JP2007127567A - 偏光方向測定装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】検光子を回転させるための回転ステージを用いたり、回転ステージの回転停止精度による影響を受けることなく偏光軸の方向を短時間で測定できるようにすること。
【解決手段】検光子保持板１０に、透過軸（主軸）の回転方向の角度が予め設定された角度で異なっている複数の検光子１０ａ〜１０ｄを固定する。この検光子保持板１０を、受光器１３の光入射側で連続的にまたは間歇的に直線移動させる。そして、検光子１０ａ〜１０ｄを介して入射する光を受光器１３で受光し、受光量を測定する。制御部２１には予め上記検光子１０ａ〜１０ｄの透過軸の角度が記憶されており、制御部２１は、検光子１０ａ〜１０ｄの主軸の角度に対する照度値を二次関数で近似し、その結果から最も照度が大きくなる検光子の主軸の角度を計算し、その角度を偏光軸の方向とする。
【選択図】図１
【解決手段】検光子保持板１０に、透過軸（主軸）の回転方向の角度が予め設定された角度で異なっている複数の検光子１０ａ〜１０ｄを固定する。この検光子保持板１０を、受光器１３の光入射側で連続的にまたは間歇的に直線移動させる。そして、検光子１０ａ〜１０ｄを介して入射する光を受光器１３で受光し、受光量を測定する。制御部２１には予め上記検光子１０ａ〜１０ｄの透過軸の角度が記憶されており、制御部２１は、検光子１０ａ〜１０ｄの主軸の角度に対する照度値を二次関数で近似し、その結果から最も照度が大きくなる検光子の主軸の角度を計算し、その角度を偏光軸の方向とする。
【選択図】図１
Description
本発明は偏光光照射装置等から照射される偏光光の偏光方向、即ち偏光軸の方向を測定する偏光方向測定装置に関する。
近年、液晶パネルを始めとする液晶表示素子の配向膜や、視野角補償フィルムの配向層などの配向処理に関し、所定の波長の偏光光を照射して配向を行なう、光配向と呼ばれる技術が採用されるようになってきた。以下、光により配向を行う配向膜や、配向層を設けたフィルムなど、光により配向特性が生じる膜や層を総称して光配向膜と呼ぶ。
光配向膜に照射される偏光光の偏光方向（即ち偏光軸の方向。以下、本明細書においては「偏光方向」と「偏光軸の方向」とは同じ意味で使用する）により、光配向膜の配向方向（配向膜が液晶を配向させる方向）が決まる。配向方向が偏光軸に対して平行な方向になるのか、直交する方向になるのかは、光配向膜の種類により異なる。
光配向膜は、それが使用される液晶パネルの大型化と共に大型化している。例えば、上記した視野角補償フィルムは、帯状の長いワークであり、配向処理後所望の長さに切断されるものであるが、最近の物の中には、その幅が１５００ｍｍ以上と幅広化してきている。
光配向膜に照射される偏光光の偏光方向（即ち偏光軸の方向。以下、本明細書においては「偏光方向」と「偏光軸の方向」とは同じ意味で使用する）により、光配向膜の配向方向（配向膜が液晶を配向させる方向）が決まる。配向方向が偏光軸に対して平行な方向になるのか、直交する方向になるのかは、光配向膜の種類により異なる。
光配向膜は、それが使用される液晶パネルの大型化と共に大型化している。例えば、上記した視野角補償フィルムは、帯状の長いワークであり、配向処理後所望の長さに切断されるものであるが、最近の物の中には、その幅が１５００ｍｍ以上と幅広化してきている。
上記のような幅の広い帯状の光配向膜用の光配向用装置として、例えば特許文献１や特許文献２に記載のものが提案されている。上記特許文献１，２では、光配向膜の幅に相当する長さの、線状の光源である棒状のランプからの光を、偏光素子により偏光し、棒状ランプの長手方向に対して直交する方向に搬送される配向膜に対して照射することが提案されている。
上記したように、光配向膜の配向方向は、照射される偏光光の偏光軸の方向によって決まる。したがって、偏光光が照射される光照射領域においては、偏光軸の方法がそろっていることが望まれる。偏光軸の方向がばらついていると、光配向膜の配向方向もばらつき、液晶を所望の方向に配向させることができず、コントラストの低下や色むらといった画質の悪化の原因となることがある。
そのため、光配向処理を行う際、所望の偏光方向の偏光光が照射されているかどうか、また、経時により変化（悪化）していないかどうか確認するために、光照射領域内の偏光軸の方向や、そのばらつき（分布）を測定することが望まれるようになってきた。
測定により偏光軸のばらつき（分布）が、あらかじめ実験等により決められた許容の範囲内であれば、光配向処理が行われる。しかし、範囲外であれば、許容範囲に入るように偏光光照射装置の修理調整を行なう。
上記したように、光配向膜の配向方向は、照射される偏光光の偏光軸の方向によって決まる。したがって、偏光光が照射される光照射領域においては、偏光軸の方法がそろっていることが望まれる。偏光軸の方向がばらついていると、光配向膜の配向方向もばらつき、液晶を所望の方向に配向させることができず、コントラストの低下や色むらといった画質の悪化の原因となることがある。
そのため、光配向処理を行う際、所望の偏光方向の偏光光が照射されているかどうか、また、経時により変化（悪化）していないかどうか確認するために、光照射領域内の偏光軸の方向や、そのばらつき（分布）を測定することが望まれるようになってきた。
測定により偏光軸のばらつき（分布）が、あらかじめ実験等により決められた許容の範囲内であれば、光配向処理が行われる。しかし、範囲外であれば、許容範囲に入るように偏光光照射装置の修理調整を行なう。
従来、偏光軸の方向を測定する装置はなかったが、偏光光の消光比を測定する装置により、偏光軸の方向を測定していた。偏光光の消光比を測定する装置としては、例えば、特許文献３，４に示されるようなものがあり、光を受光する受光素子や光パワーメータの光入射側に偏光プリズムのような偏光素子を配置し、その偏光素子を回転させることにより、消光比を測定する。
上記のような消光比測定装置を用いた偏光軸の方向を測定する方法について、図１０を用いて説明する。
図１０において、１は受光した光の量に応じた信号を出力する受光器である。受光器１は照度表示器４に接続されており、照度表示器４には受光器１からの信号が入力され、照度を表示する。
受光器１の光入射側に、回転ステージ３に保持された偏光板２が配置される。このように受光器の光入射側に設けられる偏光板は、当該分野では検光子と呼ばれる。
回転ステージ３が回転することにより、検光子２は回転し、検光子の透過軸（主軸）の角度が変化する。回転ステージ３は、モータ等により自動で回転するものでも良いし、手動で回転するものでも良い。
上記のような消光比測定装置を用いた偏光軸の方向を測定する方法について、図１０を用いて説明する。
図１０において、１は受光した光の量に応じた信号を出力する受光器である。受光器１は照度表示器４に接続されており、照度表示器４には受光器１からの信号が入力され、照度を表示する。
受光器１の光入射側に、回転ステージ３に保持された偏光板２が配置される。このように受光器の光入射側に設けられる偏光板は、当該分野では検光子と呼ばれる。
回転ステージ３が回転することにより、検光子２は回転し、検光子の透過軸（主軸）の角度が変化する。回転ステージ３は、モータ等により自動で回転するものでも良いし、手動で回転するものでも良い。
図１０に示す測定装置を用いて以下の手順で消光比が測定される。
偏光光が照射されている光照射領域内に、上記測定器を配置する。回転ステージ３を基準位置から回転させて、図１１に示すように検光子２（の透過軸）を回転させながら、照度表示器４により受光器１の受光量の変化を調べる。
照射されている光は偏光光であるので、消光比が無限大のような理想的な場合は、その偏光光の偏光方向（偏光軸の方向）と、検光子の主軸（透過軸）の方向が一致すると、偏光光が検光子を通過し、受光器に受光され、受光量が最大になる。
しかし、偏光光の偏光方向（偏光軸の方向）と、検光子の主軸（透過軸）の方向が一致しなければ、偏光光は検光子を透過せず、受光器には光が受光されない。
このように、検光子を回転させると、受光量、即ち照度が変化するが、変化した照度の最大値と最小値の比が、消光比となる。
ここで、照度表示器４に表示される照度が最大になるステージ３の回転角度θ（基準位置０からの角度）を求めれば、その角度がその測定位置における偏光軸の方向となる。
偏光光が照射されている光照射領域内に、上記測定器を配置する。回転ステージ３を基準位置から回転させて、図１１に示すように検光子２（の透過軸）を回転させながら、照度表示器４により受光器１の受光量の変化を調べる。
照射されている光は偏光光であるので、消光比が無限大のような理想的な場合は、その偏光光の偏光方向（偏光軸の方向）と、検光子の主軸（透過軸）の方向が一致すると、偏光光が検光子を通過し、受光器に受光され、受光量が最大になる。
しかし、偏光光の偏光方向（偏光軸の方向）と、検光子の主軸（透過軸）の方向が一致しなければ、偏光光は検光子を透過せず、受光器には光が受光されない。
このように、検光子を回転させると、受光量、即ち照度が変化するが、変化した照度の最大値と最小値の比が、消光比となる。
ここで、照度表示器４に表示される照度が最大になるステージ３の回転角度θ（基準位置０からの角度）を求めれば、その角度がその測定位置における偏光軸の方向となる。
上記測定を、光照射領域内の複数点で行えば、各測定点での偏光軸の方向が分かり、その結果に基づいて光照射領域における偏光軸のばらつきが求められる。
例えば、ある光照射領域の偏光軸の方向（基準位置０からの角度）が２°〜５°の範囲であれば、照射される偏光光の偏光軸には３°（±１．５°）のばらつきがあるという。
特開２００４−１６３８８１号公報
特開２００４−１４４８８４号公報
特公平７−９２４２２号公報
特開２００３−８３８４３号公報
特開２００２−３２８２３４号公報
特表２００３−５０８８１３号公報
例えば、ある光照射領域の偏光軸の方向（基準位置０からの角度）が２°〜５°の範囲であれば、照射される偏光光の偏光軸には３°（±１．５°）のばらつきがあるという。
上述した偏光軸の方向の測定方法には、次のような問題がある。
照射される偏光光の消光比が無限大であれば、上記したように、検光子の主軸が偏光光の偏光軸と一致した時のみ光が通過するので、受光量が急激に大きくなり、照度が最大になるステージの回転角度θの位置が分かりやすい。
しかし、実際には、光配向膜に偏光光を照射するための偏光光照射装置から出射する偏光光は、消光比が無限大のように大きい場合は少なく、消光比が１：５〜１：１０のようにやや小さい場合が多い。したがって、消光比が小さな偏光光である場合についても、偏光軸の方向を測定できなければならない。
消光比の小さい偏光光であっても、検光子の主軸が偏光光の偏光軸と一致した時、照度は最大になる。しかし、消光比が小さい偏光光には非偏光の成分が存在しているために、回転ステージが回転して、検光子の主軸の方向が偏光光の偏光軸の方向に近づくにつれ、照度表示は徐々に上昇し、また、検光子の主軸の方向が偏光光の偏光軸の方向から離れるにつれ、照度は徐々に減少することとなる。
照射される偏光光の消光比が無限大であれば、上記したように、検光子の主軸が偏光光の偏光軸と一致した時のみ光が通過するので、受光量が急激に大きくなり、照度が最大になるステージの回転角度θの位置が分かりやすい。
しかし、実際には、光配向膜に偏光光を照射するための偏光光照射装置から出射する偏光光は、消光比が無限大のように大きい場合は少なく、消光比が１：５〜１：１０のようにやや小さい場合が多い。したがって、消光比が小さな偏光光である場合についても、偏光軸の方向を測定できなければならない。
消光比の小さい偏光光であっても、検光子の主軸が偏光光の偏光軸と一致した時、照度は最大になる。しかし、消光比が小さい偏光光には非偏光の成分が存在しているために、回転ステージが回転して、検光子の主軸の方向が偏光光の偏光軸の方向に近づくにつれ、照度表示は徐々に上昇し、また、検光子の主軸の方向が偏光光の偏光軸の方向から離れるにつれ、照度は徐々に減少することとなる。
ここで、照射される偏光光の照度が充分大きく、受光器１によるの受光量が充分であれば、検光子２を比較的速い速度で回転させながら、受光器１により照度を検出し、検光子２の回転角と受光量の関係を得ることができるが、実際には、受光器１で受光される光量は少ない場合が多く、回転ステージを速い速度で回転させながら受光量を精度よく検出することは難しい。受光量が非常に少ない場合には、回転ステージを停止させて受光器１により所定時間光を受光してその積算値から受光量を測定しなければならない場合もある。
したがって、照度が最大になる検光子の回転角度を求めるために、回転ステージを照度が大きくなる付近で、非常にゆっくりと正回転と逆回転を繰り返したり、小刻みに停止させて照度を測定し、照度が最大になる位置を求めることになる。
このような測定方法では、一回の測定に長い時間がかかる。したがって、偏光光が照射されている領域の、偏光方向のばらつきを測定するために、複数点（例えば９点）測定しようとすると、大変に長い時間が必要になる。
したがって、照度が最大になる検光子の回転角度を求めるために、回転ステージを照度が大きくなる付近で、非常にゆっくりと正回転と逆回転を繰り返したり、小刻みに停止させて照度を測定し、照度が最大になる位置を求めることになる。
このような測定方法では、一回の測定に長い時間がかかる。したがって、偏光光が照射されている領域の、偏光方向のばらつきを測定するために、複数点（例えば９点）測定しようとすると、大変に長い時間が必要になる。
そこで、次のような測定方法も考えられる。
検光子を所定の角度（例えば１０°）ずつ回転させて照度を測定し、その結果を曲線により数学的に近似し、極大値となる角度を計算により求める。
この方法であれば、測定の回数が限られるので、測定時間は短くなる。しかし、この方法においては、検光子を回転・停止させる回転ステージの停止精度が問題になる。
光配向処理においては、偏光軸の微小なばらつきが製品に影響する場合があり、０．０１°の測定精度が要求される場合がある。
したがって、回転ステージには、それ以上の停止精度が要求される。このような高い停止精度を実現するためには、バックラッシュ等のない非常に高価な回転移動機構を備えたステージが必要になり、またオーバーラン等を防ぐために非常にゆっくりと回転させることも必要になる。したがって、測定装置が高価になるとともに、測定時間の短縮化も阻まれる。
本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、検光子を回転させるための高価で高精度な回転ステージを用いる必要がなく、また、回転ステージの回転停止精度による問題を無くすことができ、さらに、測定時間の短縮化を図ることができる偏光方向測定装置を提供することを目的とする。
検光子を所定の角度（例えば１０°）ずつ回転させて照度を測定し、その結果を曲線により数学的に近似し、極大値となる角度を計算により求める。
この方法であれば、測定の回数が限られるので、測定時間は短くなる。しかし、この方法においては、検光子を回転・停止させる回転ステージの停止精度が問題になる。
光配向処理においては、偏光軸の微小なばらつきが製品に影響する場合があり、０．０１°の測定精度が要求される場合がある。
したがって、回転ステージには、それ以上の停止精度が要求される。このような高い停止精度を実現するためには、バックラッシュ等のない非常に高価な回転移動機構を備えたステージが必要になり、またオーバーラン等を防ぐために非常にゆっくりと回転させることも必要になる。したがって、測定装置が高価になるとともに、測定時間の短縮化も阻まれる。
本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、検光子を回転させるための高価で高精度な回転ステージを用いる必要がなく、また、回転ステージの回転停止精度による問題を無くすことができ、さらに、測定時間の短縮化を図ることができる偏光方向測定装置を提供することを目的とする。
上記課題を本発明においては次のように解決する。
（１）保持板に、透過軸（主軸）の回転方向の角度が予め設定された角度で異なっている複数の検光子を設ける。
上記保持板を、受光器の光入射側に配置し、検光子を並べた方向に沿って、連続的にまたは間歇的に直線移動させる。そして、透過軸の角度が異なる検光子を介して入射する光を受光器で受光し、受光量に応じた信号を制御部に送る。
制御部には予め上記検光子の透過軸の角度が記憶されており、制御部は、検光子の主軸の角度に対する照度値を二次関数で近似し、その結果から最も照度が大きくなる検光子の主軸の角度を計算し、その角度を偏光軸の方向とする。
また、上記において、複数箇所における偏光方向を測定する場合には、測定個所の一部あるいは全部に複数の受光器をそれぞれ設置し、検光子を固定した保持板を複数の受光器の上を直線移動させるようにしてもよい。このようにすれば、各測定個所に受光器を移動させながら測定する必要がないので、短時間で複数箇所の偏光方向を測定することができる。
さらに、上記複数箇所に設けた受光器の取り付け間隔に合わせて、保持板に検光子を取り付け、保持板を複数の受光器の上を直線移動させるようにすれば、２以上の受光器で同時に検光子を介して入射した光の光量を測定することができ、更に測定時間の短縮化することができる。
（２）上記（１）において、保持板に固定する検光子として、ワイヤーグリッド偏光子を用いる。
（１）保持板に、透過軸（主軸）の回転方向の角度が予め設定された角度で異なっている複数の検光子を設ける。
上記保持板を、受光器の光入射側に配置し、検光子を並べた方向に沿って、連続的にまたは間歇的に直線移動させる。そして、透過軸の角度が異なる検光子を介して入射する光を受光器で受光し、受光量に応じた信号を制御部に送る。
制御部には予め上記検光子の透過軸の角度が記憶されており、制御部は、検光子の主軸の角度に対する照度値を二次関数で近似し、その結果から最も照度が大きくなる検光子の主軸の角度を計算し、その角度を偏光軸の方向とする。
また、上記において、複数箇所における偏光方向を測定する場合には、測定個所の一部あるいは全部に複数の受光器をそれぞれ設置し、検光子を固定した保持板を複数の受光器の上を直線移動させるようにしてもよい。このようにすれば、各測定個所に受光器を移動させながら測定する必要がないので、短時間で複数箇所の偏光方向を測定することができる。
さらに、上記複数箇所に設けた受光器の取り付け間隔に合わせて、保持板に検光子を取り付け、保持板を複数の受光器の上を直線移動させるようにすれば、２以上の受光器で同時に検光子を介して入射した光の光量を測定することができ、更に測定時間の短縮化することができる。
（２）上記（１）において、保持板に固定する検光子として、ワイヤーグリッド偏光子を用いる。
本発明においては、以下の効果を得ることができる。
（１）保持板に、透過軸の回転方向の角度が予め設定された角度で異なっている複数の検光子を設け、保持板を、受光器の光入射側に配置し、検光子を並べた方向に沿って、連続的にまたは間歇的に直線移動させるようにしたので、検光子の回転停止精度の影響を受けることなく、精度よく偏光方向を測定することができる。
（２）検光子が回転移動ではなく、直線移動するので、一つの検光子を介した光が受光器に入射している間は、受光器に入射する光の光量は略一定に保たれる。したがって、検光子の移動速度を比較的速くしても測定は可能である。このため、測定時間の短縮化を図ることができる。
（３）検光子の移動制御には、安価な直線移動ステージを使用することができ、高価で高精度な回転ステージを用いる必要がない。
（４）複数箇所の偏光方向を測定する場合、測定個所に対応させて複数の受光器を設置し、検光子を固定した保持板を複数の受光器の上を直線移動させ、複数箇所の偏光方向を測定することが可能である。
このようにすれば、受光器を移動させる必要がないので、比較的容易にかつ短時間で複数箇所の偏光方向を測定することができる。
（５）ワイヤーグリッド偏光板を利用することにより、光照射領域に入射する偏光光の成分に、垂直に入射する以外の成分あっても、偏光軸の方向を測定することができる。
（１）保持板に、透過軸の回転方向の角度が予め設定された角度で異なっている複数の検光子を設け、保持板を、受光器の光入射側に配置し、検光子を並べた方向に沿って、連続的にまたは間歇的に直線移動させるようにしたので、検光子の回転停止精度の影響を受けることなく、精度よく偏光方向を測定することができる。
（２）検光子が回転移動ではなく、直線移動するので、一つの検光子を介した光が受光器に入射している間は、受光器に入射する光の光量は略一定に保たれる。したがって、検光子の移動速度を比較的速くしても測定は可能である。このため、測定時間の短縮化を図ることができる。
（３）検光子の移動制御には、安価な直線移動ステージを使用することができ、高価で高精度な回転ステージを用いる必要がない。
（４）複数箇所の偏光方向を測定する場合、測定個所に対応させて複数の受光器を設置し、検光子を固定した保持板を複数の受光器の上を直線移動させ、複数箇所の偏光方向を測定することが可能である。
このようにすれば、受光器を移動させる必要がないので、比較的容易にかつ短時間で複数箇所の偏光方向を測定することができる。
（５）ワイヤーグリッド偏光板を利用することにより、光照射領域に入射する偏光光の成分に、垂直に入射する以外の成分あっても、偏光軸の方向を測定することができる。
図１〜図２に本発明の第１の実施例の偏光方向測定装置の構成を示す。図１は斜視図、図２（ａ）は図１を上から見た図、図２（ｂ）は、図１を検光子保持板１０が移動する方向から見た断面図である。
検光子保持板１０の平面上に、主軸（透過軸）の回転方向があらかじめ設定された角度で変えられた複数の検光子１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄが直線状に並べて配置される。
各検光子１０ａ〜１０ｄは、主軸の回転方向の角度が変わらないように保持板１０に対して接着剤等でしっかりと固定されている。
検光子１０ａ〜１０ｄは、例えば、特許文献５，６に示されているような、照射される偏光光の波長に合せたライン・アンド・スペースのグリッドを形成したワイヤーグリッド偏光板である。
検光子保持板１０は、検光子１０ａ〜１０ｄを並べた方向に沿って伸びる２本のレール１２上に載せられており、検光子保持板駆動部１１によりレール１２上を（図１では右上から左下へ）往復移動する。この検光子保持板１０、レール１２、検光子保持板駆動部１１により検光子移動手段が構成される。
検光子保持板１０の平面上に、主軸（透過軸）の回転方向があらかじめ設定された角度で変えられた複数の検光子１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄが直線状に並べて配置される。
各検光子１０ａ〜１０ｄは、主軸の回転方向の角度が変わらないように保持板１０に対して接着剤等でしっかりと固定されている。
検光子１０ａ〜１０ｄは、例えば、特許文献５，６に示されているような、照射される偏光光の波長に合せたライン・アンド・スペースのグリッドを形成したワイヤーグリッド偏光板である。
検光子保持板１０は、検光子１０ａ〜１０ｄを並べた方向に沿って伸びる２本のレール１２上に載せられており、検光子保持板駆動部１１によりレール１２上を（図１では右上から左下へ）往復移動する。この検光子保持板１０、レール１２、検光子保持板駆動部１１により検光子移動手段が構成される。
２本のレール１２の間には、受光器１３が配置される。受光器１３は従来例と同様、受光した光の量に応じた信号を出力し、出力された信号は、受光器１３に接続されている照度表示器２０に入力され、照度に換算されて表示される。
受光器１３は、例えば波長３６５ｎｍに受光感度を有するウシオ電機製ＵＶＤ−Ｓ３６５であり、照度表示器２０はウシオ電機製ＵＩＴ−１５０である。
また、照度の信号は、照度表示器２０から制御部２１に入力され記憶される。入力された照度信号は演算処理されるが、詳細は後述する。また、制御部２１は検光子保持板駆動部１１の動作を制御する。
受光器１３は、例えば波長３６５ｎｍに受光感度を有するウシオ電機製ＵＶＤ−Ｓ３６５であり、照度表示器２０はウシオ電機製ＵＩＴ−１５０である。
また、照度の信号は、照度表示器２０から制御部２１に入力され記憶される。入力された照度信号は演算処理されるが、詳細は後述する。また、制御部２１は検光子保持板駆動部１１の動作を制御する。
次に、上記の偏光方向測定装置を用いて偏光軸の方向を測定する手順について説明する。まず測定原理について簡単に説明する。
どのような偏光光でも、それが完全直線偏光器を通過したときの振幅は、Ｍａｌｕｓ（マリユース）の法則にしたがって決まる。
図３に示すように、偏光器で作られた偏光光の電場ベクトルＥｐが検光子の透過軸（主軸）Ａとなす角をθとすると、透過光の振幅はＥｐのＡに平行な成分Ｅａだけである。すなわち、Ｅａ= Ｅｐ×ｃｏｓθ
検光子透過後の照度を測定した場合、上記の式からわかるように偏光方向と検光子の方向が一致したときに照度が最大になる。また光の平均強度は振幅の二乗なので、検光子透過後の照度値はｃｏｓθの二乗に比例する。
そのため、検光子の角度θを連続的に変化させなくても、透過軸（主軸）Ａの角度が異なる複数の検光子を用いて照度を測定し、その値を二次関数で近似し、照度値が極大になるときの角度θを計算により求めれば、ある基準軸に対する偏光軸の方向を求めることができる。
上記のことは偏光度が低い光（消光比の小さい偏光光）や、楕円偏光に対しても近似的に用いることができる。
どのような偏光光でも、それが完全直線偏光器を通過したときの振幅は、Ｍａｌｕｓ（マリユース）の法則にしたがって決まる。
図３に示すように、偏光器で作られた偏光光の電場ベクトルＥｐが検光子の透過軸（主軸）Ａとなす角をθとすると、透過光の振幅はＥｐのＡに平行な成分Ｅａだけである。すなわち、Ｅａ= Ｅｐ×ｃｏｓθ
検光子透過後の照度を測定した場合、上記の式からわかるように偏光方向と検光子の方向が一致したときに照度が最大になる。また光の平均強度は振幅の二乗なので、検光子透過後の照度値はｃｏｓθの二乗に比例する。
そのため、検光子の角度θを連続的に変化させなくても、透過軸（主軸）Ａの角度が異なる複数の検光子を用いて照度を測定し、その値を二次関数で近似し、照度値が極大になるときの角度θを計算により求めれば、ある基準軸に対する偏光軸の方向を求めることができる。
上記のことは偏光度が低い光（消光比の小さい偏光光）や、楕円偏光に対しても近似的に用いることができる。
測定の手順を、図１と図４を用いて説明する。なお、ここでは、説明を簡単にするために、検光子１０ａの主軸の角度を基準角度０°とし、以下、検光子１０ｂの主軸の角度を４５°、検光子１０ｃの主軸の角度を９０°、検光子１０ｄの主軸の角度を１３５°とし、照射される偏光光の偏光軸が、検光子１０ｃの主軸の方向である９０°にほぼ一致していると仮定する。
図４は、偏光光照射器３０による光照射領域に、図１の偏光方向測定装置を配置した様子を示す。
偏光光照射装置３０は、ランプ３０ａ、ランプ３０ａからの光を反射するミラー３０ｂ、ランプ３０ａからの直射光およびミラー３０ｂからの反射光を偏光光にする偏光素子３１を内蔵している。
ランプ３０ａは、例えば棒状の高圧水銀ランプであり、偏光素子３１は斜めに入射する光の成分も偏光できるワイヤーグリッド偏光素子である。
図４は、偏光光照射器３０による光照射領域に、図１の偏光方向測定装置を配置した様子を示す。
偏光光照射装置３０は、ランプ３０ａ、ランプ３０ａからの光を反射するミラー３０ｂ、ランプ３０ａからの直射光およびミラー３０ｂからの反射光を偏光光にする偏光素子３１を内蔵している。
ランプ３０ａは、例えば棒状の高圧水銀ランプであり、偏光素子３１は斜めに入射する光の成分も偏光できるワイヤーグリッド偏光素子である。
図４に示すように、偏光光照射装置３０の偏光光が照射される領域に、図１の偏光方向測定装置を配置し、受光器１３を偏光軸の方向を測定したい点に置く。なお、図４では、偏光方向測定装置について、受光器１３と検光子１０ａ〜１０ｄを固定した検光子保持板１０しか示していない。
偏光光照射装置３０のランプ１０ａを点灯し、偏光光を照射する。棒状ランプ３０ａを内蔵した偏光光照射装置３０からは、光照射領域に対して、さまざまな角度の光が入射するが、本実施例では、検光子１０ａ〜１０ｄとしてワイヤーグリッド偏光子を使用しており、ワイヤーグリッド偏光子は、斜めに入射する偏光光も（透過軸の方向があえば）透過させられる。
したがって、さまざまな角度の、偏光光を出射するような偏光光照射装置においても、偏光軸の方向を測定することができる。
偏光光照射装置３０のランプ１０ａを点灯し、偏光光を照射する。棒状ランプ３０ａを内蔵した偏光光照射装置３０からは、光照射領域に対して、さまざまな角度の光が入射するが、本実施例では、検光子１０ａ〜１０ｄとしてワイヤーグリッド偏光子を使用しており、ワイヤーグリッド偏光子は、斜めに入射する偏光光も（透過軸の方向があえば）透過させられる。
したがって、さまざまな角度の、偏光光を出射するような偏光光照射装置においても、偏光軸の方向を測定することができる。
図１の偏光方向測定装置において、制御部２１は、検光子保持板駆動部１１を駆動させ、検光子１０ａが、受光器１３の光入射側に位置するように、検光子保持板１０を移動させる。
受光器１３は、検光子１０ａを通過した光を受光し、その光量に応じた信号を照度表示器２０に送る。照度表示器２０はその信号を照度に変換して表示する。
なお、検光子１０ａの主軸は、照射される偏光光の偏光軸の方向に対しほぼ９０°になるので、表示される照度値は０か０に近い値になるはずである。
照度表示器２０は照度の信号を制御部２１に送り、制御部２１は照度値を主軸の角度０°に対応する値として記憶する。
制御部２１は、検光子保持板１０を移動させ、検光子１０ｂを受光器１３の光入射側に位置させる。受光器１３は、検光子１０ｂを通過した光を受光し、照度表示器２０はその照度を表示する。
照度値は、検光子１０ａを介した照度よりも増加し、制御部２１はその照度値を主軸の角度４５°に対応する値として記憶する。
受光器１３は、検光子１０ａを通過した光を受光し、その光量に応じた信号を照度表示器２０に送る。照度表示器２０はその信号を照度に変換して表示する。
なお、検光子１０ａの主軸は、照射される偏光光の偏光軸の方向に対しほぼ９０°になるので、表示される照度値は０か０に近い値になるはずである。
照度表示器２０は照度の信号を制御部２１に送り、制御部２１は照度値を主軸の角度０°に対応する値として記憶する。
制御部２１は、検光子保持板１０を移動させ、検光子１０ｂを受光器１３の光入射側に位置させる。受光器１３は、検光子１０ｂを通過した光を受光し、照度表示器２０はその照度を表示する。
照度値は、検光子１０ａを介した照度よりも増加し、制御部２１はその照度値を主軸の角度４５°に対応する値として記憶する。
制御部２１は、検光子保持板１０を移動させ、検光子１０ｃを受光器１３の光入射側に位置させる。受光器１３は、検光子１０ｃを通過した光を受光し、照度表示器２０はその照度を表示する。
照射される偏光光の偏光軸が、検光子１０ｃの主軸の方向にほぼ一致していると仮定しているので、検光子１０ｃを受光器１３の光入射側に位置したとき、照射される偏光光の偏光軸と、検光子２３の主軸はほぼ一致し、照度値は最も大きな値になる。制御部２１はその照度値を主軸の角度９０°に対応する値として記憶する。
制御部２１は、検光子保持板１０を移動させ、検光子１０ｄを受光器１３の光入射側に位置させる。受光器１３は、検光子１０ｄを通過した光を受光し、照度表示器２０はその照度を表示する。照度値は、検光子１０ｃを介した照度よりも低下し、検光子１０ｂを介した照度とほぼ同じになる。制御部２１はその照度値を主軸の角度１３５°に対応する値として記憶する。
照射される偏光光の偏光軸が、検光子１０ｃの主軸の方向にほぼ一致していると仮定しているので、検光子１０ｃを受光器１３の光入射側に位置したとき、照射される偏光光の偏光軸と、検光子２３の主軸はほぼ一致し、照度値は最も大きな値になる。制御部２１はその照度値を主軸の角度９０°に対応する値として記憶する。
制御部２１は、検光子保持板１０を移動させ、検光子１０ｄを受光器１３の光入射側に位置させる。受光器１３は、検光子１０ｄを通過した光を受光し、照度表示器２０はその照度を表示する。照度値は、検光子１０ｃを介した照度よりも低下し、検光子１０ｂを介した照度とほぼ同じになる。制御部２１はその照度値を主軸の角度１３５°に対応する値として記憶する。
実際には、主軸の角度を、例えば１０°ずつといったように、小刻みに変えた検光子を検光子保持板上に設け、上記のように照度測定を行い、制御部において主軸の角度に対応して照度値を記憶する。
検光子移動手段は、受光器１３が検光子１０ａ〜１０ｄを介して光を受光できる位置に検光子１０ａ〜１０ｄを停止させればよいので、高い停止精度は必要なく、比較的速く移動させることができる。したがって、安価な直線移動ステージを使用することができ、また測定時間も短縮化を図ることができる。
なお、上記では、検光子保持板１０を間歇的に移動させ、停止した状態で測定するように説明したが、連続的に移動させながら、検光子１０ａ〜１０ｄが受光器上を移動している状態で測定するようにしても良い。
検光子移動手段は、受光器１３が検光子１０ａ〜１０ｄを介して光を受光できる位置に検光子１０ａ〜１０ｄを停止させればよいので、高い停止精度は必要なく、比較的速く移動させることができる。したがって、安価な直線移動ステージを使用することができ、また測定時間も短縮化を図ることができる。
なお、上記では、検光子保持板１０を間歇的に移動させ、停止した状態で測定するように説明したが、連続的に移動させながら、検光子１０ａ〜１０ｄが受光器上を移動している状態で測定するようにしても良い。
次に、上記測定結果に基づいて偏光軸の方向を計算する手順について説明する。以下の手順は偏光方向測定装置の制御部２１にて行なわれる。
上記のよう測定され記憶された照度値を、検光子１０ａ〜１０ｄの主軸の角度に対応してプロットする。図５（ａ）はその一例であり、例として１０枚の検光子を用い、１０個の主軸の角度に対して照度測定した場合である。
同図の横軸は検光子の主軸の角度θであり、縦軸は照度Ｉである。同図に示すように、
検光子の主軸の角度θが偏光軸の方向に近い角度の時、照度が高くなり、θが偏光軸の方向に対して±９０°付近になると照度が低くなる。
上記のよう測定され記憶された照度値を、検光子１０ａ〜１０ｄの主軸の角度に対応してプロットする。図５（ａ）はその一例であり、例として１０枚の検光子を用い、１０個の主軸の角度に対して照度測定した場合である。
同図の横軸は検光子の主軸の角度θであり、縦軸は照度Ｉである。同図に示すように、
検光子の主軸の角度θが偏光軸の方向に近い角度の時、照度が高くなり、θが偏光軸の方向に対して±９０°付近になると照度が低くなる。
例えば図５（ａ）に示すデータが得られたら、次に、検光子の主軸の角度がθの時の照度をＩ（θ）として、以下の式によりＡＴＡＮ（θ）を計算する。
ＡＴＡＮ（θ）＝ｔａｎ-1｛Ｉ（θ＋９０°）／Ｉ（θ）｝
図５（ａ）の場合、測定点が１０個あるので、５個のＡＴＡＮ（θ）が求められる。
上記で求められた５個のＡＴＡＮ（θ）を、図５（ｂ）に示すように、横軸をθ、縦軸をＡＴＡＮ（θ）としてプロットする。そして、２次関数（ａθ2 ＋ｂθ＋ｃ＝０）により近似する。
｛Ｉ（θ＋９０°）／Ｉ（θ）｝はいわゆる消光比であり、消光比が最大になる角度θが
偏光軸の方向と考えられる。
上記式より｛Ｉ（θ＋９０°）／Ｉ（θ）｝大きな値になる程、ＡＴＡＮ（θ）は小さ
くなる。したがって、上記で近似した２次関数を（θ＋ｂ／２ａ）2 ＋Ｄ＝０とすると、（−ｂ／２ａ）は、近似した２次関数が極小値を取る時のθの値であり、したがって（−ｂ／２ａ）が測定点における偏光軸の方向となる。
上記のような、偏光方向の測定を、光照射領域内の複数個所で行えば、各測定点での（ある任意の方向を基準とした）偏光方向が測定できる。したがって、その結果より、光照射領域における偏光軸の方向のばらつきを求めることができる。
ＡＴＡＮ（θ）＝ｔａｎ-1｛Ｉ（θ＋９０°）／Ｉ（θ）｝
図５（ａ）の場合、測定点が１０個あるので、５個のＡＴＡＮ（θ）が求められる。
上記で求められた５個のＡＴＡＮ（θ）を、図５（ｂ）に示すように、横軸をθ、縦軸をＡＴＡＮ（θ）としてプロットする。そして、２次関数（ａθ2 ＋ｂθ＋ｃ＝０）により近似する。
｛Ｉ（θ＋９０°）／Ｉ（θ）｝はいわゆる消光比であり、消光比が最大になる角度θが
偏光軸の方向と考えられる。
上記式より｛Ｉ（θ＋９０°）／Ｉ（θ）｝大きな値になる程、ＡＴＡＮ（θ）は小さ
くなる。したがって、上記で近似した２次関数を（θ＋ｂ／２ａ）2 ＋Ｄ＝０とすると、（−ｂ／２ａ）は、近似した２次関数が極小値を取る時のθの値であり、したがって（−ｂ／２ａ）が測定点における偏光軸の方向となる。
上記のような、偏光方向の測定を、光照射領域内の複数個所で行えば、各測定点での（ある任意の方向を基準とした）偏光方向が測定できる。したがって、その結果より、光照射領域における偏光軸の方向のばらつきを求めることができる。
以上のように、本実施例では、検光子保持板１０に、透過軸の回転方向の角度が予め設定された角度で異なっている複数の検光子１０ａ〜１０ｄを取り付け、保持板１０を、検光子１０ａ〜１０ｄを並べた方向に沿って直線移動させるようにしたので、従来例のように検光子を回転させる必要はなく、検光子の回転停止精度の影響を受けることなく、精度よく偏光方向を測定することができる。
特に、検光子１０ａ〜１０ｄが直線移動するので、一つの検光子を介した光が受光器１３に入射している間は、受光器１３に対して偏光軸の方向は変わらず、受光器１３に入射する光の光量は略一定に保たれる。したがって、偏光光の光量にもよるが、検光子の移動速度を速くしても測定は可能であり、従来例に比べ、測定時間の短縮化を図ることができる。
特に、検光子１０ａ〜１０ｄが直線移動するので、一つの検光子を介した光が受光器１３に入射している間は、受光器１３に対して偏光軸の方向は変わらず、受光器１３に入射する光の光量は略一定に保たれる。したがって、偏光光の光量にもよるが、検光子の移動速度を速くしても測定は可能であり、従来例に比べ、測定時間の短縮化を図ることができる。
上記実施例では、受光器１３を偏光光が照射される領域上に一つ設置する場合について説明したが、光照射領域内の複数箇所における偏光方向を測定する場合には、以下の実施例で説明するように、光照射領域内の測定個所に対応させて、複数の受光器をそれぞれ設置してもよく、このようにすれば、測定時間を短縮することができる。
図６は光照射領域に３つの受光素子を設置した本発明の第２の実施例を示す図である。 前記図１と同様、検光子保持板１０の平面上に、主軸（透過軸）の方向があらかじめ設定された角度で変えられた複数の検光子１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄが直線状に並べて配置され、各検光子１０ａ〜１０ｄは検光子保持板１０に固定されている。検光子１０ａ〜１０ｄは、例えば、前記したワイヤーグリッド偏光板である。
検光子保持板１０は、２本のレール１２上に載せられており、検光子保持板駆動部１１によりレール１２上を往復移動する。
２本のレール１２の間の測定個所には、受光器１３ａ〜１３ｃが配置される。受光器１３ａ〜１３ｃから出力された測定信号は照度表示器２０に入力され、それぞれの受光器１３ａ〜１３ｃにより測定された照度が表示される。また、測定された照度信号は、制御部２１に入力され記憶される。
図６は光照射領域に３つの受光素子を設置した本発明の第２の実施例を示す図である。 前記図１と同様、検光子保持板１０の平面上に、主軸（透過軸）の方向があらかじめ設定された角度で変えられた複数の検光子１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄが直線状に並べて配置され、各検光子１０ａ〜１０ｄは検光子保持板１０に固定されている。検光子１０ａ〜１０ｄは、例えば、前記したワイヤーグリッド偏光板である。
検光子保持板１０は、２本のレール１２上に載せられており、検光子保持板駆動部１１によりレール１２上を往復移動する。
２本のレール１２の間の測定個所には、受光器１３ａ〜１３ｃが配置される。受光器１３ａ〜１３ｃから出力された測定信号は照度表示器２０に入力され、それぞれの受光器１３ａ〜１３ｃにより測定された照度が表示される。また、測定された照度信号は、制御部２１に入力され記憶される。
次に、本実施例の偏光方向測定装置を用いて偏光軸の方向を測定する手順について説明する。
図７は３箇所の測定箇所に設置した受光器１３ａ〜１３ｃにより偏光方向を測定する場合を説明する図である。
この例では、３つの検光子１０ａ〜１０ｃを用い、検光子保持板１０への検光子１０ａ〜１０ｃの取り付け間隔を、受光器１３ａ〜１３ｃの設置間隔に合わせた場合を示している。このように検光子と受光器の取り付け間隔を合わせることにより、２以上の受光器で同時に検光子を介した光を受光することができ、測定時間を短縮することができる。
図７において、（ｓ１）（ｓ２）（ｓ３）はそれぞれ測定位置であり、受光器１３ａ〜１３ｃの設置位置を示す。また、検光子１０ａ〜１０ｃは、検光子１０ａの主軸（透過軸）の角度に対して、検光子１０ｂの主軸の角度は４５°、検光子１０ｃの主軸の角度は９０°傾いているとする。
図７は３箇所の測定箇所に設置した受光器１３ａ〜１３ｃにより偏光方向を測定する場合を説明する図である。
この例では、３つの検光子１０ａ〜１０ｃを用い、検光子保持板１０への検光子１０ａ〜１０ｃの取り付け間隔を、受光器１３ａ〜１３ｃの設置間隔に合わせた場合を示している。このように検光子と受光器の取り付け間隔を合わせることにより、２以上の受光器で同時に検光子を介した光を受光することができ、測定時間を短縮することができる。
図７において、（ｓ１）（ｓ２）（ｓ３）はそれぞれ測定位置であり、受光器１３ａ〜１３ｃの設置位置を示す。また、検光子１０ａ〜１０ｃは、検光子１０ａの主軸（透過軸）の角度に対して、検光子１０ｂの主軸の角度は４５°、検光子１０ｃの主軸の角度は９０°傾いているとする。
図７において、測定は以下のように行われる。
（１）図７（ａ）に示すスキャン開始位置から検光子保持板１０を移動させ、図７（ｂ）に示すように検光子１０ａを介した光を受光器１３ａで受光する。これにより、（ｓ１）点における検光子１０ａを介した光の受光量が測定される。
（２）検光子保持板１０を移動させ、図７（ｃ）に示すように、検光子１０ａ，１０ｂを介した光をそれぞれ受光器１３ｂ，１３ａで受光する。これにより、（ｓ１）点における検光子１０ｂを介した光の受光量が測定され、（ｓ２）点における検光子１０ａを介した光の受光量が測定される。
（３）検光子保持板１０を移動させ、図７（ｄ）に示すように、検光子１０ａ，１０ｂ，１０ｃを介した光をそれぞれ受光器１３ｃ，１３ｂ，１３ａで受光する。これにより、（ｓ１）点における検光子１０ｃを介した光の受光量が測定され、（ｓ２）点における検光子１０ｂを介した光の受光量が測定され、（ｓ３）点における検光子１０ｃを介した光の受光量が測定される。
（４）検光子保持板１０を移動させ、図７（ｅ）に示すように、検光子１０ｂ，１０ｃを介した光をそれぞれ受光器１３ｃ，１３ｂで受光する。これにより、（ｓ２）点における検光子１０ｃを介した光の受光量が測定され、（ｓ３）点における検光子１０ｂを介した光の受光量が測定される。
（５）検光子保持板１０を移動させ、図７（ｆ）に示すように、検光子１０ｃを介した光を受光器１３ｃで受光する。これにより、（ｓ３）点における検光子１０ｃを介した光の受光量が測定される。ついで、検光子保持板１０を図７（ｇ）に示すスキャン終了位置に移動させ、測定を終了する。
（６）上記受光器１３ａ〜１３ｃで測定された測定値は前記したように、照度表示器２０に入力され、それぞれの受光器１３ａ〜１３ｃにより測定された照度が表示される。また、測定された照度信号は、制御部２１に入力され記憶される。
（１）図７（ａ）に示すスキャン開始位置から検光子保持板１０を移動させ、図７（ｂ）に示すように検光子１０ａを介した光を受光器１３ａで受光する。これにより、（ｓ１）点における検光子１０ａを介した光の受光量が測定される。
（２）検光子保持板１０を移動させ、図７（ｃ）に示すように、検光子１０ａ，１０ｂを介した光をそれぞれ受光器１３ｂ，１３ａで受光する。これにより、（ｓ１）点における検光子１０ｂを介した光の受光量が測定され、（ｓ２）点における検光子１０ａを介した光の受光量が測定される。
（３）検光子保持板１０を移動させ、図７（ｄ）に示すように、検光子１０ａ，１０ｂ，１０ｃを介した光をそれぞれ受光器１３ｃ，１３ｂ，１３ａで受光する。これにより、（ｓ１）点における検光子１０ｃを介した光の受光量が測定され、（ｓ２）点における検光子１０ｂを介した光の受光量が測定され、（ｓ３）点における検光子１０ｃを介した光の受光量が測定される。
（４）検光子保持板１０を移動させ、図７（ｅ）に示すように、検光子１０ｂ，１０ｃを介した光をそれぞれ受光器１３ｃ，１３ｂで受光する。これにより、（ｓ２）点における検光子１０ｃを介した光の受光量が測定され、（ｓ３）点における検光子１０ｂを介した光の受光量が測定される。
（５）検光子保持板１０を移動させ、図７（ｆ）に示すように、検光子１０ｃを介した光を受光器１３ｃで受光する。これにより、（ｓ３）点における検光子１０ｃを介した光の受光量が測定される。ついで、検光子保持板１０を図７（ｇ）に示すスキャン終了位置に移動させ、測定を終了する。
（６）上記受光器１３ａ〜１３ｃで測定された測定値は前記したように、照度表示器２０に入力され、それぞれの受光器１３ａ〜１３ｃにより測定された照度が表示される。また、測定された照度信号は、制御部２１に入力され記憶される。
測定点（ｓ１）に設けられた受光器１３ａは、上記（１）（２）（３）で検光子１０ａ〜１０ｃを介した光を受光しており、この測定値は制御部２１に記憶されているので、制御部２１では、この記憶した値から測定点（ｓ１）における偏光軸の方向を前記した手法で計算することができる。
また、測定点（ｓ２）に設けられた受光器１３ｂは、上記（２）（３）（４）で検光子１０ａ〜１０ｃを介した光を受光しており、この測定値は制御部２１に記憶されているので、制御部２１では、この記憶した値から測定点（ｓ２）における偏光軸の方向を前記した手法で計算することができる。
同様に、測定点（ｓ３）に設けられた受光器１３ｃは、上記（３）（４）（５）で検光子１０ａ〜１０ｃを介した光を受光しており、この測定値は制御部２１に記憶されているので、制御部２１では、この記憶した値から測定点（ｓ３）における偏光軸の方向を前記した手法で計算することができる。
以上のように本実施例では、受光器１３ａ〜１３ｂ上で、検光子保持板１０を１回スキャンさせることで、３点における偏光軸の方向を測定することができ、測定時間を第１の実施例に比べて短縮することができる。
また、測定点（ｓ２）に設けられた受光器１３ｂは、上記（２）（３）（４）で検光子１０ａ〜１０ｃを介した光を受光しており、この測定値は制御部２１に記憶されているので、制御部２１では、この記憶した値から測定点（ｓ２）における偏光軸の方向を前記した手法で計算することができる。
同様に、測定点（ｓ３）に設けられた受光器１３ｃは、上記（３）（４）（５）で検光子１０ａ〜１０ｃを介した光を受光しており、この測定値は制御部２１に記憶されているので、制御部２１では、この記憶した値から測定点（ｓ３）における偏光軸の方向を前記した手法で計算することができる。
以上のように本実施例では、受光器１３ａ〜１３ｂ上で、検光子保持板１０を１回スキャンさせることで、３点における偏光軸の方向を測定することができ、測定時間を第１の実施例に比べて短縮することができる。
図８は２箇所の測定箇所に設置した受光器１３ａ，１３ｂにより偏光方向を測定する場合を説明する図である。
この例では、３つの検光子１０ａ〜１０ｃを用い、検光子保持板１０への検光子１０ａ，１０ｂの取り付け間隔を、受光器１３ａ，１３ｃの設置間隔に合わせた場合を示している。また、（ｓ１）（ｓ２）はそれぞれ測定位置であり受光器１３ａ，１３ｂの設置位置を示す。
図８において、測定は以下のように行われる。
（１）図８（ａ）に示すスキャン開始位置から検光子保持板１０を移動させ、図８（ｂ）に示すように検光子１０ａを介した光を受光器１３ａで受光する。これにより、（ｓ１）点における検光子１０ａを介した光の受光量が測定される。
（２）検光子保持板１０を移動させ、図８（ｃ）に示すように、検光子１０ｂを介した光を受光器１３ａで受光する。これにより、（ｓ１）点における検光子１０ｂを介した光の受光量が測定される。
（３）検光子保持板１０を移動させ、図８（ｄ）に示すように、検光子１０ａ，１０ｂを介した光を受光器１３ａ，１３ｂで受光する。これにより、（ｓ１）点における検光子１０ｃを介した光の受光量が測定され、（ｓ２）点における検光子１０ａを介した光の受光量が測定される。
（４）検光子保持板１０を移動させ、図８（ｅ）に示すように、検光子１０ｂを介した光を受光器１３ｂで受光する。これにより、（ｓ２）点における検光子１０ｂを介した光の受光量が測定される。
（５）検光子保持板１０を移動させ、図８（ｆ）に示すように、検光子１０ｃを介した光を受光器１３ｂで受光する。これにより、（ｓ２）点における検光子１０ｃを介した光の受光量が測定される。ついで、検光子保持板１０を図８（ｇ）に示すスキャン終了位置に移動させ、測定を終了する。
（６）上記受光器１３ａ，１３ｂで測定された測定値は前記したように、照度表示器２０に入力され、それぞれの受光器１３ａ〜１３ｃにより測定された照度が表示される。また、測定された照度信号は、制御部２１に入力され記憶される。
この例では、３つの検光子１０ａ〜１０ｃを用い、検光子保持板１０への検光子１０ａ，１０ｂの取り付け間隔を、受光器１３ａ，１３ｃの設置間隔に合わせた場合を示している。また、（ｓ１）（ｓ２）はそれぞれ測定位置であり受光器１３ａ，１３ｂの設置位置を示す。
図８において、測定は以下のように行われる。
（１）図８（ａ）に示すスキャン開始位置から検光子保持板１０を移動させ、図８（ｂ）に示すように検光子１０ａを介した光を受光器１３ａで受光する。これにより、（ｓ１）点における検光子１０ａを介した光の受光量が測定される。
（２）検光子保持板１０を移動させ、図８（ｃ）に示すように、検光子１０ｂを介した光を受光器１３ａで受光する。これにより、（ｓ１）点における検光子１０ｂを介した光の受光量が測定される。
（３）検光子保持板１０を移動させ、図８（ｄ）に示すように、検光子１０ａ，１０ｂを介した光を受光器１３ａ，１３ｂで受光する。これにより、（ｓ１）点における検光子１０ｃを介した光の受光量が測定され、（ｓ２）点における検光子１０ａを介した光の受光量が測定される。
（４）検光子保持板１０を移動させ、図８（ｅ）に示すように、検光子１０ｂを介した光を受光器１３ｂで受光する。これにより、（ｓ２）点における検光子１０ｂを介した光の受光量が測定される。
（５）検光子保持板１０を移動させ、図８（ｆ）に示すように、検光子１０ｃを介した光を受光器１３ｂで受光する。これにより、（ｓ２）点における検光子１０ｃを介した光の受光量が測定される。ついで、検光子保持板１０を図８（ｇ）に示すスキャン終了位置に移動させ、測定を終了する。
（６）上記受光器１３ａ，１３ｂで測定された測定値は前記したように、照度表示器２０に入力され、それぞれの受光器１３ａ〜１３ｃにより測定された照度が表示される。また、測定された照度信号は、制御部２１に入力され記憶される。
測定点（ｓ１）に設けられた受光器１３ａは、上記（１）（２）（３）で検光子１０ａ，１０ｂ，１０ｃを介した光を受光しており、この測定値は制御部２１に記憶されているので、制御部２１では、この記憶した値から測定点（ｓ１）における偏光軸の方向を前記した手法で計算することができる。
また、測定点（ｓ２）に設けられた受光器１３ｂは、上記（３）（４）（５）で検光子１０ａ〜１０ｃを介した光を受光しており、この測定値は制御部２１に記憶されているので、制御部２１では、この記憶した値から測定点（ｓ２）における偏光軸の方向を前記した手法で計算することができる。
また、測定点（ｓ２）に設けられた受光器１３ｂは、上記（３）（４）（５）で検光子１０ａ〜１０ｃを介した光を受光しており、この測定値は制御部２１に記憶されているので、制御部２１では、この記憶した値から測定点（ｓ２）における偏光軸の方向を前記した手法で計算することができる。
図９は４箇所の測定箇所に設置した受光器１３ａ〜１３ｄにより偏光方向を測定する場合を説明する図である。
この例では、３つの検光子１０ａ〜１０ｃを用い、検光子保持板１０への検光子１０ａ〜１０ｃの取り付け間隔を、受光器１３ａと受光器１３ｃの設置間隔，１３ｂと受光器１３ｃの設置間隔、受光器１３ｃと受光器１３ｄの設置間隔に合わせた場合を示している。また、（ｓ１）（ｓ２）（ｓ３）（ｓ４）は測定位置であり、それぞれ受光器１３ａ〜１３ｄの設置位置を示す。
図９において、測定は以下のように行われる。
（１）図９（ａ）に示すスキャン開始位置から検光子保持板１０を移動させ、図９（ｂ）に示すように検光子１０ａを介した光を受光器１３ａ，１３ｂで受光する。これにより、（ｓ１）（ｓ２）点における検光子１０ａを介した光の受光量が測定される。
（２）検光子保持板１０を移動させ、図９（ｃ）に示すように、検光子１０ａを介した光を受光器１３ｃで受光し、検光子１０ｂを介した光を受光器１３ａ，１３ｂで受光する。これにより、（ｓ１）（ｓ２）点における検光子１０ｂを介した光の受光量が測定され、（ｓ３）点における検光子１０ａを介した光の受光量が測定される。
（３）検光子保持板１０を移動させ、図９（ｄ）に示すように、検光子１０ａを介した光を受光器１３ｄで受光し、検光子１０ｂを介した光を受光器１３ｃで受光し、検光子１０ａを介した光を受光器１３ａ，１３ｂで受光する。
これにより、（ｓ１）（ｓ２）点における検光子１０ｃを介した光の受光量が測定され、（ｓ３）点における検光子１０ｂを介した光の受光量が測定され、（ｓ４）点における検光子１０ａを介した光の受光量が測定される。
（４）検光子保持板１０を移動させ、図９（ｅ）に示すように、検光子１０ｂを介した光を受光器１３ｄで受光し、検光子１０ｃを介した光を受光器１３ｃで受光する。これにより、（ｓ４）点における検光子１０ｂを介した光の受光量が測定され、（ｓ３）点における検光子１０ｃを介した光が受光される。
（５）検光子保持板１０を移動させ、図９（ｆ）に示すように、検光子１０ｃを介した光を受光器１３ｄで受光する。これにより、（ｓ４）点における検光子１０ｃを介した光の受光量が測定される。ついで、検光子保持板１０を図９（ｇ）に示すスキャン終了位置に移動させ、測定を終了する。
（６）上記受光器１３ａ，１３ｂで測定された測定値は前記したように、照度表示器２０に入力され、それぞれの受光器１３ａ〜１３ｃにより測定された照度が表示される。また、測定された照度信号は、制御部２１に入力され記憶される。
この例では、３つの検光子１０ａ〜１０ｃを用い、検光子保持板１０への検光子１０ａ〜１０ｃの取り付け間隔を、受光器１３ａと受光器１３ｃの設置間隔，１３ｂと受光器１３ｃの設置間隔、受光器１３ｃと受光器１３ｄの設置間隔に合わせた場合を示している。また、（ｓ１）（ｓ２）（ｓ３）（ｓ４）は測定位置であり、それぞれ受光器１３ａ〜１３ｄの設置位置を示す。
図９において、測定は以下のように行われる。
（１）図９（ａ）に示すスキャン開始位置から検光子保持板１０を移動させ、図９（ｂ）に示すように検光子１０ａを介した光を受光器１３ａ，１３ｂで受光する。これにより、（ｓ１）（ｓ２）点における検光子１０ａを介した光の受光量が測定される。
（２）検光子保持板１０を移動させ、図９（ｃ）に示すように、検光子１０ａを介した光を受光器１３ｃで受光し、検光子１０ｂを介した光を受光器１３ａ，１３ｂで受光する。これにより、（ｓ１）（ｓ２）点における検光子１０ｂを介した光の受光量が測定され、（ｓ３）点における検光子１０ａを介した光の受光量が測定される。
（３）検光子保持板１０を移動させ、図９（ｄ）に示すように、検光子１０ａを介した光を受光器１３ｄで受光し、検光子１０ｂを介した光を受光器１３ｃで受光し、検光子１０ａを介した光を受光器１３ａ，１３ｂで受光する。
これにより、（ｓ１）（ｓ２）点における検光子１０ｃを介した光の受光量が測定され、（ｓ３）点における検光子１０ｂを介した光の受光量が測定され、（ｓ４）点における検光子１０ａを介した光の受光量が測定される。
（４）検光子保持板１０を移動させ、図９（ｅ）に示すように、検光子１０ｂを介した光を受光器１３ｄで受光し、検光子１０ｃを介した光を受光器１３ｃで受光する。これにより、（ｓ４）点における検光子１０ｂを介した光の受光量が測定され、（ｓ３）点における検光子１０ｃを介した光が受光される。
（５）検光子保持板１０を移動させ、図９（ｆ）に示すように、検光子１０ｃを介した光を受光器１３ｄで受光する。これにより、（ｓ４）点における検光子１０ｃを介した光の受光量が測定される。ついで、検光子保持板１０を図９（ｇ）に示すスキャン終了位置に移動させ、測定を終了する。
（６）上記受光器１３ａ，１３ｂで測定された測定値は前記したように、照度表示器２０に入力され、それぞれの受光器１３ａ〜１３ｃにより測定された照度が表示される。また、測定された照度信号は、制御部２１に入力され記憶される。
測定点（ｓ１）（ｓ２）に設けられた受光器１３ａ，１３ｂは、上記（１）（２）（３）で検光子１０ａ，１０ｂ，１０ｃを介した光を受光しており、この測定値は制御部２１に記憶されているので、制御部２１では、この記憶した値から測定点（ｓ１）（ｓ２）における偏光軸の方向を前記した手法で計算することができる。
また、測定点（ｓ３）に設けられた受光器１３ｃは、上記（２）（３）（４）で検光子１０ａ〜１０ｃを介した光を受光しており、この測定値は制御部２１に記憶されているので、制御部２１では、この記憶した値から測定点（ｓ３）における偏光軸の方向を前記した手法で計算することができる。
さらに、測定点（ｓ４）に設けられた受光器１３ｄは、上記（３）（４）（５）で検光子１０ａ〜１０ｃを介した光を受光しており、この測定値は制御部２１に記憶されているので、制御部２１では、この記憶した値から測定点（ｓ４）における偏光軸の方向を前記した手法で計算することができる。
また、測定点（ｓ３）に設けられた受光器１３ｃは、上記（２）（３）（４）で検光子１０ａ〜１０ｃを介した光を受光しており、この測定値は制御部２１に記憶されているので、制御部２１では、この記憶した値から測定点（ｓ３）における偏光軸の方向を前記した手法で計算することができる。
さらに、測定点（ｓ４）に設けられた受光器１３ｄは、上記（３）（４）（５）で検光子１０ａ〜１０ｃを介した光を受光しており、この測定値は制御部２１に記憶されているので、制御部２１では、この記憶した値から測定点（ｓ４）における偏光軸の方向を前記した手法で計算することができる。
本実施例では、上記のように測定対象となる複数箇所に受光器を設置し、検光子を固定した保持板を複数の受光器の上を直線移動させるようにしているので、短時間に複数箇所の偏光軸の方向を測定することが可能となる。
特に、２以上の受光器で同時に検光子を介して入射した光の光量を測定できるように、受光器の取り付け間隔と検光子の取り付け間隔を合わせれば、更に測定時間の短縮化することができる。
なお、上記実施例では受光器が最大４の場合について説明したが、受光器の数は測定個所の数に応じて適宜選定することができる。受光器の数が増加しても、受光器に沿って検光子を取り付けた検光子保持板を一回スキャンさせるだけで、各測定点の偏光軸の方向を測定することができるので、測定時間はそれほど増加しない。
特に、検光子の数が多い場合、それに応じて受光器の数を多くし、２以上の受光器で同時に検光子を介して入射した光の光量を測定できるようにすれば、測定時間の短縮化を図ることができる。
特に、２以上の受光器で同時に検光子を介して入射した光の光量を測定できるように、受光器の取り付け間隔と検光子の取り付け間隔を合わせれば、更に測定時間の短縮化することができる。
なお、上記実施例では受光器が最大４の場合について説明したが、受光器の数は測定個所の数に応じて適宜選定することができる。受光器の数が増加しても、受光器に沿って検光子を取り付けた検光子保持板を一回スキャンさせるだけで、各測定点の偏光軸の方向を測定することができるので、測定時間はそれほど増加しない。
特に、検光子の数が多い場合、それに応じて受光器の数を多くし、２以上の受光器で同時に検光子を介して入射した光の光量を測定できるようにすれば、測定時間の短縮化を図ることができる。
上記第１、第２の実施例では検光子１０ａ〜１０ｄを直線状に並べ、検光子保持板１０を一方向に移動させる場合について説明したが、要は、検光子の偏光軸方向が受光器に対して回転しないように検光子を移動させればよく、例えば、検光子１０ａ〜１０ｄを碁盤目状に並べ、検光子保持板１０を直交する２方向に移動させるようにしてもよい。
また、照射される偏光光の主軸と直交する方向については、照度値が低くなり、測定が困難になる場合がある。
そのような場合は、検光子保持板の移動速度を遅くしたり、停止時間を長くしたり、一定速度で走査するのであれば、検光子を大きくし、受光器に受光される光の量を増やし、その後、数値処理するようにしてもよい。
また、照射される偏光光の主軸と直交する方向については、照度値が低くなり、測定が困難になる場合がある。
そのような場合は、検光子保持板の移動速度を遅くしたり、停止時間を長くしたり、一定速度で走査するのであれば、検光子を大きくし、受光器に受光される光の量を増やし、その後、数値処理するようにしてもよい。
１０ 検光子保持板
１０ａ〜１０ｄ 検光子
１１ 検光子保持板駆動部
１２ レール
１３，１３ａ〜１３ｄ 受光器
２０ 照度表示器
２１ 制御部
３０ 偏光光照射装置
３０ａ ランプ
３０ｂ ミラー
３１ 偏光素子
１０ａ〜１０ｄ 検光子
１１ 検光子保持板駆動部
１２ レール
１３，１３ａ〜１３ｄ 受光器
２０ 照度表示器
２１ 制御部
３０ 偏光光照射装置
３０ａ ランプ
３０ｂ ミラー
３１ 偏光素子
Claims (2)
- 偏光光が照射される領域に配置され、受光量に応じた信号を出力する受光器と、
上記受光器の光入射側に設けられ、検光子を保持する保持板と
透過軸の回転方向の角度を変えて、上記保持板に設けられた複数の検光子と、
上記受光器の光入射側で、上記検光子が並ぶ方向に保持板を直線移動させる保持板移動手段と、
上記保持板移動手段の移動制御を行なうとともに、上記受光器が上記各検光子を介して入射する偏光光を受光したとき、該受光器の出力を取り込み、受光器から出力される受光量に応じた信号に基づいて、照射される偏光光の偏光軸の方向を求める制御部とを備えたことを特徴とする偏光方向測定装置。 - 上記検光子は、ワイヤーグリッド偏光子である
ことを特徴とする請求項１記載の偏光方向測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005321774A JP2007127567A (ja) | 2005-11-07 | 2005-11-07 | 偏光方向測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005321774A JP2007127567A (ja) | 2005-11-07 | 2005-11-07 | 偏光方向測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2007127567A true JP2007127567A (ja) | 2007-05-24 |
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ID=38150340
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2005321774A Pending JP2007127567A (ja) | 2005-11-07 | 2005-11-07 | 偏光方向測定装置 |
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