直径を変更する絞りを有する光源サイズ変更手段を備える請求項1に記載の防眩性評価装置。
  3. 前記測定用光学系が前記表示面サンプルの交換駆動手段を有し、前記防眩性演算手段による防眩性規定値を特定終了時に次の表示面サンプルへ交換を実施する請求項1又は2に記載の防眩性評価装置。
  4. 画像表示手段の防眩性評価基準設定方法であって、
    前記画像表示手段の表示面での均一拡散光源からの予め設定した一定角反射光を生成する測定用光学系により、予め設定された防眩性規定値を持つ複数の基準表示面サンプルでの反射光を生成し、
    前記均一拡散光源の少なくとも2つの光源幅により生成される前記基準表示面サンプルでの反射光輝度から変化比率演算手段により輝度変化比率を算出し、
    前記基準表示面サンプルそれぞれで設定された防眩性規定値と変化比率の測定値との関係式を評価用関係式とする防眩性評価基準設定方法。
  5. 請求項4記載の防眩性評価基準設定方法を利用する画像表示手段の防眩性評価方法であって、
    前記測定用光学系により、評価対象表示面サンプルでの反射光を生成し、
    前記均一拡散光源の少なくとも2つの光源幅により生成される前記評価対象表示面サンプルでの反射光輝度から変化比率演算手段により輝度変化比率を算出し、
    算出した輝度変化比率を前記評価用関係式に入れて防眩性評価値を特定する防眩性評価方法。
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