JP6707443B2 - 欠陥検査用画像撮像システム、欠陥検査システム、フィルム製造装置、欠陥検査用画像撮像方法、欠陥検査方法及びフィルム製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、欠陥検査用画像システム、欠陥検査システム、フィルム製造装置、欠陥検査用画像撮像方法、欠陥検査方法及びフィルム製造方法に関する。

偏光フィルム及び位相差フィルム等の光学フィルム、電池のセパレータに用いられるフィルム等の欠陥を検出する欠陥検査装置が知られている。この種の欠陥検査装置は、搬送手段によってフィルムを搬送し、照明手段によってフィルムの撮像領域を照明し、撮像手段によってフィルムの撮像領域を撮像し、撮像した画像に基づいて欠陥検査を行う。例えば、特許文献１にはシート状の被検査物の欠陥を検査する欠陥検査装置が記載されている。

特開２０１３―１４００５０号公報

特許文献１では、被検査物を検査する際に、被検査物の撮像領域を、撮像手段として二次元画像を取得するエリアセンサで撮影していると共に、明部と暗部とが繰り返された明暗パターンを含む照明光で、エリアセンサで取得される二次元画像内に明暗パターンのうち明部の周縁部が１箇所以上存在するように撮像領域を照明している。これにより、被検査物の搬送中の振動などの影響で被検査物、エリアセンサ（撮像手段）及び照明手段の相対位置関係にズレが生じても、欠陥検出能力を維持することが可能となっていた。

しかしながら、特許文献１のように明暗パターンを使用すると共に、撮像手段としてエリアセンサを利用しても、フィルム上に欠陥が存在するにもかかわらず、欠陥を十分に検出できない場合があり、特許文献１の技術の改善が求められていた。

そこで、本発明は、欠陥のより確実な検出に寄与する欠陥検査用画像撮像システム、欠陥検査システム、フィルム製造装置、欠陥検査用画像撮像方法、欠陥検査方法及びフィルム製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一側面に係る欠陥検査用画像撮像システムは、フィルムの欠陥検査のための欠陥検査用画像撮像システムであり、上記フィルムを照明する照明手段と、上記フィルムに設定される撮像領域の二次元画像を取得する撮像手段と、上記撮像手段に対して上記フィルムを搬送方向へ相対的に搬送させる搬送手段と、を備え、上記照明手段は、明部と暗部とが交互に繰り返される明暗パターンを上記明部と上記暗部の境界線が上記搬送方向と交差するように上記フィルムに投影すると共に、上記境界線が上記撮像領域内に一箇所以上存在するように、上記フィルムを照明し、上記撮像手段の撮像速度に対する上記フィルムの搬送速度である搬送分解能をＡとし、上記搬送方向における上記明部の長さ及び上記暗部の長さの一方をＴ１とし、他方をＴ２としたとき、下記条件１又は条件２を満たす。
条件１：Ａ＝ｍＴ（ただし、ｍは非整数であり、Ｔ＝Ｔ１＝Ｔ２）
条件２：Ａ＝ｍ（Ｔ１＋Ｔ２）（ただし、ｍは非整数であり、Ｔ１≠Ｔ２）

本発明の他の側面に係る欠陥検査用画像撮像方法は、フィルムの欠陥検査のための欠陥検査用画像撮像方法であり、上記フィルム上に設定される撮像領域の二次元画像を得る撮像手段に対して、上記フィルムを搬送方向に相対的に搬送する工程と、上記撮像領域を照明しながら上記撮像手段によって上記撮像領域を複数回撮像する工程と、を備え、上記撮像領域を複数回撮像する工程では、明部と暗部とが交互に繰り返される明暗パターンを上記明部と上記暗部の境界線が上記搬送方向と交差するように上記フィルムに投影すると共に、上記境界線が上記撮像領域内に一箇所以上存在するように、上記フィルムを照明し、上記撮像手段の撮像速度に対する上記フィルムの搬送速度である搬送分解能をＡとし、 上記搬送方向における上記明部の長さ及び上記暗部の長さの一方をＴ１とし、他方をＴ２としたとき、下記条件１又は条件２を満たす。
条件１：Ａ＝ｍＴ（ただし、ｍは非整数であり、Ｔ＝Ｔ１＝Ｔ２）
条件２：Ａ＝ｍ（Ｔ１＋Ｔ２）（ただし、ｍは非整数であり、Ｔ１≠Ｔ２）

上記欠陥検査用画像撮像システム及び欠陥検査用画像撮像方法では、上記条件１又は条件２を満たす。そのため、フィルムに欠陥が存在していた場合、異なる撮像タイミングで撮像領域を撮像することにより、明部に欠陥が位置する状態（以下、「第１状態」と称す）に対応した二次元画像、暗部に欠陥が位置する状態（以下、「第２状態」と称す）に対応する二次元画像並びに明部及び暗部の境界線上に欠陥が位置する状態（以下、「第３状態」）に対応する二次元画像の少なくとも２つを得ることが可能である。欠陥は、その種類に応じて、例えば、明部で検出され易い欠陥、暗部で検出され易い欠陥、又は、明部と暗部の境界で検出されやすい欠陥が有り得る。よって、上記のように、第１状態、第２状態及び第３状態に対応する二次元画像のうち少なくとも２つを得ることで、欠陥の明部及び暗部に対する配置関係の異なる二次元画像を解析できるので、フィルムに存在する欠陥を、より確実に検出できる。

一実施形態において、上記条件２を満たすとともに、下記条件３、下記条件４及び下記条件５の何れかを満たしてもよい。
条件３：Ａ＜Ｔ１かつＡ＜Ｔ２
条件４：Ｔ１＜Ｔ２であり、Ｔ２＝ｎＴ１（ただし、ｎは整数）、（Ｔ１＋Ｔ２）＝ｐＡ（ただし、ｐは非整数）、且つ、Ａ＝ｑＴ１（ただし、ｑは非整数）
条件５：Ｔ１＜Ｔ２であり、Ｔ２＝ｋＴ１（ただし、ｋは非整数）、且つ、（Ｔ１＋Ｔ２）＝ｐＡ（ただし、ｐは非整数）

この場合、上記第１状態、上記第２状態及び上記第３状態それぞれに対応する二次元画像を取得可能である。そのため、それらの二次元画像を解析することで、フィルムに存在する欠陥を、より確実に検出し得る。

上記照明手段は、光を出射する光源部と、上記光源部と上記撮像領域の間に配置され上記明暗パターンを生成する明暗パターン生成部と、を有してもよい。これにより、フィルムに明暗パターンを投影し得る。

上記撮像領域に投影された上記明暗パターンにおける上記明部及び上記暗部の上記境界線は、上記搬送方向と実質的に直交していてもよい。

上記撮像領域に投影された上記明暗パターンにおける上記明部及び上記暗部の境界線は、上記搬送方向に直交する方向に対して傾斜していてもよい。この場合、例えば、搬送方向に延在する筋状欠陥を検出し易い。

本発明の更に他の側面は、上記本発明の一側面に係る欠陥検査用画像撮像システムと、 上記欠陥検査用画像撮像システムが有する上記撮像手段で取得される複数の上記二次元画像を利用して上記フィルムの欠陥の検査を行う欠陥検査手段と、を備える。

この欠陥検査システムは、本発明の一側面に係る欠陥検査用画像撮像システムを備え、欠陥検査手段が、上記欠陥検査用画像撮像システムによって取得される複数の二次元画像に基づいて、フィルムの欠陥の検査を行う。本発明の一側面に係る欠陥検査用画像撮像システムでは、明部及び暗部に対する欠陥の配置関係が異なり得る複数の二次元画像を取得できる。上記欠陥検査用画像撮像システムによって取得される複数の二次元画像に基づいて欠陥検査手段がフィルムの欠陥を検査することで、より確実に欠陥を検出できる。

本発明の更に他の側面は、フィルムの欠陥検査のための欠陥検査方法であり、上記フィルム上に設定される撮像領域の二次元画像を得る撮像手段に対して、上記フィルムを搬送方向に相対的に搬送する工程と、上記撮像領域を照明しながら上記撮像手段によって上記撮像領域を複数回撮像する工程と、上記撮像領域を複数回撮像する工程で得られた複数の上記二次元画像を利用して、欠陥の検査処理を行う工程と、を備え、上記撮像領域を複数回撮像する工程では、明部と暗部とが交互に繰り返される明暗パターンを上記明部と上記暗部の境界線が上記搬送方向と交差するように上記フィルムに投影すると共に、上記境界線が上記撮像領域内に一箇所以上存在するように、上記フィルムを照明し、上記撮像手段の撮像速度に対する上記フィルムの搬送速度である搬送分解能をＡとし、上記搬送方向における上記明部の長さ及び上記暗部の長さの一方をＴ１とし、他方をＴ２としたとき、下記条件１又は条件２を満たす。
条件１：Ａ＝ｍＴ（ただし、ｍは非整数であり、Ｔ＝Ｔ１＝Ｔ２）
条件２：Ａ＝ｍ（Ｔ１＋Ｔ２）（ただし、ｍは非整数であり、Ｔ１≠Ｔ２）

このフィルムの欠陥検査のための欠陥検査方法では、上記条件１又は条件２を満たす。そのため、フィルムに欠陥が存在していた場合、異なる撮像タイミングで撮像領域を撮像することにより、上記第１状態、上記第２状態及び上記第３状態に対応する二次元画像のうち少なくとも２つを得ることが可能である。よって、欠陥の明部及び暗部に対する配置関係の異なる二次元画像に対して検査処理を実施できるので、より確実に欠陥を検出できる。

本発明の更に他の側面は、上記本発明の一側面に係る欠陥検査システムを備えるフィルム製造装置にも係る。本発明の一側面に係る欠陥検査システムにおいて、フィルムに存在する欠陥をより確実に検出できるため、欠陥を含まないフィルムを効率的に生産可能である。

本発明の更に他の側面は、本発明の他の側面に係る上記欠陥検査方法を含むフィルム製造方法にも係る。本発明の一側面に係る欠陥検査方法において、フィルムに存在する欠陥を、より確実に検出できるため、欠陥を含まないフィルムを効率的に生産可能である。

本発明によれば、欠陥のより確実な検出に寄与する欠陥検査用画像撮像システム、欠陥検査システム、フィルム製造装置、欠陥検査用画像撮像方法、欠陥検査方法及びフィルム製造方法を提供できる。

図１は、本発明の一実施形態に係る欠陥検査画像撮像システムが適用される偏光フィルムの製造装置を概略的に示す図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る欠陥検査用画像撮像システムの構成を概略的に示す斜視図である。 図３は、図２に示した欠陥検査用画像撮像システムの側面図である。 図４は、撮像領域に投影された明暗パターンの一例の模式図である。 図５（ａ）、偏光フィルムが振動した仮定した場合の視野幅と撮像領域の変動範囲幅との関係を説明するための図面であり、図５（ｂ）は、偏光フィルムが振動した仮定した場合における明暗パターンの明部（又は暗部）の長さへの振動の影響を説明するための図面である。 図６は、撮像領域の二次元画像の一例を模式的に示す図面である。 図７（ａ），図７（ｂ）及び図７（ｃ）は、欠陥の一例である凹凸欠陥を含む偏光フィルムが搬送されている場合において、異なる撮像タイミングで撮像された二次元画像の例を示す模式図である。 図８（ａ），図８（ｂ）及び図８（ｃ）は、欠陥の一例である気泡欠陥を含む偏光フィルムが搬送されている場合において、異なる撮像タイミングで撮像された二次元画像の例を示す模式図である。 図９は、撮像領域に投影された明暗パターンの他の例の模式図である。 図１０は、シミュレーションＳ１〜シミュレーションＳ４の条件を示す図表である。 図１１は、シミュレーションＳ５〜シミュレーションＳ１４の条件を示す図表である。 図１２は、シミュレーションＳ１５〜シミュレーションＳ２５の条件を示す図表である。 図１３は、シミュレーションＳ２６〜シミュレーションＳ３０の条件を示す図表である。 図１４は、シミュレーションＳ１の結果を示す図面である。 図１５は、シミュレーションＳ２の結果を示す図面である。 図１６は、シミュレーションＳ３の結果を示す図面である。 図１７は、シミュレーションＳ４の結果を示す図面である。 図１８は、シミュレーションＳ５の結果を示す図面である。 図１９は、シミュレーションＳ６の結果を示す図面である。 図２０は、シミュレーションＳ７の結果を示す図面である。 図２１は、シミュレーションＳ８の結果を示す図面である。 図２２は、シミュレーションＳ９の結果を示す図面である。 図２３は、シミュレーションＳ１０の結果を示す図面である。 図２４は、シミュレーションＳ１１の結果を示す図面である。 図２５は、シミュレーションＳ１２の結果を示す図面である。 図２６は、シミュレーションＳ１３の結果を示す図面である。 図２７は、シミュレーションＳ１４の結果を示す図面である。 図２８は、シミュレーションＳ１５の結果を示す図面である。 図２９は、シミュレーションＳ１６の結果を示す図面である。 図３０は、シミュレーションＳ１７の結果を示す図面である。 図３１は、シミュレーションＳ１８の結果を示す図面である。 図３２は、シミュレーションＳ１９の結果を示す図面である。 図３３は、シミュレーションＳ２０の結果を示す図面である。 図３４は、シミュレーションＳ２１の結果を示す図面である。 図３５は、シミュレーションＳ２２の結果を示す図面である。 図３６は、シミュレーションＳ２３の結果を示す図面である。 図３７は、シミュレーションＳ２４の結果を示す図面である。 図３８は、シミュレーションＳ２５の結果を示す図面である。 図３９は、シミュレーションＳ２６の結果を示す図面である。 図４０は、シミュレーションＳ２７の結果を示す図面である。 図４１は、シミュレーションＳ２８の結果を示す図面である。 図４２は、シミュレーションＳ２９の結果を示す図面である。 図４３は、シミュレーションＳ３０の結果を示す図面である。

以下、添付図面を参照しながら本発明を実施するための形態を詳細に説明する。図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

本発明の一実施形態に係るフィルムの製造装置及び製造方法は、偏光特性を有する偏光フィルム（光学フィルム）を製造する。

図１に示されるように、フィルム製造装置１００は、２組の欠陥検査システム１０Ａ，１０Ｂと、貼合ローラＲ１，Ｒ２と、搬送ローラＲ３と、を備える。フィルム製造装置１００は、まず、偏光子の主面両側に保護フィルムを貼り合わせて、偏光フィルム本体部（光学フィルム本体部）１１１を製造する。製造された偏光フィルム本体部１１１は、欠陥検査システム１０Ａによって欠陥の有無が検査される。

次に、フィルム製造装置１００は、セパレートフィルム（離型フィルム）が粘着材に貼り合わされたセパレートフィルム付き粘着材１１２を原反ロール１０１から取り出す。そして、セパレートフィルム付き粘着材１１２を偏光フィルム本体部１１１の一方の主面側に貼合ローラＲ１によって貼り合わせる。

次に、フィルム製造装置１００は、表面保護フィルム１１３を原反ロール１０２から取り出した後、表面保護フィルム１１３を偏光フィルム本体部１１１の他方の主面側に貼合ローラＲ２によって貼り合わせる。以上の工程により、偏光特性を有する偏光フィルム１１０が得られる。フィルム製造装置１００は、偏光フィルム１１０を搬送ローラＲ３によって搬送しながら、欠陥検査システム１０Ｂによって偏光フィルム１１０の欠陥の有無を検査した後、偏光フィルム１１０を原反ロール１０３に巻き取る。

偏光フィルム本体部１１１における偏光子の材料には、ＰＶＡ（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ Ａｌｃｏｈｏｌ）等が挙げられる。偏光フィルム本体部１１１における保護フィルムの材料としては、ＴＡＣ（Ｔｒｉａｃｅｔｙｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）等が挙げられる。セパレートフィルム付き粘着材１１２におけるセパレートフィルム及び表面保護フィルム１１３の材料としては、ＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）等が挙げられる。セパレートフィルムを剥がすことにより、偏光フィルム１１０が、粘着材によって液晶パネルや他の光学フィルム等に貼り合わされる。

以下、欠陥検査システム１０Ａ，１０Ｂについて、欠陥検査システム１０Ａ，１０Ｂを欠陥検査システム１０と称して説明する。欠陥検査システム１０Ａ，１０Ｂの構成は同一である。そのため、検査対象が偏光フィルム１１０である場合、すなわち、欠陥検査システム１０Ｂとしての欠陥検査システム１０について説明し、欠陥検査システム１０Ａについての説明を省略する。

欠陥検査システム１０及びそれを用いた欠陥検査方法が行う欠陥検査とは、偏光フィルム１１０の製造工程や搬送工程の際に発生し得る欠陥を検出する処理の他、後述する欠陥マップを作成する処理を含んでもよい。この欠陥には、例えば、貼り合せの際に生じる気泡の噛み込み、貼り合せの際に生じる異物の混入及び付着、搬送中に生じる付着異物による傷転写で生じる凹凸、糊付着時に生じる輝点の混入及び付着などがある。

図２に示したように、欠陥検査システム１０は、欠陥検査用画像撮像システム（以下、単に「撮像システム」と称す）１１と、解析装置（欠陥検査手段）１２と、を備える。欠陥検査システム１０は、マーキング装置１３を備えてもよい。以下では、断らない限り、マーキング装置１３を備えた形態について説明する。図２には、説明の便宜のために使用するＸＹＺ直交座標が示されている。Ｘ方向は偏光フィルム１１０の幅方向を示し、Ｙ方向は偏光フィルム１１０の搬送方向を示す。Ｚ方向は、Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれに直交する方向を示す。他の図面の説明においても、同様のＸＹＺ直交座標を利用して説明する。

撮像システム１１は、偏光フィルム１１０に対して設定される撮像領域２０を撮像することによって、欠陥検査用の画像を取得するためのシステム（或いは撮像装置）である。撮像システム１１は、取得した画像を解析装置１２に出力する。具体的には、撮像システム１１は、取得した画像に対応する画像データを解析装置１２に出力する。

解析装置１２は、画像に対応する画像データに対して偏光フィルム１１０に存在する欠陥の検査処理を行う。具体的には、解析装置１２は、偏光フィルム１１０に存在する欠陥の有無の判断を行う。解析装置１２は、欠陥の種類の判断を行ってもよい。以下では、断らない限り、解析装置１２で扱う画像データも単に画像と称する。解析装置１２は、欠陥の検査処理及びそのための画像処理を実行できる装置であれば限定されるものではない。例えば、解析装置１２として、検査処理用に製造された装置でもよいし、或いは、検査処理用のソフトウエアがインストールされたパーソナルコンピュータでもよい。解析装置１２は、撮像システム１１を制御する制御機能を有してもよい。

本実施形態において、解析装置１２は、検査処理の結果を利用して欠陥位置情報を生成する。欠陥位置情報とは、偏光フィルム１１０の座標系における欠陥の位置をいう。具体的には、解析装置１２は、画像座標系における欠陥の位置を偏光フィルム１１０の座標系に変換することにより、欠陥位置情報を生成する。解析装置１２における変換処理には、画像座標系における欠陥位置と、偏光フィルム１１０が搬送される距離とが利用される。解析装置１２は、当該欠陥位置情報を利用して偏光フィルム１１０の全領域に対応する画像を合成することにより欠陥マップを作成する。

マーキング装置１３は、解析装置１２から送られてくる欠陥マップを利用して、偏光フィルム１１０上に目印Ｍを付す装置である。マーキング装置１３は、例えば、偏光フィルム１１０の幅方向Ｘに沿って延在するアームと、ペンなどを有するマーカヘッドとを有する。マーカヘッドがアーム上を幅方向Ｘに移動することにより、偏光フィルム１１０上の任意の位置に目印Ｍが付される。マーキング装置１３は、解析装置１２により制御されるように構成されていてもよいし、或いは、マーキング装置１３自体がコンピュータといった制御部を有していてもよい。

撮像システム１１は、解析装置１２で処理した各種画像を表示する表示装置（例えば、ディスプレイ）を更に備えてもよい。表示装置が表示する画像には、解析装置１２により解析された欠陥の位置が示された画像も含む。

次に、撮像システム１１について詳細に説明する。撮像システム１１は、搬送手段１４と、複数のエリアセンサ（撮像手段）１５と、照明部（照明手段）１６と、を備える。撮像システム１１は、照明部１６から出射された照明光Ｌ１が偏光フィルム１１０で反射した反射光Ｌ２をエリアセンサ１５で受ける反射型の光学系システムである。

搬送手段１４は、複数のエリアセンサ１５と照明部１６とに対して偏光フィルム１１０を搬送方向Ｙに相対的に搬送させる搬送機構（搬送部）である。搬送手段１４の一例は搬送ローラＲ４である。例えば、欠陥検査システム１０が、図１に示した欠陥検査システム１０Ｂである場合、例えば、搬送ローラＲ３（図１参照）も搬送手段１４の一部とみなせる。原反ロール１０３（図１参照）により偏光フィルム１１０にテンションが付与されて偏光フィルム１１０が搬送されることから、原反ロール１０３も搬送手段１４の一部を構成しているとも言える。

本実施形態では、照明部１６とエリアセンサ１５とが固定され、偏光フィルム１１０が搬送されているが、例えば、偏光フィルム１１０に対して照明部１６と複数のエリアセンサ１５との組を移動させてもよい。

図３に示したように、複数のエリアセンサ１５は、Ｚ方向において偏光フィルム１１０の一方の主面（以下、「表面」と称す）側に配置され、幅方向Ｘに互いに離間して配置される。エリアセンサ１５のそれぞれは、二次元状の撮像領域２０を有する。一つのエリアセンサ１５の撮像領域２０は、幅方向Ｘにおいて隣接するエリアセンサ１５の撮像領域２０の一部と重複し得る。撮像領域２０は二次元状であるので、エリアセンサ１５の視野幅Ｗ（撮像領域２０の搬送方向Ｙの長さ）は、ラインセンサの視野幅より広い。撮像領域２０は、偏光フィルム１１０に設定される領域であるが、偏光フィルム１１０の特定の位置に設定されるものではない。

図２に示したように、照明部１６は、幅方向Ｘに延在しており偏光フィルム１１０を照明する照明光Ｌ１を出射する。照明部１６は、偏光フィルム１１０に対してエリアセンサ１５と同じ側に、偏光フィルム１１０の表面から所定距離だけ離間して配置される。

照明光Ｌ１は、図４に示したように、撮像領域２０に明暗パターン３０を生じさせる照明光である。明暗パターン３０は、撮像領域２０において搬送方向Ｙに沿って明部３１と暗部３２とが交互に繰り返されるパターンである。以下、断らない限り、明部３１と暗部３２の境界線３３は搬送方向Ｙに対し実質的に直交している形態について説明する。

撮像領域２０上において、搬送方向Ｙにおける明部３１の長さをＴ１（ｍｍ）とし、暗部３２の長さをＴ２（ｍｍ）としたとき、長さＴ１と長さＴ２は等しい（すなわち、Ｔ１＝Ｔ２）。換言すれば、図４に示したように、撮像領域２０に境界線３３が複数現れている場合、隣接する境界線３３の間隔は一定である。長さＴ１及び長さＴ２は、撮像対象である偏光フィルム１１０に弛み等の歪みが無い状態における長さである。Ｔ１及びＴ２は、視野幅Ｗより小さい。長さＴ１と長さＴ２が等しい場合、長さＴ１及び長さＴ２を、明部３１と暗部３２の繰返し間隔Ｔ（ｍｍ）とも称す。

エリアセンサ１５の搬送分解能Ａは、繰返し間隔Ｔの非整数倍であり且つ繰返し間隔Ｔは、搬送分解能Ａより大きい。搬送分解能Ａとは、偏光フィルム１１０上のある一点がエリアセンサ１５の１フレームの撮影間での移動量であり、撮像速度（ｆｒａｍｅ／ｓ）に対する搬送速度である。具体的には、搬送速度をＶ（ｍｍ／ｓ）とし、撮像速度をＦ（ｆｒａｍｅ／ｓ）とした場合、搬送分解能Ａは、Ａ＝Ｖ／Ｆで表される。たとえば、搬送速度Ｖが５００ｍｍ／ｓであり、撮像速度Ｆが１０００ｆｒａｍｅ／ｓである場合、搬送分解能は０．５ｍｍ／ｆｒａｍｅである。

上記明暗パターン３０を偏光フィルム１１０に投影するために、図３に示したように、照明部１６は、光源部１７と共に、スリット部（明暗パターン生成部）１８を有する。光源部１７は、偏光フィルム１１０の組成及び性質に影響を与えない光を発する。光源部１７としては、例えば、蛍光灯（特に高周波蛍光灯）、メタルハライドランプ、ハロゲン伝送ライト、発光ダイオード（ＬＥＤ）などが挙げられる。

スリット部１８は、透光性を有する基板１８ａと、遮光性を有する帯状の複数の遮光部１８ｂとを有する。基板１８ａは板状部材であり、光源部１７から出射される光に対して透過性を有する。基板１８ａが上記透光性を有すれば、基板１８ａの材料は、限定されない。基板１８ａの材料の例は樹脂、ガラスなどである。遮光部１８ｂは、幅方向Ｘに延在する帯状の部材である。遮光部１８ｂは、光源部１７から出射される光を遮蔽できればよい。遮光部１８ｂは、例えば次のようにして形成され得る。すなわち、ニトロセルロース、合成樹脂（例えばアルキド樹脂）、顔料、有機溶剤などを含むインクを基板１８ａに塗布することにより、遮光部１８ｂは形成され得る。複数の遮光部１８ｂは、遮光部１８ｂの延在方向と直交する方向（搬送方向Ｙに対応する方向）に沿って基板１８ａ上に互いに平行に設けられている。本実施形態において遮光部１８ｂの幅と、遮光部１８ｂ同士の間隔とは、実質的に同等であり、遮光部１８ｂの幅（或いは遮光部１８ｂ同士の間隔）は、搬送分解能Ａが、明暗パターン３０において明部３１及び暗部３２の繰返し間隔Ｔの非整数倍になるように設定されている。

光源部１７から出射された光はスリット部１８に入射する。スリット部１８では、遮光部１８ｂにおいて光が遮蔽され、遮光部１８ｂの間から光が透過する。したがって、照明部１６から出射された照明光Ｌ１は、幅方向Ｘに延びる明部と暗部とが、明部（又は暗部）の延在方向に直交する方向に交互に形成された縞状の明暗パターンを有し、この明暗パターンが偏光フィルム１１０に投影されることで明暗パターン３０が形成される。

撮像システム１１において、照明部１６とエリアセンサ１５とは、明部３１と暗部３２の境界線３３が撮像領域２０内に一箇所以上存在するように、偏光フィルム１１０を照明すると共に、照明光Ｌ１が撮像領域２０で反射してなる反射光Ｌ２をエリアセンサ１５で受けられるように偏光フィルム１１０に対して配置される。

照明部１６におけるスリット部材２２の遮光部１８ｂの数、および、遮光部１８ｂの幅（或いは遮光部１８ｂ同士の間隔）は、照明部１６及びエリアセンサ１５の撮像領域２０に対する配置関係が上記関係を満たすように設定されていればよい。

一実施形態において、明暗パターン３０の搬送方向Ｙにおける領域幅に対応する、照明部１６のスリット部材２２における搬送方向Ｙに対応する長さは、偏光フィルム１１０の振動及びそれに伴う撮像領域２０の位置変動を考慮して設定され得る。この点について説明する。

偏光フィルム１１０は搬送手段１４により搬送される過程で振動する場合がある。偏光フィルム１１０が振動すると、振動に伴って生じる偏光フィルム１１０のゆがみにより、偏光フィルム１１０に対する照明部１６及びエリアセンサ１５の相対位置が変化し、その結果、偏光フィルム１１０における撮像領域２０の位置が変動する場合がある。

偏光フィルム１１０の搬送による振動量は、偏光フィルム１１０の剛性、搬送時の引張力などに基づいて算出、または実測することができる。偏光フィルム１１０の搬送による振動量は、図５（ａ）に示したように、非振動時の偏光フィルム１１０（図５（ａ）において実線で示した偏光フィルム１１０）に対する、振動時の偏光フィルム１１０（図５（ａ）において二点鎖線で示した偏光フィルム１１０）における撮像領域２０の傾斜角度θで表される。傾斜角度θは、振動によってゆがんだ偏光フィルム１１０の撮像領域２０に対する仮想的な接平面Ｐと、偏光フィルム１１０が振動していないとした場合（すなわち、設計上）の偏光フィルム１１０に対する傾斜角度とし得る。傾斜角度θが大きいほど、偏光フィルム１１０の搬送による振動量が大きい。

この偏光フィルム１１０の搬送による振動量（傾斜角度θ）と、偏光フィルム１１０の搬送に伴う撮像領域２０の位置変動範囲幅とは、下記式（１）の関係がある。
傾斜角度θ＝（ｔａｎ^−１（Ｃ／Ｄ））／２ …（１）
［式（１）中、Ｃは撮像領域２０の位置変動範囲幅（ｍｍ）を示し、Ｄは照明部１６から撮像領域２０までの距離（ｍｍ）を示す。］

上記式（１）より、撮像領域２０の位置変動範囲幅Ｃ（ｍｍ）は、下記式（Ｉ）として算出し得る。
位置変動範囲幅Ｃ＝Ｄ×ｔａｎ（２θ）…（Ｉ）

たとえば、照明部１６から撮像領域２０までの距離Ｄが２００ｍｍ、偏光フィルム１１０の振動量に相当する傾斜角度θが０．５度の場合、式（Ｉ）より、撮像領域２０の位置変動範囲幅Ｃは３．５ｍｍである。

照明部１６は、偏光フィルム１１０の表面に投影された明暗パターン３０の搬送方向Ｙの長さが、上記式（Ｉ）で表される、偏光フィルム１１０の搬送に伴う撮像領域２０の位置変動範囲幅Ｃ（ｍｍ）と、視野幅Ｗ（ｍｍ）との和である（Ｃ＋Ｗ）以上となるように、偏光フィルム１１０を照明することが好ましい。

すなわち、明暗パターン３０の搬送方向Ｙの長さに対応するスリット部材２２の長さが、偏光フィルム１１０の搬送に伴う撮像領域２０の位置変動範囲幅Ｃ（ｍｍ）と、視野幅Ｗ（ｍｍ）との和である（Ｃ＋Ｗ）以上となるように設定されることが好ましい。視野幅Ｗは、偏光フィルム１１０が振動していないとした場合における撮像領域２０の搬送方向の長さである。

一方、搬送における振動による偏光フィルム１１０の速度変化は、通常±１％程度であることから搬送分解能Ａの変化も±１％程度であり、搬送分解能における振動の影響を無視できる。

ここで、明部３１と暗部３２の搬送方向における長さの振動による変化を、図５（ｂ）を参照して説明する。図５（ｂ）は、偏光フィルム１１０が振動していない状態（実線）と振動し傾斜している状態（二点鎖線）における一つの明部３１近傍を拡大して示しているとともに、照明光Ｌ１のうち図５（ｂ）に示した一つの明部３１を形成する部分を示している。偏光フィルム１１０が振動した場合、図５（ａ）を利用して説明した傾斜角度θは、通常±０．５°未満である。換言すれば、傾斜角度θが±０．５°未満になるように振動を抑制する。このような傾斜角度θであれば、撮像領域２０はほぼ同じように傾斜する。よって、図５（ｂ）では、振動して傾いた明部３１近傍を直線として図示している。図５（ｂ）に示したように、偏光フィルム１１０への照明光Ｌ１の照射角度をφとし、振動により変化した明部３１の長さをＴ１ａとした場合、長さＴ１ａは、下記式（ＩＩ）で表される。
Ｔ１ａ＝Ｔ１×ｓｉｎφ／ｓｉｎ（φ−θ）・・・（ＩＩ）

傾斜角度θは通常±０．５°未満である。よって、式（ＩＩ）より、照射角度φが２５°以上であれば、振動していない場合の明部３１の長さＴ１に対するＴ１ａの変動幅を±２％未満とし得る。このような変動幅であれば、振動の影響を無視できる。たとえば、照射角度φが３０°である場合、傾斜角度θが±０．５°未満であるとすると、式（ＩＩ）より、明部３１の長さＴ１の変動幅は、±１％未満と見なすことができる。照射角度φは大きい方が変動幅を小さくできるので、照射角度φは３０°以上が好ましい。傾斜角度θが±０．１°未満であれば、式（ＩＩ）より、振動していない場合の明部３１の長さＴ１に対するＴａの変動幅を±２％未満とするためには、照射角度φが５°以上であればよい。照射角度φは大きい方が変動幅を小さくできるので、傾斜角度θが±０．１°未満である形態において、照射角度φは１０°以上であることが好ましい。ここでは、明部３１の長さＴ１について説明したが、暗部３２の長さＴ２についても同様である。

以上のように、偏光フィルム１１０が振動したとしても、搬送分解能Ａへの影響並びに明部３１及び暗部３２の長さの変動への影響を無視できる。すなわち、撮像領域２０の位置が変動したとしても、欠陥位置と明部３１及び暗部３２の位置関係は一定と考えることができる。なお、搬送における偏光フィルム１１０の振動の影響をさらに抑えるためには、撮像位置をガイドロール等の搬送ロールに近づけることが好ましい。

図５（ａ）及び図５（ｂ）を利用して説明したことにより、偏光フィルム１１０が振動したとしても、明暗パターン３０のうちのいずれかの明部３１とそれに隣接する暗部３２との境界線３３が撮像領域２０内により確実に位置し得る。したがって、欠陥検査システム１０は、偏光フィルム１１０が搬送されるときの振動などによって撮像領域２０の位置が変動した場合であっても、エリアセンサ１５で取得した二次元画像に基づいて、解析装置１２によって欠陥をより確実に検出することができる。

照明部１６は、偏光フィルム１１０の表面に明暗パターン３０を投影できればその構成は限定されない。すなわち、照明部１６は、幅方向Ｘに延在する複数の線状光源を有してもよい。線状光源は、延在方向と直交する方向に互いに離間して配置される。

次に、欠陥検査方法について説明する。欠陥検査方法では、複数のエリアセンサ１５及び照明部１６に対して相対的に偏光フィルム１１０を連続的に搬送する（搬送工程）。このように、複数のエリアセンサ１５及び照明部１６に対して相対的に搬送される偏光フィルム１１０を照明光Ｌ１で照明しながら、偏光フィルム１１０の撮像領域２０を複数回撮像することによって複数の二次元画像を取得する（撮像工程）。その後、得られた複数の二次元画像を利用して偏光フィルム１１０における欠陥の検査処理を実行する（欠陥検査工程）。本実施形態では、マーキング装置１３を備えるので、欠陥検査工程の後、偏光フィルム１１０に目印Ｍを施す工程（目印付与工程）を更に実施する。

偏光フィルム１１０を搬送している過程において、照明光Ｌ１の照明は連続的に実施され、予め設定された撮像タイミングに基づいて偏光フィルム１１０の撮像領域２０の撮像が実施される。そして、撮像領域２０の撮像タイミング毎に、欠陥検出工程と目印付与工程が実施される。

上記欠陥検査方法のうち、搬送工程及び撮像工程が欠陥検査用画像としての二次元画像を撮像する欠陥検査用画像撮像方法に対応する。

より詳細に、欠陥検査方法及び欠陥検査用撮像方法について説明する。まず、搬送手段１４は、搬送方向Ｙに沿って偏光フィルム１１０を搬送する。この偏光フィルム１１０の搬送は、偏光フィルム１１０の製造中において、連続的に実施される。搬送中の偏光フィルム１１０に対して、照明部１６から照明光Ｌ１を連続的に出射する。

撮像システム１１は、搬送中における偏光フィルム１１０の撮像領域２０を撮像する。撮像システム１１は、撮像により得られた二次元画像（より具体的には、二次元画像に相当する画像データ）を解析装置１２に送信する。エリアセンサ１５は、所定の時間間隔ごとに（すなわち、所定のフレームレートで）撮像領域２０を撮像する。エリアセンサ１５における、ある撮像タイミングとその次の撮像タイミングとの時間間隔は、例えば、エリアセンサ１５が撮像した二次元画像における搬送方向Ｙに対応する長さが、エリアセンサ１５が二次元画像を取り込んでから次の二次元画像を取り込むまでの区間に偏光フィルム１１０が搬送される搬送距離の少なくとも２倍以上になる時間である。すなわち、２つの撮像タイミングの時間間隔は、偏光フィルム１１０の同一領域を２回以上撮像可能な時間間隔である。この時間間隔によれば、二次元画像の搬送方向Ｙの長さを、画像取込区間における搬送距離よりも大きくし、偏光フィルム１１０の同一部分の撮像数を増加させることにより、高精度に欠陥を検査できる。

図６は、エリアセンサ１５で撮像した撮像領域２０の二次元画像Ｉの一例である。図６では、撮像領域２０に欠陥が存在しない場合を模式的に示している。撮像領域２０には、明暗パターン３０が投影されているため、二次元画像Ｉには、明暗パターン３０に対応する明暗パターン像３０Ｉが含まれる。明暗パターン像３０Ｉには、明部３１の像に対応する明部像３１Ｉ及び暗部３２の像に対応する暗部像３２Ｉが含まれる。図６では、ハッチングを付して暗部像３２Ｉを模式的に示している。暗部像３２Ｉは、暗部３２に対応しているため、暗部３２に欠陥が存在しない場合、暗くなっている。しかしながら、暗部３２に欠陥が存在すると欠陥の種類によっては欠陥による散乱などで欠陥がない場合に比べて輝度が高くなる傾向にある。

図７（ａ）、図７（ｂ）及び図７（ｃ）は、欠陥の一例である凹凸欠陥Ｄ１が存在している場合において、エリアセンサ１５により異なる撮像タイミングで撮像された二次元画像Ｉの模式図である。図７（ｂ）に示した二次元画像Ｉは、図７（ａ）に示した二次元画像Ｉの後に撮像された撮像領域２０の画像であり、図７（ｃ）に示した二次元画像Ｉは、図７（ｂ）に示した二次元画像Ｉの後に撮像された撮像領域２０の画像である。

凹凸欠陥Ｄ１は輝度変化が生じにくい。そのため、 図７（ａ）、図７（ｂ）及び図７（ｃ）では、欠陥の一例である凹凸欠陥Ｄ１を破線で模式的に示している。図７（ｂ）に示したように、欠陥が凹凸欠陥Ｄ１である場合において、凹凸欠陥Ｄ１が、明暗パターン像３０Ｉにおける明部像３１Ｉと暗部像３２Ｉの境界線３３Ｉに位置する場合、境界線３３Ｉが歪む傾向にある。

図８（ａ）、図８（ｂ）及び図８（ｃ）は、別の例として、欠陥の一例である気泡欠陥Ｄ２が存在している場合において、エリアセンサ１５により異なる撮像タイミングで撮像された二次元画像Ｉの模式図である。図８（ｂ）に示した二次元画像Ｉは、図８（ａ）に示した二次元画像Ｉの後に撮像された撮像領域２０の画像であり、図８（ｃ）に示した二次元画像Ｉは、図８（ｂ）に示した二次元画像Ｉの後に撮像された撮像領域２０の画像である。

気泡欠陥Ｄ２が明部３１に位置した場合、気泡欠陥Ｄ２は、明部像３１Ｉにおける欠陥以外の部分より輝度が高い（すなわち、明るい）状態で二次元画像Ｉに現れる。同様に、気泡欠陥Ｄ２が暗部像３２Ｉに含まれる場合、気泡欠陥Ｄ２は、暗部像３２Ｉにおける欠陥以外の部分より輝度が高い（すなわち、明るい）状態で二次元画像Ｉに現れる。

解析装置１２は、エリアセンサ１５が所定の撮像タイミングで撮像した複数の二次元画像を利用して欠陥を検査する。欠陥検査については、検査したい欠陥の種類に応じた欠陥検査アルゴリズム（或いは、欠陥検出アルゴリズム）を利用する。異なる欠陥の種類に対応する欠陥検査アルゴリズムを組み合わせてもよい。

例えば、図７（ａ）、図７（ｂ）及び図７（ｃ）に示したように、欠陥が凹凸欠陥Ｄ１である場合、凹凸欠陥Ｄ１は、明部像３１Ｉと暗部像３２Ｉにおける輝度変化は生じにくい一方、明部像３１Ｉ及び暗部像３２Ｉの境界線３３Ｉの歪みが生じやすい。よって、境界線３３Ｉの変形状態を検出することで凹凸欠陥Ｄ１を検出できる。境界線３３Ｉは、明部像３１Ｉのエッジ又は暗部像３２Ｉのエッジであるともいえる。よって、例えば、複数の二次元画像Ｉにおいて境界線３３Ｉの形状に対応するエッジプロファイルを検出する。そして、エッジプロファイルにおいて、歪曲度を算出し、閾値以上の歪曲度が存在する場合には、凹凸欠陥Ｄ１が存在するとして判断する。

或いは、図８（ａ）、図８（ｂ）及び図８（ｃ）に示したように、欠陥が気泡欠陥Ｄ２である場合、明部像３１Ｉ及び暗部像３２Ｉにおいて、気泡欠陥Ｄ２が生じている部分の輝度が、気泡欠陥Ｄ２以外の部分に対して変化している。よって、輝度変化を検出することで、気泡欠陥Ｄ２を検出できる。例えば、二次元画像Ｉ上で、偏光フィルム１１０の搬送方向に対する輝度プロファイルを検出する。暗部像３２Ｉにおいて気泡欠陥Ｄ２に相当する部分は、残部より輝度が高くなる傾向にあるので、気泡欠陥Ｄ２に対応する閾値を設定しておき、その閾値以上の輝度が存在すれば、気泡欠陥Ｄ２があると判断する。同様に、明部像３１Ｉにおいて気泡欠陥Ｄ２に相当する部分は、残部より高いピークが存在するので、明部像３１Ｉにおける気泡欠陥Ｄ２以外の部分の輝度を規定する閾値より大きく、気泡欠陥Ｄ２に対応する閾値以上の輝度が存在すれば、気泡欠陥Ｄ２があると判断する。気泡欠陥Ｄ２が、境界線３３Ｉ上にある場合は、上記明部像３１Ｉ及び暗部像３２Ｉにおける気泡欠陥Ｄ２の判断手法を組み合わせればよい。

更に、例えば、複数の二次元画像において、欠陥検出された部分において、一ライン分の画像（偏光フィルム１１０の幅方向に延在するライン）を抜き出し、撮像領域２０において搬送方向Ｙにおける対応する位置に配置して合成することで合成画像を作成してもよい。

ここでは、欠陥検出のために二次元画像Ｉを直接利用する場合を例示したが、エリアセンサ１５から送られてきた二次元画像Ｉに対して予め欠陥を強調するような画像処理を行っていてもよい。このような画像処理には、例えば、垂直微分フィルタ法や、二値化法などが利用される。例えば、二値化法には、ラプラシアンヒストグラム法を用いて固定した閾値が利用され得る。

上記例では、欠陥として凹凸欠陥Ｄ１及び気泡欠陥Ｄ２の場合の処理方法の例を示したが、これらの欠陥検査用のアルゴリズムに限定されず、検出すべき欠陥を検出するように設計されたアルゴリズムを用いればよい。また、欠陥の検査処理については、例えば、特許文献１と同様の手法も採用され得る。

解析装置１２において、異なる種類の欠陥に対応した欠陥検査アルゴリムを組み合わせて欠陥検査処理を実施する場合、検査の結果、欠陥を検出したアルゴリズムを特定することで、欠陥の種類を判別し得る。

次に、解析装置１２は、検出された欠陥に関するデータを利用して欠陥検査情報を作成する。欠陥検査情報は、欠陥の種類と、欠陥の位置に関する情報を含む。また、欠陥検査情報は、１個のロットに対する欠陥の有無を示す情報などを含んでもよい。欠陥検査情報の一例には、偏光フィルム１１０の全領域の欠陥マップが挙げられる。

前述したように、偏光フィルム１１０は搬送中に振動する場合があり、その振動量は、偏光フィルム１１０の剛性、搬送時の引張力などに基づいて算出、または実測することができる。よって、欠陥検査をする際には、次のようにして欠陥検査情報を作成してもよい。すなわち、振動に寄与する搬送時の偏光フィルム１１０の引張力など振動に影響するパラメータを計測しておき、計測されたパラメータの値及び偏光フィルム１１０の剛性などに基づいて振動量を算出する。欠陥検査情報を作成する際には、算出された振動量に基づいた撮像領域２０の位置変動を考慮して、欠陥検査情報を作成すればよい。

次に、マーキング装置１３は、欠陥検査情報を利用して、偏光フィルム１１０に欠陥の存在を示す目印Ｍを付す。この目印Ｍは、目視やその他の手段によって確認可能である。この欠陥位置を示す目印Ｍは、例えば、偏光フィルム１１０を所定サイズの枚葉品に裁断した後に、枚葉品を正常品と欠陥品とに分別する処理に利用される。

撮像システム１１及び欠陥検査用画像撮像方法では、撮像手段（撮像部）としてエリアセンサ１５を用いている。撮像システム１１及び欠陥検査用画像撮像方法では、エリアセンサ１５の撮像領域２０に、明暗パターン３０のうち少なくとも明部３１と暗部３２の境界線３３が一つ存在すると共に、搬送分解能Ａが、明部３１と暗部３２の繰返し間隔Ｔの非整数倍となるように、偏光フィルム１１０を照明部１６で照明している。

したがって、エリアセンサ１５が所定のフレームレートで撮像領域２０を撮像すれば、図７（ａ），図７（ｂ）及び図７（ｃ）又は図８（ａ），図８（ｂ）及び図８（ｃ）に示したような複数の二次元画像Ｉを得ることができる。具体的には、偏光フィルム１１０に欠陥が存在していた場合、複数の二次元画像Ｉにおいて、明部像３１Ｉに欠陥が存在する状態、暗部像３２Ｉに欠陥が存在する状態、及び、明部像３１Ｉと暗部像３２Ｉの境界線３３Ｉ上に欠陥が存在する状態のうち少なくとも２つの状態のそれぞれに対応した二次元画像Ｉを得ることができる。その結果、種々の欠陥をより確実に検出できる。この点を、明部３１と暗部３２の繰返し間隔Ｔが搬送分解能Ａの整数倍である場合と比較して説明する。

欠陥には、明部３１又は暗部３２で検出し易い欠陥（例えば、気泡欠陥、打痕欠陥など）、明部３１及び暗部３２の境界線３３上で検出し易い欠陥（例えば、凹凸欠陥）などがある。撮像領域２０に明暗パターン３０を投影しても、明部３１と暗部３２の繰返し間隔Ｔが搬送分解能Ａの整数倍であると、例えば、ある撮像タイミングで取得された二次元画像Ｉの明部像３１Ｉに欠陥が位置していると、他の撮像タイミングで取得された二次元画像Ｉにおいても明部像３１Ｉに欠陥が位置する。したがって、欠陥が、明部像３１Ｉと暗部像３２Ｉの境界線３３Ｉ上で検出可能な欠陥或いは暗部像３２Ｉに欠陥があることで検出可能な欠陥である場合、偏光フィルム１１０に欠陥が存在していても、欠陥の検出が実質的にできない。

これに対して、搬送分解能Ａが、明暗パターン３０における明部３１と暗部３２の繰返し間隔Ｔの非整数倍であれば、明部３１に欠陥が存在する状態（以下、「第１状態」と称す）、暗部３２に欠陥が存在する状態（以下、「第２状態」と称す）、及び、明部３１と暗部３２の境界線３３上に欠陥が存在する状態（以下、「第３状態」と称す）の状態それぞれに対応した二次元画像Ｉを得ることができる。この場合、解析装置１２で、欠陥の種類に対応する種々の欠陥検出アルゴリズムを用いれば、明部３１と暗部３２の繰返し間隔Ｔが搬送分解能Ａの整数倍である場合、すなわち、第１状態、第２状態及び第３状態の何れか一つの場合の画像しか得られない場合に比べて、より確実に偏光フィルム１１０における欠陥を検出可能である。

また、撮像手段としてエリアセンサ１５を採用し、明暗パターン３０を、明部３１と暗部３２の境界線３３が一つ以上、撮像領域２０内に存在するように、撮像領域２０を照明していることから、搬送に伴う偏光フィルム１１０の振動によって撮像領域２０に位置変動が生じても撮像領域２０内に境界線３３を少なくとも一つ生じさせやすい。よって、上述したように、欠陥をより確実に検出可能である。この観点からは、明暗パターン３０の搬送方向Ｙに対する長さが、偏光フィルム１１０の搬送に伴う撮像領域２０の位置変動範囲幅Ｃ（ｍｍ）と、視野幅Ｗ（ｍｍ）との和である（Ｃ＋Ｗ）以上であることが好ましい。

上記のように、撮像システム１１及びそれを含む欠陥検査システム１０並びに欠陥検査用画像撮像方法及びそれを含む欠陥検査方法では、偏光フィルム１１０に欠陥が存在していた場合、より確実に欠陥を検出可能である。したがって、欠陥検査システム１０を含むフィルム製造装置１００及びフィルム製造装置１００を用いたフィルム製造方法では、欠陥を含まない製品としての偏光フィルムをより製造し易い。

これまでの説明では、明部３１及び暗部３２の繰り返し方向、すなわち、明部３１（又は暗部３２）の延在方向に直交する方向が搬送方向Ｙに実質的に平行であるように、撮像領域２０に対して明暗パターン３０が配置されている形態を例示した。

しかしながら、明暗パターン３０は、境界線３３が搬送方向Ｙと交差するように、偏光フィルム１１０に投影されていればよい。例えば、図９に示したように、明部３１（又は暗部３２）の延在方向は、搬送方向Ｙに直交する方向（図９中の一点鎖線の延在方向）に対して傾斜してもよい。この場合、凹み等が搬送方向Ｙに延在して形成された筋状欠陥を検出し易い。これは、境界線３３が筋状欠陥の延在方向に傾斜していることから、二次元画像Ｉにおける境界線３３に対応する境界線３３Ｉの歪みを検出し易いからである。搬送方向Ｙに直交する方向に対する明部３１（又は暗部３２）の延在方向の傾斜角度をα（°）とすると、傾斜角度αは欠陥を検出可能な角度であれば限定されないが、傾斜角度αの例は、−１０°〜１０°である。例えば、この程度の傾斜角度αであれば、傾斜角度αが実質的に０°である場合の欠陥検査アルゴリズムを用いても欠陥の誤検出を抑制しながら筋状欠陥も検出可能である。種々の欠陥を一つの装置で検査し易い。傾斜角度αが実質的に５°である場合、搬送方向Ｙに延在する筋状欠陥をより検出し易い。

図９に示したように、撮像領域２０において、搬送方向Ｙに直交する方向に対して明部３１（又は暗部３２）の延在方向が傾斜するように配置される明暗パターン３０は、例えば、スリット部１８において、搬送方向Ｙに対応する方向に対して遮光部１８ｂの延在方向を傾斜させることで実現し得る。或いは、照明部１６をＸ方向に対して傾斜させて配置することでも実現し得る。

これまでの説明では、搬送方向Ｙにおける明部３１の長さＴ１と暗部３２の長さＴ２とが等しく（Ｔ１＝Ｔ２）、且つ、繰返し間隔Ｔ（＝Ｔ１＝Ｔ２）が搬送分解能Ａの非整数倍の形態を説明した。すなわち、ｍを非整数とした場合、以下の条件１を満たす場合を説明した。
条件１：Ａ＝ｍＴ （ただし、Ｔ＝Ｔ１＝Ｔ２）

しかしながら、搬送方向Ｙにおける明部３１の長さＴ１、搬送方向Ｙにおける暗部３２の長さＴ２及び搬送分解能Ａは、条件１の代わりに以下の条件２を満たしてもよい。
条件２：Ａ＝ｍ（Ｔ１＋Ｔ２）（ただし、ｍは非整数であり、Ｔ１≠Ｔ２）
条件１又は条件２が満たされていればよいので、条件１及び条件２に含まれるｍは、非整数であれば同じ値でもよいし、異なる値でもよい。

条件２が満たされている場合において、以下の条件３、条件４及び条件５の何れかが満たされてもよい。
条件３：Ａ＜Ｔ１かつＡ＜Ｔ２
条件４：Ｔ１＜Ｔ２であり、Ｔ２＝ｎＴ１（ただし、ｎは整数）、（Ｔ１＋Ｔ２）＝ｐＡ（ただし、ｐは非整数）、且つ、Ａ＝ｑＴ１（ただし、ｑは非整数）
条件５：Ｔ１＜Ｔ２であり、Ｔ２＝ｋＴ１（ただし、ｋは非整数）、且つ、（Ｔ１＋Ｔ２）＝ｐＡ（ただし、ｐは非整数）
条件３，条件４及び条件５は互いに独立しており、ｋ、ｐ及びｑは互いに等しい値でもよいし、異なる値でもよい。ｋ、ｐ及びｑは、ｍと同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。

ここで、明部３１の長さＴ１、暗部３２の長さＴ２及び搬送分解能Ａと、明暗パターン３０における欠陥位置の変化との関係について、シミュレーション結果を参照して説明する。搬送されている偏光フィルム１１０上に明暗パターン３０が投影されていると仮定すると共に、Ｔ１、Ｔ２及びＡをパラメータとしてシミュレーションＳ１〜シミュレーションＳ３０を行った。シミュレーションＳ１〜シミュレーションＳ３０における明部３１の長さＴ１、暗部３２の長さＴ２及び搬送分解能Ａの関係は、図１０、図１１、図１２及び図１３に示した図表のとおりである。図１０〜図１３における、「Ｎｏ．」欄の数値は、シミュレーションＳ１〜Ｓ３０の番号に対応している。具体的には、例えば、Ｎｏ．１は、シミュレーションＳ１の条件を示しており、Ｎｏ．２は、シミュレーションＳ２の条件を示している。図１０〜図１３において、「Ｙ」は、対応する条件を満たしていることを意味し、「Ｎ」は、対応する条件を満たしていないことを意味する。

更に、シミュレーションＳ１〜シミュレーションＳ３０の結果は、図１４〜図４３のとおりである。図１４〜図４３では、偏光フィルム１１０の搬送に伴う、明暗パターン３０における欠陥の位置変化を示している。以下では、図１４〜図４３に示したように、欠陥を欠陥Ｄ０と称す。

図１４〜図４３では、明暗パターン３０が有する暗部３２を示すために暗部３２にハッチングを付している。図１４〜図４３には、明暗パターン３０が有する複数の暗部３２のうち一つの暗部３２の一辺を基準線ＢＬ（図１４〜図４３において最も下側の線）とし、明暗パターン３０のうち基準線ＢＬから搬送方向に８ｍｍまでの領域が抜粋されて示されている。そのため、基準線ＢＬから８ｍｍ先においては明部３１及び暗部３２の一部のみが図示されている場合も含む。シミュレーションＳ１〜シミュレーションＳ３０においては、欠陥Ｄ０を、一辺が０．２５ｍｍの正方形とし、欠陥Ｄ０の初期位置を基準線ＢＬ上とした。具体的には、欠陥Ｄ０の中心が基準線ＢＬ上にある位置を欠陥Ｄ０の初期位置とした。すなわち、図１４〜図４３では、基準線ＢＬに中心を有する欠陥Ｄ０が、偏光フィルム１１０の搬送に伴って移動した場合の複数の欠陥Ｄ０の位置を示している。

図１０に示したように、シミュレーションＳ１〜シミュレーションＳ４では、上記条件１を満たしている一方、条件２は満たしていない。図１１及び図１２に示したように、シミュレーションＳ５〜シミュレーションＳ２５では、条件１は満たさない一方、条件２を満たしている。図１３に示したように、シミュレーションＳ２６〜Ｓ３０では、条件１及び条件２を共に満たしていない。

この場合、条件１及び条件２の何れか一方を満たすシミュレーションＳ１〜シミュレーションＳ２５では、図１４〜図３８に示されているように、明暗パターン３０において、欠陥Ｄ０の移動に伴い、上記第１状態、上記第２状態及び上記第３状態の少なくとも２つの状態が実現されている。これに対して、条件１及び条件２を共に満たさないシミュレーションＳ２６〜Ｓ３０では、図３９〜図４３に示されているように、欠陥Ｄ０が移動しても第２状態しか満たされていない。したがって、条件１及び条件２の何れか一方を満たすことで、上記第１状態、上記第２状態及び上記第３状態の少なくとも２つの状態の二次元画像Ｉを得ることができ、欠陥の種類が異なっていても、欠陥をより確実に検出できることが理解できる。

次に、条件２を満たしているシミュレーションＳ５〜シミュレーションＳ２５を更に検討する。

シミュレーションＳ５、シミュレーションＳ６、シミュレーションＳ８〜シミュレーションＳ１２、シミュレーションＳ１６では、条件２は満たすが、条件３〜条件５をいずれも満たしていない。シミュレーションＳ５、シミュレーションＳ６、シミュレーションＳ８〜シミュレーションＳ１２、シミュレーションＳ１６の結果は、図１８、図１９、図２１〜図２５のとおりである。これらの図に示されているように、条件２を満たす一方、条件３〜条件５をいずれも満たしていない場合には、上記第１状態、上記第２状態及び上記第３状態の２つの状態が実現されている。

シミュレーションＳ７、シミュレーションＳ１３〜シミュレーションＳ１５及びシミュレーションＳ１７〜シミュレーションＳ２５は、条件２を満たすとともに、条件３〜条件５の何れかを満たす。特に、シミュレーションＳ７およびシミュレーションＳ１５は、条件２をみたすとともに、条件３〜条件５のうちの条件３を満たし、シミュレーションＳ１４は、条件２を満たすとともにと、条件３〜条件５のうちの条件４を満たし、シミュレーションＳ１９〜シミュレーションＳ２５は、条件２を満たすとともに、条件３〜条件５のうち条件５を満たす。シミュレーションＳ７、シミュレーションＳ１３〜シミュレーションＳ１５及びシミュレーションＳ１７〜シミュレーションＳ２５の結果は、図２０、図２６〜図２８及び図３０〜図３８のとおりである。これらの図に示されているように、欠陥Ｄ０の移動に伴い、上記第１状態、上記第２状態及び上記第３状態のすべての状態が実現されている。

シミュレーションＳ１〜シミュレーションＳ２５の結果より、上記条件１及び条件２の何れかを満たしていれば、第１状態、第２状態及び第３状態の少なくとも２つの状態に対する二次元画像を得ることができるので、欠陥の種類が異なっていても、欠陥をより確実に検出できることがわかる。更に、条件１を満たす場合か、条件２を満たし、且つ、条件３〜条件５の何れかを満たす場合であれば、上記第１状態、上記第２状態及び上記第３状態のすべてが実現されるので、欠陥の種類が異なっていても、欠陥をより一層確実に検出できる。

シミュレーションＳ１〜シミュレーションＳ４では、Ｔ１＝Ｔ２である一方、シミュレーションＳ５〜シミュレーションＳ２５では、Ｔ１とＴ２は異なる。この場合でも、上記条件２を満たしているので、欠陥をより確実に検出できることは前述したとおりである。欠陥の種類やサイズに応じて適する明部３１及び暗部３２の長さは異なるため多様なタイプの欠陥にも対応しやすい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。明部及び暗部の長さが同じである場合、撮像手段の撮像速度を、搬送分解能が、撮像領域内における互いに隣接する明部及び暗部の搬送方向の長さの非整数倍となるように調整してもよい。

図２及び図３に示した撮像システム１１では反射型の撮像システムを例示したが、撮像システムは透過型の撮像システムでもよい。

シミュレーションＳ１〜Ｓ３０は、明部３１の長さがＴ１であり、暗部３２の長さがＴ２である場合について実施した。しかしながら、明部３１及び暗部３２の違いは、明るさの違いである。したがって、搬送方向Ｙにおける明部３１の長さをＴ２とし、搬送方向Ｙにおける暗部３２の長さＴ１としても同様の結果が得られる。すなわち、撮像手段の撮像速度に対するフィルムの搬送速度である搬送分解能をＡとし、搬送方向における明部の長さ及び暗部の長さの一方をＴ１とし、他方をＴ２としたとき、条件１又は条件２を満たせばよい。条件２を満たす場合には、上記条件３〜条件５の何れかを満たすことが好ましい。

これまでの説明では、検査されるべきフィルムとして偏光特性を有する偏光フィルムを例示したが、検査されるべきフィルムは、偏光特性を有さない位相差フィルム（光学フィルム）や電池用セパレータフィルム等でもよい。偏光特性を有さないフィルムに対して撮像システム１１などを適用する場合には、搬送手段で搬送するフィルムを、偏光特性を有さないフィルムに置き換えればよい。また、偏光フィルム１１０に対して例示した欠陥検査用画像撮像システム及びそれを含む欠陥検査システムを、偏光特性を有さないフィルムの公知の製造装置に組み込む或いは従来の欠陥検査システムと置き換えることで、偏光特性を有さないフィルムの欠陥をより確実に検出可能なフィルム製造装置を実現できる。

１０，１０Ａ，１０Ｂ…欠陥検査システム、１１…撮像システム（欠陥検査用画像撮像システム）、１２…解析装置、１３…マーキング装置、１４…搬送手段、１５…エリアセンサ（撮像手段）、１６…照明部（照明手段）、１７…光源部、１８…スリット部（明暗パターン生成部）、２０…撮像領域、３０…明暗パターン、３１…明部、３２…暗部、３３…境界線、１００…フィルム製造装置、Ｄ１…凹凸欠陥（欠陥）、Ｄ２…気泡欠陥（欠陥）、Ｌ１…照明光、Ｙ…搬送方向。

Claims (9)

1. フィルムの欠陥検査のための欠陥検査用画像撮像システムであって、
   前記フィルムを照明する照明手段と、
   前記フィルムに設定される撮像領域の二次元画像を取得する撮像手段と、
   前記撮像手段に対して前記フィルムを搬送方向へ相対的に搬送させる搬送手段と、
   を備え、
   前記照明手段は、明部と暗部とが交互に繰り返される明暗パターンを前記明部と前記暗部の境界線が前記搬送方向と交差するように前記フィルムに投影すると共に、前記境界線が前記撮像領域内に一箇所以上存在するように、前記フィルムを照明し、
   前記撮像手段の撮像速度に対する前記フィルムの搬送速度である搬送分解能をＡとし、前記搬送方向における前記明部の長さ及び前記暗部の長さの一方をＴ１とし、他方をＴ２としたとき、下記条件Ｉ及び条件ＩＩを満たす、
   欠陥検査用画像撮像システム。
   条件Ｉ：Ａ＝ｍ（Ｔ１＋Ｔ２）（ただし、ｍは非整数であり、Ｔ１≠Ｔ２）、
   条件ＩＩ：Ｔ１＜Ｔ２であり、Ｔ２＝ｎＴ１（ただし、ｎは整数）、（Ｔ１＋Ｔ２）＝ｐＡ（ただし、ｐは非整数）、且つ、Ａ＝ｑＴ１（ただし、ｑは非整数）
2. 前記照明手段は、
   光を出射する光源部と、
   前記光源部と前記撮像領域の間に配置され前記明暗パターンを生成する明暗パターン生成部と、
   を有する、
   請求項１に記載の欠陥検査用画像撮像システム。
3. 前記撮像領域に投影された前記明暗パターンにおける前記明部及び前記暗部の前記境界線は、前記搬送方向と実質的に直交している、
   請求項１又は２に記載の欠陥検査用画像撮像システム。
4. 前記撮像領域に投影された前記明暗パターンにおける前記明部及び前記暗部の境界線は、前記搬送方向に直交する方向に対して傾斜している、
   請求項１又は２に記載の欠陥検査用画像撮像システム。
5. 請求項１〜４の何れか一項に記載の欠陥検査用画像撮像システムと、
   前記欠陥検査用画像撮像システムが有する前記撮像手段で取得される複数の前記二次元画像を利用して前記フィルムの欠陥の検査を行う欠陥検査手段と、
   を備える欠陥検査システム。
6. 請求項５に記載の欠陥検査システムを備える、フィルム製造装置。
7. フィルムの欠陥検査のための欠陥検査用画像撮像方法であって、
   前記フィルム上に設定される撮像領域の二次元画像を得る撮像手段に対して、前記フィルムを搬送方向に相対的に搬送する工程と、
   前記撮像領域を照明しながら前記撮像手段によって前記撮像領域を複数回撮像する工程と、
   を備え、
   前記撮像領域を複数回撮像する工程では、明部と暗部とが交互に繰り返される明暗パターンを前記明部と前記暗部の境界線が前記搬送方向と交差するように前記フィルムに投影すると共に、前記境界線が前記撮像領域内に一箇所以上存在するように、前記フィルムを照明し、
   前記撮像手段の撮像速度に対する前記フィルムの搬送速度である搬送分解能をＡとし、前記搬送方向における前記明部の長さ及び前記暗部の長さの一方をＴ１とし、他方をＴ２としたとき、下記条件Ｉ及び条件ＩＩを満たす、
   欠陥検査用画像撮像方法。
   条件Ｉ：Ａ＝ｍ（Ｔ１＋Ｔ２）（ただし、ｍは非整数であり、Ｔ１≠Ｔ２）、
   条件ＩＩ：Ｔ１＜Ｔ２であり、Ｔ２＝ｎＴ１（ただし、ｎは整数）、（Ｔ１＋Ｔ２）＝ｐＡ（ただし、ｐは非整数）、且つ、Ａ＝ｑＴ１（ただし、ｑは非整数）
8. フィルムの欠陥検査のための欠陥検査方法であって、
   前記フィルム上に設定される撮像領域の二次元画像を得る撮像手段に対して、前記フィルムを搬送方向に相対的に搬送する工程と、
   前記撮像領域を照明しながら前記撮像手段によって前記撮像領域を複数回撮像する工程と、
   前記撮像領域を複数回撮像する工程で得られた複数の前記二次元画像を利用して、欠陥の検査処理を行う工程と、
   を備え、
   前記撮像領域の複数回撮像する工程では、明部と暗部とが交互に繰り返される明暗パターンを前記明部と前記暗部の境界線が前記搬送方向と交差するように前記フィルムに投影すると共に、前記境界線が前記撮像領域内に一箇所以上存在するように、前記フィルムを照明し、
   前記撮像手段の撮像速度に対する前記フィルムの搬送速度である搬送分解能をＡとし、前記搬送方向における前記明部の長さ及び前記暗部の長さの一方をＴ１とし、他方をＴ２としたとき、下記条件Ｉ及び条件ＩＩを満たす、
   欠陥検査方法。
   条件Ｉ：Ａ＝ｍ（Ｔ１＋Ｔ２）（ただし、ｍは非整数であり、Ｔ１≠Ｔ２）、
   条件ＩＩ：Ｔ１＜Ｔ２であり、Ｔ２＝ｎＴ１（ただし、ｎは整数）、（Ｔ１＋Ｔ２）＝ｐＡ（ただし、ｐは非整数）、且つ、Ａ＝ｑＴ１（ただし、ｑは非整数）
9. 請求項８に記載の欠陥検査方法を含む、フィルム製造方法。

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