光照射裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供能夠精度良好地測(cè)量照射到對(duì)象物的偏振光的偏振軸角度的光照射裝置。照射進(jìn)行了偏振的光的光照射裝置具備：光源(7)；裝置側(cè)偏振器，其對(duì)該光源(7)的光進(jìn)行偏振，并在光的一個(gè)以上的波長(zhǎng)處具有100：1以上的消光比；以及測(cè)量器(20)，其測(cè)量由裝置側(cè)偏振器進(jìn)行了偏振的光的偏振軸。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
光照射裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及具備對(duì)偏振軸的角度(方向或者朝向)進(jìn)行測(cè)量的測(cè)量器的光照射裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]已知通過(guò)向取向膜、或取向?qū)?以下，稱(chēng)作“光取向膜”)照射偏振光來(lái)對(duì)膜或?qū)舆M(jìn)行取向的被稱(chēng)作光取向的技術(shù)，該光取向被廣泛應(yīng)用于液晶顯示面板的液晶顯示元件所具備的液晶取向膜的取向等。
[0003]用于光取向的光照射裝置通常具備放射光的光源和對(duì)入射光進(jìn)行偏振的偏振器，通過(guò)使光源的光通過(guò)偏振器來(lái)獲得偏振光(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)I)。
[0004]作為對(duì)光取向的品質(zhì)產(chǎn)生影響的偏振光的因素，已知消光比和偏振軸分布不均這兩個(gè)因素，作為用于光取向的光照射裝置，能夠高精度調(diào)整消光比和偏振軸分布不均非常重要。作為測(cè)量這些消光比、偏振軸的技術(shù)，已提出各種技術(shù)(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)2?專(zhuān)利文獻(xiàn)4)。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0007]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2004 —163881號(hào)公報(bào)
[0008]專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2004 — 226209號(hào)公報(bào)
[0009]專(zhuān)利文獻(xiàn)3:日本特開(kāi)2005 — 227019號(hào)公報(bào)
[0010]專(zhuān)利文獻(xiàn)4:日本特開(kāi)2007 —127567號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0012]為了利用光取向裝置來(lái)獲得高品質(zhì)的液晶取向膜，需要將消光比調(diào)整為較高，并且需要將偏振軸的精度調(diào)整為例如誤差在0.1°以?xún)?nèi)。為了將偏振軸的精度調(diào)整為誤差在
0.1°以?xún)?nèi)，要求誤差在0.01°以?xún)?nèi)的測(cè)量精度，但在現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)中，測(cè)量器自身存在誤差(例如，0.01°左右)，有可能不能以滿(mǎn)足這種要求的精度來(lái)測(cè)量偏振軸。
[0013]本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種能夠精度良好地測(cè)量照射到對(duì)象物的偏振光的偏振軸角度的光照射裝置。
[0014]用于解決問(wèn)題的技術(shù)方案
[0015]為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的第一方案是，一種照射進(jìn)行了偏振的光的光照射裝置，其特征在于，具備:光源;裝置側(cè)偏振器，其對(duì)該光源的光進(jìn)行偏振，并在光的一個(gè)以上的波長(zhǎng)處具有100:1以上的消光比；以及測(cè)量器，其測(cè)量由所述裝置側(cè)偏振器進(jìn)行了偏振的光的偏振軸，所述測(cè)量器能夠從所述光照射裝置的其他部分移動(dòng)或者能夠從所述其他部分分咼。
[0016]在上述結(jié)構(gòu)中，也可以是，所述測(cè)量器具備檢測(cè)側(cè)偏振器，在改變所述檢測(cè)側(cè)偏振器的偏振軸角度的同時(shí)檢測(cè)依次透射過(guò)所述裝置側(cè)偏振器及所述檢測(cè)側(cè)偏振器的光，并求出變化曲線，該變化曲線表示在改變所述檢測(cè)側(cè)偏振器的所述偏振軸角度的同時(shí)檢測(cè)出的光的光量的周期性變化，并且該測(cè)量器基于該變化曲線求出所述裝置側(cè)偏振器的偏振軸。
[0017]另外，在上述結(jié)構(gòu)中，也可以是，所述測(cè)量器通過(guò)使所述檢測(cè)側(cè)偏振器轉(zhuǎn)動(dòng)，從而改變?cè)摍z測(cè)側(cè)偏振器的所述偏振軸角度。
[0018]另外，在上述結(jié)構(gòu)中，還可以具備回轉(zhuǎn)式致動(dòng)器，其通過(guò)使所述檢測(cè)側(cè)偏振器轉(zhuǎn)動(dòng)而改變所述檢測(cè)側(cè)偏振器的所述偏振軸角度。
[0019]另外，在上述結(jié)構(gòu)中，也可以是，所述測(cè)量器在檢測(cè)側(cè)具備具有不同的偏振軸角度的多個(gè)檢測(cè)側(cè)偏振器，并以透射過(guò)所述裝置側(cè)偏振器的光依次經(jīng)過(guò)各個(gè)所述檢測(cè)側(cè)偏振器的方式使所述多個(gè)檢測(cè)側(cè)偏振器移動(dòng)，從而改變所述檢測(cè)側(cè)的所述偏振軸角度。
[0020]另外，本發(fā)明的第二方案是，一種照射進(jìn)行了偏振的光的光照射裝置，其特征在于，具有:光源;裝置側(cè)偏振器，其沿偏振軸對(duì)該光源的光進(jìn)行偏振，并具有100:1以上的消光比；檢測(cè)側(cè)偏振器，其使由所述裝置側(cè)偏振器進(jìn)行了偏振的光透射；以及偏振軸檢測(cè)器，其在改變所述檢測(cè)側(cè)偏振器的偏振軸角度的同時(shí)檢測(cè)依次透射過(guò)所述裝置側(cè)偏振器及所述檢測(cè)側(cè)偏振器的光，并求出變化曲線，該變化曲線表示在所述檢測(cè)側(cè)偏振器的各偏振軸角度上檢測(cè)出的光的光量的周期性變化，并且該偏振軸檢測(cè)器基于該變化曲線求出所述裝置側(cè)偏振器的偏振軸。
[0021]另外，在上述結(jié)構(gòu)中，也可以是，所述偏振軸檢測(cè)器在檢測(cè)側(cè)具備具有不同的偏振軸角度的多個(gè)檢測(cè)側(cè)偏振器，并且所述偏振軸檢測(cè)器具備驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)以使透射過(guò)所述裝置側(cè)偏振器的光依次經(jīng)過(guò)各個(gè)所述檢測(cè)側(cè)偏振器的方式使所述多個(gè)檢測(cè)側(cè)偏振器移動(dòng)，從而改變所述檢測(cè)側(cè)的所述偏振軸角度。
[0022]另外，本發(fā)明的第三方案是，一種照射進(jìn)行了偏振的光的光照射裝置，其特征在于，具備:光源；以及多個(gè)裝置側(cè)偏振器，其對(duì)所述光源的光以該光的一個(gè)以上的波長(zhǎng)處的100:1以上的消光比來(lái)進(jìn)行偏振，所述裝置側(cè)偏振器在0.1°以?xún)?nèi)的誤差范圍內(nèi)向規(guī)定的偏振方向?qū)R。
[0023]另外，在上述結(jié)構(gòu)中，也可以是，能夠利用測(cè)量器來(lái)測(cè)量所述偏振方向的方向，所述測(cè)量器用于測(cè)量在各個(gè)所述裝置側(cè)偏振器中進(jìn)行了偏振的光的偏振軸，并且能夠從所述光照射裝置移動(dòng)或者能夠從所述光照射裝置分離。
[0024]發(fā)明效果
[0025]根據(jù)本發(fā)明，由于將裝置側(cè)偏振器的消光比設(shè)定為100:1以上，因此能夠精度良好地測(cè)量照射到對(duì)象物的偏振光的偏振軸角度。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的具有偏振測(cè)量機(jī)構(gòu)的光取向裝置的示意圖。
[0027]圖2是表示光取向裝置及偏振測(cè)量機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的圖。
[0028]圖3是表示檢測(cè)部的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0029]圖4是實(shí)施方式的一種檢測(cè)光的變化曲線的示意圖。
[0030]圖5是檢測(cè)光的變化曲線的示意圖，(A)表示最小光量和最大光量之差較小的情況，(B)表不最小光量和最大光量之差較大的情況。
[0031]圖6是表示裝置側(cè)線柵偏振器的消光比和由偏振測(cè)量裝置測(cè)量到的向?qū)ο笪镎丈涞钠窆獾钠褫S的誤差之間的關(guān)系的曲線圖。
[0032]圖7是表示裝置側(cè)線柵偏振器的消光比和由偏振測(cè)量裝置測(cè)量到的向?qū)ο笪镎丈涞钠窆獾钠褫S的誤差之間的關(guān)系的曲線圖。
[0033]圖8是表示裝置側(cè)線柵偏振器的消光比和由偏振測(cè)量裝置測(cè)量到的向?qū)ο笪镎丈涞钠窆獾钠褫S的誤差之間的關(guān)系的曲線圖。
[0034]圖9是本發(fā)明的變形例涉及的檢測(cè)部的示意圖。
[0035]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0036]2:光取向裝置(光照射裝置)，7:燈(光源)，10:偏振器單元，16:線柵偏振器(裝置側(cè)偏振器)，20:偏振測(cè)量裝置(測(cè)量器，偏振軸檢測(cè)器)，33:檢測(cè)側(cè)偏振器，Cl:偏振軸。
【具體實(shí)施方式】
[0037]以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0038]在以下的說(shuō)明中，將對(duì)液晶膜等進(jìn)行光取向的光取向裝置作為本發(fā)明的光照射裝置進(jìn)行說(shuō)明。然而，本發(fā)明的光照射裝置不限于光取向裝置，只要是放射偏振光的裝置，可以是任意裝置。
[0039]圖1是表示本實(shí)施方式涉及的具有偏振測(cè)量機(jī)構(gòu)(偏振測(cè)量系統(tǒng))1的光取向裝置2(光照射裝置)的示意圖。
[0040]在本圖中，光取向裝置(光照射裝置)2是向帶狀的光取向?qū)ο笪锏墓馊∠蚰ふ丈淦窆舛M(jìn)行光取向的裝置，偏振測(cè)量機(jī)構(gòu)I是測(cè)量光取向裝置2的偏振光的偏振特性的系統(tǒng)。作為偏振特性，對(duì)光取向裝置2的偏振光的偏振軸以及消光比進(jìn)行測(cè)量。
[0041]光取向裝置2具備防振結(jié)構(gòu)的平臺(tái)3、照射器設(shè)置架臺(tái)4、以及載置光取向?qū)ο笪锏墓ぷ髋_(tái)5。
[0042]照射器設(shè)置架臺(tái)4是在平臺(tái)3的寬度方向(與后面敘述的直動(dòng)機(jī)構(gòu)的直動(dòng)方向X垂直的方向)上被橫架在距平臺(tái)3規(guī)定距離的上方位置上的箱體，照射器設(shè)置架臺(tái)4的兩端被固定在平臺(tái)3上。照射器設(shè)置架臺(tái)4內(nèi)置照射器6，照射器6向正下方照射偏振光。此外，為了分離伴隨著工作臺(tái)5的移動(dòng)的振動(dòng)和由照射器6的冷卻引起的振動(dòng)，也可以將照射器設(shè)置架臺(tái)4與該平臺(tái)3分開(kāi)設(shè)置而不將照射器設(shè)置架臺(tái)4固定在平臺(tái)3上。
[0043]在平臺(tái)3中內(nèi)設(shè)有以沿著直動(dòng)方向X在平臺(tái)3的表面上經(jīng)過(guò)照射器6的正下方的方式輸送工作臺(tái)5的直動(dòng)機(jī)構(gòu)(未圖示)。在光取向?qū)ο笪锏墓馊∠驎r(shí)，通過(guò)直動(dòng)機(jī)構(gòu)，載置在工作臺(tái)5上的光取向?qū)ο笪锱c工作臺(tái)5—起被輸送并經(jīng)過(guò)照射器6的正下方，光取向?qū)ο笪镌诮?jīng)過(guò)照射器6的正下方時(shí)暴露于偏振光，由此光取向膜被取向。
[0044]照射器6具備作為光源的燈7、反射鏡8、偏振器單元10，并向正下方(相對(duì)于工件以90度)照射聚集的偏振光，或者不是以90度照射，而是以具有沿橫穿工作臺(tái)5的移動(dòng)方向的方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的規(guī)定的傾斜、例如具有45度的方式進(jìn)行照射。
[0045]燈7也可以使用放電燈。在本實(shí)施方式中，使用至少以與光取向?qū)ο笪锏膶挾韧纫陨系膶挾妊由斓闹惫苄?棒狀)的紫外線燈。反射鏡8是剖面為橢圓形且沿?zé)?的長(zhǎng)度方向延伸的圓柱凹面反射鏡，反射鏡8聚集燈7的光之后朝向偏振器單元10照射。
[0046]偏振器單元10配置在反射鏡8和光取向?qū)ο笪镏g，使向光取向?qū)ο笪镎丈涞墓馄瘛Ｍㄟ^(guò)使該偏振光向光取向?qū)ο笪锏墓馊∠蚰ふ丈?，根?jù)偏振光的偏振軸角度(方向)對(duì)該光取向膜進(jìn)行取向。
[0047]圖2是示出偏振測(cè)量機(jī)構(gòu)I的結(jié)構(gòu)并示出光取向裝置2的俯視圖的圖。此外，在本圖中，為了容易地理解偏振器單元10的結(jié)構(gòu)，在照射器設(shè)置架臺(tái)4中僅示出了偏振器單元10。
[0048]如本圖所示，偏振器單元10具備多個(gè)單位偏振器單元12、以及將這些單位偏振器單元12橫排地排列成一列的框架14?？蚣?4是對(duì)各單位偏振器單元12進(jìn)行連接配置的板狀的框體。單位偏振器單元12具備形成為大致矩形板狀的線柵偏振器(裝置側(cè)偏振器)16。
[0049]在本實(shí)施方式中，各單位偏振器單元12以使線柵偏振器16的線方向A與上述工作臺(tái)5的直動(dòng)方向X平行的方式支承線柵偏振器16，并且與該線方向A正交的方向與線柵偏振器16的排列方向B—致。
[0050]線柵偏振器16是直線偏振器的一種，反射或吸收入射光之中與線方向A平行的成分，并透射與該線方向A正交的成分，從而獲取直線偏振光。在該線柵偏振器16中，將與線方向A正交的方向定義為直線偏振的偏振軸Cl (圖3)，在本實(shí)施方式中偏振軸Cl與排列方向B對(duì)齊。如上所述，燈7為棒狀，因此各種方向(角度)的光入射到線柵偏振器16中，但利用線柵偏振器16，即使是傾斜入射的光，只要偏振軸Cl (透射軸)的方向合適，則通過(guò)進(jìn)行直線偏振化而透射該光。
[0051 ]線柵偏振器16以將它的法線方向作為轉(zhuǎn)動(dòng)軸并在面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)從而能夠?qū)ζ褫SCl的方向進(jìn)行微調(diào)整的方式被單位偏振器單元12支承。對(duì)于所有的單位偏振器單元12，線柵偏振器16的偏振軸Cl以與排列方向B對(duì)齊的方式被進(jìn)行微調(diào)整，由此獲得在偏振器單兀1的長(zhǎng)軸方向的整個(gè)全長(zhǎng)上使偏振軸Cl高精度地對(duì)齊的偏振光，從而能夠?qū)崿F(xiàn)高品質(zhì)的光取向。
[0052]在本實(shí)施方式中，如圖1所不，偏振測(cè)量機(jī)構(gòu)I具備偏振測(cè)量裝置(測(cè)量器，偏振軸檢測(cè)器)20以及測(cè)量單元30。測(cè)量單元30具備檢測(cè)偏振光的檢測(cè)部31，偏振測(cè)量裝置20基于檢測(cè)部31對(duì)偏振光的檢測(cè)結(jié)果來(lái)測(cè)量該偏振光的偏振軸以及消光比。
[0053]為了易于進(jìn)行針對(duì)每個(gè)線柵偏振器16的各個(gè)測(cè)量，如圖2所示，測(cè)量單元30具備線性導(dǎo)向部32，該線性導(dǎo)向部32的導(dǎo)向方向設(shè)置為與排列方向B平行，并沿線(直線)引導(dǎo)檢測(cè)部31。在測(cè)量偏振光時(shí)，線性導(dǎo)向部32與上述工作臺(tái)5的行進(jìn)方向側(cè)的側(cè)面5A連結(jié)并向偏振器單元10的正下方輸送，或者線性導(dǎo)向部32以位于偏振器單元10的正下方的方式設(shè)置在平臺(tái)3的表面上。然后，沿線性導(dǎo)向部32移動(dòng)檢測(cè)部31或者使檢測(cè)部31自推進(jìn)以使其位于微調(diào)整對(duì)象的線柵偏振器16的正下方，并在該位置上利用檢測(cè)部31檢測(cè)透射過(guò)該線柵偏振器16的偏振光，并測(cè)量偏振光。偏振測(cè)量機(jī)構(gòu)I (偏振測(cè)量裝置20)能夠從光取向裝置2的其他部分移動(dòng)或者能夠從其他部分分離。
[0054]圖3是表示檢測(cè)部31的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0055]檢測(cè)部31具備檢測(cè)側(cè)偏振器33和受光傳感器34。
[0056]檢測(cè)側(cè)偏振器33是具有偏振軸C2的板狀(在圖示例中為圓盤(pán)狀)的光檢測(cè)用的直線偏振器，也被稱(chēng)作檢偏振器。透射線柵偏振器16而被進(jìn)行直線偏振化的偏振光F入射到該檢測(cè)側(cè)偏振器33中，并對(duì)該偏振光F進(jìn)行直線偏振化。關(guān)于檢測(cè)側(cè)偏振器33，只要是直線偏振器，則可以使用任意的偏振器，例如也可以使用線柵偏振器。
[0057]受光傳感器34接收在檢測(cè)側(cè)偏振器33的偏振軸C2上進(jìn)行了直線偏振化的檢測(cè)光G，并將表示檢測(cè)光G的光量I的檢測(cè)信號(hào)35向偏振測(cè)量裝置20輸出。
[0058]在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，檢測(cè)側(cè)偏振器33設(shè)置成將它的法線方向S作為轉(zhuǎn)動(dòng)軸至少在整個(gè)旋轉(zhuǎn)一圈中轉(zhuǎn)動(dòng)(旋轉(zhuǎn))自如。檢測(cè)側(cè)偏振器33的轉(zhuǎn)動(dòng)(旋轉(zhuǎn))由從基準(zhǔn)位置PO起的轉(zhuǎn)動(dòng)(旋轉(zhuǎn))角度Θ規(guī)定。在本實(shí)施方式中，基準(zhǔn)位置PO(或者，基準(zhǔn)位置PO的方向)設(shè)定在偏振軸C2的方向與上述線柵偏振器16的排列方向B—致的位置上。即，在將檢測(cè)部31安設(shè)在線性導(dǎo)向部32上并使檢測(cè)側(cè)偏振器33與基準(zhǔn)位置PO對(duì)齊時(shí)，檢測(cè)側(cè)偏振器33的偏振軸C2處于面向排列方向B的狀態(tài)。
[0059]偏振測(cè)量裝置20是測(cè)量偏振光F的偏振軸Fl和消光比的裝置。在本實(shí)施方式中，基于檢測(cè)側(cè)偏振器33旋轉(zhuǎn)一圈時(shí)的檢測(cè)光G的光量的周期性變化來(lái)進(jìn)行測(cè)量。具體而言，如圖2所示，偏振測(cè)量裝置20具備旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)控制部21、輸入部22、變化曲線計(jì)算部23、偏振特性指定部24、以及偏振特性輸出部25。此外，偏振測(cè)量裝置20還能夠通過(guò)使例如個(gè)人計(jì)算機(jī)執(zhí)行實(shí)現(xiàn)圖2所示的各部分的計(jì)算機(jī)可讀取的程序來(lái)實(shí)施。
[0060]旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)控制部21控制檢測(cè)部31的檢測(cè)側(cè)偏振器33的旋轉(zhuǎn)。具體而言，檢測(cè)部31具備使檢測(cè)側(cè)偏振器33轉(zhuǎn)動(dòng)(旋轉(zhuǎn))的回轉(zhuǎn)式致動(dòng)器RA，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)控制部21控制回轉(zhuǎn)式致動(dòng)器并使檢測(cè)側(cè)偏振器33轉(zhuǎn)動(dòng)(旋轉(zhuǎn))，由此使偏振軸C2與規(guī)定的轉(zhuǎn)動(dòng)(旋轉(zhuǎn))角度Θ的方向一致。此時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度Θ被輸出至變化曲線計(jì)算部23。
[0061 ]輸入部22是從受光傳感器34接收檢測(cè)光G的光量I的檢測(cè)值的輸入的單元，檢測(cè)部31的檢測(cè)信號(hào)35被輸入至該輸入部22中。輸入部22從該檢測(cè)信號(hào)35中獲取檢測(cè)光G的光量I的檢測(cè)值并將其輸出至變化曲線計(jì)算部23。
[0062]變化曲線計(jì)算部23基于檢測(cè)光G的光量I的檢測(cè)值，計(jì)算表示使檢測(cè)側(cè)偏振器33旋轉(zhuǎn)一圈時(shí)的檢測(cè)光G的光量I的周期性變化的變化曲線Q。詳細(xì)而言，如上面的圖3所示，檢測(cè)光G是燈7的發(fā)射光E依次通過(guò)作為直線偏振器的線柵偏振器16、以及檢測(cè)側(cè)偏振器33而得到的光。在檢測(cè)側(cè)偏振器33和受光傳感器34之間也可以具有其他部件。在本實(shí)施方式中，檢測(cè)側(cè)偏振器33和受光傳感器34之間具有帶通濾波器及對(duì)焦或者攝像光學(xué)透鏡。
[0063]因此，如圖4所示，隨著檢測(cè)側(cè)偏振器33的旋轉(zhuǎn)而生成的檢測(cè)光G的光量I的變化曲線Q理想的是，一周期為4rad]( = 180°)的由下式(I)所示的余弦波形(所謂的馬呂斯法則(Low of Malus))。具有這種余弦波形的變化曲線Q，在檢測(cè)側(cè)偏振器33的偏振軸C2與線柵偏振器16的偏振光F的偏振軸Fl平行的情況下(在本實(shí)施方式中轉(zhuǎn)動(dòng)角度θ = 0°、180° (極大點(diǎn)))具有最大光量Imax(極大值)，在偏振軸C2與偏振光F的偏振軸Fl正交的情況下(在本實(shí)施方式中轉(zhuǎn)動(dòng)角度θ = 90°、270° (極小點(diǎn)))具有最小光量Imin(極小值)。
[0064]變化曲線Q= aXcos(PX(0—γ ))+ε (I)
[0065]其中，<1為振幅、β為周期、γ為相位偏移(偏振光F的偏振軸Fl相對(duì)于基準(zhǔn)位置PO的相位差)、ε為偏置成分。
[0066]變化曲線計(jì)算部23基于檢測(cè)光G的光量I的檢測(cè)值，利用曲線擬合(也稱(chēng)為曲線回歸)的方法來(lái)求出式(I)所示的余弦波形，并將求出的余弦波形輸出至偏振特性指定部24。
[0067]在偏振光F的偏振軸Fl偏尚基準(zhǔn)位置PO的方向的情況下，即線柵偏振器16的偏振軸Cl的方向偏離作為基準(zhǔn)位置PO的方向的排列方向B的情況下，如圖4中用虛擬線(單點(diǎn)劃線)所示，該偏離在變化曲線Q中以相位偏移γ (> O)體現(xiàn)。
[0068]偏振特性指定部24基于由變化曲線計(jì)算部23求出的變化曲線Q，指定偏振光F的偏振方向(即，偏振光F的偏振軸Fl的方向)以及消光比，并將它們輸出至偏振特性輸出部25。在此，最大光量Imax除以最小光量Imin而求出消光比。
[0069]具體而言，如圖4所示，偏振特性指定部24通過(guò)在變化曲線Q上指定上述γ來(lái)指定偏振軸Cl的方向，并基于變化曲線Q的最大光量Imax和最小光量Imin之比(=最大光量Imax/最小光量Imin)來(lái)指定消光比(Imax/Imin)，上述γ是能夠獲得檢測(cè)光G的最大光量Imax的轉(zhuǎn)動(dòng)角度θ(極大點(diǎn))。通過(guò)將轉(zhuǎn)動(dòng)角度θ= γ (極大點(diǎn))代入該變化曲線Q中來(lái)求出變化曲線Q中的最大光量Imax，并且，通過(guò)將轉(zhuǎn)動(dòng)角度θ = 90° + γ (極小點(diǎn))代入該變化曲線Q中來(lái)求出最小光量Imin。
[0070]偏振特性輸出部25用于輸出由偏振特性指定部24指定的偏振特性(偏振軸(Fl)的角度(方向)、及偏振光F的消光比)。偏振特性的輸出的方式是任意的，只要用戶(hù)能夠利用偏振特性即可，例如可列舉出向顯示部的顯示、向其他電子設(shè)備的輸出、向記錄介質(zhì)的記錄等。
[0071]在此，有時(shí)偏振測(cè)量裝置20的檢測(cè)側(cè)偏振器33的特性偏差、經(jīng)年劣化等引起在光的透射特性中產(chǎn)生個(gè)體差異。與最大檢測(cè)光量相比，透射特性的偏差更顯著地體現(xiàn)在最小檢測(cè)光量的偏差中，其結(jié)果，在消光比中產(chǎn)生較大的誤差。
[0072]因此，在由偏振測(cè)量裝置20進(jìn)行的消光比的測(cè)量中，優(yōu)選如下方法:對(duì)由偏振測(cè)量裝置20測(cè)量出的最小檢測(cè)光量進(jìn)行修正，以使該最小檢測(cè)光量與參照用的由偏振測(cè)量裝置預(yù)先測(cè)量出的最小檢測(cè)光量相同，并使用修正后的最小檢測(cè)光量來(lái)求出消光比。
[0073]在該偏振特性中，發(fā)明人們通過(guò)潛心理論性考察獲得了如下認(rèn)識(shí)。
[0074]S卩，當(dāng)成為測(cè)量對(duì)象的偏振光的消光比較高(線柵偏振器16的消光比較高)時(shí)偏振軸的測(cè)量精度變得良好(偏振軸的誤差變小)。其原因如下。
[0075]如上所述，通過(guò)進(jìn)行計(jì)算來(lái)求出變化曲線Q上的最大光量Imax的角度Θ，由此，作為與某個(gè)基準(zhǔn)位置PO(基準(zhǔn)軸)對(duì)應(yīng)的角度γ，能夠求出偏振光F的偏振軸Fl的角度(方向)。
[0076]在此，由于變化曲線Q以恒定周期產(chǎn)生變化，因此當(dāng)最小光量Imin和最大光量Imax之差較小時(shí)，如圖5(A)所示，極大點(diǎn)上的變化曲線Q的曲率變小并且變化曲線Q帶有圓形，極大點(diǎn)上的角度Θ的偏差的范圍變寬。在圖5(A)所示的例子的情況下，例如，相對(duì)于偏振光F的偏振軸Fl的真值為0.000°的情況，由偏振測(cè)量裝置20測(cè)量的測(cè)量值成為0.01°。
[0077]另一方面，當(dāng)最小光量Imin和最大光量Imax之差較大時(shí)，如圖5(B)所示，極大點(diǎn)上的變化曲線Q的曲率變大并且變化曲線Q變得急彎，因此極大點(diǎn)上的角度θ的偏差的范圍變窄，能精度良好地求出該角度Θ。在圖5(B)所示的例子的情況下，例如，相對(duì)于偏振光F的偏振軸Fl的真值為0.000°的情況，由偏振測(cè)量裝置20測(cè)量的測(cè)量值成為0.003°，與圖5(A)的例子相比，能夠精度良好地求出最大光量Imax的角度Θ。
[0078]將最大光量Imax除以最小光量Imin而求出消光比，因此，將成為測(cè)量對(duì)象的偏振光的消光比設(shè)置得越高，越能夠精度良好地求出角度Θ，進(jìn)而能夠精度良好地求出偏振光F的偏振軸Fl。
[0079]另外，光取向裝置2將作為放電燈的燈7作為光源。因此造成:由于將燈7點(diǎn)亮的電源裝置的開(kāi)燈功率的波動(dòng)、燈7的冷卻狀態(tài)等各種各樣的原因，光源輝度以非常短的時(shí)間周期變動(dòng)并在光源中發(fā)生波動(dòng)、閃爍，光源的波動(dòng)、閃爍成為光源輝度的噪聲基底。另外，為了計(jì)算消光比及偏振軸而進(jìn)行的一系列的測(cè)量中變化的光源輝度的長(zhǎng)期變化、來(lái)自傳感器的噪聲、工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)精度帶來(lái)的噪聲、未經(jīng)過(guò)偏振器的泄漏光帶來(lái)的噪聲、經(jīng)過(guò)偏振器之后被物體反射并且偏振特性成為無(wú)意識(shí)的特性的光帶來(lái)的噪聲等也成為噪聲基底成分。如上所述，雖然不是由偏振器性能帶來(lái)的但體現(xiàn)在傳感器輸出中的輸出作為噪聲基底成分。由于消光比是將最大光量Imax除以最小光量Imin而得，因此，(噪聲成分/最小光量Imin)的比率(百分率)越小，噪聲成分對(duì)消光比的值產(chǎn)生的影響越小。
[0080]以往將與線柵偏振器16的消光比相比消光比較高的偏振器應(yīng)用在檢測(cè)側(cè)偏振器33中，由此，偏振光的消光比大致依賴(lài)于調(diào)整對(duì)象的線柵偏振器16。
[0081]于是，在本實(shí)施方式中，將線柵偏振器16的消光比設(shè)定地較高，并將入射到偏振測(cè)量裝置20而進(jìn)行測(cè)量的偏振光的消光比設(shè)定地較高。此外，在本實(shí)施方式中，也理所當(dāng)然地，檢測(cè)側(cè)偏振器33的消光比被設(shè)定為高于線柵偏振器16的消光比。
[0082]圖6?圖8是表示線柵偏振器16的消光比和由偏振測(cè)量裝置20測(cè)量到的偏振光F的偏振軸Fl的誤差之間的關(guān)系的曲線圖。
[0083]在此，消光比也可以不是用比率表達(dá)而是用分貝(dB)來(lái)表達(dá)，使用比率Et通過(guò)以下?lián)Q算公式(2)來(lái)計(jì)算消光比的dB值。
[0084]消光比，dB= 10.1g1ET...(2)
[0085]圖6?圖8所示的結(jié)果的測(cè)量中，檢測(cè)側(cè)偏振器33的消光比為50(dB)，P偏振透射率為60(%)，用于求出偏振軸的誤差的計(jì)算試行次數(shù)為100(次)。圖6表示噪聲基底為35(dB)的情況的結(jié)果，圖7表示噪聲基底為45(dB)的情況的結(jié)果，圖8表示噪聲基底為50(dB)的情況的結(jié)果。在圖6?圖8中，橫軸表示線柵偏振器16的消光比，縱軸表示與真值對(duì)應(yīng)的偏振光F的偏振軸Fl的誤差(相位差γ的誤差)。另外，在圖6?圖8中，線L1、L2、L3是為了求出前面敘述的消光比及偏振軸而計(jì)算的變化曲線Q的實(shí)際測(cè)量點(diǎn)的角度方向的分割數(shù)不同的情況下的結(jié)果(偏振軸的測(cè)量誤差)，線LI表示分割數(shù)(S卩，圖4、5A及5B中的曲線中使用的點(diǎn)的數(shù)量)為30時(shí)的結(jié)果，線L2表示分割數(shù)為240時(shí)的結(jié)果，線L3表示分割數(shù)為810時(shí)的結(jié)果。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠明顯地看出，具有100:1以上的消光比的裝置側(cè)偏振器的測(cè)量速度也得以提尚。
[0086]如圖6?圖8所示，線柵偏振器16的消光比越高，測(cè)量到的偏振光F的偏振軸Fl的誤差越小。當(dāng)消光比成為大約20dB(100:1)以上時(shí)，測(cè)量到的偏振光F的偏振軸Fl的誤差的變化量變得緩慢。
[0087]另外，為了以0.1°以?xún)?nèi)的誤差精度來(lái)調(diào)整偏振軸，作為測(cè)量精度，要求0.01°以?xún)?nèi)的誤差，但在圖7及圖8中，當(dāng)消光比成為大約20dB(100:1)以上時(shí)，成為作為目標(biāo)的誤差(0.01°)以下。
[0088]于是，在本實(shí)施方式中，將線柵偏振器16的消光比設(shè)定為100:1以上。另外，檢測(cè)側(cè)偏振器33的消光比設(shè)定為高于線柵偏振器16的消光比，在本實(shí)施方式中，將能夠通過(guò)偏振測(cè)量裝置20來(lái)測(cè)量的消光比的上限設(shè)定為1000:1。此外，在本實(shí)施方式中，假設(shè)單波長(zhǎng)(例如254nm)的光而進(jìn)行計(jì)算，但同樣的觀點(diǎn)對(duì)于照射多波長(zhǎng)的光的光源(例如，高壓水銀燈，金屬鹵化物燈等)而言也是成立的。
[0089]由此，當(dāng)偏振器16的消光比較高時(shí)，極大點(diǎn)上的角度Θ的偏差的范圍變窄，因此能夠精度良好地測(cè)量偏振光F的偏振軸Fl的角度(方向)。
[0090]接著，對(duì)使用了偏振測(cè)量機(jī)構(gòu)I的光取向裝置2的偏振光的測(cè)量進(jìn)行說(shuō)明。
[0091]操作者首先將測(cè)量單元30設(shè)置于光取向裝置2。在進(jìn)行該設(shè)置時(shí)，操作者設(shè)置線性導(dǎo)向部32以使線性導(dǎo)向部32的導(dǎo)向方向與上述線柵偏振器16的排列方向B平行且位于偏振器單元10的正下方。接下來(lái)，操作者利用線性導(dǎo)向部32引導(dǎo)檢測(cè)部31并將檢測(cè)部31配置在測(cè)量對(duì)象的線柵偏振器16的正下方，使用偏振測(cè)量機(jī)構(gòu)I檢測(cè)從該線柵偏振器16射出的偏振光F，并測(cè)量該線柵偏振器16的偏振軸CI及消光比。操作者基于偏振光F的偏振軸FI的測(cè)量結(jié)果、根據(jù)需要對(duì)線柵偏振器16的轉(zhuǎn)動(dòng)(旋轉(zhuǎn))進(jìn)行微調(diào)整，從而使偏振軸Cl的方向與規(guī)定方向(在本實(shí)施方式中排列方向B)—致。
[0092]操作者針對(duì)偏振器單元10所具備的所有的線柵偏振器16以同樣的方式對(duì)偏振光F進(jìn)行測(cè)量、并基于該測(cè)量結(jié)果進(jìn)行使偏振軸Cl的方向與排列方向B—致的作業(yè)，由此，所有的線柵偏振器16的偏振軸Cl的方向與排列方向B對(duì)齊。
[0093]如上所述，根據(jù)該偏振測(cè)量機(jī)構(gòu)I，基于變化曲線Q能高精度地指定偏振軸Cl的方向，因此在對(duì)各個(gè)線柵偏振器16進(jìn)行微調(diào)整時(shí)，能夠以高精度調(diào)整偏振光F的偏振軸Fl的方向。
[0094]如以上說(shuō)明的那樣，根據(jù)本實(shí)施方式，設(shè)置為如下結(jié)構(gòu):具有對(duì)偏振光F的偏振軸Fl進(jìn)行測(cè)量的偏振測(cè)量裝置20，將線柵偏振器16(裝置側(cè)偏振器)的消光比設(shè)定為100:1以上。具體而言，設(shè)置為如下結(jié)構(gòu):偏振測(cè)量裝置20具備檢測(cè)側(cè)偏振器33，在改變檢測(cè)側(cè)偏振器33的偏振軸角度的同時(shí)檢測(cè)依次透射過(guò)線柵偏振器16及所述檢測(cè)側(cè)偏振器33的光，并對(duì)檢測(cè)側(cè)偏振器33的各偏振軸角度上的光的光量進(jìn)行檢測(cè)，并且基于各偏振軸角度上的光的光量，求出表示改變了檢測(cè)側(cè)偏振器33的偏振軸角度時(shí)的光量的周期性變化的變化曲線Q，并且基于該變化曲線Q計(jì)算出偏振光F的偏振軸Fl ο根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠精度良好地求出變化曲線Q的角度Θ，進(jìn)而能夠精度良好地求出偏振光F的偏振軸Fl。
[0095]另外，根據(jù)本實(shí)施方式，設(shè)置為如下結(jié)構(gòu):偏振測(cè)量裝置20通過(guò)使檢測(cè)側(cè)偏振器33轉(zhuǎn)動(dòng)(旋轉(zhuǎn))，從而改變檢測(cè)側(cè)偏振器33的偏振軸角度。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠利用一個(gè)檢測(cè)側(cè)偏振器33來(lái)測(cè)量偏振光，因此能夠簡(jiǎn)化及小型化偏振測(cè)量裝置20。
[0096]此外，上述實(shí)施方式始終是舉例說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)方案，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍可以進(jìn)行任意的變形及應(yīng)用。
[0097]例如，在上述的實(shí)施方式中，作為偏振測(cè)量機(jī)構(gòu)I所測(cè)量的偏振光的光源，舉例說(shuō)明了作為放電燈的燈7，但光源不限于此，而可以是任意的。即，本發(fā)明可用于從任意的光源透射偏振器而獲得的被進(jìn)行了直線偏振的偏振光的測(cè)量。另外，光源不一定必須是線狀光源。
[0098]另外，例如，在上述的實(shí)施方式中，作為獲得測(cè)量對(duì)象的偏振光的偏振器的一例，舉例說(shuō)明了線柵偏振器16，但偏振器不限于此。即，只要是能獲得被進(jìn)行了直線偏振的偏振光的偏振器，偏振器可以是任意的。
[0099]另外，例如，在上述的實(shí)施方式中，舉例說(shuō)明了偏振測(cè)量裝置20測(cè)量偏振光的偏振軸和消光比這兩者的結(jié)構(gòu)，但偏振測(cè)量裝置20也可以?xún)H測(cè)量偏振軸。另外，偏振測(cè)量裝置20除了測(cè)量偏振光的偏振軸以外，還可以測(cè)量光強(qiáng)度等其他特性。
[0100]另外，例如，在上述的實(shí)施方式中，通過(guò)將檢測(cè)部31的檢測(cè)信號(hào)35輸入至偏振測(cè)量裝置20中，偏振測(cè)量裝置20獲取檢測(cè)光G的光量，但不限于此。即，可以從例如其他的電子設(shè)備、記錄介質(zhì)(例如，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器等)獲取記錄了轉(zhuǎn)動(dòng)(旋轉(zhuǎn))角度Θ和檢測(cè)光G的光量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系的記錄數(shù)據(jù)。
[0101]另外，例如，在上述的實(shí)施方式中，通過(guò)使檢測(cè)側(cè)偏振器33轉(zhuǎn)動(dòng)(旋轉(zhuǎn))，來(lái)改變檢測(cè)側(cè)偏振器33的偏振軸C2的角度(方向)，但改變檢測(cè)側(cè)偏振器33的偏振軸C2的角度(方向)的方法不限于此。例如，如圖9所示，檢測(cè)側(cè)偏振器33也可以構(gòu)成為具備多個(gè)檢測(cè)側(cè)偏振器133，該多個(gè)檢測(cè)側(cè)偏振器133具有相對(duì)于排列方向B而言不同的偏振軸角度(方向)，也可以以例如各檢測(cè)側(cè)偏振器133依次經(jīng)過(guò)或者位于作為測(cè)量對(duì)象物的線柵偏振器16的正下方的方式移動(dòng)這些多個(gè)檢測(cè)側(cè)偏振器133，由此，能改變?cè)摍z測(cè)側(cè)的偏振軸C2的角度(方向)。在該情況下，也能獲得圖4所示的變化曲線Q。由此，由于不需要檢測(cè)側(cè)偏振器33的旋轉(zhuǎn)、停止的精度，因此能夠廉價(jià)地構(gòu)成偏振測(cè)量裝置20。
[0102]此外，在圖9的例子中，設(shè)置為如下結(jié)構(gòu):在同一直線上將偏振軸C2例如相差10°的多個(gè)檢測(cè)側(cè)偏振器133排列成一列而配置于框架136，并使該框架136沿排列方向B進(jìn)行直線移動(dòng)。然而，檢測(cè)側(cè)偏振器133的偏振軸C2的角度、排列方向及移動(dòng)方向不限于圖9的例子。例如，也可以將多個(gè)檢測(cè)側(cè)偏振器呈同一圓形狀排列而配置于框架，并使該框架進(jìn)行旋轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)動(dòng))。
[0103]多個(gè)檢測(cè)側(cè)偏振器的移動(dòng)的方式不限于特殊的方案。例如，也可以通過(guò)利用將回轉(zhuǎn)式致動(dòng)器、齒輪和電機(jī)組合而成的裝置、或者其他周知的移動(dòng)裝置等驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)DM，來(lái)依次(連續(xù)地或者間歇地)移動(dòng)多個(gè)檢測(cè)側(cè)偏振器，從而改變偏振軸C2的角度。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種光照射裝置，照射進(jìn)行了偏振的光，其特征在于，具備: 光源； 裝置側(cè)偏振器，其對(duì)該光源的光進(jìn)行偏振，并在光的一個(gè)以上的波長(zhǎng)處具有100:1以上的消光比；以及 測(cè)量器，其測(cè)量由所述裝置側(cè)偏振器進(jìn)行了偏振的光的偏振軸， 所述測(cè)量器能夠從所述光照射裝置的其他部分移動(dòng)或者能夠從所述其他部分分離。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光照射裝置，其特征在于， 所述測(cè)量器具備檢測(cè)側(cè)偏振器，在改變所述檢測(cè)側(cè)偏振器的偏振軸角度的同時(shí)檢測(cè)依次透射過(guò)所述裝置側(cè)偏振器及所述檢測(cè)側(cè)偏振器的光，并求出變化曲線，該變化曲線表示在改變所述檢測(cè)側(cè)偏振器的所述偏振軸角度的同時(shí)檢測(cè)出的光的光量的周期性變化，并且該測(cè)量器基于該變化曲線求出所述裝置側(cè)偏振器的偏振軸。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光照射裝置，其特征在于， 所述測(cè)量器通過(guò)使所述檢測(cè)側(cè)偏振器轉(zhuǎn)動(dòng)，從而改變?cè)摍z測(cè)側(cè)偏振器的所述偏振軸角度。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光照射裝置，其特征在于， 所述光照射裝置還具備回轉(zhuǎn)式致動(dòng)器，其通過(guò)使所述檢測(cè)側(cè)偏振器轉(zhuǎn)動(dòng)而改變所述檢測(cè)側(cè)偏振器的所述偏振軸角度。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光照射裝置，其特征在于， 所述測(cè)量器在檢測(cè)側(cè)具備具有不同的偏振軸角度的多個(gè)檢測(cè)側(cè)偏振器，并以透射過(guò)所述裝置側(cè)偏振器的光依次經(jīng)過(guò)各個(gè)所述檢測(cè)側(cè)偏振器的方式使所述多個(gè)檢測(cè)側(cè)偏振器移動(dòng)，從而改變所述檢測(cè)側(cè)的所述偏振軸角度。6.一種光照射裝置，照射進(jìn)行了偏振的光，其特征在于，具有: 光源； 裝置側(cè)偏振器，其沿偏振軸對(duì)該光源的光進(jìn)行偏振，并具有100: I以上的消光比； 檢測(cè)側(cè)偏振器，其使由所述裝置側(cè)偏振器進(jìn)行了偏振的光透射；以及 偏振軸檢測(cè)器，其在改變所述檢測(cè)側(cè)偏振器的偏振軸角度的同時(shí)檢測(cè)依次透射過(guò)所述裝置側(cè)偏振器及所述檢測(cè)側(cè)偏振器的光，并求出變化曲線，該變化曲線表示在所述檢測(cè)側(cè)偏振器的各偏振軸角度上檢測(cè)出的光的光量的周期性變化，并且該偏振軸檢測(cè)器基于該變化曲線求出所述裝置側(cè)偏振器的偏振軸。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光照射裝置，其特征在于， 所述偏振軸檢測(cè)器在檢測(cè)側(cè)具備具有不同的偏振軸角度的多個(gè)檢測(cè)側(cè)偏振器，并且所述偏振軸檢測(cè)器具備驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)以使透射過(guò)所述裝置側(cè)偏振器的光依次經(jīng)過(guò)各個(gè)所述檢測(cè)側(cè)偏振器的方式使所述多個(gè)檢測(cè)側(cè)偏振器移動(dòng)，從而改變所述檢測(cè)側(cè)的所述偏振軸角度。8.一種光照射裝置，照射進(jìn)行了偏振的光，其特征在于，具備: 光源；以及 多個(gè)裝置側(cè)偏振器，其對(duì)所述光源的光以該光的一個(gè)以上的波長(zhǎng)處的100:1以上的消光比來(lái)進(jìn)行偏振， 所述裝置側(cè)偏振器在0.1°以?xún)?nèi)的誤差范圍內(nèi)向規(guī)定的偏振方向?qū)R。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光照射裝置，其特征在于， 能夠利用測(cè)量器來(lái)測(cè)量所述偏振方向的方向，所述測(cè)量器用于測(cè)量在各個(gè)所述裝置側(cè)偏振器中進(jìn)行了偏振的光的偏振軸，并且能夠從所述光照射裝置移動(dòng)或者能夠從所述光照射裝置分離。
【文檔編號(hào)】G01J4/00GK105865631SQ201610079892
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年2月4日
【發(fā)明人】石飛裕和, 鄧學(xué)宮, 小托馬斯·雷·湯姆伯勒
【申請(qǐng)人】巖崎電氣株式會(huì)社, 偏振光解決方案有限公司