JP3414156B2

JP3414156B2 - 複屈折測定装置

Info

Publication number: JP3414156B2
Application number: JP25771896A
Authority: JP
Inventors: 恭次今川; 清和酒井
Original assignee: Oji Holdings Corp; Oji Paper Co Ltd
Current assignee: New Oji Paper Co Ltd; Oji Holdings Corp
Priority date: 1996-09-06
Filing date: 1996-09-06
Publication date: 2003-06-09
Anticipated expiration: 2016-09-06
Also published as: JPH1082697A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複屈折測定装置、
とくに光学次数の決定に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】レターデーション値を求める方法の一例
を説明する。いま、図１のように、光源１１から受光部
１６に至る光路上で、２枚の偏光板１３，１４をその偏
光方向が互いに平行な状態（平行ニコル）に配置し、試
料１５をその間の光路上に挿入する。測定波長はフィル
タ１２により選択する。その状態で、偏光板１３，１４
と試料１５とを光軸のまわりに相対的に１回転したとす
れば、このときの透過光強度Ｉ(θ)は、次のように表わ
される。Ｉ(θ)＝Ｉ₀(α²cos⁴(θ-φ)＋sin⁴(θ-φ)＋(1/2)Ｃ・α・sin²２(θ-φ) ……（１）ここで、Ｃ＝ｃｏｓδ Ｉ(θ)：透過光強度Ｉ₀：最大透過光強度 θ：回転角度 φ：試料の最大屈折率方位 α：試料の２つの光学主軸方向の振幅透過率比 δ：位相差（１）式において、θ＝φのとき、Ｉ(φ)＝Ｉ₀α² ……（２） θ＝φ＋π／４のとき、Ｉ(φ+π/4)＝(1/4)Ｉ₀(α²＋１＋２αＣ) ……（３） θ＝φ＋π／２のとき、Ｉ(φ+π/2)＝Ｉ₀ ……（４）とおくと、以上よりＩ₀＝Ｉ(φ+π/2) ……（５）Ｃ＝｛４Ｉ(φ+π/4)／Ｉ(φ+π/2)−１−α²}／２α……（６） α＝｛Ｉ(φ)／Ｉ(φ+π/2)}^1/2 ……（７）また、Ｃ＝ｃｏｓδ ＝ｃｏｓ{２π（ｄ／λi）・（ｎ2−ｎ1）｝ ……（８）ただし、ｄ：試料の厚さ λi：測定波長ｎ2：光学主軸の屈折率ｎ1：異常光線軸の屈折率であるから、レターデーションＲは、Ｒ＝ｄ（ｎ2−ｎ1）＝（λi／２π）ｃｏｓ^-1Ｃ ……（９）として求められるが、ここで問題になるのは透過光強度
の角度依存性から（６）式に示すＣが求められても、
（９）式からレターデーションＲは、一義的には求めら
れないという点である。そこで、次数ｍを考慮にいれて
（９）式を書き直すと、Ｒ＝（λi／２π)｛Ｋπ−（−１）^mｃｏｓ^-1Ｃ｝ ……（１０）Ｋ＝ｍ−｛１−（−１）^m｝／２ｍ＝１、２、３・・・となる。

【０００３】本発明は、この次数が一義的に求められる
方法を提供するとともに、広範囲、例えば０〜５９００
ｎｍ以上にわたって、精度良くレターデーションＲある
いは複屈折率を測定可能ならしめるものである。ここ
で、透過光強度の角度依存性から求まるＣ、レターデー
ションＲ、測定波長λi及び次数ｍの関数をグラフに表
わすと図２のようになる。

【０００４】次に、次数ｍを一義的に決定する方法につ
いて説明する。基本的には、同一の試料を少し波長の異
なる２種類の波長で測定することによって、次数ｍがき
まる。分かりやすくするために、２波長での測定原理を
記述する。図３に示すように、試料のレターデーション
が例えば５１０ｎｍであった場合を考える。Ｃ１は測定
波長λ１（５９０ｎｍ）で測定した場合のＣ、Ｃ２は測
定波長λ２（６１０ｎｍ）で測定した場合のＣを表わ
す。Ｃ１，Ｃ２に対するＲは５１０ｎｍのところでのみ
一致し、８０ｎｍ付近、６７０ｎｍ付近では一致しな
い。同一の試料を測定しているのだから、波長依存性が
無視できるならば、どちらの波長で測定しても同じレタ
ーデーションになるはずである。したがって、異なる波
長で測定したレターデーションＲが一致したところが、
求めるレターデーションであり、次数である。

【０００５】ところが、この方法では図２からもわかる
ように、Ｃ＝１、Ｃ＝−１付近では、Ｃ＝ｃｏｓ(２π
Ｒ／λi）の関係から、Ｃの僅かな変動（ノイズ）によ
りＲが大きく変化するため、この２波長方式では、全て
の試料に対して正確な次数及びレターデーションＲを測
定することは難しい。

【０００６】そこで、レタデーション値が測定波長の半
波長の整数倍近傍の場合、測定精度の低下を防ぐため
に、１／４波長板のような波長板を試料と重ね、全体の
レターデーション値をずらして測定することが行なわれ
ている。また、広範囲にわたるレターデーションの測定
において次数を決定するには、複数波長におけるレター
デーション値を用いる必要があるが、上記のように位相
差値が測定波長の半波長の整数倍近傍の場合、波長板と
の重ね合わせを行うか否かは、ある測定波長λ１でのＣ
１で判断し、その波長で波長板との重ね合わせを行なう
ときには、他の測定波長λ２、λ３でもその波長板との
重ね合わせを行なってレターデーションを測定し、これ
らの結果を用いて次数決定マトリックスを組み、試料の
光学次数を決定している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の方法では、ある
測定波長λ１でのレタデーション値がその測定波長の半
波長の整数倍近傍の場合は、波長板を試料に重ね合わせ
て測定することによりその測定波長λ１ではデータに信
頼性が出るが、他の測定波長λ２、λ３では逆にレタデ
ーション値がずれて半波長の整数倍近傍に近くなってそ
の測定精度が低下し、次数決定ミスが発生することがあ
る。

【０００８】また、同一試料でも測定波長によってレタ
ーデーション値が異なる、いわゆる波長分散が存在す
る。測定試料によっては、波長分散特性がかなり大きな
ものがあるが、従来の測定方法では波長分散が考慮に入
れられていないので、光学次数決定時に使用する測定デ
ータに誤差が生じ、光学次数が正確に求まらない場合が
ある。本発明は、上記のような試料条件に特に影響され
ることなく、正確な光学次数を決定することが可能な複
屈折測定装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の測定波
長それぞれに対して試料の偏光透過光強度の偏光方位に
対する角度依存性を測定する測定手段と、測定波長を選
択する手段と、選択されたそれぞれの測定波長における
測定手段による試料の偏光透過光強度の偏光方位に対す
る角度依存性測定結果に基づいて試料への波長板の重ね
合わせの要否を判定する判定手段と、この判定結果に基
づき、波長板の重ね合わせが必要と判定された測定波長
については試料に波長板を重ね合わせ、波長板の重ね合
わせが不要と判定された測定波長については試料に波長
板を重ね合わせないように波長板の位置を制御する波長
板位置制御部と、この測定結果を用いて光学次数を決定
しレターデーションを求めるデータ処理装置とを備え、
判定手段と波長板位置制御部は、複数の測定波長のうち
の基準となる１つの測定波長について波長板の重ね合わ
せの要否を判定し、その基準となる測定波長で波長板の
重ね合わせが必要と判定されたときは、Ｃが負の場合に
はその測定波長での前記角度依存性測定結果により、Ｃ
が負でない場合には他の測定波長で求めた前記角度依存
性測定結果によりまず試料の軸方向を決定し、波長板の
主軸方向を前記で決定した試料の軸方向と一致させるよ
うに波長板を重ね合わせるとともに、他の測定波長につ
いても波長板を重ね合わせた状態でレターデーションを
求めた後、それらのレターデーションの結果から他の測
定波長について波長板の重ね合わせが必要であったかど
うかを判定し、基準となる測定波長で波長板の重ね合わ
せが不要と判定されたときは他の測定波長についても波
長板を重ね合わせない状態でレターデーションを求めた
後、それらのレターデーションの結果から他の測定波長
について波長板の重ね合わせが必要であるかどうかを判
定するものである。ただし、Ｃ＝ｃｏｓ（２πＲ／λｉ）Ｒ：レターデーション λｉ：測定波長である。

【００１０】波長板の重ね合わせの要否は、Ｃ値の絶対
値として１に近い所定の値、例えば０．９５を閾値とし
て判定することができ、Ｃ値の絶対値がその閾値を越え
たときは波長板の重ね合わせを必要と判定し、その閾値
以下のときは波長板の重ね合わせを不要と判定すること
ができる。これにより、基準となる波長λ１だけでな
く、波長板を重ね合わせた状態での他の波長λ２、λ３
でのＣ２’，Ｃ３’も判断に入れ、Ｃ’値が絶対値でそ
の閾値を越えた場合には、波長板を抜いてレターデーシ
ョン値が測定波長の半波長の整数倍近傍からずれるよう
にする。その結果、全ての測定波長において精度の高い
レターデーション値を用いることができるようになり、
次数決定マトリックスを組み試料の光学次数を決定すれ
ば、次数決定ミスを抑えることができるようになる。

【００１１】光学次数の決定及びレターデーション値の
算出に際し、レターデーション値の測定結果を試料の波
長分散係数を用いて補正するのが好ましい。これによ
り、波長分散性の大きい試料の場合にも、正確な次数決
定が可能となり、測定精度が向上され、また測定可能な
試料の範囲が拡大される。

【００１２】

【実施例】一実施例の複屈折測定装置を図４に示す。１
は光源であり、測定波長範囲を含む多色光源または白色
光源を用いる。２は測定光束の波長選択部であり、例え
ば円形のホルダの円周上に透過波長の異なる数個の狭帯
域通過フィルタ素子が分散配置されたものであり、その
ホルダを軸の回りに回転させることにより、所望の単色
波長を通過させるフィルタ素子を測定光路上に選択でき
るように構成されている。

【００１３】Ｓは高分子フィルムその他の測定試料であ
り、図のような枚葉試料に限らず、長尺試料であっても
よい。３，４は試料Ｓを挟んで面を平行にして配置され
た１対の偏光板であり、３は偏光子、５は検光子であ
る。偏光子３と検光子５は互いに透過軸方向を同じくし
て平行ニコルの関係に配置され、試料Ｓに対して相対的
に光軸のまわりに回転できるように構成されている。

【００１４】５はレターデーション値及び透過軸方向が
既知の複屈折性板、例えば１／４波長板などの波長板で
あり、偏光子３と検光子４との間に試料と重ねて配置さ
れる。波長板５は、特に図示されていないが、その面内
回転及び面に平行な方向への平行スライド移動ができる
ように適当な可動部材に保持されており、面内回転、測
定光路上への前進、測定光路上からの後退離脱は、適当
な駆動部（図示せず）を介して、波長板制御部７Ｂの制
御により行なわれる。

【００１５】６は検光子４の後段に配置され、検光子４
を透過した測定光の強度を検出する受光部であり、検出
出力は入力処理部６Ａにより増幅及びＡ／Ｄ変換され
て、データ処理装置８に導入される。

【００１６】７は主として機械的動作を制御する動作制
御部であり、波長選択制御部７Ａ、前述の波長板制御部
７Ｂ、及び偏光板回転制御部７Ｃを含んでいる。波長選
択制御部７Ａは測定光の波長選択動作を制御するもので
あり、具体的にはフィルタ２のホルダの回転角度位置を
制御し、プログラムに従って、所要の波長の光を通過さ
せるフィルタ素子を測定光路上に位置させる。波長板位
置制御部７Ｂは、測定光路上への波長板５の前進（挿
入）、後退（離脱）の切り替えの制御及び面内での回転
位置制御を行なう。偏光板回転制御部７Ｃは、偏光子３
及び検光子４の回転角度位置を検出するとともに、所定
のプログラムに従って両者の回転角度位置を制御するも
のであり、透過光強度の回転角度パターンを１回得る際
に、偏光板３、４を１回転又は１／２回転させる。

【００１７】８は装置の動作の制御、必要な各種の演
算、入出力制御その他のコンピュータ機能を備えたデー
タ処理装置であり、内部のメモリに所要のプログラムが
内蔵されている。データ処理装置８はＣＰＵ８１、プロ
グラム格納部８２、バッファメモリ８３、測定データ用
データメモリ８４、表示記録装置８５、及び入力装置８
６を備え、データバスライン８０を介して相互に結合
し、制御部７の各部とも結合している。プログラム格納
部８２は動作制御部７の制御を含めて、装置全体の動作
制御を行なう動作制御プログラム、入力処理部６Ａから
入力された検出データに基づいて透過光強度の角度パタ
ーンの決定、レターデーション値Ｒ、Ｃ値の演算、遅相
軸の決定、波長板の重ね合わせの要否判定、その他を行
なう演算制御プログラム、これらの値から試料の波長分
散係数を参照して次数決定を行なう次数決定プログラ
ム、試料の波長分散係数の入力用の係数設定プログラ
ム、及び入出力制御プログラム等をＲＯＭメモリ等に内
蔵している。

【００１８】各測定波長における試料への波長板の重ね
合わせの要否を判定する判定手段はデータ処理装置８の
ＣＰＵ８１と演算制御プログラムにより実現される。バ
ッファメモリ８３及びデータメモリ８４はＲＡＭメモリ
等により構成され、表示記録装置８５はＣＲＴ、液晶表
示板、プリンタ等により実現され、入力装置８６はキー
ボード等により実現される。

【００１９】波長分散係数を入力する場合には、例えば
図６のような、測定試料の波長分散特性曲線から、特定
の複数の測定波長における波長分散係数を読み取り、基
準波長（例えば589.3ｎｍ）に対するレターデーション
値の比率Ｒ／Ｒ_589.3を、入力装置８６等により入力
し、データメモリ８４に記憶させる。これにより、基準
波長以外の波長での測定値は、この比率の逆数を乗じて
正規化して用いられる。

【００２０】次にこの実施例の複屈折測定装置の動作に
ついて、図面を参照しながら説明する。まず、図４に基
づいて、一般的な動作について説明する。光源１から投
射された光束は、フィルタ２により選択された所望の波
長の単色光とされ、測定光束として偏光子３に垂直に入
射する。偏光子３及び検光子４は、ステッピングモータ
等により一定の微小角度、例えば１°ごとに間欠駆動さ
れる。偏光子３、試料Ｓ及び検光子４を通過した透過光
の強度は、受光部６により検出され、電気信号に変換さ
れる。受光部６の検出出力は、入力処理部６Ａにより、
偏光子３及び検光子４の一定の微小角度回転毎に、サン
プリング及びＡ／Ｄ変換されてデータ処理装置８に入力
される。

【００２１】データ処理装置８では、内蔵されたプログ
ラムにより、測定波長の選択、試料への波長板の重ね合
わせの可否決定、偏光板の回転制御等を行ない、測定動
作のシーケンスを進行させるとともに、各測定波長に対
して、透過光強度の角度パターンの決定、レターデーシ
ョンＲ，Ｃ値の算出、光学次数の決定等を行う。

【００２２】波長板を試料に重ねた状態では、両者を合
成したレターデーション値が求められるが、試料の遅相
軸と波長板の光学主軸を合致させて測定した場合には、
合成のレターデーション値から波長板のレターデーショ
ン値を減算すれば、試料自体のレターデーション値が得
られる。

【００２３】次に、図５を参照しながら、４波長を用い
て次数及びレターデーションを測定する場合の手順につ
いて、詳細に説明する。まず、測定光路上から波長板５
を後退させた状態で、測定光波長の中で最小の波長λ
１、例えば５８９.３ｎｍ（反対に最大の波長を用いて
もよい）で測定して、測定波長λ１でのレターデーショ
ン値Ｒ１を計算し、その波長でのＣをＣ１＝ｃｏｓ(２
πＲ１／λ１）として求める（ステップＳ１）。

【００２４】レターデーション値が測定波長の半波長の
整数倍近傍となって測定精度が低下するかどうかを判断
するために、Ｃ１の絶対値｜Ｃ１｜が一定値、例えば
０．９５より大きいか否かを調べる（ステップＳ２）。
｜Ｃ１｜＞０．９５ならば、測定精度を高めるために、
波長λ１での測定は波長板を重ねた状態で行なうことに
なる。

【００２５】｜Ｃ１｜＞０．９５ならば、Ｃ１＜０かど
うかを調べる（ステップＳ３）。Ｃ１＜０であれば透過
光強度の回転角度パターンから、遅相軸と進相軸の区別
はつかないとしても互いに直交する軸方向（仮の軸方向
と呼ぶ）を読み取ることができるが、Ｃ１＞０であれば
透過光強度の回転角度パターンが円又はそれに近いもの
となるため、遅相軸又は進相軸を表わす仮の軸方向を読
み取ることはできない。

【００２６】そこで、Ｃ１＜０でない場合、すなわちＣ
１＞０の場合には、波長λ１から最も離れた第４の波長
λ４、例えば７００ｎｍの光を用いて透過光強度の回転
角度パターンを測定することにより、その回転角度パタ
ーンは円から外れて軸方向を表わすパターンとなるの
で、その波長λ４での回転角度パターンから試料の仮の
軸方向を決定する（ステップＳ４）。

【００２７】次に波長板５を測定光路上に前進させ（ス
テップＳ５）、波長板５の光学主軸方向を先に決定され
た仮の軸方向と一致させ、波長λ１で透過光強度の回転
角度パターンを測定してレターデーション値を求める。
このとき、試料と波長板５のレターデーション値が相加
的に合成される方の仮の軸方向が試料の遅相軸方向であ
る。遅相軸方向を記憶するとともに、波長板５の光学主
軸方向が試料の遅相軸と一致するように波長板５を試料
に重ねた状態での波長λ１、λ２、λ３における透過光
強度の回転角度パターンから各波長におけるレターデー
ション値Ｒ１’，Ｒ２’，Ｒ３’及びそれらに対応する
Ｃ１’，Ｃ２’，Ｃ３’値を算出する（ステップＳ６，
Ｓ７，Ｓ８）。ここで、Ｒ’，Ｃ’はそれぞれ波長板を
試料に重ねて測定したＲ，Ｃを表わしている。

【００２８】次に、上記で求めたＣ２’，Ｃ３’につい
て、Ｃ２’の絶対値またはＣ３’の絶対値が０．９５よ
り大であるか否かを判定する。Ｃ’の絶対値が０．９５
より大となった波長については、波長板５を後退させて
測定光路上から外した状態で透過光強度の回転角度パタ
ーンを測定し、そのレターデーション値Ｒｉを求める。
Ｃ’の絶対値が０．９５以下の場合には、波長板を試料
に重ねて測定したレターデーション値Ｒｉ’を採用する
（ステップＳ９）。

【００２９】以上で求めた３波長λ１，λ２，λ３での
測定結果に基づき、その３波長でのレターデーション値
Ｒｉを用いて次数決定マトリクスを組み、次数決定の処
理を行ない、結果を出力する（ステップＳ１０，Ｓ１
１）。レターデーション値が波長板を試料に重ねて測定
したレターデーション値Ｒｉ’である場合には、波長板
のレターデーション値をＲｏとしたとき、Ｒｉ＝Ｒｉ’−Ｒｏとして次数決定マトリクスを組む。次数決定マトリクス
は既知のものであるので、詳しい説明は省略するが、原
理的には図３を参照して説明した方法である。より詳細
な方法は、例えば特開平４−２９４２５０号公報にも記
載されている。

【００３０】ステップＳ３において、Ｃ１＜０である場
合には、波長λ１での透過光強度の回転角度パターンか
ら仮の軸方向を読み取ることができるので、仮の軸方向
を決定するためだけの波長λ４による透過光強度の回転
角度パターンの測定は行なわない。その他の点はステッ
プＳ５からＳ１１と同じ手順により、波長板５を測定光
路上に前進させて遅相軸方向を決定し、波長板５を試料
に重ねた状態で波長λ１、λ２、λ３におけるレターデ
ーション値Ｒ１’，Ｒ２’，Ｒ３’及びそれらに対応す
るＣ１’，Ｃ２’，Ｃ３’値を算出し、Ｃ２’，Ｃ３’
の絶対値が０．９５より大であるものについては波長板
５を後退させてレターデーション値Ｒｉを求め、次数決
定マトリクスにより次数決定を行ない、結果を出力する
（ステップＳ１２〜Ｓ１８）。

【００３１】ステップＳ２において、Ｃ１の絶対値が
０．９５以下であると判定された場合には、波長λ１で
の透過光強度の回転角度パターンの長軸ａと短軸ｂとの
比ｂ／ａが０．８より大であるか否かを判定する（ステ
ップＳ１９）。その比ｂ／ａが０．８より大であれば長
軸ａと短軸ｂのいずれが遅相軸であるかを決定するのは
困難であるが、その比ｂ／ａが０．８以下であれば短軸
ｂの方向を遅相軸であると決定することができる。いず
れの場合もＣ１の絶対値が０．９５以下であれば、波長
板を重ねなくても波長λ１での透過光強度の回転角度パ
ターンからレターデーション値Ｒ１を求めることができ
る。

【００３２】ステップＳ１９で比ｂ／ａが０．８より大
である場合には、波長λ２、λ３でそれぞれ透過光強度
の回転角度パターンを測定し、それぞれのＣ２，Ｃ３値
及びレターデーション値Ｒ２，Ｒ３を求める（ステップ
Ｓ２０，Ｓ２１）。

【００３３】次に、遅相軸を決定するために、波長板を
測定光路上に前進させ、波長板５の光学主軸方向を長軸
ａ又は短軸ｂと一致させ、波長λ１で透過光強度の回転
角度パターンを測定してレターデーション値を求める
（ステップＳ２２）。試料と波長板５のレターデーショ
ン値が相加的に合成される方の軸ａ又はｂ方向を試料の
遅相軸方向と決定する（ステップＳ２３）。

【００３４】次に、上記で求めたＣ２，Ｃ３について、
Ｃ２の絶対値またはＣ３の絶対値が０．９５より大であ
るか否かを判定する。Ｃの絶対値が０．９５より大とな
った波長については、波長板５を前進させて測定光路上
に挿入した状態で透過光強度の回転角度パターンを測定
し、そのレターデーション値Ｒｉ’を求める。Ｃの絶対
値が０．９５以下の場合には、波長板を試料に重ねない
で測定したレターデーション値Ｒｉを採用する（ステッ
プＳ２４）。

【００３５】以上で求めた３波長λ１，λ２，λ３での
測定結果に基づき、その３波長でのレターデーション値
Ｒｉを用いて次数決定マトリクスを組み、次数決定の処
理を行ない、結果を出力する（ステップＳ２５，Ｓ２
６）。この場合も、レターデーション値が波長板を試料
に重ねて測定したレターデーション値Ｒｉ’である場合
には、波長板のレターデーション値をＲｏとしたとき、Ｒｉ＝Ｒｉ’−Ｒｏとして次数決定マトリクスを組む。

【００３６】ステップＳ１９において、比ｂ／ａが０．
８以下の場合には短軸ｂの方向を遅相軸であると決定す
ることができるので、遅相軸を決定するためのステップ
Ｓ２２，Ｓ２３を除いてはステップＳ２０〜Ｓ２６と同
じ手順により、波長λ２、λ３でそれぞれのＣ２，Ｃ３
値及びレターデーション値Ｒ２，Ｒ３を求め、Ｃ２の絶
対値またはＣ３の絶対値が０．９５より大である場合に
はその波長については波長板を測定光路上に挿入した状
態でレターデーション値Ｒｉ’を測定し、３波長λ１，
λ２，λ３での測定結果に基づき、その３波長でのレタ
ーデーション値Ｒｉを用いて次数決定マトリクスを組
み、次数決定の処理を行ない、結果を出力する（ステッ
プＳ２７〜Ｓ３１）。

【００３７】縦延伸後のナイロンフィルム（厚さ９０μ
ｍ）について、波長分散の係数設定を行なって、フィル
ムの幅方向に測定点をとり、幅方向のレターデーション
値の分布を測定し、これを係数設定を行なわない場合の
測定結果と対照して図７に示した。図７（ａ）は波長分
散の係数設定を行なわなかった場合、（ｂ）は行なった
場合である。この結果からみると、レターデーション値
の分布の全体的傾向はほぼ同じであるが、係数設定を行
なった場合の方が分布値カーブの変動が単純化されてい
ることがわかる。

【００３８】

【発明の効果】本発明では、波長板の重ね合わせが必要
と判定された測定波長については、適当な測定波長を選
択して試料の軸方向を決定した後、波長板の主軸方向を
その決定した試料の軸方向と一致させるように試料に波
長板を重ね合わせた状態で、波長板の重ね合わせが不要
と判定された測定波長については試料に波長板を重ね合
わせない状態で、各測定波長でレターデーションの測定
を行なわせるようにしたので、レターデーションを各測
定波長において安定した精度で測定でき、これを用いて
光学次数を正確に決定でき、次数決定ミスの発生を抑え
ることができる。また、波長分散係数を用いて補正すれ
ば、波長分散性の大きい試料を測定する場合に次数決定
の精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】複屈折測定装置の基礎的な構成を示す概略図で
ある。

【図２】複屈折測定における光学次数を説明する波形図
である。

【図３】複数波長を用いた光学次数決定方法を説明する
波形図である。

【図４】本発明の一実施例の複屈折測定装置を示す概略
構成図である。

【図５】同実施例の次数決定動作を示すフローチャート
図である。

【図６】レターデーションの波長分散特性を示す図であ
る。

【図７】波長分散特性を考慮しない場合（ａ）と考慮し
た場合（ｂ）のレターデーション測定結果を示す図であ
る。

【符号の説明】

１光源２フィルタ３偏光子４検光子５波長板６受光部７動作制御部７Ａ波長選択制御部７Ｂ波長板位置制御部８データ処理装置８２プログラム格納部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 21/00 - 21/01 G01N 21/17 - 21/61 G01J 4/00 - 4/04 実用ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ) 特許ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のそれぞれの測定波長に対して試料
の偏光透過光強度の偏光方位に対する角度依存性を測定
する測定手段と、測定波長を選択する手段と、選択されたそれぞれの測定波長における前記測定手段に
よる試料の偏光透過光強度の偏光方位に対する角度依存
性測定結果に基づいて試料への波長板の重ね合わせの要
否を判定する判定手段と、この判定結果に基づき、波長板の重ね合わせが必要と判
定された測定波長については試料に波長板を重ね合わ
せ、波長板の重ね合わせが不要と判定された測定波長に
ついては試料に波長板を重ね合わせないように波長板の
位置を制御する波長板位置制御部と、この測定結果を用いて光学次数を決定しレターデーショ
ンを求めるデータ処理部とを備え、前記判定手段と波長板位置制御部は、複数の測定波長の
うちの基準となる１つの測定波長について波長板の重ね
合わせの要否を判定し、その基準となる測定波長で波長
板の重ね合わせが必要と判定されたときは、Ｃが負の場
合にはその測定波長での前記角度依存性測定結果によ
り、Ｃが負でない場合には他の測定波長で求めた前記角
度依存性測定結果によりまず試料の軸方向を決定し、波
長板の主軸方向を前記で決定した試料の軸方向と一致さ
せるように波長板を重ね合わせるとともに、他の測定波
長についても波長板を重ね合わせた状態でレターデーシ
ョンを求めた後、それらのレターデーションの結果から
他の測定波長について波長板の重ね合わせが必要であっ
たかどうかを判定し、基準となる測定波長で波長板の重
ね合わせが不要と判定されたときは他の測定波長につい
ても波長板を重ね合わせない状態でレターデーションを
求めた後、それらのレターデーションの結果から他の測
定波長について波長板の重ね合わせが必要であるかどう
かを判定するものであることを特徴とする複屈折測定装
置。ただし、Ｃ＝ｃｏｓ（２πＲ／λｉ）Ｒ：レターデーション λｉ：測定波長である。
【請求項２】前記判定手段は、Ｃ値の絶対値が１に近
い所定の閾値を越えたときは波長板の重ね合わせを必要
と判定し、その閾値以下のときは波長板の重ね合わせを
不要と判定する請求項１に記載の複屈折測定装置。ここ
で、Ｃ＝ｃｏｓ（２πＲ／λｉ）Ｒ：レターデーション λｉ：測定波長である。
【請求項３】光学次数の決定及びレターデーション値
の算出に際し、レターデーション値の測定結果を試料の
波長分散係数を用いて補正する請求項１又は２に記載の
複屈折測定装置。