JP3931605B2 - 光学素子の検査装置および光学素子の検査方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学素子の検査装置および光学素子の検査方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来、複数の色光を画像情報に応じて各色光毎に変調する複数の液晶パネルと、各液晶パネルで変調された色光を合成する光学素子としてのクロスダイクロイックプリズムと、このクロスダイクロイックプリズムで合成された光束を拡大投写して投写画像を形成する投写レンズとを備えたプロジェクタが利用されている。このようなプロジェクタは、例えば、光源から射出された光束を、ダイクロイックミラーによってＲＧＢの三色の色光に分離し、３枚の液晶パネルにより各色光毎に画像情報に応じて変調し、変調後の光束をクロスダイクロイックプリズムで合成し、投写レンズを介してカラー画像を拡大投写している。
【０００３】
このようなクロスダイクロイックプリズムは、４つの直角プリズムを各界面に沿って貼り合わせて形成された略立方体状のプリズムである。さらに、４つの貼り合わせ面において、延出方向に沿った２つの反射面の組みには、所定波長域を有する赤色光を反射する誘電体多層膜が設けられ、また、延出方向に沿った他の２つの反射面の組みには、前述とは異なる波長域を有する青色光を反射する誘電体多層膜が設けられている。つまり、クロスダイクロイックプリズムの内部には、４つの反射面がＸ字状に配置されている。
【０００４】
従って、鮮明な投写画像を得るためには、Ｘ字状の各反射面が各液晶パネルに対して所定の方向に確実に面している必要がある。このため、従来では、クロスダイクロイックプリズムの外形寸法と、各直角プリズムの端部同士を突きあわせて形成される交線、すなわち、赤色光を反射する反射面と青色光を反射する反射面との交線に基づいて、クロスダイクロイックプリズムを固定部材に高精度に固定してユニット化し、このユニットごとプロジェクタ内に収納して各反射面の向きを特定していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような方法では各液晶パネルに対するクロスダイクロイックプリズムの位置を調整できるものの、あくまでもクロスダイクロイックプリズムを外形基準で調整しているに過ぎないため、クロスダイクロイックプリズム内部における各反射面間の相対位置ずれを検査できないという問題があった。
【０００６】
なお、このような問題は、前述のクロスダイクロイックプリズムに限らず、４つの反射面を有する貼り合わせミラー等のその他の光学素子においても同様であった。
【０００７】
本発明の目的は、光学素子における各反射面の相対位置を検査できる光学素子の検査装置および光学素子の検査方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の光学素子の検査装置は、入射光束の光軸と直交する方向から見て、入射角４５度となるようにＸ字状に配置される４つの反射面を有し、Ｘ字の一方の延出方向に沿った一組の反射面が、他の一組の反射面と異なる波長域の光束を反射するように構成された光学素子の各反射面の相対位置を検査する光学素子の検査装置であって、検査対象となる光学素子を設置する台座と、前記４つの反射面のいずれかに対して、入射角４５度で測定光を導入する測定光導入部と、この測定光導入部から前記光学素子に導入された測定光の戻り光を検出する戻り光検出部と、前記測定光の導入方向から見て、一組の反射面および他の一組の反射面の交線で区画される２つの領域のいずれか一方の領域にのみ前記測定光を導入する測定光切替部と、前記一組の反射面および他の一組の反射面の交線を撮像する交線撮像部と、この交線撮像部で検出された信号に基づいて、該交線の幅および傾斜から各反射面の接合状態を判定する接合状態判定部とを備えることを特徴とするものである。
【０００９】
このような発明では、例えば、以下のような手順で検査が行われる。
すなわち、まず、検査対象となる光学素子を台座に設置し、測定光導入部から入射角４５度で、前記交線で区画される２つの領域のいずれか一方の領域の反射面のみに測定光を導入する。その後、戻り光検出部により、この測定光導入部から一方の領域の反射面に導入された測定光の戻り光を検出する。次に、測定光切替部により、前記交線で区画された２つの領域のうちの他方の領域にのみ測定光を導入し、前述同様に、戻り光検出部により、この測定光導入部から他方の領域の反射面に導入された測定光の戻り光を検出する。
この後、延出方向に沿った一組の反射面において、各反射面からの戻り光の検出結果同士を対比して、その偏差量を取得することにより、前記一組における２つの反射面間の相対位置を検査する。また、延出方向に沿った他の一組の反射面においても、同様に偏差量を取得し、他の一組における２つの反射面間の相対位置も検査する。
このように検査するので、各組みにおける２つの反射面間の相対位置を簡単に検査できる。従って、光学素子の良否判定精度を高めることができる。また、このような検査で良品とされた光学素子をプロジェクタ等に組み込むことにより、プロジェクタの投写画像の鮮明化を図ることができる。
さらに、ここで、各反射面の接合状態とは、２つの反射面が延出方向と直交する方向にどの程度平行ずれしているか、また、２つの反射面が光軸に垂直な方向からどの程度傾いているか等が含まれ、各反射面間の相対位置の状態を示す。
このように、交線撮像部で交線の幅を測定するので、各一組における２つの反射面が平行移動してずれている場合でも、この平行移動分の偏差量を簡単に検査できる。また、交線撮像部で交線の傾斜を測定するので、各一組における２つの反射面が入射光束の光軸に垂直で基準となる軸から傾斜してずれている場合でも、この傾斜分の偏差量を簡単に検査できる。この際、良品となる幅および傾斜の範囲を予め設定しておくだけで、簡単に自動検査できる。
【００１０】
このような光学素子の検査装置において、前記測定光導入部および戻り光検出部は、オートコリメータとして一体的に構成されていることが好ましい。
このようにすれば、測定光導入部と戻り光検出部とが一体的に構成されたオートコリメータとして、１つの機器となるので、測定導入部と戻り光検出部とを別々に配置する場合に比べて、光学素子の検査装置の小型化を図ることができる。
【００１１】
また、前記光学素子の検査装置は、前記反射面で反射された光束を反射して戻り光として前記戻り光検出部に導入する反射部材を備えることが好ましい。
このようにすれば、反射部材で確実に反射させた光束を戻り光とするので、例えば、プリズム等の端面で反射した光束を戻り光とする場合に比べて、戻り光を明るくできて、戻り光検出部での検出を容易にできる。
【００１２】
さらに、前記戻り光検出部は、戻り光を複数の色光に分離する色分離光学系と、この色分離光学系で分離された各色光に応じた複数の撮像素子とを含んで構成されることが好ましい。
ここで、撮像素子としてＣＣＤ（Charge Coupled Device）等を採用できる。
このような場合には、色分離光学系によって戻り光を各色光に分離し、この分離された各色光毎にそれぞれの撮像素子が撮像することにより、異なる波長域の光束を含む戻り光を略同時期に自動的に検出する。
このように検出するので、例えば、戻り光を目視で検出する場合に比べて、確実に、かつ自動的に検出でき、作業者の負担を軽減できる。
また、このような構成の代わりに、各色（所定波長域）からなる複数のカラーフィルタを用意し、これらのカラーフィルタに順次、光学素子からの戻り光を通過させて、各色光毎に戻り光検出部で戻り光を検出する構成も考えられるが、前述のように色分離光学系および撮像素子を採用する方が、カラーフィルタの入れ換え等の作業が要らないから、戻り光の検出が簡単になる。
【００１３】
ここで、前記色分離光学系および撮像素子を含んで構成される光学素子の検査装置は、前記撮像素子で検出された信号を取りこむ画像取り込み部と、この画像取り込み部で取り込まれた画像信号の画像処理を行い、前記一組の反射面、または他の一組の反射面における互いになす角度を測定する反射面角度差測定部とを備えることが好ましい。
このような場合には、撮像素子が戻り光を検出し、この検出した信号を画像取り込み部が取り込み、この取り込んだ画像信号の画像処理を画像処理部が行う。この後、各一組における２つの反射面において、画像処理された各戻り光の位置に基づいて、各一組における２つの反射面間のなす角度を反射面角度差測定部が測定するので、予め、良品となるなす角度の範囲を設定しておくだけで、各一組における２つの反射面間の角度ずれを簡単に自動検査できる。
【００１５】
本発明の光学素子の検査方法は、入射光束の光軸と直交する方向から見て、入射角が４５度となるようにＸ字状に配置される４つの反射面を有し、Ｘ字の一方の延出方向に沿った一組の反射面が、他の一組の反射面と異なる波長域の光束を反射するように構成された光学素子の各反射面の相対位置を検査する光学素子の検査方法であって、検査対象となる光学素子のいずれかの反射面に入射角４５度で測定光を導入する測定光導入手順と、この測定光導入手順で前記光学素子に導入された測定光の戻り光を検出する戻り光検出手順と、測定光を、前記いずれかの反射面に沿った他の反射面に切り替えて導入する測定光切替手順と、切り替えられた測定光の戻り光を検出して、前記いずれかの反射面に対する他の反射面の偏差を検出する偏差検出手順と、前記一組の反射面および他の一組の反射面の交線画像を取得する交線画像取得手順と、該交線の幅および傾斜から各反射面の接合状態を判定する接合状態判定手順とを備えていることを特徴とする。
【００１６】
このような発明では、以下のような手順で検査が行われる。
すなわち、まず、検査対象となる光学素子を設置してから、測定光導入手順により、入射角４５度でいずれかの反射面のみに測定光を導入する。その後、戻り光検出手順により、いずれかの反射面に導入された測定光の戻り光を検出する。次に、測定光切替手順により、前記いずれかの反射面に沿った他の反射面のみに測定光を導入する。次に、偏差検出手順により、切り替えられた後の測定光の戻り光を検出した結果と、前述の戻り光検出手順による検出結果とに基づいて、いずれかの反射面に対する他の反射面の偏差を検出する。
このように検査するので、延出方向に沿った２つの反射面間の相対位置を簡単に検査できて、光学素子の良否判定を精度を高めて実施できる。また、このような検査で良品とされた光学素子をプロジェクタ等に組み込むことにより、プロジェクタの投写画像の鮮明化を図ることができる。
さらに、予め良品となる幅および傾斜の範囲を設定した上で、交線画像取得手順により反射面の交線画像を取得し、接合状態判定手順により、この取得した交線画像の幅および傾斜が設定された良品範囲に入っているかどうかを判定するようにするだけで、簡単に自動検査できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。
［１．プロジェクタの構造］
図１，２は、検査対象とされる光学素子としてのクロスダイクロイックプリズム４５を備えるプロジェクタ１を示す図である。
プロジェクタ１は、図１，２に示すように、外装ケース内に収容された電源ユニット３と、同じく外装ケース内に配置された平面Ｕ字形の光学ユニット４とを備え、全体略直方体形状となっている。
【００１９】
電源ユニット３は、電源３１と、この電源３１の側方に配置されたランプ駆動回路（バラスト）３２とを備える。
電源３１は、電源ケーブルを通して供給された電力をランプ駆動回路３２や図示しないドライバーボード等に供給するものであり、前記電源ケーブルが差し込まれるインレットコネクタ３３を備える。ランプ駆動回路３２は、電力を光学ユニット４の光源ランプ４１１に供給するものである。
【００２０】
光学ユニット４は、光源ランプ４１１から射出された光束を、光学的に処理して画像情報に対応した光学像を形成するユニットであり、インテグレータ照明光学系４１と、色分離光学系４２と、リレー光学系４３と、電気光学装置４４と、光学素子としてのクロスダイクロイックプリズム４５と、投写レンズ４６とを備える。
【００２１】
［２．光学系の構成］
インテグレータ照明光学系４１は、電気光学装置４４を構成する３枚の液晶パネル４４１（赤、緑、青の色光毎にそれぞれ液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂと示す）の画像形成領域をほぼ均一に照明するための光学系であり、光源装置４１３と、第１レンズアレイ４１８と、ＵＶフィルタを含む第２レンズアレイ４１４と、偏光変換素子４１５と、第１コンデンサレンズ４１６と、反射ミラー４２４と、第２コンデンサレンズ４１９とを備える。
【００２２】
光源装置４１３は、放射状の光線を射出する放射光源としての光源ランプ４１１と、この光源ランプ４１１から射出された放射光を反射するリフレクタ４１２とを備える。光源ランプ４１１としては、ハロゲンランプやメタルハライドランプ、または高圧水銀ランプが用いられることが多い。リフレクタ４１２としては、放物面鏡を用いている。なお、放物面鏡の他、平行化レンズ（凹レンズ）と共に楕円面鏡を用いてもよい。
【００２３】
第１レンズアレイ４１８は、光軸方向から見てほぼ矩形状の輪郭を有する小レンズがマトリクス状に配列された構成を有する。各小レンズは、光源ランプ４１１から射出される光束を、複数の部分光束に分割する。各小レンズの輪郭形状は、液晶パネル４４１の画像形成領域の形状と略相似形をなすように設定されている。例えば、液晶パネル４４１の画像形成領域のアスペクト比（横と縦の寸法の比率）が４：３であるならば、各小レンズのアスペクト比も４：３に設定する。
【００２４】
第２レンズアレイ４１４は、第１レンズアレイ４１８と略同様な構成を有し、小レンズがマトリクス状に配列される。第２レンズアレイ４１４は、第１コンデンサレンズ４１６および第２コンデンサレンズ４１９とともに、第１レンズアレイ４１８の各小レンズの像を液晶パネル４４１上に結像させる機能を有する。
偏光変換素子４１５は、第２レンズアレイ４１４と第１コンデンサレンズ４１６との間に配置されるとともに、第２レンズアレイ４１４と一体でユニット化されている。この偏光変換素子４１５は、第２レンズアレイ４１４からの光を１種類の偏光光に変換するものであり、これにより、電気光学装置４４での光の利用効率が高められている。
【００２５】
具体的に、偏光変換素子４１５によって１種類の偏光光に変換された各部分光は、第１コンデンサレンズ４１６および第２コンデンサレンズ４１９によって最終的に電気光学装置４４の液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ上にほぼ重畳される。偏光光を変調するタイプの液晶パネル４４１を用いたプロジェクタ１では、１種類の偏光光しか利用できないため、他種類のランダムな偏光光を発する光源ランプ４１１からの光のほぼ半分が利用されない。そこで、偏光変換素子４１５を用いることにより、光源ランプ４１１からの射出光を全て１種類の偏光光に変換し、電気光学装置４４での光の利用効率を高めている。
【００２６】
色分離光学系４２は、２枚のダイクロイックミラー４２１，４２２と、反射ミラー４２３とを備え、ダイクロイックミラー４２１、４２２によりインテグレータ照明光学系４１から射出された複数の部分光束を赤、緑、青の３色の色光に分離する機能を有している。
リレー光学系４３は、入射側レンズ４３１、リレーレンズ４３３、および反射ミラー４３２、４３４を備え、色分離光学系４２で分離された色光、青色光を液晶パネル４４１Ｂまで導く機能を有している。
【００２７】
この際、色分離光学系４２のダイクロイックミラー４２１では、インテグレータ照明光学系４１から射出された光束の青色光成分と緑色光成分とが透過するとともに、赤色光成分が反射する。ダイクロイックミラー４２１によって反射した赤色光は、反射ミラー４２３で反射し、フィールドレンズ４１７を通って赤色用の液晶パネル４４１Ｒに達する。このフィールドレンズ４１７は、第２レンズアレイ４１４から射出された各部分光束をその中心軸（主光線）に対して平行な光束に変換する。他の液晶パネル４４１Ｇ、４４１Ｂの光入射側に設けられたフィールドレンズ４１７も同様である。
【００２８】
ダイクロイックミラー４２１を透過した青色光と緑色光のうちで、緑色光はダイクロイックミラー４２２によって反射し、フィールドレンズ４１７を通って緑色用の液晶パネル４４１Ｇに達する。一方、青色光はダイクロイックミラー４２２を透過してリレー光学系４３を通り、さらにフィールドレンズ４１７を通って青色光用の液晶パネル４４１Ｂに達する。なお、青色光にリレー光学系４３が用いられているのは、青色光の光路の長さが他の色光の光路長さよりも長いため、光の拡散等による光の利用効率の低下を防止するためである。すなわち、入射側レンズ４３１に入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ４１７に伝えるためである。
【００２９】
電気光学装置４４は、３枚の光変調装置としての液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂを備え、これらは、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として用いたものであり、色分離光学系４２で分離された各色光は、これら３枚の液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂによって、画像情報に応じて変調されて光学像を形成する。
【００３０】
クロスダイクロイックプリズム４５は、３枚の液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂから射出された各色光毎に変調された画像を合成してカラー画像を形成するものである。また、クロスダイクロイックプリズム４５は、図３に示すように、４つの直角プリズム４５１を各界面に沿って貼り合わせて形成された略立方体状のプリズムである。これらの界面において、延出方向に沿った２つの面５０１，５０２の一組である赤色反射面５００には、所定波長域を有する赤色光を反射する図示しない誘電体多層膜が設けられている。また、延出方向に沿った他の２つの反射面５１１，５１２の一組である青色反射面５１０には、前述とは異なる波長域を有する青色光を反射する誘電体多層膜が設けられている。従って、クロスダイクロイックプリズム４５の内部には、４つの反射面５０１，５０２，５１１，５１２が、互いに９０度の直角なＸ字状に配置されることになる。また、２つの色反射面５００，５１０の交線５２０は、クロスダイクロイックプリズム４５における中心位置を示す線である。クロスダイクロイックプリズム４５で合成されたカラー画像は、投写レンズ４６から射出され、スクリーン上に拡大投写される。
なお、本実施形態のクロスダイクロイックプリズム４５とは別に、赤色反射面５００と青色反射面５１０とが反対の位置とされたクロスダイクロイックプリズムも採用できる。ただし、以下の説明では、前述のクロスダイクロイックプリズム４５で説明する。
【００３１】
以上説明した各光学系４１〜４５は、図２に示すように、合成樹脂製のライトガイド４７内に収容される。ライトガイド４７は、各光学部品４１４〜４１９，４２１〜４２３，４３１〜４３４を上方からスライド式に嵌め込む溝部がそれぞれ設けられた下ライトガイド４７１と、下ライトガイド４７１の上部の開口側を閉塞する蓋状の上ライトガイド（図示略）とを備える。
また、ライトガイド４７の光射出側にはヘッド部４９が形成されている。ヘッド部４９の前方側に投写レンズ４６が固定され、後方側に液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂが取り付けられたクロスダイクロイックプリズム４５が固定される。
【００３２】
〔３．光学部品の構造〕
以下には、図４〜６を参照し、光学部品の構造について説明する。
なお、光学部品とは、互いに一体とされたクロスダイクロイックプリズム４５および液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂのことである。
図４に示すように、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂは、保持枠４４３内に収納され、この保持枠４４３の四隅部分に形成される孔４４３Ａに透明樹脂製のピン４４５を紫外線硬化型接着剤とともに挿入することにより、クロスダイクロイックプリズム４５の側面である光束入射面側に金属製の固定用プレート４４６を介して接着されている（いわゆるＰＯＰ（Panel On Prism）構造によるクロスダイクロイックプリズム４５への固定）。
【００３３】
ここで、保持枠４４３には矩形状の開口部４４３Ｂが形成され、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂは、この開口部４４３Ｂで露出し、この部分が画像形成領域となる。すなわち、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂのこの部分に各色光Ｒ，Ｇ，Ｂが導入され、画像情報に応じて光学像が形成される。一体化された液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂおよびクロスダイクロイックプリズム４５からなる光学部品は、クロスダイクロイックプリズム４５の上面４５Ａ（光束入射面に対して直交する面）に、接着された固定板４４７を介して下ライトガイド４７１に固定される。
【００３４】
固定板４４７は、図４に示すように、平面視において、四方に延出した四つの腕部４４７Ａを備え、各腕部４４７Ａに設けられた丸孔４４７Ｂのうち、略対角線上にある二つの丸孔４４７Ｂは、対応する取付部に設けられた位置出し用の突部４７４に嵌合され、残る二つの丸孔４４７Ｂには、対応した取付部４７３に螺合されるネジが挿通される。また、固定板４４７は、図５に示すように、中央部分に球状の膨出部４４７Ｃを有する。さらに、固定板４４７の下面には、膨出部４４７Ｃの頂上部分４４７Ｃ１で交差する略Ｘ字状の基準線４４７Ｄが形成されている。なお、クロスダイクロイックプリズム４５と固定板４４７とを接着固定したものをプリズムユニット５０とする。
【００３５】
図５および図６の模式図を参照して、プリズムユニット５０の製造方法について説明する。なお、接着固定の際には、クロスダイクロイックプリズム４５および固定板４４７を上下逆さにした状態で行われるため、図６でも、クロスダイクロイックプリズム４５および固定板４４７を上下逆さにして示している。
まず、上方から観察しながら、固定板４４７の膨出部４４７Ｃの頂上部分４４７Ｃ１に、内部の４つの反射面５０１，５０２，５１１，５１２の交線５２０が重なるようにクロスダイクロイックプリズム４５の上面４５Ａ（図６では下面）を当接させる。その後、クロスダイクロイックプリズム４５と固定板４４７との間に未硬化の紫外線硬化型接着剤を充填する。次に、固定板４４７の基準線４４７Ｄに４つの反射面５０１，５０２，５１１，５１２の位置を合わせるとともに、固定板４４７とクロスダイクロイックプリズム４５の上面４５Ａとが略平行な状態、換言すれば、固定板４４７に対してクロスダイクロイックプリズム４５が傾斜していない状態に姿勢を調整する。このようにして、固定板４４７に対するクロスダイクロイックプリズム４５の位置調整をした後に、クロスダイクロイックプリズム４５の下面（図６では上面）から上面４５Ａに向けて紫外線を照射して、紫外線硬化型接着剤を硬化させる。
【００３６】
［４．光学素子の検査装置の構造］
図７は、光学素子の検査装置としてのプリズム検査装置６００を示す正面図であり、図８はその平面図、図９はその右側面図である。
プリズム検査装置６００は、図７に示すように、クロスダイクロイックプリズム４５の４つの反射面５０１，５０２，５１１，５１２間の相対位置の検査とプリズムユニット５０の製造精度の検査とを実施する装置であり、下側にキャスタ６０１Ａが設置され移動可能とされた検査台６０１と、この検査台６０１上に設置される検査装置本体６０２とを備える。
【００３７】
検査装置本体６０２は、検査対象としてのクロスダイクロイックプリズム４５を含むプリズムユニット５０を、所定の治具６１１を介して、設置するための台座６１０と、この台座６１０に設置されたクロスダイクロイックプリズム４５の出射端面４５Ｅに対向配置されるオートコリメータ６２０とを備える。また、検査装置本体６０２は、オートコリメータ６２０およびクロスダイクロイックプリズム４５の間に配置される測定光切替部としての切り替え装置６３０と、クロスダイクロイックプリズム４５の入射端面４５Ｂ，４５Ｒにそれぞれ対向配置される２台の反射装置６４０，６５０と、反射装置６５０の背面側に配置される前後測定ＣＣＤカメラ６６０と、クロスダイクロイックプリズム４５の入射端面４５Ｇに対向配置される左右測定ＣＣＤカメラ６７０と、これらの２台のＣＣＤカメラ６６０，６７０で検出した画像を処理して、モニター６８２に表示するコンピュータ６８０と、各反射装置６４０，６５０の駆動を制御する図示しない駆動本体とを備える。
【００３８】
なお、プリズム検査装置６００において、後述するオートコリメータ６２０から見て、左側を左方向、右側を右方向、手前側を前方向、奥側を後方向として設定する。
【００３９】
台座６１０は、各光学部品の形状等に対応した各治具６１１を介して、プリズムユニット５０の他に、図示しないその他の光学部品を設置・固定する部材であり、上面には基準線が形成されている。プリズムユニット固定用の治具６１１には、図９に示すように、前記固定板４４７の腕部４４７Ａの丸孔４４７Ｂに対応する位置に、４本の柱６１１Ａが立設されている。これらの４本の柱６１１Ａの上端部に跨るようにして、プリズムユニット５０が設置・固定される。
【００４０】
オートコリメータ６２０は、図１０に示すように、前記クロスダイクロイックプリズム４５の出射端面４５Ｅに垂直に測定光Ｘを導入するとともに、この導入した測定光Ｘの戻り光Ｙを検出する装置であり、前記プリズムユニット５０に対する位置を調整自在に構成され、オートコリメータ本体６２１と、３ＣＣＤカメラ６２５とを備える。つまり、オートコリメータ６２０は、本発明における測定光導入部および戻り光検出部が一体的に構成されたものである。また、前記クロスダイクロイックプリズム４５の出射端面４５Ｅに垂直に測定光Ｘを導入するため、前記クロスダイクロイックプリズム４５の４つの反射面５０１，５０２，５１１，５１２に対して、入射角４５度で測定光Ｘを導入することになる。
【００４１】
オートコリメータ本体６２１は、測定光Ｘを射出する光源ユニット６２２と、光源ユニット６２２から射出された測定光Ｘを平行光線として射出する対物レンズ６２３と、光源ユニット６２２から射出された測定光Ｘ、およびこの測定光Ｘの戻り光Ｙを導光する導光部６２４とを備える。
【００４２】
光源ユニット６２２は、対物レンズ６２３のバックフォーカス位置に配置されるとともに、ハロゲン光である測定光Ｘを射出する光源６２２Ａと、「＋」形状の透過孔が形成されたチャート６２２Ｂとを備える。光源６２２Ａから射出された測定光Ｘは、チャート６２２Ｂを通過することにより、「＋」形状を有する測定光Ｘとして導光部６２４へ射出される。
導光部６２４は、光源ユニット６２２のチャート６２２Ｂに対して、略４５度に配置されたハーフミラー６２４Ａを備え、光源ユニット６２２から射出された測定光Ｘは、ハーフミラー６２４Ａで反射された後、対物レンズ６２３で平行光束とされる。
【００４３】
３ＣＣＤカメラ６２５は、図１１に示すように、「＋」形状を有する戻り光Ｙを検出する装置であり、色分離光学系としての色分離ダイクロイックプリズム６２６と、この色分離ダイクロイックプリズム６２６の各光出射端面６２６Ｒ，６２６Ｇ，６２６Ｂに配置される赤色用撮像素子（Ｒ−ＣＣＤ）６２７Ｒ，緑色用撮像素子（Ｇ−ＣＣＤ）６２７Ｇ，青色用撮像素子（Ｂ−ＣＣＤ）６２７Ｂと、前記コンピュータ６８０とは別のコンピュータに含まれる処理部６２８とを備える。
【００４４】
色分離ダイクロイックプリズム６２６は、所定形状の３枚のプリズムを貼り合わせて形成され、これにより、「＋」形状を有する戻り光Ｙを、赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂの３色光に分離している。
各撮像素子６２７Ｒ，６２７Ｇ，６２７Ｂは、処理部６２８と電気的に接続されており、各撮像素子６２７Ｒ，６２７Ｇ，６２７Ｂで検出された画像信号は処理部６２８へ出力される。
【００４５】
処理部６２８は、図１２に示すように、前記各撮像素子６２７Ｒ，６２７Ｇ，６２７Ｂで検出された画像信号を取りこむ画像取り込み部としてのビデオキャプチャボード６２８Ａと、このビデオキャプチャボード６２８Ａで取り込まれた画像信号の画像処理を行う画像処理部６２８Ｂと、この処理された画像信号に基づいて、赤色反射面５００における２つの反射面間５０１，５０２のなす角度、および青色反射面５１０における２つの反射面間５１１，５１２のなす角度を測定する反射面角度差測定部６２８Ｃとを備える。詳しくは後述する。
【００４６】
なお、図示を省略するが、３ＣＣＤカメラ６２５の代わりに、戻り光Ｙを拡大する接眼レンズを配置して、この接眼レンズを介して、目視によって戻り光Ｙを検出する構成としてもよい。
【００４７】
切り替え装置６３０は、オートコリメータ６２０から射出される測定光Ｘの導入方向から見て、図３も参照すれば、クロスダイクロイックプリズム４５の交線５２０によって区画される２つの領域としての左側領域ＬＡおよび右側領域ＲＡのうち、いずれか一方の領域ＬＡ，ＲＡにのみ測定光Ｘを導入する、換言すれば、いずれか一方の領域ＬＡ，ＲＡにのみ測定光Ｘを導入させない装置である。また、切り替え装置６３０は、図１３，１４に示すように、台座６１０の前面に設置されており、測定光Ｘを遮蔽する金属製で長方形状の遮光板６３１と、この遮光板６３１の下側に固定され、台座６１０に対して左右方向に摺動自在な摺動部６３２と、この摺動部６３２の前面に固定された操作部６３３とを備える。
【００４８】
摺動部６３２は、図１３に示すように、台座６１０の前面に設置され、左右方向に延びるレール６３２Ａと、遮光板６３１の下側に固定されるとともに、レール６３２Ａに摺動自在に設けられる摺動部本体６３２Ｂとを備え、これにより、摺動部本体６３２Ｂは、レール６３２Ａに沿って左右方向に摺動可能となっている。なお、摺動部６３２は、遮光板６３１がクロスダイクロイックプリズム４５の左側領域ＬＡおよび右側領域ＲＡのうち、一方の領域ＬＡ，ＲＡのみ覆うように設計されている。
【００４９】
操作部６３３は、摺動部本体６３２Ｂの前面にねじ止めされた長尺状の操作部本体６３３Ａと、この操作部本体６３３Ａの上端部に固定されたハンドル６３３Ｂと、操作部本体６３３Ａの下端部および台座６１０の前面固定された軸部材６３３Ｃとを備え、これにより、ハンドル６３３Ｂは、軸部材６３３Ｃを軸として、回動可能となっている。
従って、ハンドル６３３Ｂの回動に応じて、摺動部本体６３２Ｂがレール６３２Ａに沿って左右方向に摺動するので、摺動部本体６３２Ｂに固定された遮光板６３１も左右方向に移動し、結果として、ハンドル６３３Ｂの操作により、クロスダイクロイックプリズム４５の左側領域ＬＡおよび右側領域ＲＡのうちの一方の領域ＬＡ，ＲＡのみを覆うことができるようになっている。
【００５０】
反射装置６４０は、オートコリメータ６２０からクロスダイクロイックプリズム４５に導入され、赤色反射面５００で反射された測定光Ｘを反射して、戻り光Ｙとしてオートコリメータ６２０に戻す装置である。反射装置６４０は、図９に示すように、クロスダイクロイックプリズム４５の入射端面４５Ｒに対向配置された矩形状の反射ミラー６４１と、この反射ミラー６４１を支持する支持板６４２を介して、反射ミラー６４１の水平面回転方向および垂直面傾き方向の位置を、前記駆動本体のモータ等の駆動を制御して調整する２軸調整部６４３とを備える。
【００５１】
反射装置６５０は、オートコリメータ６２０からクロスダイクロイックプリズム４５に導入され、青色反射面５１０で反射された測定光Ｘを反射して、戻り光Ｙとしてオートコリメータ６２０に戻す装置である。反射装置６５０は、図９に示すように、クロスダイクロイックプリズム４５の入射端面４５Ｂに対向配置された反射ミラー６５１と、この反射ミラー６５１を右側で支持するとともに、クロスダイクロイックプリズム４５の交線５２０に対応する位置に開口部６５２Ａ（図８）が形成された支持板６５２と、この支持板６５２の三次元位置を、前記駆動本体のモータ等の駆動を制御して調整することにより、反射ミラー６５１の水平面回転方向および垂直面傾き方向の位置を調整する２軸調整部６５３とを備える。なお、反射ミラー６４１，６５１は同じものであり、２軸調整部６４３，６５３も同じものである。
【００５２】
前後測定ＣＣＤカメラ６６０は、クロスダイクロイックプリズム４５の交線５２０を、反射装置６５０の右側（背面側）から検出するものであり、コンピュータ６８０と電気的に接続されている。この前後測定ＣＣＤカメラ６６０は、図８，９に示すように、交線５２０を撮像する交線撮像部としてのＣＣＤカメラ本体６６１と、このＣＣＤカメラ本体６６１を、前後方向および左右方向のいずれの方向に移動自在に構成された所定のマイクロメータ６６２とを備える。
【００５３】
左右測定ＣＣＤカメラ６７０は、クロスダイクロイックプリズム４５の交線５２０を、クロスダイクロイックプリズム４５の後側から検出するものであり、前記前後測定ＣＣＤカメラ６６０と同じ構成である。左右測定ＣＣＤカメラ６７０は、所定のマイクロメータ６６２によって、ＣＣＤカメラ本体６６１を左右方向および前後方向のいずれの方向にも移動自在に構成されている。
従って、マイクロメータ６６２によって、ＣＣＤカメラ６６０，６７０を前後方向および左右方向に位置調整することにより、ＣＣＤカメラ６６０，６７０で撮像される交線画像におけるフォーカス調整および基準位置合わせが可能となっている。
【００５４】
コンピュータ６８０は、２台のＣＣＤカメラ６６０，６７０で検出されたクロスダイクロイックプリズム４５の交線画像の処理、および４つの反射面５０１，５０２，５１１，５１２の接合状態の判定を行うものであり、図８に示すように、各種プログラムを実行するＣＰＵや記憶装置等を有する本体６８１と、この本体６８１で処理および判定された結果を表示するモニター６８２とを備える。
【００５５】
本体６８１は、図１５に示すように、２台のＣＣＤカメラ６６０，６７０でそれぞれ検出された交線５２０の画像をコンピュータ用の画像信号に変換するビデオキャプチャボード６８１Ａと、この変換された画像信号を処理する画像処理部６８１Ｂと、処理された交線画像における幅および基準軸からの傾斜を演算する交線演算部６８１Ｃと、演算された結果に基づいて良否を判定する接合状態判定部６８１Ｄと、ＣＣＤカメラ６６０，６７０毎に処理された交線画像および判定結果をそれぞれのモニター６８２に表示させる表示部６８１Ｅとを備える。
【００５６】
以上のようなプリズム検査装置６００において、オートコリメータ６２０から測定光Ｘを射出すると、この測定光Ｘは、クロスダイクロイックプリズム４５の４つの反射面５０１，５０２，５１１，５１２において、いずれか一方の領域ＬＡ，ＲＡには遮光板６３１により導入されず、他方の領域ＬＡ，ＲＡにのみ測定光Ｘが導入される。この導入された測定光Ｘは、各反射面５０１，５０２，５１１，５１２において反射され後、反射ミラー６４１，６５１によって反射されて戻り光Ｙとなる。この戻り光Ｙは、再度、クロスダイクロイックプリズム４５に入射され、前述と同一の反射面５０１，５０２，５１１，５１２で反射された後に、オートコリメータ６２０内に導入される。この戻り光Ｙは、オートコリメータ６２０における３ＣＣＤカメラ６２５で検出される。
【００５７】
［５．光学素子の検査方法］
このようなプリズム検査装置６００において、検査対象となるクロスダイクロイックプリズム４５の検査は、図１６に示すフロー図に基づいて行われる。
(１)まず、クロスダイクロイックプリズム４５を検査する前に、オートコリメータ６２０の位置を固定する（処理Ｓ１）。具体的には、図１７に示すフロー図に基づいて行われる。
(1-1)台座６１０の所定位置に、対応する治具６１１を介して、１つの面がミラー面とされた略正六面体の基準ミラーブロック（図示略）を、そのミラー面がオートコリメータ６２０と対向するように配置する（処理Ｓ１１）。
(1-2)オートコリメータ６２０から測定光Ｘを射出し、前記ミラー面で反射された戻り光Ｙを、３ＣＣＤカメラ６２５で検出する（処理Ｓ１２）。
(1-3)３ＣＣＤカメラ６２５での検出結果を確認しながら、測定光Ｘの位置を示す各色光毎の基準位置に、戻り光Ｙの各色光毎の「＋」形状の画像が一致するように、オートコリメータ６２０を調整して固定する（処理Ｓ１３）。
【００５８】
(２)次に、反射装置における反射ミラー６４１，６５１の位置を固定する（処理Ｓ２）。具体的には、図１８に示すフロー図に基づいて行われる。
(2-1)まず、台座６１０の所定位置に、対応する治具６１１を介して、斜面がミラー面とされた略直角三角柱のダミー三角プリズム（図示略）を、そのミラー面が赤色反射面５００の位置となるように、すなわち、オートコリメータ６２０および反射ミラー６４１に面するように配置する（処理Ｓ２１）。
(2-2)オートコリメータ６２０から測定光Ｘを射出し、前記ミラー面で反射された後、反射ミラー６４１で反射され、再度、前記ミラー面で反射された戻り光Ｙを、３ＣＣＤカメラ６２５で検出する（処理Ｓ２２）。
(2-3)３ＣＣＤカメラ６２５での検出結果を確認しながら、測定光Ｘの位置を示す各色光毎の基準位置に、戻り光Ｙの各色光毎の「＋」形状の画像が一致するように、反射ミラー６４１の位置を２軸調整部６４３によって調整した後に、反射ミラー６４１を固定する（処理Ｓ２３）。
(2-4)今度は、台座６１０の所定位置に、前述と同じ治具６１１を介して、前記略直角三角柱のダミー三角プリズム（図示略）を、そのミラー面が青色反射面５１０の位置となるように入れ替えて配置し、前述同様の手順で、反射ミラー６５１の位置を２軸調整部６５３によって調整した後、反射ミラー６５１を固定する（処理Ｓ２４）。
【００５９】
(３)次に、２台のＣＣＤカメラ６６０，６７０の位置を固定する（処理Ｓ３）。具体的には、図１９に示すフロー図に基づいて行われる。
(3 -1)まず、図２０に示すように、金属またはガラス製で略直方体状のエッジ検出用ブロック７０１と、クロスダイクロイックプリズム４５の半分の厚さの直方体状のダミーガラス７０２とを用意する。次に、このブロック７０１の頂点７０１Ａが治具６１１の中心位置Ｃになるとともに、ブロック７０１の稜線７０１Ｂが前後方向および左右方向に正確に位置するように、台座６１０の所定位置に、対応する治具６１１を介して、ブロック７０１を配置する。また、ブロック７０１と、前後測定ＣＣＤカメラ６６０との間には、ガラス中と空気中との屈折率の相違によるフォーカスずれ防止用のダミーガラス７０２を、前後測定ＣＣＤカメラ６６０の光軸に対して垂直に配置する（処理Ｓ３１）。
【００６０】
(3-2)この状態で、前後測定ＣＣＤカメラ６６０によってブロック７０１の稜線７０１Ｂを撮像し、前後測定ＣＣＤカメラ６６０をダミーガラス７０２方向（図中の上下方向）に進退させることにより、取りこんだ画像のフォーカス調整を行う。この後、ブロック７０１の稜線７０１Ｂの画像を、中心位置Ｃを示す基準位置に合致させるように、前後測定ＣＣＤカメラ６６０を図中の左右方向に位置調整する（処理Ｓ３２）。
(3-3)次に、ブロック７０１はそのままで、ブロック７０１と左右測定ＣＣＤカメラ６７０との間に、左右測定ＣＣＤカメラ６７０の光軸に対して垂直に、ダミーガラス７０２を入れ替えて配置する（処理Ｓ３３）。
(3-4)この状態で、左右測定ＣＣＤカメラ６７０で、ブロック７０１の稜線７０１Ｂを撮像し、左右測定ＣＣＤカメラ６７０をダミーガラス７０２方向（図中の左右方向）に進退させることにより、取りこんだ画像のフォーカス調整を行う。この後、ブロック７０１の稜線７０１Ｂの画像を、中心位置Ｃを示す基準位置に合致させるように、左右測定ＣＣＤカメラ６７０を図中の上下方向に位置調整する（処理Ｓ３４）。このようにして、２台のＣＣＤカメラ６６０，６７０の位置を調整し、固定する。
【００６１】
(４)次に、台座６１０の所定位置に、対応する治具６１１を介して、検査対象となるプリズムユニット５０を正確に設置・固定する（処理Ｓ４）。
【００６２】
(５)以上で検査の前準備が完了し、この状態で、プリズムユニット５０のクロスダイクロイックプリズム４５において、固定板４４７に対する青色反射面５１０および赤色反射面５００の向きを検査する（処理Ｓ５）。具体的には、図２１に示すフロー図に基づいて行われる。
【００６３】
(5-1)オートコリメータ６２０から、遮光板６３１を入れた状態で、クロスダイクロイックプリズム４５の端面４５Ｅに射出された測定光Ｘは、青色反射面５００で反射されて青色測定光ＸＢとなり、その後、反射ミラー６５１で反射されて戻り光ＹＢとなり、再度、青色反射面５００で反射された戻り光ＹＢはオートコリメータ６２０に戻る。その後、この戻り光ＹＢの位置を３ＣＣＤカメラ６２５の撮像素子６２７Ｂで検出し、ビデオキャプチャボード６２８Ａでこの検出信号を取り込み、画像処理部６２８Ｂでこの検出信号を画像処理する。この処理された画像をディスプレイＤ（図２２）に表示するとともに、コンピュータ内のメモリ等に記憶する（処理Ｓ５１）。
【００６４】
(5-2)次に、予め設定された基準位置と処理画像の位置との、図２２に示すディスプレイＤ上の上下方向の偏差量Ｄ１に基づいて、図２３に示すように、基準位置に対する青色反射面５１０の回転偏差量θＢ１を算出する（処理Ｓ５２）。
(5-3)また、図２２に示す左右方向の偏差量Ｄ２に基づいて、図２４に示すように、基準位置に対する倒れ量θＢ２、すなわち、照明光軸に対するあおり量を算出する（処理Ｓ５３）。
(5-4)同様にして、オートコリメータ６２０から射出され、赤色反射面５００および反射ミラー６４１で反射された赤色戻り光ＹＲを、３ＣＣＤカメラ６２５で検出し、図２３，２４に示す回転偏差量θＲ１および倒れ量θＲ２を算出する（処理Ｓ５４）。なお、これらの回転偏差量θＢ１，θＢ２および倒れ量θＲ１，θＲ２の良品範囲は、ともに±５分である。
【００６５】
(６) 次に、遮光板６３１をセットした状態で、プリズムユニット５０のクロスダイクロイックプリズム４５における各反射面５０１，５０２，５１１，５１２間の相対位置を検査する（処理Ｓ６）。具体的には、図２５に示すフロー図に基づいて行われる。
(6-1)オートコリメータ６２０から、右側領域ＲＡに測定光Ｘを射出し、反射ミラー６４１，６５１で反射された戻り光Ｙを３ＣＣＤカメラ６２５で検出する（処理Ｓ６１：測定光導入手順，戻り光検出手順）。より具体的には、測定光Ｘのうち、青色光ＸＢは青色反射面５１０で反射された後、反射ミラー６５１で反射されて青色戻り光ＹＢとなり、再度、青色反射面５１０で反射されて、オートコリメータ６２０に戻る。その後、この青色戻り光ＹＢの位置を３ＣＣＤカメラ６２５の撮像素子６２７Ｂで検出し、ビデオキャプチャボード６２８Ａでこの検出信号を取り込み、画像処理部６２８Ｂでこの検出信号を画像処理する。この処理された画像をディスプレイＤに表示するとともに、コンピュータ内のメモリ等に記憶する。
【００６６】
(6-2)次に、切り替え装置６３０のハンドル６３３Ｂを操作して、処理Ｓ６１と同様にして、左側領域ＬＡに測定光Ｘを射出し、反射ミラー６５１で反射された青色戻り光ＹＢを３ＣＣＤカメラ６２５で検出する（処理Ｓ６２：測定光切替手順）。
(6-3)図２６には、右側領域ＲＡの青色反射面５１０（５１２）と左側領域ＬＡの青色反射面５１０（５１１）とがずれている場合の検出結果を示す。反射面角度差測定部６２８Ｃは、上下方向の偏差量ＤＢ１に基づいて、図２７に示すように、右側領域ＲＡの青色反射面５１０（５１２）を基準にした左側領域ＬＡの青色反射面５１０（５１１）の水平偏差量ＰＢ、すなわち、反射面５１１，５１２同士の延出方向からの偏差量（なす角度）を算出する（処理Ｓ６３：偏差検出手順）。なお、この水平偏差量ＰＢの良品範囲は±１５秒である。
(6-4)次に、図２６に示す左右方向の偏差量ＤＢ２に基づいて、右側領域ＲＡの青色反射面５１０（５１２）を基準にした左側領域ＬＡの青色反射面５１０（５１１）のなす角度である垂直偏差量ＱＢ（図示略）を算出する（処理Ｓ６４：偏差検出手順）。なお、この垂直偏差量ＱＢの良品範囲も±１５秒である。
【００６７】
(6-5)前記青色光の場合と同様にして、切り替え装置６３０の操作により（処理Ｓ６５）、反射面角度差測定部６２８Ｃは、右側領域ＲＡの赤色反射面５００（５０２）を基準にして、各偏差量ＤＲ１，ＤＲ２に基づいて、図２７に示す赤色反射面５０１，５０２間の水平偏差量ＰＲおよび垂直偏差量ＱＲ（図示略）を算出する（処理Ｓ６６）。
【００６８】
(７)次に、プリズムユニット５０における固定板４４７とクロスダイクロイックプリズム４５との接合状態（接着固定精度）を検査する（処理Ｓ７）。具体的には、図２８に示すフロー図に基づいて行われる。
(7-1)予め固定された前後測定ＣＣＤカメラ６６０において、ＣＣＤカメラ本体６６１は、交線５２０を撮像し、この撮像され画像処理された交線５２０に基づいて、交線演算部６８１Ｃは、図２９に示すように、基準線に対する交線５２０の前後方向偏差量Ｔ１と、交線５２０の幅寸法Ｔ２と、基準線に対する傾斜φとを算出する（処理Ｓ７１：交線画像取得手順）。交線５２０の幅寸法Ｔ２を測定したので、交線５２０の幅寸法Ｔ２が基準よりも大きくなる場合には、延出する２つの反射面５０１，５０２，５１１，５１２間に平行移動ずれが生じていることが確認できる。
なお、前後方向偏差量Ｔ１の良品範囲は、±０．０５ｍｍである。また、幅寸法Ｔ２および傾斜φの良品範囲も適宜設定されている。
【００６９】
(7-2)前述と同様に、左右測定ＣＣＤカメラ６７０において、ＣＣＤカメラ本体６７１で交線５２０を撮像することにより（交線画像取得手順）、基準線に対する交線５２０の左右方向偏差量Ｔ１と、交線５２０の幅寸法Ｔ２と、基準線に対する傾斜φとを算出する（処理Ｓ７２）。
【００７０】
(８)以上の操作が終わったら、測定した各偏差Ｔ１，Ｔ２，φがすべて良品の範囲にあるかどうか、接合状態判定部６８１Ｄで判定する（処理Ｓ８：接合状態判定手順）。範囲内にあれば良品とされ、範囲外であれば不良品として判定される。なお、その他の偏差量も自動的に良否判定されてもよい。
(９)最後に、プリズムユニット５０を所定の治具６１１から取り外すことにより（処理Ｓ９）、全ての検査が終了する。
【００７１】
［６．効果］
このような本実施形態によれば、以下のような効果が得られる。
(１)オートコリメータ６２０から測定光Ｘを射出し、この測定光Ｘを色反射面５００，５１０における右側領域ＲＡおよび左側領域ＬＡに、切り替え装置６３０によって切り替えて検査するので、各色反射面５００，５１０における２つの反射面５０１，５０２，５１１，５１２の相対位置を簡単に検査できる。従って、クロスダイクロイックプリズム４５の良否判定精度を高めることができる。また、このような検査で良品とされたクロスダイクロイックプリズム４５をプロジェクタ１に組み込んだので、プロジェクタ１の投写画像の鮮明化も図ることができる。
【００７２】
(２)測定導入部と戻り光検出部とが一体的に構成されたオートコリメータ６２０を採用したので、測定導入部と戻り光検出部とを別々に配置する場合に比べて、検査装置６００の小型化を図ることができる。
【００７３】
(３)クロスダイクロイックプリズム４５の端面４５Ｒ，４５Ｂに、反射ミラー６４１，６５１を設置したので、明るい戻り光Ｙを確実に導入できて、オートコリメータ６２０での検出を容易にできる。
【００７４】
(４)戻り光Ｙの検出用に３ＣＣＤカメラ６２５を採用したので、例えば、戻り光Ｙを目視で検出する場合に比べて、確実に、かつ自動的に検出でき、作業者の負担を軽減できる。また、各色からなる複数のカラーフィルタを用意し、これらのカラーフィルタに順次戻り光Ｙを通過させて、各色光毎に戻り光検出部で戻り光Ｙを検出する構成も考えられるが、３ＣＣＤカメラ６２５を採用する方が、カラーフィルタの入れ換え等の作業が要らないから、戻り光Ｙの検出を簡単にできる。
【００７５】
(５)撮像素子６２７Ｒ，６２７Ｇ，６２７Ｂが戻り光Ｙを検出し、この検出した信号をビデオキャプチャボード６２８Ａが取り込み、この取り込んだ画像信号の画像処理を画像処理部６２８Ｂが行い、その後、各色反射面５００，５１０の２つの反射面５０１，５０２，５１１，５１２において、画像処理された各戻り光Ｙの位置に基づいて、２つの反射面５０１，５０２，５１１，５１２間のなす角度を反射面角度差測定部６２８Ｃが算出するので、予め、良品となる角度偏差量ＰＲ，ＰＢの範囲を設定することにより、色反射面５００，５１０における２つの反射面５０１，５０２，５１１，５１２間の角度偏差量ＰＲ，ＰＢを簡単に自動検査できる。
【００７６】
(６)ＣＣＤカメラ６６０，６７０で交線５２０の幅寸法Ｔ２を測定するので、各色反射面５００，５１０における２つの反射面５０１，５０２，５１１，５１２が平行移動してずれている場合でも、この平行移動分の偏差量を簡単に検査できる。また、ＣＣＤカメラ６６０，６７０で交線５２０の傾斜φを測定するので、各色反射面５００，５１０における２つの反射面５０１，５０２，５１１，５１２が測定光Ｘの光軸に垂直で基準となる軸から傾斜してずれている場合でも、この傾斜量φを簡単に検査できる。同様に前後左右方向の偏差量Ｔ１も簡単に検査できる。この際、良品となる偏差量Ｔ１、幅寸法Ｔ２および傾斜φの範囲を予め設定したので、簡単に自動検査できる。
【００７７】
(７)切り替え装置６３０において、ハンドル６３３Ｂを操作するだけの比較的簡単な構造で、遮光板６３１の切り替え操作ができるので、切り替え装置６３０のコストを抑えることができる。
［７．変形］
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
例えば、前記実施形態では、クロスダイクロイックプリズム４５の端面４５Ｒ，４５Ｂに対向して反射装置６４０，６５０を配置したが、これに限らず、例えば、クロスダイクロイックプリズム４５の端面４５Ｒ，４５Ｂに反射ミラーを貼付する構成としてもよい。ただし、前記実施形態の方が、反射ミラーの位置を正確に調整できる利点がある。また、特に反射ミラー等を設けずに、各端面で反射させてもよい。
【００７８】
前記実施形態では、光学素子として色合成光学系のクロスダイクロイックプリズム４５を検査したが、これに限らず、貼り合わせミラーを含む色分離光学系等を検査してもよい。また、前記実施形態において、検査項目の検査の順番は、前記順番には限定されない。
【００７９】
前記実施形態では、ＣＣＤカメラ６６０，６７０を手動で調整するようにしたが、自動調整するように構成してもよい。また、オートコリメータ６２０も自動調整するように構成してもよい。
【００８０】
また、切り替え装置において、例えば、遮光板の端部を挿入可能な溝を形成しておき、この溝に沿って遮光板を出し入れすることにより、遮光領域を切り替えてもよい。この場合には、比較的簡単な構成となるので、切り替え装置のコストを抑えることができる。また、遮光板の素材は、金属に限らず、遮光する機能があれば、樹脂製等のその他の素材でもよい。この際、遮光板の形状も特に限定されない。
さらに、前記実施形態における切り替え装置６３０では、ハンドル６３３Ｂを手動で操作していたが、自動的に切り替わるような構成としてもよい。
【００８１】
前記実施形態において、オートコリメータ６２０に３ＣＣＤカメラ６２５を採用したが、これに限らず、通常のＣＣＤカメラや目視で検出するようにしてもよい。
前記実施形態では、オートコリメータ６２０を採用し、測定光導入部と戻り光検出部とを一体的に構成したが、測定光導入部と戻り光検出部とを別体として構成してもよい。
前記実施形態において、クロスダイクロイックプリズム４５の良品範囲は、前述の数値には限定されない。つまり、組み込まれるプロジェクタ等の光学機器の機種や目的に合わせて、適宜変更すればよい。
【００８２】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明に係る光学素子の検査装置および光学素子の検査方法によれば、光学素子における各反射面の相対位置を検査できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る光学素子の検査装置で検査される光学素子としてのクロスダイクロイックプリズムを含むプロジェクタの構造を示す模式図である。
【図２】前記プロジェクタの構造を示す外観斜視図である。
【図３】前記クロスダイクロイックプリズムを示す分解平面図である。
【図４】前記実施形態における光学部品の構造を示す斜視図である。
【図５】前記実施形態における固定板を示す平面図である。
【図６】前記実施形態におけるクロスダイクロイックプリズムおよび固定板を示す側面図である。
【図７】前記光学素子の検査装置を示す正面図である。
【図８】前記光学素子の検査装置を示す平面図である。
【図９】前記光学素子の検査装置を示す側面図である。
【図１０】前記実施形態におけるオートコリメータを示す図である。
【図１１】前記オートコリメータにおける３ＣＣＤカメラの要部を示す図である。
【図１２】前記実施形態における処理部を示すブロック図である。
【図１３】前記光学素子の検査装置における切り替え装置を示す正面図である。
【図１４】前記切り替え装置を示す側面図である。
【図１５】前記実施形態におけるコンピュータを示すブロック図である。
【図１６】前記検査装置による検査手順を示すフロー図である。
【図１７】前記実施形態におけるオートコリメータの調整手順を説明するためのフロー図である。
【図１８】前記実施形態における反射ミラーの調整手順を説明するためのフロー図である。
【図１９】前記実施形態におけるＣＣＤカメラの調整手順を説明するためのフロー図である。
【図２０】前記実施形態におけるＣＣＤカメラの調整手順を説明するための図である。
【図２１】前記実施形態における各反射面の偏差量を検査する手順を説明するためのフロー図である。
【図２２】前記実施形態におけるディスプレイ上の戻り光を示す図である。
【図２３】前記クロスダイクロイックプリズムにおける反射面の偏差を示す図である。
【図２４】前記クロスダイクロイックプリズムにおける反射面の偏差を示す図である。
【図２５】前記実施形態における各反射面の相対位置を検査する手順を説明するためのフロー図である。
【図２６】前記実施形態におけるディスプレイ上の各反射面の戻り光を示す図である。
【図２７】前記クロスダイクロイックプリズムにおける反射面間の偏差を示す図である。
【図２８】前記クロスダイクロイックプリズムの反射面の接合状態を検査するためのフロー図である。
【図２９】前記クロスダイクロイックプリズムの反射面の接合状態を示す図である。
【符号の説明】
４５ 光学素子としてのクロスダイクロイックプリズム
５０ プリズムユニット
４４７ 固定板
５００ 一組の反射面としての赤色反射面
５０１，５０２ 延出する２つの反射面としての赤色反射面
５１０ 一組の反射面としての青色反射面
５１１，５１２ 延出する２つの反射面としての青色反射面
５２０ 交線
６００ 光学素子の検査装置としてのプリズム検査装置
６１０ 台座
６２０ オートコリメータ
６２２ 測定光導入部としての光源ユニット
６２５ 戻り光検出部としての３ＣＣＤカメラ
６２６ 色分離光学系としての色分離ダイクロイックプリズム
６２７Ｒ，６２７Ｇ，６２７Ｂ 撮像素子
６２８Ａ 画像取り込み部としてのビデオキャプチャボード
６２８Ｂ 画像処理部
６２８Ｃ 反射面角度差測定部
６３０ 測定光切替部としての切り替え装置
６４１，６５１ 反射部材としての反射ミラー
６６０，６７０ 交線撮像部を含むＣＣＤカメラ
６８１Ｄ 接合状態判定部
ＬＡ 左側領域
ＲＡ 右側領域
Ｘ 測定光
Ｙ 戻り光
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学素子の検査装置および光学素子の検査方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来、複数の色光を画像情報に応じて各色光毎に変調する複数の液晶パネルと、各液晶パネルで変調された色光を合成する光学素子としてのクロスダイクロイックプリズムと、このクロスダイクロイックプリズムで合成された光束を拡大投写して投写画像を形成する投写レンズとを備えたプロジェクタが利用されている。このようなプロジェクタは、例えば、光源から射出された光束を、ダイクロイックミラーによってＲＧＢの三色の色光に分離し、３枚の液晶パネルにより各色光毎に画像情報に応じて変調し、変調後の光束をクロスダイクロイックプリズムで合成し、投写レンズを介してカラー画像を拡大投写している。
【０００３】
このようなクロスダイクロイックプリズムは、４つの直角プリズムを各界面に沿って貼り合わせて形成された略立方体状のプリズムである。さらに、４つの貼り合わせ面において、延出方向に沿った２つの反射面の組みには、所定波長域を有する赤色光を反射する誘電体多層膜が設けられ、また、延出方向に沿った他の２つの反射面の組みには、前述とは異なる波長域を有する青色光を反射する誘電体多層膜が設けられている。つまり、クロスダイクロイックプリズムの内部には、４つの反射面がＸ字状に配置されている。
【０００４】
従って、鮮明な投写画像を得るためには、Ｘ字状の各反射面が各液晶パネルに対して所定の方向に確実に面している必要がある。このため、従来では、クロスダイクロイックプリズムの外形寸法と、各直角プリズムの端部同士を突きあわせて形成される交線、すなわち、赤色光を反射する反射面と青色光を反射する反射面との交線に基づいて、クロスダイクロイックプリズムを固定部材に高精度に固定してユニット化し、このユニットごとプロジェクタ内に収納して各反射面の向きを特定していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような方法では各液晶パネルに対するクロスダイクロイックプリズムの位置を調整できるものの、あくまでもクロスダイクロイックプリズムを外形基準で調整しているに過ぎないため、クロスダイクロイックプリズム内部における各反射面間の相対位置ずれを検査できないという問題があった。
【０００６】
なお、このような問題は、前述のクロスダイクロイックプリズムに限らず、４つの反射面を有する貼り合わせミラー等のその他の光学素子においても同様であった。
【０００７】
本発明の目的は、光学素子における各反射面の相対位置を検査できる光学素子の検査装置および光学素子の検査方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の光学素子の検査装置は、入射光束の光軸と直交する方向から見て、入射角４５度となるようにＸ字状に配置される４つの反射面を有し、Ｘ字の一方の延出方向に沿った一組の反射面が、他の一組の反射面と異なる波長域の光束を反射するように構成された光学素子の各反射面の相対位置を検査する光学素子の検査装置であって、検査対象となる光学素子を設置する台座と、前記４つの反射面のいずれかに対して、入射角４５度で測定光を導入する測定光導入部と、この測定光導入部から前記光学素子に導入された測定光の戻り光を検出する戻り光検出部と、前記測定光の導入方向から見て、一組の反射面および他の一組の反射面の交線で区画される２つの領域のいずれか一方の領域にのみ前記測定光を導入する測定光切替部と、前記一組の反射面および他の一組の反射面の交線を撮像する交線撮像部と、この交線撮像部で検出された信号に基づいて、該交線の幅および傾斜から各反射面の接合状態を判定する接合状態判定部とを備えることを特徴とするものである。
【０００９】
このような発明では、例えば、以下のような手順で検査が行われる。
すなわち、まず、検査対象となる光学素子を台座に設置し、測定光導入部から入射角４５度で、前記交線で区画される２つの領域のいずれか一方の領域の反射面のみに測定光を導入する。その後、戻り光検出部により、この測定光導入部から一方の領域の反射面に導入された測定光の戻り光を検出する。次に、測定光切替部により、前記交線で区画された２つの領域のうちの他方の領域にのみ測定光を導入し、前述同様に、戻り光検出部により、この測定光導入部から他方の領域の反射面に導入された測定光の戻り光を検出する。
この後、延出方向に沿った一組の反射面において、各反射面からの戻り光の検出結果同士を対比して、その偏差量を取得することにより、前記一組における２つの反射面間の相対位置を検査する。また、延出方向に沿った他の一組の反射面においても、同様に偏差量を取得し、他の一組における２つの反射面間の相対位置も検査する。
このように検査するので、各組みにおける２つの反射面間の相対位置を簡単に検査できる。従って、光学素子の良否判定精度を高めることができる。また、このような検査で良品とされた光学素子をプロジェクタ等に組み込むことにより、プロジェクタの投写画像の鮮明化を図ることができる。
さらに、ここで、各反射面の接合状態とは、２つの反射面が延出方向と直交する方向にどの程度平行ずれしているか、また、２つの反射面が光軸に垂直な方向からどの程度傾いているか等が含まれ、各反射面間の相対位置の状態を示す。
このように、交線撮像部で交線の幅を測定するので、各一組における２つの反射面が平行移動してずれている場合でも、この平行移動分の偏差量を簡単に検査できる。また、交線撮像部で交線の傾斜を測定するので、各一組における２つの反射面が入射光束の光軸に垂直で基準となる軸から傾斜してずれている場合でも、この傾斜分の偏差量を簡単に検査できる。この際、良品となる幅および傾斜の範囲を予め設定しておくだけで、簡単に自動検査できる。
【００１０】
このような光学素子の検査装置において、前記測定光導入部および戻り光検出部は、オートコリメータとして一体的に構成されていることが好ましい。
このようにすれば、測定光導入部と戻り光検出部とが一体的に構成されたオートコリメータとして、１つの機器となるので、測定導入部と戻り光検出部とを別々に配置する場合に比べて、光学素子の検査装置の小型化を図ることができる。
【００１１】
また、前記光学素子の検査装置は、前記反射面で反射された光束を反射して戻り光として前記戻り光検出部に導入する反射部材を備えることが好ましい。
このようにすれば、反射部材で確実に反射させた光束を戻り光とするので、例えば、プリズム等の端面で反射した光束を戻り光とする場合に比べて、戻り光を明るくできて、戻り光検出部での検出を容易にできる。
【００１２】
さらに、前記戻り光検出部は、戻り光を複数の色光に分離する色分離光学系と、この色分離光学系で分離された各色光に応じた複数の撮像素子とを含んで構成されることが好ましい。
ここで、撮像素子としてＣＣＤ（Charge Coupled Device）等を採用できる。
このような場合には、色分離光学系によって戻り光を各色光に分離し、この分離された各色光毎にそれぞれの撮像素子が撮像することにより、異なる波長域の光束を含む戻り光を略同時期に自動的に検出する。
このように検出するので、例えば、戻り光を目視で検出する場合に比べて、確実に、かつ自動的に検出でき、作業者の負担を軽減できる。
また、このような構成の代わりに、各色（所定波長域）からなる複数のカラーフィルタを用意し、これらのカラーフィルタに順次、光学素子からの戻り光を通過させて、各色光毎に戻り光検出部で戻り光を検出する構成も考えられるが、前述のように色分離光学系および撮像素子を採用する方が、カラーフィルタの入れ換え等の作業が要らないから、戻り光の検出が簡単になる。
【００１３】
ここで、前記色分離光学系および撮像素子を含んで構成される光学素子の検査装置は、前記撮像素子で検出された信号を取りこむ画像取り込み部と、この画像取り込み部で取り込まれた画像信号の画像処理を行い、前記一組の反射面、または他の一組の反射面における互いになす角度を測定する反射面角度差測定部とを備えることが好ましい。
このような場合には、撮像素子が戻り光を検出し、この検出した信号を画像取り込み部が取り込み、この取り込んだ画像信号の画像処理を画像処理部が行う。この後、各一組における２つの反射面において、画像処理された各戻り光の位置に基づいて、各一組における２つの反射面間のなす角度を反射面角度差測定部が測定するので、予め、良品となるなす角度の範囲を設定しておくだけで、各一組における２つの反射面間の角度ずれを簡単に自動検査できる。
【００１５】
本発明の光学素子の検査方法は、入射光束の光軸と直交する方向から見て、入射角が４５度となるようにＸ字状に配置される４つの反射面を有し、Ｘ字の一方の延出方向に沿った一組の反射面が、他の一組の反射面と異なる波長域の光束を反射するように構成された光学素子の各反射面の相対位置を検査する光学素子の検査方法であって、検査対象となる光学素子のいずれかの反射面に入射角４５度で測定光を導入する測定光導入手順と、この測定光導入手順で前記光学素子に導入された測定光の戻り光を検出する戻り光検出手順と、測定光を、前記いずれかの反射面に沿った他の反射面に切り替えて導入する測定光切替手順と、切り替えられた測定光の戻り光を検出して、前記いずれかの反射面に対する他の反射面の偏差を検出する偏差検出手順と、前記一組の反射面および他の一組の反射面の交線画像を取得する交線画像取得手順と、該交線の幅および傾斜から各反射面の接合状態を判定する接合状態判定手順とを備えていることを特徴とする。
【００１６】
このような発明では、以下のような手順で検査が行われる。
すなわち、まず、検査対象となる光学素子を設置してから、測定光導入手順により、入射角４５度でいずれかの反射面のみに測定光を導入する。その後、戻り光検出手順により、いずれかの反射面に導入された測定光の戻り光を検出する。次に、測定光切替手順により、前記いずれかの反射面に沿った他の反射面のみに測定光を導入する。次に、偏差検出手順により、切り替えられた後の測定光の戻り光を検出した結果と、前述の戻り光検出手順による検出結果とに基づいて、いずれかの反射面に対する他の反射面の偏差を検出する。
このように検査するので、延出方向に沿った２つの反射面間の相対位置を簡単に検査できて、光学素子の良否判定を精度を高めて実施できる。また、このような検査で良品とされた光学素子をプロジェクタ等に組み込むことにより、プロジェクタの投写画像の鮮明化を図ることができる。
さらに、予め良品となる幅および傾斜の範囲を設定した上で、交線画像取得手順により反射面の交線画像を取得し、接合状態判定手順により、この取得した交線画像の幅および傾斜が設定された良品範囲に入っているかどうかを判定するようにするだけで、簡単に自動検査できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。
［１．プロジェクタの構造］
図１，２は、検査対象とされる光学素子としてのクロスダイクロイックプリズム４５を備えるプロジェクタ１を示す図である。
プロジェクタ１は、図１，２に示すように、外装ケース内に収容された電源ユニット３と、同じく外装ケース内に配置された平面Ｕ字形の光学ユニット４とを備え、全体略直方体形状となっている。
【００１９】
電源ユニット３は、電源３１と、この電源３１の側方に配置されたランプ駆動回路（バラスト）３２とを備える。
電源３１は、電源ケーブルを通して供給された電力をランプ駆動回路３２や図示しないドライバーボード等に供給するものであり、前記電源ケーブルが差し込まれるインレットコネクタ３３を備える。ランプ駆動回路３２は、電力を光学ユニット４の光源ランプ４１１に供給するものである。
【００２０】
光学ユニット４は、光源ランプ４１１から射出された光束を、光学的に処理して画像情報に対応した光学像を形成するユニットであり、インテグレータ照明光学系４１と、色分離光学系４２と、リレー光学系４３と、電気光学装置４４と、光学素子としてのクロスダイクロイックプリズム４５と、投写レンズ４６とを備える。
【００２１】
［２．光学系の構成］
インテグレータ照明光学系４１は、電気光学装置４４を構成する３枚の液晶パネル４４１（赤、緑、青の色光毎にそれぞれ液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂと示す）の画像形成領域をほぼ均一に照明するための光学系であり、光源装置４１３と、第１レンズアレイ４１８と、ＵＶフィルタを含む第２レンズアレイ４１４と、偏光変換素子４１５と、第１コンデンサレンズ４１６と、反射ミラー４２４と、第２コンデンサレンズ４１９とを備える。
【００２２】
光源装置４１３は、放射状の光線を射出する放射光源としての光源ランプ４１１と、この光源ランプ４１１から射出された放射光を反射するリフレクタ４１２とを備える。光源ランプ４１１としては、ハロゲンランプやメタルハライドランプ、または高圧水銀ランプが用いられることが多い。リフレクタ４１２としては、放物面鏡を用いている。なお、放物面鏡の他、平行化レンズ（凹レンズ）と共に楕円面鏡を用いてもよい。
【００２３】
第１レンズアレイ４１８は、光軸方向から見てほぼ矩形状の輪郭を有する小レンズがマトリクス状に配列された構成を有する。各小レンズは、光源ランプ４１１から射出される光束を、複数の部分光束に分割する。各小レンズの輪郭形状は、液晶パネル４４１の画像形成領域の形状と略相似形をなすように設定されている。例えば、液晶パネル４４１の画像形成領域のアスペクト比（横と縦の寸法の比率）が４：３であるならば、各小レンズのアスペクト比も４：３に設定する。
【００２４】
第２レンズアレイ４１４は、第１レンズアレイ４１８と略同様な構成を有し、小レンズがマトリクス状に配列される。第２レンズアレイ４１４は、第１コンデンサレンズ４１６および第２コンデンサレンズ４１９とともに、第１レンズアレイ４１８の各小レンズの像を液晶パネル４４１上に結像させる機能を有する。
偏光変換素子４１５は、第２レンズアレイ４１４と第１コンデンサレンズ４１６との間に配置されるとともに、第２レンズアレイ４１４と一体でユニット化されている。この偏光変換素子４１５は、第２レンズアレイ４１４からの光を１種類の偏光光に変換するものであり、これにより、電気光学装置４４での光の利用効率が高められている。
【００２５】
具体的に、偏光変換素子４１５によって１種類の偏光光に変換された各部分光は、第１コンデンサレンズ４１６および第２コンデンサレンズ４１９によって最終的に電気光学装置４４の液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ上にほぼ重畳される。偏光光を変調するタイプの液晶パネル４４１を用いたプロジェクタ１では、１種類の偏光光しか利用できないため、他種類のランダムな偏光光を発する光源ランプ４１１からの光のほぼ半分が利用されない。そこで、偏光変換素子４１５を用いることにより、光源ランプ４１１からの射出光を全て１種類の偏光光に変換し、電気光学装置４４での光の利用効率を高めている。
【００２６】
色分離光学系４２は、２枚のダイクロイックミラー４２１，４２２と、反射ミラー４２３とを備え、ダイクロイックミラー４２１、４２２によりインテグレータ照明光学系４１から射出された複数の部分光束を赤、緑、青の３色の色光に分離する機能を有している。
リレー光学系４３は、入射側レンズ４３１、リレーレンズ４３３、および反射ミラー４３２、４３４を備え、色分離光学系４２で分離された色光、青色光を液晶パネル４４１Ｂまで導く機能を有している。
【００２７】
この際、色分離光学系４２のダイクロイックミラー４２１では、インテグレータ照明光学系４１から射出された光束の青色光成分と緑色光成分とが透過するとともに、赤色光成分が反射する。ダイクロイックミラー４２１によって反射した赤色光は、反射ミラー４２３で反射し、フィールドレンズ４１７を通って赤色用の液晶パネル４４１Ｒに達する。このフィールドレンズ４１７は、第２レンズアレイ４１４から射出された各部分光束をその中心軸（主光線）に対して平行な光束に変換する。他の液晶パネル４４１Ｇ、４４１Ｂの光入射側に設けられたフィールドレンズ４１７も同様である。
【００２８】
ダイクロイックミラー４２１を透過した青色光と緑色光のうちで、緑色光はダイクロイックミラー４２２によって反射し、フィールドレンズ４１７を通って緑色用の液晶パネル４４１Ｇに達する。一方、青色光はダイクロイックミラー４２２を透過してリレー光学系４３を通り、さらにフィールドレンズ４１７を通って青色光用の液晶パネル４４１Ｂに達する。なお、青色光にリレー光学系４３が用いられているのは、青色光の光路の長さが他の色光の光路長さよりも長いため、光の拡散等による光の利用効率の低下を防止するためである。すなわち、入射側レンズ４３１に入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ４１７に伝えるためである。
【００２９】
電気光学装置４４は、３枚の光変調装置としての液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂを備え、これらは、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として用いたものであり、色分離光学系４２で分離された各色光は、これら３枚の液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂによって、画像情報に応じて変調されて光学像を形成する。
【００３０】
クロスダイクロイックプリズム４５は、３枚の液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂから射出された各色光毎に変調された画像を合成してカラー画像を形成するものである。また、クロスダイクロイックプリズム４５は、図３に示すように、４つの直角プリズム４５１を各界面に沿って貼り合わせて形成された略立方体状のプリズムである。これらの界面において、延出方向に沿った２つの面５０１，５０２の一組である赤色反射面５００には、所定波長域を有する赤色光を反射する図示しない誘電体多層膜が設けられている。また、延出方向に沿った他の２つの反射面５１１，５１２の一組である青色反射面５１０には、前述とは異なる波長域を有する青色光を反射する誘電体多層膜が設けられている。従って、クロスダイクロイックプリズム４５の内部には、４つの反射面５０１，５０２，５１１，５１２が、互いに９０度の直角なＸ字状に配置されることになる。また、２つの色反射面５００，５１０の交線５２０は、クロスダイクロイックプリズム４５における中心位置を示す線である。クロスダイクロイックプリズム４５で合成されたカラー画像は、投写レンズ４６から射出され、スクリーン上に拡大投写される。
なお、本実施形態のクロスダイクロイックプリズム４５とは別に、赤色反射面５００と青色反射面５１０とが反対の位置とされたクロスダイクロイックプリズムも採用できる。ただし、以下の説明では、前述のクロスダイクロイックプリズム４５で説明する。
【００３１】
以上説明した各光学系４１〜４５は、図２に示すように、合成樹脂製のライトガイド４７内に収容される。ライトガイド４７は、各光学部品４１４〜４１９，４２１〜４２３，４３１〜４３４を上方からスライド式に嵌め込む溝部がそれぞれ設けられた下ライトガイド４７１と、下ライトガイド４７１の上部の開口側を閉塞する蓋状の上ライトガイド（図示略）とを備える。
また、ライトガイド４７の光射出側にはヘッド部４９が形成されている。ヘッド部４９の前方側に投写レンズ４６が固定され、後方側に液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂが取り付けられたクロスダイクロイックプリズム４５が固定される。
【００３２】
〔３．光学部品の構造〕
以下には、図４〜６を参照し、光学部品の構造について説明する。
なお、光学部品とは、互いに一体とされたクロスダイクロイックプリズム４５および液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂのことである。
図４に示すように、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂは、保持枠４４３内に収納され、この保持枠４４３の四隅部分に形成される孔４４３Ａに透明樹脂製のピン４４５を紫外線硬化型接着剤とともに挿入することにより、クロスダイクロイックプリズム４５の側面である光束入射面側に金属製の固定用プレート４４６を介して接着されている（いわゆるＰＯＰ（Panel On Prism）構造によるクロスダイクロイックプリズム４５への固定）。
【００３３】
ここで、保持枠４４３には矩形状の開口部４４３Ｂが形成され、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂは、この開口部４４３Ｂで露出し、この部分が画像形成領域となる。すなわち、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂのこの部分に各色光Ｒ，Ｇ，Ｂが導入され、画像情報に応じて光学像が形成される。一体化された液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂおよびクロスダイクロイックプリズム４５からなる光学部品は、クロスダイクロイックプリズム４５の上面４５Ａ（光束入射面に対して直交する面）に、接着された固定板４４７を介して下ライトガイド４７１に固定される。
【００３４】
固定板４４７は、図４に示すように、平面視において、四方に延出した四つの腕部４４７Ａを備え、各腕部４４７Ａに設けられた丸孔４４７Ｂのうち、略対角線上にある二つの丸孔４４７Ｂは、対応する取付部に設けられた位置出し用の突部４７４に嵌合され、残る二つの丸孔４４７Ｂには、対応した取付部４７３に螺合されるネジが挿通される。また、固定板４４７は、図５に示すように、中央部分に球状の膨出部４４７Ｃを有する。さらに、固定板４４７の下面には、膨出部４４７Ｃの頂上部分４４７Ｃ１で交差する略Ｘ字状の基準線４４７Ｄが形成されている。なお、クロスダイクロイックプリズム４５と固定板４４７とを接着固定したものをプリズムユニット５０とする。
【００３５】
図５および図６の模式図を参照して、プリズムユニット５０の製造方法について説明する。なお、接着固定の際には、クロスダイクロイックプリズム４５および固定板４４７を上下逆さにした状態で行われるため、図６でも、クロスダイクロイックプリズム４５および固定板４４７を上下逆さにして示している。
まず、上方から観察しながら、固定板４４７の膨出部４４７Ｃの頂上部分４４７Ｃ１に、内部の４つの反射面５０１，５０２，５１１，５１２の交線５２０が重なるようにクロスダイクロイックプリズム４５の上面４５Ａ（図６では下面）を当接させる。その後、クロスダイクロイックプリズム４５と固定板４４７との間に未硬化の紫外線硬化型接着剤を充填する。次に、固定板４４７の基準線４４７Ｄに４つの反射面５０１，５０２，５１１，５１２の位置を合わせるとともに、固定板４４７とクロスダイクロイックプリズム４５の上面４５Ａとが略平行な状態、換言すれば、固定板４４７に対してクロスダイクロイックプリズム４５が傾斜していない状態に姿勢を調整する。このようにして、固定板４４７に対するクロスダイクロイックプリズム４５の位置調整をした後に、クロスダイクロイックプリズム４５の下面（図６では上面）から上面４５Ａに向けて紫外線を照射して、紫外線硬化型接着剤を硬化させる。
【００３６】
［４．光学素子の検査装置の構造］
図７は、光学素子の検査装置としてのプリズム検査装置６００を示す正面図であり、図８はその平面図、図９はその右側面図である。
プリズム検査装置６００は、図７に示すように、クロスダイクロイックプリズム４５の４つの反射面５０１，５０２，５１１，５１２間の相対位置の検査とプリズムユニット５０の製造精度の検査とを実施する装置であり、下側にキャスタ６０１Ａが設置され移動可能とされた検査台６０１と、この検査台６０１上に設置される検査装置本体６０２とを備える。
【００３７】
検査装置本体６０２は、検査対象としてのクロスダイクロイックプリズム４５を含むプリズムユニット５０を、所定の治具６１１を介して、設置するための台座６１０と、この台座６１０に設置されたクロスダイクロイックプリズム４５の出射端面４５Ｅに対向配置されるオートコリメータ６２０とを備える。また、検査装置本体６０２は、オートコリメータ６２０およびクロスダイクロイックプリズム４５の間に配置される測定光切替部としての切り替え装置６３０と、クロスダイクロイックプリズム４５の入射端面４５Ｂ，４５Ｒにそれぞれ対向配置される２台の反射装置６４０，６５０と、反射装置６５０の背面側に配置される前後測定ＣＣＤカメラ６６０と、クロスダイクロイックプリズム４５の入射端面４５Ｇに対向配置される左右測定ＣＣＤカメラ６７０と、これらの２台のＣＣＤカメラ６６０，６７０で検出した画像を処理して、モニター６８２に表示するコンピュータ６８０と、各反射装置６４０，６５０の駆動を制御する図示しない駆動本体とを備える。
【００３８】
なお、プリズム検査装置６００において、後述するオートコリメータ６２０から見て、左側を左方向、右側を右方向、手前側を前方向、奥側を後方向として設定する。
【００３９】
台座６１０は、各光学部品の形状等に対応した各治具６１１を介して、プリズムユニット５０の他に、図示しないその他の光学部品を設置・固定する部材であり、上面には基準線が形成されている。プリズムユニット固定用の治具６１１には、図９に示すように、前記固定板４４７の腕部４４７Ａの丸孔４４７Ｂに対応する位置に、４本の柱６１１Ａが立設されている。これらの４本の柱６１１Ａの上端部に跨るようにして、プリズムユニット５０が設置・固定される。
【００４０】
オートコリメータ６２０は、図１０に示すように、前記クロスダイクロイックプリズム４５の出射端面４５Ｅに垂直に測定光Ｘを導入するとともに、この導入した測定光Ｘの戻り光Ｙを検出する装置であり、前記プリズムユニット５０に対する位置を調整自在に構成され、オートコリメータ本体６２１と、３ＣＣＤカメラ６２５とを備える。つまり、オートコリメータ６２０は、本発明における測定光導入部および戻り光検出部が一体的に構成されたものである。また、前記クロスダイクロイックプリズム４５の出射端面４５Ｅに垂直に測定光Ｘを導入するため、前記クロスダイクロイックプリズム４５の４つの反射面５０１，５０２，５１１，５１２に対して、入射角４５度で測定光Ｘを導入することになる。
【００４１】
オートコリメータ本体６２１は、測定光Ｘを射出する光源ユニット６２２と、光源ユニット６２２から射出された測定光Ｘを平行光線として射出する対物レンズ６２３と、光源ユニット６２２から射出された測定光Ｘ、およびこの測定光Ｘの戻り光Ｙを導光する導光部６２４とを備える。
【００４２】
光源ユニット６２２は、対物レンズ６２３のバックフォーカス位置に配置されるとともに、ハロゲン光である測定光Ｘを射出する光源６２２Ａと、「＋」形状の透過孔が形成されたチャート６２２Ｂとを備える。光源６２２Ａから射出された測定光Ｘは、チャート６２２Ｂを通過することにより、「＋」形状を有する測定光Ｘとして導光部６２４へ射出される。
導光部６２４は、光源ユニット６２２のチャート６２２Ｂに対して、略４５度に配置されたハーフミラー６２４Ａを備え、光源ユニット６２２から射出された測定光Ｘは、ハーフミラー６２４Ａで反射された後、対物レンズ６２３で平行光束とされる。
【００４３】
３ＣＣＤカメラ６２５は、図１１に示すように、「＋」形状を有する戻り光Ｙを検出する装置であり、色分離光学系としての色分離ダイクロイックプリズム６２６と、この色分離ダイクロイックプリズム６２６の各光出射端面６２６Ｒ，６２６Ｇ，６２６Ｂに配置される赤色用撮像素子（Ｒ−ＣＣＤ）６２７Ｒ，緑色用撮像素子（Ｇ−ＣＣＤ）６２７Ｇ，青色用撮像素子（Ｂ−ＣＣＤ）６２７Ｂと、前記コンピュータ６８０とは別のコンピュータに含まれる処理部６２８とを備える。
【００４４】
色分離ダイクロイックプリズム６２６は、所定形状の３枚のプリズムを貼り合わせて形成され、これにより、「＋」形状を有する戻り光Ｙを、赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂの３色光に分離している。
各撮像素子６２７Ｒ，６２７Ｇ，６２７Ｂは、処理部６２８と電気的に接続されており、各撮像素子６２７Ｒ，６２７Ｇ，６２７Ｂで検出された画像信号は処理部６２８へ出力される。
【００４５】
処理部６２８は、図１２に示すように、前記各撮像素子６２７Ｒ，６２７Ｇ，６２７Ｂで検出された画像信号を取りこむ画像取り込み部としてのビデオキャプチャボード６２８Ａと、このビデオキャプチャボード６２８Ａで取り込まれた画像信号の画像処理を行う画像処理部６２８Ｂと、この処理された画像信号に基づいて、赤色反射面５００における２つの反射面間５０１，５０２のなす角度、および青色反射面５１０における２つの反射面間５１１，５１２のなす角度を測定する反射面角度差測定部６２８Ｃとを備える。詳しくは後述する。
【００４６】
なお、図示を省略するが、３ＣＣＤカメラ６２５の代わりに、戻り光Ｙを拡大する接眼レンズを配置して、この接眼レンズを介して、目視によって戻り光Ｙを検出する構成としてもよい。
【００４７】
切り替え装置６３０は、オートコリメータ６２０から射出される測定光Ｘの導入方向から見て、図３も参照すれば、クロスダイクロイックプリズム４５の交線５２０によって区画される２つの領域としての左側領域ＬＡおよび右側領域ＲＡのうち、いずれか一方の領域ＬＡ，ＲＡにのみ測定光Ｘを導入する、換言すれば、いずれか一方の領域ＬＡ，ＲＡにのみ測定光Ｘを導入させない装置である。また、切り替え装置６３０は、図１３，１４に示すように、台座６１０の前面に設置されており、測定光Ｘを遮蔽する金属製で長方形状の遮光板６３１と、この遮光板６３１の下側に固定され、台座６１０に対して左右方向に摺動自在な摺動部６３２と、この摺動部６３２の前面に固定された操作部６３３とを備える。
【００４８】
摺動部６３２は、図１３に示すように、台座６１０の前面に設置され、左右方向に延びるレール６３２Ａと、遮光板６３１の下側に固定されるとともに、レール６３２Ａに摺動自在に設けられる摺動部本体６３２Ｂとを備え、これにより、摺動部本体６３２Ｂは、レール６３２Ａに沿って左右方向に摺動可能となっている。なお、摺動部６３２は、遮光板６３１がクロスダイクロイックプリズム４５の左側領域ＬＡおよび右側領域ＲＡのうち、一方の領域ＬＡ，ＲＡのみ覆うように設計されている。
【００４９】
操作部６３３は、摺動部本体６３２Ｂの前面にねじ止めされた長尺状の操作部本体６３３Ａと、この操作部本体６３３Ａの上端部に固定されたハンドル６３３Ｂと、操作部本体６３３Ａの下端部および台座６１０の前面固定された軸部材６３３Ｃとを備え、これにより、ハンドル６３３Ｂは、軸部材６３３Ｃを軸として、回動可能となっている。
従って、ハンドル６３３Ｂの回動に応じて、摺動部本体６３２Ｂがレール６３２Ａに沿って左右方向に摺動するので、摺動部本体６３２Ｂに固定された遮光板６３１も左右方向に移動し、結果として、ハンドル６３３Ｂの操作により、クロスダイクロイックプリズム４５の左側領域ＬＡおよび右側領域ＲＡのうちの一方の領域ＬＡ，ＲＡのみを覆うことができるようになっている。
【００５０】
反射装置６４０は、オートコリメータ６２０からクロスダイクロイックプリズム４５に導入され、赤色反射面５００で反射された測定光Ｘを反射して、戻り光Ｙとしてオートコリメータ６２０に戻す装置である。反射装置６４０は、図９に示すように、クロスダイクロイックプリズム４５の入射端面４５Ｒに対向配置された矩形状の反射ミラー６４１と、この反射ミラー６４１を支持する支持板６４２を介して、反射ミラー６４１の水平面回転方向および垂直面傾き方向の位置を、前記駆動本体のモータ等の駆動を制御して調整する２軸調整部６４３とを備える。
【００５１】
反射装置６５０は、オートコリメータ６２０からクロスダイクロイックプリズム４５に導入され、青色反射面５１０で反射された測定光Ｘを反射して、戻り光Ｙとしてオートコリメータ６２０に戻す装置である。反射装置６５０は、図９に示すように、クロスダイクロイックプリズム４５の入射端面４５Ｂに対向配置された反射ミラー６５１と、この反射ミラー６５１を右側で支持するとともに、クロスダイクロイックプリズム４５の交線５２０に対応する位置に開口部６５２Ａ（図８）が形成された支持板６５２と、この支持板６５２の三次元位置を、前記駆動本体のモータ等の駆動を制御して調整することにより、反射ミラー６５１の水平面回転方向および垂直面傾き方向の位置を調整する２軸調整部６５３とを備える。なお、反射ミラー６４１，６５１は同じものであり、２軸調整部６４３，６５３も同じものである。
【００５２】
前後測定ＣＣＤカメラ６６０は、クロスダイクロイックプリズム４５の交線５２０を、反射装置６５０の右側（背面側）から検出するものであり、コンピュータ６８０と電気的に接続されている。この前後測定ＣＣＤカメラ６６０は、図８，９に示すように、交線５２０を撮像する交線撮像部としてのＣＣＤカメラ本体６６１と、このＣＣＤカメラ本体６６１を、前後方向および左右方向のいずれの方向に移動自在に構成された所定のマイクロメータ６６２とを備える。
【００５３】
左右測定ＣＣＤカメラ６７０は、クロスダイクロイックプリズム４５の交線５２０を、クロスダイクロイックプリズム４５の後側から検出するものであり、前記前後測定ＣＣＤカメラ６６０と同じ構成である。左右測定ＣＣＤカメラ６７０は、所定のマイクロメータ６６２によって、ＣＣＤカメラ本体６６１を左右方向および前後方向のいずれの方向にも移動自在に構成されている。
従って、マイクロメータ６６２によって、ＣＣＤカメラ６６０，６７０を前後方向および左右方向に位置調整することにより、ＣＣＤカメラ６６０，６７０で撮像される交線画像におけるフォーカス調整および基準位置合わせが可能となっている。
【００５４】
コンピュータ６８０は、２台のＣＣＤカメラ６６０，６７０で検出されたクロスダイクロイックプリズム４５の交線画像の処理、および４つの反射面５０１，５０２，５１１，５１２の接合状態の判定を行うものであり、図８に示すように、各種プログラムを実行するＣＰＵや記憶装置等を有する本体６８１と、この本体６８１で処理および判定された結果を表示するモニター６８２とを備える。
【００５５】
本体６８１は、図１５に示すように、２台のＣＣＤカメラ６６０，６７０でそれぞれ検出された交線５２０の画像をコンピュータ用の画像信号に変換するビデオキャプチャボード６８１Ａと、この変換された画像信号を処理する画像処理部６８１Ｂと、処理された交線画像における幅および基準軸からの傾斜を演算する交線演算部６８１Ｃと、演算された結果に基づいて良否を判定する接合状態判定部６８１Ｄと、ＣＣＤカメラ６６０，６７０毎に処理された交線画像および判定結果をそれぞれのモニター６８２に表示させる表示部６８１Ｅとを備える。
【００５６】
以上のようなプリズム検査装置６００において、オートコリメータ６２０から測定光Ｘを射出すると、この測定光Ｘは、クロスダイクロイックプリズム４５の４つの反射面５０１，５０２，５１１，５１２において、いずれか一方の領域ＬＡ，ＲＡには遮光板６３１により導入されず、他方の領域ＬＡ，ＲＡにのみ測定光Ｘが導入される。この導入された測定光Ｘは、各反射面５０１，５０２，５１１，５１２において反射され後、反射ミラー６４１，６５１によって反射されて戻り光Ｙとなる。この戻り光Ｙは、再度、クロスダイクロイックプリズム４５に入射され、前述と同一の反射面５０１，５０２，５１１，５１２で反射された後に、オートコリメータ６２０内に導入される。この戻り光Ｙは、オートコリメータ６２０における３ＣＣＤカメラ６２５で検出される。
【００５７】
［５．光学素子の検査方法］
このようなプリズム検査装置６００において、検査対象となるクロスダイクロイックプリズム４５の検査は、図１６に示すフロー図に基づいて行われる。
(１)まず、クロスダイクロイックプリズム４５を検査する前に、オートコリメータ６２０の位置を固定する（処理Ｓ１）。具体的には、図１７に示すフロー図に基づいて行われる。
(1-1)台座６１０の所定位置に、対応する治具６１１を介して、１つの面がミラー面とされた略正六面体の基準ミラーブロック（図示略）を、そのミラー面がオートコリメータ６２０と対向するように配置する（処理Ｓ１１）。
(1-2)オートコリメータ６２０から測定光Ｘを射出し、前記ミラー面で反射された戻り光Ｙを、３ＣＣＤカメラ６２５で検出する（処理Ｓ１２）。
(1-3)３ＣＣＤカメラ６２５での検出結果を確認しながら、測定光Ｘの位置を示す各色光毎の基準位置に、戻り光Ｙの各色光毎の「＋」形状の画像が一致するように、オートコリメータ６２０を調整して固定する（処理Ｓ１３）。
【００５８】
(２)次に、反射装置における反射ミラー６４１，６５１の位置を固定する（処理Ｓ２）。具体的には、図１８に示すフロー図に基づいて行われる。
(2-1)まず、台座６１０の所定位置に、対応する治具６１１を介して、斜面がミラー面とされた略直角三角柱のダミー三角プリズム（図示略）を、そのミラー面が赤色反射面５００の位置となるように、すなわち、オートコリメータ６２０および反射ミラー６４１に面するように配置する（処理Ｓ２１）。
(2-2)オートコリメータ６２０から測定光Ｘを射出し、前記ミラー面で反射された後、反射ミラー６４１で反射され、再度、前記ミラー面で反射された戻り光Ｙを、３ＣＣＤカメラ６２５で検出する（処理Ｓ２２）。
(2-3)３ＣＣＤカメラ６２５での検出結果を確認しながら、測定光Ｘの位置を示す各色光毎の基準位置に、戻り光Ｙの各色光毎の「＋」形状の画像が一致するように、反射ミラー６４１の位置を２軸調整部６４３によって調整した後に、反射ミラー６４１を固定する（処理Ｓ２３）。
(2-4)今度は、台座６１０の所定位置に、前述と同じ治具６１１を介して、前記略直角三角柱のダミー三角プリズム（図示略）を、そのミラー面が青色反射面５１０の位置となるように入れ替えて配置し、前述同様の手順で、反射ミラー６５１の位置を２軸調整部６５３によって調整した後、反射ミラー６５１を固定する（処理Ｓ２４）。
【００５９】
(３)次に、２台のＣＣＤカメラ６６０，６７０の位置を固定する（処理Ｓ３）。具体的には、図１９に示すフロー図に基づいて行われる。
(3 -1)まず、図２０に示すように、金属またはガラス製で略直方体状のエッジ検出用ブロック７０１と、クロスダイクロイックプリズム４５の半分の厚さの直方体状のダミーガラス７０２とを用意する。次に、このブロック７０１の頂点７０１Ａが治具６１１の中心位置Ｃになるとともに、ブロック７０１の稜線７０１Ｂが前後方向および左右方向に正確に位置するように、台座６１０の所定位置に、対応する治具６１１を介して、ブロック７０１を配置する。また、ブロック７０１と、前後測定ＣＣＤカメラ６６０との間には、ガラス中と空気中との屈折率の相違によるフォーカスずれ防止用のダミーガラス７０２を、前後測定ＣＣＤカメラ６６０の光軸に対して垂直に配置する（処理Ｓ３１）。
【００６０】
(3-2)この状態で、前後測定ＣＣＤカメラ６６０によってブロック７０１の稜線７０１Ｂを撮像し、前後測定ＣＣＤカメラ６６０をダミーガラス７０２方向（図中の上下方向）に進退させることにより、取りこんだ画像のフォーカス調整を行う。この後、ブロック７０１の稜線７０１Ｂの画像を、中心位置Ｃを示す基準位置に合致させるように、前後測定ＣＣＤカメラ６６０を図中の左右方向に位置調整する（処理Ｓ３２）。
(3-3)次に、ブロック７０１はそのままで、ブロック７０１と左右測定ＣＣＤカメラ６７０との間に、左右測定ＣＣＤカメラ６７０の光軸に対して垂直に、ダミーガラス７０２を入れ替えて配置する（処理Ｓ３３）。
(3-4)この状態で、左右測定ＣＣＤカメラ６７０で、ブロック７０１の稜線７０１Ｂを撮像し、左右測定ＣＣＤカメラ６７０をダミーガラス７０２方向（図中の左右方向）に進退させることにより、取りこんだ画像のフォーカス調整を行う。この後、ブロック７０１の稜線７０１Ｂの画像を、中心位置Ｃを示す基準位置に合致させるように、左右測定ＣＣＤカメラ６７０を図中の上下方向に位置調整する（処理Ｓ３４）。このようにして、２台のＣＣＤカメラ６６０，６７０の位置を調整し、固定する。
【００６１】
(４)次に、台座６１０の所定位置に、対応する治具６１１を介して、検査対象となるプリズムユニット５０を正確に設置・固定する（処理Ｓ４）。
【００６２】
(５)以上で検査の前準備が完了し、この状態で、プリズムユニット５０のクロスダイクロイックプリズム４５において、固定板４４７に対する青色反射面５１０および赤色反射面５００の向きを検査する（処理Ｓ５）。具体的には、図２１に示すフロー図に基づいて行われる。
【００６３】
(5-1)オートコリメータ６２０から、遮光板６３１を入れた状態で、クロスダイクロイックプリズム４５の端面４５Ｅに射出された測定光Ｘは、青色反射面５００で反射されて青色測定光ＸＢとなり、その後、反射ミラー６５１で反射されて戻り光ＹＢとなり、再度、青色反射面５００で反射された戻り光ＹＢはオートコリメータ６２０に戻る。その後、この戻り光ＹＢの位置を３ＣＣＤカメラ６２５の撮像素子６２７Ｂで検出し、ビデオキャプチャボード６２８Ａでこの検出信号を取り込み、画像処理部６２８Ｂでこの検出信号を画像処理する。この処理された画像をディスプレイＤ（図２２）に表示するとともに、コンピュータ内のメモリ等に記憶する（処理Ｓ５１）。
【００６４】
(5-2)次に、予め設定された基準位置と処理画像の位置との、図２２に示すディスプレイＤ上の上下方向の偏差量Ｄ１に基づいて、図２３に示すように、基準位置に対する青色反射面５１０の回転偏差量θＢ１を算出する（処理Ｓ５２）。
(5-3)また、図２２に示す左右方向の偏差量Ｄ２に基づいて、図２４に示すように、基準位置に対する倒れ量θＢ２、すなわち、照明光軸に対するあおり量を算出する（処理Ｓ５３）。
(5-4)同様にして、オートコリメータ６２０から射出され、赤色反射面５００および反射ミラー６４１で反射された赤色戻り光ＹＲを、３ＣＣＤカメラ６２５で検出し、図２３，２４に示す回転偏差量θＲ１および倒れ量θＲ２を算出する（処理Ｓ５４）。なお、これらの回転偏差量θＢ１，θＢ２および倒れ量θＲ１，θＲ２の良品範囲は、ともに±５分である。
【００６５】
(６) 次に、遮光板６３１をセットした状態で、プリズムユニット５０のクロスダイクロイックプリズム４５における各反射面５０１，５０２，５１１，５１２間の相対位置を検査する（処理Ｓ６）。具体的には、図２５に示すフロー図に基づいて行われる。
(6-1)オートコリメータ６２０から、右側領域ＲＡに測定光Ｘを射出し、反射ミラー６４１，６５１で反射された戻り光Ｙを３ＣＣＤカメラ６２５で検出する（処理Ｓ６１：測定光導入手順，戻り光検出手順）。より具体的には、測定光Ｘのうち、青色光ＸＢは青色反射面５１０で反射された後、反射ミラー６５１で反射されて青色戻り光ＹＢとなり、再度、青色反射面５１０で反射されて、オートコリメータ６２０に戻る。その後、この青色戻り光ＹＢの位置を３ＣＣＤカメラ６２５の撮像素子６２７Ｂで検出し、ビデオキャプチャボード６２８Ａでこの検出信号を取り込み、画像処理部６２８Ｂでこの検出信号を画像処理する。この処理された画像をディスプレイＤに表示するとともに、コンピュータ内のメモリ等に記憶する。
【００６６】
(6-2)次に、切り替え装置６３０のハンドル６３３Ｂを操作して、処理Ｓ６１と同様にして、左側領域ＬＡに測定光Ｘを射出し、反射ミラー６５１で反射された青色戻り光ＹＢを３ＣＣＤカメラ６２５で検出する（処理Ｓ６２：測定光切替手順）。
(6-3)図２６には、右側領域ＲＡの青色反射面５１０（５１２）と左側領域ＬＡの青色反射面５１０（５１１）とがずれている場合の検出結果を示す。反射面角度差測定部６２８Ｃは、上下方向の偏差量ＤＢ１に基づいて、図２７に示すように、右側領域ＲＡの青色反射面５１０（５１２）を基準にした左側領域ＬＡの青色反射面５１０（５１１）の水平偏差量ＰＢ、すなわち、反射面５１１，５１２同士の延出方向からの偏差量（なす角度）を算出する（処理Ｓ６３：偏差検出手順）。なお、この水平偏差量ＰＢの良品範囲は±１５秒である。
(6-4)次に、図２６に示す左右方向の偏差量ＤＢ２に基づいて、右側領域ＲＡの青色反射面５１０（５１２）を基準にした左側領域ＬＡの青色反射面５１０（５１１）のなす角度である垂直偏差量ＱＢ（図示略）を算出する（処理Ｓ６４：偏差検出手順）。なお、この垂直偏差量ＱＢの良品範囲も±１５秒である。
【００６７】
(6-5)前記青色光の場合と同様にして、切り替え装置６３０の操作により（処理Ｓ６５）、反射面角度差測定部６２８Ｃは、右側領域ＲＡの赤色反射面５００（５０２）を基準にして、各偏差量ＤＲ１，ＤＲ２に基づいて、図２７に示す赤色反射面５０１，５０２間の水平偏差量ＰＲおよび垂直偏差量ＱＲ（図示略）を算出する（処理Ｓ６６）。
【００６８】
(７)次に、プリズムユニット５０における固定板４４７とクロスダイクロイックプリズム４５との接合状態（接着固定精度）を検査する（処理Ｓ７）。具体的には、図２８に示すフロー図に基づいて行われる。
(7-1)予め固定された前後測定ＣＣＤカメラ６６０において、ＣＣＤカメラ本体６６１は、交線５２０を撮像し、この撮像され画像処理された交線５２０に基づいて、交線演算部６８１Ｃは、図２９に示すように、基準線に対する交線５２０の前後方向偏差量Ｔ１と、交線５２０の幅寸法Ｔ２と、基準線に対する傾斜φとを算出する（処理Ｓ７１：交線画像取得手順）。交線５２０の幅寸法Ｔ２を測定したので、交線５２０の幅寸法Ｔ２が基準よりも大きくなる場合には、延出する２つの反射面５０１，５０２，５１１，５１２間に平行移動ずれが生じていることが確認できる。
なお、前後方向偏差量Ｔ１の良品範囲は、±０．０５ｍｍである。また、幅寸法Ｔ２および傾斜φの良品範囲も適宜設定されている。
【００６９】
(7-2)前述と同様に、左右測定ＣＣＤカメラ６７０において、ＣＣＤカメラ本体６７１で交線５２０を撮像することにより（交線画像取得手順）、基準線に対する交線５２０の左右方向偏差量Ｔ１と、交線５２０の幅寸法Ｔ２と、基準線に対する傾斜φとを算出する（処理Ｓ７２）。
【００７０】
(８)以上の操作が終わったら、測定した各偏差Ｔ１，Ｔ２，φがすべて良品の範囲にあるかどうか、接合状態判定部６８１Ｄで判定する（処理Ｓ８：接合状態判定手順）。範囲内にあれば良品とされ、範囲外であれば不良品として判定される。なお、その他の偏差量も自動的に良否判定されてもよい。
(９)最後に、プリズムユニット５０を所定の治具６１１から取り外すことにより（処理Ｓ９）、全ての検査が終了する。
【００７１】
［６．効果］
このような本実施形態によれば、以下のような効果が得られる。
(１)オートコリメータ６２０から測定光Ｘを射出し、この測定光Ｘを色反射面５００，５１０における右側領域ＲＡおよび左側領域ＬＡに、切り替え装置６３０によって切り替えて検査するので、各色反射面５００，５１０における２つの反射面５０１，５０２，５１１，５１２の相対位置を簡単に検査できる。従って、クロスダイクロイックプリズム４５の良否判定精度を高めることができる。また、このような検査で良品とされたクロスダイクロイックプリズム４５をプロジェクタ１に組み込んだので、プロジェクタ１の投写画像の鮮明化も図ることができる。
【００７２】
(２)測定導入部と戻り光検出部とが一体的に構成されたオートコリメータ６２０を採用したので、測定導入部と戻り光検出部とを別々に配置する場合に比べて、検査装置６００の小型化を図ることができる。
【００７３】
(３)クロスダイクロイックプリズム４５の端面４５Ｒ，４５Ｂに、反射ミラー６４１，６５１を設置したので、明るい戻り光Ｙを確実に導入できて、オートコリメータ６２０での検出を容易にできる。
【００７４】
(４)戻り光Ｙの検出用に３ＣＣＤカメラ６２５を採用したので、例えば、戻り光Ｙを目視で検出する場合に比べて、確実に、かつ自動的に検出でき、作業者の負担を軽減できる。また、各色からなる複数のカラーフィルタを用意し、これらのカラーフィルタに順次戻り光Ｙを通過させて、各色光毎に戻り光検出部で戻り光Ｙを検出する構成も考えられるが、３ＣＣＤカメラ６２５を採用する方が、カラーフィルタの入れ換え等の作業が要らないから、戻り光Ｙの検出を簡単にできる。
【００７５】
(５)撮像素子６２７Ｒ，６２７Ｇ，６２７Ｂが戻り光Ｙを検出し、この検出した信号をビデオキャプチャボード６２８Ａが取り込み、この取り込んだ画像信号の画像処理を画像処理部６２８Ｂが行い、その後、各色反射面５００，５１０の２つの反射面５０１，５０２，５１１，５１２において、画像処理された各戻り光Ｙの位置に基づいて、２つの反射面５０１，５０２，５１１，５１２間のなす角度を反射面角度差測定部６２８Ｃが算出するので、予め、良品となる角度偏差量ＰＲ，ＰＢの範囲を設定することにより、色反射面５００，５１０における２つの反射面５０１，５０２，５１１，５１２間の角度偏差量ＰＲ，ＰＢを簡単に自動検査できる。
【００７６】
(６)ＣＣＤカメラ６６０，６７０で交線５２０の幅寸法Ｔ２を測定するので、各色反射面５００，５１０における２つの反射面５０１，５０２，５１１，５１２が平行移動してずれている場合でも、この平行移動分の偏差量を簡単に検査できる。また、ＣＣＤカメラ６６０，６７０で交線５２０の傾斜φを測定するので、各色反射面５００，５１０における２つの反射面５０１，５０２，５１１，５１２が測定光Ｘの光軸に垂直で基準となる軸から傾斜してずれている場合でも、この傾斜量φを簡単に検査できる。同様に前後左右方向の偏差量Ｔ１も簡単に検査できる。この際、良品となる偏差量Ｔ１、幅寸法Ｔ２および傾斜φの範囲を予め設定したので、簡単に自動検査できる。
【００７７】
(７)切り替え装置６３０において、ハンドル６３３Ｂを操作するだけの比較的簡単な構造で、遮光板６３１の切り替え操作ができるので、切り替え装置６３０のコストを抑えることができる。
［７．変形］
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
例えば、前記実施形態では、クロスダイクロイックプリズム４５の端面４５Ｒ，４５Ｂに対向して反射装置６４０，６５０を配置したが、これに限らず、例えば、クロスダイクロイックプリズム４５の端面４５Ｒ，４５Ｂに反射ミラーを貼付する構成としてもよい。ただし、前記実施形態の方が、反射ミラーの位置を正確に調整できる利点がある。また、特に反射ミラー等を設けずに、各端面で反射させてもよい。
【００７８】
前記実施形態では、光学素子として色合成光学系のクロスダイクロイックプリズム４５を検査したが、これに限らず、貼り合わせミラーを含む色分離光学系等を検査してもよい。また、前記実施形態において、検査項目の検査の順番は、前記順番には限定されない。
【００７９】
前記実施形態では、ＣＣＤカメラ６６０，６７０を手動で調整するようにしたが、自動調整するように構成してもよい。また、オートコリメータ６２０も自動調整するように構成してもよい。
【００８０】
また、切り替え装置において、例えば、遮光板の端部を挿入可能な溝を形成しておき、この溝に沿って遮光板を出し入れすることにより、遮光領域を切り替えてもよい。この場合には、比較的簡単な構成となるので、切り替え装置のコストを抑えることができる。また、遮光板の素材は、金属に限らず、遮光する機能があれば、樹脂製等のその他の素材でもよい。この際、遮光板の形状も特に限定されない。
さらに、前記実施形態における切り替え装置６３０では、ハンドル６３３Ｂを手動で操作していたが、自動的に切り替わるような構成としてもよい。
【００８１】
前記実施形態において、オートコリメータ６２０に３ＣＣＤカメラ６２５を採用したが、これに限らず、通常のＣＣＤカメラや目視で検出するようにしてもよい。
前記実施形態では、オートコリメータ６２０を採用し、測定光導入部と戻り光検出部とを一体的に構成したが、測定光導入部と戻り光検出部とを別体として構成してもよい。
前記実施形態において、クロスダイクロイックプリズム４５の良品範囲は、前述の数値には限定されない。つまり、組み込まれるプロジェクタ等の光学機器の機種や目的に合わせて、適宜変更すればよい。
【００８２】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明に係る光学素子の検査装置および光学素子の検査方法によれば、光学素子における各反射面の相対位置を検査できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る光学素子の検査装置で検査される光学素子としてのクロスダイクロイックプリズムを含むプロジェクタの構造を示す模式図である。
【図２】前記プロジェクタの構造を示す外観斜視図である。
【図３】前記クロスダイクロイックプリズムを示す分解平面図である。
【図４】前記実施形態における光学部品の構造を示す斜視図である。
【図５】前記実施形態における固定板を示す平面図である。
【図６】前記実施形態におけるクロスダイクロイックプリズムおよび固定板を示す側面図である。
【図７】前記光学素子の検査装置を示す正面図である。
【図８】前記光学素子の検査装置を示す平面図である。
【図９】前記光学素子の検査装置を示す側面図である。
【図１０】前記実施形態におけるオートコリメータを示す図である。
【図１１】前記オートコリメータにおける３ＣＣＤカメラの要部を示す図である。
【図１２】前記実施形態における処理部を示すブロック図である。
【図１３】前記光学素子の検査装置における切り替え装置を示す正面図である。
【図１４】前記切り替え装置を示す側面図である。
【図１５】前記実施形態におけるコンピュータを示すブロック図である。
【図１６】前記検査装置による検査手順を示すフロー図である。
【図１７】前記実施形態におけるオートコリメータの調整手順を説明するためのフロー図である。
【図１８】前記実施形態における反射ミラーの調整手順を説明するためのフロー図である。
【図１９】前記実施形態におけるＣＣＤカメラの調整手順を説明するためのフロー図である。
【図２０】前記実施形態におけるＣＣＤカメラの調整手順を説明するための図である。
【図２１】前記実施形態における各反射面の偏差量を検査する手順を説明するためのフロー図である。
【図２２】前記実施形態におけるディスプレイ上の戻り光を示す図である。
【図２３】前記クロスダイクロイックプリズムにおける反射面の偏差を示す図である。
【図２４】前記クロスダイクロイックプリズムにおける反射面の偏差を示す図である。
【図２５】前記実施形態における各反射面の相対位置を検査する手順を説明するためのフロー図である。
【図２６】前記実施形態におけるディスプレイ上の各反射面の戻り光を示す図である。
【図２７】前記クロスダイクロイックプリズムにおける反射面間の偏差を示す図である。
【図２８】前記クロスダイクロイックプリズムの反射面の接合状態を検査するためのフロー図である。
【図２９】前記クロスダイクロイックプリズムの反射面の接合状態を示す図である。
【符号の説明】
４５ 光学素子としてのクロスダイクロイックプリズム
５０ プリズムユニット
４４７ 固定板
５００ 一組の反射面としての赤色反射面
５０１，５０２ 延出する２つの反射面としての赤色反射面
５１０ 一組の反射面としての青色反射面
５１１，５１２ 延出する２つの反射面としての青色反射面
５２０ 交線
６００ 光学素子の検査装置としてのプリズム検査装置
６１０ 台座
６２０ オートコリメータ
６２２ 測定光導入部としての光源ユニット
６２５ 戻り光検出部としての３ＣＣＤカメラ
６２６ 色分離光学系としての色分離ダイクロイックプリズム
６２７Ｒ，６２７Ｇ，６２７Ｂ 撮像素子
６２８Ａ 画像取り込み部としてのビデオキャプチャボード
６２８Ｂ 画像処理部
６２８Ｃ 反射面角度差測定部
６３０ 測定光切替部としての切り替え装置
６４１，６５１ 反射部材としての反射ミラー
６６０，６７０ 交線撮像部を含むＣＣＤカメラ
６８１Ｄ 接合状態判定部
ＬＡ 左側領域
ＲＡ 右側領域
Ｘ 測定光
Ｙ 戻り光
Claims (6)
- 入射光束の光軸と直交する方向から見て、入射角４５度となるようにＸ字状に配置される４つの反射面を有し、Ｘ字の一方の延出方向に沿った一組の反射面が、他の一組の反射面と異なる波長域の光束を反射するように構成された光学素子の各反射面の相対位置を検査する光学素子の検査装置であって、
検査対象となる光学素子を設置する台座と、
前記４つの反射面のいずれかに対して、入射角４５度で測定光を導入する測定光導入部と、
この測定光導入部から前記光学素子に導入された測定光の戻り光を検出する戻り光検出部と、
前記測定光の導入方向から見て、一組の反射面および他の一組の反射面の交線で区画される２つの領域のいずれか一方の領域にのみ前記測定光を導入する測定光切替部と、
前記一組の反射面および他の一組の反射面の交線を撮像する交線撮像部と、
この交線撮像部で検出された信号に基づいて、該交線の幅および傾斜から各反射面の接合状態を判定する接合状態判定部とを備えることを特徴とする光学素子の検査装置。 - 請求項１に記載の光学素子の検査装置において、
前記測定光導入部および戻り光検出部は、オートコリメータとして一体的に構成されていることを特徴とする光学素子の検査装置。 - 請求項１または請求項２に記載の光学素子の検査装置において、
前記反射面で反射された光束を反射して戻り光として前記戻り光検出部に導入する反射部材を備えることを特徴とする光学素子の検査装置。 - 請求項１〜請求項３のいずれかに記載の光学素子の検査装置において、
前記戻り光検出部は、戻り光を複数の色光に分離する色分離光学系と、
この色分離光学系で分離された各色光に応じた複数の撮像素子とを含んで構成されることを特徴とする光学素子の検査装置。 - 請求項４に記載の光学素子の検査装置において、
前記撮像素子で検出された信号を取り込む画像取り込み部と、
この画像取り込み部で取り込まれた画像信号の画像処理を行い、前記一組の反射面、または他の一組の反射面における互いになす角度を測定する反射面角度差測定部とを備えることを特徴とする光学素子の検査装置。 - 入射光束の光軸と直交する方向から見て、入射角が４５度となるようにＸ字状に配置される４つの反射面を有し、Ｘ字の一方の延出方向に沿った一組の反射面が、他の一組の反射面と異なる波長域の光束を反射するように構成された光学素子の各反射面の相対位置を検査する光学素子の検査方法であって、
検査対象となる光学素子のいずれかの反射面に入射角４５度で測定光を導入する測定光導入手順と、
この測定光導入手順で前記光学素子に導入された測定光の戻り光を検出する戻り光検出手順と、
測定光を、前記いずれかの反射面に沿った他の反射面に切り替えて導入する測定光切替手順と、
切り替えられた測定光の戻り光を検出して、前記いずれかの反射面に対する他の反射面の偏差を検出する偏差検出手順と、
前記一組の反射面および他の一組の反射面の交線画像を取得する交線画像取得手順と、
該交線の幅および傾斜から各反射面の接合状態を判定する接合状態判定手順とを備えることを特徴とする光学素子の検査方法。
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