(57)【要約】【課題】試料の複屈折位相差の全範囲において主軸方位を正確に評価すること。【解決手段】所定の偏光状態の光束を出射する光源部と、該光源部からの光束を円偏光に変換する第１の移相子と、光軸周りに回動可能な第２の移相子と、該光軸周りに回動可能な検光子と、受光手段を用いて、該第１の移相子と該第２の移相子との間に試料を挿入し、該試料の複屈折を解析する複屈折測定方法において、試料の主軸方位Θを所定の式により求める複屈折測定方法を提供すること。【選択図】図２
2011257380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の偏光状態の光束を出射する光源部と、該光源部からの光束を円偏光に変換する第１の移相子と、光軸周りに回動可能な第２の移相子と、該光軸周りに回動可能な検光子と、受光手段を用いて、該第１の移相子と該第２の移相子との間に試料を挿入し、該試料の複屈折を解析する複屈折測定方法において、
前記第１の移相子の進相軸と所定の基準方位とのなす角度を第１の角度と定義し、前記第２の移相子の進相軸と該基準方位とのなす角度を第２の角度と定義し、該第２の角度に設定された該第２の移相子の進相軸と前記検光子の透過軸とのなす角度が角度ω２、ω４となるように該検光子を順次回動させたときに前記受光手段が検出する光の強度をそれぞれＩ２、Ｉ４と定義し、該第２の移相子の進相軸と該基準方位とのなす角度を該第２の角度から変更したときの角度を第３の角度と定義し、該第３の角度に設定された該第２の移相子の進相軸と該検光子の透過軸とのなす角度が角度ω６、ω８となるように該検光子を順次回動させたときに該受光手段が検出する光の強度をそれぞれＩ６、Ｉ８と定義した場合に、前記試料の主軸方位Θを次式
【数１】
2011257380.tif 000026
により求めること
（但し、前記第１の角度、前記第２の角度、前記第３の角度は、それぞれ１８０°×ｋ−４５°，１８０°×ｌ，１８０°×ｍ＋４５°（ｋ，ｌ，ｍは整数）、あるいは、それぞれ１８０°×ｐ＋４５°，１８０°×ｑ＋９０°，１８０°×ｒ＋１３５°（ｐ，ｑ，ｒは整数）であり、
ω２及びω４のうち一方が０°であり他方が９０°であり、
ω６及びω８のうち一方が０°であり他方が９０°である。）
を特徴とする複屈折測定方法。
【請求項２】
前記第１の移相子は、前記光軸周りに回動可能であり、前記第１の角度を１８０°×ｋ−４５°又は１８０°×ｐ＋４５°に選択的に設定することが可能であることを特徴とする請求項１に記載の複屈折測定方法。
【請求項３】
所定の偏光状態の光束を出射する光源部と、
所定の基準方位に対して第１の角度をなす方向に配置された進相軸を有し、前記光源部からの光束を円偏光に変換する第１の移相子と、
前記円偏光が入射した試料から射出される光の位相を変化させる、当該進相軸と所定の基準方位とのなす角度が第２の角度又は第３の角度に変化するように光軸周りに回動自在に構成された第２の移相子と、
前記第２の移相子により位相が変化した光の少なくとも一部を透過させる、当該透過軸が任意の方向を向くように前記光軸周りに回動自在に構成された検光子と、
前記検光子を透過した光の強度を検出する受光手段と、
前記受光手段で検出された光の強度を用いて前記試料の複屈折情報を解析するプロセッサと、
を有し、
前記プロセッサは、
前記第２の角度に設定された前記第２の移相子の進相軸と前記検光子の透過軸とのなす角度が角度ω２、ω４となるように該検光子を順次回動させたときに前記受光手段が検出する光の強度をそれぞれＩ２、Ｉ４と定義し、該第３の角度に設定された該第２の移相子の進相軸と該検光子の透過軸とのなす角度が角度ω６、ω８となるように該検光子を順次回動させたときに該受光手段が検出する光の強度をそれぞれＩ６、Ｉ８と定義した場合に、前記試料の主軸方位Θを次式
【数２】
2011257380.tif 000027
により求めること
（但し、前記第１の角度、前記第２の角度、前記第３の角度は、それぞれ１８０°×ｋ−４５°，１８０°×ｌ，１８０°×ｍ＋４５°（ｋ，ｌ，ｍは整数）、あるいは、それぞれ１８０°×ｐ＋４５°，１８０°×ｑ＋９０°，１８０°×ｒ＋１３５°（ｐ，ｑ，ｒは整数）であり、
ω１及びω３のうち一方が４５°であり他方が１３５°であり、
ω５及びω７のうち一方が４５°であり他方が１３５°である。）
を特徴とする複屈折測定装置。
【請求項４】
前記第１の移相子は、前記第１の角度が１８０°×ｋ−４５°又は１８０°×ｐ＋４５°になるように前記光軸周りに回動自在に構成されていることを特徴とする請求項３に記載の複屈折測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料の複屈折を測定する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
試料の複屈折を測定する方法として、特許文献１の複屈折測定方法が知られている。特許文献１の複屈折測定方法においては、光源部から偏光状態が既知である光を測定試料に入射させる。そして、測定試料を透過した光を移相子及び検光子を介して変調し、変調した光を検出器によって受光する。移相子は、試料を透過した光を直線偏光に近い楕円偏光に変換する機能を有している。また、検光子は、移相子を透過した光の楕円偏光の偏光状態を解析するために用いられる。複屈折は、光の偏光状態を表すパラメータである楕円偏光の傾き角を用いて測定される。
【０００３】
複屈折測定において、移相子を少なくとも２方位設定することにより、２つの楕円偏光の傾き角が得られる。これら２つの楕円偏光の傾き角から、複屈折の位相差δ及び主軸方位Θが求まる。具体的には、左円偏光を試料に入射させる。移相子の進相軸は光軸に垂直な平面における所定の軸を基準として光軸周りに４５°回転された状態で設置されている。ここで、基準軸に対して反時計回りを正、時計回りを負と定義する。試料及び移相子を透過した左円偏光は、０°方向の直線偏光に近い楕円偏光に変調される。変調された楕円偏光を少なくとも３方位に設定された検光子によって偏光解析を行うことで、楕円偏光の傾き角φ１が求められる。ここで、傾き角とは、移相子の設置方向によって定まる軸からの楕円偏光の長軸の傾きを意味する。次に、移相子を０°に設置すると、試料及び移相子を透過した左円偏光は、−４５°方向の楕円偏光に変調される。そして、変調された楕円偏光を少なくとも３方位に設定された検光子によって偏光解析を行うことで、楕円偏光の傾き角φ２が求められる。
【０００４】
そして、これら２つの楕円偏光の傾き角φ１，φ２を用いて、以下の式（１）及び（２）から位相差δ及び主軸方位Θを求めることができる。
【０００５】
【数１】
2011257380.tif 000003
【０００６】
【数２】
2011257380.tif 000004
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第２９９７２９９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、図３（ａ）に、光学的に異方性があり大きな複屈折を有するレンズなどの試料を上記の複屈折測定方法を用いて複屈折測定を行った場合の複屈折分布の模式図を示す。図中、線分の長さが位相差の大きさを表し、線分の向きが主軸方位を表す。図に示すように、主軸方位の遷移が不連続になる箇所が発生する。一般的にレンズの製造工程において、射出成形における樹脂などを注入するゲート部のような、局所的に強い圧力がかかる部分では、主軸方位の遷移が不連続になる可能性がある。しかし、図に示す測定結果のようなレンズ中央部では、局所的な強い圧力等がかかることはほとんどなく、主軸方位の遷移が不連続になることは考えにくい。例えば、測定対象のレンズを直交ニコル配置の歪計による目視観察を行なっても、主軸方位の遷移が不連続になる箇所は確認できない。したがって、この主軸方位の遷移が不連続になる箇所は、測定方法に起因する測定誤差であることがわかる。このように、従来の手法では、測定方法に起因する主軸方位の測定誤差が大きく発生してしまい、正確な複屈折の測定評価を行うことができない。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものである。本発明の目的は、誤測定を発生させることなく複屈折測定を行うことが可能な複屈折測定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決する本発明の一実施形態に係る複屈折測定方法は、所定の偏光状態の光束を出射する光源部と、該光源部からの光束を円偏光に変換する第１の移相子と、光軸周りに回動可能な第２の移相子と、該光軸周りに回動可能な検光子と、受光手段を用いて、該第１の移相子と該第２の移相子との間に試料を挿入し、該試料の複屈折を解析する方法に関し、第１の移相子の進相軸と所定の基準方位とのなす角度を第１の角度と定義し、第２の移相子の進相軸と該基準方位とのなす角度を第２の角度と定義し、該第２の角度に設定された該第２の移相子の進相軸と検光子の透過軸とのなす角度が角度ω２、ω４となるように該検光子を順次回動させたときに受光手段が検出する光の強度をそれぞれＩ２、Ｉ４と定義し、該第２の移相子の進相軸と該基準方位とのなす角度を該第２の角度から変更したときの角度を第３の角度と定義し、該第３の角度に設定された該第２の移相子の進相軸と該検光子の透過軸とのなす角度が角度ω６、ω８となるように該検光子を順次回動させたときに該受光手段が検出する光の強度をそれぞれＩ６、Ｉ８と定義した場合に、試料の主軸方位Θを次式（３）
【数３】
2011257380.tif 000005
により求めることを特徴とした方法である。
（但し、第１の角度、第２の角度、第３の角度は、それぞれ１８０°×ｋ−４５°，１８０°×ｌ，１８０°×ｍ＋４５°（ｋ，ｌ，ｍは整数）、あるいは、それぞれ１８０°×ｐ＋４５°，１８０°×ｑ＋９０°，１８０°×ｒ＋１３５°（ｐ，ｑ，ｒは整数）であり、
ω２及びω４のうち一方が０°であり他方が９０°であり、
ω６及びω８のうち一方が０°であり他方が９０°である）。
【００１１】
本発明によれば、後述するように等式｜Ｉ１−Ｉ３｜＝｜Ｉ５−Ｉ７｜が成り立ち、Ｉ２，Ｉ４，Ｉ６，Ｉ８から主軸方位Θを求めることができる。したがって、式（３）において、検出する光強度にノイズが発生して｜Ｉ１−Ｉ３｜＝｜Ｉ５−Ｉ７｜が成り立たなくなるような状況において、従来の測定方法では発生していた、Ｉ１−Ｉ３やＩ５−Ｉ７が０に近づいたときに正しい主軸方位Θが求めることができなくなる現象を、本発明においては回避することができる。そして、第１の移相子は、光軸周りに回動可能であり、第１の角度を１８０°×ｋ−４５°又は１８０°×ｐ＋４５°に選択的に設定することが可能である。これにより、試料に左円偏光又は右円偏光のいずれを入射させる場合でも、上記現象を回避することができる。
【００１２】
また、上記の課題を解決する本発明の一実施形態に係る複屈折測定装置は、所定の偏光状態の光束を出射する光源部と、所定の基準方位に対して第１の角度をなす方向に配置された進相軸を有し、光源部からの光束を円偏光に変換する第１の移相子と、円偏光が入射した試料から射出される光の位相を変化させる、当該進相軸と所定の基準方位とのなす角度が第２の角度又は第３の角度に変化するように光軸周りに回動自在に構成された第２の移相子と、第２の移相子により位相が変化した光の少なくとも一部を透過させる、当該透過軸が任意の方向を向くように光軸周りに回動自在に構成された検光子と、検光子を透過した光の強度を検出する受光手段と、受光手段で検出された光の強度を用いて試料の複屈折情報を解析するプロセッサとを有した装置である。本発明に係るプロセッサは、第２の角度に設定された第２の移相子の進相軸と検光子の透過軸とのなす角度が角度ω２、ω４となるように該検光子を順次回動させたときに受光手段が検出する光の強度をそれぞれＩ２、Ｉ４と定義し、該第３の角度に設定された該第２の移相子の進相軸と該検光子の透過軸とのなす角度が角度ω６、ω８となるように該検光子を順次回動させたときに該受光手段が検出する光の強度をそれぞれＩ６、Ｉ８と定義した場合に、試料の主軸方位Θを次式（４）
【数４】
2011257380.tif 000006
により求めることを特徴とした装置である。
（但し、第１の角度、第２の角度、第３の角度は、それぞれ１８０°×ｋ−４５°，１８０°×ｌ，１８０°×ｍ＋４５°（ｋ，ｌ，ｍは整数）、あるいは、それぞれ１８０°×ｐ＋４５°，１８０°×ｑ＋９０°，１８０°×ｒ＋１３５°（ｐ，ｑ，ｒは整数）であり、
ω１及びω３のうち一方が４５°であり他方が１３５°であり、
ω５及びω７のうち一方が４５°であり他方が１３５°である）。
【００１３】
第１の移相子は、第１の角度が１８０°×ｋ−４５°又は１８０°×ｐ＋４５°になるように光軸周りに回動自在に構成されてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、試料の複屈折特性により生じる位相差（レターデーション）の全範囲、特に９０°において、大きな測定誤差を発生させることなく主軸方位を算出及び評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の一実施形態における複屈折測定方法を用いる測定装置を示す模式図である。
【図２】図２（ａ）及び（ｃ）は、本発明の一実施形態における複屈折測定方法を用いる複屈折測定装置の各部の設定を示す模式図であり、図２（ｂ）及び（ｄ）は、複屈折測定により検出される楕円偏光を示すグラフである。
【図３】図３（ａ）は、従来の複屈折測定によって得られるレンズの複屈折分布を示す模式図であり、図３（ｂ）は、本発明の一実施形態における複屈折測定によって得られるレンズの複屈折分布を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態における複屈折測定方法及び複屈折測定装置について説明する。
【００１７】
図１は、本実施形態における複屈折測定方法を用いる複屈折測定装置１００の模式図を示す。複屈折測定装置１００は、光源部１０と、ビームエキスパンダ１１と、第１の１／４波長板２０と、第２の１／４波長板４０と、偏光板５０と、撮像素子（ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなど）６０とを備える。光源部１０は、直線偏光を発生するレーザ光源から、あるいは偏光状態がランダムな光束を発する光源と偏光板との組み合わせから構成されている。ビームエキスパンダ１１は、光源部１０から出射された光の光束径を拡大する。第１の１／４波長板２０は、ビームエキスパンダ１１により光束径が拡大された光を円偏光に変換する移相子として機能する。また、第２の１／４波長板４０は、第１及び第２の１／４波長板２０，４０の間において光の光路上に挿入される試料３０を透過した光を、直線偏光に近い楕円偏光に変換する移相子として機能する。偏光板５０は、光の光路上に回動自在に設けられ、検光子として機能する。撮像素子６０は、偏光板５０を透過した光を受光する。
【００１８】
撮像素子６０からの出力は、Ａ／Ｄ変換されてフレームメモリ６１に記憶され、プロセッサ６２により解析され、複屈折の情報としてモニタ６３に表示される。第１の１／４波長板２０は、プロセッサ６２からの制御に基づいて、駆動部としてのモータ２１により光軸周りに回動する。第２の１／４波長板４０は、プロセッサ６２からの制御に基づいて、駆動部としてのモータ４１を介して少なくとも２つの角度に設定できるよう光軸周りに回動自在に設けられている。偏光板５０は、駆動部としてのモータ５１により自動的に回動する。偏光板５０の現在の回動角度は、角度センサ５２を介してプロセッサ６２に入力する。
【００１９】
複屈折測定装置１００を用いて試料の偏光特性を測定する場合、図示省略されたホルダ等に試料３０を取り付けて第１及び第２の１／４波長板２０，４０間に試料３０を配置し、試料３０に対して円偏光を入射させ、試料３０を透過した偏光を第２の１／４波長板４０及び偏光板５０を介して撮像素子６０により受光させる。試料３０が複屈折性を有する場合、試料３０の遅相軸と進相軸との屈折率の違いにより円偏光の直交２軸における進行速度が異なる。したがって、円偏光は、試料３０を透過後、楕円偏光となる。そして、この楕円偏光は、第２の１／４波長板４０を通過すると直線偏光に近い楕円偏光となって偏光板５０を通過する。偏光板５０を回動させることにより、撮像素子６０における受光量が正弦的に変化する。そのため、この正弦的変化を複数の回動位置でサンプリングすることにより、偏光の状態を測定することができる。試料３０は、直線偏光に対しては複屈折の主軸方位に対する不感方向を持つ。しかし、試料３０は、円偏光に対しては複屈折の主軸方位に対する不感方向を持たない。本実施形態においては試料３０に円偏光を入射させているため、いずれの方向においても偏光状態の測定が可能である。なお、測定する光の偏光状態が直線偏光に近いほど、撮像素子６０における受光量の変化は大きくなって測定精度が向上する。
【００２０】
図２を参照しながら、複屈折測定における複屈折測定装置１００の各部の設定と測定光の偏光状態について説明する。便宜上、図２（ａ）〜（ｄ）において、光源部１０の偏光板により変換される直線偏光の偏光方向のうち紙面右方向を正の方向とするＸ軸と、Ｘ軸に直交し紙面上方向を正の方向とするＹ軸が設定される。なお、Ｘ軸を基準方位として、Ｘ軸から反時計回りの方向を正の方向として角度を取る。便宜上、光源部１０の偏光板は、透過軸がＸ軸と一致するように配置される。また、第１の１／４波長板２０は、進相軸とＸ軸とのなす角がαとなるように配置される。また、第２の１／４波長板４０は、進相軸とＸ軸とのなす角がβとなるように配置される。偏光板５０は、図２（ａ）又は図２（ｃ）に示すように、透過軸が１〜８で示す角度ω１〜ω８をなす方向に向くように順次回動する。透過軸の角度ω１〜ω８は、第２の１／４波長板４０の進相軸との相対的な角度である。本実施形態の複屈折測定では、各角度ωｋ（ｋは自然数；ｋ＝１〜８）において撮像素子６０に入射する楕円偏光の光強度Ｉｋが測定される。複屈折の位相差及び主軸方位の計算を簡単にするため、ω１〜ω４の角度を４５°ずつ変更して光強度Ｉ１〜Ｉ４の測定が行われる。また、ω５〜ω８についても同様に角度を４５°ずつ変更して光強度Ｉ５〜Ｉ８の測定が行われる。
【００２１】
まず、第２の１／４波長板４０の角度βが任意の角度に設定されて、撮像素子６０に入射する楕円偏光の解析が行われる。先にも述べたように、偏光板５０の透過軸の角度をω１〜ω４に順次変更したときに測定される楕円偏光の光強度をそれぞれＩ１〜Ｉ４とすると、第１の１／４波長板２０の進相軸とＸ軸とのなす角度αと、第２の１／４波長板４０の進相軸とＸ軸とのなす角度βとによって定まる角度（α＋β）だけ傾いた軸からの楕円偏光の長軸の傾きを示す楕円偏光の傾き角φ３は、以下の式（５）により求められる。なお、この場合の第２の１／４波長板４０を透過後の光（楕円偏光）は、図２（ｂ）に示される通りである。
【００２２】
【数５】
2011257380.tif 000007
【００２３】
次に、第２の１／４波長板４０の角度βを別の角度に変更した後、再度、撮像素子６０に入射する楕円偏光の解析が行われる。先にも述べたように、偏光板５０の透過軸の角度をω５〜ω８に順次変更したときに測定される楕円偏光の光強度をそれぞれＩ５〜Ｉ８とすると、第１の１／４波長板２０の進相軸とＸ軸とのなす角度αと、第２の１／４波長板４０の進相軸とＸ軸とのなす角度βとによって定まる角度（α＋β）だけ傾いた軸からの楕円偏光の長軸の傾きを示す楕円偏光の傾き角φ４は、以下の式（６）により求められる。なお、この場合の第２の１／４波長板４０を透過後の光（楕円偏光）は、図２（ｄ）に示される通りである。
【００２４】
【数６】
2011257380.tif 000008
【００２５】
ここで、楕円偏光の傾き角φ３，φ４と、複屈折の位相差Δ及び主軸方位Θには、以下の式（７）及び（８）が成り立つ。
【００２６】
【数７】
2011257380.tif 000009
【００２７】
【数８】
2011257380.tif 000010
【００２８】
式（７）及び（８）に式（５）及び（６）を用いると、以下の式（９）及び（１０）が得られる。
【００２９】
【数９】
2011257380.tif 000011
【００３０】
【数１０】
2011257380.tif 000012
【００３１】
式（１０）を用いて主軸方位Θを求める場合、Ｉ１−Ｉ３及びＩ５−Ｉ７が共に０に近づくと、Ｉ１−Ｉ３とＩ５−Ｉ７とが等しければ式（１０）を用いて正しい主軸方位Θを求めることができるが、Ｉ１−Ｉ３とＩ５−Ｉ７とが等しくなければ、式（１０）において０近傍の除算を含む。式（５），（６），（９）から、Ｉ１−Ｉ３及びＩ５−Ｉ７が共に０に近づくと位相差Δが９０°に近づくことがわかる。したがって、式（１０）を用いて解析を行うと、位相差Δが９０°近傍である範囲において、光強度のわずかな検出誤差が発生すると主軸方位Θの値が大きく変化するため、ノイズが多く含まれた結果が算出されてしまう。
【００３２】
そこで、式（１０）について主軸方位Θと各光強度Ｉ１〜Ｉ８との関係について解析する。本実施形態における複屈折測定装置１００の測定光学系を、ジョーンズベクトル及びジョーンズマトリクスを用いて表すと、以下の式（１１）のようになる。
【００３３】
【数１１】
2011257380.tif 000013
【００３４】
ここで、ＬとＬ’は、それぞれ、光源から測定光学系への入射光と測定光学系からの出射光（すなわち撮像素子６０での検出光）のジョーンズベクトルを表す。また、Ｑα，９０°，ＸΘ，Δ，Ｑβ，９０°，Ｐωｋは、それぞれ、第１の１／４波長板２０、試料３０、第２の１／４波長板４０、偏光板５０のジョーンズマトリクスを表す。
【００３５】
本実施形態においては、第１の１／４波長板２０により左円偏光に変換するため、第１の１／４波長板２０の進相軸をＸ軸とのなす角αがα＝−４５°となるように配置している。また、第２の１／４波長板４０の進相軸をＸ軸と一致させて（β＝０°）、ω１＝−４５°としてω２〜ω４の角度を４５°ずつ増やして複屈折測定を行っている。ここで光強度Ｉ１を求める。Ｉ１を測定する際、α＝−４５°，β＝０°，ω１＝−４５°であるので、式（１１）より、以下の式（１２）が導かれる。
【００３６】
【数１２】
2011257380.tif 000014
【００３７】
したがって、光強度Ｉ１は以下の式（１３）より求められる。
【００３８】
【数１３】
2011257380.tif 000015
【００３９】
同様に、光強度Ｉ２〜Ｉ４についても、以下の式（１４）〜（１６）により求められる。
【００４０】
【数１４】
2011257380.tif 000016
【数１５】
2011257380.tif 000017
【数１６】
2011257380.tif 000018
【００４１】
次に、第２の１／４波長板４０を、進相軸とＸ軸とのなす角βがβ＝４５°になるように配置する。そして、ω５＝−４５°としてω６〜ω８の角度を４５°ずつ増やして複屈折測定を行う。最初に光強度Ｉ５を求める。α＝−４５°，β＝４５°，ω５＝−４５°として、Ｉ１〜Ｉ４と同様に計算すると、以下の式（１７）が得られる。さらに、光強度Ｉ６〜Ｉ８も求めると、以下の式（１８）〜（２０）が得られる。
【００４２】
【数１７】
2011257380.tif 000019
【数１８】
2011257380.tif 000020
【数１９】
2011257380.tif 000021
【数２０】
2011257380.tif 000022
【００４３】
式（１３）〜（２０）を用いると、式（７）及び（８）から以下の式（２１）及び（２２）が得られる。
【００４４】
【数２１】
2011257380.tif 000023
【数２２】
2011257380.tif 000024
【００４５】
すなわち、Ｉ１−Ｉ３＝Ｉ５−Ｉ７＝ｃｏｓΔが成立することがわかる。そして、式（１３）〜（２２）から、式（８）及び（１０）を以下の式（２３）のように変形することができる。
【数２３】
2011257380.tif 000025
【００４６】
従来は、上述したように、位相差Δが９０°近傍となる場合に、図３（ａ）に示すように、誤測定であることが明らかな主軸方位が現れていた。これに対して、本実施形態における複屈折測定では、式（２３）に示される通りＩ１、Ｉ３、Ｉ５、Ｉ７を考慮する必要がないため、光強度のわずかな検出誤差に起因する主軸方位Θの変化に伴う誤測定が有効に避けられる。例えば、図３（ｂ）に示すように、位相差Δの全範囲において、誤測定により主軸方位が不連続に変化する現象を回避することができる。したがって、正しい測定値を用いて複屈折を評価することができる。すなわち、αが１８０°×ｋ−４５°（ｋは整数）で表され、光強度Ｉ１〜Ｉ４を測定するときのβが１８０°×ｌ（ｌは整数）で表され、光強度Ｉ５〜Ｉ８を測定するときのβが１８０°×ｍ＋４５°（ｍは整数）で表される場合に、当該現象を回避することができる。
【００４７】
なお、本実施形態の複屈折測定では、説明の便宜上、光強度を８通り（Ｉ１〜Ｉ８）測定するように記載しているが、実用上は式（２３）に示されるように４通り（Ｉ２、Ｉ４、Ｉ６、Ｉ８）測定するだけで足りる。
【００４８】
以上が本発明における実施形態に関する説明である。本発明は、上記の構成に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲において種々の変形が可能である。例えば、上記の説明では、試料に左円偏光を入射させているが、光源部の偏光板の透過軸と第１の１／４波長板の進相軸の相対角度を変更して右円偏光を入射させた場合においても、左円偏光と右円偏光の対称性を踏まえて、第２の１／４波長板や検光子としての偏光板の角度を設定して撮像素子により光強度を測定することにより、本発明の効果を得ることができる。
【００４９】
すなわち、試料に右円偏光を入射させる場合は、例えば、上記の説明において、α＝４５°，β＝９０°とし、ω２＝０°、ω４＝９０°としてＩ２、Ｉ４を検出し、次にα＝４５°，β＝１３５°とし、ω６＝０°、ω８＝９０°としてＩ６、Ｉ８を検出する。そして、検出した光強度Ｉ２，Ｉ４，Ｉ６，Ｉ８を式（２３）に代入することにより、試料の主軸方位を求めることができる。したがって、右円偏光を試料に入射させる場合は、αが１８０°×ｐ＋４５°（ｐは整数）で表され、光強度Ｉ２，Ｉ４を測定するときのβが１８０°×ｑ＋９０°（ｑは整数）で表され、光強度Ｉ６，Ｉ８を測定するときのβが１８０°×ｒ＋１３５°（ｒは整数）で表される場合に、位相差Δの全範囲において、誤測定により主軸方位が不連続に変化する現象を回避することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１０    光源部
２０，４０    １／４波長板
２１，４１，５１    モータ
３０    試料
５０    偏光板
６０    撮像素子
６２    プロセッサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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