TW201917376A - 偏光膜之攝像裝置、及檢查裝置、及檢查方法 - Google Patents

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末廣一郎
柴田秀平
卡西亞 大衛 伊格納西歐 賽納諾
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Abstract

本發明提供一種偏光膜之攝像裝置、及具備該攝像裝置之偏光膜之檢查裝置、及利用該攝像裝置之偏光膜之檢查方法，其中前述偏光膜之攝像裝置具備：光源，其朝成為檢查對象之偏光膜照射光；及攝像部，其在該光源之光軸上在與前述光源為相反側朝向前述偏光膜配置；且具備配置於前述光源與前述偏光膜之間之圓偏光板、及配置於前述偏光膜與前述攝像部之間之波長板之至少任一者。

Description

偏光膜之攝像裝置、及檢查裝置、及檢查方法
本發明係關於一種拍攝偏光膜之偏光特性之攝像裝置、及具備該攝像裝置之檢查裝置、及利用該攝像裝置之檢查方法。
先前曾提供有一種用於檢查使朝特定方向偏光之光通過之偏光膜的檢查裝置。於上述之檢查裝置中組裝有拍攝偏光膜之偏光特性之攝像裝置。
例如，專利文獻1所揭示之被組裝入檢查裝置(缺陷檢測裝置)中之攝像裝置具備：光源2，其朝偏光膜照射光；攝像部，其配置為在來自光源2之光的光路上夾著偏光膜而與光源2並排且構成為拍攝偏光膜之透過光；及偏光濾光器及相位差濾光器，其等在前述光路上之偏光膜與攝像部之間可變更地配置。
根據前述攝像裝置，藉由改變配合供檢查之偏光膜改變偏光濾光器或相位差濾光器之配置，而可建構適於拍攝偏光膜之拍攝環境。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2007-212442號公報
[發明所欲解決之問題]
然而，通過偏光膜中產生缺陷之區域之光之偏光特性相對於通過偏光膜中缺陷之周圍之區域(亦即無缺陷之區域)之光之偏光特性僅產生略微的差異。因此，在前述攝像裝置中，偏光膜之缺陷難以在圖像中映出，而有導致缺陷之檢測遺漏之情形。
因此，本發明鑒於上述實情而其課題在於提供一種可獲得偏光膜之缺陷經強調之圖像的攝像裝置、及具備該攝像裝置之檢查裝置、及利用該攝像裝置之檢查方法。 [解決問題之技術手段]
本發明之偏光膜之攝像裝置具備： 光源，其用於朝向成為檢查對象之偏光膜照射光；及 攝像部，其在該光源之光軸上在相對於前述偏光膜與前述光源為相反側朝向前述偏光膜配置；且 具備配置於前述光源與前述偏光膜之間之圓偏光板、及配置於前述偏光膜與前述攝像部之間之波長板之至少任一者。
在本發明之攝像裝置中， 前述波長板可構成為將入射光之相位偏移四分之一波長。
在本發明之攝像裝置中， 前述偏光膜可以相對於前述光軸傾斜之狀態配置。
在本發明之攝像裝置中， 前述光源之光之波長可為400 nm～500 nm，或700 nm～1000 nm。
本發明之偏光膜之檢查裝置具備： 上述任一之攝像裝置；及 缺陷檢測部，其檢測在以該攝像裝置拍攝之偏光膜之圖像中映出之該偏光膜之缺陷。
本發明之偏光膜之檢查方法係以上述任一之攝像裝置拍攝偏光膜；且 檢測在以該攝像裝置拍攝之圖像中映出之該偏光膜之缺陷。
[相關申請案之相互參照]
本發明申請案主張基於2017年7月31日申請之日本發明專利申請2017-148174號之優先權，並藉由引用而併入本發明申請案。
以下針對本發明之一個實施形態之偏光膜之攝像裝置(以下稱為攝像裝置)，一面參照附圖一面進行說明。
本實施形態之攝像裝置係如圖1所示般具備：光源2，其用於朝向成為檢查對象之偏光膜F照射光；攝像部3，其在該光源2之光軸上在相對於前述偏光膜與前述光源2為相反側朝向前述偏光膜F配置；圓偏光板4，其配置於光源2與偏光膜F之間；波長板5，其配置於偏光膜F與攝像部3之間；解析部6，其解析以攝像部3拍攝之圖像之資訊；及顯示部7，其用於顯示該解析部6之解析結果。
光源2構成為產生短波長之光。光源2之波長係相應於偏光膜F之種類設定。例如，當檢查對象物為偏光膜F時，較佳的是光源2之波長設定為400 nm～500 nm。又，當檢查對象物為對偏光膜F之表面實施防眩處理者時(亦即為附帶防眩功能之偏光膜F時)，較佳的是光源2之波長設定為700 nm～1000 nm。
攝像部3構成為獲取拍攝之被攝體(成為檢查對象之偏光膜F)之偏光資訊(具體而言係特定之方位角之偏光之資訊)。本實施形態之攝像部3由偏光照相機構成。又，攝像部3構成為獲取0°、45°、90°、135°之方位角之偏光之資訊作為偏光資訊。
圓偏光板4構成為將圓偏光自光源2之光抽出。而且，由圓偏光板4抽出之圓偏光可為右旋，亦可為左旋。因此，於作為檢查對象物之偏光膜F上有圓偏光之光照射。
又，圓偏光板4配置為與光源2之光軸相交。圓偏光板4之各板面擴展之方向與光源2之光軸延伸之方向(以下稱為光軸方向)彼此正交。
作為檢查對象物之偏光膜F可僅由偏光板構成，亦可為將偏光板與相位差板貼合之複合膜。又，作為檢查對象物之偏光膜F亦可為對表面實施抗反射處理或防眩處理者。另外，在本實施形態中係將貼合偏光板與相位差板之複合膜作為檢查對象物。又，該複合膜之相位差板朝攝像部3側配置。再者，該複合膜之偏光板朝光源2側配置。另外，偏光板、相位差板可為具有定形性之平板狀，亦可為可變形之膜狀。
在本實施形態中，將作為檢查對象之偏光膜F稱為檢查用膜F而進行以下之說明。
檢查用膜F配置為與光源2之光軸相交，且各面相對於光軸以傾斜狀態與該光軸交叉。
此外，本實施形態之檢查用膜F係配置為相對於光軸方向及鉛直方向之各個方向傾斜。又，檢查用膜F相對於鉛直方向之傾斜角度較佳為設定在0°～60°之間，更佳為45°。
又，本實施形態之檢查用膜F係以上端部較下端部更靠近光源2之方式傾斜。
波長板5構成為將入射光(通過檢查用膜F之光)之相位偏移。本實施形態之波長板5構成為將入射光之相位偏移四分之一波長。
又，朝向波長板5之入射光為圓偏光，但通過波長板5之出射光為直線偏光。因此，在攝像裝置1中，通過波長板5之直線偏光由攝像部3拍攝。如此，光源2之光以適於拍攝之狀態對攝像部3照射。
如此，自光源2放出並通過圓偏光板4、檢查用膜F、波長板5而到達攝像部3之光包含有因圓二色性及雙折射性所致之光強度變化。
更具體地說明如下，當將圓偏光板4之斯托克斯參數設為Sc 、將檢查用膜F之米勒矩陣設為Mf 、將波長板5之米勒矩陣設為Mw 時，表示到達攝像部3之光之偏光狀態之斯托克斯參數S由下述之式(1)求得。(式1)
又，在本實施形態中，圓偏光板4之斯托克斯參數Sc 、檢查用膜F之米勒矩陣Mf 、波長板5之米勒矩陣Mw 分別為 。 因此，到達攝像部3之光之斯托克斯參數S為下述之式(2)。式(2) 因此，在到達攝像部3之光中，由斯托克斯參數S之S0 成分強調圓二色性，由S1 成分強調雙折射。
解析部6係如圖2所示般具備：抽出機構60，其從攝像部3所獲得之偏光資訊抽出表示偏光特性之特性資訊；處理機構61，其進行由該抽出機構60抽出之特性資訊之處理；及輸出機構62，其用於將該處理機構61之特性資訊之處理結果輸出至顯示部7。
而且，解析部6例如可由具備進行資訊之處理之處理裝置(CPU)及記憶資訊之記憶裝置之機器(例如電腦)構成，只要對於攝像部3以有線或無線連接即可。
抽出機構60構成為抽出攝像部3所拍攝圖像之光強度、水平直線偏光與垂直直線偏光之光強度差、及45°直線偏光與135°直線偏光之光強度差作為特性資訊。另外，抽出機構60亦可構成為能夠抽出右圓偏光與左圓偏光之光強度差作為特性資訊。
處理機構61係基於由抽出機構60抽出之特性資訊產生新的拍攝檢查用膜F之圖像(檢查圖像)。處理機構61例如只要構成為基於光強度及水平直線偏光之強度產生檢查圖像即可。
輸出機構62將以處理機構61產生之檢查圖像輸出至顯示部7。另外，顯示部7包含顯示器等之顯示裝置。因此，檢查作業者藉由確認由輸出機構62輸出至顯示部7之檢查圖像而可掌握有無檢查用膜F之光斑(偏光特性局部性地變化之缺陷)及光斑之種類等。
又，當進行偏光膜F之檢查方法時，只要以攝像裝置1拍攝檢查用膜F，並由作業者或檢查機器檢測在由攝像裝置1拍攝之檢查用膜F之圖像中映出的偏光膜之光斑(缺陷)即可。
如以上所述般，根據本實施形態之攝像裝置1，由於在光源2與攝像部3之間配置有圓偏光板4、檢查用膜F、及波長板5，故光源2之光以相應於圓偏光板4、偏光膜F、及波長板5之配置之偏光特性(在本實施形態中係圓二色性及雙折射性)獲得強調之狀態下到達攝像部3。
因此，攝像裝置1藉由強調特定之偏光特性而可對通過檢查用膜F之光斑(缺陷)之光之偏光特性與通過該光斑周圍之光之偏光特性賦予大的差異。因此，攝像裝置1可獲得檢查用膜F之光斑清晰地映出之圖像。
另外，在本實施形態中，由於檢查用膜F以相對於光軸傾斜之姿勢配置，故來自光源之光通過檢查用膜F之距離變長。因此，檢查用膜F之偏光特性被強調。因此，在攝像裝置1中，當在檢查用膜F上產生光斑時，容易強調在檢查用膜F之圖像中映出之光斑。
又，在本實施形態中，處理機構61構成為基於由抽出機構60接收之特性資訊(光強度、水平直線偏光與垂直直線偏光之光強度差、及45°直線偏光與135°直線偏光之光強度差)重新製作檢查圖像，當到達攝像部3之光之斯托克斯參數S之S0 成分中包含檢查用膜F之米勒矩陣Mf 之M03 成分時，檢查圖像中顯著地呈現因圓二色性產生之檢查用膜F之光強度之變化。因此，在上述檢查圖像中因圓二色性而在光強度產生不均一之光斑以經強調之狀態呈現。
又，當到達攝像部3之光之斯托克斯參數S之S1 成分中包含檢查用膜F之米勒矩陣Mf 之M33 成分時，檢查圖像中顯著地呈現因雙折射性產生之檢查用膜F之光強度之變化。因此，在上述檢查圖像中因雙折射而在光強度產生不均一之光斑以經強調之狀態呈現。
此外，所謂因圓二色性而在光強度產生不均一之光斑例如係點狀光斑或斜向光斑者。所謂點狀光斑係如點狀之干涉光斑之缺點，所謂斜向光斑係在相位差膜呈傾斜狀產生之厚度光斑。
又，所謂因雙折射而在光強度產生不均一之光斑例如係在偏光膜(PVA)呈垂直條紋狀產生之濃淡之光斑(所謂之相位光斑)。
如此，本實施形態之攝像裝置1藉由強調到達攝像部3之光之特定之偏光特性而可獲得將對該偏光特性產生影響之光斑強調之檢查圖像。
另外，本發明之攝像裝置1並不限定於上述一個實施形態，當然，在不脫離本發明之要旨之範圍內可進行各種變更。
在上述實施形態中，攝像部3構成為可拍攝0°、45°、90°、135°之方位角之偏光，但攝像部3只要係構成為可至少拍攝45°之方位角之偏光即可。
例如，當將攝像部3構成為僅可拍攝45°之方位角之偏光時，如圖3所示般，只要在波長板5與攝像部3之間配置方位角為45°之偏光板8即可。此時，攝像部3可由不是偏光照相機而是線性照相機等之不具有獲取偏光資訊之功能之照相機構成。另外，在圖3所示之攝像裝置1中，由於檢查用膜F之米勒矩陣Mf 之M30 之成分及M33 之成分中僅M33 之成分包含在到達攝像部3之光之斯托克斯參數S之S0 成分中，故可獲取因雙折射而在光強度產生不均一之光斑經強調之檢查圖像(參照圖4)。另外，在圖4中對相當於光斑之部分賦予符號[I1]。
在上述實施形態中，攝像裝置1具備在光源2與偏光膜F之間配置之圓偏光板4、及在偏光膜F與攝像部3之間配置之波長板5，但不限定於此構成。例如，攝像裝置1只要具備圓偏光板4及波長板5之至少任一者即可。
在圖5所示之攝像裝置1中，僅具備圓偏光板4及波長板5中之圓偏光板4。另外，由於在攝像部3中採用不具有獲取偏光資訊之功能之照相機，故在檢查用膜F與攝像部3之間配置有方位角為-45°之偏光板8。
此時，若將圓偏光板4之斯托克斯參數設為Sc 、將檢查用膜F之米勒矩陣設為Mf 、將偏光板之米勒矩陣設為Mp 、則表示到達攝像部3之光之偏光狀態之斯托克斯參數S係由下述之式(3)表示。
又，在圖5所示之攝像裝置1中，圓偏光板4之斯托克斯參數Sc 、檢查用膜F之米勒矩陣Mf 、偏光板8之米勒矩陣Mp 為， 到達攝像部3之光之斯托克斯參數S係如下述之式(4)般為。 另外，在圖5所示之攝像裝置1中，由於檢查用膜F之米勒矩陣Mf 之M30 之成分及M33 之成分中僅M30 之成分包含在到達攝像部3之光之斯托克斯參數S之S0 成分中，故可獲取因圓二色性而在光強度產生不均一之光斑經強調之檢查圖像(參照圖6)。此外，在圖6中對相當於光斑之部分賦予符號[I2]。
在上述實施形態中對拍攝偏光膜F之攝像裝置1進行了說明，例如如圖7所示般，可在攝像裝置1連接有檢測在以該攝像裝置1拍攝之圖像中映出之缺陷(偏光膜F之缺陷)的缺陷檢測部9。亦即，攝像裝置1可用作具備攝像裝置1與缺陷檢測部9之偏光膜F之檢查裝置。
在上述實施形態中，檢查用膜F配置為各面相對於光軸以傾斜狀態交叉，但並不限定於此構成。例如，檢查用膜F可配置為各面相對於光軸以正交狀態與該光軸交叉。
在上述實施形態中，檢查用膜F配置為各面相對於光軸方向及鉛直方向之各個方向傾斜，但並不限定於此構成。當將與光軸方向及鉛直方向正交之方向設為深度方向時，檢查用膜F之各面例如可相對於光軸方向及深度方向之各個方向傾斜。
1‧‧‧攝像裝置
2‧‧‧光源
3‧‧‧攝像部
4‧‧‧圓偏光板
5‧‧‧波長板
6‧‧‧解析部
7‧‧‧顯示部
8‧‧‧偏光板
9‧‧‧缺陷檢測部
60‧‧‧抽出機構
61‧‧‧處理機構
62‧‧‧輸出機構
F‧‧‧偏光膜\檢查用膜
I1‧‧‧光斑符號
I2‧‧‧光斑符號
圖1係本發明之一個實施形態之偏光膜之攝像裝置的方塊圖。 圖2係該實施形態之偏光膜之攝像裝置之解析部的方塊圖。 圖3係本發明之另一實施形態之偏光膜之攝像裝置的方塊圖。 圖4係以該實施形態之偏光膜之攝像裝置拍攝之圖像的示意圖。 圖5係本發明之又一實施形態之偏光膜之攝像裝置的方塊圖。 圖6係以該實施形態之偏光膜之攝像裝置拍攝之圖像的示意圖。 圖7係本發明之再一實施形態之偏光膜之攝像裝置的方塊圖。

Claims (6)

  1. 一種偏光膜之攝像裝置，其具備： 光源，其用於朝向成為檢查對象之偏光膜照射光；及 攝像部，其在該光源之光軸上在相對於前述偏光膜與前述光源為相反側朝向前述偏光膜配置；且 具備配置於前述光源與前述偏光膜之間之圓偏光板、及配置於前述偏光膜與前述攝像部之間之波長板之至少任一者。
  2. 如請求項1之偏光膜之攝像裝置，其中前述波長板構成為將入射光之相位偏移四分之一波長。
  3. 如請求項1或2之偏光膜之攝像裝置，其中前述偏光膜以相對於前述光軸傾斜之狀態配置。
  4. 如請求項1至3中任一項之偏光膜之攝像裝置，其中前述光源之光之波長為400 nm～500 nm或700 nm～1000 nm。
  5. 一種偏光膜之檢查裝置，其具備： 如請求項1至4中任一項之攝像裝置；及 缺陷檢測部，其檢測在以該攝像裝置拍攝之偏光膜之圖像中映出之該偏光膜之缺陷。
  6. 一種偏光膜之檢查方法，其係以如請求項1至4中任一項之攝像裝置拍攝偏光膜；且 檢測在以該攝像裝置拍攝之圖像中映出之該偏光膜之缺陷。
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