JPS63269045A - 画像処理式複屈折率計 - Google Patents

画像処理式複屈折率計

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JPS63269045A
JPS63269045A JP10377287A JP10377287A JPS63269045A JP S63269045 A JPS63269045 A JP S63269045A JP 10377287 A JP10377287 A JP 10377287A JP 10377287 A JP10377287 A JP 10377287A JP S63269045 A JPS63269045 A JP S63269045A
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JP
Japan
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image processing
rotation
light
sample
video camera
Prior art date
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Pending
Application number
JP10377287A
Other languages
English (en)
Inventor
Sunao Kiyomoto
清本 直
Ichiro Shirahama
白濱 一郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Orc Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Orc Manufacturing Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Orc Manufacturing Co Ltd filed Critical Orc Manufacturing Co Ltd
Priority to JP10377287A priority Critical patent/JPS63269045A/ja
Publication of JPS63269045A publication Critical patent/JPS63269045A/ja
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は被測定試料の全面にわたる歪を同時に求めるこ
とができる画像処理式複屈折重訂に関する。
〔従来の技術〕
方解石を始めとして結晶や分子鎖が配列する透光物質の
ほとんどにおいて、入射光はその物質内で二つの屈折光
となり複屈折を起こす。これを利用して近年高分子材料
の歪を測定する測定技術が開発されている。
従来の複屈折の測定は、第6図に示すように構成されて
いた。測定光100としては、光源101を出た光を偏
光子102と1,14波長板103を通して円偏光させ
たものを使用する。従来の複屈折の測定方法はこの測定
用光100を固定した被測定試料104を透過させ、透
過した光をfi工秒30回程度で回転させた検光子10
5を介して光′1u子倍増管などの光検知器106で検
出し、この検出13号のフーリエ解析を行なって楕円率
を求め、複屈折の最大値や符号を求めるものであった。
さらに光源として)le  Ncレーザビーム、半導体
レーザビームによってφ1■1〜2.5III程度のス
ポットの複屈折を測定する装置が一般的であった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、上記従来の複屈折の測定方法では、測定
領域が上記のようにスポットである外に複屈折の最大値
や符号からは、分子鎖の主軸の配向角やその符号が被測
定試料上でどの方向に対応するかなど、分子配向情報を
求めることは全く不可能であった。近年、光ディスク等
の高分子基板などの歪みを論する場合には、広い面積の
複屈折即ち歪状態の分布情報を得ることが不可欠であり
、これに対応し得る従来技術がないことが大きな問題点
となっていた。
C問題点を解決するための手段〕 本発明は前記問題点を解決するためになされたもので、
被測定試料の所定面に均一な照度を与える手段と、前記
被測定試料の前後に設けたニコル態様の偏光子と検光子
とを光軸の直交面において回転させる手段と、この回転
角の関数として求めた被測定資料全面の複屈折情報を捉
えるビデオカメラと、このビデオカメラ信号の画像処理
手段の出力信号における偏光ニコルの回転の明るさが回
転前の明るさを基準とし、回転前より明るい場合には回
転前の明るさのデータを訂正する演算手段と、この演算
した明暗データを表示する手段とで構成したものである
〔作用〕
上記構成によって、本発明は、被測定試料全面にわたっ
て投射される均一な照度によって生じる複屈折すなわち
歪を、ビデオカメラによって捉え、画像処理装置によっ
てディジタル信号化し、上記ビデオカメラ上の各走査画
素についての歪を直交ニコル態様の偏光子と検光子との
被測定試料に対する回転角の関数として求め、前記画像
処理装置の出力信号における偏光ニコルの回転後の明る
さが回転前の明るさを基準とし、回転前より明るい場合
には、回転前の明るさのデータを演算手段が訂正し、こ
の訂正されたデータをCRTに濃淡またはカラー別とし
て表示する。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を説明するが、これに先立って
、本発明の詳細な説明する。
ガラスのような等質等方な透明体に歪あるいは応力を生
じると、光学的に異方体を呈するようになり、結晶体と
同様に複屈折の現象が生じる。
これは主として塩化ビニールを材料としてプレス成形さ
れているビデオディスク等のプラスチックスのような高
分子物質にも広く認められる。
この際、光学的性質と応力状態との関係は次のようにな
る。
第1図に示すように二枚の偏光板即ち偏光子7と検光子
9を直交ニコルの状態にし、その間に光学的異方体の物
質8を入れ、上記直交ニコルを回転させると一般に明る
くなったり暗くなったりして見える。
これは試料8の複屈折による楕円偏光の偏光状態が直交
ニコルの回転と共に変化するためである。
全試料の進相軸(f−f’)、遅相軸(s−s ’ )
に対して第2図の様に直線偏光成分し−p’)がθなる
角度で入射したとすると検光子9を通過して眼に達する
光の強度は次の式で与えられる。
A:入射直線偏光の振幅 λ:入射直線偏光の波長 d:試料の厚み nf:進相軸方向屈折率 nS:遅相軸方向屈折率 試料の複屈折Δnd (nm)は上式のtt −d(n
f−ns)/λにあたり、これを数値として求めるため
にはA2.θを求める必要がある。これを求めるために
、次の手順を踏まなければならない。
■ 試料8を挿入する以前に検光子9.偏光子7を平行
にし、A2に相当する光強度I。を求める。
■ 試料8を挿入し、偏光子7.検光子9を直交ニコル
の状態にして、この直交ニコルを回転させながら最大に
なる光強度(1,、X)を求める。
■ 理論的に■□、になるのは前弐のθ=45゜となる
場合であり、■■で測定した■。、■イ、X及び前式よ
り となる。
■ また進相軸(f−f ”)及び遅相軸(s−s ’
 )の方向はI□8を記録した時の偏光子及び検光子よ
り45°の角度をなしている。
■ 本発明装置は上記■〜■の操作を、被測定試料ディ
スク全面にわたって照射させた平行光源と、ビデオカメ
ラと、画像処理装置と、マイコンを用いて第3図に示す
ようにCRT19上に歪状態を等高純として表示を一度
に行なうものである。
第4図は本発明を実施した複屈折測定装置のブロック構
成図である。
光源としてハロゲンランプあるいはキセノンランプ等の
単色光を使用し、光源1の背後に楕円鏡2を設置し、一
方向に反射させた光をミキサーレンズ3を通って折り返
し鏡4により一定方向に光を曲げ、次に凸レンズ5によ
り平行光にした後、凸レンズ5前方に設置した拡散板6
としての例えばスリガラスによって均一な照度になった
光を第1ニコル偏光子7例えばダイクロツクを通して一
方向に偏光させた光を被測定試料8の所定面に与え、試
料8を通過した光が次に前記偏光板と直交した第2ニコ
ル検光子9を通過せしめる。なお、偏光板は回転機構1
0により光軸の直交面において回転可能に組立てられて
いる。
検光子9を通過した光は広角レンズ11によりビデオカ
メラ12に集光される。14はビデオカメラ12で捉え
た被測定試料8における全面の複屈折光の情報をディジ
タル化する画像処理装置であり、マイコン15はCPU
16.メモリ17゜入出力装置18を含み、入出力装置
18は画像処理装置14の出力端、偏光板の回転機構1
0の端子、CRT19の端子と接続される。なお、13
はビデオカメラ12のモニタ用受像器である。
次に実施例の作用を説明する。その際のフローチャート
を第5図に示す。
(1)  偏光子7と検光市9を平行にしてA2に相当
する光の強さをディジタル化してマイコン15のメモリ
17aに記憶させる。
(2)試料をセットして偏光子7と検光子9とを垂直に
し、初期画面1の濃度をマイコン15のメモリ17bに
、また回転角度をメモリ17Cに記憶する。
(3)直交ニコル態様の偏光子7と検光子9とを光軸の
直交面において5°回転させ、各走査点の明るさを初期
画面1の信号を訂正してマイコン15メモリ17dに記
憶すると同時に、その時の角度即ち5°をマイコン15
のメモリ17cに代入する。
(4)  (31項で述べた動作を355°となるまで
繰返す。
以上により、本発明は直交ニコル態様の偏光子と検光子
とを回転し、その回転角の関数として被測定試料全面の
複屈折の大きさと符号を測定し、その大きさと符号を含
めて回転角を変数とした濃淡画像の表示を行う。複屈折
の大きさは回転角に対して歪の方向ないし分子鎖の主軸
方向およびその直角方向を示すような変化をし、その符
号は被測定試料上の方向に対応して表示される。
従って、歪の方向や分子鎖の主軸方向が被測定試料面上
でどの方向となっているかと言った情報がマイコン15
の測定アルゴリズムに従って演算され、CRT19の画
面に濃度の等高純として表示されるので、直ちに被測定
材料としてのディスク面等の歪を求めることができる。
又表示はハード・コピー等によりプリントアウトも可能
である。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の主旨に沿って種々の応用と実施態様を取り得る
ものである。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明によれば次の効果を奏する。
(1)大面積の単光平行光を用い被測定物面に与え、所
定面積全体の情報をビデオカメラ等で捉え、画像処理装
置を介してマイコン等で演算処理して、被測定物の所定
面の全体にわたって複屈折即ち歪を同時に測定・表示す
ることが可能になった。
(2)光ディスクのプレス製造時において、材料のブレ
ンド化や型に流すときのスピード等の歪要因となるパラ
メータを、測定結果を見ながら最適に調整することが可
能となり、品質の向上と歩止り率の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第3図は本発明の測定原理の説明用図、第
4図は本発明実施例のブロック構成図、第5図は本実施
例のフローチャート図、第6図は従来方式の構成説明図
である。 1・・・光源       5・・・凸レンズ7・・・
偏光子      8・・・試料9・・・検光子   
   12・・・テレビカメラ13・・・白黒カメラ 
  14・・・画像処理装置15・・・マイコン   
 19・・・ディスプレイ特許出願人  株式会社 オ
ーク製作所第1図 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 被測定試料の所定面に均一な照度を与える手段と、前記
    被測定試料の前後に設けたニコル態様の偏光子と検光子
    とを光軸の直交面において回転させる手段と、この回転
    角の関数として求めた被測定資料全面の複屈折情報を捉
    えるビデオカメラと、このビデオカメラ信号の画像処理
    手段の出力信号における偏光ニコルの回転の明るさが回
    転前の明るさを基準とし、回転前より明るい場合には回
    転前の明るさのデータを訂正する演算手段と、この演算
    した明暗データを表示する手段とで構成することを特徴
    とする画像処理式複屈折率計。
JP10377287A 1987-04-27 1987-04-27 画像処理式複屈折率計 Pending JPS63269045A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02213752A (ja) * 1989-02-15 1990-08-24 Nippon Steel Corp 光学的異方性物質の組織の測定方法
US5257092A (en) * 1990-06-27 1993-10-26 Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha Apparatus for measuring polarization and birefringence
JP2004219451A (ja) * 2003-01-09 2004-08-05 National Institute Of Information & Communication Technology 偏光可変板
JP2020026989A (ja) * 2018-08-10 2020-02-20 Jfeエンジニアリング株式会社 異常検出方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58115993A (ja) * 1981-12-29 1983-07-09 Eisaku Umezaki 光弾性縞の画像解析

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