JP2011053176A - 検査装置および検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】測定対象の幅方向に対して広範囲で欠陥を検出する。
【解決手段】第１のミラー群１２に入射されたレーザ光の波面は、分割されて反射され、光学フィルム１０の幅方向に配列された状態で光学フィルム１０に照射される。光学フィルム１０に照射されたそれぞれのレーザ光の波面は、光学フィルム１０を介して第２のミラー群１３で反射され、光学フィルム１０を介して、第１のミラー群１２に対して入射される。第１のミラー群１２に入射されたレーザ光は、再び１つの波面が揃い、ウェッジプレート４に入射される。そして、ウェッジプレート４の第１の面Ｓ１で反射されるとともに、第２の面Ｓ２で反射されることにより２つの波面に分割される。２つの波面が干渉することにより、撮像部７において干渉縞が撮像され、撮像された干渉縞の画像データに対して、解析部８による解析が行われる。
【選択図】図５

Description

この発明は、光学フィルムなどの被測定物の欠陥を検出する検査装置および検査方法に関する。

近年、テレビジョン受像機やＰＣ（パーソナルコンピュータ）などの表示装置として、液晶ディスプレイが広く普及している。液晶ディスプレイには、偏光板の表面となるトリアセチルセルロースフィルム（以下ＴＡＣフィルムと称する。）をはじめとする種々の光学フィルムが用いられる。ＴＡＣをはじめとした光学フィルムは、一般的に柔らかく傷などが付きやすいため、例えば図１３に示すように、耐擦傷性の向上を目的として、ＴＡＣフィルム１５の表面にハードコート層１６が形成されている。図１４Ａに示すように、ハードコート層１６は、ＴＡＣフィルム（原反フィルム）１５を一方向に走行させ、この走行中のＴＡＣフィルム１５の表面にブレード１１０などの塗布手段によりハードコート剤を連続的に塗布し、硬化させることにより形成される。

しかしながら、ハードコート剤を連続的に塗布している間に、図１４Ｂに示すように、ブレード１１０などの塗布手段の一部が塞がってしまうことがある（位置Ｐ）。この場合、ＴＡＣフィルム１５上に塗布されたハードコート層１６に、ＴＡＣフィルムの走行方向に線状の塗布ムラが形成され、ハードコート剤の硬化後に一定の長さのを有する線状のスジとして残ることがある。このようなＴＡＣフィルム１５を偏光子に実装した場合には、液晶ディスプレイの表示特性に影響を与える場合もあり、改善が望まれている。

ところで、従来、パネル、基板、およびウエハ等の表面構造体や微小構造に関する情報を取得する技術として、被測定物に照射された光の波面を２つに分割して干渉させるシェアリング干渉計を用いたシステムが提案されている（例えば特許文献１参照）。

また、光学フィルムの被膜欠陥を検出する方法として、光学フィルムをＣＣＤ（Charge Coupled Devices）カメラ等で撮影し、色調または濃淡の変化を検出することによって欠陥を検出する方法が提案されている（例えば特許文献２参照）。

特表２００６−５１６７３７号公報 特開２００６−２０８１９６号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載されたシステムでは、製造工程内において光学フィルムの幅方向に対して広範囲に渡って欠陥の有無を検出することが困難である。また、このシステムでは、被測定物の表面での反射光に基づき欠陥の有無を検出する技術であり、ＴＡＣフィルムのような光透過性に優れた光学フィルムを検出することについては記載がない。

さらに、上述した特許文献２に記載された検出方法では、ラインセンサカメラにより、走行されている光学フィルムの広範囲を観察することは困難である。

したがって、この発明の目的は、被測定物の広範囲に渡って欠陥を検出することができる検査装置および検査方法を提供することにある。

上述した課題を解決するために、第１の発明は、レーザ光を出射する光源と、
入射されたレーザ光の波面を複数に分割し一方向に配置し、走行する被測定物を透過させた後、分割された複数の波面を揃えるミラー群と、
揃えられた波面を２つに分割し、分割した波面により干渉縞を形成する干渉プレートと、
干渉プレートにより形成された干渉縞の画像を取得する撮像部と、
撮像部で画像として取得された干渉縞の時間変化に基づき被測定物の表面の欠陥を検出する解析部と
を備える検査装置である。

また、第２の発明は、レーザ光を光源から出射するステップと、
入射されたレーザ光の波面をミラー群により複数に分割し一方向に配置し、走行する被測定物を透過させた後、分割された複数の波面を揃えるステップと、
揃えられた波面を２つに分割し、分割した波面により干渉縞を形成するステップと、
形成された干渉縞の画像を取得するステップと、
画像として取得された干渉縞の時間変化に基づき被測定物の表面の欠陥を検出するステップと
を備える検査方法である。

上述したように、第１および第２の発明では、光源から出射され、入射されたレーザ光の波面をミラー群により複数に分割し一方向に配置し、走行する被測定物に対して照射する。レーザ光が被測定物に照射され透過されると、レーザ光の波面に乱れが生じる。そして、被測定物を透過させた後、分割された複数の波面を揃える。揃えた波面を２つに分割し、分割し波面により形成された干渉縞の画像を取得し、取得した干渉縞の時間変化に基づき被測定物の表面の欠陥を検出する。これにより、被測定物の幅方向に対して広範囲で被測定物の表面の欠陥を検出できる。

以上説明したように、この発明によれば、被測定物の幅方向に対して広範囲で欠陥を検出することができる。

図１は、検査装置の一例の構成を示す略線図である。 図２Ａは、ウェッジプレートの形状の一例を示す略線図である。図２Ｂは、光学フィルムに欠陥が発生していない場合の干渉縞の発生原理について説明するための略線図である。図２Ｃは、光学フィルムに欠陥が発生していない場合の干渉縞の一例を示す略線図である。 図３Ａは、光学フィルムに発生する欠陥の一例を示す略線図である。図３Ｂは、光学フィルムに欠陥が発生した場合の干渉縞の発生原理について説明するための略線図である。図３Ｃは、光学フィルムに欠陥が発生した場合の干渉縞の一例を示す略線図である。 図４Ａは、光学フィルムに発生する欠陥の一例を示す略線図である。図４Ｂは、光学フィルムに発生する欠陥の他の例を示す略線図である。 図５は、この発明の第１の実施形態による検査装置の構成の一例を示す略線図である。 図６は、第１の実施形態における第１のミラー群の配置例を示す略線図である。 図７は、第１のミラー群と、それらにより分割されたレーザ光の波面との関係を示す略線図である。 図８は、レーザ光の分割について説明するための略線図である。 図９Ａは、各スペクトルが分離された例を示す略線図である。図９Ｂは、フィルタリングにより所定のスペクトルを取り出した例を示す略線図である。図９Ｃは、取り出したスペクトルを原点に移動させた例を示す略線図である。 図１０は、この発明の第２の実施形態による検査装置の構成の一例を示す略線図である。 図１１は、第２の実施形態における第１〜第４のミラーの配置例を示す略線図である。 図１２Ａは、レーザ光の反射について説明するための略線図である。図１２Ｂは、欠陥部分を透過するレーザ光について説明するための略線図である。図１２Ｃは、ＴＡＣフィルムの厚みが変動した部分を透過するレーザ光について説明するための略線図である。 図１３は、光学フィルムの一例の構成を示す略線図である。 図１４Ａは、光学フィルムの作製方法について説明するための略線図である。図１４Ｂは、光学フィルム作製時の欠陥の発生原理について説明するための略線図である。

この発明の実施形態について、図面を参照しながら以下の順序で説明する。
１．光学フィルムの欠陥の検出原理
２．第１の実施形態（第１および第２のミラー群を設けた例）
３．第２の実施形態（第３および第４のミラー群を設けた例）

＜１．光学フィルムの欠陥の検出原理＞
先ず、この発明の実施形態についての理解を容易とするために、シェアリング干渉計を利用した光学フィルムの欠陥の検出原理について説明する。

［検査装置の構成］
図１は、検査装置１の構成の一例を示す。検査装置１は、図１に示すように、光源２、ビームエキスパンダ３、ウェッジプレート４、ミラー５、結像レンズ６、撮像部７、解析部８を備え、ウェッジプレート４とミラー５との間に、被測定物となる光学フィルム１０が配置される。光学フィルム１０は、ＴＡＣフィルム等の光学フィルムと、この光学フィルム上に形成された光学フィルム、例えばハードコート層とを備える。

光源２は、例えば、可干渉光としてのレーザ光を出力する。ビームエキスパンダ３は、光源２から入射されたレーザ光の波面を所定の大きさまで拡大させるとともに、平行光としてウェッジプレート４に向けて出射する。

ウェッジプレート４は、ビームエキスパンダ３から入射されたレーザ光の入射方向に対して所定の角度で斜めに配置されている。ウェッジプレート４は、ビームエキスパンダ３から入射されたレーザ光を透過させる。一方、ウェッジプレート４は、ミラー５から反射されたレーザ光の波面（被検波面）を２つに分割し、それらに空間的な変位を与えて干渉させるものである。

図２Ａは、ウェッジプレート４の形状の一例を示す。ウェッジプレート４は、図２Ａに示すように、くさび形の形状を有している。具体的には、ウェッジプレート４は、互いに対向する第１の面Ｓ１、および第２の面Ｓ２を有し、第２の面Ｓ２が第１の面Ｓ１に対して所定の角度αをなす傾斜面となっている。

このような構成を有するウェッジプレート４では、ミラー５により反射されたレーザ光の一部が、例えば第１の面Ｓ１により反射される。一方、第１の面Ｓ１により反射されなかった残りのレーザ光は、ウェッジプレート４の内部に進行し、第２の面Ｓ２に到達し、反射される。

ミラー５は、被測定物である光学フィルム１０を介して、ウェッジプレート４から入射されたレーザ光を反射させる。ミラー５は、ウェッジプレート４から入射されたレーザ光の入射方向に対して垂直に配置され、入射されたレーザ光を反射する。結像レンズ６は、ウェッジプレート４により形成された干渉縞を撮像部７に結像させる。撮像部７は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Devices）カメラであり、ＣＣＤなどの撮像素子に結像された干渉縞の画像を撮像し、画像データとして解析部８に対して出力する。解析部８は、撮像部７から供給された干渉縞の画像データを、所定のアルゴリズムを用いて解析し、光学フィルム１０の欠陥を検出する。

［検査装置の動作］
上述のような構成を有する検査装置１における欠陥検出の動作の一例について説明する。光源２から出力されたレーザ光は、ビームエキスパンダ３によりその波面が所定の大きさまで拡大されるとともに平行光とされ、ウェッジプレート４に入射される。ウェッジプレート４に入射されたレーザ光は、ウェッジプレート４を透過し、光学フィルム１０に照射される。そして、光学フィルム１０を介してミラー５に入射されて反射される。ミラー５により反射されたレーザ光は、光学フィルム１０を介して再度ウェッジプレート４に入射される。

図２Ｂは、ウェッジプレート４におけるレーザ光の反射の一例を示す。図２Ｃは、ウェッジプレート４で形成された干渉縞の一例を示す。光学フィルム１０を介してウェッジプレート４に入射されたレーザ光は、図２Ｂに示すように、ウェッジプレート４により２つの波面に分割される。すなわち、ウェッジプレート４に入射されたレーザ光は、ミラー５側の第１の面Ｓ１で反射されて結像レンズ６に入射されるとともに、その一部がウェッジプレート４内に進行し、ビームエキスパンダ３側の第２の面Ｓ２で反射され、結像レンズ６に入射される。

２つの波面に分割されることにより、ウェッジプレート４から出射された２つの波面の間には、空間的なズレが生じる。そのため、空間的にズレた２つの波面が重ね合わされることにより、図２Ｃに示すように、撮像部７において干渉縞が撮像される。

図２Ｃに示す例では、光学フィルム１０に欠陥が発生していない場合の波面を示す。干渉縞のピッチｄは、ウェッジプレート４のウェッジ角度αおよびレーザ光の波長λによって決定され、数式（１）に基づき算出される。

ウェッジプレート４により形成された干渉縞が撮像部７に結像され、結像された画像が撮像部７にて電気信号に変換され、画像データとして解析部８に供給される。そして、解析部８により、干渉縞の画像に対して所定のアルゴリズムを用いて解析が行われ、光学フィルム１０の欠陥が検出される。

［光学フィルムの欠陥の検出］
解析部８による欠陥検出方法の一例について説明する。図３Ａは、ＴＡＣフィルム１５の表面にハードコート層１６が形成された光学フィルム１０に発生する欠陥の一例を示す。ここでは、一例として、図３Ａに示すように、光学フィルム１０の走行方向に対して水平方向に幅ｗおよび深さｔで凹状のスジがハードコート層１６に発生した場合の欠陥検出方法について説明する。しかしながら、検査装置１にて検出可能な欠陥の形状は、この例に限定されるものではない。例えば凸状のスジなどについても検出可能である。

光学フィルム１０に、図３Ａに示すような欠陥があると、その部分を透過した波面は、他の部分を透過した波面に対してズレが生じ、図３Ｂに示すように、平面波の一部が凸状に湾曲した波面が形成され、レーザ光の波面が乱れる。この湾曲した波面の湾曲幅ａは、以下の数式（２）により表される。
ａ＝２（ｎ−１）ｔ ・・・（２）
ｎ：ハードコート層１６の屈折率
ｔ：ハードコート層１６に形成された欠陥の深さ

このような波面を有するレーザ光がウェッジプレート４に入射されると、図３Ｂに示すように、ウェッジプレート４のミラー５側の第１の面Ｓ１で反射する波面と、第１の面Ｓ１で反射されず、ウェッジプレート４の内部に進行し、ビームエキスパンダ３側の第２の面Ｓ２で反射する波面との２つの波面に分割される。２つの波面に分割されることにより、ウェッジプレート４から出射される２つの波面の間には、空間的なズレが生じる。そのため、空間的にズレた２つの波面が重ね合わされることにより、図３Ｃに示すように、撮像部７において波状の干渉縞が撮像される。

このように、光学フィルム１０にスジが発生している場合には、波状の干渉縞が形成される。この波状の干渉縞における、干渉縞のピッチｄおよび干渉縞のズレ量Δｄは、光学フィルム１０のハードコート層１６に発生したスジの深さｔと関連性を有している。光学フィルム１０のハードコート層１６に発生したスジの深さｔは、干渉縞のピッチｄ、干渉縞のズレ量Δｄ、ハードコート層１６の屈折率ｎおよびレーザ光の波長λによって決定され、数式（３）に基づき算出される。

また、２つの波面の空間的なズレ量Ｗは、ウェッジプレート４の屈折率ｎ_Ｗ、ウェッジプレート４の厚みｈおよびウェッジプレート４に対するレーザ光の入射角θによって決定され、数式（４）に基づき算出される。なお、この例においては、ウェッジプレート４の厚みｈを平均値とし、２つの波面の空間的なズレ量Ｗが光学フィルム１０のハードコート層１６に発生したスジの幅ｗよりも大きいものとする。

このように形成された干渉縞の画像を、解析部８において所定のアルゴリズムを用いて解析することにより、光学フィルム１０の欠陥を検出することができる。例えば、光学フィルム１０に欠陥が発生している場合には、欠陥が発生していない場合と比較して、干渉縞に生じる湾曲の変位が大きくなる。

上述した原理説明に用いた検査装置１では、ビームエキスパンダ３によって拡大されたレーザ光の波面の幅がおよそ欠陥の検査範囲となる。これに対して、被測定物である光学フィルム（原反フィルム）１０の幅は、一般的には帯状の形状を有しており、上述の検査装置１では、走行する光学フィルム１０のごくわずかな領域のみしか検査することができない。

＜２．第１の実施形態＞
この発明の第１の実施形態について説明する。この発明の第１の実施形態では、ミラー群を用いてレーザ光の円形状の波面をほぼ矩形状の複数の波面に分割し、分割した複数の波面を光学フィルム１０の幅方向に配列し、光学フィルム１０の広範囲に渡って欠陥検出を行うようにしている。

［光学フィルム］
先ず、この発明の実施形態において、被測定物となる光学フィルム１０について説明する。上述したように、光学フィルム１０は、図１３に示すように、ＴＡＣフィルム１５の表面にハードコート層１６が形成されている。ハードコート層１６は、図１４Ａに示すように、ＴＡＣフィルム１５を一方向に走行させ、この走行中のＴＡＣフィルム１５の表面にブレード１１０などの塗布手段によりハードコート剤を連続的に塗布し、硬化させることにより形成される。

しかしながら、ハードコート剤を連続的に塗布している間に、図１４Ｂに示すように、ブレード１１０などの塗布手段の一部が塞がってしまい、ＴＡＣフィルム１５の走行方向に線状の塗布ムラが形成され、ハードコート剤の硬化後に一定の長さのを有する線状のスジとして残ることがある。

具体的には、例えば、ＴＡＣフィルム１５の走行方向に線状の塗布ムラが形成されることにより、図４Ａに示すように、ハードコート層１６の一部が凸状となり、線状のスジが形成される。また、例えば図４Ｂに示すように、ハードコート層１６の一部が凹状となることにより、線状のスジが形成される。なお、ここでは、フィルムは、シートを含むものとして説明する。

［検査装置の構成］
図５は、第１の実施形態による検査装置２０の構成の一例を示す。検査装置２０は、図５に示すように、光源２、反射鏡１１、ビームエキスパンダ３、ウェッジプレート４、第１のミラー群１２、第２のミラー群１３、結像レンズ６、撮像部７、解析部８を備える。被測定物である光学フィルム１０は、第１のミラー群１２および第２のミラー群１３の間に配置される。光学フィルム１０は、紙面に対して下方向から上方向（または上方向から下方向）に向かって一定の速度で走行される。なお、上述した図１に示す検査装置１と共通する部分については、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

反射鏡１１は、光源２から出力されたレーザ光の入射方向に対して所定の角度で斜めに配置され、光源２から出力されたレーザ光をビームエキスパンダ３に対して反射させる。

第１のミラー群１２は、例えば、第１のミラー１２ａ〜１２ｄで構成され、ウェッジプレート４から入射するレーザ光の円形状の波面をほぼ矩形状の複数の波面に分割し、分割した複数の波面を光学フィルム１０の幅方向に配列する。

図６は、第１のミラー群１２の配置例を示す。第１のミラー１２ａ〜１２ｄは、ウェッジプレート４から入射されたレーザ光の入射方向に対して所定の角度をなすように斜めに配置されるとともに、ウェッジプレート４からの距離が段階的に遠くなるように所定間隔で配置されている。また、第１のミラー１２ａ〜１２ｄは、ウェッジプレート４から遠ざかるに従って、その高さが段階的に高くなるように、重ならないように配置されている。

図７は、第１のミラー１２ａ〜１２ｄと、それらにより分割されたレーザ光の波面Ａとの関係を示す。レーザ光の波面Ａは、レーザ光の入射方向側から見たレーザ光の断面である。上述のように配置された第１のミラー１２ａ〜１２ｄは、図７に示すように、レーザ光の４つの波面を４つの矩形状の波面Ａ１〜Ａ４に分割して反射させる。すなわち、ウェッジプレート４に対して最も近くに配置された第１のミラー１２ｄは、入射されたレーザ光のうち波面Ａ４を反射する。同様に、第１のミラー１２ｄから段階的に遠ざかるように配置された第１のミラー１２ｃ、１２ｂおよび１２ａは順次、入射されたレーザ光の残りの波面のうち波面Ａ３、Ａ２およびＡ１をそれぞれ反射する。

これにより、矩形状を有する４つのレーザ光が、走行する光学フィルム１０の幅方向に異なる位置を透過する。第１のミラー１２ａ〜１２ｂで反射された４つのレーザ光は、図７に示すように、および矩形状の波面Ａ１〜Ａ４を有し、それらの波面Ａ１〜Ａ４は、一方向に広がって異なる位置に配置される。したがって、欠陥の検査範囲を広げることができる。

第２のミラー群１３は、第２のミラー１３ａ〜１３ｄで構成されている。第２のミラー１３ａ〜１３ｄは、図６に示すように、第１のミラー１２ａ〜１２ｄに対応する高さに配置されている。また、第２のミラー１３ａ〜１３ｄは、第１のミラー１２ａ〜１２ｄから入射されたレーザ光の入射方向に対して垂直に配置される。したがって、第２のミラー１３ａ〜１３ｄに反射されたレーザ光は、入射と同様の経路を戻って第１のミラー１２ａ〜１２ｄに到達する。すなわち、分割された４つのレーザ光は、光学フィルム１０の同一ライン上を２度通過することとなる。

さらに、第１のミラー１２ａ〜１２ｄと、それらと対をなす第２のミラー１３ａ〜１３ｄとの間のそれぞれの距離は、ウェッジプレート４から第１のミラー１２ａ〜１２ｄまでの距離により設定される。すなわち、ウェッジプレート４から出射され、第１のミラー１２ａ〜１２ｄおよび第２のミラー１３ａ〜１３ｄを介してウェッジプレート４に戻ってくるまでの光路長が等しくなるように、第１のミラー１２ａ〜１２ｄと第２のミラー１３ａ〜１３ｄとの間の距離が設定される。具体的には、ウェッジプレート４からの距離が最も長い第１のミラー１２ａほど、対をなす第２のミラー１３ａまでの距離が短くなり、ウェッジプレート４からの距離が最も短い第１のミラー１２ｄほど、対をなす第２のミラー１３ｄまでの距離が長くなる。したがって、ウェッジプレート４から出射されたレーザ光の波面は、第１のミラー１２ａ〜１２ｄにて分割され、分割された波面が別の光路を通った後に、第１のミラー１２ａ〜１２ｄにて再度反射され、再び１つの波面が揃い、１つの波面を形成する。そして、この１つの波面がウェッジプレート４に入射する。

なお、この例では、第１のミラー１２ａ〜１２ｄおよび第２のミラー１３ａ〜１３ｄを用いて、レーザ光を４分割する場合について説明したが、分割の数はこの例に限られない。例えば、検査対象となる光学フィルム１０の幅に応じてレーザ光の波面の分割数を適宜設定することが好ましく、レーザ光の波面を４つ以外に分割してもよい。

［検査装置の動作］
次に、検査装置２０の動作について説明する。なお、ここでは、光学フィルム１０の幅に基づき測定幅を決定し、ウェッジプレート４から出射されるレーザ光を８分割して光学フィルム１０に照射する場合を例にとって説明する。

光源２から出力されたレーザ光は、反射鏡１１を介してビームエキスパンダ３に入射される。そして、ビームエキスパンダ３によりレーザ光の波面が所定の大きさまで拡大されるとともに平行光とされ、ウェッジプレート４に向けて出射される。ウェッジプレート４に入射されたレーザ光は、ウェッジプレート４を透過し、第１のミラー群１２に入射される。

第１のミラー群１２に入射されたレーザ光の波面は、図８に示すように、第１のミラー１２ａ〜１２ｈにより８分割され、光学フィルム１０に照射される。このとき、第１のミラー１２ａ〜１２ｈの高さが互いに重ならないように段階的に高くされ、且つウェッジプレート４からの距離が段階的に遠くなるように所定間隔で配置されている。そのため、第１のミラー１２ａ〜１２ｈで反射されたレーザ光が光学フィルム１０の幅方向に配列された状態となり、光学フィルム１０における欠陥の検査範囲を広げることができる。

なお、この例では、分割されたレーザ光の波面が、隣接するレーザ光の波面と僅かに重なるようにされている。これは、各波面の境界部分に光学フィルム１０の欠陥が発生した場合でも、欠陥を検出できるようにするためである。

分割されて光学フィルム１０に照射されたそれぞれのレーザ光の波面は、光学フィルム１０を透過し、第２のミラー１３ａ〜１３ｈに対して入射される。第２のミラー１３ａ〜１３ｈは、入射されたレーザ光の入射方向に対して垂直に配置されているため、入射されたレーザ光の波面が入射と同様の経路を戻り、光学フィルム１０を介して第１のミラー１２ａ〜１２ｈに対して入射される。そして、分割されたレーザ光の波面が第１のミラー１２ａ〜１２ｈで揃い、１つの波面が形成されてウェッジプレート４に入射される。

ウェッジプレート４に入射されたレーザ光は、第１のミラー１２側の第１の面Ｓ１で反射されるとともに、その一部がウェッジプレート４の内部に進行し、ビームエキスパンダ３側の第２の面Ｓ２で反射されることにより２つの波面に分割され、結像レンズ６に入射される。

ウェッジプレート４から出射される２つの波面の間には、空間的なズレが生じる。この空間的なズレが生じた２つの波面が重ね合わされることにより、上述した図３で説明したように撮像部７において干渉縞が撮像される。撮像部７で撮像された干渉縞の画像が画像データとして解析部８に供給される。そして、解析部８により、干渉縞の画像データに対する解析が行われる。

解析部８による画像解析の一例の方法について説明する。画像解析の方法としては、種々の方法が考えられるが、この発明の第１の実施形態では、フーリエ変換を用いた画像解析を行う。この方法では、空間キャリア周波数を用いて、干渉縞の振幅の情報および位相変化の情報を取り出すようにしている。

具体的には、干渉し合う波面間に微小角のティルトを与えることにより、数式（５）に示す、干渉縞の画像に基づく空間キャリア縞パターンを得る。

そして、得られた空間キャリア縞パターンに対して、二次元フーリエ変換を施すことにより、数式（６）に示す二次元空間周波数スペクトルを得る。

ここで、Ｃ（ｆ_Ｘ，ｆ_Ｙ）は、数式（７）に示す干渉縞の明暗変化の複素振幅のフーリエスペクトルを表している。

このようにして、図９Ａに示すように、各スペクトルがキャリア周波数により分離されるので、図９Ｂに示すように、フィルタリングを行うことにより数式（６）における第２項の成分のみを取り出す。そして、図９Ｃに示すように、取り出した第２項の成分を原点に移動させる。こうすることにより、空間キャリア周波数ｆ_Ｘ０およびｆ_Ｙ０を取り除き、Ｃ（ｆ_Ｘ，ｆ_Ｙ）を得ることができる。

そして、取り出したスペクトルに対してフーリエ逆変換を施すことにより、数式（７）に示す複素振幅が得られるので、その複素対数である数式（８）の実部から干渉縞の振幅情報ｂ（ｘ，ｙ）を得るとともに、虚部から位相φ（ｘ，ｙ）得ることができる。

このようにして得られた干渉縞の振幅情報および位相情報に基づき、光学フィルム１０に欠陥が発生しているか否かを検出することができる。

このように、この発明の第１の実施形態では、レーザ光の波面を分割し、分割されたレーザ光の波面を光学フィルム１０の幅方向に配列するようにしているため、光学フィルム１０における欠陥の検査範囲を広げることができる。

＜３．第２の実施形態＞
この発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、光学フィルム１０に対するレーザ光を複数回往復させて透過させるためのミラー群を設けている点において、第１の実施形態とは異なっている。

［検査装置の構成］
この発明の第２の実施形態による検査装置の構成について説明する。図１０は、第２の実施形態による検査装置３０の構成の一例を示す。検査装置３０は、第１の実施形態による検査装置２０に対して、第３のミラー群２１および第４のミラー群２２が設けられている。なお、上述した図５に示す第１の実施形態による検査装置２０と共通する部分については、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

第２のミラー１３ａ〜１３ｄは、第１のミラー１２ａ〜１２ｄから光学フィルム１０を介して入射されたレーザ光を、後述する第３のミラー２１に対して反射させるように、所定の角度をなすように斜めに配置されている。

第３のミラー群２１は、第３のミラー２１ａ〜２１ｄで構成され、第１のミラー１２ａ〜１２ｄと高さ方向に対して互いに重ならないように、上方に配置されている。また、第３のミラー２１ａ〜２１ｄは、第２のミラー１３ａ〜１３ｄから入射されたレーザ光を、後述する第４のミラー２２に対して反射させるように、所定の角度をなすように斜めに配置されている。

第４のミラー群２２は、第４のミラー２２ａ〜２２ｄで構成され、第２のミラー１３ａ〜１３ｄと高さ方向に対して互いに重ならないように、第３のミラー２１ａ〜２１ｄに対応する高さに配置されている。また、第４のミラー２２ａ〜２２ｄは、第３のミラー２１ａ〜２１ｄから入射されたレーザ光の入射方向に対して垂直に配置され、第３のミラー２１ａ〜２１ｄから入射されたレーザ光を反射させる。

したがって、第４のミラー２２ａ〜２２ｄに反射されたレーザ光は、入射と同様の経路を戻って第３のミラー２１ａ〜２１ｄに到達し、第２のミラー２１ａ〜２１ｄを介して第１のミラー１２ａ〜１２ｄに到達する。すなわち、分割された４つのレーザ光は、光学フィルム１０の同一ライン上を６度通過することとなる。

なお、この例では、第３のミラー群２１として４つの第３のミラー２１ａ〜２１ｄを用いるとともに、第４のミラー群２２として４つの第４のミラー２２ａ〜２２ｄを用いた場合について説明したが、これはこの例に限られない。第３のミラーおよび第４のミラーの個数は、第１および第２のミラーの個数に応じて決定することができる。

［検査装置の動作］
次に、検査装置３０の動作について説明する。図１１は、第１〜第４のミラー群の配置例を示す。なお、図１１では、説明が煩雑となるのを防ぐため、第３のミラー群２１および第４のミラー群２２のうち、第３のミラー２１ａ、２１ｃおよび２１ｄ、ならびに第４のミラー２２ａ、２２ｃおよび２２ｄについては、図示を省略している。

光源２から出力され、反射鏡１１、ビームエキスパンダ３およびウェッジプレート４を介して第１のミラー群１２に入射されたレーザ光の波面は、第１のミラー１２ａ〜１２ｄにより４分割されて反射され、光学フィルム１０に照射される。

分割されて光学フィルム１０に照射されたそれぞれのレーザ光の波面は、光学フィルム１０を透過し、第２のミラー１３ａ〜１３ｄによりそれぞれ反射される。第２のミラー１３ａ〜１３ｄにより反射されたそれぞれのレーザ光の波面は、光学フィルム１０を介して第３のミラー２１ａ〜２１ｄによりそれぞれ反射される。第３のミラー２１ａ〜２１ｄにより反射されたそれぞれのレーザ光の波面は、光学フィルム１０を介して第４のミラー２２ａ〜２２ｄによりそれぞれ反射される。

第４のミラー２２ａ〜２２ｄは、入射されたレーザ光の入射方向に対して垂直に配置されているため、第３のミラー２１ａ〜２１ｄから入射されたレーザ光の波面が入射と同様の経路を戻り、第３のミラー２１ａ〜２１ｄに対して反射される。

第４のミラー２２ａ〜２２ｄにより反射されたそれぞれのレーザ光の波面は、光学フィルム１０を介して第３のミラー２１ａ〜２１ｄによりそれぞれ反射される。第３のミラー２１ａ〜２１ｄにより反射されたそれぞれのレーザ光の波面は、光学フィルム１０を介して第２のミラー１３ａ〜１３ｄによりそれぞれ反射される。第２のミラー１３ａ〜１３ｄにより反射されたそれぞれのレーザ光の波面は、光学フィルム１０を介して第１のミラー１２ａ〜１２ｄによりそれぞれ反射される。そして、分割されたレーザ光の波面が第１のミラー１２ａ〜１２ｈで揃い、１つの波面が形成されてウェッジプレート４に入射される。

ウェッジプレート４に入射されたレーザ光は、上述した第１の実施形態と同様に２つの波面に分割され、結像レンズ６において干渉縞が形成される。

［光学フィルムの欠陥の検出］
この発明の第２の実施形態では、光学フィルム１０の欠陥を検出する際に、レーザ光を光学フィルム１０に対して複数回に渡って往復して透過させるようにしている。例えば、この第２の実施形態では、第１の実施形態に対して第３のミラー群２１および第４のミラー群２２を設けている。そのため、光学フィルム１０に対してレーザ光を照射した際に、図１２Ａに示すように、第１〜第４のミラーによってレーザ光の波面が光学フィルム１０を３往復することにより、光学フィルム１０の同一ライン上を６度透過することになる。

したがって、例えば、光学フィルム１０の走行方向に対して水平方向に線状のスジが発生している場合、波面の湾曲が光学フィルム１０を透過するにしたがって大きくなるので、干渉縞を観察した際に、スジによる湾曲がより強調されることになる。そのため、スジの深さが浅い場合であっても波面の湾曲が強調され、欠陥を検出することができる。

また、光学フィルム１０において、ＴＡＣフィルム１５の一部の厚みが変動している場合について考える。通常、ＴＡＣフィルム１５の厚みの変動は、光学フィルム１０の走行方向に対して平行に一定の長さで発生するハードコート層１６のスジと異なり、部分的に発生する。そのため、レーザ光の波面を光学フィルム１０に対して複数回に渡って往復して透過させた場合に、レーザ光の波面が光学フィルム１０を透過する全ての地点において、ＴＡＣフィルム１５の厚みの変動が生じていることはないと考えられる。

この発明の第２の実施形態では、レーザ光の波面を光学フィルム１０に対して複数回透過させることにより、ハードコート層１６に発生したスジによる波面の湾曲のみが強調され、ＴＡＣフィルム１５の厚みの変動による影響を軽減することができる。

例えば、光学フィルム１０のハードコート層１６にスジが発生し、ＴＡＣフィルム１５の厚みが変動してない場合、図１２Ａに示す地点Ｘ、ＹおよびＺにおいて、スジが発生している部分をレーザ光の波面が透過する。これにより、図１２Ｂに示すように、レーザ光の波面がスジの部分を６度透過することになる。

一方、例えば、光学フィルム１０のハードコート層１６にスジが発生しておらず、図１２Ａに示す地点ＹにおいてＴＡＣフィルム１５の厚みが変動している場合には、地点Ｙにおいて、ＴＡＣフィルム１５の厚みが変動している部分をレーザ光の波面が透過する。これにより、図１２Ｃに示すように、レーザ光の波面がＴＡＣフィルム１５の変動部分を２度透過することになる。

このように、レーザ光の波面を光学フィルム１０に対して複数回に渡って往復して透過させた場合には、ＴＡＣフィルム１５の厚みの変動部分を透過する回数に対して、ハードコート層１６のスジの部分を透過する回数が多くなる。そのため、レーザ光の波面をハードコート層１６のスジの部分に対して透過させた場合に、ＴＡＣフィルム１５の厚みの変動部分に対して透過させた場合と比較して、干渉縞に生じる湾曲がより大きくなる。

したがって、ハードコート層１６に発生したスジによる湾曲のみが強調され、ＴＡＣフィルム１５の厚みの変動による影響を軽減することができるので、ＴＡＣフィルム１５の厚みの変動による欠陥の誤検出を防ぐことができる。

このように、第２の実施形態では、光学フィルム１０のハードコート層１６のスジの深さが浅い場合であっても、レーザ光が光学フィルム１０を複数回往復して透過することにより、波面の湾曲が大きくなる。そのため、第１の実施形態よりもさらに精度よく欠陥を検出することができる。

また、第２の実施形態では、レーザ光が光学フィルム１０の同一ライン上を複数回往復して透過するようにしている。そのため、ＴＡＣフィルム１５の厚みに変動があった場合であっても、光学フィルム１０の欠陥による波面の湾曲のみが強調されるため、ＴＡＣフィルム１５の厚みの変動による欠陥の誤検出を防ぐことができる。

なお、この発明の第２の実施形態では、第３のミラー群２１および第４のミラー群２２を設けるようにしているが、これに限られず、例えば第３のミラー群２１のみを設けるようにしてもよい。この場合、第３のミラー群２１は、第２のミラー群１３から入射されたレーザ光の入射方向に対して垂直に配置される。これにより、第２のミラー群１３から入射されたレーザ光が第３のミラー群２１によって入射と同様の経路を戻ることになるため、レーザ光が光学フィルム１０を４回透過することになる。したがって、この場合においても、レーザ光を光学フィルム１０に対して６回透過させる場合と同様に、光学フィルム１０の欠陥による波面の湾曲のみが強調され、ＴＡＣフィルム１５の厚みの変動による欠陥の誤検出を防ぐことができる。

以上、この発明の第１および第２の実施形態について説明したが、この発明は、上述したこの発明の第１および第２の実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。この発明の第１および第２の実施形態では、光学フィルムＴＡＣフィルム１５を用いたが、これはこの例に限られず、光を透過するフィルムであれば、どのような材料のフィルムを用いてもよい。

また、この発明の第１および第２の実施形態では、干渉計として、ウェッジプレート４を用いたシェアリング干渉計を用いた場合を例にとって説明したが、これに限られず、他の干渉計を用いてもよい。

１、２０、３０ 検査装置
２ 光源
３ ビームエキスパンダ
４ ウェッジプレート
５ ミラー
６ 結像レンズ
７ 撮像部
８ 解析部
１０ 光学フィルム
１１ 反射鏡
１２ 第１のミラー群
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ 第１のミラー
１３ 第２のミラー群
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ 第２のミラー
１５ ＴＡＣフィルム
１６ ハードコート層
２１ 第３のミラー群
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ 第３のミラー
２２ 第４のミラー群
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ 第４のミラー

Claims (8)

1. レーザ光を出射する光源と、
   入射されたレーザ光の波面を複数に分割し一方向に配置し、走行する被測定物を透過させた後、分割された上記複数の波面を揃えるミラー群と、
   揃えられた上記波面を２つに分割し、分割した上記波面により干渉縞を形成する干渉計と、
   上記干渉計により形成された上記干渉縞の画像を取得する撮像部と、
   上記撮像部で画像として取得された上記干渉縞の時間変化に基づき上記被測定物の表面の欠陥を検出する解析部と
   を備える検査装置。
2. 上記ミラー群は、分割された上記複数の波面を、上記被測定物の同一ライン上に対して２回以上透過させる請求項１に記載の検査装置。
3. 上記ミラー群は、分割された上記複数の波面を、上記被測定物の同一ライン上に対して４回以上透過させる請求項２に記載の検査装置。
4. 上記干渉計は、
   互いに対向する第１の面および第２の面を有し、
   上記第１の面から入射されたレーザ光を、該第１の面で反射するレーザ光と、該第１の面から進行して上記第２の面で反射するレーザ光とに分割するウェッジプレートを用いる請求項１に記載の検査装置。
5. 上記被測定物は、光学フィルムまたは基板である請求項１に記載の検査装置。
6. 上記解析部は、上記干渉縞の画像から得られる干渉縞のパターンに対して所定の画像処理アルゴリズムを用いて解析を行うことにより、上記被測定物の表面の欠陥を検出する請求項１に記載の検査装置。
7. 上記解析部は、上記画像処理アルゴリズムとしてフーリエ変換を用いる請求項６に記載の検査装置。
8. レーザ光を光源から出射するステップと、
   入射されたレーザ光の波面をミラー群により複数に分割し一方向に配置し、走行する被測定物を透過させた後、分割された上記複数の波面を揃えるステップと、
   揃えられた上記波面を２つに分割し、分割した上記波面により干渉縞を形成するステップと、
   形成された上記干渉縞の画像を取得するステップと、
   画像として取得された上記干渉縞の時間変化に基づき上記被測定物の表面の欠陥を検出するステップと
   を備える検査方法。

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