JP2013210245A - フィルム検査システム、フィルム検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光学異方性を有するフィルムについて、配向方向の欠陥を特定できるフィルム検査システム等を提供する。
【解決手段】フィルム検査システム１では、位相差フィルム１０を、偏光板５１ａを介して照明した状態で、偏光板３１ａを介してラインセンサ３ａで撮像するとともに、偏光板５１ｂを介して照明した状態で、偏光板３１ｂを介してラインセンサ３ｂで撮像する。偏光板３１ａと偏光板５１ａ、偏光板３１ｂと偏光板５１ｂの偏光方向は略直交し、偏光板３１ａの偏光方向と位相差フィルム１０の配向方向とは略４５°の角度をなし、偏光板５１ｂの偏光方向と位相差フィルム１０の配向方向は略直交する。画像処理装置７は、ラインセンサ３ａ、３ｂで位相差フィルム１０を撮像した画像データ２０ａ、２０ｂを基に配向方向の欠陥の判別を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、光学異方性を有するフィルムの欠陥を検査するためのフィルム検査システム、およびフィルム検査方法に関するものである。

液晶ディスプレイでは、その視野角特性や色特性の改善を目的とし、位相差フィルムなど光学異方性を有する位相差フィルムが用いられる。位相差フィルムは、例えば、透明フィルム基材上に液晶分子の配向方向（長軸方向）を所定の方向に定めた液晶層を積層して形成される。

位相差フィルムの製造時には、製造工程において様々な欠陥が生じる可能性が存在し、不良品の発生の原因となる。欠陥の例としては、液晶層の抜け（ピンホール）の発生など膜厚の薄くなるものや、ラビングのむら等により液晶の配向方向が局所的に異なる欠陥がある。

このような欠陥の検査方法の一例として、検査対象のフィルムの一方の側から光を照射しつつ、該フィルムの他方の側に設けた撮像装置によりフィルムを撮像し、その画像に基づき欠陥の検査を行うものがある。このような検査では、フィルムの照射およびフィルムの撮像が偏光板を介して行われたり、フィルムの撮像が偏光板を介して行われたりする（特許文献１、２参照）。

特開２００７−３２７９１５号公報 特開２００８−３２２７６２号公報

現在、液晶ディスプレイ等では、更なる品質の向上が望まれており、そのためには、前記のような欠陥を抽出するとともに、欠陥の種類を正確に判別し、製造工程での品質保証の取り組みにフィードバックさせることが望ましい。しかしながら、これら従来技術は、前記のような配向方向の欠陥と、膜厚が薄くなるような他の欠陥と判別するものではなかった。配向方向の異常が生じると、位相差フィルムの品質は大きく低下することから、その特定を行うことは重要である。

本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、光学異方性を有するフィルムについて、配向方向の欠陥を特定できるフィルム検査システム等を提供することである。

前述した目的を達成するための第１の発明は、光学異方性を有するフィルムの欠陥を検査するフィルム検査システムであって、第１の偏光板を介して照明光が照射された前記フィルムを、第２の偏光板を介して撮像する第１の撮像装置と、第３の偏光板を介して照明光が照射された前記フィルムを、第４の偏光板を介して撮像する第２の撮像装置と、前記第１の撮像装置で撮像した前記フィルムの第１の画像データと、前記第２の撮像装置で撮像した前記フィルムの第２の画像データを用いて、前記フィルムの欠陥の検出を行うとともに、配向方向の欠陥をその他の欠陥から判別する画像処理装置と、を具備し、前記第１の偏光板と、前記第２の偏光板の偏光方向は略直交し、前記第３の偏光板と、前記第４の偏光板の偏光方向は略直交し、前記第２の偏光板の偏光方向と、前記フィルムの配向方向とが、略４５°の角度をなし、前記第３または第４の偏光板の偏光方向と、前記フィルムの配向方向とが、略直交することを特徴とするフィルム検査システムである。

かかる構成により、第１の撮像装置で、光学異方性を有するフィルムを明光位の状態で撮像し、第２の撮像装置で、該フィルムを消光位状態で撮像することができる。これら両方の撮像装置でフィルムを撮像した画像データを用いることで、フィルムに生じた欠陥を抽出し、配向方向の欠陥の特定を行うことができる。
すなわち、明光位状態でフィルムを撮像した画像上では、配向方向の欠陥はほとんど現れず、消光位状態でフィルムを撮像した画像上でのみ配向方向の欠陥が明確に現れるので、これを利用して、配向方向の欠陥を特定できるようになる。

前記画像処理装置は、前記第１の画像データにおいて、第１の閾値よりも低輝度の暗領域として抽出されず、かつ、前記第２の画像データにおいて、第２の閾値よりも高輝度の明領域として抽出される前記フィルム上の領域を、配向方向の欠陥として判別することが望ましい。

これにより、配向方向の欠陥を、その他の欠陥と好適に判別できるようになる。

第２の発明は、光学異方性を有するフィルムの欠陥を検査するフィルム検査方法であって、第１の撮像装置により、第１の偏光板を介して照明光が照射された前記フィルムを、第２の偏光板を介して撮像するステップと、第２の撮像装置により、第３の偏光板を介して照明光が照射された前記フィルムを、第４の偏光板を介して撮像する撮像ステップと、画像処理装置により、前記第１の撮像装置で撮像した前記フィルムの第１の画像データと、前記第２の撮像装置で撮像した前記フィルムの第２の画像データを用いて、前記フィルムの欠陥の検出を行うとともに、配向方向の欠陥をその他の欠陥から判別する判別ステップと、を具備し、前記第１の偏光板と、前記第２の偏光板の偏光方向は略直交し、前記第３の偏光板と、前記第４の偏光板の偏光方向は略直交し、前記第２の偏光板の偏光方向と、前記フィルムの配向方向とが、略４５°の角度をなし、前記第３または第４の偏光板の偏光方向と、前記フィルムの配向方向とが、略直交することを特徴とするフィルム検査方法である。

前記判別ステップでは、前記第１の画像データにおいて、第１の閾値よりも低輝度の暗領域として抽出されず、かつ、前記第２の画像データにおいて、第２の閾値よりも高輝度の明領域として抽出される前記フィルム上の領域を、配向方向の欠陥として判別することが望ましい。

本発明によれば、光学異方性を有するフィルムについて、配向方向の欠陥を特定できるフィルム検査システム等を提供することができる。

フィルム検査システム１の構成について示す図 位相差フィルム１０の撮像範囲１１ａ、１１ｂについて示す図 偏光板３１ａ、３１ｂ、５１ａ、５１ｂの偏光方向および位相差フィルム１０の配向方向について示す図 明光位検査部１ａ、消光位検査部１ｂについて示す図 液晶層１０３の膜厚と、ラインセンサが受光する光量との関係を示す図 配向欠陥１０４について説明する図 ピンホール１０５の欠陥について説明する図 泡１０６の欠陥について説明する図 シミ１０７の欠陥について説明する図 異物１０８の欠陥について説明する図 フィルム検査システム１による検査方法の流れを示す図 明光位検査部１ａの画像データ２０ａ、および消光位検査部１ｂの画像データ２０ｂの例を示す図 暗領域２１、明領域２２の抽出について示す図

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態について詳細に説明する。

まず、図１から図５を参照して、本発明の実施形態のフィルム検査システム１について説明する。

フィルム検査システム１は、位相差フィルム１０の欠陥を検出するとともに、その欠陥種類の判別を行うもので、図１に示すように、ラインセンサ３ａ（第１の撮像装置）、３ｂ（第２の撮像装置）、照明５ａ、５ｂ、画像処理装置７等を有する。
照明５ａ、５ｂは、それぞれ偏光板５１ａ（第１の偏光板）、５１ｂ（第３の偏光板）を介して位相差フィルム１０を照明し、ラインセンサ３ａ、３ｂは、それぞれ偏光板３１ａ（第２の偏光板）、３１ｂ（第４の偏光板）を介して位相差フィルム１０を撮像する。

ラインセンサ３ａ、照明５ａ、偏光板３１ａ、５１ａ、および位相差フィルム１０のラインセンサ３ａによる撮像範囲は、暗箱８ａの内部にあり、明光位検査部１ａを構成する。
また、ラインセンサ３ｂ、照明５ｂ、偏光板３１ｂ、５１ｂ、および位相差フィルム１０のラインセンサ３ｂによる撮像範囲は、暗箱８ｂの内部にあり、消光位検査部１ｂを構成する。
これら明光位検査部１ａ、消光位検査部１ｂについては後述する。

位相差フィルム１０は、前記のように、透明のフィルム基材１０１上に液晶分子の配向方向（長軸方向）を所定の方向に定めた液晶層１０３を積層して形成した、光学異方性を有するものである。
位相差フィルム１０は、搬送ローラ等の不図示の搬送手段により、図中矢印に示す搬送方向に搬送されつつ、ラインセンサ３ａ、３ｂによる撮像が行われる。

照明５ａ、５ｂは、位相差フィルム１０を透明フィルム基材１０１側から照明する。光源としては、例えばハロゲンランプ等を用いることができるが、その他の光源であっても構わない。

ラインセンサ３ａ、３ｂは、位相差フィルム１０を撮像する撮像装置であり、位相差フィルム１０の液晶層１０３側で、位相差フィルム１０の幅方向の中央部に対応する平面位置に設けられる。なお、ラインセンサ３ａ、３ｂは位相差フィルム１０を撮像可能な撮像装置であればこれに代えることができ、例えばエリアセンサ等用いてもよい。また、照明５ａ、５ｂやラインセンサ３ａ、３ｂの位置関係は逆でもよく、液晶層１０３側に設けた照明５ａや照明５ｂで位相差フィルム１０を照明し、フィルム基材１０１側に設けたラインセンサ３ａやラインセンサ３ｂで撮像を行ってもよい。

図２は、位相差フィルム１０を上から見た図である。照明５ａ、５ｂは、位相差フィルム１０の幅方向全体にわたって設定される、図２に示す長方形状の撮像範囲１１ａ、１１ｂを照射しており、ラインセンサ３ａ、３ｂは、それぞれ、撮像範囲１１ａ、１１ｂを透過した照明光を受光することで、撮像範囲１１ａ、１１ｂの撮像を行う。
位相差フィルム１０を図中矢印に示す方向に搬送しつつ、ラインセンサ３ａ、３ｂで撮像範囲１１ａ、１１ｂの撮像をそれぞれ行うことにより、明光位検査部１ａ、消光位検査部１ｂの双方で位相差フィルム１０全体が撮像される。

次に、図３を用いて、前記の偏光板３１ａ、３１ｂ、５１ａ、５１ｂの偏光方向および位相差フィルム１０の配向方向の関係について説明する。
図３は、位相差フィルム１０の搬送方向を横軸とするとともに、これと直交する位相差フィルム１０の幅方向を縦軸としたグラフ上で、偏光板３１ａ、３１ｂ、５１ａ、５１ｂの偏光方向および位相差フィルム１０の配向方向を示したものである。

図３に示すように、本実施形態では、明光位検査部１ａにおいて、偏光板５１ａの偏光方向は、位相差フィルム１０の幅方向に対応し、偏光板３１ａの偏光方向は、位相差フィルム１０の搬送方向に対応している。従って、偏光板３１ａと偏光板５１ａは、偏光方向が９０°の角度をなし直交する。

また、消光位検査部１ｂにおいて、偏光板３１ｂの偏光方向は、位相差フィルム１０の配向方向と一致しており、偏光板５１ｂの偏光方向は、位相差フィルム１０の配向方向を反時計回りに９０°回転させた方向である。従って、偏光板３１ｂと偏光板５１ｂも上記と同様、偏光方向が９０°の角度をなし直交する。

また、位相差フィルム１０の配向方向は、位相差フィルム１０の搬送方向を反時計回りに４５°回転させた方向である。従って、明光位検査部１ａにおいては、位相差フィルム１０が明光位（対角位）にあり、消光位検査部１ｂにおいては、位相差フィルム１０が消光位にあることになる。

また、以降の説明では、偏光板３１ａ、３１ｂ、５１ａ、５１ｂの偏光方向および位相差フィルム１０の配向方向等について、位相差フィルム１０の搬送方向を０°とし、幅方向を９０°とした平面上の角度を用いて説明する。これに沿って述べると、偏光板３１ａ、３１ｂ、５１ａ、５１ｂの偏光方向および位相差フィルム１０の配向方向は、順に、０°、４５°、９０°、１３５°、４５°となる。

図４（ａ）を参照し、明光位検査部１ａにおいて、照明５ａから放射されラインセンサ３ａに入射する光について説明すると、照明５ａから放射される照明光は、各方向の偏光成分が含まれたランダム偏光の状態であるが、偏光方向９０°の偏光板５１ａを透過する際、９０°の直線偏光となる。この照明光は、４５°の配向方向の液晶層１０３を透過する際に円偏光となり、続いて偏光方向０°の偏光板３１ａを透過することにより、０°の直線偏光としてラインセンサ３ａに入射する。
ラインセンサ３ａの受光量は多く、位相差フィルム１０を撮像した画像データ２０ａ（第１の画像データ）の輝度（画素値）は全体的に高くなり明るくなる。

一方、図４（ｂ）を参照し、消光位検査部１ｂにおいて、照明５ｂから放射してラインセンサ３ｂに入射する光について説明すると、照明５ｂから放射される照明光は、上記と同じくランダム偏光の状態であるが、偏光方向１３５°の偏光板５１ｂを透過する際、１３５°の直線偏光となり、４５°の配向方向の液晶層１０３を透過しなくなる。
したがって、位相差フィルム１０を撮像した画像データ２０ｂ（第２の画像データ）の輝度は全体的に低くなり暗くなる。

なお、図５は、液晶層１０３の膜厚と、ラインセンサが受光する光量との関係を示したものである。図に示すように、明光位検査部１ａにおけるラインセンサ３ａの受光量は、液晶層１０３の膜厚が小さくなれば少なくなり、膜厚の変化に対する受光量の変化が大きい。一方、消光位検査部１ｂでは膜厚の変化に対して受光量はほぼ変わらず、低いままである。
ラインセンサ３ａ、３ｂは、それぞれの受光量や目的とする検査精度等に応じて感度やレンズ絞り等が適切なものを用いる。

図１の説明に戻る。画像処理装置７は、ラインセンサ３ａ、３ｂにより位相差フィルム１０を撮像した画像データ２０ａ、２０ｂを取得し、後述する画像処理により、位相差フィルム１０の欠陥を検出するとともに、検出した欠陥の種類を判定するものである。

画像処理装置７は、制御部、記憶部、表示部、周辺機器Ｉ／Ｆ（インタフェース）部等により構成される一般的なコンピュータで実現できる。記憶部には画像処理プログラムが格納されており、これに従って制御部により後述の欠陥検出が行われる。なお、画像処理装置７により、照明５ａや照明５ｂの点灯など、位相差フィルム１０の撮像制御を行うことも可能である。

次に、図６〜図１０を用いて、検出される欠陥の種類と、明光位検査部１ａ、消光位検査部１ｂにおいて撮像された画像データ２０ａ、２０ｂについて説明する。

まず、図６を参照して、配向方向が異なる欠陥（以下、配向欠陥という）の場合について説明する。この配向欠陥１０４は、膜厚の変化はないが、液晶層１０３の配向方向が正常部とは異なる部分である。

液晶層１０３に配向欠陥１０４があると、明光位検査部１ａの場合、偏光板５１ａを透過した偏光方向９０°の直線偏光の照明光が、配向欠陥１０４の部分を透過する際、配向方向の異常に伴い、図４（ａ）等で説明した円偏光から少しずれた楕円偏光となる。この円偏光からのずれ分、偏光方向０°の偏光板３１ａを透過しラインセンサ３ａに入射する照明光の光量は減少する。
ただし、後述するような膜厚の変化に伴う欠陥と比べ、ラビングのむらなどによる一般的な配向欠陥１０４による照明光の減少量は小さい。また、画像データ２０ａにおいて位相差フィルム１０の正常部は明るいことから、配向欠陥１０４の輝度の正常部の輝度に対する変化率もわずかである。このため、後述するように、画像データ２０ａから閾値により配向欠陥１０４を検出することが難しい。

一方、消光位検査部１ｂの場合、偏光板５１ｂを透過した偏光方向１３５°の直線偏光の照明光が、配向欠陥１０４の部分で楕円偏光となって透過する。この楕円偏光は、一部が偏光板３１ｂを透過する。従って、周囲の正常部に比べ配向欠陥１０４の部分での受光量は増加する。
また、画像データ２０ａにおいて位相差フィルム１０の正常部は暗いことから、配向欠陥１０４の輝度の正常部の輝度に対する変化率は大きくなり、後述するように、画像データ２０ｂから閾値により配向欠陥１０４を検出することができるようになる。

次に、図７を参照して、ピンホールの欠陥の場合について説明する。ここで、ピンホールとは、位相差フィルム１０において、透明フィルム基材１０１上に液晶層１０３が形成されない部分を指す。

液晶層１０３に抜けが生じピンホール１０５が形成されると、明光位検査部１ａでは、偏光板５１ａを透過した偏光方向９０°の直線偏光の照明光のうち、ピンホール１０５を透過したものは、前記のように円偏光とならず偏光方向９０°の直線偏光の状態が維持される。
従って、該照明光は偏光方向０°の偏光板３１ａを透過せず、ピンホール１０５が形成された部分は、画像データ２０ａ上で、周囲の正常部に対し低輝度となる。

一方、消光位検査部１ｂの場合、ピンホール１０５を透過する照明光は、偏光板５１ｂを透過したことによる偏光方向１３５°の直線偏光の状態が維持され、偏光方向が４５°である偏光板３１ｂを透過しなくなる。従って、ピンホール１０５が形成された部分は、周囲の正常部とほぼ同じ低輝度となる。

次に、図８を参照して、泡の欠陥の場合について説明する。本実施形態では、位相差フィルム１０において、液晶層１０３のフィルム基材１０１上に泡１０６による空洞が形成され、その上方の液晶層１０３が薄くなるものとする。

明光位検査部１ａの場合、偏光板５１ａを透過した偏光方向９０°の直線偏光の照明光が、泡１０６の部分を透過する際、液晶層１０３の薄さのために偏光方向９０°の直線偏光の状態がほぼ維持される一方、一部は泡１０６により乱れが生じ各方向の偏光成分を有するようになり、その一部が偏光板３１ａを透過し、偏光方向０°の直線偏光としてラインセンサ３ａに入射する。
ただし、図５に示したように、明光位検査部１ａでは、液晶層１０３の膜厚が薄くなり偏光方向９０°の直線偏光の状態が維持されることによる受光量の低下が大きく、泡１０６が形成された部分は位相差フィルム１０の正常部に対し低輝度となる。

消光位検査部１ｂの場合では、偏光板５１ｂを透過した偏光方向１３５°の直線偏光の照明光の一部に泡１０６による乱れが生じ各方向の偏光成分を有するようになる。その一部が偏光板３１ｂを透過し、偏光方向４５°の直線偏光としてラインセンサ３ｂに入射する。
従って、泡１０６が形成された部分は、画像データ２０ｂ上で、位相差フィルム１０の正常部に対し高輝度となる。

次に、図９を参照して、シミの欠陥の場合について説明する。ここで、シミは、液晶層１０３で、中心に向かうにつれ深さが大きくなる窪み１０７が形成され、液晶層１０３が薄くなることを指す。

液晶層１０３に窪み１０７が形成され薄くなると、明光位検査部１ａの場合、偏光板５１ａを透過した偏光方向９０°の直線偏光の照明光が窪み１０７を透過する際、液晶層１０３の薄さに伴い、図４（ａ）等で説明した円偏光からずれた（９０°方向成分が卓越した）楕円偏光となる。
この円偏光からのずれ分、偏光方向０°の偏光板３１ａを透過しラインセンサ３ａに入射する照明光の光量は減少する。上記の円偏光からのずれは、窪み１０７の中心に向かい膜厚が小さくなるほど大きくなるので、窪み１０７の部分は、画像データ２０ａ上で、周囲の正常部に対し、中心に向かうにつれ輝度が低下する。ただし、画像データ２０ａ上の窪み１０７の部分は、最も暗い箇所であってもピンホール１０５や泡１０６の箇所より高輝度である。

一方、消光位検査部１ｂの場合、偏光板５１ｂを透過した偏光方向１３５°の直線偏光の照明光は、配向方向４５°の液晶層１０３の窪み１０７の部分を透過しないので、窪み１０７の部分は、画像データ２０ｂ上で、周囲の正常部とほぼ同じく低輝度となる。

次に、図１０を参照して、異物の欠陥の場合について説明する。本実施形態では、位相差フィルム１０のフィルム基材１０１上に異物１０８が混入し、液晶層１０３の周囲部分で、異物１０８に向かうにつれ深さが大きくなる窪み１０９が形成され、液晶層１０３が薄くなるものとする。なお、本実施形態では異物１０８は位相差フィルム１０の製造工程で用いる接着剤等のかすを想定し、透明かつ内部に歪を有するものであるとする。

上記の窪み１０９による画像データ２０ａ、２０ｂにおける輝度変化は、前記の窪み１０７によるものと同様である。

液晶層１０３の異物１０８については、明光位検査部１ａ、消光位検査部１ｂの双方において、透明の異物１０８の内部歪により、偏光板５１ａ、５１ｂを透過した直線偏光の照明光に乱れが生じ、各方向の偏光成分を有する状態となる。この照明光の一部が、偏光板３１ａ、３１ｂを透過して直線偏光としてラインセンサ３ａ、３ｂに入射するので、異物１０８は、画像データ２０ａ上では、周囲の窪み１０９部分に対して高輝度となり、画像データ２０ｂ上では、正常部に対して高輝度となる。

次に、フィルム検査システム１による検査手順について図１１〜図１３を参照して説明する。

図１１に示すように、フィルム検査システム１では、まず、位相差フィルム１０を図示しない搬送ローラなどの搬送装置で搬送しつつ、明光位検査部１ａのラインセンサ３ａ、消光位検査部１ｂのラインセンサ３ｂにより、照明５ａ、５ｂで照明された前記の撮像範囲１１ａ、１１ｂで位相差フィルム１０の撮像を行う（Ｓ１０１）。

各ラインセンサ３ａ、３ｂは、位相差フィルム１０を撮像した画像データ２０ａ、２０ｂを画像処理装置７に送信する。画像処理装置７は、これらの画像データ２０ａ、２０ｂを受信して取得し、記憶部に記憶する（Ｓ１０２）。

次に、画像処理装置７は、各画像データ２０ａ、２０ｂについて、後述する明領域や暗領域を好適に抽出するための前処理を行う（Ｓ１０３）。

Ｓ１０３では、明光位検査部１ａ、消光位検査部１ｂからの各画像データ２０ａ、２０ｂについて、位相差フィルム１０の幅方向の両端部における受光量の減少や、光源の輝度ばらつきを補正するシェーディング補正、画像の平滑化によるノイズの除去、微分処理による欠陥部の強調など、予め定めた、あるいはユーザ操作により指定された必要なものを実行する。

この状態の、明光位検査部１ａの画像データ２０ａ、および消光位検査部１ｂの画像データ２０ｂの例をそれぞれ示したものが図１２（ａ）、図１２（ｂ）である。ここでは、説明のため、位相差フィルム１０に、上から順に、配向欠陥３０、ピンホール３２、泡３３、シミ３４、異物３５の不良が発生しているものとする。

続いて、画像処理装置７は、明光位検査部１ａ、消光位検査部１ｂからの画像データ２０ａ、２０ｂについて、それぞれ、欠陥の抽出を行う（Ｓ１０４）。

Ｓ１０４では、明光位検査部１ａからの画像データ２０ａについては、位相差フィルム１０の正常部の輝度値より低い閾値ＴＨ１（第１の閾値）を予め定めておき、２値化を行い閾値ＴＨ１より低輝度となる暗領域２１を欠陥として抽出する。

図１３（ａ）は、閾値ＴＨ１により検出された、ピンホール３２の、泡３３、シミ３４、異物３５の暗領域２１を示したものである。閾値ＴＨ１は、画像データ２０ａ上で、これらピンホール３２、泡３３、シミ３４、異物３５の欠陥を暗領域２１として抽出できるように定める。
なお、前記したように配向欠陥３０は正常部と比べ輝度の低下がわずかであることから、明光位検査部１ａの画像データ２０ａから閾値により抽出することは難しい。

一方、消光位検査部１ｂからの画像データ２０ｂについては、位相差フィルム１０の正常部の輝度値より高い閾値ＴＨ２（第２の閾値）を予め定めておき、閾値ＴＨ２による２値化を行い閾値ＴＨ２より高輝度となる明領域２２を欠陥として抽出する。
図１３（ｂ）の左図は、閾値ＴＨ２により検出された、配向欠陥３０、泡３３、異物３５の明領域２２を示したものである。閾値ＴＨ２は、画像データ２０ｂ上でこれら配向欠陥３０、泡３３、異物３５の欠陥候補を明領域２２として抽出できるように定める。

その後、画像処理装置７は、欠陥の種類を判定する（Ｓ１０５）。

Ｓ１０５では、まず、上記の暗領域２１と明領域２２のそれぞれについて、重心座標や、重心座標を中心に元の画像データ２０ａ、２０ｂからトリミングした領域の画像等を欠陥情報として取得し、記憶部等に記憶する。

そして、画像処理装置７は、画像データ２０ｂ上の明領域２２として抽出されている欠陥のうち、画像データ２０ａ上の暗領域２１として抽出されていないものを配向欠陥３０と判定する。例えば、明領域２２の重心座標と対応する画像データ２０ａ上の位置で、暗領域２１が抽出されていなければ、その明領域２２を配向欠陥３０の領域であると判定する。

また、画像処理装置７は、明領域２２と暗領域２１の双方で抽出されている欠陥を泡３３、異物３５のいずれかであると判定する。
なお、この泡３３と異物３５は、例えば、元の画像データ２０ａにおいて、暗領域２１内に閾値ＴＨ１より小さい閾値Ｔｈ１以下の輝度の領域があるか否かで判別できる。閾値Ｔｈ１以下の領域がある場合、これを泡３３と判定し、そうでない場合これを異物３５と判定できる。

また、画像処理装置７は、暗領域２１として抽出されている欠陥のうち、明領域２２として抽出されないものをピンホール３２、シミ３４のいずれかと判定する。
このピンホール３２とシミ３４も、例えば、元の画像データ２０ａにおいて、暗領域２１内に閾値ＴＨ１より小さい閾値Ｔｈ２以下の輝度の領域があるか否かで判別できる。閾値Ｔｈ２以下の領域がある場合、これをピンホール３２と判定し、そうでない場合これをシミ３４と判定できる。

このようにして全ての欠陥候補の欠陥の種類の判定を終えれば、画像処理装置７は、検出した欠陥とその種類を検査結果として表示部に表示するなどして出力し（Ｓ１０６）、フィルム検査システム１における処理を終了する。

このように、本実施形態によれば、明光位検査部１ａのラインセンサ３ａで、位相差フィルム１０を明光位の状態で撮像し、消光位検査部１ｂのラインセンサ３ｂで、位相差フィルム１０を消光位の状態で撮像する。これら両方の画像データ２０ａ、２０ｂを用いることで、位相差フィルム１０に生じた欠陥を検出し、かつ配向欠陥３０を他と判別することができる。

より具体的には、前記のように、位相差フィルム１０を消光位状態で撮像した画像データ２０ｂ上で閾値ＴＨ２による明領域２２として現れ、位相差フィルム１０を明光位状態で撮像した画像データ２０ａ上で閾値ＴＨ１による暗領域２１として現れないものを配向欠陥３０として好適に抽出できる。

すなわち、本実施形態では、配向欠陥３０（配向欠陥１０４）が明光位検査部１ａの画像データ２０ａで検出することが難しいことから、消光位検査部１ｂを設けて画像データ２０ｂによりこれを検出する。ところが、消光位検査部１ｂで検出した欠陥は、その他の欠陥も含んでいることがあるので、明光位検査部１ａにおいて検出されないことを条件として配向欠陥３０を判別する。
このように、本実施形態のフィルム検査システム１は、明光位状態で位相差フィルム１０を撮像した画像データ２０ａと、消光位状態で位相差フィルム１０を撮像した画像データ２０ｂを比較参照することにより、一方の画像データのみでは判別困難な配向欠陥について、その種類を精度よく判別可能としたものである。

なお、本実施形態では、偏光板３１ａと偏光板５１ａ、および偏光板３１ｂと偏光板５１ｂの偏光方向はそれぞれ９０°の角度をなし直交するものとしているが、これらの関係は許容範囲であれば微小角度、例えば±２．５度の範囲でずれていてもよい。
さらに、偏光板３１ａ（５１ａ）と位相差フィルム１０の配向方向は４５°の角度をなすものとしているが、この関係も同様に微小角度、例えば±２．５度の範囲でずれていてもよい。同じく、偏光板５１ｂと位相差フィルム１０の配向方向が９０°の角度をなし直交するものとしているが、これらの関係もまた、微小角度、例えば±２．５度の範囲でずれていてもよい。さらに、偏光板５１ａの代わりに偏光板３１ｂが位相差フィルム１０の配向方向と直交するようにしてもよい。

また、警報装置を画像処理装置７に接続しておき、欠陥が検出された場合に警報を行いオペレータに欠陥が発生している旨を知らせるようにしてもよい。警報装置としては、例えばランプの点灯により警報を行うものや、音声により警報を行うもの、あるいはモニタ等に欠陥が発生している旨を表示するもの等を用いることができる。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
例えば、本実施形態は位相差フィルムの検査を行う例を示したが、光学異方性を有するフィルム状の対象物であれば、同様の検査を行うことも可能である。

１………フィルム検査システム
１ａ………明光位検査部
１ｂ………消光位検査部
３ａ、３ｂ………ラインセンサ
５ａ、５ｂ………照明
７………画像処理装置
１０………位相差フィルム
２０、２０ａ、２０ｂ………画像データ
３１ａ、３１ｂ、５１ａ、５１ｂ………偏光板

Claims (4)

1. 光学異方性を有するフィルムの欠陥を検査するフィルム検査システムであって、
   第１の偏光板を介して照明光が照射された前記フィルムを、第２の偏光板を介して撮像する第１の撮像装置と、
   第３の偏光板を介して照明光が照射された前記フィルムを、第４の偏光板を介して撮像する第２の撮像装置と、
   前記第１の撮像装置で撮像した前記フィルムの第１の画像データと、前記第２の撮像装置で撮像した前記フィルムの第２の画像データを用いて、前記フィルムの欠陥の検出を行うとともに、配向方向の欠陥をその他の欠陥から判別する画像処理装置と、を具備し、
   前記第１の偏光板と、前記第２の偏光板の偏光方向は略直交し、
   前記第３の偏光板と、前記第４の偏光板の偏光方向は略直交し、
   前記第２の偏光板の偏光方向と、前記フィルムの配向方向とが、略４５°の角度をなし、
   前記第３または第４の偏光板の偏光方向と、前記フィルムの配向方向とが、略直交することを特徴とするフィルム検査システム。
2. 前記画像処理装置は、
   前記第１の画像データにおいて、第１の閾値よりも低輝度の暗領域として抽出されず、かつ、前記第２の画像データにおいて、第２の閾値よりも高輝度の明領域として抽出される前記フィルム上の領域を、配向方向の欠陥として判別することを特徴とする請求項１記載のフィルム検査システム。
3. 光学異方性を有するフィルムの欠陥を検査するフィルム検査方法であって、
   第１の撮像装置により、第１の偏光板を介して照明光が照射された前記フィルムを、第２の偏光板を介して撮像するステップと、
   第２の撮像装置により、第３の偏光板を介して照明光が照射された前記フィルムを、第４の偏光板を介して撮像する撮像ステップと、
   画像処理装置により、前記第１の撮像装置で撮像した前記フィルムの第１の画像データと、前記第２の撮像装置で撮像した前記フィルムの第２の画像データを用いて、前記フィルムの欠陥の検出を行うとともに、配向方向の欠陥をその他の欠陥から判別する判別ステップと、を具備し、
   前記第１の偏光板と、前記第２の偏光板の偏光方向は略直交し、
   前記第３の偏光板と、前記第４の偏光板の偏光方向は略直交し、
   前記第２の偏光板の偏光方向と、前記フィルムの配向方向とが、略４５°の角度をなし、
   前記第３または第４の偏光板の偏光方向と、前記フィルムの配向方向とが、略直交することを特徴とするフィルム検査方法。
4. 前記判別ステップでは、
   前記第１の画像データにおいて、第１の閾値よりも低輝度の暗領域として抽出されず、かつ、前記第２の画像データにおいて、第２の閾値よりも高輝度の明領域として抽出される前記フィルム上の領域を、配向方向の欠陥として判別することを特徴とする請求項３記載のフィルム検査方法。