(57)【要約】【課題】光学補償フイルム等の光学軸ズレに起因した僅かな光漏れ欠陥を検出する。【解決手段】  検査対象フイルム７を挟んで一対の第１，第２偏光板１８，１９が配される。各偏光板１８，１９は、クロスニコル配置とされる。光源部１５は、第１偏光板１８を介して検査対象フイルム７に光を照射し、受光器１６は、検査対象フイルム７，第２偏光板１９を透過した光を受光する。受光器１６は、フイルム面に垂直な法線となすあおり角をθ１とし、検査対象フイルム７の遅相軸と直交するフイルム面上の基準線となす回転角をθ２としたときに、「１５°≦θ１≦３５°」、「２０°≦θ２≦６０°」の条件を満たす位置に配置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象フイルムを光学的に検出した光電信号に基づいてフイルムの欠陥を検査するフイルムの欠陥検査装置において、
検査対象フイルムの一方の面側に配置された第１の偏光板と検査対象フイルムの他方の面側に配置された第２の偏光板とからなり、各偏光板が前記フイルム面と平行とされるとともに、いずれか一方の偏光板が検査対象フイルムの遅相軸に対して略平行であり、各偏光板がクロスニコル配置とされた偏光ユニットと、
検査対象フイルムの一方の面側に配置され、前記第１の偏光板を介して検査対象フイルムに光を照射する光源と、
検査対象フイルムの他方の面側に配置され、検査対象フイルムから射出され前記第２の偏光板を透過した前記光源からの光を受光する受光手段とを備え、
前記受光手段は、その光軸がフイルム面の法線となすあおり角をθ１とし、フイルム面上における検査対象フイルムの遅相軸と直交する基準線とのなす回転角をθ２としたときに、「１５°≦θ１≦３５°」、「２０°≦θ２≦６０°」の条件を満たす位置に配されていることを特徴とするフイルムの欠陥検査装置。
【請求項２】
前記検査対象フイルムは、光学軸がフイルム面の法線に対して傾斜した正または負の一軸性複屈折を示すフイルムであることを特徴とする請求項１記載のフイルムの欠陥検査装置。
【請求項３】
前記検査対象フイルムは、光学軸がフイルム面の法線に対して傾斜した液晶化合物層を積層した正または負の一軸性複屈折を示すフイルムであることを特徴とする請求項１記載のフイルムの欠陥検査装置。
【請求項４】
前記第１，第２の偏光板は、これら第１，第２の偏光板をクロスニコル配置し、それら間に検査対象フイルムを配した状態で測定される５００〜７５０ｎｍの波長域の光に対する平均直交透過率が０．０２７％以下であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のフイルムの欠陥検査装置。
【請求項５】
前記第１，第２の偏光板は、これら第１，第２の偏光板をクロスニコル配置し、それらの間に検査対象フイルムを配した状態で測定される７５０ｎｍの波長の光に対する直交透過率が０．０３０％以下であることを特徴とする請求項４記載のフイルムの欠陥検査装置。
【請求項６】
一方の面に偏光子層が形成され、前記偏光子層の偏光透過軸が遅相軸と略平行なフイルムを検査対象フイルムとし、この検査対象フイルムを光学的に検出した光電信号に基づいて検査対象フイルムの欠陥を検査するフイルムの欠陥検査装置において、
検査対象フイルムの偏光子層と反対の他方の面側に配置され、前記偏光子層とクロスニコル配置となるようにされた偏光板と、
検査対象フイルムの他方の面側に配置されて前記偏光板を介して検査対象フイルムに光を照射し、または検査対象フイルムの一方の面側に配置されて検査対象フイルムに光を照射する光源と、
検査対象フイルムを挟んで前記光源と反対側に配置され、前記偏光板を介して検査対象フイルムに入射し前記偏光子層側から射出される光を受光し、または前記偏光子層側から検査対象フイルムに入射し他方の面から射出される光を受光する受光手段とを備え、
前記受光手段は、その光軸がフイルム面の法線となすあおり角をθ１とし、フイルム面上における検査対象フイルムの遅相軸と直交する基準線とのなす回転角をθ２としたときに、「１５°≦θ１≦３５°」、「２０°≦θ２≦６０°」の条件を満たす位置に配されていることを特徴とするフイルムの欠陥検査装置。
【請求項７】
前記検査対象フイルムは、光学軸がフイルム面の法線に対して傾斜した正または負の一軸性複屈折を示すフイルムであることを特徴とする請求項６記載のフイルムの欠陥検査装置。
【請求項８】
前記検査対象フイルムは、光学軸がフイルム面の法線に対して傾斜した液晶化合物層を他方の面に積層した正または負の一軸性複屈折を示すフイルムであることを特徴とする請求項６記載のフイルムの欠陥検査装置。
【請求項９】
前記偏光子層と前記偏光板は、前記偏光子層とクロスニコル配置となるように前記検査対象フイルムの他方の面側に前記偏光板を配した状態で測定される５００〜７５０ｎｍの波長域の光に対する平均直交透過率が０．０２７％以下であることを特徴とする請求項７ないし８のいずれか１項に記載のフイルムの欠陥検査装置。
【請求項１０】
前記偏光子層と前記偏光板は、前記偏光子層とクロスニコル配置となるように前記検査対象フイルムの他方の面側に前記偏光板を配した状態で測定される７５０ｎｍの波長の光に対する直交透過率が０．０３０％以下であることを特徴とする請求項９記載のフイルムの欠陥検査装置。
【請求項１１】
前記検査対象フイルムは、負の一軸性複屈折を示すフイルムであり、前記受光手段は、その光軸と交差する検査対象フイルムの遅相軸を境界にして、受光手段が配されたフイルム面側から外に向かって伸びる検査対象フイルムの光学軸が正射影される側の範囲で回転角θ２を与えるように配置されていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のフイルムの欠陥検査装置。
【請求項１２】
前記検査対象フイルムは、正の一軸性複屈折を示すフイルムであり、前記受光手段は、その光軸と交差する検査対象フイルムの遅相軸を境界にして、受光手段が配されたフイルム面側から外に向かって伸びる検査対象フイルムの光学軸が正射影されない側の範囲で回転角θ２を与えるように配置されていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のフイルムの欠陥検査装置。
【請求項１３】
前記受光手段は、撮影レンズと、ライン状に並べた多数の受光素子からなるラインセンサとから構成され、ライン状の受光エリアが検査対象フイルムの遅相軸に対して回転角θ２で傾けられていることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１項に記載のフイルムの欠陥検査装置。
【請求項１４】
前記受光手段による検査対象フイルム上の前記検査エリア内から前記受光手段を向く方向と、受光手段の光軸とのなす最大角が３〜５°の範囲内であることを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか１項に記載のフイルムの欠陥検査装置。
【請求項１５】
検査対象フイルムを挟んで平行に配置された一対の偏光手段の一方を介して検査対象フイルムに照明光を照射し、他方の偏光手段を介して射出される光を受光することによって検査対象フイルムの光学軸のズレに起因した欠陥を検査する際に、前記一対の偏光手段をクロスニコル配置とするとともに、いずれか一方の偏光手段を検査対象フイルムの遅相軸に対して略平行とし、前記受光手段の光軸がフイルム面の法線となすあおり角をθ１，フイルム面上における検査対象フイルムの遅相軸と直交する基準線とのなす回転角をθ２としたときに、「１５°≦θ１≦３５°」、「２０°≦θ２≦６０°」の条件を満たす位置から他方の偏光手段を介して射出される光を受光することを特徴とするフイルムの欠陥検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フイルムに光を照射し、その透過光に基づいてフイルムの欠陥を検出するフイルムの欠陥検査装置及び欠陥検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光学異方性のある液晶化合物層を透明なフイルム上に形成することにより、液晶表示装置の視野角を改善することができる光学補償フイルム（位相差フイルム）が知られている。この光学補償フイルムとしては、例えば特許文献１で知られるように、長尺な透明フイルムに配向膜を形成し、その上に液晶化合物を塗布してから乾燥して液晶化合物層を形成することで製造されるものがある。
【０００３】
上記のような光学補償フイルムは、製造工程での各種要因によって欠陥が生じる。液晶化合物層を有する光学補償フイルムの故障としては、異物の混入に起因する輝点故障、支持体となるフイルム上の一部に液晶化合物層が形成されないハジキ故障、液晶の配向乱れに起因するムラ故障等がある。また、支持体となるフイルムの厚みムラ等も光学補償フイルムの欠陥となる。上記のような欠陥の発生を防止するために、光学補償フイルムの製造工程は、厳格な管理下に置かれるが、その欠陥を完全になくすことは困難である。このため、製造ライン上で検査を行ういわゆるオンライン検査を実施し、上記のような欠陥が発生した光学補償フイルム上の位置を把握する必要があった。
【０００４】
光学補償フイルム等のフイルムの欠陥を検査する方法は、例えば特許文献２〜５等により各種のものが知られている。特許文献２は、検査対象となる搬送中の透明フイルムに光源から検査光を照射し、その反射光、または透過光をラインセンサで受光することによって、フイルム表面に生じた微小な凹凸や、フイルム内部の異物混入、気泡欠陥さらにフイルム表面に施した反射防止膜部に生じる突起等を自動的に、そして高速に検出できるようにした検査方法を提案している。
【０００５】
また、特許文献３は、連続的に移送される透明シートの一方の面に高輝度、高指向性の光を５°〜１５°の角度で照射し、その透明シートを透過してきた光をカメラで受光し、カメラからの出力信号に画像処理を施したものに基づいて欠陥検出を行うようにしたものであり、微細な厚みムラ（深さ：０．１μｍ〜５μｍ、幅０．１μｍ〜１０μｍ）を検出できるようにしている。
【０００６】
特許文献４は、検査対象となるフイルムを挟んで光源とカメラとを対向して配置するとともに、フイルムと光源、フイルムとカメラとの間にそれぞれ偏光板を配置し、カメラからの出力信号に基づいて欠陥検出を行うようにしたものである。この特許文献４の検査方法は、各偏光板の偏光方向のずれを±２０°以内になるように配置することで、フイルムの分子配向ムラや若干の小さな歪みによる直角偏光成分を低減し、地合信号やフイルムの場所による透過光量変化を減少させ、混入した気泡や異物等の欠陥部による偏光状態の変化を暗部信号として顕在化させるものである。
【０００７】
特許文献５は、検査対象となるフイルムとを挟んで一対の偏光板をフイルムにそれぞれ平行に配置し、フイルムの遅相軸に対する一方の偏光板の偏光透過軸の角度である交差角を５°以上１５°以下とするとともに、視角依存性をなくすために検査対象と実質同等の光学補償フイルムをフイルム面内で１８０°回転させてあるいは表裏反転させた状態でいずれかの偏光板とフイルムとの間に配置して、フイルム面の法線方向からＣＣＤカメラによって受光を行うことにより、小さな光学的欠陥を検出するようにしたものである。
【特許文献１】特開平９−７３０８１号公報
【特許文献２】特開平６−２３５６２４号公報
【特許文献３】特開平８−５４３５１号公報
【特許文献４】特開平１１−３０５９１号公報
【特許文献５】特開２００１−３２４４５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、光学補償フイルム、特にフイルム上に液晶化合物層を形成した光学補償フイルムの製造工程において、液晶化合物層に混入した異物に起因する輝点故障は、異物による液晶化合物層の配向の乱れ程度が極めて高いため、偏光透過軸を互いに直交させた偏光板の間に検査対象の光学補償フイルムを配し、光学補償フイルムの法線方向からカメラ等で撮影することで十分に検出可能であり、透明なフイルム上に液晶化合物層が形成されないために生じるハジキ故障についても同様に検出することが容易であった。しかしながら、近年では、液晶表示装置の高輝度化、高精細化にともない、これまでは視認できなかった輝度の低いムラ故障が外観故障として問題となっている。このような、ムラ故障は、例えば液晶化合物層の局所的な光学軸のズレに起因して発生するが、前述のような光学補償フイルムの法線方向からカメラ等で撮影することでは検出することができなかった。
【０００９】
本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、光学補償フイルム等に用いられるフイルムのムラ故障を検出することができるフイルムの欠陥検査装置及び欠陥検査方法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】
【００１０】
上記目的を達成するにあたり、本発明のフイルムの欠陥検査装置では、検査対象フイルムの一方の面側に配置された第１の偏光板と検査対象フイルムの他方の面側に配置された第２の偏光板とからなり、各偏光板が前記フイルム面と平行とされるとともに、いずれか一方の偏光板が検査対象フイルムの遅相軸に対して略平行であり、各偏光板がクロスニコル配置とされた偏光ユニットと、検査対象フイルムの一方の面側に配置され、前記第１の偏光板を介して検査対象フイルムに光を照射する光源と、検査対象フイルムの他方の面側に配置され、検査対象フイルムから射出され前記第２の偏光板を透過した前記光源からの光を受光する受光手段とを備え、前記受光手段を、その光軸がフイルム面の法線となすあおり角をθ１とし、フイルム面上における検査対象フイルムの遅相軸と直交する基準線とのなす回転角をθ２としたときに、「１５°≦θ１≦３５°」、「２０°≦θ２≦６０°」の条件を満たす位置に配したものである。
【００１１】
本発明のフイルムの欠陥検査装置は、光学軸がフイルム面の法線に対して傾斜した正または負の一軸性複屈折を示すフイルム、光学軸がフイルム面の法線に対して傾斜した液晶化合物層を積層した正または負の一軸性複屈折を示すフイルムを検査対象フイルムとする場合に有用である。
【００１２】
第１，第２の偏光板としては、これらの直交透過率が低いほど好ましく、第１，第２の偏光板をクロスニコル配置し、それら間に検査対象フイルムを配した状態で測定される５００〜７５０ｎｍの波長域の光に対する平均直交透過率が０．０２７％以下であることが好ましく、さらには７５０ｎｍの波長の光に対する直交透過率が０．０３０％以下であることがより好ましい。
【００１３】
また、本発明のフイルムの欠陥検査装置では、一方の面に偏光子層が形成され、前記偏光子層の偏光透過軸が遅相軸と略平行なフイルムを検査対象フイルムとしたときに、検査対象フイルムの偏光子層と反対の他方の面側に配置され、前記偏光子層とクロスニコル配置となるようにされた偏光板と、検査対象フイルムの他方の面側に配置されて前記偏光板を介して検査対象フイルムに光を照射し、または検査対象フイルムの一方の面側に配置されて検査対象フイルムに光を照射する光源と、検査対象フイルムを挟んで前記光源と反対側に配置され、前記偏光板を介して検査対象フイルムに入射し前記偏光子層側から射出される光を受光し、または前記偏光子層側から検査対象フイルムに入射し他方の面から射出される光を受光する受光手段とを備え、前記受光手段を、その光軸のフイルム面の法線となすあおり角をθ１とし、フイルム面上における検査対象フイルムの遅相軸と直交する基準線とのなす回転角をθ２としたときに、「１５°≦θ１≦３５°」、「２０°≦θ２≦６０°」の条件を満たす位置に配したものである。
【００１４】
光学軸がフイルム面の法線に対して傾斜した正または負の一軸性複屈折を示すフイルム、光学軸がフイルム面の法線に対して傾斜した液晶化合物層を他方の面に積層した正または負の一軸性複屈折を示すフイルムを検査対象フイルムとする場合に有用である。
【００１５】
偏光子層と偏光板との直交透過率が低いほど好ましく、偏光子層とクロスニコル配置となるように前記検査対象フイルムの他方の面側に前記偏光板を配した状態で測定される偏光子層と偏光板の５００〜７５０ｎｍの波長域の光に対する平均直交透過率が０．０２７％以下であることが好ましく、さらに７５０ｎｍの波長の光に対する直交透過率が０．０３０％以下であることが好ましい。
【００１６】
検査対象フイルムが負の一軸性複屈折を示すフイルムである場合には、受光手段の光軸と交差する検査対象フイルムの遅相軸を境界にして、受光手段が配されたフイルム面側から外に向かって伸びる検査対象フイルムの光学軸が正射影される側の範囲で回転角θ２を与えるように受光手段が配置されていることが好ましく、検査対象フイルムが正の一軸性複屈折を示すフイルムである場合には、光学軸が正射影されない側の範囲で回転角θ２を与えるように受光手段を配置することが好ましい。
【００１７】
受光手段としては、撮影レンズと、ライン状に並べた多数の受光素子からなるラインセンサとから構成し、ライン状の受光エリアが検査対象フイルムの遅相軸に対して回転角θ２で傾けるのがよい。また、受光手段で受光する場合には、検査対象フイルム上の検査エリア内から受光手段を向く方向と、受光手段の光軸とのなす最大角が３〜１０°の範囲内とするのが好ましく、最大角が３〜５°の範囲内とするのがより好ましい。
【００１８】
さらに、本発明のフイルムの欠陥検査方法では、検査対象フイルムを挟んで平行に配置された一対の偏光手段の一方を介して検査対象フイルムに照明光を照射し、他方の偏光手段を介して射出される光を受光することによって検査対象フイルムの光学軸のズレに起因した欠陥を検査する際に、前記一対の偏光手段をクロスニコル配置とするとともに、いずれか一方の偏光手段を検査対象フイルムの遅相軸に対して略平行とし、前記受光手段の光軸がフイルム面の法線となすあおり角をθ１，フイルム面上における検査対象フイルムの遅相軸と直交する基準線とのなす回転角をθ２としたときに、「１５°≦θ１≦３５°」、「２０°≦θ２≦６０°」の条件を満たす位置から他方の偏光手段を介して射出される光を受光するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、検査対象フイルムを挟んで一対の偏光板あるいは偏光子等の偏光手段を平行に配置するとともに、これら偏光手段をクロスニコル配置し、そのうちの一方を介して検査対象フイルムに照明光を照射し、他方の偏光手段を介して射出される光を受光する際に、受光手段の光軸がフイルム面の法線となすあおり角をθ１，フイルム面上における検査対象フイルムの遅相軸と直交する基準線とのなす回転角をθ２としたときに、「１５°≦θ１≦３５°」、「２０°≦θ２≦６０°」の条件を満たすようにしたから、フイルムの光学軸のズレに起因した微細なムラ故障までを精度良く検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の第１実施形態について説明する。図１に示すように、フイルムロール３から送り出された長尺の透明樹脂フイルム３ａは、配向膜を形成する装置４に送られ、その表面に配向膜形成用樹脂を含む塗布液が塗布・加熱乾燥されて、配向膜形成用樹脂層が形成される。そして、透明樹脂フイルム３ａの配向膜形成用樹脂層を、ラビング処理を施して配向膜とした後に、液晶化合物層を形成する装置５に送られる。
【００２１】
装置５では、透明樹脂フイルム３ａの配向膜上に、液晶化合物を含む塗布液を塗布し、溶剤を蒸発させた後に液晶相形成温度に加熱して液晶化合物層を形成する。この後に、液晶化合物層に紫外線を照射して、液晶化合物層を架橋する。このようにして液晶化合物層が形成された透明樹脂フイルム、すなわち透明な位相差フイルムが製造される。この位相差フイルムは、視野角を改善するための透過型の光学補償フイルムとして利用される。
【００２２】
欠陥検査装置１０は、上記のようにして製造される位相差フイルムを検査対象フイルム７とし、液晶化合物層の液晶の配向乱れ（光学軸のズレ）に起因して生じるムラ故障（以下、これを欠陥という）を検出できるようにしてある。
【００２３】
なお、検査対象フイルム７は、上記のように製造される液晶化合物層を有したフイルムに限られるものではなく、光学異方性を有し正または負の一軸性複屈折を示し、光学軸がフイルム面の法線に対して傾斜しているものに利用できる。このような例えば負の一軸性複屈折を示すフイルムとしては、ディスコティック液晶の液晶化合物層を形成したフイルム、一軸配向ポリスチレンフイルム等をあげることができる。また、正の一軸性複屈折を示すフイルムとしては、棒状液晶の液晶化合物層を形成したフイルム、一軸配向ポリカーボネイトフイルム等をあげることができる。
【００２４】
欠陥検査装置１０では、搬送機構１１によって検査対象フイルム７を搬送方向（矢線Ｓ方向）に搬送する。検査対象フイルム７の搬送路には、所定の間隔で２本のガイドローラ１２，１３を配してあり、各ガイドローラ１２，１３に検査対象フイルム７が掛けられる。ガイドローラ１２，１３は、回動自在であり、検査対象フイルム７の搬送に従動して回転する。また、各ガイドローラ１２，１３にフイルム７を掛けることにより、各ガイドローラ１２，１３の間の検査ステージで検査対象フイルム７が平面状に保持される。
【００２５】
検査ステージには、光源部１５と、受光器１６と、第１，第２偏光板１８，１９とを配してある。光源部１５と受光器１６とは、検査対象フイルム７を挟んで互いに反対側に配してある。
【００２６】
この例では光源部１５は、搬送路の下側に配してあり、第１偏光板１８を介して搬送中のフイルム７の下面に向けて一様に光を照射する。この光源部１５は、例えばハロゲンランプからの光を石英やプラスチック製のライトガイドを用いてライン状の光に変換して出力する構成となっており、後述するように検査対象フイルム７の幅方向（矢線Ｍ方向）に対して傾けられた検査対象フイルム７上の細長い検査エリア１７を照明する。なお、光源部１５の構成は、これに限られるものではない。
【００２７】
受光器１６は、搬送路の上側に配してあり、第２偏光板１９を介して検査対象フイルム７上の検査エリア１７を光電検出する。この受光器１６は、撮影レンズ１６ａと、ライン状に並べた多数の受光素子からなるラインセンサ１６ｂとを有するリニアアレイカメラとなっており、検査対象フイルム７が一定長搬送されるごとに検査エリア１７を第２偏光板１９を介して１ラインずつ撮影することにより、検査エリア１７から射出される光のうち第２偏光板１９を透過した光成分を電気的な検出信号に変換して出力する。
【００２８】
第１偏光板１８は、光源部１５と検査対象フイルム７との間に配してあり、第２偏光板１９は、検査対象フイルム７と受光器１６との間に、検査対象フイルム７に平行に配置してある。これにより、光源部１５からの光は第１偏光板１８を介して検査対象フイルム７に照射され、受光器１６は、第２偏光板１９を透過する光を受光する。
【００２９】
各偏光板１８，１９は、いずれも直線偏光タイプのものであり、図２に示すように、それぞれの偏光透過軸Ｐ１，Ｐ２が互い直交する、いわゆるクロスニコル配置としてある。また、第１偏光板１８と第２偏光板１９とのいずれか一方の偏光透過軸が検査対象フイルム７の遅相軸ｘと略平行となるようにしてある。この例では、第２偏光板１９の偏光透過軸Ｐ２が検査対象フイルム７の遅相軸ｘと略平行となるようにしてある。遅相軸xは、屈折率が最大となる方向を意味する。
【００３０】
なお、偏光透過軸が遅相軸ｘ平行とする場合には、厳密に平行にする必要はなく、遅相軸と液晶化合物層の液晶を配向するためのラビング角度との間の角度に０〜５°の範囲の広がりがあるので、この角度の範囲内であればよい。また、各偏光板をクロスニコル配置とする場合に、厳密に直交にすることは要しないが±２°程度のズレに抑えるのがよい。
【００３１】
第１偏光板１８，第２偏光板１９としては、これらをクロスニコル配置とした状態での直交透過率が低いほど輝度が低い欠陥をより良好に検出できることが推定され、第１偏光板１８，第２偏光板１９をクロスニコル配置とし正常な検査対象フイルム７をそれら間に配した状態で測定される波長５００ｎｍ〜７５０ｎｍにおける平均直交透過率が０．０２７％以下であり、さらに波長７５０ｎｍにおける直交透過率が０．０３０％以下を満たすものを用いることが欠陥のうちでも輝度が特に小さい欠陥をも検出できる点で好ましい。
【００３２】
受光器１６からの検出信号は、判定装置２１に送られる。この判定装置２１は、検出信号に対して、強調処理などの各種信号処理を施し、その検出信号の変化に基づいて欠陥の有無を判定する。ガイドローラ１３には、検査対象フイルム７が一定長搬送されるごとにエンコードパルスを発生するエンコーダ２２が連結されている。判定装置２１は、このエンコーダ２２からのエンコードパルス信号と、１ライン分の検出信号の欠陥箇所に対応する信号位置とから、検出した欠陥の検査対象フイルム７の長手方向と幅方向の位置情報を算出し、その位置情報を出力装置２３、例えばモニタに表示し、またそれを後工程に送る。後工程では、この位置情報に基づき検査対象フイルム７の欠陥の部分を破棄する。
【００３３】
図３，図４は検査対象フイルム７に対する受光器１６の受光位置を模式的に示している。図３に示すにように、受光器１６は、その光軸Ｐと検査エリア１７のフイルム面の法線Ｌｎとの間にあおり角θ１がつけられ、検査対象フイルム７を俯瞰するように配置されている。あおり角θ１は、１５°〜３５°の範囲内、より好ましくは２０°〜２５°の範囲内の角度に決められる。また、図４に上方から見た状態を示すように、受光器１６は、法線Ｌｎを回転中心として、その光軸Ｐが遅相軸ｘに直交する基準線Ｌｍに対して回転角θ２だけ回転した位置から受光するようになっている。この回転角θ２は、２０°〜６０°の範囲内の角度とするのが好ましく、３０°〜６０°も範囲内の角度とするのがより好ましい。
【００３４】
なお、あおり角θ１は、光軸Ｐと法線Ｌｎとを含む平面上において光軸Ｐと法線Ｌｎとがなす角度である。また、回転角θ２は、フィルム平面上で光軸Ｐと基準線Ｌｍとのなす角、すなわち基準線Ｌｍと遅相軸ｘとを含む平面上に正射影した光軸Ｐと、基準線Ｌｍとのなす角度である。
【００３５】
上記のようにあおり角θ１、回転角θ２に設定するのは、受光器１６から出力される検出信号のＳ／Ｎ比（信号強度比）を大きくしてサイズが小さな欠陥や輝度が極めて小さい欠陥までを確実に検出することができるためである。
【００３６】
すなわち、検出対象となる欠陥は例えば搬送方向や幅方向に伸びるような方向性と長さを有し、また地合についても同様に一定の方向性と長さを有し、これらを識別するためには欠陥部分を連続した信号として取得する必要性があり、検出信号のＳ／Ｎ比を大きくして正常な地合部分から射出されて受光器１６で受光される光（以下、地合検出光という）によって出力される検出信号のノイズと、欠陥部分からから射出されて受光器１６で受光される光（以下、欠陥検出光という）によって出力される検出信号との識別を容易にするためである。
【００３７】
受光器１６からの検出信号のＳ／Ｎ比が２．０よりも低い場合には、種々の判別装置を使ってもまた種々の信号処理を行っても正常分部分と欠陥との判別が困難となることから、実用レベルとしてＳ／Ｎ比を２．０以上とし、この実用レベル以上のＳ／Ｎ比が得られる範囲として、上記のようにあおり角θ１，回転角θ２を規定してある。
【００３８】
図５に回転角θ２を一定（θ１＝＋４０°）として、あおり角θ１を変化させて欠陥部分を検出させた際の検出信号のＳ／Ｎ比の変化を示す。また、図６に、あおり角θ１を「２０°」として、回転角θ２を変化させて欠陥部分を検出させた際の検出信号のＳ／Ｎ比の変化を示す。
【００３９】
図５に示されるように、回転角θ２を一定としてあおり角θ１を変化させて欠陥を検出させた際には、あおり角θ１の増減に応じて検出信号のＳ／Ｎ比が変化する。そして、あおり角θ１が１５°〜３５°の範囲内で、検出信号のＳ／Ｎ比を実用レベル（Ｓ／Ｎ比＝２．０）以上とすることができ、あおり角θ１が２０°〜２５°の範囲内では、検出信号のＳ／Ｎ比を十分に大きくして輝度が極めて小さい欠陥（後述の故障ランク４）までを検出することが可能である。
【００４０】
すなわち、あおり角θ１が１５°〜３５°の範囲では、地合検出光に対して欠陥検出光を大きくし、欠陥検出光であるか否かを十分に弁別することができ、２０°〜２５°の範囲内では極めて微弱な欠陥検出光までを弁別することができる。しかし、あおり角θ１が１５°よりも小さい場合には、地合検出光が小さくなるがそれと同時に欠陥部分検出光がより小さくなってしまい、またあおり角θ１が３５°よりも大きい場合には、欠陥検出光が大きくなるが地合検出光がより大きくなってしまい、いずれの場合にも欠陥検出光であるか否かを弁別することが困難になってしまう。
【００４１】
また、図６に示されるように、回転角θ２に応じて検出信号のＳ／比が変化し、−６０°〜−２０°、＋２０°〜＋６０°の範囲のときに、欠陥を確実に検出できる実用レベル（Ｓ／Ｎ比＝２．０）以上の検出信号が得られ、−６０°〜−３０°、＋３０°〜＋６０°の範囲内では、検出信号のＳ／Ｎ比を十分に大きく輝度が極めて小さい欠陥（故障ランク４）までを検出することが可能である。なお、回転角θ２の正負は、図４において基準線Ｌｍから反時計方向に回転させた方向を「正」、時計方向に回転させた方向を「負」としてある。
【００４２】
そこで、欠陥を精度良く検出するために、上記のようにあおり角θ１を１５°〜３５°の範囲内の角度に、回転角θ２を２０°〜６０°の範囲内の角度に設定するようにしており、より好ましくは、あおり角θ１を２０°〜２５°の範囲内の角度とし、回転角θ２を３０°〜６０°としている。なお、あおり角θ１を大きくした場合には、視角依存性による１ライン分の検出信号の傾きが大きくなって検出エリア１７内での欠陥の検出に影響を与える。この点からもあおり角θ１を２０°とするのは特に好ましい。
【００４３】
回転角θ２の基準となる基準線Ｌｍは、遅相軸ｘに対して、時計方向、反時計方向のいずれの方向にも９０°をなすように設定することができるので、上記角度範囲を満たす位置は回転対称に４カ所（範囲）あり、いずれの位置に受光器１６をおいても検査を行うことができるが、より確実に欠陥を検出するためには、検査対象フイルム７の透過光量が多くなる側に受光器１６を配置するのがよい。
【００４４】
すなわち、検査対象フイルム７が負の一軸性複屈折を示す場合には、図７（ａ）に示すように、受光器１６の光軸Ｐと交差する遅相軸ｘを境界にして、受光器１６が配されたフイルム面から外に向かって伸びる検査対象フイルム７の光学軸Ｎが正射影される側の範囲θａで回転角θ２を与えるように、受光器１６を配置するのがよい。一方、検査対象フイルム７が正の一軸性複屈折を示す場合には、図７（ｂ）に示すように、受光器１６の光軸Ｐと交差する遅相軸ｘを境界にして、受光器１６が配されたフイルム面から外に向かって伸びる検査対象フイルム７の光学軸Ｎが正射影される側と反対側の範囲θｂで回転角θ２を与えるようにするのがよい。
【００４５】
図８に模式的に示すように、受光器１６は、その撮影レンズ１６ａの焦点距離に応じて検査対象フイルム７との受光距離Ｌ１を調整することにより、検査エリア１７が所定の検査幅Ｌ２（この例では２５０ｍｍ）となるように調整されるが、撮影レンズ１６ａの焦点距離を長くして検査対象フイルム７との受光距離Ｌ１を大きくとり、検査エリア１７から受光器１６を望む方向と光軸Ｐとのなす最大角φができるだけ小さくするのがよく、３°〜１０°の範囲内、より好ましくは３°〜５°の範囲内となるように設定するのが好ましい。なお、図８では、説明のために、受光器１６を望む方向と光軸Ｐに平行な直線Ｌｐとのなす最大角φを示してある。
【００４６】
このように最大角φを設定するのは、検査対象フイルム７のように複屈折特性を有するフイルムからの光を受光器１６で受光する場合の視角依存性の影響を少なくして精度良く欠陥を検出するためである。
【００４７】
図９に検査エリア１７に対応する１ライン分の検出信号の例を示す。図９（ａ）は最大角φが３．２°の場合の、図９（ｂ）は最大角φが４．８°の場合の、図９（ｃ）は最大角φが１１．８°の場合の１ライン分の検出信号を示している。各最大角φにおける撮影レンズ１６ａの焦点距離と、受光器１６と検査対象フイルム７との受光距離Ｌ１との関係は、表１に示す通りである。なお、いずれの場合も検査エリア１７の検査幅Ｌ２は２５０ｍｍである。
【００４８】
【表１】
2007327915.tif 000003
【００４９】
受光器１６が出力する１ライン分の検出信号は、一定なレベルとなるのではなく、検出エリア１７の一端側に対応する信号レベルが低く、他端側の信号レベルが高くなるように傾きを持っている。このように検出信号が傾くのは、受光器１６にあおり角θ１、回転角θ２が与えられている状態で、視角依存性の影響を受けるためであり、検査エリア１７が受光器１６によって一端側が暗部として、他端側が明部として観察され、傾きが大きくなるとその暗部と明部との差が大きくなることを意味する。
【００５０】
上記のようにして検出信号の傾きは最大角φに応じて変化し、最大角φが大きくなるほどその傾きが大きくなるが、最大角φを一定値よりも大きくすると、受光器１６によって観察される暗部と明部との差がその受光器１６のラチチユードを超えて端部を信号変化として検出することができなくなってしまい、あるいはラチチユードに制限されて欠陥の信号レベルの変化を検出できなくなってしまう。このため上記のように最大角φを設定している。
【００５１】
上記欠陥検査装置１０の作用について説明する。装置４，５によって製造された位相差フイルムが検査対象フイルム７として検査装置１０に送り込まれ、検査ステージを通って、さらに下流へと搬送される。この搬送中には、光源部１５からの光が第１偏光板１８を介してフイルム７に照射され、検査対象フイルム７が一定長送られるごとに受光器１６で１ライン分の撮影が行われる。
【００５２】
１ライン分の撮影を行うごとに受光器１６からは１ライン分の検出信号が出力され、その検出信号が判定装置２１に順次に送られる。そして、この判定装置２１により、欠陥の有無が判定されるとともに、その欠陥の箇所が特定される。例えばフイルム７の欠陥がある部分では、正常な部分よりも検出信号が高くなり、それが欠陥として判定され、その欠陥の検査対象フイルム７の長手方向と幅方向の各位置情報が出力装置２３によって出力されるとともに、後工程に送られる。
【００５３】
上記のように、第１偏光板１８を介して照明された検査対象フイルム７から射出された光のうち第２偏光板１９を透過した光成分をあおり角θ１、回転角θ２を持たせて配置した受光器１６によって受光して得られる検出信号に基づいて欠陥の判定を行っているので、微細な欠陥を精度良く検出することができる。
【００５４】
次に第２実施形態について説明する。なお、以下に説明する他は、第１実施形態と同じであり、同じ構成部材には同一の符号を付してその説明を省略する。図１０に一例を示すように、検査対象フイルム３７は、透明なベースフイルム３７ａの一方の面に、液晶化合物層３７ｂを、他方の面に偏光子層３７ｃを形成してあり、偏光子層３７ｃの表面に透明な保護フイルム３７ｄを形成してある。ベースフイルム３７ａと液晶化合物層３７ｂとは、第１実施形態の検査対象フイルム７と同等なものとなっており、光学軸がフイルム面の法線に対して傾斜した正または負の一軸性複屈折を示すフイルムとなっている。
【００５５】
このような検査対象フイルム３７は、例えば例えばヨウ素でＰＶＡ（ポリビニールアルコール）フイルムを染色した後にそのＰＶＡフイルムを延伸することにより製造される偏光子層３７ｃとなる偏光フイルムの表面に保護フイルム３７ｄが貼り合わせられたフイルムを作成し、そのフイルムに液晶化合物層３７ｂを形成したベースフイルム３７ａを貼り合わせることによって製造されている。なお、検査対象フイルム３７の製造方法は限られるものではない。
【００５６】
図１１に上記検査対象フイルム３７の欠陥を検査する欠陥検査装置３８を示す。欠陥検査装置３８は、検査対象フイルム３７の偏光子層３７ｃを一方の偏光板として用いるため、検査ステージには第１偏光板１８を配してあるが、第２偏光板１９を設けていない。また、検査対象フイルム３７が偏光子層３７ｃを上に向けた姿勢で検査ステージを搬送されるようにしてあり、このときの偏光子層３７ｃと第１偏光板１８とがクロスニコル配置となるように第１偏光板１８の偏光透過軸の向きを決めてある。
【００５７】
偏光子層３７ｃまたは第１偏光板１８のいずれか一方が検査対象フイルム３７の遅相軸に対して略平行としてある。上記のように検査対象フイルム３７を製造する場合には、一般的には、偏光子層３７ｃの偏光透過軸と、検査対象フイルム３７の遅相軸とが実質的に平行となるように製造されるので、それに合わせて第１偏光板１８の透過軸方向を決定すればよい。もちろん、偏光子層３７ｃの偏光透過軸が検査対象フイルム３７の遅相軸と直交する方向とされている場合では、第１偏光板１８の透過軸方向が検査対象フイルム３７の遅相軸と平行となるように配置すればよい。
【００５８】
受光器１６に関するあおり角θ１，回転角θ２，検査エリア１７から受光器１６を望む方向と光軸Ｐとのなす最大角φ等の条件は、第１実施形態と同様である。また、第１偏光板１８と偏光子層３７ｃは、第１実施形態における第１，第２偏光板と同様に、第１偏光板１８と偏光子層３７ｃは、偏光子層３７ｃとクロスニコル配置となるように検査対象フイルムの液晶化合物層側に第１偏光板１８を配した状態で測定される波長５００ｎｍ〜７５０ｎｍにおける平均直交透過率が０．０２７％以下、波長７５０ｎｍにおける直交透過率が０．０３０％以下を満たすものを用いることが好ましい。
【００５９】
以上のように構成することにより、第１実施形態と同様に検査対象フイルム３７の欠陥を検出することが可能である。なお、検査対象フイルム３７としては、正または負の一軸性複屈折を示すものであれば、液晶化合物層を形成したものに限られるものではない。
【実施例】
【００６０】
実施例１〜４として、第１実施形態のように欠陥検査装置１０を構成し、前述のような装置４，５で作成され、透過型の光学補償フイルムとして利用される位相差フイルムを検査対象フイルム７として、第１，第２偏光板１８，１９としての直交透過率の異なる偏光板Ａ〜Ｄを用いて欠陥、すなわち液晶化合物層の局所的な光学軸のズレに起因して発生する欠陥の検出を行った。各実施例では、第１，第２偏光板１８，１９には同じ種類の偏光板を使用した。
【００６１】
実施例１〜４では、あおり角θ１を２０°、回転角θ２を４０°とし、光源部１５として、ハロゲンランプからの光をライトガイドを通して照射するものを用いた。この光源部１５の分光分布は図１２に示すようなものであった。
【００６２】
各偏光板Ａ〜Ｄの直交透過率の波長分布特性を測定したグラフを図１３に示し、透過率のスケールを変更して７５０ｎｍ付近の透過率の違いを明確化したグラフを図１４に示す。また、各偏光板Ａ〜Ｄの５７０ｎｍ〜７５０ｎｍの波長域の光に対する平均直交透過率、及び波長７５０ｎｍの光に対する直交透過率を表２に示す。図１３，図１４及び表２に示す各直交透過率は、同じ種類の一対の偏光板をクロスニコル配置し、それらの間に検査対象フイルム３７を配した状態で測定したものであり、第１偏光板１８と第２偏光板１９とをクロスニコル配置し、それらの間に検査対象フイルム３７を配した状態で測定した直交透過率になる。また、図１３では、各偏光板の間に検査対象フイルム７を配しない状態で測定した結果をあわせて描いてある。
【００６３】
【表２】
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【００６４】
また、比較例５，６として、実施例１，４とに用いた各偏光板Ａ，Ｄを用い、特許文献５に記載された構成で欠陥の検出を実施した。すなわち、一対の偏光板Ａまたは偏光板Ｄを検査対象フイルム７を挟んで平行に配置するとともに、検査対象フイルム７の遅相軸に対して一方の偏光板の偏光透過軸を適当な交差角をつけて配置した。また、検査対象フイルム７と実質同等の光学補償フイルムを一方の偏光板とフイルムとの間に配置し、フイルム面の法線方向からＣＣＤカメラによって受光を行う構成としている。なお、検査対象フイルム７の遅相軸に対する一方の偏光板の偏光透過軸とのなす交差角は１５°、偏光板とフイルムとの間の光学補償フイルムは、フイルム面内で１８０°回転させた状態に配した。また、光源は、実施例１〜４と同じものを用いた。
【００６５】
実施例１〜４では、受光器１６としては、白黒タイプのＣＣＤラインセンサを用い、比較例５，６では、ＣＣＤカメラとして、実施例１〜４の受光器１６として用いたものと同じＣＣＤラインセンサを用いた。このＣＣＤラインセンサの分光感度特性を図１５に示す。
【００６６】
実施例と比較例１〜６の検出結果を表３に示す。表３の故障ランク１〜４は、欠陥箇所とその周囲の濃淡（輝度）の差によって欠陥の程度を示したものであり、故障ランク１が最も濃淡差が大きく、故障ランク２，故障ランク３，故障ランク４の順に濃淡差が小さくなる。
【００６７】
【表３】
2007327915.tif 000005
【００６８】
上記表３からわかるように、本発明の構成の実施例１〜４は、いずれも故障ランク１，２の欠陥を検出することができ、波長５００ｎｍ〜７５０ｎｍにおける平均直交透過率が０．０２７％であり、波長７５０ｎｍにおける直交透過率が０．０３０％である偏光板Ｄを第１，第２偏光板１８，１９として用いた実施例４では、極めて欠陥の程度が低い故障ランク４までを良好に検出することができた。これに対して、実施例１と同じ偏光板Ａを用いた比較例５、実施例４と同じ偏光板Ｄを用いた比較例６では、故障ランク１〜４のいずれの欠陥をも検出することができなかった。
【００６９】
以上のことから、本発明の構成が光学軸のズレに起因して発生する欠陥に対して有効であることが確認でき、また波長５００ｎｍ〜７５０ｎｍにおける平均直交透過率、および特定波長（７５０ｎｍ）における直交透過率が低いほど輝度が低い欠陥をより良好に検出できることが推定されることから、波長５００ｎｍ〜７５０ｎｍにおける平均直交透過率が０．０２７％以下、また波長７５０ｎｍにおける直交透過率が０．０３０％以下であることが微細な光漏れ欠陥の検出に有用であることも確認できる。光源をハロゲン光源とした場合には、図１２に示す通り、ハロゲン光源の相対強度が波長５５０〜６３０ｎｍに極大値を持ち、かつ、波長７００〜８００ｎｍでも相対強度を有することから、微細な光漏れ欠陥の検出により有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明を実施した欠陥検査装置を示す概略図である。
【図２】各偏光板の偏光透過軸の関係と、その透過軸と検査対象フイルムの遅相軸との関係を示す説明図である。
【図３】受光器のあおり角θ１を説明する説明図である。
【図４】受光器の回転角θ２を説明する説明図である。
【図５】あおり角θ１に対する検出信号強度の変化を示すグラフである。
【図６】回転角θ２に対する検出信号強度の変化を示すグラフである。
【図７】受光器の好ましい回転角の範囲を説明する説明図である。
【図８】最大角φを説明する説明図である。
【図９】最大角φに対する検出信号の傾きの変化を示す説明図である。
【図１０】一方の面に偏光子層が形成されたフイルムの断面図である。
【図１１】一方の面に偏光子層が形成されたフイルムの欠陥を検査する欠陥検査装置を示す概略図である。
【図１２】本発明の欠陥検査装置で欠陥を検出したときの光源部の分光分布を示すグラフである。
【図１３】実施例に用いた各偏光板の直交透過率の波長分布特性示すグラフである。
【図１４】各偏光板の直交透過率の波長分布特性をスケールを変更して示すグラフである。
【図１５】実施例に用いた分光感度特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７１】
７，３７  検査対象フイルム
１０，３９  欠陥検査装置
１５  光源部
１６  受光器
１８，１９  偏光板
【図１】
2007327915.tif 000006
【図２】
2007327915.tif 000007
【図３】
2007327915.tif 000008
【図４】
2007327915.tif 000009
【図５】
2007327915.tif 000010
【図６】
2007327915.tif 000011
【図７】
2007327915.tif 000012
【図８】
2007327915.tif 000013
【図９】
2007327915.tif 000014
【図１０】
2007327915.tif 000015
【図１１】
2007327915.tif 000016
【図１２】
2007327915.tif 000017
【図１３】
2007327915.tif 000018
【図１４】
2007327915.tif 000019
【図１５】
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