JP3159743B2 - 偏光及び複屈折測定装置 - Google Patents
偏光及び複屈折測定装置Info
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、レンズの偏光特性、
あるいは複屈折を測定する装置に関する。
あるいは複屈折を測定する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光磁気ディスク装置の光学系は、レーザ
ー光がディスク面で反射するときの磁気カー効果による
偏光面の僅かな回転を光強度として検出することによ
り、信号の読み出しを行っている。使用されるレーザー
光は、偏光面の回転が最も検出し易い直線偏光である。
ー光がディスク面で反射するときの磁気カー効果による
偏光面の僅かな回転を光強度として検出することによ
り、信号の読み出しを行っている。使用されるレーザー
光は、偏光面の回転が最も検出し易い直線偏光である。
【０００３】ここで、レンズ等の光学素子がレーザー光
の偏光状態を変化させてしまうような因子を持つ場合、
反射光が直線偏光から楕円偏光に変換されてしまい、信
号の強度が弱くなり、信号の読み出しを誤る虞がある。
の偏光状態を変化させてしまうような因子を持つ場合、
反射光が直線偏光から楕円偏光に変換されてしまい、信
号の強度が弱くなり、信号の読み出しを誤る虞がある。
【０００４】従って、上記の光学系では各光学素子の偏
光への影響を正確に把握し、偏光に対する影響を信号読
み出しに支障がない程度の範囲に抑える必要がある。こ
のためには、まず、使用する光学素子の偏光特性を知る
ことが重要である。
光への影響を正確に把握し、偏光に対する影響を信号読
み出しに支障がない程度の範囲に抑える必要がある。こ
のためには、まず、使用する光学素子の偏光特性を知る
ことが重要である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来、
光学素子の偏光測定は反射面の他、透過型の素子では平
行平面が対象とされており、レンズの偏光を測定する装
置は使用されていなかった。
光学素子の偏光測定は反射面の他、透過型の素子では平
行平面が対象とされており、レンズの偏光を測定する装
置は使用されていなかった。
【０００６】光学素子が偏光状態を変化させる要因とし
て、表面形状と内部の複屈折とがある。平行平面板の場
合には、表面形状による影響がないため、複屈折の情報
のみを取り出すことができる。しかし、レンズの場合に
は表面形状によっても偏光状態が変化するため、複屈折
の情報のみを取り出すことができなかった。
て、表面形状と内部の複屈折とがある。平行平面板の場
合には、表面形状による影響がないため、複屈折の情報
のみを取り出すことができる。しかし、レンズの場合に
は表面形状によっても偏光状態が変化するため、複屈折
の情報のみを取り出すことができなかった。
【０００７】
【発明の目的】この発明は、上記の課題に鑑みてなされ
たものであり、レンズの偏光状態を測定するのに適した
偏光及び複屈折測定装置を提供することを目的とする。
たものであり、レンズの偏光状態を測定するのに適した
偏光及び複屈折測定装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる偏光及
び複屈折測定装置は、上記の目的を達成させるため、被
検レンズとほぼ同一の屈折率をもち旋光性のない液体が
注入された液槽に被検レンズを浸して所定の広がりを持
つ偏光光束を入射させ、被検レンズを透過した光束を２
次元の受光手段により取り込み、被検レンズと受光手段
との間に設けられた検光子を透過光量を変化させるため
に回転させ、受光手段により取り込んだ光量を画素毎に
解析することにより偏光状態、複屈折を測定することを
特徴とする。
び複屈折測定装置は、上記の目的を達成させるため、被
検レンズとほぼ同一の屈折率をもち旋光性のない液体が
注入された液槽に被検レンズを浸して所定の広がりを持
つ偏光光束を入射させ、被検レンズを透過した光束を２
次元の受光手段により取り込み、被検レンズと受光手段
との間に設けられた検光子を透過光量を変化させるため
に回転させ、受光手段により取り込んだ光量を画素毎に
解析することにより偏光状態、複屈折を測定することを
特徴とする。
【０００９】
【実施例】以下、この発明の実施例を説明する。
【００１０】
【実施例１】図１は、この発明にかかる偏光、及び複屈
折測定装置の実施例１を示す説明図である。
折測定装置の実施例１を示す説明図である。
【００１１】この装置は、所定の広がりを持った直線偏
光を被検レンズ２０に入射させる光源部１０と、被検レ
ンズ２０を透過した光束の光路内に回転自在に設けられ
た検光子３０と、検光子３０を透過した光束を受光する
ＣＣＤセンサ等の二次元のイメージセンサ４０と、この
イメージセンサ４０の出力をＡ／Ｄ変換して記憶するフ
レームメモリ４１と、少なくとも検光子３０が３つの異
なる角度に設定された際に記憶されたフレームメモリ４
１のデータを解析するためのコンピュータ４２と、解析
された結果を表示するディスプレイ４３とを備えてい
る。
光を被検レンズ２０に入射させる光源部１０と、被検レ
ンズ２０を透過した光束の光路内に回転自在に設けられ
た検光子３０と、検光子３０を透過した光束を受光する
ＣＣＤセンサ等の二次元のイメージセンサ４０と、この
イメージセンサ４０の出力をＡ／Ｄ変換して記憶するフ
レームメモリ４１と、少なくとも検光子３０が３つの異
なる角度に設定された際に記憶されたフレームメモリ４
１のデータを解析するためのコンピュータ４２と、解析
された結果を表示するディスプレイ４３とを備えてい
る。
【００１２】光源部１０は、直線偏光を発生するレーザ
ー装置、あるいは偏光状態がランダムな光束を発する光
源と偏光子との組み合せた光源１１と、この光源から発
した光束の径を拡大するビームエキスパンダー１２とに
より構成される。
ー装置、あるいは偏光状態がランダムな光束を発する光
源と偏光子との組み合せた光源１１と、この光源から発
した光束の径を拡大するビームエキスパンダー１２とに
より構成される。
【００１３】検光子３０は、モータ４４により自動的に
回転され、回転角度は角度センサ４５によりコンピュー
タ４２に入力される。
回転され、回転角度は角度センサ４５によりコンピュー
タ４２に入力される。
【００１４】被検レンズ２０は、液槽６０内に配置され
ている。液槽６０の蓋６１には固定片６２が設けられ、
被検レンズ２０は固定片６２により固定されて液槽内に
満たされたマッチング液６３に浸されている。マッチン
グ液６３は、被検レンズとほぼ同一の屈折率を有し、旋
光性を有しない液体である。
ている。液槽６０の蓋６１には固定片６２が設けられ、
被検レンズ２０は固定片６２により固定されて液槽内に
満たされたマッチング液６３に浸されている。マッチン
グ液６３は、被検レンズとほぼ同一の屈折率を有し、旋
光性を有しない液体である。
【００１５】ポリメチルメタクリレート（アクリル）製
のプラスチックレンズを測定する場合には、例えばマッ
チング液６３としてジメチルシリコンオイルとフェニル
メチルシリコンオイルとを混合した液を用いる。また、
マッチング液６３としては、他にセダー油、ちょうじ油
等の鉱物研究用浸液、Ｓｉ（シリコン）オイル等が用い
られる。
のプラスチックレンズを測定する場合には、例えばマッ
チング液６３としてジメチルシリコンオイルとフェニル
メチルシリコンオイルとを混合した液を用いる。また、
マッチング液６３としては、他にセダー油、ちょうじ油
等の鉱物研究用浸液、Ｓｉ（シリコン）オイル等が用い
られる。
【００１６】光学素子が偏光状態を変化させる要因とし
ては、表面形状と内部の複屈折とがある。被検レンズ２
０をマッチング液６３に浸すことにより、被検レンズ２
０の表面形状による影響を除き、内部の複屈折による影
響のみを取り出すことができる。したがって、非球面レ
ンズ等の形状が複雑な素子、あるいは結像しない素子に
ついても複屈折による影響を測定することができる。
ては、表面形状と内部の複屈折とがある。被検レンズ２
０をマッチング液６３に浸すことにより、被検レンズ２
０の表面形状による影響を除き、内部の複屈折による影
響のみを取り出すことができる。したがって、非球面レ
ンズ等の形状が複雑な素子、あるいは結像しない素子に
ついても複屈折による影響を測定することができる。
【００１７】上記の装置を用いて被検レンズの偏光特性
を測定する場合、光源を点灯させてマッチング液６３に
浸された被検レンズ２０に光束を透過させ、検光子３０
を回転させる。
を測定する場合、光源を点灯させてマッチング液６３に
浸された被検レンズ２０に光束を透過させ、検光子３０
を回転させる。
【００１８】コンピュータ４２は、角度センサ４５の出
力から検光子３０の回転角度が所定の値となった時点で
イメージセンサの出力をサンプリングし、フレームメモ
リ４１に記憶させる。検光子３０の回転による光束の強
度変化は、正弦的であると仮定できるため、少なくとも
３回の測定を行うことにより、各画素毎に光束の偏光状
態を測定することができる。
力から検光子３０の回転角度が所定の値となった時点で
イメージセンサの出力をサンプリングし、フレームメモ
リ４１に記憶させる。検光子３０の回転による光束の強
度変化は、正弦的であると仮定できるため、少なくとも
３回の測定を行うことにより、各画素毎に光束の偏光状
態を測定することができる。
【００１９】図２は、上記の構成の検光子３０とイメー
ジセンサ４０との間に結像レンズ１３を設け、被検レン
ズ２０の像がイメージセンサ４０上に形成されるよう構
成した例を示している。
ジセンサ４０との間に結像レンズ１３を設け、被検レン
ズ２０の像がイメージセンサ４０上に形成されるよう構
成した例を示している。
【００２０】次に、偏光測定の原理について説明する。
楕円偏光を表現する場合には、図３に示すように、光の
進行方向に対向した面内での電界ベクトルの先端の描く
楕円の長半径ａ、短半径ｂ、傾きψの３つのパラメータ
が必要である。ａ，ｂの何れか一方が０の場合には直線
偏光、ａ＝ｂの場合には円偏光となる。
楕円偏光を表現する場合には、図３に示すように、光の
進行方向に対向した面内での電界ベクトルの先端の描く
楕円の長半径ａ、短半径ｂ、傾きψの３つのパラメータ
が必要である。ａ，ｂの何れか一方が０の場合には直線
偏光、ａ＝ｂの場合には円偏光となる。
【００２１】上記の楕円偏光を検光子を介して受光した
場合の強度Ｉは、検光子の回転角度をθとして、（１）
式で求めることができる。
場合の強度Ｉは、検光子の回転角度をθとして、（１）
式で求めることができる。
【００２２】 Ｉ＝α＋β・ｃｏｓ２（θ−ψ） …（１） 但し、 α＝（ａ２＋ｂ２）／２ β＝（ａ２−ｂ２）／２ である。
【００２３】強度Ｉは、検光子３０の回転角度θの変化
に応じ、理想的には図４に示したように正弦的に変化す
る。ここで強度の最大値Ｉｍａｘ、最小値Ｉｍｉｎは、
それぞれ以下の式で表すことができる。
に応じ、理想的には図４に示したように正弦的に変化す
る。ここで強度の最大値Ｉｍａｘ、最小値Ｉｍｉｎは、
それぞれ以下の式で表すことができる。
【００２４】Ｉｍａｘ＝ａ２ Ｉｍｉｎ＝ｂ２
【００２５】（１）式には、偏光特性を表すα、β、ψ
の３つの未知変数が存在するため、少なくとも３つの異
なる角度位置に検光子３０を回転させた際の出力強度Ｉ
を測定することにより、３つの未知数の値を求めること
ができる。ここでは、計算を簡単にするために、４５゜
毎に４回の測定を行うこととする。４回の測定による強
度Ｉ０，Ｉ４５，Ｉ９０，Ｉ１３５は、それぞれ３つの
変数に対して以下のような関係がある。
の３つの未知変数が存在するため、少なくとも３つの異
なる角度位置に検光子３０を回転させた際の出力強度Ｉ
を測定することにより、３つの未知数の値を求めること
ができる。ここでは、計算を簡単にするために、４５゜
毎に４回の測定を行うこととする。４回の測定による強
度Ｉ０，Ｉ４５，Ｉ９０，Ｉ１３５は、それぞれ３つの
変数に対して以下のような関係がある。
【００２６】 Ｉ０＝α＋β・ｃｏｓ（−２ψ）＝α＋β・ｃｏｓ２ψ Ｉ４５＝α＋β・ｃｏｓ（９０゜−２ψ）＝α＋β・ｓｉｎ２ψ Ｉ９０＝α＋β・ｃｏｓ（１８０゜−２ψ）＝α−β・ｃｏｓ２ψ Ｉ１３５＝α＋β・ｃｏｓ（２７０゜−２ψ）＝α−β・ｓｉｎ２ψ これらの強度は、イメージセンサ４０の各画素毎に独立
したデータとして測定され、測定を行う４つの角度毎に
画像情報としてフレームメモリ４１に記憶される。コン
ピュータ４２は、４回の測定が終了した時点で、４つの
強度データを用い、下式に従って各画素毎に偏光特性を
表現する変数を求める。
したデータとして測定され、測定を行う４つの角度毎に
画像情報としてフレームメモリ４１に記憶される。コン
ピュータ４２は、４回の測定が終了した時点で、４つの
強度データを用い、下式に従って各画素毎に偏光特性を
表現する変数を求める。
【００２７】
【００２８】解析が終了すると、例えば偏光の傾きψの
角度を明暗の階調に変換してディスプレイ４３に表示
し、あるいはドットの大きさに変換してプリントアウト
する。解析された上記の変数は、画素毎の単一データと
してではなく、隣接する画素に対する相対的な相違とし
て意味を持ち、この相違を表示することにより、被検レ
ンズの偏光特性のバラツキを全体として視覚的に捉える
ことができる。
角度を明暗の階調に変換してディスプレイ４３に表示
し、あるいはドットの大きさに変換してプリントアウト
する。解析された上記の変数は、画素毎の単一データと
してではなく、隣接する画素に対する相対的な相違とし
て意味を持ち、この相違を表示することにより、被検レ
ンズの偏光特性のバラツキを全体として視覚的に捉える
ことができる。
【００２９】なお、測定の分解能は、イメージセンサ４
０の画素数に依存するが、近時の画素の高密度化に鑑み
れば、精度の高い測定を行うことができる。
０の画素数に依存するが、近時の画素の高密度化に鑑み
れば、精度の高い測定を行うことができる。
【００３０】上記の測定において被検レンズ表面の汚れ
等によりノイズが存在する場合には傾きψについては正
確に求めることができるが、α、βは正確には求めるこ
とができない。
等によりノイズが存在する場合には傾きψについては正
確に求めることができるが、α、βは正確には求めるこ
とができない。
【００３１】例えば、被検レンズ上のノイズのないポイ
ントＰとノイズのあるポイントＱとを設定すると、ポイ
ントＰからの光束を受光するイメージセンサの画素から
は、図５にＰで示したような正弦波が出力され、ポイン
トＱに対応する画素からは図５にＱで示すような正弦波
が出力される。これらの正弦波は、ノイズの有無により
振幅が異なるが、波長は同一であり、２つの正弦波の位
相差、すなわち傾きψＰとψＱとの差は正確に求めるこ
とができる。
ントＰとノイズのあるポイントＱとを設定すると、ポイ
ントＰからの光束を受光するイメージセンサの画素から
は、図５にＰで示したような正弦波が出力され、ポイン
トＱに対応する画素からは図５にＱで示すような正弦波
が出力される。これらの正弦波は、ノイズの有無により
振幅が異なるが、波長は同一であり、２つの正弦波の位
相差、すなわち傾きψＰとψＱとの差は正確に求めるこ
とができる。
【００３２】一方、ノイズの影響が無視できるときに
は、すなわち、α、βの値の信頼性が高いときには、直
線偏光を入射させた被検レンズからの射出光に基づき、
常光線と異常光線との位相差を求めることにより、被検
レンズの複屈折の情報をも得ることができる。
は、すなわち、α、βの値の信頼性が高いときには、直
線偏光を入射させた被検レンズからの射出光に基づき、
常光線と異常光線との位相差を求めることにより、被検
レンズの複屈折の情報をも得ることができる。
【００３３】
【実施例２】図６は、この発明にかかる偏光及び複屈折
測定装置の実施例５を示したものである。
測定装置の実施例５を示したものである。
【００３４】実施例１の装置は、測定対象となる被検レ
ンズの表面に汚れ等が存在する場合には、これがノイズ
となって被検レンズの複屈折を正確に測定し難い。ま
た、実施例１の装置は被検レンズに直線偏光を入射させ
ているため、プラスチック等の被検レンズを測定する場
合、入射光が被検レンズの固有偏光に一致すると偏光状
態が変化を受けずに透過し、複屈折を測定し得ない。
ンズの表面に汚れ等が存在する場合には、これがノイズ
となって被検レンズの複屈折を正確に測定し難い。ま
た、実施例１の装置は被検レンズに直線偏光を入射させ
ているため、プラスチック等の被検レンズを測定する場
合、入射光が被検レンズの固有偏光に一致すると偏光状
態が変化を受けずに透過し、複屈折を測定し得ない。
【００３５】実施例２は、被検レンズの表面に汚れがあ
る場合にも正確に複屈折を測定することができ、かつ、
被検レンズの固有偏光によらずに複屈折を測定できる装
置を提供する。
る場合にも正確に複屈折を測定することができ、かつ、
被検レンズの固有偏光によらずに複屈折を測定できる装
置を提供する。
【００３６】この装置は、所定の広がりを持った直線偏
光を発する光源部１０と、光源部から発した光束を円偏
光に変換する第１のλ／４板３１と、被検レンズ２０を
透過した光束を直線偏光に近い楕円偏光に変換する移相
子としての第２のλ／４板３２と、光路内に回転自在に
設けられた検光子３０と、検光子３０を透過した光束を
受光するＣＣＤセンサ等の二次元のイメージセンサ４０
とを備えている。イメージセンサ４０の出力は、Ａ／Ｄ
変換されてフレームメモリ４１に記憶され、コンピュー
タ４２により解析されて複屈折の情報としてディスプレ
イ４３に表示される。
光を発する光源部１０と、光源部から発した光束を円偏
光に変換する第１のλ／４板３１と、被検レンズ２０を
透過した光束を直線偏光に近い楕円偏光に変換する移相
子としての第２のλ／４板３２と、光路内に回転自在に
設けられた検光子３０と、検光子３０を透過した光束を
受光するＣＣＤセンサ等の二次元のイメージセンサ４０
とを備えている。イメージセンサ４０の出力は、Ａ／Ｄ
変換されてフレームメモリ４１に記憶され、コンピュー
タ４２により解析されて複屈折の情報としてディスプレ
イ４３に表示される。
【００３７】光源部１０は、実施例１と同様に光源１１
とビームエキスパンダー１２とにより構成される。
とビームエキスパンダー１２とにより構成される。
【００３８】第２のλ／４板３２は、コンピュータ４２
からの指示により、モータ４６を介して少なとも２つの
角度に設定できるよう光軸回りに回動自在に設けられて
いる。
からの指示により、モータ４６を介して少なとも２つの
角度に設定できるよう光軸回りに回動自在に設けられて
いる。
【００３９】検光子３０は、モータ４４により自動的に
回転され、回転角度は角度センサ４５によりコンピュー
タ４２に入力される。
回転され、回転角度は角度センサ４５によりコンピュー
タ４２に入力される。
【００４０】被検レンズ２０は、実施例１と同様に液槽
６０内に満たされたマッチング液６３に浸されている。
６０内に満たされたマッチング液６３に浸されている。
【００４１】上記の装置を用いて被検レンズの偏光特性
を測定する場合、第１，第２のλ／４板３１，３２の間
に被検レンズ２０を配置し、この被検レンズ２０に円偏
光を入射させ、射出した光束を第２のλ／４板３２、検
光子３０を介して受光する。
を測定する場合、第１，第２のλ／４板３１，３２の間
に被検レンズ２０を配置し、この被検レンズ２０に円偏
光を入射させ、射出した光束を第２のλ／４板３２、検
光子３０を介して受光する。
【００４２】複屈折を持つ被検レンズに円偏光を入射さ
せると、被検レンズの遅相軸と進相軸との屈折率の違い
によって直交２軸の進行速度が異ならされることによ
り、楕円偏光となって射出される。この楕円偏光を再び
λ／４板等の移相子を透過させることにより直線偏光に
近い楕円偏光とし、検光子を透過させる。
せると、被検レンズの遅相軸と進相軸との屈折率の違い
によって直交２軸の進行速度が異ならされることによ
り、楕円偏光となって射出される。この楕円偏光を再び
λ／４板等の移相子を透過させることにより直線偏光に
近い楕円偏光とし、検光子を透過させる。
【００４３】検光子を回転させることにより、受光され
る光量が正弦的に変化するため、この変化を複数のポイ
ントでサンプリングすることにより、偏光の状態が測定
できる。円偏光を入射させた場合には、直線偏光を用い
た場合と違って被検レンズは不感方向を持たず、何れの
方向での測定でも偏光特性の測定が可能である。
る光量が正弦的に変化するため、この変化を複数のポイ
ントでサンプリングすることにより、偏光の状態が測定
できる。円偏光を入射させた場合には、直線偏光を用い
た場合と違って被検レンズは不感方向を持たず、何れの
方向での測定でも偏光特性の測定が可能である。
【００４４】なお、測定光が直線偏光に近いほど、イメ
ージセンサ４０に達する光量の変化が大きくなり、測定
の精度が向上する。そこで、移相子としては、より直線
偏光に近い楕円偏光を作る上で、λ／４板が適当であ
る。
ージセンサ４０に達する光量の変化が大きくなり、測定
の精度が向上する。そこで、移相子としては、より直線
偏光に近い楕円偏光を作る上で、λ／４板が適当であ
る。
【００４５】光束の偏光状態は、実施例１と同様の方法
により測定することができる。
により測定することができる。
【００４６】前述したように、強度のみに基づいて偏光
特性を測定する場合には、被検レンズの上に汚れ等があ
った場合にもこれが強度変化として捉えられるため、信
号にノイズが乗り、正確な偏光特性の測定が行えない。
特性を測定する場合には、被検レンズの上に汚れ等があ
った場合にもこれが強度変化として捉えられるため、信
号にノイズが乗り、正確な偏光特性の測定が行えない。
【００４７】ノイズの影響を考慮すると、検出される光
強度Ｉは、和のノイズｎｓ、積のノイズｎｍとして、 Ｉ＝α＋ｎｓ＋（β＋ｎｍ）・ｃｏｓ２（θ−ψ） で表すことができる。このようなノイズがあると、α、
βを正確に求めることができない。但し、偏光楕円の主
軸の傾きψはノイズの影響を受けずに正確に求めること
ができる。
強度Ｉは、和のノイズｎｓ、積のノイズｎｍとして、 Ｉ＝α＋ｎｓ＋（β＋ｎｍ）・ｃｏｓ２（θ−ψ） で表すことができる。このようなノイズがあると、α、
βを正確に求めることができない。但し、偏光楕円の主
軸の傾きψはノイズの影響を受けずに正確に求めること
ができる。
【００４８】ここで、和のノイズとは、光学的には例え
ば測定光以外の照明光等の光がイメージセンサ４０に入
射することにより生ずるノイズをいい、電気的には例え
ばテレビ信号のオフセット調整の不備によって発生する
ノイズを指す。また、積のノイズとは、光学的には照明
ムラ等によって生じるノイズをいい、電気的にはＣＣＤ
の画素間の感度のバラツキ等によるノイズを指す。
ば測定光以外の照明光等の光がイメージセンサ４０に入
射することにより生ずるノイズをいい、電気的には例え
ばテレビ信号のオフセット調整の不備によって発生する
ノイズを指す。また、積のノイズとは、光学的には照明
ムラ等によって生じるノイズをいい、電気的にはＣＣＤ
の画素間の感度のバラツキ等によるノイズを指す。
【００４９】複屈折を測定するためには、複屈折の軸方
向とリターデーション量とを求める必要がある。この発
明の方法では、上記のψを移相子の設定角度を変化させ
て少なくとも２回解析する。
向とリターデーション量とを求める必要がある。この発
明の方法では、上記のψを移相子の設定角度を変化させ
て少なくとも２回解析する。
【００５０】第１段階では、第２のλ／４板３２の中性
軸を第１のλ／４板３１の中性軸に対して４５度に設定
する。コンピュータ４２は、角度センサ４５の出力から
検光子３０の回転角度が所定の値となった時点でイメー
ジセンサ４０の出力をサンプリングし、フレームメモリ
４１に記憶させる。
軸を第１のλ／４板３１の中性軸に対して４５度に設定
する。コンピュータ４２は、角度センサ４５の出力から
検光子３０の回転角度が所定の値となった時点でイメー
ジセンサ４０の出力をサンプリングし、フレームメモリ
４１に記憶させる。
【００５１】第２段階では、第２のλ／４板３２の中性
軸を第１のλ／４板３１の中性軸に対して０度に設定す
る。そして、第１段階と同様に少なくとも検光子の回転
角度の異なる３箇所でイメージセンサ１０の出力をサン
プリングし、各画素毎に光束の偏光状態を測定する。
軸を第１のλ／４板３１の中性軸に対して０度に設定す
る。そして、第１段階と同様に少なくとも検光子の回転
角度の異なる３箇所でイメージセンサ１０の出力をサン
プリングし、各画素毎に光束の偏光状態を測定する。
【００５２】コンピュータ４２は、フレームメモリ４１
に記憶された各画素単位の強度情報に基づいて第１段階
でのψに相当する値ξと、第２段階でのψに相当する値
ηとを求める。
に記憶された各画素単位の強度情報に基づいて第１段階
でのψに相当する値ξと、第２段階でのψに相当する値
ηとを求める。
【００５３】ここで、リターデーションがπ／２より小
さいと仮定すると、直線偏光に近い偏光のψを測定する
のみで以下の原理に基づいてリタデーションδと軸方向
θとを求めることができる。
さいと仮定すると、直線偏光に近い偏光のψを測定する
のみで以下の原理に基づいてリタデーションδと軸方向
θとを求めることができる。
【００５４】リタデーションδ、軸方向θの複屈折を有
する被検レンズに左円偏光を入射させ、被検レンズを射
出した光束を４５度に設定したλ／４板を透過させた場
合の出力光Ｘ４５は、以下のベクトルで表すことができ
る。
する被検レンズに左円偏光を入射させ、被検レンズを射
出した光束を４５度に設定したλ／４板を透過させた場
合の出力光Ｘ４５は、以下のベクトルで表すことができ
る。
【００５５】
【式１】
【００５６】この出力光Ｘ４５の偏光楕円の長軸方向ξ
は、（２）式の通りである。 ｔａｎ２ξ＝ｔａｎδｃｏｓ２θ …（２） また、λ／４板の角度を０度とすると、出力光Ｘ０は、
以下の式のとおりとなる。
は、（２）式の通りである。 ｔａｎ２ξ＝ｔａｎδｃｏｓ２θ …（２） また、λ／４板の角度を０度とすると、出力光Ｘ０は、
以下の式のとおりとなる。
【００５７】
【式２】
【００５８】観測系の座標を４５度回転させると、出力
光Ｘ０−４５は式３のとおりとなる。
光Ｘ０−４５は式３のとおりとなる。
【００５９】
【式３】
【００６０】このとき検出される楕円偏光の軸方向η
は、 ｔａｎ２η＝ｔａｎδｓｉｎ２θ …（３） で表現できる。
は、 ｔａｎ２η＝ｔａｎδｓｉｎ２θ …（３） で表現できる。
【００６１】δ、θは、（２）式と（３）式とから以下
のように求められる。
のように求められる。
【００６２】
【式４】
【００６３】上記の演算は、イメージセンサの各画素毎
に実行され、被検レンズの全域の複屈折情報を一度に解
析することができる。
に実行され、被検レンズの全域の複屈折情報を一度に解
析することができる。
【００６４】解析が終了すると、例えばリタデーション
δを明暗の階調に変換してディスプレイ４３に表示し、
あるいはドットの大きさに変換してプリントアウトす
る。これにより、被検レンズの複屈折のバラツキを全体
として視覚的に捉えることができる。
δを明暗の階調に変換してディスプレイ４３に表示し、
あるいはドットの大きさに変換してプリントアウトす
る。これにより、被検レンズの複屈折のバラツキを全体
として視覚的に捉えることができる。
【００６５】なお、上記の例では、第２のλ／４板３２
を回転させることにより第１、第２段階の測定を行なっ
ているが、予め中性軸の方向が異なる２枚のλ／４板を
用意しておき、これらを交換することにより各段階の測
定を行なってもよい。
を回転させることにより第１、第２段階の測定を行なっ
ているが、予め中性軸の方向が異なる２枚のλ／４板を
用意しておき、これらを交換することにより各段階の測
定を行なってもよい。
【００６６】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、レンズの形状に基づく偏光状態の変化を相殺し、レ
ンズ内の複屈折による影響のみを取り出すことができ
る。したがって、レンズが光束の偏光状態に対して与え
る影響、あるいはレンズの複屈折の情報を正確に検出す
ることができる。
ば、レンズの形状に基づく偏光状態の変化を相殺し、レ
ンズ内の複屈折による影響のみを取り出すことができ
る。したがって、レンズが光束の偏光状態に対して与え
る影響、あるいはレンズの複屈折の情報を正確に検出す
ることができる。
【図１】 この発明にかかる偏光、及び複屈折測定装置
の実施例１を示す説明図である。
の実施例１を示す説明図である。
【図２】 実施例１の変形例を示す説明図である。
【図３】 偏光楕円を示すグラフである。
【図４】 検光子の回転による受光手段の受光量変化を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図５】 検光子の回転による受光手段の受光量変化を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図６】 この発明にかかる偏光、及び複屈折測定装置
の実施例２を示す説明図である。
の実施例２を示す説明図である。
【符号の説明】 １０…光源 ２０…被検レンズ ３０…検光子 ４０…ＣＣＤイメージセンサ（受光手段） ４２…コンピュータ ６０…液槽 ６３…マッチング液
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01M 11/00 - 11/02 G01J 3/00 - 4/04 G01J 7/00 - 9/04
Claims (3)
- 【請求項１】被検レンズとほぼ同一の屈折率をもち旋光
性のない液体が注入された液槽と、 該液槽に浸された前記被検レンズに所定の広がリを持つ
偏光光束を入射させる光源と、 ２次元に配列した画素を有し、前記被検レンズを透過し
た光束を取り込む受光手段と、 前記被検レンズと前記受光手段との間に設けられ、透過
光量を変化させるために回転される検光子と、 前記受光手段により取り込んだ情報を解析することによ
り偏光状態、複屈折を測定する解析手段とを有すること
を特徴とする偏光及び複屈折測定装置。 - 【請求項２】前記検光子を少なくとも３つの異なる角度
に設定し、各設定角度での前記受光手段の各画素毎の強
度をサンプリングするサンプリング手段を有し、前記解
析手段は、前記検光子の回転による受光手段の検出光量
の強度変化を正弦的な変化であると仮定し、サンプリン
グした強度により各画素に対応する部分の被検レンズの
偏光特性を判断することを特徴とする請求項１に記載の
偏光及び複屈折測定装置。 - 【請求項３】前記光源と前記被検レンズとの間に第１の
移相子を設け、前記被検レンズと前記検光子との間に第
２移相子を設け、前記第２の移相子を少なくとも２つの
異なる角度に設定し、各設定角度での前記解析手段の解
析結果を総合して前記被検レンズの複屈折を測定する測
定手段を備えることを特徴とする請求項２に記載の偏光
及び複屈折測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26426191A JP3159743B2 (ja) | 1991-07-11 | 1991-07-11 | 偏光及び複屈折測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26426191A JP3159743B2 (ja) | 1991-07-11 | 1991-07-11 | 偏光及び複屈折測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0518856A JPH0518856A (ja) | 1993-01-26 |
| JP3159743B2 true JP3159743B2 (ja) | 2001-04-23 |
Family
ID=17400719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26426191A Expired - Fee Related JP3159743B2 (ja) | 1991-07-11 | 1991-07-11 | 偏光及び複屈折測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3159743B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| EP1207385B1 (en) * | 1999-06-03 | 2011-02-09 | Hamamatsu Photonics K.K. | Optical ct device and method of image reformation |
| CN100517569C (zh) * | 2004-08-09 | 2009-07-22 | 株式会社尼康 | 光学特性测量装置及方法、曝光装置及方法及组件制造方法 |
| JP5821029B2 (ja) * | 2011-07-22 | 2015-11-24 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 偏光解析装置 |
| JP5991226B2 (ja) * | 2013-02-18 | 2016-09-14 | 王子ホールディングス株式会社 | 偏光解消効果を評価するための偏光解析装置 |
| JP5991230B2 (ja) * | 2013-02-28 | 2016-09-14 | 王子ホールディングス株式会社 | 位相差測定方法及び装置 |
| KR101485548B1 (ko) * | 2014-01-16 | 2015-01-22 | 주식회사 케이피에스 | 양면 곡률 형상의 렌즈 형상 측정방법 |
| KR101531019B1 (ko) * | 2014-01-16 | 2015-06-24 | 주식회사 케이피에스 | 양면 곡률 형상의 렌즈 형상 측정방법 |
| CN113203686B (zh) * | 2021-04-16 | 2023-02-14 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 一种非平面透明元件的偏振特性检测装置及检测方法 |
-
1991
- 1991-07-11 JP JP26426191A patent/JP3159743B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0518856A (ja) | 1993-01-26 |
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