[发明专利]光学特性测量装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对光学膜的偏光特性进行测量的光学特性测量装置及方法。

背景技术

液晶显示装置中使用偏光板、视角修正膜、抗反射膜等的具有各种光学特性的功能性塑胶树脂膜（以下称作“光学膜”）。液晶显示装置利用液晶所具有的双折射（double refraction）特性而获得对比度（contrast），因而所使用的光学膜中亦必需具有规定的双折射特性。于该光学膜的双折射特性在整个面不具有均一性的情况下，液晶显示装置的图像显示中会产生不均。

因此，在将光学膜组装至液晶显示装置前，需要对膜是否具有所期望的双折射特性进行测量。双折射特性的测量使用如下各种光学构件来进行：对成为测量对象的光学膜照射测量光的光源，接收自光学膜发出的光的受光器，及用以对光学膜的偏光特性等进行测量的相位差板或偏光板等。

例如，专利文献1中，藉由在光源与作为受光器的电荷耦合器件（charge coupled device，CCD）相机之间使相位差板绕光轴旋转而产生各种偏光状态。而且，利用CCD相机对不同的偏光状态的图像进行摄像，根据由摄像所获得的图像群的各像素的亮度值变化来对每个像素算出双折射特性。而且，专利文献2中，揭示了一种在规定方向上对搬送中的光学膜的双折射特性进行在线（on line）测量的方法。而且，专利文献3中揭示了如下装置：于使膜一边移动一边进行测量时，考虑到CCD相机的视野尺寸与光学膜的移动速度而重复进行摄像，藉此对大面积的光学膜的双折射分布进行测量。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2009-229279号公报

[专利文献2]日本专利特开平5-346397号公报

[专利文献3]日本专利特开2007-263593号公报

发明内容

近年来，因液晶显示装置大型化，故组装在其中的光学膜亦使用具有大面积的光学膜。随此，寻求能够对具有大面积的光学膜的双折射特性进行测量的装置或方法。例如，在20英寸左右的液晶显示装置中需要进行A3程度的大小的光学膜的检查。

就该点而言，上述专利文献1～专利文献3中所示的现有技术中，基于以下的理由，而存在无法对大面积的光学膜的双折射特性迅速且高精度地进行测量的问题。在专利文献1的情况下，理想的是使用远心透镜（telecentric lens）来作为摄像透镜，但透镜的视野最多一边为5cm左右，因而无法以一个视野来检查A3尺寸。

因此，需要相应于CCD相机的视野而将光学膜分为多个测量区，且针对该每个测量区来进行双折射测量，藉此进行整体的检查。此时，各测量区中，为了对光学膜的偏光状态进行测量而必需在使CCD相机静止的状态下一边使相位差板的角度旋转一边进行摄像。因此，在规定的测量区中重复进行摄像（静止）→朝向另一测量区移动CCD相机→在另一测量区中进行摄像（静止）→…，因而存在测量怎么也不进展而耗费时间的问题。

而且，专利文献2中，将光学膜上的一点沿搬送方向进行测量。因无特别的相位差板的旋转，故无需使相机或膜停止便可进行测量。对此，为了将一点测量扩展为面测量，而考虑将该测量装置在光学膜的宽度方向上排列。然而，在专利文献2所示的测量装置的测量空间解析度例如为1mm平方的情况下，若将该测量装置在A3尺寸的光学膜的宽度方向上配置，则全部需要294台装置，因而可以说无法实现。此处所使用的“测量空间解析度”的用语是指测量对象上的1个测量点的尺寸，最终将测量结果的分布图像化时则成为该图像的像素尺寸。

而且，专利文献3中所使用的CCD相机中，在各受光元件上设置着光学膜的偏光状态下的测量所需的偏光板，因而无需如专利文献1般在每次摄像时使相位差板旋转。然而，该专利文献3中CCD相机所具有的噪声（noise）的问题无法解决，因而无法进行高精度的测量。

专利文献3中，1视野尺寸的测量是根据由CCD相机的1次摄像所获得的1张图像来进行。CCD相机中，即便在同一条件下进行连续摄像时，藉由因CCD的噪声而引起的亮度的偏差，每次所获得的输出值中亦会产生值的变动。亦即，专利文献3中测量的再现必定不充分。

本发明中，在使用二维影像感测器来对具有比该二维影像感测器的摄像视野更大面积的光学膜的偏光特性进行测量的情况下，因进行多个偏光状态的摄像而不再有使影像感测器在光学膜上静止的必要性，并且对于为了提高测量精度而进行的相同图像的多次摄像而言，亦无需使影像感测器停止便可进行。因此，本发明的目的在于提供一种迅速且具有高测量精度的偏光特性测量装置及方法。