JP2013015442A - 光学特性測定方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光学フィルム11に円偏光を測定光として照射する投光部12と、X方向に配列された複数種類の波長板と、各波長板に対応する領域内に、ひとつの測定値を得る単位となる単位受光エリアが複数配列された撮像素子とを有し、光学フィルム11を透過した測定光を複数種類の偏光状態で単位受光エリア毎に受光する受光部13と、光学フィルム11をX方向に搬送することにより、単位測定エリアをX方向に移動させる搬送ローラ14と、単位測定エリアをX方向に移動させながら単位測定エリアを透過した測定光を複数の単位受光エリアで受光することによって、同一の単位測定エリアについて複数得られる測定値から単位測定エリアのミュラー行列を算出するとともに、算出したミュラー行列の要素を用いて光学特性を算出する制御部16と、を備える。
【選択図】図1
Description
受光部13のキャリブレーション(ステップS01)は、次のように行われる。
投光部12のキャリブレーション(ステップS02)は、次のように行われる。
光学フィルム11の偏光特性の測定(ステップS04)は、次のように行われる。
上述のように光学フィルム11の偏光特性の測定が行われることをふまえ、試料測定行列T+は次のように算出される(ステップS03)。
単位測定エリアEの偏光特性は、上述のように算出される単位測定エリアEのM行列要素Mijに基づいて、次のように算出される(ステップS06)。単位測定エリアEのM行列要素Mijが全て特定されることにより、直線複屈折、直線2色性、円複屈折、円2色性、偏光解消等の偏光特性を算出可能であるが、以下では、簡単のために、光学フィルム11の偏光特性が直線複屈折とみなせ、この直線複屈折の主軸方位αとレタデーションδを算出する例を説明する。
11 光学フィルム
12 投光部
13 受光部
21,42 面光源
22,32,44 偏光板
23,43,51 1/4波長板
31,61 分割波長板
33 テレセントリックレンズ
34 撮像素子
41 基準投光部
Claims (18)
- 透明な測定対象に所定偏光状態の光を測定光として照射する投光手段と、
所定方向に配列された複数種類の波長板と、前記波長板を透過した前記測定光が入射される撮像領域において、前記複数種類の波長板の各々に対応する領域内に、ひとつの測定値を得る単位となる単位受光エリアが前記所定方向に沿って複数配列され、前記測定対象を透過した前記測定光を、前記単位受光エリア毎に前記波長板によって定まる複数種類の偏光状態で受光する受光手段と、
前記単位受光エリアに対応するサイズの前記測定対象上の領域を単位測定エリアとするときに、前記受光手段と前記測定対象を前記所定方向に沿って相対的に移動させることにより、前記単位測定エリアを前記所定方向に移動させる移動手段と、
前記移動手段によって前記単位測定エリアを前記所定方向に移動させながら前記単位測定エリアを透過した前記測定光を複数の前記単位受光エリアで受光することにより、同一の前記単位測定エリアについて複数得られる測定値に基づいて、前記単位測定エリアのミュラー行列を算出するミュラー行列算出手段と、
前記単位測定エリアのミュラー行列の要素を用いて前記単位測定エリアの光学特性を算出する光学特性算出手段と、
を備えることを特徴とする光学特性測定装置。 - 前記単位受光エリアに対応するサイズの前記投光手段上のエリアを単位投光エリアとするときに、前記単位測定エリアに入射する前記測定光のストークスパラメータが前記単位投光エリア毎に予め測定されるとともに、前記単位測定エリアを透過後の前記測定光のストークスパラメータを前記測定値に対応付ける偏光伝達行列が前記単位受光エリア毎に予め測定され、
前記ミュラー行列算出手段は、前記単位測定エリアに入射する前記測定光のストークスパラメータと前記偏光伝達行列とに基づいて、同一の前記単位測定エリアについて複数得られる前記測定値を前記ミュラー行列の要素に対応付ける試料測定行列を予め算出し、前記測定値が得られたときに前記試料測定行列を用いて前記ミュラー行列の要素を各々算出することを特徴とする請求項1記載の光学特性測定装置。 - 前記投光手段は、前記所定方向に沿って移動自在に設けられ、
前記単位測定エリアに入射する前記測定光のストークスパラメータは、前記測定対象がない状態で、前記投光手段を前記所定方向に移動させながら、前記測定光を前記受光手段で受光することにより測定されることを特徴とする請求項2記載の光学特性測定装置。 - 前記投光手段は、前記受光手段の視野とほぼ同じ大きさの範囲に前記測定光を照射することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の光学特性測定装置。
- 前記投光手段は、前記測定光として円偏光を前記測定対象に照射することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の光学特性測定装置。
- 前記投光手段は、平面状の発光面から無偏光状態の光を発する面光源と、前記面光源から入射する光を直線偏光に整える偏光板と、前記偏光板から入射する直線偏光を円偏光に変換して前記測定対象に照射する1/4波長板とを備えることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の光学特性測定装置。
- 前記1/4波長板は、前記測定光の照射光軸の周りに回転自在に設けられていることを特徴とする請求項6記載の光学特性測定装置。
- 前記受光手段は、前記複数種類の波長板を透過した前記測定光を前記撮像手段の前記撮像領域に結像させるレンズを備え、
前記レンズは、物体側において光軸と主光線が平行とみなせる物体側テレセントリックレンズであることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の光学特性測定装置。 - 前記レンズは、物体側及び像側において光軸と主光線が平行とみなせる両側テレセントリックレンズであることを特徴とする請求項8記載の光学特性測定装置。
- 前記受光手段は、前記複数種類の波長板として、4種類以上40種類以下の波長板を備えることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の光学特性測定装置。
- 前記受光手段が備える前記複数種類の波長板は、前記所定方向に対して各々の主軸方向が異なるように配置されていることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の光学特性測定装置。
- 前記受光手段が備える前記複数種類の波長板は、遅相量が70度以上170度以下又は190度以上290度以下であることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の光学特性測定装置。
- 前記単位受光エリアは、隣接する複数の画素からなり、属する複数の画素の出力値を平均した値をひとつの測定値とする結合画素であることを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載の光学特性測定装置。
- 前記結合画素を構成する画素数は、2以上の自然数の2乗個であり、かつ、縦横に同数の画素数からなることを特徴とする請求項1〜13のいずれか1項に記載の光学特性測定装置。
- 前記投光手段と前記受光手段の組を、前記所定方向に対して垂直な方向に複数備えることを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載の光学特性測定装置。
- 前記投光手段と前記受光手段の組を、前記所定方向に対して垂直な方向に移動させることにより、前記測定対象の全面を測定することを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載の光学特性測定装置。
- 透明な測定対象に投光手段から所定偏光状態の光を測定光として照射し、前記測定対象を透過した前記測定光を、ひとつの測定値を得る単位となる単位受光エリア毎に複数種類の偏光状態で受光して、前記単位受光エリアに対応する前記測定対象上の単位測定エリア毎に前記測定値を得るときに、前記測定対象と前記単位受光エリアを備える受光手段とを相対的に移動させながら受光することにより、ひとつの前記単位測定エリアに対して、複数種類の偏光状態で測定された複数の前記測定値を得る測定ステップと、
前記測定ステップで得られた複数の前記測定値に基づいて前記単位測定エリアのミュラー行列を、前記単位測定エリア毎に算出するミュラー行列算出ステップと、
前記ミュラー行列の要素を用いて前記単位測定エリアの光学特性を算出する光学特性算出ステップと、
を備えることを特徴とする光学特性測定方法。 - 前記ミュラー行列算出ステップは、複数の前記測定値を前記ミュラー行列の要素に対応付ける試料測定行列を用いて前記測定値から前記ミュラー行列を算出し、
前記試料測定行列は、前記単位測定エリアを透過後の前記測定光のストークスパラメータを前記測定値に対応付ける行列であり、前記単位投光エリア毎に予め測定された偏光伝達行列と、前記単位受光エリアに対応する前記投光手段上の単位投光エリア毎に予め測定されたストークスパラメータとを用いて予め算出されることを特徴とする請求項17記載の光学特性測定方法。
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