(57)【要約】【課題】シート状フイルムを連続搬送して製造するフイルムの製造工程において、オンラインで厚み方向レタデーションＲｔｈを正確に算出する。【解決手段】第１の偏光特性測定部１１がフイルム法線方向から偏光特性測定をおこなう。この測定結果に基づいて、軸／レタデーション算出手段６１が試料１６の配向軸方位を算出する。面内方位制御手段６４は、第２の偏光特性測定部１７の斜め入射光が算出された配向軸方位と平行になるように、第２の偏光特性測定部１７を方位旋回させる。試料１６が搬送ロール２１で搬送され、第１の偏光特性測定部１１で測定した領域が第２の偏光特性測定部１７の測定位置に達すると、第２の偏光特性測定部１７が測定を開始する。軸／レタデーション算出手段６１は、第１の偏光特性測定部１１と第２の偏光特性測定部１７の測定結果に基づいて、厚み方向レタデーションＲｔｈの算出を行う。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定試料に垂直に光を入射して前記被測定試料の正面レタデーションを測定する第１の測定手段と、
前記被測定試料に所定の入射角で光を入射して前記被測定試料の斜めレタデーションを測定する第２の測定手段と、
前記第１の測定手段および前記第２の測定手段のうち少なくとも前記第２の測定手段の光の入射角と入射位置とを一定に保ったまま前記光の入射方位を変更する方位変更手段と、
前記光の入射方位が前記被測定試料の進相軸方位または遅相軸方位と平行になるように前記方位変更手段を制御する制御手段と、
前記正面レタデーションと前記斜めレタデーションから前記被測定試料の厚み方向レタデーションを算出する手段と、
を備えたことを特徴とする複屈折測定装置。
【請求項２】
前記方位変更手段は、前記第２の測定手段の入射位置における法線を中心として前記第１の測定手段および前記第２の測定手段のうち少なくとも前記第２の測定手段を回転させることにより、前記入射角と前記入射位置とを一定に保ったまま前記第２の測定手段の光の入射方位を変更することを特徴とする請求項１に記載の複屈折測定装置。
【請求項３】
前記第１の測定手段の測定結果に基づいて前記被測定試料の進相軸方位または遅相軸方位を算出する手段を備え、
前記制御手段は、前記光の入射方位が前記算出された進相軸方位または遅相軸方位と平行になるように前記方位変更手段を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の複屈折測定装置。
【請求項４】
前記被測定試料を所定の速度で前記第１の測定手段の入射位置から前記第２の測定手段の入射位置へ搬送させる搬送手段と、
前記第１の測定手段の被測定試料の測定領域と前記第２の測定手段の被測定試料の測定領域が同一領域となるように前記第１の測定手段と前記第２の測定手段を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の複屈折測定装置。
【請求項５】
前記第１の測定手段の入射位置と前記第２の測定手段の入射位置とが所定の間隔（Ｌ）だけ離れるように前記第１の測定手段と前記第２の測定手段が配置され、
前記第１の測定手段が測定する間に前記被測定試料が搬送される量、および前記第２の測定手段が測定する間に前記被測定試料が搬送される量のうち多い方をＸ、
前記方位変更手段が方位変更する間の前記被測定試料の搬送量をＹ、
前記被測定試料の測定点の間隔をＰ、とした場合に、
Ｘ＋Ｙ≦Ｐ≦Ｌ
の関係を満たすことを特徴とする請求項４に記載の複屈折測定装置。
【請求項６】
前記第１の測定手段および前記第２の測定手段の入射領域が４ｍｍ以内であることを特徴とする請求項４または５に記載の複屈折測定装置。
【請求項７】
前記第１の測定手段および前記第２の測定手段の入射光が平行光であることを特徴とする請求項４から６のいずれかに記載の複屈折測定装置。
【請求項８】
前記制御手段は、
前記被測定試料の搬送量を検出する検出手段と、
前記第１の測定手段および前記第２の測定手段の測定を開始させるトリガ発生手段と、を備え、
前記トリガ発生手段は、前記第１の測定手段の測定を開始させてから前記検出手段が検出した前記被測定試料の搬送量が前記所定の距離Ｌと等しくなると前記第２の測定手段の測定を開始させることを特徴とする請求項４から７のいずれかに記載の複屈折測定装置。
【請求項９】
前記搬送手段は回転駆動される搬送ロールであり、
前記搬送ロールの回転角に応じたパルス列を出力するエンコーダを備え、
前記検出手段は前記パルス列のパルス数を積算して前記被測定試料の搬送量を検出することを特徴とする請求項８に記載の複屈折測定装置。
【請求項１０】
前記第１の測定手段および前記第２の測定手段が一体となるように構成され、前記第１の測定手段の入射位置および前記第２の測定手段の入射位置が同じ位置になるように前記第１の測定手段および前記第２の測定手段が配置されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の複屈折測定装置。
【請求項１１】
被測定試料に垂直に光を入射して前記被測定試料のレタデーションを測定する第１の測定工程と、
前記被測定試料に所定の入射角で光を入射して前記被測定試料のレタデーションを測定する第２の測定工程と、
前記第１の測定工程および前記第２の測定工程のうち少なくとも前記第２の測定工程の光の入射角と入射位置とを一定に保ったまま前記光の入射方位を変更する方位変更工程と、
前記光の入射方位が前記被測定試料の進相軸方位または遅相軸方位と平行になるように前記方位変更工程を制御する制御工程と、
前記正面レタデーションと前記斜めレタデーションから前記被測定試料の厚み方向レタデーションを算出する工程と、
を備えたことを特徴とする複屈折測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複屈折測定装置及び複屈折測定方法に係り、特にプラスチック樹脂フイルムの製造工程において、フイルムの複屈折特性を正確に測定する複屈折測定装置及び複屈折測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ等に用いるプラスチック樹脂フイルムを製造する際には、製造工程内においてフイルムの配向軸やレタデーション等の複屈折特性を計測し、計測結果に基づいて工程条件を制御することが好ましい。このように、工程条件に対してフィードバックを行うことで、所望の性能のフイルムを安定製造することが可能となり、その結果、ディスプレイの高性能化、高品質化を図ることが可能となる。
【０００３】
特許文献１には、互いに異なる波長を有する少なくとも二つの光を使うことによって計測範囲を拡大し、レタデーションを計測した位置の試料の厚さを計測することにより、試料の走行方向の厚さむらと幅方向の厚さ変化を捉え、正確に複屈折を計測することができるレタデーション計測装置が記載されている。特許文献１の装置によれば、厚さ変動によるレタデーション変動を識別することができるので、工程変動を素早く的確に把えることが可能となる。
【特許文献１】特開平１１−３２６１９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ディスプレイには、様々な視角から見て色味や階調等の表示特性を満足することが求められる。このような表示特性を実現するために、液晶ディスプレイに用いられる位相差フイルムにおいては、斜め方向の透過光に対して適正なレタデーション(斜めレターデーション)を有することが必要となる。適正な斜めレタデーションとは、バックライトから発せられる光をフイルム法線方向に透過する光のみならず、斜め方向に透過する光の偏光状態を液晶ディスプレイ特性に合うように適正に変換する特性をいう。
【０００５】
位相差フイルムの評価の指標として、一般的に厚み方向レタデーション(Ｒｔｈ)が用いられる。このＲｔｈは、フイルム法線方向の透過光に対するレタデーション(正面レタデーション)と、斜め方向の透過光に対するレタデーション(斜めレタデーション)から算出されるものである。したがって、正確にＲｔｈを算出するためには、斜め方向に透過する光の面内方位角を定めて計測することが必要であり、通常この面内方位角はフイルム法線方向からみた進相軸もしくは遅相軸方位としている。
【０００６】
こうした背景から、フイルムの製造工程においても、軸方位、正面レタデーションの計測だけでなく、斜めレタデーションを測定し、Ｒｔｈを算出することが望まれている。しかしながら、特許文献１に記載の装置では、斜め方向に透過する光の面内方位角をフイルム法線方向からみた進相軸もしくは遅相軸方位に位置合わせすることができないため、正確にＲｔｈを算出するために必須である斜めレタデーションを計測することができないという問題点があった。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、斜めレタデーションを正確に測定可能とすることで、厚み方向レタデーションを正確に算出する複屈折測定装置及び複屈折測定方法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】
【０００８】
前記目的を達成するために請求項１に記載の複屈折測定装置は、被測定試料に垂直に光を入射して前記被測定試料の正面レタデーションを測定する第１の測定手段と、前記被測定試料に所定の入射角で光を入射して前記被測定試料の斜めレタデーションを測定する第２の測定手段と、前記第１の測定手段および前記第２の測定手段のうち少なくとも前記第２の測定手段の光の入射角と入射位置とを一定に保ったまま前記光の入射方位を変更する方位変更手段と、前記光の入射方位が前記被測定試料の進相軸方位または遅相軸方位と平行になるように前記方位変更手段を制御する制御手段と、前記正面レタデーションと前記斜めレタデーションから前記被測定試料の厚み方向レタデーションを算出する手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
これにより、光の入射角と入射位置とを一定に保ったまま光の入射方位を変更するので、斜めレタデーションを正確に測定することができ、厚み方向レタデーションを正確に算出することができる。
【００１０】
請求項２に示すように請求項１に記載の複屈折測定装置において、前記方位変更手段は、前記第２の測定手段の入射位置における法線を中心として前記第１の測定手段および前記第２の測定手段のうち少なくとも前記第２の測定手段を回転させることにより、前記入射角と前記入射位置とを一定に保ったまま前記第２の測定手段の光の入射方位を変更することを特徴とする。
【００１１】
これにより、簡単に入射方位を配向軸方位に合わせることができる。
【００１２】
請求項３に示すように請求項１または２に記載の複屈折測定装置において、前記第１の測定手段の測定結果に基づいて前記被測定試料の進相軸方位または遅相軸方位を算出する手段を備え、前記制御手段は、前記光の入射方位が前記算出された進相軸方位または遅相軸方位と平行になるように前記方位変更手段を制御することを特徴とする。
【００１３】
これにより、試料の配向軸方位が変動する場合であっても、配向軸方位に応じて偏光特性を測定することができるので、正確に厚み方向レタデーションを算出することができる。
【００１４】
請求項４に示すように請求項１から３のいずれかに記載の複屈折測定装置において、前記被測定試料を所定の速度で前記第１の測定手段の入射位置から前記第２の測定手段の入射位置へ搬送させる搬送手段と、前記第１の測定手段の被測定試料の測定領域と前記第２の測定手段の被測定試料の測定領域が同一領域となるように前記第１の測定手段と前記第２の測定手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
これにより、第１の測定手段と第２の測定手段を離して配置した場合でも、同一領域について正面レタデーションと斜めレタデーションの測定を行うことができる。
【００１６】
請求項５に示すように請求項４に記載の複屈折測定装置において、前記第１の測定手段の入射位置と前記第２の測定手段の入射位置とが所定の間隔（Ｌ）だけ離れるように前記第１の測定手段と前記第２の測定手段が配置され、前記第１の測定手段が測定する間に前記被測定試料が搬送される量、および前記第２の測定手段が測定する間に前記被測定試料が搬送される量のうち多い方をＸ、前記方位変更手段が方位変更する間の前記被測定試料の搬送量をＹ、前記被測定試料の測定点の間隔をＰ、とした場合に、Ｘ＋Ｙ≦Ｐ≦Ｌの関係を満たすことを特徴とする。
【００１７】
これにより、試料を搬送しながらであっても、配向軸方位に応じて偏光特性を測定することができるので、正確に厚み方向レタデーションを算出することができる。
【００１８】
請求項６に示すように請求項４または５に記載の複屈折測定装置において、前記第１の測定手段および前記第２の測定手段の入射領域が４ｍｍ以内であることを特徴とする。
【００１９】
これにより、搬送中に発生する試料のたるみ、シワによる影響を最小限にすることができる。
【００２０】
請求項７に示すように請求項４から６のいずれかに記載の複屈折測定装置において、前記第１の測定手段および前記第２の測定手段の入射光が平行光であることを特徴とする。
【００２１】
これにより、正確にレタデーションの測定を行うことができる。
【００２２】
請求項８に示すように請求項４から７のいずれかに記載の複屈折測定装置において、前記制御手段は、前記被測定試料の搬送量を検出する検出手段と、前記第１の測定手段および前記第２の測定手段の測定を開始させるトリガ発生手段とを備え、前記トリガ発生手段は、前記第１の測定手段の測定を開始させてから前記検出手段が検出した前記被測定試料の搬送量が前記所定の距離Ｌと等しくなると前記第２の測定手段の測定を開始させることを特徴とする。
【００２３】
請求項９に示すように請求項８に記載の複屈折測定装置において、前記搬送手段は回転駆動される搬送ロールであり、前記搬送ロールの回転角に応じたパルス列を出力するエンコーダを備え、前記検出手段は前記パルス列のパルス数を積算して前記被測定試料の搬送量を検出することを特徴とする。
【００２４】
これにより、簡単に第１の測定手段で測定した領域を前記第２の測定手段で測定することができる。
【００２５】
請求項１０に示すように請求項１から３のいずれかに記載の複屈折測定装置において、前記第１の測定手段および前記第２の測定手段が一体となるように構成され、前記第１の測定手段の入射位置および前記第２の測定手段の入射位置が同じ位置になるように前記第１の測定手段および前記第２の測定手段が配置されることを特徴とする。
【００２６】
これにより、簡単に被測定試料の同じ位置を測定することができ、かつ簡単に入射方位を変更することができる。
【００２７】
前記目的を達成するために請求項１１に記載の複屈折測定方法は、被測定試料に垂直に光を入射して前記被測定試料のレタデーションを測定する第１の測定工程と、前記被測定試料に所定の入射角で光を入射して前記被測定試料のレタデーションを測定する第２の測定工程と、前記第１の測定工程および前記第２の測定工程のうち少なくとも前記第２の測定工程の光の入射角と入射位置とを一定に保ったまま前記光の入射方位を変更する方位変更工程と、前記光の入射方位が前記被測定試料の進相軸方位または遅相軸方位と平行になるように前記方位変更工程を制御する制御工程と、前記正面レタデーションと前記斜めレタデーションから前記被測定試料の厚み方向レタデーションを算出する工程とを備えたことを特徴とする。
【００２８】
これにより、光の入射角と入射位置とを一定に保ったまま光の入射方位を変更するので、斜めレタデーションを正確に測定することができ、厚み方向レタデーションを正確に算出することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、被測定試料の厚み方向レタデーション算出において、光の入射角と入射位置とを一定に保ったまま光の入射方位を変更するので、斜めレタデーションを正確に測定することができ、厚み方向レタデーションを正確に算出することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下に、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００３１】
＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明に係る複屈折測定装置１０の第１の実施の形態の概略を示す構成図である。
【００３２】
同図に示すように、本実施の形態の複屈折測定装置１０は、第１の投光器１２及び第１の受光器１４から構成される第１の偏光特性測定部１１、第２の投光器１８及び第２の受光器１９から構成される第２の偏光特性測定部１７、試料１６を搬送するための搬送ロール２１の他、軸／レタデーション算出手段６１、計測制御手段６２、面内方位可変手段６３、及び面内方位制御手段６４から構成されている。
【００３３】
第１の偏光特性測定部１１は、回転検光子法を用いて試料の配向軸方位とレタデーションを算出するための測定部である。図２は、第１の偏光特性測定部１１の光学系の構成図であり、同図に示すように、第１の偏光特性測定部１１の投光器１２は、光源２６、第１の平凸レンズ２８、分光フィルタ３２、ピンホール板３０、第２の平凸レンズ３４、直線偏光板３６、λ／４波長板３８、及び出射アパーチャ４０から構成される。
【００３４】
光源２６は、所望の波長帯域を含む光を発生し出射する光源であり、単色光源、白色光源を用いることが可能である。
【００３５】
光源２６から発光された光線は、第１の平凸レンズ２８を通過し、分光フィルタ３２に導かれる。分光フィルタ３２は、入射した光から所望の波長の光を取り出す、もしくは入射した光の波長帯を制限して単色性を高める働きをし、回折格子などの分光器を用いてもよい。本実施の形態では、光源２６に中心波長６３０ｎｍのＬＥＤを、分光フィルタ３２に半値幅１０ｎｍの金属干渉型フィルタを使用して、所望の波長の光を取り出す。
【００３６】
なお、光源２６から出射される光を分光フィルタ３２まで導光する手段、および分光フィルタ３２から出射される光を以降の光学系まで導光する手段は、光ファイバー等を用いてもよいし、光源２６と分光フィルタ３２、および以降の光学系を一体化してもよい。
【００３７】
ピンホール板３０のピンホール、および第２の平凸レンズ３４は、試料１６に入射する光を平行光にする働きをする。ピンホール板３０のピンホールから出射される光をほぼ点光源と見なし、第２の平凸レンズ３４の焦点距離がピンホール板３０のピンホールに合うように第２の平凸レンズ３４を配置することで、第２の平凸レンズ３４からの出射光をほぼ平行光とすることができる。本実施の形態では、第２の平凸レンズ３４には焦点距離４０ｍｍのレンズを使用して、スポット径が約４ｍｍとなる平行光を得る。また、ピンホール板３０のピンホール径は小さいほど平行光の平行度が高まり、本実施の形態ではφ０．４ｍｍのピンホール径を使用する。
【００３８】
第２の平凸レンズ３４を通過した光は、直線偏光板３６により、直線偏光板３６の透過軸に沿った直線偏光に変換される。直線偏光板３６には、消光比が１０−６〜１０−５オーダーで、ヨウ素吸収を利用した高分子型や光学結晶を利用したプリズム型などが使用され、本実施の形態では、ヨウ素吸収の高分子型を用いる。
【００３９】
直線偏光に偏光された光は、λ／４波長板３８に導かれる。λ／４波長板３８は、複屈折を持つ水晶などの光学結晶を組み合わせて作られた位相差９０°の位相子であり、直線偏光の偏光方向に対して進相軸を相対的に４５°または−４５°傾けて配置することで、直線偏光を円偏光に変換する。なお、正確に位相差９０°のλ／４波長板３８を作ることは現実的には非常に困難であるので、本実施の形態では、λ／４波長板３８の進相軸方位４５°に配置し、入射偏光状態(ストークスパラメーター)を事前に実測して、測定値の計算に使用する。
【００４０】
λ／４波長板３８を通過した光は、出射アパーチャ４０に導かれ、ここで投光器１２から出射する出射光のビーム径が決定される。本実施の形態では、φ４ｍｍのビーム径を使用する。出射アパーチャ４０を通過した光は、試料１６を透過して受光器１４に受光される。搬送中に発生する試料１６のたるみ、シワによる平面性悪化の影響を受け難くするために、出射アパーチャ４０のビーム径、すなわち試料１６の測定領域の直径は４ｍｍ以下であることが好ましい。
【００４１】
図２に示すように、第１の偏光特性測定部１１の受光器１４は、ロータリーエンコーダ４４付きの回転中空モータ４６、直線偏光板４８、及び光電子倍増管（ＰＭＴ）５０から構成される。
【００４２】
直線偏光板４８は、回転中空モータ４６の中央部に配置され、光軸周りを所定の回転角で回転する。回転する直線偏光板４８の透過軸方位の光強度のみをＰＭＴ５０で検出することで、ＰＭＴ５０に入射される偏光の光強度を全方位に渡って検出する。本実施の形態では、ヨウ素吸収の高分子型の直線偏光板４８を使用した。
【００４３】
回転中空モータ４６は、中心に光を通すことができる中空型のモータであり、図示しない中心部の中空の回転体に直線偏光板４８を固定保持し、直線偏光板４８を３６０°回転させることが可能である。中空の回転体は外周にギア等の機械的結合部を有し、ブラシレスモータやステッピングモータ等がベルトや歯車により結合される。回転体とモータは機構要素として分離されていてもよいし、一体化されていてもよい。本実施の形態では、ブラシレスモータを用い、ロータの回転速度を３０Ｈｚとした。
【００４４】
ロータリーエンコーダ４４は、所定の回転角度ピッチ毎に生成される角度パルスを出力することにより、回転中空モータ４６の現在の角度位置を検出するもので、これにより直線偏光板４８の現在の透過軸方位を検出することができる。本実施の形態では、１回転３０００パルス出力するものを使用する。
【００４５】
光電子倍増管（ＰＭＴ）５０は、増幅率を可変するための感度調整器と、光電管から出力された電流信号を電圧に変換する電流−電圧変換器を備え、光強度信号をアナログ電圧信号に変換して出力する。光を検出する手段は、ＰＭＴに限定されるものではなく、ＣＣＤ等を用いてもよい。
【００４６】
このように構成された第１の偏光特性測定部１１は、第１の投光器１２から出射する光が試料１６の法線と平行になるように配置される。
【００４７】
試料１６はシート状のプラスチック樹脂フイルムであり、投光器１２と受光器１４の間に配置され、搬送ロール２１により所定の速度で搬送される。
【００４８】
第２の偏光特性測定部１７も、回転検光子法を用いて試料の配向軸方位とレタデーションを算出するための測定部である。第２の偏光特性測定部１７の光学系の構成は、第１の偏光特性測定部１１の光学系の構成と同様となっている。第２の偏光特性測定部１７は、その測定領域が、第１の偏光特性測定部１１の測定領域と試料１６の幅方向に同じになるように配置される。即ち、第１の投光器１２から出射する光と第２の投光器１８から出射する光が試料１６の幅方向に同じ位置に入射されるように配置される。
【００４９】
さらに、第２の偏光特性測定部１７は、第２の投光器１８から出射する光が試料１６に斜め方向に入射するように配置され、かつ面内方位可変手段６３により、入射する点の法線を中心として方位旋回可能に構成されている。したがって、第２の偏光特性測定部１７は、測定領域と入射角を一定に保ちつつ、入射方位を変更することが可能となっている。本実施の形態では、第２の投光器１８から出射する光が試料１６の法線から４０°の入射角を持つように配置した。
【００５０】
なお、第１の偏光特性測定部１１と第２の偏光特性測定部１７とを一体となるように構成し、それぞれの測定領域が同一となるように、即ち、第１の投光器１２から出射する光と第２の投光器１８から出射する光が試料１６の同じ位置に入射されるように配置してもよい。この場合、第１の偏光特性測定部１１の測定領域と入射角、および第２の偏光特性測定部１７の測定領域と入射角を一定に保ちつつ、第１の偏光特性測定部１１と第２の偏光特性測定部１７とが一体となって方位旋回する。
【００５１】
このように構成することで、第１の偏光特性測定部１１と第２の偏光特性測定部１７とで簡単に試料１６の同一領域について測定することができ、さらに簡単に入射方位を変更することができる。
【００５２】
図３は、軸／レタデーション算出手段６１の電気的構成を示すブロック図である。同図に示すように、軸／レタデーション算出手段６１は、ＡＤ変換部７１及び演算部７２から構成される。ＡＤ変換部７１は、ロータリーエンコーダ４４から出力されるアナログ電圧信号を、逐次デジタル電圧信号に変換する。演算部７２は、ＡＤ変換部７１の出力値や演算結果等を記憶する記憶部７３、ＡＤ変換部７１が出力したデジタルデータをフーリエ変換するフーリエ変換処理部７４、フーリエ変換処理部７４の出力結果に基づいて配向軸方位とレタデーションを算出する算出部７５により構成される。
【００５３】
記憶部７３は、ＡＤ変換部７１から伝送されたデジタルデータや、フーリエ変換処理部７４において変換処理された結果データ、算出部７５において配向軸方位およびレタデーションを算出する過程で発生する演算途中のデータや演算結果のデータを記憶するものである。
【００５４】
フーリエ変換処理部７４は、記憶部７３に記憶されている直線偏光板４８の回転角度に応じたデジタルデータを、ＤＦＴ(離散フーリエ変換)やＦＦＴ(高速フーリエ変換)などのフーリエ変換アルゴリズムを用いて、直線偏光板４８の所定の回転角における周波数成分のフーリエ係数を算出する。
【００５５】
ＡＤ変換部７１及び演算部７２は、所定のプログラムとそのプログラムを実行するプロセッサ（ＣＰＵ、ＤＳＰ）などを用いたコンピュータで実現可能である。本実施の形態では、ＤＳＰによる信号処理ボードを使用した。
【００５６】
面内方位制御手段６４は、計測制御手段６２からの指令に基づいて面内方位可変手段６３を制御する。
【００５７】
面内方位可変手段６３は、試料１６を挟んで投光側、受光側のそれぞれについて独立に方位可変に構成している。面内方位可変手段６３にはステッピングモータを使用し、面内方位を０〜３６０°回転可能としている。
【００５８】
計測制御手段６２は、軸／レタデーション算出手段６１及び面内方位制御手段６４を制御し、試料１６の複屈折測定を統括制御する。本実施の形態では、計測制御手段６２にはパーソナルコンピュータを用いており、軸／レタデーション算出手段６１および面内方位制御手段６４とは、双方向通信可能に接続されている。
【００５９】
このように構成することで、第１の偏光特性測定部１１の測定結果から配向軸方位と正面レタデーションを算出することができ、また、第２の偏光特性測定部１７の測定結果から、配向軸方位に応じた斜め方向のレタデーションを算出することができる。さらに、測定する領域を直径４ｍｍ以内のスポットとすることで、搬送中に発生する試料１６のたるみ、シワによる平面性悪化の影響を受け難くすることが可能である。
【００６０】
次に、本実施の形態の複屈折測定装置１０の動作について説明する。
【００６１】
試料１６のフイルム配向軸方位が既知の場合は、既知の配向軸方位に基づいて面内方位制御手段６４が面内方位可変手段６３を制御し、第２の偏光特性測定部１７の斜め入射光が既知の配向軸方位と平行になるように第２の偏光特性測定部１７を方位旋回させ、平行となった位置で固定する。この後、搬送ロール２１による試料１６の搬送が開始される。第１の偏光特性測定部１１と第２の偏光特性測定部１７はそれぞれ、搬送ロール２１により搬送される試料１６について、投光器１２及び投光器１８から出射された光が回転する直線偏光板４８を介してＰＭＴ５０に入射される偏光の光強度を全方位に渡って検出する。
【００６２】
軸／レタデーション算出手段６１は、第１の偏光特性測定部１１の測定結果に基づいて正面レタデーションを、第２の偏光特性測定部１７の測定結果に基づいて斜めレタデーションを算出し、さらに算出された正面レタデーションと斜めレタデーションからＲｔｈを算出する。
【００６３】
このように、試料１６のフイルム配向軸方位が既知の場合に、第２の偏光特性測定部１７の斜め入射光が既知の配向軸方位と平行になるように方位旋回させることにより、正確なＲｔｈを算出することが可能となる。
【００６４】
試料１６のフイルム配向軸方位が未知の場合は、計測制御手段６２の制御に基づいて、第１の偏光特性測定部１１が試料１６の偏光の光強度を全方位に渡って検出する。この測定結果に基づいて、軸／レタデーション算出手段６１が試料１６の配向軸方位を算出する。さらに、面内方位制御手段６４が面内方位可変手段６３を制御し、第２の偏光特性測定部１７の斜め入射光が算出された配向軸方位と平行になるように第２の偏光特性測定部１７を方位旋回させ、平行となった位置で固定する。以降の複屈折の測定、Ｒｔｈ算出については、配向軸方位が既知の場合と同様である。
【００６５】
このように、試料１６のフイルム配向軸方位が未知の場合は、最初に第１の偏光特性測定部１１により偏光特性測定を行って試料１６の配向軸方位を算出し、第２の偏光特性測定部１７の斜め入射光が算出した配向軸方位と平行になるように方位旋回させることにより、正確なＲｔｈを算出することが可能となる。
【００６６】
なお、配向軸方位とレタデーションを測定する方法は、回転検光法に限られるものではなく、回転位相子法や弾性変調法等を用いたものであってもよい。
【００６７】
＜第２の実施の形態＞
図４は、本発明に係る複屈折測定装置１０の第２の実施の形態の概略を示す構成図である。なお、図１に示す構成図と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００６８】
第２の実施の形態では、第１の偏光特性測定部１１の測定位置と第２の偏光特性測定部１７の測定位置が、試料１６の幅方向に同一の位置で、試料１６の搬送方向に距離Ｌだけ離れるように配置される。第１の偏光特性測定部１１は、第１の投光器１２から出射する光が試料１６の法線と平行になるように固定配置され、第２の偏光特性測定部１７は、第２の投光器１８から出射する光が試料１６に対してフイルム法線から４０°の入射角を持つように配置される。
【００６９】
図５は、本実施の形態の第２の偏光特性測定部１７の構成図である。面内方位可変手段６３は、投光器１８、受光器１９のそれぞれについて独立に方位可変に構成され、それぞれ面内方位制御手段６４により制御される。面内方位可変手段６３にはステッピングモータを使用し、面内方位を０〜３６０°回転可能としている。このように、第２の偏光特性測定部１７は、面内方位可変手段６３により入射角と測定領域を一定に保ったまま方位旋回するように構成されている。
【００７０】
また、第１の偏光特性測定部１１における試料１６の測定領域と、第２の偏光特性測定部１７における試料１６の測定領域が同一となるように、搬送ロール２１の搬送位置を検出する搬送位置検出手段６５、及びトリガ発生手段６６を備えている。
【００７１】
搬送位置検出手段６５は、回転駆動する搬送ロール２１の回転角を図示しないエンコーダで検出し、エンコーダパルス列のパルス数を積算する。トリガ発生手段６６は、搬送位置検出手段６５の検出結果に基づいて試料１６の搬送量を算出し、算出した搬送量に基づいて、第１の偏光特性測定部１１および第２の偏光特性測定部１７の測定を開始させる所望のタイミングに、測定開始のトリガを発生する。
【００７２】
次に、本実施の形態の複屈折測定装置１０の動作について説明する。
【００７３】
試料１６が所定の速度で搬送ロール２１に搬送されている状態で、トリガ発生手段６６が、測定開始のトリガを発生する。このトリガは計測制御手段６２に入力され、計測制御手段６２は、第１の偏光特性測定部１１に対して偏光特性測定を開始させる。
【００７４】
第１の偏光特性測定部１１の偏光特性測定が終了すると、測定結果に基づいて、軸／レタデーション算出手段６１は、試料１６の正面レタデーションとともに配向軸方位を算出する。面内方位制御手段６４は、第２の偏光特性測定部１７の斜め入射光が算出された配向軸方位と平行になるように、第２の偏光特性測定部１７を方位旋回させる。
【００７５】
また、トリガ発生手段６６は、搬送位置検出手段６５の出力に基づいて、測定開始のトリガを発生してからの試料１６の搬送量を算出する。この算出した搬送量が第１の偏光特性測定部１１と第２の偏光特性測定部１７との距離Ｌになると、トリガ発生手段６６は再び測定開始のトリガを発生する。計測制御手段６２は、このトリガに基づいて第２の偏光特性測定部１７に対して測定を開始させる。
【００７６】
あらかじめ試料１６の測定領域の配向軸方位と平行になる位置に方位旋回された第２の偏光特性測定部１７は、計測制御手段６２の指令に基づいて偏光特性測定を行う。第２の偏光特性測定部１７の偏光特性測定が終了すると、測定結果に基づいて、軸／レタデーション算出手段６１は、試料１６の斜めレタデーションを算出する。軸／レタデーション算出手段６１は、算出した正面レタデーションと斜めレタデーションからＲｔｈの算出を行う。
【００７７】
このように構成することで、第１の偏光特性測定部１１と第２の偏光特性測定部１７との、試料１６の測定領域を同一とすることができる。また、第１の偏光特性測定部１１の測定結果から軸／レタデーション算出手段が算出した配向軸方位に基づいて、第２の偏光特性測定部１７を方位旋回させて測定を行う面内方位を変更することにより、試料１６が搬送されている状態においても、常に正しい斜め方向レタデーションの測定を行うことが可能となる。
【００７８】
なお、第１の偏光特性測定部１１と第２の偏光特性測定部１７とは、別々のタイミングで偏光特性測定を行ったが、同時に測定する方が好ましい。すなわち、第２の偏光特性測定部１７が偏光特性測定を行っている間に、第１の偏光特性測定部１１は、距離Ｌだけ搬送された新たな領域について偏光特性測定をおこなう。このように同時に測定することで、より多くの領域を測定することが可能になる。
【００７９】
ここで、第１の偏光特性測定部１１及び第２の偏光特性測定部１７において測定１回当たりに試料１６が搬送される搬送量のどちらか長い方をＸ、第２の偏光特性測定部１７が面内方位可変手段６３により方位旋回される間に試料１６が搬送される搬送量をＹ、レタデーションを測定する試料１６の搬送方向の周期をＰとすると、Ｘ＋Ｙ≦Ｐ≦Ｌを満たすように、Ｘ、Ｙ、Ｌを設定する。
【００８０】
このように設定することで、第１の偏光特性測定部１１および第２の偏光特性測定部１７において同時に偏光特性測定を行うとともに、第１の偏光特性測定部１１が測定した同一領域において第２の偏光特性測定部１７が測定することが可能となる。
【００８１】
＜実施例＞
上記の第２の実施の形態の構成を用いて、フイルム製造工程内においてオンラインで配向軸方位およびＲｔｈの算出を行った。測定周期の条件は、フイルム流れ方向長さで１００ｍｍとした。その結果を図６に示す。図６（ａ）は各フイルム搬送位置におけるフイルムの配向軸方位を、図６（ｂ）は各フイルム搬送位置におけるＲｔｈを示している。
【００８２】
この測定サンプルは、製造中に製造条件を変更しており、この製造条件の変更後から、フイルムの配向軸方位及びＲｔｈが変化していることを算出結果から読み取ることができる。この算出結果に基づいて、所望のフイルム性能が出るまでさらに製造条件を変更することが可能となる。
【００８３】
また、オンラインで測定した搬送位置２７〜２９ｍ区間におけるＲｔｈの平均値は２１５．６ｎｍであった。この区間をオフラインでＮ＝４のサンプリング測定をした結果、Ｒｔｈの平均値は２１５．３ｎｍであり、オンライン測定結果の平均値とよく一致する結果を得ることができた。このように、オンラインにおいても正確にＲｔｈの測定ができることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】図１は、本発明に係る複屈折測定装置１０の第１の実施の形態の概略を示す構成図である。
【図２】図２は、第１の偏光特性測定部１１の光学系の構成図である。
【図３】図３は、軸／レタデーション算出手段６１の電気的構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、本発明に係る複屈折測定装置１０の第２の実施の形態の概略を示す構成図である。
【図５】図５は、本実施の形態の第２の偏光特性測定部１７の構成図である。
【図６】図６は、配向軸方位、及び厚み方向レタデーションのオンライン測定の測定結果を示す図である。
【符号の説明】
【００８５】
１０…複屈折測定装置、１１…第１の偏光特性測定部、１２…第１の投光部、１４…第１の受光部、１６…試料、１７…第２の偏光特性測定部、１８…第２の投光部、１９…第２の受光部、２１…搬送ロール、２６…光源、２８…第１の平凸レンズ、３０…ピンホール板、３２…分光フィルタ、３４…第２の平凸レンズ、３６…直線偏光板、３８…λ／４波長板、４０…出射アパーチャ、４４…ロータリーエンコーダ、４６…回転中空モータ、４８…直線偏光板、５０…光電子倍増管、６１…軸／レタデーション算出手段、６２…計測制御手段、６３…面内方位可変手段、６４…面内方位制御手段、６５…搬送位置検出手段、６６…トリガ発生手段、７１…ＡＤ変換部、７２…演算部、７３…記憶部、７４…フーリエ変換処理部、７５…算出部
【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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