JP2007285873A - Optical characteristics measuring method, optical characteristics measurement system, and stage used for system - Google Patents

Optical characteristics measuring method, optical characteristics measurement system, and stage used for system Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical characteristic measuring method, an optical characteristic measurement system, and a stage used for the system, capable of stably performing high-accuracy measurement. <P>SOLUTION: This system has a light source 101 for supplying light; a polarizer 103 and an analyzer 110 that is irradiated with the light from the light source 101; an automatic rotary stage 105 provided between the polarizer 103 and the analyzer 110, for placing a sample 107 thereon; a motor 113 for making the automatic rotary stage 105 rotate at a prescribed angle; a light-receiving sensor 111 for receiving the light transmitted through the analyzer 110; and a calculation control part 112 for calculating the optical characteristics of the sample 107, based on the quantity of light received by the light-receiving sensor 111 and a rotation angle of the automatic rotary stage 105. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、光学特性測定方法、光学特性測定システム及びこのシステムに用いるステージに関するものである。   The present invention relates to an optical property measuring method, an optical property measuring system, and a stage used in this system.

従来、被検体、例えば高分子フィルム(位相差フィルム等の配向フィルムや原反フィルムなどの実質的に無配向(例えば面内のレターデーションが20nm以下)のフィルム)の分子配向特性、例えば、配光軸の方向、角度(以下、適宜「配向角」という。)を測定するために偏光顕微鏡が用いられている(例えば、特許文献1参照)。偏光顕微鏡による測定では、まず、偏光子と検光子とを、いわゆるクロスニコルの状態に調整する。次に、被検体を、偏光子と検光子との間に載置する。そして、被検体を所定軸の周りに回転させる。被検体の回転に伴い、検光子を透過する光量が変化する。この光量変化と、回転量とに基づいて、被検体の配向角を測定する。   Conventionally, the molecular orientation characteristics of an analyte, for example, a polymer film (substantially non-orientated film (for example, in-plane retardation is 20 nm or less) such as an oriented film such as a retardation film or an original film) A polarization microscope is used to measure the direction and angle of the optical axis (hereinafter referred to as “orientation angle” as appropriate) (see, for example, Patent Document 1). In measurement using a polarizing microscope, first, the polarizer and the analyzer are adjusted to a so-called crossed Nicol state. Next, the subject is placed between the polarizer and the analyzer. Then, the subject is rotated around a predetermined axis. As the subject rotates, the amount of light passing through the analyzer changes. The orientation angle of the subject is measured based on the change in the amount of light and the amount of rotation.

特開2001−356276号公報JP 2001-356276 A

しかしながら、従来技術の構成では、被検体を回転させること、及び光量変化を検出することを測定者(作業者)の手作業に依存している。これにより、測定者の熟練度により、測定結果が異なってしまうという問題を生ずる。   However, in the configuration of the prior art, rotating the subject and detecting a change in the amount of light depend on the manual operation of the measurer (operator). As a result, there arises a problem that the measurement result varies depending on the skill level of the measurer.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、安定して高精度な測定を行うことができる光学特性測定方法、光学特性測定システム及びこのシステムに用いるステージを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an optical property measurement method, an optical property measurement system, and a stage used in this system, which can stably perform highly accurate measurement. .

上述した課題を解決し、目的を達成するために、第1の本発明によれば、偏光子と検光子とを所定の位置に調整する調整ステップと、偏光子と検光子との間の被検体に光を照射する照射ステップと、被検体を駆動信号に基づいて所定の角度ごとに回転させる回転ステップと、検光子を透過した光の光量を検出する光量検出ステップと、検出された光量と所定の角度とに基づいて、被検体の光学特性を算出する光学特性算出ステップとを有することを特徴とする光学特性測定方法を提供できる。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, according to the first aspect of the present invention, there is provided an adjustment step for adjusting the polarizer and the analyzer to a predetermined position, and the coverage between the polarizer and the analyzer. An irradiation step for irradiating the sample with light, a rotation step for rotating the subject at predetermined angles based on the drive signal, a light amount detection step for detecting the amount of light transmitted through the analyzer, and the detected light amount It is possible to provide an optical property measurement method characterized by including an optical property calculation step for calculating the optical property of the subject based on the predetermined angle.

また、本発明の好ましい態様によれば、さらに、所定の角度において、光量を複数回検出し、複数の光量の平均値を算出する演算ステップを有することが望ましい。   In addition, according to a preferred aspect of the present invention, it is desirable to further include a calculation step of detecting the light amount a plurality of times at a predetermined angle and calculating an average value of the plurality of light amounts.

また、本発明の好ましい態様によれば、光量検出ステップと演算ステップと光学特性算出ステップとを、被検体の第1の状態と、第2の状態とに対してそれぞれ行い、第1の状態において算出された第1の光学特性と、第2の状態において算出された第2の光学特性とに基づいて、被検体の光学特性を算出するステップをさらに有することが望ましい。   Further, according to a preferred aspect of the present invention, the light amount detection step, the calculation step, and the optical characteristic calculation step are respectively performed on the first state and the second state of the subject, and in the first state, It is desirable to further include a step of calculating the optical characteristic of the subject based on the calculated first optical characteristic and the second optical characteristic calculated in the second state.

また、第2の本発明によれば、光を供給する光源と、光源からの光が照射される偏光子及び検光子と、偏光子と検光子との間に設けられ、被検体を載置するステージと、ステージを所定の角度ごとに回転させる回転駆動部と、検光子を透過した光を受光する受光部と、受光部で受光された光の光量と、ステージの回転角度とに基づいて、被検体の光学特性を算出する演算制御部とを有することを特徴とする光学特性測定システムを提供できる。   According to the second aspect of the present invention, a light source that supplies light, a polarizer and an analyzer that are irradiated with light from the light source, and a polarizer and an analyzer are provided, and a subject is placed thereon. Based on the stage, the rotation driving unit that rotates the stage at a predetermined angle, the light receiving unit that receives the light transmitted through the analyzer, the amount of light received by the light receiving unit, and the rotation angle of the stage It is possible to provide an optical characteristic measurement system including an arithmetic control unit that calculates an optical characteristic of a subject.

また、本発明の好ましい態様によれば、演算制御部は、受光部が受光した光の複数の測定の光量の平均値を算出し、平均値と所定の角度とに基づいて、被検体の光学特性を算出することが望ましい。   According to a preferred aspect of the present invention, the arithmetic control unit calculates an average value of a plurality of measurement amounts of light received by the light receiving unit, and based on the average value and a predetermined angle, the optical of the subject is calculated. It is desirable to calculate the characteristics.

また、第3の本発明によれば、被検体を載置するためのベース部と、被検体を突き当てるための当接部と、を有し、当接部の一部は、ベース部に埋め込まれるように形成されていることを特徴とするステージを提供できる。   Further, according to the third aspect of the present invention, the apparatus has a base portion for placing the subject and a contact portion for abutting the subject, and a part of the contact portion is formed on the base portion. A stage characterized by being formed to be embedded can be provided.

また、他の本発明によれば、光を供給する光源と、光源からの光が照射される偏光子及び検光子と、偏光子と検光子との間に設けられ、被検体を載置する上述のステージと、ステージを所定の角度ごとに回転させる回転駆動部と、検光子を透過した光を受光する受光部と、受光部で受光された光の光量と、ステージの回転角度とに基づいて、被検体の光学特性を算出する演算制御部とを有することを特徴とする光学特性測定システムを提供できる。   According to another aspect of the present invention, a light source that supplies light, a polarizer and an analyzer that are irradiated with light from the light source, and a polarizer and an analyzer are provided, and a subject is placed thereon. Based on the above-described stage, a rotation driving unit that rotates the stage at a predetermined angle, a light receiving unit that receives light transmitted through the analyzer, an amount of light received by the light receiving unit, and a rotation angle of the stage Thus, an optical characteristic measurement system having an arithmetic control unit for calculating the optical characteristic of the subject can be provided.

本発明によれば、安定して高精度な測定を行うことができる光学特性測定方法、光学特性測定システム及びこのシステムに用いるステージを提供することができるという効果を奏する。   According to the present invention, it is possible to provide an optical characteristic measurement method, an optical characteristic measurement system, and a stage used for this system that can stably perform highly accurate measurement.

以下に、本発明に係る光学特性測定方法、光学特性測定システム及びこのシステムに用いるステージの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。   Embodiments of an optical property measuring method, an optical property measuring system, and a stage used in the system according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

図1は、本発明に係る実施例の光学特性測定システム100の概略構成を示している。光学特性測定システム100は、例えば、高分子フィルム(位相差フィルム等の配向フィルムや原反フィルムなどの無配向フィルム)の配向角を測定するためのシステムである。このため、試料107として、位相差フィルムなどの高分子フィルムを用いることができる。なお、図1においては、理解を容易にするため、各構成要素を分解した状態を示している。   FIG. 1 shows a schematic configuration of an optical property measurement system 100 according to an embodiment of the present invention. The optical property measurement system 100 is a system for measuring the orientation angle of a polymer film (an oriented film such as a retardation film or a non-oriented film such as a raw film), for example. For this reason, a polymer film such as a retardation film can be used as the sample 107. In FIG. 1, each component is shown in a disassembled state for easy understanding.

光源101からの照明光は、コレクタレンズ102により集光される。集光された光は、コンデンサレンズ104により、試料設置台106上に載置された試料107を照明する。試料設置台106は、自動回転ステージ105により光軸AXの周りに回転可能に構成されている。なお、説明の便宜のため、自動回転ステージ105の回転軸と光軸AXとは一致した状態であるとする。モータ113は、演算制御部112からの駆動信号に応じて、自動回転ステージ105を回転駆動する。   Illumination light from the light source 101 is collected by the collector lens 102. The condensed light illuminates the sample 107 placed on the sample setting table 106 by the condenser lens 104. The sample mounting table 106 is configured to be rotatable around the optical axis AX by an automatic rotation stage 105. For convenience of explanation, it is assumed that the rotation axis of the automatic rotation stage 105 and the optical axis AX coincide with each other. The motor 113 rotationally drives the automatic rotation stage 105 according to the drive signal from the arithmetic control unit 112.

照明された試料107からの光は、対物レンズ108によって集光される。そして、対物レンズ108により、試料107の拡大像が形成される。不図示の測定者は、拡大像を接眼レンズ(不図示)を介して観察する。   Light from the illuminated sample 107 is collected by the objective lens 108. Then, an enlarged image of the sample 107 is formed by the objective lens 108. A measurer (not shown) observes the magnified image through an eyepiece (not shown).

また、コレクタレンズ102とコンデンサレンズ104との間の光路中には、偏光子103が配置されている。また、対物レンズ108と拡大像との間の光路中には、検光子110が配置されている。   A polarizer 103 is disposed in the optical path between the collector lens 102 and the condenser lens 104. An analyzer 110 is disposed in the optical path between the objective lens 108 and the magnified image.

偏光子103と検光子110とは、一般にその透過方位が直交する状態、いわゆるクロスニコルの状態に配置する。また、光学特性として、例えば、試料の複屈折性とその軸方位を測定するときは、偏光子103と検光子110の間に、補償器109を配置することもできる。補償器109として、λ/4波長板、バビネ・ソレイユの補償器等を用いることができる。なお、補償器109は、光路内へ挿脱可能に構成されている。   The polarizer 103 and the analyzer 110 are generally arranged in a so-called crossed Nicol state in which the transmission directions are orthogonal to each other. Further, as the optical characteristics, for example, when measuring the birefringence of the sample and its axial direction, the compensator 109 can be disposed between the polarizer 103 and the analyzer 110. As the compensator 109, a λ / 4 wavelength plate, a Babinet Soleil compensator, or the like can be used. The compensator 109 is configured to be inserted into and removed from the optical path.

試料設置台106上に試料107が置かれていないとき、視野は暗黒となる。この状態において、試料107を試料設置台106上に載置する。そして、後述する手順に従って、試料107を光軸AXの回りに回転させる。これにより、試料107の配向角の方向が変化する。このため、受光センサー111で受光される光量が変化する。この光量変化の最小値を測定することで、試料107の配向角を求めることができる。   When the sample 107 is not placed on the sample mounting table 106, the visual field is dark. In this state, the sample 107 is placed on the sample mounting table 106. Then, the sample 107 is rotated around the optical axis AX according to a procedure described later. Thereby, the direction of the orientation angle of the sample 107 changes. For this reason, the amount of light received by the light receiving sensor 111 changes. By measuring the minimum value of this change in light amount, the orientation angle of the sample 107 can be obtained.

次に、光学特性測定システム100を用いる測定手順について説明する。図2は、測定を開始するための設定手順を示すフローチャートである。ステップS201において、演算制御部は、自動回転ステージ105(以下、フローチャート内で適宜「自動ステージ」という。)を予め定められている原点位置となるように駆動する。   Next, a measurement procedure using the optical characteristic measurement system 100 will be described. FIG. 2 is a flowchart showing a setting procedure for starting measurement. In step S201, the arithmetic control unit drives the automatic rotation stage 105 (hereinafter referred to as “automatic stage” as appropriate in the flowchart) so as to reach a predetermined origin position.

ステップS202において、さらに、自動回転ステージ105を測定開始位置まで回転駆動させる。ステップS203において、検光子110の角度を調整する。そして、ステップS204において、演算制御部112は、受光センサー111による光量検出の信号強度が最低であるか、否かを判断する。ステップS204の判断結果が偽(No)のとき、ステップS203を繰り返す。ステップS204の判断結果が真(Yes)のとき、ステップS205において、測定開始のための準備完了とする。ステップS201〜S205までが、調整ステップに対応する。   In step S202, the automatic rotation stage 105 is further rotated to the measurement start position. In step S203, the angle of the analyzer 110 is adjusted. In step S <b> 204, the arithmetic control unit 112 determines whether or not the signal intensity of the light amount detection by the light receiving sensor 111 is the lowest. When the determination result of step S204 is false (No), step S203 is repeated. When the determination result in step S204 is true (Yes), in step S205, preparation for the start of measurement is completed. Steps S201 to S205 correspond to the adjustment step.

なお、上述の調整ステップでは、検光子110を回転させる例について説明している。しかしながら、これに限られず、偏光子103と検光子110との角度関係を相対的に変化させることができれば、偏光子103のみを回転駆動させること、偏光子103と検光子110との両方を回転駆動させることのいずれでも良い。   In the adjustment step described above, an example in which the analyzer 110 is rotated has been described. However, the present invention is not limited to this, and if the angular relationship between the polarizer 103 and the analyzer 110 can be relatively changed, only the polarizer 103 is driven to rotate, and both the polarizer 103 and the analyzer 110 are rotated. Any of driving may be used.

図3は、試料107の光学特性を測定するための手順を示すフローチャートである。ステップS301の照射ステップにおいて、上述した手順で準備されている試料設置台106上に試料107を載置する。試料107及び試料設置台106の詳細な構成については、後述する。ここで、試料107の第1面(表面)を対物レンズ108側に向けて、試料設置台107に載置する。この状態は、試料107の第1の状態に対応する。そして、測定を開始する。   FIG. 3 is a flowchart showing a procedure for measuring the optical characteristics of the sample 107. In the irradiation step of step S301, the sample 107 is placed on the sample mounting table 106 prepared by the above-described procedure. Detailed configurations of the sample 107 and the sample mounting base 106 will be described later. Here, the first surface (front surface) of the sample 107 is placed on the sample mounting table 107 with the objective lens 108 side facing. This state corresponds to the first state of the sample 107. Then, measurement is started.

ステップS302の回転ステップにおいて、演算制御部112は、+(プラス)方向に所定の角度刻みごと、例えば0.05°ごとに自動回転ステージ105を回転させる駆動信号をモータ113へ出力する。モータ113は、駆動信号に従って、自動回転ステージ113を回転駆動させる。   In the rotation step of step S <b> 302, the arithmetic control unit 112 outputs a drive signal for rotating the automatic rotation stage 105 in the + (plus) direction at predetermined angle increments, for example, every 0.05 °, to the motor 113. The motor 113 rotates the automatic rotation stage 113 in accordance with the drive signal.

ステップS303において、受光センサー111は、所定の角度位置における検光子110からの透過光量を検出する。演算制御部112は、光量値に応じた出力を不図示のメモリに記憶する。ここで、自動回転ステージ105を同一の位置にした状態において、複数回の光量検出を行うことが望ましい。例えば、1000回の測定を行い、それぞれの受光量に応じた出力V1〜V1000(例えば、電圧値)を得る。   In step S303, the light receiving sensor 111 detects the amount of light transmitted from the analyzer 110 at a predetermined angular position. The arithmetic control unit 112 stores an output corresponding to the light amount value in a memory (not shown). Here, it is desirable to perform light quantity detection a plurality of times in a state where the automatic rotation stage 105 is at the same position. For example, measurement is performed 1000 times, and outputs V1 to V1000 (for example, voltage values) corresponding to the respective amounts of received light are obtained.

次に、出力V1から出力V1000までの総合計を測定回数1000で除し、平均出力Vaveを算出する。このように、信号を高速にサンプリングして平均処理を施すことで、光強度信号が一定でない(ゆらぐ)場合に、的確な平均出力Vaveを得ることができる。   Next, the total output from the output V1 to the output V1000 is divided by the number of measurements 1000 to calculate the average output Vave. As described above, by sampling the signal at high speed and performing the averaging process, an accurate average output Vave can be obtained when the light intensity signal is not constant (fluctuates).

ステップS304において、演算制御部112は、得られた受光信号、即ち平均出力Vaveが設定されている閾値以上か、を判断する。ここで、「閾値」として、後述する図5において電圧値4.0(V)を用いることができる。閾値以上の電圧になったとき、それ以上測定を続行しても有効なデータを得られない。このとき、閾値は、測定を中断(終了)させるために設定されている。このような閾値の値は、受光センサーのダイナミックレンジ未満であれば、測定者が任意に設定することができる。閾値により測定を効率的に完了させることができる。ステップS304の判断結果が偽のとき、ステップS305に進む。また、ステップS304の判断結果が真のとき、ステップS306へ進む。   In step S304, the arithmetic control unit 112 determines whether the obtained light reception signal, that is, the average output Vave is equal to or greater than a set threshold value. Here, as the “threshold value”, a voltage value of 4.0 (V) in FIG. 5 described later can be used. When the voltage exceeds the threshold, valid data cannot be obtained even if measurement is continued further. At this time, the threshold is set to interrupt (end) the measurement. Such a threshold value can be arbitrarily set by the measurer as long as it is less than the dynamic range of the light receiving sensor. The measurement can be completed efficiently by the threshold value. When the determination result of step S304 is false, the process proceeds to step S305. If the determination result at step S304 is true, the process proceeds to step S306.

ステップS305において、演算制御部112は、自動回転ステージ105の回転位置が設定範囲内か、について判断する。ステップS305の判断結果が真のとき、ステップS302へ戻る。また、ステップS305の判断結果が偽のとき、ステップS306へ進む。   In step S305, the calculation control unit 112 determines whether the rotation position of the automatic rotation stage 105 is within the set range. When the determination result of step S305 is true, the process returns to step S302. If the determination result at step S305 is false, the process proceeds to step S306.

ステップS306の回転ステップにおいて、演算制御部112は、−(マイナス)方向に所定の角度刻みごとに自動回転ステージ105を回転させる駆動信号をモータ113へ出力する。モータ113は、駆動信号に従って、自動回転ステージ113を回転駆動させる。ここで、マイナス方向とは、プラス方向とは反対の方向をいう。なお、プラス方向、マイナス方向のとり方(向きの定義)は、任意である。   In the rotation step of step S 306, the arithmetic control unit 112 outputs a drive signal for rotating the automatic rotation stage 105 to the motor 113 in the − (minus) direction at predetermined angle increments. The motor 113 rotates the automatic rotation stage 113 in accordance with the drive signal. Here, the minus direction refers to a direction opposite to the plus direction. In addition, how to take the plus direction and the minus direction (definition of the direction) is arbitrary.

ステップS307において、受光センサー111は、所定の角度位置における検光子110からの透過光量を検出する。演算制御部112は、光量値に応じた出力を不図示のメモリに記憶する。ここで、ステップS303と同様に、自動回転ステージ105を同一の位置にした状態において、複数回の光量検出を行うことが望ましい。   In step S307, the light receiving sensor 111 detects the amount of light transmitted from the analyzer 110 at a predetermined angular position. The arithmetic control unit 112 stores an output corresponding to the light amount value in a memory (not shown). Here, as in step S303, it is desirable to perform light quantity detection a plurality of times in a state where the automatic rotation stage 105 is at the same position.

ステップS308において、演算制御部112は、得られた受光信号、即ち平均出力Vaveが設定されている閾値以上か、を判断する。ステップS308の判断結果が偽のとき、ステップS309に進む。また、ステップS308の判断結果が真のとき、ステップS310へ進む。   In step S308, the calculation control unit 112 determines whether the obtained light reception signal, that is, the average output Vave is equal to or greater than a set threshold value. When the determination result of step S308 is false, the process proceeds to step S309. Further, when the judgment result at step S308 is true, the process proceeds to step S310.

ステップS309において、演算制御部112は、自動回転ステージ105の回転位置が設定範囲内か、について判断する。ステップS309の判断結果が真のとき、ステップS306へ戻る。また、ステップS309の判断結果が偽のとき、ステップS310へ進む。ステップS310において、自動回転ステージを最低角度の位置へ駆動回転する。ここで、「最低角度」の位置とは、検出される電圧値が最低になるときの自動回転ステージ105の角度をいう。最低角度の位置では、光信号が最低の強度となる。例えば、配向角が0度のとき、最低角度は0度に対応する。   In step S309, the arithmetic control unit 112 determines whether the rotation position of the automatic rotation stage 105 is within a set range. When the determination result of step S309 is true, the process returns to step S306. If the determination result at step S309 is false, the process proceeds to step S310. In step S310, the automatic rotation stage is driven to rotate to the position of the lowest angle. Here, the position of the “minimum angle” refers to the angle of the automatic rotation stage 105 when the detected voltage value is minimum. At the lowest angle position, the optical signal has the lowest intensity. For example, when the orientation angle is 0 degree, the minimum angle corresponds to 0 degree.

上述のステップS301〜S310までの手順は、試料107に対して、第1の状態と第2の状態との以下の2回行うことが望ましい。図4は、さらに測定手順を示すフローチャートである。まず、ステップS401において、試料107の第1面、例えば表面を対物レンズ108に対向させた状態(第1の状態)で試料設置台106に載置する。ステップS402において、第1の状態において、上述のステップS301〜S310までの手順による測定を行う。   It is desirable to perform the procedure from the above-described steps S301 to S310 to the sample 107 the following two times in the first state and the second state. FIG. 4 is a flowchart showing a further measurement procedure. First, in step S401, the first surface of the sample 107, for example, the surface thereof is placed on the sample mounting table 106 in a state where the surface is opposed to the objective lens 108 (first state). In step S402, in the first state, measurement is performed according to the procedure from steps S301 to S310 described above.

次に、ステップS403において、試料107の第2面、例えば裏面を対物レンズ108に対向させた状態(第2の状態)で試料設置台106に載置する。ステップS404において、第2の状態において、上述のステップS301〜S310までの手順による測定を行う。   Next, in step S <b> 403, the second surface of the sample 107, for example, the back surface is placed on the sample setting table 106 in a state where the second lens is opposed to the objective lens 108 (second state). In step S404, in the second state, measurement is performed according to the procedure from steps S301 to S310 described above.

そして、第1の状態において算出された測定結果(第1の光学特性)と、第2の状態において算出された測定結果(第2の光学特性)との差分を2で除算する。これにより、自動回転ステージ105の角度と、偏光子103と検光子110とによる偏光軸との位置関係について特に考慮しなくても、簡便に絶対値を得ることができる。なお、自動回転ステージ105の角度と上述の偏光軸との関係を予め設定しておけば、第1の状態(第1面、表面)または第2の状態(第2面、裏面)の測定のみ行っても良い。   Then, the difference between the measurement result (first optical characteristic) calculated in the first state and the measurement result (second optical characteristic) calculated in the second state is divided by two. Thereby, an absolute value can be easily obtained without special consideration of the positional relationship between the angle of the automatic rotation stage 105 and the polarization axis of the polarizer 103 and the analyzer 110. In addition, if the relationship between the angle of the automatic rotation stage 105 and the above-described polarization axis is set in advance, only the measurement in the first state (first surface, front surface) or the second state (second surface, back surface) is performed. You can go.

図5は、自動回転ステージ105を所定角度ごとに回転させながら、得られた出力の値をプロットした図である。なお、プロットされている各点は、上述した平均出力Vaveに対応している。図5の横軸は、自動回転ステージ105の角度(単位:°)、縦軸は受光センサー111の出力に対応する電圧値(単位:V)である。図5において、電圧値が最低値となるときの、自動回転ステージ105の回転角度を求める。この値が、配光軸の方向に対応している。   FIG. 5 is a diagram in which the output values obtained are plotted while the automatic rotation stage 105 is rotated at predetermined angles. Note that each plotted point corresponds to the average output Vave described above. The horizontal axis in FIG. 5 is the angle (unit: °) of the automatic rotation stage 105, and the vertical axis is the voltage value (unit: V) corresponding to the output of the light receiving sensor 111. In FIG. 5, the rotation angle of the automatic rotation stage 105 when the voltage value becomes the minimum value is obtained. This value corresponds to the direction of the light distribution axis.

ここで、電圧値の最小値は、データ点を曲線で補間し、その極値から算出することができる。これにより、さらに最小値を正確に算出することができる。前記補間方法としては、例えば多項式近似などがあげられるが特に制限されない。   Here, the minimum value of the voltage value can be calculated from the extreme value obtained by interpolating the data points with a curve. Thereby, the minimum value can be calculated more accurately. Examples of the interpolation method include polynomial approximation, but are not particularly limited.

次に、図1に戻って、試料設置台106について説明する。試料設置台106は、試料107を載置するためのベース部106aと、試料107を突き当てるための当接部106bとを有している。そして、当接部106bの一部は、ベース部106aに埋め込まれるように形成されている。   Next, returning to FIG. 1, the sample mounting table 106 will be described. The sample mounting base 106 has a base portion 106a for placing the sample 107 and a contact portion 106b for abutting the sample 107. A part of the contact portion 106b is formed to be embedded in the base portion 106a.

本実施例では、試料107として、位相差フィルムを測定している。このような試料は、通常、矩形状に切り出された形状を有している。そして、試料107の一辺を試料設置台106の当接部106bに突き当てる。   In this embodiment, a retardation film is measured as the sample 107. Such a sample usually has a shape cut into a rectangular shape. Then, one side of the sample 107 is brought into contact with the contact portion 106 b of the sample setting table 106.

従来技術の試料設置台の構成では、平面状のベース部の上面に当接部を、例えば、ねじ止めしている。このような構成であると、試料である薄膜フィルムが、ベース部と当接部との隙間に入り込んでしまうという問題を生ずる。このような、試料107の「もぐり込み」は、試料の設置誤差の原因となる。試料の設置誤差は、測定結果の誤差(ばらつき)につながってしまう。   In the configuration of the sample mounting table according to the prior art, the contact portion is screwed to the upper surface of the planar base portion, for example. With such a configuration, there arises a problem that the thin film film as the sample enters the gap between the base portion and the contact portion. Such “rolling” of the sample 107 causes a sample installation error. A sample installation error leads to an error (variation) in measurement results.

本実施例における自動回転ステージ106は、ベース106aと当接部106bとの間に、試料107がもぐり込むことがない。このため、安価で簡便な構成の試料設置台106により、試料107のもぐり込みを低減できる。なお、ベース部106aと当接部106bとを一体成型しても良い。   In the automatic rotation stage 106 in this embodiment, the sample 107 does not get caught between the base 106a and the contact portion 106b. For this reason, it is possible to reduce the penetration of the sample 107 by the sample mounting table 106 having an inexpensive and simple configuration. Note that the base portion 106a and the contact portion 106b may be integrally molded.

次に、本発明の効果を説明する。図6は、同一測定者が同一試料を繰り返し測定したときの測定結果を示している。図6の横軸は測定回数、縦軸は配向角(単位:°)を示している。また、図7は、従来の方法により得られた同様の図である。図6と図7とを比較して明らかなように、本システムによる測定結果は、極めて高い繰り返し精度を有していることがわかる。   Next, the effect of the present invention will be described. FIG. 6 shows a measurement result when the same measurer repeatedly measures the same sample. The horizontal axis in FIG. 6 indicates the number of measurements, and the vertical axis indicates the orientation angle (unit: °). FIG. 7 is a similar diagram obtained by a conventional method. As is apparent from a comparison between FIG. 6 and FIG. 7, it can be seen that the measurement results obtained by this system have extremely high repeatability.

また、図8は、訓練を受けている者(例えば、熟練者)と、訓練を受けていない者(例えば、非熟練者、初心者)とが本システムを用いて測定した結果を示している。図8の横軸は、訓練を受けている者の測定結果(配向角)、縦軸は訓練を受けていない者の測定結果(配向角)をそれぞれ示している。また、図9は、従来の方法により得られた同様の図である。   FIG. 8 shows the results of measurement using this system by a person who is trained (for example, an expert) and a person who is not trained (for example, an unskilled person or a beginner). The horizontal axis in FIG. 8 indicates the measurement result (orientation angle) of a person who has received training, and the vertical axis indicates the measurement result (orientation angle) of a person who has not received training. FIG. 9 is a similar view obtained by the conventional method.

図8における、「訓練を受けている者の測定結果」と「縦軸は訓練を受けていない者の測定結果」との相関係数値は0.95である。これに対して、従来の方法における同様の相関係数値は0.73である。相関係数値が大きいほど、両者の測定結果にばらつきが少ないことを意味する。即ち、本システムによれば、熟練者、非熟練者に依存せずに安定した測定を行うことができる。例えば、本システムによれば、測定精度として、繰り返し精度±0.1°、測定精度±0.3°を達成している。   In FIG. 8, the correlation coefficient value between the “measurement result of the person who has been trained” and “the measurement result of the person who has not been trained” is 0.95. In contrast, the similar correlation coefficient value in the conventional method is 0.73. A larger correlation coefficient value means that there is less variation in both measurement results. That is, according to the present system, stable measurement can be performed without depending on an expert or non-expert. For example, according to the present system, the measurement accuracy is a repeatability accuracy of ± 0.1 ° and a measurement accuracy of ± 0.3 °.

以上説明したように、本発明では、ステージの駆動を自動化したことで、ステージの回転精度を向上できる。また、上述の試料設置台106により、試料の設置誤差を低減できる。さらに、複数回の測定値の平均を算出することで、測定者の信号読み取りの精度を向上できる。さらに、第1面と第2面との測定を行うことで、簡便に絶対値を得ることができる。なお、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形例をとることができる。   As described above, in the present invention, the rotation accuracy of the stage can be improved by automating the driving of the stage. In addition, the above-described sample setting table 106 can reduce sample setting errors. Furthermore, by calculating the average of a plurality of measurement values, the accuracy of signal reading by the measurer can be improved. Furthermore, an absolute value can be easily obtained by measuring the first surface and the second surface. The present invention can take various modifications without departing from the spirit of the present invention.

以上のように、本発明に係る光学特性測定システムは、位相差フィルムや高分子フィルムの配光軸の方向を測定するときに有用である。   As described above, the optical property measurement system according to the present invention is useful when measuring the direction of the light distribution axis of a retardation film or a polymer film.

本発明の実施例に係る光学特性測定システムの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the optical characteristic measuring system which concerns on the Example of this invention. 実施例における光学特性測定方法の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the optical characteristic measuring method in an Example. 実施例における光学特性測定方法の手順を示す他のフローチャートである。It is another flowchart which shows the procedure of the optical characteristic measuring method in an Example. 実施例における光学特性測定方法の手順を示すさらに他のフローチャートである。It is another flowchart which shows the procedure of the optical characteristic measuring method in an Example. 実施例における測定結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result in an Example. 本発明の繰り返し精度を示す図である。It is a figure which shows the repetition precision of this invention. 従来例における繰り返し精度を示す図である。It is a figure which shows the repetition precision in a prior art example. 本発明における熟練者と非熟練者との測定結果の相関関係を示す図である。It is a figure which shows the correlation of the measurement result of the expert and non-skilled person in this invention. 従来技術における熟練者と非熟練者との測定結果の相関関係を示す図である。It is a figure which shows the correlation of the measurement result of the expert and non-skilled person in a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

100 光学特性測定システム
101 光源
102 コレクタレンズ
103 偏光子
104 コンデンサレンズ
105 自動回転ステージ
106 試料設置台
106a ベース部
106b 当接部
107 試料
108 対物レンズ
109 補償器
110 検光子
111 受光センサー
112 演算制御部
113 モータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Optical characteristic measurement system 101 Light source 102 Collector lens 103 Polarizer 104 Condenser lens 105 Automatic rotation stage 106 Sample installation stand 106a Base part 106b Contact part 107 Sample 108 Objective lens 109 Compensator 110 Analyzer 111 Light receiving sensor 112 Calculation control part 113 motor

Claims (7)

偏光子と検光子とを所定の位置に調整する調整ステップと、
前記偏光子と前記検光子との間の被検体に光を照射する照射ステップと、
前記被検体を駆動信号に基づいて所定の角度ごとに回転させる回転ステップと、
前記検光子を透過した光の光量を検出する光量検出ステップと、
前記検出された光量と前記所定の角度とに基づいて、前記被検体の光学特性を算出する光学特性算出ステップとを有することを特徴とする光学特性測定方法。
An adjusting step for adjusting the polarizer and the analyzer to a predetermined position;
An irradiation step of irradiating a subject between the polarizer and the analyzer with light;
A rotation step of rotating the subject by a predetermined angle based on a drive signal;
A light amount detection step for detecting the amount of light transmitted through the analyzer;
An optical characteristic measurement method comprising: an optical characteristic calculation step of calculating an optical characteristic of the subject based on the detected light amount and the predetermined angle.
さらに、前記所定の角度において、光量を複数回検出し、複数の光量の平均値を算出する演算ステップを有することを特徴とする請求項1に記載の光学特性測定方法。   The optical characteristic measuring method according to claim 1, further comprising a calculation step of detecting a light amount a plurality of times at the predetermined angle and calculating an average value of the plurality of light amounts. 前記光量検出ステップと前記演算ステップと前記光学特性算出ステップとを、前記被検体の第1の状態と、第2の状態とに対してそれぞれ行い、
前記第1の状態において算出された第1の光学特性と、前記第2の状態において算出された第2の光学特性とに基づいて、前記被検体の光学特性を算出するステップをさらに有することを特徴とする請求項2に記載の光学特性測定方法。
The light amount detection step, the calculation step, and the optical characteristic calculation step are performed for the first state and the second state of the subject, respectively.
The method further includes the step of calculating the optical characteristic of the subject based on the first optical characteristic calculated in the first state and the second optical characteristic calculated in the second state. The optical property measuring method according to claim 2, wherein
光を供給する光源と、
前記光源からの光が照射される偏光子及び検光子と、
前記偏光子と前記検光子との間に設けられ、被検体を載置するステージと、
前記ステージを所定の角度ごとに回転させる回転駆動部と、
前記検光子を透過した光を受光する受光部と、
前記受光部で受光された光の光量と、前記ステージの回転角度とに基づいて、前記被検体の光学特性を算出する演算制御部とを有することを特徴とする光学特性測定システム。
A light source for supplying light;
A polarizer and an analyzer irradiated with light from the light source;
A stage provided between the polarizer and the analyzer, on which a subject is placed;
A rotation drive unit that rotates the stage at predetermined angles;
A light receiving portion for receiving light transmitted through the analyzer;
An optical characteristic measurement system comprising: an arithmetic control unit that calculates an optical characteristic of the subject based on a light amount of light received by the light receiving unit and a rotation angle of the stage.
前記演算制御部は、前記受光部が受光した光の複数の測定の光量の平均値を算出し、前記平均値と前記所定の角度とに基づいて、前記被検体の光学特性を算出することを特徴とする請求項4に記載の光学特性測定システム。   The arithmetic control unit calculates an average value of a plurality of measurement light amounts of light received by the light receiving unit, and calculates an optical characteristic of the subject based on the average value and the predetermined angle. 5. The optical property measuring system according to claim 4, 被検体を載置するためのベース部と、
前記被検体を突き当てるための当接部と、を有し、
前記当接部の一部は、前記ベース部に埋め込まれるように形成されていることを特徴とするステージ。
A base for placing a subject;
A contact portion for abutting the subject,
Part of the contact portion is formed so as to be embedded in the base portion.
光を供給する光源と、
前記光源からの光が照射される偏光子及び検光子と、
前記偏光子と前記検光子との間に設けられ、被検体を載置する請求項6に記載のステージと、
前記ステージを所定の角度ごとに回転させる回転駆動部と、
前記検光子を透過した光を受光する受光部と、
前記受光部で受光された光の光量と、前記ステージの回転角度とに基づいて、前記被検体の光学特性を算出する演算制御部とを有することを特徴とする光学特性測定システム。
A light source for supplying light;
A polarizer and an analyzer irradiated with light from the light source;
The stage according to claim 6, wherein the stage is provided between the polarizer and the analyzer, and the subject is placed thereon.
A rotation drive unit that rotates the stage at predetermined angles;
A light receiving portion for receiving light transmitted through the analyzer;
An optical characteristic measurement system comprising: an arithmetic control unit that calculates an optical characteristic of the subject based on a light amount of light received by the light receiving unit and a rotation angle of the stage.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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