(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
４つの側面を有し、かつ、測定対象物が出射した光に対して、前記光の進行方向から見て正方形又は長方形の断面を有しており、前記光を４つの前記側面で反射させて導光する、所定の光軸に沿って配置された導光部材と、
前記導光部材で導光されてきた前記光に所定の処理をする、偏光依存性を有する処理部と、
前記所定の処理がされた前記光を受光する受光部と、を備え、
前記導光部材が配置されていない状態で、前記所定の光軸に沿って前記処理部に入射した直線偏光において、前記処理部で前記所定の処理がされ、前記受光部へ送られる光量が最大となる前記直線偏光の電場の振動方向を最大方向としたとき、前記最大方向と、４つの前記側面のそれぞれの法線の方向とで形成される角度が、それぞれ４５度になるように、前記導光部材が配置されており、
前記導光部材は、ライトパイプまたは光ファイバであり、
前記導光部材は、前記測定対象物が出射した前記光がＰ偏光成分とＳ偏光成分とに分離されないで入射する入射端面を有しており、前記入射端面から入射した前記光を４つの前記側面で全反射させて導光することにより、前記光の前記Ｐ偏光成分と前記Ｓ偏光成分とに位相差を生じさせることを特徴とする測光装置。
【請求項２】
前記処理部は、前記導光部材で導光されてきた前記光を分光する回折格子を備え、
前記回折格子は、第１の方向に延びる複数の刻線が、前記第１の方向と直交する第２の方向に間隔をあけて並べられた構造を有しており、
前記第１の方向と前記法線の方向とで形成される角度が、４５度になるように、前記導光部材が配置されている請求項１に記載の測光装置。
【請求項３】
前記処理部は、前記導光部材で導光されてきた前記光が入射する入射面と前記光を出射する出射面とを含み、前記光を分光する三角プリズムを備え、
前記入射面及び前記出射面は、それぞれ、前記光の進行方向に対して直交する第１の辺と、前記光の進行方向に対して傾斜する第２の辺とを含み、
前記法線と前記第１の辺とで形成される角度が４５度になるように、前記導光部材が配置されている請求項１に記載の測光装置。
【請求項４】
前記処理部は、前記導光部材で導光されてきた前記光の所定の波長成分を反射し、前記所定の波長成分以外の波長成分を透過する反射透過面を含み、前記光を分光するダイクロイックプリズムを備え、
前記反射透過面は、前記光の進行方向に対して直交する第１の辺と、前記光の進行方向に対して傾斜する第２の辺とを含み、
前記第１の辺と前記法線とで形成される角度が４５度になるように、前記導光部材が配置されている請求項１に記載の測光装置。
【請求項５】
前記導光部材は、直線形状を有しており、下記式（１）を満たす請求項１〜４のいずれか一項に記載の測光装置。
【数３】
0006477360.tif 000004
（ここで、θｐは、ａｒｃｓｉｎ（ｓｉｎθ／ｎｐ）を示し、Ｌ１は、前記導光部材の光軸方向の長さを示し、Ｌ２は、前記断面が正方形のとき、正方形の一辺の長さを示し、前記断面が長方形のとき、長辺の長さを示し、θは、前記光が前記導光部材に入射する側の前記導光部材の端面を前記入射端面としたとき、前記入射端面に入射する前記光の入射角の最大値を示し、ｎｐは、前記導光部材の屈折率を示す。）
【請求項６】
４つの前記側面に形成され、前記光が前記導光部材に入射したときと比べて、前記光が前記導光部材から出射したときの方が、前記光の前記Ｐ偏光成分と前記Ｓ偏光成分との位相差が大きくなるようにするコート膜をさらに備える請求項１〜５のいずれか一項に記載の測光装置。
【請求項７】
前記コート膜は、単層であり、
前記コート膜の屈折率は、前記導光部材の屈折率より大きくされている請求項６に記載の測光装置。
【請求項８】
前記導光部材は、透明な材料からなり、四角柱又は四角錐台の形状を有する請求項１〜７のいずれか一項に記載の測光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、液晶表示装置の画面から出る光を測定する測光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
分光放射輝度計は、分光部を備え、測定対象からの光を分光部で分光して、その光の輝度、彩度、分光特性等を測定する測光装置である。分光部は、回折格子又はプリズム等により構成され、これらの光学素子は、偏光依存性が強い。反射型回折格子で説明すると、直線偏光の偏光方向に応じて、回折格子の回折効率が異なる。このため、測定対象が出射した光が直線偏光の場合（例えば、液晶表示装置の画面から出る光の場合）、偏光依存性が原因で正しい測定値が得られない。そこで、偏光解消素子を分光部の入射側に配置し、偏光解消素子によって直線偏光が解消された光を分光部に入射させている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２６４１６６号公報
【特許文献２】特許第２９９５９８５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１は、偏光解消素子としてファイババンドルを用いている。ファイババンドルを構成する各ファイバに入射された光は、各ファイバ内で反射が繰り返されて分光部に導光される。この反射により直線偏光が解消される。
【０００５】
ファイバは、一般に、光の進行方向から見て円形の断面を有するが、本発明者は、円形の断面を有する導光部材の場合、偏光解消効果が小さく、測定対象物が出射した直線偏光の偏光方向に応じて、測定値にばらつきが生じることを見出した。
【０００６】
本発明は、測定対象物が出射した光の偏光状態に応じて、測定値にばらつきが生じることを防止できる測光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】
【０００７】
上記目的を達成する本発明に係る測光装置は、４つの側面を有し、かつ、測定対象物が出射した光に対して、前記光の進行方向から見て正方形又は長方形の断面を有しており、前記光を４つの前記側面で反射させて導光する、所定の光軸に沿って配置された導光部材と、前記導光部材で導光されてきた前記光に所定の処理をする、偏光依存性を有する処理部と、前記所定の処理がされた前記光を受光する受光部と、を備え、前記導光部材が配置されていない状態で、前記所定の光軸に沿って前記処理部に入射した直線偏光において、前記処理部で前記所定の処理がされ、前記受光部へ送られる光量が最大となる前記直線偏光の電場の振動方向を最大方向としたとき、前記最大方向と、４つの前記側面のそれぞれの法線の方向とで形成される角度が、それぞれ４５度になるように、前記導光部材が配置されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る測光装置によれば、測定対象物が出射した光の電場の振動方向（以下、偏光方向と呼ぶ）が、どのような方向であっても、受光部へ送られる光の光量を同じにできる。よって、測定対象物が出射した光の偏光状態に応じて、測定値にばらつきが生じることを防止できる。導光部材は、例えば、ライトパイプ、ガラスロッド等と呼ばれる、ガラス又は透明樹脂からなる四角柱又は四角錐台である。
【０００９】
最大方向と法線の方向とで形成される角度が４５度になるように、導光部材が配置される態様として、第１の態様〜第３の態様がある。
【００１０】
第１の態様は、処理部が、回折格子の場合である。すなわち、第１の態様において、前記処理部は、前記導光部材で導光されてきた前記光を分光する回折格子を備え、前記回折格子は、第１の方向に延びる複数の刻線が、前記第１の方向と直交する第２の方向に間隔をあけて並べられた構造を有しており、前記第１の方向と前記法線の方向とで形成される角度が、４５度になるように、前記導光部材が配置されている。反射型回折格子の場合、受光部へ送られる光の光量が最大とは、回折格子の回折効率が最大を意味する。透過型回折格子の場合、受光部へ送られる光の光量が最大とは、回折格子の透過率が最大を意味する。
【００１１】
第２の態様は、処理部が、三角プリズムの場合である。すなわち、第２の態様において、前記処理部は、前記導光部材で導光されてきた前記光が入射する入射面と前記光を出射する出射面とを含み、前記光を分光する三角プリズムを備え、前記入射面及び前記出射面は、それぞれ、前記光の進行方向に対して直交する第１の辺と、前記光の進行方向に対して傾斜する第２の辺とを含み、前記法線と前記第１の辺とで形成される角度が４５度になるように、前記導光部材が配置されている。三角プリズムの場合、受光部へ送られる光の光量が最大とは、入射面及び出射面の透過率が最大を意味する。
【００１２】
第３の態様は、処理部が、ダイクロイックプリズムの場合である。すなわち、第３の態様において、前記処理部は、前記導光部材で導光されてきた前記光の所定の波長成分を反射し、前記所定の波長成分以外の波長成分を透過する反射透過面を含み、前記光を分光するダイクロイックプリズムを備え、前記反射透過面は、前記光の進行方向に対して直交する第１の辺と、前記光の進行方向に対して傾斜する第２の辺とを含み、前記第１の辺と前記法線とで形成される角度が４５度になるように、前記導光部材が配置されている。ダイクロイックプリズムの場合、受光部へ送られる光の光量が最大とは、透過反射面の透過率が最大を意味する。
【００１３】
上記構成において、前記導光部材は、直線形状を有しており、下記式（１）を満たす。
【数１】
0006477360.tif 000002
【００１４】
ここで、θｐは、ａｒｃｓｉｎ（ｓｉｎθ／ｎｐ）を示し、Ｌ１は、導光部材の光軸方向の長さを示し、Ｌ２は、前記断面が正方形のとき、正方形の一辺の長さを示し、前記断面が長方形のとき、長辺の長さを示し、θは、前記光が前記導光部材に入射する側の前記導光部材の端面を入射端面としたとき、前記入射端面に入射する前記光の入射角の最大値を示し、ｎｐは、前記導光部材の屈折率を示す。
【００１５】
導光部材の側面で、光が反射される回数が多くなれば、偏光解消効果が大きくなる。この構成によれば、入射端面への入射角が最大となる光に対して、最低、２回反射させることができる。
【００１６】
上記構成において、４つの前記側面に形成され、前記光が前記導光部材に入射したときと比べて、前記光が前記導光部材から出射したときの方が、前記光のＰ偏光成分とＳ偏光成分との位相差が大きくなるようにするコート膜をさらに備える。
【００１７】
導光部材に入射した光のＰ偏光成分とＳ偏光成分との位相差を大きくできれば、偏光解消効果が大きくなる。この構成によれば、コート膜により、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分との位相差を大きくできるので、偏光解消効果をさらに大きくできる。
【００１８】
導光部材の光軸方向の長さを大きくすれば、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分との位相差を大きくできるが、測光装置が大型化する。この構成によれば、コート膜により、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分との位相差を大きくできるので、導光部材の光軸方向の長さが小さくても（すなわち、測光装置を小型化しても）、偏光解消効果を得ることができる。
【００１９】
上記構成において、前記コート膜は、単層であり、前記コート膜の屈折率は、前記導光部材の屈折率より大きくされている。
【００２０】
この構成によれば、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分との位相差を大きくすることができる。
本発明に係る測光装置の他の態様は、４つの側面を有し、かつ、測定対象物が出射した光に対して、前記光の進行方向から見て正方形又は長方形の断面を有しており、前記光を４つの前記側面で反射させて導光する、所定の光軸に沿って配置された導光部材と、前記導光部材で導光されてきた前記光に所定の処理をする、偏光依存性を有する処理部と、前記所定の処理がされた前記光を受光する受光部と、を備え、前記導光部材が配置されていない状態で、前記所定の光軸に沿って前記処理部に入射した直線偏光において、前記処理部で前記所定の処理がされ、前記受光部へ送られる光量が最大となる前記直線偏光の電場の振動方向を最大方向としたとき、前記最大方向と、４つの前記側面のそれぞれの法線の方向とで形成される角度が、それぞれ４５度になるように、前記導光部材が配置されており、前記導光部材は、ライトパイプまたは光ファイバであり、前記導光部材は、前記測定対象物が出射した前記光がＰ偏光成分とＳ偏光成分とに分離されないで入射する入射端面を有しており、前記入射端面から入射した前記光を４つの前記側面で全反射させて導光することにより、前記光の前記Ｐ偏光成分と前記Ｓ偏光成分とに位相差を生じさせることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、測定対象物が出射した光の偏光状態によらず、測定値を安定化できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施形態に係る測光装置の構成を示す模式図である。
【図２】光の進行方向（Ｚ方向）から見たライトパイプの断面を示す模式図である。
【図３】回折格子を示す模式図である。
【図４】本実施形態において、光の進行方向（Ｚ方向）から見たライトパイプの断面と、ライトパイプの側面で反射される直線偏光の光との関係を説明する説明図である。
【図５】波長５４６ｎｍの光が、石英ガラスと空気との境界で反射する場合、入射角と位相との関係を示すグラフである。
【図６】ライトパイプの側面図である。
【図７】比較例において、直線偏光の光と、光の進行方向（Ｚ方向）から見たライトパイプの断面との関係を説明する説明図である。
【図８】第１変形例に係る測光装置の構成を示す模式図である。
【図９】第１変形例において、光の進行方向（Ｚ方向）から見た、ライトパイプの断面と三角プリズムの入射面とを並べて示す模式図である。
【図１０】第２変形例に係る測光装置の構成を示す模式図である。
【図１１】第２変形例において、光の進行方向（Ｚ方向）から見た、ライトパイプの断面とダイクロイックプリズムの反射透過面とを並べて示す模式図である。
【図１２】ライトパイプ束を説明する説明図である。
【図１３】側面にコート膜が形成されたライトパイプの断面を示す模式図である。
【図１４】単層のコート膜を備えるサンプルの条件を示す表である。
【図１５】単層のコート膜を備えるサンプルについて、入射角と位相差との関係を示すグラフである。
【図１６】三層のコート膜を備えるサンプルの条件を示す表である。
【図１７】三層のコート膜を備えるサンプルについて、入射角と位相差との関係を示すグラフである。
【図１８】偏光解消効果を示す具体的な値を算出するための測光装置のモデルを示す模式図である。
【図１９】図１８に示す測光装置のモデルを用いて算出した光量変動の一例を示すグラフである。
【図２０】コート膜がライトパイプの側面に形成されていない場合の偏光解消効果を示す表である。
【図２１】単層のコート膜がライトパイプの側面に形成されている場合の偏光解消効果を示す表である。
【図２２】三層のコート膜がライトパイプの側面に形成されている場合の偏光解消効果を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。各図において、同一符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その構成について、既に説明している内容については、その説明を省略する。
【００２４】
図１は、本実施形態に係る測光装置１ａの構成を示す模式図である。測光装置１ａは、例えば、分光放射輝度計であり、測定対象物１０が出射した直線偏光の光Ｒを分光して、光Ｒの輝度、彩度、分光特性等を測定する。測定対象物１０が出射した直線偏光の光Ｒは、例えば、液晶表示装置の画面から出る光である。直線偏光の光を、単に、直線偏光と記載する場合もある。
【００２５】
測光装置１ａは、対物レンズ２、ライトパイプ３、及び、ポリクロメータ４を備える。ポリクロメータ４の替わりにモノクロメータでもよい。測定対象物１０からポリクロメータ４までの光路上に、対物レンズ２及びライトパイプ３が配置されている。測定対象物１０からポリクロメータ４までの間において、光Ｒの進行方向をＺ方向とする。Ｚ方向と直交する２つの方向のうち、一方をＸ方向（紙面に垂直な方向）とし、他方をＹ方向とする。Ｘ方向とＹ方向とは、直交している。
【００２６】
対物レンズ２は、測定対象物１０が出射した直線偏光の光Ｒを集光して、ライトパイプ３の入射端面３０に光源像を形成する。液晶表示装置の場合、光源像は、液晶表示装置の光源の像である。
【００２７】
ライトパイプ３は、導光部材の具体例である。図２は、Ｚ方向から見たライトパイプ３の断面を示す模式図である。図１及び図２を参照して、ライトパイプ３は、４つの側面３２と２つの端面（入射端面３０、出射端面３１）とで規定される正四角柱の形状を有する。ライトパイプ３の材料は、例えば、石英ガラス、光学ガラス、透明樹脂であり、目的に応じてそれらの材料が選択される。
【００２８】
対物レンズ２で集光された光Ｒは、入射端面３０に入射し、側面３２で反射が繰り返されることにより、ライトパイプ３内で導光され、出射端面３１から出射される。反射回数は、入射端面３０に入射する光Ｒの入射角等に応じて決まる。仮想的には、入射端面３０に多くの光源像が形成されており、それぞれの光源像が出射端面３１を照明することにより、出射端面３１の照度が均一となる。
【００２９】
このように、ライトパイプ３は、４つの側面３２を有し、かつ、測定対象物１０が出射した直線偏光の光Ｒに対して、Ｚ方向（光Ｒの進行方向）から見て正方形の断面を有しており、光Ｒを４つの側面３２で反射させて導光する。
【００３０】
ライトパイプ３の断面形状は、正方形に限らず、長方形でもよい。
【００３１】
ライトパイプ３の立体形状は、正四角柱に限らず、例えば、入射端面３０から出射端面３１に向けて断面が徐々に小さくなる四角柱でもよい。このようにすれば、出射端面３１のサイズを小さくできる。出射端面３１のサイズを小さくすれば、ポリクロメータ４の波長分解能を向上させることができる。
【００３２】
ライトパイプ３を導光部材としているが、光ファイバを導光部材にしてもよい。
【００３３】
図１を参照して、ポリクロメータ４は、結像光学系５、回折格子６及びリニアアレイセンサ７を備える。ポリクロメータ４の入射開口４０は、ライトパイプ３の出射端面３１と対向しており、出射端面３１から出射され光Ｒは、入射開口４０を通って、結像光学系５に入射し、結像光学系５でコリメートされて平行光にされる。平行光にされた光Ｒは、回折格子６に入射する。
【００３４】
回折格子６は、ライトパイプ３で導光されてきた光Ｒを分光する。回折格子６は、反射型であり、回折格子６に入射した光Ｒは、回折格子６によって回折されて反射される。図３は、回折格子６を示す模式図である。回折格子６は、第１の方向に延びる複数の刻線６０を有する。刻線６０は、溝とも称される。複数の刻線６０は、第１の方向と直交する第２の方向に一定の間隔をあけて並べられている。
【００３５】
回折格子６は、ライトパイプ３で導光されてきた光Ｒに所定の処理をする、偏光依存性を有する処理部の具体例である。
【００３６】
図１を参照して、回折格子６で反射された光Ｒは、再び、結像光学系５に入射し、結像光学系５によってリニアアレイセンサ７の受光面７０上に光源像の波長分散像として結像される。
【００３７】
リニアアレイセンサ７は、処理部で所定の処理がされた光Ｒを受光する受光部の具体例である。リニアアレイセンサ７は、一方向に沿って配列された複数の光電変換素子を備えて構成される。光電変換素子は、例えば、シリコンホトダイオード（ＳＰＤ）等である。リニアアレイセンサ７は、受光面７０上に形成された光源像の波長分散像を、複数の光電変換素子のそれぞれによって光電変換することによって、各波長の強度レベルを表す電気信号を生成する。
【００３８】
図１を参照して、ライトパイプ３が配置されていない状態で、所定の光軸に沿ってポリクロメータ４に直線偏光が入射する場合、反射型の回折格子６は、刻線６０が延びる方向(Ｘ方向)と、平行、又は、垂直な偏光方向の直線偏光に対して、回折格子６の回折効率が最大となる（すなわち、リニアアレイセンサ７へ送られる光量が最大となる）。いずれの方向の偏光方向の直線偏光に対して、回折格子６の回折効率が最大となるのかは、回折格子の特性(形状、溝ピッチ等)、直線偏光の波長等に応じて決まる。なお、所定の光軸は、ライトパイプ３の光軸ＡＸ（図６）と一致する。ライトパイプ３は、所定の光軸に沿って配置されていることになる。また、偏光方向とは、電場の振動方向を意味している。以下に出てくる偏光方向もこの意味である。
【００３９】
ポリクロメータ４に上記所定の光軸に沿って入射する直線偏光は、偏光方向がＸ方向、又は、Ｙ方向の場合に、回折格子６の反射率が最大となり、ライトパイプ３の４つの側面３２のそれぞれの法線Ｎの方向とＸ方向とで形成される角度θ１、および、法線ＮとＹ方向とで形成される角度θ２が、４５度になるように、ライトパイプ３が配置される。
【００４０】
このように、導光部材（ライトパイプ３）が配置されていない状態で、所定の光軸に沿って処理部（ポリクロメータ４）に入射した直線偏光において、処理部で所定の処理がされ、受光部（リニアアレイセンサ７）へ送られる光量が最大となる直線偏光の偏光方向（電場の振動方向）を最大方向としたとき、最大方向と、４つの側面３２のそれぞれの法線Ｎの方向とで形成される角度がそれぞれ４５度（又は略４５度）になるように、導光部材が配置されている。
【００４１】
このように配置されたライトパイプ３を備える本実施形態に係る測光装置１ａによれば、入射端面３０（図１）に入射する光Ｒがどのような偏光状態であっても、出射端面３１（図１）から出射される光Ｒについて、偏光方向がＸ方向の直線偏光成分を５０％、偏光方向がＹ方向の直線偏光成分を５０％にすることができる。これにより、測定対象物１０が出射した直線偏光の光Ｒが、どのような偏光状態であっても、回折格子６の回折効率を同じにすることができる。
【００４２】
以下、これについて詳しく説明する。図４は、本実施形態において、Ｚ方向（光Ｒの進行方向）から見たライトパイプ３の断面と、ライトパイプ３の側面３２で反射される直線偏光の光Ｒとの関係を説明する説明図である。直線偏光の光Ｒを示す矢印の方向が偏光方向を示している。直線偏光の光Ｒは、Ｐ偏光成分ＲＰとＳ偏光成分ＲＳとで構成される。Ｐ偏光成分ＲＰの方向は、法線Ｎの方向であり、Ｓ偏光成分ＲＳの方向は、側面３２内において、法線Ｎと直交する方向である。
【００４３】
Ｐ偏光、Ｓ偏光について簡単に説明する。２つの媒質の境界となる平面で、光が反射、屈折をするとき、入射光、反射光及び屈折光を含む平面を、入射面とする。電場の振動方向が入射面内である偏光が、Ｐ偏光であり、電場の振動方向が入射面と垂直である偏光が、Ｓ偏光である。
【００４４】
図１及び図４を参照して、入射端面３０に入射した直線偏光の光Ｒは、ライトパイプ３の側面３２で反射が繰り返されて、出射端面３１から出射される。高屈折率の媒質（ここでは、ライトパイプ３）と低屈折率の媒質（ここでは、空気）との境界に、臨界角以上の入射角で高屈折率の媒質側から光Ｒが入射したとき、光Ｒが全反射する。
【００４５】
光Ｒが全反射される際に、光ＲのＰ偏光成分ＲＰ及びＳ偏光成分ＲＳのそれぞれに位相変化が発生する。Ｐ偏光成分ＲＰの位相変化の値とＳ偏光成分ＲＳの位相変化の値とは異なり、入射角に応じて、Ｐ偏光成分ＲＰ及びＳ偏光成分ＲＳのそれぞれの位相変化の値が異なる。図５を用いて、具体的に説明する。
【００４６】
図５は、波長５４６ｎｍの光が、石英ガラス（屈折率ｎ＝１．４６）と空気（屈折率ｎ＝１）との境界で反射する場合、入射角と反射光の位相変化との関係を示すグラフである。グラフの横軸は、入射角であり、単位は、度である。グラフの縦軸は、位相であり、単位は、度である。
【００４７】
入射角が、約４３度を超えると光は全反射する。Ｐ偏光成分ＲＰの位相変化の値とＳ偏光成分ＲＳの位相変化の値とは異なり、入射角に応じて、Ｐ偏光成分ＲＰ及びＳ偏光成分ＲＳのそれぞれの位相変化の値が異なることが分かる。本実施形態では、Ｐ偏光成分ＲＰとＳ偏光成分ＲＳとの位相差を利用して、直線偏光の光Ｒに対して、偏光を解消する。これについて、図６を用いて説明する。
【００４８】
図６は、ライトパイプ３の側面図である。ＡＸは、ライトパイプ３の光軸を示す。Ｌ１は、ライトパイプ３の光軸方向の長さである。Ｌ２は、ライトパイプ３の縦断面（正方形）の一辺の長さである。θは、入射端面３０に入射する直線偏光の光Ｒの入射角の最大値である。
【００４９】
対物レンズ２（図１）のＮＡを０．２、ライトパイプ３の屈折率ｎを１．４６、Ｌ１を２００ｍｍ、Ｌ２を１ｍｍとする。θは約１１．５度となり、ライトパイプ３内部において光Ｒが光軸ＡＸと形成する角度の最大値は、約７．９度となり、側面３２への光Ｒの入射角は、約８２．１度〜９０度となる。以上の条件下で、入射端面３０に入射した光Ｒが、どのような状態で出射端面３１から出射されるかを図４で説明する。
【００５０】
図４において、偏光方向がＹ方向の直線偏光の光Ｒについて考える。この場合、側面３２で反射された直線偏光の光Ｒについて、Ｐ偏光成分ＲＰは５０％、Ｓ偏光成分ＲＳは５０％となる。
【００５１】
ここで重要なことは、偏光方向がＹ方向の直線偏光の光Ｒが、側面３２のどの箇所で反射されたとしても、常に、Ｐ偏光成分ＲＰが５０％、Ｓ偏光成分ＲＳが５０％となることである。
【００５２】
側面３２への光Ｒの入射角が８２．１度のとき、Ｐ偏光成分ＲＰとＳ偏光成分ＲＳとの位相差は、図５に示すように、約１１．４度となる。この場合、入射端面３０に入射した直線偏光の光Ｒは、側面３２で２７回反射を繰り返して、出射端面３１から出射される。出射された光Ｒについて、Ｐ偏光成分ＲＰとＳ偏光成分ＲＳとの位相差は、約３０９度（＝約１１．４度×２７回）となる。位相差が９０度のとき、円偏光となり、位相差が１８０度のとき、偏光方向が９０度変わる。
【００５３】
側面３２への光Ｒの入射角が９０度のとき、光Ｒの方向は光軸ＡＸの方向なので、光Ｒは、側面３２で反射されることなく、光Ｒが入射端面３０に入射したきの偏光方向を維持した状態で、光Ｒが出射端面３１から出射される。
【００５４】
このように、側面３２への光Ｒの入射角（＝約８２．１度〜９０度）に応じて、位相差が約３０９度〜０度まで連続的に変化する。この結果、様々な偏光状態が混在した光Ｒが出射端面３１から出射される。この場合、出射端面３１から出射した光Ｒの全体において、偏光方向がＹ方向の直線偏光成分が約５６％、偏光方向がＸ方向の直線偏光成分が約４４％となる。これらの偏光成分の割合の差が小さいので、偏光が解消されていると言える。
【００５５】
これらの偏光成分の割合に差がないのが理想である（すなわち、偏光方向がＹ方向の直線偏光成分を５０％、偏光方向がＸ方向の直線偏光成分を５０％にする）。ライトパイプ３内部において光Ｒが反射する方向と光軸ＡＸとで形成される角度の最大値を大きくしたり（言い換えれば、対物レンズ２のＮＡを大きくしたり）、ライトパイプ３の光軸方向の長さＬ１を大きくしたり、ライトパイプ３の縦断面（正方形）の一辺の長さＬ２を小さくしたりすれば、偏光方向がＹ方向の直線偏光成分と、偏光方向がＸ方向の直線偏光成分との割合の差をなくすことができる。
【００５６】
図４を参照して、直線偏光の光Ｒの偏光方向と法線Ｎの方向とで形成される角度θ２が４５度のとき、偏光解消効果が最も大きくなる。角度θ２が４５度から小さくなるに従って、偏光解消効果が徐々に小さくなる。そして、角度θ２が０度のとき、すなわち、直線偏光の光Ｒの偏光方向と法線Ｎの方向とが平行であるとき、偏光解消効果がなくなり、直線偏光の光Ｒは、偏光が維持されて、出射端面３１から出射される。
【００５７】
角度θ２が０度のとき、直線偏光の光Ｒは、偏光方向がＹ方向の直線偏光成分が５０％、偏光方向がＸ方向の直線偏光成分が５０％となるので、両者の差がない。従って、偏光解消効果がなくても、出射端面３１から出射される光Ｒの全体において、偏光方向がＹ方向の直線偏光成分を５０％、偏光方向がＸ方向の直線偏光成分を５０％にすることができる。
【００５８】
角度θ２が４５度より小さく、０度より大きいとき、角度θ２が小さくなるに従って、偏光方向がＹ方向の直線偏光成分の割合が１００％から徐々に減少して５０％に近づき、偏光方向がＸ方向の直線偏光成分の割合が０％から徐々に増加して５０％に近づく。従って、角度θ２が４５度から０度に近づくに従って偏光解消効果が徐々に小さくなっても、出射端面３１から出射される光Ｒの全体において、偏光方向がＹ方向の直線偏光成分を５０％、偏光方向がＸ方向の直線偏光成分を５０％にすることができる。
【００５９】
以上説明したように、本実施形態に係る測光装置１ａは、入射端面３０に入射する直線偏光の光Ｒが、どのような偏光状態であっても、出射端面３１から出射される光Ｒについて、偏光方向がＹ方向の直線偏光成分を５０％、偏光方向がＸ方向の直線偏光成分を５０％にすることができる。ポリクロメータ４は、偏光方向がＸ方向、又は、Ｙ方向の直線偏光が入射した場合に、受光部（リニアアレイセンサ７）へ送られる光量が最大となる。従って、本実施形態では、測定対象物１０が出射した光Ｒがどのような偏光状態であっても、受光部（リニアアレイセンサ７）へ送られる光量を同じにすることができる。よって、本実施形態によれば、測定対象物１０が出射した直線偏光の光Ｒの偏光状態に応じて、測定値にばらつきが生じることを防止でき（すなわち、いろいろな方向の直線偏光に限らず、円偏光、楕円偏光に対しても、また、完全偏光だけでなく、部分偏光に対しても、測定値にばらつきが生じることを防止でき）、その結果、光Ｒの偏光状態の影響を受けずに安定した測定が可能となる。
【００６０】
また、本実施形態において、直線形状を有するライトパイプ３を用いるので、曲がっているファイバを用いる場合と比べて、シミュレーションによって偏光解消効果を予測することが容易である。
【００６１】
光Ｒの進行方向から見て正方形の断面を有するライトパイプ３で説明したが、光Ｒの進行方向から見て長方形の断面を有するライトパイプ３についても同様である。すなわち、光Ｒの進行方向から見て長方形の断面を有するライトパイプ３の場合でも、入射端面３０に入射する光Ｒが、どのような偏光状態であっても、出射端面３１から出射される光Ｒについて、偏光方向がＹ方向の直線偏光成分を５０％、偏光方向がＸ方向の直線偏光成分を５０％にすることができる。
【００６２】
本実施形態と比較するために、図７に示すように、光Ｒの進行方向（Ｚ方向）から見て円形の断面を有するライトパイプ３ａのとき、偏光解消効果が小さいことを説明する。図７は、比較例において、直線偏光の光Ｒと、光Ｒの進行方向から見たライトパイプ３ａの断面との関係を説明する説明図である。直線偏光の光Ｒの偏光方向は、Ｙ方向である。
【００６３】
ライトパイプ３ａの側面３２ａにおいて、Ｐ１点は、直線偏光の光Ｒの偏光方向と法線Ｎの方向とで形成される角度が、４５度である。Ｐ１点で反射された直線偏光の光Ｒについて、本実施形態と同様に、Ｐ偏光成分ＲＰが５０％、Ｓ偏光成分ＲＳが５０％となる。よって、Ｐ１点で反射された直線偏光の光Ｒは、本実施形態と同様に、偏光が解消された状態でライトパイプ３ａから出射される。
【００６４】
ライトパイプ３ａの側面３２ａにおいて、Ｐ２点は、直線偏光の光Ｒの偏光方向と法線Ｎの方向とで形成される角度が、０度である。Ｐ２点で反射された直線偏光の光Ｒについて、Ｐ偏光成分ＲＰが１００％、Ｓ偏光成分ＲＳが０％となる。よって、Ｐ２点で反射した直線偏光の光Ｒは、偏光を維持した状態でライトパイプ３ａから出射される。
【００６５】
ライトパイプ３ａの側面３２ａにおいて、Ｐ３点は、直線偏光の光Ｒの偏光方向と法線Ｎの方向とで形成される角度が、９０度である。Ｐ３点で反射された直線偏光の光Ｒについて、Ｐ偏光成分ＲＰが０％、Ｓ偏光成分ＲＳが１００％となる。よって、Ｐ３点で反射した直線偏光の光Ｒは、偏光を維持した状態でライトパイプ３ａから出射される。
【００６６】
このように、比較例では、偏光方向がＹ方向の直線偏光の光Ｒについて、光Ｒが反射される側面３２ａの箇所（例えば、Ｐ２点やＰ３点）によっては、偏光が解消されず、光Ｒは、偏光を維持した状態で、ライトパイプ３ａから出射される。従って、比較例は、本実施形態と比較して偏光解消効果が小さい。光Ｒの進行方向から見て、六角形、八角形又は菱形の断面を有するライトパイプについても、同様の理由で本実施形態と比較して偏光解消効果が小さい。
【００６７】
図６を参照して、本実施形態において、ライトパイプ３は、直線形状を有しており、下記式（１）を満たす。
【数２】
0006477360.tif 000003
【００６８】
θｐは、ａｒｃｓｉｎ（ｓｉｎθ／ｎｐ）を示す。ｎｐは、ライトパイプ３の屈折率を示す。既に説明したように、Ｌ１は、ライトパイプ３の光軸方向の長さを示し、Ｌ２は、光Ｒの進行方向から見たライトパイプ３の断面（正方形）の一辺の長さを示し（なお、光Ｒの進行方向から見たライトパイプ３の断面が長方形のとき、長辺の長さを示す）、θは、入射端面３０に入射する光Ｒの入射角の最大値を示す。
【００６９】
上述したように、ライトパイプ３の側面３２で、光Ｒが反射される回数が多くなれば、Ｐ偏光成分ＲＰとＳ偏光成分ＲＳとの位相差が大きくなり、偏光解消効果が大きくなる。式（１）の左辺は、入射端面３０に入射する光Ｒの入射角が最大のとき、光Ｒが、ライトパイプ３の側面３２で反射されるおおよその回数を示す。式（１）を満たせば、入射端面３０への入射角が最大となる光Ｒに対して、最低、２回反射させることができる。
【００７０】
また、ライトパイプ３（導光部材）は、透明な材料からなり、四角柱又は四角錐台の形状を有しており、ｎｐ×ｃｏｓθｐ≧１を満たす。これにより、ライトパイプ３の側面３２での反射が、全反射となる。
【００７１】
本実施形態の第１変形例及び第２変形例を説明する。図８は、第１変形例に係る測光装置１ｂの構成を示す模式図である。測光装置１ｂが図１に示す測光装置１ａと相違する点は、ポリクロメータ４の替わりに、分光装置８を備えることである。
【００７２】
分光装置８は、コリメータレンズ８１、三角プリズム８２及びリニアアレイセンサ７を備える。分光装置８の入射開口８０は、ライトパイプ３の出射端面３１と対向しており、出射端面３１から出射され光Ｒは、入射開口８０を通って、コリメータレンズ８１に入射し、コリメータレンズ８１で平行光にされる。平行光にされた光Ｒは、三角プリズム８２へ向かう。
【００７３】
三角プリズム８２は、入射面８４と出射面８５とを含む。平行光にされた光Ｒは、入射面８４に入射して、三角プリズムで分光されて、出射面８５から出射される。三角プリズム８２は、ライトパイプ３で導光されてきた光Ｒに所定の処理をする、偏光依存性を有する処理部の具体例である。
【００７４】
出射面８５から出射された光Ｒは、結像光学系８３に入射し、結像光学系８３によってリニアアレイセンサ７の受光面７０上に光源像の波長分散像として結像される。リニアアレイセンサ７については、既に説明したので、リニアアレイセンサ７の説明は省略する。
【００７５】
図９は、第１変形例において、光Ｒの進行方向（Ｚ方向）から見た、ライトパイプ３の断面と三角プリズム８２の入射面８４とを並べて示す模式図である。図８及び図９を参照して、入射面８４は、光Ｒの進行方向に対して直交する２つの第１の辺８６と、光Ｒの進行方向に対して傾斜する２つの第２の辺８７とを含む。図示はしないが、反射面８５も同様に、光Ｒの進行方向に対して直交する２つの第１の辺と、光Ｒの進行方向に対して傾斜する２つの第２の辺とを含む。
【００７６】
第１の辺８６の方向をＸ方向に設定する。法線Ｎの方向と第１の辺８６とで形成される角度（つまり、法線Ｎの方向とＸ方向とで形成される角度θ１）が４５度になるように、ライトパイプ３が配置されている。
【００７７】
三角プリズム８２の界面（すなわち、入射面８４、出射面８５）の透過率は、Ｐ偏光とＳ偏光とで異なるので、三角プリズム８２は、偏光依存性を有する。Ｐ偏光の偏光方向（ここではＹＺ面内）又はＳ偏光の偏光方向（ここではＸ方向）のいずれかの偏光方向の直線偏光が、三角プリズム８２の界面の透過率が最大となる（すなわち、リニアアレイセンサ７へ送られる光量が最大となる）。従って、分光装置８は、入射する直線偏光の偏光方向がＸ方向、又は、Ｙ方向の場合に、リニアアレイセンサ７へ送られる光量が最大となる。よって、図１に示す測光装置１ａと同様の理由で、偏光依存性を低減できる。
【００７８】
以上より、第１変形例に係る測光装置１ｂよれば、測定対象物１０が出射した光Ｒがどのような偏光状態であっても、三角プリズム８２の界面の透過率を同じにすることができる。よって、第１変形例に係る測光装置１ｂによれば、測光装置１ａと同様に、測定対象物１０が出射した光Ｒの偏光状態に応じて、測定値にばらつきが生じることを防止できる。
【００７９】
図１０は、第２変形例に係る測光装置１ｃの構成を示す模式図である。測光装置１ｃが図１に示す測光装置１ａと相違する点は、ポリクロメータ４の替わりに、分光装置９を備えることである。測光装置１ｃは、例えば、ＸＹＺ３刺激値型測色装置である。
【００８０】
分光装置９は、コリメータレンズ９１、ダイクロイックプリズム９２及び光学センサ９３，９４，９５を備える。分光装置９の入射開口９０は、ライトパイプ３の出射端面３１と対向しており、出射端面３１から出射され光Ｒは、入射開口９０を通って、コリメータレンズ９１に入射し、コリメータレンズ９１で平行光にされる。平行光にされた光Ｒは、ダイクロイックプリズム９２へ向かう。
【００８１】
ダイクロイックプリズム９２は、反射透過面９６，９７を含む。反射透過面９６，９７は、干渉膜をそれぞれ含み、平行光にされた光Ｒの所定の波長成分を反射し、所定の波長成分以外の波長成分を透過する。これにより、光Ｒは、第１の波長成分、第２の波長成分及び第３の波長成分に分光されて、ダイクロイックプリズム９２から出射される。ダイクロイックプリズム９２は、ライトパイプ３で導光されてきた光Ｒに所定の処理をする、偏光依存性を有する処理部の具体例である。
【００８２】
ダイクロイックプリズム９２から出射された第１の波長成分は、光学センサ９３で受光される。ダイクロイックプリズム９２から出射された第２の波長成分は、光学センサ９４で受光される。ダイクロイックプリズム９２から出射された第３の波長成分は、光学センサ９５で受光される。光学センサ９３，９４，９５は、例えば、シリコンホトダイオード（ＳＰＤ）等である。
【００８３】
図１１は、第２変形例において、光Ｒの進行方向（Ｚ方向）から見た、ライトパイプ３の断面とダイクロイックプリズム９２の反射透過面９６とを並べて示す模式図である。図１０及び図１１を参照して、反射透過面９６は、図８及び図９に示す第１変形例の入射面８４及び出射面８５と同様に、光Ｒの進行方向に対して直交する２つの第１の辺９８と、光Ｒの進行方向に対して傾斜する２つの第２の辺９９とを含む。図示はしないが、反射透過面９７も同様に、光Ｒの進行方向に対して直交する２つの第１の辺と、光Ｒの進行方向に対して傾斜する２つの第２の辺とを含む。
【００８４】
第１変形例と同様に、第１の辺９８の方向をＸ方向に設定する。法線Ｎの方向と第１の辺９８とで形成される角度（つまり、法線Ｎの方向とＸ方向とで形成される角度θ１）が４５度になるように、ライトパイプ３が配置されている。
【００８５】
ダイクロイックプリズム９２の反射透過面９６，９７の透過率及び反射率は、Ｐ偏光とＳ偏光とで異なるので、ダイクロイックプリズム９２は、偏光依存性を有する。Ｐ偏光の偏光方向（ここではＹＺ面内）又はＳ偏光の偏光方向（ここではＸ方向）のいずれかの偏光方向の直線偏光が、ダイクロイックプリズム９２の反射透過面９６，９７の反射率、又は、透過率が最大となる（すなわち、光学センサ９３，９４，９５へ送られる光量が最大となる）。従って、分光装置９は、入射する直線偏光の偏光方向がＸ方向、又は、Ｙ方向の場合に、光学センサ９３、９４、９５へ送られる光量が最大となる。よって、図１に示す測光装置１ａと同様の理由で、偏光依存性を低減できる。
【００８６】
以上より、第２変形例に係る測光装置１ｃよれば、測定対象物１０が出射した光Ｒがどのような偏光状態であっても、ダイクロイックプリズム９２の反射透過面９６，９７の透過率を同じにすることができる。よって、第２変形例に係る測光装置１ｃによれば、測光装置１ａと同様に、測定対象物１０が出射した光Ｒの偏光状態に応じて、測定値にばらつきが生じることを防止できる。
【００８７】
本実施形態に係る測光装置１ａ、第１変形例に係る測光装置１ｂ及び第２変形例に係る測光装置１ｃに、追加できる追加構成１〜７について説明する。
【００８８】
追加構成１は、ライトパイプ３の替わりに、図１２に示すように、極細の複数のライトパイプ３を束ねて構成されるライトパイプ束３００を用いる。図１２は、ライトパイプ束３００を説明する説明図である。ライトパイプ束３００は、複数のライトパイプ３を束ねて、これらを樹脂等で固めた構造を有する。ライトパイプ束３００の一方の端面は、光Ｒが入射する入射端面３０１であり、他方の端面は、光Ｒを出射する出射端面３０２である。
【００８９】
入射端面３０１は、円形の形状を有しており、出射端面３０２は、長方形の形状を有している。ライトパイプ束３００を、入射端面３０１から出射端面３０２に向けて、徐々にねじることにより、このような形状を実現している。出射端面３０２の形状が長方形なので、出射端面３０２の形状はスリット状である。これにより、例えば、図１に示すポリクロメータ４の波長分解能を向上させることができる。
【００９０】
ライトパイプ束３００を構成する複数のライトパイプ３のそれぞれについて、Ｘ方向、又は、Ｙ方向と法線Ｎ（図２）の方向とで形成される角度が、４５度になるように、ライトパイプ束３００が配置されている。
【００９１】
ライトパイプ束３００は、複数のライトパイプ３で構成されるため、各ライトパイプ３の断面（正方形）の一辺の長さＬ２を小さくできる。よって、ライトパイプ３の側面３２での反射回数が増え、より偏光解消効果を高める事ができる。
【００９２】
追加構成２は、拡散板又は複屈折性結晶をライトパイプ３と併用する。これを図１で説明する。拡散板又は複屈折性結晶を、出射端面３１と入射開口４０との間の光路に配置する。追加構成２によれば、偏光解消効果をさらに大きくできる。
【００９３】
追加構成３は、ライトパイプ３の入射端面３０（図１、図８、図１０）に入射する光Ｒの全てをライトパイプ３の側面３２で全反射させる。これは、対物レンズ２の開口絞りについて、開口直径を適切に設定することにより実現できる。追加構成３によれば、ライトパイプ３での光量損失を小さくできる。
【００９４】
追加構成４は、リレーレンズ及び視野絞りを備える。これを図１で説明する。対物レンズ２とライトパイプ３の入射端面３０との間の光路に、リレーレンズを配置する。リレーレンズは、対物レンズ２を通過した光Ｒを集光する。対物レンズ２とリレーレンズとの間に、対物レンズ２により形成される像面が形成されるようにする。切り替え可能な複数の視野絞り（視野絞りのそれぞれは、互いに開口の大きさが異なる）を、その像面が形成される位置に配置する。追加構成４によれば、測定対象物１０の測定範囲を切り替えることができる。
【００９５】
追加構成５は、ライトパイプ３の出射端面３１（図１、図８）側に、出射端面３１の一部を遮蔽する矩形開口部を配置する。この矩形開口部をスリットにする。追加構成５によれば、ポリクロメータ４（図１）、分光装置８（図８）の波長分解能を向上させることができる。
【００９６】
追加構成６は、図１に示すライトパイプ３の出射端面３１と入射開口４０との間、図８に示すライトパイプ３の出射端面３１と入射開口８０との間に、シリンダレンズを配置する。シリンダレンズにより、出射端面３１の像のサイズを調整する。追加構成６によれば、ポリクロメータ４（図１）、分光装置８（図８）の波長分解能を向上させることができる。
【００９７】
追加構成７について、図１に示す測光装置１ａを用いて説明する。追加構成７は、ライトパイプ３の四つの側面３２の全面に、図１３に示すように、コート膜３３を形成する。コート膜３３は、一般的な光学用薄膜と同様に、真空蒸着やスパッタリング等により形成することができる。コート膜３３は、ライトパイプ３の側面３２での反射の際に発生するＰ偏光成分ＲＰとＳ偏光成分ＲＳとの位相差を大きくする機能を有する。上述したように、Ｐ偏光成分ＲＰとＳ偏光成分ＲＳとの位相差を大きくできれば、偏光解消効果が大きくなる。追加構成７によれば、コート膜３３により、Ｐ偏光成分ＲＰとＳ偏光成分ＲＳとの位相差を大きくできる。従って、測光装置１ａに、追加構成７を加えれば、偏光解消効果をさらに大きくできる。測光装置１ｂ（図８）及び測光装置１ｃ（図１０）についても同様である。
【００９８】
ライトパイプ３の光軸方向の長さＬ１を大きくすれば、Ｐ偏光成分ＲＰとＳ偏光成分ＲＳとの位相差を大きくできるが、測光装置１ａが大型化する。追加構成７によれば、コート膜３３により、Ｐ偏光成分ＲＰとＳ偏光成分ＲＳとの位相差を大きくできるので、ライトパイプ３の光軸方向の長さＬ１が小さくても（すなわち、測光装置１ａを小型化しても）、偏光解消効果を得ることができる。測光装置１ｂ（図８）及び測光装置１ｃ（図１０）についても同様である。
【００９９】
以下、単層のコート膜３３を備えるサンプル、三層のコート膜３３を備えるサンプル、及び、コート膜３３を備えないサンプルを比較して、偏光解消効果について説明する。図１４は、単層のコート膜３３を備えるサンプルの条件を示す表である。基板がライトパイプ３に対応する。コート膜３３の材料は、ＺｒＯ２である。
【０１００】
光の波長が３８０ｎｍ、５８０ｎｍ、７８０ｎｍのそれぞれの場合、単層のコート膜３３を備えるサンプルについて、Ｐ偏光成分ＲＰとＳ偏光成分ＲＳとの位相差を計算した。波長を３８０ｎｍ、５８０ｎｍ、７８０ｎｍとしたのは、測光装置の測定波長範囲が、３８０〜７８０ｎｍである事を考慮したものである。計算結果を、図１５に示す。図１５は、単層のコート膜３３を備えるサンプルについて、入射角と位相差との関係を示すグラフである。グラフの横軸は、光の入射角であり、単位は、度である。グラフの縦軸は、Ｐ偏光成分ＲＰとＳ偏光成分ＲＳとの位相差であり、単位は、度である。
【０１０１】
単層のコート膜３３を備えるサンプルを図５に示すコート膜３３を備えないサンプルと比較する。コート膜３３を備えないサンプルと比較して、単層のコート膜３３を備えるサンプルは、入射角が８０度〜９０度において、光の波長が３８０ｎｍ、５８０ｎｍ、７８０ｎｍのいずれの場合も、Ｐ偏光成分ＲＰとＳ偏光成分ＲＳとの位相差が大きく変化していることが分かった。従って、ライトパイプ３の光軸方向の長さＬ１が同じであるとき、単層のコート膜３３がライトパイプ３の側面３２に形成されている場合、コート膜３３がライトパイプ３の側面３２に形成されていない場合と比較して、偏光解消効果が大きいと言うことができる。
【０１０２】
なお、単層のコート膜３３において、Ｐ偏光成分ＲＰとＳ偏光成分ＲＳとの位相差を大きくするには、コート膜３３（第１層）の屈折率を、導光部材（基板）の屈折率より大きくすればよい。
【０１０３】
図１６は、三層のコート膜３３を備えるサンプルの条件を示す表である。基板がライトパイプ３に対応する。コート膜３３は、基板の上に形成された第１層、第１層の上に形成された第２層、及び、第２層の上に形成された第３層によって構成される。第１層の材料は、Ａｌ２Ｏ３である。第２層の材料は、ＴｉＯ２である。第３層の材料は、ＭｇＦ２である。
【０１０４】
光の波長が３８０ｎｍ、５８０ｎｍ、７８０ｎｍのそれぞれの場合、三層のコート膜３３を備えるサンプルについて、Ｐ偏光成分ＲＰとＳ偏光成分ＲＳとの位相差を計算した。計算結果を、図１７に示す。図１７は、三層のコート膜３３を備えるサンプルについて、入射角と位相差との関係を示すグラフである。グラフの横軸及び縦軸は、図１５と同じである。
【０１０５】
３層のコート膜３３を備えるサンプルを単層のコート膜３３を備えるサンプルと比較する。図１５に示す単層のコート膜３３を備えるサンプルを考察したとき、入射角が８０度〜９０度において、光の波長が３８０ｎｍ、７８０ｎｍの場合は、位相差が急激に変化するが、光の波長が５８０ｎｍの場合は、位相差が緩やかに変化することが分かった。よって、単層のコート膜３３を備えるサンプルは、波長全体（３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）で見ると、位相差の変化のバランスが良くないことが分かった。
【０１０６】
これに対して、図１７に示す三層のコート膜３３を備えるサンプルを考察したとき、入射角が８０度〜９０度において、光の波長が３８０ｎｍ、５８０ｎｍ、７８０ｎｍのいずれの場合も、位相差が急激に変化することが分かった。よって、三層のコート膜３３を備えるサンプルは、波長全体（３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）で見ると、位相差の変化のバランスが良いことが分かった。従って、三層のコート膜３３がライトパイプ３の側面３２に形成されている場合、単層のコート膜３３がライトパイプ３の側面３２に形成されている場合と比較して、偏光解消効果が高いと予測できる。
【０１０７】
以上説明したように、偏光解消効果は、三層のコート膜３３がライトパイプ３の側面３２に形成されている場合が一番大きく、単層のコート膜３３がライトパイプ３の側面３２に形成されている場合が次に大きく、コート膜３３がライトパイプ３の側面３２に形成されていない場合がその次に大きいことが予測できる。これを裏付けるために、さらに、以下のシミュレーションをした。
【０１０８】
このシミュレーションでは、単層のコート膜３３を備えるサンプル、三層のコート膜３３を備えるサンプル、コート膜３３を備えないサンプルのそれぞれについて、偏光解消効果を示す具体的な値を計算した。図１８は、偏光解消効果を示す具体的な値を算出するための測光装置４００のモデルを示す模式図である。
【０１０９】
測光装置４００は、直線偏光板４０１、対物レンズ４０２、ライトパイプ３、コリメートレンズ４０３、直線偏光板４０５及び受光器４０６を備える。ライトパイプ３の断面は、図２に示す通りである。
【０１１０】
測定対象となる光源４０６から出射された光は、様々な偏光方向の直線偏光により構成されている。光源４０６から出射された光は、直線偏光板４０１に入射し、所定の偏光方向の直線偏光の光のみが直線偏光板４０１を透過する。直線偏光板４０１を透過した直線偏光の光は、対物レンズ４０２で集光されたライトパイプ３の入射端面３０に入射する。入射端面３０に入射した光は、本実施形態の測光装置１ａで説明したように、ライトパイプ３の側面３２で反射されて、出射端面３１から出射される。
【０１１１】
出射端面３１から出射された光は、コリメートレンズ４０３で平行光にされる。この平行光が直線偏光板４０４に入射し、直線偏光板４０４を透過できた光が、受光器４０５で受光される。
【０１１２】
対物レンズ４０２のＮＡを０．２とし、入射端面３０に入射する光の入射角をマイナス約１１．５度〜プラス約１１．５度とし、ライトパイプ３の材質を石英ガラス（屈折率ｎ＝１．４６）とし、ライトパイプ３の断面の形状を、１ｍｍ×１ｍｍの正方形とした。
【０１１３】
本モデルについて、θを約７．９度とし、上記式（１）を用いて算出した反射回数は、以下の通りになった。ライトパイプ３の光軸方向の長さＬ１が、２５ｍｍ、５０ｍｍ、１００ｍｍ、２００ｍｍのとき、それぞれ、反射回数は、３．５回、６．９回、１３．８回、２７．７回となった。
【０１１４】
直線偏光板４０４の透過軸をＹ方向に設定し、直線偏光板４０１を一回転させたとき、受光器４０５で受光される光の光量の変動を求めた。例えば、単層のコート膜３３がライトパイプ３の側面３２に形成されている場合の光量の変動を図１９に示す。波長は、５８０ｎｍとし、ライトパイプ３の光軸方向の長さＬ１は、２５ｍｍ、５０ｍｍ、１００ｍｍ、２００ｍｍとした。グラフの横軸は、直線偏光板４０１の回転角を示し、単位は、度である。グラフの縦軸は、受光器４０５で受光される光の光量の相対値である。光量の変動は、直線偏光板４０１の回転角が１８０度の周期で、ｃｏｓカーブを描く曲線になった。
【０１１５】
この光量の変動において、光量の最大値をｍａｘ、光量の最小値をｍｉｎとして、偏光解消効果の定義を、次の式とする。
偏光解消効果＝｛（ｍａｘ−ｍｉｎ）／（ｍａｘ＋ｍｉｎ）｝×１００
【０１１６】
この式によれば、偏光が全く解消されない場合（ｍｉｎ＝０）は、偏光解消効果が１００％となり、偏光が完全に解消された場合（ｍａｘ＝ｍｉｎ）は、偏光解消効果が０％となる。
【０１１７】
ライトパイプ３の光軸方向の長さＬ１を、２５ｍｍ、５０ｍｍ、１００ｍｍ、２００ｍｍとし、光源４０６から出射される光の波長を、３８０ｎｍ、４８０ｎｍ、５８０ｎｍ、６８０ｎｍ、７８０ｎｍとして、コート膜３３がライトパイプ３の側面３２に形成されていない場合、単層のコート膜３３がライトパイプ３の側面３２に形成されている場合、三層のコート膜３３がライトパイプ３の側面３２に形成されている場合について、偏光解消効果を計算した。単層のコート膜３３の条件は、図１４に示す条件にし、三層のコート膜３３の条件は、図１６に示す条件にした。
【０１１８】
図２０は、コート膜３３がライトパイプ３の側面３２に形成されていない場合の偏光解消効果を示す表である。図２１は、単層のコート膜３３がライトパイプ３の側面３２に形成されている場合の偏光解消効果を示す表である。図２２は、三層のコート膜３３がライトパイプ３の側面３２に形成されている場合の偏光解消効果を示す表である。
【０１１９】
なお、図１９で説明した単層のコート膜３３がライトパイプ３の側面３２に形成されている場合の結果は、図２１において、波長５８０ｎｍの欄で示す値である（１３．５％、５．６％、２．７％、１．５％）。
【０１２０】
図２０〜図２２から分かるように、ライトパイプ３の光軸方向の長さＬ１が大きくなるにしたがって、偏光解消効果が大きくなることが分かった。また、ライトパイプ３の光軸方向の長さＬ１が等しいとき、偏光解消効果は、三層のコート膜３３がライトパイプ３の側面３２に形成されている場合が一番大きく、単層のコート膜３３がライトパイプ３の側面３２に形成されている場合が次に大きく、コート膜３３がライトパイプ３の側面３２に形成されていない場合がその次に大きいことが分かった。
【符号の説明】
【０１２１】
１ａ，１ｂ，１ｃ  測光装置
３  ライトパイプ
４  ポリクロメータ
６  回折格子
７  リニアアレイセンサ
１０  測定対象物
３０  入射端面
３１  出射端面
３２  側面
３３  コート膜
６０  刻線
Ｒ  光
ＲＰ  Ｐ偏光成分
ＲＳ  Ｓ偏光成分
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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