検出対象のパラメータ検出方法及び検出装置
【課題】 検出対象のパラメータを簡単に、正確に検出することができる検出対象のパラメータ検出方法及び検出装置を提供する。
【解決手段】 検光子１３の透過軸方向が入射面に対して任の角度ω０傾き、偏光子１１の透過軸方向が入射面に対して０°及び９０°傾いている時の透過光強度に基づいて比ｒを求める。また、検光子１３の透過軸方向が入射面に対して任意の角度ω傾き、偏光子１１の透過軸方向が入射面に対して任意の角度α傾いている時の透過光強度を、相異なる少なくとも２つ以上のωとαの組み合わせに対して検出する。そして、検出した複数の透過光強度と比ｒに基づいて検出対象１２のリタデーションや厚さを求める。
【解決手段】 検光子１３の透過軸方向が入射面に対して任の角度ω０傾き、偏光子１１の透過軸方向が入射面に対して０°及び９０°傾いている時の透過光強度に基づいて比ｒを求める。また、検光子１３の透過軸方向が入射面に対して任意の角度ω傾き、偏光子１１の透過軸方向が入射面に対して任意の角度α傾いている時の透過光強度を、相異なる少なくとも２つ以上のωとαの組み合わせに対して検出する。そして、検出した複数の透過光強度と比ｒに基づいて検出対象１２のリタデーションや厚さを求める。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複屈折特性を有する検出対象のパラメータ（検出対象の液晶層のリタデーションや厚さ）を検出する、検出対象のパラメータ検出方法及び検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置を構成する液晶表示素子（以下、「液晶セル」という）として、液晶分子の長軸方向が基板面に対してほぼ平行な方向に配向している液晶セル、例えばツイステッドネマテイック（Twisted Nematic：TN）型、スーパーツイステッドネマティック（Super Twisted Nematic：ＳＴＮ）型、ＩＰＳ(In-Plane Switching)型の液晶セルや、液晶分子の長軸方向が基板面の法線にほぼ平行な方向、すなわち、基板面に対してほぼ垂直な方向に配向している(Vertical Alignment；VA)液晶セル（以下、「ＶＡセル」という）が知られている。
ＶＡセルは、高いコントラスト比と広い視野角を有するため、液晶テレビや液晶モニタ等に広く採用されている。
液晶セルの表示性能は、液晶セルの液晶層の厚さに大きく依存する。このため、液晶セルの液晶層の厚さの管理が重要である。
液晶セルの液晶層の厚さは、液晶セルの液晶層の厚さと複屈折率の積で表される液晶層のリタデーションを検出し、検出した液晶層のリタデーションを複屈折率で除算することによって求めることができる。
液晶分子の長軸方向が基板面に対してほぼ平行な方向に配向している液晶セルの液晶層のリタデーションは、液晶セルの基板面に垂直に光を入射し、液晶セルを透過した光の偏光状態を解析することにより検出することができる。
しかしながら、ＶＡセルは、液晶分子の長軸方向が基板面に対して垂直な方向に配向されている。したがって、ＶＡセルの基板面に垂直に光を入射しても、液晶分子は光学的には等方的に振る舞うため、ＶＡセルを透過した光の偏光状態は変化しない。つまり、ＶＡセルの基板面に垂直に光を入射する方法を用いることができない。
そこで、ＶＡセルの基板面に斜めに光を入射し、ＶＡセルを透過した光の偏光状態を解析することによって、ＶＡセルの液晶層の厚さを検出する方法が提案されている。（非特許文献１、非特許文献２、特許文献１参照）
【非特許文献１】Ｈｉａｐ Ｌｉｅｗ Ｏｎｇ，ジャーナルオブアプライドフィジクス，第７１巻１号，１９９２年，１４０頁〜１４４頁
【非特許文献２】Ｈｉａｐ Ｌｉｅｗ Ｏｎｇ，ジャーナルオブアプライドフィジクス，第７０巻４号，１９９１年，２０２３頁〜２０３０頁
【特許文献１】国際公開第ＷＯ０１／０２２０２９号公報
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の方法では、発光装置、偏光子、検光子、検出装置の順に各要素を配置した測定系を用いる。検出対象のリタデーションを検出する時には、まず、検出対象を、偏光子と検光子の間に配置する。次に、検出対象の遅相軸を偏光子の透過軸方向に対して４５°の方向に向けた状態で、偏光子の透過軸方向と検光子の透過軸方向を平行にした時の透過光強度（検出装置の検出信号）Ｉｐａｒａと、偏光子の透過軸方向と検光子の透過軸方向を直交させた時の透過光強度Ｉｃｒｏｓｓを測定する。そして、測定した透過光強度ＩｐａｒａとＩｃｒｏｓｓを用いて、［式１］により、検出対象のリタデーションＲを求める。
【数１３】
［式１］
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
液晶セルの基板面の法線に平行に、すなわち、液晶セルの基板面に垂直に光を入射する場合には、界面（例えば、空気−ガラス界面）での光の透過率は、入射光の偏光方向によって変化しない。すなわち、透過率の偏光方向依存性は発生しない。
しかしながら、液晶セルの基板面に斜めに光を入射する場合には、界面での光の透過率は、入射する光の偏光方向によって変化する。すなわち、透過率の偏光方向依存性が発生する。
このため、ＶＡセルの基板面に斜めに光を入射させる方法を用いてＶＡセルの液晶層のリタデーションを検出する場合には、ＶＡセルの液晶層のリタデーションの検出精度を高めるために透過率の偏光方向依存性を考慮する必要がある。
前記した特許文献１に記載の方法では、このような透過率の偏光方向依存性を考慮していないため、液晶層のリタデーションを正確に検出することができない。従って、液晶層の厚さも正確に検出することができない。
また、前記した特許文献１に記載の方法では、常光屈折率と異常光屈折率の平均値を複屈折率として用いている。液晶層の厚さは、検出した液晶層のリタデーションを複屈折率で除算することで得られるが、平均値は近似値であるため、特許文献１に記載の方法では、液晶層の厚さを正確に検出することができない。
前記した非特許文献２には、透過率の偏光方向依存性を考慮する方法が記載されているが、空気−ガラス界面での透過率しか考慮していない。ここで、実際の液晶セルには、ガラス基板、カラーフィルタ、透明電極等が設けられている。液晶セルの透過率を知るためには、液晶セルの全ての部材の透過率を事前に把握する必要があり、現実的ではない。さらに、薄膜材料は、膜を形成する際の条件によって屈折率等の光学特性が変化するため、透過率を事前に把握することが困難である。このため、非特許文献２に記載の方法を応用しても、液晶層のリタデーションを正確に検出することができない。
前記した非特許文献１には、このような透過率の偏光方向依存性を考慮しなくても、液晶層のリタデーションを正確に検出することが可能な方法が記載されている。しかし、光の透過率が極小になるという条件を使用するため、測定領域内でリタデーションが分布している場合には、液晶層のリタデーションを正確に検出することができない。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、簡単で、正確に検出対象のリタデーションや厚さというパラメータを検出することができる、検出対象のパラメータ検出方法及び検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するための本発明の第１発明は、請求項１に記載されたとおりの検出対象のパラメータ検出方法である。
請求項1に記載のパラメータ検出方法では、検光子の透過軸方向が入射面に対して任意の角度ω０傾けられ、偏光方向が入射面と平行である直線偏光が検出対象に入射された時の透過光強度Ｉ(ω０，０°)と、偏光方向が入射面に対して９０°傾けられた直線偏光が検出対象に入射された時の透過光強度Ｉ(ω０，９０°)を検出する。
次に、検出した透過光強度Ｉ(ω０，０°)とＩ(ω０，９０°)を用いて、以下の式により比ｒを算出する。
【数１４】
次に、検光子の透過軸方向が入射面に対して任意の角度ω傾き、直線偏光の偏光方向が入射面に対して任意の角度α傾いている時の透過光強度Ｉ(ω，α)を、相異なる少なくとも２つ以上の(ω，α)の組み合わせに対して検出し、検出した透過光強度Ｉ(ω，α)から、以下の式に基づいて検出対象のリタデーションＲを求める、
【数１５】
ここで、Ｉ０は検光子の透過率で規格化した入射光の強度であり、Ｔｐはｐ偏光に対する検出対象の透過率であり、λは入射光の波長である。
本発明は、検出対象の基板面に斜めに光を入射し、検出対象を透過した光の強度を用いて検出対象のパラメータ（検出対象の液晶層のリタデーションや厚さ）を検出する場合に好適に用いることができる。
検出対象には、ＶＡセル等の複屈折特性を有する素子が含まれる。
「入射面」は、入射光の進行方向と検出対象の法線を含む面である。
また、本発明の第２発明は、請求項２に記載されたとおりの検出対象のパラメータ検出方法である。
請求項２に記載の検出対象のパラメータ検出方法では、偏光方向が入射面に対して任意の角度α０傾いている直線偏光が検出対象に入射され、検光子の透過軸方向が入射面に平行である時の透過光強度Ｉ(０°，α０)と、検光子の透過軸方向が入射面に対して９０°傾いている時の透過光強度Ｉ(９０°，α０)を検出する。
次に、検出した透過光強度Ｉ(０°，α０)とＩ(９０°，α０)を用いて、以下の式により比ｒを算出する。
【数１６】
次に、検光子の透過軸方向が入射面に対して任意の角度ω傾き、直線偏光の偏光方向が入射面に対して任意の角度α傾いている時の透過光強度Ｉ(ω，α)を、相異なる少なくとも２つの(ω，α)の組み合わせに対して検出し、検出した透過光強度Ｉ(ω，α)から、以下の式に基づいて、検出対象のリタデーションＲを求める。
【数１７】
また、本発明の第３発明は、請求項３に記載されたとおりの検出対象のパラメータ検出方法である。
請求項３に記載の検出対象のパラメータ検出方法では、検光子の透過軸方向が入射面に対して任意の角度ω傾けられ、偏光方向が入射面に対して角度αｉ傾いている直線偏光が検出対象に入射している時の透過光強度Ｉ(ω，αｉ)を、相異なる少なくとも３つ以上のαｉに対して検出する。
そして、検出した少なくとも３つ以上の透過光強度Ｉ(ω，αｉ)と、以下の式を用いて変数Ａ、Ｂ、Ｃを求める。
【数１８】
次に、求めた変数Ａ、Ｂ、Ｃを用いて、以下の式により検出対象のリタデーションＲを求める。
【数１９】
透過光強度Ｉ(ω，αｉ)と前記式を用いて変数Ａ、Ｂ、Ｃを求める方法としては、例えば、最小二乗法を用いることができる。
また、本発明の第４発明は、請求項４に記載されたとおりの検出対象のパラメータ検出方法である。
請求項４に記載の検出対象のパラメータ検出方法では、検光子の透過軸方向が入射面に対して任意の角度ω傾けられ、偏光方向が入射面に対して任意の角度α１傾いている直線偏光が検出対象に入射している時の透過光強度Ｉ(ω，α１)と、偏光方向が入射面に対して角度α２(＝α１＋９０°)傾いている直線偏光が検出対象に入射している時の透過光強度Ｉ(ω，α２)と、偏光方向が入射面に対して角度α３(＝α１＋４５°)傾いている直線偏光が検出対象に入射している時の透過光強度Ｉ(ω，α３)を検出する。
そして、検出した透過光強度Ｉ(ω，α１)、Ｉ(ω，α２)、Ｉ(ω，α３)を用いて、以下の式により検出対象のリタデーションＲを求める。
【数２０】
また、本発明の第５発明は、請求項５に記載されたとおりの検出対象のパラメータ検出方法である。
請求項５に記載の検出対象のパラメータ検出方法では、検光子の透過軸方向が入射面に対して任意の角度ω傾けられ、偏光方向が入射面に対して角度α１傾いている直線偏光が検出対象に入射している時の透過光強度Ｉ(ω，α１)と、偏光方向が入射面に対して角度α２(＝α１＋９０°)傾いている直線偏光が検出対象に入射している時の透過光強度Ｉ(ω，α２)と、偏光方向が入射面に対して角度α４(＝α１＋１３５°)傾いている直線偏光が検出対象に入射している時の透過光強度Ｉ(ω，α４)を検出する。
そして、検出した透過光強度Ｉ(ω，α１)、Ｉ(ω，α２)、Ｉ(ω，α４)を用いて、以下の式により前記検出対象のリタデーションＲを求める。
【数２１】
また、本発明の第６発明は、請求項６に記載されたとおりの検出対象のパラメータ検出方法である。
請求項６に記載の検出対象のパラメータ検出方法では、偏光方向が入射面に対して任意の角度α傾いている直線偏光が検出対象に入射され、検光子の透過軸方向が入射面に対して角度ωｉ傾いている時の透過光強度Ｉ(ωｉ，α)を、相異なる少なくとも３つ以上のωｉに対して検出する。
そして、検出した少なくとも３つ以上の透過光強度Ｉ(ωｉ，α)と以下の式を用いて変数Ａ、Ｂ、Ｃを求める。
【数２２】
次に、求めた変数Ａ、Ｂ、Ｃを用いて、以下の式により検出対象のリタデーションＲを求める。
【数２３】
透過光強度Ｉ(ωｉ，α)と前記式を用いて変数Ａ、Ｂ、Ｃを求める方法としては、例えば、最小二乗法を用いることができる。
また、本発明の第７発明は、請求項７に記載されたとおりの検出対象のパラメータ検出方法である。
請求項７に記載の検出対象のパラメータ検出方法では、偏光方向が入射面に対して任意の角度α傾いている直線偏光が検出対象に入射し、検光子の透過軸方向が入射面に対して任意の角度ω１傾いている時の透過光強度Ｉ(ω１，α)と、検光子の透過軸方向が入射面に対して角度ω２(＝ω１＋９０°)傾いている時の透過光強度Ｉ(ω２，α)と、検光子の透過軸方向が入射面に対して角度ω３(＝ω１＋４５°)傾いている時の透過光強度Ｉ(ω３，α)を検出する。
そして、検出した透過光強度Ｉ(ω１，α)、Ｉ(ω２，α)、Ｉ(ω３，α)を用いて、以下の式により検出対象のリタデーションＲを求める。
【数２４】
また、本発明の第８発明は、請求項８に記載されたとおりの検出対象のパラメータ検出方法である。
請求項８に記載の検出対象のパラメータ検出方法では、偏光方向が入射面に対して任意の角度α傾いている直線偏光が検出対象に入射し、検光子の透過軸方向が入射面に対して任意の角度ω１傾いている時の透過光強度Ｉ(ω１，α)と、検光子の透過軸方向が入射面に対して角度ω２(＝ω１＋９０°)傾いている時の透過光強度Ｉ(ω２，α)と、検光子の透過軸方向が入射面に対して角度ω４(＝ω１＋１３５°)傾いている時の透過光強度Ｉ(ω４，α)を検出する。
そして、検出した透過光強度Ｉ(ω１，α)、Ｉ(ω２，α)、Ｉ(ω４，α)を用いて、以下の式により前記検出対象のリタデーションＲを求める。
【数２５】
また、本発明の第９発明は、請求項９に記載されたとおりの検出対象のパラメータ検出方法である。
請求項９に記載の検出対象のパラメータ検出方法では、検出対象のリタデーションＲに基づいて検出対象の厚さｄを求める。
検出対象のリタデーションＲに基づいて検出対象の厚さｄを求める方法としては、検出対象のリタデーションＲを検出対象の複屈折率で除算する方法を用いることができる。
また、本発明の第１０発明は、請求項１０に記載されたとおりの検出対象のパラメータ検出装置である。
請求項１０に記載の検出対象のパラメータ検出装置は，発光装置、偏光子、検出対象、検光子、検出装置、処理装置を備えている。
発光装置としては、単色光を照射する発光装置が用いられる。
偏光子及び検光子は、透過軸方向が、光の進行方向に平行な軸を回転軸として回転可能である。偏光子及び検光子を回転させる駆動機構としては、偏光子や検光子を手動で回転させる手動式の駆動機構を用いることもできるし、偏光子や検光子を電動機等の駆動源により回転させる駆動機構を用いることもできる。さらに、各透過光強度を検出する際に、偏光子や検光子の駆動機構に設けられている駆動源を処理装置によって制御することもできる。
検出対象は、検光子を透過した光が基板面の法線に対して傾いた角度で入射するように配置される。例えば、検光子を支持する支持部を光の入射方向に対して傾けて配置する方法や、駆動機構により支持部を回転させる方法を用いることができる。
検出装置は、検光子を透過した光の強度を透過光強度として検出する。
処理装置は、検出装置で検出された透過光強度を入力し、請求項１〜１０のいずれかに記載の方法を用いて検出対象のリタデーションＲや厚さｄを求める。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１及び請求項２に記載の検出対象のパラメータ検出方法を用いれば、検出対象に対し斜めに光を入射することによる透過率の偏光方向依存性を考慮しているため、検出対象に斜めに光を入射する場合でも、検出対象のパラメータを正確に検出することができる。また、各部材の屈折率や透過率を把握する必要がないため、処理が簡単である。
請求項３に記載の検出対象のパラメータ検出方法を用いれば、請求項１及び２に記載の検出対象のパラメータ検出方法と同様に、検出対象のパラメータを簡単に、正確に検出することができる。また、請求項１及び２に記載の検出対象のパラメータ検出方法のように、透過光強度の比ｒを求めるために、検光子の透過軸方向あるいは入射光の偏光方向を特定の方向に設定する必要がなく、検光子の透過軸方向及び入射光の偏光方向を任意に設定することができる。これにより、検光子の透過軸方向や入射光の偏光方向の調整が容易であり、作業時間を短縮することができる。
請求項４及び請求項５に記載の検出対象のパラメータ検出方法を用いれば、請求項１及び２に記載の検出対象のパラメータ検出方法と同様に、検出対象のパラメータを簡単に、正確に検出することができる。また、請求項３に記載の検出対象のパラメータ検出方法と比較して、変数Ａ、Ｂ、Ｃを求める処理が不要である。これにより、処理装置の処理が簡単となり、検出対象のパラメータの検出時間を短縮することができる。
請求項６に記載の検出対象のパラメータ検出方法を用いれば、請求項１及び２に記載の検出対象のパラメータ検出方法と同様に、検出対象のパラメータを簡単に、正確に検出することができる。また、請求項1及び２に記載の検出対象のパラメータ検出方法のように、透過光強度の比ｒを求めるために、検光子の透過軸方向あるいは入射光の偏光方向を特定の方向に設定する必要がなく、検光子の透過軸方向及び入射光の偏光方向を任意に設定することができる。これにより、検光子の透過軸方向や入射光の偏光方向の調整が容易であり、作業時間を短縮することができる。
請求項７及び請求項８に記載の検出対象のパラメータ検出方法を用いれば、請求項１及び２に記載の検出対象のパラメータ検出方法と同様に、検出対象のパラメータを簡単に、正確に検出することができる。また、請求項６に記載の検出対象のパラメータ検出方法と比較して、変数Ａ、Ｂ、Ｃを求める処理が不要である。これにより、処理装置の処理が簡単となり、検出対象のパラメータの検出時間を短縮することができる。
請求項９に記載の検出対象のパラメータ検出方法を用いれば、検出対象の液晶層の厚さを簡単に、正確に検出することができる。
請求項１０に記載の検出対象のパラメータ検出装置を用いれば、検出対象のパラメータを簡単な構成で、容易に、正確に検出することができる。
また、請求項１〜９に記載の検出対象のパラメータ検出方法及び請求項１０に記載の検出対象のパラメータ検出装置を用いれば、透過光強度から計算により、検出対象のパラメータを求めることができるため、検出対象のパラメータが測定領域内で分布している場合でも、その分布を容易に求めることができる。
【０００７】
以下に、本発明の実施の形態を説明する。
以下では、液晶分子の長軸方向が基板面の法線に平行な方向に配向されている、すなわち、基板面に垂直な方向に配向されているＶＡセルを検出対象とし、ＶＡセルのパラメータである液晶層のリタデーションや厚さを検出する場合について説明する。
なお、ＶＡセルの液晶層以外は等方的であり、リタデーションを持たないと仮定する。また、液晶セル以外を検出対象とする場合でも、リタデーションを持つ層は１層のみとする。ただし、遅相軸が入射面内に有り、全体のリタデーションが各層のリタデーションの和になる場合には、それらの層を全て合わせて１層とみなす。
【０００８】
まず、以下の実施の形態で用いる、検出対象のパラメータ検出装置（以下、単に「パラメータ検出装置」という）を図１に示す。なお、図１に示すパラメータ検出装置の座標系を図２に示す。
図１において、紙面の左右方向をｘ軸（右方向を正）、紙面の上下方向をｚ軸（上方向を正）、紙面に垂直な方向をｙ軸（紙面の裏側方向が正）とする。そして、光の進行方向をｚ軸の正の方向とし、ｘ軸が入射面内に存在する右手系の座標系を用いている。
なお、本明細書では、「入射面」は、入射光の進行方向とＶＡセル１２の基板面の法線を含む面を意味し、図１では、紙面に相当する。
偏光子、検光子の透過軸方向及び入射光の直線偏光の方向はｘｙ面内での回転角度で指定し、ｘ軸正の方向を０°、ｘ軸正の方向がｙ軸の正の方向へ向かう回転方向を正とする。
【０００９】
図１に示すパラメータ検出装置は、発光装置１０、偏光子１１、ＶＡセル１２、検光子１３、検出装置１４、処理装置１５を有している。各装置は、発光装置１０から照射される光の進行方向（図１では、ｚ軸方向）に沿って配置されている。
発光装置１０は、パラメータ検出用の単色光を照射する。発光装置１０は、単色光を照射する光源（例えば、レーザ）により構成することができる。また、発光装置１０は、一定の波長範囲の多色光を照射する多色光源（例えば、ハロゲンランプ）と、多色光を単色化する単色化手段（例えば、分光器や干渉フィルタ）により構成することもできる。
偏光子１１は、発光装置１１から照射された光の中から、透過軸方向の直線偏光のみを透過する。検光子１３は、ＶＡセル１２を透過した光の中から、透過軸方向の直線偏光のみを透過する。偏光子１１及び検光子１３としては、グラントムソンプリズム等の偏光プリズムや、ポラロイドフィルム等の偏光フィルムを用いることができる。
偏光子１１や検光子１３は、透過軸方向が、光の進行方向（ｚ軸）に平行な軸を回転軸としてｘｙ面内で回転可能に配置される。例えば、偏光子１１や検光子１３を、駆動機構１１ａや１３ａにより回転する支持部により支持する。駆動機構１１ａや１３ａとしては、支持部を手動で回転させる手動式の駆動機構や、ステッピングモータ等の駆動源により支持部を回転させる駆動機構を用いることができる。さらに、駆動源は、手動スイッチにより制御してもよいし、処理回路１５によって制御してもよい。処理装置１５によって制御可能に構成すると、作業を自動化することができ、作業時間を短縮することができる。
【００１０】
検出対象１２は、光が斜めに入射するように配置される。例えば、検出対象１２を支持する支持部を、入射光の進行方向に対して傾けた状態で配置する。あるいは、ｙ軸（図1では、紙面の表裏方向）に平行な軸を回転軸として回転可能な支持部を設ける、支持部は、駆動機構１２ａにより、手動あるいは駆動源によって駆動される。駆動源を処理装置１５によって制御可能に構成すると、作業を自動化することができ、作業時間を短縮することができる。
液晶分子がＶＡセルの基板面の法線に平行に配向していれば、図１に示すようにＶＡセル１２を配置すると、液晶層の遅相軸（液晶分子の長軸方向）は、必ず入射面に含まれる。液晶分子がＶＡセルの基板面の法線に対して傾いていたり、あるいは、検出対象が液晶セルでなくても、その遅相軸がその表面の法線に対して平行でない場合には、その遅相軸方向が入射面に含まれるように検出対象を配置するものとする。
なお、駆動機構１１ａ、１２ａ、１３ａには、偏光子１１、検出対象１２、検光子１３の回転位置を検出あるいは判別可能な回転位置検出器を設けるのが好ましい。
検出装置１４としては、フォトダイオードや光電子増倍管等の、入射した光の強度に比例する信号を検出信号として出力するものが用いられる。なお、検出信号が入射光の強度に比例しない場合には、検出信号と入射光の強度との関係を予め求めておき、検出信号が入射光の強度に比例するように補正を行う。
【００１１】
発光装置１０から放射された光は、透過軸方向が入射面に対して角度αの方向に傾けられている偏光子１１により、角度αの方向の直線偏光となる。
偏光子１１を透過した直線偏光は、ＶＡセル１２の基板面に入射すると、ｓ偏光とｐ偏光に別れて伝播する。ｓ偏光は、入射面に対して垂直な方向の直線偏光であり、ｐ偏光は、入射面に平行な方向の直線偏光である。
ＶＡセル１２に入射する前の直線偏光の電場ベクトル＜Ｅ０＞は、［式２］で表される。なお、本明細書では、［＜＞］はベクトルを表す記号として用いている。
【数２６】
［式２］
ここで、Ｅ０ｐ、Ｅ０ｓは、ｐ偏光及びｓ偏光の電場の大きさである。Ｅ０は、入射光の電場ベクトルの大きさ（振幅）である。ｐ偏光とは入射面で振動する直線偏光であり、ｓ偏光とは入射面とは直交する方向（つまりｐ偏光と直交する方向）に振動する直線偏光である。＜ｅ０ｐ＞、＜ｅ０ｓ＞は、ｐ偏光及びｓ偏光の偏光方向の単位ベクトルである。ＶＡセル１２に入射する前であるため、＜ｅ０ｐ＞及び＜ｅ０ｓ＞は、それぞれｘ軸及びｙ軸に平行である。
【００１２】
界面通過直後の電場ベクトル＜Ｅ１＞は、［式３］で表される。
【数２７】
［式３］
ここで、ｔ１０ｐ、ｔ１０ｓは、ｐ偏光及びｓ偏光に対する振幅透過率である。
【００１３】
界面で屈折が生じるため、＜ｅ１ｐ＞≠＜ｅ０ｐ＞であり、＜ｅ１ｐ＞は、ｘ軸と平行でなくなるが、ｘｚ面内には含まれる。一方、＜ｅ１ｓ＞＝＜ｅ０ｓ＞であり、ｙ軸に平行のままである。
各偏光成分の大きさだけに注目すれば、この最初の界面を透過した後の光の電場の振幅は、［式４］で表される。
【数２８】
［式４］
【００１４】
その他の界面、例えばガラス−カラーフィルタ界面や透明電極−配向膜界面などでの光の電場の変化も、同様な方法で記述できる。
いま、入射側の空気−セル最表面の界面を１番目の界面として、ｉ番目の界面を考える。ここで、ｉ番目の界面は、［ｉ−１］番目の媒質（０番目が入射側の空気）とｉ番目の媒質の界面とする。
＜ｅｉｐ＞、＜ｅｉｓ＞をｉ番目の媒質中でのｐ偏光及びｓ偏光の偏光方向の単位ベクトルとすると、ｉ番目の媒質での電場ベクトル＜Ｅｉ＞は、［式５］で表される。
【数２９】
［式５］
【００１５】
ｉ番目の界面を通過直後の電場ベクトル＜Ｅｉ＋１＞は、［式６］となる。
【数３０】
［式６］
ここで、ｔｉ＋１，ｉｐ、ｔｉ＋１，ｉｓは、ｉ番目の界面でのｐ偏光及びｓ偏光に対する振幅透過率である。
【００１６】
界面で屈折が生じるため、＜ｅｉ＋１ｐ＞≠＜ｅｉｐ＞であり、＜ｅｉ＋１ｐ＞は、ｘ軸と平行ではないが、ｘｚ面内には含まれる。一方、＜ｅｉ＋１ｓ＞＝＜ｅｉｓ＞＝＜ｅ０ｓ＞であり、ｙ軸に平行のままである。
各偏光成分の大きさだけに注目すれば、この界面を透過した後の光の電場の振幅は、［式７］で表される。
【数３１】
［式７］
［式７］は大きさだけに注目しているが、偏光状態を記述するには、ｓ偏光とｐ偏光の間の相対的な位相差も考慮する必要がある。
ここでは、液晶層以外は光学的に等方と想定しているため、ｓ偏光とｐ偏光の間に位相差は発生しない。つまり、位相差まで考慮しても、［式７］により光の透過を記述することができる。
【００１７】
液晶内では、光は常光と異常光に別れて伝播する。しかしながら、図１に示したように、遅相軸が入射面に存在する場合には、常光は、ｓ偏光、すなわち、入射面に垂直な方向の直線偏光であり、異常光は、ｐ偏光、すなわち、入射面内でｓ偏光と直交する方向の直線偏光である。
したがって、ＶＡセル１２を構成するガラス等の各媒質中を伝播してきたｓ偏光はそのまま常光として、p 偏光は異常光として液晶内を伝播する。このため、液晶層の界面での透過率も、［式７］と同様の形式で表すことができる。
【００１８】
ただし、液晶層は異方性を示し、リタデーションを持つ。すなわち、偏光方向で屈折率が異なり、常光と異常光（ｓ偏光とｐ偏光）の間に位相差が発生する。
液晶層をｌ番目の媒質とし、常光の屈折率をｎｏｅｆｆ、異常光の屈折率をｎｅｅｆｆとすると、液晶層を通過し、［ｌ＋１］番目の媒質に入射する直前の光の電場ベクトル＜Ｅｌ＞の成分Ｅｌｐ、Ｅｌｓは、［式８］となる。
【数３２】
［式８］
ここで、ｄは液晶層の厚さであり、λは入射光の波長である。
【００１９】
ｎｏｅｆｆ、ｎｅｅｆｆは、［式９］で表される。
【数３３】
［式９］
ここで、Θは、入射光とＶＡセル表面の法線との間の角度である（図１、図２参照）。θは、ＶＡセル表面の法線と液晶層の遅相軸の間の角度である。ｎｅ、ｎｏは、液晶材料の屈折率であり、電場が液晶分子の長軸方向に平行な方向及び直交する方向の直線偏光に対するものである。
ＶＡセルの場合、液晶分子の長軸方向はＶＡセル表面の法線に平行（基板面に垂直）に配向されているため、θ＝０である。
従って、［式９］は［式１０］となる。
【数３４】
［式１０］
【００２０】
液晶層を通過した光は、その後何回か等方性媒質間の界面を通過し、最後にＶＡセルの外部、つまり空気へ出射する。
以上の過程による入射光の偏光状態の変化は、出射光の電場ベクトルを＜Ｅｍ＞とすると（液晶層及びＶＡセルの両側の空気も含めて［ｍ＋１］層の媒質層があったとする）、＜Ｅｍ＞は、［式１１］で表される。
【数３５】
［式１１］
ここで、ｔｐ、ｔｓは、ｐ偏光及びｓ偏光に対するＶＡセル全体の振幅透過率であり、［式１２］で表される各界面での振幅透過率の積である。
【数３６】
［式１２］
【００２１】
透過軸が角度ωの方向を向いた（透過軸方向が入射面に対して角度ω傾けられている）検光子１３を介して、この出射光の強度Ｉ(ω，α)を検出装置１４で検出する場合、Ｉ(ω，α)は［式１３］で表される。
なお、本明細書では、Ｉ(ω，α)は、入射光の偏光方向（偏光子１１の透過軸方向）を入射面から角度αの方向に向け、検光子１３の透過軸方向を入射面から角度ωの方向に向けた時の、透過光強度（検出装置１４の検出信号）を示す。
【数３７】
［式１３］
ここで、Ｉ０は、検光子１３の透過率で規格化した出射光の強度である。Ｔｐ＝ｔｐ２、Ｔｓ＝ｔｓ２は、ｐ偏光、ｓ偏光に対するＶＡセル１２の透過率である。Δｎｅｆｆ＝ｎｅｅｆｆ−ｎｏｅｆｆは、ＶＡセル１２の液晶層の複屈折率である。また、［Ｒ＝Δｎｅｆｆ・ｄ］は、ＶＡセル１２の液晶層のリタデーションである。
【００２２】
液晶層のリタデーションＲは、検出装置１４で検出される透過光強度を用い、［式１３］により、液晶層のリタデーションＲを変数として解析することにより求めることができる。
ここで、［式１３］は、ｐ偏光、ｓ偏光に対するＶＡセル１２の透過率Ｔｐ、Ｔｓを含んでいる。このため、透過光強度を用いて、［式１３］から液晶層のリタデーションを求めるには、このＶＡセル１２の透過率Ｔｐ、Ｔｓの具体的な値が必要である。
しかしながら、ＶＡセル１２の透過率Ｔｐ、Ｔｓの具体的な値を事前に得るためには、ＶＡセル１２の全ての部材の透過率を事前に把握しておく必要がある。実際のＶＡセル１２には、ＩＴＯ製の透明電極やカラーフィルタ等の部材を有しており、全ての部材の透過率を事前に把握することは現実的でない。また、薄膜部材は、膜の製造条件によって屈折率などの光学特性が変化するため、事前に把握することが自体が現実的でない。
本発明では、ＶＡセル１２の透過率Ｔｐ、Ｔｓの値を必要とすることなく、液晶層のリタデーションＲ、したがって、液晶層の厚さｄを正確に検出することができる解析方法を提案する。
【００２３】
以下に、図１及び図２に示すパラメータ検出装置を用いて、検出対象のパラメータ（本実施の形態では、ＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲや厚さｄ）を検出する方法の実施の形態を説明する。
［第１の実施の形態］
第１の実施の形態では、入射面に対する検光子１３の透過軸方向の傾き角度ω（以下、「検光子１３の透過軸方向ω」という）を任意の角度に設定し、入射面に対する偏光子１１の透過軸方向の傾き角度α（以下、「偏光子１１の透過軸方向α」という）を、入射面に平行(α＝０°)及び直交(α＝９０°)とした時の透過光強度の比ｒを利用して、ＶＡセル１２（検出対象）のパラメータを検出する。
【００２４】
検光子１３の透過軸方向ωを任意の角度ω０に設定する（検光子１３の透過軸方向を角度ω０の方向に向ける）とともに、偏光子１１の透過軸方向αを０°に設定した（偏光子１１の透過軸方向を０°に向けた）時の透過光強度（検出装置１４の検出信号）をＩ(ω０，０°)とする。
また、検光子１３の透過軸方向ωを前記の任意の角度ω０に設定するとともに、偏光子１１の透過軸方向αを９０°に設定した時の透過光強度をＩ(ω０，９０°)とする。
そして、透過光強度Ｉ(ω０，０°)とＩ(ω０，９０°)を用いて、［式１４］により、比ｒを求める。
【数３８】
［式１４］
【００２５】
偏光子１１の透過軸方向を任意の角度αに、検光子１３の透過軸方向を任意の角度ωに設定した時の透過光強度Ｉ(ω，α)は、［式１４］の比ｒを用いて、[式１５]で表される。
【数３９】
［式１５］
ここで、偏光子１１の透過軸方向αと検光子１３の透過軸方向ωのすくなくとも一方が異なる、少なくとも２つ以上の組み合わせ（相異なる少なくとも２つ以上の組み合わせ）に対する透過光強度、例えば、任意の角度α１と任意の角度ω１の組み合わせ(ω１，α１)に対する透過光強度Ｉ(ω１，α１)と、任意の角度α２と任意の角度ω２の組み合わせ(ω２，α２)に対する透過光強度Ｉ(ω２，α２)との比は、[式１６]で表される。
【数４０】
［式１６］
なお、(ω，α)の相異なる組み合わせの選択方法としては、αのみが異なる組み合わせ、例えば、(ω１，α１)の組み合わせと(ω１，α２)の組み合わせを選択する方法や、ωのみが異なる組み合わせ、例えば、(ω１，α１)の組み合わせと(ω２，α１)の組み合わせを選択する方法を用いることができる。ω１≠ω２、α1≠α２でも構わない。
【００２６】
［式１６］は、ＶＡセル１２の液晶層の透過率Ｔｐ、Ｔｓを含んでいない。また、α１、α２、ω０、ω１、ω２は既知であり、入射光の波長λも既知である。すなわち、［式１６］では、変数はＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲのみである。
したがって、Ｉ(ω１，α１)とＩ(ω２，α２)を検出装置１４により検出（測定）し、検出（測定）したＩ(ω１，α１)とＩ(ω２，α２)を用いて、［式１６］により、ＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを求めることができる。
なお、［液晶層のリタデーションＲ＝Δｎｅｆｆ・ｄ］であり、液晶層の複屈折率Δｎｅｆｆは、［式９］、［式１０］に示されているように、液晶層の常光に対する常光屈折率ｎｏと異常光に対する異常光屈折率ｎeで表される。
したがって、［式１６］により求めたＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを、ＶＡセル１２の液晶層の複屈折率Δｎｅｆｆで除算することによって、ＶＡセル１２の液晶層の厚さｄを求めることができる。
以上では、［式１４］で比ｒの具体的に値を求めた。しかしながら、［式１５］あるいは［式１６］中のｒに［式１４］を代入した数式を使用することにより、ｒの具体的な値を求める必要がなくなる。
また、［式１５］中の未知な変数は、リタデーションＲと係数Ｉ０・Ｔｐの２つである。このため、検光子１３の透過軸方向が入射面に対して任意の角度ω傾き、偏光方向が入射面に対して任意の角度α傾いている時の透過光強度Ｉ(ω，α)を、ωあるいはαの少なくとも一方が異なる、少なくとも２つ以上のωとαの組み合わせ（ω，α）に対して検出し、検出した透過光強度Ｉ(ω，α)を［式１５］による計算値と比較することにより、液晶層のリタデーションＲを求めることができる。比較には、例えば、最小二乗法を用いることができる。
【００２７】
本実施の形態の手順を以下に説明する。
（ステップ１）
ＶＡセル１２を、図１に示すパラメータ検出装置に、入射光の進行方向に対して角度Θ傾けて設置する。
例えば、ＶＡセル１２を図１に示すパラメータ検出装置の支持部（図示省略）に配設する。そして、駆動装置１２ａにより、ｙ軸に平行な軸を回転軸として支持部を回転させ、入射光の進行方向（ｚ軸方向）とＶＡセル１２の基板面の法線方向との間の角度をΘに設定する。
あるいは、入射光の進行方向に対して角度Θ傾けられている支持部にＶＡセル１２を支持させる（配設）。この場合には、駆動装置１２ａは省略することができる。
【００２８】
（ステップ２）
検光子１３の透過軸方向を任意の角度ω０の方向に向けた状態で、偏光子１１の透過軸方向を０°の方向に向けた時の透過光強度Ｉｍ(ω０，０°)と、偏光子１１の透過軸方向を９０°の方向に向けた時の透過光強度Ｉｍ(ω０，９０°)を検出する。
例えば、駆動装置１３ａにより、ｚ軸（光の進行方向）に平行な軸を回転軸としてｘｙ平面内で検光子１３を回転させ、検光子１３の透過軸方向ωを任意の角度ω０に設定する。
この状態で、駆動装置１１ａにより、ｚ軸（光の進行方向）に平行な軸をを回転軸としてｘｙ平面内で偏光子１１を回転させ、偏光子１１の透過軸方向αを０°に設定する。そして、この時の検出装置１４の検出信号を透過光強度Ｉｍ(ω０，０°)とする。
さらに、駆動装置１１ａにより偏光子１１を回転させ、偏光子１１の透過軸方向αを９０°に設定する。そして、この時の検出装置１４の検出信号を透過光強度Ｉｍ(ω０，９０°)とする。
（ステップ３）
ステップ２で検出した透過光強度Ｉｍ(ω０，０°)とｍ(ω０，９０°)を用いて、［式１７］により比ｒを求める。
【数４１】
［式１７］
【００２９】
（ステップ４）
偏光子１１の透過軸方向を任意の角度α１の方向に、検光子１３の透過軸方向を任意の角度ω１の方向に向けた時の透過光強度Ｉｍ(ω１，α１)と、偏光子１１の透過軸方向を任意の角度α２の方向に、検光子１３の透過軸方向を任意の角度ω２の方向に向けた時の透過光強度Ｉｍ(ω２，α２)を検出する。なお、α１とα２及びω１とω２は、少なくとも一方が異なっていればよい。
例えば、駆動装置１１ａにより、ｚ軸（光の進行方向）に平行な軸を回転軸として偏光子１１を回転させ、偏光子１１の透過軸方向αを任意の角度α１に設定する。
この状態で、駆動装置１３ａにより、ｚ軸（光の進行方向）に平行な軸を回転軸として検光子１３を回転させ、検光子１３の透過軸方向ωを任意の角度ω１に設定する。そして、この時の検出装置１４の検出信号を透過光強度Ｉｍ(ω１，α１)とする。
さらに、駆動装置１１ａにより偏光子１１を回転させ、偏光子１１の透過軸方向αを任意の角度α２に設定する。
この状態で、駆動装置１３ａにより回転させ、検光子１３の透過軸方向ωを任意の角度ω２に設定する。そして、この時の検出装置１４の検出信号を透過光強度Ｉｍ(ω２，α２)とする。
【００３０】
（ステップ５）
ステップ４で検出した透過光強度Ｉｍ(ω１，α１)とＩｍ(ω２，α２)を用い、［式１８］によりＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを求める。
【数４２】
［式１８］
（ステップ６）
ＶＡセル１２の液晶層の厚さｄを求める場合には、ステップ５で求めたＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを、ＶＡセル１２の液晶層の複屈折率（Δｎｅｆｆ＝ｎｅｅｆｆ−ｎｏｅｆｆ）（［式９］、[式１０]参照）で除算する。
【００３１】
以上では、ω、αの少なくとも一方が異なる、少なくとも２つ以上のωとαの組み合わせ(ω，α)に対する透過光強度を用い、［式１５］や［式１６］により、ＶＡセルの液晶層のリタデーションを求めたが、［式１５］や［式１６］より簡単な式は用いて液晶層のリタデーションを求めることもできる。
以下に、簡単な式を用いて液晶層のリタデーションを検出することができる検出方法を説明する。
まず、［式１４］で求めた比ｒから、[式１９]を用いて角度γを求める。
【数４３】
［式１９］
【００３２】
ここで、偏光子１１の透過光方向を［式１９］で求めた角度γの方向に向け、検光子１３の透過軸方向を角度ωの方向に向けた時の透過光強度Ｉ(ω，γ)は、[式２０]で表される。
【数４４】
［式２０］
これにより、偏光子１１の透過軸方向αを角度γに、検光子１３の透過軸方向ωを任意の角度ω１に設定した時の透過光強度Ｉ(ω１，γ)と、偏光子１１の透過軸方向αを角度γに、検光子１３の透過軸方向ωを任意の角度ω２(≠ω１)に設定した時の透過光強度Ｉ(ω２，γ)との比は、[式２１]で表される。
【数４５】
［式２１］
【００３３】
また、検光子１３の透過軸方向を［式１９］で求めた角度γの方向に向け、偏光子１１の透過軸方向を角度αの方向に向けた時の透過光強度Ｉ(γ，α)は、[式２２]で表される。
【数４６】
［式２２］
これにより、検光子１３の透過軸方向ωを角度γに、偏光子１１の透過軸方向αを任意の角度α１に設定した時の透過光強度Ｉ(γ、α１)と、検光子１３の透過軸方向ωを角度γに、偏光子１１の透過軸方向αを任意の角度α２に(≠α１)設定した時の透過光強度Ｉ(γ，α２)との比は、[式２３]で表される。
【数４７】
［式２３］
【００３４】
このように、偏光子１１の透過軸方向あるいは検光子１３の透過軸方向を、［式１９］で求められる角度γの方向に向けた状態で、検光子１３の透過軸方向を相異なる少なくとも２つ以上の任意の角度に設定した時の透過光強度、あるいは、偏光子１１の透過軸方向を相異なる少なくとも２つ以上の任意の角度に設定した時の透過光強度を用いることにより、［式１５］や［式１６］より簡略な［式２０］〜［式２３］を用いて液晶層のリタデーションＲを求めることができる。
【００３５】
第１の実施の形態は、ＶＡセル１２に斜めに光を入射させる場合のＶＡセル１２の透過率Ｔｐ、Ｔｓを考慮しているので、ＶＡセル１２の透過率に偏光依存性がある場合でも(Ｔｐ≠Ｔｓ)、ＶＡセルの液晶層のリタデーションＲや厚さｄを正確に検出することができる。一方、［式１６］や［式２１］、［式２３］から明らかなように、第1の実施の形態では、これらの透過率Ｔｐ、Ｔｓの値を必要とせずに、ＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲや厚さｄを求める（検出する）ことができる。
したがって、ＶＡセル１２のパラメータである、ＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲや厚さｄを簡単に、正確に検出することができる。
【００３６】
［第２の実施の形態]
偏光子の透過軸方向をα、検光子の透過軸方向をωとした時の透過光強度を表す［式１３］は、αとωを入れ替えても全く変化しない。すなわち、第１の実施の形態で説明した偏光子を検光子に、検光子を偏光子に置き換えることができる。
第２の実施の形態では、偏光子１１の透過軸方向αを任意の角度に設定し、検光子１３の透過軸方向ωを、入射面に平行(ω＝０°)及び直交(ω＝９０°)に設定した時の透過光強度の比ｒを利用して、ＶＡセル１２（検出対象）のパラメータを検出する。
【００３７】
偏光子１１の透過軸方向αを任意の角度α０に設定する（偏光子１１の透過軸方向を角度α０の方向に向ける）とともに、検光子１３の透過軸方向ωを０°に設定した（検光子１３の透過軸方向を０°の方向に向けた）時の透過光強度（検出装置１４の検出信号）をＩ(０°，α０)とする。
また、偏光子１１の透過軸方向αを前記の任意の角度α０に設定するとともに、検光子１３の透過軸方向ωを９０°に設定した時の透過光強度をＩ(９０°，α０)とする。
そして、透過光強度Ｉ(０°，α０)とＩ(９０°，α０)を用いて、［式２４］により、比ｒを求める。
【数４８】
［式２４］
【００３８】
偏光子１１の透過軸方向を任意の角度αに、検光子１３の透過軸方向を任意の角度ωに設定した時の透過光強度Ｉ(ω、α)は、［式２４］で求められるｒを用いて、[式２５]で表される。
【数４９】
［式２５］
ここで、偏光子１１の透過軸方向αと検光子１３の透過軸方向ωのすくなくとも一方が異なる、少なくとも２つ以上の組み合わせ（相異なる少なくとも２つ以上の組み合わせ）に対する透過光強度、例えば、任意の角度α１と任意の角度ω１の組み合わせ(ω１，α１)に対する透過光強度Ｉ(ω１，α１)と、任意の角度α２と任意の角度ω２の組み合わせ(ω２，α２)に対する透過光強度Ｉ(ω２，α２)との比は、[式２６]で表される。
【数５０】
［式２６］
なお、(ω，α)の相異なる組み合わせの選択方法としては、αのみが異なる組み合わせ、例えば、(ω１，α１)の組み合わせと(ω１，α２)の組み合わせを選択する方法や、ωのみが異なる組み合わせ、例えば、(ω１，α１)の組み合わせと(ω２，α１)の組み合わせを選択する方法を用いることができる。ω１≠ω２、α1≠α２でも構わない。
【００３９】
［式２６］は、[式１６]と同様に、ＶＡセル１２の液晶層の透過率Ｔｐ、Ｔｓを含んでいない。このため、［式２６］では、変数はＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲのみである。
したがって、Ｉ(ω１，α１)とＩ(ω２，α２)を検出装置１４により検出し、検出したＩ(ω１，α１)とＩ(ω２，α２)を用いて、［式２６］により、ＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを求めることができる。
また、［式２６］により求めたＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを、ＶＡセル１２の液晶層の複屈折率Δｎｅｆｆで除算することによって、ＶＡセル１２の液晶層の厚さｄを求めることができる。
以上では、［式２４］でｒの具体的に値を求めた。しかしながら、［式２５］あるいは［式２６］中のｒに［式２４］を代入した数式を使用することにより、ｒの具体的な値を求める必要がなくなる。
また、［式２５］中の未知な変数は、リタデーションＲと係数Ｉ０・Ｔｐの２つである。このため、検光子１３の透過軸方向が入射面に対して任意の角度ω傾き、直線偏光の偏光方向が入射面に対して任意の角度α傾いている時の透過光強度Ｉ(ω，α)を、ωあるいはαの少なくとも一方が異なる、少なくとも２つ以上のωとαの組み合わせ(ω、α)に対して検出し、検出した透過光強度Ｉ(ω、α)を［式２５］による計算値と比較することにより、液晶層のリタデーションＲを求めることができる。比較には、例えば、最小二乗法を用いることができる。
【００４０】
本実施の形態の手順を以下に説明する。
（ステップ１）
ＶＡセル１２を、図１に示すパラメータ検出装置に、入射光の進行方向（ｚ軸方向）に対して角度Θ傾けて設置する。
（ステップ２）
偏光子１１の透過軸方向αを任意の角度α０に設定した状態で、検光子１３の透過軸方向ωを０°に設定した時の透過光強度Ｉｍ(０°，α０)と、検光子１３の透過軸方向ωを９０°に設定した時の透過光強度Ｉｍ(９０°，α０)を検出する。
（ステップ３）
ステップ２で検出した透過光強度Ｉｍ(０°，α０)とＩｍ(９０°，α０)を用いて、［式２７］により比ｒを求める。
【数５１】
［式２７］
【００４１】
（ステップ４）
偏光子１１の透過軸方向αを任意の角度α１に、検光子１３の透過軸方向ωを任意の角度ω１に設定した時の透過光強度Ｉｍ(ω１，α１)と、偏光子１１の透過軸方向ωを任意の角度α２に、検光子１３の透過軸方向ωを任意の角度ω２に設定した時の透過光強度Ｉｍ(ω２，α２)を検出する。なお、α１とα２及びω１とω２は、少なくとも一方が異なっていればよい。
（ステップ５）
ステップ４で検出した透過光強度Ｉｍ(ω１，α１)とＩｍ(ω２，α２)を用い、［式２８］により、ＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを求める。
【数５２】
［式２８］
（ステップ６）
ＶＡセル１２の液晶層の厚さｄを求める場合には、ステップ５で求めたＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを、ＶＡセル１２の液晶層の複屈折率（Δｎｅｆｆ＝ｎｅｅｆｆ−ｎｏｅｆｆ）で除算する。
【００４２】
以上では、ω、αの少なくとも一方が異なる、少なくとも２つ以上ωとαの組み合わせ(ω，α)に対する透過光強度を用い、［式２５］や［式２６］により、ＶＡセルの液晶のリタデーションＲを求めたが、［式２５］や［式２６］より簡略な式を用いて液晶層のリタデーションＲを求めることもできる。
以下に、簡単な式を用いて液晶層のリタデーションを検出する検出方法を説明する。
まず、［式２４］で求めた比ｒから、[式２９]を用いて角度γを求める。
【数５３】
［式２９］
【００４３】
ここで、偏光子１１の透過光方向を［式２９］で求めた角度γの方向に向け、検光子１３の透過軸方向を角度ωの方向に向けた時の透過光強度Ｉ(ω，γ)は、[式２２]で表される。
これにより、偏光子１１の透過軸方向を角度γに、検光子１３の透過軸方向を任意の角度ω１に設定した時の透過光強度Ｉ(ω１，γ)と、偏光子１１の透過軸方向を角度γに、検光子１３の透過軸方向を任意の角度ω２(≠ω１)に設定した時の透過光強度Ｉ(ω２，γ)との比は、[式１９]で表される。
【００４４】
また、検光子１３の透過軸方向を角度γの方向に向け、偏光子１１の透過軸方向を角度αの方向に向けた時の透過光強度Ｉ(γ，α)は、[式２０]で表される。
これにより、検光子１３の透過軸方向を角度γに、偏光子１１の透過軸方向を任意の角度α１に設定した時の透過光強度Ｉ(γ、α１)と、検光子１３の透過軸方向を角度γに、偏光子１１の透過軸方向を任意の角度α２(≠α１)に設定した時の透過光強度Ｉ(γ，α２)との比は、[式２３]で表される。
【００４５】
このように、偏光子１１の透過軸方向あるいは検光子１３の透過軸方向を、［式２９］で求められる角度γの方向に向けた状態で、検光子１３の透過軸方向を相異なる少なくとも２つ以上の任意の角度に設定した時の透過光強度、あるいは、偏光子１１の透過軸方向を相異なる少なくとも２つ以上の任意の角度に設定した時の透過光強度を用いることにより、［式２５］や［式２６］より簡略な［式２０］〜［式２３］を用いて液晶層のリタデーションＲを求めることができる。
【００４６】
第２の実施の形態は、第１の実施の形態と同様に、ＶＡセル１２に斜めに光を入射させる場合のＶＡセル１２の透過率Ｔｐ、Ｔｓを考慮しているので、ＶＡセル１２の透過率に偏光依存性がある場合でも(Ｔｐ≠Ｔｓ)、ＶＡセルの液晶層のリタデーションＲや厚さｄを正確に検出することができる。その上、これらの透過率Ｔｐ、Ｔｓの値を必要とせずに、ＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲや厚さｄを求めることができる。
したがって、ＶＡセル１２のパラメータである、ＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲや厚さを簡単に、正確に検出することができる。
【００４７】
[第３の実施の形態]
第１の実施の形態または第２の実施の形態では、透過光強度の比ｒを求めるために、検光子１３の透過軸方向ωあるいは偏光子１１の透過軸方向αを特定の方向に設定したが、偏光子１１の透過軸方向αや検光子１３の透過軸方向ωの設定操作を容易にすることもできる。
第３の実施の形態では、偏光子１１の透過軸方向αを任意の角度に設定した状態で、検光子１３の透過軸方向ωを、任意の相異なる３つ以上の角度に設定した時の透過光強度を用いて、ＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを直接検出する。
【００４８】
偏光子１の透過軸方向をα、検光子１３の透過軸方向をωとした時の透過光強度を表す［式１３］は、［式３０］のように書き換えることができる。
【数５４】
［式３０］
【００４９】
［式３０］では、偏光子１１の透過軸方向α、検光子１３の透過軸方向ωは既知であるが、Ｉ０・Ｔｐ、Ｉ０・Ｔｓ、Ｒ、Ａ、Ｂ、Ｃが未知である。
ここで、３つの変数Ａ、Ｂ、Ｃは、偏光子１１の透過軸方向αを任意の角度に設定した状態で、検光子１３の透過軸方向ωを、少なくとも３つ以上の相異なる角度に設定した時の透過光強度と［式３１］を比較することによって求めることができる。例えば、検光子１３の透過軸方向ωを３つの異なる角度ω１、ω２、ω３[ωｉ(ｉ＝１，２，３)]に設定した時の３つの透過光強度Ｉ(ω１，α)、Ｉ(ω２，α)、Ｉ(ω３，α)[Ｉ(ωｉ，α)(ｉ＝１，２，３)］と［式３１］を比較することによって変数Ａ、Ｂ、Ｃを求めることができる。比較方法としては、例えば、最小二乗法を用いることができる。
【数５５】
［式３１］
そして、求めた変数Ａ、Ｂ、Ｃを用いて、［式３２］によりＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを求めることができる。
【数５６】
［式３２］
【００５０】
なお、検光子１３の透過軸方向ωを３つの透過軸方向ω１〜ω３に設定した時の３つの透過光強度を用いて３つの変数Ａ、Ｂ、Ｃを求める場合、３つの透過軸方向ω１〜ω３の中に４５°と１３５°が同時に含まれていると、３つの透過光強度だけでは３つの変数Ａ、Ｂ、Ｃを求めることができない。この場合には、検光子１３の透過軸方向ωを４つ以上の角度に設定した時の４つ以上の透過光強度を用いる。
また、偏光子１１の透過軸方向αを０°あるいは９０°に設定すると、変数Ｃが常に「０」となる。このため、偏光子１１の透過軸方向αは、０°及び９０°以外の角度に設定する必要がある。
【００５１】
本実施の形態の手順を以下に説明する。
（ステップ１）
ＶＡセル１２を、図１に示すパラメータ検出装置に、入射光の進行方向に対して角度Θ傾けて設置する。
（ステップ２）
偏光子１１の透過軸方向αを０°及び９０°以外の任意の角度に設定した状態で、検光子１３の透過軸方向ωを異なる３つの角度ω１、ω２、ω３（４５°と１３５°を同時に含まない）に設定した時の透過光強度Ｉｍ(ω１，α)、Ｉｍ(ω２，α)、Ｉｍ(ω３，α)を検出する。
（ステップ３）
ステップ２で検出した透過光強度Ｉｍ(ωｉ，α)（ｉ＝１，２，３）と［式３３］で表される透過光強度Ｉｍ(ωｉ，α)（ｉ＝１，２，３）を比較することによって、変数Ａｍ、Ｂｍ、Ｃｍを求める。
【数５７】
［式３３］
（ステップ４）
ステップ３で求めた変数Ａｍ、Ｂｍ、Ｃｍを用いて、［式３４］によりＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを求める。
【数５８】
［式３４］
（ステップ５）
ＶＡセル１２の液晶層の厚さｄを求める場合には、ステップ４で求めたＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを、ＶＡセル１２の液晶層の複屈折率（Δｎｅｆｆ＝ｎｅｅｆｆ−ｎｏｅｆｆ）で除算する。
【００５２】
第３の実施の形態は、第１及び第２の実施の形態と同様に、ＶＡセル１２に斜めに光を入射させる場合のＶＡセル１２の透過率Ｔｐ、Ｔｓを考慮しているので、ＶＡセル１２の透過率に偏光依存性がある場合でも(Ｔｐ≠Ｔｓ)、ＶＡセルの液晶層のリタデーションＲや厚さｄを正確に検出することができる。その上、これらの透過率Ｔｐ、Ｔｓの値を必要とせずに、ＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲや厚さｄを求めることができる。
したがって、ＶＡセル１２のパラメータである、ＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲや厚さを簡単に、正確に検出することができる。
また、第３の実施の形態は、第１の実施の形態と比べて、偏光子１１の透過軸方向αや検光子１３の透過軸方向ωを任意の角度に設定することができる。
このため、偏光子１１の透過軸方向αや検光子１３の透過軸方向ωの設定が容易であり、透過光強度の検出時間を短縮することができる。
【００５３】
［第４の実施の形態］
第３の実施の形態では、検光子１３の透過軸方向ωを３以上の異なる角度ωｉ(ｉ＝１，２，３，・・・)に設定した時の透過光強度Ｉ(ωｉ，α)(ｉ＝１，２，３，・・・)を用いて変数Ａ、Ｂ、Ｃを求めたが、角度ωｉとして適切な角度を用いることにより変数Ａ、Ｂ、Ｃを求める処理を省略することができる。
第４の実施の形態では、偏光子１１の透過軸方向αを任意の角度に設定した状態で、検光子１３の透過軸方向ωを任意の角度ω１に設定した時の透過光強度Ｉ(ω１、α)と、検光子の透過軸方向ωを角度ω２(＝ω１＋９０°)に設定した時の透過光強度Ｉ(ω２、α)と、検光子の透過軸方向ωを角度ω３(＝ω１＋４５°)に設定した時の透過光強度Ｉ(ω３、α)を用いて、ＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを直接検出する。
【００５４】
偏光子の透過光強度を任意の角度αに設定した状態で、検光子１３の透過光強度ωを任意の角度ω１、ω２＝ω１＋９０°、ω３＝ω１＋４５°、ω４＝ω１＋１３５°に設定した時の透過光強度をＩ(ω１、α)、Ｉ(ω２、α)、Ｉ(ω３、α)、Ｉ(ω４、α)とすると、[式３０]は[式３５]で表される。
【数５９】
［式３５］
【００５５】
したがって、３つの透過光強度Ｉ(ω１、α)、Ｉ(ω２、α)、Ｉ(ω３、α)を用いて、［式３６］によりＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを直接求めることができる。
【数６０】
［式３６］
また、［式３６］により求めたＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを、ＶＡセル１２の液晶層の複屈折率Δｎｅｆｆで除算することによって、ＶＡセル１２の液晶層の厚さｄを求めることができる。
【００５６】
本実施の形態の手順を以下に説明する。
（ステップ１）
ＶＡセル１２を、図１に示すパラメータ検出装置に、入射光の進行方向に対して角度Θ傾けて設置する。
（ステップ２）
偏光子１１の透過軸方向αを０°及び９０°以外の任意の角度に設定した状態で、検光子１３の透過軸方向ωを任意の角度ω１に設定した時の透過光強度Ｉｍ(ω１、α)と、検光子の透過軸方向ωを角度ω２(＝ω１＋９０°)に設定した時の透過光強度Ｉｍ(ω２、α)と、検光子の透過軸方向ωを角度ω３(＝ω１＋４５°)に設定した時の透過光強度Ｉｍ(ω３、α)を検出する。
（ステップ３）
ステップ２で検出した透過光強度Ｉｍ(ω１、α)、Ｉｍ(ω２、α)、Ｉｍ(ω３、α)を用いて、［式３７］によりＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを求める。
【数６１】
［式３７］
（ステップ４）
ＶＡセル１２の液晶層の厚さｄを求める場合には、ステップ３で求めたＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを、ＶＡセル１２の液晶層の複屈折率（Δｎｅｆｆ＝ｎｅｅｆｆ−ｎｏｅｆｆ）で除算する。
【００５７】
［第５の実施の形態］
第４の実施の形態では、検光子１３の透過軸方向ωを任意の角度ω１、ω２＝ω１＋９０°、ω３＝ω１＋４５°に設定することにより変数Ａ、Ｂ、Ｃを求める処理を省略したが、検光子１３の透過軸方向ωをこれ以外の角度に設定することによっても変数Ａ、Ｂ、Ｃを求める処理を省略することができる。
第５の実施の形態では、偏光子１１の透過軸方向を任意の角度αに設定した状態で、検光子１３の透過軸方向ωを任意の角度ω１、ω２＝ω１＋９０°、ω４＝ω１＋１３５°に設定した時の透過光強度を用いて、ＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを直接検出する。
【００５８】
偏光子の透過光強度を任意の角度αに設定した状態で、検光子１３の透過光強度ωを任意の角度ω１、ω２＝ω１＋９０°、ω３＝ω１＋４５°、ω４＝ω１＋１３５°に設定した時の透過光強度をＩ(ω１、α)、Ｉ(ω２、α)、Ｉ(ω３、α)、Ｉ(ω４、α)とすると、[式３０]は[式３５]で表される。
したがって、３つの透過光強度Ｉ(ω１、α)、Ｉ(ω２、α)、Ｉ(ω４、α)を用いて、［式３８］によりＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを直接求めることができる。
【数６２】
［式３８］
また、［式３８］により求めたＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを、ＶＡセル１２の液晶層の複屈折率Δｎｅｆｆで除算することによって、ＶＡセル１２の液晶層の厚さｄを求めることができる。
【００５９】
本実施の形態の手順を以下に説明する。
（ステップ１）
ＶＡセル１２を、図１に示すパラメータ検出装置に、入射光の進行方向に対して角度Θ傾けて設置する。
（ステップ２）
偏光子１１の透過軸方向を０°及び９０°以外の任意の角度αに設定した状態で、検光子１３の透過軸方向を任意の角度ω１に設定した時の透過光強度Ｉｍ(ω１、α)と、検光子の透過軸方向をω２(＝ω１＋９０°)に設定した時の透過光強度Ｉｍ(ω２、α)と、検光子の透過軸方向をω４(＝ω１＋１３５°)に設定した時の透過光強度Ｉｍ(ω４、α)を検出する。
（ステップ３）
ステップ２で検出した透過光強度Ｉｍ(ω１、α)、Ｉｍ(ω２、α)、Ｉｍ(ω４、α)を用いて、［式３９］によりＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを求める。
【数６３】
［式３９］
（ステップ４）
ＶＡセル１２の液晶層の厚さｄを求める場合には、ステップ３で求めたＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを、ＶＡセル１２の液晶層の複屈折率（Δｎｅｆｆ＝ｎｅｅｆｆ−ｎｏｅｆｆ）で除算する。
【００６０】
第４及び第５の実施の形態は、第１〜第３の実施の形態と同様に、ＶＡセル１２に斜めに光を入射させる場合のＶＡセル１２の透過率Ｔｐ、Ｔｓを考慮しているので、ＶＡセル１２の透過率に偏光依存性がある場合でも(Ｔｐ≠Ｔｓ)、ＶＡセルの液晶層のリタデーションＲや厚さｄを正確に検出することができる。その上、これらの透過率Ｔｐ、Ｔｓの値を必要とせずに、ＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲや厚さｄを求めることができる。
したがって、ＶＡセル１２のパラメータである、ＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲや厚さを簡単に、正確に検出することができる。
また、第４及び第５の実施の形態は、第３の実施の形態と比べて、変数Ａ，Ｂ、Ｃを求める必要がないため、処理装置１５の処理が簡単になる。
【００６１】
［第６の実施の形態］
偏光子の透過軸方向をα、検光子の透過軸方向をωとした時の透過光強度を表す［式１３］は、αとωを入れ替えても全く変化しない。すなわち、第３の実施の形態で説明した偏光子を検光子に、検光子を偏光子に置き換えることができる。
第６の実施の形態では、検光子１３の透過軸方向ωを任意の角度に設定した状態で、偏光子１１の透過軸方向αを、任意の異なる３以上の角度に設定した時の透過光強度を用いて、ＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを直接検出する。
【００６２】
偏光子１１の透過軸方向をα、検光子１３の透過軸方向をωとする。第３の実施の形態では検光子１３の透過軸方向ωを変化させたが、偏光子１１の透過軸方向αを変化させるとすると、透過光強度を表す［式１９］は、［式４０］のように書き換えることができる。
【数６４】
［式４０］
［式４０］では、偏光子１１の透過軸方向α、検光子１３の透過軸方向ωは既知であるが、Ｉ０・Ｔｐ、Ｉ０・Ｔｓ、Ｒ、Ａ、Ｂ、Ｃが未知である。
ここで、３つの変数Ａ、Ｂ、Ｃは、検光子１３の透過軸方向ωを任意の角度に設定した状態で、偏光子１１の透過軸方向αを、少なくとも３つ以上の異なる角度に設定した時の透過光強度と［式４１］を比較することによって求めることができる。例えば、偏光子１１の透過軸方向ωを３つの異なる角度α１、α２、α３[αｉ(ｉ＝１，２，３）]に設定した時の３つの透過光強度Ｉ(ω，α１)、Ｉ(ω，α２)、Ｉ(ω，α３)[Ｉ(ω，αｉ)（ｉ＝１，２，３）]と［式４１］を比較することによって変数Ａ、Ｂ、Ｃを求めることができる。比較方法としては、例えば、最小二乗法を用いることができる。
【数６５】
［式４１］
そして、求めた変数Ａ、Ｂ、Ｃを用いて、［式３２］によりＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを求めることができる。
【００６３】
なお、偏光子１１の透過軸方向αを３つの透過軸方向α１〜α３に設定した時の３つの透過光強度を用いて３つの変数Ａ、Ｂ、Ｃを求める場合、３つの透過軸方向α１〜α３の中に４５°と１３５°が同時に含まれていると、３つの透過光強度だけでは３つの変数Ａ、Ｂ、Ｃを求めることができない。この場合には、偏光子１１の透過軸方向αを４つ以上の角度に設定した時の４つ以上の透過光強度を用いる。
また、検光子１３の透過軸方向ωを０°あるいは９０°に設定すると、変数Ｃが常に「０」となる。このため、検光子１３の透過軸方向ωは、０°及び９０°以外の角度に設定する必要がある。
【００６４】
本実施の形態の手順を以下に説明する。
（ステップ１）
ＶＡセル１２を、図１に示すパラメータ検出装置に、入射光の進行方向に対して角度Θ傾けて設置する。
（ステップ２）
検光子１３の透過軸方向ωを０°及び９０°以外の任意の角度に設定した状態で、偏光子１１の透過軸方向αを異なる３つの角度α１、α２、α３（４５°と１３５°を同時に含まない）に設定した時の透過光強度Ｉｍ(ω，α１)、Ｉｍ(ω，α２)、Ｉｍ(ω，α３)を検出する。
（ステップ３）
ステップ２で検出した透過光強度Ｉｍ(ω，αｉ)（ｉ＝１，２，３）と［式４２］で表される透過光強度Ｉｍ(ω，αｉ)（ｉ＝１，２，３）を比較することによって、変数Ａｍ、Ｂｍ、Ｃｍを求める。
【数６６】
［式４２］
（ステップ４）
ステップ３で求めた変数Ａｍ、Ｂｍ、Ｃｍを用いて、［式３４］によりＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを求める。
（ステップ５）
ＶＡセル１２の液晶層の厚さｄを求める場合には、ステップ４で求めたＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを、ＶＡセル１２の液晶層の複屈折率（Δｎｅｆｆ＝ｎｅｅｆｆ−ｎｏｅｆｆ）で除算する。
【００６５】
第６の実施の形態は、第３の実施の形態と同様に、ＶＡセル１２に斜めに光を入射させる場合のＶＡセル１２の透過率Ｔｐ、Ｔｓを考慮しているので、ＶＡセル１２の透過率に偏光依存性がある場合でも(Ｔｐ≠Ｔｓ)、ＶＡセルの液晶層のリタデーションＲや厚さｄを正確に検出することができる。その上、これらの透過率Ｔｐ、Ｔｓの値を必要とせずに、ＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲや厚さｄを求めることができる。
したがって、ＶＡセル１２のパラメータである、ＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲや厚さｄを簡単に、正確に検出することができる。
また、第６の実施の形態は、第２の実施の形態と比べて、偏光子１１の透過軸方向αや検光子１３の透過軸方向ωを任意の角度に設定することができる。
このため、偏光子１１の透過軸方向αや検光子１３の透過軸方向ωの設定が容易であり、透過光強度の検出時間を短縮することができる。
【００６６】
［第７の実施の形態］
第６の実施の形態では、偏光子１１の透過軸方向αを３以上の異なる角度αｉ（ｉ＝１，２，３、・・・）に設定した時の透過光強度Ｉ(ω，αｉ)（ｉ＝１，２，３、・・・）を用いて変数Ａ、Ｂ、Ｃを求めたが、角度αｉとして適切な角度を用いることにより変数Ａ、Ｂ、Ｃを求める処理を省略することができる。
第７の実施の形態では、検光子１３の透過軸方向ω任意の角度に設定した状態で、偏光子１１の透過軸方向αを角度α１、角度α２＝α１＋９０度、α３＝α１＋４５°に設定した時の透過光強度を用いて、ＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを直接検出する。
【００６７】
検光子１３の透過光強度ωを任意の角度に設定した状態で、偏光子１１の透過軸方向αを任意の角度α１、α２＝α１＋９０度、α３＝α１＋４５°、α４＝α１＋１３５度に設定した時の透過光強度をＩ(ω，α１)、Ｉ(ω，α２)、Ｉ(ω，α３)、Ｉ(ω，α４)とすると、[式３０]は[式４３]で表される。
【数６７】
［式４３］
【００６８】
したがって、３つの透過光強度Ｉ(ω，α１)、Ｉ(ω，α２)、Ｉ(ω，α３)を用いて、［式４４］によりＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを直接求めることができる。
【数６８】
［式４４］
また、［式４４］により求めたＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを、ＶＡセル１２の液晶層の複屈折率Δｎｅｆｆで除算することによって、ＶＡセル１２の液晶層の厚さｄを求めることができる。
【００６９】
本実施の形態の手順を以下に説明する。
（ステップ１）
ＶＡセル１２を、図１に示すパラメータ検出装置に、入射光の進行方向に対して角度Θ傾けて設置する。
（ステップ２）
検光子１３の透過軸方向ωを０°及び９０°以外の任意の角度に設定した状態で、偏光子１１の透過軸方向αを任意の角度α１に設定した時の透過光強度Ｉｍ(ω，α１)と、偏光子１１の透過軸方向αを角度α２(＝α１＋９０°)に設定した時の透過光強度Ｉｍ(ω，α２)と、偏光子１１の透過軸方向αを角度α３(＝α１＋４５°)に設定した時の透過光強度Ｉｍ(ω，α３)を検出する。
（ステップ３）
ステップ２で検出した透過光強度Ｉｍ(ω，α１)、Ｉｍ(ω，α２)、Ｉｍ(ω，α３)を用いて、［式４５］によりＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを求める。
【数６９】
［式４５］
（ステップ４）
ＶＡセル１２の液晶層の厚さｄを求める場合には、ステップ３で求めたＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを、ＶＡセル１２の液晶層の複屈折率（Δｎｅｆｆ＝ｎｅｅｆｆ−ｎｏｅｆｆ）で除算する。
【００７０】
［第８の実施の形態］
第７の実施の形態では、偏光子１１の透過軸方向を任意の角度α１、α２＝α１＋９０°、α３＝α１＋４５°に設定することにより変数Ａ、Ｂ、Ｃを求める処理を省略したが、偏光子１１の透過軸方向αをこれ以外の角度に設定することによっても変数Ａ、Ｂ、Ｃを求める処理を省略することができる。
第８の実施の形態では、検光子１３の透過軸方向ωを任意の角度に設定した状態で、偏光子１１の透過軸方向を任意の角度α１、α２＝α１＋９０°、α３＝α１＋１３５°に設定した時の透過光強度を用いて、ＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを直接検出する。
【００７１】
検光子１３の透過光強度ωを任意の角度に設定した状態で、偏光子１１の透過光強度αを任意の角度α１、α２＝α１＋９０°、α３＝α１＋４５°、α４＝α１＋１３５°に設定した時の透過光強度をＩ(ω，α１)、Ｉ(ω，α２)、Ｉ(ω，α３)、Ｉ(ω，α４)とすると、[式３０]は[式４３]で表される。
したがって、３つの透過光強度Ｉ(ω，α１)、Ｉ(ω，α２)、Ｉ(ω，α４)を用いて、［式４６］によりＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを直接求めることができる。
【数７０】
［式４６］
また、［式４６］により求めたＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを、ＶＡセル１２の液晶層の複屈折率Δｎｅｆｆで除算することによって、ＶＡセル１２の液晶層の厚さｄを求めることができる。
【００７２】
本実施の形態の手順を以下に説明する。
（ステップ１）
ＶＡセル１２を、図１に示すパラメータ検出装置に、入射光の進行方向に対して角度Θ傾けて設置する。
（ステップ２）
検光子１３の透過軸方向ωを０°及び９０°以外の任意の角度に設定した状態で、偏光子１１の透過軸方向αを任意の角度α１に設定した時の透過光強度Ｉｍ(ω，α１)と、偏光子１１の透過軸方向αを角度α２(＝α１＋９０°)に設定した時の透過光強度Ｉｍ(ω，α２)と、偏光子１１の透過軸方向αを角度α４(＝α１＋１３５°)に設定した時の透過光強度Ｉｍ(ω，α４)を検出する。
（ステップ３）
ステップ２で検出した透過光強度Ｉｍ(ω，α１)、Ｉｍ(ω，α２)、Ｉｍ(ω，α４)を用いて、［式４７］によりＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを求める。
【数７１】
［式４７］
（ステップ４）
ＶＡセル１２の液晶層の厚さｄを求める場合には、ステップ３で求めたＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを、ＶＡセル１２の液晶層の複屈折率（Δｎｅｆｆ＝ｎｅｅｆｆ−ｎｏｅｆｆ）で除算する。
【００７３】
第７及び第８の実施の形態は、第１〜第６の実施の形態と同様に、ＶＡセル１２に斜めに光を入射させる場合のＶＡセル１２の透過率Ｔｐ、Ｔｓを考慮しているので、ＶＡセル１２の透過率に偏光依存性がある場合でも(Ｔｐ≠Ｔｓ)、ＶＡセルの液晶層のリタデーションＲや厚さｄを正確に検出することができる。その上、これらの透過率Ｔｐ、Ｔｓの値を必要とせずに、ＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲや厚さｄを求めることができる。
したがって、ＶＡセル１２のパラメータである、ＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲや厚さを簡単に、正確に検出することができる。
また、第７及び第８の実施の形態は、第６の実施の形態と比べて、変数Ａ，Ｂ、Ｃを求める必要がないため、処理装置１５の処理が簡単になる。
【００７４】
本発明を用いて検出対象の各透過光強度を検出し、検出した各透過光強度を用いて検出対象のリタデーション及び厚さを検出した実験例を説明する。
［実験例１］
検出対象として、以下のようにして作製したＶＡセルを用いた。
透明電極として、片面に、直径約１ｃｍの円形の透明電極を有する、約３ｃｍ角のガラス基板を用いた。ガラス基板の透明電極側には、液晶分子を、ガラス基板の法線に平行に配向させるためのポリイミド膜が設けられている。そして、２枚のガラス基板を、透明電極側が対向するように接着した。ここで、直径４．５μｍの樹脂製のビーズを混入した紫外線硬化性接着剤をガラス基板の周囲の内側５ｍｍ程度の部分に塗布し、紫外線を照射して硬化させることにより２枚のガラス基板を接着したので、ガラス基板間には、ビーズの径に対応する間隙が形成されている。このガラス基板の間隙に、液晶材料を毛細管現象を利用して注入することによってＶＡセルを作製した。
発光装置１０は、ハロゲンランプと、波長λが５４６ｎｍの単色光を透過する干渉フィルタにより構成した。
偏光子１１及び検光子１３は、偏光フィルムを使用した。
検出装置１４は、ＣＣＤカメラを使用した。
前記した方法で作製したＶＡセルを、偏光子１１と検光子１３の間に、入射光の入射角（ＶＡセル１２の基板面の法線と入射光の入射方向との間の角度）Θが３０°になるように設置した。
【００７５】
この状態で、偏光子１１の透過軸方向αを４５°に設定し（偏光子１１の透過軸方向を４５°の方向に向け）、検光子１３の透過軸方向ωを０°に設定した（検光子１３の透過軸方向を０°の方向に向けた）時の透過光強度（検出装置１４の検出信号）Ｉｍ(０°，４５°)を検出した。また、偏光子１１の透過軸方向αを４５°に設定し、検光子１３の透過軸方向ωを９０°に設定した時の透過光強度Ｉｍ(９０°，４５°)を検出した。
そして、検出したＩｍ(０°，４５°)とＩｍ(９０°，４５°)を用い、[式２７]により比ｒを求めたところ、ｒ＝０．６６５が得られた。
次に、偏光子１１の透過軸方向αを、ｒを用いて[式２９]により求められる角度［γ＝５０．８°］に設定し、検光子１３の透過軸方向ωを４５°に設定した時の透過光強度Ｉｍ(４５°，α)を検出した。また、偏光子１１の透過軸方向αを、前記角度［γ＝５０．８°］に設定し、検光子１３の透過軸方向ωを１３５°に設定した時の透過光強度Ｉｍ(１３５°，α)を検出した。
そして、検出したＩｍ(４５°，α)とＩｍ(１３５°，α)を用い、［式４８］により、ＶＡセルの液晶層のリタデーションＲを求めたところ、Ｒ＝４０．４ｎｍが得られた。
【数７２】
［式４８］
また、ＶＡセルの液晶材料の異常光屈折率ｎｅ＝１．５６３３、常光屈折率ｎｏ＝１．４７７６及び入射角Θ＝３０°を用いて、［式１０］によりＶＡセルの液晶層の複屈折率Δｎｅｆｆを求めた。そして、［式４８］で求めたＶＡセルの液晶層のリタデーションＲ＝４０．４ｎｍを、ＶＡセルの液晶層の複屈折率Δｎｅｆｆで除算することによって、ＶＡセルの液晶層の厚さｄ＝４．２３μｍが得られた。
【００７６】
［実験例２］
実験例１の測定を行った後、ＶＡセルを動かさずに、続けて実験例２の測定を行った。
角度γを求めるところまでは実験例１と同じ手順で行ったところ、ｒ＝０．６７０が得られた。
検光子１３の透過軸方向ωを、ｒを用いて［式２９］によりで求められる角度［γ＝５０．７°］に設定し、偏光子１１の透過軸方向αを４５°に設定した時の透過光強度Ｉｍ(ω，４５°)を測定した。また、検光子１３の透過軸方向ωを、前記角度［γ＝５０．７°］に設定し、偏光子１１の透過軸方向αを１３５°に設定した時の透過光強度Ｉｍ(ω，１３５°)を測定した。
そして、検出したＩｍ(ω，４５°)とＩｍ(ω，１３５°)を用い、［式４９］によりＶＡセルの液晶層のリタデーションＲを求めたところ、Ｒ＝４０．３ｎｍが得られた。
また、実験例１と同じ手順でＶＡセルの液晶層の厚さｄを求めたところ、ｄ＝４．２２μｍが得られた。
【数７３】
［式４９］
【００７７】
［実験例３］
実験例１と同じＶＡセルを使用し、ＶＡセルを動かさずに、実験例１、２の測定を行った後、続けて実験例２の測定を行った。
検光子１３の透過軸方向ωを４５°に設定し、偏光子１１の透過軸方向αを０°に設定した時の透過光強度Ｉｍ(４５°，０°)を検出した。また、検光子１３の透過軸方向ωを４５°に設定し、偏光子１１の透過軸方向αを９０°に設定した時の透過光強度Ｉｍ(４５°，９０°)を検出した。
検出したＩｍ(４５°，０°)とＩｍ(４５°，９０°)を用い、［式１７］により比ｒを求めたところ、ｒ＝０．６６５が得られた。
次に、偏光子１１の透過軸方向αを、ｒを用いて［式２９］により求められる角度［γ＝５０．８°］に設定し、検光子１３の透過軸方向ωを４５°に設定した時の透過光強度Ｉｍ(４５°，α)を検出した。また、偏光子１１の透過軸方向αを、前記角度［γ＝５０．８°］に設定し、検光子１３の透過軸方向ωを１３５°に設定した時の透過光強度Ｉｍ(１３５°，α)を検出した。
そして、検出したＩｍ(４５°，α)とＩｍ(１３５°，α)を用い、［式４９］により、ＶＡセルの液晶層のリタデーションＲを求めたところ、Ｒ＝４０．３ｎｍが得られた。
また、実験例１と同じ手順でＶＡセルの液晶層の厚さｄを求めたところ、ｄ＝４．２２μｍが得られた。
【００７８】
［実施例４］
実験例３の測定を行った後、ＶＡセルを動かさずに、続けて実験例４の測定を行った。
角度γを求めるところまでは実験例４と同じ手順で行ったところ、ｒ＝０．６６０が得られた。
次に、検光子１３の透過軸方向ωを、ｒを用いて［式２９］から求められる］角度［５０．９°］に設定し、偏光子１１の透過軸方向αを４５°に設定した時の透過光強度Ｉｍ(ω，４５°)を検出した。また、検光子１３の透過軸方向ωを、前記角度［５０．９°］に設定し、偏光子１１の透過軸方向αを１３５°に設定した時の透過光強度Ｉｍ(ω，１３５°)を検出した。
そして、検出したＩｍ(ω，４５°)とＩｍ(ω，１３５°)を用い、［式４９]により、ＶＡセルの液晶層のリタデーションＲを求めたところ、Ｒ＝４０．５ｎｍが得られた。
また、実験例１と同じ手順でＶＡセルの液晶層の厚さｄを求めたところ、ｄ＝４．２４μｍが得られた。
【００７９】
実験例１〜４は、同じＶＡセルの同じ場所を連続的に測定した。
そして、各実験例１〜４では、ＶＡセルのリタデーションＲ及び厚さｄとしてほぼ等しい値が得られた。
【００８０】
［比較例１］
液晶層の透過率の異方性を考慮した本発明を用いて検出対象のリタデーションや厚さを検出した場合の検出精度を確認するために、回転検光子法を用いて検出対象のリタデーションや厚さを検出した。
実験例４の測定を行った後、ＶＡセルを動かさずに、続けて比較例の測定を行った。
偏光子１１の透過軸方向αを４５°に設定し、検光子１３の透過軸方向ωを４５°に設定した時の透過光強度Ｉｍ(４５°，４５°)を検出した。また、偏光子１１の透過軸方向αを４５°に設定し、検光子１３の透過軸方向ωを１３５°に設定した時の透過光強度Ｉｍ(１３５°，４５°)を検出した。
そして、検出した、Ｉｍ(４５°，４５°)とＩｍ(１３５°，４５°)を用い、［式５０］により、ＶＡセルの液晶層のリタデーションＲを求めたところ、Ｒ＝４３．８ｎｍが得られた。
【数７４】
[式５０]
また、実験例１と同じ手順でＶＡセルの液晶層の厚さｄを求めたところ、ｄ＝４．５８μｍが得られた。
【００８１】
比較例の検出結果と、液晶層の透過率の異方性を考慮した実験例１〜４の検出結果を比較すると、同じＶＡセルの同じ場所を測定したにもかかわらず、比較例の検出結果は、実験例１〜４の検出結果と異なっている。
【００８２】
［実験例５］
比較例の測定を行った後、ＶＡセルを動かさずに、続けて実験例５の測定を行った。
偏光子１１の透過軸方向αを４５°に設定し、検光子１３の透過軸方向ωを、１０°間隔で０°から９０°までの範囲内で設定した時の透過光強度Ｉｍ（ωｉ，４５°）（ωｉ＝０°、１０°、２０°・・・８０°、９０°）を検出した。
そして、検出したＩｍ(ωｉ，４５°)と［式５１］のＩ(ωｉ，４５°)を、最小二乗法を用いて比較することによって、変数Ａｍ、Ｂｍ、Ｃｍを求めたところ、Ａｍ＝２４６０５、Ｂｍ＝１７２２７、Ｃｍ＝１８４１２（任意単位）が得られた。
【数７５】
[式５１]
次に、求めた変数Ａｍ、Ｂｍ、Ｃｍを用いて、［式３４］により、ＶＡセルの液晶層のリタデーションＲを求めたところ、Ｒ＝４０．３ｎｍが得られた。
また、実験例１と同じ手順でＶＡセルの液晶層の厚さｄを求めたところ、ｄ＝４．２２μｍが得られた。
【００８３】
［実験例６］
実験例５の測定を行った後、ＶＡセルを動かさずに、続けて実験例６の測定を行った。
偏光子１１の透過軸方向αを４５°に設定し、検光子１３の透過軸方向ωを０°、４５°、９０°に設定した時の透過光強度Ｉｍ（０°，４５°）、Ｉｍ（４５°，４５°）、Ｉｍ（９０°，４５°）を検出した。
そして、検出したＩｍ（０°，４５°）、Ｉｍ（４５°，４５°）、Ｉｍ（９０°，４５°）を用い、[式５２]により、ＶＡセルの液晶層のリタデーションＲを求めたところ、Ｒ＝４０．４ｎｍが得られた。
【数７６】
[式５２]
また、実験例１と同じ手順でＶＡセルの液晶層の厚さｄを求めたところ、ｄ＝４．２
３μｍが得られた。
【００８４】
［実験例７］
実験例６の測定を行った後、ＶＡセルを動かさずに、続けて実験例７の測定を行った。
偏光子１１の透過軸方向αを４５°に設定し、検光子１３の透過軸方向ωを０°、９０°、１３５°に設定した時の透過光強度Ｉｍ（０°，４５°）、Ｉｍ（９０°，４５°）、Ｉｍ（１３５°，４５°）を検出した。
そして、検出したＩｍ（０°，４５°）、Ｉｍ（９０°，４５°）、Ｉｍ（１３５°，４５°）を用い、[式５３]により、ＶＡセルの液晶層のリタデーションＲを求めたところ、Ｒ＝４０．４ｎｍが得られた。
【数７７】
[式５３]
また、実験例１と同じ手順でＶＡセルの液晶層の厚さｄを求めたところ、ｄ＝４．２
３μｍが得られた。
【００８５】
［実験例８］
実験例７の測定を行った後、ＶＡセルを動かさずに、続けて実験例８の測定を行った。
検光子１３の透過軸方向ωを４５°に設定し、偏光子１１の透過軸方向αを、１０°間隔で０°から９０°までの範囲内で設定した時の透過光強度Ｉｍ（４５°，αｉ）（αｉ＝０°、１０°、２０°・・・８０°、９０°）を検出した。
そして、検出したＩｍ(４５°，αｉ)と［式５４］のＩ(４５°，αｉ)を、最小二乗法を用いて比較することによって、変数Ａｍ、Ｂｍ、Ｃｍを求めたところ、Ａｍ＝２４８５７、Ｂｍ＝１７６５０、Ｃｍ＝１８７１１（任意単位）が得られた。
【数７８】
[式５４]
次に、求めた変数Ａｍ、Ｂｍ、Ｃｍを用いて、［式３４］により、ＶＡセルの液晶層のリタデーションＲを求めたところ、Ｒ＝４０．５ｎｍが得られた。
また、実験例１と同じ手順でＶＡセルの液晶層の厚さｄを求めたところ、ｄ＝４．２
４μｍが得られた。
【００８６】
［実施例９］
実験例８の測定を行った後、ＶＡセルを動かさずに、続けて実験例９の測定を行った。
検光子１３の透過軸方向ωを４５°に設定し、偏光子１１の透過軸方向αを０°、４５°、９０°に設定した時の透過光強度Ｉｍ(４５°，０°)、Ｉｍ(４５°，４５°)、Ｉｍ(４５°，９０°)を検出した。
そして、検出した透過光強度Ｉｍ(４５°，０°)、Ｉｍ(４５°，４５°)、Ｉｍ(４５°，９０°)を用いて、［式５５］により、ＶＡセルの液晶層のリタデーションＲを求めたところ、Ｒ＝４０．６ｎｍが得られた。
【数７９】
[式５５]
また、実験例１と同じ手順でＶＡセルの液晶層の厚さｄを求めたところ、ｄ＝４．２
５μｍが得られた。
【００８７】
［実施例１０］
実験例９の測定を行った後、ＶＡセルを動かさずに、続けて実験例１０の測定を行った。
検光子１３の透過軸方向ωを４５°に設定し、偏光子１１の透過軸方向αを０°、９０°、１３５°に設定した時の透過光強度Ｉｍ(４５°，０°)、Ｉｍ(４５°，９０°)、Ｉｍ(４５°，１３５°)を検出した。
そして、検出した透過光強度Ｉｍ(４５°，０°)、Ｉｍ(４５°，９０°)、Ｉｍ(４５°，１３５°)を用いて、［式５６］により、ＶＡセルの液晶層のリタデーションＲを求めたところ、Ｒ＝４０．６ｎｍが得られた。
【数８０】
[式５６]
また、実験例１と同じ手順でＶＡセルの液晶層の厚さｄを求めたところ、ｄ＝４．２
５μｍが得られた。
【００８８】
［実験例５］〜［実験例１０］は、［実験例１］〜［実験例４］と同じＶＡセルの同じ場所を連続的に測定した。
そして、［実験例５］〜［実験例１０］で検出したＶＡセルの液晶層のリタデーションＲ及び厚さｄは、［実施例１］〜［実施例４］で検出した値とほぼ等しい値であり、比較例とは異なる値であった。
【００８９】
本発明は、実施の形態で説明した構成に限定されず、種々の変更、追加、削除が可能である。
例えば、ＶＡセルのパラメータであるリタデーションや厚さを検出したが、本発明は、ＶＡセルに限定されず、光学的一軸媒質と同じ光学特性を示す検出対象のパラメータであるリタデーションや厚さを検出するパラメータ検出装置として用いることができる。
また、パラメータ検出装置は、図１に示した構成のものに限定されず、前記した各透過光強度を検出することができ、あるいは、各透過光強度に基づいて検出対象のパラメータであるリタデーションや厚さを検出することができればよい。
また、前記した各透過光強度の検出順序や、検出対象のリタデーションや厚さを検出する各ステップの順序は、適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の検出対象のパラメータ検出装置の一実施の形態を示す図である。
【図２】図１に示すパラメータ検出装置の座標系を説明する図で有る。
【符号の説明】
【００９１】
１０ 発光装置
１１ 偏光子
１２ ＶＡセル（検出対象）
１３ 検光子
１４ 検出装置
１５ 処理装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複屈折特性を有する検出対象のパラメータ（検出対象の液晶層のリタデーションや厚さ）を検出する、検出対象のパラメータ検出方法及び検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置を構成する液晶表示素子（以下、「液晶セル」という）として、液晶分子の長軸方向が基板面に対してほぼ平行な方向に配向している液晶セル、例えばツイステッドネマテイック（Twisted Nematic：TN）型、スーパーツイステッドネマティック（Super Twisted Nematic：ＳＴＮ）型、ＩＰＳ(In-Plane Switching)型の液晶セルや、液晶分子の長軸方向が基板面の法線にほぼ平行な方向、すなわち、基板面に対してほぼ垂直な方向に配向している(Vertical Alignment；VA)液晶セル（以下、「ＶＡセル」という）が知られている。
ＶＡセルは、高いコントラスト比と広い視野角を有するため、液晶テレビや液晶モニタ等に広く採用されている。
液晶セルの表示性能は、液晶セルの液晶層の厚さに大きく依存する。このため、液晶セルの液晶層の厚さの管理が重要である。
液晶セルの液晶層の厚さは、液晶セルの液晶層の厚さと複屈折率の積で表される液晶層のリタデーションを検出し、検出した液晶層のリタデーションを複屈折率で除算することによって求めることができる。
液晶分子の長軸方向が基板面に対してほぼ平行な方向に配向している液晶セルの液晶層のリタデーションは、液晶セルの基板面に垂直に光を入射し、液晶セルを透過した光の偏光状態を解析することにより検出することができる。
しかしながら、ＶＡセルは、液晶分子の長軸方向が基板面に対して垂直な方向に配向されている。したがって、ＶＡセルの基板面に垂直に光を入射しても、液晶分子は光学的には等方的に振る舞うため、ＶＡセルを透過した光の偏光状態は変化しない。つまり、ＶＡセルの基板面に垂直に光を入射する方法を用いることができない。
そこで、ＶＡセルの基板面に斜めに光を入射し、ＶＡセルを透過した光の偏光状態を解析することによって、ＶＡセルの液晶層の厚さを検出する方法が提案されている。（非特許文献１、非特許文献２、特許文献１参照）
【非特許文献１】Ｈｉａｐ Ｌｉｅｗ Ｏｎｇ，ジャーナルオブアプライドフィジクス，第７１巻１号，１９９２年，１４０頁〜１４４頁
【非特許文献２】Ｈｉａｐ Ｌｉｅｗ Ｏｎｇ，ジャーナルオブアプライドフィジクス，第７０巻４号，１９９１年，２０２３頁〜２０３０頁
【特許文献１】国際公開第ＷＯ０１／０２２０２９号公報
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の方法では、発光装置、偏光子、検光子、検出装置の順に各要素を配置した測定系を用いる。検出対象のリタデーションを検出する時には、まず、検出対象を、偏光子と検光子の間に配置する。次に、検出対象の遅相軸を偏光子の透過軸方向に対して４５°の方向に向けた状態で、偏光子の透過軸方向と検光子の透過軸方向を平行にした時の透過光強度（検出装置の検出信号）Ｉｐａｒａと、偏光子の透過軸方向と検光子の透過軸方向を直交させた時の透過光強度Ｉｃｒｏｓｓを測定する。そして、測定した透過光強度ＩｐａｒａとＩｃｒｏｓｓを用いて、［式１］により、検出対象のリタデーションＲを求める。
【数１３】
［式１］
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
液晶セルの基板面の法線に平行に、すなわち、液晶セルの基板面に垂直に光を入射する場合には、界面（例えば、空気−ガラス界面）での光の透過率は、入射光の偏光方向によって変化しない。すなわち、透過率の偏光方向依存性は発生しない。
しかしながら、液晶セルの基板面に斜めに光を入射する場合には、界面での光の透過率は、入射する光の偏光方向によって変化する。すなわち、透過率の偏光方向依存性が発生する。
このため、ＶＡセルの基板面に斜めに光を入射させる方法を用いてＶＡセルの液晶層のリタデーションを検出する場合には、ＶＡセルの液晶層のリタデーションの検出精度を高めるために透過率の偏光方向依存性を考慮する必要がある。
前記した特許文献１に記載の方法では、このような透過率の偏光方向依存性を考慮していないため、液晶層のリタデーションを正確に検出することができない。従って、液晶層の厚さも正確に検出することができない。
また、前記した特許文献１に記載の方法では、常光屈折率と異常光屈折率の平均値を複屈折率として用いている。液晶層の厚さは、検出した液晶層のリタデーションを複屈折率で除算することで得られるが、平均値は近似値であるため、特許文献１に記載の方法では、液晶層の厚さを正確に検出することができない。
前記した非特許文献２には、透過率の偏光方向依存性を考慮する方法が記載されているが、空気−ガラス界面での透過率しか考慮していない。ここで、実際の液晶セルには、ガラス基板、カラーフィルタ、透明電極等が設けられている。液晶セルの透過率を知るためには、液晶セルの全ての部材の透過率を事前に把握する必要があり、現実的ではない。さらに、薄膜材料は、膜を形成する際の条件によって屈折率等の光学特性が変化するため、透過率を事前に把握することが困難である。このため、非特許文献２に記載の方法を応用しても、液晶層のリタデーションを正確に検出することができない。
前記した非特許文献１には、このような透過率の偏光方向依存性を考慮しなくても、液晶層のリタデーションを正確に検出することが可能な方法が記載されている。しかし、光の透過率が極小になるという条件を使用するため、測定領域内でリタデーションが分布している場合には、液晶層のリタデーションを正確に検出することができない。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、簡単で、正確に検出対象のリタデーションや厚さというパラメータを検出することができる、検出対象のパラメータ検出方法及び検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するための本発明の第１発明は、請求項１に記載されたとおりの検出対象のパラメータ検出方法である。
請求項1に記載のパラメータ検出方法では、検光子の透過軸方向が入射面に対して任意の角度ω０傾けられ、偏光方向が入射面と平行である直線偏光が検出対象に入射された時の透過光強度Ｉ(ω０，０°)と、偏光方向が入射面に対して９０°傾けられた直線偏光が検出対象に入射された時の透過光強度Ｉ(ω０，９０°)を検出する。
次に、検出した透過光強度Ｉ(ω０，０°)とＩ(ω０，９０°)を用いて、以下の式により比ｒを算出する。
【数１４】
次に、検光子の透過軸方向が入射面に対して任意の角度ω傾き、直線偏光の偏光方向が入射面に対して任意の角度α傾いている時の透過光強度Ｉ(ω，α)を、相異なる少なくとも２つ以上の(ω，α)の組み合わせに対して検出し、検出した透過光強度Ｉ(ω，α)から、以下の式に基づいて検出対象のリタデーションＲを求める、
【数１５】
ここで、Ｉ０は検光子の透過率で規格化した入射光の強度であり、Ｔｐはｐ偏光に対する検出対象の透過率であり、λは入射光の波長である。
本発明は、検出対象の基板面に斜めに光を入射し、検出対象を透過した光の強度を用いて検出対象のパラメータ（検出対象の液晶層のリタデーションや厚さ）を検出する場合に好適に用いることができる。
検出対象には、ＶＡセル等の複屈折特性を有する素子が含まれる。
「入射面」は、入射光の進行方向と検出対象の法線を含む面である。
また、本発明の第２発明は、請求項２に記載されたとおりの検出対象のパラメータ検出方法である。
請求項２に記載の検出対象のパラメータ検出方法では、偏光方向が入射面に対して任意の角度α０傾いている直線偏光が検出対象に入射され、検光子の透過軸方向が入射面に平行である時の透過光強度Ｉ(０°，α０)と、検光子の透過軸方向が入射面に対して９０°傾いている時の透過光強度Ｉ(９０°，α０)を検出する。
次に、検出した透過光強度Ｉ(０°，α０)とＩ(９０°，α０)を用いて、以下の式により比ｒを算出する。
【数１６】
次に、検光子の透過軸方向が入射面に対して任意の角度ω傾き、直線偏光の偏光方向が入射面に対して任意の角度α傾いている時の透過光強度Ｉ(ω，α)を、相異なる少なくとも２つの(ω，α)の組み合わせに対して検出し、検出した透過光強度Ｉ(ω，α)から、以下の式に基づいて、検出対象のリタデーションＲを求める。
【数１７】
また、本発明の第３発明は、請求項３に記載されたとおりの検出対象のパラメータ検出方法である。
請求項３に記載の検出対象のパラメータ検出方法では、検光子の透過軸方向が入射面に対して任意の角度ω傾けられ、偏光方向が入射面に対して角度αｉ傾いている直線偏光が検出対象に入射している時の透過光強度Ｉ(ω，αｉ)を、相異なる少なくとも３つ以上のαｉに対して検出する。
そして、検出した少なくとも３つ以上の透過光強度Ｉ(ω，αｉ)と、以下の式を用いて変数Ａ、Ｂ、Ｃを求める。
【数１８】
次に、求めた変数Ａ、Ｂ、Ｃを用いて、以下の式により検出対象のリタデーションＲを求める。
【数１９】
透過光強度Ｉ(ω，αｉ)と前記式を用いて変数Ａ、Ｂ、Ｃを求める方法としては、例えば、最小二乗法を用いることができる。
また、本発明の第４発明は、請求項４に記載されたとおりの検出対象のパラメータ検出方法である。
請求項４に記載の検出対象のパラメータ検出方法では、検光子の透過軸方向が入射面に対して任意の角度ω傾けられ、偏光方向が入射面に対して任意の角度α１傾いている直線偏光が検出対象に入射している時の透過光強度Ｉ(ω，α１)と、偏光方向が入射面に対して角度α２(＝α１＋９０°)傾いている直線偏光が検出対象に入射している時の透過光強度Ｉ(ω，α２)と、偏光方向が入射面に対して角度α３(＝α１＋４５°)傾いている直線偏光が検出対象に入射している時の透過光強度Ｉ(ω，α３)を検出する。
そして、検出した透過光強度Ｉ(ω，α１)、Ｉ(ω，α２)、Ｉ(ω，α３)を用いて、以下の式により検出対象のリタデーションＲを求める。
【数２０】
また、本発明の第５発明は、請求項５に記載されたとおりの検出対象のパラメータ検出方法である。
請求項５に記載の検出対象のパラメータ検出方法では、検光子の透過軸方向が入射面に対して任意の角度ω傾けられ、偏光方向が入射面に対して角度α１傾いている直線偏光が検出対象に入射している時の透過光強度Ｉ(ω，α１)と、偏光方向が入射面に対して角度α２(＝α１＋９０°)傾いている直線偏光が検出対象に入射している時の透過光強度Ｉ(ω，α２)と、偏光方向が入射面に対して角度α４(＝α１＋１３５°)傾いている直線偏光が検出対象に入射している時の透過光強度Ｉ(ω，α４)を検出する。
そして、検出した透過光強度Ｉ(ω，α１)、Ｉ(ω，α２)、Ｉ(ω，α４)を用いて、以下の式により前記検出対象のリタデーションＲを求める。
【数２１】
また、本発明の第６発明は、請求項６に記載されたとおりの検出対象のパラメータ検出方法である。
請求項６に記載の検出対象のパラメータ検出方法では、偏光方向が入射面に対して任意の角度α傾いている直線偏光が検出対象に入射され、検光子の透過軸方向が入射面に対して角度ωｉ傾いている時の透過光強度Ｉ(ωｉ，α)を、相異なる少なくとも３つ以上のωｉに対して検出する。
そして、検出した少なくとも３つ以上の透過光強度Ｉ(ωｉ，α)と以下の式を用いて変数Ａ、Ｂ、Ｃを求める。
【数２２】
次に、求めた変数Ａ、Ｂ、Ｃを用いて、以下の式により検出対象のリタデーションＲを求める。
【数２３】
透過光強度Ｉ(ωｉ，α)と前記式を用いて変数Ａ、Ｂ、Ｃを求める方法としては、例えば、最小二乗法を用いることができる。
また、本発明の第７発明は、請求項７に記載されたとおりの検出対象のパラメータ検出方法である。
請求項７に記載の検出対象のパラメータ検出方法では、偏光方向が入射面に対して任意の角度α傾いている直線偏光が検出対象に入射し、検光子の透過軸方向が入射面に対して任意の角度ω１傾いている時の透過光強度Ｉ(ω１，α)と、検光子の透過軸方向が入射面に対して角度ω２(＝ω１＋９０°)傾いている時の透過光強度Ｉ(ω２，α)と、検光子の透過軸方向が入射面に対して角度ω３(＝ω１＋４５°)傾いている時の透過光強度Ｉ(ω３，α)を検出する。
そして、検出した透過光強度Ｉ(ω１，α)、Ｉ(ω２，α)、Ｉ(ω３，α)を用いて、以下の式により検出対象のリタデーションＲを求める。
【数２４】
また、本発明の第８発明は、請求項８に記載されたとおりの検出対象のパラメータ検出方法である。
請求項８に記載の検出対象のパラメータ検出方法では、偏光方向が入射面に対して任意の角度α傾いている直線偏光が検出対象に入射し、検光子の透過軸方向が入射面に対して任意の角度ω１傾いている時の透過光強度Ｉ(ω１，α)と、検光子の透過軸方向が入射面に対して角度ω２(＝ω１＋９０°)傾いている時の透過光強度Ｉ(ω２，α)と、検光子の透過軸方向が入射面に対して角度ω４(＝ω１＋１３５°)傾いている時の透過光強度Ｉ(ω４，α)を検出する。
そして、検出した透過光強度Ｉ(ω１，α)、Ｉ(ω２，α)、Ｉ(ω４，α)を用いて、以下の式により前記検出対象のリタデーションＲを求める。
【数２５】
また、本発明の第９発明は、請求項９に記載されたとおりの検出対象のパラメータ検出方法である。
請求項９に記載の検出対象のパラメータ検出方法では、検出対象のリタデーションＲに基づいて検出対象の厚さｄを求める。
検出対象のリタデーションＲに基づいて検出対象の厚さｄを求める方法としては、検出対象のリタデーションＲを検出対象の複屈折率で除算する方法を用いることができる。
また、本発明の第１０発明は、請求項１０に記載されたとおりの検出対象のパラメータ検出装置である。
請求項１０に記載の検出対象のパラメータ検出装置は，発光装置、偏光子、検出対象、検光子、検出装置、処理装置を備えている。
発光装置としては、単色光を照射する発光装置が用いられる。
偏光子及び検光子は、透過軸方向が、光の進行方向に平行な軸を回転軸として回転可能である。偏光子及び検光子を回転させる駆動機構としては、偏光子や検光子を手動で回転させる手動式の駆動機構を用いることもできるし、偏光子や検光子を電動機等の駆動源により回転させる駆動機構を用いることもできる。さらに、各透過光強度を検出する際に、偏光子や検光子の駆動機構に設けられている駆動源を処理装置によって制御することもできる。
検出対象は、検光子を透過した光が基板面の法線に対して傾いた角度で入射するように配置される。例えば、検光子を支持する支持部を光の入射方向に対して傾けて配置する方法や、駆動機構により支持部を回転させる方法を用いることができる。
検出装置は、検光子を透過した光の強度を透過光強度として検出する。
処理装置は、検出装置で検出された透過光強度を入力し、請求項１〜１０のいずれかに記載の方法を用いて検出対象のリタデーションＲや厚さｄを求める。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１及び請求項２に記載の検出対象のパラメータ検出方法を用いれば、検出対象に対し斜めに光を入射することによる透過率の偏光方向依存性を考慮しているため、検出対象に斜めに光を入射する場合でも、検出対象のパラメータを正確に検出することができる。また、各部材の屈折率や透過率を把握する必要がないため、処理が簡単である。
請求項３に記載の検出対象のパラメータ検出方法を用いれば、請求項１及び２に記載の検出対象のパラメータ検出方法と同様に、検出対象のパラメータを簡単に、正確に検出することができる。また、請求項１及び２に記載の検出対象のパラメータ検出方法のように、透過光強度の比ｒを求めるために、検光子の透過軸方向あるいは入射光の偏光方向を特定の方向に設定する必要がなく、検光子の透過軸方向及び入射光の偏光方向を任意に設定することができる。これにより、検光子の透過軸方向や入射光の偏光方向の調整が容易であり、作業時間を短縮することができる。
請求項４及び請求項５に記載の検出対象のパラメータ検出方法を用いれば、請求項１及び２に記載の検出対象のパラメータ検出方法と同様に、検出対象のパラメータを簡単に、正確に検出することができる。また、請求項３に記載の検出対象のパラメータ検出方法と比較して、変数Ａ、Ｂ、Ｃを求める処理が不要である。これにより、処理装置の処理が簡単となり、検出対象のパラメータの検出時間を短縮することができる。
請求項６に記載の検出対象のパラメータ検出方法を用いれば、請求項１及び２に記載の検出対象のパラメータ検出方法と同様に、検出対象のパラメータを簡単に、正確に検出することができる。また、請求項1及び２に記載の検出対象のパラメータ検出方法のように、透過光強度の比ｒを求めるために、検光子の透過軸方向あるいは入射光の偏光方向を特定の方向に設定する必要がなく、検光子の透過軸方向及び入射光の偏光方向を任意に設定することができる。これにより、検光子の透過軸方向や入射光の偏光方向の調整が容易であり、作業時間を短縮することができる。
請求項７及び請求項８に記載の検出対象のパラメータ検出方法を用いれば、請求項１及び２に記載の検出対象のパラメータ検出方法と同様に、検出対象のパラメータを簡単に、正確に検出することができる。また、請求項６に記載の検出対象のパラメータ検出方法と比較して、変数Ａ、Ｂ、Ｃを求める処理が不要である。これにより、処理装置の処理が簡単となり、検出対象のパラメータの検出時間を短縮することができる。
請求項９に記載の検出対象のパラメータ検出方法を用いれば、検出対象の液晶層の厚さを簡単に、正確に検出することができる。
請求項１０に記載の検出対象のパラメータ検出装置を用いれば、検出対象のパラメータを簡単な構成で、容易に、正確に検出することができる。
また、請求項１〜９に記載の検出対象のパラメータ検出方法及び請求項１０に記載の検出対象のパラメータ検出装置を用いれば、透過光強度から計算により、検出対象のパラメータを求めることができるため、検出対象のパラメータが測定領域内で分布している場合でも、その分布を容易に求めることができる。
【０００７】
以下に、本発明の実施の形態を説明する。
以下では、液晶分子の長軸方向が基板面の法線に平行な方向に配向されている、すなわち、基板面に垂直な方向に配向されているＶＡセルを検出対象とし、ＶＡセルのパラメータである液晶層のリタデーションや厚さを検出する場合について説明する。
なお、ＶＡセルの液晶層以外は等方的であり、リタデーションを持たないと仮定する。また、液晶セル以外を検出対象とする場合でも、リタデーションを持つ層は１層のみとする。ただし、遅相軸が入射面内に有り、全体のリタデーションが各層のリタデーションの和になる場合には、それらの層を全て合わせて１層とみなす。
【０００８】
まず、以下の実施の形態で用いる、検出対象のパラメータ検出装置（以下、単に「パラメータ検出装置」という）を図１に示す。なお、図１に示すパラメータ検出装置の座標系を図２に示す。
図１において、紙面の左右方向をｘ軸（右方向を正）、紙面の上下方向をｚ軸（上方向を正）、紙面に垂直な方向をｙ軸（紙面の裏側方向が正）とする。そして、光の進行方向をｚ軸の正の方向とし、ｘ軸が入射面内に存在する右手系の座標系を用いている。
なお、本明細書では、「入射面」は、入射光の進行方向とＶＡセル１２の基板面の法線を含む面を意味し、図１では、紙面に相当する。
偏光子、検光子の透過軸方向及び入射光の直線偏光の方向はｘｙ面内での回転角度で指定し、ｘ軸正の方向を０°、ｘ軸正の方向がｙ軸の正の方向へ向かう回転方向を正とする。
【０００９】
図１に示すパラメータ検出装置は、発光装置１０、偏光子１１、ＶＡセル１２、検光子１３、検出装置１４、処理装置１５を有している。各装置は、発光装置１０から照射される光の進行方向（図１では、ｚ軸方向）に沿って配置されている。
発光装置１０は、パラメータ検出用の単色光を照射する。発光装置１０は、単色光を照射する光源（例えば、レーザ）により構成することができる。また、発光装置１０は、一定の波長範囲の多色光を照射する多色光源（例えば、ハロゲンランプ）と、多色光を単色化する単色化手段（例えば、分光器や干渉フィルタ）により構成することもできる。
偏光子１１は、発光装置１１から照射された光の中から、透過軸方向の直線偏光のみを透過する。検光子１３は、ＶＡセル１２を透過した光の中から、透過軸方向の直線偏光のみを透過する。偏光子１１及び検光子１３としては、グラントムソンプリズム等の偏光プリズムや、ポラロイドフィルム等の偏光フィルムを用いることができる。
偏光子１１や検光子１３は、透過軸方向が、光の進行方向（ｚ軸）に平行な軸を回転軸としてｘｙ面内で回転可能に配置される。例えば、偏光子１１や検光子１３を、駆動機構１１ａや１３ａにより回転する支持部により支持する。駆動機構１１ａや１３ａとしては、支持部を手動で回転させる手動式の駆動機構や、ステッピングモータ等の駆動源により支持部を回転させる駆動機構を用いることができる。さらに、駆動源は、手動スイッチにより制御してもよいし、処理回路１５によって制御してもよい。処理装置１５によって制御可能に構成すると、作業を自動化することができ、作業時間を短縮することができる。
【００１０】
検出対象１２は、光が斜めに入射するように配置される。例えば、検出対象１２を支持する支持部を、入射光の進行方向に対して傾けた状態で配置する。あるいは、ｙ軸（図1では、紙面の表裏方向）に平行な軸を回転軸として回転可能な支持部を設ける、支持部は、駆動機構１２ａにより、手動あるいは駆動源によって駆動される。駆動源を処理装置１５によって制御可能に構成すると、作業を自動化することができ、作業時間を短縮することができる。
液晶分子がＶＡセルの基板面の法線に平行に配向していれば、図１に示すようにＶＡセル１２を配置すると、液晶層の遅相軸（液晶分子の長軸方向）は、必ず入射面に含まれる。液晶分子がＶＡセルの基板面の法線に対して傾いていたり、あるいは、検出対象が液晶セルでなくても、その遅相軸がその表面の法線に対して平行でない場合には、その遅相軸方向が入射面に含まれるように検出対象を配置するものとする。
なお、駆動機構１１ａ、１２ａ、１３ａには、偏光子１１、検出対象１２、検光子１３の回転位置を検出あるいは判別可能な回転位置検出器を設けるのが好ましい。
検出装置１４としては、フォトダイオードや光電子増倍管等の、入射した光の強度に比例する信号を検出信号として出力するものが用いられる。なお、検出信号が入射光の強度に比例しない場合には、検出信号と入射光の強度との関係を予め求めておき、検出信号が入射光の強度に比例するように補正を行う。
【００１１】
発光装置１０から放射された光は、透過軸方向が入射面に対して角度αの方向に傾けられている偏光子１１により、角度αの方向の直線偏光となる。
偏光子１１を透過した直線偏光は、ＶＡセル１２の基板面に入射すると、ｓ偏光とｐ偏光に別れて伝播する。ｓ偏光は、入射面に対して垂直な方向の直線偏光であり、ｐ偏光は、入射面に平行な方向の直線偏光である。
ＶＡセル１２に入射する前の直線偏光の電場ベクトル＜Ｅ０＞は、［式２］で表される。なお、本明細書では、［＜＞］はベクトルを表す記号として用いている。
【数２６】
［式２］
ここで、Ｅ０ｐ、Ｅ０ｓは、ｐ偏光及びｓ偏光の電場の大きさである。Ｅ０は、入射光の電場ベクトルの大きさ（振幅）である。ｐ偏光とは入射面で振動する直線偏光であり、ｓ偏光とは入射面とは直交する方向（つまりｐ偏光と直交する方向）に振動する直線偏光である。＜ｅ０ｐ＞、＜ｅ０ｓ＞は、ｐ偏光及びｓ偏光の偏光方向の単位ベクトルである。ＶＡセル１２に入射する前であるため、＜ｅ０ｐ＞及び＜ｅ０ｓ＞は、それぞれｘ軸及びｙ軸に平行である。
【００１２】
界面通過直後の電場ベクトル＜Ｅ１＞は、［式３］で表される。
【数２７】
［式３］
ここで、ｔ１０ｐ、ｔ１０ｓは、ｐ偏光及びｓ偏光に対する振幅透過率である。
【００１３】
界面で屈折が生じるため、＜ｅ１ｐ＞≠＜ｅ０ｐ＞であり、＜ｅ１ｐ＞は、ｘ軸と平行でなくなるが、ｘｚ面内には含まれる。一方、＜ｅ１ｓ＞＝＜ｅ０ｓ＞であり、ｙ軸に平行のままである。
各偏光成分の大きさだけに注目すれば、この最初の界面を透過した後の光の電場の振幅は、［式４］で表される。
【数２８】
［式４］
【００１４】
その他の界面、例えばガラス−カラーフィルタ界面や透明電極−配向膜界面などでの光の電場の変化も、同様な方法で記述できる。
いま、入射側の空気−セル最表面の界面を１番目の界面として、ｉ番目の界面を考える。ここで、ｉ番目の界面は、［ｉ−１］番目の媒質（０番目が入射側の空気）とｉ番目の媒質の界面とする。
＜ｅｉｐ＞、＜ｅｉｓ＞をｉ番目の媒質中でのｐ偏光及びｓ偏光の偏光方向の単位ベクトルとすると、ｉ番目の媒質での電場ベクトル＜Ｅｉ＞は、［式５］で表される。
【数２９】
［式５］
【００１５】
ｉ番目の界面を通過直後の電場ベクトル＜Ｅｉ＋１＞は、［式６］となる。
【数３０】
［式６］
ここで、ｔｉ＋１，ｉｐ、ｔｉ＋１，ｉｓは、ｉ番目の界面でのｐ偏光及びｓ偏光に対する振幅透過率である。
【００１６】
界面で屈折が生じるため、＜ｅｉ＋１ｐ＞≠＜ｅｉｐ＞であり、＜ｅｉ＋１ｐ＞は、ｘ軸と平行ではないが、ｘｚ面内には含まれる。一方、＜ｅｉ＋１ｓ＞＝＜ｅｉｓ＞＝＜ｅ０ｓ＞であり、ｙ軸に平行のままである。
各偏光成分の大きさだけに注目すれば、この界面を透過した後の光の電場の振幅は、［式７］で表される。
【数３１】
［式７］
［式７］は大きさだけに注目しているが、偏光状態を記述するには、ｓ偏光とｐ偏光の間の相対的な位相差も考慮する必要がある。
ここでは、液晶層以外は光学的に等方と想定しているため、ｓ偏光とｐ偏光の間に位相差は発生しない。つまり、位相差まで考慮しても、［式７］により光の透過を記述することができる。
【００１７】
液晶内では、光は常光と異常光に別れて伝播する。しかしながら、図１に示したように、遅相軸が入射面に存在する場合には、常光は、ｓ偏光、すなわち、入射面に垂直な方向の直線偏光であり、異常光は、ｐ偏光、すなわち、入射面内でｓ偏光と直交する方向の直線偏光である。
したがって、ＶＡセル１２を構成するガラス等の各媒質中を伝播してきたｓ偏光はそのまま常光として、p 偏光は異常光として液晶内を伝播する。このため、液晶層の界面での透過率も、［式７］と同様の形式で表すことができる。
【００１８】
ただし、液晶層は異方性を示し、リタデーションを持つ。すなわち、偏光方向で屈折率が異なり、常光と異常光（ｓ偏光とｐ偏光）の間に位相差が発生する。
液晶層をｌ番目の媒質とし、常光の屈折率をｎｏｅｆｆ、異常光の屈折率をｎｅｅｆｆとすると、液晶層を通過し、［ｌ＋１］番目の媒質に入射する直前の光の電場ベクトル＜Ｅｌ＞の成分Ｅｌｐ、Ｅｌｓは、［式８］となる。
【数３２】
［式８］
ここで、ｄは液晶層の厚さであり、λは入射光の波長である。
【００１９】
ｎｏｅｆｆ、ｎｅｅｆｆは、［式９］で表される。
【数３３】
［式９］
ここで、Θは、入射光とＶＡセル表面の法線との間の角度である（図１、図２参照）。θは、ＶＡセル表面の法線と液晶層の遅相軸の間の角度である。ｎｅ、ｎｏは、液晶材料の屈折率であり、電場が液晶分子の長軸方向に平行な方向及び直交する方向の直線偏光に対するものである。
ＶＡセルの場合、液晶分子の長軸方向はＶＡセル表面の法線に平行（基板面に垂直）に配向されているため、θ＝０である。
従って、［式９］は［式１０］となる。
【数３４】
［式１０］
【００２０】
液晶層を通過した光は、その後何回か等方性媒質間の界面を通過し、最後にＶＡセルの外部、つまり空気へ出射する。
以上の過程による入射光の偏光状態の変化は、出射光の電場ベクトルを＜Ｅｍ＞とすると（液晶層及びＶＡセルの両側の空気も含めて［ｍ＋１］層の媒質層があったとする）、＜Ｅｍ＞は、［式１１］で表される。
【数３５】
［式１１］
ここで、ｔｐ、ｔｓは、ｐ偏光及びｓ偏光に対するＶＡセル全体の振幅透過率であり、［式１２］で表される各界面での振幅透過率の積である。
【数３６】
［式１２］
【００２１】
透過軸が角度ωの方向を向いた（透過軸方向が入射面に対して角度ω傾けられている）検光子１３を介して、この出射光の強度Ｉ(ω，α)を検出装置１４で検出する場合、Ｉ(ω，α)は［式１３］で表される。
なお、本明細書では、Ｉ(ω，α)は、入射光の偏光方向（偏光子１１の透過軸方向）を入射面から角度αの方向に向け、検光子１３の透過軸方向を入射面から角度ωの方向に向けた時の、透過光強度（検出装置１４の検出信号）を示す。
【数３７】
［式１３］
ここで、Ｉ０は、検光子１３の透過率で規格化した出射光の強度である。Ｔｐ＝ｔｐ２、Ｔｓ＝ｔｓ２は、ｐ偏光、ｓ偏光に対するＶＡセル１２の透過率である。Δｎｅｆｆ＝ｎｅｅｆｆ−ｎｏｅｆｆは、ＶＡセル１２の液晶層の複屈折率である。また、［Ｒ＝Δｎｅｆｆ・ｄ］は、ＶＡセル１２の液晶層のリタデーションである。
【００２２】
液晶層のリタデーションＲは、検出装置１４で検出される透過光強度を用い、［式１３］により、液晶層のリタデーションＲを変数として解析することにより求めることができる。
ここで、［式１３］は、ｐ偏光、ｓ偏光に対するＶＡセル１２の透過率Ｔｐ、Ｔｓを含んでいる。このため、透過光強度を用いて、［式１３］から液晶層のリタデーションを求めるには、このＶＡセル１２の透過率Ｔｐ、Ｔｓの具体的な値が必要である。
しかしながら、ＶＡセル１２の透過率Ｔｐ、Ｔｓの具体的な値を事前に得るためには、ＶＡセル１２の全ての部材の透過率を事前に把握しておく必要がある。実際のＶＡセル１２には、ＩＴＯ製の透明電極やカラーフィルタ等の部材を有しており、全ての部材の透過率を事前に把握することは現実的でない。また、薄膜部材は、膜の製造条件によって屈折率などの光学特性が変化するため、事前に把握することが自体が現実的でない。
本発明では、ＶＡセル１２の透過率Ｔｐ、Ｔｓの値を必要とすることなく、液晶層のリタデーションＲ、したがって、液晶層の厚さｄを正確に検出することができる解析方法を提案する。
【００２３】
以下に、図１及び図２に示すパラメータ検出装置を用いて、検出対象のパラメータ（本実施の形態では、ＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲや厚さｄ）を検出する方法の実施の形態を説明する。
［第１の実施の形態］
第１の実施の形態では、入射面に対する検光子１３の透過軸方向の傾き角度ω（以下、「検光子１３の透過軸方向ω」という）を任意の角度に設定し、入射面に対する偏光子１１の透過軸方向の傾き角度α（以下、「偏光子１１の透過軸方向α」という）を、入射面に平行(α＝０°)及び直交(α＝９０°)とした時の透過光強度の比ｒを利用して、ＶＡセル１２（検出対象）のパラメータを検出する。
【００２４】
検光子１３の透過軸方向ωを任意の角度ω０に設定する（検光子１３の透過軸方向を角度ω０の方向に向ける）とともに、偏光子１１の透過軸方向αを０°に設定した（偏光子１１の透過軸方向を０°に向けた）時の透過光強度（検出装置１４の検出信号）をＩ(ω０，０°)とする。
また、検光子１３の透過軸方向ωを前記の任意の角度ω０に設定するとともに、偏光子１１の透過軸方向αを９０°に設定した時の透過光強度をＩ(ω０，９０°)とする。
そして、透過光強度Ｉ(ω０，０°)とＩ(ω０，９０°)を用いて、［式１４］により、比ｒを求める。
【数３８】
［式１４］
【００２５】
偏光子１１の透過軸方向を任意の角度αに、検光子１３の透過軸方向を任意の角度ωに設定した時の透過光強度Ｉ(ω，α)は、［式１４］の比ｒを用いて、[式１５]で表される。
【数３９】
［式１５］
ここで、偏光子１１の透過軸方向αと検光子１３の透過軸方向ωのすくなくとも一方が異なる、少なくとも２つ以上の組み合わせ（相異なる少なくとも２つ以上の組み合わせ）に対する透過光強度、例えば、任意の角度α１と任意の角度ω１の組み合わせ(ω１，α１)に対する透過光強度Ｉ(ω１，α１)と、任意の角度α２と任意の角度ω２の組み合わせ(ω２，α２)に対する透過光強度Ｉ(ω２，α２)との比は、[式１６]で表される。
【数４０】
［式１６］
なお、(ω，α)の相異なる組み合わせの選択方法としては、αのみが異なる組み合わせ、例えば、(ω１，α１)の組み合わせと(ω１，α２)の組み合わせを選択する方法や、ωのみが異なる組み合わせ、例えば、(ω１，α１)の組み合わせと(ω２，α１)の組み合わせを選択する方法を用いることができる。ω１≠ω２、α1≠α２でも構わない。
【００２６】
［式１６］は、ＶＡセル１２の液晶層の透過率Ｔｐ、Ｔｓを含んでいない。また、α１、α２、ω０、ω１、ω２は既知であり、入射光の波長λも既知である。すなわち、［式１６］では、変数はＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲのみである。
したがって、Ｉ(ω１，α１)とＩ(ω２，α２)を検出装置１４により検出（測定）し、検出（測定）したＩ(ω１，α１)とＩ(ω２，α２)を用いて、［式１６］により、ＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを求めることができる。
なお、［液晶層のリタデーションＲ＝Δｎｅｆｆ・ｄ］であり、液晶層の複屈折率Δｎｅｆｆは、［式９］、［式１０］に示されているように、液晶層の常光に対する常光屈折率ｎｏと異常光に対する異常光屈折率ｎeで表される。
したがって、［式１６］により求めたＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを、ＶＡセル１２の液晶層の複屈折率Δｎｅｆｆで除算することによって、ＶＡセル１２の液晶層の厚さｄを求めることができる。
以上では、［式１４］で比ｒの具体的に値を求めた。しかしながら、［式１５］あるいは［式１６］中のｒに［式１４］を代入した数式を使用することにより、ｒの具体的な値を求める必要がなくなる。
また、［式１５］中の未知な変数は、リタデーションＲと係数Ｉ０・Ｔｐの２つである。このため、検光子１３の透過軸方向が入射面に対して任意の角度ω傾き、偏光方向が入射面に対して任意の角度α傾いている時の透過光強度Ｉ(ω，α)を、ωあるいはαの少なくとも一方が異なる、少なくとも２つ以上のωとαの組み合わせ（ω，α）に対して検出し、検出した透過光強度Ｉ(ω，α)を［式１５］による計算値と比較することにより、液晶層のリタデーションＲを求めることができる。比較には、例えば、最小二乗法を用いることができる。
【００２７】
本実施の形態の手順を以下に説明する。
（ステップ１）
ＶＡセル１２を、図１に示すパラメータ検出装置に、入射光の進行方向に対して角度Θ傾けて設置する。
例えば、ＶＡセル１２を図１に示すパラメータ検出装置の支持部（図示省略）に配設する。そして、駆動装置１２ａにより、ｙ軸に平行な軸を回転軸として支持部を回転させ、入射光の進行方向（ｚ軸方向）とＶＡセル１２の基板面の法線方向との間の角度をΘに設定する。
あるいは、入射光の進行方向に対して角度Θ傾けられている支持部にＶＡセル１２を支持させる（配設）。この場合には、駆動装置１２ａは省略することができる。
【００２８】
（ステップ２）
検光子１３の透過軸方向を任意の角度ω０の方向に向けた状態で、偏光子１１の透過軸方向を０°の方向に向けた時の透過光強度Ｉｍ(ω０，０°)と、偏光子１１の透過軸方向を９０°の方向に向けた時の透過光強度Ｉｍ(ω０，９０°)を検出する。
例えば、駆動装置１３ａにより、ｚ軸（光の進行方向）に平行な軸を回転軸としてｘｙ平面内で検光子１３を回転させ、検光子１３の透過軸方向ωを任意の角度ω０に設定する。
この状態で、駆動装置１１ａにより、ｚ軸（光の進行方向）に平行な軸をを回転軸としてｘｙ平面内で偏光子１１を回転させ、偏光子１１の透過軸方向αを０°に設定する。そして、この時の検出装置１４の検出信号を透過光強度Ｉｍ(ω０，０°)とする。
さらに、駆動装置１１ａにより偏光子１１を回転させ、偏光子１１の透過軸方向αを９０°に設定する。そして、この時の検出装置１４の検出信号を透過光強度Ｉｍ(ω０，９０°)とする。
（ステップ３）
ステップ２で検出した透過光強度Ｉｍ(ω０，０°)とｍ(ω０，９０°)を用いて、［式１７］により比ｒを求める。
【数４１】
［式１７］
【００２９】
（ステップ４）
偏光子１１の透過軸方向を任意の角度α１の方向に、検光子１３の透過軸方向を任意の角度ω１の方向に向けた時の透過光強度Ｉｍ(ω１，α１)と、偏光子１１の透過軸方向を任意の角度α２の方向に、検光子１３の透過軸方向を任意の角度ω２の方向に向けた時の透過光強度Ｉｍ(ω２，α２)を検出する。なお、α１とα２及びω１とω２は、少なくとも一方が異なっていればよい。
例えば、駆動装置１１ａにより、ｚ軸（光の進行方向）に平行な軸を回転軸として偏光子１１を回転させ、偏光子１１の透過軸方向αを任意の角度α１に設定する。
この状態で、駆動装置１３ａにより、ｚ軸（光の進行方向）に平行な軸を回転軸として検光子１３を回転させ、検光子１３の透過軸方向ωを任意の角度ω１に設定する。そして、この時の検出装置１４の検出信号を透過光強度Ｉｍ(ω１，α１)とする。
さらに、駆動装置１１ａにより偏光子１１を回転させ、偏光子１１の透過軸方向αを任意の角度α２に設定する。
この状態で、駆動装置１３ａにより回転させ、検光子１３の透過軸方向ωを任意の角度ω２に設定する。そして、この時の検出装置１４の検出信号を透過光強度Ｉｍ(ω２，α２)とする。
【００３０】
（ステップ５）
ステップ４で検出した透過光強度Ｉｍ(ω１，α１)とＩｍ(ω２，α２)を用い、［式１８］によりＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを求める。
【数４２】
［式１８］
（ステップ６）
ＶＡセル１２の液晶層の厚さｄを求める場合には、ステップ５で求めたＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを、ＶＡセル１２の液晶層の複屈折率（Δｎｅｆｆ＝ｎｅｅｆｆ−ｎｏｅｆｆ）（［式９］、[式１０]参照）で除算する。
【００３１】
以上では、ω、αの少なくとも一方が異なる、少なくとも２つ以上のωとαの組み合わせ(ω，α)に対する透過光強度を用い、［式１５］や［式１６］により、ＶＡセルの液晶層のリタデーションを求めたが、［式１５］や［式１６］より簡単な式は用いて液晶層のリタデーションを求めることもできる。
以下に、簡単な式を用いて液晶層のリタデーションを検出することができる検出方法を説明する。
まず、［式１４］で求めた比ｒから、[式１９]を用いて角度γを求める。
【数４３】
［式１９］
【００３２】
ここで、偏光子１１の透過光方向を［式１９］で求めた角度γの方向に向け、検光子１３の透過軸方向を角度ωの方向に向けた時の透過光強度Ｉ(ω，γ)は、[式２０]で表される。
【数４４】
［式２０］
これにより、偏光子１１の透過軸方向αを角度γに、検光子１３の透過軸方向ωを任意の角度ω１に設定した時の透過光強度Ｉ(ω１，γ)と、偏光子１１の透過軸方向αを角度γに、検光子１３の透過軸方向ωを任意の角度ω２(≠ω１)に設定した時の透過光強度Ｉ(ω２，γ)との比は、[式２１]で表される。
【数４５】
［式２１］
【００３３】
また、検光子１３の透過軸方向を［式１９］で求めた角度γの方向に向け、偏光子１１の透過軸方向を角度αの方向に向けた時の透過光強度Ｉ(γ，α)は、[式２２]で表される。
【数４６】
［式２２］
これにより、検光子１３の透過軸方向ωを角度γに、偏光子１１の透過軸方向αを任意の角度α１に設定した時の透過光強度Ｉ(γ、α１)と、検光子１３の透過軸方向ωを角度γに、偏光子１１の透過軸方向αを任意の角度α２に(≠α１)設定した時の透過光強度Ｉ(γ，α２)との比は、[式２３]で表される。
【数４７】
［式２３］
【００３４】
このように、偏光子１１の透過軸方向あるいは検光子１３の透過軸方向を、［式１９］で求められる角度γの方向に向けた状態で、検光子１３の透過軸方向を相異なる少なくとも２つ以上の任意の角度に設定した時の透過光強度、あるいは、偏光子１１の透過軸方向を相異なる少なくとも２つ以上の任意の角度に設定した時の透過光強度を用いることにより、［式１５］や［式１６］より簡略な［式２０］〜［式２３］を用いて液晶層のリタデーションＲを求めることができる。
【００３５】
第１の実施の形態は、ＶＡセル１２に斜めに光を入射させる場合のＶＡセル１２の透過率Ｔｐ、Ｔｓを考慮しているので、ＶＡセル１２の透過率に偏光依存性がある場合でも(Ｔｐ≠Ｔｓ)、ＶＡセルの液晶層のリタデーションＲや厚さｄを正確に検出することができる。一方、［式１６］や［式２１］、［式２３］から明らかなように、第1の実施の形態では、これらの透過率Ｔｐ、Ｔｓの値を必要とせずに、ＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲや厚さｄを求める（検出する）ことができる。
したがって、ＶＡセル１２のパラメータである、ＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲや厚さｄを簡単に、正確に検出することができる。
【００３６】
［第２の実施の形態]
偏光子の透過軸方向をα、検光子の透過軸方向をωとした時の透過光強度を表す［式１３］は、αとωを入れ替えても全く変化しない。すなわち、第１の実施の形態で説明した偏光子を検光子に、検光子を偏光子に置き換えることができる。
第２の実施の形態では、偏光子１１の透過軸方向αを任意の角度に設定し、検光子１３の透過軸方向ωを、入射面に平行(ω＝０°)及び直交(ω＝９０°)に設定した時の透過光強度の比ｒを利用して、ＶＡセル１２（検出対象）のパラメータを検出する。
【００３７】
偏光子１１の透過軸方向αを任意の角度α０に設定する（偏光子１１の透過軸方向を角度α０の方向に向ける）とともに、検光子１３の透過軸方向ωを０°に設定した（検光子１３の透過軸方向を０°の方向に向けた）時の透過光強度（検出装置１４の検出信号）をＩ(０°，α０)とする。
また、偏光子１１の透過軸方向αを前記の任意の角度α０に設定するとともに、検光子１３の透過軸方向ωを９０°に設定した時の透過光強度をＩ(９０°，α０)とする。
そして、透過光強度Ｉ(０°，α０)とＩ(９０°，α０)を用いて、［式２４］により、比ｒを求める。
【数４８】
［式２４］
【００３８】
偏光子１１の透過軸方向を任意の角度αに、検光子１３の透過軸方向を任意の角度ωに設定した時の透過光強度Ｉ(ω、α)は、［式２４］で求められるｒを用いて、[式２５]で表される。
【数４９】
［式２５］
ここで、偏光子１１の透過軸方向αと検光子１３の透過軸方向ωのすくなくとも一方が異なる、少なくとも２つ以上の組み合わせ（相異なる少なくとも２つ以上の組み合わせ）に対する透過光強度、例えば、任意の角度α１と任意の角度ω１の組み合わせ(ω１，α１)に対する透過光強度Ｉ(ω１，α１)と、任意の角度α２と任意の角度ω２の組み合わせ(ω２，α２)に対する透過光強度Ｉ(ω２，α２)との比は、[式２６]で表される。
【数５０】
［式２６］
なお、(ω，α)の相異なる組み合わせの選択方法としては、αのみが異なる組み合わせ、例えば、(ω１，α１)の組み合わせと(ω１，α２)の組み合わせを選択する方法や、ωのみが異なる組み合わせ、例えば、(ω１，α１)の組み合わせと(ω２，α１)の組み合わせを選択する方法を用いることができる。ω１≠ω２、α1≠α２でも構わない。
【００３９】
［式２６］は、[式１６]と同様に、ＶＡセル１２の液晶層の透過率Ｔｐ、Ｔｓを含んでいない。このため、［式２６］では、変数はＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲのみである。
したがって、Ｉ(ω１，α１)とＩ(ω２，α２)を検出装置１４により検出し、検出したＩ(ω１，α１)とＩ(ω２，α２)を用いて、［式２６］により、ＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを求めることができる。
また、［式２６］により求めたＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを、ＶＡセル１２の液晶層の複屈折率Δｎｅｆｆで除算することによって、ＶＡセル１２の液晶層の厚さｄを求めることができる。
以上では、［式２４］でｒの具体的に値を求めた。しかしながら、［式２５］あるいは［式２６］中のｒに［式２４］を代入した数式を使用することにより、ｒの具体的な値を求める必要がなくなる。
また、［式２５］中の未知な変数は、リタデーションＲと係数Ｉ０・Ｔｐの２つである。このため、検光子１３の透過軸方向が入射面に対して任意の角度ω傾き、直線偏光の偏光方向が入射面に対して任意の角度α傾いている時の透過光強度Ｉ(ω，α)を、ωあるいはαの少なくとも一方が異なる、少なくとも２つ以上のωとαの組み合わせ(ω、α)に対して検出し、検出した透過光強度Ｉ(ω、α)を［式２５］による計算値と比較することにより、液晶層のリタデーションＲを求めることができる。比較には、例えば、最小二乗法を用いることができる。
【００４０】
本実施の形態の手順を以下に説明する。
（ステップ１）
ＶＡセル１２を、図１に示すパラメータ検出装置に、入射光の進行方向（ｚ軸方向）に対して角度Θ傾けて設置する。
（ステップ２）
偏光子１１の透過軸方向αを任意の角度α０に設定した状態で、検光子１３の透過軸方向ωを０°に設定した時の透過光強度Ｉｍ(０°，α０)と、検光子１３の透過軸方向ωを９０°に設定した時の透過光強度Ｉｍ(９０°，α０)を検出する。
（ステップ３）
ステップ２で検出した透過光強度Ｉｍ(０°，α０)とＩｍ(９０°，α０)を用いて、［式２７］により比ｒを求める。
【数５１】
［式２７］
【００４１】
（ステップ４）
偏光子１１の透過軸方向αを任意の角度α１に、検光子１３の透過軸方向ωを任意の角度ω１に設定した時の透過光強度Ｉｍ(ω１，α１)と、偏光子１１の透過軸方向ωを任意の角度α２に、検光子１３の透過軸方向ωを任意の角度ω２に設定した時の透過光強度Ｉｍ(ω２，α２)を検出する。なお、α１とα２及びω１とω２は、少なくとも一方が異なっていればよい。
（ステップ５）
ステップ４で検出した透過光強度Ｉｍ(ω１，α１)とＩｍ(ω２，α２)を用い、［式２８］により、ＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを求める。
【数５２】
［式２８］
（ステップ６）
ＶＡセル１２の液晶層の厚さｄを求める場合には、ステップ５で求めたＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを、ＶＡセル１２の液晶層の複屈折率（Δｎｅｆｆ＝ｎｅｅｆｆ−ｎｏｅｆｆ）で除算する。
【００４２】
以上では、ω、αの少なくとも一方が異なる、少なくとも２つ以上ωとαの組み合わせ(ω，α)に対する透過光強度を用い、［式２５］や［式２６］により、ＶＡセルの液晶のリタデーションＲを求めたが、［式２５］や［式２６］より簡略な式を用いて液晶層のリタデーションＲを求めることもできる。
以下に、簡単な式を用いて液晶層のリタデーションを検出する検出方法を説明する。
まず、［式２４］で求めた比ｒから、[式２９]を用いて角度γを求める。
【数５３】
［式２９］
【００４３】
ここで、偏光子１１の透過光方向を［式２９］で求めた角度γの方向に向け、検光子１３の透過軸方向を角度ωの方向に向けた時の透過光強度Ｉ(ω，γ)は、[式２２]で表される。
これにより、偏光子１１の透過軸方向を角度γに、検光子１３の透過軸方向を任意の角度ω１に設定した時の透過光強度Ｉ(ω１，γ)と、偏光子１１の透過軸方向を角度γに、検光子１３の透過軸方向を任意の角度ω２(≠ω１)に設定した時の透過光強度Ｉ(ω２，γ)との比は、[式１９]で表される。
【００４４】
また、検光子１３の透過軸方向を角度γの方向に向け、偏光子１１の透過軸方向を角度αの方向に向けた時の透過光強度Ｉ(γ，α)は、[式２０]で表される。
これにより、検光子１３の透過軸方向を角度γに、偏光子１１の透過軸方向を任意の角度α１に設定した時の透過光強度Ｉ(γ、α１)と、検光子１３の透過軸方向を角度γに、偏光子１１の透過軸方向を任意の角度α２(≠α１)に設定した時の透過光強度Ｉ(γ，α２)との比は、[式２３]で表される。
【００４５】
このように、偏光子１１の透過軸方向あるいは検光子１３の透過軸方向を、［式２９］で求められる角度γの方向に向けた状態で、検光子１３の透過軸方向を相異なる少なくとも２つ以上の任意の角度に設定した時の透過光強度、あるいは、偏光子１１の透過軸方向を相異なる少なくとも２つ以上の任意の角度に設定した時の透過光強度を用いることにより、［式２５］や［式２６］より簡略な［式２０］〜［式２３］を用いて液晶層のリタデーションＲを求めることができる。
【００４６】
第２の実施の形態は、第１の実施の形態と同様に、ＶＡセル１２に斜めに光を入射させる場合のＶＡセル１２の透過率Ｔｐ、Ｔｓを考慮しているので、ＶＡセル１２の透過率に偏光依存性がある場合でも(Ｔｐ≠Ｔｓ)、ＶＡセルの液晶層のリタデーションＲや厚さｄを正確に検出することができる。その上、これらの透過率Ｔｐ、Ｔｓの値を必要とせずに、ＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲや厚さｄを求めることができる。
したがって、ＶＡセル１２のパラメータである、ＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲや厚さを簡単に、正確に検出することができる。
【００４７】
[第３の実施の形態]
第１の実施の形態または第２の実施の形態では、透過光強度の比ｒを求めるために、検光子１３の透過軸方向ωあるいは偏光子１１の透過軸方向αを特定の方向に設定したが、偏光子１１の透過軸方向αや検光子１３の透過軸方向ωの設定操作を容易にすることもできる。
第３の実施の形態では、偏光子１１の透過軸方向αを任意の角度に設定した状態で、検光子１３の透過軸方向ωを、任意の相異なる３つ以上の角度に設定した時の透過光強度を用いて、ＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを直接検出する。
【００４８】
偏光子１の透過軸方向をα、検光子１３の透過軸方向をωとした時の透過光強度を表す［式１３］は、［式３０］のように書き換えることができる。
【数５４】
［式３０］
【００４９】
［式３０］では、偏光子１１の透過軸方向α、検光子１３の透過軸方向ωは既知であるが、Ｉ０・Ｔｐ、Ｉ０・Ｔｓ、Ｒ、Ａ、Ｂ、Ｃが未知である。
ここで、３つの変数Ａ、Ｂ、Ｃは、偏光子１１の透過軸方向αを任意の角度に設定した状態で、検光子１３の透過軸方向ωを、少なくとも３つ以上の相異なる角度に設定した時の透過光強度と［式３１］を比較することによって求めることができる。例えば、検光子１３の透過軸方向ωを３つの異なる角度ω１、ω２、ω３[ωｉ(ｉ＝１，２，３)]に設定した時の３つの透過光強度Ｉ(ω１，α)、Ｉ(ω２，α)、Ｉ(ω３，α)[Ｉ(ωｉ，α)(ｉ＝１，２，３)］と［式３１］を比較することによって変数Ａ、Ｂ、Ｃを求めることができる。比較方法としては、例えば、最小二乗法を用いることができる。
【数５５】
［式３１］
そして、求めた変数Ａ、Ｂ、Ｃを用いて、［式３２］によりＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを求めることができる。
【数５６】
［式３２］
【００５０】
なお、検光子１３の透過軸方向ωを３つの透過軸方向ω１〜ω３に設定した時の３つの透過光強度を用いて３つの変数Ａ、Ｂ、Ｃを求める場合、３つの透過軸方向ω１〜ω３の中に４５°と１３５°が同時に含まれていると、３つの透過光強度だけでは３つの変数Ａ、Ｂ、Ｃを求めることができない。この場合には、検光子１３の透過軸方向ωを４つ以上の角度に設定した時の４つ以上の透過光強度を用いる。
また、偏光子１１の透過軸方向αを０°あるいは９０°に設定すると、変数Ｃが常に「０」となる。このため、偏光子１１の透過軸方向αは、０°及び９０°以外の角度に設定する必要がある。
【００５１】
本実施の形態の手順を以下に説明する。
（ステップ１）
ＶＡセル１２を、図１に示すパラメータ検出装置に、入射光の進行方向に対して角度Θ傾けて設置する。
（ステップ２）
偏光子１１の透過軸方向αを０°及び９０°以外の任意の角度に設定した状態で、検光子１３の透過軸方向ωを異なる３つの角度ω１、ω２、ω３（４５°と１３５°を同時に含まない）に設定した時の透過光強度Ｉｍ(ω１，α)、Ｉｍ(ω２，α)、Ｉｍ(ω３，α)を検出する。
（ステップ３）
ステップ２で検出した透過光強度Ｉｍ(ωｉ，α)（ｉ＝１，２，３）と［式３３］で表される透過光強度Ｉｍ(ωｉ，α)（ｉ＝１，２，３）を比較することによって、変数Ａｍ、Ｂｍ、Ｃｍを求める。
【数５７】
［式３３］
（ステップ４）
ステップ３で求めた変数Ａｍ、Ｂｍ、Ｃｍを用いて、［式３４］によりＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを求める。
【数５８】
［式３４］
（ステップ５）
ＶＡセル１２の液晶層の厚さｄを求める場合には、ステップ４で求めたＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを、ＶＡセル１２の液晶層の複屈折率（Δｎｅｆｆ＝ｎｅｅｆｆ−ｎｏｅｆｆ）で除算する。
【００５２】
第３の実施の形態は、第１及び第２の実施の形態と同様に、ＶＡセル１２に斜めに光を入射させる場合のＶＡセル１２の透過率Ｔｐ、Ｔｓを考慮しているので、ＶＡセル１２の透過率に偏光依存性がある場合でも(Ｔｐ≠Ｔｓ)、ＶＡセルの液晶層のリタデーションＲや厚さｄを正確に検出することができる。その上、これらの透過率Ｔｐ、Ｔｓの値を必要とせずに、ＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲや厚さｄを求めることができる。
したがって、ＶＡセル１２のパラメータである、ＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲや厚さを簡単に、正確に検出することができる。
また、第３の実施の形態は、第１の実施の形態と比べて、偏光子１１の透過軸方向αや検光子１３の透過軸方向ωを任意の角度に設定することができる。
このため、偏光子１１の透過軸方向αや検光子１３の透過軸方向ωの設定が容易であり、透過光強度の検出時間を短縮することができる。
【００５３】
［第４の実施の形態］
第３の実施の形態では、検光子１３の透過軸方向ωを３以上の異なる角度ωｉ(ｉ＝１，２，３，・・・)に設定した時の透過光強度Ｉ(ωｉ，α)(ｉ＝１，２，３，・・・)を用いて変数Ａ、Ｂ、Ｃを求めたが、角度ωｉとして適切な角度を用いることにより変数Ａ、Ｂ、Ｃを求める処理を省略することができる。
第４の実施の形態では、偏光子１１の透過軸方向αを任意の角度に設定した状態で、検光子１３の透過軸方向ωを任意の角度ω１に設定した時の透過光強度Ｉ(ω１、α)と、検光子の透過軸方向ωを角度ω２(＝ω１＋９０°)に設定した時の透過光強度Ｉ(ω２、α)と、検光子の透過軸方向ωを角度ω３(＝ω１＋４５°)に設定した時の透過光強度Ｉ(ω３、α)を用いて、ＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを直接検出する。
【００５４】
偏光子の透過光強度を任意の角度αに設定した状態で、検光子１３の透過光強度ωを任意の角度ω１、ω２＝ω１＋９０°、ω３＝ω１＋４５°、ω４＝ω１＋１３５°に設定した時の透過光強度をＩ(ω１、α)、Ｉ(ω２、α)、Ｉ(ω３、α)、Ｉ(ω４、α)とすると、[式３０]は[式３５]で表される。
【数５９】
［式３５］
【００５５】
したがって、３つの透過光強度Ｉ(ω１、α)、Ｉ(ω２、α)、Ｉ(ω３、α)を用いて、［式３６］によりＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを直接求めることができる。
【数６０】
［式３６］
また、［式３６］により求めたＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを、ＶＡセル１２の液晶層の複屈折率Δｎｅｆｆで除算することによって、ＶＡセル１２の液晶層の厚さｄを求めることができる。
【００５６】
本実施の形態の手順を以下に説明する。
（ステップ１）
ＶＡセル１２を、図１に示すパラメータ検出装置に、入射光の進行方向に対して角度Θ傾けて設置する。
（ステップ２）
偏光子１１の透過軸方向αを０°及び９０°以外の任意の角度に設定した状態で、検光子１３の透過軸方向ωを任意の角度ω１に設定した時の透過光強度Ｉｍ(ω１、α)と、検光子の透過軸方向ωを角度ω２(＝ω１＋９０°)に設定した時の透過光強度Ｉｍ(ω２、α)と、検光子の透過軸方向ωを角度ω３(＝ω１＋４５°)に設定した時の透過光強度Ｉｍ(ω３、α)を検出する。
（ステップ３）
ステップ２で検出した透過光強度Ｉｍ(ω１、α)、Ｉｍ(ω２、α)、Ｉｍ(ω３、α)を用いて、［式３７］によりＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを求める。
【数６１】
［式３７］
（ステップ４）
ＶＡセル１２の液晶層の厚さｄを求める場合には、ステップ３で求めたＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを、ＶＡセル１２の液晶層の複屈折率（Δｎｅｆｆ＝ｎｅｅｆｆ−ｎｏｅｆｆ）で除算する。
【００５７】
［第５の実施の形態］
第４の実施の形態では、検光子１３の透過軸方向ωを任意の角度ω１、ω２＝ω１＋９０°、ω３＝ω１＋４５°に設定することにより変数Ａ、Ｂ、Ｃを求める処理を省略したが、検光子１３の透過軸方向ωをこれ以外の角度に設定することによっても変数Ａ、Ｂ、Ｃを求める処理を省略することができる。
第５の実施の形態では、偏光子１１の透過軸方向を任意の角度αに設定した状態で、検光子１３の透過軸方向ωを任意の角度ω１、ω２＝ω１＋９０°、ω４＝ω１＋１３５°に設定した時の透過光強度を用いて、ＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを直接検出する。
【００５８】
偏光子の透過光強度を任意の角度αに設定した状態で、検光子１３の透過光強度ωを任意の角度ω１、ω２＝ω１＋９０°、ω３＝ω１＋４５°、ω４＝ω１＋１３５°に設定した時の透過光強度をＩ(ω１、α)、Ｉ(ω２、α)、Ｉ(ω３、α)、Ｉ(ω４、α)とすると、[式３０]は[式３５]で表される。
したがって、３つの透過光強度Ｉ(ω１、α)、Ｉ(ω２、α)、Ｉ(ω４、α)を用いて、［式３８］によりＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを直接求めることができる。
【数６２】
［式３８］
また、［式３８］により求めたＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを、ＶＡセル１２の液晶層の複屈折率Δｎｅｆｆで除算することによって、ＶＡセル１２の液晶層の厚さｄを求めることができる。
【００５９】
本実施の形態の手順を以下に説明する。
（ステップ１）
ＶＡセル１２を、図１に示すパラメータ検出装置に、入射光の進行方向に対して角度Θ傾けて設置する。
（ステップ２）
偏光子１１の透過軸方向を０°及び９０°以外の任意の角度αに設定した状態で、検光子１３の透過軸方向を任意の角度ω１に設定した時の透過光強度Ｉｍ(ω１、α)と、検光子の透過軸方向をω２(＝ω１＋９０°)に設定した時の透過光強度Ｉｍ(ω２、α)と、検光子の透過軸方向をω４(＝ω１＋１３５°)に設定した時の透過光強度Ｉｍ(ω４、α)を検出する。
（ステップ３）
ステップ２で検出した透過光強度Ｉｍ(ω１、α)、Ｉｍ(ω２、α)、Ｉｍ(ω４、α)を用いて、［式３９］によりＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを求める。
【数６３】
［式３９］
（ステップ４）
ＶＡセル１２の液晶層の厚さｄを求める場合には、ステップ３で求めたＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを、ＶＡセル１２の液晶層の複屈折率（Δｎｅｆｆ＝ｎｅｅｆｆ−ｎｏｅｆｆ）で除算する。
【００６０】
第４及び第５の実施の形態は、第１〜第３の実施の形態と同様に、ＶＡセル１２に斜めに光を入射させる場合のＶＡセル１２の透過率Ｔｐ、Ｔｓを考慮しているので、ＶＡセル１２の透過率に偏光依存性がある場合でも(Ｔｐ≠Ｔｓ)、ＶＡセルの液晶層のリタデーションＲや厚さｄを正確に検出することができる。その上、これらの透過率Ｔｐ、Ｔｓの値を必要とせずに、ＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲや厚さｄを求めることができる。
したがって、ＶＡセル１２のパラメータである、ＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲや厚さを簡単に、正確に検出することができる。
また、第４及び第５の実施の形態は、第３の実施の形態と比べて、変数Ａ，Ｂ、Ｃを求める必要がないため、処理装置１５の処理が簡単になる。
【００６１】
［第６の実施の形態］
偏光子の透過軸方向をα、検光子の透過軸方向をωとした時の透過光強度を表す［式１３］は、αとωを入れ替えても全く変化しない。すなわち、第３の実施の形態で説明した偏光子を検光子に、検光子を偏光子に置き換えることができる。
第６の実施の形態では、検光子１３の透過軸方向ωを任意の角度に設定した状態で、偏光子１１の透過軸方向αを、任意の異なる３以上の角度に設定した時の透過光強度を用いて、ＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを直接検出する。
【００６２】
偏光子１１の透過軸方向をα、検光子１３の透過軸方向をωとする。第３の実施の形態では検光子１３の透過軸方向ωを変化させたが、偏光子１１の透過軸方向αを変化させるとすると、透過光強度を表す［式１９］は、［式４０］のように書き換えることができる。
【数６４】
［式４０］
［式４０］では、偏光子１１の透過軸方向α、検光子１３の透過軸方向ωは既知であるが、Ｉ０・Ｔｐ、Ｉ０・Ｔｓ、Ｒ、Ａ、Ｂ、Ｃが未知である。
ここで、３つの変数Ａ、Ｂ、Ｃは、検光子１３の透過軸方向ωを任意の角度に設定した状態で、偏光子１１の透過軸方向αを、少なくとも３つ以上の異なる角度に設定した時の透過光強度と［式４１］を比較することによって求めることができる。例えば、偏光子１１の透過軸方向ωを３つの異なる角度α１、α２、α３[αｉ(ｉ＝１，２，３）]に設定した時の３つの透過光強度Ｉ(ω，α１)、Ｉ(ω，α２)、Ｉ(ω，α３)[Ｉ(ω，αｉ)（ｉ＝１，２，３）]と［式４１］を比較することによって変数Ａ、Ｂ、Ｃを求めることができる。比較方法としては、例えば、最小二乗法を用いることができる。
【数６５】
［式４１］
そして、求めた変数Ａ、Ｂ、Ｃを用いて、［式３２］によりＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを求めることができる。
【００６３】
なお、偏光子１１の透過軸方向αを３つの透過軸方向α１〜α３に設定した時の３つの透過光強度を用いて３つの変数Ａ、Ｂ、Ｃを求める場合、３つの透過軸方向α１〜α３の中に４５°と１３５°が同時に含まれていると、３つの透過光強度だけでは３つの変数Ａ、Ｂ、Ｃを求めることができない。この場合には、偏光子１１の透過軸方向αを４つ以上の角度に設定した時の４つ以上の透過光強度を用いる。
また、検光子１３の透過軸方向ωを０°あるいは９０°に設定すると、変数Ｃが常に「０」となる。このため、検光子１３の透過軸方向ωは、０°及び９０°以外の角度に設定する必要がある。
【００６４】
本実施の形態の手順を以下に説明する。
（ステップ１）
ＶＡセル１２を、図１に示すパラメータ検出装置に、入射光の進行方向に対して角度Θ傾けて設置する。
（ステップ２）
検光子１３の透過軸方向ωを０°及び９０°以外の任意の角度に設定した状態で、偏光子１１の透過軸方向αを異なる３つの角度α１、α２、α３（４５°と１３５°を同時に含まない）に設定した時の透過光強度Ｉｍ(ω，α１)、Ｉｍ(ω，α２)、Ｉｍ(ω，α３)を検出する。
（ステップ３）
ステップ２で検出した透過光強度Ｉｍ(ω，αｉ)（ｉ＝１，２，３）と［式４２］で表される透過光強度Ｉｍ(ω，αｉ)（ｉ＝１，２，３）を比較することによって、変数Ａｍ、Ｂｍ、Ｃｍを求める。
【数６６】
［式４２］
（ステップ４）
ステップ３で求めた変数Ａｍ、Ｂｍ、Ｃｍを用いて、［式３４］によりＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを求める。
（ステップ５）
ＶＡセル１２の液晶層の厚さｄを求める場合には、ステップ４で求めたＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを、ＶＡセル１２の液晶層の複屈折率（Δｎｅｆｆ＝ｎｅｅｆｆ−ｎｏｅｆｆ）で除算する。
【００６５】
第６の実施の形態は、第３の実施の形態と同様に、ＶＡセル１２に斜めに光を入射させる場合のＶＡセル１２の透過率Ｔｐ、Ｔｓを考慮しているので、ＶＡセル１２の透過率に偏光依存性がある場合でも(Ｔｐ≠Ｔｓ)、ＶＡセルの液晶層のリタデーションＲや厚さｄを正確に検出することができる。その上、これらの透過率Ｔｐ、Ｔｓの値を必要とせずに、ＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲや厚さｄを求めることができる。
したがって、ＶＡセル１２のパラメータである、ＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲや厚さｄを簡単に、正確に検出することができる。
また、第６の実施の形態は、第２の実施の形態と比べて、偏光子１１の透過軸方向αや検光子１３の透過軸方向ωを任意の角度に設定することができる。
このため、偏光子１１の透過軸方向αや検光子１３の透過軸方向ωの設定が容易であり、透過光強度の検出時間を短縮することができる。
【００６６】
［第７の実施の形態］
第６の実施の形態では、偏光子１１の透過軸方向αを３以上の異なる角度αｉ（ｉ＝１，２，３、・・・）に設定した時の透過光強度Ｉ(ω，αｉ)（ｉ＝１，２，３、・・・）を用いて変数Ａ、Ｂ、Ｃを求めたが、角度αｉとして適切な角度を用いることにより変数Ａ、Ｂ、Ｃを求める処理を省略することができる。
第７の実施の形態では、検光子１３の透過軸方向ω任意の角度に設定した状態で、偏光子１１の透過軸方向αを角度α１、角度α２＝α１＋９０度、α３＝α１＋４５°に設定した時の透過光強度を用いて、ＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを直接検出する。
【００６７】
検光子１３の透過光強度ωを任意の角度に設定した状態で、偏光子１１の透過軸方向αを任意の角度α１、α２＝α１＋９０度、α３＝α１＋４５°、α４＝α１＋１３５度に設定した時の透過光強度をＩ(ω，α１)、Ｉ(ω，α２)、Ｉ(ω，α３)、Ｉ(ω，α４)とすると、[式３０]は[式４３]で表される。
【数６７】
［式４３］
【００６８】
したがって、３つの透過光強度Ｉ(ω，α１)、Ｉ(ω，α２)、Ｉ(ω，α３)を用いて、［式４４］によりＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを直接求めることができる。
【数６８】
［式４４］
また、［式４４］により求めたＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを、ＶＡセル１２の液晶層の複屈折率Δｎｅｆｆで除算することによって、ＶＡセル１２の液晶層の厚さｄを求めることができる。
【００６９】
本実施の形態の手順を以下に説明する。
（ステップ１）
ＶＡセル１２を、図１に示すパラメータ検出装置に、入射光の進行方向に対して角度Θ傾けて設置する。
（ステップ２）
検光子１３の透過軸方向ωを０°及び９０°以外の任意の角度に設定した状態で、偏光子１１の透過軸方向αを任意の角度α１に設定した時の透過光強度Ｉｍ(ω，α１)と、偏光子１１の透過軸方向αを角度α２(＝α１＋９０°)に設定した時の透過光強度Ｉｍ(ω，α２)と、偏光子１１の透過軸方向αを角度α３(＝α１＋４５°)に設定した時の透過光強度Ｉｍ(ω，α３)を検出する。
（ステップ３）
ステップ２で検出した透過光強度Ｉｍ(ω，α１)、Ｉｍ(ω，α２)、Ｉｍ(ω，α３)を用いて、［式４５］によりＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを求める。
【数６９】
［式４５］
（ステップ４）
ＶＡセル１２の液晶層の厚さｄを求める場合には、ステップ３で求めたＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを、ＶＡセル１２の液晶層の複屈折率（Δｎｅｆｆ＝ｎｅｅｆｆ−ｎｏｅｆｆ）で除算する。
【００７０】
［第８の実施の形態］
第７の実施の形態では、偏光子１１の透過軸方向を任意の角度α１、α２＝α１＋９０°、α３＝α１＋４５°に設定することにより変数Ａ、Ｂ、Ｃを求める処理を省略したが、偏光子１１の透過軸方向αをこれ以外の角度に設定することによっても変数Ａ、Ｂ、Ｃを求める処理を省略することができる。
第８の実施の形態では、検光子１３の透過軸方向ωを任意の角度に設定した状態で、偏光子１１の透過軸方向を任意の角度α１、α２＝α１＋９０°、α３＝α１＋１３５°に設定した時の透過光強度を用いて、ＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを直接検出する。
【００７１】
検光子１３の透過光強度ωを任意の角度に設定した状態で、偏光子１１の透過光強度αを任意の角度α１、α２＝α１＋９０°、α３＝α１＋４５°、α４＝α１＋１３５°に設定した時の透過光強度をＩ(ω，α１)、Ｉ(ω，α２)、Ｉ(ω，α３)、Ｉ(ω，α４)とすると、[式３０]は[式４３]で表される。
したがって、３つの透過光強度Ｉ(ω，α１)、Ｉ(ω，α２)、Ｉ(ω，α４)を用いて、［式４６］によりＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを直接求めることができる。
【数７０】
［式４６］
また、［式４６］により求めたＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを、ＶＡセル１２の液晶層の複屈折率Δｎｅｆｆで除算することによって、ＶＡセル１２の液晶層の厚さｄを求めることができる。
【００７２】
本実施の形態の手順を以下に説明する。
（ステップ１）
ＶＡセル１２を、図１に示すパラメータ検出装置に、入射光の進行方向に対して角度Θ傾けて設置する。
（ステップ２）
検光子１３の透過軸方向ωを０°及び９０°以外の任意の角度に設定した状態で、偏光子１１の透過軸方向αを任意の角度α１に設定した時の透過光強度Ｉｍ(ω，α１)と、偏光子１１の透過軸方向αを角度α２(＝α１＋９０°)に設定した時の透過光強度Ｉｍ(ω，α２)と、偏光子１１の透過軸方向αを角度α４(＝α１＋１３５°)に設定した時の透過光強度Ｉｍ(ω，α４)を検出する。
（ステップ３）
ステップ２で検出した透過光強度Ｉｍ(ω，α１)、Ｉｍ(ω，α２)、Ｉｍ(ω，α４)を用いて、［式４７］によりＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを求める。
【数７１】
［式４７］
（ステップ４）
ＶＡセル１２の液晶層の厚さｄを求める場合には、ステップ３で求めたＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲを、ＶＡセル１２の液晶層の複屈折率（Δｎｅｆｆ＝ｎｅｅｆｆ−ｎｏｅｆｆ）で除算する。
【００７３】
第７及び第８の実施の形態は、第１〜第６の実施の形態と同様に、ＶＡセル１２に斜めに光を入射させる場合のＶＡセル１２の透過率Ｔｐ、Ｔｓを考慮しているので、ＶＡセル１２の透過率に偏光依存性がある場合でも(Ｔｐ≠Ｔｓ)、ＶＡセルの液晶層のリタデーションＲや厚さｄを正確に検出することができる。その上、これらの透過率Ｔｐ、Ｔｓの値を必要とせずに、ＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲや厚さｄを求めることができる。
したがって、ＶＡセル１２のパラメータである、ＶＡセル１２の液晶層のリタデーションＲや厚さを簡単に、正確に検出することができる。
また、第７及び第８の実施の形態は、第６の実施の形態と比べて、変数Ａ，Ｂ、Ｃを求める必要がないため、処理装置１５の処理が簡単になる。
【００７４】
本発明を用いて検出対象の各透過光強度を検出し、検出した各透過光強度を用いて検出対象のリタデーション及び厚さを検出した実験例を説明する。
［実験例１］
検出対象として、以下のようにして作製したＶＡセルを用いた。
透明電極として、片面に、直径約１ｃｍの円形の透明電極を有する、約３ｃｍ角のガラス基板を用いた。ガラス基板の透明電極側には、液晶分子を、ガラス基板の法線に平行に配向させるためのポリイミド膜が設けられている。そして、２枚のガラス基板を、透明電極側が対向するように接着した。ここで、直径４．５μｍの樹脂製のビーズを混入した紫外線硬化性接着剤をガラス基板の周囲の内側５ｍｍ程度の部分に塗布し、紫外線を照射して硬化させることにより２枚のガラス基板を接着したので、ガラス基板間には、ビーズの径に対応する間隙が形成されている。このガラス基板の間隙に、液晶材料を毛細管現象を利用して注入することによってＶＡセルを作製した。
発光装置１０は、ハロゲンランプと、波長λが５４６ｎｍの単色光を透過する干渉フィルタにより構成した。
偏光子１１及び検光子１３は、偏光フィルムを使用した。
検出装置１４は、ＣＣＤカメラを使用した。
前記した方法で作製したＶＡセルを、偏光子１１と検光子１３の間に、入射光の入射角（ＶＡセル１２の基板面の法線と入射光の入射方向との間の角度）Θが３０°になるように設置した。
【００７５】
この状態で、偏光子１１の透過軸方向αを４５°に設定し（偏光子１１の透過軸方向を４５°の方向に向け）、検光子１３の透過軸方向ωを０°に設定した（検光子１３の透過軸方向を０°の方向に向けた）時の透過光強度（検出装置１４の検出信号）Ｉｍ(０°，４５°)を検出した。また、偏光子１１の透過軸方向αを４５°に設定し、検光子１３の透過軸方向ωを９０°に設定した時の透過光強度Ｉｍ(９０°，４５°)を検出した。
そして、検出したＩｍ(０°，４５°)とＩｍ(９０°，４５°)を用い、[式２７]により比ｒを求めたところ、ｒ＝０．６６５が得られた。
次に、偏光子１１の透過軸方向αを、ｒを用いて[式２９]により求められる角度［γ＝５０．８°］に設定し、検光子１３の透過軸方向ωを４５°に設定した時の透過光強度Ｉｍ(４５°，α)を検出した。また、偏光子１１の透過軸方向αを、前記角度［γ＝５０．８°］に設定し、検光子１３の透過軸方向ωを１３５°に設定した時の透過光強度Ｉｍ(１３５°，α)を検出した。
そして、検出したＩｍ(４５°，α)とＩｍ(１３５°，α)を用い、［式４８］により、ＶＡセルの液晶層のリタデーションＲを求めたところ、Ｒ＝４０．４ｎｍが得られた。
【数７２】
［式４８］
また、ＶＡセルの液晶材料の異常光屈折率ｎｅ＝１．５６３３、常光屈折率ｎｏ＝１．４７７６及び入射角Θ＝３０°を用いて、［式１０］によりＶＡセルの液晶層の複屈折率Δｎｅｆｆを求めた。そして、［式４８］で求めたＶＡセルの液晶層のリタデーションＲ＝４０．４ｎｍを、ＶＡセルの液晶層の複屈折率Δｎｅｆｆで除算することによって、ＶＡセルの液晶層の厚さｄ＝４．２３μｍが得られた。
【００７６】
［実験例２］
実験例１の測定を行った後、ＶＡセルを動かさずに、続けて実験例２の測定を行った。
角度γを求めるところまでは実験例１と同じ手順で行ったところ、ｒ＝０．６７０が得られた。
検光子１３の透過軸方向ωを、ｒを用いて［式２９］によりで求められる角度［γ＝５０．７°］に設定し、偏光子１１の透過軸方向αを４５°に設定した時の透過光強度Ｉｍ(ω，４５°)を測定した。また、検光子１３の透過軸方向ωを、前記角度［γ＝５０．７°］に設定し、偏光子１１の透過軸方向αを１３５°に設定した時の透過光強度Ｉｍ(ω，１３５°)を測定した。
そして、検出したＩｍ(ω，４５°)とＩｍ(ω，１３５°)を用い、［式４９］によりＶＡセルの液晶層のリタデーションＲを求めたところ、Ｒ＝４０．３ｎｍが得られた。
また、実験例１と同じ手順でＶＡセルの液晶層の厚さｄを求めたところ、ｄ＝４．２２μｍが得られた。
【数７３】
［式４９］
【００７７】
［実験例３］
実験例１と同じＶＡセルを使用し、ＶＡセルを動かさずに、実験例１、２の測定を行った後、続けて実験例２の測定を行った。
検光子１３の透過軸方向ωを４５°に設定し、偏光子１１の透過軸方向αを０°に設定した時の透過光強度Ｉｍ(４５°，０°)を検出した。また、検光子１３の透過軸方向ωを４５°に設定し、偏光子１１の透過軸方向αを９０°に設定した時の透過光強度Ｉｍ(４５°，９０°)を検出した。
検出したＩｍ(４５°，０°)とＩｍ(４５°，９０°)を用い、［式１７］により比ｒを求めたところ、ｒ＝０．６６５が得られた。
次に、偏光子１１の透過軸方向αを、ｒを用いて［式２９］により求められる角度［γ＝５０．８°］に設定し、検光子１３の透過軸方向ωを４５°に設定した時の透過光強度Ｉｍ(４５°，α)を検出した。また、偏光子１１の透過軸方向αを、前記角度［γ＝５０．８°］に設定し、検光子１３の透過軸方向ωを１３５°に設定した時の透過光強度Ｉｍ(１３５°，α)を検出した。
そして、検出したＩｍ(４５°，α)とＩｍ(１３５°，α)を用い、［式４９］により、ＶＡセルの液晶層のリタデーションＲを求めたところ、Ｒ＝４０．３ｎｍが得られた。
また、実験例１と同じ手順でＶＡセルの液晶層の厚さｄを求めたところ、ｄ＝４．２２μｍが得られた。
【００７８】
［実施例４］
実験例３の測定を行った後、ＶＡセルを動かさずに、続けて実験例４の測定を行った。
角度γを求めるところまでは実験例４と同じ手順で行ったところ、ｒ＝０．６６０が得られた。
次に、検光子１３の透過軸方向ωを、ｒを用いて［式２９］から求められる］角度［５０．９°］に設定し、偏光子１１の透過軸方向αを４５°に設定した時の透過光強度Ｉｍ(ω，４５°)を検出した。また、検光子１３の透過軸方向ωを、前記角度［５０．９°］に設定し、偏光子１１の透過軸方向αを１３５°に設定した時の透過光強度Ｉｍ(ω，１３５°)を検出した。
そして、検出したＩｍ(ω，４５°)とＩｍ(ω，１３５°)を用い、［式４９]により、ＶＡセルの液晶層のリタデーションＲを求めたところ、Ｒ＝４０．５ｎｍが得られた。
また、実験例１と同じ手順でＶＡセルの液晶層の厚さｄを求めたところ、ｄ＝４．２４μｍが得られた。
【００７９】
実験例１〜４は、同じＶＡセルの同じ場所を連続的に測定した。
そして、各実験例１〜４では、ＶＡセルのリタデーションＲ及び厚さｄとしてほぼ等しい値が得られた。
【００８０】
［比較例１］
液晶層の透過率の異方性を考慮した本発明を用いて検出対象のリタデーションや厚さを検出した場合の検出精度を確認するために、回転検光子法を用いて検出対象のリタデーションや厚さを検出した。
実験例４の測定を行った後、ＶＡセルを動かさずに、続けて比較例の測定を行った。
偏光子１１の透過軸方向αを４５°に設定し、検光子１３の透過軸方向ωを４５°に設定した時の透過光強度Ｉｍ(４５°，４５°)を検出した。また、偏光子１１の透過軸方向αを４５°に設定し、検光子１３の透過軸方向ωを１３５°に設定した時の透過光強度Ｉｍ(１３５°，４５°)を検出した。
そして、検出した、Ｉｍ(４５°，４５°)とＩｍ(１３５°，４５°)を用い、［式５０］により、ＶＡセルの液晶層のリタデーションＲを求めたところ、Ｒ＝４３．８ｎｍが得られた。
【数７４】
[式５０]
また、実験例１と同じ手順でＶＡセルの液晶層の厚さｄを求めたところ、ｄ＝４．５８μｍが得られた。
【００８１】
比較例の検出結果と、液晶層の透過率の異方性を考慮した実験例１〜４の検出結果を比較すると、同じＶＡセルの同じ場所を測定したにもかかわらず、比較例の検出結果は、実験例１〜４の検出結果と異なっている。
【００８２】
［実験例５］
比較例の測定を行った後、ＶＡセルを動かさずに、続けて実験例５の測定を行った。
偏光子１１の透過軸方向αを４５°に設定し、検光子１３の透過軸方向ωを、１０°間隔で０°から９０°までの範囲内で設定した時の透過光強度Ｉｍ（ωｉ，４５°）（ωｉ＝０°、１０°、２０°・・・８０°、９０°）を検出した。
そして、検出したＩｍ(ωｉ，４５°)と［式５１］のＩ(ωｉ，４５°)を、最小二乗法を用いて比較することによって、変数Ａｍ、Ｂｍ、Ｃｍを求めたところ、Ａｍ＝２４６０５、Ｂｍ＝１７２２７、Ｃｍ＝１８４１２（任意単位）が得られた。
【数７５】
[式５１]
次に、求めた変数Ａｍ、Ｂｍ、Ｃｍを用いて、［式３４］により、ＶＡセルの液晶層のリタデーションＲを求めたところ、Ｒ＝４０．３ｎｍが得られた。
また、実験例１と同じ手順でＶＡセルの液晶層の厚さｄを求めたところ、ｄ＝４．２２μｍが得られた。
【００８３】
［実験例６］
実験例５の測定を行った後、ＶＡセルを動かさずに、続けて実験例６の測定を行った。
偏光子１１の透過軸方向αを４５°に設定し、検光子１３の透過軸方向ωを０°、４５°、９０°に設定した時の透過光強度Ｉｍ（０°，４５°）、Ｉｍ（４５°，４５°）、Ｉｍ（９０°，４５°）を検出した。
そして、検出したＩｍ（０°，４５°）、Ｉｍ（４５°，４５°）、Ｉｍ（９０°，４５°）を用い、[式５２]により、ＶＡセルの液晶層のリタデーションＲを求めたところ、Ｒ＝４０．４ｎｍが得られた。
【数７６】
[式５２]
また、実験例１と同じ手順でＶＡセルの液晶層の厚さｄを求めたところ、ｄ＝４．２
３μｍが得られた。
【００８４】
［実験例７］
実験例６の測定を行った後、ＶＡセルを動かさずに、続けて実験例７の測定を行った。
偏光子１１の透過軸方向αを４５°に設定し、検光子１３の透過軸方向ωを０°、９０°、１３５°に設定した時の透過光強度Ｉｍ（０°，４５°）、Ｉｍ（９０°，４５°）、Ｉｍ（１３５°，４５°）を検出した。
そして、検出したＩｍ（０°，４５°）、Ｉｍ（９０°，４５°）、Ｉｍ（１３５°，４５°）を用い、[式５３]により、ＶＡセルの液晶層のリタデーションＲを求めたところ、Ｒ＝４０．４ｎｍが得られた。
【数７７】
[式５３]
また、実験例１と同じ手順でＶＡセルの液晶層の厚さｄを求めたところ、ｄ＝４．２
３μｍが得られた。
【００８５】
［実験例８］
実験例７の測定を行った後、ＶＡセルを動かさずに、続けて実験例８の測定を行った。
検光子１３の透過軸方向ωを４５°に設定し、偏光子１１の透過軸方向αを、１０°間隔で０°から９０°までの範囲内で設定した時の透過光強度Ｉｍ（４５°，αｉ）（αｉ＝０°、１０°、２０°・・・８０°、９０°）を検出した。
そして、検出したＩｍ(４５°，αｉ)と［式５４］のＩ(４５°，αｉ)を、最小二乗法を用いて比較することによって、変数Ａｍ、Ｂｍ、Ｃｍを求めたところ、Ａｍ＝２４８５７、Ｂｍ＝１７６５０、Ｃｍ＝１８７１１（任意単位）が得られた。
【数７８】
[式５４]
次に、求めた変数Ａｍ、Ｂｍ、Ｃｍを用いて、［式３４］により、ＶＡセルの液晶層のリタデーションＲを求めたところ、Ｒ＝４０．５ｎｍが得られた。
また、実験例１と同じ手順でＶＡセルの液晶層の厚さｄを求めたところ、ｄ＝４．２
４μｍが得られた。
【００８６】
［実施例９］
実験例８の測定を行った後、ＶＡセルを動かさずに、続けて実験例９の測定を行った。
検光子１３の透過軸方向ωを４５°に設定し、偏光子１１の透過軸方向αを０°、４５°、９０°に設定した時の透過光強度Ｉｍ(４５°，０°)、Ｉｍ(４５°，４５°)、Ｉｍ(４５°，９０°)を検出した。
そして、検出した透過光強度Ｉｍ(４５°，０°)、Ｉｍ(４５°，４５°)、Ｉｍ(４５°，９０°)を用いて、［式５５］により、ＶＡセルの液晶層のリタデーションＲを求めたところ、Ｒ＝４０．６ｎｍが得られた。
【数７９】
[式５５]
また、実験例１と同じ手順でＶＡセルの液晶層の厚さｄを求めたところ、ｄ＝４．２
５μｍが得られた。
【００８７】
［実施例１０］
実験例９の測定を行った後、ＶＡセルを動かさずに、続けて実験例１０の測定を行った。
検光子１３の透過軸方向ωを４５°に設定し、偏光子１１の透過軸方向αを０°、９０°、１３５°に設定した時の透過光強度Ｉｍ(４５°，０°)、Ｉｍ(４５°，９０°)、Ｉｍ(４５°，１３５°)を検出した。
そして、検出した透過光強度Ｉｍ(４５°，０°)、Ｉｍ(４５°，９０°)、Ｉｍ(４５°，１３５°)を用いて、［式５６］により、ＶＡセルの液晶層のリタデーションＲを求めたところ、Ｒ＝４０．６ｎｍが得られた。
【数８０】
[式５６]
また、実験例１と同じ手順でＶＡセルの液晶層の厚さｄを求めたところ、ｄ＝４．２
５μｍが得られた。
【００８８】
［実験例５］〜［実験例１０］は、［実験例１］〜［実験例４］と同じＶＡセルの同じ場所を連続的に測定した。
そして、［実験例５］〜［実験例１０］で検出したＶＡセルの液晶層のリタデーションＲ及び厚さｄは、［実施例１］〜［実施例４］で検出した値とほぼ等しい値であり、比較例とは異なる値であった。
【００８９】
本発明は、実施の形態で説明した構成に限定されず、種々の変更、追加、削除が可能である。
例えば、ＶＡセルのパラメータであるリタデーションや厚さを検出したが、本発明は、ＶＡセルに限定されず、光学的一軸媒質と同じ光学特性を示す検出対象のパラメータであるリタデーションや厚さを検出するパラメータ検出装置として用いることができる。
また、パラメータ検出装置は、図１に示した構成のものに限定されず、前記した各透過光強度を検出することができ、あるいは、各透過光強度に基づいて検出対象のパラメータであるリタデーションや厚さを検出することができればよい。
また、前記した各透過光強度の検出順序や、検出対象のリタデーションや厚さを検出する各ステップの順序は、適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の検出対象のパラメータ検出装置の一実施の形態を示す図である。
【図２】図１に示すパラメータ検出装置の座標系を説明する図で有る。
【符号の説明】
【００９１】
１０ 発光装置
１１ 偏光子
１２ ＶＡセル（検出対象）
１３ 検光子
１４ 検出装置
１５ 処理装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複屈折特性を有する検出対象に直線偏光を入射し、前記検出対象及び検光子を透過した光の透過光強度に基づいて前記検出対象のパラメータを検出する、検出対象のパラメータ検出方法であって、
前記検光子の透過軸方向が入射面に対して任意の角度ω０傾き、偏光方向が入射面に平行である直線偏光が前記検出対象に入射している時の透過光強度Ｉ(ω０，０)を検出し、
前記検光子の透過軸方向が入射面に対して前記任意の角度ω０傾き、偏光方向が入射面に対して９０°傾いている直線偏光が前記検出対象に入射している時の透過光強度Ｉ(ω０，９０°)を検出し、
前記検出した透過光強度Ｉ(ω０，０°)とＩ（ω０，９０°）を用いて、以下の式により比ｒを算出し、
【数１】
前記検光子の透過軸方向が入射面に対して任意の角度ω傾き、直線偏光の偏光方向が入射面に対して任意の角度α傾いている時の透過光強度Ｉ(ω，α)を、相異なる少なくとも２つ以上の(ω，α)の組み合わせに対して検出し、
当該検出した少なくとも２つ以上の透過光強度Ｉ(ω、α)と以下の式を用いて前記検出対象のリタデーションＲを求める、
【数２】
（Ｉ０；入射光の強度，Ｔｐ；ｐ偏光に対する検出対象の透過率，λ；入射光の波長）
ことを特徴とする検出対象のパラメータ検出方法。
【請求項２】
複屈折特性を有する検出対象に直線偏光を入射し、前記検出対象及び検光子を透過した光の透過光強度に基づいて前記検出対象のパラメータを検出する、検出対象のパラメータ検出方法であって、
偏光方向が入射面に対して任意の角度α０傾いている直線偏光が前記検出対象に入射し、前記検光子の透過軸方向が入射面に平行である時の透過光強度Ｉ(０°，α０)を検出し、
偏光方向が入射面に対して前記任意の角度α０傾いている直線偏光が前記検出対象に入射し、前記検光子の透過軸方向が入射面に対して９０°傾いている時の透過光強度Ｉ(９０°，α０)を検出し、
前記検出した透過光強度Ｉ(０°，α０)とＩ(９０°，α０)を用いて、以下の式により比ｒを算出し、
【数３】
前記検光子の透過軸方向が入射面に対して任意の角度ω傾き、直線偏光の偏光方向が入射面に対して任意の角度α傾いている時の透過光強度Ｉ(ω，α)を、相異なる少なくとも２つ以上の(ω，α)の組み合わせに対して検出し、
当該検出した少なくとも２つ以上の透過光強度Ｉ(ω、α)と以下の式を用いて前記検出対象のリタデーションＲを求める、
【数４】
（Ｉ０；入射光の強度，Ｔｐ；ｐ偏光に対する検出対象の透過率，λ；入射光の波長）
ことを特徴とする検出対象のパラメータ検出方法。
【請求項３】
複屈折特性を有する検出対象に直線偏光を入射し、前記検出対象及び検光子を透過した光の透過光強度に基づいて前記検出対象のパラメータを検出する、検出対象のパラメータ検出方法であって、
前記検光子の透過軸方向が入射面に対して任意の角度ω傾き、偏光方向が入射面に対して角度αｉ傾いている直線偏光が前記検出対象に入射している時の透過光強度Ｉ(ω，αｉ)を、相異なる少なくとも３つ以上のαｉに対して検出し、
前記検出した少なくとも３つ以上の透過光強度Ｉ(ω，αｉ)と以下の式を用いて変数Ａ、Ｂ、Ｃを求め、
【数５】
求めた変数Ａ、Ｂ、Ｃを用いて、以下の式により前記検出対象のリタデーションＲを求める、
【数６】
ことを特徴とする検出対象のパラメータ検出方法。
【請求項４】
複屈折特性を有する検出対象に直線偏光を入射し、前記検出対象及び検光子を透過した光の透過光強度に基づいて前記検出対象のパラメータを検出する、検出対象のパラメータ検出方法であって、
前記検光子の透過軸方向が入射面に対して任意の角度ω傾き、
偏光方向が入射面に対して任意の角度α１傾いている直線偏光が前記検出対象に入射している時の透過光強度Ｉ(ω，α１)と、
偏光方向が入射面に対して角度α２(＝α１＋９０°)傾いている直線偏光が前記検出対象に入射している時の透過光強度Ｉ(ω，α２)と、
偏光方向が入射面に対して角度α３(＝α１＋４５°)傾いている直線偏光が前記検出対象に入射している時の透過光強度Ｉ(ω，α３)を検出し、
前記検出した透過光強度Ｉ(ω，α１)、Ｉ(ω，α２)、Ｉ(ω，α３)を用いて、以下の式により前記検出対象のリタデーションＲを求める、
【数７】
ことを特徴とする検出対象のパラメータ検出方法。
【請求項５】
複屈折特性を有する検出対象に直線偏光を入射し、前記検出対象及び検光子を透過した光の透過光強度に基づいて前記検出対象のパラメータを検出する、検出対象のパラメータ検出方法であって、
前記検光子の透過軸方向が入射面に対して任意の角度ω傾き、
偏光方向が入射面に対して任意の角度α１傾いている直線偏光が前記検出対象に入射している時の透過光強度Ｉ(ω，α１)と、
偏光方向が入射面に対して角度α２(＝α１＋９０°)傾いている直線偏光が前記検出対象に入射している時の透過光強度Ｉ(ω，α２)と、
偏光方向が入射面に対して角度α４(＝α１＋１３５°)傾いている直線偏光が前記検出対象に入射している時の透過光強度Ｉ(ω，α４)を検出し、
前記検出した透過光強度Ｉ(ω，α１)、Ｉ(ω，α２)、Ｉ(ω，α４)を用いて、以下の式により前記検出対象のリタデーションＲを求める、
【数８】
ことを特徴とする検出対象のパラメータ検出方法。
【請求項６】
複屈折特性を有する検出対象に直線偏光を入射し、前記検出対象及び検光子を透過した光の透過光強度に基づいて前記検出対象のパラメータを検出する、検出対象のパラメータ検出方法であって、
偏光方向が入射面に対して任意の角度α傾いている直線偏光が前記検出対象に入射し、前記検光子の透過軸方向が入射面に対して角度ωｉ傾いている時の透過光強度Ｉ(ωｉ，α)を、相異なる少なくとも３つ以上のωｉに対して検出し、
前記検出した少なくとも３つ以上の透過光強度Ｉ(ωｉ，α)と以下の式を用いて変数Ａ、Ｂ、Ｃを求め、
【数９】
求めた変数Ａ、Ｂ、Ｃを用いて、以下の式により前記検出対象のリタデーションＲを求める、
【数１０】
ことを特徴とする検出対象のパラメータ検出方法。
【請求項７】
複屈折特性を有する検出対象に直線偏光を入射し、前記検出対象及び検光子を透過した光の透過光強度に基づいて前記検出対象のパラメータを検出する、検出対象のパラメータ検出方法であって、
偏光方向が入射面に対して任意の角度α傾いている直線偏光が前記検出対象に入射し、
前記検光子の透過軸方向が入射面に対して任意の角度ω１傾いている時の透過光強度Ｉ(ω１，α)と、
前記検光子の透過軸方向が入射面に対して角度ω２(＝ω１＋９０°)傾いている時の透過光強度Ｉ(ω２，α)と、
前記検光子の透過軸方向が入射面に対して角度ω３(＝ω１＋４５°)傾いている時の透過光強度Ｉ(ω３，α)を検出し、
前記検出した透過光強度Ｉ(ω１，α)、Ｉ(ω２，α)、Ｉ(ω３，α)を用いて、以下の式により前記検出対象のリタデーションＲを求める、
【数１１】
ことを特徴とする検出対象のパラメータ検出方法。
【請求項８】
複屈折特性を有する検出対象に直線偏光を入射し、前記検出対象及び検光子を透過した光の透過光強度に基づいて前記検出対象のパラメータを検出する、検出対象のパラメータ検出方法であって、
偏光方向が入射面に対して任意の角度α傾いている直線偏光が前記検出対象に入射し、
前記検光子の透過軸方向が入射面に対して任意の角度ω１傾いている時の透過光強度 Ｉ(ω１，α)と、
前記検光子の透過軸方向が入射面に対して角度ω２(＝ω１＋９０°)傾いている時の透過光強度Ｉ(ω２，α)と、
前記検光子の透過軸方向が入射面に対して角度ω４(＝ω１＋１３５°)傾いている時の透過光強度Ｉ(ω４，α)を検出し、
前記検出した透過光強度Ｉ(ω１，α)、Ｉ(ω２，α)、Ｉ(ω４，α)を用いて、以下の式により前記検出対象のリタデーションＲを求める、
【数１２】
ことを特徴とする検出対象のパラメータ検出方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の検出対象のパラメータ検出方法であって、
検出した前記検出対象のリタデーションＲに基づいて前記検出対象の厚さｄを求める、
ことを特徴とする検出対象のパラメータ検出方法。
【請求項１０】
光源と、
前記光源から照射された光の中から透過軸方向の直線偏光を透過し、当該透過軸方向が前記光源から発光された光の進行方向に平行な軸を回転軸として回転可能な偏光子と、
前記偏光子を透過した光が、基板面の法線に対して傾いた角度で入射するように配置された検出対象と、
前記検出対象を透過した光の中から、透過軸方向の直線偏光を透過し、当該透過軸方向が前記検出対象を透過した光の進行方向に平行な軸を回転軸として回転可能な検光子と、
前記検光子を透過した光の強度を透過光強度として検出する検出装置と、
前記検出装置で検出した透過光強度を入力する処理装置を備え、
前記処理装置は、請求項１〜９のいずれかに記載の方法を用いて前記検出対象のリタデーションＲと厚さｄの少なくとも一方を求める、
ことを特徴とする検出対象のパラメータ検出装置。
【請求項１】
複屈折特性を有する検出対象に直線偏光を入射し、前記検出対象及び検光子を透過した光の透過光強度に基づいて前記検出対象のパラメータを検出する、検出対象のパラメータ検出方法であって、
前記検光子の透過軸方向が入射面に対して任意の角度ω０傾き、偏光方向が入射面に平行である直線偏光が前記検出対象に入射している時の透過光強度Ｉ(ω０，０)を検出し、
前記検光子の透過軸方向が入射面に対して前記任意の角度ω０傾き、偏光方向が入射面に対して９０°傾いている直線偏光が前記検出対象に入射している時の透過光強度Ｉ(ω０，９０°)を検出し、
前記検出した透過光強度Ｉ(ω０，０°)とＩ（ω０，９０°）を用いて、以下の式により比ｒを算出し、
【数１】
前記検光子の透過軸方向が入射面に対して任意の角度ω傾き、直線偏光の偏光方向が入射面に対して任意の角度α傾いている時の透過光強度Ｉ(ω，α)を、相異なる少なくとも２つ以上の(ω，α)の組み合わせに対して検出し、
当該検出した少なくとも２つ以上の透過光強度Ｉ(ω、α)と以下の式を用いて前記検出対象のリタデーションＲを求める、
【数２】
（Ｉ０；入射光の強度，Ｔｐ；ｐ偏光に対する検出対象の透過率，λ；入射光の波長）
ことを特徴とする検出対象のパラメータ検出方法。
【請求項２】
複屈折特性を有する検出対象に直線偏光を入射し、前記検出対象及び検光子を透過した光の透過光強度に基づいて前記検出対象のパラメータを検出する、検出対象のパラメータ検出方法であって、
偏光方向が入射面に対して任意の角度α０傾いている直線偏光が前記検出対象に入射し、前記検光子の透過軸方向が入射面に平行である時の透過光強度Ｉ(０°，α０)を検出し、
偏光方向が入射面に対して前記任意の角度α０傾いている直線偏光が前記検出対象に入射し、前記検光子の透過軸方向が入射面に対して９０°傾いている時の透過光強度Ｉ(９０°，α０)を検出し、
前記検出した透過光強度Ｉ(０°，α０)とＩ(９０°，α０)を用いて、以下の式により比ｒを算出し、
【数３】
前記検光子の透過軸方向が入射面に対して任意の角度ω傾き、直線偏光の偏光方向が入射面に対して任意の角度α傾いている時の透過光強度Ｉ(ω，α)を、相異なる少なくとも２つ以上の(ω，α)の組み合わせに対して検出し、
当該検出した少なくとも２つ以上の透過光強度Ｉ(ω、α)と以下の式を用いて前記検出対象のリタデーションＲを求める、
【数４】
（Ｉ０；入射光の強度，Ｔｐ；ｐ偏光に対する検出対象の透過率，λ；入射光の波長）
ことを特徴とする検出対象のパラメータ検出方法。
【請求項３】
複屈折特性を有する検出対象に直線偏光を入射し、前記検出対象及び検光子を透過した光の透過光強度に基づいて前記検出対象のパラメータを検出する、検出対象のパラメータ検出方法であって、
前記検光子の透過軸方向が入射面に対して任意の角度ω傾き、偏光方向が入射面に対して角度αｉ傾いている直線偏光が前記検出対象に入射している時の透過光強度Ｉ(ω，αｉ)を、相異なる少なくとも３つ以上のαｉに対して検出し、
前記検出した少なくとも３つ以上の透過光強度Ｉ(ω，αｉ)と以下の式を用いて変数Ａ、Ｂ、Ｃを求め、
【数５】
求めた変数Ａ、Ｂ、Ｃを用いて、以下の式により前記検出対象のリタデーションＲを求める、
【数６】
ことを特徴とする検出対象のパラメータ検出方法。
【請求項４】
複屈折特性を有する検出対象に直線偏光を入射し、前記検出対象及び検光子を透過した光の透過光強度に基づいて前記検出対象のパラメータを検出する、検出対象のパラメータ検出方法であって、
前記検光子の透過軸方向が入射面に対して任意の角度ω傾き、
偏光方向が入射面に対して任意の角度α１傾いている直線偏光が前記検出対象に入射している時の透過光強度Ｉ(ω，α１)と、
偏光方向が入射面に対して角度α２(＝α１＋９０°)傾いている直線偏光が前記検出対象に入射している時の透過光強度Ｉ(ω，α２)と、
偏光方向が入射面に対して角度α３(＝α１＋４５°)傾いている直線偏光が前記検出対象に入射している時の透過光強度Ｉ(ω，α３)を検出し、
前記検出した透過光強度Ｉ(ω，α１)、Ｉ(ω，α２)、Ｉ(ω，α３)を用いて、以下の式により前記検出対象のリタデーションＲを求める、
【数７】
ことを特徴とする検出対象のパラメータ検出方法。
【請求項５】
複屈折特性を有する検出対象に直線偏光を入射し、前記検出対象及び検光子を透過した光の透過光強度に基づいて前記検出対象のパラメータを検出する、検出対象のパラメータ検出方法であって、
前記検光子の透過軸方向が入射面に対して任意の角度ω傾き、
偏光方向が入射面に対して任意の角度α１傾いている直線偏光が前記検出対象に入射している時の透過光強度Ｉ(ω，α１)と、
偏光方向が入射面に対して角度α２(＝α１＋９０°)傾いている直線偏光が前記検出対象に入射している時の透過光強度Ｉ(ω，α２)と、
偏光方向が入射面に対して角度α４(＝α１＋１３５°)傾いている直線偏光が前記検出対象に入射している時の透過光強度Ｉ(ω，α４)を検出し、
前記検出した透過光強度Ｉ(ω，α１)、Ｉ(ω，α２)、Ｉ(ω，α４)を用いて、以下の式により前記検出対象のリタデーションＲを求める、
【数８】
ことを特徴とする検出対象のパラメータ検出方法。
【請求項６】
複屈折特性を有する検出対象に直線偏光を入射し、前記検出対象及び検光子を透過した光の透過光強度に基づいて前記検出対象のパラメータを検出する、検出対象のパラメータ検出方法であって、
偏光方向が入射面に対して任意の角度α傾いている直線偏光が前記検出対象に入射し、前記検光子の透過軸方向が入射面に対して角度ωｉ傾いている時の透過光強度Ｉ(ωｉ，α)を、相異なる少なくとも３つ以上のωｉに対して検出し、
前記検出した少なくとも３つ以上の透過光強度Ｉ(ωｉ，α)と以下の式を用いて変数Ａ、Ｂ、Ｃを求め、
【数９】
求めた変数Ａ、Ｂ、Ｃを用いて、以下の式により前記検出対象のリタデーションＲを求める、
【数１０】
ことを特徴とする検出対象のパラメータ検出方法。
【請求項７】
複屈折特性を有する検出対象に直線偏光を入射し、前記検出対象及び検光子を透過した光の透過光強度に基づいて前記検出対象のパラメータを検出する、検出対象のパラメータ検出方法であって、
偏光方向が入射面に対して任意の角度α傾いている直線偏光が前記検出対象に入射し、
前記検光子の透過軸方向が入射面に対して任意の角度ω１傾いている時の透過光強度Ｉ(ω１，α)と、
前記検光子の透過軸方向が入射面に対して角度ω２(＝ω１＋９０°)傾いている時の透過光強度Ｉ(ω２，α)と、
前記検光子の透過軸方向が入射面に対して角度ω３(＝ω１＋４５°)傾いている時の透過光強度Ｉ(ω３，α)を検出し、
前記検出した透過光強度Ｉ(ω１，α)、Ｉ(ω２，α)、Ｉ(ω３，α)を用いて、以下の式により前記検出対象のリタデーションＲを求める、
【数１１】
ことを特徴とする検出対象のパラメータ検出方法。
【請求項８】
複屈折特性を有する検出対象に直線偏光を入射し、前記検出対象及び検光子を透過した光の透過光強度に基づいて前記検出対象のパラメータを検出する、検出対象のパラメータ検出方法であって、
偏光方向が入射面に対して任意の角度α傾いている直線偏光が前記検出対象に入射し、
前記検光子の透過軸方向が入射面に対して任意の角度ω１傾いている時の透過光強度 Ｉ(ω１，α)と、
前記検光子の透過軸方向が入射面に対して角度ω２(＝ω１＋９０°)傾いている時の透過光強度Ｉ(ω２，α)と、
前記検光子の透過軸方向が入射面に対して角度ω４(＝ω１＋１３５°)傾いている時の透過光強度Ｉ(ω４，α)を検出し、
前記検出した透過光強度Ｉ(ω１，α)、Ｉ(ω２，α)、Ｉ(ω４，α)を用いて、以下の式により前記検出対象のリタデーションＲを求める、
【数１２】
ことを特徴とする検出対象のパラメータ検出方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の検出対象のパラメータ検出方法であって、
検出した前記検出対象のリタデーションＲに基づいて前記検出対象の厚さｄを求める、
ことを特徴とする検出対象のパラメータ検出方法。
【請求項１０】
光源と、
前記光源から照射された光の中から透過軸方向の直線偏光を透過し、当該透過軸方向が前記光源から発光された光の進行方向に平行な軸を回転軸として回転可能な偏光子と、
前記偏光子を透過した光が、基板面の法線に対して傾いた角度で入射するように配置された検出対象と、
前記検出対象を透過した光の中から、透過軸方向の直線偏光を透過し、当該透過軸方向が前記検出対象を透過した光の進行方向に平行な軸を回転軸として回転可能な検光子と、
前記検光子を透過した光の強度を透過光強度として検出する検出装置と、
前記検出装置で検出した透過光強度を入力する処理装置を備え、
前記処理装置は、請求項１〜９のいずれかに記載の方法を用いて前記検出対象のリタデーションＲと厚さｄの少なくとも一方を求める、
ことを特徴とする検出対象のパラメータ検出装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００６−９０８２０（Ｐ２００６−９０８２０Ａ）
【公開日】平成１８年４月６日（２００６．４．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２７６２０３（Ｐ２００４−２７６２０３）
【出願日】平成１６年９月２２日（２００４．９．２２）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ポラロイド
【出願人】（５９６０２８７５６）名菱テクニカ株式会社 (4)
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年４月６日（２００６．４．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月２２日（２００４．９．２２）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ポラロイド
【出願人】（５９６０２８７５６）名菱テクニカ株式会社 (4)
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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