KR100872621B1 - 섬광의 정량적 평가방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 표면요철에 의해 발생하는 섬광 강도의 정량적 파악을 가능하게 하는 것으로서, 백색광원(1, 4)으로부터의 빛을 매트릭스필터(2, 5)를 통하여 대상물(3) 표면으로 입사시켜서 대상물(3)로부터의 반사광 또는 투과광을 CCD카메라(6)로 촬영하여 컴퓨터(7)에 데이터로서 저장하고, 저장된 빛의 휘도분포의 화상처리를 행하여 휘도분포의 분산의 표준편차를 구하고, 구한 표준편차치를 대상물의 섬광치로 하여 섬광치가 소정치 이하인지 아닌지에 따라 대상물의 성능을 평가하는 것이다.

섬광, 방현성 필름, 휘도분포

Description

섬광의 정량적 평가방법 {Method for quantitatively evaluating scintillation}

도 1은 본 발명의 평가장치의 개략구성을 나타낸 도면,

도 2는 측정의 흐름을 나타낸 도면,

도 3은 도 2의 측정의 흐름에서의 화상의 내용을 나타낸 도면,

도 4는 화상처리에 의한 휘도분포의 변화를 설명하는 도면,

도 5는 섬광이 작은 경우와 큰 경우의 휘도변화를 설명하는 도면,

도 6은 측정결과를 나타낸 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 투과광 측정용 백색광원 2, 5 : 매트릭스필터

3 : 방현성 필름(샘플) 4 : 반사광 측정용 백색광원

6 : CCD카메라 7 : 컴퓨터

본 발명은 표면요철 때문에 발생하는 섬광을 정량적으로 평가하기 위한 방법 및 장치이며, 또한 섬광방지 특성이 좋은 방현성(防眩性) 필름 및 그 제조방법에 관한 것이다.

LCD 등의 디스플레이부에서는 섬광(scintillation)이라 불리우는 현상이 발생하여 관찰자가 표시내용을 보기 어렵게 하는 요인의 하나가 되고 있다. 섬광은 표시장치의 화면을 점등하였을 때 화면에 작은 휘도의 불균형이 나타나서 시각을 바꾸어 가면 그 휘도 불균형의 위치가 이동하여 바뀌어 가는 것 같이 보이는 현상으로, 특히 전면 백색표시나 전면 녹색표시인 경우에 보이기 쉽다. 표시장치에서는 이와 같은 섬광이 어느 정도인가를 평가할 필요가 있고, 시험편에 대하여 20°의 각도로 빛을 입사시켰을 때에 정반사하는 빛의 강도를 측정하는 20°경면광택도 측정법(specular glossiness measuring method)이 채용되고 있다. 그러나 섬광은 표면요철 등에 의해서 발생하기 때문에 반사광 양을 측정하는 방법으로는 정확한 평가를 할 수 없다. 따라서, 종래 섬광을 방지하기 위한 방현성 필름의 좋고 나쁨의 판정을 위하여 목시(目視)평가법이 이용되어 왔다.

그러나, 눈으로 보는 것에 의한 섬광의 평가에서는 개인차가 발생하거나 정확성이 결여되는 것은 부정할 수 없었다. 따라서, 방현성 필름 등의 개발에서는 그 성능의 파악을 위하여 섬광의 강도를 정량 평가할 수 있도록 하는 것이 요청되고 있다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 것으로 표면요철 등에 의해서 변화하는 섬광의 강도를 정량적으로 평가할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 섬광방지 특성이 우수한 방현성 필름을 얻는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 섬광의 정량적 평가방법은, 백색광원으로부터의 빛을 매트릭스필터(matrix filter)를 통하여 대상물 표면으로 입사시키고, 대상물로부터의 반사광 또는 투과광을 촬영하여 데이터로서 받아들이고, 받아들인 빛의 휘도(輝度)분포의 화상(畵像)처리를 행하여 휘도분포의 분산의 표준편차를 구하고, 구한 표준편차치를 대상물 표면의 섬광치로 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 평가방법은, 상기 대상물이 방현성 필름인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 평가방법은, 섬광치가 소정치 이하인지 아닌지에 따라 대상물의 성능을 평가하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 평가방법은, 저장화상의 평균휘도 145cd/㎡에서 측정하였을 때 상기 섬광치의 소정치가 15인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 섬광의 정량적 평가장치는, 적어도 백색광원, 매트릭스필터, 촬영장치, 컴퓨터로 구성되고, 백색광원으로부터의 빛을 매트릭스필터를 통하여 대상물 표면으로 입사시켜서 대상물로부터의 반사광 또는 투과광을 촬영장치로 촬영하여 데이터로서 저장하고, 그 데이터를 컴퓨터로 처리하여 휘도분포의 분산의 표준편차를 구하고, 구한 표준편차치를 대상물 표면의 섬광치로 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 평가장치는, 상기 촬영장치가 CCD카메라인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 평가장치는, 상기 대상물이 방현성 필름인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 평가장치는, 섬광치가 소정치 이하인지 아닌지에 의해 대상물의 성능을 평가하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 평가장치는, 저장화상의 평균휘도 145cd/㎡에서 측정하였을 때 상기 섬광치의 소정치가 15인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 방현성 필름은 저장화상의 평균휘도 145cd/㎡에서 측정하였을 때 섬광치가 0보다 크고 15이하인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 방현성 필름의 제조방법은, 적어도 베이스의 한쪽 면에 방현층을 형성한 방현성 필름에서, 백색광원으로부터의 빛을 매트릭스필터를 통하여 방현성 필름 표면으로 입사시켜서 방현성 필름으로부터의 반사광 또는 투과광을 촬영장치로 촬영하여 데이터로서 저장하고, 저장된 빛의 휘도분포의 화상처리를 컴퓨터로서 행하여 휘도분포의 분산의 표준편차를 구하고, 구한 표준편차를 방현성 필름 표면의 섬광치로 하여 섬광치가 소정치 이하가 되도록 상기 방현층을 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제조방법은, 상기 촬영장치는 CCD카메라인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제조방법은, 저장화상의 평균휘도 145cd/㎡에서 측정하였을 때 섬광치의 소정치가 15인 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명 평가장치의 개략구성을 나타낸 도면이다.

투과광 측정용 백색광원(1)의 위에 약간 틈을 두고 가공면을 광원측으로 향하도록 매트릭스필터(2)를 배치하고, 이 매트릭스필터(2)에 방현성 필름(AG필름)(3)을 방현처리 가공한 면을 촬영측으로 하여 밀착시킨다. 마찬가지로 방현성 필름(3)의 가공처리한 면에 마주보게 반사광 측정용 백색광원(4)의 위에 약간 틈을 두고 가공면을 광원측으로 향하도록 매트릭스필터(5)를 배치한다. 방현성 필름(3)의 가공처리된 면은 주로 미립자를 함유하는 재료가 사용되고 있다. 매트릭스필터(2, 5)는 예를 들면 세로 85㎜, 가로 65㎜, 두께 1㎜, 피치 140㎛×170㎛의 지그재그 격자로, 블랙 매트릭스만으로 구성되고 착색되어 있지 않은 의사적(擬似的)인 컬러필터이다. 여기서는 의사적인 컬러필터를 사용하였지만, 필요에 따라서 착색된 컬러필터를 사용하여도 된다. 또한, 광원으로서는 백색평면광원을 사용하는 것이 바람직하다.

백색광원 "1" 또는 "4"에서 매트릭스필터 "2" 또는 "5"를 통하여 조명(照明)된 방현성 필름(3)의 가공면을 목시(目視)에 가까운 상태에서의 평가를 가능하게 하기 위하여 CCD카메라(6)로 촬영한다. CCD카메라(6)와 샘플(방현성 필름)의 거리는 예를 들면 약 250㎜이다. CCD카메라(6)의 초점은 매트릭스필터(2, 5)의 매트릭스로 선명하게 될 정도로 맞추고, 조리개를 적당한 곳에 맞춘다. 또한 백색광원, 매트릭스필터, 샘플, CCD카메라의 구성으로 측정을 행하는 것은 액정디스플레이의 구성을 상정하고 그것을 의사적으로 재현하기 위함이다.

촬영으로 얻어진 데이터를 컴퓨터(7)에 저장한다. 이 때, 화상처리의 계산에서의 끊어짐 발생을 방지하기 위하여 8비트·그레이·스케일의 저장된 데이터를 16비트 그레이 스케일로 변환한다. 저장된 데이터는 수치화하기에 적절한 값을 얻기 위한 화상처리를 행한다. 화상처리는 로우패스 필터링(low-pass filtering), 셰이딩(shading) 보정, 콘트라스트(contrast) 강조로 되어 있다. 콘트라스트의 강조는 예를 들면 콘트라스트 93, 감마 30, 휘도(brightness) 48로 설정한다. 이 때 휘도가 지나치게 높거나 낮거나 하면 CCD의 조리개를 조절하여 측정을 처음부터 다시한다. 이 때 평균휘도는 145cd/㎡ 정도가 되는 것이 바람직하다. 섬광의 강도의 수치화는 휘도의 분산을 표준편차로서 구하여 표준편차치로 나타내는 것이고, 구한 섬광치를 소정치와 비교함으로써 샘플의 성능을 평가한다. 또한, 측정환경의 변화(매트릭스필터의 오염, 광원의 흔들림 등)에 의해 완전하게 동일한 상태가 항상 재현되는 것은 아니기 때문에 연속으로 측정할 때 이외는 표준샘플을 설치하여 그 값의 변화에 의한 보정을 하는 것이 바람직하다.

도 2는 도 1의 장치에 의한 측정의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.

우선, 매트릭스필터상에 측정할 필름을 배치하고 이것을 CCD카메라로 필름 표면을 촬영하고, 이어서 촬영에 의해 얻어진 화상데이터를 컴퓨터에 저장하여 화상처리를 행한다.

도 3은 처리되는 화상의 내용을 나타내고 있다.

화상처리에서는 저장된 그대로의 화상에 대하여 화상처리하는 영역을 선택한다. 이것은 방현성 필름이 붙어 있는 부분만을 화상처리의 대상으로 하기 때문이 고, 도 3의 (a)는 그 생화상(生畵像)이다. 이 화상에서는 매트릭스필터의 매트릭스에 의한 휘도변화가 선명하게 나타나고 있다.

도 3의 (b)는 생화상에 대하여 필터링 처리하여 고주파를 제거한 화상이고, 매트릭스필터의 매트릭스에 의한 휘도변화가 나타나지 않도록 하고 있다. 이 필터링은 섬광을 눈으로 평가하는 경우 매트릭스필터의 매트릭스까지 인식할 수 없다는 생각에서 눈으로 보는 것과 같은 조건으로 하기 위하여 행하고 있는 처리이다. 필터링은 매트릭스를 알 수 없게 될 정도로 로우패스필터를 가하여 행하고, 구체적으로는 사용한 소프트웨어의 로우패스필터를 커넬(kernel) 7×7, 100%를 3회 가하고 있다.

계속해서, 휘도를 평탄화한다. 도 3의 (c)는 도 3의 (b)의 화상에 휘도보정을 가한 것으로 광원자체의 휘도에 면분포가 있기 때문에 발생하는 휘도분포를 보정하는 셰이딩 보정을 한 것이고, 최대점이 10픽셀(pixel)로 하였다.

도 3의 (d)는 콘트라스트 강조한 것이다. 콘트라스트의 강조는 수치화 한 후에 본질적이지는 않지만 섬광을 평가한 뒤에 휘도분포를 보기 쉽게 하기 위한 것이다.

이상과 같이 처리된 화상에서 매트릭스필터의 손상 등에 의한 휘도변화가 없는 부분에서 휘도의 표준편차치를 구한다. 이 때, 휘도의 평균치가 샘플마다 거의 같은 값이 되도록 화상처리의 영역을 이동시킨다. 결국, 광원에 휘도분포가 있어서 영역에 따라서 평균치가 변하기 때문이다. 어디로 움직여도 부적당한 경우는 CCD카메라의 조리개를 변경한다.

도 4는 화상처리에 의한 휘도분포의 변화를 설명하는 도면으로, 화상처리 전과 화상처리 후의 화상과 휘도분포를 나타내고 있다. 이 예는 픽셀수 160×120, 실제의 크기는 10㎜×7.5㎜이다.

도 4의 (a)는 저장한 생화상이고, 도 4의 (b)는 그 때의 휘도분포를 나타내고 있다. 도 4의 (b)로부터 알 수 있는 바와 같이 휘도분포가 매트릭스필터의 매트릭스의 영향으로 매우 작게 변화되어 있고, 앞에서 서술한 화상처리를 실시함으로써 도 4의 (c)와 같은 화상이 얻어지며, 그 때의 휘도분포는 도 4의 (d)에 나타낸 바와 같이 된다. 이 때의 변화의 크기 A가 표준편차를 산출하는 데이터이다.

도 5는 섬광이 작은 경우와 큰 경우의 휘도변화를 설명하는 도면이다. 도 5의 (a)는 섬광이 작은 화상으로 그 때의 휘도분포가 도 5의 (b)와 같이 된다. 도 5의 (b)에서는 휘도의 변화 B가 극히 작은 것을 알 수 있다. 도 5의 (c)는 섬광이 큰 화상으로 그 때의 휘도분포가 도 5의 (d)에 나타낸 것으로 휘도의 변화 C가 큰 것을 알 수 있다.

휘도의 변화의 크기 B, C가 표준편차로 되고 이 값을 섬광의 강도의 수치로 한다. 수치가 클수록 섬광이 강한 것이 된다. 절대적인 수치는 측정장치(광원, 매트릭스필터, CCD카메라), 화상처리 소프트웨어나 미세한 화상처리방법의 차이로 변하지만 상대적인 관계는 유지된다. 이들을 동일하게 하여 측정을 행하면 재현성이 있는 수치를 얻을 수 있게 된다.

또한, 본 실시예에서 측정에 사용한 기기는 다음과 같은 것이다.

광학장치 : 사상성(mapping type) 평가장치 형식 MJ-RTS(Mizojiri

Optical Co., Ltd.)에서의 투과측정모드

CCD수광부 : CCD카메라(KP-M1)

C마운트 어댑터(Nikon)

클로즈업 링(PK-11A ; Nikon)

카메라 렌즈(50㎜, F1. 4s NIKKOR)

광원 : LIGHTBOX 45 (HAKUBA)

매트릭스필터 : 피치:140㎛×170㎛, 카메라 두께:1㎜

화상처리 소프트웨어 : 윈도우즈 95판 Image-Pro Plus 3.0

(Media Cybemetics)

도 6은 저장화상의 평균휘도 145cd/㎡에서의 측정결과를 나타내고 있고, 광택도 측정장치를 사용한 것{글로스(gloss) 20°}, 감각테스트, 본 발명의 섬광치에 대하여 각각 나타내고 있다.

도 6에서,

샘플 1 : 입경 1∼2㎛의 실리카 입자함유(Ra=0.256 Sm=40.1)

샘플 2 : 입경 1∼2㎛의 실리카 입자함유(Ra=0.186 Sm=30.2)

샘플 3 : 입경 1∼2㎛의 실리카 입자함유(Ra=0.307 Sm=30.5)

샘플 4 : 입경 1∼2㎛의 실리카 입자함유(Ra=0.385 Sm=29.7)

샘플 5 : 입자비함유(엠보스) (Ra=0.102 Sm=31.1)

샘플 6 : 입경 3㎛의 실리카 입자함유 (Ra=0.205 Sm=25.9)

샘플 7 : 입경 3㎛의 실리카 입자함유 (Ra=0.264 Sm=23.7)

샘플 8 : 실리카 입자함유 (Ra=0.323 Sm=36.2)

TAC 방현처리를 하지 않은 투명한 필름(베이스필름)

여기서 Ra는 JIS규격의 표면거칠기를 나타낸 측정치의 하나(중심선 평균거칠기)로, 단위는 ㎛로 나타낸 수치, Sm은 표면요철의 골짜기에서 골짜기까지의 간격을 ㎛단위로 표시한 수치이다.

측정방법

[글로스(20°)]

JIS-S-Z-8741에 따라서 필름 이면을 양면테이프로 누름판(광택이 없는 흑)에 붙이고, 무라카미(村上)색채기술연구소에서 제조된 GM-26D를 사용하여 측정하였다.

[감각테스트]

백색면광원(검사 뷰어(viewer))의 위에 매트릭스필터를 가공면을 아래로 하여 두고 그 위에 방현성 필름을 가공면이 위로 되도록 두고, 손으로 필름의 끝을 누르면서 섬광을 관찰한다.

◎--- 섬광이 보이지 않는다.

○--- 섬광이 약간 있지만 느끼지 못할 정도.

△--- 섬광이 느껴지는 정도이다.

×--- 섬광이 강하다.

그로스(20°)의 경우 수치가 클수록 섬광이 크다고 하고 있지만, 도 6의 결과로부터 감각테스트와 맞는 경우도 있고 맞지 않는 경우도 있다. 예를 들면, 샘플 1, 샘플 3, 샘플 4, 샘플 6, 샘플 7은 비교적 부합하고 있지만, 샘플 2, 샘플 5, 샘플 8, 베이스필름에서는 부합되지 않는다. 이것에 대하여 본 발명에서 구한 섬광치는 전시료에 걸쳐서 감각테스트와 부합하고 있다. 또한, 저장화상의 평균휘도 145cd/㎡에서 측정하였을 때, 섬광치가 15 이하인지 아닌지에 따라 방현성 필름의 섬광 특성이 좋고 나쁨의 판정이 가능하다.

이상과 같이, 본 발명에 의하면 휘도분포를 측정하고 화상처리하여 그 표준편차를 섬광치로 함으로써 감각테스트와 거의 부합하도록 섬광을 수치화하는 것이 가능하게 되어 방현성 필름 등의 개발에서 매우 유효하다.

Claims (13)

1. 백색광원으로부터의 빛을 매트릭스필터를 통하여 대상물 표면으로 입사시키고, 대상물로부터의 반사광 또는 투과광을 촬영하여 데이터로서 받아들이고, 받아들인 빛의 휘도(輝度)분포의 화상처리를 행하여 휘도분포의 분산의 표준편차를 구하고, 구한 표준편차치를 대상물 표면의 섬광치로 하는 것을 특징으로 하는 섬광의 정량적 평가방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 대상물이 방현성 필름인 것을 특징으로 하는 정량적 평가방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 섬광치가 소정치 이하인지 아닌지에 따라 대상물의 성능을 평가하는 것을 특징으로 하는 정량적 평가방법.
4. 제3항에 있어서, 저장화상의 평균휘도 145cd/㎡에서 측정하였을 때, 상기 섬광치의 소정치가 15인 것을 특징으로 하는 정량적 평가방법.
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