(57)【要約】【課題】検査対象物が移動している状態であっても、検査対象物の膜質を精度良く検査することが可能な偏光検査装置を提供する。【解決手段】偏光検査装置１は、偏光状態及び波長が互いに異なる複数の光Ｌ１１〜Ｌ１４を検査対象物Ｆに照射する照射部１０と、検査対象物Ｆから得られる複数の光Ｌ２１〜Ｌ２４を波長分離して個別に受光する受光部２０と、受光部２０から出力される画像信号Ｇ１〜Ｇ４を用いて楕円方位角、偏光度、及び偏光成分強度の少なくとも１つを求めて検査対象物Ｆの良否判定を行う処理部３０とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏光状態が異なる複数の光を用いて検査対象物の検査を行う偏光検査装置において、
偏光状態及び波長が互いに異なる複数の光を前記検査対象物に照射する照射部と、
前記検査対象物から得られる複数の光を波長分離して個別に受光する受光部と、
前記受光部から出力される受光信号を用いて楕円方位角、偏光度、及び偏光成分強度の少なくとも１つを求めて前記検査対象物の良否判定を行う処理部と
を備えることを特徴とする偏光検査装置。
【請求項２】
前記照射部は、偏光状態及び波長が互いに異なる光を射出する複数の光源部と、
前記複数の光源部からの光を合波して前記検査対象物上に設定された一次元又は二次元の検査領域に照射する合波部と
を備えることを特徴とする請求項１記載の偏光検査装置。
【請求項３】
前記受光部は、前記検査対象物から得られる複数の光を波長分離する分離部と、
前記分離部で波長分離された複数の光を個別に受光する撮像部と
を備えることを特徴とする請求項２記載の偏光検査装置。
【請求項４】
前記撮像部は、前記分離部で波長分離される複数の光に対応して複数設けられていることを特徴とする請求項３記載の偏光検査装置。
【請求項５】
前記撮像部は、前記分離部に対して１つのみ設けられており、前記分離部から出力される光を撮像面の異なる領域で個別に受光することを特徴とする請求項３記載の偏光検査装置。
【請求項６】
前記処理部は、前記楕円方位角、前記偏光度、前記偏光成分強度の少なくとも１つの、前記検査対象物の面内における分布を求めることを特徴とする請求項１から請求項５の何れか一項に記載の偏光検査装置。
【請求項７】
前記処理部は、前記楕円方位角が予め設定された第１閾値を超えているか否か、前記偏光度が予め設定された第２閾値を超えているか否か、或いは前記偏光成分強度が予め設定された第３閾値を超えているか否かに基づいて前記検査対象物の良否判定を行うことを特徴とする請求項１から請求項６の何れか一項に記載の偏光検査装置。
【請求項８】
前記受光部は、前記検査対象物に照射された前記複数の光の反射光、或いは透過光を受光することを特徴とする請求項１から請求項７の何れか一項に記載の偏光検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏光状態が異なる複数の光を用いて検査対象物の検査を行う偏光検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
偏光検査装置は、特定の偏光状態の光（例えば、直線偏光の光、或いは円偏光の光）を検査対象物に照射し、検査対象物から得られる偏光状態が異なる複数の反射光（或いは、透過光）を受光して検査対象物の検査を行う装置である。このような偏光検査装置は、製造された製品の表面や内部における欠陥（ゴミ、キズ、ムラ等）を検査するために用いられる。
【０００３】
近年では、有機材料の機能及び構造の多様性に着目し、有機材料を用いた各種デバイスの研究開発が盛んに行われているところ、偏光検査装置は、このような有機材料を用いた薄膜（有機薄膜）の膜質の検査に用いられることが多くなっている。例えば、有機薄膜太陽電池、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ、液晶表示ディスプレイ等に用いられる偏光フィルム、及び有機半導体を用いたＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）タグ等の検査に用いられることが多くなっている。
【０００４】
以下の特許文献１，２には、従来の偏光検査装置の一例が開示されている。具体的に、以下の特許文献１には、鋼板表面からの反射光をビームスプリッタで分割して異なる３種類の偏光をリニアアレイカメラで測定し、反射光のエリプソパラメータを求めて検査対象物の表面疵の種類及び等級を判定する偏光検査装置が開示されている。また、以下の特許文献２には、検査対象物の移動による反射面の変化等によって欠陥の発見が困難になる状況を解消すべく、検査に最も適した複数の直線偏光を選択して検査対象物に照射可能とした偏光検査装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１７８６６６号公報
【特許文献２】特開２００７−３２２３１６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、上述した有機薄膜等の薄膜は、ロール・ツー・ロールと呼ばれる連続製造方式によって製造されることが多い。ここで、上記のロール・ツー・ロールと呼ばれる連続製造方式は、ロール状に巻かれたフィルムを引き出しながら連続的に有機材料の塗布等を行って有機薄膜を形成し、有機薄膜が形成されたフィルムを再びロールに巻き取る製造方式である。このような方式を用いて製造された有機薄膜の検査は、検査対象物としての有機薄膜が移動している状態で行われるのが一般的である。
【０００７】
ここで、上述した特許文献１，２に開示された偏光検査装置を用いれば、検査対象物が移動している状態であっても検査対象物の検査を行うことが可能であると考えられる。しかしながら、上述した特許文献１に開示された偏光検査装置は、鋼板等の表面反射率が高い検査対象物の表面疵の検査に適したものであり、例えば有機薄膜の膜質（分子材料の配向の善し悪し）の検査には適したものではない。これは、上述した特許文献２についても同様である。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、検査対象物が移動している状態であっても、検査対象物の膜質を精度良く検査することが可能な偏光検査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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の偏光検査装置は、偏光状態が異なる複数の光を用いて検査対象物（Ｆ）の検査を行う偏光検査装置（１〜３）において、偏光状態及び波長が互いに異なる複数の光（Ｌ１１〜Ｌ１４）を前記検査対象物に照射する照射部（１０）と、前記検査対象物から得られる複数の光（Ｌ２１〜Ｌ２４）を波長分離して個別に受光する受光部（２０）と、前記受光部から出力される受光信号（Ｇ、Ｇ１〜Ｇ４）を用いて楕円方位角、偏光度、及び偏光成分強度の少なくとも１つを求めて前記検査対象物の良否判定を行う処理部（３０）とを備えることを特徴としている。
この発明によると、偏光状態及び波長が互いに異なる複数の光が検査対象物に照射され、検査対象物から得られる複数の光が波長分離されて個別に受光され、これにより得られる受光信号を用いて楕円方位角、偏光度、及び偏光成分強度の少なくとも１つが求められて検査対象物の良否判定が行われる。
また、本発明の偏光検査装置は、前記照射部が、偏光状態及び波長が互いに異なる光を射出する複数の光源部（１１ａ〜１１ｄ）と、前記複数の光源部からの光を合波して前記検査対象物上に設定された一次元又は二次元の検査領域（Ｒ、Ｒ１、Ｒ２）に照射する合波部（１２）とを備えることを特徴としている
また、本発明の偏光検査装置は、前記受光部が、前記検査対象物から得られる複数の光を波長分離する分離部（２１）と、前記分離部で波長分離された複数の光を個別に受光する撮像部（２２、２２ａ〜２２ｄ）とを備えることを特徴としている。
また、本発明の偏光検査装置は、前記撮像部が、前記分離部で波長分離される複数の光に対応して複数設けられていることを特徴としている。
或いは、本発明の偏光検査装置は、前記撮像部が、前記分離部に対して１つのみ設けられており、前記分離部から出力される光を撮像面の異なる領域で個別に受光することを特徴としている。
また、本発明の偏光検査装置は、前記処理部が、前記楕円方位角、前記偏光度、前記偏光成分強度の少なくとも１つの、前記検査対象物の面内における分布を求めることを特徴としている。
また、本発明の偏光検査装置は、前記処理部が、前記楕円方位角が予め設定された第１閾値（ＴＨ１）を超えているか否か、前記偏光度が予め設定された第２閾値（ＴＨ２）を超えているか否か、或いは前記偏光成分強度が予め設定された第３閾値（ＴＨ３）を超えているか否かに基づいて前記検査対象物の良否判定を行うことを特徴としている。
また、本発明の偏光検査装置は、前記受光部が、前記検査対象物に照射された前記複数の光の反射光、或いは透過光を受光することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、１つの光を分離して受光するのではなく、偏光状態及び波長が互いに異なる複数の光を検査対象物に照射し、検査対象物から得られる光を波長分離して個別に受光しているため、得られる受光信号レベルが低下することなく測定できる。また、撮像部の直前に検光子を配置していないので、入射角依存性も低減し、偏光測定における検査対象物の膜質を精度良く検査することが可能であるという効果がある。また、装置内に可動部分が無いので、検査対象物が移動している状態であっても、高速に検査することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態による偏光検査装置の要部構成を示すブロック図である。
【図２】検査対象物に照射される照明光のスペクトルの一例を示す図である。
【図３】検査対象物に照射される照明光及び検査対象物から得られる反射光の偏光状態の一例を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態による偏光検査装置の要部構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第２実施形態における分離部とカメラとの関係を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態による偏光検査装置の具体的な構成例を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態による偏光検査装置の具体的な他の構成例を示す図である。
【図８】透過方式の偏光検査装置の概略構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態による偏光検査装置について詳細に説明する。
【００１３】
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態による偏光検査装置の要部構成を示すブロック図である。図１に示す通り、本実施形態の偏光検査装置１は、照射部１０、受光部２０、及び処理部３０を備えており、搬送方向Ｘに搬送される検査対象物Ｆの膜質を検査する。具体的に、偏光検査装置１は、偏光状態及び波長が互いに異なる複数の光Ｌ１１〜Ｌ１４が含まれる照明光Ｌ１０を検査対象物Ｆに照射し、検査対象物Ｆから得られる反射光Ｌ２０に含まれる光Ｌ２１〜Ｌ２４を波長分離した上で個別に受光して検査対象物Ｆの膜質を検査する反射方式の偏光検査装置である。
【００１４】
ここで、検査対象物Ｆは、例えば有機薄膜であり、有機薄膜太陽電池、有機ＥＬディスプレイ、液晶表示ディスプレイ等に用いられる偏光フィルム、及び有機半導体を用いたＲＦＩＤタグ等のデバイスにされる前の状態のもの、或いはデバイスにされた後の状態のものである。尚、以下では、検査対象物Ｆの搬送方向Ｘに直交し、検査対象物Ｆの面内に含まれる方向を「幅方向Ｙ」という。
【００１５】
照射部１０は、複数の光源部１１ａ〜１１ｄ及び合波部１２を備えており、検査対象物Ｆの表面側に配置されて、偏光状態及び波長が互いに異なる複数の光Ｌ１１〜Ｌ１４が含まれる照明光Ｌ１０を検査対象物Ｆ上に設定された検査領域Ｒ１に照射する。ここで、検査対象物Ｆ上に設定された検査領域Ｒ１は、例えば搬送方向Ｘの長さ及び幅方向Ｙの長さが、数ｃｍ〜数十ｃｍ程度に設定された矩形形状の領域である。この検査領域Ｒ１の大きさは、検査対象物Ｆの大きさに応じて適宜設定される。
【００１６】
光源部１１ａ〜１１ｄは、偏光状態及び波長が互いに異なる光Ｌ１１〜Ｌ１４をそれぞれ射出する。具体的に、光源部１１ａは、波長がλ１であって、電場の振動方向が０°である直線偏光の光Ｌ１１を射出する。光源部１１ｂは、波長がλ２であって、電場の振動方向が４５°である直線偏光の光Ｌ１２を射出する。光源部１１ｃは、波長がλ３であって、電場の振動方向が９０°である直線偏光の光Ｌ１３を射出する。光源部１１ｄは、波長がλ４であって、電場の振動方向が１３５°である直線偏光の光Ｌ１４を射出する。
【００１７】
光源部１１ａ〜１１ｄから射出される光Ｌ１１〜Ｌ１４の波長は、検査対象物Ｆの光学特性や構造に応じて適宜設定され、可視光領域の波長であっても、可視光領域以外の波長（例えば、赤外光領域の波長）であっても良い。但し、光Ｌ１１〜Ｌ１４の波長は、後述する受光部２０で波長分離することが可能な波長に設定する必要がある。尚、本実施形態では、光Ｌ１１〜Ｌ１４の電場の振動方向を、光Ｌ１１〜Ｌ１４の進行方向に直交する面内における角度で表しており、検査対象物Ｆに対する光Ｌ１１〜Ｌ１４の入射面に直交する方向（図１の紙面に直交する方向）を０°としている。
【００１８】
合波部１２は、例えばダイクロイックミラー（或いは、プリズム）を備えており、光源部１１ａ〜１１ｄの各々から射出される光Ｌ１１〜Ｌ１４を、各々の偏波状態を維持したまま合波する。そして、合波部１２は、合波した光（照明光Ｌ１０）を、検査対象物Ｆ上に設定された検査領域Ｒ１に照射する。
【００１９】
受光部２０は、分離部２１及び複数のカメラ２２ａ〜２２ｄ（撮像部）を備えており、照射部１０と同様に検査対象物Ｆの表面側に配置されて、検査対象物Ｆから得られる反射光Ｌ２０に含まれる光Ｌ２１〜Ｌ２４を波長分離した上で個別に受光する。尚、光Ｌ２１〜Ｌ２４は、検査対象物Ｆ上に設定された検査領域Ｒ１に照射された光Ｌ１１〜Ｌ１４がそれぞれ反射されることによって得られる光である。
【００２０】
分離部２１は、照射部１０の合波部１２と同様に、例えばダイクロイックミラー（或いは、プリズム）を備えており、反射光Ｌ２０に含まれる複数の光Ｌ２１〜Ｌ２４を波長分離する。尚、波長分離された光Ｌ２１〜Ｌ２４は、分離される前の偏光状態が維持されても、維持されなくとも良い。
【００２１】
カメラ２２ａ〜２２ｄは、分離部２１で分離される複数の光Ｌ２１〜Ｌ２４に対応してそれぞれ設けられており、分離部２１で分離された複数の光Ｌ２１〜Ｌ２４を個別に撮像（受光）する。これらカメラ２２ａ〜２２ｄは、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor：相補型金属酸化膜半導体）等の撮像素子を備えており、撮影した画像（検査領域Ｒ１から得られる光Ｌ２１〜Ｌ２４の輝度分布を示す画像）に応じた画像信号Ｇ１〜Ｇ４（受光信号）をそれぞれ出力する。
【００２２】
処理部３０は、受光部２０から出力される複数の画像信号Ｇ１〜Ｇ４を用いて楕円方位角、偏光度、及び偏光成分強度を求めて検査対象物Ｆの良否判定を行う。具体的に、処理部３０は、画像信号Ｇ１〜Ｇ４に信号処理を施して画素（カメラ２２ａ〜２２ｄの画素）毎の輝度を示す輝度データＩ１〜Ｉ４をそれぞれ求める処理、輝度データＩ１〜Ｉ４からストークスパラメータＳ（Ｓ０〜Ｓ２）を画素毎に求める処理、及びストークスパラメータＳ（Ｓ０〜Ｓ２）を用いて楕円方位角Ψ、偏光度ＤｏＰ、及び偏光成分強度ＩＰを画素毎に求める処理を行う。つまり、処理部３０は、検査対象物Ｆ上に設定された検査領域Ｒ１における楕円方位角Ψ、偏光度ＤｏＰ、及び偏光成分強度ＩＰの二次元分布を求める処理を行う。
【００２３】
ここで、上記の輝度データＩ１は、電場の振動方向が０°である直線偏光の光Ｌ１１を検査対象物Ｆに照射して得られる光Ｌ２１の画素毎の輝度を示すデータであり、上記の輝度データＩ２は、電場の振動方向が４５°である直線偏光の光Ｌ１２を検査対象物Ｆに照射して得られる光Ｌ２２の画素毎の輝度を示すデータである。また、上記の輝度データＩ３は、電場の振動方向が９０°である直線偏光の光Ｌ１３を検査対象物Ｆに照射して得られる光Ｌ２３の画素毎の輝度を示すデータであり、上記の輝度データＩ４は、電場の振動方向が１３５°である直線偏光の光Ｌ１４を検査対象物Ｆに照射して得られる光Ｌ２４の画素毎の輝度を示すデータである。
【００２４】
処理部３０は、以下に示す（１）式を用いて画素毎のストークスパラメータＳ（Ｓ０〜Ｓ２）を求め、以下に示す（２）式を用いて画素毎の偏光度ＤｏＰを求め、以下に示す（３）式を用いて画素毎の楕円方位角Ψを求め、以下に示す（４）式を用いて画素毎の偏光成分強度ＩＰを求める。
【００２５】
【数１】
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【数２】
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【数３】
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【数４】
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【００２６】
ここで、処理部３０は、図１に示す通り、補正テーブルＴＢを備える。この補正テーブルＴＢは、光源部１１ａ〜１１ｄから射出される光Ｌ１１〜Ｌ１４の強度のバラツキ、カメラ２２ａ〜２２ｄの特性（受光特性）のバラツキ、及び検査対象物Ｆの表面における光Ｌ１１〜Ｌ１４の波長に応じた反射率のバラツキを補正する補正量が格納されたテーブルである。処理部３０は、補正テーブルＴＢに格納された補正量を用いて上記の各種バラツキを補正した上で、上述したストークスパラメータＳ（Ｓ０〜Ｓ２）、偏光度ＤｏＰ、楕円方位角Ψ、及び偏光成分強度ＩＰを求める。
【００２７】
また、処理部３０は、楕円方位角閾値ＴＨ１（第１閾値）、偏光度閾値ＴＨ２（第２閾値）、及び偏光成分強度閾値ＴＨ３（第３閾値）を備える。楕円方位角閾値ＴＨ１は、検査対象物Ｆの良否判定を行うために上記（３）式を用いて求められる楕円方位角Ψに対して設定された閾値である。偏光度閾値ＴＨ２は、検査対象物Ｆの良否判定を行うために上記（２）式を用いて求められる偏光度ＤｏＰに対して設定された閾値である。偏光成分強度閾値ＴＨ３は、検査対象物Ｆの良否判定を行うために、上記（４）式を用いて求められる偏光成分強度ＩＰに対して設定された閾値である。
【００２８】
処理部３０は、上記（３）式を用いて求められた楕円方位角Ψが、楕円方位角閾値ＴＨ１を超えており、上記（２）式を用いて求められる偏光度ＤｏＰが、偏光度閾値ＴＨ２を超えており、且つ上記（４）式を用いて求められる偏光成分強度ＩＰが、偏光成分強度閾値ＴＨ３を超えている場合に、検査対象物Ｆを不良と判定する。尚、上記（３），（２），（４）式を用いて求められた楕円方位角Ψ、偏光度ＤｏＰ、及び偏光成分強度ＩＰの何れか１つ（又は、何れか２つ）が閾値を超えた場合に、検査対象物Ｆを不良と判定するようにしても良い。
【００２９】
次に、上記構成における偏光検査装置１の動作について説明する。検査が開始されると、不図示の制御部によって照射部１０が制御され、光源部１１ａ〜１１ｄから光Ｌ１１〜Ｌ１４がそれぞれ射出される。光源部１１ａ〜１１ｄから射出された光Ｌ１１〜Ｌ１４は、合波部１２に入射して各々の偏波状態が維持されたまま合波される。そして、合波された光（照明光Ｌ１０）が、合波部１２から射出されて検査対象物Ｆ上に設定された検査領域Ｒ１に照射される。
【００３０】
図２は、検査対象物に照射される照明光のスペクトルの一例を示す図である。検査対象物Ｆに照射される照明光Ｌ１０は、光源部１１ａ〜１１ｄから射出される光Ｌ１１〜Ｌ１４を合波して得られたものであるため、照明光Ｌ１０のスペクトルは、図２に示す通り、波長λ１〜λ４にピークを有する波形がある間隔（例えば、２００ｎｍ程度の間隔）で並んだものとなる。
【００３１】
図３は、検査対象物に照射される照明光及び検査対象物から得られる反射光の偏光状態の一例を示す図である。図３においては、照明光Ｌ１０に含まれる光Ｌ１１〜Ｌ１４の光路とともに光Ｌ１１〜Ｌ１４の偏光状態Ｐ１１〜Ｐ１４を図示しており、反射光Ｌ２０に含まれる光Ｌ２１〜Ｌ２４の光路とともに光Ｌ２１〜Ｌ２４の偏光状態Ｐ２１〜Ｐ２２を図示している。
【００３２】
尚、図３に図示されている偏光状態Ｐ１１〜Ｐ１４及び偏光状態Ｐ２１〜Ｐ２４は、光Ｌ１１〜Ｌ１４及び光Ｌ２１〜Ｌ２４を進行方向に見た場合の偏光状態である。また、照明光Ｌ１０に含まれる光Ｌ１１〜Ｌ１４及び反射光Ｌ２０に含まれる光Ｌ２１〜Ｌ２４はそれぞれ同じ光路上を進むが、図３においては理解を容易にするために、これらの光路を分けて図示している。
【００３３】
図３に示す通り、照明光Ｌ１０に含まれる光Ｌ１１〜Ｌ１４の偏光状態Ｐ１１〜Ｐ１４は何れも直線偏光である。具体的に、光Ｌ１１の偏光状態Ｐ１１は、電場の振動方向が０°である直線偏光であり、光Ｌ１２の偏光状態Ｐ１２は、電場の振動方向が４５°である直線偏光である。また、光Ｌ１３の偏光状態Ｐ１３は、電場の振動方向が９０°である直線偏光であり、光Ｌ１４の偏光状態Ｐ１４は、電場の振動方向が１３５°である直線偏光である。つまり、光Ｌ１１〜Ｌ１４は、光源部１１ａ〜１１ｄから射出されたときの偏光状態が維持されて検査対象物Ｆに照射される。
【００３４】
これに対し、反射照Ｌ２０に含まれる光Ｌ２１〜Ｌ２４の偏光状態Ｐ２１〜Ｐ２４は何れも楕円偏光である。これは、照明光L１０に含まれる光Ｌ１１〜Ｌ１４が検査対象物Ｆに照射されることによって偏光状態が変化したからである。尚、反射照Ｌ２０に含まれる光Ｌ２１〜Ｌ２４の偏光状態がどのように変化するかは、検査対象物Ｆの光学特性、構造、膜質等に応じて変化する。
【００３５】
検査対象物Ｆ上に設定された検査領域Ｒ１からの反射光Ｌ２０は、受光部２０に入射し、受光部２０に設けられた分離部２１において光Ｌ２１〜Ｌ２４に波長分離される。波長分離された光Ｌ２１〜Ｌ２４は、それぞれカメラ２２ａ〜２２ｄに入射して個別に撮像される。そして、カメラ２２ａ〜２２ｄから処理部３０に対して、撮影した画像（検査領域Ｒ１から得られる光Ｌ２１〜Ｌ２４の輝度分布を示す画像）に応じた画像信号Ｇ１〜Ｇ４がそれぞれ出力される。
【００３６】
画像信号Ｇ１〜Ｇ４が入力されると、処理部３０において、まず画像信号Ｇ１〜Ｇ４に信号処理を施して画素（カメラ２２ａ〜２２ｄの画素）毎の輝度を示す輝度データＩ１〜Ｉ４をそれぞれ求める処理が行われる。尚、この処理においては、補正テーブルＴＢに格納された補正量を用いて、各種バラツキ（光源部１１ａ〜１１ｄから射出される光Ｌ１１〜Ｌ１４の強度のバラツキ、カメラ２２ａ〜２２ｄの特性（受光特性）のバラツキ、及び検査対象物Ｆの表面における光Ｌ１１〜Ｌ１４の波長に応じた反射率のバラツキ）を補正する処理が行われる。
【００３７】
次に、輝度データＩ１〜Ｉ４からストークスパラメータＳ（Ｓ０〜Ｓ２）を画素毎に求める処理、及びストークスパラメータＳ（Ｓ０〜Ｓ２）を用いて楕円方位角Ψ、偏光度ＤｏＰ、及び偏光成分強度ＩＰを画素毎に求める処理が処理部３０において順に行われる。以上の処理が終了すると、求めた楕円方位角Ψ、偏光度ＤｏＰ、及び偏光成分強度ＩＰと楕円方位角閾値ＴＨ１、偏光度閾値ＴＨ２、及び偏光成分強度閾値ＴＨ３とをそれぞれ比較して検査対象物Ｆの良否を判定する処理が処理部３０で行われる。
【００３８】
例えば、求められた楕円方位角Ψが、楕円方位角閾値ＴＨ１を超えており、求められた偏光度ＤｏＰが、偏光度閾値ＴＨ２を超えており、且つ求められた偏光成分強度ＩＰが、偏光成分強度閾値ＴＨ３を超えている場合には、検査対象物Ｆが不良と判定される。これに対し、求められた楕円方位角Ψ、偏光度ＤｏＰ、及び偏光成分強度ＩＰの何れか１つが閾値を超えていない場合には、検査対象物Ｆが良品と判定される。
【００３９】
このような処理部３０の判定結果は、例えば処理部３０に設けられた表示部（図示省略）に表示され、音等により報知され、或いは上位装置（図示省略）に送信される。検査対象物Ｆが搬送方向Ｘに搬送されている状態で以上説明した動作が繰り返され、これにより搬送方向Ｘにおける検査対象物Ｆの膜質が、幅方向Ｙにおける検査領域Ｒ１の幅をもって連続的に検査される。
【００４０】
以上の通り、本実施形態では、偏光状態及び波長が互いに異なる複数の光Ｌ１１〜Ｌ１４を照明光Ｌ１０として検査対象物Ｆの検査領域Ｒ１に照射し、検査対象物Ｆから得られる反射光Ｌ２０に含まれる光Ｌ２１〜Ｌ２４を波長分離して個別に撮像し、これにより得られた画像信号Ｇ１〜Ｇ４を用いて楕円方位角Ψ、偏光度ＤｏＰ、及び偏光成分強度ＩＰを求めて検査対象物Ｆの良否判定を行うようにしている。このため、検査対象物Ｆが移動している状態であっても、検査対象物Ｆの膜質を精度良く検査することが可能である。尚、本実施形態では、検査対象物Ｆ上に設定された矩形形状の検査領域Ｒ１の画像をカメラ２２ａ〜２２ｄで撮像していることから、検査対象物Ｆが移動していなくとも、検査対象物Ｆの膜質を検査することが可能である。
【００４１】
〔第２実施形態〕
図４は、本発明の第２実施形態による偏光検査装置の要部構成を示すブロック図である。尚、図４においては、図１に示すブロックに相当するブロックについては同一の符号を付してある。図４に示す偏光検査装置２は、幅方向Ｙに延びるライン状の検査領域Ｒ２を検査対象物Ｆ上に設定し、図１に示すカメラ２２ａ〜２２ｄに代えて１つのカメラ２２（カメラ２２ａ〜２２ｄと同様のカメラ）を設けた点が、図１に示す偏光検査装置１とは異なる。
【００４２】
図１に示す偏光検査装置１は、矩形形状の検査領域Ｒ１を検査対象物Ｆ上に設定し、検査領域Ｒ１からの反射光Ｌ２０に含まれる光Ｌ２１〜Ｌ２４をカメラ２２ａ〜２２ｄでそれぞれ個別に撮像するものであった。しかしながら、例えば検査対象物Ｆがロール・ツー・ロールと呼ばれる連続製造方式によって製造されるような場合には、検査対象物Ｆは一定速度で搬送方向Ｘに搬送されるため、矩形形状の検査領域Ｒ１の画像をカメラ２２ａ〜２２ｄで撮像する必要は必ずしもない。本実施形態の偏光検査装置２は、検査対象物Ｆ上にライン状の検査領域Ｒ２を設定し、カメラの数を減らして簡素化することにより、コストの低減を図るとともにカメラ間の位置ずれによるアライメントの問題を解消したものである。
【００４３】
ここで、本実施形態では、検査対象物Ｆ上にライン状の検査領域Ｒ２が設定されていることから、照射部１０の合波部１２は、ライン状の照明光Ｌ１０を検査領域Ｒ２に照射するよう構成されている。また、本実施形態では、ライン状の反射光Ｌ２０に含まれる光Ｌ２１〜Ｌ２４を１つのカメラ２２で撮像する必要があることから、受光部２０の分離部２１及びカメラ２２は、図５に示す関係とされている。
【００４４】
図５は、本発明の第２実施形態における分離部とカメラとの関係を示す図である。図５に示す通り、分離部２１及びカメラ２２は、分離部２１からの光Ｌ２１〜Ｌ２４の全てが重ならずに空間的に分離された状態でカメラ２２の撮像面Ｑに入射されるようにされている。つまり、カメラ２２は、分離部２１からの光Ｌ２１〜Ｌ２４を、撮像面Ｑの異なる領域で個別に撮像（受光）するようにされている。ここで、撮像面Ｑに入射する光Ｌ２１〜Ｌ２４の間隔が狭いと、カメラ２２から出力される画像Ｇは、光Ｌ２１〜Ｌ２４が互いに影響したものとなる。このため、撮像面Ｑに入射する光Ｌ２１〜Ｌ２４の間隔は、余裕を持った間隔（例えば、カメラ２２の画素の数十〜百画素分程度の間隔）に設定される。
【００４５】
次に、本発明の第２実施形態による偏光検査装置の具体的構成について説明する。図６は、本発明の第２実施形態による偏光検査装置の具体的な構成例を示す図である。尚、図６においては、図４に示す構成に相当する構成については同一の符号を付してある。また、図３と同様に、照明光Ｌ１０に含まれる光Ｌ１１〜Ｌ１４及び反射光Ｌ２０に含まれる光Ｌ２１〜Ｌ２４の光路を分けて図示している。
【００４６】
図６に示す通り、照射部１０の光源部１１ａ〜１１ｄは、光源、偏光子、及びレンズをそれぞれ備えている。具体的に、光源部１１ａは、光源４１ａ、偏光子４２ａ、及びレンズ４３ａを備えており、光源部１１ｂは、光源４１ｂ、偏光子４２ｂ、及びレンズ４３ｂを備えている。同様に、光源部１１ｃは、光源４１ｃ、偏光子４２ｃ、及びレンズ４３ｃを備えており、光源部１１ｄは、光源４１ｄ、偏光子４２ｄ、及びレンズ４３ｄを備えている。
【００４７】
光源４１ａ〜４１ｄは、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）やＬＤ（Laser Diode）等を備えており、それぞれ波長λ１〜λ４の光を射出する。尚、光源４１ａ〜４１ｄから射出される光の偏光状態は、円偏光、楕円偏光、ランダムの何れであっても良い。偏光子４２ａ〜４２ｄは、光源４１ａ〜４１ｄから射出される波長λ１〜λ４の光の偏光状態を、それぞれ電場の振動方向が４５°，４５°，９０°，１３５°である直線偏光にする。レンズ４３ａ〜４３ｄは、偏光子４２ａ〜４２ｄからの光を、検査対象物Ｆ上に設定されたライン状の検査領域Ｒ２に結像させるために設けられる。
【００４８】
照射部１０の合波部１２は、３つのダイクロイックミラー１２ａ〜１２ｃを備えている。ダイクロイックミラー１２ａは、波長λ１の光を透過させて波長λ２の光を反射させる特性を有し、ダイクロイックミラー１２ｂは、波長λ１，λ２の光を透過させて波長λ３の光を反射させる特性を有し、ダイクロイックミラー１２ｃは、波長λ１〜λ３の光を透過させて波長λ４の光を反射させる特性を有する。これらダイクロイックミラー１２ａ〜１２ｃは、照明光Ｌ１０の光路に沿って順に一列に配列されており、光源部１１ａ〜１１ｄからの光Ｌ１１〜Ｌ１４を、各々の偏波状態を維持したまま合波する。
【００４９】
図７は、本発明の第２実施形態による偏光検査装置の具体的な他の構成例を示す図である。図７に示す偏光検査装置２は、図６に示す偏光検査装置２に設けられた光源部１１ａ〜１１ｄの構成を変えたものである。具体的には、図６に示す光源部１１ａ〜１１ｄに設けられていた偏光子４２ａ〜４２ｄを省略し、光源４１ａ〜４１ｄに代えて光源５１ａ〜５２ｄを設けた構成である。
【００５０】
光源５１ａ〜５１ｄは、偏光状態が直線偏光であるレーザ光を射出するＬＤを備える。具体的に、光源５１ａは、波長がλ１であって電場の振動方向が０°である直線偏光の光を射出し、光源５１ｂは、波長がλ２であって電場の振動方向が４５°である直線偏光の光を射出する。また、光源５１ｃは、波長がλ３であって電場の振動方向が９０°である直線偏光の光を射出し、光源５１ｄは、波長がλ４であって電場の振動方向が１３５°である直線偏光の光を射出する。図７に示す偏光検査装置２は、偏光子４２ａ〜４２ｄを省略することができるため、図６に示す偏光検査装置２に比べて構成を簡素化することができる。
【００５１】
次に、上記構成における偏光検査装置２の動作について説明する。尚、偏光検査装置２の動作は、基本的には図１に示す偏光検査装置１と同様であるため、以下では簡略化して説明する。検査が開始されると、不図示の制御部によって照射部１０が制御され、光源部１１ａ〜１１ｄから光Ｌ１１〜Ｌ１４がそれぞれ射出される。これらの光Ｌ１１〜Ｌ１４は、合波部１２において偏光状態が維持されたまま合波され、合波された光（照明光Ｌ１０）が、検査対象物Ｆ上に設定されたライン状の検査領域Ｒ２に照射される。
【００５２】
照明光Ｌ１０が検査領域Ｒ２に照射されると、検査対象物Ｆからはライン状の反射光Ｌ２０が得られる。この反射光Ｌ２０は、受光部２０に設けられた分離部２１においてライン状の光Ｌ２１〜Ｌ２４に波長分離される。そして、波長分離されたライン状の光Ｌ２１〜Ｌ２４は、図５に示す通り、カメラ２２の撮像面Ｑに入射して撮像され、カメラ２２からは光Ｌ２１〜Ｌ２４に応じた画像信号Ｇが出力される。
【００５３】
カメラ２２からの画像信号Ｇが入力されると、処理部３０では、まず画像信号Ｇを、光Ｌ２１〜Ｌ２４の各々の画像を示す４つの画像信号に切り出す処理が行われる。そして、切り出した各々の画像信号に対し、画素毎の輝度を示す輝度データＩ１〜Ｉ４を求める処理が行われる。尚、この処理では、第１実施形態と同様に補正テーブルＴＢに格納された補正量を用いた補正処理が行われる。
【００５４】
以上の処理が行われると、第１実施形態と同様に、輝度データＩ１〜Ｉ４からストークスパラメータＳ（Ｓ０〜Ｓ２）を画素毎に求める処理、及びストークスパラメータＳ（Ｓ０〜Ｓ２）を用いて楕円方位角Ψ、偏光度ＤｏＰ、及び偏光成分強度ＩＰを画素毎に求める処理が処理部３０において順に行われる。そして、求めた楕円方位角Ψ、偏光度ＤｏＰ、及び偏光成分強度ＩＰと楕円方位角閾値ＴＨ１、偏光度閾値ＴＨ２、及び偏光成分強度閾値ＴＨ３とをそれぞれ比較して検査対象物Ｆの良否を判定する処理が処理部３０で行われる。検査対象物Ｆが搬送方向Ｘに搬送されている状態で以上説明した動作が繰り返され、これにより搬送方向Ｘにおける検査対象物Ｆの膜質が、幅方向Ｙにおける検査領域Ｒ２の幅をもって連続的に検査される。
【００５５】
以上の通り、本実施形態では、偏光状態及び波長が互いに異なる複数の光Ｌ１１〜Ｌ１４を照明光Ｌ１０として検査対象物Ｆ上に設定されたライン状の検査領域Ｒ２に照射し、検査対象物Ｆから得られる反射光Ｌ２０に含まれる光Ｌ２１〜Ｌ２４を波長分離して１つのカメラ２２で個別に撮像し、これにより得られた画像信号Ｇを用いて楕円方位角Ψ、偏光度ＤｏＰ、及び偏光成分強度ＩＰを求めて検査対象物Ｆの良否判定を行うようにしている。このため、検査対象物Ｆが移動している状態であっても、検査対象物Ｆの膜質を精度良く検査することが可能である。
【００５６】
以上、本発明の実施形態による偏光検査装置について説明したが、本発明は上記実施形態に制限される訳ではなく、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上記実施形態では、処理部３０が、楕円方位角Ψ、偏光度ＤｏＰ、及び偏光成分強度ＩＰを求めて検査対象物Ｆの良否判定を行う場合を例に挙げて説明したが、必ずしも楕円方位角Ψ、偏光度ＤｏＰ、及び偏光成分強度ＩＰを求める必要はなく、楕円方位角Ψ、偏光度ＤｏＰ、及び偏光成分強度ＩＰの何れか１つ（又は、何れか２つ）を求めて検査対象物Ｆの良否判定を行っても良い。
【００５７】
また、上記第１実施形態では、処理部３０が、検査対象物Ｆ上に設定された検査領域Ｒ１における楕円方位角Ψ、偏光度ＤｏＰ、及び偏光成分強度ＩＰの二次元分布を求める場合を例に挙げて説明した。しかしながら、必ずしも楕円方位角Ψ、偏光度ＤｏＰ、及び偏光成分強度ＩＰの二次元分布を求める必要はなく、例えば検査領域Ｒ１における楕円方位角Ψ、偏光度ＤｏＰ、及び偏光成分強度ＩＰの代表値のみを求めるようにしても良い。
【００５８】
また、上記第１実施形態では、分離部２１で分離された光Ｌ２１〜Ｌ２４をカメラ２２ａ〜２２ｄで個別に撮影するようにしていたが、第２実施形態と同様に光Ｌ２１〜Ｌ２４を１台のカメラを用いて個別に撮影することも可能である。例えば、分離部２１とカメラとの間に４つのシャッタ（光Ｌ２１〜Ｌ２４に対応するシャッタ）を設け、分離部２１で分離された光Ｌ２１〜Ｌ２４を順次カメラに入射させるようにすれば、光Ｌ２１〜Ｌ２４を１台のカメラを用いて個別に撮影することができる。
【００５９】
また、上述した実施形態で説明した偏光検査装置１，２は、検査対象物Ｆから得られる反射光Ｌ２０を受光して検査対象物Ｆの膜質を検査する反射方式の偏光検査装置であった。しかしながら、本発明は、検査対象物Ｆを透過した透過光を受光して検査対象物Ｆの膜質を検査する透過方式の偏光検査装置にも適用することが可能である。図８は、透過方式の偏光検査装置の概略構成を示すブロック図である。図８に示す偏光検査装置３は、照射部１０が検査対象物Ｆの表面側に配置されており、受光部２０が検査対象物Ｆの裏面側に配置されている。尚、処理部３０は、査対象物Ｆの表面側及び裏面側の何れに配置されていても良い。
【００６０】
このような偏光検査装置３は、偏光状態及び波長が互いに異なる複数の光を照明光Ｌ１０として検査対象物Ｆ上に設定された検査領域Ｒに照射し、検査対象物Ｆから得られる透過光に含まれる光を波長分離して個別に撮像し、これにより得られた画像信号を用いて楕円方位角Ψ、偏光度ＤｏＰ、及び偏光成分強度ＩＰを求めて検査対象物Ｆの良否判定を行う。尚、検査領域Ｒは、矩形形状の検査領域Ｒ１及びライン状の検査領域Ｒ２の何れであっても良い。
【００６１】
また、本発明は、上述した反射方式の偏光検査装置と透過方式の偏光検査装置が組み合わされたものにも適用することが可能である。このような偏光検査装置は、例えば照射部１０が検査対象物Ｆの表面側に配置されており、受光部２０が検査対象物Ｆの表面側及び裏面側の双方に配置されている構成である。
【符号の説明】
【００６２】
１〜３            偏光検査装置
１０              照射部
１１ａ〜１１ｄ    光源部
１２              合波部
２０              受光部
２１              分離部
２２              カメラ
２２ａ〜２２ｄ    カメラ
３０              処理部
Ｆ                検査対象物
Ｇ                画像信号
Ｇ１〜Ｇ４        画像信号
Ｌ１１〜Ｌ１４    光
Ｌ２１〜Ｌ２４    光
Ｒ                検査領域
Ｒ１，Ｒ２        検査領域
ＴＨ１            楕円方位角閾値
ＴＨ２            偏光度閾値
ＴＨ３            偏光成分強度閾値
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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