KR20130024756A - 패턴화 위상차 필름의 결함 검출 장치 및 방법, 그리고 제조 방법 - Google Patents

Abstract

패턴화 위상차 필름 (12) 을 협지하여 제 1, 제 2 편광판 (18), (19) 이 배치된다. 각 편광판 (18), (19) 은, 크로스 니콜 배치가 된다. 패턴화 위상차 필름 (12) 에는, 지상축이 대략 직교하는 제 1 위상차 영역 (14), 제 2 위상차 영역 (15) 이 교대로 배치되어 있다. 광원부 (16) 는, 제 1 편광판 (18) 을 개재하여 패턴화 위상차 필름 (12) 에 검사광을 조사하고, 촬영 장치 (17) 는, 패턴화 위상차 필름 (12), 제 2 편광판 (19) 을 투과하는 광을 수광하여 휘도 화상을 촬영한다. 제 1 위상차 영역 (14) 의 지상축 (As1) 과 제 1 편광판 (18) 의 편광 투과축 (P1) 을 대략 평행이 되는 상태에서, 정상적인 제 1 위상차 영역 (14) 과 제 2 위상차 영역 (15) 의 각 휘도가 동일한 레벨이 되도록 편광 투과축 (P1) 의 방향을 조정한다.

Description

패턴화 위상차 필름의 결함 검출 장치 및 방법, 그리고 제조 방법{DEFECT DETECTION DEVICE AND METHOD OF PATTERNED RETARDATION FILM, AND FABRICATION METHOD}

본 발명은 패턴화 위상차 필름의 결함 검출 장치 및 방법, 그리고 제조 방법에 관한 것이다.

최근, 시장이 확대되어 온 3 차원 (3D) 텔레비젼의 표시 방법 중 하나로 공간 분할 방식이 있다. 공간 분할 방식에서는, 오른쪽 눈에는 표시 화면의 예를 들어 홀수열의 오른쪽 눈용 영상광만이, 왼쪽 눈에는 짝수열의 왼쪽 눈용 영상광만이 도달하도록 한다. 이와 같은 공간 분할 방식에 의한 표시 수법으로서, 표시 패널의 표면에 패턴화 위상차 필름을 배치하는 것이 알려져 있다. 패턴화 위상차 필름의 대표적인 것으로는, 1/4 파장판의 기능을 갖는 것이 있다.

상기 패턴화 위상차 필름은, 스트라이프상의 2 종류의 위상차 영역을 일정한 피치로 교대로 나열하여 배치한 것이다. 2 종류의 각 위상차 영역은, 광학축 (진상축 혹은 지상축) 을 서로 직교시킨 λ/4 파장판 기능을 가지고 있다. 일방의 위상차 영역에는 홀수열의, 또한 타방의 위상차 영역에는 짝수열의 각각 직선 편광의 영상광을 입사시킨다. 이로써, 예를 들어 홀수열의 영상광을 우회의 원편광에, 또 짝수열의 영상광을 좌회의 원편광으로 변환하여 사출한다. 그리고, 좌우가 서로 편광의 회전 방향이 상이한 원편광 안경을 통해 관찰자가 봄으로써, 오른쪽 눈에는 일방의 열의 오른쪽 눈용 영상만을, 왼쪽 눈에는 왼쪽 눈용 영상만을 도달시켜, 결과적으로 3D 영상이 관찰된다.

패턴화 위상차 필름의 제조 공정은 엄격한 관리하에 놓여져 있다. 이 제조 공정에서의 각종 요인에 의해, 결함을 완전히 없애는 것은 곤란하다. 결함으로는, 이물질의 혼입, 배광 불균일, 흠집 등이 있다. 이 때문에, 제조 라인 상에서 검사를 실시하는 이른바 온라인 검사를 실시한다. 그리고, 결함이 발생한 패턴화 위상차의 위치를 파악하고, 그 결함 지점을 제거하거나, 이 부분을 사용하지 않고 제품화하거나 한다. 또, 경우에 따라서는 결함 원인을 제거하는 처치를 한다.

패턴화 위상차 필름을 대상으로 한 결함 검출 기술은 현재로서는 알려져 있지 않다. 또한, 투명 필름이나 위상차 필름이라는 관점에서는, 예를 들어 일본 공개특허공보 평6-148095호 (특허문헌 1), 일본 공개특허공보 2008-267991호 (특허문헌 2) 와 같은 결함 검사 장치가 알려져 있다. 특허문헌 1 의 검사 장치는, 투명 필름을 검사 대상으로 하고, 투명 필름을 제 1 및 제 2 편광판 사이에 배치한 상태로 하고, 제 1 편광판을 개재하여 광을 조사하고, 투명 필름으로부터 사출되는 광을 제 2 편광판을 개재하여 수광하는 구성으로 되어 있다.

또, 특허문헌 2 의 검사 장치는, 위상차 필름을 검사 대상으로 하고, 특허문헌 1 과 동일하게 위상차 필름을 2 장의 편광판 사이에 배치한 상태로 하여 수광기에서 수광하는 것이다. 이 검사 장치에서는, 각 편광판을 크로스 니콜 배치로 함과 함께, 수광기의 수직 수광 각도 (θ1) 를 0˚＜θ1＜90˚, 또한, 평행 수광 각도 (θ2) 를 0˚＜θ2＜90˚ 로 함으로써, 위상차 필름의 두께 방향의 리타데이션에서 기인된 위상차성의 결함을 검출하고 있다.

그런데, 패턴화 위상차 필름은, 상기 서술한 바와 같이 광학축의 방향이 서로 상이한 위상차 영역을 교대로 다수 배치하고 있다. 이 때문에, 상기 특허문헌 1, 2 와 같이 편광판을 배치한 것 만으로는, 각 위상차 영역에 의해 관찰되는 휘도가 상이해진다. 그 때문에, 결함을 양호한 정밀도로 검출할 수 없다는 문제가 있었다.

본 발명은, 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 패턴화 위상차 필름의 결함을 양호한 정밀도로 검출할 수 있는 패턴화 위상차 필름의 결함 검출 장치 및 방법, 그리고 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 달성하기 위해서, 본 발명의 패턴화 위상차 필름의 결함 검출 장치는, 광학축이 서로 대략 직교하는 스트라이프상의 제 1 및 제 2 위상차 영역이 교대로 복수 나열되어 배열되고, 이들 영역이 λ/4 파장판으로서 기능하는 패턴화 위상차 필름을 협지하도록 크로스 니콜 배치되는 제 1 및 제 2 편광판과, 제 1 편광판을 개재하여 패턴화 위상차 필름에 검사광을 조사하는 광원부와, 제 2 편광판을 개재하여 패턴화 위상차 필름을 촬영하여 휘도 화상을 얻는 촬영 장치와, 휘도 화상으로부터 결함을 검출하는 결함 검출부를 구비한다. 제 1 및 제 2 편광판은, 어느 일방의 편광 투과축이 제 1 및 제 2 위상차 영역의 어느 일방의 광학축과 대략 평행이 되는 상태에서, 정상적인 제 1 및 제 2 위상차 영역을 촬영 장치로 촬영했을 때의 각 휘도가 소광 상태 근방에서 동일 레벨이 되도록, 일방의 편광 투과축의 방향을 조정한다. 이 경우에는, 낮은 휘도 레벨로 촬영되는 패턴화 위상차 필름의 제 1 위상차 영역과 제 2 위상차 영역의 정상 부분에 대해, 결함 부분을 높은 휘도로 촬영할 수 있고, 또한 정상 부분의 휘도가 제 1 위상차 영역과 제 2 위상차 영역에서 동일해지기 때문에, 결함을 양호한 정밀도로 검출할 수 있다.

패턴화 위상차 필름이, 위상차층을 투명 필름으로 이루어지는 지지체에 적층함으로써 제 1 및 제 2 위상차 영역이 형성되어 있을 때, 제 1 편광판과 패턴화 위상차 필름 사이, 또는 제 2 편광판과 패턴화 위상차 필름 사이에, 지지체가 갖는 위상차 특성을 없애는 위상차 보상판을 배치하는 것이 바람직하다. 이 위상차 보상판으로는, 지지체와 동일한 투명 필름으로 하는 것이 간편하다.

화상 처리부는, 촬영된 휘도 화상을 소정의 임계값으로 2 치화하고, 각 화소를 임계값 이상의 명 (明) 화소와 임계값보다 낮은 암 (暗) 화소로 하는 2 치화 회로와, 복수 개의 명화소가 연결된 영역을 결함 후보 영역으로 하는 결함 후보 추출 회로를 갖고, 결함 검출부는, 결함 후보 영역에 대해, 인접하는 다른 결함 후보 영역과의 사이의 화소수를 경계선이 나열되는 방향으로 계수하여, 계수된 화소수가 소정값 이하인 경우에, 당해 결함 후보 영역을 결함으로 하는 것이 바람직하다.

제 1 및 제 2 위상차 영역의 경계에 대응한 휘도 화상 내의 경계선을 소거하는 화상 처리부를 구비하고, 결함 검출부는, 경계선이 소거된 휘도 화상에 기초하여 결함을 검출하는 것이 바람직하다.

또, 화상 처리부는, 촬영된 휘도 화상을 소정의 임계값으로 2 치화하고, 각 화소를 임계값 이상의 명화소와 임계값보다 낮은 암화소로 하는 2 치화 회로와, 경계선이 나열되는 방향으로 명화소의 영역을 수축시키는 수축 처리를 2 치화된 휘도 화상에 대해 경계선의 폭에 따른 횟수로 실시하여, 경계선을 소거하는 수축 처리 회로를 갖는 것이 바람직하다.

화상 처리부는, 수축 처리와 동 방향으로 명화소의 영역을 팽창시키는 팽창 처리를 수축 처리된 휘도 화상에 대해 실시하고, 수축 처리에서 남은 명화소의 영역을 수축 처리 전의 사이즈로 되돌리는 팽창 처리 회로를 갖고, 결함 검출부는, 팽창 처리된 휘도 화상에 기초하여 결함을 검출하는 것이 바람직하다.

또, 화상 처리부는, 휘도 화상 상의 화소에 대해, 적어도 경계선이 나열되는 방향으로 경계선 간격에 따른 화소수만큼 당해 화소로부터 떨어진 화소를 상대 화소로 하여, 당해 화소의 휘도로부터 상대 화소의 휘도를 감산한 값을 당해 화소의 새로운 값으로 하는 차분 처리를 휘도 화상 상의 각 화소에 대해 실시함으로써, 경계선을 실질적으로 소거한 차분 화상을 생성하는 차분 화상 생성 회로와, 차분 화상을 소정의 임계값으로 2 치화하고, 각 화소를 임계값 이상의 명화소와 임계값보다 낮은 암화소로 하는 2 치화 회로를 갖는 것이 바람직하다.

차분 화상 생성 회로는, 휘도 화상 상에서 서로 상이한 방향의 상대 화소와의 사이에서 차분 처리를 실시함으로써 각각의 방향의 차분 화상을 각각 생성하고, 2 치화 회로는, 복수의 차분 화상의 각각을 소정의 임계값으로 2 치화하여 복수의 2 치화 화상을 생성하고, 결함 검출부는, 복수의 2 치화 화상에 대해 결함 검출을 실시하는 것이 바람직하다.

또, 본 발명은, 패턴화 위상차 필름을 협지하도록 배치되는 제 1 및 제 2 편광판과, 제 1 편광판을 개재하여 패턴화 위상차 필름에 조명광을 조사하는 조명광원과, 패턴화 위상차 필름과 제 2 편광판 사이에 배치되는 λ/4 파장판과, 제 1 편광판의 투과축을 패턴화 위상차 필름의 광학축에 대해 45˚ 기울인 상태에서, 제 2 편광판의 투과축을, λ/4 파장판의 광학축에 대해 +45 도로 한 제 1 상태와, 제 2 편광판의 투과축을, λ/4 파장판의 광학축에 대해 -45 도로 한 제 2 상태로 선택적으로 세트하는 촬영 조건 변경부와, 촬영 조건 변경부에 의한 제 1 상태 및 제 2 상태에서, λ/4 파장판 및 제 2 편광판을 개재하여 패턴화 위상차 필름을 촬영하여, 제 1 화상 및 제 2 화상을 얻는 촬영 장치와, 제 1 화상과 제 2 화상의 제 1 및 제 2 위상차 영역을 일치시키고, 제 1 화상 및 제 2 화상을 중첩시켜 합성하는 화상 합성부와, 화상 합성부로부터의 합성 화상 신호에 기초하여 결함을 검출하는 결함 검출부를 갖는다. 이 경우에는, 패턴화 위상차 필름에 대해, 일반적인 위상차 필름과 동일하게, 결함을 검출할 수 있고, 또한, 사용 용도의 원리를 따른 광학 조건으로 촬영하므로, 실용상 문제가 되는 결함을 적확하게 양호한 정밀도로 검출할 수 있다.

합성 화상부는, 화상 합성할 때, 제 1 및 제 2 위상차 영역의 경계선과 직교하는 방향에 있어서의 제 1 화상과 제 2 화상의 상대 위치를 바꾸어 중첩시키고, 중첩시킨 후의 합성 화상의 평균 휘도가 최소가 되는 상대 위치에서 합성 화상을 작성하는 것이 바람직하다. 또, 제 1 화상과 제 2 화상에 있어서의 제 1 및 제 2 위상차 영역에 대한 명부 휘도를 화상 합성부의 다이나믹 레인지와 촬영 장치의 다이나믹 레인지 중 레인지가 좁은 쪽의 다이나믹 레인지의 대략 절반의 휘도로 하여 촬영하는 것이 바람직하다. 화상 합성부는, 제 1 화상과 제 2 화상에 대해 2 치화 신호를 생성하고, 일방의 2 치화 신호의 명암을 반전시켜 반전 2 치 신호로 하고, 이 반전 2 치 신호와 타방의 2 치화 신호의 배타적 논리합을 취하는 것이 바람직하다.

화상 합성부에 의한 2 치화 합성 화상에 있어서 제 1 및 제 2 위상차 영역의 경계에 기초한 패턴 경계부를 소거하는 패턴 경계 소거부를 갖는 것이 바람직하다. 패턴 경계 소거부는, 제 1 및 제 2 위상차 영역의 경계폭이 포함되는 화소 영역을 노이즈로서 축소 처리하는 것이 바람직하다. 패턴화 위상차 필름은, 제 1 및 제 2 위상차 영역의 열방향으로 반송되는 웹이며, 촬영 장치는, 제 1 화상을 취득하는 제 1 촬영 장치 본체와, 제 2 화상을 취득하는 제 2 촬영 장치 본체를 갖고, 웹의 반송에 동기하여 웹을 촬영하는 것이 바람직하다.

본 발명의 패턴화 위상차 필름의 결함 검출 방법은, 크로스 니콜 배치로 된 제 1 및 제 2 편광판 사이에, 광학축이 서로 대략 직교하는 스트라이프상의 제 1 및 제 2 위상차 영역이 교대로 복수 나열되어 배열되고, 이들 영역이 λ/4 파장판으로서 기능하는 패턴화 위상차 필름을 배치한 상태에서, 제 1 편광판을 개재하여 패턴화 위상차 필름에 검사광을 조사했을 때, 제 2 편광판을 개재하여 촬영되는 정상적인 제 1 및 제 2 위상차 영역의 각 휘도가 소광 상태 근방에서 동일 레벨이 되도록, 제 1 및 제 2 편광판의 어느 일방의 편광 투과축의 방향을, 제 1 및 제 2 위상차 영역의 어느 일방의 광학축과 대략 평행이 되는 범위에서 조정하는 조정 단계와, 편광 투과축의 방향이 조정된 제 1 및 제 2 편광판 사이에 패턴화 위상차 필름을 배치하고, 제 1 편광판을 개재하여 패턴화 위상차 필름에 검사광을 조사하고, 제 2 편광판을 개재하여 위상차 필름을 촬영하여 휘도 화상을 취득하는 촬영 단계와, 취득한 휘도 화상에 기초하여 결함을 검출하는 검출 단계를 갖는다.

패턴화 위상차 필름이, 위상차층을 투명 필름으로 이루어지는 지지체에 적층함으로써 제 1 및 제 2 위상차 영역이 형성되어 있을 때, 조정 단계 및 촬영 단계에서는, 제 1 편광판과 패턴화 위상차 필름 사이, 또는 제 2 편광판과 패턴화 위상차 필름 사이에 지지체가 갖는 위상차 특성을 없애는 위상차 보상판이 배치되는 것이 바람직하다. 위상차 보상판으로는, 지지체와 동일한 투명 필름으로 하는 것이 간편하다.

화상 처리부는, 촬영된 휘도 화상을 소정의 임계값으로 2 치화하고, 각 화소를 임계값 이상의 명화소와 임계값보다 낮은 암화소로 하는 2 치화 단계와, 복수 개의 명화소가 연결된 영역을 결함 후보 영역으로 하는 결함 후보 추출 단계를 갖고, 검출 단계는, 결함 후보 영역에 대해, 인접하는 다른 결함 후보 영역과의 사이의 화소수를 경계선이 나열되는 방향으로 계수하여, 계수된 화소수가 소정값 이하인 경우에, 당해 결함 후보 영역을 결함으로 하는 것이 바람직하다.

제 1 및 제 2 위상차 영역의 경계에 대응한 휘도 화상 내의 경계선을 소거하는 소거 단계를 갖고, 검출 단계는, 경계선이 소거된 휘도 화상에 기초하여 결함을 검출하는 것이 바람직하다.

소거 단계는, 촬영된 휘도 화상을 소정의 임계값으로 2 치화하고, 각 화소를 임계값 이상의 명화소와 임계값보다 낮은 암화소로 하는 2 치화 단계와, 경계선이 나열되는 방향으로 명화소의 영역을 수축하는 수축 처리를 2 치화된 휘도 화상에 대해 경계선의 폭에 따른 횟수로 실시하고, 경계선을 소거하는 수축 단계를 갖는 것이 바람직하다.

소거 단계는, 수축 처리와 동 방향으로 명화소의 영역을 팽창시키는 팽창 처리를 수축 처리된 휘도 화상에 대해 실시하고, 수축 처리에서 남은 명화소의 영역을 수축 처리 전의 사이즈로 되돌리는 팽창 처리 단계를 갖고, 검출 단계는, 팽창 처리된 휘도 화상에 기초하여 결함을 검출하는 것이 바람직하다.

소거 단계는, 휘도 화상 상의 화소에 대해, 적어도 경계선이 나열되는 방향으로 경계선 간격에 따른 화소수만큼 당해 화소로부터 떨어진 화소를 상대 화소로 하여, 당해 화소의 휘도로부터 상대 화소의 휘도를 감산한 값을 당해 화소의 새로운 값으로 하는 차분 처리를 휘도 화상 상의 각 화소에 대해 실시함으로써, 경계선을 실질적으로 소거한 차분 화상을 생성하는 차분 화상 생성 단계와, 차분 화상을 소정의 임계값으로 2 치화하고, 각 화소를 임계값 이상의 명화소와 임계값보다 낮은 암화소로 하는 2 치화 단계를 갖는 것이 바람직하다.

차분 화상 생성 단계는, 휘도 화상 상에서 서로 상이한 방향의 상대 화소와의 사이에서 차분 처리를 실시함으로써 각각의 방향의 차분 화상을 각각 생성하고, 2 치화 단계는, 복수의 차분 화상의 각각을 소정의 임계값으로 2 치화하여 복수의 2 치화 화상을 생성하고, 검출 단계는, 복수의 2 치화 화상에 대해 결함 검출을 실시하는 것이 바람직하다.

또, 본 발명은, 패턴화 위상차 필름을 협지하도록 제 1 및 제 2 편광판을 배치하고, 조명광원에 의해, 제 1 편광판을 개재하여 패턴화 위상차 필름에 조명광을 조사하고, 패턴화 위상차 필름과 제 2 편광판 사이에 λ/4 파장판을 배치하고, 제 1 편광판의 투과축을 패턴화 위상차 필름의 광학축에 대해 45˚ 기울인 상태에서, 제 2 편광판의 투과축을, λ/4 파장판의 광학축에 대해 +45 도로 한 제 1 상태와, 제 2 편광판의 투과축을, λ/4 파장판의 광학축에 대해 -45 도로 한 제 2 상태로 세트하고, 촬영 장치에 의해, λ/4 파장판 및 제 2 편광판을 개재하여, 제 1 상태에서 촬영하여 제 1 화상을 취득하고, 제 2 상태에서 촬영하여 제 2 화상을 취득하고, 화상 합성부에 의해, 제 1 화상과 제 2 화상의 제 1 및 제 2 위상차 영역을 일치시키고 중첩시켜 합성 화상을 작성하고, 합성 화상에 기초하여 상기 결함을 검출한다.

본 발명의 패턴화 위상차 필름의 제조 방법은, 광학축이 서로 대략 직교하는 스트라이프상의 제 1 및 제 2 위상차 영역이 교대로 복수 나열되어 배열되고, 이들 영역이 λ/4 파장판으로서 기능하는 패턴화 위상차 필름을 제조하는 제조 단계와, 편광 투과축의 방향이 조정된 제 1 및 제 2 편광판 사이에 패턴화 위상차 필름을 배치하고, 제 1 편광판을 개재하여 상기 패턴화 위상차 필름에 검사광을 조사하고, 제 2 편광판을 개재하여 위상차 필름을 촬영하여 휘도 화상을 취득하는 취득 단계와, 취득한 휘도 화상에 기초하여 결함을 검출하는 검출 단계와, 취득 단계에 앞서 실시되고, 제 1 및 제 2 편광판 사이에, 패턴화 위상차 필름을 배치한 상태에서, 제 1 편광판을 개재하여 패턴화 위상차 필름에 검사광을 조사했을 때, 제 2 편광판을 개재하여 촬영되는 정상적인 제 1 및 제 2 위상차 영역의 각 휘도가 소광 상태 근방에서 동일 레벨이 되도록, 제 1 및 제 2 편광판의 어느 일방의 편광 투과축의 방향을, 제 1 및 제 2 위상차 영역의 어느 일방의 광학축과 대략 평행이 되는 범위에서 조정하는 조정 단계를 갖는다.

또, 본 발명은, 광학축이 서로 직교하는 각각 띠상의 제 1 및 제 2 위상차 영역이 교대로 복수 나열되어 배열된 패턴화 위상차 필름을 제조하는 제조 단계와, 패턴화 위상차 필름을 협지하도록 제 1 및 제 2 편광판을 배치하고, 조명광원에 의해, 제 1 편광판을 개재하여 상기 패턴화 위상차 필름에 조명광을 조사하는 조명 단계와, 패턴화 위상차 필름과 제 2 편광판 사이에 λ/4 파장판을 배치하고, 제 1 편광판의 투과축을 패턴화 위상차 필름의 광학축에 대해 45˚ 기울인 상태에서, 제 2 편광판의 투과축을, λ/4 파장판의 광학축에 대해 +45 도로 한 제 1 상태와, 제 2 편광판의 투과축을, λ/4 파장판의 광학축에 대해 -45 도로 한 제 2 상태로 세트하고, 촬영 장치에 의해, λ/4 파장판 및 제 2 편광판을 개재하여, 제 1 상태에서 촬영하여 제 1 화상을 취득하고, 제 2 상태에서 촬영하여 제 2 화상을 취득하는 촬영 단계와, 제 1 화상과 제 2 화상의 제 1 및 제 2 위상차 영역을 일치시키고 중첩시켜 합성 화상을 작성하는 화상 합성 단계와, 합성 화상에 기초하여 결함을 검출하는 검출 단계를 갖는다.

본 발명에 의하면, 광학축이 서로 대략 직교하는 스트라이프상의 제 1 및 제 2 위상차 영역이 교대로 복수 나열되어 배열되고, 이들 영역이 λ/4 파장판으로서 기능하는 패턴화 위상차 필름의 결함을 양호한 정밀도로 검출할 수 있다.

도 1 은, 본 발명을 실시한 결함 검출 장치의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2 는, 패턴화 위상차 필름의 층 구조를 나타내는 단면도이다.
도 3 은, 각 위상차 영역의 지상축의 기울기를 나타내는 설명도이다.
도 4 는, 결함 검출 유닛의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 5 는, 검사를 위한 처리 순서를 나타내는 플로우 차트이다.
도 6(a) 는, 2 치화된 휘도 화상의 일례를 나타내는 설명도이다.
도 6(b) 는, 수축 처리에 의해, 경계선이나 노이즈, 미소한 결함 부분을 소거한 휘도 화상의 일례를 나타내는 설명도이다.
도 6(c) 는, 팽창 처리에 의해 휘도 화상의 명화소 영역의 폭이 되돌려진 휘도 화상의 일례를 나타내는 설명도이다.
도 7 은, 차분 화상을 생성함으로써 경계선의 소거를 실시하는 예에 있어서의 결함 검출 유닛을 나타내는 블록도이다.
도 8 은, 차분 화상을 생성할 때의 상대 화소의 거리를 나타내는 설명도이다.
도 9 는, 인접하는 결함 후보까지의 화소수에 따라 결함인지 여부를 판정하는 예에 있어서의 결함 검출 유닛을 나타내는 블록도이다.
도 10 은, Y 방향으로 인접하는 결함 후보까지의 화소수에 기초하여 결함이라고 판정하는 예를 나타내는 설명도이다.
도 11 은, 위상차 보상판을 형성한 예를 나타내는 측면도이다.
도 12 는, 시트상의 패턴화 위상차 필름의 결함 검출 장치를 나타내는 사시도이다.
도 13(a) 는, 제 1 화상의 일례를 나타내는 설명도이다.
도 13(b) 는, 제 2 화상의 일례를 나타내는 설명도이다.
도 13(c) 는, 제 1 화상 및 제 2 화상의 합성 화상의 일례를 나타내는 설명도이다.
도 13(d) 는, 합성 화상에 기초하여 명결함 추출을 실시했을 때의 화상을 나타내는 설명도이다.
도 13(e) 는, 합성 화상에 기초하여 암결함 추출을 실시했을 때의 화상을 나타내는 설명도이다.
도 13(f) 는, 도 13(d) 에 나타내는 화상으로부터 경계 부분을 소거한 화상을 나타내는 설명도이다.
도 13(g) 는, 도 13(f) 에 나타내는 화상으로부터 경계 부분을 소거한 화상을 나타내는 설명도이다.
도 14 는, 결함 검출의 처리 순서를 나타내는 플로우 차트이다.
도 15 는, 화상 합성시의 X 방향 위치 맞춤의 처리 순서를 나타내는 플로우 차트이다.
도 16 은, 웹상의 패턴화 위상차 필름의 결함 검출 장치를 나타내는 사시도이다.
도 17 은, 제 1 화상 및 제 2 화상 신호에 기초하여 결함을 추출하는 방법을 나타내는 타이밍 차트이다.

[제 1 실시형태]

도 1 에 있어서, 결함 검출 장치 (10) 는, 패턴화 위상차 필름의 제조 라인 상에 형성되어 있다. 이 결함 검출 장치 (10) 에는, 위상차 필름 형성 공정으로부터의 장척의 패턴화 위상차 필름 (이하, 간단히 위상차 필름이라고 한다) (12) 이 연속 공급되고, 그 위상차 필름 (12) 에 대해 결함의 검출을 실시한다. 또한, 이하의 설명에서는, 위상차 필름 (12) 의 길이 방향을 X 방향, 이 X 방향에 직교하는 위상차 필름 (12) 의 폭 방향을 Y 방향으로 한다.

도 2 에 나타내는 바와 같이, 위상차 필름 (12) 에는, 위상차층 (12b) 의 위상차 특성이 상이한 제 1 위상차 영역 (14) 과 제 2 위상차 영역 (15) 이 Y 방향으로 교대로 배열되어 있다. 위상차 필름 (12) 은, 위상차 필름 형성 공정에 있어서, TAC (트리아세틸셀룰로오스) 등의 투명 필름으로 이루어지는 지지체 (12a) 의 표면에, 제 1, 제 2 위상차 영역 (14, 15) 의 위상차를 발현시키는 위상차층 (12b) 이 형성된다.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 제 1 위상차 영역 (14), 제 2 위상차 영역 (15) 은, 위상차 필름 (12) 의 길이 방향을 따라 연장된 스트라이프상으로서, Y 방향으로 일정한 피치로 교대로 나열되어 배치되어 있다. 각 위상차 영역 (14, 15) 의 폭 (Y 방향의 길이) 은, 예를 들어 270 ㎛ 이며, 이 폭과 동일한 피치로 각 위상차 영역 (14, 15) 이 Y 방향으로 나열되어 있다. 또한, 도 1 에서는, 각 위상차 영역 (14, 15) 의 폭을 과장하여 그려져 있다.

X 방향을 기준 (0˚) 으로 하여, 제 1 위상차 영역 (14) 은, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 그 광학축 (지상축 또는 진상축), 예를 들어 지상축 (As1) 이 「-45˚(=-θ1)」만큼 기울어진 λ/4 파장판으로서 기능하도록 형성되고, 일방의 제 2 위상차 영역 (15) (도 1 참조) 은, 그 지상축 (As2) 이 「+45˚(=+θ1)」만큼 기울어진 λ/4 파장판으로서 기능하도록 형성된다. 따라서, 위상차 필름 (12) 은, 제 1 위상차 영역 (14) 과 제 2 위상차 영역 (15) 의 지상축 (As1, As2) 이 서로 직교하도록 형성된 패턴화 위상차 필름으로 되어 있다. 이와 같은 위상차 필름 (12) 은, 예를 들어 액정 스크린에 첩부되어, 입체 화상을 관찰하기 위해서 사용된다.

또한, 상세를 후술하는 바와 같이, 위상차 필름 (12) 의 지상축 (As1, As2) 이 X 방향에 대해 엄밀하게 ±45˚ 기울어져 있을 필요는 없고, 또 기준으로 하는 방향도 임의로서, 각 위상차 영역 (14, 15) 의 지상축이 서로 대략 직교하는 패턴화 위상차 필름이면 검사 대상이 된다. 또, 지상축 대신에 진상축이 서로 직교하도록 각 위상차 영역이 형성된 패턴화 위상차 필름도 검사 대상이 된다.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 결함 검출 장치 (10) 는, 광원부 (16), 촬영 장치 (17), 제 1, 제 2 편광판 (18, 19), 결함 검출 유닛 (20) 을 가지고 있다. 위상차 필름 (12) 이 사용되는 최종 제품으로서, 3D 텔레비젼을 상정하고, 이것을 감상자가 통상의 관찰을 하기로 한 경우에는, 예를 들어 직경이 100 ㎛ 정도의 결함을 검출할 수 있으면 되고, 결함 검출 장치 (10) 에서는, 각 부의 제원이 그와 같이 결정되어 있다. 텔레비젼 감상자에게는 100 ㎛ 이하의 사이즈의 것은 결함으로서 식별되는 경우가 없기 때문에 실용상 문제는 없기 때문이다. 또, 결함으로는, 이물질, 오염, 흠집이나, 배광 불균일 (위상차 특성의 국소적인 흐트러짐) 등을 들 수 있다.

결함 검출 장치 (10) 에서는, 위상차 필름 형성 공정으로부터 공급되는 위상차 필름 (12) 이 반송 기구 (도시 생략) 에 의해 X 방향으로 연속 반송된다. 이 위상차 필름 (12) 의 반송로에는, 소정의 간격으로 2 개의 가이드 롤러 (도시 생략) 를 배치하고 있다. 이들 가이드 롤러에 위상차 필름 (12) 이 걸어짐으로써, 각 가이드 롤러 사이의 검사 스테이지에서 위상차 필름 (12) 이 평면상으로 유지된다.

검사 스테이지에는, 광원부 (16) 와, 촬영 장치 (17) 와, 제 1, 제 2 편광판 (18, 19) 이 배치되어 있다. 광원부 (16) 와 촬영 장치 (17) 는, 반송로를 협지하여 서로 반대측에 배치되어 있다. 광원부 (16) 는, 할로겐 램프 등의 광원을 가지고 있고, 이 예에서는 반송로의 하측으로부터 제 1 편광판 (18) 을 개재하여, 위상차 필름 (12) 의 하면을 향하여 폭 방향으로 고르게 검사광을 조사한다. 또한, 광원부 (16) 의 광원으로는, 메탈 할라이드 램프 등의 다른 램프여도 되고, LED (발광 다이오드) 등이어도 된다.

촬영 장치 (17) 는, 반송로의 상측에, 위상차 필름 (12) 의 법선 방향으로부터 제 2 편광판 (19) 을 개재하여 위상차 필름 (12) 의 휘도 화상을 촬영한다. 이 촬영 장치 (17) 는, 촬영 렌즈 (17a) 와, 라인상으로 나열된 다수의 수광 소자로 이루어지는 CCD 라인 센서 (17b) 등으로 구성된 리니어 어레이 카메라로 되어 있고, 1 회의 촬영으로 위상차 필름 (12) 의 폭 방향에 평행한 1 라인을 촬영한다. 휘도 화상의 각 화소의 값은 대응하는 위상차 필름 (12) 의 부분으로부터 사출되어 제 2 편광판 (19) 을 투과한 광량, 즉 제 2 편광판 (19) 을 통해 관찰되는 휘도를 나타내고 있다. 위상차 필름 (12) 이 1 라인분 반송될 때마다 촬영 장치 (17) 에 의한 1 회의 촬영을 실시함으로써, 검사 스테이지를 통과하는 위상차 필름 (12) 의 휘도 화상을 순차적으로 촬영한다. 촬영 장치 (17) 의 화소 분해능, 즉 휘도 화상의 1 화소에 대응하는 위상차 필름 (12) 상에 있어서의 Y 방향의 길이는, 예를 들어 10 ㎛/화소로 되어 있다. 또한, 촬영 장치 (17) 로서, 리니어 어레이 카메라가 아닌, 복수의 라인을 동시에 촬영하는 에어리어 카메라를 사용해도 된다.

제 1 편광판 (18) 은, 광원부 (16) 와 위상차 필름 (12) 사이에, 또 제 2 편광판 (19) 은, 위상차 필름 (12) 과 촬영 장치 (17) 사이에, 각각 위상차 필름 (12) 과 평행한 자세로 배치되어 있다. 각 편광판 (18, 19) 은, 모두 직선 편광 타입의 것이다. 그리고, 제 1 편광판 (18) 의 편광 투과축 (P1) 과 제 2 편광판 (19) 의 편광 투과축 (P2) 이 서로 직교하는, 이른바 크로스 니콜 배치로 되어 있다.

제 1 편광판 (18) 과 제 2 편광판 (19) 은, 결함이 없는 정상적인 제 1 위상차 영역 (14) 과 제 2 위상차 영역 (15) 을 촬영 장치 (17) 로 촬영했을 때, 그들 각 위상차 영역 (14, 15) 이 동일한 휘도 레벨이 되도록, 위상차 필름 (12) 에 대한 편광 투과축 (P1) 의 방향이 조정된다. 이 조정에서는, 편광 투과축 (P1) 이 지상축 (As1) 과 대략 평행하고, 또한, 편광 투과축 (P2) 이 지상축 (As2) 과 대략 평행이 되는 범위에서 실시한다. 이로써, 정상적인 제 1 위상차 영역 (14) 과 제 2 위상차 영역 (15) 을 투과한 검사광이 제 2 편광판 (19) 을 투과하지 않는 소광 상태에 가까운 상태 (소광 상태 근방) 에서, 제 1 위상차 영역 (14) 과 제 2 위상차 영역 (15) 의 각 휘도가 동일한 레벨이 되도록 하고 있다.

위상차 필름 (12) 은, 지상축 (As1, As2) 이 직교하도록 제 1 위상차 영역 (14) 과 제 2 위상차 영역 (15) 이 형성되는데, 실제로는 여러 가지의 이유에 의해 지상축 (As1, As2) 이 서로 직교한 상태에서 어긋나 있는 경우가 있다. 이 때문에, 예를 들어 편광 투과축 (P1) 을 지상축 (As1) 과 평행하게 조정했을 경우에, 제 1 위상차 영역 (14) 에 대해서는 검사광을 통과시키지 않는 소광 상태가 되는데, 제 2 위상차 영역 (15) 에 대해서는 소광 상태로는 되지 않고, 그들에 휘도 레벨에 차이가 발생하는 경우가 있다. 이와 같이 각 위상차 영역 (14, 15) 에 휘도차가 발생하면, 촬영 장치 (17) 에 의한 휘도 화상에 기초하여 결함을 양호한 정밀도로 검출할 수 없다. 그래서, 소광 상태는 아니지만, 상기와 같이 소광 상태에 가까운 상태에서 제 1 위상차 영역 (14) 과 제 2 위상차 영역 (15) 의 각 휘도가 동일한 레벨이 되도록 조정하고, 결함 검출을 양호한 정밀도로 실시할 수 있도록 하고 있다.

이 예에서는 제 1 위상차 영역 (14) 의 지상축 (As1) 과 제 1 편광판 (18) 의 편광 투과축 (P1) 이 대략 평행이 되는 상태에서, 정상적인 제 1 위상차 영역 (14) 과 제 2 위상차 영역 (15) 의 각 휘도가 동일한 레벨이 되도록 조정하고 있는데, 이와 같이 대략 평행이 되는 상태로 하고 있는 것은, 상기로부터 알 수 있는 바와 같이 소광 상태에 가까운 상태로 하기 위해서이다. 여기서, 소광 상태에 가까운 상태에서 정상적인 제 1 위상차 영역 (14) 과 제 2 위상차 영역 (15) 의 각 휘도를 동일한 레벨로 하는 것은, 지상축 (As1, As2) 이 이루는 각도의 90˚로부터의 어긋남을 Δθ 로 하면, 편광 투과축 (P1, P2) 이 이루는 각도가 90˚(크로스 니콜) 를 유지한 상태에서, 편광 투과축 (P1) 이 지상축 (As1) 에 대해, 또 편광 투과축 (P2) 이 지상축 (As2) 에 대해, 각각 Δθ/2 만큼 어긋나게 한 상태로 조정하는 것을 의미한다.

또, 제 1 편광판 (18) 과 제 2 편광판 (19) 의 어느 일방의 편광 투과축을, 제 1 위상차 영역 (14) 과 제 2 위상차 영역 (15) 의 어느 일방의 광학축 (지상축 또는 진상축) 과 대략 평행이 되는 상태로 하고, 정상적인 제 1 위상차 영역 (14) 과 제 2 위상차 영역 (15) 의 각 휘도가 동일한 레벨이 되도록 조정하면 된다. 따라서, 제 1 편광판 (18) 의 편광 투과축 (P1) 이 제 1 위상차 영역 (14) 의 지상축 (As1) 과 대략 직교하는 상태에서, 정상적인 제 1 위상차 영역 (14) 과 제 2 위상차 영역 (15) 의 각 휘도가 동일한 레벨이 되도록 조정해도 된다. 또, 편광 투과축 (P1) 이 제 1 위상차 영역 (14) 의 진상축과 대략 평행이 되는 상태 혹은 직교하는 상태에서 정상적인 제 1 위상차 영역 (14) 과 제 2 위상차 영역 (15) 의 각 휘도가 동일한 레벨이 되도록 조정해도 된다.

또한, 제 1 편광판 (18) 과 제 2 편광판 (19) 이 크로스 니콜이 되어 있고, 또 제 1 위상차 영역 (14) 과 제 2 위상차 영역 (15) 의 각 광학축 (예를 들어 지상축 (As1, As2)) 이 대략 직교하고 있다. 이 때문에, 일방의 편광판의 편광 투과축과 일방의 위상차 영역의 광학축을 대략 평행한 상태로 하는 것은, 일방의 편광판의 편광 투과축과 타방의 위상차 영역의 광학축을 대략 직교하는 상태로 하는 것, 타방의 편광판의 편광 투과축과 타방의 위상차 영역의 광학축을 대략 평행한 상태로 하는 것, 및 타방의 편광판의 편광 투과축과 일방의 위상차 영역의 광학축을 대략 직교하는 상태로 하는 것과 동일한 의미이다.

촬영 장치 (17) 로부터의 휘도 화상은, 결함 검출 유닛 (20) 으로 보내진다. 결함 검출 유닛 (20) 은, 촬영 장치 (17) 에서 얻어지는 휘도 화상에 기초하여 위상차 필름 (12) 의 결함을 검출한다. 도 4 에 나타내는 바와 같이, 결함 검출 유닛 (20) 은, 화상 처리부 (21) 와, 결함 검출부 (22) 를 갖고, 화상 처리부 (21) 는, D/A 변환기 (23), 메모리 (24), 2 치화 회로 (25), 수축 처리 회로 (26), 팽창 처리 회로 (27), 노이즈 제거 회로 (28) 를 갖는다.

D/A 변환기 (23) 는, 휘도 화상의 각 화소의 휘도 레벨을 디지털 데이터화한다. 메모리 (24) 는, 다수 라인의 휘도 화상을 기억 가능하고, 1 라인씩 입력되는 휘도 화상을 순차 축적함으로써, 이차원 휘도 화상을 생성한다. 또, 메모리 (24) 는, 결함 검출 유닛 (20) 의 각 부가 처리를 실시하기 위한 워크 메모리로서도 사용된다.

메모리 (24) 에는, 소정 라인수, 예를 들어 400 라인으로 이루어지는 이차원 휘도 화상이 생성되고, 이 이차원 휘도 화상을 1 개의 처리 단위로 하여 이후의 화상 처리가 실시된다. 400 라인으로 이루어지는 이차원 휘도 화상에는, 전후의 휘도 화상 사이에서 오버랩되도록 생성되고, 이차원 휘도 화상 사이의 경계 부근의 결함을 빠짐없이 검출할 수 있도록 하고 있다. 화상 처리부 (21) 의 각 부는, 메모리 (24) 에 소정 라인수의 휘도 화상이 생성될 때마다, 이것을 판독 출력하고, 그 휘도 화상에 대해 소정 처리를 실시한 후, 다시 메모리 (24) 에 보존한다.

휘도 화상에는, 식별 데이터가 부여된다. 이 식별 데이터는, 화상 처리부 (21) 에서 실시된 처리의 이력을 나타내는 것으로, 화상 처리부 (21) 의 각 부에서 처리가 실시될 때마다, 그 내용이 갱신된다. 화상 처리부 (21) 의 각 부는, 이 식별 데이터에 기초하여, 메모리 (24) 에 보존된 휘도 화상에 해당 처리를 실시하는지 여부를 식별하고, 해당 처리를 실시해야 하는 휘도 화상이 있으면, 그것을 메모리 (24) 로부터 판독 출력하여 해당 처리를 실시한다. 이로써, 이차원 휘도 화상에 대해, 화상 처리부 (21) 에 의한 소정의 화상 처리가 순차적으로 실시된다.

2 치화 회로 (25) 는, 메모리 (24) 에 기억되어 있는 휘도 화상의 각 화소에 대해, 휘도 레벨을 소정의 임계값과 비교하여 2 치화한다. 이 2 치화보다, 휘도 레벨이 임계값보다 낮은 화소를 값 「0」의 암화소로 하고, 임계값 이상의 화소를 값 「1」의 명화소로 한다. 이 2 치화에서는, 위상차 영역 (14, 15) 의 정상 부분에 대응한 화소가 암화소가 되고, 이 정상 부분보다 휘도가 높아 결함 후보가 되는 화소가 명화소가 되도록 하면 되기 때문에, 제 1 편광판 (18) 의 편광 투과축 (P1) 의 방향 조정 후에 정상 부분에서 얻어지는 휘도에 기초하여 임계값을 설정한다.

제 1, 제 2 편광판 (18, 19) 이 조정된 상태에서는, 제 1, 제 2 위상차 영역 (14, 15) 의 정상 부분의 휘도는 소광 상태에 가까운 상태에서 양자가 동일한 휘도 레벨이 되어 있다. 상기 2 치화를 위한 임계값으로는, 이 정상 부분의 휘도 레벨보다 높은 휘도 레벨이면 된다. 이 임계값은, 어느 휘도 레벨 이상의 휘도 부분을 결함 후보로 하는지에 따라 결정한다. 이 휘도 레벨은, 통상, 미리 모의적으로 생성한 결함 샘플이나, 실제로 발생한 결함 샘플을, 조정이 끝난 결함 검출 장치 (10) 혹은 동등한 광학계의 실험기에 세트하여 해당 결함의 휘도 측정을 실시하여 결정할 수 있다.

수축 처리 회로 (26) 는, 휘도 화상에 포함되는 위상차 영역 (14, 15) 의 경계선이나, 노이즈의 소거를 실시한다. 제 1 위상차 영역 (14) 과 제 2 위상차 영역 (15) 의 경계는, 좁은 폭이기는 하지만 위상차 특성이 무너져, 결함과 동일하게 휘도가 높아진다. 이 때문에, 이차원 휘도 화상 상에서는, Y 방향으로 소정의 화소수, 예를 들어 2 ～ 3 화소에서, X 방향을 따른 직선 상의 휘도가 높아진 경계선이 된다.

수축 처리 회로 (26) 는, 경계선을 소거하기 위해서 수축 처리를 2 치화된 휘도 화상에 대해 실시한다. 또, 수축 처리에 의해, Y 방향의 길이가 작은 노이즈가 되는 명화소가 동시에 소거된다. 경계선의 각 화소는, 2 치화에 의해 명화소로 변환된다. 수축 처리는, 각 위상차 영역 (14, 15) 이 나열되는 방향, 즉 Y 방향에 대해 명화소의 폭을 축소하도록 실시한다. 이 수축 처리는, 경계선을 소거할 수 있는 만큼의 횟수, 즉 경계선의 폭 (Y 방향의 화소수) 에 따른 횟수만큼 실시된다. 이와 같이 경계선을 소거함으로써, 각 위상차 영역 (14, 15) 의 경계의 영향을 없애 결함을 양호한 정밀도로 검출할 수 있다.

1 회의 수축 처리에서는, 착목하는 휘도 화상 상의 화소에 대해, 동일한 1 라인 중에서 그에 인접한 화소의 일방, 예를 들어 우측이 암화소 (값이 「0」) 일 때, 착목하는 화소를 암화소 (값이 「0」) 로 하는 처리를 각 화소에 대해 실시한다. 즉, 동일한 1 라인 상에서 명화소 영역의 우단의 화소를 암화소로 하여 제거한다. 이 때문에, 예를 들어, 경계선의 폭이 2 화소일 때는, 2 회의 수축 처리를 실시하고, 경계선의 폭이 3 화소일 때는, 3 회의 수축 처리를 실시함으로써 경계선을 소거한다. 수축 처리를 몇 회 실시하는지는, 촬영 장치 (17) 의 분해능과 위상차 필름 (12) 상에서의 경계선의 폭에 의해 결정할 수 있다. 이 수축 처리의 횟수는, 경계선의 폭의 정상 범위 내의 편차를 고려하여, 실험에 의해 휘도 화상 상의 경계선의 폭 (화소수) 으로부터 결정하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 수축 처리에서는, 처리마다 명화소 영역의 우단 (右端) 의 화소를 암화소로 하여 제거하도록 하고 있는데, 명화소 영역의 좌단 (左端) 의 화소를 암화소로 하여 제거해도 된다.

팽창 처리 회로 (27) 는, 수축 처리 후의 휘도 화상에 대해 팽창 처리를 실시한다. 이 팽창 처리에 의해, 휘도 화상에 남은 명화소 영역의 Y 방향의 길이를 복원한다. 이로써, 결함 판정할 때 양호한 정밀도로 결함 사이즈의 판정을 실시할 수 있도록 한다. 팽창 처리는, Y 방향에 대해 수축 처리의 역논리로 실시되고, 휘도 화상 상의 착목하는 화소에 대해, 동일한 1 라인 중에서 그것에 좌측으로 인접한 화소가 명화소 (값이 「1」) 일 때, 착목하는 화소를 명화소 (값 「1」) 로 하는 처리를 각 화소에 대해 실시한다. 이 팽창 처리는, 수축 처리와 동일한 처리 횟수만큼 실시된다.

또한, 이 예에서는, 결함 검출할 때, 화소수에 기초한 결함 추출이나 결함 판정을 용이하게 하기 위해서 팽창 처리를 실시하고, 남은 명화소 영역의 사이즈를 원래대로 되돌리고 있다. 따라서, 명화소 영역의 사이즈에 상관없이 결함으로서 판단한다면, 팽창 처리를 생략할 수 있다. 또, 이 예에서는, 수축 처리 및 팽창 처리를 Y 방향에 대해서만 실시하고 있기 때문에, 휘도 화상을 이차원화하지 않고, 1 라인씩 수축 처리 및 팽창 처리를 실시해도 된다. 또한, 이 예에서는, Y 방향만을 대상으로 수축, 팽창 처리를 실시하고 있는데, X 방향으로도 실시함으로써, X 방향의 길이가 작은 노이즈가 되는 명화소의 소거를 동시에 실시해도 된다.

노이즈 제거 회로 (28) 는, 소정 화소수 이하의 명화소 영역을 노이즈로서 휘도 화상으로부터 제거한다. 이 예에서는, 수축 처리 후에 팽창 처리 전 단계에서, 주위가 모두 암화소가 되는 고립된 1 화소의 명화소 (고립점) 를 노이즈로서 소거한다. 이 소거는, 명화소를 암화소로 변환함으로써 실시된다. 또한, 노이즈 제거 회로 (28) 에 의한, 노이즈 제거는, 전기적인 노이즈 등도 여러 가지의 요인으로 나타난 노이즈로서의 명화소나, 결함으로서 검출하고 있지 않아도 문제가 되지 않을 정도로 면적 (화소수) 이 작은 명화소의 영역을 지우는 것으로, 1 화소의 명화소 영역에 한정하지 않고, 복수의 명화소가 연결된 명화소의 영역을 노이즈로서 제거해도 된다. 또, 수축 처리 전의 휘도 화상이나, 팽창 처리 후에 결함 검출 직전에 노이즈 제거를 실시해도 된다.

결함 검출부 (22) 는, 팽창 처리 후의 휘도 화상으로부터 결함을 검출한다. 이 결함 검출부 (22) 는, 결함 검출에서는, 휘도 화상 상의 명화소 영역을 추출하고, 그 추출한 영역을 결함 부분으로서 특정한다. 또, 명화소 영역의 화소수를 조사함으로써, 결함의 X, Y 방향의 길이, 사이즈, 형상을 판정하는 것도 가능하다. 물론, 명화소 영역의 길이나 사이즈에 기초하여 결함 부분으로 하는지 여부를 판정하는 것도 가능하다. 결함 검출부 (22) 는, 결함을 검출했을 때에는, 그 결함의 위상차 필름 (12) 상의 위치나 검출한 결함의 사이즈를 포함하는 결함 정보를 생성하여 출력한다. 이 결함 정보는, 결함 부분을 제품으로서 사용하지 않기 위한 제어 정보로서 사용된다.

다음으로 상기 구성의 작용에 대해 설명한다. 결함 검출 장치 (10) 에 의한 결함 검사에 앞서, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 편광 투과축의 방향 조정을 실시한다. 먼저, 검사 스테이지의 제 1 편광판 (18) 과 제 2 편광판 (19) 사이에, 검사 대상이 되는 위상차 필름 (12) 의 미리 특정해 둔 정상 부분을 배치한 상태로 한다. 다음으로, 제 1 편광판 (18) 과 제 2 편광판 (19) 의 각 편광 투과축 (P1, P2) 을 직교시켜, 크로스 니콜 상태로 한다.

크로스 니콜 상태, 및 위상차 필름 (12) 과의 평행 상태를 유지하면서 조 (粗) 조정을 실시하고, 이 조 조정으로 제 1 편광판 (18) 의 편광 투과축 (P1) 이 제 1 위상차 영역 (14) 의 지상축 (As1) 과 평행이 되도록 한다. 이 때, 편광 투과축 (P1) 과 지상축 (As1) 을 엄밀하게 평행하게 할 필요는 없고, 대략 평행이 되는 정도이면 된다. 간단하게는, 광원부 (16) 를 점등시킨 상태에서, 제 1 위상차 영역 (14), 또는 제 2 위상차 영역 (15) 을 제 2 편광판 (19) 을 개재하여 관찰했을 때, 투과하는 광량이 가장 적어지는 소광 상태가 되도록 조정하면 된다.

조 조정 후에, 광원부 (16) 및 촬영 장치 (17) 를 작동시켜, 촬영 장치 (17) 에 의해 촬영되는 휘도 화상에 기초하여 제 1 위상차 영역 (14) 과 제 2 위상차 영역 (15) 의 각 휘도 레벨을 참조할 수 있도록 한다. 그리고, 그 후, 각 위상차 영역 (14, 15) 의 휘도 레벨이 동일해지도록 미세 조정을 실시한다.

미세 조정에서는, 크로스 니콜 상태, 및 위상차 필름 (12) 과의 평행 상태를 유지하면서, 각 휘도 레벨이 동일해지도록 설정한다. 이 미세 조정에서는, 편광 투과축 (P1) 의 방향을 크게 바꾸지 않도록 하고, 편광 투과축 (P1) 이 지상축 (As1) 과 대략 평행하여 소광 상태에 가까운 상태를 유지하면서 편광 투과축 (P1) 의 방향을 조정한다.

광원부 (16) 로부터의 검사광은, 제 1 편광판 (18) 을 개재하여 직선 편광이 되어 위상차 필름 (12) 에 입사된다. 여기서 편광 투과축 (P1) 이 제 1 위상차 영역 (14) 의 지상축 (As1) 과 정확하게 평행이 되어 있는 경우에는, 제 1 편광판 (18) 으로부터 사출된 직선 편광의 검사광은, 제 1 위상차 영역 (14) 을 투과해도 위상차가 발생하는 경우는 없다. 따라서, 그 검사광은, 직선 편광인 상태로 제 2 편광판 (9) 에 입사된다. 그리고, 제 2 편광판 (19) 에 입사되는 검사광은, 그 편광 방향이 제 2 편광판 (19) 의 편광 투과축 (P2) 과 직교하고 있기 때문에, 제 2 편광판 (19) 으로부터 사출되지 않는다.

또, 편광 투과축 (P1) 이 제 1 위상차 영역 (14) 의 지상축 (As1) 과 대략 평행이지만 정확하게 평행이 되어 있지 않은 경우에는, 검사광은, 제 1 위상차 영역 (14) 을 투과할 때 위상차를 발생시켜, 타원 편광이 되어 제 2 편광판 (19) 에 입사된다. 따라서, 이 경우에는, 타원 편광이 된 검사광 중 편광 투과축 (P2) 에 직교하는 편광 성분은 제 2 편광판 (19) 으로부터 사출되지 않는데, 편광 투과축 (P2) 에 평행한 편광 성분은 제 2 편광판 (19) 으로부터 사출된다. 그리고, 편광 투과축 (P1) 과 지상축 (As1) 의 방향 관계의 평행으로부터의 어긋남이 커질수록, 편광 투과축 (P2) 에 평행한 편광 성분이 커지기 때문에, 제 2 편광판 (19) 으로부터의 사출 광량이 커져 제 1 위상차 영역의 휘도가 높아진다.

한편, 제 2 위상차 영역 (15) 에 대해서도 동일한데, 지상축 (As2) 에 대한 편광 투과축 (P1, P2) 의 관계가 제 1 위상차 영역 (14) 과는 반대가 된다. 즉, 편광 투과축 (P1) 이 제 2 위상차 영역 (15) 의 지상축 (As2) 과 정확하게 직교하고 있는 경우에는, 제 1 편광판 (18) 으로부터의 직선 편광의 검사광은, 편광 방향이 지상축 (As2) 과 정확하게 직교하고 있기 때문에 제 2 위상차 영역 (15) 을 투과해도 위상차가 발생하지 않고 제 2 편광판 (19) 에 입사된다. 그리고, 그 검사광은, 편광 방향이 제 2 편광판 (19) 의 편광 투과축 (P2) 과 직교하고 있기 때문에, 제 2 편광판 (19) 으로부터 사출되지 않는다.

또, 편광 투과축 (P1) 이 제 2 위상차 영역 (15) 의 지상축 (As1) 과 대략 직교인데 정확하게 직교가 되어 있지 않은 경우에는, 검사광은, 제 2 위상차 영역 (15) 을 투과할 때 위상차를 발생시켜 타원 편광이 된다. 타원 편광이 된 검사광 중 편광 투과축 (P2) 에 평행한 편광 성분만이 제 2 편광판 (19) 으로부터 사출된다. 편광 투과축 (P1) 과 지상축 (As2) 의 방향 관계의 직교로부터의 어긋남이 커질수록, 편광 투과축 (P2) 에 평행한 편광 성분이 커지고, 제 2 편광판 (19) 으로부터의 사출 광량이 커져 휘도가 높아진다.

지상축 (As1, As2) 이 서로 정확하게 직교하도록 제 1 위상차 영역 (14) 과 제 2 위상차 영역 (15) 이 형성된 위상차 필름 (12) 이 검사 대상인 경우에는, 지상축 (As1) 과 편광 투과축 (P1) 의 평행에 대한 어긋남의 증감은, 지상축 (As2) 과 편광 투과축 (P1) 의 직교에 대한 어긋남의 증감과 동일하고, 그 어긋남의 크기가 동일해진다. 따라서, 편광 투과축 (P1) 이 지상축 (As1) 과 평행한 상태가 됨과 동시에, 편광 투과축 (P1) 이 지상축 (As2) 과 직교한 상태가 되기 때문에, 제 1, 제 2 위상차 영역 (14, 15) 으로부터의 검사광이 제 2 편광판 (19) 으로부터 사출되는 경우는 없고, 어느 영역의 휘도도 「0」(소광 상태) 으로 조정할 수 있다.

상기와 같이 지상축 (As1, As2) 이 서로 정확하게 직교한 상태인 것은 위상차 필름 (12) 으로서 이상적이긴 하지만, 지지체 (12a) 가 근소하게나마 복굴절성을 나타내는, 위상차 영역의 형성시의 지상축 방향의 오차 등의 요인에 의해, 지상축 (As1) 과 지상축 (As2) 이 정확하게 직교하지 않고 약간 직교로부터 어긋나 있는 경우가 많다. 이 경우에는, 편광 투과축 (P1) 을 지상축 (As1) 과 평행한 상태로 함과 동시에, 편광 투과축 (P1) 을 지상축 (As2) 과 직교한 상태로 할 수는 없다. 즉, 제 1 위상차 영역 (14) 및 제 2 위상차 영역 (15) 을 동시에 휘도 레벨 「0」으로 하여 촬영하도록 미세 조정할 수는 없다.

그러나, 지상축 (As1) 과 편광 투과축 (P1) 의 평행에 대한 어긋남과, 지상축 (As2) 과 편광 투과축 (P1) 의 직교에 대한 어긋남의 크기를 동일하게 하고, 제 1, 제 2 위상차 영역 (14, 15) 을 투과하여 제 2 편광판 (19) 으로부터 사출되는 검사광의 편광 성분의 크기를 동일하게 할 수 있다. 따라서, 제 1, 제 2 위상차 영역 (14, 15) 의 휘도를 「0」은 아니지만 저휘도 레벨로 한 소광 상태에 가까운 상태에서 동시에 동일한 휘도 레벨로 미세 조정할 수 있다.

상기와 같이 편광 투과축 (P1) 의 미세 조정을 실시한 후, 제 1 위상차 영역 (14) 또는 제 2 위상차 영역 (15) 의 정상 부분을 촬영 장치 (17) 로 촬영한 휘도 레벨을 취득하고, 그 휘도 레벨보다 조금 높은 임계값을 2 치화 회로 (25) 로 설정한다. 그 후, 위상차 필름 (12) 의 결함 검사를 개시한다.

결함 검사가 개시되면, 위상차 필름 형성 공정으로부터 위상차 필름 (12) 이 결함 검출 장치 (10) 에 연속 공급되고, 검사 스테이지를 지나, 나아가 하류로 반송된다. 이 반송 중에는, 광원부 (16) 로부터의 검사광이 제 1 편광판 (18) 을 개재하여 위상차 필름 (12) 에 조사되고, 위상차 필름 (12) 이 1 라인분 보내질 때마다 촬영 장치 (17) 에 의해 1 라인분의 휘도 화상의 촬영이 실시된다.

촬영을 실시할 때마다 촬영 장치 (17) 에서 1 라인분의 휘도 화상이 결함 검출 유닛 (20) 에 보내지고, D/A 변환기 (23) 에서 각 화소의 휘도 레벨이 디지털 데이터화되고 나서 메모리 (24) 에 기록된다. 이로써, 이차원 휘도 화상이 생성된다. 소정 라인 수의 휘도 화상이 메모리 (24) 에 기록되면, 2 치화 회로 (25) 에 의해, 메모리 (24) 로부터 휘도 화상이 판독 출력되어 각 화소가 먼저 설정한 임계값과 비교되어 2 치화된다.

도 6(a) 에 일례를 나타내는 바와 같이, 2 치화된 휘도 화상 (I) 에는, 제 1 위상차 영역 (14), 제 2 위상차 영역 (15) 의 정상 부분에 대응한 암화소 영역 (D1), 경계선 (D2) 외에, 명화소 영역 (D3 ～ D7) 이 포함되어 있다. 제 1 위상차 영역 (14), 제 2 위상차 영역 (15) 의 정상 부분은, 임계값보다 휘도가 낮아지기 때문에, 암화소의 스트라이프상의 암화소 영역 (D1) 이 된다. 각 위상차 영역 (14, 15) 의 폭을 약 270 ㎛, 촬영 장치 (17) 의 화소 분해능을 10 ㎛/화소로 하면, 각 암화소 영역 (D1) 은, Y 방향으로 약 27 개의 암화소가 나열되어 있고, X 방향으로 긴 스트라이프상이 된다. 경계선 (D2) 은, 결함 부분과 동일하게, 인접한 각 암화소 영역 (D1) 의 위상차 특성의 흐트러짐에 의해 명화소로서 나타난다. 각 경계선 (D2) 은, 예를 들어 Y 방향으로 약 2 ～ 3 개의 명화소가 나열되어, X 방향으로 연장된 직선상이 되어 있다.

제 1, 제 2 위상차 영역 (14, 15) 내에서 이물질이 혼입되어 있는 부분이나, 흠집이 있는 부분, 배광 불균일이 발생되어 있는 부분 등의 결함 부분은, 위상차 특성에 흐트러짐이 발생하기 때문에, 직선 편광의 검사광이 투과될 때 편광 방향에 흐트러짐을 발생시켜, 제 2 편광판 (19) 으로부터 사출되는 성분을 정상 부분보다 많게 한다. 이 때문에, 그 결함 부분은, 휘도가 높아져, 명화소가 되고, 그 명화소의 영역 사이즈는 결함 부분의 사이즈에 따른 것이 된다. 또, 전기적인 노이즈가 휘도 화상의 화소에 중첩되었을 경우 등에도, 그 화소가 명화소가 된다. 명화소 영역 (D3 ～ D7) 은, 이와 같은 결함 부분이나 노이즈에 대응하고 있다.

2 치화된 휘도 화상은, 수축 처리 회로 (26) 에 의해 메모리 (24) 로부터 판독 출력되고, Y 방향에 대한 수축 처리가 소정 횟수, 예를 들어 3 회 실시된다. 이로써, 도 6(b) 와 같이, 경계선 (D2) 이 암화소가 되어 소거된다. 또, Y 방향의 길이가 작은 노이즈나 미소한 결함 부분에 대응한 명화소 영역 (D4 ～ D7) 도 암화소가 되어 동시에 소거된다. 수축 처리에 의해, 소거되는 명화소 영역은, 미소한 것으로서, 실용상 문제되지 않는 것이다. 또한, 경계선이 소기의 폭보다 굵어져 있는 경우에, 소정 횟수의 수축 처리를 실시해도, 그 부분의 명화소가 남으므로, 결함으로서 검출하는 것이 가능하다.

소정 횟수의 수축 처리 후의 휘도 화상에 대해, 노이즈 제거 회로 (28) 에 의한 노이즈 제거가 실시된다. 이로써, 수축 처리에서 소거되지 않았던 노이즈가 되는 작은 명화소의 영역이 휘도 화상으로부터 소거된다.

그 후, 팽창 처리 회로 (27) 에 의해, 소정 횟수, 예를 들어 3 회의 팽창 처리가 실시되고, 수축 처리된 휘도 화상의 명화소 영역의 폭이 되돌려진다. 이로써, 도 6(c) 와 같이, 수축 처리에서 남은 명화소 영역 (D3) 의 폭은, 수축 처리 전의 것으로 돌아온다.

팽창 처리 후, 결함 검출부 (22) 에 의해, 휘도 화상에 남아 있는 명화소 영역이 추출되고, 그 명화소 영역이 결함 부분으로서 특정된다. 이로써 도 6(c) 에서는, 명화소 영역 (D3) 이 결함 부분으로서 검출된다. 그리고, 검출된 결함 부분의 위치를 나타내는 위치 정보나 결함 사이즈 등을 포함하는 결함 정보가 생성되어 출력된다.

[제 2 실시형태]

제 2 실시형태는, 휘도 화상 상에서, 착목하는 화소에 대해 소정의 화상 수만큼 떨어진 화소와의 휘도를 비교하여 차분을 취하고, 그 차분을 착목한 화소의 새로운 값으로 함으로써, 경계선을 소거하도록 한 것이다. 또한, 이하에 설명하는 것 이외에는, 제 1 실시형태와 동일하고, 실질적으로 동일한 구성 부재에는 동일한 부호를 붙여 그 상세한 설명을 생략한다.

도 7 에 나타내는 바와 같이, 이 예에 있어서의 화상 처리부 (21) 는, D/A 변환기 (23), 메모리 (24), 차분 화상 생성 회로 (31), 2 치화 회로 (25), 노이즈 제거 회로 (28) 로 구성된다. 차분 화상 생성 회로 (31) 는, D/A 변환기 (23) 에 의해 디지털화된 1 라인의 휘도 화상 상에서 착목하는 화소에 대해, 소정의 화상 수만큼 떨어진 화소를 상대 화소로 하여, 그 상대 화소와의 휘도의 차분을 취하고, 그 차분을 착목하는 화소의 새로운 값으로 하는 차분 처리를 실시한다. 이 차분 처리를, 휘도 화상의 각 화소에 대해 실시함으로써, 차분 화상을 생성한다. 차분을 구할 때에는, 착목하는 화소의 값으로부터 상대 화소의 값을 감산한 값을, 착목하는 화소의 새로운 값으로 한다.

상기 차분 화상의 생성은, 휘도 화상에 있어서의 제 1, 제 2 위상차 영역 (14, 15) 의 경계선을 소거하기 위한 것으로서, 착목하는 화소가 경계선 상의 화소일 때, 상대 화소가 경계선 상의 화소가 되도록, 차분일 때의 화소의 거리 (화소수) 가 결정되어 있다. 경계선 상의 각 화소는, 대략 동등한 휘도 레벨이므로, 경계선 상의 화소의 새로운 값을 대략 「0」으로 하여 실질적으로 경계선을 소거한다.

착목하는 화소로부터 상대 화소에 대한 방향은, 적어도 Y 방향으로 떨어져 있으면 되고, X 방향과 Y 방향의 양방향이어도 된다. 도 8 에 나타내는 바와 같이, 착목하는 화소 (Px1) 에 대해 상대 화소 (Px2) 까지의 X 방향의 화소수를 「x1」화소, Y 방향의 화소수를 「y1」화소로 했을 경우, 「y1」은, 경계선의 간격, 즉 위상차 영역의 폭 (Y 방향의 길이) 에 대응하는 화소수의 n 배 (n=1, 2, 3···) 로 한다. 「x1」은, 임의의 값으로 할 수 있다. 예를 들어 「x1」을 「0」으로 했을 때는, 착목하는 화소 (Px1) 가 경계선 상의 화소일 때, 상대 화소 (Px2) 는 동일한 라인 상에서 다른 경계선 상의 화소가 된다.

또, 「y1」을 위상차 영역의 폭 (경계선의 간격) 에 대응하는 화소수의 n 배로 하여 x1 을 「1」이상으로 설정해도 된다. 이 경우에는, 「x1」라인 떨어진 라인 상의 화소와의 차분이 구해지기 때문에, 착목하는 화소 (Px1) 가 경계선 상의 화소일 때, 상대 화소 (Px2) 는 상이한 라인 상의 다른 경계선 상의 화소가 된다.

또, X 방향에 대해 일정한 각도 방향으로 줄무늬상으로 생기는 휘점 (이하, 줄무늬 결함이라고 한다) 의 발생이 염려되는 경우에는, 그 휘점을 소거하지 않도록, 줄무늬 결함의 화소끼리가 비교되지 않는 x1, y1 의 값을 설정해야 한다.

예를 들어, 줄무늬 결함이 X 방향에 대해 45˚ 방향으로 나오기 쉬운 경우에는, 그 줄무늬 결함이 소거되지 않도록 하기 위해, 착목하는 화소 (Px1) 에 대해, 상대 화소 (Px2) 가 45˚의 방향이 되지 않도록 「x1」과「y1」의 조합을 결정한다. 이 때, X 방향과 Y 방향의 각 화소 분해능을 고려하여 「x1」과「y1」의 조합을 결정할 필요가 있다. 이 예와 같이, 촬영 장치 (17) 가 리니어 어레이 카메라인 경우에는, Y 방향의 화소 분해능은, 촬영 장치 (17) 의 촬영 분해능에 따라 정해지지만, X 방향의 화소 분해능은, 촬영 장치 (17) 의 1 라인의 촬영 주기와 위상차 필름 (12) 의 반송 속도에 따라 정해진다. 예를 들어 X 방향의 화소 분해능이 6 ㎛, Y 방향의 화소 분해능이 3 ㎛ 일 때는, 45˚ 방향의 줄무늬 결함을 소거하지 않기 위해「x1：y1=1：2」를 만족하지 않도록 한다.

2 치화 회로 (25) 는, 차분 화상을 소정의 임계값으로 2 치화하고, 각 화소를 명화소와 암화소로 한다. 노이즈 제거 회로 (28) 는, 2 치화된 차분 화상으로부터 미소한 명화소의 영역을 노이즈로서 소거한다. 결함 검출부 (22) 는, 노이즈 제거 회로 (28) 처리 후에 남은 명화소의 영역을 결함 부분으로서 특정한다.

또한, 상기와 같이 차분 화상을 작성했을 경우, 제 1 실시형태의 수축 처리와 달리, 차분 화상의 생성 단계에서 작은 명화소 영역이 소거되지 않고, 또 촬영 장치 (17) 의 분해능에서 오는 오차, 경계선 자체의 에지 부분의 편차 등에서, 작은 명화소 영역이 많이 남는다. 이 때문에, 차분 화상을 생성하여 결함 검출을 실시하는 경우에는, 노이즈의 소거를 실시하는 것이 바람직하다.

이 예에 의하면, 휘도 화상의 각 화소에 대해, 착목하는 화소와 상대 화소의 차분을 구하여 차분 화상이 생성되는데, 휘도 화상의 경계선 상의 각 화소는, 동일하거나 혹은 상이한 경계선 상의 상대 화소와의 차분이 구해진다. 그리고, 각 경계선 상의 화소의 휘도가 대략 동일한 레벨이 되기 때문에, 착목하는 화소의 새로운 값은 거의 「0」이 된다. 따라서, 이 화소를 2 치화하면 암화소가 되므로, 결과적으로 경계선이 소거된다.

한편, 착목하는 화소가 결함 부분의 화소인 경우에는, 대부분의 경우에 휘도 레벨이 꽤 낮은 정상 부분의 화소가 상대 화소가 되기 때문에, 결함 부분의 화소의 새로운 값은 그다지 변하지 않고, 2 치화에 의해 명화소가 된다. 따라서, 결함 부분은 소거되지 않고, 결함으로서 검출할 수 있다.

또한, 랜덤인 방향에 발생하는 줄무늬상의 결함 등, 모든 방향의 줄무늬상의 결함을 검출할 수 있도록 하기 위해서, 착목하는 화소를 기점으로 하여 상이한 방향의 복수의 상대 화소와의 차분을 각각 구하고, 동일한 휘도 화상으로부터 각 방향에 대한 차분 화상을 각각 생성하고, 각 차분 화상으로부터 결함을 검출해도 된다. 이것에는, x1, y1 의 비 (x1/y1) 가 상이한 위치의 화소를 각 상대 화소로 하여 차분 화상을 각각 생성할 수 있다. 예를 들어, 착목하는 화소로부터의 상대 화소의 방향이 45˚가 되도록 x1, y1 을 설정하여 45˚ 방향의 차분 화상을 작성함과 함께, 착목하는 화소로부터의 상대 화소의 방향이 30˚ 가 되도록 x1, y1 을 설정하여 30˚ 방향의 차분 화상을 작성한다. 그리고, 각 차분 화상에 대해 결함 검출을 실시하고, 45˚ 방향의 차분 화상으로 특정되는 결함 부분, 및 30˚ 방향의 차분 화상으로 특정되는 결함 부분을 합쳐 위상차 필름 (12) 의 결함 부분으로 한다. 또한, 이 예에서는 45˚ 와 30˚의 2 방향이지만, 방향 (각도) 및 방향 수는 적절히 설정할 수 있다.

[제 3 실시형태]

제 3 실시형태에서는, 이차원 휘도 화상에 있어서 휘도가 높은 화소 (명화소) 의 영역을 결함 후보로서 추출하고, 각각의 결함 후보에 대해, Y 방향으로 인접하는 결함 후보까지의 화소수를 인접 거리 화소수로서 계수하여, 그 계수된 인접 거리 화소수가 소정값 이하인 경우에 그 결함 후보를 결함으로 판정하는 것이다. 또한, 이하에 설명하는 것 이외에는, 제 1 실시형태와 동일하고, 실질적으로 동일한 구성 부재에는 동일한 부호를 붙여 그 상세한 설명을 생략한다.

이 예에서는, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 화상 처리부 (21) 는, D/A 변환기 (23), 메모리 (24), 2 치화 회로 (25), 계수 회로 (41) 로 구성된다. 1 라인의 휘도 화상의 각 화소는, D/A 변환기 (23) 에 의해 디지털화되어 메모리 (24) 에 기록된 후, 2 치화 회로 (25) 에 의해 명화소 또는 암화소가 된다.

계수 회로 (41) 는, 휘도 화상 상의 복수의 명화소가 연결된 명화소 영역을 각각 결함 후보로 한다. 계수 회로 (41) 는, 각 결함 후보의 각각에 대해, 1 라인 중의, 즉 Y 방향으로 인접하는 결함 후보까지의 화소수를 인접 거리 화소수 (Cp) 로서 계수한다. 결함 검출부 (22) 는, 계수 회로 (41) 에서 계수된 인접 거리 화소수 (Cp) 가 소정 화소수 (Cpth) 이하인 경우에, 그 결함 후보를 결함 부분으로서 특정한다. 소정 화소수 (Cpth) 는, 휘도 화상 상의 경계선 (D2) 끼리의 간격 (Cy) 보다 작은 값이 되어 있다.

또한, 1 개의 명화소로부터 명화소 영역을 결함 후보로 할 수도 있지만, 이 예에서는, 그러한 명화소 영역은, 노이즈나 실용상 결함으로서 검출되지 않아도 문제가 없기 때문에 결함 후보로 하고 있지 않다.

도 10 에 일례를 나타내는 바와 같이, 휘도 화상 (I) 상에서 결함 후보가 되는 명화소 영역으로는, 실제로 결함이 되는 명화소 영역 (D8) 이외에, 각 경계선 (D2) 도 포함된다. 이와 같이 경계선 (D2) 은, 결함 후보가 되지만, 정상 부분에 있어서는, 경계선 (D2) 끼리가 Y 방향으로 소정 화소수 (Cpth) 보다 크게 떨어져 있기 때문에 (Cp＞Cpth), 이들이 결함 부분으로서 특정되는 경우는 없다. 한편, 제 1 위상차 영역 (14) 이나 제 2 위상차 영역 (15) 내에 결함이 있는 경우나, 경계선의 폭이 비정상적으로 굵어져 있는 경우에는, 명화소 영역이 다른 명화소 영역에 대해 경계선끼리의 간격 (Cy) 보다 근접하게 된다. 이 때문에, 그러한 명화소 영역에 대해서는, 인접 거리 화소수 (Cp) 가 소정 화소수 (Cpth) 이하가 되어 결함 부분으로서 특정된다. 또한, 경계선 (D2) 의 근방에 경계선 (D2) 이외의 결함 후보가 근접되어 있는 경우에는, 그 경계선 (D2) 도 결함으로서 판정되게 되는데, 결함 후보 검사의 운용상의 실제 손해는 없다.

이 예는, 각 경계선이 일정한 간격 (화소수) 으로 떨어져 있는 것을 이용한 것으로, 매우 간단한 로직으로 결함 추출을 실시할 수 있다. 인접 거리 화소수 (Cp) 를 계수하는 방향은, Y 방향이면 결함 후보로부터 어느 일방의 방향으로 계수해도 되고, 양방향으로 계수해도 된다. 또한, 다른 실시형태와 동일하게, 화소수가 소정값 (예를 들어 2 화소 이하) 이 되는 명화소 영역을 노이즈로서 제거하는 제거 회로를 형성해도 된다.

[제 4 실시형태]

제 4 실시형태는, 위상차 필름의 지지체가 갖는 위상차 특성을 없애는 위상차 보상판을 형성하고, 그 지지체가 갖는 위상차 특성을 상쇄하는 것이다. 또한, 위상차 보상판을 형성하는 것 이외에는, 제 1 내지 제 3 실시형태와 동일하게 할 수 있다.

이 제 4 실시형태에서는, 도 11 에 나타내는 바와 같이, 위상차 필름 (12) 과 제 2 편광판 (19) 사이에, 위상차 보상판 (37) 을 배치하고 있다. 위상차 보상판 (37) 은, 위상차 필름 (12) 의 지지체 (12a) 가 갖는 위상차 특성을 없애는 것으로, 위상차 필름 (12) 과 평행한 자세로 배치되어 있다. 이 위상차 보상판 (37) 으로는, 지지체 (12a) 가 갖는 위상차 특성을 없애는 것이면 한정되지 않는데, 간단하게는 검사 대상이 되어 있는 위상차 필름 (12) 의 지지체 (12a) 와 동일하게 투명 필름을 사용할 수 있고, 이 예에서도 그와 같이 되어 있다. 이 경우에는, 위상차 보상판 (37) 은, 그 광학축이 지지체 (12a) 의 광학축 (예를 들어 지상축) 과 직교하도록 배치된다.

이 예에 의하면, 제 1, 제 2 위상차 영역 (14, 15) 의 휘도 레벨을 소광 상태에 보다 가깝게 하여 휘도 화상의 콘트라스트를 향상시킬 수 있다. 이로써, 보다 높은 정밀도로 위상차 필름 (12) 의 결함을 검출할 수 있다. 또한, 이 예에서는 위상차 필름 (12) 과 제 2 편광판 (19) 사이에 위상차 보상판 (37) 을 배치하고 있는데, 제 1 편광판 (18) 과 위상차 필름 (12) 사이에 위상차 보상판 (37) 을 배치해도 된다.

[제 5 실시형태]

도 12 에 나타내는 바와 같이, 패턴화 위상차 필름의 결함 검출 장치 (50) 는, 광원부 (51), 촬영 장치 (52), 제 1 편광판 (53), λ/4 파장판 (54), 제 2 편광판 (55), 컨트롤러 (56) 를 구비하고 있다. 광원부 (51), 촬영 장치 (52) 사이에는, 광원부 (51) 측으로부터 순서대로, 제 1 편광판 (53), λ/4 파장판 (54), 제 2 편광판 (55) 이 배치된다. 제 1 편광판 (53) 과 λ/4 파장판 (54) 사이에서, 제 1 편광판 (53) 에 근접시켜, 검사 대상 필름인 패턴화 위상차 필름 (60) 이 위치된다. 촬영 장치 (52) 로부터의 촬영 신호는 컨트롤러 (56) 내의 화상 처리부 (57) 에 보내져, 화상 처리부 (57) 에서 각종 결함이 검출된다.

패턴화 위상차 필름 (60) 은, 위상차 필름 형성 공정을 거친 후, 사용하는 디스플레이에 대응한 사이즈로 시트상으로 커트되어 있고, 도시하지 않은 필름 공급 장치에 의해 검사 위치로 위치 결정된다. 패턴화 위상차 필름 (60) 은, 지지체인 투명한 TAC 필름 상에, 상이한 광학축을 갖고 λ/4 판 특성을 갖는 위상차층이 교대로 나열된 패턴 (60A, 60B) 을 가지고 있다. 각 패턴 (60A, 60B) 은, 예를 들어 270 ㎛ 폭으로 스트라이프상으로 형성된다. 인접하는 스트라이프상 패턴의 일방 (60A) 은, 패턴의 길이 방향 (열방향) 인 Y 방향을 기준 0˚로 했을 경우에, 이 기준 0˚ 에 대해 λ/4 파장판 특성으로서의 광학축이 +45˚ 이며, 타방의 패턴 (60B) 은 -45˚ 이다. 또, 패턴 (60A, 60B) 의 길이 방향 (Y 방향) 에 직교하는 방향을, 패턴 (60A, 60B) 을 나열하는 패턴 배열 방향 (X 방향) 이라고 한다.

이 패턴화 위상차 필름 (60) 을 사용하는 최종 제품으로서 3D 텔레비젼을 생각했을 경우, 텔레비젼 감상자가 통상의 관찰을 하는 것을 상정하면, 예를 들어 직경이 약 100 ㎛ 정도의 광누설 (휘점) 이나 이물질, 오염을 검출하여, 결함으로서 하류에 흐르지 않도록 한다. 텔레비젼 감상자에게는 100 ㎛ 이하의 사이즈의 것은 결함으로서 식별되는 경우가 없기 때문에, 실용상은 문제가 없다.

광원부 (51) 는, 검사 대상의 커트 시트 사이즈보다 큰 조명면 (51A) 을 갖고, 할로겐 램프 등의 광원을 내장하여, 검사 대상 필름에 균일한 산란광을 조사한다. 또한, 도시는 생략했지만, 광원부 (51) 는 광량 조정부를 구비하고 있고, 광원의 근방에 설치된 센서에서 검출한 광량 검출 신호에 기초하여 광량이 일정해지도록 할로겐 램프가 제어된다. 이로써, 광량이 균일한 광을 필름 (60) 에 대해 조사할 수 있고, 항상 동일한 감도로 결함 검출이 가능해진다. 또한, 광원으로는, 메탈 할라이드 램프 등의 기타 램프나, LED 를 사용해도 된다.

촬영 장치 (52) 는 CCD 에어리어 센서를 가지고 있고, 화소 분해능은 패턴화 위상차 필름 (60) 에 대해 10 ㎛/화소인 것을 사용하고 있다. 촬영 장치 (52) 는, 필름 (60) 의 패턴화된 위상차층의 표면에 포커스하여 촬영을 실시한다.

컨트롤러 (56) 는 예를 들어 컴퓨터로 구성되어 있다. 그리고, 어플리케이션을 인스톨함으로써, 촬영 신호에 기초하여 결함 신호를 검출하는 화상 처리부 (57) 와, 촬영 조건을 변경하는 촬영 조건 변경부 (61) 와, 검출 신호에 기초하여 검출된 결함과 그 부위를 특정하는 결함 데이터 기억부 (63) 가 컨트롤러 (56) 내에 구축된다.

제 1 편광판 (53) 의 투과축 각도는, 기준 0˚ 로 설정되어 있다. 이로써, 패턴화 위상차 필름 (60) 을 통과한 광은, 각 패턴 (60A, 60B) 에 의해 회전 방향이 상이한 원편광이 된다. 이 원편광된 투과광을 λ/4 파장판 (54) 과 제 2 편광판 (55) 을 개재하여 촬영한다. λ/4 파장판 (54) 과 제 2 편광판 (55) 은 3D 관찰시의 원편광 안경으로서 기능한다. 이 때문에, 원편광 안경과 동일하게, 수광 광학계는, λ/4 파장판 (54) 의 광학축에 대해, 제 2 편광판의 투과축을 ±45˚(일방이 +45˚ 이면, 타방이 -45˚) 로 한 조건에서, 제 1 화상 (65) 및 제 2 화상 (66) 의 2 종의 화상을 취득한다. 제 1 화상 (65) 은 예를 들어 3D 영상을 보는 경우에는 오른쪽 눈용 영상이며, 제 2 화상 (66) 은 왼쪽 눈용 영상이다.

구체적인 수광 광학계로는, 도 12 에 나타내는 바와 같이, 부착 위치가 고정되는 λ/4 파장판 (54) 에 대해, 제 2 편광판 (55) 의 투과축을 +45˚ 와 -45˚ 로 하는 2 종이다. 이 때문에, 제 2 편광판 (55) 은 회전 기구 (64) 에 의해, 투과축이 +45˚ 와 -45˚ 가 되도록, 90˚의 각도 범위에서 회전한다. 투과축이 +45˚ 로 세트된 상태를 제 1 상태로 하고, 투과축이 -45˚ 로 세트된 상태를 제 2 상태로 한다. 회전 기구 (64) 는, 컨트롤러 (56) 내의 촬영 조건 변경부 (61) 에 의해 제어된다. 그리고, 컨트롤러 (56) 는, 제 2 편광판 (55) 을 제 1 상태로 하여 제 1 화상 (65) 취득 후에, 회전 기구 (64) 를 구동시켜 제 2 편광판 (55) 을 90˚회전시키고 제 2 상태로 하여 제 2 화상 (66) 을 취득한다. 제 2 화상 (66) 취득 후는, 컨트롤러 (56) 는, 제 2 편광판 (55) 을 제 1 상태로 되돌린다.

또한, λ/4 파장판 (54) 을 고정시키는 대신에, 제 2 편광판 (55) 을 고정시켜도 되고, 이 경우에는, λ/4 파장판 (54) 의 광학축 (진상축 또는 지상축의 어느 일방) 을 +45˚ 와 -45˚ 로 하도록, 도시하지 않은 회전 기구에 의해, 90˚의 각도 범위에서 회전시킨다. 이와 같이, λ/4 파장판 (54) 또는 편광판 (55) 의 어느 일방을 90˚의 범위에서 회전 변위시키고, 상이한 2 조건에서의 제 1 화상 (65) 및 제 2 화상 (66) 을 얻는다.

제 1 화상 (65) 및 제 2 화상 (66) 의 취득 방법은, 도 12 에 나타내는 바와 같이, 회전 기구 (64) 를 제어하여 상이한 광학 조건으로 재설정하고, 하나의 촬영 장치 (52) 로 촬영하는 방법과, 도 16 에 나타내는 바와 같이, 두 개의 촬영 유닛 (82, 83) 을 사용하여, 각각의 전용 광학계에서 촬영하여, 제 1 화상 (65) 및 제 2 화상 (66) 을 취득해도 된다. 또한, λ/4 파장판 (54) 이나 제 2 편광판 (55) 을 회전 변위시킴으로써, 촬영 조건을 변경하고, 제 1 화상 (65) 및 제 2 화상 (66) 을 취득하고 있는데, λ/4 파장판 (54) 의 광학축을 +45˚ 로 한 것과, -45˚ 로 한 것을 이웃하게 형성하고, 어느 일방을 촬영 광축에 세트함으로써, 촬영 조건을 변경해도 된다. 동일하게, 제 2 편광판 (55) 의 회전 변위 대신에, 투과축을 +45˚및 -45˚ 로 한 제 2 편광판 (55) 을 이웃하게 형성하고, 어느 일방을 촬영 광축에 세트하여 촬영 조건을 변경해도 된다.

제 5 실시형태에서는, 먼저, 서로 직교하는 직선 편광광은 제 2 편광판 (55) 을 개재하여 촬영 장치 (52) 에서 수광된다. 이 때, 회전 기구 (64) 를 구동시켜 제 2 편광판 (55) 의 투과축 각도를 +45˚ 로 하여 촬영하고 제 1 화상 (65) 을 얻는다. 또, 회전 기구 (64) 를 구동시켜 제 2 편광판 (55) 의 투과축 각도를 -45˚ 로 하여 촬영하고 제 2 화상 (66) 을 얻는다.

도 13(a), 도 13(b) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 화상 (65) 과 제 2 화상 (66) 에서는, 패턴 (60A, 60B) (도 12 참조) 에 의해, 서로 각 패턴에 대응하는 부분의 명암이 반전된 화상이 얻어진다. 이 때, 양 화상 (65, 66) 모두 정상적인 부분의 패턴의 명부는, 그 휘도가 화상 처리 장치에 있어서의 휘도의 다이나믹 레인지와 상기 촬영 장치의 다이나믹 레인지 중 레인지가 좁은 쪽의 다이나믹 레인지의 중간 농도가 되도록, 광원부 (51) 의 광량 제어나, 촬영 장치 (52) 의 조리개 등으로 조정한다. 구체적으로는, 휘도 레벨이 256 계조이면, 중간 휘도 레벨인 128 계조가 되도록 한다. 한편, 패턴 (60A, 60B) 에 의한 암부는 극저 광량이기 때문에, 휘도 레벨은 대략 「0」이 된다. 여기서, 패턴의 암부 화상 부분에 휘점 (광누설) 이 존재하면, 도 13(a), 도 13(b) 에 나타내는 바와 같이, 고휘도 휘점 (명결함) (BP1, BP2) 과 같이 나타난다. 또, 패턴의 명부 화상 부분에 이물질이나 오염 등 차광성의 결함이 존재하면, 저휘도 휘점 (암결함) (BP3, BP4) 과 같이 나타난다.

도 12 에 나타내는 바와 같이, 촬영 장치 (52) 로부터의 제 1 화상 (65) 과 제 2 화상 (66) 의 신호는, 화상 처리부 (57) 에 보내진다. 화상 처리부 (57) 에서는, 도 14 및 도 15 에 나타내는 처리 순서에 의해 결함을 추출한다. 먼저, 제 1 화상 및 제 2 화상의 촬영 (ST1 ～ ST4) 후에, 화상 합성부 (70) 에 의해, 패턴화 위상차 필름 (60) 의 각 패턴 (60A, 60B) 에 대한 명부 휘도가 화상 처리부 (57) 의 다이나믹 레인지와 상기 촬영 장치의 다이나믹 레인지 중 레인지가 좁은 쪽의 다이나믹 레인지의 대략 중간 휘도가 되도록 하여, 제 1 화상 (65) 과 제 2 화상 (66) 을 가산한다 (ST5). 이 가산에 의한 화상을 합성할 때, 도 15 의 ST6 ～ ST9 에 나타내는 바와 같이, 각 패턴의 경계부 (68) 와 직교하는 X 방향으로 상대 위치를 조금씩 바꾸어, 각 상대 위치에서 제 1 화상 (65) 과 제 2 화상 (66) 을 중첩시켰을 때의 평균 휘도를 산출한다. 이것을 일정 범위 내에서 실시하고, 최소 평균 휘도가 되는 상대 위치에서 제 1 화상 (65) 과 제 2 화상 (66) 을 중첩시킨다. 이로써, 간단한 구성에 의해, 도 13(c) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 화상 (65) 과 제 2 화상 (66) 을 상기 제 1 및 제 2 위상차 영역이 일치하는 위치에서 중첩된 합성 화상 (67) 이 얻어진다. 따라서, 고도의 화상 처리 방법을 사용하지 않고, 간단하게 패턴화 위상차 필름 (60) 의 각 패턴의 위치를 양호한 정밀도로 위치 맞춤한 상태에서 제 1 화상 (65) 및 제 2 화상 (66) 을 합성할 수 있다. 또한, 경계 부분을 적극적으로 이용하여 이 경계 부분을 기준으로 하여 양자를 중첩함으로써, 위치 어긋남도 없고, 간단하게 X 방향에서의 위치 맞춤을 실시할 수 있다.

제 1 화상 (65) 및 제 2 화상 (66) 은 평균적인 휘도 레벨이 128 계조 (계조 레벨을 256 계조로 했을 때의 중간 계조) 가 된 상태에서 화상 합성되기 때문에, 합성 화상 (67) 은 각 패턴에 있어서, 대략 균일한 농도 화상이 된다. 그리고, 제 1 및 제 2 화상 (65, 66) 은, 패턴화 위상차 필름 (60) 의 각 패턴과 동일 위치에서 명암이 반전하고 있고, 양자 명결함 (BP1, BP2), 암결함 (BP3, BP4) 은 모두 그 주변의 휘도 레벨과의 휘도차를 유지한 상태의 합성 화상 (67) 이 얻어진다.

합성 화상 (67) 은, 그 후에 소정의 임계값을 사용하여 2 치화된다 (ST10). 이 2 치화 합성 화상 (71, 72) 에 의해, 결함 후보가 추출된다. 2 치화 처리의 임계값은 중간 휘도 (128 계조 레벨) 에 대해 고휘도측 임계값과 저휘도측 임계값의 양방을 사용하여 실시한다. 이로써, 예를 들어, 도 13(d) 에 나타내는 바와 같이, 중간 휘도보다 높은 고휘도측 임계값을 사용한 2 치화 합성 화상 (71) 으로부터는 광누설 결함 (명결함) (BP1, BP2) 이, 도 13(e) 에 나타내는 바와 같이, 중간 휘도보다 낮은 저휘도측 임계값을 사용한 2 치화 합성 화상 (32) 으로부터는 이물질, 오염에 의한 차광성 결함 (암결함) (BP3, BP4) 이 추출된다.

도 13(d), 도 13(e) 에 나타내는 바와 같이, 명결함 추출, 암결함 추출의 2 치화를 실시해도, 2 치화 합성 화상 (71, 72) 에는, 패턴 경계 부분이 이상부 (異常部) (69) 로서 남는 경우가 있다. 그래서, 각각의 2 치화 합성 화상 (71, 72) 에 대해, 90˚ 방향 (화상에서는 폭 방향 (X 방향)) 에 미리 정한 경계폭보다 약간 큰 화소 분만큼 (본 실시형태의 조건에서는 3 화소 전후) 노이즈에 대한 축소 처리를 실시한다 (ST11). 이 수축 처리는, 이상부 (69) 로서 패턴 경계 부분이 남았을 때, 이 경계 부분을 소거할 수 있을 만큼의 횟수, 경계 부분의 폭 (Y 방향의 화소수) 에 따른 횟수만큼 실시된다.

예를 들어, 「1 화소 수축」이라고 하면, 「상하 좌우에 1 화소씩 줄인다」는 것으로, X 방향으로 3 화소 수축의 경우에는, 「왼쪽 혹은 오른쪽으로 3 화소 수축」= 「왼쪽 혹은 오른쪽으로 1 화소 수축을 3 회 실시하는」것이다. 도 13(d) 에 대해서는, 명부가 결함이므로 명부 기준으로 수축하여 도 13(f) 와 같이 경계 부분이 소거된다. 또, 도 13(e) 에 대해서는 암부가 결함이므로 암부 기준으로 수축하여, 도 도 13(g) 와 같이 경계 부분이 소거된다. 이와 같이 경계 부분을 소거함으로써, 경계의 영향을 없애 결함을 양호한 정밀도로 검출할 수 있다.

축소 처리에 의해, 패턴 경계 부분에서 기인되는 이상부 (69) 는 축소 화소보다 폭이 작기 때문에, 도 13(f), 도 도 13(g) 의 축소 처리 화상 (73, 74) 에 나타내는 바와 같이, 이들 이상부 (69) 는 완전하게 소거되는 한편, 검출해야 하는 휘점이나 이물질의 크기는 100 ㎛ 정도이므로, 폭 방향으로 적어도 10 화소 근처의 사이즈이고, 상기 축소 처리에 의해 소거되는 경우는 없다. 다음으로, 소정 사이즈보다 큰 명결함 (BP1, BP2) 및 암결함 (BP3, BP4) 만을 추출한다. 본 실시형태에서는 100 ㎛ 미만인 것은, 실용상으로는 문제가 없는 결함으로 취급하고, 100 ㎛ 이상인 것을 명결함 및 암결함으로서 추출한다 (ST12). 이들 추출한 명결함 (BP1, BP2) 및 암결함 (BP3, BP4) 은 주지된 방법에 의해 예를 들어 화면 위치에서 특정하고, 이 위치 데이터를 결함 정보와 함께, 결함 데이터 기억부 (63) 에 기억한다 (ST13).

또한, 화소 축소의 노이즈 제거 방법에 의한 경계선 부분의 소거 대신에, 화상의 세로 방향의 줄무늬를 제거함으로써, 경계선 부분을 소거해도 된다. 또, 화상의 횡방향으로 일정 피치로 나타나는 줄무늬 결함은 경계부라고 판단하여 소거해도 된다. 이와 같이 하여, 경계 부분에 의한 노이즈가 제거됨으로써, 명결함 (BP1, BP2) 과, 암결함 (BP3, BP4) 만을 추출할 수 있고, 휘도 결함이나 이물질 결함을 양호한 정밀도로 특정할 수 있다.

[제 6 실시형태]

다음으로, 시트상으로 커트된 패턴화 위상차 필름 (60) 대신에, 도 16 및 도 17 을 참조하여, 웹상으로 연속된 패턴화 위상차 필름 (80) 의 결함 검사 장치 (81) 에 대해 설명한다. 이 제 6 실시형태에 있어서, 제 5 실시형태와 상이한 점은, 주행하는 웹상의 패턴화 위상차 필름 (80) 에 대해 연속적으로 화상을 취득하기 위해서, 촬영 장치로서 CCD 라인 이미지 센서를 사용하고, 웹의 촬영 화상을 연속적으로 취득하는 점이다. 이 때문에, 제 1 화상 전용의 촬영 유닛 (82) 과, 제 2 화상 전용의 촬영 유닛 (83) 과, 컨트롤러 (84) 를 구비하고, 연속적으로 화상을 취득한다. 이들 촬영 유닛 (82, 83) 은, 기본적으로는 제 5 실시형태의 것과 동일한 구성으로 되어 있고, 제 1 및 제 2 화상용 촬영 조건도 제 5 실시형태와 동일하다. 단, 제 6 실시형태에서는, 제 1 및 제 2 화상 전용으로 각각 촬영 유닛 (82, 83) 을 구비하고 있기 때문에, 제 5 실시형태의 회전 기구 (64) 나 촬영 조건 변경부 (61) 등은 불필요해진다.

제 1 화상 촬영 유닛 (82) 은, 광원부 (91), 촬영 장치 (92), 제 1 편광판 (93), λ/4 파장판 (94), 제 2 편광판 (95) 을 구비한다. 광원부 (91) 와 촬영 장치 (92) 사이에는, 광원부 (91) 측으로부터 순서대로, 제 1 편광판 (93), λ/4 파장판 (94), 제 2 편광판 (95) 이 배치된다. 제 1 편광판 (93) 과 λ/4 파장판 (94) 사이에, 패턴화 위상차 필름 (80) 이 위치된다. 또, 제 2 화상 촬영 유닛 (83) 도, 제 1 화상 촬영 유닛 (82) 과 동일하게 구성되어 있고, 광원부 (101), 촬영 장치 (102), 제 1 편광판 (103), λ/4 파장판 (104), 제 2 편광판 (105) 을 구비한다.

컨트롤러 (84) 는, 화상 처리부 (96) 및 결함 데이터 기억부 (97) 를 갖는다. 촬영 장치 (92, 102) 로부터의 촬영 신호는, 컨트롤러 (84) 의 화상 처리부 (96) 에 보내지고, 화상 처리부 (96) 에서 각종 결함이 검출된다.

화상 처리부 (96) 는, 2 치화 회로 (106), 화상 반전 회로 (107), 배타적 논리합 연산 회로 (108) 및 노이즈 제거 회로 (109) 를 갖는다. 먼저, 도 17(A), (B) 에 나타내는 바와 같이, 라인 센서로부터 얻어진 각 라인의 화상 신호를 취득한다. 각 촬영 유닛 (82, 83) 은, 웹 주행 방향으로 이간되어 배치되어 있기 때문에, 이 이간분을 고려하여, 웹 주행 방향에 있어서의 동일 라인의 화소끼리를 특정한다. 그리고, (C), (D) 에 나타내는 바와 같이, 이들 동일 라인의 제 1 화상 신호 및 제 2 화상 신호에 대해 제 5 실시형태와 동일하게, 2 치화 회로 (106) 를 사용하여, 고휘도측 임계값 및 저휘도측 임계값에 기초하여 2 치화한다.

다음으로, (E) 에 나타내는 바와 같이, 제 2 화상의 2 치화 데이터를 화상 반전 회로 (107) 에서 반전시킨다. 다음으로, (F) 에 나타내는 바와 같이, 이 반전된 신호와 제 1 화상의 2 치화 신호를 배타적 논리합 연산 회로 (108) 에서 연산하고, 배타적 논리합으로서 출력한다. 이로써, 명결함 및 암결함이 있는 부분이 「1」로서 특정된 출력 신호가 얻어진다. 또한, 배타적 논리합 연산 회로 (108) 에서는 제 1 화상과 제 2 화상의 동일 위치에 결함이 있는 경우에는 「0」을 출력하지만, 결함 화상의 성질상, 동일 지점에서 명화상에서의 암결함 및 암화상에서의 명결함이 동시에 발생하는 경우는 있을 수 없기 때문에, 특히 「0」출력이 되어도 문제는 없다. 예를 들어, 제 1 화상의 정상적인 부분의 패턴의 명부에서 이물질 등 광을 차폐하여 암결함이 되는 것은, 제 2 화상에 있어서는 암부에 존재하고, 원래 광을 차폐하므로 결함이 되지는 않는다. 드물게, 이물질이 필름에 박히는 등으로 하여 이물질 주변의 편광 특성을 저해하는 경우가 있는데, 그 경우에도 결함의 핵이 되고 있는 이물질 자체는 암결함뿐이고, 이물질 주변의 편광 특성 이상은 명결함 (휘점) 으로서만 인식되고, 이들 암결함과 명결함 (휘점) 의 발생 위치는, 근접해 있지만 반드시 상이하다. 이와 같이, 일방의 화상 신호에 대해, 타방의 화상 신호의 반전 출력 신호를 배타적 논리합 연산함으로써, 간단한 구성에 의해, 명결함과 암결함을 동일 화면 상에 현재화시켜 표시할 수 있다. 또한, 도 17 에 있어서 (A) 의 제 1 화상 데이터와 (B) 의 제 2 화상 데이터의 X 방향에 있어서의 위치 맞춤할 때에는, 도 15 에 나타내는 바와 같이, 제 1 화상 데이터와 제 2 화상 데이터의 합성시의 평균 휘도가 최소가 되는 상대 위치를 구하고, 이 상대 위치를 기준으로 하여, 양 화상 데이터의 위치 맞춤을 실시하면 된다.

또한, 각 패턴 (60A, 60B) 의 경계 부분에서 광이 누설됨으로써 노이즈가 발생하는 경우에는, 노이즈 제거 회로 (109) 에 의해, 제 5 실시형태와 동일하게, 노이즈를 제거한다. 이와 같이, 연속 주행하는 패턴화 위상차 필름에 대해서도 양호한 정밀도로 명결함 및 암결함을 검출할 수 있다.

제 6 실시형태에서는, 화상 처리의 초기 단계에서 화상 신호를 2 치화하므로, 취급하는 화상 데이터를 대폭 적게 할 수 있고, 고속으로 결함 검사가 가능해진다. 따라서, 고속이며 또한 고가의 화상 처리 장치를 이용하지 않아도, 주행하는 웹의 결함을 실시간으로 전면 검사할 수 있다. 또한, 도 16 에 나타내는 바와 같이, 제 6 실시형태에서는, 각 촬영 유닛 (82, 83) 에 개별적으로 광원부 (91, 101) 를 형성했는데, 이것은 하나의 광원부의 조명 에어리어를 넓게 하고, 하나의 광원부에 의해 조명해도 된다.

또, 제 6 실시형태에서는 라인 센서에 의한 화상 신호에 기초하여 결함을 1 라인씩 검출했는데, 이미지 에어리어 센서를 사용하여, 복수 라인의 화상 신호를 한번에 취득하고, 복수 라인마다의 화상 신호에 기초하여 결함을 검출해도 된다. 또, 제 5 실시형태에 있어서, 시트상의 패턴화 위상차 필름 (60) 대신에, 웹상의 패턴화 위상차 필름 (80) 을 검사 위치에 배치하고, 촬영 범위분을 초과하는 길이의 웹을 일시적으로 저류시키는 웹 레저부아를 형성하여, 간헐적으로 웹상 필름을 진행시키고, 일정 구간마다 결함 검출함으로써, 웹상 필름의 전체면을 연속적으로 결함 검출할 수 있다.

[실시예 1]

실시예 1 에서는, 제 1 실시형태와 같이 구성된 결함 검출 장치 (10) 를 사용하여, 실제로 위상차 필름 (12) 의 결함 검사를 실시하였다. 이 결함 검사에서는, TAC 를 지지체 (12a) 로 한 위상차 필름 (12) 을 검사 대상으로 하였다.

위상차 필름 (12) 에 형성되어 있는 제 1, 제 2 위상차 영역 (14, 15) 의 폭은 270 ㎛ 였다. 또, 촬영 장치 (17) 에 의해 촬영되는 휘도 화상에서의 Y 방향의 화소 분해능은, 10 ㎛/화소였다. 제 1, 제 2 위상차 영역 (14, 15) 의 경계는, 휘도 화상 상에서 Y 방향의 화소수가 2 ～ 3 개의 경계선 (명화소) 이 되었으므로, Y 방향으로 3 화소만 수축시키는 3 회의 수축 처리를 실시하고, 또한 1 화소의 명화소 영역을 노이즈로서 소거하고 나서, Y 방향으로 3 화소만 팽창시키는 3 회의 팽창 처리를 실시하고 나서, 명화소 영역을 결함 부분으로서 특정하였다. 이 결과, 직경이 약 100 ㎛ 인 결함을 검출할 수 있었다.

[실시예 2]

실시예 2 에서는, 제 4 실시형태와 같이 위상차 보상판 (37) 을 형성하고, 위상차 필름 (12) 의 결함 검출을 실시하였다. 이 결함 검출에 사용한 결함 검출 장치 (10) 는, 위상차 보상판 (37) 을 형성한 것 이외에는, 제 2 실시형태와 동일한 구성으로 차분 화상을 작성하여 결함의 검출을 실시하였다. 위상차 보상판 (37) 은, 위상차 필름 (12) 의 지지체 (12a) 와 동일한 투명 필의 정상 부분을 사용하고, 지지체 (12a) 의 광학축에 위상차 보상판 (37) 의 광학축이 직교하도록 배치하였다. 이 실시예 2 에서는, 제 1, 제 2 위상차 영역 (14, 15) 의 폭이 270 ㎛ 이며, 결함 사이즈를 보다 고정밀도로 검출하기 위해서 화소 분해능을 3 ㎛/화소로 하였다. 이 때문에 휘도 화상 상에서는, 경계선은 Y 방향으로 5 ～ 7 화소의 폭이 되었다.

위상차 보상판 (37) 을 배치함으로써, 전술한 바와 같이 위상차 필름 (12) 의 제 1, 제 2 위상차 영역 (14, 15) 이 모두 소광 상태에 보다 가까워지고, 정상면의 휘도 레벨은 실시예 1 보다 낮은 (어두운) 화상이 되어 휘점의 콘트라스트가 개선되었다. 콘트라스트가 개선된 만큼, 2 치화할 때의 임계값을 낮게 설정하는 것이 가능해져, 제 2 편광판 (19) 을 투과하는 광량이 적은 결함 부분도 명화소로 변환되어 높은 정밀도로 결함을 검출할 수 있도록 되었다.

휘도 화상의 각 화소에 대해, 「y1=90」으로 하여, Y 방향으로 90 화소만큼 떨어진 상대 화소와의 차분 화상을 생성하였다. 이 결과, 경계선 상의 각 화소는, 그 경계선에 인접하는 다른 경계선 상의 화소를 상대 화소로하여 차분이 취해진 새로운 값은 대략 「0」이 되었다. 이로써, 2 치화에 의해 휘도 화상으로부터 경계선을 소거할 수 있었다. 2 치화 후에, 2 화소 이하의 명화소 영역을 노이즈로서 소거하여 얻어진 화상으로부터는, 결함을 충분한 정밀도로 검출할 수 있었다. 경계선의 폭과 동일한 정도밖에 없는 미소한 결함이어도 검출이 가능하였다.

Claims (34)

1. 광학축이 서로 대략 직교하는 스트라이프상의 제 1 및 제 2 위상차 영역이 교대로 복수 나열되어 배열되고, 이들 영역이 λ/4 파장판으로서 기능하는 패턴화 위상차 필름의 결함을 검출하는 결함 검출 장치에 있어서,
   상기 패턴화 위상차 필름을 협지하도록 크로스 니콜 배치되는 제 1 및 제 2 편광판과,
   상기 제 1 편광판을 개재하여 상기 패턴화 위상차 필름에 검사광을 조사하는 광원부와,
   상기 제 2 편광판을 개재하여 상기 패턴화 위상차 필름을 촬영하여 휘도 화상을 얻는 촬영 장치와,
   상기 휘도 화상으로부터 결함을 검출하는 결함 검출부를 구비하고,
   상기 제 1 및 제 2 편광판은, 어느 일방의 편광 투과축이 상기 제 1 및 제 2 위상차 영역의 어느 일방의 광학축과 대략 평행이 되는 상태에서, 정상적인 상기 제 1 및 제 2 위상차 영역을 촬영 장치로 촬영했을 때의 각 휘도가 소광 상태 근방에서 동일 레벨이 되도록, 상기 일방의 편광 투과축의 방향이 조정되고 있는 것을 특징으로 하는 패턴화 위상차 필름의 결함 검출 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 패턴화 위상차 필름은, 위상차층을 투명 필름으로 이루어지는 지지체에 적층함으로써 상기 제 1 및 제 2 위상차 영역이 형성되어 있고,
   상기 제 1 편광판과 상기 패턴화 위상차 필름 사이, 또는 상기 제 2 편광판과 상기 패턴화 위상차 필름 사이에 배치되어, 상기 지지체가 갖는 위상차 특성을 없애는 위상차 보상판을 구비하는 것을 특징으로 하는 패턴화 위상차 필름의 결함 검출 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 위상차 보상판은, 상기 지지체와 동일한 투명 필름인 것을 특징으로 하는 패턴화 위상차 필름의 결함 검출 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 화상 처리부는, 촬영된 상기 휘도 화상을 소정의 임계값으로 2 치화하고, 각 화소를 임계값 이상의 명화소와 임계값보다 낮은 암화소로 하는 2 치화 회로와,
   복수 개의 명화소가 연결된 영역을 결함 후보 영역으로 하는 결함 후보 추출 회로를 갖고,
   상기 결함 검출부는, 상기 결함 후보 영역에 대해, 인접하는 다른 상기 결함 후보 영역과의 사이의 화소수를 상기 경계선이 나열되는 방향으로 계수하여, 계수된 화소수가 소정값 이하인 경우에, 당해 결함 후보 영역을 결함으로 하는 것을 특징으로 하는 패턴화 위상차 필름의 결함 검출 장치.
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 제 1 및 제 2 위상차 영역의 경계에 대응한 상기 휘도 화상 내의 경계선을 소거하는 화상 처리부를 구비하고,
   상기 결함 검출부는, 상기 경계선이 소거된 휘도 화상에 기초하여 결함을 검출하는 것을 특징으로 하는 패턴화 위상차 필름의 결함 검출 장치.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 화상 처리부는, 촬영된 상기 휘도 화상을 소정의 임계값으로 2 치화하고, 각 화소를 임계값 이상의 명화소와 임계값보다 낮은 암화소로 하는 2 치화 회로와, 상기 경계선이 나열되는 방향으로 명화소의 영역을 수축시키는 수축 처리를 2 치화된 휘도 화상에 대해 상기 경계선의 폭에 따른 횟수로 실시하고, 상기 경계선을 소거하는 수축 처리 회로를 갖는 것을 특징으로 하는 패턴화 위상차 필름의 결함 검출 장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 화상 처리부는, 상기 수축 처리와 동 방향으로 명화소 영역을 팽창시키는 팽창 처리를 수축 처리된 휘도 화상에 대해 실시하고, 상기 수축 처리에서 남은 명화소의 영역을 수축 처리 전의 사이즈로 되돌리는 팽창 처리 회로를 갖고,
   상기 결함 검출부는, 상기 팽창 처리된 상기 휘도 화상에 기초하여 결함을 검출하는 것을 특징으로 하는 패턴화 위상차 필름의 결함 검출 장치.
8. 제 5 항에 있어서,
   상기 화상 처리부는, 상기 휘도 화상 상의 화소에 대해, 적어도 상기 경계선이 나열되는 방향으로 상기 경계선 간격에 따른 화소수만큼 당해 화소로부터 떨어진 화소를 상대 화소로 하여, 당해 화소의 휘도로부터 상대 화소의 휘도를 감산한 값을 당해 화소의 새로운 값으로 하는 차분 처리를 상기 휘도 화상 상의 각 화소에 대해 실시함으로써, 경계선을 실질적으로 소거한 차분 화상을 생성하는 차분 화상 생성 회로와,
   상기 차분 화상을 소정의 임계값으로 2 치화하고, 각 화소를 임계값 이상의 명화소와 임계값보다 낮은 암화소로 하는 2 치화 회로를 갖는 것을 특징으로 하는 패턴화 위상차 필름의 결함 검출 장치.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 차분 화상 생성 회로는, 상기 휘도 화상 상에서 서로 상이한 방향의 상대 화소와의 사이에서 차분 처리를 실시함으로써 각각의 방향의 차분 화상을 각각 생성하고,
   상기 2 치화 회로는, 상기 복수의 차분 화상의 각각을 소정의 임계값으로 2 치화하여 복수의 2 치화 화상을 생성하고,
   상기 결함 검출부는, 복수의 상기 2 치화 화상에 대해 결함 검출을 실시하는 것을 특징으로 하는 패턴화 위상차 필름의 결함 검출 장치.
10. 광학축이 서로 대략 직교하는 스트라이프상의 제 1 및 제 2 위상차 영역이 교대로 복수 나열되어 배열되고, 이들 영역이 λ/4 파장판으로서 기능하는 패턴화 위상차 필름의 결함을 검출하는 결함 검출 장치에 있어서,
    상기 패턴화 위상차 필름을 협지하도록 배치되는 제 1 및 제 2 편광판과,
    상기 제 1 편광판을 개재하여 상기 패턴화 위상차 필름에 조명광을 조사하는 조명광원과,
    상기 패턴화 위상차 필름과 상기 제 2 편광판 사이에 배치되는 λ/4 파장판과,
    상기 제 1 편광판의 투과축을 상기 패턴화 위상차 필름의 광학축에 대해 45˚ 기울인 상태에서, 상기 제 2 편광판의 투과축을, 상기 λ/4 파장판의 광학축에 대해 +45 도로 한 제 1 상태와, 상기 제 2 편광판의 투과축을, λ/4 파장판의 광학축에 대해 -45 도로 한 제 2 상태로 선택적으로 세트하는 촬영 조건 변경부와,
    상기 촬영 조건 변경부에 의한 상기 제 1 상태 및 상기 제 2 상태에서, 상기 λ/4 파장판 및 상기 제 2 편광판을 개재하여 상기 패턴화 위상차 필름을 촬영하여, 제 1 화상 및 제 2 화상을 얻는 촬영 장치와,
    상기 제 1 화상과 상기 제 2 화상의 상기 제 1 및 제 2 위상차 영역을 일치시키고, 제 1 화상 및 제 2 화상을 중첩시켜 합성하는 화상 합성부와,
    상기 화상 합성부로부터의 합성 화상 신호에 기초하여 상기 결함을 검출하는 결함 검출부를 갖는 것을 특징으로 하는 패턴화 위상차 필름의 결함 검사 장치.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 합성 화상부는, 화상 합성할 때, 상기 제 1 및 제 2 위상차 영역의 경계선과 직교하는 방향에 있어서의 제 1 화상과 제 2 화상의 상대 위치를 바꾸어 중첩시키고, 중첩시킨 후의 합성 화상의 평균 휘도가 최소가 되는 상기 상대 위치에서 상기 합성 화상을 작성하는 것을 특징으로 하는 패턴화 위상차 필름의 결함 검사 장치.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 화상과 상기 제 2 화상에 있어서의 상기 제 1 및 제 2 위상차 영역에 대한 명부 휘도를 상기 합성 화상부의 다이나믹 레인지와 상기 촬영 장치의 다이나믹 레인지 중 레인지가 좁은 쪽의 다이나믹 레인지의 대략 절반의 휘도로 하여 촬영하는 것을 특징으로 하는 패턴화 위상차 필름의 결함 검사 장치.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 화상 합성부는, 상기 제 1 화상과 상기 제 2 화상에 대해 2 치화 신호를 생성하고, 일방의 2 치화 신호의 명암을 반전시켜 반전 2 치 신호로 하고, 이 반전 2 치 신호와 타방의 2 치화 신호의 배타적 논리합을 취하는 것을 특징으로 하는 패턴화 위상차 필름의 결함 검사 장치.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 화상 합성부에 의한 2 치화 합성 화상에 있어서 상기 제 1 및 제 2 위상차 영역의 경계에 기초한 패턴 경계부를 소거하는 패턴 경계 소거부를 갖는 것을 특징으로 하는 패턴화 위상차 필름의 결함 검사 장치.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 패턴 경계 소거부는, 상기 제 1 및 제 2 위상차 영역의 경계폭이 포함되는 화소 영역을 노이즈로서 축소 처리하는 것을 특징으로 하는 패턴화 위상차 필름의 결함 검사 장치.
16. 제 10 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 패턴화 위상차 필름은, 제 1 및 제 2 위상차 영역의 열방향으로 반송되는 웹이며,
    상기 촬영 장치는, 상기 제 1 화상을 취득하는 제 1 촬영 장치 본체와, 상기 제 2 화상을 취득하는 제 2 촬영 장치 본체를 갖고, 상기 웹의 반송에 동기하여 상기 웹을 촬영하는 것을 특징으로 하는 패턴화 위상차 필름의 결함 검사 장치.
17. 광학축이 서로 대략 직교하는 스트라이프상의 제 1 및 제 2 위상차 영역이 교대로 복수 나열되어 배열되고, 이들 영역이 λ/4 파장판으로서 기능하는 패턴화 위상차 필름의 결함을 검출하는 결함 검출 방법에 있어서,
    크로스 니콜 배치로 된 제 1 및 제 2 편광판 사이에, 상기 패턴화 위상차 필름을 배치한 상태에서, 상기 제 1 편광판을 개재하여 상기 패턴화 위상차 필름에 검사광을 조사했을 때, 상기 제 2 편광판을 개재하여 촬영되는 정상적인 제 1 및 제 2 위상차 영역의 각 휘도가 소광 상태 근방에서 동일 레벨이 되도록, 상기 제 1 및 제 2 편광판의 어느 일방의 편광 투과축의 방향을, 상기 제 1 및 제 2 위상차 영역의 어느 일방의 광학축과 대략 평행이 되는 범위에서 조정하는 조정 단계와,
    편광 투과축의 방향이 조정된 상기 제 1 및 제 2 편광판 사이에 상기 패턴화 위상차 필름을 배치하고, 상기 제 1 편광판을 개재하여 상기 패턴화 위상차 필름에 상기 검사광을 조사하고, 상기 제 2 편광판을 개재하여 위상차 필름을 촬영하여 휘도 화상을 취득하는 촬영 단계와,
    취득한 상기 휘도 화상에 기초하여 결함을 검출하는 검출 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 패턴화 위상차 필름의 결함 검출 방법.
18. 제 17 항에 있어서,
    상기 패턴화 위상차 필름은, 위상차층을 투명 필름으로 이루어지는 지지체에 적층함으로써 상기 제 1 및 제 2 위상차 영역이 형성되어 있고, 상기 조정 단계 및 상기 촬영 단계에서는, 상기 제 1 편광판과 상기 패턴화 위상차 필름 사이, 또는 상기 제 2 편광판과 상기 패턴화 위상차 필름 사이에 상기 지지체가 갖는 위상차 특성을 없애는 위상차 보상판이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 패턴화 위상차 필름의 결함 검출 방법.
19. 제 18 항에 있어서,
    상기 위상차 보상판은, 상기 지지체와 동일한 투명 필름인 것을 특징으로 하는 패턴화 위상차 필름의 결함 검출 방법.
20. 제 19 항에 있어서,
    상기 화상 처리부는, 촬영된 상기 휘도 화상을 소정의 임계값으로 2 치화하고, 각 화소를 임계값 이상의 명화소와 임계값보다 낮은 암화소로 하는 2 치화 단계와,
    복수 개의 명화소가 연결된 영역을 결함 후보 영역으로 하는 결함 후보 추출 단계를 갖고,
    상기 검출 단계는, 상기 결함 후보 영역에 대해, 인접하는 다른 상기 결함 후보 영역과의 사이의 화소수를 상기 경계선이 나열되는 방향으로 계수하여, 계수된 화소수가 소정값 이하인 경우에, 당해 결함 후보 영역을 결함으로 하는 것을 특징으로 하는 패턴화 위상차 필름의 결함 검출 방법.
21. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 위상차 영역의 경계에 대응한 상기 휘도 화상 내의 경계선을 소거하는 소거 단계를 갖고,
    상기 검출 단계는, 상기 경계선이 소거된 휘도 화상에 기초하여 결함을 검출하는 것을 특징으로 하는 패턴화 위상차 필름의 결함 검출 방법.
22. 제 21 항에 있어서,
    상기 소거 단계는, 촬영된 상기 휘도 화상을 소정의 임계값으로 2 치화하고, 각 화소를 임계값 이상의 명화소와 임계값보다 낮은 암화소로 하는 2 치화 단계와, 상기 경계선이 나열되는 방향으로 명화소의 영역을 수축하는 수축 처리를 2 치화된 휘도 화상에 대해 상기 경계선의 폭에 따른 횟수로 실시하고, 상기 경계선을 소거하는 수축 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 패턴화 위상차 필름의 결함 검출 방법.
23. 제 22 항에 있어서,
    상기 소거 단계는, 상기 수축 처리와 동 방향으로 명화소의 영역을 팽창시키는 팽창 처리를 수축 처리된 휘도 화상에 대해 실시하고, 수축 처리에서 남은 명화소의 영역을 수축 처리 전 사이즈로 되돌리는 팽창 처리 단계를 갖고,
    상기 검출 단계는, 팽창 처리된 상기 휘도 화상에 기초하여 결함을 검출하는 것을 특징으로 하는 패턴화 위상차 필름의 결함 검출 방법.
24. 제 21 항에 있어서,
    상기 소거 단계는, 상기 휘도 화상 상의 화소에 대해, 적어도 상기 경계선이 나열되는 방향으로 상기 경계선 간격에 따른 화소수만큼 당해 화소로부터 떨어진 화소를 상대 화소로하여, 당해 화소의 휘도로부터 상대 화소의 휘도를 감산한 값을 당해 화소의 새로운 값으로 하는 차분 처리를 상기 휘도 화상 상의 각 화소에 대해 실시함으로써, 경계선을 실질적으로 소거한 차분 화상을 생성하는 차분 화상 생성 단계와,
    상기 차분 화상을 소정의 임계값으로 2 치화하고, 각 화소를 임계값 이상의 명화소와 임계값보다 낮은 암화소로 하는 2 치화 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 패턴화 위상차 필름의 결함 검출 방법.
25. 제 24 항에 있어서,
    상기 차분 화상 생성 단계는, 상기 휘도 화상 상에서 서로 상이한 방향의 상대 화소와의 사이에서 차분 처리를 실시함으로써 각각의 방향의 차분 화상을 각각 생성하고,
    상기 2 치화 단계는, 상기 복수의 차분 화상의 각각을 소정의 임계값으로 2 치화하여 복수의 2 치화 화상을 생성하고,
    상기 검출 단계는, 복수의 상기 2 치화 화상에 대해 결함 검출을 실시하는 것을 특징으로 하는 패턴화 위상차 필름의 결함 검출 방법.
26. 광학축이 서로 대략 직교하는 스트라이프상의 제 1 및 제 2 위상차 영역이 교대로 복수 나열되어 배열되고, 이들 영역이 λ/4 파장판으로서 기능하는 패턴화 위상차 필름의 결함을 검출하는 결함 검출 방법에 있어서,
    상기 패턴화 위상차 필름을 협지하도록 제 1 및 제 2 편광판을 배치하고, 조명광원에 의해, 상기 제 1 편광판을 개재하여 상기 패턴화 위상차 필름에 조명광을 조사하는 조명 단계와,
    상기 패턴화 위상차 필름과 상기 제 2 편광판 사이에 λ/4 파장판을 배치하고, 상기 제 1 편광판의 투과축을 상기 패턴화 위상차 필름의 광학축에 대해 45˚ 기울인 상태에서, 상기 제 2 편광판의 투과축을, 상기 λ/4 파장판의 광학축에 대해 +45 도로 한 제 1 상태와, 상기 제 2 편광판의 투과축을, 상기 λ/4 파장판의 광학축에 대해 -45 도로 한 제 2 상태로 세트하고, 촬영 장치에 의해, 상기 λ/4 파장판 및 상기 제 2 편광판을 개재하여, 상기 제 1 상태에서 촬영하여 제 1 화상을 취득하고, 상기 제 2 상태에서 촬영하여 제 2 화상을 취득하는 촬영 단계와,
    상기 제 1 화상과 상기 제 2 화상의 상기 제 1 및 제 2 위상차 영역을 일치시키고 중첩시켜 합성 화상을 작성하는 화상 합성 단계와,
    상기 합성 화상에 기초하여 상기 결함을 검출하는 검출 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 패턴화 위상차 필름의 결함 검사 방법.
27. 제 26 항에 있어서,
    상기 합성 화상 단계는, 상기 제 1 및 제 2 위상차 영역의 경계선과 직교하는 방향에 있어서의 제 1 화상과 제 2 화상의 상대 위치를 바꾸어 중첩시키고, 중첩시킨 후의 합성 화상의 평균 휘도가 최소가 되는 상기 상대 위치에서 상기 합성 화상을 작성하는 것을 특징으로 하는 패턴화 위상차 필름의 결함 검사 방법.
28. 제 27 항에 있어서,
    상기 촬영 단계는, 상기 제 1 화상과 상기 제 2 화상에 있어서의 상기 제 1 및 제 2 위상차 영역에 대한 명부 휘도를 상기 화상 합성부의 다이나믹 레인지와 상기 촬영 장치의 다이나믹 레인지 중 레인지가 좁은 쪽의 다이나믹 레인지의 대략 절반의 휘도로 하여 촬영하는 것을 특징으로 하는 패턴화 위상차 필름의 결함 검사 방법.
29. 제 28 항에 있어서,
    상기 화상 합성 단계는, 상기 제 1 화상과 상기 제 2 화상에 대해 2 치화 신호를 생성하고, 일방의 2 치화 신호의 명암을 반전시켜 반전 2 치 신호로 하고, 이 반전 2 치 신호와 타방의 2 치화 신호의 배타적 논리합을 취하는 것을 특징으로 하는 패턴화 위상차 필름의 결함 검사 방법.
30. 제 29 항에 있어서,
    상기 화상 합성 단계는, 2 치화 합성 화상에 있어서 상기 제 1 및 제 2 위상차 영역의 경계에 기초한 패턴 경계부를 소거하는 것을 특징으로 하는 패턴화 위상차 필름의 결함 검사 방법.
31. 제 30 항에 있어서,
    상기 화상 합성 단계는, 상기 제 1 및 제 2 위상차 영역의 경계폭이 포함되는 화소 영역을 노이즈로서 축소 처리하고, 상기 패턴 경계부를 소거하는 것을 특징으로 하는 패턴화 위상차 필름의 결함 검사 방법.
32. 제 26 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 패턴화 위상차 필름은, 제 1 및 제 2 위상차 영역의 배열 방향에 직교하는 방향으로 반송되는 웹이며,
    상기 촬영 장치는, 상기 제 1 화상을 취득하는 제 1 촬영 장치 본체와, 상기 제 2 화상을 취득하는 제 2 촬영 장치 본체를 갖고, 상기 웹의 반송에 동기하여 상기 웹을 촬영하는 것을 특징으로 하는 패턴화 위상차 필름의 결함 검사 방법.
33. 광학축이 서로 대략 직교하는 스트라이프상의 제 1 및 제 2 위상차 영역이 교대로 복수 나열되어 배열되고, 이들 영역이 λ/4 파장판으로서 기능하는 패턴화 위상차 필름을 제조하는 제조 단계와,
    편광 투과축의 방향이 조정된 상기 제 1 및 제 2 편광판 사이에 상기 패턴화 위상차 필름을 배치하고, 상기 제 1 편광판을 개재하여 상기 패턴화 위상차 필름에 검사광을 조사하고, 상기 제 2 편광판을 개재하여 위상차 필름을 촬영하여 휘도 화상을 취득하는 취득 단계와,
    취득한 상기 휘도 화상에 기초하여 결함을 검출하는 검출 단계와,
    상기 취득 단계에 앞서 실시되고, 상기 제 1 및 제 2 편광판 사이에, 상기 패턴화 위상차 필름을 배치한 상태에서, 상기 제 1 편광판을 개재하여 상기 패턴화 위상차 필름에 검사광을 조사했을 때, 상기 제 2 편광판을 개재하여 촬영되는 정상적인 제 1 및 제 2 위상차 영역의 각 휘도가 소광 상태 근방에서 동일 레벨이 되도록, 상기 제 1 및 제 2 편광판의 어느 일방의 편광 투과축의 방향을, 상기 제 1 및 제 2 위상차 영역의 어느 일방의 광학축과 대략 평행이 되는 범위에서 조정하는 조정 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 패턴화 위상차 필름의 제조 방법.
34. 광학축이 서로 직교하는 각각 띠상의 제 1 및 제 2 위상차 영역이 교대로 복수 나열되어 배열된 패턴화 위상차 필름을 제조하는 제조 단계와,
    상기 패턴화 위상차 필름을 협지하도록 제 1 및 제 2 편광판을 배치하고, 조명광원에 의해, 상기 제 1 편광판을 개재하여 상기 패턴화 위상차 필름에 조명광을 조사하는 조명 단계와,
    상기 패턴화 위상차 필름과 상기 제 2 편광판 사이에 λ/4 파장판을 배치하고, 상기 제 1 편광판의 투과축을 상기 패턴화 위상차 필름의 광학축에 대해 45˚ 기울인 상태에서, 상기 제 2 편광판의 투과축을, 상기 λ/4 파장판의 광학축에 대해 +45 도로 한 제 1 상태와, 상기 제 2 편광판의 투과축을, 상기 λ/4 파장판의 광학축에 대해 -45 도로 한 제 2 상태로 세트하고, 촬영 장치에 의해, 상기 λ/4 파장판 및 상기 제 2 편광판을 개재하여, 상기 제 1 상태에서 촬영하여 제 1 화상을 취득하고, 상기 제 2 상태에서 촬영하여 제 2 화상을 취득하는 촬영 단계와,
    상기 제 1 화상과 상기 제 2 화상의 상기 제 1 및 제 2 위상차 영역을 일치시키고 중첩시켜 합성 화상을 작성하는 화상 합성 단계와,
    상기 합성 화상에 기초하여 상기 결함을 검출하는 검출 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 패턴화 위상차 필름의 제조 방법.

Images