(57)【要約】      （修正有）【課題】偏光フィルムの欠陥を強調した画像を得ることができる撮像装置、及び該撮像装置を備えた検査装置、並びに該撮像装置を用いた検査方法を提供することを課題とする。【解決手段】検査対象となる偏光フィルムＦに向けて光を照射するための光源２と、該光源の光軸上において前記光源とは反対側で前記偏光フィルムに向けて配置される撮像部３とを備え、前記光源と前記偏光フィルムとの間に配置される円偏光板４、及び前記偏光フィルムと前記撮像部との間に配置された波長板５の少なくとも何れか一方を備える偏光フィルムの撮像装置１、及び該撮像装置を備える偏光フィルムの検査装置、並びに該撮像装置を用いる偏光フィルムの検査方法。【選択図】図１
2019027948.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象となる偏光フィルムに向けて光を照射するための光源と、
該光源の光軸上において前記光源とは反対側で前記偏光フィルムに向けて配置される撮像部とを備え、
前記光源と前記偏光フィルムとの間に配置される円偏光板、及び前記偏光フィルムと前記撮像部との間に配置された波長板の少なくとも何れか一方を備える偏光フィルムの撮像装置。
【請求項２】
前記波長板は、入射光の位相を４分の１波長ずらすように構成されている
請求項１に記載の偏光フィルムの撮像装置。
【請求項３】
前記偏光フィルムは、前記光軸に対して傾斜した状態で配置されている
請求項１又は請求項２に記載の偏光フィルムの撮像装置。
【請求項４】
前記光源の光の波長が４００ｎｍ〜５００ｎｍ、又は７００ｎｍ〜１０００ｎｍである
請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の偏光フィルムの撮像装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の撮像装置と、
該撮像装置で撮像した偏光フィルムの画像に写る該偏光フィルムの欠陥を検出する欠陥検出部とを備える
偏光フィルムの検査装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の撮像装置で偏光フィルムを撮像し、
該撮像装置で撮像した画像に写る該偏光フィルムの欠陥を検出する
偏光フィルムの検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏光フィルムの偏光特性を撮像する撮像装置、及び該撮像装置を備える検査装置、並びに該撮像装置を用いた検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、特定の方向に偏光した光を通過させる偏光フィルムを検査するための検査装置が提供されており、かかる検査装置には、偏光フィルムの偏光特性を撮像する撮像装置が組み込まれている。
【０００３】
例えば、特許文献１に開示されている検査装置（欠陥検出装置）に組み込まれている撮像装置は、偏光フィルムに光を照射する光源２と、光源２の光の光路上において光源２とは反対側で偏光フィルムに向けて配置される撮像部であって、偏光フィルムの透過光を撮像する撮像部と、前記光路上における偏光フィルムと撮像部との間に対して配置変更可能な偏光フィルタ及び位相差
【０００４】
そのため、前記撮像装置によれば、検査する偏光フィルムに合わせて偏光フィルタや位相差フィルタの配置を変えることで、偏光フィルムの撮像に適した撮像環境を構築できるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２１２４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来の撮像装置では、例えば、周囲の偏光特性に対して僅かな差異しか生じていない欠陥は、偏光フィルムを撮像した画像には写り難く、欠陥の検出漏れにつながることがあった。
【０００７】
そこで、本発明は、かかる実情に鑑み、偏光フィルムの欠陥を強調した画像を得ることができる撮像装置、及び該撮像装置を備えた検査装置、並びに該撮像装置を用いた検査方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の偏光フィルムの撮像装置は、
検査対象となる偏光フィルムに向けて光を照射するための光源と、
該光源の光軸上において前記光源とは反対側で前記偏光フィルムに向けて配置される撮像部とを備え、
前記光源と前記偏光フィルムとの間に配置される円偏光板、及び前記偏光フィルムと前記撮像部との間に配置された波長板の少なくとも何れか一方を備える。
【０００９】
上記構成の撮像装置によれば、光源と撮像部との間には、検査用の偏光フィルムと、円偏光板及び波長板の少なくとも何れか一方とが配置されているため、光源の光は、偏光フィルムや、円偏光板、波長板の配置に応じた偏光特性が抽出された状態で撮像部に到達する。
【００１０】
このように、前記撮像装置は、特定の偏光特性を抽出して強調することによって、欠陥を通過した光の偏光特性と欠陥の周囲を通過した光の偏光特性とに大きな差異をつけることができるため、欠陥がはっきりと写っている偏光フィルムの画像を得ることができる。
【００１１】
本発明の撮像装置において、
前記波長板は、入射光の位相を４分の１波長ずらすように構成されていてもよい。
【００１２】
かかる構成によれば、撮像部には、波長板によって直線偏光が抽出された光源の光が照射されるため、光源の光を撮像に適した状態にしたうえで撮像部に照射することができる。
【００１３】
本発明の撮像装置において、
前記偏光フィルムは、前記光軸に対して傾斜した状態で配置されていてもよい。
【００１４】
かかる構成によれば、光源の光が偏光フィルム内を通過する距離が長くなるため、偏光フィルムの偏光特性が撮像部で撮像した画像に写り易くなる。
【００１５】
本発明の撮像装置において、
前記光源の光の波長が４００ｎｍ〜５００ｎｍ、又は７００ｎｍ〜１０００ｎｍであってもよい。
【００１６】
かかる構成によれば、光源の光の波長が４００ｎｍ〜５００ｎｍである場合は、防眩機能が付加されていない偏光フィルムを好適に撮像でき、光源の光の波長が７００ｎｍ〜１０００ｎｍの光である場合は、防眩機能付きの偏光フィルムを好適に撮像することができる。
【００１７】
本発明の偏光フィルムの検査装置は、
上記何れかの撮像装置と、
該撮像装置で撮像した偏光フィルムの画像に写る該偏光フィルムの欠陥を検出する欠陥検出部を備える。
【００１８】
上記構成の検査装置によれば、撮像装置によって欠陥がはっきりと写っている偏光フィルムの画像を得ることができるため、欠陥検出部による偏光フィルムの欠陥の検出率を高めることができる。  
【００１９】
本発明の偏光フィルムの検査方法は、
上記何れかの撮像装置で偏光フィルムを撮像し、
該撮像装置で撮像した画像に写る該偏光フィルムの欠陥を検出する。
【００２０】
上記構成の検査装置によれば、撮像装置によって欠陥がはっきりと写っている偏光フィルムの画像を得ることができるため、欠陥検出部による偏光フィルムの欠陥の検出率を高めることができる。  
【発明の効果】
【００２１】
以上のように、本発明の偏光フィルムの偏光特性を撮像する撮像装置、及び該撮像装置を備える検査装置、並びに該撮像装置を用いた偏光フィルムの検査方法によれば、偏光フィルムの欠陥を強調した画像を得ることができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る偏光フィルムの撮像装置のブロック図である。
【図２】図２は、同実施形態に係る偏光フィルムの撮像装置の解析部のブロック図である。
【図３】図３は、本発明の他実施形態に係る偏光フィルムの撮像装置のブロック図である。
【図４】図４は、同実施形態に係る偏光フィルムの撮像装置で撮像した画像のイメージ図である。
【図５】図５は、本発明の別の実施形態に係る偏光フィルムの撮像装置のブロック図である。
【図６】図６は、同実施形態に係る偏光フィルムの撮像装置で撮像した画像のイメージ図である。
【図７】図７は、本発明の別の実施形態に係る偏光フィルムの撮像装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の一実施形態にかかる偏光フィルムの撮像装置（以下、撮像装置と称する）について、添付図面を参照しつつ説明する。
【００２４】
本実施形態に係る撮像装置は、図１に示すように、検査対象となる偏光フィルムＦに向けて光を照射するための光源２と、該光源２の光軸上において前記光源２とは反対側で前記偏光フィルムＦに向けて配置される撮像部３と、光源２と偏光フィルムＦとの間に配置される円偏光板４と、偏光フィルムＦと撮像部３との間に配置された波長板５と、撮像部３で撮像した画像の情報を解析する解析部６と、該解析部６の解析結果を表示するための表示部７とを備えている。
【００２５】
光源２は、短波長の光を発生させるように構成されている。光源２の波長は、偏光フィルムＦの種類に応じて設定されており、例えば、検査対象物が偏光フィルムＦの場合は、４００ｎｍ〜５００ｎｍに設定されていることが好ましい。また、検査対象物が偏光フィルムＦの表面に防眩処理が施されているものである場合（すなわち、防眩機能付きの偏光フィルムＦである場合）、光源２の波長は、７００ｎｍ〜１０００ｎｍに設定されていることが好ましい。
【００２６】
撮像部３は、撮像した被写体（検査対象となる偏光フィルムＦ）の偏光情報（具体的には、所定の方位角の偏光の情報）を取得するように構成されている。本実施形態に係る撮像部３は、偏光カメラによって構成されており、０°、４５°、９０°、１３５°の方位角の偏光の情報を偏光情報として取得するように構成されている。
【００２７】
円偏光板４は、光源２の光から円偏光を抽出するように構成されている。なお、円偏光板４で抽出する円偏光は、右回りであっても、左回りであってもよい。そのため、検査対象物である偏光フィルムＦには、円偏光の光が照射されるようになっている。
【００２８】
また、円偏光板４は、光源２の光軸を遮るようにして配置されており、各板面の面が広がる方向と、光源２の光軸が延びる方向（以下、光軸方向と称する）とは互いに直交している。
【００２９】
検査対象物とする偏光フィルムＦは、偏光板のみで構成されていてもよいし、偏光板と位相差板とを貼り合わせた複合フィルムであってもよい。また、検査対象物である偏光フィルムＦは、表面に反射防止処理や、防眩処理が施されているものであってもよい。なお、本実施形態では、偏光板と位相差板とを貼り合わせた複合フィルムを検査対象物としており、位相差板が撮像部３側に配置され、偏光板が光源２側に配置されている。なお、偏光板、位相差板は、定形性を有する平板状であってもよいし、変形可能なフィルム状であってもよい。
【００３０】
本実施形態では、検査対象である偏光フィルムＦを検査用フィルムＦと称して以下の説明を行うこととする。
【００３１】
検査用フィルムＦは、光源２の光軸を遮るように配置されており、各面が光軸に対して傾斜した状態で交差している。
【００３２】
なお、本実施形態に係る検査用フィルムＦは、各面が光軸の延びる方向（以下、光軸方向と称する）及び鉛直方向のそれぞれの方向に対して傾斜するように配置されている。また、鉛直方向に対する検査用フィルムＦの傾斜角度は、０°〜６０°の間で設定されていることが好ましく、より好ましくは４５°である。
【００３３】
また、本実施形態に係る検査用フィルムＦは、上端部が下端部よりも光源２に近くなるように傾斜した姿勢となっている。
【００３４】
波長板５は、入射光（検査用フィルムＦを通過した光）の位相をずらすように構成されている。本実施形態に係る波長板５は、入射光の位相を４分の１波長ずらすように構成されている。
【００３５】
また、波長板５への入射光は円偏光であるが、波長板５を通過した出射光は直線偏光となる。そのため、波長板５を通過した直線偏光が撮像部３によって撮像されるように構成されている。
【００３６】
これにより、本実施形態では、光源２の光を撮像に適した状態にしたうえで撮像部３に照射することができるようにしている。
【００３７】
このようにして、光源２に放たれて円偏光板４、検査用フィルムＦ、波長板５を通過して撮像部３に到達する光には、円二色性及び複屈折性による光強度変化が含まれている。
【００３８】
より具体的に説明すると、円偏光板４のストークスパラメータをＳｃ、検査用フィルムＦのミュラー行列をＭｆ、波長板５のミュラー行列をＭｗ、とする場合、撮像部３に到達する光の偏光状態を表すストークスパラメータＳは、下記の式（１）により求められる。
2019027948.tif 000003
【００３９】
また、本実施形態において、円偏光板４のストークスパラメータＳｃ、検査用フィルムＦのミュラー行列Ｍｆ、波長板５のミュラー行列Ｍｗは、それぞれ、      
2019027948.tif 000004
となっているため、撮像部３に到達する光のストークスパラメータＳは、下記の式（２）のように、 
2019027948.tif 000005
となる。従って、撮像部３に到達する光は、ストークスパラメータＳのＳ０成分に円二色性が強調され、Ｓ１成分に複屈折が強調された状態になっている。
【００４０】
解析部６は、図２に示すように、撮像部３が取得した偏光情報から偏光特性を表す特性情報を抽出する抽出手段６０と、該抽出手段６０で抽出した特性情報の処理を行う処理手段６１と、該処理手段６１による特性情報の処理結果を表示部７に出力するための出力手段６２とを備えている。
【００４１】
なお、解析部６は、例えば、情報の処理を行う処理装置（ＣＰＵ）と、情報を記憶する記憶装置とを備えた機器（例えば、パソコン）に構成でき、撮像部３に対しては有線又は無線で接続されていればよい。
【００４２】
抽出手段６０は、特性情報として、撮像部３が撮像した画像の光強度、水平直線偏光と垂直直線偏光の光強度差、４５°直線偏光と１３５°直線変更の光強度差を抽出するように構成されている。なお、抽出手段６０は、右円偏光と左円偏光の光強度差を特性情報として抽出できるように構成されていてもよい。
【００４３】
処理手段６１は、抽出手段６０で抽出した特性情報に基づいて検査用フィルムＦを撮像した画像（検査画像）を新たに生成するように構成されており、例えば、光強度や、水平直線偏光の強度に基づいて検査画像を生成するように構成されている。
【００４４】
出力手段６２は、処理手段６１で生成した検査画像を表示部７に表示する。なお、表示部７は、ディスプレイ等の表示装置で構成されるため、検査作業者が、出力手段６２によって表示部７に出力された検査画像を確認することで、検査用フィルムＦのムラ（偏光特性が部分的に変化する欠陥）の有無や、ムラの種類等を把握できるようになっている。
【００４５】
また、偏光フィルムＦの検査方法を行う場合は、撮像装置１で検査用フィルムＦを撮像し、撮像装置１で撮像した検査用フィルムＦの画像に写る偏光フィルムのムラ（欠陥）を作業者や検査機器で検出すればよい。
【００４６】
以上のように、本実施形態に係る撮像装置１によれば、光源２と撮像部３との間には、円偏光板４、検査用フィルムＦ、波長板５が配置されているため、光源２の光は、円偏光板４や、偏光フィルムＦ、波長板５の配置に応じた偏光特性（本実施形態では円二色性及び複屈折性）が強調された状態で撮像部３に到達する。
【００４７】
従って、撮像装置１は、特定の偏光特性を強調することによって、検査用フィルムＦのムラ（欠陥）を通過した光の偏光特性と、該ムラの周囲を通過した光の偏光特性とに大きな差異をつけることができるため、ムラがはっきりと写っている検査用フィルムＦの画像を得ることができる。
【００４８】
なお、本実施形態では、検査用フィルムＦを光軸に対して傾斜させた姿勢で配置することによって、光源からの光が検査用フィルムＦを通過する距離を長くすることができるため、検査用フィルムＦの偏光特性を強調することができる。従って、検査用フィルムＦにムラが発生している場合は、検査用フィルムＦの画像に写るムラを強調し易くなる。
【００４９】
また、本実施形態では、処理手段６１が、抽出手段６０で受信した特性情報（光強度、水平直線偏光と垂直直線偏光の光強度差、４５°直線偏光と１３５°直線変更の光強度差）に基づいて検査画像を新たに作成するように構成されており、撮像部３に到達する光のストークスパラメータＳのＳ０成分に検査用フィルムＦのミュラー行列ＭｆのＭ０３の成分が含まれている場合、検査画像には円二色性により生じる検査用フィルムＦの光強度の変化が顕著に現れる。そのため、かかる検査画像には円二色性により光強度にばらつきが生じるムラが強調された状態で現れる。
【００５０】
また、撮像部３に到達する光のストークスパラメータＳのＳ１成分に検査用フィルムＦのミュラー行列ＭｆのＭ３３の成分が含まれている場合、検査画像には複屈折性により生じる検査用フィルムＦの光強度の変化が顕著に現れる。そのため、かかる検査画像には複屈折により光強度にばらつきが生じるムラが強調された状態で現れる。
【００５１】
なお、円二色性により光強度にばらつきが生じるムラとは、例えば、スポットムラや、斜めムラのことである。スポットムラとは、点状の干渉ムラのような欠点のことであり、斜めムラとは、位相差フィルムに斜め状に発生する厚みムラのことである。
【００５２】
また、複屈折により光強度にばらつきが生じるムラとは、例えば、偏光フィルム（ＰＶＡ）に縦スジ状に発生する濃淡のムラ（いわゆる、位相ムラ）のことである。
【００５３】
このように、本実施形態に係る撮像装置１は、撮像部３に到達する光の所定の偏光特性を強調することによって、該偏光特性に影響を及ぼすムラを強調した検査画像を得ることができる。
【００５４】
なお、本発明の撮像装置１は、上記一実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更を行うことは勿論である。
【００５５】
上記実施形態において、撮像部３は、０°、４５°、９０°、１３５°の方位角の偏光を撮像できるように構成されていたが、撮像部３は、少なくとも４５°の方位角の偏光を撮像できるように構成されていればよい。
【００５６】
例えば、撮像部３を、４５°の方位角の偏光のみを撮像できるように構成する場合は、図３に示すように、波長板５と撮像部３との間に方位が４５°の偏光板８を配置すればよい。この場合、撮像部３は、偏光カメラではなく、ラインカメラ等の偏光情報を取得する機能を持たないカメラで構成されていてもよい。なお、図３に示す撮像装置１では、検査用フィルムＦのミュラー行列ＭｆのＭ３０の成分及びＭ３３の成分のうちのＭ３３の成分のみが撮像部３に到達する光のストークスパラメータＳのＳ０成分に含まれるため、複屈折により光強度にばらつきが生じるムラが強調された検査画像（図４参照）が取得される。
【００５７】
上記実施形態において、撮像装置１は、光源２と偏光フィルムＦとの間に配置される円偏光板４、及び偏光フィルムＦと撮像部３との間に配置された波長板５を備えていたが、この構成に限定されない。例えば、撮像装置１は、円偏光板４、及び波長板５の少なくとも何れか一方を備えていればよい。
【００５８】
図５に示す撮像装置１では、円偏光板４及び波長板５のうち円偏光板４のみを備えている。なお、撮像部３には、偏光情報を取得する機能を持たないカメラが採用されているため、検査用フィルムＦと撮像部３との間には、方位角が−４５°の偏光板８が配置されている。
【００５９】
この場合、円偏光板４のストークスパラメータＳｃ、検査用フィルムＦのミュラー行列Ｍｆ、偏光板のミュラー行列をＭｐとすると、撮像部３に到達する光の偏光状態を表すストークスパラメータＳは、下記の式（３）で表される。  
2019027948.tif 000006
【００６０】
また、図５に示す撮像装置１では、円偏光板４のストークスパラメータＳｃ、検査用フィルムＦのミュラー行列Ｍｆ、偏光板８のミュラー行列Ｍｐが、
2019027948.tif 000007
となり、撮像部３に到達する光のストークスパラメータＳは、下記の式（４）のように、
2019027948.tif 000008

となる。なお、図５に示す撮像装置１では、検査用フィルムＦのミュラー行列ＭｆのＭ３０の成分及びＭ３３の成分のうちのＭ３０の成分のみが撮像部３に到達する光のストークスパラメータＳのＳ０成分に含まれるため、円二色性により光強度にばらつきが生じるムラが強調された検査画像（図６参照）が取得される。
【００６１】
上記実施形態では、偏光フィルムＦを撮像する撮像装置１の説明を行ったが、例えば、撮像装置１には、図７に示すように、該撮像装置１で撮像した画像に写る欠陥（偏光フィルムＦの欠陥）を検出する欠陥検出部９が接続されていてもよい。すなわち、撮像装置１は、撮像装置１と、欠陥検出部９とを備える偏光フィルムＦの検査装置として用いてもよい。
【００６２】
上記実施形態において、検査用フィルムＦは、各面が光軸に対して傾斜した状態で交差するように配置されていたが、この構成に限定されない。例えば、検査用フィルムＦは、各面が光軸に対して直交した状態で交差するように配置されていてもよい。
【００６３】
上記実施形態において、検査用フィルムＦは、各面が光軸方向及び鉛直方向のそれぞれの方向に対して傾斜するように配置されていたが、この構成に限定されない。光軸方向及び鉛直方向に直交する方向を奥行方向とする場合、検査用フィルムＦの各面は、例えば、光軸方向及び奥行方向のそれぞれの方向に対して傾斜していてもよい。  
【符号の説明】
【００６４】
１…撮像装置、２…光源、３…撮像部、４…円偏光板、５…波長板、６…解析部、７…表示部、８…偏光板、８…欠陥検出部、９…欠陥検出部、６０…抽出手段、６１…処理手段、６２…出力手段、Ｆ…偏光フィルム（検査用フィルム）
【図１】
2019027948.tif 000009
【図２】
2019027948.tif 000010
【図３】
2019027948.tif 000011
【図４】
2019027948.tif 000012
【図５】
2019027948.tif 000013
【図６】
2019027948.tif 000014
【図７】
2019027948.tif 000015