(57)【要約】【課題】周期確認手段を備えない場合に比べ、測定を繰り返す複数の周期において乱れが生じる場合であっても精度の高い測定が行える測定装置を提供する。【解決手段】測定装置は、測定対象物ＳＡに対して、周期ＴＣを繰り返して測定のための操作を行う操作部３１と、測定対象物ＳＡから操作部３１による操作に対する応答を周期ＴＣより短いサンプリング周期ｔＳで、周期ＴＣに対する位相を異ならせて取得するサンプリング部３３と、周期ＴＣが予め定められた周期であるか否かを確認する周期確認部３６と、周期確認部３６が、連続する複数の周期ＴＣが予め定められた周期であると確認した場合に、サンプリング部３３が取得したサンプリングデータＳ５を周期ＴＣの位相に対応させて並び替える並び替え部３７と、を備える。【選択図】図１
2020060449.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定の対象である測定対象物に対して、第１周期を繰り返して測定のための操作を行う操作手段と、
前記測定対象物から前記操作手段による操作に対する応答を、前記第１周期より短い第２周期で、当該第１周期に対する位相を異ならせて取得する応答取得手段と、
前記第１周期が予め定められた周期であるか否かを確認する周期確認手段と、
前記周期確認手段が、連続する複数の前記第１周期において、当該第１周期が予め定められた周期であると確認した場合に、前記応答取得手段が取得した応答を当該第１周期の位相に対応させて並び替える並び替え手段と、
を備える測定装置。
【請求項２】
前記第１周期をＴＣ、前記第２周期をｔＳとした場合、ＴＣ／ｔＳが２を超え、且つ、整数でないことを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記周期確認手段が、前記第１周期が予め定められた周期であると確認する連続する複数の当該第１周期の数をＮとし、Ｎが２以上、且つ、Ｎ・ＴＣ／ｔＳが整数であることを特徴とする請求項２に記載の測定装置。
【請求項４】
前記周期確認手段は、前記操作手段に設けられ、当該操作手段に追従して前記第１周期を検出することを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項５】
前記周期確認手段は、前記第２周期のタイミングで、前記第１周期をカウントして、当該第１周期が予め定められた周期であるか否かを確認することを特徴とする請求項４に記載の測定装置。
【請求項６】
前記周期確認手段は、
前記第１周期をＴＣ、前記第２周期をｔＳとし、当該第１周期が繰り返す数をＮとした場合、当該第１周期に対するカウントが、（Ｎ−１）回においてＭが連続し、次にＭ−１である場合に、当該第１周期が予め定められた周期であると確認することを特徴とする請求項５に記載の測定装置。
なお、Ｍは、２以上の整数であって、ＴＣ＝（Ｍ−１）・ｔＳ＋（Ｎ−１）／Ｎ・ｔＳで設定される。
【請求項７】
前記操作手段は、前記第１周期において連続的に偏光の状態を変化させ、
前記応答取得手段は、光の強度を応答として取得し、
前記測定対象物の光学特性を測定することを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項８】
前記操作手段は、光軸の回りに回転し、１回転を前記第１周期として、連続的に状態が変化する偏光を生成する偏光子又は位相子を備えることを特徴とする請求項７に記載の測定装置。
【請求項９】
前記周期確認手段は、光源と受光素子と前記位相子に固定された開口とを備え、当該光源から出射した光が当該開口を通過する光を当該受光素子により受光して、前記第１周期を検出することを特徴とする請求項８に記載の測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、予め定められた繰返し周期毎に繰り返す繰返し信号をサンプリングするサンプリング装置であって、複数の繰返し周期にわたって、前記繰返し信号の前記繰返し周期の数より多い複数のサンプリングタイミングでサンプリングして、複数のサンプリングデータを出力するサンプリング部と、前記複数のサンプリングデータを前記繰返し信号の位相順に整列して、前記繰返し信号をサンプリングした波形データを出力する整列部と、を備えるサンプリング装置が記載されている。
【０００３】
特許文献２には、一定の周期をもつ測定信号を、その複数周期に亘って、所定のサンプリング周期で、所定の回数だけサンプリングするサンプリング手段と、前記サンプリング手段によるサンプリングによって取得されたサンプリングデータを、前記測定信号を復元するために所定の手順によって合成する合成手段と、を備え、前記サンプリング手段は、前記測定信号の第Ｍ周期（Ｍは１以上の整数）に対しては、その第Ｍ周期の始まりから所定量Ｓ（Ｍ）（ＳはＭの関数であって、Ｓ（１）≠Ｓ（２）≠…≠Ｓ（Ｍ）））だけずれた地点からサンプリングが開始されるように、当該測定信号に対するサンプリングを実行するサンプリング装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２７０８９５号公報
【特許文献２】特開２００９−６０９７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
複数の周期にわたって、測定する位相を異ならせつつ測定を繰り返すことにより、測定に対する位相分解能を高くする測定方法が知られている。この方法では、複数の周期に変動がないことが前提となっている。このため、測定を繰り返す複数の周期に乱れが生じると、測定の精度が低下してしまう。
本発明は、周期確認手段を備えない場合に比べ、測定を繰り返す複数の周期において乱れが生じる場合であっても精度の高い測定が行える測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、測定の対象である測定対象物に対して、第１周期を繰り返して測定のための操作を行う操作手段と、前記測定対象物から前記操作手段による操作に対する応答を、前記第１周期より短い第２周期で、当該第１周期に対する位相を異ならせて取得する応答取得手段と、前記第１周期が予め定められた周期であるか否かを確認する周期確認手段と、前記周期確認手段が、連続する複数の前記第１周期において、当該第１周期が予め定められた周期であると確認した場合に、前記応答取得手段が取得した応答を当該第１周期の位相に対応させて並び替える並び替え手段と、を備える測定装置である。
請求項２に記載の発明は、前記第１周期をＴＣ、前記第２周期をｔＳとした場合、ＴＣ／ｔＳが２を超え、且つ、整数でないことを特徴とする請求項１に記載の測定装置である。
請求項３に記載の発明は、前記周期確認手段が、前記第１周期が予め定められた周期であると確認する連続する複数の当該第１周期の数をＮとし、Ｎが２以上、且つ、Ｎ・ＴＣ／ｔＳが整数であることを特徴とする請求項２に記載の測定装置である。
請求項４に記載の発明は、前記周期確認手段は、前記操作手段に設けられ、当該操作手段に追従して前記第１周期を検出することを特徴とする請求項１に記載の測定装置である。
請求項５に記載の発明は、前記周期確認手段は、前記第２周期のタイミングで、前記第１周期をカウントして、当該第１周期が予め定められた周期であるか否かを確認することを特徴とする請求項４に記載の測定装置である。
請求項６に記載の発明は、前記周期確認手段は、前記第１周期をＴＣ、前記第２周期をｔＳとし、当該第１周期が繰り返す数をＮとした場合、当該第１周期に対するカウントが、（Ｎ−１）回においてＭが連続し、次にＭ−１である場合に、当該第１周期が予め定められた周期であると確認することを特徴とする請求項５に記載の測定装置である。なお、Ｍは、２以上の整数であって、ＴＣ＝（Ｍ−１）・ｔＳ＋（Ｎ−１）／Ｎ・ｔＳで設定されるである。
請求項７に記載の発明は、前記操作手段は、前記第１周期において連続的に偏光の状態を変化させ、前記応答取得手段は、光の強度を応答として取得し、前記測定対象物の光学特性を測定することを特徴とする請求項１に記載の測定装置である。
請求項８に記載の発明は、前記操作手段は、光軸の回りに回転し、１回転を前記第１周期として、連続的に状態が変化する偏光を生成する偏光子又は位相子を備えることを特徴とする請求項７に記載の測定装置である。
請求項９に記載の発明は、前記周期確認手段は、光源と受光素子と前記位相子に固定された開口とを備え、当該光源から出射した光が当該開口を通過する光を当該受光素子により受光して、前記第１周期を検出することを特徴とする請求項８に記載の測定装置である。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、周期確認手段を備えない場合に比べ、測定を繰り返す複数の周期において乱れが生じる場合であっても精度の高い測定が行える。
請求項２に記載の発明によれば、ＴＣ／ｔＳが整数である場合に比べ、ずらした位相に対するサンプリングデータが得られる。
請求項３に記載の発明によれば、Ｎ・ＴＣ／ｔＳが整数でない場合に比べ、Ｎ回の測定で設定したすべての位相ｔｓ／Ｎにおける応答が取得できる。
請求項４に記載の発明によれば、操作手段に設けられない場合に比べ、第１周期が容易に検出できる。
請求項５に記載の発明によれば、第２周期のタイミングで第１周期をカウントしない場合に比べて、第１周期が予め定められた周期か否かが容易に判定できる。
請求項６に記載の発明によれば、設定したすべての位相において応答が取得できる場合が容易に判断できる。
請求項７に記載の発明によれば、光学特性が実質的に高精度で測定できる。
請求項８に記載の発明によれば、光軸の回りに回転させない場合に比べ、周期的に変化させる操作が容易にできる。
請求項９に記載の発明によれば、開口を用いない場合に比べ、第１周期の検出が容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】光学特性測定システムの概要を説明する図である。
【図２】測定装置のハードウエア構成の一例を説明する図である。
【図３】時間に対するサンプリングデータ、サンプリングクロック信号、周期確認データなどの変化を説明する図である。
【図４】周期に乱れがある場合の、サンプリングデータ、サンプリングクロック信号、周期確認データなどを説明する図である。
【図５】複数回周期を繰り返した場合における連続する“０”又は“１”の数を示す図である。
【図６】レジスタに記憶された周期確認データの“０”又は“１”の配列の一例を示す図である。
【図７】サンプリングデータを抽出するアルゴリズムを説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
本実施の形態における測定装置は、複数の周期にわたって、測定する位相を異ならせつつ測定を繰り返すことにより、測定に対する位相分解能を高くする測定方法に関連する。ここでは、測定装置は、一例として測定対象物の光学特性を測定する光学特性測定システムに用いられるとして説明する。なお、測定対象物の光学特性とは、一例として偏光特性によって測定される光学異方性に基づく特性である。
【００１０】
［光学特性測定システム１］
図１は、光学特性測定システム１の概要を説明する図である。
光学特性測定システム１は、測定光学系１０と、周期検出系２０と、測定装置３０と、光学特性算出装置４０とを備える。以下順に説明する。
【００１１】
（測定光学系１０）
まず、測定光学系１０を説明する。
測定光学系１０は、測定対象物ＳＡの光学特性の測定に用いる光学系である。ここでは、一例として、測定光学系１０は、測定用光源ＭＬＳと、偏光子Ｐ１、Ｐ２と、位相子Ｃと、受光器Ｄ１とを備える。これらは、測定用光源ＭＬＳから出射される光の経路（以下では、光軸１１と表記する。）に沿って、偏光子Ｐ１、位相子Ｃ、偏光子Ｐ２、受光器Ｄ１の順に配列されている。そして、光学特性が測定される測定対象物ＳＡは、偏光子Ｐ１と位相子Ｃとの間に挿入されている。つまり、この測定光学系１０は、測定対象物ＳＡに光を透過させて、光学特性を測定するとする。なお、測定対象物ＳＡから光を反射させて、光学特性を測定するよう光学系を設定してもよい。
【００１２】
測定用光源ＭＬＳは、レーザのような波長（スペクトル）幅が狭い光源であってもよく、発光ダイオード（ＬＥＤ）やランプのような波長（スペクトル）幅が広い光源であってもよい。なお、レーザのような波長幅が狭い方がよい。また、測定用光源ＭＬＳは、ビーム状に光を出射するものであるとよい。ビーム状であると、測定対象物ＳＡの測定したい箇所に光を入射させられる。なお、図１に示すように、測定対象物ＳＡ中に光を透過させる場合には、測定用光源ＭＬＳの出射する光は、測定対象物ＳＡを透過する波長であることがよい。なお、透過とは、測定対象物ＳＡに入射した光の一部が測定対象物ＳＡから出射すればよい。一方、測定対象物ＳＡで光を反射させる場合には、測定用光源ＭＬＳの出射する光は、必ずしも、測定対象物ＳＡを透過する波長でなくてもよい。
測定用光源ＭＬＳが出射する光は、無偏光状態であってよい。なお、測定用光源ＭＬＳは、直線偏光を出射するものであってもよい。その場合には、次に説明する偏光子Ｐ１を省略してもよい。
【００１３】
偏光子Ｐ１、Ｐ２は、入射する光から予め定められた偏光面の直線偏光を透過させる。偏光子Ｐ１、Ｐ２は、例えば全反射型のグラントムソンプリズム、グランテーラプリズム、グランレーザプリズムなどである。
【００１４】
位相子Ｃは、入射偏光の偏光状態を変化させる。位相子Ｃは、一軸の光学異方性を有する光学材料で構成されている。位相子Ｃは、光軸１１に対して、直交する方向に進相軸と、光軸に対して直交するとともに進相軸に直交する遅相軸とを有する。なお、進相軸は、遅相軸に比べて屈折率が小さい。位相子Ｃは、位相差板又は波長板とも呼ばれる。そして、波長をλとする場合、進相軸と遅相軸との位相差δが１／４λである場合に１／４λ板と呼ばれ、位相差δが１／２λである場合に１／２λ板と呼ばれる。つまり、位相子Ｃは、位相子Ｃに入射する偏光状態を変更する。ここでは、位相子Ｃを光軸１１の回りで回転させることで、入射する偏光状態をさらに変更する。この回転の周期を周期ＴＣとする。周期ＴＣが、第１周期の一例である。
【００１５】
なお、偏光状態を変更する手段として、位相子Ｃ１を回転させる代わりに光弾性変調器（ＰＥＭ：Photoelastic Modulator）を用いてもよい。光弾性変調器は、合成石英など透明な等方性光学材料とピエゾアクチュエータとを備える。そして、ピエゾアクチュエータにより等方性光学材料に周期的に変化する応力を加えることで、周期的に変化する複屈折を生じさせて、入射させる偏光状態を設定する。ピエゾアクチュエータに周期的に変化する電圧を印加することで、周期的に変化する応力を発生する。この周期が周期ＴＣである。
【００１６】
受光器Ｄ１は、光を受光し、受光した光の強度（光強度）に対応した電圧をアナログの信号Ｓ１として出力する。受光器Ｄ１は、例えば、シリコンダイオードなどの光電変換素子である。受光器Ｄ１は、受光素子の一例である。
【００１７】
測定光学系１０の動作を説明する。
ここでは、測定用光源ＭＬＳは、無偏光状態の光を出射するとする。すると、偏光子Ｐ１は、無偏光状態の光から、偏光子Ｐ１に予め設定された直線偏光の成分を出射する。よって、偏光子Ｐ１によって設定された直線偏光が測定対象物ＳＡに入射する。測定対象物ＳＡから出射した光の偏光状態を、位相子Ｃによって変更する。そして、位相子Ｃを透過した光から、偏光子Ｐ２により偏光子Ｐ２に設定された直線偏光の成分を取り出す。そして、受光器Ｄ１は、その直線偏光を受光して、光強度を電圧（信号強度）に変換したアナログの信号Ｓ１を、後述する測定装置３０に出力する。
【００１８】
ここで、位相子Ｃは、光軸１１の周りで回転するようになっている。よって、位相子Ｃの回転角によって、位相子Ｃを透過した光の偏光状態が変化する。そして、位相子Ｃの回転角に対応して得られた信号強度から、測定対象物ＳＡの光学特性が算出される。ここでは、位相子Ｃの一回転を周期ＴＣとし、位相子Ｃの回転角を位相と表記する。
なお、上記の測定光学系１０など、測定対象物ＳＡの光学特性の測定に用いる光学系は、公知であるので詳細な説明を省略する。測定光学系１０以外の光学系を用いてもよい。
【００１９】
（周期検出系２０）
次に、周期検出系２０を説明する。
周期検出系２０は、周期検出用光源ＰＬＳと、回転体２１と、受光器Ｄ２と、判定部２４とを備える。以下順に説明する。
【００２０】
周期検出用光源ＰＬＳは、測定用光源ＭＬＳと同様な光源であってよい。なお、周期検出用光源ＰＬＳが出射する光は、ビーム状であることがよい。なお、周期検出用光源ＰＬＳが出射する光は、測定対象物ＳＡの光学特性の測定に用いるものではない。
【００２１】
回転体２１は、測定光学系１０における位相子Ｃの回転と同期して回転するように構成されている。回転体２１は、環状であって、位相子Ｃの外周部に固定されている。つまり、回転体２１は、位相子Ｃを通過する光（光軸１１）を遮蔽しないように、位相子Ｃの縁部に沿って設けられている。よって、回転体２１は、位相子Ｃの回転に追従して回転する。
そして、回転体２１には、環状の１か所に開口２２が設けられている。開口２２は、位相子Ｃを通過する光軸１１と平行に、回転体２１を貫いて設けられている。そして、開口２２は、開口２２が周期検出用光源ＰＬＳと対向した際に、周期検出用光源ＰＬＳが出射する光ビームが通過しうる大きさに設定されている。なお、開口２２の大きさは、周期検出の精度に関連するため、周期検出用光源ＰＬＳが出射する光ビームの径などとの関係によって、設定すればよい。
【００２２】
受光器Ｄ２は、測定光学系１０における受光器Ｄ１と同様な受光器であってよい。そして、周期検出用光源ＰＬＳからの光が、回転体２１の開口２２を通過した場合に、通過した光を受光しうる位置に設けられている。つまり、受光器Ｄ２は、周期検出用光源ＰＬＳが出射する光ビームが通過する光軸２３上に設けられている。そして、回転体２１の開口２２も光軸２３上に設けられている。受光器Ｄ２は、受光素子の一例である。
【００２３】
判定部２４は、受光器Ｄ２に接続されている。そして、受光器Ｄ２から光強度に対応した電圧を受信する。判定部２４は、予め定められたしきい値より大きい電圧を受信する毎に、論理値“０”に対応する電圧と論理値“１”に対応する電圧とに交互に切り替えて出力する。このようにする理由については、後述する。
ここでは、論理値“０”に対応する電圧と論理値“１”に対応する電圧とで交互に変化する信号を信号Ｓ４とする。
【００２４】
周期検出系２０は、位相子Ｃが回転する周期を計測する。つまり、位相子Ｃが回転して、周期検出用光源ＰＬＳが出射する光ビームが回転体２１の開口２２を通過すると、受光器Ｄ２からしきい値より大きい電圧が出力される。すると、判定部２４は、論理値“０”に対応する電圧と論理値“１”に対応する電圧とを入れ替えた信号Ｓ４を出力する。
なお、回転する位相子Ｃ１の代わりに光弾性変調器（ＰＥＭ）を用いる場合には、周期検出系２０は、ピエゾアクチュエータに周期的に変化する電圧を発生する信号源である。
【００２５】
なお、周期検出系２０は、位相子Ｃの回転の周期を検出するものであれば、上記の開口２２を設けた回転体２１を用いたものでなくともよい。
【００２６】
（測定装置３０）
次に、測定装置３０を説明する。
測定装置３０は、周期ＴＣを繰り返し行わせる操作部３１と、サンプリングクロック発生部３２と、サンプリング部３３、３４と、レジスタ３５と、周期確認部３６と、並び替え部３７とを備える。以下順に説明する。
【００２７】
操作部３１は、位相子Ｃに周期を繰り返し行わせる。ここでは、位相子Ｃは、回転により周期ＴＣを繰り返すとしたので、操作部３１は、例えば位相子Ｃを光軸１１の周りに回転させるモータなどによって構成される。よって、位相子Ｃの周期とは、位相子Ｃの回転の周期である。なお、光弾性変調器（ＰＥＭ）を用いる場合には、ピエゾアクチュエータに印加される周期的に変化する電圧の周期である。
ここでは、操作部３１及び周期ＴＣを測定するための周期検出系２０が、操作手段の一例である。
【００２８】
サンプリングクロック発生部３２は、サンプリング部３３、３４に接続され、サンプリング部３３、３４にサンプリングのタイミングを指示するサンプリングクロックを発生する。なお、サンプリングクロックの周期であるサンプリング周期ｔＳは、操作部３１の１周期より短い周期で発生する。サンプリング周期ｔＳは、第２周期の一例である。
【００２９】
サンプリング部３３、３４は、一例として、アナログ信号をデジタルデータに変換するアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ：Analog Digital Convertor）で構成される。そして、サンプリング部３３は、測定光学系１０の受光器Ｄ１に接続され、サンプリングクロック発生部３２が発生するサンプリングクロック信号Ｓ３に同期して、受光器Ｄ１から受信した信号Ｓ１を、デジタルのサンプリングデータＳ２に変換する。つまり、サンプリング部３３は、操作部３１によって行われる周期ＴＣの操作に対する応答を取得する応答取得手段の一例である。
【００３０】
サンプリング部３４は、周期検出系２０の判定部２４に接続され、サンプリングクロックに同期して、判定部２４から受信した電圧を、デジタルの周期確認データＳ５に変換する。なお、周期確認データＳ５は、論理値“０”と論理値“１”とである。
【００３１】
アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）は、分解能が高い（ビット数が多い）高精度のものになると、アナログ−デジタル変換処理に時間を要する。よって、アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）のアナログ−デジタル変換処理の時間に応じてサンプリングクロック発生部３２からのサンプリングクロックが設定される。
【００３２】
レジスタ３５は、サンプリング部３３、３４に接続され、サンプリング部３３からサンプリングデータＳ２を、サンプリング部３４から周期確認データＳ５を取得して記憶する。
【００３３】
周期確認部３６は、周期検出系２０から得られた位相子Ｃの回転の周期、つまり周期ＴＣに乱れがないこと、つまり予め定められた周期であることを確認する。この方法については、後述する。
【００３４】
並び替え部３７は、周期確認部３６によって位相子Ｃの周期に乱れがないと確認された範囲において、測定光学系１０から得られたサンプリングデータＳ２を、周期における位相の順に並べ替える。
これは、高精度のアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）がアナログ−デジタル変換処理の時間を要するため、周期ＴＣにおいて多数のサンプリングデータＳ２を得ようとすると、位相子Ｃの回転を遅くすることになる。このようにすると、測定時間が長くなる。また、トルクの小さいモータで回転させると、回転にムラを生じ、周期ＴＣが乱れるおそれがある。そこで、位相子Ｃの回転を遅くするのではなく、複数の周期で位相を異ならせて測定し、位相順に並べ替えることにより、１周期当たりのサンプリングデータＳ２を増加させて、精度を向上させている。
測定装置３０の動作については、後述する。
【００３５】
（光学特性算出装置４０）
なお、光学特性算出装置４０は、測定光学系１０に対応する公知のアルゴリズムにしたがって、並び替えられたサンプリングデータＳ２を用いて、測定対象物ＳＡの光学特性を算出する。
【００３６】
［ハードウエア構成］
図２は、測定装置３０のハードウエア構成の一例を説明する図である。測定装置３０は、コンピュータとして構成されている。
測定装置３０は、ＣＰＵ１０１と、ＲＯＭ１０２と、ＲＡＭ１０３、レジスタ３５と、ＨＤＤ１０４と、通信用入出力インターフェイス（通信ＩＦ）１０５と、入出力インターフェイス（入出力ＩＦ）１０６とを備える。これらは、バス１０７に接続されている。
【００３７】
ＲＯＭ１０２は、電源の供給がない場合でも記憶した（書き込まれた）データを保持する不揮発メモリである。ＲＯＭ１０２は、例えば、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリなどである。ＲＯＭ１０２は、周期確認部３６及び並び替え部３７として動作させるアプリケーションソフトウエア（プログラム）やこのプログラムが用いる定数や変数の初期値などのデータを記憶する。
【００３８】
ＲＡＭ１０３は、電源の供給が絶たれると記憶したデータが失われる揮発メモリである。ＲＡＭ１０３は、ＲＯＭ１０２より、データの読み書きが高速である。ＲＡＭ１０３は、例えばＤＲＡＭである。ＲＡＭ１０３は、ＲＯＭ１０２に記憶されたプログラムやデータが読み出され、実行可能な状態に展開されるとともに、周期確認部３６及び並び替え部３７として動作させるためのデータを記憶するワークエリアとして使用される。
レジスタ３５は、ＲＡＭ１０３と同様な構成を有し、サンプリングデータＳ２、周期確認データＳ５を記憶する。なお、レジスタ３５は、ＲＡＭ１０３に含まれてもよい。
【００３９】
ＨＤＤ１０４は、電源の供給がない場合でも記憶した（書き込まれた）データを保持する書き換え可能な不揮発メモリであって、大容量のデータを記憶する。ＨＤＤ１０４は、ＲＯＭ１０２の代わりに、周期確認部３６及び並び替え部３７として動作させるためのアプリケーションソフトウエア（プログラム）やプログラムが用いる定数や変数の初期値などのデータを記憶してもよい。
【００４０】
バス１０７は、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、レジスタ３５、ＨＤＤ１０４、通信ＩＦ１０５、及び入出力ＩＦ１０６に接続され、ＣＰＵ１０１の制御によって、プロラムやデータの入出力を可能にする。
通信ＩＦ１０５は、ここでは、光学特性算出装置４０とのインターフェイスである。
【００４１】
ここでは、入出力ＩＦ１０６には、操作部３１と、サンプリング部３３、３４とが接続されている。また、測定装置３０のハードウエア構成には、サンプリング部３３、３４にサンプリングクロックを送信するサンプリングクロック発生部３２を備える。そして、通信ＩＦ１０５には、光学特性算出装置４０が接続される。
【００４２】
ＣＰＵ１０１は、電源が投入されると、ＲＯＭ１０２（又は、ＨＤＤ１０４）に記憶されたプログラムやデータを読み出して、ＲＡＭ１０３上に実行可能な状態に展開する。そして、プログラムを実行する。プログラムの実行に伴い、ＨＤＤ１０４、通信ＩＦ１０５、入出力ＩＦ１０６とデータのやり取りを行う。
【００４３】
上記では、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、レジスタ３５及びＨＤＤ１０４を設けたが、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、レジスタ３５及びＨＤＤ１０４の全て又はいくつかを、書き換え可能な不揮発メモリによって構成してもよい。書き換え可能な不揮発メモリとしては、フラッシュメモリなどを用いればよい。また、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、レジスタ３５をＣＰＵ１０１と一体に構成してもよい。この場合、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、レジスタ３５を書き換え可能な不揮発メモリによって構成してもよい。書き換え可能な不揮発メモリとしては、フラッシュメモリなどを用いればよい。
【００４４】
以上においては、測定装置３０のハードウエア構成を説明したが、光学特性算出装置４０も同様のハードウエア構成を有し、コンピュータとして構成されている。
【００４５】
［測定装置３０の動作］
次に測定装置３０の動作を説明する。
図３は、時間に対する信号Ｓ１、Ｓ４、サンプリングデータＳ２、サンプリングクロック信号Ｓ３、周期確認データＳ５の変化を説明する図である。横軸は、時間である。ここでは、位相子Ｃの周期を周期ＴＣとし、サンプリングクロック信号Ｓ３の周期をサンプリング周期ｔＳとする。
【００４６】
最上段には信号Ｓ１、サンプリングデータＳ２を示す。信号Ｓ１は、測定光学系１０における受光器Ｄ１が出力する電圧であってアナログである。ここでは、一例として信号Ｓ１を、ｓｉｎカーブとして実線で示す。サンプリングデータＳ２は、サンプリングクロック信号Ｓ３の立ち上がりタイミングにおいて、サンプリング部３３が信号Ｓ１をアナログ−デジタル変換して得た信号である。
ここで、位相子Ｃの回転の周期を周期ＴＣとし、時間０から時間ＴＣまでの第１周期を周期ＴＣ（１）、時間ＴＣから時間２ＴＣまでの第２周期を周期ＴＣ（２）、時間２ＴＣからの第３周期を周期ＴＣ（３）とする。そして、周期ＴＣ（１）のサンプリングデータＳ２を●、周期ＴＣ（２）のサンプリングデータＳ２を〇、そして周期ＴＣ（３）のサンプリングデータＳ２を△で示す。ここでは、縦軸は、信号強度を示すとする。
【００４７】
二段目には、サンプリングクロック信号Ｓ３を示す。
三段目には、周期検出系２０における判定部２４が出力し、サンプリング部３４が受信する信号Ｓ４を示す。なお、信号Ｓ４は、論理値“０”を示す電圧と、論理値“１”を示す電圧とで交互に交代する信号である。
四段目には、サンプリングクロック信号Ｓ３の立ち上がりタイミングにおいて、サンプリング部３４が受信した信号Ｓ４からサンプリングした周期確認データＳ５を示す。周期確認データＳ５は、信号Ｓ４が論理値“０”を示す電圧である場合に“０”を、論理値“１”を示す電圧である場合に“１”となる。周期確認データＳ５がレジスタ３５に記憶される。
【００４８】
さて、時間０において、周期ＴＣ（１）が開始する。この時、信号Ｓ４が論理値“０”を示す電圧から論理値“１”を示す電圧に変化するとする。周期ＴＣ（１）では、時間０において、サンプリングクロック信号Ｓ３が立ち上がる。すると、時間０におけるアナログの信号Ｓ１がサンプリング部３３によりデジタルのサンプリングデータＳ２に変換され、レジスタ３５に記憶される。
この後は、サンプリングクロック信号Ｓ３の立ち上がりタイミング毎に、信号Ｓ１がサンプリング部３３によりサンプリングデータＳ２に変換され、レジスタ３５に記憶される。
【００４９】
一方、時間０において、サンプリングクロック信号Ｓ３が立ち上がると、サンプリング部３４は、信号Ｓ４をサンプリングする。このとき、信号Ｓ４は、論理値“１”に対応する電圧になっているので、周期確認データＳ５が“１”になり、レジスタ３５に記憶される。
【００５０】
次に、位相子Ｃが一回転して、周期ＴＣ（１）が終了して周期ＴＣ（２）が開始する時間ＴＣにおいて、周期検出系２０における判定部２４からの信号Ｓ４が、論理値“１”に対応する電圧から論理値“０”に対応する電圧になる。しかし、周期ＴＣは、サンプリング周期ｔＳの整数倍でない。このため、時間ＴＣより遅れた時間ａにおいて、サンプリングクロック信号Ｓ３が立ち上がる。このタイミングにおいて、サンプリング部３３は信号Ｓ１をサンプリングして、サンプリングデータＳ２に変換する。そして、サンプリングデータＳ２がレジスタ３５に記憶される。また、このタイミングにおいて、サンプリング部３４は、信号Ｓ４をサンプリングする。このとき、信号Ｓ４は、論理値“０”に対応する電圧になっているので、周期確認データＳ５が“０”になり、レジスタ３５に記憶される。
【００５１】
さらに、位相子Ｃが一回転して、周期ＴＣ（２）が終了して周期ＴＣ（３）が開始する時間２ＴＣにおいて、周期検出系２０における判定部２４からの信号Ｓ４が、論理値“０”に対応する電圧から論理値“１”に対応する電圧になる。サンプリングクロック信号Ｓ３は、時刻２ＴＣより遅れた時間ｂにおいて、立ち上がる。このタイミングにおいて、サンプリング部３３は、信号Ｓ１をサンプリングして、サンプリングデータＳ２に変換する。そして、サンプリングデータＳ２がレジスタ３５に記憶される。また、このタイミングにおいて、サンプリング部３４は、信号Ｓ４をサンプリングする。このとき、信号Ｓ４は、論理値“１”に対応する電圧になっているので、周期確認データＳ５が“１”になり、レジスタ３５に記憶される。
【００５２】
以上説明したように、周期ＴＣは、サンプリング周期ｔＳの整数倍でないように設定されているので、サンプリングデータＳ２をサンプリングするタイミングは、周期ＴＣ毎にずれる。このようにすることで、周期ＴＣ毎にずれたタイミング（以前に説明した位相）でサンプリングデータＳ２が取得されるので、サンプリングデータＳ２を位相に対応させて並び替えることで、１周期ＴＣにおけるサンプリングデータＳ２の数が多くなる。これにより、測定の精度が向上する。
【００５３】
上記の方法は、周期ＴＣが変動しないことが前提になっている。位相子Ｃに周期ＴＣの乱れが生じないようにするには、高価なモータを用いざるを得ず、且つ大型化する。その場合であっても、周期ＴＣが変動しないとは限らない。もし、周期ＴＣが変動している場合には、サンプリングデータＳ２を間違った位相に対応させることになり、測定結果の信頼性が損なわれる。
そこで、本実施の形態では、図１に示したように、周期確認部３６を設け、周期に乱れがないか否かを確認している。そして、周期確認部３６により周期に乱れがないと確認された場合に、並び替え部３７により、サンプリングデータＳ２を並び替えるようにしている。なお、周期の乱れとは位相ｔＳ／Ｎよりも大きい乱れを意味する。
【００５４】
本実施の形態では、図３の最下段に示すように、周期確認データＳ５において、“０”が連続する回数と、“１”が連続する回数とをカウントし、予め定められた規則により、周期ＴＣが乱れがないことを確認する。
ここでは、位相子ＣがＮ周（Ｎは、２以上の整数）した場合に、第１周期ＴＣ（１）の開始のタイミング（図３の時間０）に戻るとする。すると、後述するように、周期確認データＳ５において“０”が連続する数及び“１”が連続する数をＭとしたとき、Ｍが予め定められた回数連続した後、Ｍ−１となることを、繰り返す。よって、周期確認部３６により、この繰り返しを確認することで、周期ＴＣに乱れがないか否かが確認される。
【００５５】
周期確認部３６により周期ＴＣに乱れがないと確認された場合において、サンプリングデータＳ２を並び替え、光学特性算出装置４０に送信する。一方、周期確認部３６により周期ＴＣに乱れがあると確認された場合において、サンプリングデータＳ２を使用しないようにする。なお、周期確認部３６により周期ＴＣに乱れがあると確認された場合においても、周期ＴＣに乱れがないと確認される部分についてサンプリングデータＳ２を並び替えて用いればよい。この部分については、周期ＴＣに乱れがないと確認されているため、精度の損なわれた測定結果が得られることが抑制される。
このようにすることで、周期ＴＣに乱れがある状態において測定されたサンプリングデータＳ２を用いることが抑制される。
【００５６】
次に、周期確認部３６の動作について説明する。
前述したように、周期ＴＣは、サンプリング周期ｔＳの整数倍でないとする（式（１））。ここで、Ｚは整数の集合である。また、サンプリング周期ｔＳは、周期ＴＣより短いとする（式（２））。
【００５７】
【数１】
2020060449.tif 000003
【００５８】
図３に示したように、周期確認部３６は、周期確認データＳ５において、“０”又は“１”が連続する数をカウントするとする。上述したように、周期確認データＳ５において“０”が連続する数及び“１”が連続する数をＭとしたとき、予め定められた回数Ｍが連続した後、Ｍ−１となることを繰り返す。すると、Ｎ周した後に、第１周期ＴＣ（１）の開始のタイミング（図３の時間０）に戻るとしたので、式（３）が成立する。
【００５９】
【数２】
2020060449.tif 000004
【００６０】
すると、Ｎ周の時間は、式（４）で示されるので、周期ＴＣは、式（５）となる。つまり、サンプリング周期ｔＳがＭ−１個連続する期間がＮ周あり、このうちＮ−１周にはさらにサンプリング周期ｔＳが含まれることを意味する。
【００６１】
【数３】
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【００６２】
なお、図３の例では、周期ＴＣ（１）において、時間０から始まる“１”の数は、Ｍ（７）である。そして、その期間は、時間０から時間ａまでのＭ・ｔＳ（＝７ｔＳ）となる。この期間は、周期ＴＣより長い。同様に、次に続く“０”の数も、Ｍ（７）である。そして、その期間は、時間ａから時間ｂまでのＭ・ｔＳ（＝７ｔＳ）となる。そして、その期間は、周期ＴＣより長い。つまり、周期ＴＣの終了タイミングから、周期確認データＳ５の“０”から“１”へ又は“１”から“０”へ切り替わるタイミングが徐々に遅れていくことになる。これは、周期ＴＣが、サンプリング周期ｔＳの整数倍でないために生じる。
【００６３】
ここでは、位相子ＣがＮ周すると、第１周期ＴＣ（１）の開始のタイミング（図３の時間０）に戻るとした。この場合、位相子ＣのＮ周目において、“０”又は“１”が連続する数がＭ−１になったタイミングにおいて、周期ＴＣの終了タイミングと周期確認データＳ５の“０”から“１”へ又は“１”から“０”へ切り替わるタイミングとが一致する。つまり、位相子ＣのＮ−１周により生じた、周期ＴＣの終了タイミングと周期確認データＳ５の“０”から“１”へ又は“１”から“０”へ切り替わるタイミングとのずれが、連続する数がＭ−１となることで、吸収される。
【００６４】
そこで、周期確認部３６は、レジスタ３５に記憶された周期確認データＳ５において、“０”又は“１”の連続する数がＭ−１となったタイミングを検知する。次に、“０”又は“１”の連続する数がＭからＭ−１となるまでのサンプリングデータＳ２の数を計測する。そして、その数が、サンプリングデータ数Ｕと一致する場合、この間においては、周期ＴＣに乱れがないと確認する。つまり、周期ＴＣに乱れがないとは、周期確認データＳ５における“０”又は“１”の連続する数がＭである場合が予め定められた回数連続した後、Ｍ−１となる場合をいう。
そして、並び替え部３７は、周期確認部３６から周期に乱れがなかったと確認された期間のサンプリングデータＳ２を取得して、並び替える。なお、この間におけるサンプリングデータＳ２の数（サンプリングデータ数Ｕ）は、式（６）で示される。例えば、Ｍを１２８２とし、Ｎを３２とすると、サンプリングデータ数Ｕは、４１０２３となる。
【００６５】
【数４】
2020060449.tif 000006
【００６６】
図４は、周期に乱れがある場合の、信号Ｓ１、Ｓ４、サンプリングデータＳ２、サンプリングクロック信号Ｓ３、周期確認データＳ５を説明する図である。ここでは、位相子Ｃを回転させるモータの回転が不安定であって、周期ＴＣ（２）が周期ＴＣ′（２）になったとして説明する。周期ＴＣ（１）は、図３の場合と同様である。そして、周期ＴＣ′（２）は、周期ＴＣ（２）より短いとする（ＴＣ（２）＞ＴＣ′（２））。この他については、図３と同様であるので、説明を省略する。
【００６７】
すると、周期確認データＳ５は、周期ＴＣ（１）では“１”が７個連続するが、周期ＴＣ′（２）では連続する“０”が５個になっている。よって、周期確認部３６は、周期ＴＣに乱れがあると確認する。この場合、サンプリングデータＳ２を位相の順に並べ替えても、正しいサンプリングデータＳ２の配列にならない。よって、周期確認データＳ５において連続する“０”又は“１”が連続する数を計測して、周期の乱れを確認することにより、精度の落ちた測定結果が得られることが抑制される。
【００６８】
図５は、複数回周期を繰り返した場合における連続する“０”又は“１”の数を示す図である。ここでは、連続する“０”又は“１”の数をカウント数と表記し、横軸に時間、縦軸にカウント数を示す。
複数回の周期において、周期確認部３６は、周期確認データＳ５において、カウント数であるＭが予め定められた回数連続し、次にカウント数がＭ−１となることが確認されれば、この期間においては、周期に乱れがなかったと確認される。よって、前後に、この要件を満たさない測定範囲があったとしても、要件を満たす測定範囲、つまり周期に乱れがない状態におけるサンプリングデータＳ２を用いればよい。つまり、外乱などによって、周期ＴＣが乱れたとしても、複数回の周期にわたって測定することで、周期ＴＣに乱れがない範囲が取り出せる。よって、周期ＴＣの乱れによって、測定の精度が損なわれることが抑制される。
【００６９】
次に、周期確認部３６がレジスタ３５に記憶されたサンプリングデータＳ２において、周期に乱れがない範囲から、Ｕ個（サンプリングデータ数Ｕ）のサンプリングデータＳ２を抽出するアルゴリズムを説明する。
図６は、レジスタ３５に記憶された周期確認データＳ５の“０”又は“１”の配列の一例を示す図である。ここでは、レジスタ３５に、取得された順にＫ個（ｉ＝１〜Ｋの整数、Ｋ＞Ｕ）の周期確認データＳ５が記憶されているとする。ここで、ｉは、周期確認データＳ５を取得した順である。そして、以下で示すアルゴリズムの説明のために、上段には、ｉの順番に、周期確認データＳ５を示している。下段には、一つ前の順番（ｉ−１）で取得された周期確認データＳ５を示している。つまり、下段は、上段の周期確認データＳ５の配列が、時間において後側（図６において右側）に１個ずらして配列されている。そして、上段と下段とで周期確認データＳ５が異なる部分を破線で囲って示している。ここでは、周期確認データＳ５における“０”又は“１”が連続する数であるＭは、７であるとして説明する。よって、ｉが２、ｉが９などにおいて、上段と下段とで周期確認データＳ５が異なる。これは、上段と下段とが同じデータ（“０”又は“１”）であれば、同じデータが連続していることを示し、上段と下段とが異なるデータ（“０”と“１”）であれば、位相子Ｃが一周したタイミングであることを示す。つまり、上段と下段との周期確認データＳ５を比較することで、位相子Ｃが一周したタイミングが分かる。また、上段と下段との周期確認データＳ５が異なれば、周期確認データＳ５をＭ個又はＭ−１個カウントする最初の位置にいることが分かる。
【００７０】
図７は、サンプリングデータ数ＵのサンプリングデータＳ２を抽出するアルゴリズムを説明するフローチャートである。
ここでは、周期確認データＳ５において“０”又は“１”の連続する数をカウントするカウンタＣｏｕｎｔ１と、サンプリングデータＳ２の数をカウントするカウンタＣｏｕｎｔ２とを用いる。以下では、カウンタＣｏｕｎｔ１をＣｏｕｎｔ１、カウンタＣｏｕｎｔ２をＣｏｕｎｔ２と表記する。ここでは、ｉは、一例として、１から開始するとする。つまり、図６に示した、ｉ＝１からの周期確認データＳ５の配列を例として説明する。以下では、ｉ番目の周期確認データＳ５をＳ５［ｉ］と表記する。ｉは、必ずしも１から始めなくともよい。
【００７１】
まず、ｉが１に設定される（ステップ１１。図７では、Ｓ１１と表記する。以下同様である。）。
次に、Ｃｏｕｎｔ１とＣｏｕｎｔ２とが０に設定される（ステップ１２）。つまり、Ｃｏｕｎｔ１とＣｏｕｎｔ２とが初期化される。
次に、ｉに１が加えられるとともに、Ｃｏｕｎｔ１に１が加えられる（ステップ１３）。ここでは、ｉが２になり、Ｃｏｕｎｔ１が１になる。
【００７２】
ここで、ｉがＫ＋１であるか否かがが判断される（ステップ１４）。ステップ１４において、肯定（Ｙ）の判断がされた場合、つまり周期確認データＳ５の数はＫ個であるのでｉがＫ＋１のＳ５［ｉ＝Ｋ＋１］はない。よって、終了（エンド）する。
ステップ１４において、否定（Ｎ）の判断がされた場合、つまりｉに該当する周期確認データＳ５がある場合には、Ｓ５［ｉ］とＳ５［ｉ−１］とが一致するか否かが判断される（ステップ１５）。図６から分かるように、Ｓ５［ｉ＝２］が“１”、Ｓ５［ｉ−１＝１］が“０”であるので、否定の判断（Ｎ）がされる（不一致）。不一致であるということは、上述したように、位相子Ｃが１周したタイミングに相当する。よって、Ｃｏｕｎｔ１が、Ｍ−１（ここでは、６）又はＭ（ここでは、７）になっているか否かが判断される。
【００７３】
まず、Ｃｏｕｎｔ１がＭ−１（６）であるか否かが判断される（ステップ１６）。つまり、ステップ１６では、これまでの位相子Ｃの１周期において、周期確認データＳ５が“０”又は“１”で連続し、その数（Ｃｏｕｎｔ１）がＭ−１個であるか否かが判断される。ここでは、Ｃｏｕｎｔ１は１であるので、否定の判断（Ｎ）がされる。
【００７４】
すると、Ｃｏｕｎｔ１がＭ（７）であるか否かが判断される（ステップ１７）。ここでは、Ｃｏｕｎｔ１は１であるので、否定の判断（Ｎ）がされる。このことは、周期確認データＳ５の配列において、Ｓ５［ｉ＝２］が“０”又は“１”の配列の最初であることを示している。
そこで、ステップ１２に戻り、Ｃｏｕｎｔ１とＣｏｕｎｔ２とが０に初期化される。
【００７５】
ステップ１３において、ｉに１が加えられるとともに、カウンタＣｏｕｎｔ１に１が加えられる。ここでは、ｉが３になり、Ｃｏｕｎｔ１が１になる。そして、ステップ１４において、ｉがＫ＋１であるか否かが判断される。ここでは、ｉはＫ＋１でないとする。すると、ステップ１５でＳ５［ｉ］とＳ５［ｉ−１］とが一致するか否かが判断される。図６から分かるように、Ｓ５［ｉ＝３］が“１”、Ｓ５［ｉ−１＝２］が“１”であるので、肯定の判断（Ｙ）がされる。
【００７６】
この場合、ステップ１３に戻る。そして、ｉに１が加えられるとともに、Ｃｏｕｎｔ１に１が加えられる。ここでは、ｉが４になり、Ｃｏｕｎｔ１が２になる。そして、ステップ１４において、ｉがＫ＋１であるか否かが判断される。ここでは、ｉはＫ＋１でないとする。
【００７７】
図６の例では、この繰り返しが、ｉが８になるまで繰り返される。つまり、ｉが８であれば、ステップ１５において、Ｓ５［ｉ］とＳ５［ｉ−１］とが一致する。このとき、Ｃｏｕｎｔ１は、６になっている。
そして、ステップ１３に戻る。すると、ｉが９になり、Ｃｏｕｎｔ１が７になる。そして、ステップ１４において、ｉがＫ＋１であるか否かが判断される。ここでは、ｉはＫ＋１でないとする。そして、ステップ１５において、Ｓ５［ｉ］とＳ５［ｉ−１］とが一致するか否かが判断される。ここでは、Ｓ５［ｉ＝９］が“０”、Ｓ５［ｉ−１＝８］が“１”であるので、否定の判断（Ｎ）がされる。よって、ステップ１６が実行される。
ステップ１６では、Ｃｏｕｎｔ１がＭ−１（６）であるか否が判断される。ここでは、Ｃｏｕｎｔ１は７であるので、否定の判断（Ｎ）がされる。
【００７８】
すると次に、ステップ１７において、Ｃｏｕｎｔ１がＭ（７）であるか否が判断される。ここでは、Ｃｏｕｎｔ１は７であるので、肯定の判断（Ｙ）がされる。よって、Ｃｏｕｎｔ２にＣｏｕｎｔ１が加えられる（ステップ１８）。ここでは、Ｃｏｕｎｔ２は０であったので、Ｃｏｕｎｔ２は、７になる。
次に、Ｃｏｕｎｔ１が０に設定（初期化）される（ステップ１９）。そして、ステップ１３に戻る。
【００７９】
このようにして、Ｃｏｕｎｔ１がＭ（７）になる毎に、Ｃｏｕｎｔ２にＣｏｕｎｔ１（この場合、Ｍ（７））が加えられていく。
【００８０】
そして、ステップ１４においてｉがＫ＋１であるか否かが判断されたのち、ステップ１５において、否定（Ｎ）の判断、つまりＳ５［ｉ］とＳ５［ｉ−１］とが一致しないと判断された場合に、Ｃｏｕｎｔ１がＭ−１であるか否かが判断されるステップ１６において、肯定（Ｙ）の判断、つまりＣｏｕｎｔ１がＭ−１であると判断されると、Ｃｏｕｎｔ２にＣｏｕｎｔ１（この場合、Ｍ−１（６））が加えられる（ステップ２０）。
【００８１】
そして、Ｃｏｕｎｔ２がサンプリングデータ数Ｕに一致するか否かが判断される（ステップ２１）。ステップ２１において、肯定（Ｙ）の判断がされた場合、位相子Ｃの回転がＮ周において乱れなく行われたと確認されたことになる。そこで、この時点のｉからサンプリングデータ数Ｕを引いたｉ−Ｕ番目からｉ−１番目の周期確認データＳ５に対応するサンプリングデータＳ２が抽出される（ステップ２２）。これらのサンプリングデータＳ２が、並び替え部３７によって取得されて、並び替えられる。
【００８２】
そして、ステップ１３に戻る。つまり、ｉがＫ＋１になるまで、サンプリングデータＳ２の抽出が繰り返される。
【００８３】
なお、ステップ２１において、否定の判断（Ｎ）がされた場合、つまりＣｏｕｎｔ２がサンプリングデータ数Ｕと一致しない場合には、位相子ＣがＮ周する間において、周期に乱れた場合があると確認される。よって、この間のサンプリングデータＳ２を使用せず、ステップ１２に戻って、Ｃｏｕｎｔ１及びＣｏｕｎｔ２を０に初期化して、引き続いて取得されたサンプリングデータＳ２について、位相子Ｃの周期に乱れがなかったか否かを確認すればよい。
【００８４】
以上では、“０”又は“１”の連続する数であるＭが予め定められた回数連続し、次に“０”又は“１”の連続する数がＭ−１となることを確認し、その間に得られるＵ個のサンプリングデータＳ２を並べ替えるとした。しかし、図５に示すように、“０”又は“１”の連続する数Ｍが予め定められた回数（ここでは、Ｎ−１回）連続して得られている部分は、位相子Ｃの周期に乱れがないと推定される。よって、“０”又は“１”の連続する数Ｍが連続している部分のサンプリングデータＳ２を抽出して並べ替えるようにしてもよい。この場合、Ｕ個のサンプリングデータＳ２を用いる場合に比べて、位相の一部に対応するサンプリングデータＳ２が得られない場合が生じる。しかし、一部の位相に対応するサンプリングデータＳ２がなくとも、光学特性などが算出される場合がある。つまり、全ての位相に対応するサンプリングデータＳ２を得ることを要しない場合には、周期に乱れがなかったと確認された一部のサンプリングデータＳ２を用いればよい。
【００８５】
なお、これまで光学特性の測定系による実施の形態を説明したが、本実施の形態で説明した方法は、インピーダンス測定器にも適用しうる。インピーダンス測定器では、測定対象に繰り返しｓｉｎ波の電流を与え、そこから得られる電圧値の振幅を測定することで、電流の流れにくさであるインピーダンスを得る。インピーダンスは周波数に依存するため、与える電流ｓｉｎ波に周期の乱れがある場合、インピーダンスの正確な値を得ることができない。ここでｓｉｎ波の電流のゼロクロスの立ち上がりを１周期として判定することで、周期の乱れの有無が検出される。
【符号の説明】
【００８６】
１…光学特性測定システム、１０…測定光学系、１１、２３…光軸、２０…周期検出系、２１…回転体、２２…開口、２４…判定部、３０…測定装置、３１…操作部、３２…サンプリングクロック発生部、３３、３４…サンプリング部、３５…レジスタ、３６…周期確認部、３７…並び替え部、４０…光学特性算出装置、Ｄ１、Ｄ２…受光器、ＭＬＳ…測定用光源、Ｐ１、Ｐ２…偏光子、ＰＬＳ…周期検出用光源、Ｓ１、Ｓ４…信号、Ｓ２…サンプリングデータ、Ｓ３…サンプリングクロック信号、Ｓ５…周期確認データ、ＳＡ…測定対象物、ＴＣ…周期、ｔＳ…サンプリング周期
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2020060449.tif 000012
【図７】
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