CN109324063A - 偏振膜的摄像装置、检查装置以及检查方法 - Google Patents

偏振膜的摄像装置、检查装置以及检查方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种偏振膜的摄像装置、检查装置以及检查方法，所述偏振膜的摄像装置具备：光源，其向成为检查对象的偏振膜照射光；以及摄像部，其在该光源的光轴上且与所述光源相反的一侧以朝向所述偏振膜的方式配置，该偏振膜的摄像装置还具备配置在所述光源与所述偏振膜之间的圆偏振片、以及配置在所述偏振膜与所述摄像部之间的波片中的至少任一方。

Description

偏振膜的摄像装置、检查装置以及检查方法
技术领域
本发明涉及一种拍摄偏振膜的偏振特性的摄像装置、具备该摄像装置的检查装置、以及使用该摄像装置的检查方法。
背景技术
自以往以来，提供一种用于检查使偏振为特定的方向的光通过的偏振膜的检查装置。在该检查装置中组入有拍摄偏振膜的偏振特性的摄像装置。
例如，专利文献1公开的检查装置(缺陷检测装置)中所组入的摄像装置具备向偏振膜照射光的光源2、在来自光源2的光的光路上以与光源2夹着偏振膜排列的方式配置并且构成为拍摄偏振膜的透过光的摄像部、能够在所述光路上的偏振膜与摄像部之间变更配置的偏振滤波片和相位差滤波片。
根据所述摄像装置，根据要检查的偏振膜来改变偏振滤波片、相位差滤波片的配置，由此能够构建适于偏振膜的摄像的摄像环境。
专利文献1：日本特开2007-212442号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，有时通过偏振膜中的产生了缺陷的区域的光的偏振特性相对于通过了偏振膜中的缺陷周围的区域(即没有缺陷的区域)的光的偏振特性只产生些微的差异。因此，在所述摄像装置中，偏振膜的缺陷难以映现在图像中，有时导致缺陷的漏检测。
因此，本发明鉴于该实际情况，其课题在于提供一种能够得到增强了偏振膜的缺陷的图像的摄像装置、具备该摄像装置的检查装置、以及使用该摄像装置的检查方法。
用于解决问题的方案
本发明的偏振膜的摄像装置具备：光源，其用于朝向成为检查对象的偏振膜照射光；以及摄像部，其在该光源的光轴上且在相对于所述偏振膜与所述光源相反的一侧以朝向所述偏振膜的方式配置，该偏振膜的摄像装置还具备配置在所述光源与所述偏振膜之间的圆偏振片、以及配置在所述偏振膜与所述摄像部之间的波片中的至少任一方。
在本发明的摄像装置中，也可以是，所述波片构成为使入射光的相位偏移四分之一波长。
在本发明的摄像装置中，也可以是，所述偏振膜以相对于所述光轴倾斜的状态配置。
在本发明的摄像装置中，也可以是，所述光源的光的波长为400nm～500nm、或700nm～1000nm。
本发明的偏振膜的检查装置具备：上述任一摄像装置；以及缺陷检测部，其检测映现在由该摄像装置拍摄到的偏振膜的图像中的该偏振膜的缺陷。
本发明的偏振膜的检查方法利用上述任一摄像装置拍摄偏振膜，并且检测映现在由该摄像装置拍摄到的图像中的该偏振膜的缺陷。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式所涉及的偏振膜的摄像装置的框图。
图2是该实施方式所涉及的偏振膜的摄像装置的解析部的框图。
图3是本发明的其它实施方式所涉及的偏振膜的摄像装置的框图。
图4是由该实施方式所涉及的偏振膜的摄像装置拍摄到的图像的图像图。
图5是本发明的另一实施方式所涉及的偏振膜的摄像装置的框图。
图6是由该实施方式所涉及的偏振膜的摄像装置拍摄到的图像的图像图。
图7是本发明的另一实施方式所涉及的偏振膜的摄像装置的框图。
附图标记说明
1：摄像装置；2：光源；3：摄像部；4：圆偏振片；5：波片；6：解析部；7：显示部；8：偏振片；9：缺陷检测部；60：提取单元；61：处理单元；62：输出单元；F：偏振膜(检查用膜)。
具体实施方式
以下参照附图来说明本发明的一个实施方式所涉及的偏振膜的摄像装置(以下称作摄像装置)。
本实施方式所涉及的摄像装置如图1所示具备：光源2，其用于朝向成为检查对象的偏振膜F照射光；摄像部3，其在该光源2的光轴上且在相对于所述偏振膜与所述光源2相反的一侧以朝向所述偏振膜F的方式配置；圆偏振片4，其配置在光源2与偏振膜F之间；波片5，其配置在偏振膜F与摄像部3之间；解析部6，其解析由摄像部3拍摄到的图像的信息；以及显示部7，其用于显示该解析部6的解析结果。
光源2构成为产生短波长的光。根据偏振膜F的种类设定光源2的波长。例如，在检查对象物为偏振膜F的情况下，优选光源2的波长被设定为400nm～500nm。另外，在检查对象物为在偏振膜F的表面实施了防眩处理的偏振膜的情况(即为带防眩功能的偏振膜F的情况)下，优选光源2的波长被设定为700nm～1000nm。
摄像部3构成为获取拍摄到的被摄体(成为检查对象的偏振膜F)的偏振信息(具体地说为规定的方位角的偏振光的信息)。本实施方式所涉及的摄像部3由偏光摄像机构成。另外，摄像部3构成为获取0°、45°、90°、135°的方位角的偏振光的信息作为偏振信息。
圆偏振片4构成为从光源2的光提取圆偏振光。此外，由圆偏振片4提取的圆偏振光可以是右旋圆偏振光，也可以是左旋圆偏振光。因此，圆偏振光的光照射到作为检查对象物的偏振膜F。
另外，圆偏振片4以与光源2的光轴相交的方式配置。圆偏振片4的各片面扩展的方向与光源2的光轴延伸的方向(以下称作光轴方向)彼此正交。
设为检查对象物的偏振膜F可以只由偏振片构成，也可以为粘贴偏振片和相位差片而成的复合膜。另外，作为检查对象物的偏振膜F也可以为在表面实施了防反射处理、防眩处理后的偏振膜。此外，在本实施方式中，将粘帖偏振片和相位差片而成的复合膜设为检查对象物。另外，该复合膜的相位差片朝向摄像部3侧配置。并且，该复合膜的偏振片朝向光源2侧配置。此外，偏振片、相位差片可以为具有定形性的平板状，也可以为能够变形的膜状。
在本实施方式中，设为将作为检查对象的偏振膜F称作检查用膜F来进行以下的说明。
检查用膜F以与光源2的光轴相交的方式配置，各面以相对于光轴倾斜的状态与该光轴交叉。
此外，本实施方式所涉及的检查用膜F以相对于光轴方向和铅垂方向的各个方向倾斜的方式配置。另外，优选检查用膜F相对于铅垂方向的倾斜角度设定为0°～60°之间，更优选为45°。
另外，本实施方式所涉及的检查用膜F以上端部比下端部靠近光源2的方式倾斜。
波片5构成为使入射光(通过检查用膜F的光)的相位偏移。本实施方式所涉及的波片5构成为使入射光的相位偏移四分之一波长。
另外，向波片5入射的入射光为圆偏振光，但通过波片5后的射出光成为线性偏振光。因此，在摄像装置1中，利用摄像部3来拍摄通过波片5后得到的线性偏振光。像这样，光源2的光以适于摄像的状态照射到摄像部3。
像这样，从光源2出来并且通过圆偏振片4、检查用膜F、波片5而到达摄像部3的光中包括由于圆二色性和双折射性引起的光强度变化。
当更具体地进行说明时，在将圆偏振片4的斯托克斯参数设为Sc、将检查用膜F的穆勒矩阵设为Mf、将波片5的穆勒矩阵设为Mw的情况下，通过下述的式(1)求出表示到达摄像部3的光的偏振状态的斯托克斯参数S。
S＝Mw×Mf×Sc…(式1)
另外，在本实施方式中，圆偏振片4的斯托克斯参数Sc、检查用膜F的穆勒矩阵Mf、波片5的穆勒矩阵Mw分别为
因此，到达摄像部3的光的斯托克斯参数S成为如下述的式(2)。
因而，在到达摄像部3的光中，在斯托克斯参数S的S0分量中增强圆二色性，在S1分量中增强双折射。
解析部6如图2所示具备：提取单元60，其从摄像部3获取到的偏振信息中提取表示偏振特性的特性信息；处理单元61，其对由该提取单元60提取出的特性信息进行处理；以及输出单元62，其用于向显示部7输出该处理单元61对特性信息进行处理的处理结果。
此外，解析部6例如能够构成为具备进行信息的处理的处理装置(CPU)、存储信息的存储装置的设备(例如个人计算机)，相对于摄像部3有线或者无线地连接即可。
提取单元60构成为提取摄像部3拍摄到的图像的光强度、水平线性偏振光与垂直线性偏振光的光强度差、以及45°线性偏振光与135°线性偏振光的光强度差来作为特性信息。此外，提取单元60也可以构成为能够提取右旋圆偏振光与左旋圆偏振光的光强度差来作为特性信息。
处理单元61构成为基于由提取单元60提取到的特性信息重新生成拍摄检查用膜F得到的图像(检查图像)。处理单元61例如构成为基于光强度、水平线性偏振光的强度来生成检查图像即可。
输出单元62向显示部7输出由处理单元61生成的检查图像。此外，显示部7由显示器等显示装置构成。因此，检查操作者能过通过确认由输出单元62输出到显示部7的检查图像来掌握有无检查用膜F的不均(偏振特性局部变化的缺陷)、不均的种类等。
另外，在进行偏振膜F的检查方法的情况下，由摄像装置1拍摄检查用膜F，操作者、检查设备检测映现在由摄像装置1拍摄到的检查用膜F的图像中的偏振膜的不均(缺陷)即可。
如以上那样，根据本实施方式所涉及的摄像装置1，在光源2与摄像部3之间配置有圆偏振片4、检查用膜F、波片5，因此光源2的光在与圆偏振片4、偏振膜F、波片5的配置相应的偏振特性(在本实施方式中为圆二色性和双折射性)被增强了的状态下到达摄像部3。
因此，摄像装置1能过通过增强特定的偏振特性来使通过了检查用膜F的不均(缺陷)的光的偏振特性与通过该不均的周围的光的偏振特性之间产生大的差异。因而，摄像装置1能过得到清晰地映现出不均的检查用膜F的图像。
此外，在本实施方式中，检查用膜F以相对于光轴倾斜的姿势进行配置，因此来自光源的光通过检查用膜F的距离变长。因此，检查用膜F的偏振特性得到增强。因而，在摄像装置1中，在检查用膜F中产生不均的情况下，容易增强映现在检查用膜F的图像中的不均。
另外，在本实施方式中，处理单元61构成为基于由提取单元60接收到的特性信息(光强度、水平线性偏振光与垂直线性偏振光的光强度差、以及45°线性偏振光与135°线性偏振光的光强度差)重新制作检查图像，在到达摄像部3的光的斯托克斯参数S的S0分量中包含有检查用膜F的穆勒矩阵Mf的M03的分量的情况下，在检查图像中明显地出现由于圆二色性产生的检查用膜F的光强度的变化。因此，由于圆二色性使得光强度产生偏差的不均以被增强的状态出现在该检查图像中。
另外，在到达摄像部3的光的斯托克斯参数S的S1分量中包含有检查用膜F的穆勒矩阵Mf的M33的分量的情况下，在检查图像中明显地出现由于双折射性产生的检查用膜F的光强度的变化。因此，由于双折射使得光強度产生偏差的不均以被增强的状态出现在该检查图像中。
此外，由于圆二色性使得光强度产生偏差的不均例如为点不均、倾斜不均。点不均是指点状的干涉不均这样的坏点，倾斜不均是指在相位差膜中以倾斜状产生的厚度不均。
另外，由于双折射使得光强度产生偏差的不均例如为在偏振膜(PVA)中以纵线状产生的浓淡的不均(所谓的相位不均)。
像这样，本实施方式所涉及的摄像装置1通过增强到达摄像部3的光的规定的偏振特性，能够得到增强了对该偏振特性带来影响的不均的检查图像。
此外，本发明的摄像装置1并不限定为上述一个实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围中当然能够进行各种变更。
在上述实施方式中，摄像部3构成为能够拍摄0°、45°、90°、135°的方位角的偏振光，但摄像部3构成为能够至少拍摄45°的方位角的偏振光即可。
例如，在以只能够拍摄45°的方位角的偏振光的方式构成摄像部3的情况下，如图3所示，在波片5与摄像部3之间配置方位为45°的偏振片8即可。在该情况下，摄像部3也可以不是偏振光摄像机，而是由线摄像机等不具有获取偏振信息的功能的摄像机构成。此外，在图3所示的摄像装置1中，到达摄像部3的光的斯托克斯参数S的S0分量中只包含检查用膜F的穆勒矩阵Mf的M30的分量和M33的分量中的M33的分量，因此能够获取增强了由于双折射使得光强度产生偏差的不均的检查图像(参照图4)。此外，在图4中，对相当于不均的部分标注标记“I1”。
在上述实施方式中，摄像装置1具备配置在光源2与偏振膜F之间的圆偏振片4、以及配置在偏振膜F与摄像部3之间的波片5，但不限定为该结构。例如，摄像装置1具备圆偏振片4和波片5中的至少任一方即可。
在图5所示的摄像装置1中，只具备圆偏振片4和波片5中的圆偏振片4。此外，摄像部3采用不具有获取偏振光信息的功能的摄像机，因此在检查用膜F与摄像部3之间配置有方位角为-45°的偏振片8。
在该情况下，当将圆偏振片4的斯托克斯参数Sc、检查用膜F的穆勒矩阵Mf、偏振片的穆勒矩阵设为Mp时，表示到达摄像部3的光的偏振光状态的斯托克斯参数S由下述的式(3)表示。
S＝Mp×Mf×Sc…(式3)
另外，在图5所示的摄像装置1中，圆偏振片4的斯托克斯参数Sc、检查用膜F的穆勒矩阵Mf、偏振片8的穆勒矩阵Mp为
到达摄像部3的光的斯托克斯参数S如下述的式(4)，
此外，在图5所示的摄像装置1中，在到达摄像部3的光的斯托克斯参数S的S0分量中只包含检查用膜F的穆勒矩阵Mf的M30的分量和M33的分量中的M30的分量，因此能够获取增强了由于圆二色性使得光強度产生偏差的不均的检查图像(参照图6)。此外，在图6中，对相当于不均的部分标注标记“I2”。
在上述实施方式中，对拍摄偏振膜F的摄像装置1进行了说明，但例如图7所示，摄像装置1也可以与用于检测映现在由该摄像装置1拍摄到的图像中的缺陷(偏振膜F的缺陷)的缺陷检测部9连接。即，摄像装置1也可以用作具备摄像装置1和缺陷检测部9的偏振膜F的检查装置。
在上述实施方式中，检查用膜F以各面相对于光轴倾斜的状态与光轴交叉地配置，但不限定为该结构。例如，检查用膜F也可以以各面相对于光轴正交的状态与该光轴交叉地配置。
在上述实施方式中，检查用膜F以各面相对于光轴方向和铅垂方向的各个方向倾斜的方式配置，但不限定为该结构。在将与光轴方向和铅垂方向正交的方向设为深度方向的情况下，检查用膜F的各面例如也可以相对于光轴方向和深度方向的各个方向倾斜。
本申请主张2017年7月31日申请的日本特愿2017-148174号的优先权，以引用的方式来引入该申请。

Claims (7)

1.一种偏振膜的摄像装置，具备：
光源，其用于朝向成为检查对象的偏振膜照射光；以及
摄像部，其在该光源的光轴上且在相对于所述偏振膜与所述光源相反的一侧以朝向所述偏振膜的方式配置，
该偏振膜的摄像装置还具备配置在所述光源与所述偏振膜之间的圆偏振片、以及配置在所述偏振膜与所述摄像部之间的波片中的至少任一方。
2.根据权利要求1所述的偏振膜的摄像装置，其特征在于，
所述波片构成为使入射光的相位偏移四分之一波长。
3.根据权利要求1或2所述的偏振膜的摄像装置，其特征在于，
所述偏振膜以相对于所述光轴倾斜的状态配置。
4.根据权利要求1或2所述的偏振膜的摄像装置，其特征在于，
所述光源的光的波长为400nm～500nm、或700nm～1000nm。
5.根据权利要求3所述的偏振膜的摄像装置，其特征在于，
所述光源的光的波长为400nm～500nm、或700nm～1000nm。
6.一种偏振膜的检查装置，具备：
根据权利要求1至5中的任一项所述的摄像装置，以及
缺陷检测部，其检测映现在由该摄像装置拍摄到的偏振膜的图像中的该偏振膜的缺陷。
7.一种偏振膜的检查方法，
利用根据权利要求1至5中的任一项所述的摄像装置拍摄偏振膜，
检测映现在由该摄像装置拍摄到的图像中的该偏振膜的缺陷。
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