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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023064699
(43)【公開日】2023-05-11
(54)【発明の名称】光学測定システム
(51)【国際特許分類】
G01N 21/49 20060101AFI20230501BHJP
【ＦＩ】
G01N21/49 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022139055
(22)【出願日】2022-09-01
(31)【優先権主張番号】P 2021174531
(32)【優先日】2021-10-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000206967
【氏名又は名称】大塚電子株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】504132272
【氏名又は名称】国立大学法人京都大学
(74)【代理人】
【識別番号】110001195
【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】福谷 義樹
(72)【発明者】
【氏名】牟田口 綾夏
(72)【発明者】
【氏名】長沢 広也
(72)【発明者】
【氏名】村上 典彦
(72)【発明者】
【氏名】西田 幸次
(72)【発明者】
【氏名】古谷 勉
(72)【発明者】
【氏名】小島 広之
(72)【発明者】
【氏名】古賀 毅
【テーマコード（参考）】
2G059
【Ｆターム（参考）】
2G059AA05
2G059BB08
2G059EE01
2G059FF01
2G059GG01
2G059JJ19
2G059JJ20
2G059KK04
2G059LL02
2G059NN06
(57)【要約】
【課題】試料に光ビームを照射することで試料を測定する光学測定システムにおいて、測定精度を高めることができる新規な構成を提供する。
【解決手段】光学測定システムは、光ビームを発生する光源と、光源と試料との間に配置され、光ビームの偏光方向を制限する偏光子と、光ビームが試料に照射されて生じる散乱光を観測する検出器と、試料と検出器との間に配置された検光子とを含む。検光子は、光ビームの光軸との交差位置を含む光軸中心領域に入射する光に対して、光軸中心領域以外の領域に入射する光より大きな減衰を与える。
【選択図】図２
【解決手段】光学測定システムは、光ビームを発生する光源と、光源と試料との間に配置され、光ビームの偏光方向を制限する偏光子と、光ビームが試料に照射されて生じる散乱光を観測する検出器と、試料と検出器との間に配置された検光子とを含む。検光子は、光ビームの光軸との交差位置を含む光軸中心領域に入射する光に対して、光軸中心領域以外の領域に入射する光より大きな減衰を与える。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光ビームを発生する光源と、
前記光源と試料との間に配置され、前記光ビームの偏光方向を制限する偏光子と、
前記光ビームが前記試料に照射されて生じる散乱光を観測する検出器と、
前記試料と前記検出器との間に配置された検光子とを備え、
前記検光子は、前記光ビームの光軸との交差位置を含む光軸中心領域に入射する光に対して、前記光軸中心領域以外の領域に入射する光より大きな減衰を与える、光学測定システム。
前記光源と試料との間に配置され、前記光ビームの偏光方向を制限する偏光子と、
前記光ビームが前記試料に照射されて生じる散乱光を観測する検出器と、
前記試料と前記検出器との間に配置された検光子とを備え、
前記検光子は、前記光ビームの光軸との交差位置を含む光軸中心領域に入射する光に対して、前記光軸中心領域以外の領域に入射する光より大きな減衰を与える、光学測定システム。
【請求項2】
前記検光子は、前記光軸中心領域に入射した光の少なくとも一部を前記検出器へ透過させる、請求項１に記載の光学測定システム。
【請求項3】
前記検光子は、
第１の透過軸を有する第１の偏光板と、
前記第１の透過軸と直交する第２の透過軸を有する第２の偏光板と、
前記第１の偏光板と前記第２の偏光板との間に配置され、偏光方向をかく乱する、前記光軸中心領域に相当する領域に開口が設けられている光学素子とを含む、請求項１に記載の光学測定システム。
第１の透過軸を有する第１の偏光板と、
前記第１の透過軸と直交する第２の透過軸を有する第２の偏光板と、
前記第１の偏光板と前記第２の偏光板との間に配置され、偏光方向をかく乱する、前記光軸中心領域に相当する領域に開口が設けられている光学素子とを含む、請求項１に記載の光学測定システム。
【請求項4】
前記光学素子は、前記第１の透過軸と前記第２の透過軸との間にある角度の第３の透過軸を有する第３の偏光板を含む、請求項３に記載の光学測定システム。
【請求項5】
前記光学素子は、位相差板および偏光解消板のいずれかを含む、請求項３に記載の光学測定システム。
【請求項6】
前記開口の大きさは、前記光ビームのビーム径に応じて設計される、請求項３に記載の光学測定システム。
【請求項7】
前記検光子は、同一面内に配置された、第１の透過軸を有する第１の領域と、前記第１の透過軸と直交する第２の透過軸を有する第２の領域とから構成され、
前記第１の領域と前記第２の領域とは、前記光軸中心領域に相当する部分を除いて、前記光ビームの光軸を含む平面に沿って接合されるとともに、前記光軸中心領域に相当する部分は前記第１の領域の一部として構成される、請求項１に記載の光学測定システム。
前記第１の領域と前記第２の領域とは、前記光軸中心領域に相当する部分を除いて、前記光ビームの光軸を含む平面に沿って接合されるとともに、前記光軸中心領域に相当する部分は前記第１の領域の一部として構成される、請求項１に記載の光学測定システム。
【請求項8】
前記第１の透過軸は、前記偏光子の透過軸と直交している、請求項７に記載の光学測定システム。
【請求項9】
前記光軸中心領域の大きさは、前記光ビームのビーム径に応じて設計される、請求項７に記載の光学測定システム。
【請求項10】
前記検光子と前記検出器との間に配置され、前記光ビームの光軸からの距離に依存して透過率が変化するように構成されたフィルタをさらに備える、請求項１～９のいずれか１項に記載の光学測定システム。
【請求項11】
前記フィルタは、予め設計された濃淡パターンを印刷することで作成される、請求項１０に記載の光学測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、試料に生じる散乱パターンを測定するための光学測定システムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、高分子物質のミクロ構造を測定する方法の一つとして、小角光散乱法が知られている。小角光散乱法は、試料に光ビームを照射し、光ビームの照射によって生じる散乱光のパターンを観測することで、ミクロ構造を決定する方法である。例えば、特許文献１（特開平０７－３０１６０２号公報）は、試料に偏光子を通った平行ビームを照射し、検光子を通して結像面に形成された散乱光のパターンを測定する光散乱測定装置において、粒子の大きさ、形態、配向等の物性値の情報を最大限引き出すことのできる物質の構造解析装置を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平０７－３０１６０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
試料に光ビーム（入射光）を照射することで、試料を透過した光（透過光）と、透過光が試料で散乱および／または回折された光（散乱光および／または回折光；以下、「散乱光」と総称する。）とが発生する。検出器には、透過光および散乱光の両方が入射する。測定対象である散乱光に比較して、透過光の強度は桁違いに大きく、検出器で検出可能なダイナミックレンジを十分に確保しなければ、部分的な飽和などが生じるため、十分な測定精度を維持できない。
【0005】
本発明の一つの目的は、試料に光ビームを照射することで試料を測定する光学測定システムにおいて、測定精度を高めることができる新規な構成を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明のある局面に従う光学測定システムは、光ビームを発生する光源と、光源と試料との間に配置され、光ビームの偏光方向を制限する偏光子と、光ビームが試料に照射されて生じる散乱光を観測する検出器と、試料と検出器との間に配置された検光子とを含む。検光子は、光ビームの光軸との交差位置を含む光軸中心領域に入射する光に対して、光軸中心領域以外の領域に入射する光より大きな減衰を与える。
【0007】
検光子は、光軸中心領域に入射した光の少なくとも一部を検出器へ透過させるようにしてもよい。
【0008】
検光子は、第１の透過軸を有する第１の偏光板と、第１の透過軸と直交する第２の透過軸を有する第２の偏光板と、第１の偏光板と第２の偏光板との間に配置され、偏光方向をかく乱する、光軸中心領域に相当する領域に開口が設けられている光学素子とを含んでいてもよい。
【0009】
光学素子は、第１の透過軸と第２の透過軸との間にある角度の第３の透過軸を有する第３の偏光板を含んでいてもよい。
【0010】
光学素子は、位相差板および偏光解消板のいずれかを含んでいてもよい。
【0011】
開口の大きさは、光ビームのビーム径に応じて設計されてもよい。
【0012】
検光子は、同一面内に配置された、第１の透過軸を有する第１の領域と、第１の透過軸と直交する第２の透過軸を有する第２の領域とから構成されてもよい。第１の領域と第２の領域とは、光軸中心領域に相当する部分を除いて、光ビームの光軸を含む平面に沿って接合されるとともに、光軸中心領域に相当する部分は第１の領域の一部として構成されてもよい。
【0013】
第１の透過軸は、偏光子の透過軸と直交していてもよい。
【0014】
光軸中心領域の大きさは、光ビームのビーム径に応じて設計されてもよい。
【0015】
光学測定システムは、検光子と検出器との間に配置され、光ビームの光軸からの距離に依存して透過率が変化するように構成されたフィルタをさらに含んでいてもよい。
【0016】
フィルタは、予め設計された濃淡パターンを印刷することで作成されてもよい。
【発明の効果】
【0017】
本発明のある実施の形態によれば、測定精度を高めることができる新規な構成を有する光学測定システムを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本実施の形態に従う光学測定システムの構成例を示す模式図である。
【図2】本実施の形態に従う光学測定システムの偏光子および検光子の第１の構成例を示す模式図である。
【図3】本実施の形態に従う光学測定システムの偏光子および検光子の第１の構成例を示す模式図である。
【図5】本実施の形態に従う光学測定システム１の偏光子および検光子の第１の構成例の第１の変形例を示す模式図である。
【図6】本実施の形態に従う光学測定システム１の偏光子および検光子の第１の構成例の第２の変形例を示す模式図である。
【図7】本実施の形態に従う光学測定システム１の偏光子および検光子の第１の構成例の第３の変形例を示す模式図である。
【図8】本実施の形態に従う光学測定システムの偏光子および検光子の第２の構成例を示す模式図である。
【図11】本実施の形態に従う光学測定システムにおけるアポダイジングフィルタの配置例を示す模式図である。
【図12】本実施の形態に従う光学測定システムにおいて使用されるアポダイジングフィルタの一例を示す模式図である。
【図14】本実施の形態に従う光学測定システムにおけるアポダイジングフィルタの作成手順の一例を示すフローチャートである。
【図15】本実施の形態に従う光学測定システムに含まれる処理装置の構成例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【0020】
＜Ａ．光学測定システムの構成例＞
まず、本実施の形態に従う光学測定システム１の構成例について説明する。光学測定システム１は、小角光散乱法を実現するための光学系を有している。
まず、本実施の形態に従う光学測定システム１の構成例について説明する。光学測定システム１は、小角光散乱法を実現するための光学系を有している。
【0021】
図１は、本実施の形態に従う光学測定システム１の構成例を示す模式図である。図１を参照して、光学測定システム１は、筐体１６に配置された光学系として、光源１０と、シャッタ１２と、ＮＤ（Neutral Density）フィルタ１４と、ミラー２０，２２と、偏光子３０と、試料ホルダ２４と、検光子４０と、スクリーン５０と、検出器６０とを含む。
【0022】
光源１０は、試料２に対して照射される入射光４である光ビームを発生する。光源１０は、ヘリウムネオンレーザといったガスレーザ、固体レーザ、半導体レーザなどを用いることができる。光ビームのビーム径（直径）は、例えば、１ｍｍ程度である。
【0023】
シャッタ１２は、ユーザが試料ホルダ２４に試料２などを配置する際に、入射光４が照射されないように遮光する。シャッタ１２は、筐体１６に設けられた試料２を出し入れするための扉（図示しない）と連動するように構成されてもよい。すなわち、ユーザが扉を開けている状態では、入射光４が試料２に照射できないようにしてもよい。
【0024】
ＮＤフィルタ１４は、光源１０が発生する入射光４の強度を調整する。ＮＤフィルタ１４は、減衰量を調整できるようになってもよい。これによって、試料２に照射される入射光４の強度を試料２の厚さなどに応じて調整できる。
【0025】
ミラー２０およびミラー２２は、入射した入射光４を反射することで、光源１０が照射する入射光４の光路を折り曲げる。
【0026】
偏光子３０は、光源１０と試料２との間に配置され、光源１０が発生する入射光４の偏光方向を制限する。偏光子３０は、光軸を中心として回転可能に構成されており、入射光４の偏光方向を制限する向きを変化させることができる。
【0027】
試料ホルダ２４は、偏光子３０と検光子４０との間に配置され、試料２を保持する。
【0028】
検光子４０は、試料２と検出器６０との間に配置され、試料２を観測して得られる像の偏光方向を選択する。
【0029】
スクリーン５０は、検光子４０を透過した後の光を受光する。すなわち、スクリーン５０には、検光子４０を透過した後の光（透過光６および散乱光８を含む）の像が現れる。
【0030】
検出器６０は、入射光４が試料２に照射されて生じる像を観測する。検出器６０は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary MOS）イメージセンサなどの２次元検出器であってもよいし、フォトマルチプライヤなどの１次元検出器であってもよい。
【0031】
なお、図１には、スクリーン５０に投影された像を検出器６０が観測する構成例を示すが、スクリーン５０を取り除き、試料２を透過した後の光（透過光６および散乱光８を含む）が検出器６０に直接入射するようにしてもよい。この場合には、試料２を透過した後の光の像は、検出器６０内部の撮像素子上に投影されることになる。
【0032】
また、図１には、光学系をコンパクト化するために、２つのミラー２０，２２を用いて光路を折り曲げているが、ミラー２０，２２は必ずしも必要はなく、光源１０から検出器６０までを一直線としてもよいし、その他の光路の形態を採用してもよい。
【0033】
光学測定システム１は、検出器６０の検出結果を解析して、試料２のミクロ構造を特定するための測定結果を算出する。スクリーン５０には、試料２の結晶状態や構造の物性情報を反映した散乱パターンが現れる。現れる散乱パターンは、試料２が有する構造のフーリエ変換パターンに相当する。処理装置１００は、スクリーン５０に現れる散乱パターンに基づいて、試料２の構造および形態を解析する。
【0034】
光学測定システム１は、Ｖｖ散乱およびＨｖ散乱により現れる像を観測する。Ｖｖ散乱は、偏光子３０の透過軸と検光子４０の透過軸とが平行である状態において生じる散乱である。Ｖｖ散乱により生じる散乱パターン（以下、「Ｖｖ散乱パターン」とも称す。）は、偏光維持成分を反映したものとなる。一方、Ｈｖ散乱は、偏光子３０の透過軸と検光子４０の透過軸とが直交した測定状態で生じる散乱である。Ｈｖ散乱により生じる散乱パターン（以下、「Ｈｖ散乱パターン」とも称す。）は、偏光解消成分を反映したものとなる。
【0035】
試料２が光学的に等方的な内部構造を有している場合には、内部構造を反映したＶｖ散乱パターンが現れ、Ｈｖ散乱パターンは現れない。これに対して、試料２が光学的に異方的な内部構造を有している場合には、内部構造を反映したＶｖ散乱パターンおよびＨｖ散乱パターンが現れる。Ｖｖ散乱とＨｖ散乱との強度比は、光学異方性の存在の指標になる。
【0036】
光学測定システム１においては、光源１０が発生する入射光４の光軸との交差位置を含む光軸中心領域に入射する光に対して、光軸中心領域以外の領域に入射する光より大きな減衰を与える検光子４０を採用する。このような検光子４０を採用することで、検出器６０が観測する像において、試料２からの透過光６と散乱光８との強度差を抑制できる。これによって、検出器６０がより正確に像を観測でき、測定精度を高めることができる。
【0037】
＜Ｂ．偏光子および検光子の第１の構成例＞
次に、本実施の形態に従う光学測定システム１の偏光子および検光子の第１の構成例について説明する。
次に、本実施の形態に従う光学測定システム１の偏光子および検光子の第１の構成例について説明する。
【0038】
図２および図３は、本実施の形態に従う光学測定システム１の偏光子および検光子の第１の構成例を示す模式図である。図２には、Ｖｖ散乱パターンを測定する場合の光学系を示し、図３には、Ｈｖ散乱パターンを測定する場合の光学系を示す。
【0039】
図２を参照して、偏光子３０は、第１の透過軸を有する偏光板３１からなる。一例として、偏光板３１は、９０°方向に透過軸（時間表示で３時－９時の方向）を有している。
【0040】
なお、説明の便宜上、各偏光板の透過軸の具体的な角度を示すが、各偏光板の透過軸の具体的な角度は、便宜上でのものであり、技術的な意味はない。後述するような、偏光板の透過軸間の相対的な関係が維持される限り、透過軸の角度についてはどのように定義してもよい。
【0041】
検光子４０は、偏光板４１，４２，４３からなる。Ｖｖ散乱パターンを測定するために、偏光板４１は、偏光子３０の偏光板３１と平行な方向に偏光方法を制限する。図２に示す例では、偏光板４１は、９０°方向に透過軸（時間表示で３時－９時の方向）を有している。偏光子３０の偏光板３１の透過軸と検光子４０の偏光板４１の透過軸とは、平行な状態に構成される。
【0042】
偏光板４２，４３は、偏光板４１を透過した透過光６および散乱光８のうち、透過光６をより大きく減衰させる。より具体的には、偏光板４２には、入射光４の光軸ＡＸとの交差位置を含む光軸中心領域に相当する領域に開口４４が設けられている。開口４４は、主として、透過光６を偏光状態に影響を受けることなく偏光板４２を通過させることを目的に構成されている。そのため、開口４４の大きさは、透過光６のビーム径に応じて決定される。より具体的には、開口４４は、試料２を透過した透過光６のみを通過させ、試料２で生じた散乱光８がなるべく通過しないような大きさに設計される。
【0043】
より具体的には、開口４４の大きさは、入射光４のビーム径の数倍程度（好ましくは、１～３倍程度）に設計してもよい。例えば、入射光４のビーム径が１ｍｍである場合には、開口４４の径（直径）は、１～３ｍｍとすることができる。
【0044】
偏光板４２は、偏光板４１の透過軸から時計回りに４５°傾いた透過軸（１３５°方向；時間表示で４時半－１０時半の方向）を有している。偏光板４３は、偏光板４２の透過軸からさらに時計回りに４５°傾いた透過軸（１８０°方向；時間表示で６時－１２時の方向）を有している。すなわち、偏光板４３は、偏光板４１の透過軸と直交する透過軸を有している。
【0045】
図２に示す光学系において、試料２で生じた透過光６の偏光方向は、偏光板３１の透過軸（９０°方向；時間表示で３時－９時の方向）に制限されているので、透過光６は、偏光板３１の透過軸と平行な透過軸を有する偏光板４１を透過する。続いて、透過光６は、偏光板４２の開口４４を通過するので、偏光板４２の影響を受けることなく、偏光板４３に入射する。偏光板４３の透過軸は、１８０°方向（時間表示で６時－１２時の方向）であり、透過光６の偏光方向と直交する。その結果、透過光６は、偏光板４３において大きく減衰することになる。すなわち、偏光板４３が透過光６のビームストッパーになる。
【0046】
なお、理論的には、透過光６は偏光板４３を透過できない（すなわち、透過率がゼロ）が、実際には、若干の漏れ出しがあり、この漏れ出た透過光６を検出器６０により観測することができる。このように、検光子４０は、光軸中心領域である開口４４に入射した光の少なくとも一部を検出器６０へ透過させる。
【0047】
検光子４０に入射する漏れ出た透過光６の強度は、試料２に入射する透過光６の強度の１／１０００～１／１００００程度になる。
【0048】
一方、試料２で生じた散乱光８は、偏光板４１に入射する。偏光板４１は、９０°方向に透過軸（時間表示で３時－９時の方向）を有している。そのため、散乱光８に含まれる成分のうち偏光維持成分（偏光方向が試料２で変化しない成分）は、偏光板４１を透過することができる。
【0049】
続いて、散乱光８のうち偏光維持成分は、偏光板４２を透過することで、偏光方向が１３５°方向（時間表示で４時半－１０時半の方向）に変化する。すなわち、散乱光８が偏光板４２を透過することで、偏光方向が時計回りに４５°変化するとともに、強度は１／２（＝ｃｏｓ２４５°）に減衰する。
【0050】
さらに続いて、散乱光８のうち偏光維持成分は、偏光板４３を透過することで、偏光方向が１８０°方向（時間表示で３－９時の方向）に変化する。すなわち、散乱光８が偏光板４３を透過することで、偏光方向がさらに時計回りに４５°変化するとともに、強度はさらに１／２（＝ｃｏｓ２４５°）に減衰する。
【0051】
その結果、試料２で生じた散乱光８のうち偏光維持成分は、強度が１／４に減衰した上で、スクリーン５０に投影されることになる。
【0052】
上述したように、スクリーン５０には、試料２で生じた散乱光８のうち偏光維持成分（強度は１／４に減衰している）と、漏れ出した微弱な透過光６とが投影されることになる。この投影された像は、微弱な透過光６を含むＶｖ散乱パターンとなる。検出器６０は、スクリーン５０に投影された像を観測する。
【0053】
【0054】
すなわち、偏光子３０の偏光板３１は、１８０°方向に透過軸（時間表示で６時－１２時の方向）を有している。
【0055】
Ｈｖ散乱パターンを測定するために、偏光板４１は、偏光子３０の偏光板３１と直交する方向に偏光方向を制限する。図３に示す例では、偏光板４１は、９０°方向に透過軸（時間表示で３時－９時の方向）を有している。偏光子３０の偏光板３１の透過軸と検光子４０の偏光板４１の透過軸とは、直交した状態に構成される。
【0056】
検光子４０の偏光板４２，４３は、図２において説明したものと同様である。
【0057】
図３に示す光学系において、試料２で生じた透過光６の偏光方向は、偏光板３１の透過軸（１８０°方向；時間表示で６時－１２時の方向）に制限されている。そのため、透過光６は、偏光板３１の透過軸と直交する透過軸を有する偏光板４１において大きく減衰することになる。すなわち、偏光板４１が透過光６のビームストッパーになる。
【0058】
なお、透過光６の一部は、偏光板４１から漏れ出ることになるが、偏光板４３によりほぼ遮光される。そのため、図３に示す光学系においては、実質的に、検出器６０により透過光６が測定されることはない。
【0059】
一方、試料２で生じた散乱光８は、偏光板４１に入射する。偏光板４１は、９０°方向に透過軸（時間表示で３時－９時の方向）を有している。そのため、散乱光８に含まれる成分のうち偏光解消成分（偏光方向が試料２で変化した成分）は、偏光板４１を透過することができる。
【0060】
続いて、散乱光８のうち偏光解消成分は、偏光板４２を透過することで、偏光方向が１３５°方向（時間表示で４時半－１０時半の方向）に変化する。すなわち、散乱光８が偏光板４２を透過することで、偏光方向が時計回りに４５°変化するとともに、強度は１／２（＝ｃｏｓ２４５°）に減衰する。
【0061】
さらに続いて、散乱光８のうち偏光解消成分は、偏光板４３を透過することで、偏光方向が１８０°方向（時間表示で３－９時の方向）に変化する。すなわち、散乱光８が偏光板４２を透過することで、偏光方向がさらに時計回りに４５°変化するとともに、強度はさらに１／２（＝ｃｏｓ２４５°）に減衰する。
【0062】
その結果、試料２で生じた散乱光８のうち偏光解消成分は、強度が１／４に減衰した上で、スクリーン５０に投影されることになる。
【0063】
上述したように、スクリーン５０には、試料２で生じた散乱光８のうち偏光解消成分（強度は１／４に減衰している）が投影されることになる。この投影された像は、Ｈｖ散乱パターンとなる。検出器６０は、スクリーン５０に投影された像を観測する。
【0064】
なお、Ｖｖ散乱パターンおよびＨｖ散乱パターンを測定するためには、偏光子３０の透過軸と検光子４０の透過軸とを平行および直交にそれぞれ切り替えることができればよい。図２および図３に示す光学系においては、検光子４０（偏光板４１，４２，４３の全体）を維持した状態で、偏光子３０（偏光板３１）を９０°回転することで、２つの状態を構成する例を示すが、偏光子３０（偏光板３１）を維持した状態で、検光子４０（偏光板４１，４２，４３の全体）全体を９０°回転させるようにしてもよい。
【0065】
また、図３に示す光学系においては、検出器６０により透過光６が観測されることはない。そのため、試料２を透過した透過光６に基づく偏光解消透過率を算出できない。偏光解消透過率を算出する必要がある場合には、図３に示す光学系において、偏光子３０の偏光板３１の透過軸と検光子４０の偏光板４１の透過軸とが直交した状態で両者を一体として９０°回転させるとともに、偏光板４１の透過軸と偏光板４３の透過軸とが平行となるようにした状態で、透過光６を測定する。あるいは、検光子４０の偏光板４３の透過軸を９０°回転させるとともに、偏光板４１の透過軸と偏光板４３の透過軸とが平行となるようにした状態で、透過光６を測定する。
【0066】
また、図２および図３に示す光学系においては、偏光板４１の透過軸と偏光板４３の透過軸との間にある角度の透過軸を有する（典型的には、４５°回転した）偏光板４２が１枚配置されているが、複数枚の偏光板４２を配置してもよい。
【0067】
図４は、図２および図３に示す光学測定システム１を用いた測定手順の一例を示すフローチャートである。図４を参照して、ユーザは、Ｖｖ散乱パターンを測定するための光学系（図２）、または、Ｈｖ散乱パターンを測定するための光学系（図３）を構成する（ステップＳ１０）。続いて、ユーザは、試料ホルダ２４に試料２を配置する（ステップＳ１１）。そして、ユーザは、入射光４を試料２に照射して、スクリーン５０に現れる像を検出器６０で観測する（ステップＳ１２）。
【0068】
処理装置１００は、観測された像（Ｖｖ散乱パターンまたはＨｖ散乱パターン）に基づいて解析処理を行って、測定結果を出力する（ステップＳ１３）。
【0069】
なお、光学測定システム１に対するキャリブレーションが予め行われているとする。
【0070】
一般的に、Ｖｖ散乱パターンおよびＨｖ散乱パターンのいずれか一方のみが測定されることが多いが、Ｖｖ散乱パターンおよびＨｖ散乱パターンの両方を測定する場合には、光学系を変更して、図４に示す処理手順が繰り返される。
【0071】
上述したように、透過軸が９０°回転している２つの偏光板４１および偏光板４３を配置するとともに、偏光板４１と偏光板４３との間に、偏光板４１の透過軸と偏光板４３の透過軸との間にある角度の透過軸を有する偏光板４２が配置される。また、偏光板４２には、入射光４の光軸ＡＸとの交差位置を含む光軸中心領域に相当する部分に開口４４が設けられている。
【0072】
このような光学系を採用することによって、小角光散乱法に用いられる検光子４０としての機能とともに、透過光６のビームストッパーとしての機能を実現できる。このように、検光子４０は、入射光４の光軸ＡＸとの交差位置を含む光軸中心領域（偏光板４２に設けられた開口４４）に入射する光に対して、光軸中心領域以外の領域に入射する光より大きな減衰を与える。
【0073】
なお、図２に示す光学系においては、透過光６は完全に遮光されるのではなく、一部は漏れ出すので、透過光６を含む像を検出器６０により観測できる。そのため、検出器６０のダイナミックレンジを大きくすることなく、透過光６を含む像を観測できることで、散乱光８だけではなく、透過光６の情報も取得できる。検光子４０に入射する漏れ出た透過光６の強度は、試料２に入射する透過光６の強度の１／１０００～１／１００００程度になる。
【0074】
散乱光８だけではなく、透過光６の情報を同時に取得することで、例えば、散乱光８の強度が変化した場合に、当該変化を生じさせた要因（例えば、入射光４の強度変化、試料２の透明度の変化、試料２の散乱体の変化など）を推定することができる。
【0075】
また、偏光板４２に開口４４を設けるだけでよいので、作成が容易である。例えば、ビームストッパーの構成例としては、検光子４０とスクリーン５０との間に遮光物を配置する、あるいは、スクリーン５０上に直接遮光物を配置するなどの方法もあるが、これらの方法に比較して、本実施の形態に従うビームストッパーの構成は容易である。また、スクリーン５０に投影される像に対するノイズなどの影響も低減できる。
【0076】
このように、第１の構成例によれば、光学的原理が明解であり、開口４４を設けるための加工も比較的容易である。
【0077】
＜Ｃ．偏光子および検光子の第１の構成例の変形例＞
上述の第１の構成例においては、偏光板４１の透過軸と偏光板４２の透過軸との間に４５°の差を設けることで、散乱光８は、透過光６に比較して偏光板４３を透過しやすくなる。すなわち、偏光板４１を透過した散乱光８の偏光方向をかく乱することで、偏光板４３に対する透過性を高める。
上述の第１の構成例においては、偏光板４１の透過軸と偏光板４２の透過軸との間に４５°の差を設けることで、散乱光８は、透過光６に比較して偏光板４３を透過しやすくなる。すなわち、偏光板４１を透過した散乱光８の偏光方向をかく乱することで、偏光板４３に対する透過性を高める。
【0078】
このように、本実施の形態に従う光学測定システム１の検光子４０は、偏光板４１と、偏光板４１の透過軸と直交する透過軸を有する偏光板４３とを含む。検光子４０は、偏光板４１と偏光板４２との間に配置され、偏光板４１を透過した光の偏光方向をかく乱する光学素子をさらに含む。図２および図３には、光学素子として、偏光板４２を採用する構成例を示すが、偏光板４１を透過した散乱光８の偏光方向をかく乱する別の光学素子を採用してもよい。偏光方向をかく乱する光学素子としては、位相差板や偏光解消板を用いることができる。以下、第１の構成例のいくつかの変形例について説明する。
【0079】
（ｃ１：１／４波長板）
まず、位相差板の一例として、１／４波長板を用いる構成例について説明する。
まず、位相差板の一例として、１／４波長板を用いる構成例について説明する。
【0080】
図５は、本実施の形態に従う光学測定システム１の偏光子および検光子の第１の構成例の第１の変形例を示す模式図である。説明の便宜上、図５には、Ｖｖ散乱パターンを測定する場合の光学系を示すが、Ｈｖ散乱パターンを測定する場合には、図３と同様に、偏光板３１の透過軸を９０°回転させればよい。
【0081】
図５を参照して、検光子４０Ａは、図２および図３に示す検光子４０に比較して、偏光板４２を１／４波長板４２Ａに変更している。１／４波長板４２Ａは、入射する光に含まれる直交する偏光成分間にπ／２（＝１／４波長）の位相差を与える。偏光板４１を透過した散乱光８は、直線偏光となっているが、１／４波長板４２Ａを透過することで、円偏光となる。円偏光の散乱光８が偏光板４３に入射することで、その一部が偏光板４３を透過する。
【0082】
試料２で生じた散乱光８の偏光維持成分および偏光解消成分のいずれについても、強度が１／２に減衰した上で、スクリーン５０に投影されることになる。第１の変形例によれば、上述の第１の構成例と同様に、光学的原理が明解であり、開口４４を設けるための加工も比較的容易であるという利点に加えて、散乱光８の像をより高い強度で観測できるという利点もある。
【0083】
（ｃ２：１／２波長板）
次に、位相差板の別の一例として、１／２波長板を用いる構成例について説明する。
次に、位相差板の別の一例として、１／２波長板を用いる構成例について説明する。
【0084】
図６は、本実施の形態に従う光学測定システム１の偏光子および検光子の第１の構成例の第２の変形例を示す模式図である。説明の便宜上、図６には、Ｖｖ散乱パターンを測定する場合の光学系を示すが、Ｈｖ散乱パターンを測定する場合には、図３と同様に、偏光板３１の透過軸を９０°回転させればよい。
【0085】
図６を参照して、検光子４０Ｂは、図２および図３に示す検光子４０に比較して、偏光板４２を１／２波長板４２Ｂに変更している。１／２波長板４２Ｂは、入射する光に含まれる直交する偏光成分間にπ（＝１／２波長）の位相差を与える。その結果、偏光板４１を透過した散乱光８が１／２波長板４２Ｂを透過すると、偏光方向が９０°回転することになる。１／２波長板４２Ｂを透過した散乱光８の偏光方向は、偏光板４３の透過軸と一致することになるため、偏光板４３を透過する。
【0086】
試料２で生じた散乱光８の偏光維持成分および偏光解消成分のいずれについても、（理論的には）強度を維持したままスクリーン５０に投影されることになる。第２の変形例によれば、光学的原理が明解であり、散乱光８の像をより高い強度で観測できる。
【0087】
なお、位相差板の一例として、１／４波長板および１／２波長板を用いる構成例について説明したが、入射する光に含まれる偏光成分に対して所定の位相差を与える（すなわち、偏光方向をかく乱する）ものであれば、どのような位相差板（光学素子）を用いてもよい。
【0088】
（ｃ３：偏光解消板）
次に、偏光解消板を用いる構成例について説明する。
次に、偏光解消板を用いる構成例について説明する。
【0089】
図７は、本実施の形態に従う光学測定システム１の偏光子および検光子の第１の構成例の第３の変形例を示す模式図である。説明の便宜上、図７には、Ｖｖ散乱パターンを測定する場合の光学系を示すが、Ｈｖ散乱パターンを測定する場合には、図３と同様に、偏光板３１の透過軸を９０°回転させればよい。
【0090】
図７を参照して、検光子４０Ｃは、図２および図３に示す検光子４０に比較して、偏光板４２を偏光解消板４２Ｃに変更している。偏光解消板４２Ｃは、入射する光の偏光方向をランダム化することによって、偏光状態を緩和する。その結果、偏光板４１を透過した散乱光８が偏光解消板４２Ｃを透過すると、偏光板４１を透過することで生じている直線偏光が緩和される。偏光解消板４２Ｃを透過した散乱光８の偏光状態が緩和される（理想的には、解消される）ので、偏光板４３の透過軸に影響を受けず、偏光板４３を透過する。
【0091】
偏光解消板４２Ｃとしては、典型的には、（１）偏光解消機能（偏光状態を緩和する機能）を有しているが、拡散機能は有していないもの（例えば、デポラライザーなど）と、（２）偏光解消機能および拡散機能の両方を有しているもの（例えば、トレーシングペーパなど）との２種類が想定される。なお、（１）偏光解消機能のみを有する偏光解消板４２Ｃを用いる場合には、偏光解消板４２Ｃを透過する光の強度の減衰は無視できる。
【0092】
（１）偏光解消機能のみを有する偏光解消板４２Ｃを用いる場合には、試料２で生じた散乱光８の偏光維持成分および偏光解消成分のいずれについても、強度の減衰は偏光板４３を透過する際の減衰（理論的には、強度が１／２に減衰）のみであるので、散乱光８の像をより高い強度で観測できる。
【0093】
また、（２）偏光解消機能および拡散機能の両方を有している偏光解消板４２Ｃを用いる場合には、偏光解消板４２Ｃ自体がスクリーン５０として機能する。そのため、図７に示すスクリーン５０を省略することもできる。その結果、スクリーン５０に投影することで生じる強度の減衰を無くすことができるので、光学系全体としては、散乱光８の像をより高い強度で観測できる。
【0094】
＜Ｄ．偏光子および検光子の第２の構成例＞
次に、本実施の形態に従う光学測定システム１の偏光子および検光子の第２の構成例について説明する。
次に、本実施の形態に従う光学測定システム１の偏光子および検光子の第２の構成例について説明する。
【0095】
図８は、本実施の形態に従う光学測定システム１の偏光子および検光子の第２の構成例を示す模式図である。図８を参照して、光学測定システム１は、検光子４０として、複合型の偏光板を含んでいる。検光子４０は、Ｖｖ散乱パターンおよびＨｖ散乱パターンを同時に観測するように２種類の透過軸を有している。
【0096】
より具体的には、検光子４０は、偏光子３０（偏光板３２）の透過軸と平行な透過軸を有する偏光板と、偏光子３０の透過軸と直交した透過軸を有する偏光板とから構成される。そのため、スクリーン５０には、Ｖｖ散乱パターンとＨｖ散乱パターンとを組み合わせた像が現れる。
【0097】
【0098】
図９（Ａ）には、比較例として、いずれも長方形の断面をもつ偏光板４５および偏光板４６からなる検光子４０を示す。偏光板４５の透過軸は、偏光板３２（図８参照）の透過軸と直交しており、偏光板４６の透過軸は、偏光板３２（図８参照）の透過軸と平行である。
【0099】
偏光板４５と偏光板４６とを接着テープで接合した場合に観測される像５１の一例を示す。この構成例においては、偏光板４５と偏光板４６とを接着テープで接合するだけで済むので、検光子４０の作成は容易である。但し、像５１においては、接着テープに対応する部分が欠落しており、測定できる散乱光８の情報量が少なくなってしまう。
【0100】
また、偏光板４５と偏光板４６とを接着剤で接合した場合に観測される像５２の一例を示す。この構成例においては、偏光板４５と偏光板４６とを接着剤で接合するだけで済むので、検光子４０の作成は比較的容易である。但し、像５２においては、偏光板４５と偏光板４６との接合面に試料２からの透過光６が漏れ出すので、観測される像５２に含まれるＶｖ散乱パターンおよびＨｖ散乱パターンに対してノイズが生じてしまう。
【0101】
そこで、本実施の形態に従う光学測定システム１は、図９（Ｂ）に示すような、断面が非対称な検光子４０を採用する。
【0102】
より具体的には、検光子４０は、偏光板４７と偏光板４８とを接合させた構造となっている。偏光板４７の透過軸は、偏光子３０（偏光板３２（図８参照））の透過軸と直交しており、偏光板４８の透過軸は、偏光子３０（偏光板３２（図８参照））の透過軸と平行である。このように、検光子４０は、同一面内に配置された、所定方向の透過軸を有する偏光板４７（第１の領域）と、偏光板４７の透過軸と直交する透過軸を有する偏光板４８（第２の領域）とから構成される。
【0103】
偏光板４７の断面形状は、長方形に加えて、入射光４の光軸ＡＸとの交差位置を含む光軸中心領域に相当する半円部４９が追加されている。半円部４９は、偏光板４７の一部として構成されている。
【0104】
偏光板４８の断面形状は、偏光板４７と組み合わせられることで、略正方形になるように設計されている。また、偏光板４７と偏光板４８とは接着剤で接合されている。その結果、偏光板４７と偏光板４８とは、光軸中心領域（半円部４９）に相当する部分を除いて、入射光４の光軸ＡＸを含む平面に沿って接合されることになる。また、光軸中心領域（半円部４９）に相当する部分については、光軸ＡＸから所定距離だけ離れて、光軸ＡＸに平行な半円柱の表面形状に沿って、偏光板４８と接合することになる。
【0105】
試料２からの透過光６は、主として半円部４９に入射することになる。半円部４９を含む偏光板４７の透過軸は、偏光板３２（図８参照）の透過軸と直交している。そのため、透過光６は、偏光板３２の透過軸と直交する透過軸をもつ半円部４９において大きく減衰することになる。すなわち、半円部４９が透過光６のビームストッパーになる。なお、理論的には、透過光６は半円部４９を透過できない（すなわち、透過率がゼロ）が、実際には、若干の漏れ出しがあり、この漏れ出た透過光６を検出器６０により測定することができる。このように、検光子４０は、光軸中心領域である開口４４に入射した光の少なくとも一部を検出器６０へ透過させる。
【0106】
光軸中心領域（半円部４９）の大きさは、透過光６のビーム径に応じて決定される。より具体的には、半円部４９の大きさ（半径）は、入射光４のビーム半径の数倍程度（好ましくは、１～３倍程度）に設計してもよい。例えば、入射光４のビーム半径が０．５ｍｍである場合には、半円部４９の半径は、０．５～１．５ｍｍとすることができる。
【0107】
図９（Ｂ）に示す検光子４０を用いた場合に観測される像５３の一例を示す。像５３においては、Ｖｖ散乱パターンおよびＨｖ散乱パターンの両方が現れるとともに、透過光６も観測することができる。
【0108】
図１０は、図８および図９（Ｂ）に示す光学測定システム１を用いた測定手順の一例を示すフローチャートである。図１０を参照して、ユーザは、図８および図９（Ｂ）に示す光学系を構成する（ステップＳ２０）。続いて、ユーザは、試料ホルダ２４に試料２を配置する（ステップＳ２１）。そして、ユーザは、入射光４を試料２に照射して、スクリーン５０に現れる像を検出器６０で観測する（ステップＳ２２）。処理装置１００は、ステップＳ２２において観測された像（Ｖｖ散乱パターンおよびＨｖ散乱パターンを含む）に基づいて解析処理を行って、測定結果を出力する（ステップＳ２３）。
【0109】
なお、光学測定システム１に対するキャリブレーションが予め行われているとする。
【0110】
上述したように、小角光散乱法の検光子４０として、偏光子３０を透過後の透過光６の偏光方向に対して、水平方向および直交方向の透過軸をそれぞれ有する偏光板を採用することで、Ｈｖ散乱パターンおよびＶｖ散乱パターンを同時に観測できる。
【0111】
但し、２つの偏光板を接合した場合には、接合面から漏れ出た入射光が検出器６０に入射し得る。そこで、本実施の形態に従う光学測定システム１においては、透過光６の偏光方向に対して直交方向の透過軸を有する偏光板４７に対して、入射光４の光軸ＡＸとの交差位置を含む光軸中心領域に相当する半円部４９を設ける。半円部４９は、ビームストッパーとして機能することになる。このように、検光子４０は、入射光４の光軸ＡＸとの交差位置を含む光軸中心領域（偏光板４７に設けられた半円部４９）に入射する光に対して、光軸中心領域以外の領域に入射する光より大きな減衰を与える。なお、透過光６は半円部４９で完全に遮光されるのではなく、一部は漏れ出すので、透過光６を含む像を検出器６０により観測できる。そのため、検出器６０のダイナミックレンジを大きくすることなく、透過光６を含む像を観測できることで、散乱光８だけではなく、透過光６の情報も取得できる。
【0112】
散乱光８だけではなく、透過光６の情報を同時に取得することで、例えば、散乱光８の強度が変化した場合に、当該変化を生じさせた要因（例えば、入射光４の強度変化、試料２の透明度の変化、試料２の散乱体の変化など）を推定することができる。
【0113】
本実施の形態に従う光学測定システム１においては、ビームストッパーを独立して用意する必要がない上に、Ｈｖ散乱パターンおよびＶｖ散乱パターンを同時に観測できるため、製造コストを低減できるとともに、測定時間を短縮できる。
【0114】
また、Ｖｖ散乱パターンおよびＨｖ散乱パターンを同じタイミングで観測できるので、動的評価（例えば、時間および温度に対する物質の構造変化の評価）をより正確に行うことができる。すなわち、同一の試料２について、Ｖｖ散乱パターンおよびＨｖ散乱パターンを別々に観測した場合には、測定タイミングおよび温度などの測定環境が異なるため、時間および温度を一致させたＶｖ散乱パターンとＨｖ散乱パターンとの対比を正確に行うことができない。これに対して、本実施の形態に従う光学測定システム１においては、Ｖｖ散乱パターンおよびＨｖ散乱パターンを同じタイミングで観測できるので、測定タイミングおよび測定環境を一致させて、Ｖｖ散乱パターンとＨｖ散乱パターンとを対比することができる。
【0115】
＜Ｅ．アポダイジングフィルタ＞
次に、測定精度を高めるアポダイジングフィルタについて説明する。
次に、測定精度を高めるアポダイジングフィルタについて説明する。
【0116】
小角光散乱法で測定を行った場合において、小角領域の散乱光の強度が広角領域の散乱光の強度に比較して数桁も大きくなることがある。このような場合には、検出器６０の検出可能なダイナミックレンジを超えてしまうことがある。そのため、アポダイジングフィルタを使用することで、検出器６０のダイナミックレンジを大きくすることなく、透過光６を含む像を観測できる。アポダイジングフィルタは、光軸の中心から外側に向かって透過率を連続的に変化させるフィルタである。
【0117】
図１１は、本実施の形態に従う光学測定システム１におけるアポダイジングフィルタ５５の配置例を示す模式図である。図１１を参照して、アポダイジングフィルタ５５は、例えば、スクリーン５０の検出器６０の側に配置されている。
【0118】
但し、アポダイジングフィルタ５５は、検光子４０と検出器６０との間の任意の位置に配置できる。例えば、スクリーン５０の検光子４０の側に配置されてもよいし、検光子４０の検出器６０の側に配置されてもよい。さらに、スクリーン５０とは独立して、アポダイジングフィルタ５５単独で配置されてもよい。
【0119】
アポダイジングフィルタ５５は、強度プロファイルを変換するフィルタである。
【0120】
図１２は、本実施の形態に従う光学測定システム１において使用されるアポダイジングフィルタ５５の一例を示す模式図である。図１２を参照して、アポダイジングフィルタ５５は、入射光４の光軸ＡＸを中心として、光軸ＡＸからの距離に依存して透過率が変化するように構成されている。
【0121】
例えば、図１２に示すアポダイジングフィルタ５５の光軸ＡＸからの距離と透過率との関係は、以下のようになる。（０％，０％），（７％，１０％），（１４％，２０％），（２１％，３０％），（２８％，４０％），（３５％，５０％），（４２％，６０％），（４９％，７０％），（５６％，８０％），（６３％，９０％）。
【0122】
【0123】
【0124】
図１３（Ａ）と図１３（Ｂ）とを比較すると、図１３（Ａ）に示す像に比較して、図１３（Ｂ）に示す像においては回折模様がより明瞭に表現されている。任意の特性を有するアポダイジングフィルタ５５を配置することで、散乱光をより明確に観測でき、それに伴って、測定精度を高めることができる。
【0125】
本実施の形態に従う光学測定システム１においては、例えば、予め設計された濃淡パターンをフィルムなどの任意の透明部材に印刷することにより、製造コストを低減したアポダイジングフィルタ５５を作成できる。より具体的には、パーソナルコンピュータを用いて、中心ほど透過率が低く（濃度が高く）、かつ、外側に向かうに沿って透過率が高く（濃度が低く）なる濃淡パターンを作成し、当該濃淡パターンをスクリーン５０または透明なフィルムに印刷することで、アポダイジングフィルタ５５を作成する。
【0126】
なお、アポダイジングフィルタ自体は市販されているが、サイズの大きなもの（例えば、φ１００ｍｍ以上）は高価である。しかしながら、上述したような印刷により作成することで、安価に容易できる。なお、事前のキャリブレーションを行うために、透過率の直線性の優劣が実質的に測定結果に影響を与えることはない。
【0127】
グラディエーションパターンをスクリーン５０に印刷した場合には、そのままスクリーン５０として使用することができ、フィルムに印刷することで作成したアポダイジングフィルタ５５は、スクリーン５０に接するように配置する。
【0128】
図１４は、本実施の形態に従う光学測定システム１におけるアポダイジングフィルタ５５の作成手順の一例を示すフローチャートである。図１４を参照して、ユーザは、パーソナルコンピュータを用いて、任意の濃淡パターンを作成する（ステップＳ３０）。ユーザは、作成した濃淡パターンをスクリーン５０または透明部材（例えば、フィルム）に印刷する（ステップＳ３１）。最終的に、ユーザは、濃淡パターンを印刷したスクリーン５０または透明部材を光学系に配置する（ステップＳ３２）。
【0129】
小角光散乱の散乱パターンは、通常、中心部の強度が高く、外側にいくほど強度が小さくなるため、アポダイジングフィルタを使用することで、強度の勾配を小さくできる。アポダイジングフィルタがない場合には、中心部が飽和してしまうような像であっても、適切な濃淡パターンを用いることで、中心部の飽和を抑制できる。
【0130】
このように、本実施の形態によれば、任意の濃淡パターンをもつアポダイジングフィルタを作成することができるとともに、印刷によりアポダイジングフィルタを作成するためにコストを大幅に抑制できる。また、適切な濃淡パターンを選択することで、像の中心部が飽和するような事態を抑制して、検出器６０に過大なダイナミックレンジが要求されることを回避できる。これによって、測定精度を高めることもできる。
【0131】
＜Ｆ．処理装置＞
図１５は、本実施の形態に従う光学測定システム１に含まれる処理装置１００の構成例を示す模式図である。図１５を参照して、処理装置１００は、プロセッサ１０２と、主メモリ１０４と、入力部１０６と、表示部１０８と、ストレージ１１０と、通信インターフェイス１２０と、メディアドライブ１２２とを含む。
図１５は、本実施の形態に従う光学測定システム１に含まれる処理装置１００の構成例を示す模式図である。図１５を参照して、処理装置１００は、プロセッサ１０２と、主メモリ１０４と、入力部１０６と、表示部１０８と、ストレージ１１０と、通信インターフェイス１２０と、メディアドライブ１２２とを含む。
【0132】
プロセッサ１０２は、典型的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などの演算処理部であり、ストレージ１１０に格納されている１または複数のプログラムを主メモリ１０４に読み出して実行する。主メモリ１０４は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）またはＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）といった揮発性メモリであり、プロセッサ１０２がプログラムを実行するためのワーキングメモリとして機能する。
【0133】
入力部１０６は、キーボードやマウスなどを含み、ユーザからの操作を受け付ける。表示部１０８は、プロセッサ１０２によるプログラムの実行結果などをユーザへ出力する。
【0134】
ストレージ１１０は、ハードディスクやフラッシュメモリなどの不揮発性メモリからなり、各種プログラムやデータを格納する。より具体的には、ストレージ１１０は、オペレーティングシステム１１２（ＯＳ：Operating System）と、測定プログラム１１４と、観測像１１６と、測定結果１１８とを保持する。
【0135】
オペレーティングシステム１１２は、プロセッサ１０２がプログラムを実行する環境を提供する。測定プログラム１１４は、プロセッサ１０２によって実行されることで、本実施の形態に従う光学測定方法などを実現する。
【0136】
測定結果１１８は、散乱パターンを含む観測像１１６を解析することによって決定される試料２のミクロ構造の情報などを含む。なお、測定結果１１８は、図示しないネットワークを介して上位装置へ転送されるようにしてもよい。
【0137】
通信インターフェイス１２０は、処理装置１００と検出器６０との間でのデータ伝送を仲介する。
【0138】
メディアドライブ１２２は、プロセッサ１０２で実行されるプログラムなどを格納した記録媒体１２４（例えば、光学ディスクなど）から必要なデータを読出して、ストレージ１１０に格納する。なお、処理装置１００において実行される測定プログラム１１４などは、記録媒体１２４などを介してインストールされてもよいし、ネットワーク上のサーバ装置からダウンロードされてもよい。
【0139】
なお、処理装置１００のプロセッサ１０２がプログラムを実行することで提供される機能の全部または一部をハードワイヤードロジック回路（例えば、ＦＰＧＡ（field-programmable gate array）やＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）など）によって実現してもよい。
【0140】
＜Ｇ．利点＞
本実施の形態に従う光学測定装置によれば、入射光４の光軸ＡＸとの交差位置を含む光軸中心領域に入射する光に対して、当該光軸中心領域以外の領域に入射する光より大きな減衰を与えるビームストッパーを検光子４０に設ける。これによって、検出器６０が観測する像において、散乱光と透過光との強度差が極端に大きくなるようなことを抑制することができる。これによって、検出器６０に過大なダイナミックレンジが要求されることを回避できるとともに、適切なダイナミックレンジで観測することで、測定精度を高めることもできる。
本実施の形態に従う光学測定装置によれば、入射光４の光軸ＡＸとの交差位置を含む光軸中心領域に入射する光に対して、当該光軸中心領域以外の領域に入射する光より大きな減衰を与えるビームストッパーを検光子４０に設ける。これによって、検出器６０が観測する像において、散乱光と透過光との強度差が極端に大きくなるようなことを抑制することができる。これによって、検出器６０に過大なダイナミックレンジが要求されることを回避できるとともに、適切なダイナミックレンジで観測することで、測定精度を高めることもできる。
【0141】
また、本実施の形態に従う光学測定システムにおいては、検光子４０に設けるビームストッパーを比較的容易に構成できる。そのため、ビームストッパーに要するコストを低減できる。
【0142】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【0143】
１ 光学測定システム、２ 試料、４ 入射光、６ 透過光、８ 散乱光、１０ 光源、１２ シャッタ、１４ ＮＤフィルタ、２０，２２ ミラー、２４ 試料ホルダ、３０ 偏光子、３１，３２，４１，４２，４３，４５，４６，４７，４８ 偏光板、４０，４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ 検光子、４２Ａ １／４波長板、４２Ｂ １／２波長板、４２Ｃ 偏光解消板、４４ 開口、４９ 半円部、５０ スクリーン、５１，５２，５３ 像、５５ アポダイジングフィルタ、６０ 検出器、１００ 処理装置、１０２ プロセッサ、１０４ 主メモリ、１０６ 入力部、１０８ 表示部、１１０ ストレージ、１１２ オペレーティングシステム、１１４ 測定プログラム、１１６ 観測像、１１８ 測定結果、１２０ 通信インターフェイス、１２２ メディアドライブ、１２４ 記録媒体、ＡＸ 光軸。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】