JP7045663B2 - 複屈折測定装置および複屈折測定方法 - Google Patents
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Description
[第1の問題]符号fで示された距離が少しでもずれると合焦しなくなる、
[第2の問題]倍率の変更が非常に困難である、
[第3の問題]光束生成手段として、レーザ光のような発散しない光束を出力し得る高価な光源、または平行光を出力し得る特殊な光源を使用しなければならない、
といった点が問題となっていた。なお、第2の問題に関しては、リレーレンズの組み合わせを変更するとともに、第1の問題に留意しながら撮像手段307の位置を変更すればよいが、倍率を変更する度にこのような作業を行うのは極めて実用上の利便性は乏しい。
図1に、本発明の第1実施例に係る複屈折測定装置1Aを示す。同図に示すように、複屈折測定装置1Aは、予め定められた円偏光状態の光束(本実施例では、反時計回りの円偏光L4)を測定対象物20に照射する光束照射部2と、円偏光L4を絞るアイリス部4と、測定対象物20を透過した光束(以下、単に「透過光」という)L5から複数の回折光L6,L6p,L6nを生じさせる偏光回折格子9と、回折光L6,L6p,L6nのうちの少なくとも1つ(本実施例では、全部)を結像させるカメラレンズ10と、カメラレンズ10によって結像された像の明暗に関する明暗信号を生成する撮像部11Aと、生成された明暗信号に基づいて、透過光L5における位相差δ(より詳しくは、測定対象物20を透過することにより生じた、円偏光L4を基準とした位相差δ)を算出する位相差算出部12Aと、算出された位相差δに関する情報を出力する出力部13とを備えている。
続いて、第1実施例に係る複屈折測定装置1Aを使用した測定の一例について説明する。本測定例では、大きさの異なる厚さ40[μm]の4枚の透明なポリプロピレンフィルムを重ね合わせ、これを厚さ約1[mm]のスライドガラスで挟み込んだものを測定対象物20とした(図4参照)。なお、同図中の数字「0」~「4」は、重ね合わされたポリプロピレンフィルムの枚数を示す。
図6に、本発明の第2実施例に係る複屈折測定装置1Bを示す。同図に示すように、複屈折測定装置1Bは、撮像部11Aの代わりに撮像部11Bを備えている点、および位相差算出部12Aの代わりに位相差算出部12Bを備えている点において第1実施例に係る複屈折測定装置1Aと相違する。
続いて、第2実施例に係る複屈折測定装置1Bを使用した測定の一例について説明する。本測定例では、第1測定例と同様、大きさの異なる厚さ40[μm]の透明な4枚のポリプロピレンフィルムを重ね合わせ、これを厚さ約1[mm]のスライドガラスで挟み込んだものを測定対象物20とした(図4参照)。
図8に、本発明の第3実施例に係る複屈折測定装置1Cを示す。同図に示すように、複屈折測定装置1Cは、波長フィルター6の代わりに択一的に使用される第1波長フィルター6a、第2波長フィルター6bおよび第3波長フィルター6cを備えている点、および位相差算出部12Aの代わりに位相差算出部12Cを備えている点において第1実施例に係る複屈折測定装置1Aと相違する。
図9に、本発明の第4実施例に係る複屈折測定装置1Dを示す。同図に示すように、複屈折測定装置1Dは、測定対象物20としてのフィルムFを所定の位置に連続的に供給するフィルム供給機構14をさらに備えている点において第1実施例に係る複屈折測定装置1Aと相違する。また、本実施例におけるアイリス部4は、フィルムFに入射する光束(円偏光L4)を偏光回折格子9を構成する格子単位に平行なライン状に規制するように構成されている(図10参照)。
以上、本発明に係る複屈折測定装置および複屈折測定方法の実施例について説明してきたが、本発明はこれらの構成に限定されるものではない。
2 光束照射部
3 撮像系
4 アイリス部
5 白色LED光源
6 波長フィルター
6a 第1波長フィルター
6b 第2波長フィルター
6c 第3波長フィルター
7 直線偏光子
8 1/4波長板
9 偏光回折格子
10 カメラレンズ
11A,11B 撮像部
12A,12B,12C 位相差算出部
13 出力部
14 フィルム供給機構
20 測定対象物(複屈折媒体)
F フィルム
L1 白色光
L2 選択波長光
L3 直線偏光
L4 円偏光
L5 透過光
L6 0次回折光
L6p +1次回折光
L6n -1次回折光
Claims (13)
- 予め定められた円偏光状態の光束を測定対象物に照射する光束照射部と、
前記測定対象物を透過した光束、または前記測定対象物から反射した光束から複数の回折光を生じさせる偏光回折格子と、
前記複数の回折光のうちの少なくとも1つを結像させるカメラレンズと、
前記カメラレンズによって結像された実空間における二次元分布の像の明暗に関する明暗信号を生成する撮像部と、
予め調べておいた、前記像の明暗と前記測定対象物を透過した光束における異常光成分と常光成分の間の位相差との関係、または前記像の明暗と前記測定対象物から反射した光束における異常光成分と常光成分の間の位相差との関係に基づいて、前記明暗信号から前記位相差を算出する位相差算出部と、
前記位相差算出部によって算出された前記位相差に関する情報を出力する出力部と、
を備えたことを特徴とする複屈折測定装置。 - 前記撮像部は、前記カメラレンズによって結像された+1次回折光の像および-1次回折光の像の一方または両方の前記明暗信号を生成し、
前記位相差算出部は、生成された全ての前記明暗信号に基づいて前記位相差を算出することを特徴とする請求項1に記載の複屈折測定装置。 - 前記撮像部は、前記カメラレンズによって結像された+1次回折光の像および-1次回折光の像の両方の前記明暗信号を生成し、
前記位相差算出部は、前記+1次回折光の前記明暗信号および前記-1次回折光の前記明暗信号の一方または両方に基づいて前記位相差を算出することを特徴とする請求項1に記載の複屈折測定装置。 - 前記カメラレンズは、CCTVレンズ、マクロレンズまたは広角レンズであり、
前記偏光回折格子、前記カメラレンズおよび前記撮像部からなる撮像系と前記測定対象物との距離が調整可能となっていることを特徴とする請求項1~請求項3のいずれか一項に記載の複屈折測定装置。 - 前記カメラレンズは、ズームレンズであり、
前記偏光回折格子、前記カメラレンズおよび前記撮像部からなる撮像系と前記測定対象物との距離が調整不能となっていることを特徴とする請求項1~請求項3のいずれか一項に記載の複屈折測定装置。 - 前記光束照射部の内部に、または前記測定対象物と前記偏光回折格子との間に配置された波長フィルターをさらに備えたことを特徴とする請求項1~請求項5のいずれか一項に記載の複屈折測定装置。
- 前記波長フィルターは、透過させる波長帯が互いに異なり、かつ択一的に使用されるn個(ただし、nは2以上の整数)の波長フィルターを含み、
前記位相差算出部は、前記n個の波長フィルターのそれぞれが使用されているときの前記明暗信号に基づいて前記位相差を算出することを特徴とする請求項6に記載の複屈折測定装置。 - 前記光束照射部は、光源としてのランプまたはLEDと、前記光源が出射した光束に作用するように配置された直線偏光子と、前記直線偏光子を透過した光束に作用するように配置された1/4波長板とを含み、
前記波長フィルターは、前記光源と前記直線偏光子との間に配置されていることを特徴とする請求項6または請求項7に記載の複屈折測定装置。 - 前記偏光回折格子は、隣接方向に並べられた複数の短冊状の格子単位からなり、かつ前記隣接方向に周期構造が形成されるように、隣接した前記格子単位において配向が異なっており、
前記測定対象物に入射する光束を前記格子単位に平行なライン状に規制するアイリス部をさらに備えたことを特徴とする請求項1~請求項8のいずれか一項に記載の複屈折測定装置。 - 予め定められた円偏光状態の光束を測定対象物に照射する光束照射部と、
前記測定対象物を透過した光束から複数の回折光を生じさせる偏光回折格子であって、隣接方向に並べられた複数の短冊状の格子単位からなり、かつ前記隣接方向に周期構造が形成されるように、隣接した前記格子単位において配向が異なっているものと、
前記複数の回折光のうちの少なくとも1つを結像させるカメラレンズと、
前記カメラレンズによって結像された実空間における二次元分布の像の明暗に関する明暗信号を生成する撮像部と、
予め調べておいた、前記像の明暗と前記測定対象物を透過した光束における異常光成分と常光成分の間の位相差との関係に基づいて、前記明暗信号から前記位相差を算出する位相差算出部と、
前記位相差算出部によって算出された前記位相差に関する情報を出力する出力部と、
前記測定対象物に入射する光束を前記格子単位に平行なライン状に規制するアイリス部と、
を備え、
前記光束照射部は、光源としてのランプまたはLEDと、前記光源が出射した光束に作用するように配置された波長フィルター、直線偏光子および1/4波長板とを含む
ことを特徴とする複屈折測定装置。 - 請求項1~請求項10のいずれか一項に記載の複屈折測定装置を備え、
前記測定対象物としてのフィルムの複屈折に関する異常を検査するために使用されることを特徴とするフィルム検査装置。 - 予め定められた円偏光状態の光束を測定対象物に照射する光束照射工程と、
前記測定対象物を透過した光束、または前記測定対象物から反射した光束から複数の回折光を生じさせる偏光回折工程と、
前記複数の回折光のうちの少なくとも1つをカメラレンズで結像させる結像工程と、
前記カメラレンズで結像された実空間における二次元分布の像の明暗に関する明暗信号を生成する信号生成工程と、
予め調べておいた、前記像の明暗と前記測定対象物を透過した光束における異常光成分と常光成分の間の位相差との関係、または前記像の明暗と前記測定対象物から反射した光束における異常光成分と常光成分の間の位相差との関係に基づいて、前記明暗信号から前記位相差を算出する位相差算出工程と、
算出した前記位相差に関する情報を出力する出力工程と、
を備えたことを特徴とする複屈折測定方法。 - 請求項12に記載の複屈折測定方法によって、前記測定対象物としてのフィルムの複屈折に関する異常を検査することを特徴とするフィルム検査方法。
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