JP2009058464A - 光軸計測方法および光軸計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】面内方向だけでなく、厚さ方向の光軸も計測することの可能な光軸計測方法を提供する。
【解決手段】円偏光を射出する照明光学系２と、サンプルＳと、光軸の向きの互いに異なる複数のλ／４波長板５０Ａを２次元配置してなるλ／４波長板アレイ５０と、検光子６０と、複数の受光素子７０Ａを２次元配置してなる受光素子アレイ７０とをこの順に配列した上で、照明光学系２からサンプルＳに対して所定の角度で円偏光を照射したのち、サンプルＳ、λ／４波長板アレイ５０および検光子６０を通過した光を受光素子アレイ７０で検出したのち、受光素子アレイ７０で検出した光の光強度情報を用いてサンプルＳの光軸を計測する。
【選択図】図１

Description

本発明は、一の方向に光学異方性を有する被計測対象の光軸を計測することの可能な光軸計測方法および光軸計測装置に関する。

液晶表示装置では、液晶層や各種偏光素子を利用して画素ごとに旋光性や複屈折性を制御することで映像表示が行われる。そのため、これらの光軸やリタデーションなどの光学特性を精確に計測することが求められており、そのような光学特性の計測方法として、従来から、回転検光子法、平行ニコルス法、光干渉法などの種々の方法が用いられている。

例えば、回転検光子法では、偏光子と検光子との間に被計測対象を配置し、検光子を回転させながら、偏光子、被計測対象および検光子をこの順に通過した光の透過光強度回転角依存性を測定することにより、被計測対象の光学特性が計測される。しかし、この方法では、膨大な計測時間を要するという問題があった。そこで、例えば、特許文献１に記載したように、検光子の代わりに、光軸の互いに異なる複数の検光子が２次元配置された検光子アレイを用いることにより、検光子を回転させることなく被計測対象の光軸を計測する方法が考えられる。

特開２００５−１１４７０４号広報

しかし、上記特許文献１の計測方法では、被計測対象の面内方向の光軸を計測することは可能であるが、厚さ方向の光軸を計測することができないという問題があった。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、面内方向だけでなく、厚さ方向の光軸も計測することの可能な光軸計測方法および光軸計測装置を提供することにある。

本発明の光軸計測方法は、円偏光を射出する照明光学系と、被計測対象と、光軸の向きの互いに異なる複数のλ／４波長板を２次元配置してなるλ／４波長板アレイと、検光子と、複数の受光素子を２次元配置してなる受光素子アレイとをこの順に配列した上で、以下の各工程を行うものである。
（Ａ）照明光学系から被計測対象に対して所定の角度で円偏光を照射したのち、被計測対象、λ／４波長板アレイおよび検光子を通過した光を受光素子アレイで検出する工程
（Ｂ）受光素子アレイで検出した光の光強度情報を用いて被計測対象の光軸を計測する工程

本発明の光軸計測装置は、照明光学系と、検出光学系と、光学特性導出部とを備えたものである。ここで、照明光学系は、当該照明光学系と検出光学系との間に配置される被計測対象に対して所定の角度で円偏光を照射するようになっている。検出光学系は、光軸の向きの互いに異なる複数のλ／４波長板を２次元配置してなるλ／４波長板アレイと、検光子と、複数の受光素子を２次元配置してなる受光素子アレイとを照明光学系側から順に有している。光学特性導出部は、受光素子アレイで検出した光の光強度情報を用いて被計測対象の光軸を計測するようになっている。

本発明の光軸計測方法および光軸計測装置では、円偏光が被計測対象に対して所定の角度で照射され、被計測対象、λ／４波長板アレイおよび検光子を通過した光が受光素子アレイで検出される。ここで、受光素子アレイで検出されたそれぞれの光の光強度情報から被検出対象の円偏光入射角依存性を知ることができる。これにより、被検出対象の円偏光入射角依存性から被検出対象の光軸を導出することができる。

本発明の光軸計測方法および光軸計測装置によれば、円偏光を所定の角度で被計測対象に照射し、受光素子アレイで検出された光の光強度情報から被計測対象の光軸を計測するようにしたので、面内方向だけでなく、厚さ方向の光軸も計測することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１（Ａ）は、本発明の一実施の形態に係る光軸計測装置１の概略構成を表すものである。この光軸計測装置１は、照明光学系２と、検出光学系３と、光学特性導出部４とを備えたものである。照明光学系２と検出光学系３との間には、被計測対象であるサンプルＳが挿入されている。

照明光学系２は、光源１０、バンドパスフィルタ２０、偏光子３０、λ／４波長板４０を、光源１０から射出される光の光路上にこの順に配列したものである。検出光学系３は、λ／４波長板アレイ５０、検光子６０、受光素子アレイ７０を、サンプルＳを通過した光の光路上にこの順に配列したものである。

なお、図１（Ｂ）は、偏光子３０、λ／４波長板４０、λ／４波長板アレイ５０および検光子６０のそれぞれの光軸の向きの一例を表したものである。また、光源１０とバンドパスフィルタ２０との間や、バンドパスフィルタ２０と偏光子３０との間、偏光子３０とλ／４波長板４０との間、λ／４波長板４０とサンプルＳとの間、サンプルＳとλ／４波長板アレイ５０との間、λ／４波長板アレイ５０と検光子６０との間、検光子６０と受光素子アレイ７０との間に、レンズなどの光学部品が挿入されていてもよい。

ここで、光源１０は、例えば、ハロゲンランプやキセノンランプなどの無偏光を射出する発光素子と、発光素子からの光を平行光化するレンズとを含んで構成された面発光源であり、λ／４波長板アレイ５０を構成する各λ／４波長板５０Ａ（後述）に対して光が入射するのに十分な大きさのスポットサイズを有している。

バンドパスフィルタ２０は、例えば、屈折率の異なる材料を周期的に重ね合わせたフォトニック結晶からなり、所定の波長帯域の光を透過し、所定の波長帯域以外の光を遮断する機能を有する。

偏光子３０は、例えば上記と同様の構造を有するフォトニック結晶からなり、偏光子３０の光入射側の面内の一の方向に光軸Ｐ１（図１（Ｂ）参照）を有しており、バンドパスフィルタ２０を通過した光に対して、光軸Ｐ１と平行な方向に振動する直線偏光を透過し、光軸Ｐ１と交差する方向に振動する直線偏光を遮断する偏光分離素子として機能する。

λ／４波長板４０は、例えば上記と同様の構造を有するフォトニック結晶からなり、λ／４波長板４０の光入射側の面内の一の方向であって、かつ偏光子３０の光軸Ｐ１に対して４５度傾いた光軸（遅相軸Ｓおよび進相軸Ｆのいずれか一方）を有しており、偏光子３０を通過した直線偏光を円偏光にする位相差板として機能する。つまり、λ／４波長板４０は偏光子３０と共に円偏光板を構成している。

λ／４波長板アレイ５０は、複数のλ／４波長板５０Ａを、サンプルＳの光入射側の面と平行な面内に２次元配置したものである。複数のλ／４波長板５０Ａは、λ／４波長板４０の光軸に対して０度から１８０度の範囲内において互いに僅かに異なる光軸（遅相軸Ｓおよび進相軸Ｆのいずれか一方）を有する集合体であり、例えば上記と同様の構造を有するフォトニック結晶により構成されている。また、各λ／４波長板５０Ａのリタデーション量は互いに等しくなっている。これにより、各λ／４波長板５０Ａは、サンプルＳを通過した光（楕円偏光）を直線偏光にするが、それぞれのλ／４波長板５０Ａを通過した光（直線偏光）の偏光方向が、それぞれのλ／４波長板５０Ａの光軸から楕円率度だけ傾いた方向を向くことになる。

検光子６０は、例えば上記と同様の構造を有するフォトニック結晶からなり、検光子６０の光入射側の面内の一の方向に光軸Ｐ２（図１（Ｂ）参照）を有しており、λ／４波長板アレイ５０を通過した光に対して、光軸Ｐ２と平行な方向に振動する直線偏光を透過し、光軸Ｐ２と交差する方向に振動する直線偏光を遮断する偏光分離素子として機能する。ここで、光軸Ｐ２は、面内においていずれの方向を向いていてもよいが、例えば、光軸Ｐ１に対して直交する方向を向いている。

受光素子アレイ７０は、複数の受光素子７０Ａを一の面内に２次元配置したものである。複数の受光素子７０Ａは、λ／４波長板５０Ａごとに所定の数の受光素子７０Ａが対応するように配置されている。各受光素子７０Ａは、例えば半導体光検出器からなり、光を電流信号に変換するようになっている。この電流信号は、各受光素子７０Ａで検出した光の光強度情報を含んでおり、図示しない電流電圧変換回路、信号増幅回路、フィルタ回路およびＡＤ（Analog-Digital）変換回路などを経て光学特性導出部４に出力されるようになっている。

光学特性導出部４は、受光素子アレイ７０で検出した光の光強度情報を用いてサンプルＳの光軸およびリタデーションを計測するものである。ここで、光学特性導出部４は、照明光学系２からの光をサンプルＳに対して、ある入射角で入射したときには、各受光素子７０Ａで検出した光の光強度情報から、サンプルＳの光軸ＰをサンプルＳの光入射面の面内に投影した線分と、所定の軸とのなす角についての情報を導出することができる。しかし、その光強度情報からは、サンプルＳの光軸Ｐと、所定の軸とのなす角についての情報を直接に得ることはできない。そこで、本実施の形態では、光学特性導出部４において、照明光学系２からの光をサンプルＳに対して、ある入射角で入射したときに受光素子アレイ７０で検出される光の光強度情報と、照明光学系２からの光をサンプルＳに対して先の入射角とは異なる入射角で入射したときに受光素子アレイ７０で検出される光の光強度情報とから、サンプルＳの光軸Ｐと所定の軸とのなす角についての情報を導出するようにした。

具体的には、以下に示した計算式を用いてサンプルＳの光軸およびリタデーションを計測する。

図２は、サンプルＳに光が入射する際の光の屈折について説明するための概念図である。図３は、図２の概念図をｘｙ平面の法線と平行な方向から見たものである。図２、図３に示したように、照明光学系２からの光（入射光Ｌ１）をサンプルＳに入射角αで入射したときは、サンプルＳ内を伝播する光（伝播光Ｌ２）は、以下の式（１）で示した伝播角βでサンプルＳ内を伝播する。

β＝ｓｉｎ^−１（（ｎ_０／ｎ_１）×ｓｉｎα）…（１）

ここで、ｎ_０は、λ／４波長板４０とサンプルＳとの間隙を満たす媒体（例えば空気）の屈折率である。ｎ_１は、サンプルＳの平均屈折率である。

また、図２、図３に示したように、サンプルＳの光入射側の面の法線方向をｚ軸、ｚ軸を法線とする面内の一の方向をｘ軸、ｚ軸を法線とする面内においてｘ軸と直交する方向をｙ軸としたとき、照明光学系２からの光をサンプルＳに第１入射角α_１で入射したときの、サンプルＳの光軸ＰをサンプルＳの光入射面の面内に投影した線分とｙ軸とのなす角γ_１は、以下の式（２）で示したようになる。

ｔａｎγ_１＝ｔａｎθ×ｃｏｓ（φ＋β_１）／（ｃｏｓα_１×ｃｏｓβ_１）…（２）

ここで、β_１は、照明光学系２からの光をサンプルＳに第１入射角α_１で入射させたときのサンプルＳ内の伝播角である。θは、サンプルＳの光軸Ｐとｙ軸とのなす角である。φは、サンプルＳの光軸Ｐをｘｚ平面に投影した線分とｘ軸とのなす角である。

同様に、照明光学系２からの光をサンプルＳに第１入射角α_１とは異なる第２入射角α_２で入射したときの、サンプルＳの光軸ＰをサンプルＳの光入射面の面内に投影した線分と、ｙ軸とのなす角γ_２は、以下の式（３）で示したようになる。

ｔａｎγ_２＝ｔａｎθ×ｃｏｓ（φ＋β_２）／（ｃｏｓα_２×ｃｏｓβ_２）…（３）

ここで、β_２は、照明光学系２からの光をサンプルＳに第２入射角α_２で入射したときのサンプルＳ内の伝播角である。

上記した式（１）ないし（３）から、以下の式（４），（５）に示したように、サンプルＳの光軸についての情報（φ，θ）を求めることができる。

ｔａｎφ＝（ｔａｎγ_２−ｔａｎγ_１ｃｏｎα_１）×ｃｏｓβ／（ｔａｎγ_２ｓｉｎβ）
…（４）
ｔａｎθ＝ｔａｎγ_２／ｃｏｓφ…（５）

ところで、上記した式（４），（５）において、φ＝９０度もしくはθ＝９０度、かつ、φ＞θを満たす場合には、φ，θを一意に求めることができない。そこで、本実施の形態では、照明光学系２からの光をサンプルＳに入射角αで入射したときに、その入射光がサンプルＳにおいて感じるｘ軸方向およびｙ軸方向の見かけ上の屈折率ｎ_ｘ、ｎ_ｙを、以下の式（６），（７）で表し、サンプルＳが式（６），（７）で表される屈折率ｎ_ｘ、ｎ_ｙを有しているものとしてシミュレーションを行うことにより得られるγおよびリタデーションと、実際に計測されたγおよびリタデーションとのマッチングを行い、実際に計測されたγおよびリタデーションとマッチするケースのφおよびθをサンプルＳのφおよびθとする。

ｎ_ｘ＝ａｂｃ／√（ｂ^２ｃ^２ｃｏｓ^２φ＋ａ^２ｃ^２ｃｏｓ^２θｓｉｎ^２φ＋ａ^２ｂ^２ｓｉｎ^２θｓｉｎ^２φ）…（６）
ｎ_ｚ＝ａｂｃ／√（ｂ^２ｃ^２ｃｏｓ^２βｓｉｎ^２φ＋ａ^２ｃ^２（ｃｏｓβｃｏｓθｃｏｓφ＋ｓｉｎβｓｉｎθ）^２＋ａ^２ｂ^２（ｃｏｓβｓｉｎθｃｏｓφ−ｓｉｎβｃｏｓθ）^２）
…（７）
ａ＝ｎ_ｘ／２…（８）
ｂ＝ｎ_ｙ／２…（９）
ｃ＝ｎ_ｚ／２…（１０）

ｎ_ｘは、サンプルＳの、前サンプルＳの光軸Ｐを法線とする面内のｘ軸方向の屈折率である。ｎ_ｙは、サンプルＳの、サンプルＳの光軸Ｐ方向の屈折率である。ｎ_ｚは、サンプルＳの、サンプルＳの光軸Ｐを法線とする面内のｚ軸方向の屈折率である。

これにより、φ＝９０度もしくはθ＝９０度、かつ、φ＞θを満たす場合であっても、φ，θを一意に求めることができる。

以上のことから、本実施の形態では、円偏光がサンプルＳに対して互いに異なる２種類の入射角α_１、α_２で照射され、サンプルＳ、λ／４波長板アレイ５０および検光子６０を通過した光が受光素子アレイ７０で検出される。ここで、受光素子アレイ７０で検出されたそれぞれの光の光強度情報からサンプルＳの円偏光入射角依存性を知ることができる。これにより、サンプルＳの円偏光入射角依存性からサンプルＳの光軸Ｐを導出することができるので、面内方向だけでなく、厚さ方向の光軸も計測することができる。

[実施例]
以下に、上記実施の形態の光軸計測装置１の性能について、各シミュレーションの結果を通じて説明する。

＜シミュレーション１＞
本シミュレーションでは、照明光学系２からの光を、光軸Ｐが進相軸と平行となっているサンプルＳに入射角αで入射したときに、その入射光がサンプルＳにおいて感じるｘ軸方向およびｙ軸方向の見かけ上の屈折率ｎ_ｘ、ｎ_ｙを、上記した式（６），（７）で表し、サンプルＳが式（６），（７）で表される屈折率ｎ_ｘ、ｎ_ｙを有しているものとしてシミュレーションモデルを構築し、入射角α_２を０度一定とした上で、入射角α_１を−５０度から５０度の範囲内で５度刻みで変化させて、サンプルＳの光入射面の面内に投影した線分とｙ軸とのなす角γを計算した。そして、その結果を図４〜図１４に示した。

ここで、図４は光軸Ｐがφ＝９０度、θ＝９０度の方向を向いているときのγの入射角依存性を、図５は光軸Ｐがφ＝９０度、θ＝８９度の方向を向いているときのγの入射角依存性を、図６は光軸Ｐがφ＝９０度、θ＝８８度の方向を向いているときのγの入射角依存性を、図７は光軸Ｐがφ＝９０度、θ＝８７度の方向を向いているときのγの入射角依存性を、図８は光軸Ｐがφ＝９０度、θ＝８５度の方向を向いているときのγの入射角依存性を、図９は光軸Ｐがφ＝９０度、θ＝８０度の方向を向いているときのγの入射角依存性を、図１０は光軸Ｐがφ＝８９度、θ＝８９度の方向を向いているときのγの入射角依存性を、図１１は光軸Ｐがφ＝８８度、θ＝８８度の方向を向いているときのγの入射角依存性を、図１２は光軸Ｐがφ＝８７度、θ＝８７度の方向を向いているときのγの入射角依存性を、図１３は光軸Ｐがφ＝８５度、θ＝８５度の方向を向いているときのγの入射角依存性を、図１４は光軸Ｐがφ＝８０度、θ＝８０度の方向を向いているときのγの入射角依存性をそれぞれ表したものである。

図４〜図１４から、φおよびθの少なくとも一方が僅か１度だけ異なる場合であっても、γの入射角依存性が大きく変化していることがわかる。このことから、２種類の入射角で円偏光をサンプルＳに入射して、それぞれのγを検出することにより、サンプルＳの光軸Ｐのφおよびθを精確に計測することができることがわかった。

＜シミュレーション２＞
本シミュレーションでは、上記と同様のシミュレーションモデルを構築し、入射角α_２を０度一定とした上で、入射角α_１を−５０度から５０度の範囲内で５度刻みで変化させて、サンプルＳの光入射面の面内に投影した線分とｙ軸とのなす角γと、リタデーションとを検出し、その結果を図１５（Ａ），（Ｂ）〜図１４に示した。

ここで、図１５（Ａ）は光軸Ｐがφ＝９０度、θ＝０度の方向を向いているときのγの入射角依存性を、図１５（Ｂ）は光軸Ｐがφ＝９０度、θ＝０度の方向を向いているときのリタデーションの入射角依存性を、図１６（Ａ）は光軸Ｐがφ＝９０度、θ＝４５度の方向を向いているときのγの入射角依存性を、図１６（Ｂ）は光軸Ｐがφ＝９０度、θ＝４５度の方向を向いているときのリタデーションの入射角依存性を、図１７（Ａ）は光軸Ｐがφ＝９０度、θ＝９０度の方向を向いているときのγの入射角依存性を、図１７（Ｂ）は光軸Ｐがφ＝９０度、θ＝９０度の方向を向いているときのリタデーションの入射角依存性を、図１８Ａ（Ａ）は光軸Ｐがφ＝０度、θ＝０度の方向を向いているときのγの入射角依存性を、図１８（Ｂ）は光軸Ｐがφ＝０度、θ＝０度の方向を向いているときのリタデーションの入射角依存性を、図１９（Ａ）は光軸Ｐがφ＝０度、θ＝４５度の方向を向いているときのγの入射角依存性を、図１９（Ｂ）は光軸Ｐがφ＝０度、θ＝４５度の方向を向いているときのリタデーションの入射角依存性を、図２０（Ａ）は光軸Ｐがφ＝０度、θ＝９０度の方向を向いているときのγの入射角依存性を、図２０（Ｂ）は光軸Ｐがφ＝０度、θ＝９０度の方向を向いているときのリタデーションの入射角依存性を、図２１（Ａ）は光軸Ｐがφ＝４５度、θ＝０度の方向を向いているときのγの入射角依存性を、図２１（Ｂ）は光軸Ｐがφ＝４５度、θ＝０度の方向を向いているときのリタデーションの入射角依存性を、図２２（Ａ）は光軸Ｐがφ＝４５度、θ＝４５度の方向を向いているときのγの入射角依存性を、図２２（Ｂ）は光軸Ｐがφ＝４５度、θ＝４５度の方向を向いているときのリタデーションの入射角依存性を、図２３（Ａ）は光軸Ｐがφ＝４５度、θ＝９０度の方向を向いているときのγの入射角依存性を、図２３（Ｂ）は光軸Ｐがφ＝４５度、θ＝９０度の方向を向いているときのリタデーションの入射角依存性をそれぞれ表したものである。

図１５（Ａ），（Ｂ）〜図２３（Ａ），（Ｂ）から、光軸Ｐがφ＝９０度もしくはθ＝９０度、かつ、φ＞θを満たす方向を向いている場合においても、φおよびθの組み合わせに応じて、γおよびリタデーションの少なくとも一方の入射角依存性が大きく変化していることがわかる。このことから、２種類の入射角で円偏光をサンプルＳに入射して、それぞれのγおよびリタデーションを検出することにより、光軸Ｐがφ＝９０度もしくはθ＝９０度、かつ、φ＞θを満たす方向を向いている場合であっても、サンプルＳの光軸Ｐのφおよびθを精確に計測することができることがわかった。

以上、実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態等に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。

本発明の一実施の形態に係る光軸計測装置の概略構成図である。 サンプルＳに光が入射する際の光の屈折について説明するための概念図である。 図２の概念図をｘｙ平面の法線と平行な方向から見たときの概念図である。 光軸Ｐがφ＝９０度、θ＝９０度の方向を向いているときのγの入射角依存性を表す特性図である。 光軸Ｐがφ＝９０度、θ＝８８度の方向を向いているときのγの入射角依存性を表す特性図である。 光軸Ｐがφ＝９０度、θ＝８８度の方向を向いているときのγの入射角依存性を表す特性図である。 光軸Ｐがφ＝９０度、θ＝８７度の方向を向いているときのγの入射角依存性を表す特性図である。 光軸Ｐがφ＝９０度、θ＝８５度の方向を向いているときのγの入射角依存性を表す特性図である。 光軸Ｐがφ＝９０度、θ＝８０度の方向を向いているときのγの入射角依存性を表す特性図である。 光軸Ｐがφ＝８９度、θ＝８９度の方向を向いているときのγの入射角依存性を表す特性図である。 光軸Ｐがφ＝８８度、θ＝８８度の方向を向いているときのγの入射角依存性を表す特性図である。 光軸Ｐがφ＝８７度、θ＝８７度の方向を向いているときのγの入射角依存性を表す特性図である。 光軸Ｐがφ＝８５度、θ＝８５度の方向を向いているときのγの入射角依存性を表す特性図である。 光軸Ｐがφ＝８０度、θ＝８０度の方向を向いているときのγの入射角依存性を表す特性図である。 光軸Ｐがφ＝９０度、θ＝０度の方向を向いているときのγおよびリタデーションの入射角依存性を表す特性図である。 光軸Ｐがφ＝９０度、θ＝４５度の方向を向いているときのγおよびリタデーションの入射角依存性を表す特性図である。 光軸Ｐがφ＝９０度、θ＝９０度の方向を向いているときのγおよびリタデーションの入射角依存性を表す特性図である。 光軸Ｐがφ＝０度、θ＝０度の方向を向いているときのγおよびリタデーションの入射角依存性を表す特性図である。 光軸Ｐがφ＝０度、θ＝４５度の方向を向いているときのγおよびリタデーションの入射角依存性を表す特性図である。 光軸Ｐがφ＝０度、θ＝９０度の方向を向いているときのγおよびリタデーションの入射角依存性を表す特性図である。 光軸Ｐがφ＝４５度、θ＝０度の方向を向いているときのγおよびリタデーションの入射角依存性を表す特性図である。 光軸Ｐがφ＝４５度、θ＝４５度の方向を向いているときのγおよびリタデーションの入射角依存性を表す特性図である。 光軸Ｐがφ＝４５度、θ＝９０度の方向を向いているときのγおよびリタデーションの入射角依存性を表す特性図である。

符号の説明

１…光軸計測装置、２…照明光学系、３…検出光学系、４…光学特性導出部、１０…光源、２０…バンドパスフィルタ、３０…偏光子、４０，５０Ａ…λ／４波長板、５０…λ／４波長板アレイ、６０…検光子、７０…受光素子アレイ、７０Ａ…受光素子、Ｆ…進相軸、Ｐ，Ｐ_１，Ｐ_２…光軸、Ｓ…遅相軸。

Claims (7)

1. 円偏光を射出する照明光学系と、被計測対象と、光軸の向きの互いに異なる複数のλ／４波長板を２次元配置してなるλ／４波長板アレイと、検光子と、複数の受光素子を２次元配置してなる受光素子アレイとをこの順に配列し、
   前記照明光学系から前記被計測対象に対して所定の角度で円偏光を照射したのち、前記被計測対象、前記λ／４波長板アレイおよび前記検光子を通過した光を前記受光素子アレイで検出し、
   前記受光素子アレイで検出した光の光強度情報を用いて前記被計測対象の光軸を計測する
   ことを特徴とする光軸計測方法。
2. 前記照明光学系からの光を前記被計測対象に第１入射角α_１で入射したときに前記受光素子アレイで検出される光の光強度情報と、前記照明光学系からの光を前記被計測対象に前記第１入射角α_１とは異なる第２入射角α_２で入射したときに前記受光素子アレイで検出される光の光強度情報とに基づいて前記被計測対象の光軸を計測する
   ことを特徴とする請求項１に記載の光軸計測方法。
3. 前記被計測対象の光入射側の面の法線方向をｚ軸、前記ｚ軸を法線とする面内の一の方向をｘ軸、前記ｚ軸を法線とする面内において前記ｘ軸と直交する方向をｙ軸とすると、前記被計測対象の光軸と前記ｙ軸とのなす角θ、前記被計測対象の光軸をｘｚ平面に投影した線分と前記ｘ軸とのなす角φを以下の式を用いて計測する
   ことを特徴とする請求項２に記載の光軸計測方法。
   ｔａｎγ_１＝ｔａｎθ×ｃｏｓ（φ＋β_１）／（ｃｏｓα_１×ｃｏｓβ_１）
   ｔａｎγ_２＝ｔａｎθ×ｃｏｓ（φ＋β_２）／（ｃｏｓα_２×ｃｏｓβ_２）
   γ_１：前記照明光学系からの光を前記被計測対象に第１入射角α_１で入射したときに導出される、前記被計測対象の光軸をｘｙ平面に投影した線分と前記ｙ軸とのなす角
   γ_２：前記照明光学系からの光を前記被計測対象に第２入射角α_２で入射したときに導出される、前記被計測対象の光軸をｘｙ平面に投影した線分と前記ｙ軸とのなす角
   β_１：前記照明光学系からの光を前記被計測対象に第１入射角α_１で入射させたときの前記被計測対象内の伝播角
   β_２：前記照明光学系からの光を前記被計測対象に第１入射角α_２で入射させたときの前記被計測対象内の伝播角
4. 前記第２入射角α_２は、０度である
   ことを特徴とする請求項３に記載の光軸計測方法。
5. φ＝９０度もしくはθ＝９０度、かつ、φ＞θを満たす場合には、θおよびφを以下の式を用いて計測する
   ことを特徴とする請求項２に記載の光軸計測方法。
   ｎ_ｘ＝ａｂｃ／√（ｂ^２ｃ^２ｃｏｓ^２φ＋ａ^２ｃ^２ｃｏｓ^２θｓｉｎ^２φ＋ａ^２ｂ^２ｓｉｎ^２θｓｉｎ^２φ）
   ｎ_ｚ＝ａｂｃ／√（ｂ^２ｃ^２ｃｏｓ^２βｓｉｎ^２φ＋ａ^２ｃ^２（ｃｏｓβｃｏｓθｃｏｓφ＋ｓｉｎβｓｉｎθ）^２＋ａ^２ｂ^２（ｃｏｓβｓｉｎθｃｏｓφ−ｓｉｎβｃｏｓθ）^２）
   ａ＝ｎ_ｘ／２
   ｂ＝ｎ_ｙ／２
   ｃ＝ｎ_ｚ／２
   ｎ_ｘ：前記被計測対象の、前記被計測対象の光軸を法線とする面内の前記ｘ軸方向の屈折率
   ｎ_ｙ：前記被計測対象の、前記被計測対象の光軸方向の屈折率
   ｎ_ｚ：前記被計測対象の、前記被計測対象の光軸を法線とする面内の前記ｚ軸方向の屈折率
6. 前記照明光学系は、無偏光を射出する光源から射出される光の光路上に、偏光子およびλ／４波長板を前記光源側から順に有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の光軸計測方法。
7. 照明光学系と、検出光学系と、光学特性導出部とを備え、
   前記照明光学系は、当該照明光学系と前記検出光学系との間に配置される被計測対象に対して所定の角度で円偏光を照射し、
   前記検出光学系は、光軸の向きの互いに異なる複数のλ／４波長板を２次元配置してなるλ／４波長板アレイと、検光子と、複数の受光素子を２次元配置してなる受光素子アレイとを前記照明光学系側から順に有し、
   前記光学特性導出部は、前記受光素子アレイで検出した光の光強度情報を用いて、前記被計測対象の光軸を計測する
   ことを特徴とする光軸計測装置。

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