(57)【要約】【課題】  測定対象からの拡散光の測定角度の変化にも広く対応して、測定対象の反射角度依存性を測定できる。【解決手段】  本発明に係る測定装置１は、樹脂により形成され、半球形状の中空を有し、中空内に入射される光の拡散光を反射型液晶表示装置２に照射する積分半球１１と、光源１２と、積分半球１１の底面１１２に形成された測定試料用開口１１４と、測定用開口１１４を介して積分半球１１の中空内に露出される測定試料２からの反射光を、角度を変化させて測定する測定器１３とを備えている。測定試料用開口１１４の内面全周に、積分半球１１の底面１１２から積分半球１１の測定試料２側の外部に向けて、測定試料用開口１１４の内径が徐々に小さくなる斜面１１４ａを形成した。【選択図】  図２
2006275693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂により形成され、半球面および底面により構成された内壁を有し、上記内壁に囲われた中空内に入射される光の拡散光を測定試料に照射する積分半球と、
上記積分半球の上記底面に形成され、上記積分半球の上記底面側の外部に配置される測定試料を、上記積分半球の中空内に露出させる開口と、
上記積分半球の上記半球面側の外部に設けられ、上記開口により上記積分半球の中空内に露出される測定試料からの反射光を、測定角度を変化させて測定する測定器とを備えた測定装置であって、
上記開口の内面であって、上記開口の中心と上記測定器を結ぶ直線を上記積分半球の上記底面に投影した投影線上に、上記積分半球の上記底面から上記積分半球の測定試料側の外部に向けて、上記開口の内径が徐々に小さくなる斜面が形成されたことを特徴とする測定装置。
【請求項２】
上記開口は円筒状であって、上記斜面は上記開口の内面全周に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
上記樹脂は、白色の弗素樹脂であることを特徴する請求項１に記載の測定装置。
【請求項４】
上記弗素樹脂が、ポリテトラフルオロエチレンであることを特徴とする請求項３に記載の測定装置。
【請求項５】
上記中空内に入射される光の光源は、上記積分半球の上記底面に沿って上記開口の方向に光を入射し、
上記開口と上記光源の間であって、上記積分半球の上記底面上に設けられ、上記光源から入射される光を拡散反射する反射部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項６】
上記反射部は、上記光源から入射される光を上記積分半球の上記半球面の方向に拡散反射する反射斜面を備えたことを特徴とする請求項４に記載の測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は測定装置に関し、特に、樹脂により形成された積分半球を備えた測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、反射型液晶表示装置は、携帯電話機、携帯情報端末、電子手帳、携帯型テレビ、カーナビゲーションシステムなどの車載用機器等、多くの電子機器に用いられるようになった。
反射型液晶表示装置は、当該反射型液晶表示装置の背面に設けられた反射板により、入射される外光を当該反射型液晶表示装置の前面側に指向的に反射する。このため、当該液晶表示装置の輝度は反射角度に依存するところが大きく、従来から反射型液晶表示装置の反射角度依存性は、反射型液晶表示装置の評価項目として挙げられてきた。
【０００３】
従来、反射型液晶表示装置の反射角度依存性を測定するのに、薄肉金属板等により形成された中空の球体または半球体の内面を硫酸バリウム（化学式：ＢａＳＯ４）等、白色の完全拡散材料でコーティングした積分球や積分半球を備えた測定装置が用いられていた（例えば、特許文献１）。積分球または積分半球内では、光源により入射される光が拡散され、自然光に近い状態を実現することができる。
【０００４】
ところで、反射型液晶表示装置を搭載する多くの電子機器は、高温高湿等厳しい環境下（例えば−３０℃〜＋８０℃）でも使用されるため、反射型液晶表示装置の反射角度依存性についても、高温高湿環境下で測定する必要性が生じた。ところが、硫酸バリウムのコーティングは高温・高湿環境等の厳しい環境下で変色しやすく、特許文献１に記載の測定装置では、高温・高湿環境等厳しい環境下での反射角度依存性の測定に向かない。
一方、高温高湿等厳しい環境下でも安定した特性を有する弗素樹脂を含む混合材により積分球を成形した分光測定装置が提案されている（特許文献２）。
【特許文献１】特開８−１７８７９８号公報（図１、図２、段落００１６、段落００２６）
【特許文献２】特開２００２−３０３５４７号公報（図２、図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的に、積分球や積分半球を薄肉金属板で成形するには、例えば約１ｍｍ以下の肉厚の薄肉金属板を用いることができる。一方、樹脂により積分球や積分半球を成形しようとする場合、成形用金型の製作性等の関係から、少なくとも数ｍｍ以上の肉厚を必要とする。特に、樹脂により積分半球を成形する場合、反射型液晶表示装置等の測定対象が配置される底面も少なくとも数ｍｍ以上の肉厚を必要とする。
測定精度を高める等の目的により、特許文献１の図２に示された例と異なり、積分半球の底面に開口を設けて、測定対象を積分半球の底面側の外面に密着させて配置し、当該開口を介して積分半球の中空内に露出される測定対象からの拡散光を、開口を介して測定器により測定しようとする試みがある。
【０００６】
しかし、このような試みを実現しようとしたとき、積分半球の底面と、開口内側であって中空内に露出される測定対象の表面との間に、底板の肉厚分の高低差が生じてしまい、測定対象の表面に対する垂線からの角度（測定対象からの拡散光に対する測定角度）を大きくして拡散光を測定しようとした場合に、開口の内側端面が測定対象からの反射光を遮り、測定器が測定対象からの反射光を測定できないことが想定される。
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、測定対象からの拡散光に対する測定角度の変化にも広く対応して、測定対象の反射角度依存性を測定できる測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る測定装置は、樹脂により形成され、半球面および底面により構成された内壁を有し、上記内壁に囲われた中空内に入射される光の拡散光を測定試料に照射する積分半球と、積分半球の上記底面に形成され、積分半球の底面側の外部に配置される測定試料を、積分半球の中空内に露出させる開口と、積分半球の半球面側の外部に設けられ、開口により積分半球の中空内に露出される測定試料からの反射光を、測定角度を変化させて測定する測定器とを備えた測定装置であって、開口の内面であって、開口の中心と測定器を結ぶ直線を積分半球の底面に投影した投影線上に、積分半球の底面から積分半球の測定試料側の外部に向けて、開口の内径が徐々に小さくなる斜面が形成されたことを特徴とするものである。
このような構成により、測定対象からの拡散光に対する測定角度の変化にも広く対応して、測定対象の反射角度依存性を測定できる。
【０００８】
また、開口は円筒状であって、斜面は開口の内面全周に形成されてもよい。
このような構成により、積分半球からの拡散光が測定試料に効率よく照射され、より安定して測定対象の反射角度依存性を測定できる。
【０００９】
また、樹脂は、白色の弗素樹脂であってもよく、好ましくはポリテトラフルオロエチレンとする。
このような構成により、高温・高湿環境等厳しい環境下であっても安定して、測定対象からの拡散光に対する測定角度の変化にも広く対応して、測定対象の反射角度依存性を測定できる。
【００１０】
また、中空内に入射される光の光源は、積分半球の底面に沿って開口の方向に光を入射し、開口と光源との間であって、積分半球の底面上に設けられ、光源から入射される光を拡散反射する反射部を備えてもよい。また、反射部は、光源から入射される光を積分半球の半球面の方向に拡散反射する反射斜面を備えてもよい。
このような構成にしたことにより、更に、光源が積分半球の底面に沿って設けられ、開口の方向に光を入射する場合であっても、反射部が入射光を積分半球の半球面へ拡散反射するので、積分半球内で安定した拡散光を発生させることができる
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、測定対象からの拡散光に対する測定角度の変化にも広く対応して、測定対象の反射角度依存性を測定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施の形態に係る測定装置の構成について、図に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る測定装置の構成を示す模式図であって、図１（ａ）は測定装置の上面図であり、図１（ｂ）は正面図、図１（ｃ）は側面図である。
図２は、本発明の実施の形態に係る測定装置の断面を示す模式図であって、図１（ａ）のＡ−Ａ切断線の断面図である。
図３は、本発明の実施の形態に係る測定装置の底板の構成を示す図であって、図３（ａ）は、底板の平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ切断線の断面図である。
【００１３】
図１に示されるように、本発明の実施の形態に係る測定装置１は、白色の弗素樹脂により形成された積分半球１１と、光源１２と、測定器１３とを備えている。
積分半球１１は、半球面１１１および底面１１２により構成された半球形状の内壁を有する。また、積分半球１１は、半球形状の内壁に囲われた中空内に入射される光源１２からの光の拡散光を、測定試料としての反射型液晶表示装置２の表面に照射する。
図１および図２に示されるように、積分半球１１は、白色の弗素樹脂を用いて樹脂成形された半球形状をなした天井を有する上蓋１１ａと、白色の弗素樹脂を用いて樹脂成形された平板状の底板１１ｂとを、重ね合わせて構成される。
【００１４】
上蓋１１ａおよび底板１１ｂは、白色の弗素樹脂、より具体的には水素原子の一個以上を弗素で置換したエチレンおよびその誘導体の重合によって得られる樹脂状物質により形成されている。このような弗素樹脂の代表として、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥまたはテフロン（登録商標））を包含する樹脂が挙げられる。ポリテトラフルオロエチレンを含む樹脂等の弗素樹脂は高温・高湿等の厳しい環境にも安定で、耐薬品性もきわめて高く、電気絶縁性も高いなどの特性を有する。
また、上蓋１１ａの半球面１１１および底板１１ｂの底面１１２の各表面に対しては、照射される光を拡散反射するように、表面粗さを小さくする表面処理が施されている。
図１（ａ）に示されるように、積分半球１１の上面には半径方向にスリット状の測定用開口１１３が設けられている。この測定器用開口１１３は、後述の測定器３の測定角度θによりも大きな角度で開口されている。
【００１５】
また、図３（ａ）に示されるように、積分半球１１の底板１１ｂの中央部には、例えば約数十ｍｍ径の円筒状の測定試料用開口１１４が形成されている。この測定試料用開口１１４は、積分半球１１の底面１１ｂ側の外面に密着させて配置される反射型液晶表示装置４の表面の一部を、積分半球１１の中空内に露出させる役割を果たしている。
また、図１〜図３に示されるように、測定試料用開口１１４の底板１１ｂの厚み方向の内面は、斜面１１４ａとされている。測定試料用開口１１４の斜面１１４ａは、測定試料用開口１１４の内面全周に、積分半球１１の底面１１２から積分半球１１の測定試料側の外部に向けて、測定試料用開口１１４の内径が徐々に小さくなるように形成されている。すなわち、斜面１１４ａは、測定試料用開口１１４の外周側から中心軸側に向けて、測定試料用開口１１４の内径が小さくなるように傾斜されている。
【００１６】
このように、測定試料用開口１１４の斜面１１４ａを測定試料用開口１１４の内面の全周に設けることにより、測定試料用開口１１４の内面の端面が、積分半球１１の中空内で拡散された拡散光を遮るのを低減でき、この結果、積分半球１１の中空内で拡散された拡散光が反射型液晶表示装置２に効率よく照射される。
測定試料用開口１１４の開口径や斜面１１４ａの傾斜角度は、少なくとも、反射型液晶表示装置２の表面における測定試料用開口１１４の中心と、測定器１３とを結ぶ直線上に、測定試料用開口１１４の内側端面が重ならないように、設定されている。
なお、図１〜図３では、測定試料用開口１１４の斜面１１４ａを測定試料用開口１１４の内面の全周に設けた態様で説明したが、測定試料用開口１１４の斜面１１４ａを、測定試料用開口１１４中心と測定器１３を結ぶ直線を積分半球１１の底面１１２に投影した投影線（不図示）上に、設けることが重要である。
【００１７】
また、図３に示されるように、反射部１１５が、測定試料用開口１１４と、光源１２の光が導かれる光源用開口１１６と間であって、積分半球１１の底面１１２、すなわち底板１１ｂの中空側の面上に設けられている。図２に示されるように、反射部１１５は、積分半球１１の側方から積分半球１１の底面１１２に沿って入射される光源１２の入射光を積分半球１１の中空内で拡散反射する。
反射部１１５には、光源１２の入射光を例えば図２に矢印で示されるように積分半球１１の半球面１１１の方向に拡散反射する反射斜面１１５ａが形成されている。また、反射部１１５は、積分半球１１の側方から積分半球１１の底面１１２に沿って入射される光源１２の入射光により、測定試料用開口１１４内が直接照射されるのを防止する機能も有する。
【００１８】
反射部１１５の配置位置や反射斜面１１５ａの傾斜角度は、少なくとも、反射型液晶表示装置２の表面における測定試料用開口１１４の中心と、測定器１３とを結ぶ直線上に、反射部１１５が重ならないように、設定されている。
なお、光源１２の入射光が積分半球１１の半球面１１１に直接照射されるように、光源１２の入射光の入射角度を調整できるときには、反射部１１５を設けなくてもよい。
【００１９】
図１および図２では、光源１２の数に合わせて２個の反射部１１５が形成されている。光源１２の数が増えれば、光源１２の数に合わせて、反射部１１５を増加させる必要がある。光源１２が多数の場合には、反射部１１５を測定試料用開口１１４と同心のリング状の突起物により形成してもよい。この場合にも、反射部には、光源１２の入射光を積分半球１１の半球面１１１の方向に拡散反射する反射斜面が形成される。反射部１１５は、底板１１ｂと一体成形で形成しても、別部材として形成した後に底板１１ｂに貼り付けてもよい。
【００２０】
光源１２は、例えば、ハロゲン光源であって、光ファイバー１２ａを用いて、積分半球１１の底面１１２の円周上に光を導き、積分半球１１の中空内に光を入射する。図１（ｃ）に示されるように、積分半球１１の底面１１２の円周上には、対向するように２個の光源用開口１１６が設けられている。なお、図１（ｃ）では、説明の便宜上、光源１２や光ファイバー１２ａを省略している。また、図２に示されるように、光源用開口１１６内には、光ファイバー１２ａの端部を保持・固定するための固定具１２ｂが設けられている。光ファイバー１２ａの端部は、光ファイバー１２ａからの光が積分半球１１の底面１１２に沿って反射部１１５に向かって照射されるように、固定具１２ｂにより保持・固定される。
【００２１】
なお、反射部１１５を設けない場合には、光源１２からの入射光が、積分半球１１の半球面１１１を直接照射するように、光源１２からの入射光の入射角度を設定する必要がある。
測定器１３には、例えば輝度計を用いる。測定器１３は、積分半球１１の半球面１１１側の外部に、測定器１３の受光面を測定試料用開口１１４の方向に向けて、設けられている。また、測定器１３は、測定試料用開口１１４を介して中空内に露出される反射型液晶表示装置２からの反射光を、測定対象の表面に対する垂線からの角度（測定対象からの拡散光に対する測定角度）θを変化させて測定する。図１（ｂ）および図２に示されるように、測定対象からの拡散光に対する測定角度θを変化させるには、測定器１３を二点鎖線に沿って左右に移動させることにより行う。
【００２２】
次に、本発明の実施の形態に係る測定装置の測定方法を、図に基づいて説明する。
図１および図２に示されるように、積分半球１１の底面１１２側の外面に密着させて、測定試料である反射型液晶表示装置２を、配置する。このとき、反射型液晶表示装置２の表面を底板１１ｂの中空側と逆側の面に対向させて、保持具（不図示）により取り付ける。
そして、遮光性の高い金属性のケースで、反射型液晶表示装置２が取り付けられた測定装置１を、測定器用開口１１３を除いて覆う。
次に、光源１２の電源を投入し、積分半球１１の中空内に光を入射する。
【００２３】
次に、反射部１１５の反射斜面１１５ａが、光源１２からの入射光を積分半球１１の半球面１１１へ拡散反射する。そして、光源１２からの入射光は、積分半球１１の中空内で拡散され、拡散光が反射型液晶表示装置２の表面に照射される。
次に、測定器１３を移動させながら、測定角度θを例えば０°、３０°、４５°に調整して、それぞれの測定角度で、測定器１３を用いて測定試料用開口１１４を介して積分半球１１の中空内に露出される反射型液晶表示装置２の表面からの反射光の輝度を測定する。
このとき、図２に示されるように、測定試料用開口１１４に斜面１１４ａを形成したので、積分半球１１の底面１１２と、測定試料用開口１１４内に露出される反射型液晶表示装置２の表面との間に生じる底板１１ｂの肉厚分の高低差（約５ｍｍ）の影響を低減でき、反射型液晶表示装置２からの拡散光の測定角度θを大きくしても、測定器が反射型液晶表示装置２からの反射光を測定できる。
【００２４】
すなわち、測定試料用開口１１４に斜面１１４ａを形成したので、反射型液晶表示装置２からの拡散光の反射角度θを例えば４５°のように大きくした場合であっても、測定試料用開口１１４の内側端面が反射型液晶表示装置２からの反射光を遮ることなく、測定器１３により反射型液晶表示装置２からの反射光の輝度を測定することができる。
以上のように、本発明の実施の形態に係る測定装置１によれば、測定試料用開口１１４に斜面１１４ａを形成したので、測定対象からの拡散光の測定角度の変化にも広く対応して、測定対象の反射角度依存性を測定できる。
また、好ましくは、積分半球を白色の弗素樹脂により形成したことにより、高温・高湿環境等厳しい環境下で安定して、測定対象の反射角度依存性を測定できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態に係る測定装置の構成を示す模式図であって、図１（ａ）は測定装置の上面図であり、図１（ｂ）は正面図、図１（ｃ）は側面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る測定装置の断面を示す模式図であって、図１（ａ）のＡ−Ａ切断線の断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る測定装置の底板の構成を示す図であって、図３（ａ）は、底板の平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ切断線の断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  測定装置
１１  積分半球
１１ａ  上蓋
１１ｂ  底板
１１１  半球面
１１２  底面
１１３  測定器用開口
１１４  測定試料用開口
１１４ａ  斜面
１１５  反射部
１１５ａ  反射斜面
１１６  光源用開口
１２  光源
１２ａ  光ファイバー
１２ｂ  固定具
１３  測定器
２  反射型液晶表示装置
【図１】
2006275693.tif 000003
【図２】
2006275693.tif 000004
【図３】
2006275693.tif 000005