JP5223478B2 - Scattering characteristic evaluation equipment - Google Patents
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Description
本発明は、評価対象試料の光の透過散乱特性を評価する散乱特性評価装置に関し、特に透明フィルムや透明フィルタや透明膜や透明板等を通して画像を見た場合における画像のにじみや鮮明さを評価するための散乱特性評価装置に関する。 The present invention relates to a scattering characteristic evaluation apparatus for evaluating light transmission / scattering characteristics of a sample to be evaluated, and in particular, to evaluate image blur and sharpness when an image is viewed through a transparent film, a transparent filter, a transparent film, a transparent plate, or the like. The present invention relates to an apparatus for evaluating scattering characteristics.
携帯電話等の液晶表示装置の前面には、板状体の液晶保護フィルム（評価対象試料）が配置されている。このような液晶保護フィルムによって、液晶表示装置の表面での反射を防止したり、液晶表示装置の表面に傷がつくことを防止したりしている。ところで、液晶保護フィルムは、液晶表示装置の前面に配置されるため、後方（観察者と反対側）から画像表示光が入射することにより、その内部を通過させて前方に（観察者へ）画像表示光を出射することになる。このとき、液晶保護フィルムの後方から入射した画像表示光は、液晶保護フィルムの内部を通過することによって、進行方向を維持したまま通過するだけでなく、液晶保護フィルムの内部における様々な要因によって液晶保護フィルムから散乱して出射する。
よって、液晶保護フィルム中を通過する際に散乱した散乱光が、どの方向にどれくらいの光強度を有するかという透過散乱特性を評価することは、観察者が液晶保護フィルムを通して液晶表示装置の画像を見た場合における画像のにじみや鮮明さの指標となる。そこで、このような液晶保護フィルムの光の透過散乱特性を評価することは、現在、熟練者による目視によって行われている。
しかしながら、液晶保護フィルムの光の透過散乱特性の評価を目視によって行う場合、評価者（熟練者）によって透過散乱特性の評価が異なることが生じるため、客観的かつ定量的な評価をすることができないという問題点がある。
A plate-shaped liquid crystal protective film (evaluation target sample) is disposed on the front surface of a liquid crystal display device such as a cellular phone. Such a liquid crystal protective film prevents reflection on the surface of the liquid crystal display device or prevents the surface of the liquid crystal display device from being damaged. By the way, since the liquid crystal protective film is disposed on the front surface of the liquid crystal display device, when the image display light is incident from behind (opposite to the observer), the liquid crystal protective film is passed through the inside and forward (to the observer). Display light is emitted. At this time, the image display light incident from the rear of the liquid crystal protective film passes through the liquid crystal protective film while maintaining the traveling direction, and the liquid crystal depends on various factors inside the liquid crystal protective film. Scattered from the protective film.
Therefore, evaluating the transmission and scattering characteristics of how much light intensity the scattered light scattered when passing through the liquid crystal protective film has in what direction is that the observer can view the image of the liquid crystal display device through the liquid crystal protective film. This is an index of image blur and clarity when viewed. Therefore, evaluation of light transmission / scattering characteristics of such a liquid crystal protective film is currently performed by visual observation by a skilled person.
However, when the light transmission / scattering characteristics of the liquid crystal protective film are visually evaluated, the evaluation of the transmission / scattering characteristics varies depending on the evaluator (skilled person), so that an objective and quantitative evaluation cannot be performed. There is a problem.
また、試料（例えば、半透明フィルム）の光の透過散乱能を評価するものとして、例えば、透過散乱能測定装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。図８は、透過散乱能測定装置の構成を示す図である。
透過散乱能測定装置３０は、測定対象である半透明フィルムＦにレーザ光源１からレーザ光（平行光束）を照射し、半透明フィルムＦ中を通過した透過散乱光を、レーザ光源１の光軸Ｌ上に配置された積分球１１の通過孔（例えば、直径１０ｍｍの円形状）を通して検出器１２に到達させることにより、その光強度Ｅを検出器１２で検出するように構成されている。さらに、半透明フィルムＦと積分球１１との距離が光軸Ｌ方向で変化できるように、半透明フィルムＦを移動させる基台部（駆動機構）１３を備えている。これによって、距離ｄ１（ただし、ｄ1 ＞ｄ2 ）のときに検出された光強度Ｅ１と、距離ｄ２のときに検出された光強度Ｅ２との比率である直進率Ｅ１／Ｅ２を算出している。
ここで、直進率Ｅ１／Ｅ２は、半透明フィルムＦから出射された透過散乱光が、ほとんど散乱されなかった（半透明フィルムＦの光の透過散乱能が小さい）場合には、１に近い数値をとることになるが、半透明フィルムＦの光の透過散乱能が大きくなるほど、小さくなっていく。
したがって、透過散乱能測定装置３０を用いて直進率Ｅ１／Ｅ２を算出することにより、種々の半透明フィルムＦの直進率Ｅ１／Ｅ２を比較して、その結果、半透明フィルムＦの透明性（透過散乱能）が大きいか小さいかを評価している。
Further, as a device for evaluating the light transmission / scattering ability of a sample (for example, a translucent film), for example, a transmission / scattering ability measuring apparatus is disclosed (for example, see Patent Document 1). FIG. 8 is a diagram showing the configuration of the transmission / scattering ability measuring apparatus.
The transmission / scattering ability measuring device 30 irradiates the translucent film F to be measured with laser light (parallel light flux) from the laser light source 1, and transmits the transmitted scattered light that has passed through the translucent film F to the optical axis of the laser light source 1. The light intensity E is detected by the detector 12 by reaching the detector 12 through a passage hole (for example, a circular shape having a diameter of 10 mm) of the integrating sphere 11 arranged on L. Furthermore, the base part (drive mechanism) 13 which moves the translucent film F is provided so that the distance of the translucent film F and the integrating sphere 11 can change in the optical axis L direction. Thus, the straight traveling rate E 1 / which is the ratio of the light intensity E 1 detected at the distance d 1 (where d 1 > d 2 ) and the light intensity E 2 detected at the distance d 2. and it calculates the E 2.
Here, the straight traveling rate E 1 / E 2 is 1 when the transmitted and scattered light emitted from the translucent film F is hardly scattered (the translucency of the translucent film F is small). Although a close numerical value will be taken, it will become so small that the translucency of the light of the translucent film F becomes large.
Therefore, by calculating the straight ratio E 1 / E 2 with a transmission scattering power measuring device 30, by comparing the straight ratio E 1 / E 2 of various translucent film F, as a result, the semi-transparent film F It is evaluated whether the transparency (transmission scattering ability) is large or small.
しかしながら、透過散乱能測定装置３０では、直進率Ｅ１／Ｅ２を算出しており、そのため、半透明フィルムＦ中を通過する際に散乱した散乱光が、どの方向にどれくらいの光強度Ｅｉを有するかという評価をすることができなかった。つまり、観察者が半透明フィルムＦを通して画像を見た場合における画像のにじみや鮮明さを評価するための光軸Ｌ近傍における微小角度おきの散乱光強度の分布を捉えることは不可能であった。 However, the transmission scattering ability measuring device 30 calculates the straight traveling rate E 1 / E 2 , and therefore, the scattered light scattered when passing through the translucent film F has a light intensity E i in which direction and how much. It was not possible to evaluate whether or not That is, when the observer views the image through the translucent film F, it is impossible to capture the distribution of the scattered light intensity at every minute angle in the vicinity of the optical axis L for evaluating the blur and the sharpness of the image. .
そこで、半透明フィルムＦの光の透過散乱能を評価する他の一例として、光軸Ｌに対して様々な角度θとなる位置に検出器１５を、一点Ｏを中心とした円周方向に移動させることができる駆動機構（図示せず）を備える透過散乱能測定装置がある。図９は、透過散乱能測定装置の構成の他の一例を示す図である。
透過散乱能測定装置４０は、半透明フィルムＦにレーザ光源１からレーザ光を照射して、半透明フィルムＦから出射した散乱光Ｌ１を集光レンズ１４によって、光軸Ｌに対して角度θ１となる位置に配置された検出器１５の受光面に到達させることにより、その光強度Ｅ１を検出器１５で検出するように構成されている。これにより、角度θ１となる位置に配置されたときに検出された光強度Ｅ１や、角度θ2（ただし、θ１ ≠θ2 ）となる位置に配置されたときに検出された光強度Ｅ２を検出している。すなわち、半透明フィルムＦ中を通過する際に散乱した散乱光が、どの方向（光軸Ｌに対する散乱角度θｉ）にどれくらいの光強度Ｅｉを有するかという透過散乱特性を評価している。
The transmission / scattering ability measuring apparatus 40 irradiates the semi-transparent film F with laser light from the laser light source 1, and the scattered light L 1 emitted from the semi-transparent film F is angled with respect to the optical axis L by the condenser lens 14. by reaching the light receiving surface of the deployed detectors 15 to 1 and a position, and is configured to detect by the detector 15 to the light intensity E 1. As a result, the light intensity E 1 detected when it is arranged at the position where the angle θ 1 is located, and the light intensity detected when it is arranged at the position where the angle θ 2 is (where θ 1 ≠ θ 2 ). and it detects the E 2. That is, the transmission / scattering characteristic of how much light intensity E i the scattered light scattered when passing through the translucent film F has in which direction (scattering angle θ i with respect to the optical axis L) is evaluated.
しかしながら、透過散乱能測定装置４０では、駆動機構によって検出器１５を移動させて、測定を行わなければならず、測定に時間がかかった。また空間分解能を高くするには精密な機構が必要となるので、透過散乱能測定装置４０でも、観察者が半透明フィルムＦを通して画像を見た場合における画像のにじみや鮮明さを評価するための光軸Ｌ近傍における微小角度おきの散乱光強度の分布を捉えることは容易にはできなかった。 However, in the transmission / scattering ability measuring apparatus 40, it is necessary to move the detector 15 by the driving mechanism to perform the measurement, and the measurement takes time. In addition, since a precise mechanism is required to increase the spatial resolution, the transmission / scattering capacity measuring device 40 is also used to evaluate the blur and sharpness of the image when the observer views the image through the translucent film F. It was not easy to capture the distribution of scattered light intensity at minute angles near the optical axis L.
ところで、透過散乱能測定装置４０では、板状体の半透明フィルムＦの表面に光軸Ｌが垂直（９０°）となるように照射されたレーザ光が、半透明フィルムＦ中を通過することにより散乱光となり、その散乱光が、どの方向にどれくらいの光強度Ｅｉを有するかという評価を行っている。しかし、例えば、携帯電話等の液晶表示装置の前面に用いられる液晶保護フィルムは、後方から画像表示光が入射することにより、その内部を通過させて前方に画像表示光を出射するが、このとき、液晶保護フィルムの後方から入射する全ての画像表示光は、必ずしも液晶保護フィルムの表面に垂直となるように照射されるものではない。例えば、液晶保護フィルムの表面に対して７５°の方向から照射された画像表示光もあれば、液晶保護フィルムの表面に対して６０°の方向から照射された画像表示光もある。つまり、観察者が半透明フィルムＦを通して画像を見た場合における画像のにじみや鮮明さを評価するためには、半透明フィルムＦの表面に光軸Ｌが垂直とならない方向（例えば、７５°、６０°、４５°）から照射されたレーザ光が、半透明フィルムＦ中を通過することにより散乱光となり、その散乱光が、どの方向にどれくらいの光強度Ｅｉを有するかという評価をすることができることが好ましい。しかしながら、透過散乱能測定装置４０では、半透明フィルムＦの表面に光軸Ｌが垂直（９０°）となるように常に照射されるように構成されているため、このような評価を行うことができなかった。 By the way, in the transmission / scattering ability measuring device 40, the laser beam irradiated so that the optical axis L is perpendicular (90 °) to the surface of the translucent film F which is a plate-like body passes through the translucent film F. Therefore, it is evaluated whether the scattered light has a light intensity E i in which direction. However, for example, a liquid crystal protective film used on the front surface of a liquid crystal display device such as a mobile phone emits image display light forward through the inside when image display light is incident from behind. All the image display light incident from behind the liquid crystal protective film is not necessarily irradiated so as to be perpendicular to the surface of the liquid crystal protective film. For example, there is image display light irradiated from a direction of 75 ° with respect to the surface of the liquid crystal protective film, and image display light irradiated from a direction of 60 ° with respect to the surface of the liquid crystal protective film. That is, in order to evaluate the blur and clarity of the image when the observer views the image through the translucent film F, the direction in which the optical axis L is not perpendicular to the surface of the translucent film F (for example, 75 °, The laser light emitted from 60 °, 45 °) passes through the semi-transparent film F to become scattered light, and evaluates how much light intensity E i the scattered light has in which direction. It is preferable that However, since the transmission / scattering ability measuring apparatus 40 is configured to always irradiate the surface of the translucent film F so that the optical axis L is vertical (90 °), such an evaluation can be performed. could not.
そこで、半透明フィルム等の評価対象試料の表面に光軸が垂直とならないあらゆる方向からも光束を照射することができるように調整でき、かつ、その光束が評価対象試料中を通過することにより散乱光となり、その散乱光における微小角度おきの散乱光強度の分布を捉えることができる散乱特性評価装置を提供することを目的とする。 Therefore, adjustment can be made so that the light beam can be irradiated from any direction where the optical axis is not perpendicular to the surface of the sample to be evaluated, such as a translucent film, and the light beam is scattered by passing through the sample to be evaluated. An object of the present invention is to provide a scattering characteristic evaluation apparatus that can detect the distribution of scattered light intensity at every minute angle in the scattered light.
上記課題を解決するためになされた本発明の散乱特性評価装置は、光束を照射する光源と、複数個の検出素子を配置してなる検出器と、前記光源の光軸上に、板状体の評価対象試料を保持する保持部と、前記評価対象試料で散乱された散乱光を検出器に集光する集光レンズと、前記検出器の検出素子毎の出力に基づいて、前記評価対象試料の光の透過散乱特性を評価する評価部とを備え、前記評価対象試料に光束を照射し、前記前記評価対象試料を透過しつつ散乱される散乱光の前記光軸近傍における散乱光強度の角度分布を測定する散乱特性評価装置であって、前記保持部は、前記光軸に対する評価対象試料の表面の角度Ψを調整可能とする角度調整機構を備え、前記集光レンズは、前記光軸上に設定された測定点から出射される散乱光を検出器に導き、前記評価部は、前記測定点を中心とした球を想定して、前記検出素子の受光面に導かれた光が球を通過した通過面積と、前記検出素子が検出した光強度とを用いて、前記球における単位面積での散乱光強度を算出して、前記球における通過面積の位置を用いて、散乱角度θを決定し、決定した各散乱角度θを含む角度範囲における散乱光強度の分布に基づいて、前記光軸に対して表面を角度Ψとしたときの評価対象試料の光の透過散乱特性を評価するようにしている。 In order to solve the above problems, the scattering characteristic evaluation apparatus of the present invention includes a light source for irradiating a light beam, a detector having a plurality of detection elements, and a plate-like body on the optical axis of the light source. The evaluation target sample based on the output of each holding element, a condenser lens for condensing the scattered light scattered by the evaluation target sample on the detector, and a detection element of the detector And an evaluation unit that evaluates the transmission / scattering characteristics of the light, and the angle of the scattered light intensity in the vicinity of the optical axis of the scattered light that is scattered while irradiating the evaluation target sample with a light beam and passing through the evaluation target sample a distributed scattering characteristic evaluation apparatus you measure, the retaining portion comprises an angle adjustment mechanism that can adjust the angle Ψ of the surface to be evaluated samples with respect to the optical axis, the condenser lens, the optical axis Scattered light emitted from the measurement point set above Guided on the outlet device, wherein the evaluation unit assumes the sphere around the measurement point, the passing area the light passes through the sphere was guided to the light receiving surface of the detecting element, the light which the detecting device detects The scattered light intensity in a unit area in the sphere is calculated using the intensity, the scattering angle θ is determined using the position of the passing area in the sphere, and the angle range including each determined scattering angle θ is calculated. Based on the distribution of scattered light intensity, the light transmission / scattering characteristics of the sample to be evaluated when the surface is at an angle Ψ with respect to the optical axis are evaluated.
ここで、「評価対象試料」は、板状体であればよく、例えば、透明フィルム、半透明フィルム、透明フィルタ、半透明フィルタ、透明膜、半透明膜、透明板、半透明板、液晶保護フィルム等が挙げられる。
本発明の散乱特性評価装置によれば、角度調整機構は、光軸に対する評価対象試料の表面の角度Ψを調整可能とする。また、検出器は、複数個の検出素子が配置されている。そして、光軸に対する評価対象試料の表面の角度Ψを調整した後で、複数個の検出素子が光強度をそれぞれ検出する。これにより、評価部は、光軸に対して表面を角度Ψとしたときの評価対象試料の光の透過散乱特性を評価する。
Here, the “evaluation target sample” may be a plate-like body, for example, a transparent film, a translucent film, a transparent filter, a translucent filter, a transparent film, a translucent film, a transparent board, a translucent board, and liquid crystal protection. A film etc. are mentioned.
According to the scattering characteristic evaluation apparatus of the present invention, the angle adjustment mechanism can adjust the angle Ψ of the surface of the sample to be evaluated with respect to the optical axis. The detector has a plurality of detection elements. Then, after adjusting the angle Ψ of the surface of the sample to be evaluated with respect to the optical axis, the plurality of detection elements respectively detect the light intensity. Thereby, an evaluation part evaluates the transmission scattering characteristic of the light of an evaluation object sample when the surface is made into angle Ψ with respect to an optical axis.
以上のように、本発明の散乱特性評価装置によれば、評価対象試料に光軸が垂直とならないあらゆる方向からも光束を照射することができるように調整でき、かつ、その光束が評価対象試料中を通過することにより散乱光となり、その散乱光における微小角度おきの散乱光強度の分布を捉えることができる。
また、散乱光強度の分布を測定する際に、検出器を移動させることがないので、測定誤差が生じることもない。
As described above, according to the scattering characteristic evaluation apparatus of the present invention, the evaluation target sample can be adjusted so that the light beam can be irradiated from any direction where the optical axis is not vertical, and the light beam is the evaluation target sample. By passing through the inside, it becomes scattered light, and it is possible to capture the distribution of scattered light intensity at every minute angle in the scattered light.
Further, since the detector is not moved when measuring the distribution of scattered light intensity, no measurement error occurs.
（その他の課題を解決するための手段及び効果）
また、上記発明において、前記角度調整機構は、前記光軸と垂直となる回転軸を有し、前記回転軸を中心として評価対象試料を回転移動可能とするようにしてもよい。
本発明の散乱特性評価装置によれば、回転軸と平行となるように評価対象試料の表面を配置すれば、光軸に対する評価対象試料の表面の角度Ψを容易に調整することができる。
また、上記発明において、前記角度調整機構を制御する保持部制御部を備え、前記保持部制御部は、前記光軸に対する評価対象試料の表面の角度Ψを設定角度ψに回転移動させるようにしてもよい。
本発明の散乱特性評価装置によれば、保持部制御部によって角度調整機構を制御するので、光軸に対する評価対象試料の表面の角度Ψを正確に調整することができる。
(Means and effects for solving other problems)
In the invention described above, the angle adjustment mechanism may have a rotation axis that is perpendicular to the optical axis, and the sample to be evaluated can be rotationally moved about the rotation axis.
According to the scattering characteristic evaluation apparatus of the present invention, if the surface of the sample to be evaluated is arranged so as to be parallel to the rotation axis, the angle Ψ of the surface of the sample to be evaluated with respect to the optical axis can be easily adjusted.
Further, in the above invention, a holding unit control unit that controls the angle adjusting mechanism is provided, and the holding unit control unit is configured to rotate and move the angle ψ of the surface of the sample to be evaluated with respect to the optical axis to a set angle ψ. Also good.
According to the scattering characteristic evaluation apparatus of the present invention, since the angle adjustment mechanism is controlled by the holding unit control unit, the angle Ψ of the surface of the sample to be evaluated with respect to the optical axis can be accurately adjusted.
また、上記発明において、前記設定角度Ψは、第一設定角度ψ１と第二設定角度ψ２とを少なくとも含み、前記保持部制御部は、前記評価対象試料の表面の角度Ψを第一設定角度ψ１に回転移動させることにより、前記検出器の検出素子毎の出力を得て、その後、前記保持部制御部は、前記評価対象試料の表面の角度Ψを第二設定角度ψ２に回転移動させることにより、前記検出器の検出素子毎の出力を得るようにしてもよい。
本発明の散乱特性評価装置によれば、保持部制御部によって、評価対象試料の表面の角度Ψを、第一設定角度ψ１と第二設定角度ψ２としたときの検出器の検出素子毎の出力を自動的に得ることができる。
In the above invention, the set angle ψ includes at least a first set angle ψ 1 and a second set angle ψ 2, and the holding unit control unit first sets the angle ψ of the surface of the sample to be evaluated. By rotating and moving to an angle ψ 1 , an output for each detection element of the detector is obtained, and then the holding unit controller rotates the angle ψ of the surface of the sample to be evaluated to a second set angle ψ 2 You may make it obtain the output for every detection element of the said detector by moving.
According to the scattering characteristic evaluation apparatus of the present invention, each detector element of the detector when the angle ψ of the surface of the sample to be evaluated is set to the first set angle ψ 1 and the second set angle ψ 2 by the holding unit control unit. You can get the output of automatically.
また、上記発明において、前記検出器は、互いに異なる半径を持つリング状の受光面を持つ検出素子を、前記光軸上の一点を中心とするように同心円状に配置してなるようにしてもよい。
ここで、検出素子の「中心」とは、リング状の中心のことをいい、よって、リング状の半径とは、その中心からの距離のことをいう。そして、「リング状」とは、代表的には中心角が３６０°であるリング状や、中心角が１８０°である半リング状や、中心角が９０°である１／４リング状のことをいうが、原理的には中心角は何度であってもよいので、それらも含まれる。
本発明の散乱特性評価装置によれば、検出器は、互いに半径が異なるリング状の受光面を有する複数個の検出素子の中心が、同心円状かつ光軸上に配置されている。そして、複数個の検出素子が光強度をそれぞれ検出する。これにより、複数個の検出素子がそれぞれ検出した光強度を得ると、評価部は、光軸に対して表面を角度Ψとしたときの評価対象試料の光の透過散乱特性を評価する。
Further, in the above invention, the detector may be configured such that detection elements having ring-shaped light receiving surfaces having different radii are arranged concentrically so as to center on one point on the optical axis. Good.
Here, the “center” of the detection element refers to the ring-shaped center, and thus the ring-shaped radius refers to the distance from the center. The “ring shape” is typically a ring shape with a central angle of 360 °, a semi-ring shape with a central angle of 180 °, or a ¼ ring shape with a central angle of 90 °. However, in principle, the central angle may be any number of times, and these are also included.
According to the scattering characteristic evaluation apparatus of the present invention, the center of a plurality of detection elements having ring-shaped light receiving surfaces having different radii is arranged concentrically on the optical axis. The plurality of detection elements detect the light intensity. Thus, when the light intensities detected by the plurality of detection elements are obtained, the evaluation unit evaluates the light transmission / scattering characteristics of the sample to be evaluated when the surface is at an angle Ψ with respect to the optical axis.
また、上記発明において、前記集光レンズは、前記光軸上に設定された測定点から出射される散乱光を検出器に導き、前記評価部は、前記測定点を中心とした球を想定して、前記検出素子の受光面に導かれた光が球を通過した通過面積と、前記検出素子が検出した光強度とを用いて、前記球における単位面積での散乱光強度を算出して、前記球における通過面積の位置を用いて、散乱角度θを決定し、決定した各散乱角度θを含む角度範囲における散乱光強度の分布に基づいて、前記光軸に対して表面を角度Ψとしたときの評価対象試料の光の透過散乱特性を評価するようにしてもよい。
ここで、「測定点」とは、光軸上に設定される任意の一点のことをいい、例えば、評価対象試料の内部を通過する光軸の始点と終点との中点や、光軸と回転軸とが交差した点が、測定点となるように設定される。
本発明の散乱特性評価装置によれば、測定点から出射される散乱光を集光レンズが検出器に導く。そして、複数個の検出素子は、測定点からの光強度をそれぞれ検出する。
複数個の検出素子がそれぞれ検出した光強度を得ると、評価部は、複数個の検出素子がそれぞれ検出した光強度を変換することで、光軸に対して表面を角度Ψとしたときの評価対象試料の光の透過散乱特性を評価する。つまり、複数個の検出素子がそれぞれ検出した光強度のそのままの値では、散乱光がどの方向にどれくらいの光強度を有するかということを一見して捉えることができないので、複数個の検出素子がそれぞれ検出した光強度から、散乱光がどの方向にどれくらいの光強度を有するかということを一見して捉えることができるものに変換することになる。
具体的には、まず、測定点を中心とした球を想定する。すなわち、測定点から等距離となる位置を作成するための基準となる基準球を作成する。
次に、検出素子の受光面に導かれた光が球を通過した通過面積と、検出素子が検出した光強度とを用いて、球における単位面積（単位立体角）での散乱光強度を算出する。つまり、測定点から等距離となる単位面積での散乱光強度を得る。なお、通過面積は、集光レンズの焦点距離、検出器の配置、形状、サイズ等の情報からレイトレース等を実施することによって、予め算出して決定されている。
次に、球における通過面積の位置を用いて、散乱角度を決定する。
最後に、決定した各散乱角度を含む角度範囲における散乱光強度の分布に基づいて、光軸に対して表面を角度Ψとしたときの評価対象試料の光の透過散乱特性を評価する。
In the above invention, the condenser lens guides scattered light emitted from a measurement point set on the optical axis to a detector, and the evaluation unit assumes a sphere centered on the measurement point. Then, using the passage area where the light guided to the light receiving surface of the detection element passes through the sphere and the light intensity detected by the detection element, the scattered light intensity in the unit area of the sphere is calculated, The position of the passing area in the sphere is used to determine the scattering angle θ, and based on the distribution of scattered light intensity in the angle range including each determined scattering angle θ, the surface is defined as the angle Ψ relative to the optical axis. You may make it evaluate the light transmission scattering characteristic of the sample for evaluation at the time.
Here, the “measurement point” refers to an arbitrary point set on the optical axis. For example, the midpoint between the start point and the end point of the optical axis passing through the inside of the sample to be evaluated, or the optical axis A point where the rotation axis intersects is set to be a measurement point.
According to the scattering characteristic evaluation apparatus of the present invention, the condensing lens guides the scattered light emitted from the measurement point to the detector. The plurality of detection elements respectively detect the light intensity from the measurement point.
When the light intensity detected by each of the plurality of detection elements is obtained, the evaluation unit converts the light intensity detected by each of the plurality of detection elements, thereby evaluating the surface with an angle Ψ with respect to the optical axis. Evaluate the light transmission and scattering characteristics of the target sample. In other words, it is impossible to grasp at a glance how much light intensity the scattered light has in any direction with the same value of the light intensity detected by each of the plurality of detection elements. Each detected light intensity is converted into one that can be understood at a glance how much light intensity the scattered light has in which direction.
Specifically, first, a sphere centered on the measurement point is assumed. That is, a reference sphere serving as a reference for creating a position that is equidistant from the measurement point is created.
Next, the scattered light intensity in the unit area (unit solid angle) of the sphere is calculated using the passage area where the light guided to the light receiving surface of the detection element passes through the sphere and the light intensity detected by the detection element. To do. That is, the scattered light intensity in a unit area that is equidistant from the measurement point is obtained. The passing area is determined in advance by performing ray tracing or the like from information such as the focal length of the condenser lens, the arrangement, shape, and size of the detector.
Next, the scattering angle is determined using the position of the passage area in the sphere.
Finally, based on the distribution of scattered light intensity in an angle range including each determined scattering angle, the light transmission / scattering characteristics of the sample to be evaluated when the surface is at an angle ψ with respect to the optical axis are evaluated.
また、上記発明において、前記検出器は、Ｉ個（ｉ＝１、２、・・、Ｉ）の検出素子からなり、前記評価部は、前記光軸からｉ番目の検出素子の受光面に導かれた光が球を通過した通過面積Ｓｉと、ｉ番目の検出素子が検出した光強度Ｅｉとを用いて下記式（１）により、前記球における単位面積での散乱光強度Ｃｉを算出して、通過面積Ｓｉ中の一点と測定点とをそれぞれ結んだ線群において、前記線と光軸とがなす角度が最大となる最大角度と、前記線と光軸とがなす角度が最小となる最小角度との平均値である平均角度θｉを算出し、平均角度θｉを光軸に対する散乱角度θｉとして、前記光軸に対する散乱角度θｉでの散乱光強度Ｃｉを決定し、散乱角度θ１から散乱角度θＩまでの角度範囲における散乱光強度Ｃｉの分布に基づいて、前記光軸に対して表面を角度Ψとしたときの評価対象試料の光の透過散乱特性を評価するようにしてもよい。
Ｃｉ＝Ｅｉ／（Ｓｉ×Ｔｉ）・・・（１）
ここで、Ｔｉは、測定点からｉ番目の検出素子の受光面までの光の透過率である。
In the above invention, the detector includes I (i = 1, 2,..., I) detection elements, and the evaluation unit is guided to the light receiving surface of the i-th detection element from the optical axis. The scattered light intensity C i in the unit area of the sphere is expressed by the following equation (1) using the passing area S i through which the light passes through the sphere and the light intensity E i detected by the i-th detection element. In the group of lines connecting the one point in the passage area S i and the measurement point, the maximum angle at which the angle between the line and the optical axis is maximum, and the angle between the line and the optical axis are calculated. calculating an average angle theta i is the mean value of the minimum angle becomes minimum, as the scattering angle theta i the average angle theta i with respect to the optical axis, determines the scattered light intensity C i at scattering angle theta i with respect to the optical axis and, based on the distribution of the scattered light intensity C i in the angular range from the scattering angle theta 1 to the scattering angle theta I There are may be evaluated transmission scattering properties of light to be evaluated samples when the angle Ψ surface with respect to the optical axis.
C i = E i / (S i × T i ) (1)
Here, T i is the transmittance of light from the measurement point to the light receiving surface of the i-th detection element.
ここで、「測定点からｉ番目の検出素子の受光面までの光の透過率」とは、例えば、集光レンズでの反射や吸収や、検出器の受光面での反射等を考慮して決められる数値等のことをいう。
本発明の散乱特性評価装置によれば、まず、測定点を中心とした球を想定する。すなわち、測定点から等距離となる位置を作成するための基準となる基準球を作成する。
次に、ｉ番目の検出素子の受光面に導かれた光が球を通過した通過面積Ｓｉと、ｉ番目の検出素子が検出した光強度Ｅｉとを用いて式（１）により、球における単位面積（単位立体角）での散乱光強度Ｃｉを算出する。つまり、測定点から等距離となる単位面積での散乱光強度Ｃｉを得る。なお、通過面積Ｓｉと透過率Ｔｉとは、集光レンズの焦点距離、検出器の配置、形状、サイズ等の情報からレイトレース等を実施することによって、予め算出して決定されている。
次に、通過面積Ｓｉ中の一点と測定点とをそれぞれ結んだ線群において、線と光軸とがなす角度が最大となる最大角度と、線と光軸とがなす角度が最小となる最小角度との平均値である平均角度θｉを算出する。
次に、平均角度θｉを光軸に対する散乱角度θｉとして、光軸に対する散乱角度θｉでの散乱光強度Ｃｉを決定する。
最後に、散乱角度θ１から散乱角度θＩまでの角度範囲における散乱光強度Ｃｉの分布に基づいて、光軸に対して表面を角度Ψとしたときの評価対象試料の光の透過散乱特性を評価する。例えば、散乱角度θ１から散乱角度θＩまでの角度範囲における散乱光強度Ｃｉの分布を表示装置等に表示したりする。
Here, “the transmittance of light from the measurement point to the light receiving surface of the i-th detection element” refers to, for example, reflection and absorption at the condenser lens, reflection at the light receiving surface of the detector, and the like. This refers to numerical values that can be determined.
According to the scattering characteristic evaluation apparatus of the present invention, first, a sphere centered on the measurement point is assumed. That is, a reference sphere serving as a reference for creating a position that is equidistant from the measurement point is created.
Next, a sphere is obtained by the equation (1) using the passage area S i where the light guided to the light receiving surface of the i th detection element passes through the sphere and the light intensity E i detected by the i th detection element. Scattered light intensity C i in a unit area (unit solid angle) is calculated. That is, the scattered light intensity C i in a unit area that is equidistant from the measurement point is obtained. Note that the passage area S i and the transmittance T i are determined in advance by performing ray tracing or the like from information such as the focal length of the condenser lens, the arrangement, shape, and size of the detector. .
Next, in the group of lines connecting one point in the passage area S i and the measurement point, the maximum angle between the line and the optical axis and the angle between the line and the optical axis become minimum. An average angle θ i that is an average value with the minimum angle is calculated.
Then, as the scattering angle theta i the average angle theta i with respect to the optical axis, to determine the scattered light intensity C i at scattering angle theta i with respect to the optical axis.
Finally, based on the distribution of the scattered light intensity C i in the angle range from the scattering angle θ 1 to the scattering angle θ I , the light transmission scattering characteristics of the sample to be evaluated when the surface is at an angle Ψ with respect to the optical axis. To evaluate. For example, the distribution of the scattered light intensity C i in the angle range from the scattering angle θ 1 to the scattering angle θ I is displayed on a display device or the like.
また、上記発明において、前記光軸と回転軸とは交差し、前記測定点は、前記光軸と回転軸とが交差した点に設定されるようにしてもよい。
本発明の散乱特性評価装置によれば、評価対象試料中に設定した測定点を固定したまま、回転軸によって評価対象試料を回転移動することができる。
In the above invention, the optical axis and the rotation axis may intersect with each other, and the measurement point may be set to a point at which the optical axis and the rotation axis intersect.
According to the scattering characteristic evaluation apparatus of the present invention, it is possible to rotate and move the evaluation target sample by the rotation axis while fixing the measurement point set in the evaluation target sample.
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、以下に説明するような実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様が含まれる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments described below, and includes various modes without departing from the spirit of the present invention.
図１は、本発明にかかる散乱特性評価装置の構成の一例を示す図である。図２は、リングディテクタ（検出器）の構成の一例を示す図である。
散乱特性評価装置１０は、評価対象試料である液晶保護フィルムＦを保持する保持部５と、レーザ光（平行光束）を照射するレーザ光源１と、光強度Ｅｉの分布を検出するリングディテクタ（検出器）２と、測定点Ｏから出射される散乱光をリングディテクタ２に導く集光レンズ４と、光軸Ｌに対して表面を角度Ψとしたときの液晶保護フィルムＦの光の透過散乱特性を評価するコンピュータ（制御部）２０と、マルチプレクサ７と、増幅アンプ８と、Ａ／Ｄ変換器９とにより構成される。
なお、液晶保護フィルムＦは、液晶表示装置の前面に配置されて使用される板状体のものである。散乱特性評価装置１０は、液晶保護フィルムＦが液晶表示装置の前面に配置される前に、観察者が液晶保護フィルムＦを通して画像を見た場合における画像のにじみや鮮明さを評価するものである。
FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a scattering characteristic evaluation apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a configuration of a ring detector (detector).
The scattering characteristic evaluation apparatus 10 includes a holding unit 5 that holds a liquid crystal protective film F that is a sample to be evaluated, a laser light source 1 that emits laser light (parallel light flux), and a ring detector that detects the distribution of light intensity E i. Detector) 2, a condensing lens 4 for guiding scattered light emitted from the measurement point O to the ring detector 2, and transmission scattering of light from the liquid crystal protective film F when the surface is at an angle ψ with respect to the optical axis L. A computer (control unit) 20 that evaluates characteristics, a multiplexer 7, an amplification amplifier 8, and an A / D converter 9 are included.
The liquid crystal protective film F is a plate-like body that is used by being disposed on the front surface of the liquid crystal display device. The scattering characteristic evaluation device 10 is for evaluating blurring and clearness of an image when an observer views an image through the liquid crystal protective film F before the liquid crystal protective film F is disposed on the front surface of the liquid crystal display device. .
レーザ光源１は、レーザ光を出射する。なお、レーザ光源１に変えて、ＬＥＤ等を使用するような構成にしてもよい。
保持部５は、液晶保護フィルムＦを保持部５中の所定の位置に保持するとともに、回転軸３ａを有する角度調整機構３を備える。回転軸３ａは光軸Ｌと交差しかつ垂直となり、回転軸３ａと光軸Ｌとの交点が、測定点Ｏとなるようになっている。さらに、液晶保護フィルムＦが保持部５中の所定の位置に保持されると、液晶保護フィルムＦの内部を通過する光軸Ｌの始点Ｐ１と終点Ｐ２との中点が、測定点Ｏとなるようにもなっており、液晶保護フィルムＦ中に設定される測定点Ｏは、固定されたまま、液晶保護フィルムＦは回転移動するようになっている。このような構成により、液晶保護フィルムＦが保持部５中の所定の位置に保持されて、角度調整機構３によって回転軸３ａを中心として液晶保護フィルムＦを回転移動させることにより、光軸Ｌに対して液晶保護フィルムＦの表面を角度Ψとすることができる。このような角度調整機構３の制御は、コンピュータ２０により実行されるようになっている。
集光レンズ４は、測定点Ｏから出射される散乱光をリングディテクタ２に導くように集光する。
The laser light source 1 emits laser light. Instead of the laser light source 1, an LED or the like may be used.
The holding unit 5 holds the liquid crystal protective film F at a predetermined position in the holding unit 5 and includes an angle adjustment mechanism 3 having a rotation shaft 3a. The rotation axis 3a intersects and is perpendicular to the optical axis L, and the intersection of the rotation axis 3a and the optical axis L is a measurement point O. Further, when the liquid crystal protective film F is held in place in the holder 5, the midpoint between the start point P 1 and the end point P 2 of the optical axis L that passes through the interior of the liquid crystal protective film F, the measuring point O The measurement point O set in the liquid crystal protective film F is fixed, and the liquid crystal protective film F is rotated and moved. With such a configuration, the liquid crystal protective film F is held at a predetermined position in the holding unit 5, and the liquid crystal protective film F is rotated about the rotation axis 3 a by the angle adjustment mechanism 3, thereby being moved to the optical axis L. On the other hand, the surface of the liquid crystal protective film F can be set to an angle Ψ. Such control of the angle adjusting mechanism 3 is executed by the computer 20.
The condensing lens 4 condenses the scattered light emitted from the measurement point O so as to guide it to the ring detector 2.
リングディテクタ２は、互いに半径が異なり、かつ、中心角が９０°である１／４リング状の受光面を持つＩ個（ｉ＝１、２、・・、Ｉ）の検出素子を、レーザ光源１の光軸Ｌ上の一点を中心とするように同心円状に配置してなる略扇形状の平板である。Ｉ個の検出素子は、半径方向における寸法が指数関数的に拡大するように順番に（１番目からＩ番目まで）並べられている。そして、光軸Ｌからｉ番目の検出素子が光強度Ｅｉを検出するように、Ｉ個の検出素子でＩ個の光強度Ｅｉ（ｉ＝１、２、・・、Ｉ）を検出する。
Ｉ個の検出素子により検出された散乱光の光強度Ｅｉ（ｉ＝１、２、・・、Ｉ）は、マルチプレクサ７により多重化され、さらに増幅アンプ８により増幅され、Ａ／Ｄ変換器９によりデジタル化される。そして、Ａ／Ｄ変換器９の出力は、コンピュータ２０に送信される。
The ring detector 2 includes I (i = 1, 2,..., I) detection elements each having a quarter ring-shaped light receiving surface having different radii and a central angle of 90 ° as laser light sources. 1 is a substantially fan-shaped flat plate arranged concentrically so that one point on one optical axis L is the center. The I detection elements are arranged in order (from the 1st to the Ith) so that the dimension in the radial direction expands exponentially. Then, i-th detector element from the optical axis L so as to detect the light intensity E i, I-number of the light intensity I number of detection elements E i (i = 1,2, ·· , I) for detecting the .
The light intensity E i (i = 1, 2,..., I) of the scattered light detected by the I detection elements is multiplexed by the multiplexer 7 and further amplified by the amplification amplifier 8, and the A / D converter 9 is digitized. Then, the output of the A / D converter 9 is transmitted to the computer 20.
コンピュータ２０においては、ＣＰＵ２１を備え、さらにメモリ２２と、モニタ画面等を有する表示装置（図示せず）と、入力装置（図示せず）であるキーボードやマウスとが連結されている。また、ＣＰＵ２１が処理する機能をブロック化して説明すると、角度調整機構３を制御した後で受光信号（光強度Ｅｉ）を受信する保持部制御部２５と、光軸Ｌに対して表面を角度Ψとしたときの液晶保護フィルムＦの光の透過散乱特性を評価する評価部２４とを有する。 The computer 20 includes a CPU 21, and further includes a memory 22, a display device (not shown) having a monitor screen and the like, and a keyboard and a mouse which are input devices (not shown). Further, the function processed by the CPU 21 will be described as a block. When the angle adjusting mechanism 3 is controlled, a holding unit control unit 25 that receives a light reception signal (light intensity E i ) and an angle of the surface with respect to the optical axis L. And an evaluation unit 24 that evaluates the light transmission and scattering characteristics of the liquid crystal protective film F when Ψ.
保持部制御部２５は、入力装置からの操作信号に基づいて、光軸Ｌに対する評価対象試料Ｆの表面の角度Ψを設定角度ψ０（９０°）、ψ１（７５°）、ψ２（６０°）、ψ３（４５°）に順次、回転移動させるように角度調整機構３を制御して、レーザ光源１をオン・オフ制御して、受光信号（光強度Ｅｉ）をそれぞれ受信することにより受光信号をメモリ２２に記憶させていく制御を行う（図３参照）。
例えば、保持部制御部２５は、まず、初期位置として、評価対象試料Ｆの表面に光軸Ｌが垂直（設定角度ψ０（９０°））となるように、評価対象試料Ｆを配置することにより、レーザ光源１をオン・オフ制御して、受光信号（光強度Ｅｉ）を受信する。次に、評価対象試料Ｆの表面（上半分側）の角度Ψが第一設定角度ψ１となるように回転移動させることにより、レーザ光源１をオン・オフ制御して、受光信号（光強度Ｅｉ）を受信する。次に、評価対象試料Ｆの表面（上半分側）の角度Ψが第二設定角度ψ２となるように回転移動させることにより、レーザ光源１をオン・オフ制御して、受光信号（光強度Ｅｉ）を受信する。最後に、評価対象試料Ｆの表面（上半分側）の角度Ψが第三設定角度ψ３となるように回転移動させることにより、レーザ光源１をオン・オフ制御して、受光信号（光強度Ｅｉ）を受信する。
The holding unit control unit 25 sets the angle ψ of the surface of the sample F to be evaluated with respect to the optical axis L to the set angles ψ 0 (90 °), ψ 1 (75 °), ψ 2 ( 60 °), ψ 3 (45 °) in order, by controlling the angle adjusting mechanism 3 to rotate moving the laser light source 1 is turned on and off control, to receive light signals (light intensity E i), respectively Thus, control for storing the received light signal in the memory 22 is performed (see FIG. 3).
For example, the holding unit controller 25 first arranges the evaluation target sample F as an initial position so that the optical axis L is perpendicular to the surface of the evaluation target sample F (set angle ψ 0 (90 °)). Thus, the laser light source 1 is controlled to be turned on / off, and a light reception signal (light intensity E i ) is received. Next, the laser light source 1 is turned on / off by rotating the angle ψ of the surface (upper half side) of the sample F to be evaluated to be the first set angle ψ 1, and the received light signal (light intensity) Ei ) is received. Next, the laser light source 1 is turned on / off by rotating the surface (upper half side) of the evaluation target sample F so that the angle ψ becomes the second set angle ψ 2, and the received light signal (light intensity) Ei ) is received. Finally, the laser light source 1 is controlled to be turned on and off by rotating the angle ψ of the surface (upper half side) of the sample F to be evaluated to be the third set angle ψ 3, and the received light signal (light intensity) Ei ) is received.
評価部２４は、Ｉ個の検出素子がそれぞれ検出した光強度Ｅｉを変換することで、光軸Ｌに対して表面を角度Ψとしたときの液晶保護フィルムＦの光の透過散乱特性を評価する制御を行う。ここで、評価部２４によって光軸Ｌに対して表面を角度Ψとしたときの液晶保護フィルムＦの光の透過散乱特性を評価するための演算方法について説明する。
（１）球想定ステップ
まず、図３に示すように、測定点Ｏを中心とした球Ｂを想定する。つまり、測定点Ｏから等距離となる位置を作成するための基準となる基準球を作成する。すなわち、液晶保護フィルムＦにレーザ光を照射し、液晶保護フィルムＦ内でレーザ光が散乱し出射した場所（散乱場）を、測定点Ｏとしている。
The evaluation unit 24 evaluates the light transmission and scattering characteristics of the liquid crystal protective film F when the surface is at an angle Ψ with respect to the optical axis L by converting the light intensity E i detected by each of the I detection elements. Control. Here, a calculation method for evaluating the light transmission and scattering characteristics of the liquid crystal protective film F when the evaluation unit 24 sets the surface to the optical axis L at an angle Ψ will be described.
(1) Sphere Assumption Step First, as shown in FIG. 3, a sphere B centered on the measurement point O is assumed. That is, a reference sphere serving as a reference for creating a position equidistant from the measurement point O is created. That is, the measurement point O is a place (scattering field) where the liquid crystal protective film F is irradiated with laser light and the laser light is scattered and emitted in the liquid crystal protective film F.
（２）散乱光強度算出ステップ
ｉ番目の検出素子の受光面に導かれた光が球Ｂを通過した通過面積Ｓｉと、ｉ番目の検出素子が検出した光強度Ｅｉとを用いて式（１）により、球Ｂにおける単位面積（単位立体角）での散乱光強度Ｃｉを算出する。つまり、測定点から等距離となる単位面積での散乱光強度Ｃｉを得る。このとき、Ｉ個の散乱光強度Ｃｉ（ｉ＝１、２、・・、Ｉ）を算出する。
Ｃｉ＝Ｅｉ／（Ｓｉ×Ｔｉ）・・・（１）
ここで、Ｔｉは、測定点Ｏからｉ番目の検出素子の受光面までの光の透過率である。なお、通過面積Ｓｉと透過率Ｔｉとは、集光レンズ４の焦点距離、リングディテクタ２の配置、形状、サイズ等の情報からレイトレース等を実施することによって、予め算出して決定されている。
(2) Scattered light intensity calculation step Expression using the passage area S i where the light guided to the light receiving surface of the i-th detection element passes through the sphere B and the light intensity E i detected by the i-th detection element From (1), the scattered light intensity C i in the unit area (unit solid angle) in the sphere B is calculated. That is, the scattered light intensity C i in a unit area that is equidistant from the measurement point is obtained. At this time, I scattered light intensities C i (i = 1, 2,..., I) are calculated.
C i = E i / (S i × T i ) (1)
Here, T i is the transmittance of light from the measurement point O to the light receiving surface of the i-th detection element. The passage area S i and the transmittance T i are determined by calculating in advance by performing ray tracing or the like from information such as the focal length of the condenser lens 4, the arrangement, shape, and size of the ring detector 2. ing.
（３）平均角度算出ステップ
図４に示すように、通過面積Ｓｉの一点と測定点Ｏとを結んだそれぞれ線群において、線と光軸Ｌとがなす角度が最大となる最大角度θｍａｘと、線と光軸とがなす角度が最小となる最小角度θｍｉｎとを用いて下記式（２）により、平均角度θｉを算出する。このとき、Ｉ個の平均角度θｉ（ｉ＝１、２、・・、Ｉ）を算出する。
θｉ＝（θｍａｘ＋θｍｉｎ）／２・・・（２）
（４）散乱角度散乱光強度決定ステップ
平均角度Θｉを光軸Ｌに対する散乱角度θｉとして、光軸Ｌに対する散乱角度θｉでの散乱光強度Ｃｉを決定する。
(3) Average angle calculation step As shown in FIG. 4, in each line group connecting one point of the passage area S i and the measurement point O, the maximum angle θ max that maximizes the angle formed by the line and the optical axis L. Then, the average angle θ i is calculated by the following equation (2) using the minimum angle θ min that minimizes the angle formed by the line and the optical axis. At this time, I average angles θ i (i = 1, 2,..., I) are calculated.
θ i = (θ max + θ min ) / 2 (2)
(4) As the scattering angle theta i the scattering angle scattered light intensity determining step average angle theta i with respect to the optical axis L, to determine the scattered light intensity C i at scattering angle theta i with respect to the optical axis L.
（５）透過散乱特性評価ステップ
散乱角度θ１から散乱角度θＩまでの角度範囲における散乱光強度Ｃｉの分布（例えば、０．１度から１．０度までで２０箇所以上の散乱角度θｉを含むもの等）に基づいて、光軸Ｌに対して表面を角度Ψとしたときの透明保護フィルムＦの光の透過散乱特性を評価する。このとき、散乱角度θ１から散乱角度θＩまでの角度範囲における散乱光強度Ｃｉの分布を表示装置に表示する。
図５は、光軸Ｌに対して透明保護フィルムＦの表面を角度Ψとしたときに得られた散乱角度θ１から散乱角度θＩまでの角度範囲における散乱光強度Ｃｉの分布を示すグラフである。なお、この場合の散乱光強度Ｃｉは、Ａ／Ｄ変換器９の出力値から計算された数値であり、散乱光強度Ｃｉの相対的な比較には有効である。
(5) Transmission scattering characteristic evaluation step Distribution of scattered light intensity C i in an angle range from scattering angle θ 1 to scattering angle θ I (for example, scattering angles θ at 20 or more points from 0.1 degree to 1.0 degree) and the like including i ), the light transmission and scattering characteristics of the transparent protective film F when the surface is at an angle Ψ with respect to the optical axis L are evaluated. At this time, the distribution of the scattered light intensity C i in the angle range from the scattering angle θ 1 to the scattering angle θ I is displayed on the display device.
FIG. 5 is a graph showing the distribution of the scattered light intensity C i in the angle range from the scattering angle θ 1 to the scattering angle θ I obtained when the surface of the transparent protective film F is at an angle ψ with respect to the optical axis L. It is. The scattered light intensity C i in this case is a numerical value calculated from the output value of the A / D converter 9 and is effective for relative comparison of the scattered light intensity C i .
次に、散乱特性評価装置１０による評価方法について説明する。図６及び図７は、散乱特性評価装置１０による評価方法の一例について説明するためのフローチャートである。
まず、ステップＳ１０１の処理において、液晶保護フィルムＦを保持部５中の所定の位置に配置する。
Next, an evaluation method using the scattering characteristic evaluation apparatus 10 will be described. 6 and 7 are flowcharts for explaining an example of an evaluation method performed by the scattering characteristic evaluation apparatus 10.
First, in the process of step S <b> 101, the liquid crystal protective film F is disposed at a predetermined position in the holding unit 5.
次に、ステップＳ１０２の処理において、入力装置からの操作信号が入力されたか否かを判定する。入力装置からの操作信号が入力されていないと判定したときには、ステップＳ１０２の処理を繰り返す。
一方、入力装置からの操作信号が入力されたと判定したときには、ステップＳ１０３の処理において、光軸Ｌに対する表面の角度Ψである角度パラメータをψｎ＝ψ０と（９０°）とする。
次に、ステップＳ１０４の処理において、保持部制御部２５は、レーザ光源１をオン・オフ制御して、受光信号（光強度Ｅｉ）を受信することにより受光信号をメモリ２２に記憶させる。
Next, in the process of step S102, it is determined whether or not an operation signal from the input device has been input. When it is determined that the operation signal from the input device is not input, the process of step S102 is repeated.
On the other hand, when it is determined that the operation signal from the input device has been input, the angle parameter which is the surface angle ψ with respect to the optical axis L is set to ψ n = ψ 0 (90 °) in the process of step S103.
Next, in the process of step S <b> 104, the holding unit control unit 25 controls the laser light source 1 to be turned on / off, and receives the light reception signal (light intensity E i ) to store the light reception signal in the memory 22.
次に、ステップＳ１０５の処理において、ψｎ＝ψ３（４５°）であるか否かを判定する。ψｎ＝ψ３でないと判定したときには、ステップＳ１０６の処理において、ψｎ＝ψｎ＋１とし、ステップＳ１０７の処理において、保持部制御部２５は、光軸Ｌに対する評価対象試料Ｆの表面の角度Ψを設定角度ψｎ＋１に回転移動させるように角度調整機構３を制御して、ステップＳ１０４の処理に戻る。
一方、ステップＳ１０８の処理において、ψｎ＝ψ３であると判定したときには、評価部２４は、測定点Ｏを中心とした球Ｂを想定する（球想定ステップ）。
Next, in the process of step S105, it is determined whether or not ψ n = ψ 3 (45 °). When it is determined that ψ n = ψ 3 is not satisfied, ψ n = ψ n + 1 is set in the process of step S106. The angle adjustment mechanism 3 is controlled so as to rotate and move to the set angle ψ n + 1, and the process returns to step S104.
On the other hand, when it is determined that ψ n = ψ 3 in the process of step S108, the evaluation unit 24 assumes a sphere B centered on the measurement point O (sphere assumption step).
次に、ステップＳ１０９の処理において、光軸Ｌに対する表面の角度Ψである角度パラメータをψｎ＝ψ０（９０°）とする。
次に、ステップＳ１１０の処理において、評価部２４は、ｉ番目の検出素子の受光面に導かれた光が球Ｂを通過した通過面積Ｓｉと、光軸Ｌに対して表面を角度ψｎとしたときのｉ番目の検出素子が検出した光強度Ｅｉとを用いて式（１）により、球Ｂにおける単位面積（単位立体角）での散乱光強度Ｃｉを算出する（散乱光強度算出ステップ）。
次に、ステップＳ１１１の処理において、評価部２４は、通過面積Ｓｉ中の一点と測定点Ｏとをそれぞれ結んだ線群において、線と光軸Ｌとがなす角度が最大となる最大角度θｍａｘと、線と光軸Ｌとがなす角度が最小となる最小角度θｍｉｎとの平均角度θｉを算出する（平均角度算出ステップ）。
Next, in the process of step S109, the angle parameter which is the surface angle ψ with respect to the optical axis L is set to ψ n = ψ 0 (90 °).
Next, in the process of step S110, the evaluation unit 24 sets the surface at an angle ψ n with respect to the passage area S i through which the light guided to the light receiving surface of the i-th detection element passes the sphere B and the optical axis L. The scattered light intensity C i in the unit area (unit solid angle) in the sphere B is calculated by the equation (1) using the light intensity E i detected by the i-th detection element (scattered light intensity). Calculation step).
Next, in the process of step S111, the evaluation unit 24 determines the maximum angle θ at which the angle formed by the line and the optical axis L is the maximum in the line group connecting one point in the passage area S i and the measurement point O. An average angle θ i between max and a minimum angle θ min that minimizes the angle formed by the line and the optical axis L is calculated (average angle calculation step).
次に、ステップＳ１１２の処理において、評価部２４は、平均角度θｉを光軸Ｌに対する散乱角度θｉとして、光軸Ｌに対する散乱角度θｉでの散乱光強度Ｃｉを決定する（散乱角度散乱光強度決定ステップ）。
次に、ステップＳ１１３の処理において、ψｎ＝ψ３（４５°）であるか否かを判定する。ψｎ＝ψ３でないと判定したときには、ステップＳ１１４の処理において、ψｎ＝ψｎ＋１とし、ステップＳ１１０の処理に戻る。
一方、ψｎ＝ψ３であると判定したときには、ステップＳ１１５の処理において、評価部２４は、光軸Ｌに対して表面を角度ψ０（９０°）、ψ１（７５°）、ψ２（６０°）、ψ３（４５°）としたときの散乱角度θ１から散乱角度θＩまでの角度範囲における散乱光強度Ｃｉの分布に基づいて、液晶保護フィルムＳの光の透過散乱特性を評価する（透過散乱特性評価ステップ）。このとき、光軸Ｌに対して表面を角度ψ１、ψ２、ψ３としたときの散乱角度θ１から散乱角度θＩまでの角度範囲における散乱光強度Ｃｉの分布を表示装置に表示する（図５参照）。
Next, in the process of step S112, the evaluation unit 24, a scattering angle theta i the average angle theta i with respect to the optical axis L, to determine the scattered light intensity C i at scattering angle theta i with respect to the optical axis L (scattering angle Scattered light intensity determination step).
Next, in the process of step S113, it is determined whether or not ψ n = ψ 3 (45 °). When it is determined that ψ n = ψ 3 is not satisfied, ψ n = ψ n + 1 is set in the process of step S114, and the process returns to step S110.
On the other hand, when it is determined that ψ n = ψ 3 , in the process of step S115, the evaluation unit 24 sets the surface to the optical axis L at angles ψ 0 (90 °), ψ 1 (75 °), ψ 2. Based on the distribution of the scattered light intensity C i in the angle range from the scattering angle θ 1 to the scattering angle θ I when (60 °), ψ 3 (45 °), the light transmission scattering characteristics of the liquid crystal protective film S (Transmission scattering characteristic evaluation step). At this time, the distribution of the scattered light intensity C i in the angle range from the scattering angle θ 1 to the scattering angle θ I when the surface is set to the angles ψ 1 , ψ 2 , ψ 3 with respect to the optical axis L is displayed on the display device. (See FIG. 5).
以上のように、散乱特性評価装置１０によれば、液晶保護フィルムＦに光軸Ｌが垂直とならないあらゆる方向からも光束を照射することができるように調整でき、かつ、その光束が液晶保護フィルムＦ中を通過することにより散乱光となり、その散乱光における微小角度おきの散乱光強度Ｃｉの分布を捉えることができる。
また、散乱角度θ１から散乱角度θＩまでの角度範囲における散乱光強度Ｃｉの分布を測定する際に、検出器を移動させることがないので、測定誤差が生じることもなく、さらに装置１０を簡単にすることができる。
As described above, according to the scattering characteristic evaluation apparatus 10, the liquid crystal protective film F can be adjusted so that the light beam can be irradiated from any direction where the optical axis L is not perpendicular, and the light beam is the liquid crystal protective film. By passing through F, it becomes scattered light, and the distribution of scattered light intensity C i at every minute angle in the scattered light can be captured.
Further, since the detector is not moved when measuring the distribution of the scattered light intensity C i in the angle range from the scattering angle θ 1 to the scattering angle θ I , no measurement error occurs, and the apparatus 10 Can be easy.
本発明は、評価対象試料の光の透過散乱特性を評価する場合に好適に利用できる。 The present invention can be suitably used for evaluating light transmission / scattering characteristics of a sample to be evaluated.
１ レーザ光源
２ リングディテクタ（検出器）
３ 角度調整機構
５ 保持部
１０ 散乱特性評価装置
２４ 評価部
Ｂ 球
Ｆ 液晶保護フィルム（評価対象試料）
1 Laser light source 2 Ring detector (detector)
3 Angle adjustment mechanism 5 Holding part 10 Scattering characteristic evaluation device 24 Evaluation part B Sphere F Liquid crystal protective film (sample to be evaluated)
Claims (7)
複数個の検出素子を配置してなる検出器と、
前記光源の光軸上に、板状体の評価対象試料を保持する保持部と、
前記評価対象試料で散乱された散乱光を検出器に集光する集光レンズと、
前記検出器の検出素子毎の出力に基づいて、前記評価対象試料の光の透過散乱特性を評価する評価部とを備え、
前記評価対象試料に光束を照射し、前記前記評価対象試料を透過しつつ散乱される散乱光の前記光軸近傍における散乱光強度の角度分布を測定する散乱特性評価装置であって、
前記保持部は、前記光軸に対する評価対象試料の表面の角度Ψを調整可能とする角度調整機構を備え、
前記集光レンズは、前記光軸上に設定された測定点から出射される散乱光を検出器に導き、
前記評価部は、前記測定点を中心とした球を想定して、前記検出素子の受光面に導かれた光が球を通過した通過面積と、前記検出素子が検出した光強度とを用いて、前記球における単位面積での散乱光強度を算出して、
前記球における通過面積の位置を用いて、散乱角度θを決定し、
決定した各散乱角度θを含む角度範囲における散乱光強度の分布に基づいて、前記光軸に対して表面を角度Ψとしたときの評価対象試料の光の透過散乱特性を評価することを特徴とする散乱特性評価装置。 A light source for irradiating a light beam;
A detector formed by arranging a plurality of detection elements;
On the optical axis of the light source, a holding unit that holds a sample to be evaluated of a plate-like body,
A condenser lens for condensing the scattered light scattered by the sample to be evaluated on a detector;
An evaluation unit that evaluates the transmission and scattering characteristics of light of the sample to be evaluated based on the output of each detection element of the detector ;
The evaluation was irradiated with the light beam to the target sample, a said evaluation scattering characteristic evaluation apparatus that measure the angular distribution of scattered light intensity in the vicinity of the optical axis of the scattered light that is scattered while passing through the target sample,
The holding unit includes an angle adjustment mechanism that enables adjustment of an angle Ψ of the surface of the sample to be evaluated with respect to the optical axis,
The condenser lens guides scattered light emitted from a measurement point set on the optical axis to a detector,
The evaluation unit assumes a sphere centered on the measurement point, and uses a passage area where light guided to the light receiving surface of the detection element passes through the sphere and a light intensity detected by the detection element. , Calculating the scattered light intensity per unit area in the sphere,
Using the position of the passage area in the sphere, determine the scattering angle θ,
Based on the distribution of scattered light intensity in an angle range including each determined scattering angle θ, the light transmission scattering characteristic of the sample to be evaluated when the surface is at an angle Ψ with respect to the optical axis is characterized. Scattering characteristic evaluation device.
前記回転軸を中心として評価対象試料を回転移動可能とすることを特徴とする請求項１に記載の散乱特性評価装置。 The angle adjustment mechanism has a rotation axis perpendicular to the optical axis,
The scattering characteristic evaluation apparatus according to claim 1, wherein the sample to be evaluated can be rotationally moved about the rotation axis.
前記保持部制御部は、前記光軸に対する評価対象試料の表面の角度Ψを設定角度ψに回転移動させることを特徴とする請求項２に記載の散乱特性評価装置。 A holding unit control unit for controlling the angle adjustment mechanism;
The scattering characteristic evaluation apparatus according to claim 2, wherein the holding unit control unit rotates the angle ψ of the surface of the sample to be evaluated with respect to the optical axis to a set angle ψ.
前記保持部制御部は、前記評価対象試料の表面の角度Ψを第一設定角度ψ１に回転移動させることにより、前記検出器の検出素子毎の出力を得て、
その後、前記保持部制御部は、前記評価対象試料の表面の角度Ψを第二設定角度ψ２に回転移動させることにより、前記検出器の検出素子毎の出力を得ることを特徴とする請求項３に記載の散乱特性評価装置。 The set angle ψ includes at least a first set angle ψ 1 and a second set angle ψ 2 ,
The holding unit control unit obtains an output for each detection element of the detector by rotating the angle ψ of the surface of the sample to be evaluated to the first set angle ψ 1 ,
Thereafter, the holding unit control unit obtains an output for each detection element of the detector by rotating the angle ψ of the surface of the sample to be evaluated to a second set angle ψ 2. 3. The scattering property evaluation apparatus according to 3.
前記評価部は、前記光軸からｉ番目の検出素子の受光面に導かれた光が球を通過した通過面積Ｓｉと、ｉ番目の検出素子が検出した光強度Ｅｉとを用いて下記式（１）により、前記球における単位面積での散乱光強度Ｃｉを算出して、
通過面積Ｓｉ中の一点と測定点とをそれぞれ結んだ線群において、前記線と光軸とがなす角度が最大となる最大角度と、前記線と光軸とがなす角度が最小となる最小角度との平均値である平均角度θｉを算出し、
平均角度θｉを光軸に対する散乱角度θｉとして、前記光軸に対する散乱角度θｉでの散乱光強度Ｃｉを決定し、
散乱角度θ１から散乱角度θＩまでの角度範囲における散乱光強度Ｃｉの分布に基づいて、前記光軸に対して表面を角度Ψとしたときの評価対象試料の光の透過散乱特性を評価することを特徴とする請求項５に記載の散乱特性評価装置。
Ｃｉ＝Ｅｉ／（Ｓｉ×Ｔｉ）・・・（１）
ここで、Ｔｉは、測定点からｉ番目の検出素子の受光面までの光の透過率である。 The detector comprises I (i = 1, 2,..., I) detection elements,
Following the evaluation unit uses the passage area S i the light passes through the sphere was guided to the light receiving surface of the i-th detector element from the optical axis, a light intensity E i of the i-th detector element detects According to the equation (1), the scattered light intensity C i in the unit area of the sphere is calculated,
In a group of lines connecting one point in the passage area S i and the measurement point, the maximum angle at which the angle between the line and the optical axis is maximum, and the minimum at which the angle between the line and the optical axis is minimum Calculate the average angle θ i , which is the average value with the angle,
Using the average angle θ i as the scattering angle θ i with respect to the optical axis, the scattered light intensity C i at the scattering angle θ i with respect to the optical axis is determined,
Based on the distribution of the scattered light intensity C i in the angle range from the scattering angle θ 1 to the scattering angle θ I , the light transmission scattering characteristics of the sample to be evaluated when the surface is set to the angle Ψ with respect to the optical axis are evaluated. The scattering characteristic evaluation apparatus according to claim 5 , wherein:
C i = E i / (S i × T i ) (1)
Here, T i is the transmittance of light from the measurement point to the light receiving surface of the i-th detection element.
前記測定点は、前記光軸と回転軸とが交差した点に設定されることを特徴とする請求項６に記載の散乱特性評価装置。 The optical axis and the rotation axis intersect,
The scattering characteristic evaluation apparatus according to claim 6 , wherein the measurement point is set to a point where the optical axis and the rotation axis intersect.
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