JP2927145B2 - Method and apparatus for measuring retardation - Google Patents

Method and apparatus for measuring retardation

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JP2927145B2
JP2927145B2 JP16300593A JP16300593A JP2927145B2 JP 2927145 B2 JP2927145 B2 JP 2927145B2 JP 16300593 A JP16300593 A JP 16300593A JP 16300593 A JP16300593 A JP 16300593A JP 2927145 B2 JP2927145 B2 JP 2927145B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、複屈折測定装置、特に
高分子材料よりなるフィルムあるいはシートのレターデ
ーションを測定する方法に関するものであり、特に試料
の異方性が小さく低レターデーション値を有する場合に
適応でき、液晶ディスプレイの透明電極基板用のフィル
ムの検査等に好適である。さらに本発明は、測定が短時
間であるため、試料を所定の寸法に切り出してオフライ
ンで測定する場合のみならず、フィルムあるいはシート
の製造工程におけるオンラインの計測、制御用にも好適
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a birefringence measuring apparatus, and more particularly to a method for measuring the retardation of a film or sheet made of a polymer material. It can be applied to the case where it has, and is suitable for inspection of a film for a transparent electrode substrate of a liquid crystal display and the like. Furthermore, the present invention is suitable for not only a case where a sample is cut out to a predetermined size and measurement is performed offline, but also an online measurement and control in a film or sheet manufacturing process, because measurement is performed in a short time.

【0002】[0002]

【従来の技術】透明あるいは半透明な材料の光学的異方
性を求める方法として複屈折測定がよく利用される。従
来シート状材料のオンライン複屈折測定は、例えば特開
平5−209823号のように、一定の偏光方位関係
(平行ニコル状態)に配置された3組以上の偏光子と検
光子との間に被測定シートを通過させ、単一波長光束を
偏光子に照射したときの各検光子透過光強度を測定し
て、被測定シートのレターデーションと主屈折率の方向
を求めるものがある。
2. Description of the Related Art Birefringence measurement is often used as a method for determining the optical anisotropy of a transparent or translucent material. Online birefringence measuring the conventional sheet materials, for example, Japanese
As shown in JP-A-5-209823 , a sheet to be measured is passed between three or more pairs of polarizers arranged in a fixed polarization orientation relationship (parallel Nicol state) and an analyzer, and a single-wavelength light beam is polarized. There is a method of measuring the transmitted light intensity of each analyzer when irradiating the sheet to determine the retardation and the direction of the main refractive index of the sheet to be measured.

【0003】この方法の場合、被測定シートの異方性が
小さく、レターデーションが数十nm以下の場合には、
充分な測定精度が得られない。このため、試料をレター
デーション既知の位相差板と重ね合わせて両者の合成レ
ターデーションの測定を行うことが提案されている。し
かしこの重ね合わせ測定の場合、測定シートと位相差板
の主屈折率方向を一致させて重ね合わせる必要がある
が、実際上は測定シートの異方性が小さい場合その主屈
折率方向が正確には判らないので、正確なレターデーシ
ョンを得るのは困難であった。
In this method, when the anisotropy of the sheet to be measured is small and the retardation is several tens nm or less,
Sufficient measurement accuracy cannot be obtained. For this reason, it has been proposed to superimpose a sample on a retardation plate with a known retardation and measure the combined retardation of both. However, in the case of this overlay measurement, it is necessary to align the main refractive index directions of the measurement sheet and the retardation plate so that they are overlapped. In practice, when the anisotropy of the measurement sheet is small, the main refractive index direction can be accurately determined. Thus, it was difficult to obtain an accurate retardation.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、異方性の小
さい高分子フィルム或いはシートの製造工程中における
レターデーションのオンライン計測を可能とするレター
デーション測定装置を提供しようとするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a retardation measuring apparatus which enables online measurement of retardation during a process of producing a polymer film or sheet having small anisotropy.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明にかかるレターデ
ーション測定方法は、平行ニコル状態に置かれた偏光子
及び検光子の組を3対以上互いに偏光方向をずらせて配
置し、偏光子と検光子との間にレターデーション
(R0 )既知の位相差板を主屈折率方位が既知の状態で
置き、位相差板と検光子との間に被測定シート(未知の
レターデーション(Rs)未知の配向角(φ)を有す
る)を介在させ、特定の波長の光に対する偏光子、位相
差板、被測定シート及び検光子を透過した光の強度をそ
れぞれ検出し、位相差板と被測定シートとを合わせた見
掛け上のレターデーション(R)および配向角(Ψ)を
求め、これらの見掛け上の値を関係式:Rs={(Δ
R) 2 +(c/b2 ・Ψ)2 1/2 ─(1), φ=
(1/2)・cos-1(ΔR/Rs)×[Ψの符号]─
(2)(ここでΔR=R−R0と定義され、c/bはR
0 および測定に使用した光の波長により決定される定数
である)に代入して、被測定シートのレターデーション
及び主屈折率方向を求めることを特徴とする。ここで、
以上の関係式(1)、(2)は、位相差板と被測定シー
トの2枚重ね合わせ状態を光学的に解いて得られた式に
おいて、測定に使用した特定の波長とR0 を一定とし
て、Rs,φを種々変化させて計算したシュミレーショ
ンの結果から得られた式である。
According to the retardation measuring method of the present invention, three or more pairs of a polarizer and an analyzer placed in a parallel Nicols state are arranged with their polarization directions shifted from each other, and the polarizer and the analyzer are analyzed. A retardation plate having a known retardation (R 0 ) is placed between the photon and the photon, and the sheet to be measured (unknown retardation (Rs) unknown) is placed between the retardation plate and the analyzer. And the intensity of light transmitted through a polarizer, a retardation plate, a sheet to be measured, and an analyzer with respect to light of a specific wavelength is detected, and the retardation plate and the sheet to be measured are interposed. , The apparent retardation (R) and the orientation angle (Ψ) are determined, and these apparent values are expressed by a relational expression: Rs = {
R) 2 + ( c / b ) 2 · Ψ) 21/2 ─ (1), φ =
(1/2) · cos -1 (ΔR / Rs) × [sign of {}] ─
(2) (where ΔR = R−R 0 , where c / b is R
0 and a constant determined by the wavelength of light used for measurement) to determine the retardation and the main refractive index direction of the sheet to be measured. here,
The above relational expressions (1) and (2) are equations obtained by optically solving the state of superposition of the two retardation plates and the sheet to be measured, and the specific wavelength and R 0 used in the measurement are constant. Is an expression obtained from simulation results calculated by changing Rs and φ variously.

【0006】本発明にかかるレターデーション測定装置
は、互いに偏光方向をずらせて配置された3対以上の平
行ニコル状態に置かれた偏光子及び検光子の組と、その
主屈折率方位が既知の状態で偏光子と検光子との間に置
かれたレターデーション(R 0 )既知の位相差板と、位
相差板と検光子との間に介在させた(未知のレターデー
ション(Rs)未知の配向角(φ)を有する)被測定シ
ートと、特定の波長の光に対する偏光子、位相差板、被
測定シート及び検光子を透過した光の強度をそれぞれ検
出する手段と、検出された位相差板と被測定シートとを
合わせた見掛け上のレターデーション(R)および配向
角(Ψ)の値を関係式:Rs={(ΔR) 2 +(c/
2 ・Ψ)2 1/2 ─(1), φ=(1/2)・co
s-1(ΔR/Rs)×[Ψの符号]─(2)(ここでΔ
R=R−R0 と定義され、c/bはR0 および測定に使
用した光の波長により決定される定数である)に代入し
て、被測定シートのレターデーション及び主屈折率方向
を求める演算手段を備えたことを特徴とする。
[0006] The retardation measuring apparatus according to the present invention comprises three or more pairs of flat plates arranged with their polarization directions shifted from each other.
A pair of polarizer and analyzer placed in a row Nicol state and its
Placed between polarizer and analyzer with known principal refractive index orientation
Retardation plate with a known retardation (R 0 )
Interposed between the retarder and the analyzer (unknown letter date
(Rs) unknown orientation angle (φ))
And a polarizer, retarder,
Check the intensity of the light transmitted through the measurement sheet and the analyzer.
Means for exiting, value relation retardation (R) and the orientation angle of the apparent combined and detected phase difference plate and the measured sheet (Ψ): Rs = {( ΔR) 2 + (c /
b ) 2・ Ψ) 21/2 ─ (1), φ = (1/2)・ co
s −1 (ΔR / Rs) × [sign of Ψ] ─ (2) (where Δ
R = R−R 0 , where c / b is a constant determined by R 0 and the wavelength of light used for measurement) to determine the retardation and principal refractive index direction of the sheet to be measured. characterized in that an arithmetic unit.

【0007】本発明にかかるレターデーション測定装置
は、更に、透過度検出手段を構成する偏光子、検光子及
び受光手段の各々が、各々に対応する実質的に同心で同
一直径を有する各同一円周上に配置されていてもよい。
また、前記円周のほぼ中央部にモニター光束用光路が設
けられていても良い。更に、偏光方向の異なる3種以上
の偏光に対する透過度をそれぞれ検出する手段と、これ
らの検出手段の検出出力を所定のプログラムに従ってサ
ンリングする手段と、サンプリングしたデータを記憶す
る手段と、サンプリングデータからレターデーションお
よび主屈折率方向を算出する手段を備えても良い。
In the retardation measuring apparatus according to the present invention, the polarizer, the analyzer and the light receiving means constituting the transmittance detecting means are substantially concentric with each other.
They may be arranged on the same circumference having one diameter .
An optical path for a monitor light beam may be provided substantially at the center of the circumference. A means for detecting the transmittance for three or more types of polarized light having different polarization directions; a means for sampling detection outputs of these detection means in accordance with a predetermined program; a means for storing sampled data; Means for calculating the retardation and the main refractive index direction from the data.

【0008】[0008]

【作用】発明の具体例として、平行ニコル状態で、か
つ、それぞれの偏光方位を異にした3対以上の偏光子お
よび検光子を用いた場合について説明する。このとき、
検光子透過光強度I(θi)は次式で表わされる。
As an embodiment of the present invention, a case will be described in which three or more pairs of polarizers and analyzers are used in a parallel Nicol state and having different polarization directions. At this time,
The analyzer transmitted light intensity I (θi) is represented by the following equation.

【0009】[0009]

【数1】 I(θi)=I0 {1+(C−1)/2}sin2 2(θi−Ψ)・・(1) C≡cos(2πR/λ) ・・・(2)[Number 1] I (θi) = I 0 { 1+ (C-1) / 2} sin 2 2 (θi-Ψ) ·· (1) C≡cos (2πR / λ) ··· (2)

【0010】 ここで、 I0 :被測定シートに入射する直線偏光波の強度 R :位相差板と被測定シートを重ね合わせた状態で
の見掛け上のレターデーション λ :測定光の波長 θi :基準方向(MD方向)に対する偏光子、検光子
の方位角 Ψ :位相差板と被測定シートを重ね合わせた状態で
の見掛け上の配向角 i :偏光子と検光子の組の数 である。このとき、RとΨは特開平−209823号と
同じように数値演算によって求める。
Here, I 0 : the intensity of the linearly polarized wave incident on the sheet to be measured R: the state where the phase difference plate and the sheet to be measured are superposed
Apparent retardation λ: wavelength of measurement light θi: azimuthal angle of polarizer and analyzer with respect to reference direction (MD direction) :: with retardation plate and sheet to be measured superimposed
Apparent orientation angle i: number of pairs of polarizer and analyzer. At this time, R and Ψ are obtained by numerical operations in the same manner as in JP-A-209823 .

【0011】本発明では、偏光子と検光子との間に被測
定シートとレターデーション既知の測定系に固定した位
相差板とを重ね合わせた状態で測定するのを前提とする
ので、あらかじめ被測定シートのレターデーションRs
と配向角φをいろいろ変えて、レターデーションR0
位相差板と重ね合わせた場合の見掛け上のレターデーシ
ョンRおよび配向角Ψを見出しておき、Rs、Ψ、
0 ,φ間の関係を求める。まず、オンライン位相差計
を用いて、低レターデーション(30nm以下)を測定
する方法について検討する。このとき、レターデーショ
ン既知の位相差板を使用し、位相差板は固定で被測定シ
ートとの重ね合わせ測定を行うことを条件とする。
In the present invention, it is assumed that measurement is performed in a state in which a sheet to be measured and a retardation plate fixed to a measurement system having a known retardation are superimposed between a polarizer and an analyzer. Retardation Rs of measurement sheet
And the orientation angle φ are variously changed, and the apparent retardation R and the orientation angle の when superimposed on the retardation plate of the retardation R 0 are found, and Rs, Ψ,
Find the relationship between R 0 and φ. First, a method of measuring low retardation (30 nm or less) using an on-line phase difference meter will be discussed. At this time, the condition is that a retardation plate with a known retardation is used, and the overlay measurement with the sheet to be measured is performed while the retardation plate is fixed.

【0012】また、位相差板と被測定シートとをそれぞ
れの主屈折率方向が任意の角度をなす状態で重ね合わせ
たときの平行ニコル回転法による見掛け上のレターデー
ションと配向角をシミュレーションにより求め、その結
果から見掛け上のレターデーションおよび配向角と被測
定シートのレターデーションおよび配向角との関係式を
導くことにする。
The apparent retardation and the orientation angle by the parallel Nicol rotation method when the retardation plate and the sheet to be measured are overlapped with each other with the principal refractive index directions forming an arbitrary angle are obtained by simulation. , will be directing the relationship between the retardation and the orientation angle of the retardation and the orientation angle and the measured sheet apparent from the result.

【0013】図5は、本発明の各光学素子と被測定シー
トの配置状態における直線偏光波の振幅を説明する図で
ある。図において次のように定義する。 OX,OY :位相差板の主屈折率方向 aa’,bb’:被測定シートの主屈折率方向 PP’ :偏光子、検光子の透過軸方向 φ :被測定シートの配向角 θ :偏光子、検光子の回転角 R0 :位相差板のレターデーション Rs :被測定シートのレターデーション
FIG. 5 is a diagram for explaining the amplitude of a linearly polarized wave in the arrangement state of each optical element of the present invention and a sheet to be measured. In the figure, it is defined as follows. OX, OY: Main refractive index direction of retardation plate aa ', bb': Main refractive index direction of sheet to be measured PP ': Transmission axis direction of polarizer and analyzer φ: Orientation angle θ of sheet to be measured : Polarizer , Analyzer rotation angle R 0 : retardation of retardation plate Rs: retardation of sheet to be measured

【0014】いま、偏光子通過後の直線偏光の振幅をA
とし、さらに位相差板を通過した後の2つの直線偏光波
の各振幅をA1 ,A2 ,さらに被測定シートを通過した
後の4つの直線偏光波の各振幅をA1 ’,A 1”,
2 ’,A2 ”とすると、各振幅は次のように表わされ
る。 A1 = Acosθ A2 = Asinθ A1 ’= Acosθcosφ ・・・(3) A1 ”= Acosθsinφ ・・・(4) A2 ’= Asinθsinφ ・・・(5) A2 ”= Asinθcosφ ・・・(6)
Now, let the amplitude of the linearly polarized light after passing through the polarizer be A
The amplitudes of the two linearly polarized waves after passing through the phase difference plate are A 1 and A 2 , and the amplitudes of the four linearly polarized waves after passing through the sheet to be measured are A 1 ′ and A 1 ”,
If A 2 ′, A 2 ″, each amplitude is represented as follows: A 1 = A cos θ A 2 = A sin θ A 1 ′ = A cos θ cos φ (3) A 1 ″ = A cos θ sin φ (4) A 2 ′ = Asin θ sin φ (5) A 2 ″ = Asin θ cos φ (6)

【0015】A1 ’,A1 ” ,A2 ’,A2 ” の検
光子通過後の各振幅をそれぞれA1P’,A1P”,
2P’,A2P” とすると次のようになる。 A1P’=Acosθcosφcos(θ−φ) ・・(7) A1P”=Acosθsinφsin(θ−φ) ・・(8) A2P’=Asinθsinφcos(θ−φ) ・・(9) A2P”=Asinθcosφsin(θ−φ) ・・(10) A1P’とA1P”、A2P’とA2P”それぞれの合成波の振
幅をA1P、A2P とすると、次のようになる。
The amplitudes of A 1 ′, A 1 ″, A 2 ′, and A 2 ″ after passing through the analyzer are represented by A 1P ′, A 1P ″,
A 2P ', "If you is as follows. A 1P A 2P' = Acosθcosφcos (θ-φ) ·· (7) A 1P" = Acosθsinφsin (θ-φ) ·· (8) A 2P '= Asinθsinφcos (θ-φ) ·· (9 ) a 2P "= Asinθcosφsin (θ-φ) ·· (10) a 1P ' and a 1P", a 2P' and a 2P "the amplitude of each of the composite wave a 1P, If A2P, it will be as follows.

【0016】[0016]

【数2】 A1P 2 =A1P2 +A1P2 +2A1P’A1P”cosδs・・(11) A2P 2 =A2P2 +A2P2 +2A2P’A2P”cosδs・・(12) ただし、δs=2πRs/λ 、 λ:測定波長[Number 2] A 1P 2 = A 1P '2 + A 1P "2 + 2A 1P' A 1P" cosδs ·· (11) A 2P 2 = A 2P '2 + A 2P "2 + 2A 2P' A 2P" cosδs ·· ( 12) where δs = 2πRs / λ, λ: measurement wavelength

【0017】また、合成波A1P 、A2P の位相をそれ
ぞれη1 、η2 とすると、次のように表わされる。
Further, assuming that the phases of the combined waves A 1P and A 2P are η 1 and η 2 respectively, they are expressed as follows.

【0018】[0018]

【数3】 tanη1 =A1P”sinδs/(A1P’+A1P”cosδs)・・(13) tanη2 =A2P”sinδs/(A2P’+A2P”cosδs)・・(14) したがって、検光子透過光強度I(θ)は、A1PとA2P
との合成波であるから、次のようになる。
Tanη 1 = A 1P ”sin δs / (A 1P ′ + A 1P ” cos δs)... (13) tanη 2 = A 2P ”sin δs / (A 2P ′ + A 2P ” cos δs). The analyzer transmitted light intensity I (θ) is A 1P and A 2P
Therefore, it is as follows.

【0019】[0019]

【数4】 I(θ)=A1P 2 +A2P 2 +2A1P2Pcosη ・・・(15) ただし η=δ0 −η1 +η2 −π (0≦θ<π/
2) η=δ0 −η1 +η2 (π/2≦θ≦π) δ0 =2πR0 /λ
I (θ) = A 1P 2 + A 2P 2 + 2A 1P A 2P cosη (15) where η = δ 0 −η 1 + η 2 −π (0 ≦ θ <π /
2) η = δ 0 −η 1 + η 2 (π / 2 ≦ θ ≦ π) δ 0 = 2πR 0 / λ

【0020】式(15)から透過光強度分布が分かるの
で、R0 を一定として、Rsとφ値をいろいろ変えて
計算を行えば、重ね合わせ状態の見掛け上のレターデー
ションRおよび配向角Ψを求めることができる。例えば
0 =150nm、λ=590nmとして計算を行い、
ΔR=R−R0として表わすと表1のような結果が得ら
れる。
Since the transmitted light intensity distribution can be found from equation (15), if R 0 and the value of Rs and φ are variously changed while R 0 is constant, the apparent retardation R and the orientation angle Ψ of the superimposed state can be obtained. Can be requested. For example, calculation is performed with R 0 = 150 nm and λ = 590 nm,
When expressed as ΔR = R−R 0 , the results shown in Table 1 are obtained.

【0021】[0021]

【表1】 [Table 1]

【0022】次に、表1の各数値を、ΔRをX軸、Ψを
Y軸、RsをZ軸として、3次元的に表すと、図6のよ
うな2次錐面になる。一般的に2次錐面は次式で表わさ
れる。 X2 /a2 +Y 2/b2 −Z2 /c2 =0 ・・(16)
Next, when each numerical value in Table 1 is three-dimensionally represented by ΔR as the X axis, Ψ as the Y axis, and Rs as the Z axis, a secondary conical surface as shown in FIG. 6 is obtained. Generally, a quadratic cone is represented by the following equation. X 2 / a 2 + Y 2 / b 2 -Z 2 / c 2 = 0 (16)

【0023】この2次錐面と、ZX平面、YZ平面の交
わりは直線となり、それぞれ次式で表わされる。 Z=±(c/a)X Z=±(c/b)Y Ψ=0のときのΔRとRsとの関係から、c/a=1と
なり、またΔR=0のときのΨとRsとの関係を調べる
と、c/b=6.71738となつた。これらの数値を
式(16)に代入して整理すると、Rsは次式で表わさ
れる。
The intersection of the secondary conical surface with the ZX plane and the YZ plane is a straight line, and is represented by the following equations. Z = ± (c / a) X Z = ± (c / b) Y From the relationship between ΔR and Rs when Ψ = 0, c / a = 1, and Ψ and Rs when ΔR = 0. When the relationship was examined, c / b was found to be 6.71738. By substituting these numerical values into equation (16) and rearranging, Rs is represented by the following equation.

【0024】[0024]

【数5】 Rs={ΔR2 +(6.71738・Ψ)2 1/2 ・・・(17)Rs = {ΔR 2 + (6.771738 · Ψ) 21/2 (17)

【0025】次に、ΔR、φ、Rsの関係を図示すると
のようになり、Rsを固定した場合φとΔRの関係
は次式で近似できる。 ΔR=Rscos2φ ・・・(18) 従って、φは次式で求まる。 φ=(1/2)・cos-1(ΔR/Rs)×[Ψの符号]・・(19)
Next, FIG. 8 shows the relationship between ΔR, φ, and Rs. When Rs is fixed, the relationship between φ and ΔR can be approximated by the following equation. ΔR = Rscos2φ (18) Accordingly, φ is obtained by the following equation. φ = (1/2) · cos −1 (ΔR / Rs) × [sign of Ψ] · (19)

【0026】[0026]

【実施例】図1は、本発明の配向度測定装置の1実施例
の概略構成図であり、(S)は被測定シート、(1)は
測定試料の通過する試料部、(2)は光源部、(3)は
波長選択部(フィルタ部)、(4)は偏光部、(5)は
位相差板、(6)は検光部,(7)は検光子透過光強度
を光電変換する光検出器である。
1 is a schematic structural view of an embodiment of an orientation measuring apparatus according to the present invention, wherein (S) is a sheet to be measured, (1) is a sample portion through which a measurement sample passes, and (2) is a sample section. Light source unit, (3) wavelength selection unit (filter unit), (4) polarization unit, (5) retardation plate, (6) analyzer unit, (7) photoelectric conversion of analyzer transmitted light intensity Photodetector.

【0027】光源部(2)は,保持円盤(20)に所要
の複数個,例えば5〜6個程度の小光源(21).(2
2)・・・(26)が同一円周上にほぼ均等な角度間隔
で設けられており,同一強度,同一断面の適当な径の平
行光束(21),(22),・・・(26)を,図1の
下向き方向に照射する。個別の光源の代わりに,円盤状
光源または円環状光源を用い,集光レンズ(または集光
ミラー)等の集光系と絞り孔(またはスリット)等によ
り上記のような複数平行光束を取り出すようにしてもよ
い。また1個の光源からの光を集光系により適当な径の
光束とした後,適当な本数の光ファイバーにより所要個
数の上記平行光束を取り出すように構成してもよい。フ
ィルタ部(3)は,1枚のフィルタ板で構成するか,保
持板の各光束に対応する位置にフィルタ素子を組み込ん
で構成してもよい。
The light source unit (2) includes a required number of small light sources (21). (2
2) ... (26) are provided at substantially equal angular intervals on the same circumference, and the parallel light beams (21), (22), ... ) Is irradiated downward in FIG. Instead of an individual light source, a disk-shaped light source or an annular light source is used, and a plurality of parallel light beams as described above are extracted by a light-gathering system such as a light-gathering lens (or light-gathering mirror) and an aperture (or slit). It may be. Further, after the light from one light source is converted into a light beam having an appropriate diameter by a light condensing system, a required number of the parallel light beams may be extracted by an appropriate number of optical fibers. The filter section (3) may be constituted by one filter plate, or may be constituted by incorporating a filter element at a position corresponding to each light beam on the holding plate.

【0028】偏光部(4)及び検光部(6)は,図3
(b),(c)に平面図でそれぞれ示されるように,保
持板(40),(60)の各光軸に対応する位置にそれ
ぞれ偏光子(41),(42),・・・(46),検光
子(61),(62),・・・(66)が組み込まれ,
偏光部(4)の偏光素子の偏光方向は,30度ずつずれ
ている。例えば,偏光子(41)を0°方向とすると,
偏光子(42)・・(46)に反時計方向にそれぞれ+
30°,+60°,+90°,+120°,+150°
の偏光方向の素子が配置される。検光部(6)の各偏光
子は,偏光部(4)の各偏光子に対して,同一光軸上の
ものが互いに所定の偏光方向関係,例えば平行ニコルの
関係になるように偏光方向が与えられている。
The polarizing section (4) and the analyzing section (6) are shown in FIG.
As shown in plan views in (b) and (c), the polarizers (41), (42),... At positions corresponding to the optical axes of the holding plates (40) and (60), respectively. 46), the analyzers (61), (62),...
The polarization directions of the polarization elements of the polarization section (4) are shifted by 30 degrees. For example, if the polarizer (41) is oriented at 0 °,
Each of the polarizers (42) and (46) has a +
30 °, + 60 °, + 90 °, + 120 °, + 150 °
Are arranged. The polarizers of the analyzer (6) are arranged such that the polarizers of the polarizer (4) have a polarization direction such that those on the same optical axis have a predetermined polarization direction relationship, for example, a parallel Nicol relationship. Is given.

【0029】位相差板(5)は、レターデーションおよ
び主屈折率方向が既知である。
The retardation (5) has a known retardation and principal refractive index direction.

【0030】試料部(1)は,特に図示されていない
が,生産ラインから連続的に送り出されて来るシート状
の試料を通過させる比較的狭い間隙を有する測定空間が
設けられている。この測定空間は,狭い幅の測定シート
では幅方向の両端が閉じていてもよいが,測定シートへ
の測光部のセット作業,測定シートの幅方向の任意位置
への測光部の設定,幅方向での測光部(測定点)の走査
その他の点で,測定空間の幅方向の一方を解放型に形成
する方が好ましい。このためには,測光部を1個のユニ
ットとして形成する場合,光源部から偏光部までの投光
ユニットと検光部及び検出部の受光部ユニットとを試料
シートの一方の側端部の外で支持する片持ち(「コの字
型」)方式の保持機構を設けるのがよい。あるいは、投
光ユニットおよび受光ユニットを測定シートの幅方向に
同期走査させながら計測することもできる。
Although not shown, the sample section (1) is provided with a measurement space having a relatively narrow gap through which a sheet-like sample continuously fed from a production line passes. This measurement space may be closed at both ends in the width direction for a narrow width measurement sheet, but the work of setting the photometry section on the measurement sheet, setting the photometry section to an arbitrary position in the width direction of the measurement sheet, It is preferable to form one side in the width direction of the measurement space in an open shape in scanning of the light measuring unit (measurement point) at the other point. For this purpose, when the light measuring unit is formed as one unit, the light projecting unit from the light source unit to the polarizing unit and the light receiving unit of the light detecting unit and the detecting unit are arranged outside one side end of the sample sheet. It is preferable to provide a cantilevered (“U-shaped”) type holding mechanism for supporting with a. Alternatively, the measurement can be performed while the light emitting unit and the light receiving unit are synchronously scanned in the width direction of the measurement sheet.

【0031】また試料部には,測定シートの一定距離移
動ごとに,一定時間毎に,または測定データのサンプリ
ングのタイミングに合わせて,測定シート上の測定点に
該当する位置に(測定点に対応するシートの側端,また
は測定点上等)に,測定位置識別マークを付すインクジ
ェット方式その他適当な方式のマーキング機構を設けて
おき,検出信号のサンプリングデータにもシートに付し
たコードに対応した識別コードを付して,データ処理を
行うようにしてもよい。測定結果の作表,測定・記憶デ
ータからの任意データの抽出,処理,測定データの再チ
ェックその他に適宜利用することができる。
The sample portion is provided at a position corresponding to a measurement point on the measurement sheet (corresponding to the measurement point) at every fixed distance movement of the measurement sheet, at predetermined time intervals, or in synchronization with the sampling timing of the measurement data. An ink-jet or other appropriate marking mechanism that attaches a measurement position identification mark is provided at the side edge of the sheet to be measured, or on the measurement point, etc., and the sampling data of the detection signal is also identified according to the code attached to the sheet. Data processing may be performed by attaching a code. It can be used as appropriate for tabulation of measurement results, extraction and processing of arbitrary data from measurement / storage data, rechecking of measurement data, and the like.

【0032】検出部(7)には,検出素子(71),
(72),・・・(76)が保持板(70)上に,各光
軸位置に対応して配置されている。検出素子としては,
光電変換素子,たとえば太陽電池,フォトダイオード,
CCD素子等を用いる。以上の光源部,フィルタ部,偏
光部,位相差板、試料部,検光部,及び検出部を含む複
数光束測光部は,測定シートの通過用空間を設けた状態
で,1個のユニットとして形成することができる。これ
により測光部全体のコンパクト化,測光部各部の各要素
の設計,製作,測光部の組立,調整,検査等を標準化し
て,精度,生産効率を向上することができる。またユニ
ット化により,測光部を1個の検出端として取り扱うこ
とができるので,生産ライン中に設置,特に,計装作業
や測定シートの幅方向への測定点(従って測光部)の走
査,現場環境の温度,雰囲気等に対する測光部の外装そ
の他の保護計装,設置作業,測定シートの幅方向への測
定点の走査機構の設置等の効率化をもたらすことができ
る。
The detecting section (7) includes a detecting element (71),
, (76) are arranged on the holding plate (70) corresponding to each optical axis position. As the detection element,
Photoelectric conversion elements such as solar cells, photodiodes,
A CCD element or the like is used. The multiple light beam measuring units including the light source unit, the filter unit, the polarizing unit, the phase difference plate, the sample unit, the analyzing unit, and the detecting unit are provided as a single unit with the space for passing the measurement sheet. Can be formed. This makes it possible to reduce the size of the entire photometric unit, standardize the design and manufacture of each element of each unit of the photometric unit, assemble, adjust, and inspect the photometric unit, and improve the accuracy and production efficiency. In addition, since the photometric unit can be handled as one detection end by unitization, it can be installed in the production line, especially for instrumentation work, scanning of the measuring point (and therefore the photometric unit) in the width direction of the measuring sheet, It is possible to improve efficiency such as the exterior and other protection instrumentation of the photometric unit against environmental temperature and atmosphere, installation work, and installation of a scanning mechanism for measuring points in the width direction of the measurement sheet.

【0033】この測光部ユニットの測定点のサイズ(必
要な各方向の偏光光束全体)は,例えば数mm〜10m
m前後の径(φ)の円または同程度の方形に形成するこ
ともできるが,長尺シートの粗いオンライン測定用とし
ては,例えば2〜3cm径(または平方)程度でもよ
い。以下の部分はデータ処理部・制御部であり,主体部
分を測光部とは別に現場環境から離れた場所に設置する
ことができ,測光部との間の測定データ,制御指令等の
伝送は,有線または無線の電気信号のほか,光ファイバ
ーによる光通信等の手段も用いることができる。
The size of the measuring point of the photometric unit (the whole polarized light beam in each required direction) is, for example, several mm to 10 m.
It can be formed in a circle having a diameter (φ) of about m or a square of the same degree, but for rough online measurement of a long sheet, for example, a diameter (or square) of about 2 to 3 cm may be used. The following parts are the data processing part and the control part, and the main part can be installed separately from the site environment separately from the photometric part. The transmission of measurement data and control commands between the photometric part and In addition to a wired or wireless electric signal, a means such as optical communication using an optical fiber can be used.

【0034】(8)は検出部(7)の各検出出力の増
幅,A/D変換等を行い,これをデータ処理部に導入す
る入力信号処理部である。これらの要素及び送信部は,
測定装置全体のシステム構成に応じて適宜検出端の個所
に設けてもよい。(B)はデータ処理・制御部のデータ
バスライン,(9)はCPUである。(10)はRO
M,EPROM等の固定(または半固定)メモリで構成
され,各種の制御・演算プログラムを内蔵するプログラ
ム格納部であり,(101)は装置全体の動作を制御す
る制御プログラムの格納領域であり,全体的な制御プロ
グラムのほか,測定シート上への測定位置識別マークの
付与,フイルタ交換等の作動用等の個別のプログラムを
備えておいてもよい。,(102)は検出出力からのデ
ータのサンプリングを指示するサンプリングプログラム
の格納領域,(103)は後述のメモリ(10)中に格
納された測定データから上記のような各種の所要の演算
を行うための演算プログラムの格納領域,(104)は
処理されたデータをCRT(12),プリンタ(13)
等に出力するための出力プログラムの格納領域、(10
5)は装置動作のチエック等を自動的に行う監視プログ
ラムの格納領域である。
An input signal processing unit (8) performs amplification, A / D conversion, and the like of each detection output of the detection unit (7), and introduces them into the data processing unit. These elements and the transmitter
Depending on the system configuration of the entire measuring device, it may be provided at the detection end as appropriate. (B) is a data bus line of the data processing / control unit, and (9) is a CPU. (10) is RO
A program storage unit which is configured by a fixed (or semi-fixed) memory such as an M or EPROM and stores various control / arithmetic programs. A storage area (101) is a storage area of a control program for controlling the operation of the entire apparatus. In addition to the overall control program, an individual program for providing a measurement position identification mark on the measurement sheet, operating a filter exchange, or the like may be provided. , (102) are a storage area of a sampling program for instructing sampling of data from the detection output, and (103) performs various necessary calculations as described above from measurement data stored in a memory (10) described later. (104) is a CRT (12) and a printer (13)
Storage area of the output program for outputting to
Reference numeral 5) denotes a storage area for a monitoring program for automatically checking the operation of the apparatus.

【0035】上記サンプリングプログラムは,生産ライ
ンから出てくる連続シート状試料の所定移動距離または
所定時間ごとにデータをサンプリングする方式,或いは
試料上の特定点(試料の静止,移動に関係なく,例えば
マーキングをした点等)のデータをサンプリングする方
式その他種々考えられ,選択したサンプリングプログラ
ムに従って,各検出素子の検出出力が入力処理部(8)
でサンプリングされ,検出素子の番号(従って偏光方
向)の情報,試料上の測定位置の情報とともに,メモリ
(11)に格納される。
The above-mentioned sampling program is a method of sampling data at a predetermined moving distance or a predetermined time of a continuous sheet-like sample coming out of a production line, or a specific point on the sample (regardless of whether the sample is stationary or moving, for example, Various methods are conceivable, such as a method of sampling the data of the marking points, etc., and the detection output of each detection element is input to the input processing unit (8) according to the selected sampling program.
Are stored in the memory (11) together with information on the number of the detection element (accordingly, the polarization direction) and information on the measurement position on the sample.

【0036】上記演算プログラムは,メモリ(11)に
格納されている基礎データ及び測定データからレターデ
ーション、主屈折率方向の算出演算を含む必要な各種の
演算を行うものである。上記出力プログラムは,測定結
果のCRT表示,印字出力その他,出力制御全般を処理
するが,検出部出力がサンプリングされ,メモリ(1
1)に格納される毎に,偏光透過強度の角度分布図を表
示し,被測定シートの流れ方向の配向特性(または複屈
折特性)の変化をオンラインで連続表示する等の処理を
行わせることもできる。
The above-mentioned calculation program performs various necessary calculations including calculation of retardation and calculation of the main refractive index direction from basic data and measurement data stored in the memory (11). The output program processes the CRT display of measurement results, print output, and other general output control. The output of the detection unit is sampled and stored in the memory (1).
Displaying the angle distribution diagram of the polarized light transmission intensity every time stored in 1), and performing processing such as continuous online display of changes in the orientation characteristics (or birefringence characteristics) in the flow direction of the sheet to be measured. Can also.

【0037】監視プログラムについては、後に詳述す
る。
The monitoring program will be described later in detail.

【0038】メモリ(11)は,例えばRAMで形成さ
れた記憶内容可変のメモリであり,入力処理部(8)か
ら導入された上記の測定データ等を一時記憶するための
入力バッファメモリ(111),処理済データ等の記憶
のための演算処理データ記憶領域(112),データ処
理に必要な基本データ,数式等を記憶した基礎データ記
憶領域(113),CRT表示,印字出力等のためのデ
ータを記憶する出力バッファメモリ(114)等の領域
を有する。(14)はキーボード入力装置である。
The memory (11) is a memory having a variable storage content formed of, for example, a RAM, and an input buffer memory (111) for temporarily storing the above-described measurement data and the like introduced from the input processing unit (8). , An arithmetic processing data storage area (112) for storing processed data, basic data necessary for data processing, a basic data storage area (113) for storing formulas, etc., data for CRT display, printout, etc. Is stored in the output buffer memory (114). (14) is a keyboard input device.

【0039】図2は、本発明の他の1実施例のレターデ
ーション測定装置の概略システム構成図であり、基本的
には図1と同じ構成であって共通する要素は同じ番号あ
るいは符号で示されている。図3の装置が図1の構成と
異なるところは、偏光方向の異なる偏光光束による透過
度を測定するための各光軸(L1),(L2),・・・
(L6)の集合体の中心にモニター用光路(この光軸を
L7とする)が設けられている点である。
FIG. 2 is a schematic system configuration diagram of a retardation measuring apparatus according to another embodiment of the present invention. Basically, the configuration is the same as that of FIG. Have been. 3 is different from the configuration of FIG. 1 in that each optical axis (L1), (L2),... For measuring the transmittance by polarized light beams having different polarization directions.
The point is that an optical path for monitoring (this optical axis is L7) is provided at the center of the aggregate of (L6).

【0040】即ち光源部(2)では光源(27)が新た
に設けられ、また偏光部(4)、検光部(6)には保持
円盤(40),(60)の中心に透孔(47’),(6
7’)がそれぞれ設けられ、さらに検出部(7)では保
持円盤(70)の中心に光検出素子(77)が設けられ
ている。これらの各要素(27),(47’),(6
7’)及び(77)は光軸上に位置している。この光軸
(L7)の位置は各光軸(L1)〜(L6)の中心が好
ましいが、その位置は厳密なものではなく、多少ずれて
いても問題はない。
That is, in the light source section (2), a light source (27) is newly provided, and in the polarizing section (4) and the analyzing section (6), a through-hole () is formed at the center of the holding disks (40) and (60). 47 '), (6
7 ′) are provided, and in the detection section (7), a light detection element (77) is provided at the center of the holding disk (70). Each of these elements (27), (47 '), (6)
7 ') and (77) are located on the optical axis. The position of the optical axis (L7) is preferably the center of each of the optical axes (L1) to (L6). However, the position is not strict and there is no problem even if the position is slightly shifted.

【0041】なお光源部(2)からの投射光は分割され
た光束である必要はなく、広い断面の平行光束を発生す
る面光源でもよく、また検出部(6)も、各光路の透過
光をそれぞれ検出するものであれば、例えば2次元CC
D検出素子等の面検出器で構成し、各光路に対応する部
分の検出出力をそれぞれ読み出すように構成してもよ
い。
The light projected from the light source unit (2) does not need to be a split light beam, but may be a surface light source that generates a parallel light beam with a wide cross section. The detection unit (6) also transmits light through each optical path. For example, two-dimensional CC
It may be configured by a surface detector such as a D detection element, and the detection output of the portion corresponding to each optical path may be read.

【0042】検出素子(77)の検出出力は、検出素子
(71)〜(76)の偏光透過度検出出力と同様に入力
処理部(8)を経てデータ処理制御部に導入され、制御
プログラム格納部に格納されている監視プログラム(1
05)により、種々の装置動作状態の監視等に利用され
る。例えば被測定シートの無い状態での検出素子(7
7)での出力により、光源ランプの光量が基準値以上あ
るかどうかを確認して、ランプ寿命を判断することがで
きる。この確認は一定の装置使用時間ごとに自動的に行
うようにしてもよいし、またさらに随時行うようにも構
成することができる。
The detection output of the detection element (77) is introduced into the data processing control section via the input processing section (8) in the same manner as the polarization transmittance detection output of the detection elements (71) to (76), and the control program is stored. The monitoring program (1
05) is used for monitoring various device operating states. For example, the detection element (7
Based on the output in 7), it is possible to determine whether the light amount of the light source lamp is equal to or more than the reference value and determine the lamp life. This confirmation may be performed automatically at a fixed time of use of the apparatus, or may be performed at any time.

【0043】また測定シートの幅方向に走査して計測す
る場合に、検出素子(77)の検出出力の変動によりシ
ートのエッジを検出することができ、例えば幅方向走査
の制御にも利用できる。さらに被測定シートに継ぎ目や
汚れがある場合に、この部分の付近では(77)の光量
変化が大きくなるので、これを検出することにより、サ
ンプリングデータからレターデーション及び主屈折率の
方向を算出する場合に、値が大きく変化してそれ以降の
計測に悪影響を与えることを防止することも可能とな
る。
When the measurement is performed by scanning in the width direction of the measurement sheet, the edge of the sheet can be detected based on the fluctuation of the detection output of the detection element (77), and for example, it can be used for controlling the scanning in the width direction. Further, when there is a seam or dirt on the sheet to be measured, the change in the light amount of (77) becomes large in the vicinity of this portion. By detecting this, the direction of the retardation and the main refractive index is calculated from the sampling data. In this case, it is possible to prevent the value from greatly changing and adversely affecting subsequent measurements.

【0044】また透孔(47’),(67’)に、それ
ぞれ偏光子(41)〜(46)、検光子((61)〜
(66)と同様の偏光子(47)、検光子(67)を設
け、(47)と(67)両者を平行ニコルの関係とし、
かつ他の偏光子、検光子対とは異なる偏光方向を与えて
おけば、このときの検出器(77)の検出出力を、検出
器(71)〜(76)の出力とともに主屈折率方向、レ
ターデーションの算出にも利用できる。
The polarizers (41) to (46) and the analyzers ((61) to (61)) are provided in the through holes (47 ') and (67'), respectively.
The same polarizer (47) and analyzer (67) as in (66) are provided, and both (47) and (67) have a parallel Nicol relationship,
If a polarization direction different from that of another polarizer / analyzer pair is given, the detection output of the detector (77) at this time is output together with the outputs of the detectors (71) to (76) in the main refractive index direction, It can also be used to calculate retardation.

【0045】この場合には、図3、図4に示されるよう
に、偏光子(47),検光子(67)を含む光軸(L
7)の光束が、例えばL1−L7−L4,L2−L7−
L5,L3−L7−L6のように3つの測定光束が、試
料面上で一直線上の配列となる。したがって、これらの
直線配列の方向を測定シートの流れ方向あるいはシート
幅方向に一致させておけば、これらの1列配置の光束に
対する検出出力からレターデーション、主屈折率方向を
算出すれば、これらの方向における測定点の幅を小さく
することができる。
In this case, as shown in FIGS. 3 and 4, the optical axis (L) including the polarizer (47) and the analyzer (67) is used.
The light flux of 7) is, for example, L1-L7-L4, L2-L7-
Three measurement light beams like L5, L3-L7-L6 are arranged in a straight line on the sample surface. Therefore, if the direction of these linear arrangements is made to coincide with the flow direction or the sheet width direction of the measurement sheet, if the retardation and the main refractive index direction are calculated from the detection output for the light flux arranged in one line, these are obtained. The width of the measurement point in the direction can be reduced.

【0046】図4は図2の装置の測光部の一部、光源部
(2),偏光部(4),検光部(6),検出部(7)の
具体的構成の他の例を示し、長方形保持盤(20A),
(40A),(60A),(70A)にそれぞれの要素
が円周上及びこの中心部に配置されており、各保持盤の
4隅部には各光軸の位置決め用の透孔(h1)が設けら
れている。さらに保持盤(60A),(70A)には、
両者を一体に組み立てるための透孔(h2)が4隅に設
けられており、簡易にかつコンパクトに両者を一体に結
合また離脱することができる。
FIG. 4 shows another example of the specific configuration of a part of the photometric unit, the light source unit (2), the polarizing unit (4), the light analyzing unit (6), and the detecting unit (7) of the apparatus shown in FIG. Shown, rectangular holding board (20A),
At (40A), (60A), and (70A), the respective elements are arranged on the circumference and at the center thereof, and through holes (h1) for positioning each optical axis are provided at four corners of each holding board. Is provided. Furthermore, the holding boards (60A) and (70A)
Through holes (h2) for assembling the two together are provided at the four corners, so that the two can be easily and compactly combined and separated.

【0047】 なお上記の位相差板を光路に挿離可能と
し、かつ上記の位相差板を用いるレターデーション演算
プログラムと、特開平5−209823号に述べたよう
な位相差板を要しない場合のオンライン測定のレターデ
ーション演算プログラムを共に備えておき、被測定シー
トに応じて両測定方式を切り換えできるように構成する
こともできる。
A retardation calculation program using the above-mentioned retardation plate so that the above-mentioned retardation plate can be inserted into and separated from the optical path and a case where a retardation plate as described in JP-A-5-209823 is not required. It is also possible to provide a retardation calculation program for online measurement, so that both measurement methods can be switched according to the sheet to be measured.

【0048】(測定例)本発明の測定法により、低レタ
ーデーションフィルムを、速度3m/minで走行させ
ながら、レターデーションと主屈折率方向を測定した結
果を図8に示す。グラフの横軸は時間軸で1目盛り20
0秒、縦軸は上部が主屈折率方向、下部がレターデーシ
ョンである。
(Measurement Example) FIG. 8 shows the results of measuring the retardation and the main refractive index direction by running the low retardation film at a speed of 3 m / min by the measuring method of the present invention. The horizontal axis of the graph is the time axis, one division 20
At 0 seconds, the vertical axis indicates the main refractive index direction at the top and the retardation at the bottom.

【0049】データ点数は550個でレターデーション
の最大値=13.2nm、最少値=7.1nm、平均値
=10.0nmであった。
The number of data points was 550, and the maximum value of the retardation was 13.2 nm, the minimum value was 7.1 nm, and the average value was 10.0 nm.

【0050】[0050]

【発明の効果】【The invention's effect】

1)異方性の小さい試料、例えばレターデーションが数
十nm以下の高分子フィルムの場合でも、レターデーシ
ョン及び主屈折率方向を少ない計算時間で有効に求める
ことができる。 2)レターデーションの算出に必要な測定データを任意
の時点で即座に得ることができ、レターデーションのオ
ンライン測定が可能となる。したがって、フイルムの生
産ライン等において、被測定シートの流れ方向の特性の
変化をきめ細かく知ることができる。 3)レターデーョンと主屈折率方向とを同時に求めるこ
とができる。 4)モニター光路を設けたことにより、装置の種々の動
作状態の監視を容易に行うことができる。 5)従来の方式の装置にある程度のソフトウェアを付加
するだけで構成することができる。 6)異方性の大きい高分子フィルム、シートのレターデ
ーション、主屈折率方向を測定する場合と位相差板を用
いて上記のように行う測定方式を切り換え式に構成する
こともできる。
1) Even in the case of a sample having a small anisotropy, for example, a polymer film having a retardation of several tens nm or less, the retardation and the main refractive index direction can be effectively obtained in a short calculation time. 2) Measurement data necessary for calculating the retardation can be obtained immediately at any time, and the on-line measurement of the retardation becomes possible. Therefore, in the film production line or the like, a change in the characteristics of the sheet to be measured in the flow direction can be known in detail. 3) The retardation and the main refractive index direction can be obtained simultaneously. 4) By providing the monitor optical path, it is possible to easily monitor various operation states of the apparatus. 5) The system can be configured by only adding a certain amount of software to the conventional system. 6) The method of measuring the retardation and the main refractive index direction of a polymer film or sheet having large anisotropy and the method of measuring as described above using a retardation plate can be switched.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の1実施例のレターデーション測定装置
の概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a retardation measuring device according to one embodiment of the present invention.

【図2】本発明の1実施例のレターデーション測定装置
の概略構成図である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a retardation measuring device according to one embodiment of the present invention.

【図3】図1の構成における偏光子および検光子の詳細
図である。
FIG. 3 is a detailed view of a polarizer and an analyzer in the configuration of FIG.

【図4】図1の装置の測光部の一部の具体的構成例図で
ある。
FIG. 4 is a diagram illustrating a specific configuration example of a part of a photometric unit of the apparatus in FIG. 1;

【図5】本発明の動作原理説明用図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the operation principle of the present invention.

【図6】ΔR、Ψ、Rsの関係図である。FIG. 6 is a relationship diagram of ΔR, Ψ, and Rs.

【図7】ΔR、φ、Rsの関係図である。FIG. 7 is a relationship diagram of ΔR, φ, and Rs.

【図8】本発明装置による測定例図である。FIG. 8 is a diagram illustrating an example of measurement by the apparatus of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 試料部 2 光源部 3 フィルタ部 4 偏光部 5 位相差板 6 検光部 7 検出部 8 入力処理部 9 CPU 10 プログラム格納部 11 データ格納部 12 CRT表示装置 13 プリンタ 14 キーボード入力装置 20,40,60,70 保持盤 21〜26 光源 41〜47 偏光子 47’ 透孔 61〜67 検光子 67’ 透孔 71〜77 検出素子 101 制御プログラム格納部 102 サンプリングプログラム格納部 103 演算プログラム格納部 104 出力プログラム格納部 105 監視プログラム格納部 111 入力バッファメモリ 112 演算処理データ格納領域 113 基礎データ格納領域 114 出力バッファメモリ B データバスライン L1〜L7 光軸 S 測定試料 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sample part 2 Light source part 3 Filter part 4 Polarization part 5 Phase difference plate 6 Analysis part 7 Detection part 8 Input processing part 9 CPU 10 Program storage part 11 Data storage part 12 CRT display device 13 Printer 14 Keyboard input device 20, 40 , 60, 70 Holding board 21-26 Light source 41-47 Polarizer 47 'Through hole 61-67 Analyzer 67' Through hole 71-77 Detection element 101 Control program storage unit 102 Sampling program storage unit 103 Operation program storage unit 104 Output Program storage unit 105 Monitoring program storage unit 111 Input buffer memory 112 Operation processing data storage area 113 Basic data storage area 114 Output buffer memory B Data bus lines L1 to L7 Optical axis S Measurement sample

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】平行ニコル状態に置かれた偏光子及び検光
子の組を3対以上互いに偏光方向をずらせて配置し、偏
光子と検光子との間にレターデーション(R0 )既知の
位相差板を主屈折率方位が既知の状態で置き、位相差板
と検光子との間に被測定シート(未知のレターデーショ
ン(Rs)未知の配向角(φ)を有する)を介在させ、
特定の波長の光に対する偏光子、位相差板、被測定シー
ト及び検光子を透過した光の強度をそれぞれ検出し、位
相差板と被測定シートとを合わせた見掛け上のレターデ
ーション(R)および配向角(Ψ)を求め、これらの見
掛け上の値を関係式:Rs={(ΔR) 2 +(c/b
2 ・Ψ)2 1/2 ─(1), φ=(1/2)・cos-1
(ΔR/Rs)×[Ψの符号]─(2)(ここでΔR=
R−R0 と定義され、c/bはR0 および測定に使用し
た光の波長により決定される定数である)に代入して、
被測定シートのレターデーション及び主屈折率方向を求
めることを特徴とするレターデーション測定方法。
1. A set of three or more pairs of a polarizer and an analyzer placed in a parallel Nicols state are arranged with their polarization directions shifted from each other, and a position having a known retardation (R 0 ) is placed between the polarizer and the analyzer. The retardation plate is placed in a state where the main refractive index direction is known, and a sheet to be measured (having unknown retardation (Rs) and unknown orientation angle (φ)) is interposed between the retardation plate and the analyzer,
The intensities of the light transmitted through the polarizer, the retardation plate, the sheet to be measured, and the analyzer with respect to the light having the specific wavelength are detected, respectively, and the apparent retardation (R) obtained by combining the retardation plate and the sheet to be measured and The orientation angle (Ψ) is obtained, and these apparent values are expressed by a relational expression: Rs = { (ΔR) 2 + ( c / b )
2 · Ψ) 2} 1/2 ─ (1), φ = (1/2) · cos -1
(ΔR / Rs) × [sign of Ψ] ─ (2) (where ΔR =
Is defined as R-R 0, c / b is substituted into a is) constant determined by the wavelength of light used for R 0 and measurement,
A method for measuring retardation, comprising determining a retardation and a main refractive index direction of a sheet to be measured.
【請求項2】互いに偏光方向をずらせて配置された3対
以上の平行ニコル状態に置かれた偏光子及び検光子の組
と、その主屈折率方位が既知の状態で偏光子と検光子と
の間に置かれたレターデーション(R 0 )既知の位相差
板と、位相差板と検光子との間に介在させた(未知のレ
ターデーション(Rs)未知の配向角(φ)を有する)
被測定シートと、特定の波長の光に対する偏光子、位相
差板、被測定シート及び検光子を透過した光の強度をそ
れぞれ検出する手段と、検出された位相差板と被測定シ
ートとを合わせた見掛け上のレターデーション(R)お
よび配向角(Ψ)の値を関係式:Rs={(ΔR) 2
c/b2 ・Ψ)2 1/2 ─(1), φ=(1/
2)・cos-1(ΔR/Rs)×[Ψの符号]─(2)
(ここでΔR=R−R0 と定義され、c/bはR0 およ
び測定に使用した光の波長により決定される定数であ
る)に代入して、被測定シートのレターデーション及び
主屈折率方向を求める演算手段を備えたことを特徴と
するレターデーション測定装置。
2. The three pairs arranged with their polarization directions shifted from each other.
A set of polarizer and analyzer placed in the above-mentioned parallel Nicol state
And the polarizer and analyzer with their principal refractive index orientations known
Between the retardation (R 0 ) and the known phase difference
Between the plate and the phase difference plate and the analyzer (unknown
Retardation (Rs) with unknown orientation angle (φ)
Sheet to be measured, polarizer and phase for light of specific wavelength
Check the intensity of light transmitted through the difference plate, the sheet to be measured, and the analyzer.
A relational expression: Rs = { (ΔR) 2 + The value of the apparent retardation (R) and the orientation angle (Ψ) obtained by combining the detection means and the detected retardation plate and the sheet to be measured.
( C / b ) 2 · Ψ) 21/2 ─ (1), φ = (1 /
2) · cos -1 (ΔR / Rs) × [sign of Ψ] ─ (2)
(Where ΔR = R−R 0 , where c / b is a constant determined by R 0 and the wavelength of the light used for the measurement), and the retardation and principal refractive index of the sheet to be measured are substituted. retardation measuring apparatus characterized by comprising a calculating means for calculating a direction.
【請求項3】透過度検出手段を構成する偏光子、検光子
及び受光手段の各々が、各々に対応する実質的に同心で
同一直径を有する各同一円周上に配置されていることを
特徴とする請求項2記載のレターデーション測定装置。
3. A polarizer, an analyzer and a light receiving means constituting the transmittance detecting means are substantially concentric with each other.
3. The retardation measuring device according to claim 2, wherein the retardation measuring devices are arranged on the same circumference having the same diameter .
【請求項4】前記各円周のほぼ中央部にモニター光束用
光路が設けられていることを特徴とする請求項3記載の
レターデーション測定装置。
4. The retardation measuring device according to claim 3, wherein a monitor light beam optical path is provided substantially at the center of each circumference .
【請求項5】偏光方向の異なる3種以上の偏光に対する
透過度をそれぞれ検出する手段と、これらの検出手段の
検出出力を所定のプログラムに従ってサンリングする手
段と、サンプリングしたデータを記憶する手段と、サン
プリングデータからレターデーションおよび主屈折率方
向を算出する手段を備えたことを特徴とする請求項2か
ら4のいずれか1項に記載のレターデーション測定装
置。
5. A means for detecting transmittances for three or more types of polarized light having different polarization directions, a means for sampling detection outputs of these detection means according to a predetermined program, and a means for storing sampled data. 5. The retardation measuring apparatus according to claim 2, further comprising: means for calculating a retardation and a main refractive index direction from sampling data.
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