JP5978528B2

JP5978528B2 - 光照射装置

Info

Publication number: JP5978528B2
Application number: JP2016008431A
Authority: JP
Inventors: 裕和石飛; デン，シュエゴン; ジュニアレイトンブラー，トーマス
Original assignee: Iwasaki Denki KK
Current assignee: Iwasaki Denki KK
Priority date: 2015-02-05
Filing date: 2016-01-20
Publication date: 2016-08-24
Anticipated expiration: 2036-01-20
Also published as: KR20160096550A; US20160231176A1; TW201641920A; JP2016142734A; CN105865631A; TWI625510B

Description

本発明は、偏光軸の角度（方向又は向き）を測定する測定器を備えた光照射装置に関する。

配向膜、或いは配向層（以下、これらを「光配向膜」と称する）に偏光光を照射することで膜或いは層を配向する光配向と呼ばれる技術が知られており、この光配向は、液晶表示パネルの液晶表示素子が備える液晶配向膜の配向等に広く応用されている。
光配向に用いる光照射装置は、一般に、光を放射する光源と、入射光を偏光する偏光子とを備え、光源の光を偏光子に通して偏光光を得る（例えば、特許文献１参照）。
光配向の品位に影響を与える偏光光のファクターとしては、消光比と、偏光軸分布のバラツキとの２つが知られており、光配向に使用される光照射装置としては、これらが高い精度で調整されていることが重要である。これら消光比や偏光軸を測定する技術としては、各種の技術が提案されている（例えば、特許文献２〜特許文献４参照）。

特開２００４−１６３８８１号公報特開２００４−２２６２０９号公報特開２００５−２２７０１９号公報特開２００７−１２７５６７号公報

光配向装置を用いて高品位な液晶配光膜を得るために、消光比が高く、偏光軸が例えば誤差０．１°以内の精度で調整される必要がある。偏光軸を誤差０．１°以内の精度で調整するためには測定精度として誤差０．０１°以内を要求されるが、従来の構成では測定器自体に誤差があり（例えば、０．０１°程度）、このような要求を満足する精度で偏光軸を測定できないおそれがあった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、対象物に照射する偏光光の偏光軸角度を精度良く測定可能な光照射装置を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために、本発明の第１態様は、偏光した光を照射する光照射装置において、光源と、この光源の光を偏光し、光の一つ以上の波長において１００：１以上１００００：１以下の消光比を有する複数の装置側偏光子と、検出側偏光子を有する偏光測定機構とを備え、前記偏光測定機構は、前記装置側偏光子及び前記検出側偏光子を順に透過した光を、前記検出側偏光子の偏光軸角度を変えながら検出し、前記検出側偏光子の前記偏光軸角度を変えながら検出した光の光量の周期的な変化を示す変化曲線を求め、この変化曲線から前記装置側偏光子の偏光軸の方向を求め、この方向を求める手順を繰り返して、複数の装置側偏光子の全ての偏光軸の方向を求め、前記偏光測定機構は、前記光照射装置から移動可能又は前記光照射装置と分離可能であることを特徴とする。

上述の構成において、前記偏光測定機構は、前記検出側偏光子を回動させることで、当該検出側偏光子の前記偏光軸角度を変えてもよい。
また、上述の構成において、前記検出側偏光子を回動して前記検出側偏光子の前記偏光軸角度を変えるためのロータリアクチュエータをさらに備えてもよい。
また、上述の構成において、前記偏光測定機構は、異なる偏光軸角度を有する複数の検出側偏光子を検出側に備え、前記装置側偏光子を透過した光が前記検出側偏光子の各々を順次通過するように前記複数の検出側偏光子を移動させることで、前記検出側の前記偏光軸角度を変えてもよい。
また、本発明の第２態様は、偏光した光を照射する光照射装置において、光源と、この光源の光を偏光し、光の一つ以上の波長において１００：１以上１００００：１以下の消光比を有する複数の装置側偏光子と、前記装置側偏光子で偏光した光を透過させる検出側偏光子と、前記装置側偏光子及び前記検出側偏光子を順に透過した光を、前記検出側偏光子の偏光軸角度を変えながら検出し、前記検出側偏光子の各偏光軸角度で検出した光の光量の周期的な変化を示す変化曲線を求め、この変化曲線から前記装置側偏光子の偏光軸の方向を求め、この方向を求める手順を繰り返して、複数の装置側偏光子の全ての偏光軸の方向を求める偏光軸検出器と、を有し、前記偏光軸検出器は、前記光照射装置から移動可能又は前記光照射装置と分離可能であることを特徴とする。
また、上述の構成において、前記偏光軸検出器は、異なる偏光軸角度を有する複数の検出側偏光子を検出側に備え、前記装置側偏光子を透過した光が前記検出側偏光子の各々を順次通過するように前記複数の検出側偏光子を移動させることで、前記検出側の前記偏光軸角度を変える駆動機構を備えてもよい。
また、上述の構成において、前記装置側偏光子は、所定の偏光方向に誤差０．１°以内で揃えられていてもよい。

本発明によれば、装置側偏光子の消光比を１００：１以上としたため、対象物に照射する偏光光の偏光軸角度を精度良く測定できる。

本発明の実施形態に係る偏光測定機構を有する光配向装置を示す模試図である。光配向装置及び偏光測定機構の構成を示す図である。検出部の構成を示す模式図である。実施形態の１つおける検出光の変化曲線の模式図である。検出光の変化曲線の模式図であり、（Ａ）は最小光量と最大光量との差が小さい場合、（Ｂ）は最小光量と最大光量との差が大きい場合を示す。装置側ワイヤーグリッド偏光子の消光比と偏光測定装置で測定された対象物へ照射される偏光光の偏光軸の誤差との関係を示すグラフである。装置側ワイヤーグリッド偏光子の消光比と偏光測定装置で測定された対象物へ照射される偏光光の偏光軸の誤差との関係を示すグラフである。装置側ワイヤーグリッド偏光子の消光比と偏光測定装置で測定された対象物へ照射される偏光光の偏光軸の誤差との関係を示すグラフである。本発明の変形例に係る検出部の模式図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
以下の説明において、液晶膜等を光配向する光配向装置が、本発明の光照射装置として説明されている。しかしながら、本発明の光照射装置は、光配向装置に限定されるものではなく、偏光光を放射する装置であればどの装置であってもよい。
図１は、本実施形態に係る偏光測定機構（偏光測定システム）１を有する光配向装置２（光照射装置）を示す模試図である。
同図において、光配向装置（光照射装置）２は、帯状の光配向対象物の光配向膜に偏光光を照射して光配向する装置であり、偏光測定機構１は、光配向装置２の偏光光の偏光特性を測定するものである。偏光特性としては、光配向装置２の偏光光の偏光軸、及び消光比が測定される。

光配向装置２は、防振構造の定盤３と、照射器設置架台４と、光配向対象物が載置されるワークステージ５とを備えている。
照射器設置架台４は、定盤３から所定距離離れた上方位置で定盤３の幅方向（後述する直動機構の直動方向Ｘに垂直な方向）に横架される箱体であり、その両端が定盤３に固定される。照射器設置架台４は照射器６を内蔵し、照射器６が直下に偏光光を照射する。なお、ワークステージ５の移動に伴う振動と照射器６の冷却に起因する振動とを分離するために、照射器設置架台４を定盤３に固定するのではなく当該定盤３と別置する構成でも良い。
定盤３には、直動方向Ｘに沿って定盤３の面上を照射器６の直下を通過するようにワークステージ５を移送する直動機構（図示せず）が内設されている。光配向対象物の光配向にあっては、ワークステージ５に載置された光配向対象物が、直動機構によってワークステージ５とともに移送されて照射器６の直下を通過し、この通過の際に偏光光に曝露されて光配向膜が配向される。

照射器６は、光源たるランプ７と、反射鏡８と、偏光子ユニット１０とを備え、集光する偏光光を直下に（ワークに対して９０度で）、或いは、９０度ではなく、ステージ５の移動方向に横断する方向に沿って回転する所定の傾斜、例えば４５度を有して照射する。
ランプ７には、放電灯が用いられてもよい。本実施形態では、少なくとも光配向対象物の幅と同等以上に延びる直管型（棒状）の紫外線ランプが用いられている。反射鏡８は、断面楕円形、かつランプ７の長手方向に沿って延びるシリンドリカル凹面反射鏡であり、ランプ７の光を集光して偏光子ユニット１０に向けて照射する。
偏光子ユニット１０は、反射鏡８と光配向対象物の間に配置され、光配向対象物に照射される光を偏光する。この偏光光が光配向対象物の光配向膜に照射されることで、当該光配向膜が偏光光の偏光軸角度（方向）に応じて配向される。

図２は、偏光測定機構１の構成を光配向装置２の平面視図とともに示す図である。なお、同図では、偏光子ユニット１０の構成の理解を容易にするために、照射器設置架台４の中に偏光子ユニット１０のみを示している。
同図に示すように、偏光子ユニット１０は、複数の単位偏光子ユニット１２と、これら単位偏光子ユニット１２を横並びに一列に整列するフレーム１４とを備えている。フレーム１４は、各単位偏光子ユニット１２を連接配置する板状の枠体である。単位偏光子ユニット１２は、略矩形板状に形成されたワイヤーグリッド偏光子（装置側偏光子）１６を備えている。
本実施形態では、各単位偏光子ユニット１２は、ワイヤーグリッド偏光子１６をワイヤー方向Ａが上記ワークステージ５の直動方向Ｘと平行になるように支持し、このワイヤー方向Ａと直交する方向と、ワイヤーグリッド偏光子１６の配列方向Ｂとが一致している。

ワイヤーグリッド偏光子１６は、入射光のうちワイヤー方向Ａに平行な成分を反射または吸収し、このワイヤー方向Ａと直交する成分を透過して直線偏光光を得る直線偏光子の一種である。このワイヤーグリッド偏光子１６では、ワイヤー方向Ａと直交する方向が直線偏光の偏光軸Ｃ１（図３）と定義され、本実施形態では偏光軸Ｃ１が配列方向Ｂに揃えられている。上述の通り、ランプ７が棒状であることから、ワイヤーグリッド偏光子１６には、さまざまな方向（角度）の光が入射するが、ワイヤーグリッド偏光子１６は、斜めに入射する光であっても偏光軸Ｃ１（透過軸）の方向が合っていれば直線偏光化して透過する。
ワイヤーグリッド偏光子１６は、その法線方向を回動軸にして面内で回動させて偏光軸Ｃ１の方向を微調整できるように単位偏光子ユニット１２に支持されている。全ての単位偏光子ユニット１２について、ワイヤーグリッド偏光子１６の偏光軸Ｃ１が配列方向Ｂに揃うように微調整されることで、偏光子ユニット１０の長軸方向の全長に亘り偏光軸Ｃ１が高精度に揃えられた偏光光が得られ、高品位な光配向が可能となる。

本実施形態では、偏光測定機構１は、図１に示すように、偏光測定装置（測定器、偏光軸検出器）２０と、測定ユニット３０とを備えている。測定ユニット３０は、偏光光を検出する検出部３１を備え、偏光測定装置２０は、検出部３１による偏光光の検出結果に基づいて、当該偏光光の偏光軸、及び消光比を測定する。
測定ユニット３０は、ワイヤーグリッド偏光子１６ごとの個々の測定を容易にするために、図２に示すように、案内方向が配列方向Ｂと平行に設置され、検出部３１を線（直線）に沿って案内するリニアガイド３２を備えている。偏光光測定時には、リニアガイド３２が上記ワークステージ５の進行方向側の側面５Ａに連結されて偏光子ユニット１０の直下に移送され、或いはリニアガイド３２が偏光子ユニット１０の直下に位置するように定盤３の面上に設置される。そして、微調整対象のワイヤーグリッド偏光子１６の直下に位置するように検出部３１をリニアガイド３２に沿って移動、或いは自走させ、その位置で当該ワイヤーグリッド偏光子１６を透過した偏光光を検出部３１で検出し、偏光光を測定する。偏光測定機構１（偏光測定装置２０）は、光配向装置２の他の部分から移動可能又は他の部分から分離可能である。

図３は、検出部３１の構成を示す模式図である。
検出部３１は、検出側偏光子３３と、受光センサ３４とを備えている。
検出側偏光子３３は、偏光軸Ｃ２を有する板状（図示例では円盤状）の光検出用の直線偏光子であり検光子とも称される。この検出側偏光子３３には、ワイヤーグリッド偏光子１６を透過して直線偏光化された偏光光Ｆが入射され、この偏光光Ｆを直線偏光化する。検出側偏光子３３には、直線偏光子であれば任意の偏光子を用いることができ、例えばワイヤーグリッド偏光子を用いても良い。
受光センサ３４は、検出側偏光子３３の偏光軸Ｃ２で直線偏光化された検出光Ｇを受光して検出光Ｇの光量Ｉを示す検出信号３５を偏光測定装置２０に出力する。

好適な実施形態の１つにおいては、検出側偏光子３３がその法線方向Ｓを回動軸にして、少なくとも１回転に亘り回動（回転）自在に設けられている。検出側偏光子３３の回動（回転）は、基準位置Ｐ０からの回動（回転）角度θによって規定される。本実施形態では、基準位置Ｐ０（又は、基準位置Ｐ０の方向）は、偏光軸Ｃ２の方向が上記ワイヤーグリッド偏光子１６の配列方向Ｂと一致する位置に設定されている。すなわち、検出部３１をリニアガイド３２にセットし、基準位置Ｐ０に検出側偏光子３３を合わせたときには、検出側偏光子３３の偏光軸Ｃ２が配列方向Ｂを向いた状態となる。

偏光測定装置２０は、偏光光Ｆの偏光軸Ｆ１と消光比とを測定するものである。本実施形態では、測定は、検出側偏光子３３が１回転するときの検出光Ｇの光量の周期的な変化に基づく。具体的には、偏光測定装置２０は、図２に示すように、回転駆動制御部２１と、入力部２２と、変化曲線算出部２３と、偏光特性特定部２４と、偏光特性出力部２５とを備えている。なお、偏光測定装置２０は、図２に示す各部を実現するコンピュータ読取可能なプログラムを、例えばパーソナルコンピュータに実行させることで実施することもできる。
回転駆動制御部２１は、検出部３１の検出側偏光子３３の回転を制御する。具体的には、検出部３１は、検出側偏光子３３を回動（回転）するロータリアクチュエータＲＡを備え、回転駆動制御部２１がロータリアクチュエータを制御し検出側偏光子３３を回動（回転）させることで偏光軸Ｃ２を所定の回動（回転）角度θの方向に合わせる。このときの回動角度θは変化曲線算出部２３に出力される。
入力部２２は、検出光Ｇの光量Ｉの検出値の入力を受光センサ３４から受け付ける手段であり、この入力部２２には検出部３１の検出信号３５が入力される。入力部２２は、当該検出信号３５から検出光Ｇの光量Ｉの検出値を取得し変化曲線算出部２３に出力する。

変化曲線算出部２３は、検出光Ｇの光量Ｉの検出値に基づき、検出側偏光子３３を１回転させたときの検出光Ｇの光量Ｉの周期的な変化を示す変化曲線Ｑを算出する。詳述すると、検出光Ｇは、前掲図３に示すように、ランプ７の放射光Ｅが、直線偏光子であるワイヤーグリッド偏光子１６、及び検出側偏光子３３を順に通って得られる光である。検出側偏光子３３と受光センサ３４との間には他の部材があってもよい。本実施形態では、検出側偏光子３３と受光センサ３４との間にバンドパスフィルター及び合焦又は撮像光学レンズがある。
したがって、検出側偏光子３３の回転に伴う検出光Ｇの光量Ｉの変化曲線Ｑは、理想的には、図４に示すように、１周期がπ［ｒａｄ］（＝１８０°）であって次式（１）に示す余弦波形となる（いわゆる、マリューの法則（Low of Malus））。このような余弦波形を有する変化曲線Ｑは、検出側偏光子３３の偏光軸Ｃ２がワイヤーグリッド偏光子１６の偏光光Ｆの偏光軸Ｆ１に平行である場合（本実施形態では回動角度θ＝０°、１８０°（極大点））に最大光量Ｉｍａｘ（極大値）を有し、偏光軸Ｃ２が偏光光Ｆの偏光軸Ｆ１に直交する場合（本実施形態では回動角度θ＝９０°、２７０°（極小点））に最小光量Ｉｍｉｎ（極小値）を有する。

変化曲線Ｑ＝α×ｃｏｓ(β×（θ−γ）)＋ε （１）
ただし、αは振幅、βは周期、γは位相ズレ（基準位置Ｐ０に対する偏光光Ｆの偏光軸Ｆ１の位相差）、εはバイアス成分である。

変化曲線算出部２３は、検出光Ｇの光量Ｉの検出値に基づき、式（１）式に示した余弦波形をカーブフィッティング（曲線回帰とも呼ばれる）の手法により求め、求めた余弦波形を偏光特性特定部２４に出力する。
偏光光Ｆの偏光軸Ｆ１が基準位置Ｐ０の方向からズレている場合、すなわちワイヤーグリッド偏光子１６の偏光軸Ｃ１の方向が基準位置Ｐ０の方向である配列方向Ｂからズレている場合には、図４に仮想線（一点鎖線）で示すように、そのズレが変化曲線Ｑに位相ズレγ（＞０）として現れることとなる。

偏光特性特定部２４は、変化曲線算出部２３によって求められた変化曲線Ｑに基づき、偏光光Ｆの偏光方向（すなわち偏光光Ｆの偏光軸Ｆ１の方向）、及び消光比を特定し、偏光特性出力部２５に出力する。ここでは、消光比は、最小光量Ｉｍｉｎで最大光量Ｉｍａｘを除算して求められる。
具体的には、偏光特性特定部２４は、図４に示すように、変化曲線Ｑにおいて、検出光Ｇの最大光量Ｉｍａｘが得られる回動角度θ（極大点）である上記γを特定することで偏光軸Ｃ１の方向を特定し、また、変化曲線Ｑの最大光量Ｉｍａｘと最小光量Ｉｍｉｎの比（＝最大光量Ｉｍａｘ／最小光量Ｉｍｉｎ）に基づいて消光比（Ｉｍａｘ／Ｉｍｉｎ）を特定する。変化曲線Ｑにおける最大光量Ｉｍａｘは当該変化曲線Ｑに回動角度θ＝γ（極大点）を代入して求められ、また最小光量Ｉｍｉｎは回動角度θ＝９０°＋γ（極小点）を代入して求められる。

偏光特性出力部２５は、偏光特性特定部２４によって特定された偏光特性（偏光軸（Ｆ１）の角度（方向）、及び偏光光Ｆの消光比）を出力するものである。偏光特性の出力の態様は、ユーザが偏光特性を利用可能であれば任意であり、例えば表示部への表示、他の電子機器への出力、記録媒体への記録等が挙げられる。
ここで、偏光測定装置２０の検出側偏光子３３の特性ばらつきや経年劣化等に起因して、光の透過特性に個体差が生じる場合がある。透過特性のばらつきは、最大検出光量よりも最小検出光量のばらつきに顕著に現れ、この結果、消光比に大きな誤差を生じさせる。
したがって、偏光測定装置２０による消光比の測定では、偏光測定装置２０で測定された最小検出光量を、リファレンス用の偏光測定装置で予め測定された最小検出光量と同じになるように補正し、補正後の最小検出光量を用いて消光比を求めることが好ましい。

この偏光特性について、発明者らは、鋭意理論的考察を通じて次のような知見を得た。
すなわち、測定対象となる偏光光の消光比が高い（ワイヤーグリッド偏光子１６の消光比が高い）と偏光軸の測定精度が良くなる（偏光軸の誤差が小さくなる）。これは、以下の理由からである。
偏光光Ｆの偏光軸Ｆ１の角度（方向）は、上述したように、変化曲線Ｑにおいて最大光量Ｉｍａｘの角度θを計算によって求めることで、ある基準位置Ｐ０（基準軸）に対する角度γとして求めることができる。
ここで、変化曲線Ｑは一定周期で変化しているため、最小光量Ｉｍｉｎと最大光量Ｉｍａｘとの差が小さいと、図５（Ａ）に示すように、極大点における変化曲線Ｑの曲率が小さくなり変化曲線Ｑが丸みを帯び、極大点における角度θのばらつきの範囲が広くなる。図５（Ａ）に示す例の場合、例えば、偏光光Ｆの偏光軸Ｆ１の真値が０．０００°であるのに対し、偏光測定装置２０による測定値は０．０１°となってしまう。
一方、最小光量Ｉｍｉｎと最大光量Ｉｍａｘとの差が大きいと、図５（Ｂ）に示すように、極大点における変化曲線Ｑの曲率が大きくなり変化曲線Ｑがシャープになるため、極大点における角度θのばらつきの範囲が狭くなり、当該角度θを精度良く求められる。図５（Ｂ）に示す例の場合、例えば、偏光光Ｆの偏光軸Ｆ１の真値が０．０００°であるのに対し、偏光測定装置２０による測定値は０．００３°となり、図５（Ａ）の例に比べ、最大光量Ｉｍａｘの角度θを精度良く求めることができる。
消光比は、最小光量Ｉｍｉｎで最大光量Ｉｍａｘを除算して求めることから、測定対象となる偏光光の消光比を高くするほど、角度θを精度良く求めることができ、ひいては、偏光光Ｆの偏光軸Ｆ１を精度良く求めることができることとなる。

また、光配向装置２は、放電灯たるランプ７を光源としている。したがって、ランプ７を点灯する電源装置の点灯電力の揺らぎやランプ７の冷却状態など様々な要因により、光源輝度が非常に短い時間周期で変動し光源に揺らぎやちらつきが発生し、光源の揺らぎやちらつきが光源輝度のノイズフロアとなる。また、消光比及び偏光軸を算出するために行う一連の測定中に変化する光源輝度の長期的な変化、センサに由来するノイズ、ステージ回転精度に由来するノイズ、偏光子を通過しない漏れ光に由来するノイズ、偏光子通過後に物体に反射され偏光特性が意図しない特性となる光によるノイズ等もノイズフロア成分となる。上述のように偏光子性能に由来しないがセンサ出力に現れてしまう出力をノイズフロア成分とする。消光比は、最小光量Ｉｍｉｎで最大光量Ｉｍａｘを除算することから、(ノイズ成分／最小光量Ｉｍｉｎ)の比率（百分率）が小さければ小さいほど、ノイズ成分が消光比の値に与える影響が小さくなる。

検出側偏光子３３には従来からワイヤーグリッド偏光子１６の消光比に比べて高い消光比の偏光子が用いられていることから、偏光光の消光比は、調整対象のワイヤーグリッド偏光子１６にほぼ依存する。
そこで、本実施形態では、ワイヤーグリッド偏光子１６の消光比を高くし、偏光測定装置２０に入射して測定される偏光光の消光比を高くしている。なお、本実施形態においても、当然に、検出側偏光子３３の消光比は、ワイヤーグリッド偏光子１６の消光比よりも高く設定される。

図６〜図８は、ワイヤーグリッド偏光子１６の消光比と偏光測定装置２０で測定された偏光光Ｆの偏光軸Ｆ１の誤差との関係を示すグラフである。
ここで、消光比は、比ではなく、デシベル（ｄＢ）でも表現され、消光比のｄＢ値は、比Ｅ_Ｔを用いて次に示す換算式（２）により算出される。
消光比，ｄＢ＝１０・１ｏｇ_１０Ｅ_Ｔ・・・（２）
図６〜図８に示す結果の測定においては、検出側偏光子３３の消光比が５０（ｄＢ）、Ｐ偏光透過率が６０（％）、偏光軸の誤差を求めるための計算試行回数が１００（回）である。図６はノイズフロアが３５（ｄＢ）の場合、図７はノイズフロアが４５（ｄＢ）の場合、図８はノイズフロアが５０（ｄＢ）の場合の結果を示す。図６〜図８において、横軸はワイヤーグリッド偏光子１６の消光比を、縦軸は真値に対する偏光光Ｆの偏光軸Ｆ１の誤差（位相差γの誤差）を示す。また、図６〜図８中、線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は前述した消光比及び偏光軸を求めるために算出する変化曲線Ｑの実測点の角度方向の分割数が異なる場合の結果（偏光軸の測定誤差）であり、線Ｌ１は分割数（すなわち、図４、５Ａ及び５Ｂでの曲線に使用された点の数）が３０、線Ｌ２は分割数が２４０、線Ｌ３は分割数が８１０のときの結果を示す。したがって、当業者には、１００：１以上の消光比を有する装置側偏光子が測定速度も向上させることは明らかである。
図６〜図８に示すように、ワイヤーグリッド偏光子１６の消光比が高くなるほど、測定された偏光光Ｆの偏光軸Ｆ１の誤差が小さくなっている。消光比が約２０ｄＢ（１００：１）以上となると、測定された偏光光Ｆの偏光軸Ｆ１の誤差の変化量が緩やかになっている。
また、偏光軸を誤差０．１°以内の精度で調整するためには測定精度として誤差０．０１°以内を要求されるが、図７及び図８では、消光比が約２０ｄＢ（１００：１）以上となると、目標とする誤差（０．０１°）以下となっている。

そこで、本実施形態では、ワイヤーグリッド偏光子１６の消光比を１００：１以上にしている。また、検出側偏光子３３の消光比は、ワイヤーグリッド偏光子１６の消光比よりも高く設定されており、本実施形態では、偏光測定装置２０で測定可能な消光比の上限を１０００：１としている。なお、本実施形態では、単波長（例えば２５４ｎｍ）の光を想定して計算を行っているが、多波長の光を照射する光源（例えば、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ等)についても同様な考えが成り立つ。
これにより、偏光子１６の消光比が高いと、極大点における角度θのばらつきの範囲が狭くなるので、偏光光Ｆの偏光軸Ｆ１の角度（方向）を精度良く測定できる。

次いで、偏光測定機構１を用いた光配向装置２の偏光光の測定について説明する。
作業者は、先ず、測定ユニット３０を光配向装置２に設置する。この設置に際し、作業者は、リニアガイド３２の案内方向が上記ワイヤーグリッド偏光子１６の配列方向Ｂと平行になり、かつ、偏光子ユニット１０の直下に位置するようにリニアガイド３２を設置する。次いで、作業者は、検出部３１をリニアガイド３２で案内して測定対象のワイヤーグリッド偏光子１６の直下に配置し、偏光測定機構１を用いて、このワイヤーグリッド偏光子１６から出射される偏光光Ｆを検出し、そのワイヤーグリッド偏光子１６の偏光軸Ｃ１、及び消光比を測定する。作業者は、偏光光Ｆの偏光軸Ｆ１の測定結果に基づき、必要に応じてワイヤーグリッド偏光子１６の回動（回転）を微調整することで、偏光軸Ｃ１の方向を所定方向（本実施形態では配列方向Ｂ）に合わせる。
作業者は、偏光子ユニット１０が備える全てのワイヤーグリッド偏光子１６について同様に偏光光Ｆの測定し、この測定結果に基づき、偏光軸Ｃ１の方向を配列方向Ｂに合わせる作業を行うことで、全てのワイヤーグリッド偏光子１６の偏光軸Ｃ１の方向が配列方向Ｂに揃えられる。

上述の通り、この偏光測定機構１によれば、変化曲線Ｑから偏光軸Ｃ１の方向が高精度に特定されるので、個々のワイヤーグリッド偏光子１６を微調整する際に、高い精度で偏光光Ｆの偏光軸Ｆ１の方向を調整できる。

以上説明したように、本実施形態によれば、偏光光Ｆの偏光軸Ｆ１を測定する偏光測定装置２０を備え、ワイヤーグリッド偏光子１６（装置側偏光子）の消光比を１００：１以上とする構成とした。具体的には、偏光測定装置２０は、検出側偏光子３３を備え、ワイヤーグリッド偏光子１６及び前記検出側偏光子３３を順に透過した光を、検出側偏光子３３の偏光軸角度を変えながら検出し、検出側偏光子３３の各偏光軸角度での光の光量を検出し、各偏光軸角度での光の光量に基づいて、検出側偏光子３３の偏光軸角度を変えたときの光量の周期的な変化を示す変化曲線Ｑを求め、この変化曲線Ｑから偏光光Ｆの偏光軸Ｆ１を算出する構成とした。この構成により、変化曲線Ｑの角度θを精度良く求めることができ、ひいては、偏光光Ｆの偏光軸Ｆ１を精度良く求めることができる。

また、本実施形態によれば、偏光測定装置２０は、検出側偏光子３３を回動（回転）させることで、検出側偏光子３３の偏光軸角度を変える構成とした。この構成により、１つの検出側偏光子３３で偏光光を測定できるので、偏光測定装置２０を簡素化及び小型化できる。

なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を例示するものであって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変形、及び応用が可能である。

例えば上述した実施形態では、偏光測定機構１が測定する偏光光の光源として、放電灯であるランプ７を例示したが、光源はこれに限定されるものではなく任意である。すなわち、本発明は、任意の光源から偏光子を透過して得られる直線偏光された偏光光の測定に用いることができる。また光源は、必ずしも線状光源である必要はない。
また例えば、上述した実施形態では、測定対象の偏光光を得る偏光子の一例として、ワイヤーグリッド偏光子１６を例示したが、偏光子はこれに限定されるものではない。すなわち、偏光子は、直線偏光された偏光光が得られる偏光子であれば任意である。

また例えば、上述した実施形態では、偏光測定装置２０が偏光光の偏光軸と消光比の両方を測定する構成を例示したが、偏光軸のみを測定しても良い。また、偏光測定装置２０が偏光光の偏光軸に加え、光強度等の他の特性も測定しても良い。
また例えば、上述した実施形態では、検出部３１の検出信号３５を偏光測定装置２０に入力することで、偏光測定装置２０が検出光Ｇの光量を取得する構成としたが、これに限らない。すなわち、回動（回転）角度θと検出光Ｇの光量との対応が記録された記録データを、例えば他の電子機器や記録媒体（例えば、半導体メモリ等）から取得しても良い。

また例えば、上述した実施形態では、検出側偏光子３３を回動（回転）させることで、検出側偏光子３３の偏光軸Ｃ２の角度（方向）を変えていたが、検出側偏光子３３の偏光軸Ｃ２の角度（方向）を変える方法はこれに限定されるものではない。例えば、図９に示すように、検出側偏光子３３が、配列方向Ｂに対して異なる偏光軸角度（方向）を有する複数の検出側偏光子１３３を備えて構成されてもよく、これら複数の検出側偏光子１３３を、例えば各検出側偏光子１３３が測定対象物としてのワイヤーグリッド偏光子１６の真下を順次通過あるいは位置するように移動されてもよく、これにより、当該検出側の偏光軸Ｃ２の角度（方向）を変えるようにしてもよい。この場合においても、図４に示すような変化曲線Ｑが得られる。これにより、検出側偏光子３３の回転・停止の精度を必要としないため、偏光測定装置２０を安価に構成できる。
なお、図９の例では、偏光軸Ｃ２が例えば１０°ずつ異なる複数の検出側偏光子１３３を同一直線上に一列に並べてフレーム１３６に配置し、このフレーム１３６を配列方向Ｂに直線移動させる構成とした。しかしながら、検出側偏光子１３３の偏光軸Ｃ２の角度、配列方向及び移動方向は図９の例に限定されるものではない。例えば、複数の検出側偏光子を同一円状に並べてフレームに配置し、このフレームを回転（回動）させてもよい。
複数の検出側偏光子の移動の態様は特別の態様に限定されない。例えば、ロータリアクチュエータ、ギアとモータとを組み合わせたもの、あるいは他の周知の移動装置等の駆動機構ＤＭにより、複数の検出側偏光子を順次（連続、あるいは、間欠的に）移動させることで偏光軸Ｃ２の角度を変化させてもよい。

２光配向装置（光照射装置）
７ランプ（光源）
１０偏光子ユニット
１６ワイヤーグリッド偏光子（装置側偏光子）
２０偏光測定装置（測定器、偏光軸検出器）
３３検出側偏光子
Ｃ１偏光軸

Claims

偏光した光を照射する光照射装置において、
光源と、
この光源の光を偏光し、光の一つ以上の波長において１００：１以上１００００：１以下の消光比を有する複数の装置側偏光子と、
検出側偏光子を有する偏光測定機構とを備え、
前記偏光測定機構は、前記装置側偏光子及び前記検出側偏光子を順に透過した光を、前記検出側偏光子の偏光軸角度を変えながら検出し、前記検出側偏光子の前記偏光軸角度を変えながら検出した光の光量の周期的な変化を示す変化曲線を求め、この変化曲線から前記装置側偏光子の偏光軸の方向を求め、この方向を求める手順を繰り返して、複数の装置側偏光子の全ての偏光軸の方向を求め、
前記偏光測定機構は、前記光照射装置から移動可能又は前記光照射装置と分離可能であることを特徴とする光照射装置。
前記偏光測定機構は、前記検出側偏光子を回動させることで、当該検出側偏光子の前記偏光軸角度を変えることを特徴とする請求項１に記載の光照射装置。
前記検出側偏光子を回動して前記検出側偏光子の前記偏光軸角度を変えるためのロータリアクチュエータをさらに備えたことを特徴とする請求項２に記載の光照射装置。
前記偏光測定機構は、異なる偏光軸角度を有する複数の検出側偏光子を検出側に備え、前記装置側偏光子を透過した光が前記検出側偏光子の各々を順次通過するように前記複数の検出側偏光子を移動させることで、前記検出側の前記偏光軸角度を変えることを特徴とする請求項１に記載の光照射装置。
偏光した光を照射する光照射装置において、
光源と、
この光源の光を偏光し、光の一つ以上の波長において１００：１以上１００００：１以下の消光比を有する複数の装置側偏光子と、
前記装置側偏光子で偏光した光を透過させる検出側偏光子と、
前記装置側偏光子及び前記検出側偏光子を順に透過した光を、前記検出側偏光子の偏光軸角度を変えながら検出し、前記検出側偏光子の各偏光軸角度で検出した光の光量の周期的な変化を示す変化曲線を求め、この変化曲線から前記装置側偏光子の偏光軸の方向を求め、この方向を求める手順を繰り返して、複数の装置側偏光子の全ての偏光軸の方向を求める偏光軸検出器と、を有し、
前記偏光軸検出器は、前記光照射装置から移動可能又は前記光照射装置と分離可能であることを特徴とする光照射装置。
前記偏光軸検出器は、異なる偏光軸角度を有する複数の検出側偏光子を検出側に備え、前記装置側偏光子を透過した光が前記検出側偏光子の各々を順次通過するように前記複数の検出側偏光子を移動させることで、前記検出側の前記偏光軸角度を変える駆動機構を備えたことを特徴とする請求項５に記載の光照射装置。
前記装置側偏光子は、所定の偏光方向に誤差０．１°以内で揃えられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の光照射装置。