(57)【要約】【課題】  位相差板の特性評価を定量的に、かつ容易に行うことを可能とする技術を提供すること。【解決手段】  位相差板の光学特性を評価するために、コンピュータに、光を位相差板に通したときに生じる常光線と異常光線との位相差δを、光の波長λを可変に設定してそれぞれの波長ごとに測定して得られる位相差データを取得する第１ステップ（S100）と、第１ステップで取得される前記位相差データを用いて、（ｓｉｎ（２π×δ／λ））２と定義される直線偏光解消度を上記波長のそれぞれに対応して算出する第２ステップ（S101）と、第２ステップで算出した各波長ごとの直線偏光解消度の平均値を算出する第３ステップ（S103）と、を実行させる、位相差板の特性評価用のプログラム。【選択図】    図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
位相差板の光学特性を評価するために、コンピュータに、
光を位相差板に通したときに生じる常光線と異常光線との位相差δを、前記光の波長λを可変に設定してそれぞれの波長ごとに測定して得られる位相差データを取得する第１ステップと、
前記第１ステップで取得される前記位相差データを用いて、（ｓｉｎ（２π×δ／λ））２と定義される直線偏光解消度を前記波長のそれぞれに対応して算出する第２ステップと、
前記第２ステップで算出した前記波長ごとの前記直線偏光解消度の平均値を算出する第３ステップと、
を実行させる、位相差板の特性評価用のプログラム。
【請求項２】
前記第１ステップにおいて、前記波長は可視光の範囲で設定される、請求項１に記載のプログラム。
【請求項３】
前記第３ステップで算出される前記平均値が所定の基準値を超えるか否かを判定する第４ステップを更に含む、請求項１又は２に記載のプログラム。
【請求項４】
前記第２ステップにおいて算出される前記波長ごとの前記直線偏光解消度の中から最小値のものを抽出し、当該抽出した最小値が所定の基準値を超えるか否かを判定する第５ステップを更に含む、請求項１又は２に記載のプログラム。
【請求項５】
前記第２ステップにおいて算出される前記波長ごとの前記直線偏光解消度に対して視感特性に基づいた重み付け処理を行う第６ステップと、
前記第６ステップにおいて前記重み付け処理が行われた後の前記直線偏光解消度の平均値を算出する第７ステップと、
を更に含む、請求項１又は２に記載のプログラム。
【請求項６】
前記重み付け処理は、ＣＩＥ標準比視感度に基づいて、前記波長ごとに算出される前記直線偏光解消度のそれぞれに対して当該波長に応じた比視感度を乗算することによって行われる、請求項５に記載のプログラム。
【請求項７】
前記第７ステップで算出される前記平均値が所定の基準値を超えるか否かを判定する第８ステップを更に含む、請求項５に記載のプログラム。
【請求項８】
位相差板の光学特性を評価するためにコンピュータを、
光を位相差板に通したときに生じる常光線と異常光線との位相差δを、前記光の波長λを可変に設定してそれぞれの波長ごとに測定して得られた位相差データを格納する格納手段、
前記格納手段に格納される前記位相差データを用いて、（ｓｉｎ（２π×δ／λ））２と定義される直線偏光解消度を前記波長のそれぞれに対応して算出する直線偏光解消度算出手段、
前記直線偏光解消度算出手段によって算出される前記波長ごとの前記直線偏光解消度を合計し、平均値を算出する平均値算出手段、
として機能させるプログラム。
【請求項９】
光を位相差板に通したときに生じる常光線と異常光線との位相差δを、前記光の波長λを可変に設定してそれぞれの波長ごとに測定して得られる位相差データを格納する格納手段と、
前記格納手段に格納された前記位相差データを用いて、（ｓｉｎ（２π×δ／λ））２と定義される直線偏光解消度を前記波長のそれぞれに対応して算出する直線偏光解消度算出手段と、
前記算出手段によって算出される前記波長ごとの前記直線偏光解消度を合計し、平均値を算出する平均値算出手段と、
を備える、位相差板の特性評価装置。
【請求項１０】
光を位相差板に通したときに生じる常光線と異常光線との位相差δを、前記光の波長λを可変に設定してそれぞれの波長ごとに測定して得られる位相差データを取得する第１ステップと、
前記第１ステップで取得される前記位相差Ｌを用いて、（ｓｉｎ（２π×δ／λ））２と定義される直線偏光解消度を前記波長のそれぞれに対応して算出する第２ステップと、
前記第２ステップで算出した前記波長ごとの前記直線偏光解消度の平均値を算出する第３ステップと、
を含む、位相差板の特性評価方法。
【請求項１１】
請求項１乃至８のいずれかに記載のプログラムを実行するコンピュータと、
評価対象となる前記位相差板に光を通したときに生じる常光線と異常光線との位相差δを前記光の波長λを可変に設定してそれぞれの波長ごとに測定して前記コンピュータに出力する位相差測定装置と、
を含んで構成される、位相差板の光学特性評価システム。
【請求項１２】
請求項９に記載の位相差板の光学特性評価装置と、
評価対象となる前記位相差板に光を通したときに生じる常光線と異常光線との位相差δを前記光の波長λを可変に設定してそれぞれの波長ごとに測定して前記光学特性評価装置に出力する位相差測定装置と、
を含んで構成される、位相差板の光学特性評価システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入射光の偏光状態を変化させる機能を有する位相差板の当該機能を定量的に評価するための技術に関し、特に入射する直線偏光を円偏光に変化させる機能を有する１／４波長板の評価技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
入射光の偏光状態を変化させる機能を有する位相差板が各種用途に用いられている。位相差板としては、入射する直線偏光の振動面を９０度回転させる機能を有する１／２波長板や、入射する直線偏光を円偏光に変化させる機能を有する１／４波長板がよく用いられている。
【０００３】
これらの位相差板は、光学装置（例えば反射型液晶表示装置など）や光学測定系などに各種用途に使用される。例えば、入射光を常光と異常光に分離する機能を有する複屈折板を２つ用いて、これらの複屈折板の間に１／４波長板を挟むことにより、光学ローパスフィルタを構成することができる。このような位相差板についての従来技術は、例えば、特開２０００−１３７１１６号公報（特許文献１）に開示されている。
【特許文献１】特開２０００−１３７１１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
１／４波長板は、所望の波長範囲（例えば、可視光の範囲）の全てにおいてその機能を発揮することが望まれるが、このような理想的な特性を実現することは現状の技術では難しい。従来の１／４波長板では、ある特定の波長域についてのみ理想的な特性を実現できるが、他の波長域では当該特性から外れていた。
【０００５】
このため、１／４波長板を用いる各種の光学デバイスの設計や製造をする際には、１／４波長板が理想的特性（あるいは他の所望する特性）にどれだけ近いかを定量的に評価する手法が望まれる。しかし、従来はこのような評価を行う手法が確立されていなかった。このため、理想特性と実際の特性とをグラフ等にして両者を見比べる等の主観的な判断によって評価を行っており、必ずしも的確な評価結果を得られていなかった。
【０００６】
そこで、本発明は、位相差板の特性評価を定量的に、かつ容易に行うことを可能とする技術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】
第１の態様の本発明は、位相差板の光学特性を評価するために、コンピュータに、光を位相差板に通したときに生じる常光線と異常光線との位相差δを、光の波長λを可変に設定してそれぞれの波長ごとに測定して得られる位相差データを取得する第１ステップと、第１ステップで取得される位相差データを用いて、（ｓｉｎ（２π×δ／λ））２と定義される直線偏光解消度を波長のそれぞれに対応して算出する第２ステップと、第２ステップで算出した波長ごとの直線偏光解消度の平均値を算出する第３ステップと、を実行させる、位相差板の特性評価用のプログラムである。
【０００８】
上述した直線偏光解消度の計算式を用いることにより、位相差板に対して直線偏光を入射し、その偏光状態が直線偏光から円偏光に変換される際の度合いを数値化することが可能であることが本願発明者によって案出された。この直線偏光解消度を各波長ごとに計算することによって、各波長ごとの直線偏光解消度を客観的な数値によって把握可能となる。また、対象としたい波長範囲における直線偏光解消度の平均値の大小により、位相差板の特性を客観的な数値によって把握可能となる。したがって、位相差板の特性評価を定量的に、かつ容易に行うことが可能となる。
【０００９】
なお、上述した直線偏光解消度の計算式は、下記のように変形することも好ましい。これより、直線偏光解消度の計算結果がより分かりやすくなる。
（ｓｉｎ（２π×δ／λ））２×１００（％）
【００１０】
上述した第１ステップにおいて、光の波長は可視光の範囲で設定されることが好ましい。評価対象となる位相差板の用途が例えば、デジタルカメラ等に組み込まれる光学ローパスフィルタの構成部品である場合など、最終的に人間の視感によってその特性の良否が判断される場合には、可視光の範囲で評価を行うことによって、人間の視感特性に合致した評価結果を得ることが可能となる。また、直線偏光解消度を計算する際の処理量を低減することが可能となる。
【００１１】
なお、一般に「可視光」とは、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ程度の範囲内の波長の光を言うことが多いが、より実用的な観点から４００ｎｍ〜７００ｎｍ程度の範囲内の光を指す場合もある。本発明では、いずれの範囲を可視光として採用してもよく、これらの中間的な範囲を採用してもよい。
【００１２】
また、第３ステップで算出される平均値が所定の基準値を超えるか否かを判定する第４ステップを更に含むことが望ましい。
【００１３】
ここで、所定の基準値は適宜設定し得るものであるが、本願発明者の検討によれば、概ね０．８５（８５％）程度の値とすれば良好な評価結果が得られることが確認されている。すなわち、直線偏光解消度の平均値が８５％を超える場合には、その位相差板は良好な特性を有すると判定する。予め基準値を設定しておけば、当該基準値との比較によって評価対象の位相差板の良否が示されるので便利であり、特に多数の位相差板を評価する際に有効である。
【００１４】
また、第２ステップにおいて算出される波長ごとの直線偏光解消度の中から最小値のものを抽出し、当該抽出した最小値が所定の基準値を超えるか否かを判定する第５ステップを更に含むことが望ましい。
【００１５】
ここで、所定の基準値は、位相差板に要求される品質等に応じて適宜設定し得るものである。これについても、概ね０．８（８０％）程度の値とすれば良好な評価結果が得られることが確認されている。すなわち、直線偏光解消度の最小値が８０％を超える場合には、その位相差板は良好な特性を有すると判定する。予め基準値を設定しておけば、当該基準値との比較によって評価対象の位相差板の良否が示されるので便利であり、特に多数の位相差板を評価する際に有効である。
【００１６】
また、第２ステップにおいて算出される波長ごとの直線偏光解消度に対して視感特性に基づいた重み付け処理を行う第６ステップと、当該第６ステップにおいて重み付け処理が行われた後の直線偏光解消度の平均値を算出する第７ステップと、を更に含むことが好ましい。
【００１７】
ここで、視感特性とは、人間の眼による各波長の光に対する感度特性をいう。概略的には、波長５５０ｎｍ付近の光に感度が高く、それより短い波長又は長い波長では感度が低い、というような特性を指す。このような視感特性を考慮した重み付け処理を行うことにより、感度の高い波長における直線偏光解消度をより重要視し、人間の視感特性に合致しているか否かを的確に評価することが可能となる。
【００１８】
上述した第６ステップにおける重み付け処理は、視感特性としてＣＩＥ標準比視感度を採用し、これに基づいて、波長ごとに算出される直線偏光解消度のそれぞれに対して当該波長に応じた比視感度を乗算することによって行われることが望ましい。
【００１９】
視感特性としては種々のものを採用し、あるいは独自に設定することが可能であるが、その中でも特に、光学特性の評価に広く用いられているＣＩＥ標準比視感度を採用することにより、客観性に優れた良好な評価結果を得ることが可能となる。
【００２０】
また、上述した第７ステップで算出される平均値が所定の基準値を超えるか否かを判定する第８ステップを更に含むことが望ましい。
【００２１】
ここで、所定の基準値は、位相差板に要求される品質等に応じて適宜設定し得るものである。予め基準値を設定しておけば、当該基準値との比較によって評価対象の位相差板の良否が示されるので便利であり、特に多数の位相差板を評価する際に有効である。
【００２２】
第２の態様の本発明は、位相差板の光学特性を評価するためにコンピュータを、光を位相差板に通したときに生じる常光線と異常光線との位相差δを、光の波長λを可変に設定してそれぞれの波長ごとに測定して得られた位相差データを格納する格納手段と、この格納手段に格納される位相差データを用いて、（ｓｉｎ（２π×δ／λ））２と定義される直線偏光解消度を波長のそれぞれに対応して算出する直線偏光解消度算出手段と、この直線偏光解消度算出手段によって算出される前記波長ごとの前記直線偏光解消度を合計し、平均値を算出する平均値算出手段のそれぞれとして機能させるプログラムである。
【００２３】
汎用のパーソナルコンピュータ等を用いて本発明のプログラムを実行させることにより、位相差板の特性評価を定量的に、かつ容易に行うことが可能となる。
【００２４】
更に、第２の態様の本発明にかかるプログラムは、コンピュータを、直線偏光解消度算出手段によって算出される平均値が所定の基準値を超えるか否かを判定する第１の判定手段として機能させることが望ましい。また、当該プログラムはコンピュータを、直線偏光解消度算出手段によって算出される波長ごとの直線偏光解消度の中から最小値のものを抽出し、当該抽出した最小値が所定の基準値を超えるか否かを判定する第２の判定手段として機能させることも望ましい。また、当該プログラムはコンピュータを、直線偏光解消度算出手段によって算出される波長ごとの直線偏光解消度に対して視感特性に基づいた重み付け処理を行う重み付け処理手段として機能させることも望ましい。また、当該プログラムはコンピュータを、重み付け処理手段による重み付け処理が行われた後の直線偏光解消度の平均値を算出する第２の平均値算出手段として機能させることも望ましい。また、当該プログラムはコンピュータを、第２の平均値算出手段によって算出される平均値が所定の基準値を超えるか否かを判定する第３の判定手段として機能させることも望ましい。これらの構成を採用することによる作用効果は、上述した第１の態様のプログラムの場合に準ずるので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００２５】
第３の態様の本発明は、光を位相差板に通したときに生じる常光線と異常光線との位相差δを、光の波長λを可変に設定してそれぞれの波長ごとに測定して得られる位相差データを格納する格納手段と、格納手段に格納された位相差データを用いて、（ｓｉｎ（２π×δ／λ））２と定義される直線偏光解消度を波長のそれぞれに対応して算出する直線偏光解消度算出手段と、算出手段によって算出される波長ごとの直線偏光解消度を合計し、平均値を算出する平均値算出手段と、備える位相差板の特性評価装置である。
【００２６】
ここで、当該特性評価装置は、上述した本発明にかかるプログラムをコンピュータに実行させることにより実現されるものの他に、専用の装置として構成される場合も含む。この特性評価装置によれば、位相差板の特性評価を定量的に、かつ容易に行うことが可能となる。
【００２７】
更に、第３の態様の本発明にかかる位相差板の特性評価装置は、直線偏光解消度算出手段によって算出される平均値が所定の基準値を超えるか否かを判定する第１の判定手段を備えることが望ましい。また、当該特性評価装置は、直線偏光解消度算出手段によって算出される波長ごとの直線偏光解消度の中から最小値のものを抽出し、当該抽出した最小値が所定の基準値を超えるか否かを判定する第２の判定手段を備えることも望ましい。また、当該特性評価装置は、直線偏光解消度算出手段によって算出される波長ごとの直線偏光解消度に対して視感特性に基づいた重み付け処理を行う重み付け処理手段を備えることも望ましい。また、当該特性評価装置は、重み付け処理手段による重み付け処理が行われた後の直線偏光解消度の平均値を算出する第２の平均値算出手段を備えることも望ましい。また、当該特性評価装置は、第２の平均値算出手段によって算出される平均値が所定の基準値を超えるか否かを判定する第３の判定手段を備えることも望ましい。これらの構成を採用することによる作用効果は、上述した第１の態様のプログラムの場合に準ずるので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００２８】
第４の態様の本発明は、上述した第１の態様の本発明を方法の発明として把握したものである。すなわち、本発明の位相差板の特性評価方法は、光を位相差板に通したときに生じる常光線と異常光線との位相差δを、前記光の波長λを可変に設定してそれぞれの波長ごとに測定して得られる位相差データを取得する第１ステップと、第１ステップで取得される位相差Ｌを用いて、（ｓｉｎ（２π×δ／λ））２と定義される直線偏光解消度を波長のそれぞれに対応して算出する第２ステップと、第２ステップで算出した前記波長ごとの前記直線偏光解消度の平均値を算出する第３ステップと、を含む。
【００２９】
この特性評価方法によれば、位相差板の特性評価を定量的に、かつ容易に行うことが可能となる。なお、上述した第１の態様の本発明にかかるプログラムにおいて説明した第４ステップ〜第９ステップについても、それぞれ、第４の態様にかかる方法としても把握し得る。
【００３０】
第５の態様の本発明は、上述した本発明にかかるプログラムを実行するコンピュータと、評価対象となる位相差板に光を通したときに生じる常光線と異常光線との位相差δを光の波長λを可変に設定してそれぞれの波長ごとに測定してコンピュータに出力する位相差測定装置と、を含んで構成される位相差板の光学特性評価システムである。特に、当該システムは、コンピュータ側から位相差測定装置の動作を制御可能に構成されていることが好ましい。
【００３１】
第６の態様の本発明は、上述した本発明にかかる位相差板の光学特性評価装置と、評価対象となる位相差板に光を通したときに生じる常光線と異常光線との位相差δを光の波長λを可変に設定してそれぞれの波長ごとに測定して光学特性評価装置に出力する位相差測定装置と、を含んで構成される位相差板の光学特性評価システムである。特に、当該システムは、コンピュータ側から位相差測定装置の動作を制御可能に構成されていることが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、一実施形態の位相差板の光学特性評価システムの構成について説明する図である。図１に示す当該システムは、所定のプログラムを実行することにより、位相差板３の光学特性を評価するための装置（位相差板の光学特性評価装置）として機能するコンピュータ１と、評価対象となる位相差板３に光を通したときに生じる常光線と異常光線との位相差（リタデーション）δを光の波長λを可変に設定してそれぞれの波長ごとに測定してコンピュータ１に出力する位相差測定装置２とを含んで構成される。本実施形態では、評価対象の位相差板３として、入射した直線偏光を円偏光に変化させる１／４波長板を考える。
【００３３】
コンピュータ１は、ＣＰＵ１０、ＲＯＭ１１、ＲＡＭ１２、インタフェース部１３、ハードディスク（ＨＤ）装置１４、入力装置１５、表示装置１６、ディスク装置１７を含んで構成される。当該コンピュータ１としては、例えば汎用のパーソナルコンピュータを用いることが可能である。
【００３４】
ＣＰＵ１０は、ＲＯＭ１１或いはハードディスク装置１４に格納されたプログラムを読み出し、これを実行することによって各種の演算や制御を行う。
ＲＯＭ１１は、不揮発性のメモリであり、コンピュータ１の起動時に必要なプログラムやその他の基本的プログラムが格納されている。例えば、ＲＯＭ１１は、コンピュータ１の電源が投入された際にＯＳ（オペレーションシステム）をＲＡＭ１２に読み込む動作をＣＰＵ１０に行わせるためのプログラム等を記憶している。
ＲＡＭ１２は、揮発性のメモリであり、ＣＰＵ１０の処理に必要な各種のプログラムやデータが一時的に格納される。
【００３５】
インタフェース部１３は、位相差板３の位相差の測定結果（位相差データ）を位相差測定装置２からコンピュータ１に取り込むための処理を行う。このインタフェース部１３としては、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＩＥＥＥ１３９４、ＳＣＳＩ（Small Computer System Interface）、ＲＳ−２３２Ｃ、その他各種の規格による入出力装置を用いることができる。このインタフェース部１３を介して取り込まれた位相差データは、ＲＡＭ１２又はハードディスク装置１４に格納される。
【００３６】
ハードディスク装置１４は、コンピュータ１の動作に必要な基本プログラム、各種のアプリケーションソフトのプログラムやデータなどを格納する書き換え可能な記憶装置である。本実施形態では、このハードディスク装置１４に位相差板の特性評価用のプログラム１８が格納されている。当該プログラム１８がＣＰＵ１０によって読み出されてＲＡＭ１２に一時的に格納され、このプログラム１８がＣＰＵ１０によって実行されることにより、コンピュータ１が位相差板の光学特性評価装置として機能する。
【００３７】
入力装置１５は、コンピュータ１に対して各種の操作指示を与えるためのものであり、例えばマウスやキーボードなどを含む。本実施形態では、当該入力装置１５を用いて、位相差板３の特性評価を行う際の各種パラメータの入力などが行われる。
表示装置１６は、コンピュータ１の動作時における画像表示を行うためのものであり、例えば液晶表示装置やＣＲＴ表示装置などが用いられる。本実施形態では、当該表示装置１６を用いて、位相差板３の評価結果の表示などが行われる。
【００３８】
ディスク装置１７は、コンピュータ１が、書き換え可能なＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＡＭなどの光ディスク、光磁気ディスク、フロッピーディスクなど各種のディスク型記録媒体を介してデータの入出力を行うためのものである。位相差測定装置２からの位相差データの取り込みは、インタフェース部１３を介して行う場合の他に、当該ディスク装置１７を介して行うことも可能である。また、当該ディスク装置１７にプログラム１８が記録されたディスク型記録媒体を装填し、当該プログラムを読み出すことによってコンピュータ１を光学特性評価装置として機能させるように構成してもよい。
【００３９】
図２は、コンピュータ１が位相差板の光学特性評価装置として機能する際の当該機能に着目してその構成を説明するブロック図である。図２に示す制御部３０は、主にＣＰＵ１０、ＲＯＭ１１、ＲＡＭ１２を含むハードウェアと位相差評価用のプログラム１８とが協働することにより実現されるものであり、位相差データ格納部３１、直線偏光解消度算出部３２、重み付け処理部３３、平均値算出部３４、判定処理部３５を含む。
【００４０】
位相差データ格納部３１は、インタフェース部１３を介して取得される位相差データを格納する。ここで、位相差データとは、光を位相差板３に通したときに生じる常光線（ordinary ray）と異常光線（extraordinary ray）との位相差δの数値データである。本実施形態では、位相差板３に入射させる光の波長を可変に設定してそれぞれの波長ごとに位相差δを測定している。特に本実施形態では、可視光の範囲内において機能させるべき位相差板３を対象としており、当該可視光の範囲内において入射光の波長を適当な間隔（例えば１０ｎｍ）ごとに測定して位相差データを得ている。
【００４１】
なお、一般に「可視光」とは、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ程度の範囲内の波長の光を言うことが多いが、より実用的な観点から４００ｎｍ〜７００ｎｍ程度の範囲内の光を指す場合もある。本実施形態では、可視光として、少なくとも入射光の波長λが４００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲を考えるが、これに限定する趣旨ではない。
【００４２】
直線偏光解消度算出部３２は、位相差データ格納部３１に格納された位相差データを用いて、（ｓｉｎ（２π×δ／λ））２と定義される直線偏光解消度を各波長λのそれぞれに対応して算出する。具体的には、上述した直線偏光解消度の計算式は、位相差板３に対して直線偏光を入射し、その偏光状態が直線偏光から円偏光に変換される際の度合いを数値化して定量的に評価するためのものであり、本願発明者が独自に提案するものである。
【００４３】
図３は、上述した直線偏光解消度の計算式の物理的な意味を説明するための図である。同図（ａ）は、直線偏光解消度の計算式のうちｓｉｎ（２π×δ／λ）の部分についてグラフ化して示す図であり、同図（ｂ）は、δ／λの値に対応する位相差板の出射光の偏光状態を簡略化して示す図である。
【００４４】
上述したように、１／４波長板は、入射する直線偏光を円偏光に変換して出射する機能を有する位相差板である。本願では、この１／４波長板に直線偏光を入射したときに、出射光が理想的な円偏光になった場合を直線偏光解消度＝１００％、出射光が直線偏光のままである場合を直線偏光解消度＝０％と表すこととし、位相差板による直線偏光から円偏光への変換状態を下記（１）式によって数値化している。
直線偏光解消度＝（ｓｉｎ（２π×δ／λ））２×１００（％）    …（１）
【００４５】
上記（１）式において“ｓｉｎ（２π×δ／λ）”の部分は、位相差板３を実測して得られた位相差δとこの位相差δを実測する際に入射した光の波長λとの比δ／λを可変パラメータとしている。ここで、２π×δ／λ＝θとおく。また、“ｓｉｎ（２π×δ／λ）”を２乗しているのは、“ｓｉｎ（２π×δ／λ）”の部分が負の値となる場合にも、直線偏光解消度として正の値を得るためである。また、一般に光の強度が２乗値で表されることにも対応している。
【００４６】
図３（ｂ）に示すように、δ／λ＝０の場合には、入射光に対して位相差が生じず偏光状態に変化がない。この場合にはθ＝０となり、上記（１）により直線偏光解消度は０％と計算される。すなわち、これは位相差板３が１／４波長板としての機能を発揮し得ない状態を意味する。δ／λ＝１の場合も同様である。
【００４７】
δ／λ＝１／４の場合には、位相差板３が入射光に対して１／４波長板としての機能を十分に発揮し、出射光が円偏光となる。この場合にはθ＝π／２となり、上記（１）式により直線偏光解消度は１００％と計算される。同様に、δ／λ＝３／４の場合にも、直線偏光解消度は１００％と計算される
【００４８】
δ／λ＝１／２の場合には、位相差板３が入射光に対して１／２波長板として機能し、入射した直線偏光がその偏光面を９０度変えて出射される。この場合にはθ＝πとなり、上記（１）式により直線偏光解消度は０％と計算される。
【００４９】
また、比δ／λが１／４又は３／４に近い場合、すなわちθがπ／２又は３π／４に近い場合にも、位相差板３が１／４波長板としての機能を比較的によく発揮する状態であり、出射光が円偏光に近い状態（楕円偏光）となる。この場合には、直線偏光解消度は数１０％（例えば８５％など）と計算される。
【００５０】
このように、上記（１）式を用いることにより、位相差板３の直線偏光解消度を定量的に評価することができるようになる。入射光の波長λを例えば４００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲内で１０ｎｍ毎に可変に設定し、測定して得られた位相差δのデータを用いて、各波長ごとの直線偏光解消度が算出される。
【００５１】
重み付け処理部３３は、直線偏光解消度算出部３２により算出される各波長ごとの直線偏光解消度のそれぞれに対して、人間の視感特性に基づいた重み付け処理を行う。本実施形態では、この重み付け処理をＣＩＥ標準視感度の曲線に基づいて行う。
【００５２】
図４は、ＣＩＥ標準視感度の曲線について説明する図である。一般に、人間の視感特性は、波長５５０ｎｍ付近の光に対して最も敏感であり、これよりも短波長側または長波長側となるほど鈍感になる。このような視感特性を標準化したものがＣＩＥ標準視感度であり、一般によく知られている。このＣＩＥ標準視感度に基づいて直線偏光解消度の算出結果に対する重み付け処理、すなわち視覚特性を加味した補正を行うことにより、人間の眼の特性に合致した評価結果を得ることができる。
【００５３】
具体的には、本実施形態では、各波長λごとの直線偏光解消度を「直線偏光解消度（λ）」、各波長ごとの比視感度を「比視感度（λ）」とそれぞれ表記すると、比視感度による重み付け処理後の直線偏光解消度（補正後の直線偏光解消度）の平均値は下記の計算式によって算出される。
直線偏光解消度（補正後）＝Σ｛直線偏光解消度（λ）×比視感度（λ）｝／Σ比視感度（λ）  …（２）
【００５４】
ここで上記（２）式において“Σ”は総和演算を表す。すなわち（２）式の分子は、評価対象とする波長範囲において各波長λごとの直線偏光解消度と当該波長λのそれぞれに対応する比視感度とを乗算し、これらを足し合わせる演算を示し、（２）式の分母は、評価対象とする波長範囲において各波長λに対応する比視感度を足し合わせる演算を示す。この（２）式を用いることにより、比視感度を加味して直線偏光解消度を補正することが可能となる。このような重み付け処理は、位相差板３を用いて構成される光デバイスによる出力画像が最終的に人間の眼により評価される場合に特に有効である。例えば、デジタルカメラ等の構成要素としての光学ローパスフィルタに用いられる１／４波長板を評価する際に本実施形態を適用することにより、人間の視感特性にマッチした好適な評価結果が得られる。
【００５５】
平均値算出部３４は、直線偏光解消度算出部３２によって算出される各波長ごとの直線偏光解消度の平均値（以下、これを「第１の平均値」と呼ぶ。）と、重み付け処理部３３による重み付け処理がなされた後の直線偏光解消度の平均値（以下、これを「第２の平均値」と呼ぶ。）を算出する。この平均値算出部３４による演算結果のデータや上述した直線偏光解消度算出部３２及び重み付け処理部３３による演算結果のデータ（いわゆる生データ）については、適宜、ハードディスク装置１４に記憶され、或いはディスク装置１７によってディスク型記録媒体に記録され、必要に応じて読み出し、利用される。
【００５６】
判定処理部３５は、平均値算出部３４により算出される平均値が所定の基準値を超えるか否かを判定する処理を行う。ここで、上述した基準値は予めデフォルト値として設定されているか、或いは利用者によって入力装置１５を用いて適宜設定される。この基準値は、第１の平均値及び第２の平均値のいずれに対しても、概ね８０〜８５％程度の値としておけば良好な結果が得られることが本願発明者により確かめられている。例えば、本実施形態では、第１の平均値に対する基準値を９７％と設定する。すなわち、第１の平均値が９７％以上となる場合に、当該第１の平均値を有する位相差板は望ましい特性を有すると判断する。同様に、本実施形態では、第２の平均値に対する基準値を９９％と設定する。すなわち、第２の平均値が９９％以上となる場合に、当該第２の平均値を有する位相差板は視感特性を考慮した状態においても望ましい特性を有すると判断する。
【００５７】
また、判定処理部３５は、直線偏光解消度算出部３２によって算出される各波長ごとの直線偏光解消度の中からその値が最小となるものを抽出し、当該抽出した直線偏光解消度（以下、これを「ｍｉｎ直線偏光解消度」と呼ぶ。）が所定の基準値を超えるか否かを判定する処理を行う。ここで、基準値は予めデフォルト値として設定されているか、或いは利用者によって入力装置１５を用いて適宜設定される。例えば、本実施形態では、この基準値を９５％と設定する。すなわち、ある位相差板における各波長ごとの直線偏光解消度の中から抽出したｍｉｎ直線偏光解消度が９５％以上となる場合に当該位相差板は望ましい特性を有すると判断する。このｍｉｎ直線偏光解消度に関する判定は、対象とする波長範囲のすべてについて行ってもよいが、人間の視感がより敏感な波長範囲内において行うと更に効果的である。例えば、本実施形態では、波長範囲を４４０ｎｍ〜６７０ｎｍの範囲に限って、当該範囲内においてｍｉｎ直線偏光解消度を抽出する。
【００５８】
更に、判定処理部３５は、上述した第１の平均値、第２の平均値及びｍｉｎ解消度の３条件を含めた総合的な判定を行う。判定結果は、例えば、３条件をすべて満たす場合を「ランクＡ」、２条件を満たす場合を「ランクＢ」、１条件を満たす場合を「ランクＣ」、いずれの条件も満たさない場合を「ランクＤ」というように表現される。
【００５９】
なお、第１の平均値、第２の平均値、ｍｉｎ直線偏光解消度のそれぞれのデータや、当該データを用いた判定処理部３５による判定結果は、適宜、表示装置１６に表示されると共に、ハードディスク装置１４に記憶され、或いはディスク装置１７によってディスク型記録媒体に記録され、必要に応じて読み出し、利用される。
【００６０】
上述した位相差データ格納部３１が格納手段に、直線偏光解消度算出部３２が直線偏光解消度算出手段に、平均値算出部３４が平均値算出手段に、重み付け処理部３３が重み付け処理手段に、判定処理部３５が判定手段に、それぞれ対応している。
【００６１】
本実施形態の位相差板の光学特性評価システムはこのような構成を有しており、次に、位相差板の光学特性評価装置としてのコンピュータ１の動作手順について説明する。
【００６２】
図５は、位相差板の光学特性評価装置としてのコンピュータ１の動作手順を説明するフローチャートである。また、図６は、位相差データ及び評価結果の具体例を概略的に示す図である。以下、図６を適宜参照しながら、図５に沿ってコンピュータ１の動作手順を説明する。
【００６３】
まず、位相差板３に光を通したときに生じる常光線と異常光線との位相差δを、各波長ごとに測定して得られる位相差データが制御部３０（より具体的にはＣＰＵ１０）によって取得され、位相差データ格納部３１に格納される（ステップＳ１００）。上述したように、位相差データはインタフェース部１３を介して位相差測定装置２から直接的に取得されてもよく、記録媒体を介して取得されてもよい。
【００６４】
次に、直線偏光解消度算出部３２は、位相差データ格納部３１に格納された位相差データを用いて、各波長ごとに直線偏光解消度を算出する（ステップＳ１０１）。直線偏光解消度の具体的な算出方法は上述した通りであり、上記（１）式に基づいて算出される。図６の例では、表の左から１列目（Ｌ１）に入射光の波長λが、２列目（Ｌ２）に位相差δが、３列目（Ｌ３）に各波長ごとの直線偏光解消度の算出結果がそれぞれ示されている。
【００６５】
次に、重み付け処理部３３は、直線偏光解消度の算出結果に対して比視感度に基づく重み付け処理（補正）を行う（ステップＳ１０２）。重み付け処理の具体的な方法は上述した通りであり、直線偏光解消度と比視感度が各波長ごとに掛け合わされる。図６の例では、表の左から４列目（Ｌ４）に重み付け処理後の直線偏光解消度の算出結果が示されている。
【００６６】
平均値算出部３４は、各波長ごとの直線偏光解消度の平均値を算出する（ステップＳ１０３）。上述したように、平均値算出部３４は、各波長ごとの直線偏光解消度の平均値（第１の平均値）と、重み付け処理部３３による重み付け処理がなされた後の直線偏光解消度の平均値（第２の平均値）のいずれも算出する。第２の平均値は上述した（２）式に基づいて算出される。図６の例では、欄Ｌ５に第１の平均値、欄Ｌ６に第２の平均値がそれぞれ示されている。
【００６７】
次に、判定処理部３５は、平均値算出部３４から第１の平均値及び第２の平均値を取得し、各平均値をそれぞれ所定の基準値と比較し、当該基準値を超えるか否かの判定（適否の判定）を行う（ステップＳ１０４）。具体的な判定手順は上述した通りであり、本実施形態では、第１の平均値についてはこれが９７％以上となる場合に肯定的な判断を行い、第２の平均値についてはこれが９９％以上となる場合に肯定的な判断を行う。
【００６８】
また、判定処理部３５は、直線偏光解消度算出部３２によって算出される各波長ごとの直線偏光解消度の中からｍｉｎ直線偏光解消度を抽出してこれを所定の基準値と比較し、当該基準値を超えるか否かの判定（適否の判定）を行う（ステップＳ１０５）。具体的な判定手順は上述した通りであり、本実施形態では、ｍｉｎ直線偏光解消度が９５％以上となる場合に肯定的な判断を行う。図６の例では、欄Ｌ７にｍｉｎ直線偏光解消度が示されている。
【００６９】
更に、判定処理部３５は、上述した第１の平均値、第２の平均値及びｍｉｎ解消度の３条件を含めた総合的な判定を行う（ステップＳ１０６）。上述したように、本実施形態では、３条件をすべて満たす場合を「ランクＡ」、２条件を満たす場合を「ランクＢ」、１条件を満たす場合を「ランクＣ」、いずれの条件も満たさない場合を「ランクＤ」というように判定を行う。図６の例では、欄Ｌ８に総合判定が示されている。
【００７０】
また、判定処理部３５による判定結果やその他のデータは、適宜、表示装置１６に表示されると共に、ハードディスク装置１４等に格納される（ステップＳ１０７）。
【００７１】
図７及び図８は、位相差板の評価例について説明する図である。各図は、横軸を入射光の波長λ（ｎｍ）、縦軸を位相差板によって生じる位相差δ（ｎｍ）の実測値としてプロットしたグラフである。また、各図において「λ／４」という凡例が付されている実線は、一般に考えられている１／４波長板としての理想的な特性を示す。
【００７２】
図７に示す例では、３種類の位相差板Ａ、Ｂ、Ｃについて、それぞれ位相差δを実測した結果を示している。各位相差板は、原材料や製造条件などが異なっている。これらの各位相差板の適否は、図７に示すグラフを観察しただけでは定量的に評価することが難しい。これに対して、上述した本実施形態の手法により評価を行うと、各位相差板についての定量的な評価が可能となった。評価結果の一覧表を以下に示す。
【００７３】
【表１】
2005055391.tif 000003
【００７４】
この例では、位相差板Ａと位相差板Ｂは、位相差δの実測値プロファイルは異なっているが、いずれも１／４波長板として望ましい特性を有すると評価できる。ｍｉｎ直線偏光解消度の比較からは、位相差板Ａの方がいくぶん優れていると評価できる。これに対して、位相差板Ｃは、３つの条件のいずれも数値が低く、１／４波長板としての特性が不十分であると評価できる。
【００７５】
図８に示す例では、上述した位相差板Ａについて、その厚みや製造条件を異ならせて作製することにより特性を変化させ、それぞれのサンプルＡ１、Ａ２、Ａ３について位相差δを実測した結果を示している。これらの各位相差板の適否は、図８に示すグラフを観察しただけでは定量的に評価することが難しい。これに対して、上述した本実施形態の手法により評価を行うと、各位相差板についての定量的な評価が可能となった。評価結果の一覧表を以下に示す。
【００７６】
【表２】
2005055391.tif 000004
【００７７】
この例では、位相差板Ａ１及びＡ２は、いずれも１／４波長板として望ましい特性を有すると評価できる。ｍｉｎ直線偏光解消度の比較からは、位相差板Ａ２の方がいくぶん優れていると評価できる。これに対して、位相差板Ａ３は、補正後の直線偏光解消度がいくぶん低いためランクＢとなり、１／４波長板としての特性がいくぶん劣ると評価できる。
【００７８】
このように、本実施形態では、上述した式（１）を用いて直線偏光解消度を算出することにより、位相差板３に対して直線偏光を入射し、その偏光状態が直線偏光から円偏光に変換される際の度合いを的確に数値化することが可能となる。この直線偏光解消度を各波長ごとに計算することによって、各波長ごとの直線偏光解消度を客観的な数値によって把握可能となる。また、対象としたい波長範囲における直線偏光解消度の平均値の大小により、位相差板の特性を客観的な数値によって把握可能となる。したがって、位相差板の特性評価を定量的に、かつ容易に行うことが可能となる。
【００７９】
なお、本発明は上述した実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、本発明にかかる位相差板の光学特性評価用のプログラムをコンピュータ１（例えば、汎用のパーソナルコンピュータ等）に実行させることにより位相差板の光学特性評価装置としての機能を実現していたが、同等な機能を有する専用装置として光学特性評価装置を構成してもよい。
【００８０】
また、上述した実施形態では、直線偏光解消度の計算式を上記（１）式のように定義していたが、ｓｉｎ（２π×δ／λ）の項を２乗する演算に代えて、この項の絶対値を取るようにしてもよい。この場合の計算式は下記のようになる。
直線偏光解消度＝｜ｓｉｎ（２π×δ／λ）｜×１００（％）    …（３）
上記（３）式によっても、上述した実施形態と同様にして位相差板の評価をし得る。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】一実施形態の位相差板の光学特性評価システムの構成について説明する図である。
【図２】コンピュータが位相差板の光学特性評価装置として機能する際の当該機能に着目してその構成を説明するブロック図である。
【図３】直線偏光解消度の計算式の物理的な意味を説明するための図である。
【図４】ＣＩＥ標準視感度の曲線について説明する図である。
【図５】位相差板の光学特性評価装置としてのコンピュータの動作手順を説明するフローチャートである。
【図６】位相差データ及び評価結果の具体例を概略的に示す図である。
【図７】位相差板の評価例について説明する図である。
【図８】位相差板の評価例について説明する図である。
【符号の説明】
【００８２】
１…コンピュータ（位相差評価装置）、  ２…位相差測定装置、  ３…位相差板、  １０…ＣＰＵ、  １１…ＲＯＭ、  １２…ＲＡＭ、  １３…インタフェース部、  １４…ハードディスク装置、  １５…入力装置、  １６…表示装置、  １７…ディスク装置、  １８…プログラム、  ３０…制御部、  ３１…位相差データ格納部、  ３２…直線偏光解消度算出部３２、  ３３…重み付け処理部、  ３４…平均値算出部、  ３５…判定処理部
【図１】
2005055391.tif 000005
【図２】
2005055391.tif 000006
【図３】
2005055391.tif 000007
【図４】
2005055391.tif 000008
【図５】
2005055391.tif 000009
【図６】
2005055391.tif 000010
【図７】
2005055391.tif 000011
【図８】
2005055391.tif 000012