(57)【要約】【課題】特に偏光板２枚に位相差フィルムを挟んだクロスニコル形態でのムラ撮像において、全面撮像の計測が容易、且つ短時間で高精度に行えるようにする。【解決手段】位相差フィルムの光学ムラを検出する光学ムラ検出装置１００において、位相差フィルムと偏光板とを一体に保持して所望の傾斜角度に設定するステージ２５と、位相差フィルムの一方の側から照明する照明手段２７と、位相差フィルムの他方の側から偏光板を介して照明手段２７からの照明光の透過光画面を撮像する撮像手段２９と、撮像手段２９から得られる撮像画像の輝度情報から輝度ムラ成分を検出するムラ検出手段３１とを備え、撮像手段２９が、位相差フィルムの所定の検査領域内における撮像方向の角度変動を２度以内となるように、位相差フィルムから離間配置された位置から望遠撮像する。【選択図】図１
2008241607.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位相差フィルムの光学ムラを検出する光学ムラ検出装置であって、
被検査対象である位相差フィルムを挟んでクロスニコル状態で配置された一対の偏光板と、
前記位相差フィルムと前記偏光板とを一体に保持して所望の傾斜角度に設定するステージと、
前記位相差フィルムの一方の側から照明する照明手段と、
前記位相差フィルムの他方の側から前記偏光板を介して前記照明手段からの照明光の透過光画面を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段から得られる撮像画像の輝度情報から輝度ムラ成分を検出するムラ検出手段と、を備え、
前記撮像手段が、前記位相差フィルムの所定の検査領域内における撮像方向の角度変動を２度以内となるように、前記位相差フィルムから離間配置された位置から望遠撮像する光学ムラ検出装置。
【請求項２】
請求項１記載の光学ムラ検出装置であって、
前記撮像手段が、前記位相差フィルムの１回分の撮像領域が少なくとも２０ｃｍ角の領域を含む光学ムラ検出装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の光学ムラ検出装置であって、
前記ステージを駆動して前記位相差フィルムを特定の複数方向からなる代表撮像方向に傾斜させ、前記撮像手段により各代表撮像方向で撮像させる制御手段と、
前記撮像した複数の撮像画像を記憶する記憶手段と、
前記ムラ検出手段が、各代表撮像方向の撮像画像の輝度値から、前記各代表撮像方向の中間の傾斜方向に対する輝度値を補間処理して求め、該補間処理で得られた輝度情報から前記輝度ムラ成分を検出する光学ムラ検出装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の光学ムラ検出装置であって、
前記ステージが、前記位相差フィルムの法線方向と前記観察方向とのなす角である傾斜角と、前記観察方向を前記位相差フィルム面に垂直投影したときの前記位相差フィルム面内における方位角と、を変更する回動機構を有する光学ムラ検出装置。
【請求項５】
位相差フィルムの光学ムラを検出する光学ムラ検出方法であって、
被検査対象である位相差フィルムをクロスニコル状態で配置された一対の偏光板に挟み込み、所望の傾斜角度に設定し、
前記位相差フィルムの一方の側から照明するとともに、前記位相差フィルムの他方の側から前記偏光板を介して前記照明光の透過光画面を、前記位相差フィルムの所定の検査領域に対して該検査領域内における撮像方向の角度変動を２度以内として望遠撮像し、
得られる撮像画像の輝度情報から輝度変動成分を検出する光学ムラ検出方法。
【請求項６】
請求項５記載の光学ムラ検出方法であって、
前記位相差フィルムを異なる複数の方向から撮像し、各撮像方向に対する撮像画像からそれぞれ輝度変動成分を検出する光学ムラ検出方法。
【請求項７】
請求項５又は請求項６記載の光学ムラ検出方法であって、
１回の撮像で前記位相差フィルムの少なくとも２０ｃｍ角の領域を撮像する光学ムラ検出方法。
【請求項８】
請求項５〜６又は請求項７記載の光学ムラ検出方法であって、
前記位相差フィルムを特定の複数方向からなる代表撮像方向に傾斜させて撮像し、
各代表撮像方向の撮像画像の輝度値から、前記各代表撮像方向の中間の傾斜方向に対する輝度値を補間処理して求め、該補間処理で得られた輝度情報から前記輝度ムラ成分を検出する光学ムラ検出方法。
【請求項９】
請求項８記載の光学ムラ検出方法であって、
前記位相差フィルムに対面する任意の位置で観察される前記照明光の透過光画面を、前記補間処理して得られた輝度情報から合成して作成し、この透過光画面の合成画像の輝度情報から前記輝度ムラ成分を検出する光学ムラ検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学ムラを検出する光学ムラ検出装置及び光学ムラ検出方法に関し、特に、位相差フィルムを一対の偏光板によってクロスニコル状態で挟んだ被検査対象に用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば液晶パネルには、位相差フィルムを一対の偏光板によってクロスニコル状態で挟んだものがある。この種の液晶パネルでは、位相差フィルムの材料自体に場所的な不均一性がありムラを生じることがあるため、製造過程において表示欠陥が生じていないか等を検査する画像表示検査が行われる。この画像表示検査は、液晶パネルの画像を撮像手段（ＣＣＤカメラ等）で撮像して行われたり、観測者が異なる位置から観察すること等により行われる。
【０００３】
図１０は液晶パネルにおける従来の中央部のみからの輝度ムラ観察を（ａ）、それによって見えるムラの例を（ｂ）に表した説明図である。
画像表示検査におけるムラ撮像評価は、例えば図１０（ａ）に示すように液晶パネル１から所定の観察距離にある撮像点３による定点撮像で実施され、パネル画面（パネル実装、又は偏光板クロスニコル形態）の中央部のみ見込み角が０度で、中央部から端に近づくに従い見込み角が大きくなる条件での撮像となっていた。
【０００４】
一般的に観察距離は被検査パネルの高さＨの３倍程度の距離に設定され、撮像視野範囲は光学的な制約から６０ｍｍ角程度で行われた。そして、パネルを黒表示した際に、パネル周囲に発生する高輝度領域（光る領域）を観測することで、ムラ撮像評価がなされていた。目視の場合では、０．１ｃｄ程度の輝度差の検出でムラがあったとされた。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２４２８２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のムラ撮像評価は、６０ｍｍ角程度の撮像視野範囲で行われていたため、例えばスジムラに対しては、視野範囲が狭すぎ、ムラの有無が正確に判断できない問題があった。図１１は従来行われた定点観察を（ａ）、観察者が移動する実際の観察を（ｂ）に表した説明図である。
実際は図１１（ａ）に示す定点観測だけでなく、図１１（ｂ）に示すように、観測者１が頭を横に動かして観察する場合、パネルのどの位置に対しても垂直或いは斜めの方向から同時に観察している。ところが、被検査対象の材料毎にムラの見えが角度に依存して異なるため、複数の角度、距離での画像を取得して評価することが必要となった。また、従来のムラ撮像評価は、目でムラの程度を判断しながら、ムラの見えの程度が最も悪い角度を試行錯誤して決めてから撮像する場合もあり、作業効率の悪い問題があった。さらに、材料単体のムラを評価するには、見込み角が被検査対象の任意の位置に対して一定角度である評価も合わせて評価する必要のあることが分かった。
図１２に偏光板クロスニコル及び視野角調整フィルム付ＶＡパネルの見込み角と輝度との相関を表したグラフを示した。特に、サンプル形態が実装パネルの場合でなく、偏光板２枚のクロスニコル形態で観察する場合には、図１２に示すように、見込み角に相関して、撮像画像の位置による輝度変化が大きく、画像に輝度の勾配ができるためムラの検出を困難にする要因となっていた。
また、図１３にテレセントリックレンズを使用した従来の光学ムラ検出方法の模式図を示した。ＣＣＤカメラ等の撮像手段を面走査する方法では、平行方向からの撮像のためにテレセントリックレンズ４を使用した光学系５が使用される。しかし、１ショットで撮像できる面積が、縦横幅Ｗで２０ｍｍ程度と狭く、被写体となるＴＶパネルが６０インチ以上であると、およそ１０００ショット以上必要となり膨大な時間が必要となってしまう問題があった。
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、特に偏光板２枚に位相差フィルムを挟み込んだクロスニコル形態でのムラ撮像において、全面撮像の計測が容易、且つ短時間で、しかも、高精度で行える光学ムラ検出装置及び光学ムラ検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
（１）  位相差フィルムの光学ムラを検出する光学ムラ検出装置であって、
被検査対象である位相差フィルムを挟んでクロスニコル状態で配置された一対の偏光板と、
前記位相差フィルムと前記偏光板とを一体に保持して所望の傾斜角度に設定するステージと、
前記位相差フィルムの一方の側から照明する照明手段と、
前記位相差フィルムの他方の側から前記偏光板を介して前記照明手段からの照明光の透過光画面を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段から得られる撮像画像の輝度情報から輝度ムラ成分を検出するムラ検出手段と、を備え、
前記撮像手段が、前記位相差フィルムの所定の検査領域内における撮像方向の角度変動を２度以内となるように、前記位相差フィルムから離間配置された位置から望遠撮像する光学ムラ検出装置。
【０００８】
この光学ムラ検出装置によれば、従来、近接撮影時に同一撮影方向で被検査対象の各領域を撮影する際、被検査対象に対し撮像手段を走査する必要があったのに対し、撮像手段を走査することなく、撮像方向に対する角度差を抑えながら、被検査対象の全体を略同等の角度で撮影できる。これにより、被検査対象を傾けた場合であっても撮像焦点を合わせることができる。したがって、複数の定点だけでなく、被検査対象と平行な全ての位置からムラ計測が効率的に行えるようになる。
【０００９】
（２）  （１）記載の光学ムラ検出装置であって、
前記撮像手段は、前記位相差フィルムの１回分の撮像領域が少なくとも２０ｃｍ角の領域を含む光学ムラ検出装置。
【００１０】
この光学ムラ検出装置によれば、従来の平行撮影のために行われていたテレセントリックレンズを使用した２ｃｍ程度の撮像面積に比べ、略平行撮影による撮像情報が大きな撮像面積で得られるようになり、撮像回数を低減させて、処理時間の大幅な短縮が可能となる。
【００１１】
（３）  （１）又は（２）記載の光学ムラ検出装置であって、
前記ステージを駆動して前記位相差フィルムを特定の複数方向からなる代表撮像方向に傾斜させ、前記撮像手段により各代表撮像方向で撮像させる制御手段と、
前記撮像した複数の撮像画像を記憶する記憶手段と、
前記ムラ検出手段が、各代表撮像方向の撮像画像の輝度値から、前記各代表撮像方向の中間の傾斜方向に対する輝度値を補間処理して求め、該補間処理で得られた輝度情報から前記輝度ムラ成分を検出する光学ムラ検出装置。
【００１２】
この光学ムラ検出装置によれば、ムラ検出手段が、各代表撮像方向で撮像して得た各代表撮像方向の輝度値から、中間の傾斜方向に対する輝度値を補間処理して求め、実際に撮像した画像と略同等の全体画像が得られる。すなわち、画像合成処理が実施されることにより、任意の見込み角で輝度画像が生成され、ムラ検出が効率的に行えるようになる。
【００１３】
（４）  （１）〜（３）のいずれか１項記載の光学ムラ検出装置であって、
前記ステージが、前記位相差フィルムの法線方向と前記観察方向とのなす角である傾斜角と、前記観察方向を前記位相差フィルム面に垂直投影したときの前記位相差フィルム面内における方位角と、を変更する回動機構を有する光学ムラ検出装置。
【００１４】
この光学ムラ検出装置によれば、望遠撮像により位相差フィルムの全体が略同等の角度で撮影されるのに加え、回動機構の駆動によって、傾斜角及び方位角が変更されることで、撮像手段を走査することなく、位相差フィルムのどの位置に対しても任意の傾斜角及び方位角での観察が可能となる。
【００１５】
（５）  位相差フィルムの光学ムラを検出する光学ムラ検出方法であって、
被検査対象である位相差フィルムをクロスニコル状態で配置された一対の偏光板に挟み込み、所望の傾斜角度に設定し、
前記位相差フィルムの一方の側から照明するとともに、前記位相差フィルムの他方の側から前記偏光板を介して前記照明光の透過光画面を、前記位相差フィルムの所定の検査領域に対して該検査領域内における撮像方向の角度変動を２度以内として望遠撮像し、
得られる撮像画像の輝度情報から輝度変動成分を検出する光学ムラ検出方法。
【００１６】
この光学ムラ検出方法によれば、被検査対象の全体が略同等の角度で撮影可能となり、被検査対象と平行な全ての位置からのムラ計測が効率的に行えるようになる。これにより、全面撮像の計測が容易、且つ短時間で可能となり、しかも、撮像手段の走査に伴う計測誤差が発生しないのでムラ検出精度も高まる。
【００１７】
（６）  （５）記載の光学ムラ検出方法であって、
前記位相差フィルムを異なる複数の方向から撮像し、各撮像方向に対する撮像画像からそれぞれ輝度変動成分を検出する光学ムラ検出方法。
【００１８】
この光学ムラ検出方法によれば、望遠撮像により位相差フィルムの全体が略同等の角度で撮影されるのに加え、異なる複数の方向からの撮像、すなわち、固定した撮像手段に対して位相差フィルムを変位させた撮像によって、撮像手段を走査することなく、位相差フィルムのどの位置に対しても任意の傾斜角及び方位角での輝度変動成分の検出が可能となる。
【００１９】
（７）  （５）又は（６）記載の光学ムラ検出方法であって、
１回の撮像で前記位相差フィルムの少なくとも２０ｃｍ角の領域を撮像する光学ムラ検出方法。
【００２０】
この光学ムラ検出方法によれば、従来の平行撮影のために行われていたテレセントリックレンズを使用した２ｃｍ程度の撮像面積に比べ、略平行撮影による撮像情報が大きな撮像面積で得られるようになり、撮像回数を低減させて、処理時間の大幅な短縮が可能となる。
【００２１】
（８）  （５）〜（６）又は（７）記載の光学ムラ検出方法であって、
前記位相差フィルムを特定の複数方向からなる代表撮像方向に傾斜させて撮像し、
各代表撮像方向の撮像画像の輝度値から、前記各代表撮像方向の中間の傾斜方向に対する輝度値を補間処理して求め、該補間処理で得られた輝度情報から前記輝度ムラ成分を検出する光学ムラ検出方法。
【００２２】
この光学ムラ検出方法によれば、ムラ検出手段が、各代表撮像方向で撮像して得た各代表撮像方向の撮像画像の輝度値から、中間の傾斜方向に対する輝度値を補間処理し、未知の傾斜角における輝度ムラ成分が実際の撮像に依らずに推測可能となる。
【００２３】
（９）  （８）記載の光学ムラ検出方法であって、
前記位相差フィルムに対面する任意の位置で観察される前記照明光の透過光画面を、前記補間処理して得られた輝度情報から合成して作成し、この透過光画面の合成画像の輝度情報から前記輝度ムラ成分を検出する光学ムラ検出方法。
【００２４】
この光学ムラ検出方法によれば、中間の傾斜方向に対する輝度値を補間処理して得られた未知の傾斜角における輝度ムラ成分に基づき、画像合成処理が実施されることで、実際に撮像した画像と略同等の全体画像から輝度ムラ成分が短時間で効率的に検出可能となる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る光学ムラ検出装置によれば、被検査対象を所望の傾斜角度に設定するステージと、照明手段からの照明光の透過光画面を撮像する撮像手段と、撮像画像の輝度情報から輝度ムラ成分を検出するムラ検出手段とを備え、撮像手段が、被検査対象の所定の検査領域内における撮像方向の角度変動を２度以内とするように、被検査対象から離間して望遠撮像するので、従来の近接撮影のように同一撮影方向で被検査対象の各領域を撮影する際に、被検査対象に対し撮像手段を走査する必要があったのに比べ、撮像手段を走査することなく、撮像方向に対する角度差を抑えながら、被検査対象の全体を略同等の角度で撮影でき、被検査対象を傾けた場合であっても撮像焦点を安定して合わせることができる。したがって、複数の定点だけでなく、被検査対象の全ての観察方向からのムラ計測を簡単にしかも短時間で行うことができる。また、撮像手段の走査に伴う計測誤差が発生しないのでムラ検出精度も向上させることができる。特に、偏光板２枚に位相差フィルムを挟み込んだクロスニコル形態でのムラ撮像では、光の方向に依存して大きく輝度が変化するため顕著な効果を得ることができる。
【００２６】
本発明に係る光学ムラ検出方法によれば、被検査対象を所望の傾斜角度に設定し、被検査対象を一方の側から照明し、他方の側からの照明光の透過光画面を、所定の検査領域に対し、撮像方向の角度変動を２度以内として望遠撮像し、得られる撮像画像の輝度情報から輝度変動成分を検出するので、上記したように、被検査対象の全体を略同等の角度で撮影でき、被検査対象の全ての観察方向からのムラ計測を効率的に行うことができる。これにより、全面撮像の計測が容易、且つ短時間で可能となり、しかも、撮像手段の走査に伴う計測誤差が発生しないのでムラ検出精度も向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明に係る光学ムラ検出装置及び光学ムラ検出方法の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る光学ムラ検出装置の概略の構成を表すブロック図、図２は被検査対象である位相差フィルムを挟んでクロスニコル状態で配置された一対の偏光板の分解斜視図、図３は被検査対象に対する傾斜角及び方位角を例示した説明図である。
本実施の形態の図１に示す光学ムラ検出装置１００は、光学パネル１９の表示面に設けられた図２の位相差フィルム２１の光学ムラを検出するに際し、好適に用いることができる。位相差フィルム２１は、クロスニコル状態で配置された一対の偏光板２３ａ，２３ｂとに挟まれて成る。この偏光板２３ａ，２３ｂに挟まれた状態の位相差フィルム２１が被検査対象２０となって、光学パネル１９の表示面に設けられている。
【００２８】
光学パネル１９は、背面から光が照射されて表示面に画像が表示される。
光学ムラ検出装置１００は、ステージ２５と、照明手段２７と、撮像手段２９と、ムラ検出手段であるムラ評価部３１と、制御手段である制御部３３と、記憶手段である記憶部３５とを、主要な構成として有している。
【００２９】
ステージ２５には回動機構としての回動移動機構３９が設けられ、回動移動機構３９は位相差フィルム２１と偏光板２３ａ，２３ｂとを一体に（つまり、被検査対象２０を設けた光学パネル１９を）保持して所望の姿勢に設定可能とする。すなわち、回動移動機構３９は、図３に示すように、位相差フィルム２１の法線Ｎ方向と観察方向Ｐとのなす角である傾斜角θと、観察方向を位相差フィルム２１面に垂直投影したときの位相差フィルム２１面内における方位角φとを変更可能とする。
【００３０】
また、回動移動機構３９は、光学パネル１９を水平方向と垂直方向に移動する機能を有する。この回動移動機構３９は、制御部３３から制御信号が入力されるステージ駆動部４１によって駆動制御される。
【００３１】
光学パネル１９の背面には照明手段２７が設けられ、照明手段２７は位相差フィルム２１の一方の側（背面側）から照明する。照明手段２７は、制御部３３から制御信号がバックライト制御部３７に送出され、このバックライト制御部３７から出力される照明制御信号によって点灯制御される。この照明光が光学パネル１９、被検査対象２０を透過して光学パネル１９の表面側となる表示面から観測される。照明手段２７には例えば線状光源が用いられる。線状光源としては特に限定されないが、冷陰極管、熱陰極管、線状に配列したＬＥＤ、ＬＥＤと導光体の組合せ等を使用することができる。
【００３２】
撮像手段２９は、光学パネル１９からの距離を調整可能とする機能を有する。撮像手段２９としては、ＣＣＤカメラ（例えばRadiant imaging社Prometric1400）を用いることができる。この撮像手段２９に望遠光学系（望遠レンズ）２９ａを取り付け、光学パネル１９を望遠撮像する。望遠光学系２９ａは、光学パネル１９から１５〜３０ｍの距離で、ＣＣＤカメラの画角領域が、被検査対象２０の全領域より狭い範囲に設定可能とする。
【００３３】
すなわち、撮像手段２９は、位相差フィルム２１の他方の側から偏光板２３ａ，２３ｂを介して照明手段２７からの照明光を透過光画面として撮像するとともに、位相差フィルム２１の所定の検査領域内における撮像方向の角度変動を２度以内となるように、位相差フィルム２１から離間配置された位置から望遠撮像する。撮像手段２９は、撮像方向の角度差を１〜２度に抑えることで、検査領域内に対する撮像が高精度に行える。角度変動が２度より大きくなると、評価の誤差が大きくなり、ムラ検出精度が低下する。
【００３４】
このように光学ムラ検出装置１００では、望遠撮像により位相差フィルム２１の全体が略同等の角度で撮影されるのに加え、回動移動機構３９の駆動によって、傾斜角θ及び方位角φが変更されることで、撮像手段２９を走査することなく、位相差フィルム２１のどの位置に対しても任意の傾斜角θ及び方位角φでの観察が可能となっている。
【００３５】
より具体的には、撮像手段２９は、位相差フィルム２１の１回分の撮像領域が、位相差フィルム２１の全面積から、少なくとも２０ｃｍ角の撮像領域を含む領域になるように設定されている。現実的にはＡ４サイズ（２９７×２１０ｍｍ）で評価を行うことが好ましい。このようなＡ４サイズ程度での撮像を行うことで、従来の平行撮影のために行われていたテレセントリックレンズ４（図１３参照）を使用した２ｃｍ角程度の撮像面積に比べ、略平行撮影による撮像情報が大きな撮像面積で得られるようになり、撮像回数を低減させて、処理時間の大幅な短縮が可能となる。
【００３６】
制御部３３は、ステージ２５を駆動して、位相差フィルム２１を特定の複数方向からなる代表撮像方向に傾斜させ、撮像手段２９により各代表撮像方向での撮像制御を可能とする。この制御部３３としては例えばパーソナルコンピュータを使用することができる。記憶部３５は、撮像手段２９によって撮像され制御部３３へと転送された複数の撮像画像情報を記憶する。この記憶部３５としては、パーソナルコンピュータの内部メモリ又は外部記憶装置を使用することができる。
【００３７】
ムラ評価部３１は、各代表撮像方向の撮像画像の輝度値から、各代表撮像方向の中間の傾斜方向に対する輝度値を補間処理して求める。また、ムラ評価部３１は、この補間処理で得られた輝度情報から輝度ムラ成分を検出可能とする。ムラ評価部３１は、パーソナルコンピュータに格納されたソフトウエアとすることができる。ムラ評価部３１は、各代表撮像方向の輝度値から、中間の傾斜方向に対する輝度値を補間処理して求め、実際に撮像した画像と略同等の全体画像を得る。すなわち、画像合成処理を実施することにより、任意の見込み角（θ、φ）で輝度画像を生成し、ムラ検出を効率的に行えるようにしている。
【００３８】
図４はステージ制御によって代表撮像方向に傾斜して撮像される被検査対象の模式図、図５は撮像方向が異なる角度ごとに揃って撮像される被検査対象の一部拡大図である。
制御部３３は、撮像手段２９、及びステージ２５へ撮像制御信号、駆動制御信号を送出することにより、光学パネル１９を代表撮像方向に傾斜させて撮像を行う。例えば、図４（ａ）に示すように、光学パネル１９を傾斜させず、撮像方向との傾斜角θ0が０度の撮像と、図４（ｂ）に示すように、光学パネル１９をα1傾斜させて、撮像方向との角度が傾斜角θ1となる撮像と、図４（ｃ）に示すように、光学パネル１９をα2傾斜させて、撮像方向との角度が傾斜角θ2となる撮像等を連続して行う。
【００３９】
そして、光学パネル１９が撮像手段２９によって望遠撮像されることにより、図４（ａ）に示した光学パネル１９を傾斜させない場合、或いは図４（ｂ），（ｃ）に示すように、光学パネル１９を傾斜させた撮像においても、図５（ａ）（ｂ）に示すように、被検査対象２０のどの位置でも傾斜角θ0、θaが揃って、同一方向からの撮像が可能となる。
【００４０】
このように、光学ムラ検出装置１００では、従来、近接撮影時に同一撮影方向で被検査対象２０の各領域を撮影する際、被検査対象２０に対し撮像手段２９を走査する必要があったのに対し、撮像手段２９を走査することなく、撮像方向に対する角度差を抑えながら、被検査対象２０の全体を略同じの角度で撮影できる。また、被検査対象２０を傾けた場合であっても被写界焦点深度が深いため、撮像領域全体を合焦させることができる。したがって、複数の定点だけでなく、任意の被検査対象２０の位置に対して、任意の方向からムラ計測のための撮像が良好に行えるようになっている。
【００４１】
次に、上記の光学ムラ検出装置１００による光学ムラ検出方法を説明する。
図６に本発明に係る光学ムラ検出方法の基本的な手順を表すフローチャートを示した。
ここでは、被検査対象２０の一部分に対して評価することを例に説明するが、これに限らず、被検査対象２０の全面を評価したり、全面を複数の代表領域（例えば四隅と中央など）で複数回評価することとしてもよい。
【００４２】
まず、被検査対象２０である位相差フィルム２１をクロスニコル状態で配置された一対の偏光板２３ａ，２３ｂの間に挟み込み、ステージ２５にセットする（Ｓ１）。そして、制御部３３が送出する駆動制御信号がステージ駆動部４１を介してステージ２５へ送出され、被検査対象２０が所望の傾斜角θ、方位角φに設定される。
【００４３】
次いで、制御部３３が送出する制御信号がバックライト制御部３７を介して照明手段２７へ入力され、位相差フィルム２１の裏面側から照明がなされるとともに、位相差フィルム２１の表示面側から偏光板２３ａ，２３ｂを介して照明光の透過光画面が撮像手段２９により望遠撮像される（Ｓ２）。この際、位相差フィルム２１の所定の検査領域に対し、検査領域内における撮像方向の角度変動が２度以内として望遠撮像がなされる。１回の撮像では位相差フィルム２１の少なくとも２０ｃｍ角の領域、より具体的にはＡ４サイズの領域が撮像される。この望遠撮像が、予め設定された傾斜角θ及び方位角φの全方向で繰り返される（Ｓ３）。
【００４４】
次いで、得られる撮像画像の輝度情報から輝度変動成分を検出する。撮像画像の輝度情報は、記憶部３５に保存される。すなわち、位相差フィルム２１を異なる複数の方向である傾斜角θ（０°，３０°，４０°，５０°，…）、方位角φ（０°，４５°，９０°，…）から撮像した撮像画像データ（例えば２５６階調）は、図７に示すように、各テーブルに格納される。例えば、方位角φ＝４５°、傾斜角θ＝３０°における撮像画像データは、図８のように保存される。
【００４５】
そして、位相差フィルム２１を特定の複数方向からなる代表撮像方向に傾斜させて撮像し、各代表撮像方向の撮像画像データから、各代表撮像方向の中間の傾斜方向に対する輝度値を補間処理して求める（Ｓ４）。
【００４６】
具体的には、離散的な傾斜角θ、方位角φに対する撮像画像データの各画素に対して、他の傾斜角θ、方位角φの撮像画像データの輝度値を用いて補間処理し、任意の傾斜角θ、方位角φの画像データを解析的に求める。補間処理は、同一位置の画素に対して傾斜角θの変化、あるいは方位角φの変化から線形補間して求めてもよいが、特定の画素とその周辺の画素の平均的な輝度値に対して傾斜角θ、方位角φの変化による輝度変化を線形補間して求めてもよい。また、線形補間以外にも、適宜な曲線に近似する等して補間処理することであってもよい。
【００４７】
次いで、位相差フィルム２１に対面する任意の位置で観察される照明光の透過光画面を、補間処理して得られた輝度情報から合成して作成する。この透過光画面の合成画像の輝度情報に基づき、ムラ評価部３１が輝度ムラ成分を検出する。つまり、位相差フィルム２１の観察方向全てに対する輝度情報を用いてムラの定量評価がなされる（Ｓ５）。このときの評価方法としては、ムラの見えの程度が最大になる観察位置を探索し、その観察位置におけるムラの程度、例えば、ウェーバー フェヒナーの法則に基づけば、輝度差／背景輝度をムラの定量評価値として求めることができる。
【００４８】
ここで、上記のように任意の観察方向に対する輝度情報を解析的に求めることにより、任意の一定観察方向に対するムラを評価することができる。
また、図９（ａ）に示す光学パネル１９の傾斜角を０度（真正面を法線方向に一致させる方向）とした場合や、図９（ｂ）に示すように任意の角度θｐとした場合でも、光学パネル１９の観察方向を表す傾斜角θ０，θL1，θL2，θR1，θR2それぞれに対して輝度情報が解析的に求められているので、それらを合成することで、あたかもその観察位置にいるかのような観察画像が合成できる。したがって、その合成された観察画像を用いれば、任意観察位置におけるムラの評価が可能となる。
【００４９】
ムラは、その検出を容易にするために画像処理によってコントラストを強調する。その際、従来法では、コントラストを強調すると、中央部のムラが強調されるものの、見込み角が大きい領域は白くつぶれた画像になってしまいムラが見えなくなるが、本手法では、画像全面に渡ってムラが強調されて、ムラの検知が一層容易となる。このようにして、全方向に対する観察画像データに対してムラの定量評価がなされた後、被検査対象２０である位相差フィルム単体のムラのレベルが出力され、光学ムラの検出を終了する。
【００５０】
この光学ムラ検出方法では、被検査対象２０の全体が略同等の角度で撮影可能となり、しかも、被検査対象２０を観察する全ての方向の輝度情報を実測することなく、離散的な代表撮像方向から測定した結果から解析的に求めることにより、ムラ計測が短時間で容易に行えるようになる。また、撮像手段２９の走査に伴う計測誤差が発生しないのでムラ検出精度も高まる。
【００５１】
そして、被写体深度の深い望遠撮像を行うことで、位相差フィルム２１の全体が安定して合焦した状態で撮影でき、撮像手段２９をきめ細かに調整・設定する必要もない。また、従来の平行撮影のために行われていたテレセントリックレンズを使用した２ｃｍ程度の撮像面積に比べ、略平行撮影による撮像情報が大きな撮像面積で得られるようになる。このため、撮像回数を低減させて、処理時間の短縮が可能となる。
【００５２】
したがって、光学ムラ検出装置１００によれば、従来の近接撮影のように同一撮影方向で被検査対象２０の各領域を撮影する際に、被検査対象２０に対して撮像手段２９を走査する必要があったのに比べ、撮像手段２９を走査することなく、撮像方向に対する角度差を抑えながら、被検査対象２０の全体を略同等の角度で撮影でき、被検査対象２０を傾けた場合であっても撮像焦点を確実に合わせることができる。このような構成により、例えば輝度差０．１ｃｄ／ｍ2 を精度良く検出することが可能となる。
【００５３】
また、特に偏光板２枚に位相差フィルム２１を挟み込んだクロスニコル形態でのムラ撮像では、光の方向に依存して大きく輝度が変化するため上記のムラ検出方法によれば、顕著な効果を得ることができる。
【００５４】
なお、上記した実施の形態では、被検査対象が光学パネル１９に設けられる場合を例に説明したが、本発明に係る光学ムラ検出装置及び光学ムラ検出方法は、この他、液晶パネル（前述の光学パネル１９の偏光板２３ａ，２３ｂとの間に液晶セルを介在させた構成）、あるいは、屋外に設置される大型ディスプレイの輝度ムラを計測する場合に対しても適用でき、上記と同様の優れた効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に係る光学ムラ検出装置の概略の構成を表すブロック図である。
【図２】被検査対象である位相差フィルムを挟んでクロスニコル状態で配置された一対の偏光板の分解斜視図である。
【図３】被検査対象に対する傾斜角及び方位角を例示した説明図である。
【図４】ステージ制御によって代表撮像方向に傾斜して撮像される被検査対象の模式図である。
【図５】撮像方向が異なる角度ごとに揃って撮像される被検査対象の一部拡大図である。
【図６】本発明に係る光学ムラ検出方法の基本的な手順を表すフローチャートである。
【図７】傾斜角及び方位角ごとの撮像箇所のデータの一部を示す説明図である。
【図８】方位角４５度、傾斜角３０度における代表点における撮像画像の輝度情報の一部を示す説明図である。
【図９】光学パネルの傾斜角を０度とした場合（ａ）、および任意の角度θｐとした場合（ｂ）の観察方向を示す説明図である。
【図１０】従来の中央部のみからの輝度ムラ観察を（ａ）、それによって見えるムラの例を（ｂ）に表した説明図である。
【図１１】従来行われた定点観察を（ａ）、観察者が移動する実際の観察を（ｂ）に表した説明図である。
【図１２】偏光板クロスニコル及び視野角調整フィルム付ＶＡパネルの見込み角と輝度との相関を表したグラフである。
【図１３】テレセントリックレンズを使用した従来の光学ムラ検出方法の模式図である。
【符号の説明】
【００５６】
１９  光学パネル
２０  被検査対象
２１  位相差フィルム
２３ａ，２３ｂ  偏光板
２５  ステージ
２７  照明手段
２９  撮像手段
３１  ムラ評価部（ムラ検出手段）
３３  制御部（制御手段）
３５  記憶部（記憶手段）
３９  回動移動機構
１００  光学ムラ検出装置
φ  方位角
θ  傾斜角
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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