JP2013257163A - 光学フィルムパターン測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】位相差フィルムのパターンの線幅とパターンの直線性や、パターンのトータルピッチや、パターンの膜厚のばらつきを測定し、不良品の発生を抑制することを可能とする光学フィルムパターン測定装置を提供する。
【解決手段】位相差フィルム４０を長手方向に搬送するロールと、撮像カメラ５２と、キャリブレーションプレート５６と、撮像カメラ移動部と、画像処理部と、比較判定処理部と、警報出力部と、を備えた光学フィルムパターン測定装置。
【選択図】図９

Description

本発明は例えば液晶表示装置で立体表示を行う場合に用いられるパターニング位相差フィルムの幅方向に繰り返して形成される２つのパターンの直線性の判断と２つのパターンの線幅を測定する装置に関するものである。

人間の左目と右目は大人の場合で６センチ前後離れており、それによって同じ物体を見た場合に左右の目が捉える像は微妙にずれている（このずれを「視差」という）。人間はこの左右でわずかに異なる像を脳の中で統合することで、物や空間を立体的に認識している。平面に表示された被写体が立体的に見える３Ｄ（立体）映像の原理は、視差を人工的に作り出すことで、見ている人の脳内で立体感や奥行きがあるように錯覚させる。具体的には、左目用の映像と右目用の映像を特殊なカメラでそれぞれ撮影し、専用のめがね（この場合のめがねとは偏光フィルターを用いためがねを指す）を用いたり画面に特殊なフィルター（この場合の特殊なフィルターとは、例えばパターニング位相差フィルムを指す）を施すことによって左右の目ではそれぞれ選択された映像を見ることが出来、立体視することが出来る。以下、上記パターニング位相差フィルムを位相差フィルムと記す。

従来、３次元で画像を表現する技術については種々の試みがなされており、写真、映画、テレビジョン等の多くの分野で３次元画像に関する表示方法が研究され、実用化されてきている。３次元画像の表示方式としてはめがね式とめがね無し式とに大別されるが、いずれの方式も両眼視差のある画像を観察者の左右の眼に入力し、立体映像として見ることができる。

めがね式の代表的なものとしては上記偏光フィルターを用いた偏光めがね方式があるが、一般的には２台の投影装置を用いる必要がある等の問題があったが、近年直視型の１つの表示装置にて立体表示を可能とする方法が提唱されている。

図１は偏光めがね方式における立体視の一例の原理を示す図である。立体画像表示装置１００は、液晶パネル部１０１と、この液晶パネル部の表面に取り付けられた位相差フィルム部１０２とからなる構造を有している。このような構造の立体画像表示装置１００は、液晶パネル部１０１から出た直線偏光の方向を回転させることにより、表示画面の偶数ラインと奇数ラインからの直線偏光を互いに直交するものに変換している。即ち偶数ラインからは液晶パネルからの直線偏光がそのまま射出され、奇数ラインでは位相差フィルム１０２に設けられ位相差フィルム１０２ａの作用によりこれと直交する直線偏光とされる。

この表示装置の光を互いに直交する偏光方向のめがね１０３で観測することにより、右眼には右眼用画像の光が入射し、左眼には左眼用画像の光が入射するため、このめがね１０３で見ることにより、立体画像を見ることが可能となる。

位相差フィルム部１０２には枠体として機能するガラス等からなる透明支持基体１０２ｂが設けられ、この透明支持基体１０２ｂの液晶パネル部１０１側に各帯状の位相差フィルム１０２ａが形成されている。位相差フィルム１０２ａには長手方向を水平方向とする帯状のパターンが形成されており、その帯状の幅は図示しない画素液晶部の画素ピッチと同程度である。即ち、位相差フィルム１０２ａの帯状のパターン数は、画素液晶部の垂直方向の画素数の半分である。

各帯状のパターンは、画素液晶部の画素ピッチで１ライン置きに形成されているため、右眼用の立体画像若しくは左眼用の立体画像のどちらか一方が位相差フィルム１０２ａを通過することにより、その偏光方向が９０度回転することになる。一方。位相差フィルム１０２ａを通過しない側の立体画像は、その偏光方向が回転せずにそのまま射出する。

このように、ライン毎で異なる偏光方向に制御され、位相差フィルム１０２ａを通過した時点では、直交する２種類の直線偏光が混在するものとなる。従って、鑑賞者は偏光めがね１０３をかけ、右眼用の立体画像及び左眼用の立体画像を選択的に両眼で受け取り、立体画像を見ることが出来る。

上記位相差フィルム１０２ａは基材上に形成された配向膜に偏光紫外線（紫外線光源から放射された紫外線を特定の偏光方向の直線偏光に変換する偏光素子を通過させることによって得られる）を照射して配向膜の配向処理を行い、その配向処理された配向膜上に液晶を塗布、配向させる（位相差層を形成する）ことで作製することができる

図２は上記位相差フィルム１０２ａの製造工程の一例を示す図で、位相差フィルム１０２ａは図３に示される製造ラインで製造される。図２（ｈ）は製造された位相差フィルム１０２ａを断面で示す模式図である。一般的に図２に示す製造工程で製造される位相差フィルム１０２ａは矢印１０で示す方向に搬送されるフィルム基材１（図２（ａ））に配向膜２を塗布、乾燥し（図２（ｂ））、次にフォトマスク３を介して配向膜２に第一の紫外線露光を行う（図２（ｃ））。この場合配向膜２と紫外線との間に特定の偏光軸（例えば０度）を有する第一の偏光素子４を設けておく（この紫外線露光は偏光紫外線露光と呼ばれる）。フォトマスク３と第一の紫外線露光によって露光部と未露光部とに分けられ、露光部は配向膜２において第一の特定の配向方向を有する部分がパターン状に配置された第一の光配向膜５となる（図２（ｄ））。次に上記第一の偏光素子４と異なる偏光軸（例えば９０度）を有する第二の偏光素子６を介して第二の偏光紫外線露光を行う。この場合、先に第一の紫外線露光された第一の光配向膜５の部分は、既に露光感度が飽和しているため第一の光配向膜５の配向は維持されたまま、フォトマスク３で覆われていた未露光部が第二の紫外線露光によって（図２（ｅ））、第二の光配向膜６として形成される（図２（ｆ））。更にその後、第一の光配向膜５と第二の光配向膜６上に液晶膜７を塗布（図２（ｇ））、配向させることで配向方向が異なる部分１５、１６を有する位相差フィルム１０２ａ（図２（ｈ））が得られる。

特開２０１２−１４０６４号公報

＜課題その１＞パターンの線幅とパターンの直線性
しかし、上記図２（ｃ）に示す第一の紫外線露光の場合には配向膜２が塗布されたフィルム基材１を搬送させながらフォトマスク３と配向膜２との間にギャップ（プロキシミティギャップ）を設けて露光を行う。この場合、フォトマスク３は固定されているが、何らかの原因で位置がずれたり、傾いてしまった場合には、製造された位相差フィルム１０２ａは不良品となってしまう。

図４、図５はフォトマスク３が傾いてしまった場合の位相差フィルムが不良品となってしまうことを説明するための図で、図４はフォトマスク３の位置ずれや傾きがない場合の正常品の位相差フィルムのパターンを示し、図５はフォトマスク３が斜めに傾いた場合の不良品の位相差フィルムのパターンを示す図である。

図４（ａ）に示すように、フォトマスク３の傾きがない場合には矢印１０で示す方向に搬送されるフィルム基材１上に塗布された配向膜２にはフォトマスク３の開口部３ａを介して偏光紫外線露光が行われ、その結果、図４（ｂ）に示すようにパターン状に配置された第一の光配向膜５ａが得られる。更にフォトマスク３で覆われていた未露光部が第二の紫外線露光によって第二の光配向膜６ａが形成される。この場合の第一の光配向膜５ａの線幅（Ａ）と第二の光配向膜６ａの線幅（Ｂ）とは等しい。

一方、図５（ａ）に示すように、フォトマスク３が傾いている場合には矢印１０で示す方向に搬送されるフィルム基材１上に塗布された配向膜２にはフォトマスク３の開口部３ｂを介して偏光紫外線露光が行われ、その結果、図５（ｂ）に示すようにパターン状に配置された第一の光配向膜５ｂが得られる。更にフォトマスク３で覆われていた未露光部が第二の紫外線露光によって第二の光配向膜６ｂが形成される。この場合の第一の光配向膜５ｂの線幅（Ｃ）と第二の光配向膜６ｂの線幅（Ｄ）は等しくないために（線幅（Ｃ）は線幅（Ｄ）よりも大）、不良品となってしまう。

また、第一の光配向膜５と第二の光配向膜６のパターンは、直線性が重要であり、フォトマスク３の位置ずれは直線性を阻害することから位置ずれ発生を抑える必要があった。

＜課題その２＞パターンのトータルピッチ
上記図２（ｃ）に示す第一の紫外線露光の場合には配向膜２が塗布されたフィルム基材１を搬送させながらフォトマスク３と配向膜２との間にギャップ（プロキシミティギャップ）を設けて露光を行う。この場合、用いられるフォトマスク３は固定され、更にフォトマスク３のトータルピッチ（この場合のトータルピッチとは位相差フィルムの幅方向のパターンの全長を指す）は管理されたものであるが、一方フィルム基材１のテンションがばらついて搬送されたり、しわが発生して搬送された場合には、得られたパターンのトータルピッチが所望のものではなく、製造された位相差フィルムは不良品となってしまう。

＜課題その３＞パターンの膜厚のばらつき
上記図２（ｂ）に示す配向膜２を塗布する場合には、例えば塗布液量やフィルム基材１の搬送速度といった塗布条件を一定に保った状態で塗布するが、塗布条件が一定でなくなった場合には、配向膜２の膜厚がばらついたものとなり、膜厚がばらついた位相差フィルムは液晶パネルに貼り合わせることが出来ない。

そこで本発明は上記問題に鑑みて、位相差フィルムの光配向膜のパターンを撮像、画像処理を行い、上記パターンの線幅とパターンの直線性や、パターンのトータルピッチや、パターンの膜厚のばらつきを測定し、不良品の発生を抑制することを可能とする光学フィルムパターン測定装置を提供することを目的とする。

そこで本発明に係る請求項１に記載の発明は、
立体表示を行う場合に用いられるパターニング位相差フィルム（以下、パターニング位相差フィルムを位相差フィルムと称す）の幅方向に繰り返して形成される２つの光配向膜パターン（以下、光配向膜パターンをパターンと称す）の線幅と、パターンの直線性と、パターンのトータルピッチと、パターンの膜厚のばらつきを測定する装置であって、
位相差フィルムを長手方向に搬送するロールと、撮像カメラと、キャリブレーションプレートと、撮像カメラ移動部と、画像処理部と、比較判定処理部と、警報出力部と、を備え、
前記撮像カメラは、前記長手方向に搬送するロールによって搬送される位相差フィルムの繰り返して形成された２つのパターンを撮像するもので、
前記キャリブレーションプレートは、前記位相差フィルムの長手方向と直交する方向における撮像カメラの位置の原点を決定するためのマークを有するプレートであって、前記搬送ローラの外側で、且つローラ表面と面一に設けられ、
前記撮像カメラ移動部は、前記キャリブレーションプレートのマークを前記撮像カメラが撮像した後、撮像カメラをローラで搬送される位相差フィルムのパターンを撮像する位置まで移動するもので、且つ、その移動量を計測する機構を備え、
前記画像処理部は、前記撮像された２つのパターンに基づいて２つのパターンの線幅の値と、２つのパターンのエッジ端の座標の値と、前記位相差フィルムの長手方向と直交する方向でのトータルピッチと、パターンの膜厚のばらつきと、を測定し、
前記比較判定処理部は、前記画像処理部によって測定された結果を保持し、更に測定結果をそれぞれの管理値と比較判定し、管理値を超えた場合には前記警報出力部に警報信号を送信することを特徴とする光学フィルムパターン測定装置。
である。

本発明に係る請求項２に記載の発明は、
前記撮像カメラは前記位相差フィルムの長手方向と直交する方向に複数設けられたことを特徴とする請求項１に記載の光学フィルムパターン測定装置である。

本発明に係る請求項３に記載の発明は、
前記前記キャリブレーションプレートの基準マークは、十字マークや矩形マークや二次元コードであることを特徴とする請求項１に記載の光学フィルムパターン測定装置である。

本発明に係る請求項４に記載の発明は、
前記比較判定処理部は、保持された測定結果に基づいて統計的管理を行う機能を有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光学フィルムパターン測定装置である。

本発明に係る光学フィルムパターン測定装置によれば、２つのパターンの線幅の差と、直線性のずれと、前記位相差フィルムの長手方向と直交する方向でのトータルピッチと、パターンの膜厚のばらつきと、を測定することが出来、その結果、不良品の発生を抑制することが可能となる。

また、上記測定結果に基づいて統計的管理を行う機能によって、傾向管理を可能とし、機械を停止せずにプロセス条件を調整することが出来、その結果、不良品の発生を更に抑制することが出来る。

更に、上記測定結果がそれぞれの管理値を越えた場合には、外部に警報を発することによって機械停止することが出来、または後工程で不良部を除外して不良の混入を防ぐことが出来る。

偏光めがね方式における立体視の一例の原理を示す図。 位相差フィルムの製造工程の一例を示す図。 位相差フィルムの製造ラインを示す図。 フォトマスクの位置ずれや傾きがない場合の正常品の位相差フィルムのパターンを示す図。 フォトマスクが斜めに傾いた場合の不良品の位相差フィルムのパターンを示す図。 本発明の光学フィルムパターン測定装置が位相差フィルムの製造工程内に設けられたことを示す図。 本発明に係る撮像カメラを正面から見た図。 本発明に係るキャリブレーションプレートに設けられたマークの一例を示す図。（ａ）は十字マークを示す。（ｂ）、（ｃ）は矩形マークを示す。（ｄ）は２次元コードを示す。 本発明の光学フィルムパターン測定装置が測定に入る前の準備工程を説明するための図。（ａ）は準備工程その１を示す。（ｂ）は準備工程その２を示す。 本発明に係る２つのパターンの線幅の差と直線性のずれを測定する方法を説明するための模式図。（ａ）は正常時の処理画像を示す。（ｂ）、（ｃ）はフォトマスクが位置ずれを起こした場合の処理画像を示す。（ｄ）はフォトマスクが傾いた場合の処理画像を示す。（ｅ）は位相差フィルムが蛇行した場合の場合の処理画像を示す。 本発明に係るパターンのトータルピッチを測定する方法を説明するための模式図。（ａ）は正常な場合を示す。（ｆ）はトータルピッチ不良その１を示す。（ｇ）はトータルピッチ不良その２を示す。 本発明に係るパターンの膜厚を測定する方法を説明するための図。

本発明の実施の形態について図を用いて詳細に説明する。

図６は本発明の光学フィルムパターン測定装置が位相差フィルムの製造工程内に設けられたことを示す図である。図６に示される位相差フィルムの製造ラインは、上記図３に示される製造ラインと同じ工程から構成されるものであって、矢印４１で示す方向に搬送される位相差フィルム４０は順に光配向膜の塗布・乾燥部４２、第一の紫外線露光部４３、第二の紫外線露光部４４、液晶膜塗布・配向部４５で処理される。本発明の光学フィルムパターン測定装置５０は第二の紫外線露光部４４と液晶膜塗布・配向部４５の間に設けられる。

本発明の光学フィルムパターン測定装置５０は、位相差フィルム４０を長手方向に搬送するロール５１と、第一と第二の撮像カメラ５２と、図示しないキャリブレーションプレートと、図示しない撮像カメラ移動部と、画像処理部５３と、比較判定処理部５５と警報出力部６０と、を備えている。

撮像カメラ５２ａ、５２ｂは２次元カメラを用いる。２次元カメラの場合は図示しない連続点灯する照明光源で照明し、シャッター機能付き２次元カメラを用いるか、または図示しないストロボ点灯する照明光源で照明し、シャッター機能のない２次元カメラを用いて撮像する。ＣＣＤラインセンサカメラを用いることも出来るが、この場合は後で示すトータルピッチの測定がフィルムが蛇行したときに正確に測定出来ない。

このため２次元カメラを用いるが、位相差フィルムの搬送速度が２次元カメラの撮像速度よりも速い場合には、撮像した画像は位相差フィルムの搬送方向に対して撮像できない部分が発生してしまうことから、２台以上の撮像カメラを適宜用いて撮像するが、以下の説明では、便宜上第一の撮像カメラ１台と第二の撮像カメラ１台の場合を例示する。

図７は第一の撮像カメラ５２ａと第二の撮像カメラ５２ｂを正面から見た図で、撮像カメラ５２ａ、５２ｂは位相差フィルム４０を搬送するロール５１面上の位相差フィルムの両端部の上方でしかも第一の撮像カメラ５２ａは位相差フィルム４０左端部のパターン４０ａ、４０ｂを撮像できる位置に設けられ、一方、第二の撮像カメラ５２ａは位相差フィルム４０の右端部のパターン４０ａ、４０ｂを撮像できる位置に設けられている。また、撮像カメラ５２ａ、５２ｂにはその撮像レンズの前面に偏光フィルター５４ａ、５４ｂが設けられており、偏光フィルター５４ａ、５４ｂによって位相差フィルム４０の幅方向に繰り返して形成される２つのパターン４０ａ、４０ｂを白、黒のパターンとして撮像することが出来る。更にキャリブレーションプレート５６が搬送ローラ５１の外側に固定して設けられている。

キャリブレーションプレート５６の上面５６ａには位相差フィルムの長手方向と直交する方向における撮像カメラの位置の原点を決定するためのマークが設けられており、そのマーク表面は搬送ローラ５１の表面と同一レベルの面上（いわゆる、面一）になるように設けられている。

図８はキャリブレーションプレート５６に設けられたマーク５７の一例を示す図で、十字マーク５７ａ（図８（ａ））や、矩形マーク５７ｂ、５７ｃ（図８（ｂ）、（ｃ））や、ＩＤコード（図８（ｄ））が用いられる。

図９は光学フィルムパターン測定装置５０が測定に入る前の準備工程を説明するための図である。図９（ａ）は準備工程その１、図９（ｂ）は準備工程その２を示す。

図９（ａ）に示す準備工程その１は第一の撮像カメラ５２ａの位相差フィルムの位置決めを行うことであって、先ず第一の撮像カメラ５２ａをキャリブレーションプレート５６上に移動しマークを撮像する（この時第二の撮像カメラ５２ｂは第一の撮像カメラ５２ａの右側に退避させておく）。そして第一の撮像カメラのＸ、Ｙ方向の位置を調整するために例えばマークが図８（ａ）に示される十字マーク５７ａであった場合には、十字マーク５７ａの交点が第一の撮像カメラ５２ａの撮像画像の中心にくるように第一の撮像カメラ５２ａの位置を調整する。図８（ｂ）、（ｃ）のマークの場合でもＸ、Ｙ方向の位置が調整できるようにマークのいずれかの角部を中心に撮像するように第一の撮像カメラ５２ａの位置を決める。また図（ｄ）の２次元コードの場合には２次元コードの重心位置を撮像画像の中心に撮像するように第一の撮像カメラ５２ａの位置を決める。次に上記のように位置調整された第一の撮像カメラ５２ａの位置をゼロリセットし（原点とし）、次に図示しない撮像カメラ移動部によって第一の撮像カメラ５２ａを符号５８ａで示す位置まで移動する。符号５８ａで示す位置とは、例えば第一の撮像カメラ５２ａによって撮像される位相差フィルムの左端のパターン４０ａの左エッジ部が撮像画像の中心にくるようにする。この場合の第一の撮像カメラ５２ａの移動長さは符号Ｄ１で示されるが、Ｄ１は第一の撮像カメラ５２ａの移動量を例えば第一のレーザー変位計５９ａで測定される。撮像カメラ移動部は撮像カメラの移動長さＤ１を高い精度で移動する必要があるため、例えばボールねじを用いて第一の撮像カメラ５２ａを移動させれば良い。

図９（ｂ）に示す準備工程その２は第二の撮像カメラ５２ｂの位置決めを行う場合であって、先ず第二の撮像カメラ５２ｂをキャリブレーションプレート５６上に移動しマークを撮像する。この場合例えばマークが図８（ａ）に示される十字マーク５７ａであった場合には、十字マーク５７ａが第二の撮像カメラ５２ｂの撮像画像の中心にくるように第二の撮像カメラ５２ｂの位置を調整する。図８（ｂ）、（ｃ）の矩形マークの場合や、図（ｄ）の２次元コードの場合でも、上記第一の撮像カメラ５２ａと同じように撮像カメラ５２ｂの位置を調整すれば良い。調整した第二の撮像カメラ５２ｂの位置をゼロリセットし
（原点とし）、次に図示しない撮像カメラ移動部によって第二の撮像カメラ５２ｂを符号Ｄ２で示す長さ分移動する。この場合のＤ２とは（Ｄ１−Ｄ２）が位相差フィルムのトータルピッチに相当する長さである。この場合の移動した位置とは符号５８ｂで示す位置であって、しかもその位置では第二の撮像カメラ５２ｂの撮像画像の中心は、位相差フィルムの右端のパターン４０ｂの右エッジ部に相当する。この場合の第二の撮像カメラ５２ｂの移動長さは符号Ｄ２で示されるが、Ｄ２は例えば第二のレーザー変位計５９ｂで測定する。撮像カメラ移動部は撮像カメラを高い寸法精度で移動する必要があるため、例えば第一の撮像カメラ５２ａを移動させるボールねじで第二の撮像カメラ５２ｂを移動させれば良い。この場合の上記第一の撮像カメラ５２ａと上記第二の撮像カメラ５２ｂを移動させるボールねじとしては、第一及び第二カメラ側にボールねじ脱着機構を備えたものとすることによって同一のボールねじを用いることが出来る。

このように準備工程その１と準備工程その２によって第一の撮像カメラ５２ａと第二の撮像カメラ５２ｂを位相差フィルム４０のトータルピッチに相当する位置に位置決めすることが出来、しかも左右端のパターンを撮像することになるため、次に説明する２つのパターンの線幅の差と、直線性のずれと、前記位相差フィルムの長手方向と直交する方向でのトータルピッチと、を測定することが出来る。

キャリブレーションプレート５６を用いることによって、位相差フィルム４０の品種替え時にも、品種に応じて上記第一の撮像カメラ５２ａと第二の撮像カメラ５２ｂの位置を決める設定することが出来る。

＜２つのパターンの線幅の差と直線性のずれの測定＞
図１０は２つのパターンの線幅の差と直線性のずれを測定する方法を説明するための模式図である。図１０（ａ）〜（ｅ）の紙面左側に示される図は撮像カメラ５２ａで撮像した画像の処理画像を示し、紙面右側に示される図は撮像カメラ５２ｂで撮像した画像の処理画像を示す。撮像した画像は一般的に用いられているＡ／Ｄ変換（例えば２５６階調に変換）とエッジ検出処理が行われ、図１０に示す処理画像が得られる。

図１０（ａ）は正常時の処理画像、図１０（ｂ）、（ｃ）はフォトマスクが位置ずれを起こした場合の処理画像、図１０（ｄ）はフォトマスクが傾いた場合の処理画像、図１０（ｅ）は位相差フィルムが蛇行した場合の場合の処理画像を示す。

前記画像処理装置５３によって行われる上記撮像された２つのパターンに基づいて２つのパターンの線幅の差と直線性のずれの測定について説明する。画像処理装置５３では以下に示す距離や線幅を測定する（この場合の距離や線幅は撮像カメラの解像度と画素数の積で求められる。以下同じ）。画像処理装置５３では、例えば図１０（ａ）に示す正常な場合にはＸａ（ここでは撮像カメラ５２ａで撮像したパターン４０ａの左端エッジの座標としている）と、Ｙ１（パターン４０ａの線幅）と、Ｚ１（パターン４０ｂの線幅）と、同様にＸｂ、Ｙ２、Ｚ２とを測定する。画像処理装置５３で正常時に測定した結果は、比較判定処理部５５内の記憶部に記憶する。説明の便宜上、上記記憶したＸａ、Ｘｂを基準座標と呼び、Ｙ１、Ｚ１、Ｙ２、Ｚ２を基準値と呼ぶ。

尚、図１０に示す撮像画像は、位相差フィルム４０の搬送方向の一部を撮像した画像を示しているが、画像処理装置で処理する画像の搬送方向の大きさは適宜決定すればよい。

図１０（ｂ）に示す場合は、Ｘａ及びＸｂの値が基準値と異なり（Ｘａ、Ｘｂの座標が途中で変化している）、フォトマスクが位置ずれした判断される。この場合はＸａ、Ｘｂが画像の途中で変化し直線性が崩れて（ずれて）いるため、位相差フィルムは不良品となってしまう。

図１０（ｃ）に示す場合もＸａ及びＸｂの値が基準値と異なるためフォトマスクが位置ずれしたと判断される。この場合はフォトマスクが位置ずれを起こした後、再び正常な位置に戻ったことを示しているが、フォトマスクの固定が不十分と考えられ再び位置ずれを起こす危険がある。この場合も、パターンの直線性のずれが発生しているため、位相差フィルムは不良品となってしまう。

図１０（ｄ）に示す場合は、Ｙ１とＺ１はその基準値と差があり、またＹ２とＺ２も同じように基準値と差があるため、フォトマスクが傾いたと判断される。この場合は２つのパターンに差が生じたことになり、位相差フィルムは不良品となってしまう。

図１０（ｅ）に示す場合は、座標Ｘａが徐々に右から左に移動し、また同様に座標Ｘｂが徐々に右から左に移動していることから位相差フィルムが蛇行していると判断される。この場合は位相差フィルムのパターンは正常であるが、搬送部の搬送不良と考えられるため、搬送部を調整する必要がある。

上記図１０では、撮像した画像が撮像カメラの１画面の場合を例示したが、撮像した複数画面（例えばＮ個）のそれぞれの画像から上記Ｙ１、Ｚ１とＹ２、Ｚ２と同じようにＹ１_１、Ｙ１_２、〜Ｙ１_ｎや、Ｚ１_１、Ｚ１_２、〜Ｚ１_ｎや、Ｙ２_１、Ｙ２_２、〜Ｙ２_ｎや、Ｚ２_１、Ｚ２_２、〜Ｚ２_ｎを求め、求めた値を回帰直線分析を行うことによって２つのパターンの線幅の差と直線性のずれを測定精度良く求めることが出来る。

上記基準値Ｘａ、Ｙ１、Ｚ１、Ｘｂ、Ｙ２、Ｚ２と図１０（ｂ）〜（ｅ）に示される基準値Ｘａ、Ｙ１、Ｚ１、Ｘｂ、Ｙ２、Ｚ２と対応する値（データ）は比較判定処理部５５で比較され、それぞれの閾値を越えた場合に２つのパターンの線幅の不良や直線性のずれ不良と判定される。２つのパターンの線幅の不良や直線性のずれ不良と判定された場合には、比較判定処理部５５から警報出力部６０に警報信号が送信される。

＜パターンのトータルピッチの測定＞
図１１を用いてパターンのトータルピッチを測定する方法を説明する。図１１（ａ）、（ｆ）、（ｇ）の紙面左側に示される図は撮像カメラ５２ａで撮像した画像の処理画像を示し、紙面右側に示される図は撮像カメラ５２ｂで撮像した画像の処理画像を示す。撮像した画像は一般的に用いられているＡ／Ｄ変換（例えば２５６階調に変換）とエッジ検出処理が行われ、図１１に示す処理画像が得られる。

図１１（ａ）は上記図１０（ａ）と同様に正常な場合を示す図で、図１１（ｆ）はトータルピッチ不良その１、図１１（ｇ）はトータルピッチ不良その２を模式的に示す図である。Ｘａはパターン４０ａの左端エッジの座標であって、ここでは撮像カメラ５２ａで撮像したパターン４０ａの左端エッジの座標を示している。また、Ｘｂは撮像カメラ５２ｂで撮像した右端のパターン４０ｂの右エッジの座標を示している。上述したように、撮像カメラ５２ａと撮像カメラ５２ｂの間隔は位相差フィルムのトータルピッチ分であるため、上記Ｘａと対応するパターン４０ａの左端エッジの座標とＸｂと対応するパターン４０ｂの右端エッジの座標を求め、求めた座標と上記基準座標であるＸａ、Ｘｂからパターンのトータルピッチを測定することが出来る。

即ち、図１１（ｆ）のトータルピッチ不良その１の場合は、撮像カメラ５２ａで撮像したパターン４０ａの左端エッジの座標は基準座標Ｘａと同じであるが、撮像カメラ５２ｂで撮像したパターン４０ｂの右端エッジの座標はＸｂ−１であって、基準座標Ｘｂに対してマイナスΔＸｂ１（−ΔＸｂ１）ずれているため、この場合のトータルピッチは（−ΔＸｂ１）であり、Ｘｂ１だけ短くなっていることになる。

また、図１１（ｇ）のトータルピッチ不良その２の場合は、撮像カメラ５２ａで撮像したパターン４０ａの左端エッジの座標はＸａ−１であり基準座標Ｘａに対してマイナスΔＸａ（−ΔＸａ）ずれている。また撮像カメラ５２ｂで撮像したパターン４０ｂの右端エッジの座標はＸｂ−２であって、基準座標Ｘｂに対してマイナスΔＸｂ２（−ΔＸｂ２）ずれているため、この場合のトータルピッチは（ΔＸａ＋ΔＸｂ２）だけ短いものとなっている。このようにトータルピッチは基準座標Ｘａと基準座標Ｘｂとのずれ量を求めることによって測定することが出来る。

上記基準座標Ｘａと基準座標Ｘｂとのずれ量は画像処理部５３から比較判定処理部５５に送信され、その結果から比較判定処理部５５でトータルピッチが測定される。この場合、比較判定処理部５５ではトータルピッチの閾値（この場合は上限値と下限値の両方の閾値）を超えた場合にはトータルピッチ不良と判断され、比較判定処理部５５から警報出力部６０に警報信号が送信される。

上記図１１に示すトータルピッチを測定する場合は、撮像した画像が撮像カメラの１画面の場合を例示したが、上記２つのパターンの線幅の差と直線性のずれの測定の場合と同じように撮像した複数画面（例えばＮ個）のそれぞれの画像から上記Ｘａに対応する座標をＮ個と、上記Ｘｂに対応する座標をＮ個求め、求めた値を回帰直線分析を行うことによってトータルピッチを測定精度良く求めることが出来る。

このようにして、位相差フィルムがマスクを用いて露光される際の位相差フィルム基材のしわや、フィルム基材の伸縮によって発生するトータルピッチ不良を検出することが出来る。

＜パターンの膜厚のばらつきの測定＞
図１２はパターンの膜厚を測定する方法を説明するための図である。パターンの膜厚の測定には、位相差フィルム４０の幅方向の全長に亘って撮像できるように上述の撮像カメラ５２ａ、５２ｂのほかに更に撮像カメラ５２ｃ、５２ｄを設ける。カメラ台数は位相差フィルム４０の幅方向の全長に亘って撮像できるように適宜選定すれば良い。この場合の撮像カメラ５２ａ、５２ｂは上記２つのパターンの線幅の差と直線性のずれの測定や、パターンのトータルピッチの測定と同時に、パターンの膜厚の測定に用いることが出来る。また、撮像カメラ５２ｃ、５２ｄには図１２に示される偏光フィルター５４ｃ、５４ｄを用いなくても良い。また、図１２では撮像カメラでは反射光を受光するしている場合を例示しているが、位相差フィルム４０に対して撮像カメラと対向する位置に照明光源を設け、透過光を受光しても良い。しかしながら透過光を受光する場合には位相差フィルム４０のばたつき（搬送時のフィルムのあばれ）を極力避けるような工夫が必要である。

撮像カメラで撮像した画像をＡ／Ｄ変換（例えば２５６階調）することによって、膜厚量を測定することが出来る。この場合に用いられる膜厚測定の画像処理プログラムは、一般的に用いられる画像処理プログラムではなく、２つのパターンの繰り返しパターンであったり、撮像画像のＳ／Ｎ比が大きく取れないといった事情から、膜厚測定用に独自に作成した画像処理プログラムを用いることがが望ましい。測定された膜厚の値（データ）は画像処理部５３から比較判定処理部５５に送信される。

比較判定処理部５５では上記測定された膜厚が閾値（この場合は、上限値と下限値の両方の閾値）を超えた場合には膜厚のばらつきが発生したと判定し、比較判定処理部５５から警報出力部６０に不良発生信号が送信される。

上記パターンの膜厚のばらつきの測定においても撮像した複数画面（例えばＮ個）のそ
れぞれの画像から膜厚の測定を行い、求めた複数の膜厚の値を回帰直線分析を行うことによってパターンの膜厚のばらつきを測定精度良く求めることが出来る。

警報出力部６０では、上記パターンの線幅の不良発生信号、直線性のずれ不良発生信号、トータルピッチ不良発生信号、パターンの膜厚のバラツキ不良発生信号が比較判定処理部５５から送信された場合には、外部に警報を出力する。その結果、製造装置の停止や、プロセス条件の調整を行う。

更に上記比較判定処理部５５では求めたＹ１、Ｚ１やＹ２、Ｚ２に対応する複数個（例えば上記のようにＮ個）の値と、Ｘａ、Ｘｂに対応する複数個（例えば上記のようにＮ個）の値と、複数個の膜厚の値を用いて統計的管理を行う機能を有することによって傾向管理を可能とすることが出来、その場合には位相差フィルムの製造装置を停止をせずにプロセス条件の調整を行うことが可能となる。

以上のように、本発明の光学フィルムパターン測定装置によれば、位相差フィルムの２つのパターンの線幅の差の測定と直線性のずれの測定と、トータルピッチの測定と、パターンの膜厚の測定を行うことが出来、その結果、不良品発生を抑制することが出来る。また測定した値（データ）を蓄積し、統計的管理機能によって傾向管理を行なうことが可能となり、不良品発生を更に抑制することが出来る。

また、後工程で不良部を削除することが出来るため、最終的に不良部を含まない位相差フィルムを得ることが出来る。

１・・・フィルム基材
２・・・配向膜
３・・・フォトマスク
３ａ・・・フォトマスクの開口部
４・・・第一の偏光素子
５・・・第一の光配向膜
５ａ、５ｂ・・・第一の光配向膜
６・・・第二の偏光素子
６ａ、６ｂ・・・第二の光配向膜
７・・・液晶膜
１０・・・位相差フィルムの搬送方向を示す矢印
１５，１６・・・配向方向が異なる部分
４０・・・位相差フィルム
４０ａ、４０ｂ・・・位相差フィルムのパターン
４１・・・フィルム基材が搬送される方向を示す矢印
４２・・・光配向膜の塗布・乾燥部
４３・・・第一の紫外線露光部
４４・・・第二の紫外線露光部
４５・・・液晶膜塗布・配向部
５０・・・光学フィルムパターン測定装置
５１・・・搬送ロール
５２・・・撮像カメラ
５２ａ、５２ｂ・・・撮像カメラ
５３・・・画像処理装置
５４・・・偏光フィルター
５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄ・・・偏光フィルター
５５・・・比較判定処理部
５６・・・キャリブレーションプレート
５６ａ・・・キャリブレーションプレートの上面
５７ａ・・・十字マーク
５７ｂ、５７ｃ・・・矩形マーク
５７ｄ・・・２次元コード
５８ａ・・・第一の撮像カメラが移動する位置
５８ｂ・・・第二の撮像カメラが移動する位置
５９ａ・・・第一のレーザー変位計
５９ｂ・・・第二のレーザー変位計
６０・・・警報出力部
１００・・・立体画像表示装置
１０１・・・液晶パネル部
１０２・・・位相差フィルム部
１０２ａ・・・位相差フィルム
１０２ｂ・・・透明支持基体
１０３・・・偏光めがね

Claims (4)

1. 立体表示を行う場合に用いられるパターニング位相差フィルム（以下、パターニング位相差フィルムを位相差フィルムと称す）の幅方向に繰り返して形成される２つの光配向膜パターン（以下、光配向膜パターンをパターンと称す）の線幅と、パターンの直線性と、パターンのトータルピッチと、パターンの膜厚のばらつきを測定する装置であって、
   位相差フィルムを長手方向に搬送するロールと、撮像カメラと、キャリブレーションプレートと、撮像カメラ移動部と、画像処理部と、比較判定処理部と、警報出力部と、を備え、
   前記撮像カメラは、前記長手方向に搬送するロールによって搬送される位相差フィルムの繰り返して形成された２つのパターンを撮像するもので、
   前記キャリブレーションプレートは、前記位相差フィルムの長手方向と直交する方向における撮像カメラの位置の原点を決定するためのマークを有するプレートであって、前記搬送ローラの外側で、且つローラ表面と面一に設けられ、
   前記撮像カメラ移動部は、前記キャリブレーションプレートのマークを前記撮像カメラが撮像した後、撮像カメラをローラで搬送される位相差フィルムのパターンを撮像する位置まで移動するもので、且つ、その移動量を計測する機構を備え、
   前記画像処理部は、前記撮像された２つのパターンに基づいて２つのパターンの線幅の値と、２つのパターンのエッジ端の座標の値と、前記位相差フィルムの長手方向と直交する方向でのトータルピッチと、パターンの膜厚のばらつきと、を測定し、
   前記比較判定処理部は、前記画像処理部によって測定された結果を保持し、更に測定結果をそれぞれの管理値と比較判定し、管理値を超えた場合には前記警報出力部に警報信号を送信することを特徴とする光学フィルムパターン測定装置。
2. 前記撮像カメラは前記位相差フィルムの長手方向と直交する方向に複数設けられたことを特徴とする請求項１に記載の光学フィルムパターン測定装置。
3. 前記前記キャリブレーションプレートの基準マークは、十字マークや矩形マークや二次元コードであることを特徴とする請求項１に記載の光学フィルムパターン測定装置。
4. 前記比較判定処理部は、保持された測定結果に基づいて統計的管理を行う機能を有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光学フィルムパターン測定装置。