KR20150093569A - 왜곡 검사기 - Google Patents

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KR20150093569A
KR20150093569A KR1020140103259A KR20140103259A KR20150093569A KR 20150093569 A KR20150093569 A KR 20150093569A KR 1020140103259 A KR1020140103259 A KR 1020140103259A KR 20140103259 A KR20140103259 A KR 20140103259A KR 20150093569 A KR20150093569 A KR 20150093569A
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류이치 사카시타
우메히코 혼다
도모미 다카다
하루오 요
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가부시키가이샤 루케오
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Abstract

[과제] 애널라이저에 상당하는 편광판을 회전시키기 위한 구동 기구를 구비하여, 검사자가 수동으로 회전시키지 않고 검사를 행하는 것이 가능한 왜곡 검사기를 제공한다.
[해결 수단] 왜곡 검사기(100)는 카메라(140)와, 제 2 편광판(141)과, 1/4 파장판(142)과, 제 1 편광판(143)과, 확산판(144)과, 광원(145)과, 제 2 편광판을 임의의 각도로 단계적으로 회전시키기 위한 구동 기구를 구비하고 있다. 카메라(140), 제 2 편광판(141), 1/4 파장판(142), 제 1 편광판(143), 확산판(144) 및 광원(145)은 동일한 축(검사축) 위에 설치되어 있고, 구동 기구가 애널라이저에 상당하는 제 2 편광판(141)을 자동적으로 회전시킴으로써, 위상차나 광축방위를 측정한다.

Description

왜곡 검사기{STRAIN INSPECTION APPARATUS}
본 발명은 광학 측정 기기에 관한 것이며, 구체적으로는, 광을 투과하는 피검사체의 위상차나 광축방위를 측정하여, 피검사체의 내부에 존재하는 왜곡을 검사하는 기기에 관한 것이다.
일반적으로, 유리 제품이나 아크릴을 비롯한 수지 제품 등은 가공시의 열분포의 불균형 등에 의해 왜곡이 발생하는 경우가 있고, 이 왜곡은 강도 저하나 자연 파괴 등을 야기하는 요인이 된다. 이로 인해, 품질 관리나 안전 등의 면을 고려하면, 제품 제조시나 제품 출하시 등에 있어서는 제품 내의 잔류 응력에 기준값을 마련하여 검사를 행하여, 기준값을 초과한 것을 배제하는 등, 품질 검사나 제품 관리를 행할 필요가 있다.
보다 구체적인 예로서는 직교 니콜법이나 세나르몽법을 사용한 검사 수법을 들 수 있다.
세나르몽법은 왜곡의 정량 측정을 행하기 위한 것이다. 세나르몽법을 사용한 일반적인 측정 수법은, 우선, 발광체로부터의 광을 편광판(폴라라이저)에 의해 직선 편광으로 하고, 이것을 시료에 조사한다. 시료에 조사된 광은 시료 중의 왜곡이 있는 부분에서는 위상차가 발생하여, 타원 편광이 된다. 그리고, 이 타원 편광은 광학축을 적절히 어긋나게 한 1/4 파장판을 투과하면, 원래의 방향과 상이한 편광축을 가진 직선 편광이 된다. 그리고, 이 직선 편광에 대해 편광판(애널라이저)을 회전시켜, 원래의 직선 편광으로부터의 편광축의 각도의 변화량을 측정한다. 이 편광축의 변화량은 왜곡에 의한 위상차와 비례 관계에 있기 때문에, 계산식에 의해 위상차를 구할 수 있다.
세나르몽법을 사용한 검사기로서는 비특허문헌 1에 개시되는 검사기가 알려져 있다. 그러나, 비특허문헌 1에 개시되는 종래의 검사기는 애널라이저에 상당하는 편광판을 수동으로 회전시켜야 해서 검사 공정이 번잡해진다. 이로 인해, 애널라이저에 상당하는 편광판을 검사자가 수동으로 조작하지 않고 검사하는 것이 가능한 왜곡 검사기가 요구되고 있었다.
세미오토세나르몽 LSM-7002 <URL:http://www.luceo.co.jp/news/lsm-7002.html>
본 발명은 이상과 같은 사정을 감안하여 이루어진 것이다. 즉, 본 발명은 애널라이저에 상당하는 편광판을 회전시키기 위한 구동 기구를 구비하고, 검사자가 수동으로 회전시키지 않고 검사를 행하는 것이 가능한 왜곡 검사기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이상의 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따르는 왜곡 검사기는 광을 투과하는 물체의 내부에 존재하는 왜곡을 검사하는 왜곡 검사기로서, 광원과, 광원에 근접하여 또는 밀착하여 설치되는 확산판과, 확산판의 광원측과는 반대측 면에 근접하여 또는 밀착하여 설치되는 제 1 편광판과, 제 1 편광판의 확산판측과는 반대측 면에 근접하여 또는 밀착하여, 제 1 편광판의 편광축에 대해 축방향을 45도 어긋나게 하여 설치되는 1/4 파장판과, 1/4 파장판과 임의의 거리를 두고 대면적으로 설치되고, 1/4 파장판과의 사이에 검사 영역을 형성하는 제 2 편광판과, 제 2 편광판의 1/4 파장판측과는 반대측에 근접하여 설치되는 촬상 장치와, 제 2 편광판을 임의의 각도로 단계적으로 또는 연속적으로 회전시키기 위한 구동 기구를 구비하는 것을 특징으로 한다.
구동 기구는 스텝핑 모터로 구성되어도 좋다.
광원은 상면이 개방된 바닥이 있는 상자상 부재와, 상기 상자상 부재의 내측 저면 중앙부에 설치되는 발광체와, 상기 발광체의 상방에 설치되는 반투명 부재로 구성되어도 좋다.
반투명 부재는 7미리미터 두께의 원판상으로 형성된 발포 플라스틱으로 구성되어도 좋다.
발광체는 1개의 발광 다이오드 또는 복수의 발광 다이오드의 집합체로 구성되어도 좋다.
발광 다이오드는 청색에서부터 적색의 범위에 속하는 단색의 가시광을 발하는 것이라도 좋다.
발광 다이오드는 표면 실장형이라도 좋다.
또한, 본 발명에 따르는 왜곡 검사 시스템은 왜곡 검사기와, 상기 왜곡 검사기와 통신 수단을 개재하여 상호 통신 가능한 해석 장치로 구성되는 왜곡 검사 시스템으로서, 상기 해석 장치가 조작자의 입력 지시를 받는 입력부와, 입력 지시에 기초하여 왜곡 검사기로부터 송신된 검사 데이터를 연산하는 연산부와, 연산부에 의해 연산된 값에 기초하여 화상을 생성하는 화상 생성부와, 화상 생성부에 의해 생성된 화상을 표시하는 표시부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
연산부는 검사 데이터에 기초하여 왜곡의 강약을 나타내는 계조값(gradation value)을 연산하는 계조값 연산부를 가져도 좋다.
화상 생성부는 계조값 연산부에 의해 연산된 값에 기초하여 3차원 화상을 생성해도 좋다.
연산부는 검사 데이터에 기초하여 왜곡의 축방위를 나타내는 축방위값을 연산하는 축방위값 연산부를 가져도 좋다.
연산부는 검사 데이터 중의 임의의 범위를 추출하는 검사 데이터 추출부를 가져도 좋다.
연산부는 검사 데이터 중 또는 검사 데이터 추출부에 의해 추출된 검사 데이터에 있어서의, 임의의 직선상의 왜곡의 강약 또는 축방위를 연산하는 직선 연산부를 가져도 좋다.
본 발명에 의하면, 애널라이저에 상당하는 편광판을 회전시키기 위한 구동 기구를 구비하여, 검사자가 수동으로 회전시키지 않고 검사를 행하는 것이 가능한 왜곡 검사기를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따르는 왜곡 검사기의 전체 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 왜곡 검사기의 내부 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 카메라, 제 2 편광판, 1/4 파장판, 제 1 편광판, 확산판 및 광원의 관계를 도시한 분해도이다.
도 4는 제 2 편광판의 주변 구성을 도시한 단면도이다.
도 5는 광원의 구성을 도시한 사시도이다.
도 6은 광원의 구성을 단면에 의해 도시한 도면이다.
도 7은 왜곡 검사 시스템의 전체 구성을 도시한 도면이다.
도 8은 해석 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 9는 연산부가 구비하는 각 연산 처리부를 도시한 블록도이다.
도 10은 해석 장치의 화면 표시의 일례를 도시한 도면이다.
도 11은 해석 장치의 화면 표시의 일례를 도시한 도면이다.
도 12는 해석 장치의 화면 표시의 일례를 도시한 도면이다.
도 13은 해석 장치의 화면 표시의 일례를 도시한 도면이다.
도 14는 해석 장치의 화면 표시의 일례를 도시한 도면이다.
도 15는 해석 장치의 화면 표시의 일례를 도시한 도면이다.
도 16은 해석 장치의 화면 표시의 일례를 도시한 도면이다.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명에 따르는 왜곡 검사기의 일 실시형태를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따르는 왜곡 검사기(100)의 전체 구성을 도시한 도면이다. 도시되는 바와 같이, 왜곡 검사기(100)는 왜곡 검사기(100)를 구성하는 각 요소를 내부에 수납하는 케이스(101)와, 검사 대상이 되는 시료를 둘 때에 상하로 개폐되는 슬라이드 커버(102)와, 슬라이드 커버(102)를 상하로 개폐할 때에 사용하는 손잡이(103)로 구성되어 있다.
케이스(101) 및 슬라이드 커버(102)의 소재에 관해서는 특별히 한정되지 않으며, 폴리카보네이트 소재나 FRP 소재 등 다양한 소재로부터 임의로 결정하면 좋은데, 검사에 영향을 미치는 외광을 차단한다는 관점에서는, 광이 투과하지 않는 소재를 사용하는 것이 바람직하다. 슬라이드 커버(102)를 상하로 개폐시키기 위한 기구에 관해서는 특별히 한정되지 않으며, 벨트에 의해 상하로 개폐되는 기구 외에, 와이어를 사용한 기구 등, 임의로 결정하면 좋다.
슬라이드 커버(102)는 그 닫힌 상태를 검출하는 리미트 스위치나 광전 소자 등의 감지기(도시하지 않음)에 관련지어져 있다. 이것에 의해, 슬라이드 커버(102)가 닫힌 상태일 때만 왜곡 검사기(100)가 작동하도록 설정할 수 있다.
다음으로, 도 2를 참조하면서 왜곡 검사기(100)의 구성에 관해서 설명한다.
도 2는 왜곡 검사기(100)의 내부 구성을 도시한 도면이다. 도시되는 바와 같이, 왜곡 검사기(100)는 직사각 형상의 판상 부재(121)와, 제 2 편광판(141)과, 제 2 편광판(141)의 상부에 설치된 카메라(140)와, 판상 부재(121)를 지지하는 지주(122)와, 지주(122)의 토대를 겸한 본체(120)와, 본체(120)의 내부에 설치된 1/4 파장판(142)과, 본체(120)의 내부에 설치된 제 1 편광판(143)(도시하지 않음)과, 본체(120)의 내부에 설치된 확산판(144)(도시하지 않음)과, 본체(120)의 내부에 설치된 광원(145)(도시하지 않음)으로 구성되어 있다.
촬상 장치로서의 카메라(140)는 광원(145)으로부터 조사되고, 확산판(144), 제 1 편광판(143), 1/4 파장판(142), 시료 및 제 2 편광판(141)을 투과한 광을 수광하는 카메라이다. 카메라(140)의 구체예로서는 CCD 카메라를 들 수 있다. 카메라(140)는 도 2에 도시하는 고정구에 의해 제 2 편광판(141)의 상부에 고정되어 있다.
확산판(144)은 광원(145)으로부터 방사되는 광의 불균일을 해소하기 위한 디퓨저이다.
왜곡 검사기(100)에 있어서의 검사 영역은 1/4 파장판(142)과 제 2 편광판(141) 사이에 구성되고, 통상적으로 1/4 파장판(142)의 상면에 시료를 두고 검사를 행한다. 상기한 바와 같이, 왜곡 검사기(100)는 1/4 파장판(142)의 상면에 시료를 두거나 제거하거나 할 때에는 슬라이드 커버(102)를 위로 슬라이드시켜 여는 것이 가능한 구성으로 되어 있다.
다음으로, 도 3을 참조하면서, 왜곡 검사기(100)가 구비하는 카메라(140), 제 2 편광판(141), 1/4 파장판(142), 제 1 편광판(143), 확산판(144) 및 광원(145)의 광학적인 관계에 관해서 설명한다.
도 3은 왜곡 검사기(100)가 구비하는 카메라(140), 제 2 편광판(141), 1/4 파장판(142), 제 1 편광판(143), 확산판(144) 및 광원(145)의 관계를 도시한 분해도이다. 도시되는 바와 같이, 카메라(140), 제 2 편광판(141), 1/4 파장판(142), 제 1 편광판(143), 확산판(144) 및 광원(145)은 동일한 축(검사축) 위에 설치되어 있다. 제 2 편광판(141)과 1/4 파장판(142) 사이의 거리에 관해서는 특별히 한정되지 않으며, 검사 대상인 시료의 크기 등에 따라 임의로 결정할 수 있다.
제 1 편광판(143)과 1/4 파장판(142)은 각각의 광학축을 상대적으로 45도 어긋나게 한 관계, 즉, 편광축의 축방향을 상대적으로 45도 어긋나게 한 관계로 배치되어 있다. 이것에 의해, 광원(145)으로부터 방사되어, 제 1 편광판(143) 및 1/4 파장판(142)을 투과한 광을 원편광으로 할 수 있다.
광원(145)의 구성에 관해서는 도 5를 참조하면서 후술한다.
다음으로, 도 4를 참조하면서, 제 2 편광판(141)의 주변 구성에 관해서 설명한다.
도 4는 제 2 편광판(141)의 주변 구성을 도시한 단면도이다. 도시되는 바와 같이, 제 2 편광판(141)은 판상 부재(121)에 설치된 원형상의 구멍 내부에서 회전 가능한 원통 형상의 회전 부재(160)에 끼워 넣어져 있고, 회전 부재(160)는 판상 부재(121)에 설치된 구멍에 끼워 넣어지도록 고정된 베어링(161)에 고정되어 회전하는 구성으로 되어 있다.
회전 부재(160)의 하부에는 톱니바퀴(164)가 형성되어 있고, 이 톱니바퀴(164)는 중간 톱니바퀴(165)를 개재하여, 구동 기구로서의 모터(167)의 축에 설치된 구동 톱니바퀴(166)와 맞물려 있다. 또한, 톱니바퀴의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 스퍼 기어나 헬리컬 기어라도 좋다. 또한, 중간 톱니바퀴(165)에 관해서는 필수는 아니며, 관성 부하나 감속비가 사양을 충족시키는 한, 왜곡 검사기(100)를 소형화 등 하는 경우에 있어서 생략해도 좋다.
모터(167)로서는, 다양한 모터를 적용할 수 있지만, 정확하고 신속한 회전 제어를 실현하기 위해, 스텝핑 모터를 사용하면 보다 바람직하다.
왜곡 검사기(100)에 있어서 제 2 편광판(141)의 회전량은 회전 부재(160)의 회전량과 동일해지지만, 회전 부재(160)의 회전량을 산출하기 위해서는, 회전 부재(160)의 회전 기준 위치를 결정할 필요가 있다. 이로 인해, 왜곡 검사기(100)는 회전 부재(160)가 회전 기준 위치에 존재하는지 여부를 검지하기 위한 광 센서(163)를 회전 부재(160)의 근방에 구비하고 있고, 회전 부재(160)에는 광 센서의 발광부와 수광부 사이를 통과 가능한 돌기부(162)가 설치되어 있다.
광 센서(163)로서는 포토다이오드를 사용한 포토인터럽터형의 센서 등, 다양한 센서를 적용할 수 있으며, 특별히 한정되지 않는다.
다음으로, 도 5를 참조하면서, 광원(145)의 구성에 관해서 설명한다.
도 5는 광원(145)의 구성을 도시한 사시도이다. 도시되는 바와 같이, 광원(145)은 4개의 측면판과 저면판으로 이루어지는 바닥이 있는 상자상 부재(180)와, 저면판의 중앙에 설치된 발광체(183)와, 발광체(183)의 상방에 설치된 반투명 부재(181)와, 반투명 부재(181)를 발광체(183)의 상방에서 고정시키기 위한 투명 부재(182)로 구성되어 있다.
상자상 부재(180)의 소재에 관해서는 특별히 한정되지 않으며, 알루미늄이나 폴리카보네이트 등, 다양한 소재로부터 임의로 결정하면 좋다.
반투명 부재(181)는 발광체(183)가 설치되어 있는 중앙 부근의 광량을 제한하여, 중앙 부근 이외의 광량과의 균형을 도모하기 위한 부재이고, 반투명한 소재에 의해 구성되어 있다. 반투명 부재(181)의 구체적인 소재에 관해서는 특별히 한정되지 않으며, 발포 플라스틱 등, 다양한 소재로부터 임의로 결정하면 좋다. 본 실시형태에 있어서는 반투명 부재(181)의 검사축 방향의 두께가 7미리미터인 발포 플라스틱으로 하고 있지만, 반투명 부재(181)의 검사축 방향의 두께에 관해서는 이것으로 한정되지 않으며, 발광체(183)의 광량 등에 따라 임의로 결정하면 좋다.
투명 부재(182)는 반투명 부재(181)를 발광체(183)의 상방에서 고정시키기 위한 것이다. 본 실시형태에 있어서는, 도시되는 바와 같이 단면이 원형인 원통 형상으로 하고 있지만, 투명 부재(182)의 형상은 이것으로 한정되지 않으며, 예를 들면, 단면이 직사각형이라도 좋다. 투명 부재(182)의 소재에 관해서는 특별히 한정되지 않으며, 폴리카보네이트 등, 다양한 소재로부터 임의로 결정하면 좋다.
발광체(183)는 하나의 발광 다이오드 또는 복수의 발광 다이오드의 집합체로 구성되어 있다. 발광 다이오드가 방사하는 광의 색에 관해서는 특별히 한정되지 않으며, 일반적으로는 청색에서부터 적색의 범위에 속하는 단색의 가시광이 사용되지만, 적외광이라도 좋다.
발광체(183)를 구성하는 발광 다이오드의 종류로서는 포탄형과 표면 실장형의 어느 것이라도 좋지만, 방사광의 지향성 등을 고려하면, 표면 실장형이 보다 바람직하다.
다음으로, 도 6을 참조하면서, 광원(145)의 작용에 관해서 설명한다.
도 6은 광원(145)의 구성을 단면에 의해 도시한 도면이다. 도시되는 바와 같이, 발광체(183)로부터 광이 방사되면, 발광체(183)의 상방으로 방사된 광에 관해서는 그 일부가 반투명 부재(181)를 투과하여 발광체(183)의 상방 이외로 방사된 광 및 반투명 부재(181)에서 반사된 광은 투명 부재(182)를 투과한다. 투명 부재(182)를 투과한 광은 상자상 부재(180) 내측의 4개의 측면(200) 및 저면(201)에서 반사되어, 최종적으로 상자상 부재(180)의 상면으로부터 확산판(144)으로 방사된다(회색의 화살표 기호).
이상 설명한 본 발명에 따르는 왜곡 검사기(100)는 다음과 같이 작용한다. 즉, 광원(145)으로부터 방사된 광은 확산판(144)을 투과한 후, 제 1 편광판(143) 및 1/4 파장판(142)을 투과하면, 원편광으로 변화된다. 원편광으로 된 광이 시료를 투과하면, 왜곡이 존재하는 부분에서는 복굴절의 지축(遲軸)과 속축(速軸) 사이에 위상차(리타데이션)가 발생하여 타원 편광이 된다. 타원 편광으로 된 광은 제 2 편광판(141)을 투과하면, 편광 투과축과 평행한 성분의 광만이 직선 편광으로서 투과한다. 여기서, 제 2 편광판(141)을 투과한 광의 강도는, 제 2 편광판(141)의 회전 각도의 변화에 따라, 위상차와 지축의 방위에 의존한 특정한 변화를 나타낸다. 거기서, 왜곡 검사기(100)는 제 2 편광판(141)의 초기 위치를 포함하는 적어도 4개소의 상이한 회전 각도에 있어서 카메라(140)에 의한 촬영을 행하여, 시료를 배치하지 않을 때와 배치했을 때를 비교하여, 각각의 회전 각도에 있어서의 광 강도로부터 편광 상태, 즉, 타원율과 타원의 기울기를 연산한다.
카메라(140)는 다수의 촬상 소자의 집합체로서, 이것에 의해 제 2 편광판(141)을 투과해 온 광을 검출한다. 각 촬상 소자가 포착한 정보는, 후술하는 바와 같이, 케이블(222)과 같은 통신 수단을 개재하여 해석 장치 등으로 보내어져 적절히 처리된다.
여기서, 상기한 4개소의 상이한 회전 각도란, 초기 위치를 회전 각도 0도로 한 경우, 적합하게는 0도, 45도, 90도, 135도이다.
이상과 같이, 본 발명에 따르는 왜곡 검사기(100)는 왜곡이나 복굴절을 갖는, 광을 투과하는 물체 내부의 리타데이션의 크기 및 지축의 방위를 정량 측정할 수 있다.
다음으로, 도 7 내지 도 9를 참조하면서, 본 발명에 따르는 왜곡 검사기와, 왜곡 검사기와 통신 수단을 개재하여 상호 통신 가능한 해석 장치로 구성되는 왜곡 검사기 시스템에 관해서 설명한다.
도 7은 본 발명에 따르는 왜곡 검사 시스템(220)의 전체 구성을 도시한 도면이다. 도시되는 바와 같이, 왜곡 검사 시스템(220)은 왜곡 검사기(100)와 해석 장치(221)를 구비하고 있다. 왜곡 검사기(220)와 해석 장치(221)는 통신 수단으로서의 케이블(222)을 개재하여 상호 통신 가능한 구성으로 되어 있다.
여기서, 케이블(222)의 구체적인 종류나 구성에 관해서는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, LAN 케이블이나 실드 케이블 등, 다양한 통신 케이블을 사용할 수 있다. 또한, 왜곡 검사기(100)와 해석 장치(221)를 접속하는 수단은 물리적인 케이블일 필요는 없으며, 무선 LAN이나 적외선 통신 등의 무선 통신에 의해 왜곡 검사기(100)와 해석 장치(221)를 접속해도 좋다.
다음으로, 도 8을 참조하면서, 해석 장치(221)의 구성에 관해서 설명한다.
도 8은 해석 장치(221)의 구성을 도시한 블록도이다. 도시되는 바와 같이, 해석 장치(221)는, 버스(240)를 개재하여, 제어부(241), 기억부(242), 연산부(243), 통신부(244), 입력부(245), 표시부(246) 및 화상 생성부(247)를 구비하고 있다. 한편, 연산부(243) 및 화상 생성부(247)는 소프트웨어적으로 구성되어 있어도 좋고, 하드웨어적으로 구성되어 있어도 좋다.
제어부(241)는 해석 장치(221)의 중추로서 기능하는 중앙 연산 처리 장치(Central Processing Unit)이고, 기억부(242) 등에 기억된 프로그램을 실행함으로써, 해석 장치(221)의 각 구성 요소를 제어한다.
기억부(242)는 ROM(Read Only Memory)이나 RAM(Random Access Memory)으로 구성되고, 왜곡 검사기(100)로부터 송신되는 검사 데이터나 제어부(241)에 의해 실행되는 프로그램 등을 기억하는 동시에, 각종 작업용 기억 영역을 형성하고 있다. 한편, 기억부(242)의 일부 또는 전부는 해석 장치(221)의 물리적인 내부에 구성되어 있을 필요는 없으며, 해석 장치(221)에 접속된, 소위 외부 기억 장치라도 좋다.
연산부(243)는 제어부(241)의 지시에 의해, 왜곡 검사기(100)로부터 송신되는 검사 데이터를 연산하는 기능을 구비하고 있다. 또한, 연산부(243)는 반드시 단체로 구성되어 있지 않아도 좋고, 제어부(241)가 연산부(243)의 일부 또는 전부를 겸해도 좋다.
통신부(244)는 제어부(241)의 제어하, 왜곡 검사기(100)와의 사이에서 검사 데이터나 각종 지시 등을 송수신하는 통신 수단이다. 여기서, 통신부(244)에 의해 송수신되는 지시의 구체예로서는, 해석 장치(221)로부터 왜곡 검사기(100)가 구비하는 카메라(140)로 송신되는, 제 2 편광판(141)의 회전 각도를 제어하기 위한 제어 신호를 들 수 있다.
입력부(245)는 해석 장치(221)의 조작자에 의한 입력 조작을 받는 기능을 구비하고 있고, 예를 들면, 키보드, 카메라, 마우스, 음성 입력을 받는 마이크, 표시부(246)의 표시면에 설치된 터치 패널 등으로 구성되어 있다.
표시부(246)는, 예를 들면, 액정 표시 소자나 유기 EL 등의 평면 표시 소자를 사용하여 구성되어 있는 디스플레이이다.
화상 생성부(247)는 제어부(241)의 지시하, 연산부(243)에 의해 연산된 검사 데이터나 각종 값에 기초하여 화상을 생성하여, 출력한다.
다음으로, 도 9를 참조하면서, 연산부(243)가 구비하는 각 연산 처리부에 관해서 설명한다.
도 9는 연산부(243)가 구비하는 각 연산 처리부를 도시한 블록도이다. 도시되는 바와 같이, 연산부(243)는 계조값 연산부(260), 축방위 연산부(261), 검사 데이터 추출부(262) 및 직선 연산부(263)를 구비하고 있다.
계조값 연산부(260)는 왜곡 검사기(100)로부터 송신된 검사 데이터 또는 후술하는 검사 데이터 추출부(262)에 의해 추출된 검사 데이터에 기초하여, 왜곡의 강약을 나타내는 계조값을 픽셀 단위로 연산한다. 계조값 연산부(260)에서 연산된 계조값은 최종적으로 화상 생성부(247)에 있어서 왜곡의 강약을 색의 변화(일례로서, 본 실시형태와 같은 청색에서 적색으로의 변화)로 나타내는 화상을 생성할 때에 사용된다.
축방위 연산부(261)는 왜곡 검사기(100)로부터 송신된 검사 데이터 또는 후술하는 검사 데이터 추출부(262)에 의해 추출된 검사 데이터에 기초하여, 지축의 방위를 픽셀 단위로 연산한다. 축방위 연산부(261)에서 연산된 축방위값은 최종적으로 화상 생성부(247)에 있어서 축방위를 나타내는 화상을 생성할 때에 사용된다.
검사 데이터 추출부(262)는 왜곡 검사기(100)로부터 송신된 검사 데이터 중 임의의 범위의 검사 데이터를 추출한다. 추출하는 범위에 관해서는 해석 장치(221)의 조작자에 의한 입력부(245)로부터의 지시에 기초하여 결정된다. 검사 데이터 추출부(262)에 의해 추출된 검사 데이터는, 계속해서, 계조값 연산부(260)나 축방위 연산부(261)에 의해 연산이 행해진다.
직선 연산부(263)는 왜곡 검사기(100)로부터 송신된 검사 데이터 또는 상기한 검사 데이터 추출부(262)에 의해 추출된 검사 데이터 중 임의의 직선(예를 들면, 도 11의 약간 상방에 도시되는 직선) 위의 검사 데이터에 기초하여, 왜곡의 강약을 나타내는 계조값 또는 지축의 방위를 픽셀 단위로 연산한다. 직선 연산부(263)에서 연산된 계조값 또는 축방위값은, 최종적으로 화상 생성부(247)에 있어서, 결정된 직선상에 있어서의 왜곡의 강약 또는 축방위의 변화를 나타내는 그래프 화상을 생성할 때에 사용된다.
다음으로, 도 10 내지 도 16을 참조하면서, 해석 장치(221)의 화상 생성부(247)에 의해 생성된 화상의 형태에 관해서 설명한다.
도 10은 왜곡 검사기(100)로부터 송신된 데이터 그 자체를 표시한 상태를 도시한 도면이다.
도 11은 왜곡 검사기(100)로부터 송신된 데이터를 계조값 연산부(260)가 연산하여 얻어진 계조값에 기초하여, 왜곡의 강약을 색의 변화(일례로서, 도시되는 바와 같은 청색에서 적색으로의 변화)로 표시한 상태를 도시한 도면이다. 또한, 도 11의 우측 상부에 표시되어 있는 2개의 숫자는 왜곡의 양을 나타내는 수치이며, 각각 우측에 표시되어 있는 상향 및 하향의 화살표를 클릭함으로써, 색의 변화에 의해 표시하는 왜곡의 범위를 임의로 변경할 수 있다.
도 12는 왜곡 검사기(100)로부터 송신된 데이터를 축방위 연산부(261)가 연산하여 얻어진 축방위값에 기초하여, 축방위를 나타내는 화상을 선으로 표시한 상태를 도시한 도면이다. 도시되는 바와 같이, 일정한 간격을 두고 배치된 각 선은 그 선의 위치에 있어서의 지축의 방위를 각각 나타내고 있다.
도 13은 왜곡 검사기(100)로부터 송신된 데이터 중, 임의로 선택된 범위의 검사 데이터를 검사 데이터 추출부(262)가 추출하고, 추출된 검사 데이터를 계조값 연산부(260)가 연산하여 얻어진 계조값에 기초하여, 왜곡의 강약을 색의 변화로 표시한 상태를 도시한 도면이다.
도 14는 왜곡 검사기(100)로부터 송신된 데이터 중, 임의로 결정된 직선상의 검사 데이터를 직선 연산부(263)가 연산하여 얻어진 계조값 및 축방위값에 기초하여, 결정된 직선상에 있어서의 왜곡의 강약 및 축방위값의 변화를 그래프로 표시한 상태를 도시한 도면이다.
도 15는 검사 데이터 추출부(262)에 의해 추출된 검사 데이터의 범위에 있어서의 왜곡의 강약의 분포를 히스토그램으로 표시한 상태를 도시한 도면이다.
도 16은 검사 데이터 추출부(262)에 의해 추출된 검사 데이터를 계조값 연산부(260)가 연산하여 얻어진 계조값을 3차원적으로 표시한 상태를 도시한 도면이다.
이상과 같이, 본 발명에 따르는 왜곡 검사 시스템(220)은, 왜곡이나 복굴절을 갖는, 광을 투과하는 물체 내부의 리타데이션의 크기 및 지축의 방위를 자동적으로 정량 측정할 수 있다.
이상, 본 발명의 적합한 실시형태에 관해서 설명했지만, 본 발명은 상기의 실시형태로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 다양한 개변이 가능한 것은 말할 필요도 없다.
100 왜곡 검사기
101 케이스
102 슬라이드 커버
103 손잡이
120 본체
121 판상 부재
122 지주
140 카메라
141 제 2 편광판
142 1/4 파장판
143 제 1 편광판
144 확산판
145 광원
160 회전 부재
161 베어링
162 돌기부
163 광 센서
164 톱니바퀴
165 중간 톱니바퀴
166 구동 톱니바퀴
167 모터
180 상자상 부재
181 반투명 부재
182 투명 부재
183 발광체
200 측면
201 저면
220 왜곡 검사 시스템
221 해석 장치
222 케이블
240 버스
241 제어부
242 기억부
243 연산부
244 통신부
245 입력부
246 표시부
247 화상 생성부
260 계조값 연산부
261 축방위 연산부
262 검사 데이터 추출부
263 직선 연산부

Claims (13)

  1. 광을 투과하는 물체의 내부에 존재하는 왜곡을 검사하는 왜곡 검사기에 있어서, 상기 검사기는,
    광원과,
    상기 광원에 근접하여 또는 밀착하여 설치되는 확산판과,
    상기 확산판의 상기 광원측과는 반대측 면에 근접하여 또는 밀착하여 설치되는 제 1 편광판과,
    상기 제 1 편광판의 상기 확산판측과는 반대측 면에 근접하여 또는 밀착하여, 상기 제 1 편광판의 편광축에 대해 축방향을 45도 어긋나게 하여 설치되는 1/4 파장판과,
    상기 1/4 파장판과 임의의 거리를 두고 대면적으로 설치되고, 상기 1/4 파장판과의 사이에 검사 영역을 형성하는 제 2 편광판과,
    상기 제 2 편광판의 상기 1/4 파장판측과는 반대측에 근접하여 설치되는 촬상 장치와,
    상기 제 2 편광판을 임의의 각도로 단계적으로 또는 연속적으로 회전시키기 위한 구동 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 왜곡 검사기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 구동 기구가 스텝핑 모터로 구성되는 것을 특징으로 하는 왜곡 검사기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 광원이 상면이 개방된 바닥이 있는 상자상 부재와, 상기 상자상 부재의 내측 저면 중앙부에 설치되는 발광체와, 상기 발광체의 상방에 설치되는 반투명 부재로 구성되는 것을 특징으로 하는 왜곡 검사기.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 반투명 부재가 7미리미터 두께의 원판상으로 형성된 발포 플라스틱으로 구성되는 것을 특징으로 하는 왜곡 검사기.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 발광체가 1개의 발광 다이오드 또는 복수의 발광 다이오드의 집합체로 구성되는 것을 특징으로 하는 왜곡 검사기.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 발광 다이오드가 청색에서부터 적색의 범위에 속하는 단색의 가시광을 발하는 것인 것을 특징으로 하는 왜곡 검사기.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 발광 다이오드가 표면 실장형인 것을 특징으로 하는 왜곡 검사기.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중의 어느 한 항에 기재된 왜곡 검사기와, 상기 왜곡 검사기와 통신 수단을 개재하여 상호 통신 가능한 해석 장치로 구성되는 왜곡 검사 시스템에 있어서, 상기 해석 장치는,
    조작자의 입력 지시를 받는 입력부와,
    상기 입력 지시에 기초하여 상기 왜곡 검사기로부터 송신된 검사 데이터를 연산하는 연산부와,
    상기 연산부에 의해 연산된 값에 기초하여 화상을 생성하는 화상 생성부와,
    상기 화상 생성부에 의해 생성된 화상을 표시하는 표시부를 구비하는 것을 특징으로 하는 왜곡 검사 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 연산부가 상기 검사 데이터에 기초하여 왜곡의 강약을 나타내는 계조값을 연산하는 계조값 연산부를 갖는 것을 특징으로 하는 왜곡 검사 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 화상 생성부가 상기 계조값 연산부에 의해 연산된 값에 기초하여 3차원 화상을 생성하는 것을 특징으로 하는 왜곡 검사 시스템.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 연산부가 상기 검사 데이터에 기초하여 왜곡의 축방위를 나타내는 축방위값을 연산하는 축방위값 연산부를 갖는 것을 특징으로 하는 왜곡 검사 시스템.
  12. 제 8 항에 있어서, 상기 연산부가 상기 검사 데이터 중의 임의의 범위를 추출하는 검사 데이터 추출부를 갖는 것을 특징으로 하는 왜곡 검사 시스템.
  13. 제 8 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 연산부가 상기 검사 데이터 중 또는 상기 검사 데이터 추출부에 의해 추출된 검사 데이터에 있어서의 임의의 직선상의 왜곡의 강약 또는 축방위를 연산하는 직선 연산부를 갖는 것을 특징으로 하는 왜곡 검사 시스템.
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