特許 6387952 偏光検査装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6387952

(24)【登録日】2018年8月24日

(45)【発行日】2018年9月12日

(54)【発明の名称】偏光検査装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/89 20060101AFI20180903BHJP

【ＦＩ】

   G01N21/89 H

【請求項の数】6

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2015-248976(P2015-248976)

(22)【出願日】2015年12月21日

(65)【公開番号】特開2017-116294(P2017-116294A)

(43)【公開日】2017年6月29日

【審査請求日】2016年12月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006507

【氏名又は名称】横河電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106909

【弁理士】

【氏名又は名称】棚井 澄雄

(74)【代理人】

【識別番号】100146835

【弁理士】

【氏名又は名称】佐伯 義文

(74)【代理人】

【識別番号】100167553

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 久典

(74)【代理人】

【識別番号】100181124

【弁理士】

【氏名又は名称】沖田 壮男

(72)【発明者】

【氏名】村山 広大

(72)【発明者】

【氏名】濃野 友人

(72)【発明者】

【氏名】濱口 豊明

(72)【発明者】

【氏名】舩崎 草吉

【審査官】 蔵田 真彦

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−２４４４４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２１２９７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−２２７８２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０１０２７９３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平０９−１２７０１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−２６４２３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−１１３３７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３２９５１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２１２３２２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２１／００−２１／０１、２１／１７−２１／６１、

２１／８４−２１／９５８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

搬送方向に搬送される検査対象物を介した光の偏光状態に基づいて前記検査対象物の検査を行う偏光検査装置において、
波長及び偏光状態が既知である光を、前記検査対象物上に設定された前記搬送方向と交差する方向に延びる検査領域に照射する照射部と、
前記検査対象物から得られる光を波長が同じで偏光方向が異なる複数の光に空間的に分離する偏光分離部と、
撮像素子を備えており、前記偏光分離部で分離された光を個別に受光する受光部と、
前記受光部から出力される受光信号を用いて楕円方位角、偏光度、及び偏光成分強度の少なくとも１つを求めて前記検査対象物の良否判定を行う処理部と
を備え、
前記偏光分離部は、前記検査対象物から得られる光を波長が同じで互いに平行な第１分岐光と第２分岐光とに分岐する光分岐素子と、
前記第１分岐光及び前記第２分岐光の何れか一方の偏光方向を４５度回転させる波長板と、
前記波長板を介した前記第１分岐光及び前記第２分岐光の何れか一方、及び前記波長板を介さない前記第１分岐光及び前記第２分岐光の何れか他方が入射し、入射する各々の光を偏光方向が互いに直交する２つの光にそれぞれ分離して、前記撮像素子の撮像面内における第１方向に延びていて、前記撮像面内において前記第１方向に直交する第２方向に配列された４つの光にする偏光分離素子と
を備えることを特徴とする偏光検査装置。

【請求項2】

前記光分岐素子は、斜面が互いに張り合わされた第１台形プリズム、第１菱形プリズム、及び第１三角プリズムを有する第１光学部材と、
斜面が互いに張り合わされた第２台形プリズム、第２菱形プリズム、及び第２三角プリズムを有し、前記第１菱形プリズムの斜面と前記第２菱形プリズムの斜面とが直交するように前記第１光学部材に張り合わされた第２光学部材と
を備えることを特徴とする請求項１記載の偏光検査装置。

【請求項3】

前記第１台形プリズムと前記第１菱形プリズムとの貼り合わせ面が半透過面とされ、
前記第１菱形プリズムと前記第１三角プリズムとの貼り合わせ面、前記第２台形プリズムと前記第２菱形プリズムとの貼り合わせ面、及び前記第２菱形プリズムと前記第２三角プリズムとの貼り合わせ面が全反射面とされている
ことを特徴とする請求項２記載の偏光検査装置。

【請求項4】

前記受光部は、前記偏光分離部で分離された光の各々を撮像面の異なる領域で個別に受光する１つの撮像素子を備えることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の偏光検査装置。

【請求項5】

前記照射部は、予め規定された波長の光、或いは予め規定された波長帯域の光のみを通過させる波長フィルタを備えることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の偏光検査装置。

【請求項6】

前記偏光分離部は、前記検査対象物に照射された光の反射光、或いは透過光を波長が同じで偏光方向が異なる複数の光に空間的に分離することを特徴とする請求項１から請求項５の何れか一項に記載の偏光検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、検査対象物を介した光の偏光状態に基づいて検査対象物の検査を行う偏光検査装置に関する。

【背景技術】

【0002】

偏光検査装置は、特定の偏光状態の光（例えば、直線偏光の光、或いは円偏光の光）を検査対象物に照射し、検査対象物から得られる偏光状態が異なる複数の反射光（或いは、透過光）を受光して検査対象物の検査を行う装置である。このような偏光検査装置は、製造された製品の表面や内部における欠陥（ゴミ、キズ、ムラ等）を検査するために用いられる。

【0003】

近年では、有機材料の機能及び構造の多様性に着目し、有機材料を用いた各種デバイスの研究開発が盛んに行われているところ、偏光検査装置は、このような有機材料を用いた薄膜（有機薄膜）の膜質の検査に用いられることが多くなっている。例えば、有機薄膜太陽電池、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ、液晶表示ディスプレイ等に用いられる偏光フィルム、及び有機半導体を用いたＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）タグ等の検査に用いられることが多くなっている。

【0004】

以下の特許文献１，２には、従来の偏光検査装置の一例が開示されている。具体的に、以下の特許文献１には、鋼板表面からの反射光をビームスプリッタで分割して異なる３種類の偏光をリニアアレイカメラで測定し、反射光のエリプソパラメータを求めて検査対象物の表面疵の種類及び等級を判定する偏光検査装置が開示されている。また、以下の特許文献２には、検査対象物の移動による反射面の変化等によって欠陥の発見が困難になる状況を解消すべく、検査に最も適した複数の直線偏光を選択して検査対象物に照射可能とした偏光検査装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平９−１７８６６６号公報

【特許文献2】特開２００７−３２２３１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、上述した有機薄膜等の薄膜は、ロール・ツー・ロールと呼ばれる連続製造方式によって製造されることが多い。ここで、上記のロール・ツー・ロールと呼ばれる連続製造方式は、ロール状に巻かれたフィルムを引き出しながら連続的に有機材料の塗布等を行って有機薄膜を形成し、有機薄膜が形成されたフィルムを再びロールに巻き取る製造方式である。このような方式を用いて製造された有機薄膜の検査は、検査対象物としての有機薄膜が移動している状態で行われるのが一般的である。

【0007】

上述した特許文献１，２に開示された偏光検査装置を用いれば、検査対象物が移動している状態であっても検査対象物の検査を行うことが可能であると考えられる。しかしながら、上述した特許文献１に開示された偏光検査装置は、鋼板等の表面反射率が高い検査対象物の表面疵の検査に適したものであり、例えば有機薄膜の膜質（分子材料の配向の善し悪し）の検査には適したものではない。これは、上述した特許文献２についても同様である。

【0008】

また、光の偏光状態を検出する一般的な方法として、回転検光子法が挙げられる。この回転検光子法は、受光側に検光子（偏光板）を設け、検光子を回転させつつ受光される光量の変化を検出することで光の偏光状態を検出する方法である。この回転検光子法を用いる偏光検査装置であれば、検査対象物が有機薄膜であっても、その膜質を良好に検査することができると考えられる。

【0009】

しかしながら、回転検光子法を用いる偏光検査装置は、検光子を回転させつつ光量の変化を検出する必要があることから、検査に時間を要してしまうという問題がある。また、検光子を透過した光のみを受光しているため光の利用効率が悪く、光量が少ない場合には測定時間を長くする必要があるという問題がある。このため、回転検光子法を用いる偏光検査装置は、検査対象物が移動している状態では、検査対象物の検査を行うことが困難であるという問題がある。また、回転検光子法を用いる偏光検査装置は、検光子を回転させる機構が必要になるため、装置構成が大きくなってしまうという問題もある。

【0010】

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、小型、低コストであり、検査対象物の検査を短時間で行うことが可能な偏光検査装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記課題を解決するために、本発明の偏光検査装置は、検査対象物（Ｆ）を介した光（Ｌ２０、Ｌ３０）の偏光状態に基づいて前記検査対象物の検査を行う偏光検査装置（１〜４）において、偏光状態が既知である光を前記検査対象物に照射する照射部（１０）と、前記検査対象物から得られる光を偏光方向が異なる複数の光に空間的に分離する偏光分離部（２０、５０）と、前記偏光分離部で分離された光を個別に受光する受光部（３０、６０、７０）と、前記受光部から出力される受光信号を用いて楕円方位角、偏光度、及び偏光成分強度の少なくとも１つを求めて前記検査対象物の良否判定を行う処理部（４０）とを備えることを特徴としている。
ここで、本発明の第１の態様による偏光検査装置は、前記偏光分離部が、前記検査対象物から得られる光を互いに平行な第１分岐光（ＬＢ１）と第２分岐光（ＬＢ２）とに分岐する光分岐素子（２１）と、前記第１分岐光及び前記第２分岐光の何れか一方の偏光方向を４５度回転させる波長板（２２）と、前記波長板を介した前記第１分岐光及び前記第２分岐光の何れか一方、及び前記波長板を介さない前記第１分岐光及び前記第２分岐光の何れか他方が入射し、入射する光を偏光方向が互いに直交する２つの光に分離する偏光分離素子（２３）とを備えることを特徴としている。
また、本発明の第１の態様による偏光検査装置は、前記光分岐素子が、斜面が互いに張り合わされた第１台形プリズム（Ｐ１１）、第１菱形プリズム（Ｐ１２）、及び第１三角プリズム（Ｐ１３）を有する第１光学部材（Ｂ１）と、斜面が互いに張り合わされた第２台形プリズム（Ｐ２１）、第２菱形プリズム（Ｐ２２）、及び第２三角プリズム（Ｐ２３）を有し、前記第１菱形プリズムの斜面と前記第２菱形プリズムの斜面とが直交するように前記第１光学部材に張り合わされた第２光学部材（Ｂ２）とを備えることを特徴としている。
また、本発明の第１の態様による偏光検査装置は、前記第１台形プリズムと前記第１菱形プリズムとの貼り合わせ面が半透過面（Ｍ１）とされ、前記第１菱形プリズムと前記第１三角プリズムとの貼り合わせ面、前記第２台形プリズムと前記第２菱形プリズムとの貼り合わせ面、及び前記第２菱形プリズムと前記第２三角プリズムとの貼り合わせ面が全反射面（Ｍ２〜Ｍ４）とされていることを特徴としている。
また、本発明の第１の態様による偏光検査装置は、前記受光部が、前記偏光分離部で分離された光の各々を撮像面（３１ａ）の異なる領域（Ｒ１１〜Ｒ１４）で個別に受光する１つの撮像素子（３１）を備えることを特徴としている。
ここで、本発明の第２の態様による偏光検査装置は、前記偏光分離部が、前記検査対象物から得られる光を互いに異なる方向に進む第１分岐光（ＬＢ１）と第２分岐光（ＬＢ２）とに分岐する光分岐素子（５１）と、前記第１分岐光を、偏光方向が互いに直交する２つの光に分離する第１分離部（５３）と、前記第２分岐光を、偏光方向が互いに直交し、且つ偏光方向が前記第１分離部で分離される光の偏光方向に対して４５度の角度をなす２つの光に分離する第２分離部（５４）とを備えることを特徴としている。
また、本発明の第２の態様による偏光検査装置は、前記第１分離部及び前記第２分離部の何れか一方が、入射する光を偏光方向が互いに直交する２つの光に分離する偏光分離素子（５３）を備えており、前記第１分離部及び前記第２分離部の何れか他方は、入射する光の偏光方向を４５度回転させる波長板（５２）と、該波長板を介した光を偏光方向が互いに直交する２つの光に分離する偏光分離素子（５４）とを備えることを特徴としている。
或いは、本発明の第２の態様による偏光検査装置は、前記第１分離部及び前記第２分離部が、入射する光を偏光方向が互いに直交する２つの光に分離する偏光分離素子（５３、５４）をそれぞれ備えており、前記第１分離部及び前記第２分離部に設けられる前記偏光分離素子が、光軸方向に見た場合に、何れか一方の前記偏光分離素子に対し何れか他方の前記偏光分離素子が４５度の角度をなすように配置されていることを特徴としている。
また、本発明の第２の態様による偏光検査装置は、前記受光部が、前記第１分離部で分離された光の各々を撮像面（６１ａ）の異なる領域（Ｒ２１、Ｒ２２）で個別に受光する第１撮像素子（６１）と、前記第２分離部で分離された光の各々を撮像面（６２ａ）の異なる領域（Ｒ３１、Ｒ３２）で個別に受光する第２撮像素子（６２）とを備えることを特徴としている。
また、本発明の偏光検査装置は、前記受光部が、前記偏光分離部で分離された光の各々に対応して設けられた複数の撮像素子（７１〜７４）を備えることを特徴としている。
また、本発明の偏光検査装置は、前記照射部が、予め規定された波長の光、或いは予め規定された波長帯域の光のみを通過させる波長フィルタ（１４）を備えることを特徴としている。
また、本発明の偏光検査装置は、前記偏光分離部が、前記検査対象物に照射された光の反射光（Ｌ２０）、或いは透過光（Ｌ３０）を偏光方向が異なる複数の光に空間的に分離することを特徴としている。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、偏光状態が既知である光を検査対象物に照射し、検査対象物から得られる光を偏光方向が異なる複数の光に空間的に分離し、分離された光を個別に受光して得られる受光信号を用いて楕円方位角、偏光度、及び偏光成分強度の少なくとも１つを求めて検査対象物の良否判定を行うようにしている。このため、小型、低コストであり、検査対象物の検査を短時間で行うことが可能であるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の第１実施形態による偏光検査装置の要部構成を示すブロック図である。

【図2】本発明の第１実施形態による偏光検査装置に設けられる偏光分離部の構成を示すブロック図である。

【図3】本発明の第１実施形態において偏光分離部に設けられる光分岐素子の構成を示す図である。

【図4】本発明の第１実施形態において受光部に設けられる撮像素子を示す図である。

【図5】本発明の第２実施形態による偏光検査装置の要部構成を示すブロック図である。

【図6】本発明の第２実施形態による偏光検査装置に設けられる偏光分離部及び受光部の構成を示すブロック図である。

【図7】本発明の第２実施形態において受光部に設けられる撮像素子を示す図である。

【図8】本発明の第２実施形態による偏光検査装置に設けられる偏光分離部の変形例を示すブロック図である。

【図9】本発明の第３実施形態による偏光検査装置の要部構成を示すブロック図である。

【図10】照射部に波長フィルタが設けられた偏光検査装置の構成を示す図である。

【図11】透過方式の偏光検査装置の概略構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を参照して本発明の実施形態による偏光検査装置について詳細に説明する。

【0015】

〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態による偏光検査装置の要部構成を示すブロック図である。図１に示す通り、本実施形態の偏光検査装置１は、照射部１０、偏光分離部２０、受光部３０、及び処理部４０を備えており、搬送方向Ｘに搬送される検査対象物Ｆの膜質を検査する。具体的に、偏光検査装置１は、偏光状態が既知である照明光Ｌ１０を検査対象物Ｆに照射し、検査対象物Ｆから得られる反射光Ｌ２０を偏光方向が異なる複数の光Ｌ２１〜Ｌ２４に空間的に分離し、分離した光Ｌ２１〜Ｌ２４を個別に受光して検査対象物Ｆの膜質を検査する反射方式の偏光検査装置である。

【0016】

ここで、検査対象物Ｆは、例えば有機薄膜であり、有機薄膜太陽電池、有機ＥＬディスプレイ、液晶表示ディスプレイ等に用いられる偏光フィルム、及び有機半導体を用いたＲＦＩＤタグ等のデバイスにされる前の状態のもの、或いはデバイスにされた後の状態のものである。尚、以下では、検査対象物Ｆの搬送方向Ｘに直交し、検査対象物Ｆの面内に含まれる方向を「幅方向Ｙ」という。

【0017】

照射部１０は、光源１１、偏光子１２、及び１／４波長板１３を備えており、検査対象物Ｆの表面側に配置されて、偏光状態が既知である照明光Ｌ１０を検査対象物Ｆ上に設定された検査領域Ｒ１に照射する。ここで、検査対象物Ｆ上に設定された検査領域Ｒ１は、例えば搬送方向Ｘの長さ及び幅方向Ｙの長さが、数ｃｍ〜数十ｃｍ程度に設定された矩形形状の領域である。この検査領域Ｒ１の大きさは、検査対象物Ｆの大きさに応じて適宜設定される。

【0018】

光源１１は、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）やＬＤ（Laser Diode）等を備えており、波長及び偏光状態が既知である光を射出する。光源１１から射出される光の波長は、検査対象物Ｆの光学特性や構造に応じて適宜設定され、可視光領域の波長であっても、可視光領域以外の波長（例えば、赤外光領域の波長）であっても良い。また、光源１１から射出される光の偏光状態は、直線偏光、円偏光、楕円偏光、ランダムの何れであっても良い。

【0019】

偏光子１２は、光源１１から射出される光の偏光状態を、予め規定された偏光状態にする。例えば、偏光子１２は、光源１１から射出される光の偏光状態を、電場の振動方向が紙面に直交する方向である直線偏光にする。１／４波長板１３は、偏光子１２を透過した光の偏光状態を変化させる。例えば、１／４波長板１３は、偏光子１２によって直線偏光にされた光の偏光状態を円偏光に変化させる。この１／４波長板１３を透過した光が、照明光Ｌ１０として検査対象物Ｆ上に設定された検査領域Ｒ１に照射される。つまり、本実施形態では、円偏光の照明光Ｌ１０が検査対象物Ｆの検査領域Ｒ１に照射される。

【0020】

尚、偏光検査装置１では、偏光状態が既知である照明光Ｌ１０が検査対象物Ｆに照射されれば良いため、照射部１０の偏光子１２及び１／４波長板１３は、検査対象物Ｆに照射すべき照明光Ｌ１０の偏光状態によっては省略可能である。また、照射部１０から検査対象物Ｆの検査領域Ｒ１に照射される照明光Ｌ１０は、平行光であっても良く、集光光であっても良い。検査領域Ｒ１に照射される照明光Ｌ１０が集光光である場合には、照明光Ｌ１０を検査対象物Ｆ上に設定された検査領域Ｒ１に結像させるためのレンズが照射部１０に設けられる。

【0021】

偏光分離部２０は、検査対象物Ｆの表面側に配置されて、検査対象物Ｆから得られる反射光Ｌ２０を偏光方向が異なる複数の光Ｌ２１〜Ｌ２４に空間的に分離する。具体的に、偏光分離部２０は、検査対象物Ｆから得られる反射光Ｌ２０を、電場の振動方向が０°である直線偏光の光Ｌ２１、電場の振動方向が４５°である直線偏光の光Ｌ２２、電場の振動方向が９０°である直線偏光の光Ｌ２３、電場の振動方向が１３５°である直線偏光の光Ｌ２４に分離する。尚、光Ｌ２１〜Ｌ２４の電場の振動方向は、光Ｌ２１〜Ｌ２４の進行方向に直交する面内における角度で表しており、検査対象物Ｆに対する照明光Ｌ１０の入射面に直交する方向（図１の紙面に直交する方向）を０°としている。

【0022】

図２は、本発明の第１実施形態による偏光検査装置に設けられる偏光分離部の構成を示すブロック図である。図２に示す通り、偏光分離部２０は、光分岐素子２１、１／２波長板２２（波長板）、及び偏光分離素子２３を備える。光分岐素子２１は、検査対象物Ｆから得られる反射光Ｌ２０を、互いに平行な分岐光ＬＢ１（第１分岐光）と分岐光ＬＢ２（第２分岐光）とに分岐する。尚、この光分岐素子２１の詳細については後述する。１／２波長板２２は、分岐光ＬＢ２の光路上に配置されており、分岐光ＬＢ２の偏光方向を４５°回転させる。尚、１／２波長板２２は、分岐光ＬＢ２の光路上に代えて、分岐光ＬＢ１の光路上に配置されていても良い。

【0023】

偏光分離素子２３は、例えばウォラストンプリズムを備えており、分岐光ＬＢ１及び１／２波長板２２を透過した分岐光ＬＢ２の光路上に配置され、これら分岐光ＬＢ１，ＬＢ２を偏光方向が互いに直交する２つの光に分離する。具体的に、偏光分離素子２３は、分岐光ＬＢ１を、電場の振動方向が０°である直線偏光の光Ｌ２１と、電場の振動方向が９０°である直線偏光の光Ｌ２３とに分離する。また、偏光分離素子２３は、分岐光ＬＢ２を、電場の振動方向が４５°である直線偏光の光Ｌ２２と、電場の振動方向が１３５°である直線偏光の光Ｌ２４とに分離する。

【0024】

尚、分岐光ＬＢ１，ＬＢ２の光路長を等しくするために、１／２波長板２２と同じ厚みを有する光学素子（例えば、ガラス）を、分岐光ＬＢ１の光路上に配置しても良い。また、偏光分離部２０は、上述した光分岐素子２１、１／２波長板２２、及び偏光分離素子２３（更には、上記の光学素子）が張り合わされて一体化されたものであっても良い。このように一体化されていることで、偏光分離部２０をより小型化することができる。

【0025】

図３は、本発明の第１実施形態において偏光分離部に設けられる光分岐素子の構成を示す図である。図３に示す通り、光分岐素子２１は、光学部材Ｂ１（第１光学部材）と光学部材Ｂ２（第２光学部材）とを備える。光学部材Ｂ１は、斜面が互いに張り合わされた台形プリズムＰ１１（第１台形プリズム）、菱形プリズムＰ１２（第１菱形プリズム）、及び三角プリズムＰ１３（第１三角プリズム）を有する。光学部材Ｂ２は、斜面が互いに張り合わされた台形プリズムＰ２１（第２台形プリズム）、菱形プリズムＰ２２（第２菱形プリズム）、及び三角プリズムＰ２３（第２三角プリズム）を有する。光学部材Ｂ１，Ｂ２は、菱形プリズムＰ１２，Ｐ２２の斜面が直交するように貼り合わされている。

【0026】

台形プリズムＰ１１は、上面ｆ１１、底面ｆ１２、斜面ｆ１３、垂直面ｆ１４、及び紙面に平行な２つの面（図示省略）を有するプリズムである。紙面内における上面ｆ１１の長さをＷとすると、紙面内における垂直面ｆ１４の長さはＷであり、紙面内における底面ｆ１２の長さは２Ｗである。また、斜面ｆ１３の角度（上面ｆ１１及び底面ｆ１２に対してなす角）は４５°である。

【0027】

菱形プリズムＰ１２は、互いに平行な上面ｆ２１及び底面ｆ２２、互いに平行な斜面ｆ２３，ｆ２４、並びに紙面に平行な２つの面（図示省略）を有するプリズムである。紙面内における上面ｆ２１及び底面ｆ２２の長さはＷであり、上面ｆ２１と底面ｆ２２との間隔（高さ）はＷである。また、斜面ｆ２３，ｆ２４の角度（上面ｆ２１及び底面ｆ２２に対してなす角）は４５°である。三角プリズムＰ１３は、底面ｆ３１、垂直面ｆ３２、斜面ｆ３３、及び紙面に平行な２つの面（図示省略）を有するプリズムである。紙面内における底面ｆ３１及び垂直面ｆ３２の長さはＷである。また、斜面ｆ３３の角度（底面ｆ３１及び垂直面ｆ３２に対してなす角）は４５°である。

【0028】

台形プリズムＰ１１の斜面ｆ１３と菱形プリズムＰ１２の斜面ｆ２３とが張り合わされ、菱形プリズムＰ１２の斜面ｆ２４と三角プリズムＰ１３の斜面ｆ３３とが張り合わされることにより、外径形状が四角柱状である光学部材Ｂ１が形成されている。また、台形プリズムＰ１１と菱形プリズムＰ１２との貼り合わせ面が半透過面Ｍ１とされ、菱形プリズムＰ１２と三角プリズムＰ１３との貼り合わせ面が全反射面Ｍ２とされている。

【0029】

台形プリズムＰ２１は、台形プリズムＰ１１と同じ材質で形成された同じ形状のプリズムである。菱形プリズムＰ２２は、菱形プリズムＰ１２と同じ材質で形成された同じ形状のプリズムである。三角プリズムＰ２３は、三角プリズムＰ１３と同じ材質で形成された同じ形状のプリズムである。これら台形プリズムＰ２１、菱形プリズムＰ２２、及び三角プリズムＰ２３が、台形プリズムＰ１１、菱形プリズムＰ１２、及び三角プリズムＰ１３と同様に張り合わされることにより、外径形状が四角柱状である光学部材Ｂ２が形成されている。また、台形プリズムＰ２１と菱形プリズムＰ２２との貼り合わせ面が全反射面Ｍ３とされ、菱形プリズムＰ２２と三角プリズムＰ２３との貼り合わせ面が全反射面Ｍ４とされている。

【0030】

このような光学部材Ｂ１，Ｂ２は、菱形プリズムＰ１２の斜面ｆ２３，ｆ２４と、菱形プリズムＰ２２の斜面とが直交するように貼り合わされており、光分岐素子２１内における分岐光ＬＢ１の光路長と分岐光ＬＢ２の光路長とが同じにされている。つまり、半透過面Ｍ１に対する反射光Ｌ２０の入射位置Ｑ１から射出位置Ｑ１１（分岐光ＬＢ１が光分岐素子２１から射出される位置）までの光路長と、入射位置Ｑ１から射出位置Ｑ１２（分岐光ＬＢ２が光分岐素子２１から射出される位置）までの光路長とが同じになるようにされている。このように光路長を同じにするのは、偏光分離部２０で分離された複数の光Ｌ２１〜Ｌ２４を、受光部３０に設けられた撮像素子３１の撮像面３１ａ（図４参照：詳細は後述する）に結像させるためである。

【0031】

受光部３０は、偏光分離部２０と同様に検査対象物Ｆの表面側に配置されて、偏光分離部２０で分離された複数の光Ｌ２１〜Ｌ２４を個別に受光する。具体的に、受光部３０は、図４に示す通り、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor：相補型金属酸化膜半導体）等の撮像素子３１を備えており、偏光分離部２０で分離された複数の光Ｌ２１〜Ｌ２４の各々を撮像素子３１の撮像面３１ａの異なる領域で個別に撮像する。図４は、本発明の第１実施形態において受光部に設けられる撮像素子を示す図である。

【0032】

図４に示す例では、偏光分離部２０で分離された光Ｌ２１は、撮像面３１ａの領域Ｒ１１で撮像され、偏光分離部２０で分離された光Ｌ２３は、撮像面３１ａの領域Ｒ１２で撮像され、偏光分離部２０で分離された光Ｌ２２は、撮像面３１ａの領域Ｒ１３で撮像され、偏光分離部２０で分離された光Ｌ２４は、撮像面３１ａの領域Ｒ１４で撮像されている。尚、撮像素子３１の撮像面３１ａに照射される光Ｌ２１〜Ｌ２４の形状は、検査対象物Ｆ上に設定された検査領域Ｒ１の形状と概ね相似である。そして、受光部３０は、撮像素子３１によって撮像された画像信号Ｇを出力する。

【0033】

処理部４０は、受光部３０から出力される画像信号Ｇを用いて楕円方位角、偏光度、及び偏光成分強度を求めて検査対象物Ｆの良否判定を行う。具体的に、処理部４０は、画像信号Ｇに信号処理を施して画素（撮像素子３１の画素）毎の輝度を示す輝度データＩ１〜Ｉ４をそれぞれ求める処理、輝度データＩ１〜Ｉ４からストークスパラメータＳ（Ｓ０〜Ｓ２）を画素毎に求める処理、及びストークスパラメータＳ（Ｓ０〜Ｓ２）を用いて楕円方位角Ψ、偏光度ＤｏＰ、及び偏光成分強度ＩＰを画素毎に求める処理を行う。つまり、処理部４０は、検査対象物Ｆ上に設定された検査領域Ｒ１における楕円方位角Ψ、偏光度ＤｏＰ、及び偏光成分強度ＩＰの二次元分布を求める処理を行う。

【0034】

ここで、上記の輝度データＩ１は、電場の振動方向が０°である直線偏光の光Ｌ２１の画素毎の輝度を示すデータであり、上記の輝度データＩ２は、電場の振動方向が４５°である直線偏光の光Ｌ２２の画素毎の輝度を示すデータである。また、上記の輝度データＩ３は、電場の振動方向が９０°である直線偏光の光Ｌ２３の画素毎の輝度を示すデータであり、上記の輝度データＩ４は、電場の振動方向が１３５°である直線偏光の光Ｌ２４の画素毎の輝度を示すデータである。

【0035】

処理部４０は、以下に示す（１）式を用いて画素毎のストークスパラメータＳ（Ｓ０〜Ｓ２）を求め、以下に示す（２）式を用いて画素毎の偏光度ＤｏＰを求め、以下に示す（３）式を用いて画素毎の楕円方位角Ψを求め、以下に示す（４）式を用いて画素毎の偏光成分強度ＩＰを求める。

【0036】

【数1】

【数2】

【数3】

【数4】

【0037】

ここで、処理部４０は、楕円方位角閾値ＴＨ１、偏光度閾値ＴＨ２、及び偏光成分強度閾値ＴＨ３を備える。楕円方位角閾値ＴＨ１は、検査対象物Ｆの良否判定を行うために上記（３）式を用いて求められる楕円方位角Ψに対して設定された閾値である。偏光度閾値ＴＨ２は、検査対象物Ｆの良否判定を行うために上記（２）式を用いて求められる偏光度ＤｏＰに対して設定された閾値である。偏光成分強度閾値ＴＨ３は、検査対象物Ｆの良否判定を行うために、上記（４）式を用いて求められる偏光成分強度ＩＰに対して設定された閾値である。

【0038】

処理部４０は、上記（３）式を用いて求められた楕円方位角Ψが、楕円方位角閾値ＴＨ１を超えており、上記（２）式を用いて求められる偏光度ＤｏＰが、偏光度閾値ＴＨ２を超えており、且つ上記（４）式を用いて求められる偏光成分強度ＩＰが、偏光成分強度閾値ＴＨ３を超えている場合に、検査対象物Ｆを不良と判定する。尚、上記（３），（２），（４）式を用いて求められた楕円方位角Ψ、偏光度ＤｏＰ、及び偏光成分強度ＩＰの何れか１つ（又は、何れか２つ）が閾値を超えた場合に、検査対象物Ｆを不良と判定するようにしても良い。

【0039】

次に、上記構成における偏光検査装置１の動作について説明する。検査が開始されると、不図示の制御部によって照射部１０が制御され、波長及び偏光状態が既知である光が光源１１から射出される。光源１１から射出された光は、偏光子１２に入射して電場の振動方向が紙面に直交する方向である直線偏光にされた後に、１／４波長板１３に入射して円偏光にされる。そして、円偏光にされた光（照明光Ｌ１０）が、照射部１０から射出されて検査対象物Ｆ上に設定された検査領域Ｒ１に照射される。

【0040】

検査対象物Ｆ上に設定された検査領域Ｒ１に照明光Ｌ１０が照射されると、偏光状態が変化した反射光Ｌ２０が得られる。尚、反射光Ｌ２０の偏光状態がどのように変化するかは、検査対象物Ｆの光学特性、構造、膜質等に応じて変化する。検査対象物Ｆ上に設定された検査領域Ｒ１からの反射光Ｌ２０は、偏光分離部２０に入射して偏光方向が異なる複数の光Ｌ２１〜Ｌ２４に空間的に分離される。

【0041】

具体的に、反射光Ｌ２０が偏光分離部２０に入射すると、まず偏光分離部２０に設けられた光分岐素子２１によって互いに平行な分岐光ＬＢ１と分岐光ＬＢ２に分岐される（図２参照）。詳細には、図３に示す通り、反射光Ｌ２０が、光分岐素子２１をなす菱形プリズムＰ１２に入射すると、半透過面Ｍ１の入射位置Ｑ１において透過光（分岐光ＬＢ１）と反射光（分岐光ＬＢ２）とに分岐される。

【0042】

半透過面Ｍ１を透過した分岐光ＬＢ１は、台形プリズムＰ１１及び菱形プリズムＰ２２内を順に進んだ後に全反射面Ｍ３で反射され、菱形プリズムＰ２２内を進んだ後に全反射面Ｍ４で反射され、菱形プリズムＰ２２内を進んだ後に射出位置Ｑ１１から光分岐素子２１の外部に射出される。これに対し、半透過面Ｍ１で反射された分岐光ＬＢ２は、菱形プリズムＰ１２内を進んだ後に全反射面Ｍ２で反射され、菱形プリズムＰ１２及び台形プリズムＰ２１を順に進んだ後に射出位置Ｑ１２から光分岐素子２１の外部に射出される。このようにして、反射光Ｌ２０が互いに平行な分岐光ＬＢ１と分岐光ＬＢ２に分岐される。

【0043】

光分岐素子２１で分岐された分岐光ＬＢ１は、図２に示す通り、そのまま偏光分離素子２３に入射して、電場の振動方向が０°である直線偏光の光Ｌ２１と、電場の振動方向が９０°である直線偏光の光Ｌ２３とに分離される。これに対し、光分岐素子２１で分岐された分岐光ＬＢ２は、図２に示す通り、１／２波長板２２に入射して偏光方向が４５°回転された後に偏光分離素子２３に入射して、電場の振動方向が４５°である直線偏光の光Ｌ２２と、電場の振動方向が１３５°である直線偏光の光Ｌ２４とに分離される。

【0044】

偏光分離部２０で空間的に分離された複数の光Ｌ２１〜Ｌ２４は、受光部３０で個別に受光される。具体的には、図４に示す通り、受光部３０に設けられた撮像素子３１の撮像面３１ａの異なる領域で個別に撮像される。そして、偏光分離部２０で空間的に分離された複数の光Ｌ２１〜Ｌ２４が撮像されると、受光部３０から処理部４０に対して画像信号Ｇが出力される。

【0045】

画像信号Ｇが入力されると、処理部４０において、まず画像信号Ｇに信号処理を施して画素（撮像素子３１の画素）毎の輝度を示す輝度データＩ１〜Ｉ４をそれぞれ求める処理が行われる。次に、輝度データＩ１〜Ｉ４からストークスパラメータＳ（Ｓ０〜Ｓ２）を画素毎に求める処理、及びストークスパラメータＳ（Ｓ０〜Ｓ２）を用いて楕円方位角Ψ、偏光度ＤｏＰ、及び偏光成分強度ＩＰを画素毎に求める処理が処理部４０において順に行われる。以上の処理が終了すると、求めた楕円方位角Ψ、偏光度ＤｏＰ、及び偏光成分強度ＩＰと楕円方位角閾値ＴＨ１、偏光度閾値ＴＨ２、及び偏光成分強度閾値ＴＨ３とをそれぞれ比較して検査対象物Ｆの良否を判定する処理が処理部４０で行われる。

【0046】

例えば、求められた楕円方位角Ψが、楕円方位角閾値ＴＨ１を超えており、求められた偏光度ＤｏＰが、偏光度閾値ＴＨ２を超えており、且つ求められた偏光成分強度ＩＰが、偏光成分強度閾値ＴＨ３を超えている場合には、検査対象物Ｆが不良と判定される。これに対し、求められた楕円方位角Ψ、偏光度ＤｏＰ、及び偏光成分強度ＩＰの何れか１つが閾値を超えていない場合には、検査対象物Ｆが良品と判定される。

【0047】

このような処理部４０の判定結果は、例えば処理部４０に設けられた表示部（図示省略）に表示され、音等により報知され、或いは上位装置（図示省略）に送信される。検査対象物Ｆが搬送方向Ｘに搬送されている状態で以上説明した動作が繰り返され、これにより搬送方向Ｘにおける検査対象物Ｆの膜質が、幅方向Ｙにおける検査領域Ｒ１の幅をもって連続的に検査される。

【0048】

以上の通り、本実施形態では、偏光状態が既知である照明光Ｌ１０を検査対象物Ｆの検査領域Ｒ１に照射し、検査対象物Ｆから得られる反射光Ｌ２０を偏光方向が異なる複数の光Ｌ２１〜Ｌ２４に空間的に分離している。そして、分離した光Ｌ２１〜Ｌ２４を個別に受光し、これにより得られた画像信号Ｇを用いて楕円方位角Ψ、偏光度ＤｏＰ、及び偏光成分強度ＩＰを求めて検査対象物Ｆの良否判定を行うようにしている。

【0049】

このため、偏光方向が異なる複数の光Ｌ２１〜Ｌ２４を一括して測定することができ、また、反射光Ｌ２０の利用効率も良いため、検査対象物Ｆの検査を短時間で行うことが可能である。これにより、検査対象物Ｆが移動している状態であっても、検査対象物Ｆの膜質を精度良く検査することが可能である。また、回転検光子法を用いて検査を行う場合のように、検光子を回転させる必要がないことから、小型、低コストで実現することができる。尚、本実施形態では、検査対象物Ｆ上に設定された矩形形状の検査領域Ｒ１の画像を撮像素子３１で撮像していることから、検査対象物Ｆが移動していなくとも、検査対象物Ｆの膜質を検査することが可能である。

【0050】

〔第２実施形態〕
図５は、本発明の第２実施形態による偏光検査装置の要部構成を示すブロック図である。尚、図５においては、図１に示す構成に相当する構成については同一の符号を付してある。図５に示す偏光検査装置２は、図１に示す偏光検査装置１の偏光分離部２０及び受光部３０を、偏光分離部５０及び受光部６０にそれぞれ変えた構成である。

【0051】

偏光分離部５０は、図１に示す偏光分離部２０と同様に、検査対象物Ｆの表面側に配置されて、検査対象物Ｆから得られる反射光Ｌ２０を偏光方向が異なる複数の光Ｌ２１〜Ｌ２４に空間的に分離するものであるが、具体的な構成が偏光分離部２０とは異なる。また、受光部６０は、図１に示す受光部３０と同様に、検査対象物Ｆの表面側に配置されて、偏光分離部５０で分離された複数の光Ｌ２１〜Ｌ２４を個別に受光するものであるが、具体的な構成が受光部３０とは異なる。

【0052】

図６は、本発明の第２実施形態による偏光検査装置に設けられる偏光分離部及び受光部の構成を示すブロック図である。図６に示す通り、偏光分離部５０は、光分岐素子５１、１／２波長板５２（第２分離部、波長板）、偏光分離素子５３（第１分離部）、及び偏光分離素子５４（第２分離部）を備える。

【0053】

光分岐素子５１は、検査対象物Ｆから得られる反射光Ｌ２０を、互いに異なる方向に進む分岐光ＬＢ１（第１分岐光）と分岐光ＬＢ２（第２分岐光）とに分岐する。この光分岐素子５１は、例えばハーフミラー又はビームスプリッタであり、検査対象物Ｆから得られる反射光Ｌ２０を、反射光（分岐光ＬＢ１）と透過光（分岐光ＬＢ２）とに分岐する。１／２波長板２２は、分岐光ＬＢ２の光路上に配置されており、分岐光ＬＢ２の偏光方向を４５°回転させる。尚、１／２波長板２２は、分岐光ＬＢ２の光路上に代えて、分岐光ＬＢ１の光路上に配置されていても良い。

【0054】

偏光分離素子５３は、例えばウォラストンプリズムを備えており、分岐光ＬＢ１の光路上に配置され、分岐光ＬＢ１を偏光方向が互いに直交する２つの光に分離する。具体的に、偏光分離素子５３は、分岐光ＬＢ１を、電場の振動方向が０°である直線偏光の光Ｌ２１と、電場の振動方向が９０°である直線偏光の光Ｌ２３とに分離する。偏光分離素子５４は、偏光分離素子５３と同様に、例えばウォラストンプリズムを備えており、１／２波長板５２を透過した分岐光ＬＢ２の光路上に配置され、１／２波長板５２を透過した分岐光ＬＢ２を偏光方向が互いに直交する２つの光に分離する。具体的に、偏光分離素子５４は、１／２波長板５２を透過した分岐光ＬＢ２を、電場の振動方向が４５°である直線偏光の光Ｌ２２と、電場の振動方向が１３５°である直線偏光の光Ｌ２４とに分離する。

【0055】

受光部６０は、図６に示す通り、撮像素子６１（第１撮像素子）と撮像素子６２（第２撮像素子）とを備える。これら撮像素子６１，６２は、図４に示す撮像素子３１と同様に、例えばＣＣＤやＣＭＯＳ等である。撮像素子６１は、偏光分離部５０で分離された光Ｌ２１，Ｌ２３の各々を撮像面６１ａの異なる領域で個別に撮像し、撮像素子６２は、偏光分離部５０で分離された光Ｌ２２，Ｌ２４の各々を撮像面６２ａの異なる領域で個別に撮像する。

【0056】

図７は、本発明の第２実施形態において受光部に設けられる撮像素子を示す図である。尚、図７では、撮像面６１ａ，６２ａが正面を向くように、撮像素子６１，６２を図示している。図７に示す例では、偏光分離部５０で分離された光Ｌ２１は、撮像素子６１の撮像面６１ａの領域Ｒ２１で撮像され、偏光分離部５０で分離された光Ｌ２２は、撮像素子６１の撮像面６１ａの領域Ｒ２２で撮像されている。また、偏光分離部５０で分離された光Ｌ２２は、撮像素子６２の撮像面６２ａの領域Ｒ３１で撮像され、偏光分離部５０で分離された光Ｌ２４は、撮像素子６２の撮像面６２ａの領域Ｒ３２で撮像されている。

【0057】

尚、撮像素子６１の撮像面６１ａに照射される光Ｌ２１，Ｌ２３の形状、及び撮像素子６２の撮像面６２ａに照射される光Ｌ２２，Ｌ２４の形状は、第１実施形態と同様に、検査対象物Ｆ上に設定された検査領域Ｒ１の形状と概ね相似である。受光部６０は、図５に示す通り、撮像素子６１によって撮像された画像信号Ｇ１と、撮像素子６２によって撮像された画像信号Ｇ２とを出力する。

【0058】

次に、上記構成における偏光検査装置２の動作について説明する。尚、偏光検査装置２の動作は、基本的には図１に示す偏光検査装置１と同様であるため、以下では簡略化して説明する。検査が開始されると、不図示の制御部によって照射部１０が制御され、波長及び偏光状態が既知である光が光源１１から射出される。光源１１から射出された光は、偏光子１２及び１／４波長板１３を順に透過することで、直線偏光にされた後に円偏光にされる。そして、円偏光にされた光（照明光Ｌ１０）が、照射部１０から射出されて検査対象物Ｆ上に設定された検査領域Ｒ１に照射される。

【0059】

検査対象物Ｆ上に設定された検査領域Ｒ１に照明光Ｌ１０が照射されると、偏光状態が変化した反射光Ｌ２０が得られる。検査対象物Ｆ上に設定された検査領域Ｒ１からの反射光Ｌ２０は、偏光分離部５０に入射して偏光方向が異なる複数の光Ｌ２１〜Ｌ２４に空間的に分離される。具体的に、反射光Ｌ２０が偏光分離部５０に入射すると、まず偏光分離部５０に設けられた光分岐素子５１によって反射光（分岐光ＬＢ１）と透過光（分岐光ＬＢ２）とに分岐される。

【0060】

光分岐素子５１で分岐された分岐光ＬＢ１は、図６に示す通り、そのまま偏光分離素子５３に入射して、電場の振動方向が０°である直線偏光の光Ｌ２１と、電場の振動方向が９０°である直線偏光の光Ｌ２３とに分離される。これに対し、光分岐素子５１で分岐された分岐光ＬＢ２は、図６に示す通り、１／２波長板５２に入射して偏光方向が４５°回転された後に偏光分離素子５３に入射して、電場の振動方向が４５°である直線偏光の光Ｌ２２と、電場の振動方向が１３５°である直線偏光の光Ｌ２４とに分離される。

【0061】

偏光分離部５０で空間的に分離された複数の光Ｌ２１〜Ｌ２４は、受光部６０で個別に受光される。具体的には、図７に示す通り、分離された複数の光Ｌ２１〜Ｌ２４のうち、光Ｌ２１，Ｌ２３は、受光部６０に設けられた撮像素子６１の撮像面６１ａの異なる領域で個別に撮像され、残りの光Ｌ２２，Ｌ２４は、受光部６０に設けられた撮像素子６２の撮像面６２ａの異なる領域で個別に撮像される。そして、偏光分離部５０で空間的に分離された複数の光Ｌ２１〜Ｌ２４が撮像されると、受光部６０から処理部４０に対して画像信号Ｇ１，Ｇ２が出力される。

【0062】

受光部６０からの画像信号Ｇ１，Ｇ２が入力されると、処理部４０では、第１実施形態と同様に、輝度データＩ１〜Ｉ４からストークスパラメータＳ（Ｓ０〜Ｓ２）を画素毎に求める処理、及びストークスパラメータＳ（Ｓ０〜Ｓ２）を用いて楕円方位角Ψ、偏光度ＤｏＰ、及び偏光成分強度ＩＰを画素毎に求める処理が順に行われる。そして、求めた楕円方位角Ψ、偏光度ＤｏＰ、及び偏光成分強度ＩＰと楕円方位角閾値ＴＨ１、偏光度閾値ＴＨ２、及び偏光成分強度閾値ＴＨ３とをそれぞれ比較して検査対象物Ｆの良否を判定する処理が処理部４０で行われる。検査対象物Ｆが搬送方向Ｘに搬送されている状態で以上説明した動作が繰り返され、これにより搬送方向Ｘにおける検査対象物Ｆの膜質が、幅方向Ｙにおける検査領域Ｒ２の幅をもって連続的に検査される。

【0063】

図８は、本発明の第２実施形態による偏光検査装置に設けられる偏光分離部の変形例を示すブロック図である。尚、図８においては、図６に示す構成に相当する構成については同一の符号を付してある。図８に示す通り、本変形例に係る偏光分離部５０は、図６に示す１／２波長板５２を省略し、偏光分離素子５４の配置を変えた構成である。具体的に、偏光分離素子５４は、分岐光ＬＢ２の進行方向の回りで４５°だけ回転した状態に配置されている。つまり、偏光分離素子５３，５４は、光軸方向に見た場合に、何れか一方に対する何れか他方が４５度の角度をなすように（結晶光学軸が４５度の角度をなすように）配置される。

【0064】

本変形例に係る偏光分離部５０は、図６に示す偏光分離部５０と同様に、検査対象物Ｆから得られる反射光Ｌ２０を偏光方向が異なる複数の光Ｌ２１〜Ｌ２４に空間的に分離することが可能である。尚、本変形例に係る偏光分離部５０は、図６に示す偏光分離部５０に比べて１／２波長板５２を省略することができるため、部品点数の削減によるコストの低減を図ることができるとともに、部品調整に要するコストの低減を図ることができる。

【0065】

以上の通り、本実施形態及びその変形例では、第１実施形態と同様に、偏光状態が既知である照明光Ｌ１０を検査対象物Ｆの検査領域Ｒ１に照射し、検査対象物Ｆから得られる反射光Ｌ２０を偏光方向が異なる複数の光Ｌ２１〜Ｌ２４に空間的に分離している。そして、分離した光Ｌ２１〜Ｌ２４を個別に受光し、これにより得られた画像信号Ｇ１，Ｇ２を用いて楕円方位角Ψ、偏光度ＤｏＰ、及び偏光成分強度ＩＰを求めて検査対象物Ｆの良否判定を行うようにしている。このため、検査対象物Ｆが移動している状態であるか否かに拘わらず、小型、低コストで検査対象物Ｆの膜質を精度良く検査することが可能である。

【0066】

〔第３実施形態〕
図９は、本発明の第３実施形態による偏光検査装置の要部構成を示すブロック図である。尚、図９においては、図１に示す構成に相当する構成については同一の符号を付してある。図９に示す偏光検査装置３は、図１に示す偏光検査装置１の受光部３０を受光部７０に変えた構成である。

【0067】

受光部７０は、偏光分離部２０で分離された複数の光Ｌ２１〜Ｌ２４の各々に対応して設けられた複数の撮像素子を備える。具体的に、受光部７０は、光Ｌ２１に対応して設けられた撮像素子７１、光Ｌ２３に対応して設けられた撮像素子７２、光Ｌ２２に対応して設けられた撮像素子７３、及び光Ｌ２４に対応して設けられた撮像素子７４を備える。これら撮像素子７１〜７４、例えば一次元の撮像素子（ラインセンサ）である。

【0068】

撮像素子７１，７２，７３，７４は、光Ｌ２１，Ｌ２３，Ｌ２２，Ｌ２４の光路上に、長手方向が光Ｌ２１，Ｌ２３，Ｌ２２，Ｌ２４の長手方向に沿うようにそれぞれ配置される。偏光分離部２０で空間的に分離された複数の光Ｌ２１，Ｌ２３，Ｌ２２，Ｌ２４が撮像素子７１，７２，７３，７４でそれぞれ撮像されると、受光部７０から処理部４０に対して画像信号Ｇ１１，Ｇ１２，Ｇ１３，Ｇ１４（一次元の画像信号）がそれぞれ出力される。この画像信号Ｇ１１，Ｇ１２，Ｇ１３，Ｇ１４に対し、第１，第２実施形態と同様の処理を行うことで、搬送方向Ｘにおける検査対象物Ｆの膜質が、幅方向Ｙにおける検査領域Ｒ１の幅をもって連続的に検査される。尚、尚、偏光検査装置３の動作は、基本的には、偏光検査装置１，２と同様であるため説明を省略する。

【0069】

以上の通り、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、偏光状態が既知である照明光Ｌ１０を検査対象物Ｆの検査領域Ｒ１に照射し、検査対象物Ｆから得られる反射光Ｌ２０を偏光方向が異なる複数の光Ｌ２１〜Ｌ２４に空間的に分離している。そして、分離した光Ｌ２１〜Ｌ２４を個別に受光し、これにより得られた画像信号Ｇ１１〜Ｇ１４を用いて楕円方位角Ψ、偏光度ＤｏＰ、及び偏光成分強度ＩＰを求めて検査対象物Ｆの良否判定を行うようにしている。このため、第１実施形態に比べれば撮像素子の数が増加するものの、検査対象物Ｆが移動している状態であるか否かに拘わらず、小型、低コストで検査対象物Ｆの膜質を精度良く検査することが可能である。

【0070】

尚、本実施形態の受光部７０を、第２実施形態にも適用することが可能である。つまり、上述した偏光検査装置３は、図１に示す偏光検査装置１の受光部３０を受光部７０に変えた構成であったが、図５に示す偏光検査装置２の受光部６０に代えて受光部７０を設けることも可能である。

【0071】

以上、本発明の実施形態による偏光検査装置について説明したが、本発明は上記実施形態に制限される訳ではなく、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上記第１〜第３実施形態で説明した照射部１０は、光源１１、偏光子１２、及び１／４波長板１３を備える構成であったが、これらに加えて波長フィルタを備えるものであっても良い。図１０は、照射部に波長フィルタが設けられた偏光検査装置の構成を示す図である。尚、図１０では、第１実施形態の偏光検査装置１を例示しているが、第２，３実施形態の偏光検査装置２，３の照射部１０にも同様に波長フィルタを設けることができる。

【0072】

照射部１０に設けられた波長フィルタ１４は、予め規定された波長の光、或いは予め規定された波長帯域の光のみを通過させる特性を有する。例えば、波長フィルタ１４は、照明光Ｌ１０に含まれる波長成分のうち、検査対象物Ｆの検査精度の悪化させる波長成分を除外する（通過させない）特性を有するものである。このような波長フィルタ１４を用いることで、検査対象物Ｆの検査精度の悪化を防止することができる。

【0073】

また、上記実施形態では、処理部４０が、楕円方位角Ψ、偏光度ＤｏＰ、及び偏光成分強度ＩＰを求めて検査対象物Ｆの良否判定を行う場合を例に挙げて説明したが、必ずしも楕円方位角Ψ、偏光度ＤｏＰ、及び偏光成分強度ＩＰを求める必要はなく、楕円方位角Ψ、偏光度ＤｏＰ、及び偏光成分強度ＩＰの何れか１つ（又は、何れか２つ）を求めて検査対象物Ｆの良否判定を行っても良い。

【0074】

また、上記実施形態では、処理部４０が、検査対象物Ｆ上に設定された検査領域Ｒ１における楕円方位角Ψ、偏光度ＤｏＰ、及び偏光成分強度ＩＰの二次元分布を求める場合を例に挙げて説明した。しかしながら、必ずしも楕円方位角Ψ、偏光度ＤｏＰ、及び偏光成分強度ＩＰの二次元分布を求める必要はなく、例えば検査領域Ｒ１における楕円方位角Ψ、偏光度ＤｏＰ、及び偏光成分強度ＩＰの代表値のみを求めるようにしても良い。

【0075】

また、上述した第１〜第３実施形態で説明した偏光検査装置１〜３は、検査対象物Ｆから得られる反射光Ｌ２０を受光して検査対象物Ｆの膜質を検査する反射方式の偏光検査装置であった。しかしながら、本発明は、検査対象物Ｆを透過した透過光を受光して検査対象物Ｆの膜質を検査する透過方式の偏光検査装置にも適用することが可能である。図１１は、透過方式の偏光検査装置の概略構成を示すブロック図である。図１１に示す偏光検査装置４は、照射部１０が検査対象物Ｆの表面側に配置されており、偏光分離部２０及び受光部３０が検査対象物Ｆの裏面側に配置されている。尚、処理部４０は、検査対象物Ｆの表面側及び裏面側の何れに配置されていても良い。

【0076】

このような偏光検査装置４は、偏光状態が既知である照明光Ｌ１０を検査対象物Ｆに設定された検査領域Ｒ１に照射し、検査対象物Ｆから得られる透過光Ｌ３０を偏光分離部２０で偏光方向が異なる複数の光Ｌ３１〜Ｌ３４に空間的に分離し、分離した光Ｌ３１〜Ｌ３４を受光部３０で個別に受光する。そして、得られた画像信号Ｇを用いて楕円方位角Ψ、偏光度ＤｏＰ、及び偏光成分強度ＩＰを求めて検査対象物Ｆの良否判定を行う。

【0077】

また、本発明は、上述した反射方式の偏光検査装置と透過方式の偏光検査装置が組み合わされたものにも適用することが可能である。このような偏光検査装置は、例えば照射部１０が検査対象物Ｆの表面側に配置されており、偏光分離部２０及び受光部３０が検査対象物Ｆの表面側及び裏面側の双方に配置されている構成である。

【符号の説明】

【0078】

１〜４ 偏光検査装置
１０ 照射部
１４ 波長フィルタ
２０ 偏光分離部
２１ 光分岐素子
２２ １／２波長板
２３ 偏光分離素子
３０ 受光部
３１ 撮像素子
３１ａ 撮像面
４０ 処理部
５０ 偏光分離部
５１ 光分岐素子
５２ １／２波長板
５３，５４ 偏光分離素子
６０ 受光部
６１，６２ 撮像素子
６１ａ，６２ａ 撮像面
７０ 受光部
７１〜７４ 撮像素子
Ｂ１，Ｂ２ 光学部材
Ｆ 検査対象物
Ｌ１０ 照明光
Ｌ２０ 反射光
Ｌ３０ 透過光
ＬＢ１，ＬＢ２ 分岐光
Ｍ１ 半透過面
Ｍ２〜Ｍ４ 全反射面
Ｐ１１，Ｐ２１ 台形プリズム
Ｐ１２，Ｐ２２ 菱形プリズム
Ｐ１３，Ｐ２３ 三角プリズム
Ｒ１１〜Ｒ１４ 領域
Ｒ２１，Ｒ２２ 領域
Ｒ３１，Ｒ３２ 領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】