JP2006113022A - 反射防止フィルムの欠陥検出装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】反射防止フィルムの欠陥検出を自動的に行う装置および方法を実現する。
【解決手段】本発明によれば、反射防止フィルム４０の被検部位に少なくとも可視光領域を含む検査光ａ，ｂを照射する光源部１と、検査光が被検部位で反射してなる反射光ｅから、フィルム面の法線方向に対して平行に進む平行光成分ｆを抽出する光学系１３と、平行光成分を複数の波長成分光に分光する色分解プリズム１４と、分光された各波長成分光をそれぞれ撮像する撮像デバイス２０〜２４と、各撮像デバイスによって撮像された撮像データから被検部位における各波長成分光の光強度と波長との相関曲線を求め、相関曲線において、被検部位のフィルム厚の変動に対する光強度の感度が大きな波長における光強度と、予め知られている良品の被検部位に対応する部位の相関曲線から得られる当該波長における光強度との差に基づいて、被検部位のフィルム厚を求める処理部４とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、反射防止フィルムの欠陥を検出する装置および方法に関する。

近年、ＣＲＴや液晶などの表示デバイスでは、画面の表面に反射防止膜を貼り、反射を防止または軽減させる対策がなされている。表示デバイスでは、「見易さ」は最も重要な品質特性の一つであり、表示する上で障害となる後方からの照明光の写り込みを防止する反射防止膜の需要が年々高まっている。

反射防止膜は、大きく分類すると、ＡＲ（Anti-Reflection）とＬＲ（Low-Reflection）の２種類が存在する。ＡＲは、多層膜で形成され、比較的高価であるが、反射防止効果は最も高い。一般にＡＲ表面での反射率は、可視光範囲の平均で０．５〜１．０％程度である。一方、ＬＲは、単層膜で形成されており、ＡＲと比較して反射防止効果はやや劣るものの安価である。一般にＬＲ表面での反射率は、可視光範囲の平均で１．０〜２．０％である。

ＡＲは、基材フィルム上に光学干渉膜を多層蒸着した反射防止フィルム、ＬＲは、基材フィルム上に光学干渉膜を塗布した反射防止フィルムとして製品化されている。このような反射防止フィルムを表示デバイスの表面に気泡が入らないように密着した状態で貼り付けることにより、反射防止膜としての効果を発揮するようになる。
特開２００３−１７２７０７号公報

しかしながら、このような従来の反射防止フィルムでは、以下のような問題がある。

すなわち、この種の反射防止フィルムは、光学干渉効果を利用するために、光学干渉膜の膜厚の誤差がその性能にもたらす影響が大きい。一般に、膜厚は可視光の１／４波長前後の厚みとなり、膜厚により干渉波長が決定される。したがって、反射防止フィルム面上で局所的に膜厚が微少変動すると、その部位のみ、透過されてくる像が歪んだり、僅かに色相が変化したりする。これが、反射防止フィルムにおける主な欠陥である。その他の欠陥としては、フィルム表面の傷や擦れなどによるものがある。また、基材フィルム自体の傷、凹み、段上のムラ等による欠陥もある。

上述したような膜厚が変動する要因は多々あるが、代表的な要因は異物混入である。光学干渉膜を蒸着（塗布）する前、あるいは蒸着（塗布）中に異物が付着することにより、異物付着部におけるフィルム面にピンホール状の突起が生じる。加えて、異物付着部を頂点として、その周辺部に裾野の如く膜厚が変動するような現象が生じている。この異物は、非常に微少な物体であり、黒色であったり透明色であったりと一定の色相を有していない。

にも関わらず、例えば上記特許文献１のように、現在入手可能な反射防止フィルム欠陥検出装置では、異物が大きく、かつ黒色である場合は識別できるものの、それ以外の場合は全く識別することができないという問題がある。

また、膜厚変動は、熟練者をもってしても目視確認することは容易ではなく、自動検査することは更に困難である。したがって、表示デバイスの低コスト化、大画面化に伴い、反射防止フィルムも比較的安価で量産できるようになってきたものの、欠陥検出を全製品を対象に行うことは実質的に不可能であるという問題がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、反射防止フィルムの欠陥検出を自動的に行うことが可能な装置および方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明では、以下のような手段を講じる。

すなわち、本発明は、反射防止フィルムの欠陥を検出する装置および方法であって、所定の検査位置に配置された被検体である反射防止フィルムの被検部位に少なくとも可視光領域を含む検査光を照射する。次に、検査光が被検部位で反射してなる反射光から、反射防止フィルムのフィルム面の法線方向に対して平行に進む平行光成分を抽出する。そして、平行光成分を複数（例えば少なくとも３つ）の波長成分光に分光し、分光された各波長成分光をそれぞれ撮像する。更に、撮像された撮像データから、被検部位における各波長成分光の光強度と波長との相関曲線を求め、相関曲線において、予め知られている良品の各波長成分光の光強度と、被検部位の各波長成分光の光強度との差に基づいて、被検部位のフィルム厚を求める。

ここで、検査光は、可視光に加えて紫外線光、あるいは更に赤外線光を含んでおり、複数の波長成分光は、可視光に加えて紫外線光、あるいは更に赤外線光を含んでおり、相関曲線は、紫外線光と可視光、あるいは更に赤外線光を含む各波長成分光の光強度と波長とに基づいて求められるようにしても良い。

更には、被検部位の相関曲線から得られる紫外線領域の光強度と、予め知られている良品の被検部位に対応する部位の相関曲線から得られる紫外線領域の光強度との差に基づいて、被検部位の欠陥の有無を判定するようにすることも可能である。そして、ここで、欠陥有りと判定された場合には、求められた被検部位のフィルム厚と、被検部位に対応する良品の部位の予め知られているフィルム厚との差に基づいて、撮像データのコントラストを強調するようにしても良い。

なお、検査光の照射は、同軸落射方式、あるいはそれに加えて拡散照明方式で行うようにしても良い。

一方、ある被検部位の撮像データが撮像されると、被検体である反射防止フィルムを所定長さ巻き取ることによって、次の被検部位を検査位置に配置するために巻取手段を用いるようにしても良い。この場合、巻取手段によって巻き取られることによって被検体にかかる張力によって被検部位に生じる光学的偏光方向に直交する偏光方向を有する偏向素子によって、反射光を偏光することを、分光することよりも先に行うようにする。これによって、欠陥でない光学的偏光をキャンセルすることができ、欠陥有無に関する誤判定の可能性を低減することが可能となる。

更に、被検体である反射防止フィルムを、紫外線吸収能力の高い物質からなる基材上に配置された状態で、所定の検査位置に配置する。これによって、反射防止フィルムの底面からの反射光に紫外線成分が含まれないようにすることができ、欠陥有無に関する誤判定の可能性を低減することが可能となる。

欠陥有りと判定された場合には、更に、以下のように、欠陥の内容をより詳細に把握することも可能である。

すなわち、欠陥有りと判定された場合であって、更に、被検部位の相関曲線から得られる紫外線領域の光強度が、予め定めた光強度しきい値を越えている場合には、この欠陥を傷または擦れによるものと判定するようにしている。

また、欠陥有りと判定され、更に、被検部位のフィルム厚と、被検部位に対応する良品の部位の予め知られたフィルム厚との差が、予め定めたフィルム厚しきい値を越えている場合には、被検部位の表面に異常があるものと判定するようにしている。

一方、欠陥無しと判定された場合であっても、被検部位のフィルム厚と、被検部位に対応する良品の部位の予め知られたフィルム厚との差が、予め定めたフィルム厚しきい値を越えている場合には、被検部位の内層側に異常があるものと判定するようにしている。これによって、より詳細な欠陥有無判定を行うことができる。

本発明の反射防止フィルムの欠陥検出装置および方法によれば、異物および膜厚変動を識別することができ、反射防止フィルムの欠陥検出を自動的に行うことが可能となる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る反射防止フィルムの欠陥検出方法を適用した反射防止フィルム欠陥検出装置の一例を示す構成図である。

すなわち、同実施の形態に係る反射防止フィルム欠陥検出装置は、光源部１と、光学系部２と、撮像部３と、処理部４とから構成しており、被検体である反射防止フィルム４０の被検部位は、背面板６の上に配置されることによって、所定の検査位置に配置されるようにしている。そして、この被検部位の検査が終わると、図示しないフィルム巻取手段によって反射防止フィルム４０が所定長さ搬送されることによって、図中に示す方向Ｆに沿って移動し、次の被検部位が検査位置に配置されるようにしている。このような検査、搬送を繰り返し行うことによって連続的に検査がなされるようにしている。

光源部１は、被検部位に対して検査光を照射するための機能を備えており、同軸落射方式で検査光を照射するための光源電源７、光源８、および偏光フィルタ９と、拡散照明方式で検査光を照射するための円筒形状の拡散照明部１０とを備えている。

検査光としては、紫外領域から赤外領域までの可視領域を完全に含む広範囲の波長域をカバーする光を用いる。そのため、光源８としては、この波長域に発光強度分布を持つメタルハライドランプ等が好適である。光源電源７は、このような光源８に対して電源を供給する。光源８から発せられた検査光ａは、偏光フィルタ９によって偏光された後に、光学系部２に備えられたハーフミラー１１によって反射されることによって、検査位置に配置された反射防止フィルム４０のフィルム面の法線方向と平行な光路を通って検査部位を照射するようにしている。なお、偏光フィルタ９の機能の詳細については後述する。

拡散照明部１０は、検査位置に配置された反射防止フィルム４０のフィルム面に対して、斜め方向から拡散光からなる検査光ｂを照射する。このような拡散照明部１０は、可視領域に発光強度分布を持つ光源でもよいが、例えば、紫外領域に発光強度を持つ円筒形状のブラックライトが好適である。ただし、反射防止フィルム４０の膜厚変動により、拡散照明部１０からの正反射光が光学系部２に入り込まないように、十分な照明角度４２を確保する必要がある。更に、拡散照明部１０からの直接光が光学系部２に混入しないように、拡散照明部１０の図中上部側に図示しない光遮蔽板を設けておくことが望ましい。

光学系部２は、ハーフミラー１１と、偏光フィルタ１２と、テレセントリック光学系１３とを備えた鏡筒からなり、その内面を艶消し黒塗装、もしくは黒毛を使用したブラシ構造にするなど迷光処理を施している。

ハーフミラー１１は、偏光フィルタ９を介してきた検査光ａを、検査位置に配置された反射防止フィルム４０のフィルム面に対する法線方向に反射させ、検査位置に配置された反射防止フィルム４０を照射させる。また、検査光ａが、検査位置に配置された反射防止フィルム４０によって反射してなる正反射光ｃと、検査光ｂが、検査位置に配置された反射防止フィルム４０によって散乱してなる散乱光ｄとが合成されてなる合成光ｅを透過して、偏光フィルタ１２へと導く。この合成光ｅは、偏光フィルタ１２によって偏光された後に、テレセントリック光学系１３に導かれるようにしている。なお、偏光フィルタ１２の機能の詳細については後述する。

テレセントリック光学系１３は、この合成光ｅのうち、検査位置に配置された反射防止フィルム４０のフィルム面の法線方向と平行な平行光成分ｆのみを取り出す。この光成分ｆは、撮像部３に送られるようにしている。

撮像部３は、５波長型色分解プリズム１４と、結像レンズ１５〜１９と、撮像デバイス２０〜２４と、撮像回路２５とを備えている。

５波長型色分解プリズム１４は、テレセントリック光学系１３から導かれた平行光成分ｆを、紫外領域、青領域、緑領域、赤領域、および赤外領域の５つの波長成分光に分光する。ここで、紫外領域は波長３００〜３８０ｎｍ（１ｎｍとは１×１０^−９ｍ）、青領域は波長３８０〜５００ｎｍ、緑領域は波長５００〜６００ｎｍ、赤領域は波長６００〜７８０ｎｍ、および赤外領域は波長７８０ｎｍ以上である。ただし、上述した範囲は、おおよその値であり、実際には、隣接する波長領域はそれぞれその一部がオーバラップしている。

そして、結像レンズ１５と撮像デバイス２０、結像レンズ１６と撮像デバイス２１、結像レンズ１７と撮像デバイス２２、結像レンズ１８と撮像デバイス２３、結像レンズ１９と撮像デバイス２４からそれぞれなる５板式の撮像装置を形成している。

反射防止フィルム４０は、人間の目視感度を持つ可視領域（３８０〜７８０ｎｍ）で評価されるのは当然のことであり、事実、この評価値が反射防止フィルム４０の品質指標となっている。一方、多板式の撮像装置といえば、一般には、青領域、緑領域、および赤領域の３板式（カラー）のことを指す。この事実を踏まえた上で、敢えて上述したような５板式の撮像装置を適用している理由を以下に示す。

光学干渉を利用する反射防止フィルムなどでは、可視光領域（３８０〜７８０ｎｍ）では殆ど変化しないが、紫外領域では、光吸収特性が著しく変化する特性を持つ材料を使用することが多い。このような場合、反射防止フィルムの基材部や、レンズのコーティング時に使用する銀や銅も、紫外領域では、光吸収率が急激に増加する。このため、透明の被検体からの反射光を撮像する場合に問題となる裏面からの透過光を低減でき、反射光のコントラストを上げることができるため、高品位の撮像を得やすくなるというメリットが生じる。したがって、基材部には、紫外線吸収能力の高い物質を意図的に用いるようにしても良い。

赤外領域では、紫外領域における光強度差よりは少ないものの、反射防止フィルム４０は、可視領域と比較して反射率が増加する傾向にあることが多い。このため、反射防止フィルム４０の材質的特性上、紫外光を長時間照射することに問題がある場合などは赤外光で代用することもできる。また、紫外領域、あるいは赤外領域において、どちらか一方の領域で他方の領域の特性をカバーできる場合には、５波長にする必要は必ずしも無く、例えば４波長であっても良い。

さて、５波長型色分解プリズム１４は、図２にその構成概念を示すように、５個のダイクロックミラー５１〜５５を接合することによって形成している。隣接するダイクロックミラー同士を接着している接合稜５７〜６０には、特定の波長領域の光を反射する蒸着膜が塗布されており、これによってバンドトラップフィルタとして機能するようにしている。例えば、接合稜５７には紫外領域の光のみを反射する、接合稜５８には青領域よりも波長の低い光のみを反射する、接合稜５９には緑領域よりも波長の低い光のみを反射する、接合稜６０には赤領域よりも波長の低い光のみを反射する光学蒸着膜をそれぞれ塗布している。

これによって、入力稜５０から入射された平行光成分ｆは、ダイクロックミラー５１の中を直進し、接合稜５７において、直進光と、反射光とに分離されるようにしている。ここで直進光は、紫外領域以外の波長の光成分となって更にダイクロックミラー５２に入射し、その中を直進する一方、反射光は紫外領域光ｇとなる。この紫外領域光ｇは、入力稜５０において全反射（ブリュースタ角未満の入射角で光を入射させること）した後、結像レンズ１５に導かれ、この結像レンズ１５によって撮像デバイス２０上に撮像されるようにしている。

ダイクロックミラー５２の中を直進する直進光は、接合稜５８において、更に直進光と、反射光とに分離されるようにしている。この反射光は、青領域光ｈとなり、接合稜５７において全反射した後、結像レンズ１６に導かれ、この結像レンズ１６によって撮像デバイス２１上に撮像されるようにしている。一方、この直進光は、緑領域以上の波長領域の光成分となってダイクロックミラー５３に入射し、その中を直進する。

ダイクロックミラー５３の中を直進する直進光は、接合稜５９において、更に直進光と、反射光とに分離されるようにしている。この反射光は、緑領域光ｉとなり、接合稜５８において全反射した後、結像レンズ１７に導かれ、この結像レンズ１７によって撮像デバイス２２上に撮像されるようにしている。一方、この直進光は、赤領域以上の波長領域の光成分となってダイクロックミラー５４に入射し、その中を直進する。

ダイクロックミラー５４の中を直進する直進光は、接合稜６０において、更に直進光と、反射光とに分離されるようにしている。この反射光は、赤領域光ｊとなり、接合稜５９において全反射した後、結像レンズ１８に導かれ、この結像レンズ１８によって撮像デバイス２３上に撮像されるようにしている。一方、この直進光は、赤外領域光ｋとなってダイクロックミラー５５に入射し、出力稜５６を通過した後、結像レンズ１９に導かれ、この結像レンズ１９によって撮像デバイス２４上に撮像されるようにしている。

このような機能を有する５波長型色分解プリズム１４の代わりに、例えばファブリベロの間隔を調整することによりバンドトラップフィルタ（ノッチフィルタ）を形成するようにしても良い。また、波長選択プリズム型ビームスプリッタは、比較的構造が簡単であり、同様のセパレート効果が期待されるが、プリズム１段あたり光強度が約１／２になる。このため、本発明の実施の形態のように、５波長を分解する場合、最終段では光強度が１／３２になってしまうため、５波長型色分解プリズム１４の方が適している。

各撮像デバイス２０〜２４は、例えばラインＣＣＤからなり、それぞれ対応する結像レンズ１５〜１９によって結像された光の強度に応じた電荷に変換する。このような撮像デバイスとしては、被検部位の有効範囲が比較的小さく、周期性のある場合には、２次元撮像デバイスを用いる。また、周期性がなく、連続している場合には、１次元デバイスを用いるのが有利である。なお、１次元デバイスを用いた場合には、被検部位に対する１軸方向の移動機構が必要となる。

撮像回路２５は、各撮像デバイス２０〜２４によって変換された電荷をサンプリングし、デジタル化し、その値を各撮像デバイス２０〜２４に関連付けて処理部４へと出力する。

次に、反射防止フィルム４０の構造と特性とについて、図３を用いて説明する。図３に示す反射防止フィルムは、ＬＲ型の反射防止フィルム（以下、「ＬＲ反射防止フィルム」と称する）であり、入射光６４が入射した場合の光学的作用を示す断面図である。

ＬＲ反射防止フィルム４１は、厚さ数μｍ程度の基材フィルム６２上にＬＲ層６１が塗布されてなる。ＬＲ層６１の膜厚は、検査光の１／４波長近辺にするために、およそ数十〜数百ｎｍになる。ＬＲ層６１の屈折率ｎ１は、低屈折率の方が望ましく、複合材料により１．２〜１．４前後となる（波長特性を持ち、紫外光では屈折率が大きくなる傾向がある）。基材フィルム６２の屈折率ｎ２は、一般にＬＲ層６１の屈折率ｎ１に対して、その２乗値にすることが多い。

以上が、ＬＲ反射防止フィルム４１としての完成品の一例であるが、ＬＲ反射防止フィルム４１は屈折率界面７７の部分で、反射光（反射率）を落とすべきターゲット媒質３２と密着接合することにより、ＬＲ反射防止フィルム４１としての効力を発揮する。

次に、ＬＲ反射防止フィルム４１に入射光６４を、入射光光軸６３に対して、入射角６５（θ１）の角度で照射した場合における干渉現象について説明する。この場合、先ず屈折率界面７５により、入射光６４は、ＬＲ表面反射光６６とＬＲ入射光６７とに分離する。両者の方向は以下の（１）式に示すスネル（デカルト）の法則に従う。但し、ｎ０は、ＬＲ層６１の表面を覆っている媒質の屈折率（空気の場合１．０）であり、θ２は、屈折角６８である。

ｎ０×ｓｉｎ（θ１）＝ｎ１×ｓｉｎ（θ２） ・・・・（１）式
また、以下の（２）式および（３）式が成り立つ。
Ｒｐ＝Ｉｐ×（（ｎ１−ｎ０）／（ｎ１＋ｎ０））＾２ ・・・・（２）式
Ｔｐ＝Ｉｐ−Ｒｐ−Ａｐ−Ｄｐ ・・・（３）式
ここで、Ｉｐは入射光強度、Ｒｐは反射光強度、Ｔｐは透過光強度、ＡｐはＬＲ反射防止フィルム４１の内面における光吸収成分強度、Ｄｐは光散乱成分強度である。

ＬＲ入射光６７はＬＲ層６１を通過し、屈折率界面７６により、ＬＲ裏面反射光６９と基材入射光７１とに分離される。なお、屈折と反射とは界面に衝突する度に再屈折し、１〜ｎ次光を生じる。図３では、２次光である２次反射光７０を図示しているが、説明を簡略化するために、１次光成分のみについて考えるものとする。

反射防止効果は、ＬＲ表面反射光６６とＬＲ裏面反射光６９との干渉により発生する。ここで、ＬＲ層６１の膜厚をｄとすると、ＬＲ層６１の光学的膜厚Ｄは、以下に示す（４）式の通り表される。
Ｄ＝ｎ１×ｄ／ｃｏｓ（θ１） ・・・（４）式
ここで、θ１を十分に小さく取り、 Ｄ＝ｎ１×ｄ ・・・（４’）式 と近似する。

いま、入射光の波長λと、自然数ｍとを用い、以下に示す（５）式が成立する場合、反射光は干渉により弱め合う。

Ｄ＝（２ｍ−１）×λ／４ ・・・（５）式
そして、このときの反射率Ｒｍｉｎは、以下に示す（６）式の通りである。
Ｒｍｉｎ＝（（ｎ２×ｎ０−ｎ１）／（ｎ２×ｎ０＋ｎ１））＾２ ・・・（６）式
一方、以下に示す（７）式が成立する場合には、反射光は干渉により強め合う。
Ｄ＝（２ｍ）×λ／４ ・・・（７）式
そして、このときの反射率Ｒｍａｘは、以下に示す（８）式の通りである。
Ｒｍａｘ＝（（ｎ２−ｎ０）／（ｎ２＋ｎ０））＾２ ・・・（８）式
上記（４’）〜（８）式において、ｎ１＝１．３、ｎ２＝１．６９、ｄ＝１００（ｎｍ）とすると、波長λ（ｎｍ）＝５２０、１７３、１０４、・・・の光に対して、反射率Ｒ＝０．０１７（１．７％）まで弱めあい、波長λ（ｎｍ）＝２６０、１３０、７５、・・・の光に対して、反射率Ｒ＝０．０６６（６．６％）まで強めあう。

このようなＬＲ反射防止フィルム４１と接合するターゲット媒質３２の屈折率ｎｐを用いると、このターゲット媒質３２自体の反射率Ｒ０は、以下に示す（９）式の通り表される。
Ｒ０＝（（ｎｐ−ｎ０）／（ｎｐ＋ｎ０））＾２ ・・・（９）式
このとき、ｎｐ＝１．５とすると、Ｒ０＝０．０４（４％）となり、光学的膜厚Ｄの値を選択してＲｍｉｎの値を取るようにすれば、反射率を約１／２．４に改善することが可能となる。通常、波長λは人間の最大比視感度である５５０ｎｍを基準に取ることが多い。

上述した反射率の範囲Ｒｍｉｎ〜Ｒｍａｘを撮像部３で撮像する場合、フィルム透過光７３がＬＲ反射防止フィルム４１の下の媒体面７８に反射することにより生じるフィルム裏面透過光７４の影響を受けることを考慮しなければならない。すなわち、撮像される光成分には、反射光であるＬＲ表面反射光６６とＬＲ裏面反射光６９との干渉光の他に、フィルム裏面透過光７４が含まれている。以降、フィルム裏面透過光７４の光成分を抑制する方法について説明する。

フィルム裏面透過光７４の光成分を抑制するため、先ず第１に、ＬＲ反射防止フィルム４１の光吸収特性を利用する。ＬＲ反射防止フィルム４１は、可視領域では吸収は殆ど無いが、紫外領域での吸収率Ａ（ｆ）は著しく大きい傾向にある。フィルム裏面透過光７４は、ＬＲ反射防止フィルム４１を２度透過するため、光強度が（１−Ａ（ｆ）＾２）倍に減衰する。これが、本発明の実施の形態において紫外領域に対する撮像デバイス２０を設けている最大の理由である。

第２に、ＬＲ反射防止フィルム４１の偏光特性を利用する。一般に基材フィルム６２は張力をかけることにより、張力方向に偏光を生じることが多い。ここで、一例であるが、ＬＲ反射防止フィルム４１を構成する基材フィルム６２をある一定の張力で引き延ばした状態でＬＲ層６１を塗布すると、基材フィルム６２のみが偏光特性をもつＬＲ反射防止フィルム４１を製造することができる。また、フィルム巻取手段によって巻き取られる場合にも、方向Ｆに沿って張力が与えられることから、同様な偏光特性を持つことができる。

このようなＬＲ反射防止フィルム４１に対して、偏光フィルタ９によって偏光された検査光ａ、あるいは偏光フィルタ９を使用しない無偏光の検査光ａを照射すると、ＬＲ表面反射光６６とＬＲ裏面反射光６９とは偏光されないが、フィルム裏面透過光７４は張力方向の直線偏光を生じる。

この直線偏光された光は、それと直角方向の向きを持つ偏光フィルタ１２により、大半は通過できない。それに対して、ＬＲ表面反射光６６とＬＲ裏面反射光６９とは、前記直角方向と平行な光成分を持つために、この成分が通過する。これにより、フィルム裏面透過光７４のコントラストを落とすことが可能となる。これを図４を用いて説明する。

図４（ａ）は図３にその断面図を示すようなＬＲ反射防止フィルム４１の斜視図であり、図４（ｂ）は入射光６４の進行方向に直交する面８１における電界強度分布８２の例を示す図であり、図４（ｃ）はＬＲ表面反射光６６の進行方向に直交する面８３における電界強度分布８４の例を示す図であり、図４（ｄ）はＬＲ裏面反射光６９の進行方向に直交する面８５における電界強度分布８６の例を示す図であり、図４（ｅ）はフィルム裏面透過光７４の進行方向に直交する面８７における電界強度分布８８の例を示す図である。また、図４（ｆ）、図４（ｇ）、および図４（ｈ）は、偏光フィルタ１２の偏光方向を示す図である。

更に、図４（ｉ）は、偏光フィルタ１２を通過した後のＬＲ表面反射光６６の進行方向に直交する面８３における電界強度分布８４’の例、図４（ｊ）は、偏光フィルタ１２を通過した後のＬＲ裏面反射光６９の進行方向に直交する面８５における電界強度分布８６’の例、図４（ｋ）は、偏光フィルタ１２を通過した後のフィルム裏面透過光７４の進行方向に直交する面８７における電界強度分布８８’の例をそれぞれ示す図である。図４（ｉ）および図４（ｊ）に示すように、ＬＲ表面反射光６６およびＬＲ裏面反射光６９については、偏光フィルタ１２によってｙ方向に偏光されている。一方、フィルム裏面透過光７４については、図４（ｅ）に示すように、元々張力方向に偏光されているので、図４（ｋ）に示すように、偏光フィルタ１２を通過できる成分は殆ど無い。

次に、反射防止フィルムの欠陥について、図５を用いて説明する。この欠陥は、大別して、図５（ａ）に示すようなＬＲ層６１の欠陥であるカテゴリＡと、図５（ｂ）に示すような基材フィルム６２の欠陥であるカテゴリＢとがある。それぞれについて、欠陥のパターンをモデル化することによって、合計１０の欠陥パターンを示している。更に、説明のために、高さ方向を引き伸ばして強調して表示している。

まず、カテゴリＡとして、ＬＲ層６１の高低の変化として表れる欠陥の例について説明する。欠陥９１は、基材フィルム６２の凹部１１０がそのままＬＲ層６１に表れた欠陥パターンである。欠陥９２は、基材フィルム６２には問題ないが、ＬＲ層６１に凹部が生じた欠陥パターンである。欠陥９３は、基材フィルム６２の凸部１１１がそのままＬＲ層６１に表れた欠陥パターンである。欠陥９４は、基材フィルム６２には問題ないが、ＬＲ層６１に凸部が生じた欠陥パターンである。欠陥９５は、基材フィルム６２には問題ないが、異物１１２が混入した結果、ＬＲ層６１に凸部が生じた欠陥パターンである。欠陥９６は、ＬＲ層６１上に傷や擦れが生じている欠陥パターンである。

次に、カテゴリＢとして、基材フィルム６２に欠陥があるが、ＬＲ層６１の高低の変化として表れない欠陥の例について説明する。欠陥９７は、基材フィルム６２上に異物１１２が混入しているが、ＬＲ層６１上に凹凸が生じていない欠陥パターンである。欠陥９８は、基材フィルム６２に凹部１１０が生じているが、ＬＲ層６１上に凹凸が生じていない欠陥パターンである。欠陥９９は、基材フィルム６２に凸部１１１が生じているが、ＬＲ層６１上に凹凸が生じていない欠陥パターンである。欠陥１００は、基材フィルム６２上に傷や擦れが生じているが、ＬＲ層６１上に凹凸が生じていない欠陥パターンである。

欠陥９５の形状の一例を図６乃至図８に示す。図６は平面図であって、図７および図８は図６に示すＸ−Ｘ線に沿った断面図である。この場合、異物１１２による欠陥は非常に小さく、欠陥範囲１１３において相対的に膜厚が大きく変化する傾向にある。ただし、図８に示すように、異物１１２は、滑らかな形状をしているのは希であって、図７に示すように、不規則な形状になっていることが多い。このため、この部分で散乱が生じたり、予期せぬ角度で正反射したり、反射光の光路予測が困難になる。また、異物１１２による欠陥周辺部では、比較的大きな欠陥範囲１１３で相対的に微少な膜厚変化（高さ方向における変化）を引き起こしている。これが図６中で等高線で示す裾野を形成している。

欠陥９３，９４に対する光学作用の一例を図９を用いて説明する。図９は、ＬＲ層６１の欠陥９３，９４における光の反射作用を示すＬＲ層６１の立断面図である。１２０は、欠陥のない場合におけるＬＲ層６１の上面を示している。欠陥９３，９４では、ＬＲ層６１の表面方向に対して傾斜角Δθ（ｘ，ｙ）を有しており、これによって、ＬＲ層６１の上面は１２１の通りとなり、非常に緩やかな裾野を形成している。なお、欠陥９３，９４がＬＲ層６１の表面に対して凸部であるのに対し、欠陥９１，９２部は、ＬＲ層６１の表面に対して凹部であり、ＬＲ層６１の厚み方向に対して裾野を形成する方向が逆であるだけである。また、図９に示すような光の作用は、欠陥９５に対しても適用されるものである。

すなわち、欠陥９１〜９５は、図９に示すように、ＬＲ層６１の表面方向に対してΔθ（ｘ，ｙ）の微少な角度変化１２５を生じている。そのため、正反射光１２４は光軸１２２、または照射光１２３に対して２Δθ（ｘ，ｙ）の角度１２６をなす。背面板６は、このような正反射１２４の成分を最小限に抑えるために、表面を黒色にするとともに、その表面に更に艶消しコーティングを施している。

なお、図示していないが、背面板６は、反射防止フィルム４０が弛まないように固定する固定手段を備えている。また、図１に示すような平面形状の背面板６に代えて、ローラ形状のものを用いるようにしても良い。このローラもまた、背面板６と同様の材質、機能を備え、かつ十分な平面度や軸芯精度を持つものとする。

上述したように、正反射光１２４は光軸１２２、または照射光１２３に対して２Δθ（ｘ，ｙ）の角度１２６をなすので、テレセントリック光学系１３の絞り角を２Δθ（ｘ，ｙ）以下にすることにより、正反射光１２４は結像しなくなる。一方、欠陥が無く、ＬＲ層６１が平面である場合の正反射光１２４の強度は、ＬＲ反射防止フィルム４１の反射率に比例する。ＬＲ反射防止フィルム４１は、光の干渉現象を利用して可視領域における反射率を下げることを目的とするものであり、中心波長λから大きくずれた紫外領域や赤外領域では、干渉効果が低くなるために、反射率は可視領域と比較して高くなる傾向にある。このため、欠陥をコントラスト良く撮像するためには、可視領域を使用するよりも、紫外領域、または赤外領域かのいずれかの反射率の高い方の領域を使用すればよい。

欠陥９６は、上述した欠陥９１〜９５と同様にして強調可能となる。傷や擦れは、何らかの物質がフィルム面に圧力接触することにより生じるため、欠陥中心部でのＬＲ層６１の膜厚が不定形となり、光拡散面の様相を呈することが多い。このため、円筒形状の拡散照明部１０を設けることにより、拡散照明部１０からの検査光ｂに対する散乱角を生じやすく、より欠陥のコントラストを改善できる。

欠陥９７は、異物１１２の持つ色により撮像原理が異なる。異物１１２が高輝度色（白色）を有する場合には、この部分により反射する正反射光の強度は、欠陥のない場合と比較して大きくなる。異物１１２が低輝度色（黒色）を有する場合、および異物１１２が透明である場合には、光学的膜厚Ｄが変化し、干渉波長がシフトすることにより、青領域、緑領域、および赤領域のバランスが崩れる。このバランスの崩れを強調することにより、欠陥のコントラストを改善する。ここで注意すべきは、異物１１２は透明色であっても、ＬＲ層６１と屈折率が異なるため反射を生じる。このため、干渉波長がずれることである。

欠陥９８，９９はともに光学的膜厚Ｄが変化し、干渉波長がシフトすることにより、青領域、緑領域、および赤領域のバランスが崩れる。このバランスの崩れを強調することにより、欠陥のコントラストを改善する。欠陥９９は、青色方向に偏移する。この様子を図１０に示す。

図１０において横軸は波長、縦軸は正反射光強度、１３１は光学的膜厚Ｄが設計値を取る場合、１３２は光学的膜厚Ｄが設計値よりも厚い場合、１３３は光学的膜厚Ｄが設計値よりも薄い場合である。設計値に対して光学的膜厚Ｄが厚くなると、正反射光強度は設計値よりも、紫外領域側では大きくなり、赤外領域側では小さくなる一方、設計値に対して光学的膜厚Ｄが薄くなると、紫外領域側では小さくなり、赤外領域側では大きくなる。この差は、設計値と光学的膜厚Ｄの乖離量に比例している。

したがって、良品である反射防止フィルム４０について予め図１０に示すような波長と正反射光強度との相関関係を取得しておく。そして、各撮像デバイス２０〜２４を用いて被検体の各波長における撮像データを取得し、その撮像データを用いて例えば２次曲線近似することにより図１０に示すような相関関係を把握し、良品の相関関係と比較する。そして、この比較の結果、両者に、ある一定値以上の乖離が見られる場合には、該被検部位のフィルム厚は、許容値以上異なっている、すなわち欠陥があるものと判定することができる。上述したように、光学的膜厚Ｄの変動に対する正反射光強度の感度は、可視領域よりもむしろ紫外領域や赤外領域の方が大きいので、紫外領域または赤外領域の正反射光強度についてある閾値を設け、該被検部位において得られた正反射光強度が、この閾値を越えている場合には、欠陥があるものと判定する。

欠陥１００は欠陥９６とほぼ同様であるが、角度１２６を、屈折率界面７５に対するブリュースタ角以上にする必要がある。なお、検査光ａによる同軸落射照明と、検査光ｂによる拡散光照明とを点灯制御することにより、時間的制約がない限り、時系列に個別点灯して各々撮像するほうが、より高精度に欠陥を検出できる。

ここで、撮像部３の分解能を決定する上での重要なポイントを付記しておく。非透明で色を有する任意輝度の異物１１２のサイズは、一例であるが１０〜１００μｍである。一方、異物１１２を形成する欠陥範囲１１３のサイズは、その６〜１０倍になることが多い。１０μｍサイズの異物１１２を確実に検出するには、例えばラインＣＣＤからなる撮像デバイス２０〜２４において、１ピクセルあたりの幅方向分解能が最低でも３．３μｍ以下にしなければならない。この条件で、フィルム幅１０００ｍｍを越える反射防止フィルム４０の全幅を検査するためには、 １０００ｍｍ／３．３μｍ＝３３万ピクセル ものピクセルを配列する必要がある。これは、４０００画素ラインのＣＣＤで単純換算すると８４台に相当する。また、１ピクセルあたりのフィルム流れ方向分解能は、反射防止フィルム４０の走行速度に依存する。例えば、この走行速度が１０ｍ／分で、８０ＭＨｚ駆動の４０００画素ラインＣＣＤを使用する場合、流れ方向分解能は１７μｍである。つまり、このようなＣＣＤを使用することはできず、より高速でかつより少ない画素数のＣＣＤを選択しなければならない。加えて、撮像デバイスのレイアウトの困難さ、かかるコスト面からも現実性に乏しい。

一般に市場におけるフィルム検査技術では、透過照明方式で有色性の異物１１２を検査する方法を採用している場合が多いが、前記条件とはほど遠く、数１０μｍ前後に幅方向分解能を設定するのが現実的であり、より大きいサイズの異物１１２しか検出できていない。一方、異物１１２の形成する欠陥範囲１１３は、撮像すること自体は困難であるが、異物１１２より十分にサイズが大きい。したがって、同実施の形態では、欠陥範囲１１３を検出することを目的としている。１０μｍサイズの異物１１２における欠陥範囲１１３の大きさは約６０μｍであり、この異物１１２を確実に検出するのに必要な分解能は２０μｍで済む。前記条件と同一の条件では、４０００画素ラインＣＣＤで単純換算すると１３台に相当し、該条件で流れ方向分解能も２０μｍを実現することができる。これが同実施の形態で奏される一つの効果である。更に、異物１１２が透明無色であっても、有色性の異物１１２と同様に検出できることも同実施の形態で奏されるもう一つの効果である。

次に、撮像デバイス２０〜２４によって撮像された撮像データに対して、処理部４で行う欠陥部をより高いコントラストで表示する方法について説明する。処理部４は、撮像データ制御インタフェース部２６と、撮像データ蓄積部２７と、コントラスト改善部２８と、画像表示部２９と、相関曲線判定部３０とを備えている。

撮像データ制御インタフェース部２６は、撮像デバイス２０〜２４によって撮像された撮像データを撮像回路２５を介してそれぞれ取得すると、撮像タイミングや露光タイミング等、各撮像デバイス２０〜２４のタイミングを生成し、取得した撮像データを撮像データ蓄積部２７に蓄積させる。

撮像データ蓄積部２７は、反射防止フィルム４０が検査位置に配置されていない状態で検査光ａおよび検査光ｂを照射し、各撮像デバイス２０〜２４によって撮像された撮像データを、被検部位および撮像元の撮像デバイス２０〜２４に関連付けて記憶している。また、撮像データ制御インタフェース部２６から送られた撮像データを、撮像元の撮像デバイス２０〜２４に関連付けて記憶している。更に、良品の反射防止フィルム４０について、各撮像デバイス２０〜２４によって撮像された撮像データを、部位および撮像元の撮像デバイス２０〜２４に関連付けて記憶している。

相関曲線判定部３０は、撮像データ蓄積部２７に記憶された被検体の反射防止フィルム４０の撮像データに基づいて、例えば２次曲線近似することによって図１０に示すような相関曲線を把握する。更に、撮像データ蓄積部２７に記憶された良品の反射防止フィルム４０の同一部位の撮像データに基づいて、例えば２次曲線近似することによって図１０の１３１に示すような相関曲線を把握する。そして、両相関曲線を比較し、両者の正反射光強度に、ある一定値以上の乖離が見られる場合には、該被検体の被検部位のフィルム厚は、許容値以上異なっている、すなわち欠陥があるものと判定する。図１０に示すように、光学的膜厚Ｄの変動に対する正反射光強度の感度は、可視領域よりもむしろ紫外領域や赤外領域の方が大きいので、紫外領域または赤外領域の正反射光強度について設計値の値に対してある閾値を設け、正反射光強度が、この閾値を越えている場合には、欠陥があるものと判定する。また、この正反射光強度の乖離量と光学的膜厚Ｄとの相関関係を把握しておき、乖離量からフィルム膜厚を求める。

コントラスト改善部２８は、撮像データ蓄積部２７に記憶された撮像データを、欠陥部を強調した画像に変換する。画像表示部２９は、コントラスト改善部２８によって変換された画像を表示する。以下に、コントラスト改善部２８においてなされる処理の具体例について図１１を用いて説明する。

すなわち、図１１は、コントラスト改善部２８が、撮像データ蓄積部２７に蓄積された紫外領域における（撮像デバイス２０によって撮像された）撮像データ１５１、赤外領域における（撮像デバイス２４によって撮像された）撮像データ１５２、青領域における（撮像デバイス２１によって撮像された）撮像データ１５３、緑領域における（撮像デバイス２２によって撮像された）撮像データ１５４、および赤領域における（撮像デバイス２３によって撮像された）撮像データ１５５の５種類の撮像データに対する処理の流れを示す図である。ここで、背面撮像データ１５６〜１６０は、反射防止フィルム４０が検査位置に配置されていない状態で検査光ａおよび検査光ｂを照射し、各撮像デバイス２０〜２４によって撮像された撮像データ（以下、「背面撮像データ」と称する）であって、１５６が紫外領域における背面撮像データ、１５７が赤外領域における背面撮像データ、１５８が青領域における背面撮像データ、１５９が緑領域における背面撮像データ、１６０が赤領域における背面撮像データである。これら背面撮像データ１５６〜１６０は、背景である背面板６からの反射光や散乱光をキャンセルするために用いる。

次に１６１〜１６４に示す各部位で前処理を行う。この前処理は、紫外領域の撮像データ１５１と背面撮像データ１５６、赤外領域の撮像データ１５２と背面撮像データ１５７、青領域の撮像データ１５３と背面撮像データ１５８、緑領域の撮像データ１５４と背面撮像データ１５９、および赤領域の撮像データ１５５と背面撮像データ１６０に対してそれぞれ行う共通の処理であるので、ここでは、紫外領域の撮像データ１５１と背面撮像データ１５６とに対して行う処理のみを代表的に説明する。

輝度補正部１６１では、撮像データ１５１に対して、必要に応じてコントラスト変換、またはγ補正などを行い、補正した撮像データ１５１ａをシェーディング補正部１６２に送る。

シェーディング補正部１６２は、被検体である反射防止フィルム４０をライン状またはエリア状に撮像した場合に必要となる処理を、撮像データ１５１ａに対して行う。そして、処理を施した撮像データ１５１ｂをバックグランドキャンセル部１６３に送る。

バックグランドキャンセル部１６３は、撮像データ１５１ｂと背面撮像データ１５６とを用いて、以下の（１）式に示す画面間演算に従って変換処理を行い、変換処理後の撮像データ１５１ｃをバンドパスフィルタ１６４に送る。
Ｉｍ’＝ＦＩＸ（Ｉｍ（ｘ、ｙ）、Ｂｋ（ｘ、ｙ）） ・・・（１）式
ここで、Ｉｍ’は変換処理後の撮像データ１５１ｃ、Ｉｍ（ｘ、ｙ）は変換処理前の撮像データ１５１ｂ、Ｂｋ（ｘ、ｙ）は背面撮像データ１５６である。また、関数ＦＩＸは、以下に示す（２）式、（３）式の通りである。
ＦＩＸ（Ａ，Ｂ）＝Ａ−Ｂ （Ａ≧Ｂ） ・・・（２）式
ＦＩＸ（Ａ，Ｂ）＝０ （Ａ＜Ｂ） ・・・（３）式
バンドパスフィルタ１６４は、撮像データ１５１ｃのナイキスト周波数に近い周波数成分、および撮像データ１５１ｃのサグに相当する周波数成分を除去し、除去後の撮像データ１５１ｄを生成する。前者は折り返し歪みの防止のため、後者は人間の視覚特性上で確認不可能な緩い膜厚変動成分の除去のために行う。

以上が、各波長成分の撮像データおよび背面撮像データ毎に行われる前処理である。各バンドパスフィルタ１６４によって生成された撮像データ１５１ｄ，１５２ｄ，１５３ｄ，１５４ｄ，１５５ｄのうち、紫外領域の撮像データ１５１ｄと赤外領域の撮像データ１５２ｄとはマルチプレクサ１６５へ、可視領域の撮像データ１５３ｄ，１５４ｄ，１５５ｄは、それぞれＲＧＢ加算器１６６と色差強調部１６７とに送られる。

マルチプレクサ１６５は、紫外領域の撮像データ１５１ｄと赤外領域の撮像データ１５２ｄとのうち、前述したように特性をより代表できる方を選択し、選択した画像データ１８３を非反射トラッキング部１６８、自動閾値生成部１７０、散乱検出部１７１、およびマルチプレクサ１７７に出力する。

ＲＧＢ加算器１６６は、可視領域の各撮像データ１５３ｄ，１５４ｄ，１５５ｄを加算し、加算した画像データ１８４を、非反射トラッキング部１７２、自動閾値生成部１７４、散乱検出部１７５、およびマルチプレクサ１７７に出力する。この加算処理時には、各撮像データ１５３ｄ，１５４ｄ，１５５ｄに対して適宜重み付け処理を施しても良い。

色差強調部１６７は、可視領域の各撮像データ１５３ｄ，１５４ｄ，１５５ｄに対して色差強調処理を施し、処理後の画像データ１８５をテクスチャ合成部１７９に送る。この色差強調処理として一番単純な方法は、
｜（撮像データ１５３ｄ）−（撮像データ１５５ｄ）｜
である。これは、反射防止フィルム４０が干渉波長のシフトにより青領域と赤領域とでの光強度特性が逆（増加←→減少）になる特性を持つからである。視覚特性に重点をおく場合には、均等色空間であるＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系（ＣＩＥ Ｌａｂ空間）に変換し、色相、彩度で評価することも可能としている。

非反射トラッキング部１６８，１７２は、それぞれ画像データ１８３，１８４に対して、正反射光が入射していない領域を検出する。正常な反射防止フィルム４０では、光軸に対して垂直であるために、反射防止フィルム４０の反射率特性に応じた正反射光が入射される。一方、反射防止フィルム４０に欠陥があり、図９に示すように、ＬＲ層６１の表面方向に対してΔθ（ｘ，ｙ）の微少な角度変化１２５を生じている場合には、その角度変化１２５ゆえに正反射光が入射しなくなる。非反射トラッキング部１６８，１７２は、この両者の光量差から欠陥を識別する。この処理は、非反射トラッキング部１６８が紫外領域と赤外領域に対して行い、非反射トラッキング部１７２が可視領域に対して行うが、前述したように、紫外領域または赤外領域に対して行った方が、反射防止フィルム４０の反射率が高いために有利である。そして、処理後の画像データ１８３ａ，１８４ａを、それぞれイロージョン／ダイレーション部１６９，１７３に送る。

イロージョン／ダイレーション部１６９，１７３は、画像データ１８３ａ，１８４ａに対してそれぞれモフォロジー処理の一種であるイロージョン／ダイレーションの繰り返し処理を行うことにより、微小な非欠陥部を消去する。正反射光のない部分が抽出された画像データ１８３ａ，１８４ａでは、欠陥の周辺部（欠陥範囲１１３）は、ＬＲ層６１の表面方向に対してΔθ（ｘ，ｙ）の微少な角度変化１２５を生じているため、異物１１２は容易に検出される。しかしながら、異物１１２の中心部は傾斜を持たず平坦な形状となるために、欠陥として検出されない恐れがある。このため、異物１１２の形状としてはドーナツ状になる傾向がある。ここで行う処理は、このドーナツの内部の非欠陥部を埋めるための処理である。そして、イロージョン／ダイレーション部１６９は、このような処理の結果得られた画像データ１８３ｂをマルチプレクサ１７６に送り、イロージョン／ダイレーション部１７３は、このような処理の結果得られた画像データ１８３ｂをマルチプレクサ１７６、テクスチャ合成部１７９に送る。

自動閾値生成部１７０，１７４は、それぞれ画像データ１８３，１８４に基づいて、被検体から入射した光成分のうち、散乱光の成分を検出するための閾値を生成する。そして、生成した閾値１８６，１８７を散乱検出部１７１，１７５にそれぞれ送る。具体的な閾値の生成方法としては、入力された画像データをＩｍ（ｘ、ｙ）とした場合、以下の（４）式に示すような移動平均を行った画像データを生成する方法が挙げられる。

ここで、Ｉｍ’（ｘ、ｙ）は生成された画像データ、Ｎは移動回数の平均値（奇数値を取る正の整数）、ａ_ｉｊは加重係数である。

散乱検出部１７１，１７５は、それぞれ画像データ１８３，１８４に対して、バイナリゼーション処理を行う。このバイナリゼーション処理は、それぞれ画像データ１８３，１８４をＩｍ（ｘ、ｙ）、それぞれ閾値１８６，１８７をＴｈ（ｘ、ｙ）として以下の（５）式が成立する場合には処理結果Ｉｍ’（ｘ、ｙ）＝１、成立しない場合には処理結果Ｉｍ’（ｘ、ｙ）＝０とすることによってなされる。
Ｉｍ（ｘ、ｙ）＞Ｔｈ（ｘ、ｙ）＋α ・・・（５）式
ここで、αはオフセット値である。Ｉｍ’（ｘ、ｙ）＝１の場合、散乱光が生じていることを意味する。なお、散乱光は、正反射光と比較して大きな値を取る場合が多いため、オフセット値αも大きく取るほうが望ましい。そして、散乱検出部１７１は、このようなバイナリゼーションの処理結果１８８をマルチプレクサ１７８に送り、散乱検出部１７５は、同様にバイナリゼーションの処理結果１８９をマルチプレクサ１７８およびテクスチャ合成部１７９に送る。

マルチプレクサ１７６は、画像データ１８３ｂと画像データ１８４ｂとのうちの何れかを選択し、選択した画像データをローカルエリアコントラスト変換部１８０に送る。ここで行う選択は、ＬＲ層６１の表面に影響が出る欠陥に対して、何れの画像データを用いるかの選択である。

マルチプレクサ１７７は、画像データ１８３と画像データ１８４とのうちの何れかを選択し、選択した画像データをローカルエリアコントラスト変換部１８０に送る。ここで行う選択は、画像表示部２９から表示すべき画像データとして、何れの画像データを用いるかの選択である。

マルチプレクサ１７８は、処理結果１８８と処理結果１８９とのうちの何れかを選択し、選択した処理結果をローカルエリアコントラスト変換部１８０に送る。ここで行う選択は、散乱光を生じる欠陥に対して、何れの処理結果を用いるかの選択である。

テクスチャ合成部１７９は、ＬＲ層６１の表面欠陥の影響を受けないようにするため、画像データ１８４ｂ，１８５，１８９をそれぞれ合成することにより、ＬＲ層６１の表面に出てこない欠陥９８，９９のみを強調することにより基材層表面画像１８２を生成し、画像表示部２９に出力する。中心波長のシフトを計測する場合、フィルムの傾斜や散乱が生じると計測が困難になる。このため、一番簡単な方法としては、画像データ１８４ｂおよび処理結果１８９のどちらか一方でも１である場合に色差強調部１６７からの画像データ１８５の値をキャンセルする方法がある。

ローカルエリアコントラスト変換部１８０は、マルチプレクサ１７７から送られた画像データに対して、マルチプレクサ１７６からの画像データ、またはマルチプレクサ１７８からの画像データのどちらか一方でも出力が１の場合に、この出力に応じて、対応する画像位置の部分のコントラストを強調し、ＬＲ層表面画像１８１を生成し、画像表示部２９に出力する。例えば、最初にマルチプレクサ１７７から出力される画像データを中間階調にしておき、マルチプレクサ１７６の出力が１の場合は、高輝度側にコントラスト変換（Ｎ倍に輝度を引き上げる）しても良い。加えて、グラフィックカーソルを使用したマーキングなどの視認容易性を上げるための処理を追加しても良い。この部分は、いわゆる画像装飾の処理である。

画像表示部２９は、ＬＲ層表面画像１８１と基材層表面画像１８２とを表示する。ＬＲ層表面画像１８１は、ＬＲ層６１の表面の高低変化として現れる欠陥９１〜９５と、不定形の形状から散乱光を生じる欠陥９６，１００と、高輝度な異物１１２を有する欠陥９７を表示する。基材層表面画像１８２は、ＬＲ層６１の表面の膜厚変化として現れず、単なる膜厚変化として現れる欠陥９８，９９と、透明な異物１１２を有し、屈折率が変化する欠陥９７を強調して表示する。なお、画像表示部２９は、ＬＲ層表面画像１８１と基材層表面画像１８２とを同時に２つ表示するための２つの表示系統を備えているのが好ましいが、必ずしも２つの表示系統を備えていなくても１画面で表示したり、各領域単位で表示するようにしても良い。

上述したように、本発明の実施の形態に係る反射防止フィルムの欠陥検出方法を適用した反射防止フィルム欠陥検出装置においては、上記のような作用により、異物およびフィルム膜厚変動を識別することができ、反射防止フィルム４０の欠陥検出を自動的に行うことが可能となる。

以上、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明したが、本発明はかかる構成に限定されない。特許請求の範囲の発明された技術的思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明の実施の形態に係る反射防止フィルムの欠陥検出方法を適用した反射防止フィルム欠陥検出装置の一例を示す構成図。 ５波長型色分解プリズムの構成概念図。 ＬＲ反射防止フィルムに検査光が入射した場合の光学的作用を示す図。 ＬＲ反射防止フィルムの斜視図と入射光および反射光の電界強度分布を示す図。 欠陥パターンの例を示す模式図。 欠陥の周囲を含む領域の典型例を示す平面図。 図５に示すＸ−Ｘ線に沿った断面図の一例。 図５に示すＸ−Ｘ線に沿った断面図の別の一例。 欠陥における光の反射作用を示すＬＲ層の立断面図。 光学的膜厚の変化により、正反射光強度の分布が変化する状態を示す図。 コントラスト改善部の構成例を示す機能ブロック図。

符号の説明

Ｆ…方向、ａ，ｂ…検査光、ｃ…正反射光、ｄ…散乱光、ｅ…合成光、ｆ…平行光成分、ｇ…紫外領域光、ｈ…青領域光、ｉ…緑領域光、ｊ…赤領域光、ｋ…赤外領域光、ｎ…屈折率、Ｒ…反射率、１…光源部、２…光学系部、３…撮像部、４…処理部、６…背面板、７…光源電源、８…光源、９…偏光フィルタ、１０…拡散照明部、１１…ハーフミラー、１２…偏光フィルタ、１３…テレセントリック光学系、１４…５波長型色分解プリズム、１５〜１９…結像レンズ、２０〜２４…撮像デバイス、２５…撮像回路、２６…撮像データ制御インタフェース部、２７…撮像データ蓄積部、２８…コントラスト改善部、２９…画像表示部、３２…ターゲット媒質、４０…反射防止フィルム、４１…ＬＲ反射防止フィルム、４２…照明角度、５０…入力稜、５１〜５５…ダイクロックミラー、５６…出力稜、５７〜６０…接合稜、６１…ＬＲ層、６２…基材フィルム、６３…入射光光軸、６４…入射光、６５…入射角、６６…ＬＲ表面反射光、６７…ＬＲ入射光、６８…屈折角、６９…ＬＲ裏面反射光、７０…２次反射光、７１…基材入射光、７３…フィルム透過光、７４…フィルム裏面透過光、７５〜７７…屈折率界面、７８…媒体面、８１，８３，８５，８７…面、８２，８４，８６，８８…電界強度分布、９１〜１００…欠陥、１１０…凹部、１１１…凸部、１１２…異物、１１３…欠陥範囲、１２２…光軸、１２３…照射光、１２４…正反射光、１２５…角度変化、１２６…角度、１５１〜１５５…撮像データ、１５６〜１６０…背面撮像データ、１６１…輝度補正部、１６２…シェーディング補正部、１６３…バックグランドキャンセル部、１６４…バンドパスフィルタ、１６５…マルチプレクサ、１６６…ＲＧＢ加算器、１６７…色差強調部、１６８，１７２…非反射トラッキング部、１６９，１７３…イロージョン／ダイレーション部、１７０，１７４…自動閾値生成部、１７１，１７５…散乱検出部、１７６〜１７８…マルチプレクサ、１７９…テクスチャ合成部、１８０…ローカルエリアコントラスト変換部、１８１…ＬＲ層表面画像、１８２…基材層表面画像、１８３〜１８５…画像データ

Claims (24)

1. 反射防止フィルムの欠陥を検出する装置であって、
   所定の検査位置に配置された被検体である前記反射防止フィルムの被検部位に少なくとも可視光領域を含む検査光を照射する照射手段と、
   前記検査光が前記被検部位で反射してなる反射光から、前記反射防止フィルムのフィルム面の法線方向に対して平行に進む平行光成分を抽出する抽出手段と、
   前記平行光成分を複数の波長成分光に分光する分光手段と、
   前記分光手段によって分光された各波長成分光をそれぞれ撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段によって撮像された撮像データから、前記被検部位における前記各波長成分光の光強度と波長との相関曲線を求める相関曲線把握手段と、
   前記相関曲線において、予め知られている良品の各波長成分光の光強度と、前記被検部位の各波長成分光の光強度との差に基づいて、前記被検部位のフィルム厚を求めるフィルム厚把握手段と
   を備えた装置。
2. 請求項１に記載の装置において、
   前記検査光は紫外線光と赤外線光を含んでおり、
   前記複数の波長成分光は、可視光に加えて紫外線光と赤外線光を含んでおり、
   前記相関曲線把握手段は紫外線光、可視光、赤外線光を含む各波長成分光の光強度と波長とに基づいて前記相関曲線を求めるようにした装置。
3. 請求項１に記載の装置において、
   前記検査光は紫外線光を含んでおり、
   前記複数の波長成分光は、可視光に加えて紫外線光を含んでおり、
   前記相関曲線把握手段は紫外線光、可視光を含む各波長成分光の光強度と波長とに基づいて前記相関曲線を求めるようにした装置。
4. 請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の装置において、
   前記相関曲線把握手段によって求められた前記被検部位の相関曲線から得られる紫外線領域の光強度と、前記予め知られている良品の前記被検部位に対応する部位の相関曲線から得られる前記紫外線領域の光強度との差に基づいて、前記被検部位の欠陥の有無を判定する欠陥判定手段を更に備えた装置。
5. 請求項４に記載の装置において、
   前記欠陥判定手段によって欠陥有りと判定された場合には、前記フィルム厚把握手段によって求められた前記被検部位のフィルム厚と、前記被検部位に対応する前記良品の部位の予め知られているフィルム厚との差に基づいて、前記撮像データのコントラストを強調する強調手段を更に備えた装置。
6. 請求項１乃至５のうち何れか１項に記載の装置において、
   前記照射手段は、同軸落射方式で前記検査光を前記被検部位に照射するようにした装置。
7. 請求項６に記載の装置において、
   前記照射手段は、前記同軸落射方式に加えて、拡散照明方式でも前記検査光を前記被検部位に照射するようにした装置。
8. 請求項１乃至７のうち何れか１項に記載の装置において、
   前記分光手段は、前記平行光成分を少なくとも３つの波長光成分に分光し、
   前記撮像手段を、前記分光手段によって分光された波長光成分のそれぞれに対して備えた装置。
9. 請求項１乃至８のうち何れか１項に記載の装置において、
   前記被検部位の撮像データが撮像されると、前記被検体である反射防止フィルムを所定長さ巻き取ることによって、次の被検部位を前記検査位置に配置する巻取手段と、
   前記分光手段よりも前記検査位置側に備えられ、前記巻取手段によって巻き取られることによって前記被検体にかかる張力によって前記被検部位に生じる光学的偏光方向に直交する偏光方向を有する偏向素子と
   を更に備えた装置。
10. 請求項１乃至９のうち何れか１項に記載の装置において、
    前記被検体である反射防止フィルムは、紫外線吸収能力の高い物質からなる基材上に配置された状態で、前記所定の検査位置に配置されるようにした装置。
11. 請求項４に記載の装置において、
    前記欠陥判定手段によって欠陥有りと判定され、前記フィルム厚把握手段によって求められた前記被検部位のフィルム厚と、前記被検部位に対応する前記良品の部位の予め知られたフィルム厚との差が、予め定めたフィルム厚しきい値を越えている場合には、前記被検部位の表面に異常があるものと判定し、前記欠陥判定手段によって欠陥無しと判定され、前記フィルム厚把握手段によって求められた前記被検部位のフィルム厚と、前記被検部位に対応する前記良品の部位の予め知られたフィルム厚との差が、予め定めたフィルム厚しきい値を越えている場合には、前記被検部位の内層側に異常があるものと判定する異常判定手段を更に備えた装置。
12. 請求項４または請求項１１に記載の装置において、
    前記照射手段は、前記法線方向以外の方向から前記被検部位に前記検査光を照射し、
    前記欠陥判定手段によって欠陥有りと判定された場合には、前記相関曲線把握手段によって求められた前記被検部位の相関曲線から得られる紫外線領域の光強度が、予め定めた光強度しきい値を越えている場合には、この欠陥を傷または擦れによるものと判定する傷擦れ判定手段を更に備えた装置。
13. 反射防止フィルムの欠陥を検出する方法であって、
    所定の検査位置に配置された被検体である前記反射防止フィルムの被検部位に少なくとも可視光領域を含む検査光を照射することと、
    前記検査光が前記被検部位で反射してなる反射光から、前記反射防止フィルムのフィルム面の法線方向に対して平行に進む平行光成分を抽出することと、
    前記平行光成分を複数の波長成分光に分光することと、
    前記分光された各波長成分光をそれぞれ撮像することと、
    前記撮像された撮像データから、前記被検部位における前記各波長成分光の光強度と波長との相関曲線を求めることと、
    前記相関曲線において、予め知られている良品の各波長成分光の光強度と、前記被検部位の各波長成分光の光強度との差に基づいて、前記被検部位のフィルム厚を求めることと
    を備えた方法。
14. 請求項１３に記載の方法において、
    前記検査光は、紫外線光と赤外線光を含んでおり、
    前記複数の波長成分光は、可視光に加えて紫外線光と赤外線光を含んでおり、
    前記相関曲線は、紫外線光、可視光、赤外線光を含む各波長成分光の光強度と波長とに基づいて求められるようにした方法。
15. 請求項１３に記載の方法において、
    前記検査光は、紫外線光を含んでおり、
    前記複数の波長成分光は、可視光に加えて紫外線光を含んでおり、
    前記相関曲線は、紫外線光、可視光を含む各波長成分光の光強度と波長とに基づいて求められるようにした方法。
16. 請求項１３乃至１５のうちいずれか１項に記載の方法において、
    前記被検部位の相関曲線から得られる紫外線領域の光強度と、前記予め知られている良品の前記被検部位に対応する部位の相関曲線から得られる前記紫外線領域の光強度との差に基づいて、前記被検部位の欠陥の有無を判定することを更に備えた方法。
17. 請求項１６に記載の方法において、
    欠陥有りと判定された場合には、前記求められた前記被検部位のフィルム厚と、前記被検部位に対応する前記良品の部位の予め知られているフィルム厚との差に基づいて、前記撮像データのコントラストを強調することを更に備えた方法。
18. 請求項１３乃至１７のうち何れか１項に記載の方法において、
    前記照射することは、同軸落射方式で前記検査光を前記被検部位に照射するようにした方法。
19. 請求項１８に記載の方法において、
    前記照射することは、前記同軸落射方式に加えて、拡散照明方式でも前記検査光を前記被検部位に照射するようにした方法。
20. 請求項１３乃至１９のうち何れか１項に記載の方法において、
    前記分光することは、前記平行光成分を少なくとも３つの波長光成分に分光し、
    前記撮像は、前記分光された波長光成分を、それぞれ別の撮像系を用いて行うようにした方法。
21. 請求項１３乃至２０のうち何れか１項に記載の方法において、
    前記被検部位の撮像データが撮像されると、前記被検体である反射防止フィルムを巻取手段によって所定長さ巻き取ることによって、次の被検部位を前記検査位置に配置することと、
    前記巻取手段によって巻き取られることによって前記被検体にかかる張力によって前記被検部位に生じる光学的偏光方向に直交する偏光方向を有する偏向素子によって、前記反射光を偏光することを、前記分光することよりも先に行うようにした方法。
22. 請求項１３乃至２１のうち何れか１項に記載の方法において、
    前記被検体である反射防止フィルムは、紫外線吸収能力の高い物質からなる基材上に配置された状態で、前記所定の検査位置に配置されるようにした方法。
23. 請求項１６に記載の方法において、
    前記欠陥有りと判定され、前記求められた前記被検部位のフィルム厚と、前記被検部位に対応する前記良品の部位の予め知られたフィルム厚との差が、予め定めたフィルム厚しきい値を越えている場合には、前記被検部位の表面に異常があるものと判定し、前記欠陥無しと判定され、前記求められた前記被検部位のフィルム厚と、前記被検部位に対応する前記良品の部位の予め知られたフィルム厚との差が、予め定めたフィルム厚しきい値を越えている場合には、前記被検部位の内層側に異常があるものと判定することを更に備えた方法。
24. 請求項１６または請求項２３に記載の方法において、
    前記照射することは、前記法線方向以外の方向から前記被検部位に前記検査光を照射し、
    前記欠陥有りと判定された場合には、前記求められた前記被検部位の相関曲線から得られる紫外線領域の光強度が、予め定めた光強度しきい値を越えている場合には、この欠陥を傷または擦れによるものと判定することに備えた方法。

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