JPH06337243A - 光学的測定装置 - Google Patents
光学的測定装置Info
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- JPH06337243A JPH06337243A JP5129588A JP12958893A JPH06337243A JP H06337243 A JPH06337243 A JP H06337243A JP 5129588 A JP5129588 A JP 5129588A JP 12958893 A JP12958893 A JP 12958893A JP H06337243 A JPH06337243 A JP H06337243A
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- light receiving
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/21—Polarisation-affecting properties
- G01N21/23—Bi-refringence
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】機器の調整、保守、操作性にすぐれかつ測定光
波長による影響の少ない複屈折測定装置を提供する。 【構成】試料への測定光束の投射部と受光部とが試料面
の同じ側に設けられ、偏光素子を通過した光が試料に投
射され、試料から投射側に出て来る光を前記偏光素子を
通して受光検出する方式において、測定光束と受光部と
が同心状に配置され、光路切替え無く、投光、受光部を
行う。
波長による影響の少ない複屈折測定装置を提供する。 【構成】試料への測定光束の投射部と受光部とが試料面
の同じ側に設けられ、偏光素子を通過した光が試料に投
射され、試料から投射側に出て来る光を前記偏光素子を
通して受光検出する方式において、測定光束と受光部と
が同心状に配置され、光路切替え無く、投光、受光部を
行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複屈折測定装置、特に
複合フィルム等のレターデーション測定に適した複屈折
測定装置に関するものであり、液晶用位相差フィルム
や、金属の表面に貼り合わせされた高分子フィルム等の
複合材料よりなるフィルムあるいはシート等のレターデ
ーション及び主屈折率方向の測定等に特に有効である。
複合フィルム等のレターデーション測定に適した複屈折
測定装置に関するものであり、液晶用位相差フィルム
や、金属の表面に貼り合わせされた高分子フィルム等の
複合材料よりなるフィルムあるいはシート等のレターデ
ーション及び主屈折率方向の測定等に特に有効である。
【０００２】
【従来の技術】従来、光学測定装置、例えば複屈折測定
装置では、測光部が試料面の両側に投光部と受光部に分
かれており、受光部側に検光子、投光部側に偏光子のセ
ットで配置されており、偏光子、検光子の偏光方向を同
一方向に（平行ニコル配置に）調整するために多大な労
力と時間を要していた。垂直ニコル配置その他、偏光子
と検光子とを所定の偏光方向の関係に調整する場合も同
じである。
装置では、測光部が試料面の両側に投光部と受光部に分
かれており、受光部側に検光子、投光部側に偏光子のセ
ットで配置されており、偏光子、検光子の偏光方向を同
一方向に（平行ニコル配置に）調整するために多大な労
力と時間を要していた。垂直ニコル配置その他、偏光子
と検光子とを所定の偏光方向の関係に調整する場合も同
じである。
【０００３】また透過型のため製造ラインに設置する
際、装置を設置するスペースを大きく確保する必要があ
った。特に、平行ニコル配置の偏光子と検光子の組を偏
光方向を互いにずらせて数組設置してこれらの透過光強
度からレターデーションを算出する方式のオンライン複
屈折測定装置では、偏光子・検光子の組が複数であるた
め、偏光方向の調整にさらに時間と労力を要していた。
際、装置を設置するスペースを大きく確保する必要があ
った。特に、平行ニコル配置の偏光子と検光子の組を偏
光方向を互いにずらせて数組設置してこれらの透過光強
度からレターデーションを算出する方式のオンライン複
屈折測定装置では、偏光子・検光子の組が複数であるた
め、偏光方向の調整にさらに時間と労力を要していた。
【０００４】また特に、試料の２次元方向におけるレタ
ーデーション等の分布を求めるため、測定ヘッドの走査
を要する場合には、試料の表裏に分かれた投光側ユニッ
トと受光側ユニットとを同期して駆動する必要があり、
このため同期駆動機構が複雑化しかつ大型化せざるを得
なかった。さらに、従来のオンライン複屈折測定装置
は、透過光量を検出するため、光透過性の被測定物しか
測定できないという欠点があった。
ーデーション等の分布を求めるため、測定ヘッドの走査
を要する場合には、試料の表裏に分かれた投光側ユニッ
トと受光側ユニットとを同期して駆動する必要があり、
このため同期駆動機構が複雑化しかつ大型化せざるを得
なかった。さらに、従来のオンライン複屈折測定装置
は、透過光量を検出するため、光透過性の被測定物しか
測定できないという欠点があった。
【０００５】以上のように、従来装置では、装置の調整
法、構成の複雑化、設置スペースの問題、測定試料の制
限等を抱えていた。
法、構成の複雑化、設置スペースの問題、測定試料の制
限等を抱えていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の問題
を解消し、装置構成に優れかつ測定対象範囲の広い、複
屈折測定装置を提供しようとするものである。
を解消し、装置構成に優れかつ測定対象範囲の広い、複
屈折測定装置を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、試料照射光束
と試料からの測定光検出領域とが同心円状に配置され同
心円の一方から試料に測定光束を照射し、試料から出て
同心円の他方に入射する光を検出するように構成したこ
とを特徴とする光学的測定装置であり、さらには互いに
偏光方向の異なる複数の偏光素子が近接配置され、この
各素子に対応して光検出器と光透過部とが同心円状に配
置された受光部が設けられ、該受光部部の裏側から受光
部、偏光素子を経て試料に平行光束を照射し、試料から
偏光素子を経て各受光部に入射する光を検出して複屈折
特性を求めること、試料への測定光束の投光部と受光部
とが試料面の同じ側に設けられ、偏光素子を通過した光
が試料に投射され、試料から投光部側に出てくる光を前
記偏光素子を再通過して受光検出するように構成したこ
と、受光部の裏側から受光部、偏光素子を経て試料に平
行光束を照射し、試料から前記偏光素子を経て受光部の
各領域に入射する光を検出して複屈折特性を求めるこ
と、試料への測定光束の投光部と受光部とが試料面の同
じ側に設けられ、偏光素子を通過した光が試料に投射さ
れ、試料から投光部側に出てくる光を前記偏光素子を再
通過して受光検出するように構成したこと、試料への投
光部と受光部とが１個のユニットとして構成されている
こと等の構成をも有している。
と試料からの測定光検出領域とが同心円状に配置され同
心円の一方から試料に測定光束を照射し、試料から出て
同心円の他方に入射する光を検出するように構成したこ
とを特徴とする光学的測定装置であり、さらには互いに
偏光方向の異なる複数の偏光素子が近接配置され、この
各素子に対応して光検出器と光透過部とが同心円状に配
置された受光部が設けられ、該受光部部の裏側から受光
部、偏光素子を経て試料に平行光束を照射し、試料から
偏光素子を経て各受光部に入射する光を検出して複屈折
特性を求めること、試料への測定光束の投光部と受光部
とが試料面の同じ側に設けられ、偏光素子を通過した光
が試料に投射され、試料から投光部側に出てくる光を前
記偏光素子を再通過して受光検出するように構成したこ
と、受光部の裏側から受光部、偏光素子を経て試料に平
行光束を照射し、試料から前記偏光素子を経て受光部の
各領域に入射する光を検出して複屈折特性を求めるこ
と、試料への測定光束の投光部と受光部とが試料面の同
じ側に設けられ、偏光素子を通過した光が試料に投射さ
れ、試料から投光部側に出てくる光を前記偏光素子を再
通過して受光検出するように構成したこと、試料への投
光部と受光部とが１個のユニットとして構成されている
こと等の構成をも有している。
【０００８】本発明はまた、偏光方向の異なる３種以上
の偏光に対する透過光強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、サンプリングする手段と、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
ション値及び主屈折率方向を算出する手段と、反射光強
度の角度分布をオンライン表示する手段をも有してい
る。
の偏光に対する透過光強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、サンプリングする手段と、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
ション値及び主屈折率方向を算出する手段と、反射光強
度の角度分布をオンライン表示する手段をも有してい
る。
【０００９】
【作用】本発明の複屈折測定装置によれば、試料の測定
光入射側面に試料から出射する光を検出して複屈折の測
定を行うので、１枚の偏光板を偏光子と検光子とに共通
に用いることができ、両者が試料の表面と裏面に別個に
配置された場合のように偏光子と検光子との偏光方向を
調整する必要がなく、このための時間と手数とを要しな
い。
光入射側面に試料から出射する光を検出して複屈折の測
定を行うので、１枚の偏光板を偏光子と検光子とに共通
に用いることができ、両者が試料の表面と裏面に別個に
配置された場合のように偏光子と検光子との偏光方向を
調整する必要がなく、このための時間と手数とを要しな
い。
【００１０】しかも偏光子として機能するときと検光子
として機能するときとは偏光方向が完全に同一であるの
で、測定精度をも向上させる。また本発明では、試料の
一方側の面に投光部、受光部をまとめることができるの
で、測光部ヘッドをコンパクト化でき、また試料面上を
ヘッドで走査する場合にも両者の同期機構を要せず、き
わめて好都合である。
として機能するときとは偏光方向が完全に同一であるの
で、測定精度をも向上させる。また本発明では、試料の
一方側の面に投光部、受光部をまとめることができるの
で、測光部ヘッドをコンパクト化でき、また試料面上を
ヘッドで走査する場合にも両者の同期機構を要せず、き
わめて好都合である。
【００１１】さらに試料が金属板上に高分子フィルム等
を被覆した複合材料である場合にも、複屈折の測定が可
能である。また試料の裏面側に測定光の反射板を設けて
おくことにより、通常の単一の透明フィルムの場合も測
定でき、かつ上記の複合材料の測定には何ら支障を来た
さない。さらに測定光束は、試料フイルムを往復通過
（ダブルパス）するので、検出値が演算されるレターデ
ーション値は、従来の１回通過の場合の２倍の値が得ら
れる。
を被覆した複合材料である場合にも、複屈折の測定が可
能である。また試料の裏面側に測定光の反射板を設けて
おくことにより、通常の単一の透明フィルムの場合も測
定でき、かつ上記の複合材料の測定には何ら支障を来た
さない。さらに測定光束は、試料フイルムを往復通過
（ダブルパス）するので、検出値が演算されるレターデ
ーション値は、従来の１回通過の場合の２倍の値が得ら
れる。
【００１２】さらに試料への各投光光束と各受光部素子
を、同心状に配置したことにより、ハーフミラー等を用
いる必要が解消された。
を、同心状に配置したことにより、ハーフミラー等を用
いる必要が解消された。
【００１３】
【実施例】図１は、本発明のレターデーション測定装置
の１実施例の概略構成図であり、（１）は被測定試料
（Ｓ）が配置される試料部であり、複屈折特性その他の
光学特性の２次元分布の測定のため、試料台、測定ヘッ
ドの一方または両者を駆動して両者の間で相対的に２次
元走査を行う機構を設けておいてもよい。また走行試料
の場合には、測定ヘッドは、一次元駆動でよい。
の１実施例の概略構成図であり、（１）は被測定試料
（Ｓ）が配置される試料部であり、複屈折特性その他の
光学特性の２次元分布の測定のため、試料台、測定ヘッ
ドの一方または両者を駆動して両者の間で相対的に２次
元走査を行う機構を設けておいてもよい。また走行試料
の場合には、測定ヘッドは、一次元駆動でよい。
【００１４】試料部の試料（Ｓ）の裏面側、即ち試料へ
の測定光投射側と反対側面には、光反射板（Ｍ）が試料
と平行に比較的近接して配置されている。これにより、
通常の透過性試料、金属板上に透明試料が被覆された試
料のいずれの測定にも対応できる。即ち、 Ａ）通常の透過性試料の測定の場合には、試料を透過し
た測定光は反射板（Ｍ）で反射され、試料を逆方向に再
通過して投光側に出射する。
の測定光投射側と反対側面には、光反射板（Ｍ）が試料
と平行に比較的近接して配置されている。これにより、
通常の透過性試料、金属板上に透明試料が被覆された試
料のいずれの測定にも対応できる。即ち、 Ａ）通常の透過性試料の測定の場合には、試料を透過し
た測定光は反射板（Ｍ）で反射され、試料を逆方向に再
通過して投光側に出射する。
【００１５】静止試料を試料台上で静止して１点の測定
を行うか、試料台か測定ヘッドかの一方または両者を移
動して或る２次元範囲内の分布の測定を行う場合には、
例えば図２（ａ）のように、試料台（１ａ）の表面に鏡
面層（１ｂ）を設けることにより（試料台の表面に直接
鏡面を形成するか、銀蒸着等の表面処理により鏡面とす
るか、反射鏡を貼りつけるか等）、測定対象範囲を拡大
できる。即ち、通常の透過性試料（Ｓ１）の場合には、
試料（Ｓ１）を透過した光が鏡面で反射された後再度試
料を透過して入射光束と平行に投光部側に出射する。
を行うか、試料台か測定ヘッドかの一方または両者を移
動して或る２次元範囲内の分布の測定を行う場合には、
例えば図２（ａ）のように、試料台（１ａ）の表面に鏡
面層（１ｂ）を設けることにより（試料台の表面に直接
鏡面を形成するか、銀蒸着等の表面処理により鏡面とす
るか、反射鏡を貼りつけるか等）、測定対象範囲を拡大
できる。即ち、通常の透過性試料（Ｓ１）の場合には、
試料（Ｓ１）を透過した光が鏡面で反射された後再度試
料を透過して入射光束と平行に投光部側に出射する。
【００１６】また幅広の走行シートの試料（Ｓ２）の測
定の場合には、試料全幅にわたる細長の反射板（Ｍｂ）
をその長手方向を試料幅方向に向けて、試料の裏面に配
置しておくことにより、２次元分布の測定が容易とな
る。試料走行方向をＸとすると、これと直角なＹ方向に
測定ヘッドを往復走査すれば２次元分布を測定できるの
で、結局走行する広幅試料の全幅、全長の２次元分布の
測定を図のような細長の反射板でカバーできる。
定の場合には、試料全幅にわたる細長の反射板（Ｍｂ）
をその長手方向を試料幅方向に向けて、試料の裏面に配
置しておくことにより、２次元分布の測定が容易とな
る。試料走行方向をＸとすると、これと直角なＹ方向に
測定ヘッドを往復走査すれば２次元分布を測定できるの
で、結局走行する広幅試料の全幅、全長の２次元分布の
測定を図のような細長の反射板でカバーできる。
【００１７】Ｂ）金属等反射性材（ｍ）の面上に透明フ
ィルム（Ｆ）が被覆された複合材料の試料（Ｓ３）のの
場合には、図３のように、試料への入射光束は反射性層
（ｍ）の表面で反射され、再度透明フィルムを透過して
出射するので、試料の裏面側に試料とは別に試料台の反
射板が存在しても、測定の障害とはならない。（２）は
光源部、（３）は集光光学系であり、光源（２）からの
光を光ファイバー束等により集光光学系（３）に送り、
光学系（３）に含まれる集光レンズまたは凹面鏡等によ
り測定に必要な個数の複数の平行光束、またはこれらの
光束を包含できる充分大きい断面の平行光束を供給でき
るように構成されている。
ィルム（Ｆ）が被覆された複合材料の試料（Ｓ３）のの
場合には、図３のように、試料への入射光束は反射性層
（ｍ）の表面で反射され、再度透明フィルムを透過して
出射するので、試料の裏面側に試料とは別に試料台の反
射板が存在しても、測定の障害とはならない。（２）は
光源部、（３）は集光光学系であり、光源（２）からの
光を光ファイバー束等により集光光学系（３）に送り、
光学系（３）に含まれる集光レンズまたは凹面鏡等によ
り測定に必要な個数の複数の平行光束、またはこれらの
光束を包含できる充分大きい断面の平行光束を供給でき
るように構成されている。
【００１８】（１４）はフィルタ部であり、必要な特定
波長の光を選択して通過させることができ、選択波長の
切替え機構を有する。なおフィルタ部（１４）の設置位
置は、光源（２）から試料部（１）への光路上、試料か
ら検出部への光路上の他の位置であっても良く、例えば
後述の受光ユニツト（４）の受光素子（６１〜６６）の
直前位置でもよい。
波長の光を選択して通過させることができ、選択波長の
切替え機構を有する。なおフィルタ部（１４）の設置位
置は、光源（２）から試料部（１）への光路上、試料か
ら検出部への光路上の他の位置であっても良く、例えば
後述の受光ユニツト（４）の受光素子（６１〜６６）の
直前位置でもよい。
【００１９】図４，図５はそれぞれ受光部ユニットの具
体的な実施例図である。図４においては、受光ユニット
（４）の円柱状本体ブロック（４１）に、円柱の軸に平
行な円形孔で構成された測定光路（４２）が、円柱（４
１）の軸を中心とした円周上に数個設けられている。円
柱（４１）は、妨害光の混入防止のため、不透明材で構
成することが望ましい。
体的な実施例図である。図４においては、受光ユニット
（４）の円柱状本体ブロック（４１）に、円柱の軸に平
行な円形孔で構成された測定光路（４２）が、円柱（４
１）の軸を中心とした円周上に数個設けられている。円
柱（４１）は、妨害光の混入防止のため、不透明材で構
成することが望ましい。
【００２０】測定光路（４２）は、上記の円周上配置に
限らず、Ｘ方向またはＹ方向一列配置、ＸＹ２次元配
置、、同心複数円周上、各円周上及び中心上配置、ラン
ダム配置その他種々の配置が可能であり、また試料の特
性や測定の目的に応じて、集合配置した複数の測定チャ
ンネルのうちの特定のもの、例えばＸ方向またはＹ方向
の１列あるいは、円の中心及び一番内部の円周上のもの
等を特に選択してこれらのデータから複屈折特性を求め
ることもできる。
限らず、Ｘ方向またはＹ方向一列配置、ＸＹ２次元配
置、、同心複数円周上、各円周上及び中心上配置、ラン
ダム配置その他種々の配置が可能であり、また試料の特
性や測定の目的に応じて、集合配置した複数の測定チャ
ンネルのうちの特定のもの、例えばＸ方向またはＹ方向
の１列あるいは、円の中心及び一番内部の円周上のもの
等を特に選択してこれらのデータから複屈折特性を求め
ることもできる。
【００２１】測定光路用孔（４２）の各々の下端には、
円形の偏光板（５）（５１〜５６）が固定されている。
これらの偏光板の偏光方向は適当な角度、例えば３０度
ずつずれている。偏光板（５１）の偏光方向を０度とす
ると、例えば反時計方向に、偏光板（５２）は＋３０
度、偏光板（５３）は＋６０度ずらして配置されてい
る。
円形の偏光板（５）（５１〜５６）が固定されている。
これらの偏光板の偏光方向は適当な角度、例えば３０度
ずつずれている。偏光板（５１）の偏光方向を０度とす
ると、例えば反時計方向に、偏光板（５２）は＋３０
度、偏光板（５３）は＋６０度ずらして配置されてい
る。
【００２２】偏光板（５１）〜（５６）は各々１個の偏
光板により、偏光子と検光子とを兼ねており、試料への
投射光に対しては偏光子として作用し、試料から出射す
る光の受光部に対しては検光子として作用するが、あた
かも２枚の偏光板を平行ニコル状態に設置されたのと同
等の作用が得られる。（４Ａ）は、本体ブロック（４
１）と同径の受光素子保持板であり、例えば本体ブロッ
ク（４１）と同径の透明または不透明の円板で構成さ
れ、各光路に対応する位置に光路と同軸に光路の径より
やや小径の受光素子（６）（６１〜６６）が、受光面を
図では下に向けて配置されるが、受光素子は、保持板の
表側、裏側、保持板に嵌め込み式、いずれでもよい。
光板により、偏光子と検光子とを兼ねており、試料への
投射光に対しては偏光子として作用し、試料から出射す
る光の受光部に対しては検光子として作用するが、あた
かも２枚の偏光板を平行ニコル状態に設置されたのと同
等の作用が得られる。（４Ａ）は、本体ブロック（４
１）と同径の受光素子保持板であり、例えば本体ブロッ
ク（４１）と同径の透明または不透明の円板で構成さ
れ、各光路に対応する位置に光路と同軸に光路の径より
やや小径の受光素子（６）（６１〜６６）が、受光面を
図では下に向けて配置されるが、受光素子は、保持板の
表側、裏側、保持板に嵌め込み式、いずれでもよい。
【００２３】受光素子は、保持板に直接貼付けすること
もでき、この場合には、保持板は透明材を用いる。素子
の取付け位置の調整、素子の交換等の便宜のため、透明
な受光素子取付け板（４Ｂ）の中心にそれぞれ受光素子
を取り付け、これを保持板上の所定位置に接着、粘着等
により固定してもよい。不透明の保持板を用いる場合に
は、保持板の測定光路と対応する各位置に測定光路とほ
ぼ同径の円孔を設け、これらの円孔内に孔と同径の透明
な取り付け板を嵌め込むか、透明な取り付け板の径を円
孔より大きくし、保持板（５Ａ）の所要位置に上記のよ
うに固定すればよい。
もでき、この場合には、保持板は透明材を用いる。素子
の取付け位置の調整、素子の交換等の便宜のため、透明
な受光素子取付け板（４Ｂ）の中心にそれぞれ受光素子
を取り付け、これを保持板上の所定位置に接着、粘着等
により固定してもよい。不透明の保持板を用いる場合に
は、保持板の測定光路と対応する各位置に測定光路とほ
ぼ同径の円孔を設け、これらの円孔内に孔と同径の透明
な取り付け板を嵌め込むか、透明な取り付け板の径を円
孔より大きくし、保持板（５Ａ）の所要位置に上記のよ
うに固定すればよい。
【００２４】いずれにしても、各測定光路の中心には受
光素子が対応し、受光素子の周囲の同心円環状部（Ｒ）
には光透過部が形成されている。なお場合により、光路
の中心部を光透過部とし、円環部（Ｒ）に受光素子を配
置することもできる。受光部素子保持板は、図では本体
ブロックと切り離して示されているが、使用時には、対
応するそれぞれの偏光板、光路、受光素子の軸が合致す
る状態で、本体ブロツク（４１）の上部に例えばねじ、
接着、粘着その他の方法により、本体ブロツク（４１）
の上面に固定される。
光素子が対応し、受光素子の周囲の同心円環状部（Ｒ）
には光透過部が形成されている。なお場合により、光路
の中心部を光透過部とし、円環部（Ｒ）に受光素子を配
置することもできる。受光部素子保持板は、図では本体
ブロックと切り離して示されているが、使用時には、対
応するそれぞれの偏光板、光路、受光素子の軸が合致す
る状態で、本体ブロツク（４１）の上部に例えばねじ、
接着、粘着その他の方法により、本体ブロツク（４１）
の上面に固定される。
【００２５】なおこの同心状配置は、特に厳密なもので
なくてもよく、若干中心のずれ、円形形状からのずれ等
は多少は許容できる。受光検出素子としては、光電変換
素子、例えば太陽電池、フォトダイオード、ＣＣＤ素子
等が用いられるが、各光軸位置ことに独立の検出素子と
してもよいが、充分大きなＣＣＤ２次元センサを用い、
各光軸に対応する範囲ごとにプログラムにより順次読み
だすようにしてもよい。上記の各受光素子の検出出力は
後述の入力処理部（７）を経てデータ処理部に取り込ま
れる。
なくてもよく、若干中心のずれ、円形形状からのずれ等
は多少は許容できる。受光検出素子としては、光電変換
素子、例えば太陽電池、フォトダイオード、ＣＣＤ素子
等が用いられるが、各光軸位置ことに独立の検出素子と
してもよいが、充分大きなＣＣＤ２次元センサを用い、
各光軸に対応する範囲ごとにプログラムにより順次読み
だすようにしてもよい。上記の各受光素子の検出出力は
後述の入力処理部（７）を経てデータ処理部に取り込ま
れる。
【００２６】図５は、受光ユニット（４）の他の実施例
を示し、底面を有する円筒形匡体（４３）内に数個の同
一形状・寸法の小円筒（４４）が円筒（４３）の軸を中
心としてこれに平行に集合配置されている。円筒（４
３）の底全体またはその測定光路対応部分は透明材で構
成されるが、側面は不透明材とすることが好ましい。
を示し、底面を有する円筒形匡体（４３）内に数個の同
一形状・寸法の小円筒（４４）が円筒（４３）の軸を中
心としてこれに平行に集合配置されている。円筒（４
３）の底全体またはその測定光路対応部分は透明材で構
成されるが、側面は不透明材とすることが好ましい。
【００２７】また各小円筒の側面は各光路の相互干渉防
止、外光からの妨害防止のため、不透明材で構成するこ
とが好ましい。偏光板（５１）〜（５６）は、円筒（４
３）の底面に配置するか、各小円筒に透明の底部を設
け、この底面に配置するかいずれでもよい。図５の場合
も、受光部素子の配置および構成、測定光路の平面的な
配置位置、偏光板の構成および平面的な配置位置は、図
４の場合と同じである。
止、外光からの妨害防止のため、不透明材で構成するこ
とが好ましい。偏光板（５１）〜（５６）は、円筒（４
３）の底面に配置するか、各小円筒に透明の底部を設
け、この底面に配置するかいずれでもよい。図５の場合
も、受光部素子の配置および構成、測定光路の平面的な
配置位置、偏光板の構成および平面的な配置位置は、図
４の場合と同じである。
【００２８】以上の光源部、フィルタ部、偏光・検光
部、試料部及び検出部を含む複数光束測光部は、試料面
に対して同一側に存在するので、１個の測定ヘッドユニ
ットとして集約することができ、測光部が非常にコンパ
クト化できるとともに、２次元分布の測定等に際し、ヘ
ッドの走査機構をも簡単な構成で実現でき、複屈折特性
の２次元分布の測定等に極めて有効である。
部、試料部及び検出部を含む複数光束測光部は、試料面
に対して同一側に存在するので、１個の測定ヘッドユニ
ットとして集約することができ、測光部が非常にコンパ
クト化できるとともに、２次元分布の測定等に際し、ヘ
ッドの走査機構をも簡単な構成で実現でき、複屈折特性
の２次元分布の測定等に極めて有効である。
【００２９】以下の部分はデータ処理部であり、主体部
分を測光部分とは別に現場環境から離れた場所に設置す
ることもでき、この場合には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を用いること
もできる。（７）は、受光素子（６１）〜（６６）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
検出端と同じ場所に設けてもよい。
分を測光部分とは別に現場環境から離れた場所に設置す
ることもでき、この場合には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を用いること
もできる。（７）は、受光素子（６１）〜（６６）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
検出端と同じ場所に設けてもよい。
【００３０】（Ｂ）はデータ処理・制御部のデータバス
ライン、（８）はＣＰＵである。（９）はＲＯＭ、ＥＰ
−ＲＯＭ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、（９１）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、全体的な制御を行うプログラム
のほか、保守作業用のプログラム等を備えておいてもよ
い。
ライン、（８）はＣＰＵである。（９）はＲＯＭ、ＥＰ
−ＲＯＭ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、（９１）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、全体的な制御を行うプログラム
のほか、保守作業用のプログラム等を備えておいてもよ
い。
【００３１】（９２）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、
（９３）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
演算プログラム格納領域、（９４）は処理されたデータ
をＣＲＴ（１１），プリンタ（１２）等に出力するため
の出力プログラムの格納領域である。
リングを指示するサンプリングプログラムの格納領域、
（９３）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
演算プログラム格納領域、（９４）は処理されたデータ
をＣＲＴ（１１），プリンタ（１２）等に出力するため
の出力プログラムの格納領域である。
【００３２】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の試料の所定距離移動また
は所定時間毎にデータをサンプリングする方式等を適宜
選択でき、選択され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（７）でサンプ
リングされ、受光部素子の番号（従って偏光方向）の情
報とともにメモリ（１０）に格納される。
ンから出てくる連続シート状の試料の所定距離移動また
は所定時間毎にデータをサンプリングする方式等を適宜
選択でき、選択され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（７）でサンプ
リングされ、受光部素子の番号（従って偏光方向）の情
報とともにメモリ（１０）に格納される。
【００３３】上記演算プログラムは、メモリ（１０）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、
帳票印字出力、その他の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（１０）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複屈折特性の変化をオンラインで連
続表示させることもできる。
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、
帳票印字出力、その他の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（１０）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複屈折特性の変化をオンラインで連
続表示させることもできる。
【００３４】メモリ（１０）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（７）か
ら導入された上記の測定データを一時記憶するための入
力バッファメモリ（１０１）、処理済みデータ等の記憶
用の演算処理データ格納領域（１０２），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格納領
域（１０３），ＣＲＴ表示、印字出力のためのデータを
記憶する出力バッファメモリ（１０４）等の領域を有す
る。
れた記憶内容可変のメモリであり、入力処理部（７）か
ら導入された上記の測定データを一時記憶するための入
力バッファメモリ（１０１）、処理済みデータ等の記憶
用の演算処理データ格納領域（１０２），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格納領
域（１０３），ＣＲＴ表示、印字出力のためのデータを
記憶する出力バッファメモリ（１０４）等の領域を有す
る。
【００３５】（１１）は表示装置、例えばＣＲＴ、液晶
表示装置等で構成され、モニター用、測定結果の総合的
表示用、特定の測定結果のオンライン表示用等の目的に
数個の表示面を設けておいてもよい。（１２）はプリン
タ、（１３）はキーボード入力装置である。本発明装置
の動作の概略を図１に基づいて説明すると、光源（２）
からの光は集光光学系（３）により集光・平行光束化さ
れて、各受光素子の廻りの受光素子取付プレート（４
Ｂ）を透過し、（適宜位置でフィルタ（１４）を経て単
色光とされ）、各偏光素子（５１〜５６）を通ってそれ
ぞれの偏光方向の偏光光束として試料部（１）に入り、
対応する試料位置の透明フィルムを透過し、裏面の反射
面で反射して再度透明フィルムを通って試料から出射
し、再度同じ偏光板を通過して、受光素子ユニット
（４）の対応する各受光素子（６０〜６５）によりそれ
ぞれ受光検出される。
表示装置等で構成され、モニター用、測定結果の総合的
表示用、特定の測定結果のオンライン表示用等の目的に
数個の表示面を設けておいてもよい。（１２）はプリン
タ、（１３）はキーボード入力装置である。本発明装置
の動作の概略を図１に基づいて説明すると、光源（２）
からの光は集光光学系（３）により集光・平行光束化さ
れて、各受光素子の廻りの受光素子取付プレート（４
Ｂ）を透過し、（適宜位置でフィルタ（１４）を経て単
色光とされ）、各偏光素子（５１〜５６）を通ってそれ
ぞれの偏光方向の偏光光束として試料部（１）に入り、
対応する試料位置の透明フィルムを透過し、裏面の反射
面で反射して再度透明フィルムを通って試料から出射
し、再度同じ偏光板を通過して、受光素子ユニット
（４）の対応する各受光素子（６０〜６５）によりそれ
ぞれ受光検出される。
【００３６】各検出素子の検出出力は、サンプリングプ
ログラム（９２）に従って読み出され、Ａ／Ｄ変換され
て、入力バッファメモリ（１０１）に格納され、演算プ
ログラム（９３）により主屈折率方向およびレターデー
ションが算出される。これらの演算結果は、出力プログ
ラム（９４）により、随時表示装置（１１）に表示さ
れ、またプリンタにより作表印字され、一方特定の種類
の測定結果が測定と同時にオンライン表示される。
ログラム（９２）に従って読み出され、Ａ／Ｄ変換され
て、入力バッファメモリ（１０１）に格納され、演算プ
ログラム（９３）により主屈折率方向およびレターデー
ションが算出される。これらの演算結果は、出力プログ
ラム（９４）により、随時表示装置（１１）に表示さ
れ、またプリンタにより作表印字され、一方特定の種類
の測定結果が測定と同時にオンライン表示される。
【００３７】〔実験例〕本発明装置（図１，図４）を用
い、高分子フィルム試料のレターデーションと配向角を
測定した。測定結果を従来方式の透過光測定によるもの
と比較し、これを次の表１に示した。なお本発明方式
は、測定光が試料高分子フィルム中を往復通過するの
で、レターデーション測定値の１／を従来方式による測
定値と比較した。
い、高分子フィルム試料のレターデーションと配向角を
測定した。測定結果を従来方式の透過光測定によるもの
と比較し、これを次の表１に示した。なお本発明方式
は、測定光が試料高分子フィルム中を往復通過するの
で、レターデーション測定値の１／を従来方式による測
定値と比較した。
【００３８】左側の表は、厚さ１２μｍのポリエチレン
フィルムの測定結果であり、位相差、配向とも極めて良
好な一致を得た。右側の表は、厚さ３０μｍのポリプロ
ピレンフィルムの測定結果であるり、数％程度のずれが
みられるが、充分実用可能なずれであった。
フィルムの測定結果であり、位相差、配向とも極めて良
好な一致を得た。右側の表は、厚さ３０μｍのポリプロ
ピレンフィルムの測定結果であるり、数％程度のずれが
みられるが、充分実用可能なずれであった。
【００３９】
【表１】
【００４０】本発明によれば、上記の複屈折特性等の測
定を透明フィルム、金属等の反射性面上に高分子フィル
ム等を被覆した複合フィルムのいずれに対しても行うこ
とができるとともに、装置構成の簡易化、調整作業等の
効率化その他種々の効果を得ることができる。
定を透明フィルム、金属等の反射性面上に高分子フィル
ム等を被覆した複合フィルムのいずれに対しても行うこ
とができるとともに、装置構成の簡易化、調整作業等の
効率化その他種々の効果を得ることができる。
【００４１】さらに、本発明によれば図２に示されるよ
うな受光ユニット・受光素子ユニットにより、測定部ヘ
ッドを非常にコンパクトに形成できるとともに、ハーフ
ミラー等を使用する必要も無く、且つ極めて良好な測定
結果を得ることができた。以上複屈折測定特に、オンラ
イン測定装置の場合を中心に説明したが、本発明は試料
に対して、偏光子と検光子を相対的に回転させ、偏光子
・試料・検光子を透過した光の角度分布から複屈折を測
定する場合にも適用できる。また本発明の光学径は、複
屈折測定に限らず、光の透過、反射、屈折、偏光特性そ
の他光学特性を測定する場合に適用することができる。
うな受光ユニット・受光素子ユニットにより、測定部ヘ
ッドを非常にコンパクトに形成できるとともに、ハーフ
ミラー等を使用する必要も無く、且つ極めて良好な測定
結果を得ることができた。以上複屈折測定特に、オンラ
イン測定装置の場合を中心に説明したが、本発明は試料
に対して、偏光子と検光子を相対的に回転させ、偏光子
・試料・検光子を透過した光の角度分布から複屈折を測
定する場合にも適用できる。また本発明の光学径は、複
屈折測定に限らず、光の透過、反射、屈折、偏光特性そ
の他光学特性を測定する場合に適用することができる。
【００４２】
１）偏光子、検光子を１個の偏光板で共用できるため、
調整時の偏光方向のズレが完全に無くなり、測定精度の
向上が図れる。 ２）金属面等に貼り合わせたフィルムのレターデーショ
ン及び主屈折率測定が可能である。 ３）装置本体のコンパクト化が可能なため、設置スペー
スの確保が容易になる。
調整時の偏光方向のズレが完全に無くなり、測定精度の
向上が図れる。 ２）金属面等に貼り合わせたフィルムのレターデーショ
ン及び主屈折率測定が可能である。 ３）装置本体のコンパクト化が可能なため、設置スペー
スの確保が容易になる。
【図１】図１は、本発明を適用した１実施例の複屈折測
定装置の概略構成図である。
定装置の概略構成図である。
【図２】図２は、図１の装置の試料部の１実施例図であ
る。
る。
【図３】図３は、図１の装置の試料部の他の実施例図で
ある。
ある。
【図４】図４は、図１の装置の一部である受光ユニット
の１実施例図である。
の１実施例図である。
【図５】図５は、図１の装置の一部である受光ユニット
の他の実施例図である。
の他の実施例図である。
１ 試料部 １ａ 試料第 １ｂ，１ｃ 反射板 ２ 光源部 ３ 集光光学系 ４ 受光部ユニット ４Ａ 受光素子保持板 ４Ｂ 受光素子取付プレート ４１ 受光ユニット本体ブロック ４２ 測定光路（円形孔） ４３ 円筒匡体 ４４ 測定光路（小円筒） ５ （５１〜５６） 偏光板（偏光子兼検光子） ６ （６１〜〜６６） 受光検出素子 ７ 入力処理部 ８ ＣＰＵ ９ プログラム格納部 ９１ 制御プログラム格納部 ９２ サンプリングプログラム格納部 ９３ 演算プログラム格納部 ９４ 出力プログラム格納部 １０ データ格納部 １０１ 入力バッファメモリ １０２ 演算処理データ格納領域 １０３ 基礎データ格納領域 １０４ 出力バッファメモリ １１ 表示装置（ＣＲＴ） １２ プリンタ １３ キーボード １４ 波長選択フィルタ Ｂ データバスライン Ｍ 反射板 Ｒ 円環部 Ｓ 試料
Claims (5)
- 【請求項１】試料照射光束と試料からの測定光検出領域
とがほぼ同心円状に配置され、同心円の一方から試料に
測定光束を照射し、試料から出て同心円の他方に入射す
る光を検出するように構成したことを特徴とする光学的
測定装置。 - 【請求項２】互いに偏光方向の異なる複数の偏光素子が
近接配置され、この各素子に対応して光検出器と光透過
部とが同心円状に配置された受光部が設けられ、該受光
部部の裏側から受光部、偏光素子を経て試料に平行光束
を照射し、試料から偏光素子を経て各受光部に入射する
光を検出して複屈折特性を求めることを特徴とするする
請求項１の光学的測定装置。 - 【請求項３】試料への測定光束の投光部と受光部とが試
料面の同じ側に設けられ、偏光素子を通過した光が試料
に投射され、試料から投光部側に出てくる光を前記偏光
素子を再通過して受光検出するように構成したことを特
徴とする請求項１または２記載の光学的測定装置。該受
光部の裏側から受光部、偏光素子を経て試料に平行光束
を照射し、試料から前記偏光素子を経て受光部の各領域
に入射する光を検出して複屈折特性を求めることを特徴
とする請求項１の光学的測定装置。 - 【請求項４】試料への測定光束の投光部と受光部とが試
料面の同じ側に設けられ、偏光素子を通過した光が試料
に投射され、試料から投光部側に出てくる光を前記偏光
素子を再通過して受光検出するように構成したことを特
徴とする請求項１または２記載の光学的測定装置。 - 【請求項５】試料への投光部と受光部とが１個のユニッ
トとして構成されていることを特徴とする請求項４記載
の光学的測定装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5129588A JPH06337243A (ja) | 1993-03-31 | 1993-05-31 | 光学的測定装置 |
| US08/216,457 US5450200A (en) | 1993-03-31 | 1994-03-23 | Method of and apparatus for measuring birefringence |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5-74575 | 1993-03-31 | ||
| JP7457593 | 1993-03-31 | ||
| JP5129588A JPH06337243A (ja) | 1993-03-31 | 1993-05-31 | 光学的測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06337243A true JPH06337243A (ja) | 1994-12-06 |
Family
ID=26415731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5129588A Pending JPH06337243A (ja) | 1993-03-31 | 1993-05-31 | 光学的測定装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5450200A (ja) |
| JP (1) | JPH06337243A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007085908A (ja) * | 2005-09-22 | 2007-04-05 | Yokogawa Electric Corp | 配向計 |
| JP2011133428A (ja) * | 2009-12-25 | 2011-07-07 | Yokogawa Electric Corp | リタデーション測定装置 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69607812D1 (de) * | 1995-12-05 | 2000-05-25 | Jatom Systems Inc | Belastungsmesser unter Verwendung von Doppelbrechung zum Messen von mechanischen Lasten und Spannungen |
| SE506286C2 (sv) * | 1996-05-09 | 1997-12-01 | Ifunga Test Equipment Bv | Anordning för mätning av dubbelbrytning i en optisk databärare |
| US7224457B2 (en) * | 2003-09-25 | 2007-05-29 | Georgia Tech Research Corporation | Performing retardation measurements |
| US7233395B2 (en) * | 2003-09-25 | 2007-06-19 | Georgia Tech Research Corporation | Performing retardation measurements |
| US7075648B2 (en) * | 2003-09-25 | 2006-07-11 | Georgia Tech Research Corporation | Performing retardation measurements |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3034395A (en) * | 1956-11-26 | 1962-05-15 | Budd Co | Photoelastic testing and measurement of mechanical strains |
| US3177761A (en) * | 1963-09-09 | 1965-04-13 | Photolastic Inc | Polariscope having simultaneously rotatable waveplates |
| US3885875A (en) * | 1974-07-29 | 1975-05-27 | Zygo Corp | Noncontact surface profilometer |
| US4158506A (en) * | 1977-11-15 | 1979-06-19 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Automatic determination of the polarization state of nanosecond laser pulses |
| JPS61124834A (ja) * | 1984-11-21 | 1986-06-12 | Sharp Corp | 光応用センサ |
| DE3607462A1 (de) * | 1986-03-07 | 1987-09-10 | Philips Patentverwaltung | Anordnung zur messung der spannungsdoppelbrechung eines optischen sensors |
| JPH0745753B2 (ja) * | 1987-08-13 | 1995-05-17 | 有限会社藤商事 | コンクリ−ト製の排水溝路の施工法 |
| US4801798A (en) * | 1987-12-14 | 1989-01-31 | Eastman Kodak Company | Method and apparatus for measuring optical retardation in transparent materials |
| US4973163A (en) * | 1988-10-08 | 1990-11-27 | Kanzaki Paper Manufacturing Co., Ltd. | Method for measuring birefringence |
-
1993
- 1993-05-31 JP JP5129588A patent/JPH06337243A/ja active Pending
-
1994
- 1994-03-23 US US08/216,457 patent/US5450200A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007085908A (ja) * | 2005-09-22 | 2007-04-05 | Yokogawa Electric Corp | 配向計 |
| JP4710510B2 (ja) * | 2005-09-22 | 2011-06-29 | 横河電機株式会社 | 配向計 |
| JP2011133428A (ja) * | 2009-12-25 | 2011-07-07 | Yokogawa Electric Corp | リタデーション測定装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5450200A (en) | 1995-09-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |