JP2007017287A - クロスダイクロイックプリズムの検査装置、製造装置、検査方法、製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 クロスダイクロイックプリズムを、組み上げた状態や組み立て途中で性能を評価することを可能にする、検査装置を提供する。
【解決手段】 光源３２，３３と、光路分離手段３５と、この光路分離手段３５からの光を反射させて戻す反射鏡３７，３８を有して成る２つの光学系と、２つの光学系からそれぞれ光路分離手段３５へ戻った光を検出する手段３９，４０とを少なくとも備えて検査装置を構成する。２つの光学系のうち一方は、検査対象のクロスダイクロイックプリズム３１を通る光学系であり、他方は基準となる光学系である。そして、光源として、少なくとも、クロスダイクロイックプリズム３１の寸法よりも短い可干渉距離を有する光源３２を用いる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、液晶プロジェクターに使用される色合成用のクロスダイクロイックプリズムに係わり、組み立て精度の評価を可能にする検査装置、高精度な組み立てを可能にする製造装置、並びに検査方法及び製造方法に関するものである。

カラー画像表示装置の一種として、液晶パネルを使用した液晶プロジェクターがある。

この液晶プロジェクターにおいて、クロスダイクロイックプリズムを使用して色合成を行う光学系の簡略図を、図１０に示す。
クロスダイクロイックプリズム１１０は、赤色光を選択的に反射する反射面１１１と、青色光を選択的に反射する反射面１１２とを有する。
光源からの白色光をＲＧＢ３色に分離する照明光学系（図示せず）を通過した光は、それぞれ対応する液晶パネル１１３Ｒ，１１３Ｇ，１１３Ｂに入射する。
赤色液晶パネル１１３Ｒを透過した赤色光Ｒは、クロスダイクロイックプリズム１１０の反射面１１１によって反射される。
青色液晶パネル１１３Ｂを透過した青色光Ｂは、クロスダイクロイックプリズム１１０の反射面１１２によって反射される。
緑色液晶パネル１１３Ｇを透過した緑色光Ｇは、いずれの反射面１１１，１１２をも透過する。
これにより、３色の光Ｒ，Ｇ，Ｂが同一光軸方向に合成される。
合成された光は、さらに、結像光学系１１４により、スクリーン１１５上に像が結ばれる。

図１０のクロスダイクロイックプリズム１１０の構成図を図１１に示す。
図１１に示すように、クロスダイクロイックプリズム１１０は、直角プリズム形状の４個の透明光学ガラス１０１，１０２，１０３，１０４の各側面に、ダイクロイックフィルターを挟み込む構造をしている。
そして、隣接する２つの透明光学ガラスのそれぞれ対向する側面のうち、一方の透明光学ガラスの側面に、ダイクロイックフィルターを構成する赤色光反射膜１０５又は青色光反射膜１０６が配置される。図１１の場合には、クロスダイクロイックプリズム１１０の中心から見て、各透明光学ガラス１０１，１０２，１０３，１０４の反時計回りにある側面に、交互に、赤色光反射膜１０５と青色光反射膜１０６とが配置されている。
４つの透明光学ガラス１０１，１０２，１０３，１０４の隙間は、透明接着剤１０７によって充填されている。

クロスダイクロイックプリズム１１０においては、反射膜１０５，１０６が形成された４つの反射面の配置が、品質の鍵を握る。
この４つの反射面の配置を設計通りに制御できないと、投射された像の画面中心部分において２重像になる、全面単色で投射させたときに画面中央部に特徴的なすじ状黒ムラが見られる、といった問題を生じる。

このクロスダイクロイックプリズム１１０の製造方法については、過去に多くの事例があるが、代表的なものは、４個の直角プリズムのうちの一部の直角プリズムの長さを他方の直角プリズムよりも長くしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
このように一部の直角プリズムの長さを長くすることにより、長くした直角プリズムの側面を基準面として利用することが可能になる。

従来は、直角プリズムを治具へ突き当てることにより、各直角プリズムの互いの反射面が同一面上にあることを期待して組み上げていた。

特開平１０−３１１９０８号公報

しかしながら、従来は、組み上げられたクロスダイクロイックプリズムや、組み立て途中のクロスダイクロイックプリズムにおける反射面の位置関係を、評価する術がなかった。このため、液晶プロジェクターの製品が完成してから、ようやく性能を評価することが可能になっていた。
従って、性能不良があった場合には、時間も材料・部品も大きくロスすることになってしまう。

また、一部の直角プリズムを長く形成した場合には、直角プリズムを組み上げてクロスダイクロイックプリズムを作製した後に、長くした端部のガラスを切断除去する必要があった。このため、除去する部分のガラス材料のロスがある。

従って、精度良く直角プリズムを組み上げて、反射面のずれがないクロスダイクロイックプリズムを製造することが望まれる。
また、時間や材料のロスをできるだけなくすことが望まれる。

上述した問題の解決のために、本発明においては、クロスダイクロイックプリズムを、組み上げた状態や組み立て途中で性能を評価することを可能にする、クロスダイクロイックプリズムの検査装置及び製造装置、並びに検査方法及び製造方法を提供するものである。

本発明のクロスダイクロイックプリズムの検査装置は、４個の直角プリズムの接合面に所定の色を反射する反射面が形成されて成る、クロスダイクロイックプリズムに対して、検査を行う装置であって、光源と、この光源からの光を複数の光路に分離する光路分離手段と、この光路分離手段からの光を反射させて光路分離手段へ戻す反射鏡を有して成る２つの光学系と、２つの光学系の光路長を合わせた状態で、２つの光学系からそれぞれ光路分離手段へ戻った光を検出する手段とを少なくとも備え、２つの光学系のうち一方は、検査対象のクロスダイクロイックプリズムを通る光学系であり、他方は基準となる光学系であり、光源として、少なくとも、検査対象のクロスダイクロイックプリズムの寸法よりも短い可干渉距離を有する光源が用いられているものである。

本発明のクロスダイクロイックプリズムの製造装置は、４個の直角プリズムの接合面に所定の色を反射する反射面が形成されて成る、クロスダイクロイックプリズムを製造する装置であって、光源と、この光源からの光を複数の光路に分離する光路分離手段と、この光路分離手段からの光を反射させて光路分離手段へ戻す反射鏡を有して成る２つの光学系と、２つの光学系の光路長を合わせた状態で、２つの光学系からそれぞれ光路分離手段へ戻った光を検出する手段と、製造するクロスダイクロイックプリズムを構成する４個の直角プリズムのうち、一部の直角プリズムを固定する手段と、残りの直角プリズムを保持して移動させる手段とを少なくとも備え、２つの光学系のうち一方は、製造するクロスダイクロイックプリズムを通る光学系であり、他方は基準となる光学系であり、光源として、少なくとも、製造するクロスダイクロイックプリズムの寸法よりも短い可干渉距離を有する光源が用いられているものである。

本発明のクロスダイクロイックプリズムの検査方法は、４個の直角プリズムの接合面に所定の色を反射する反射面が形成されて成る、クロスダイクロイックプリズムの検査を行う方法であって、検査対象のクロスダイクロイックプリズムの寸法よりも短い可干渉距離を有する光源を使用して、この光源からの光を分離して、それぞれ、検査対象のクロスダイクロイックプリズムを通す光学系と、基準となる光学系とを通過させ、これら２つの光学系を通過した光を干渉させて、干渉した光の干渉縞の状態を観察することにより、反射面の段差や角度の状態を検出するものである。

本発明のクロスダイクロイックプリズムの製造方法は、４個の直角プリズムの接合面に所定の色を反射する反射面が形成されて成る、クロスダイクロイックプリズムを製造する方法であって、４個の直角プリズムに対して、接合面に接着剤を形成する工程と、４個の直角プリズムのうち、一部の直角プリズムを固定して、かつ残りの直角プリズムを移動可能な状態で保持しておいて、製造するクロスダイクロイックプリズムの寸法よりも短い可干渉距離を有する光源を使用して、この光源からの光を分離して、それぞれ、製造するクロスダイクロイックプリズムを通す光学系と、基準となる光学系とを通過させ、２つの光学系を通過した光を干渉させて、干渉した光の干渉縞の状態を観察することにより、反射面の段差や角度の状態を検出し、保持した直角プリズムを移動させて、段差や角度を補正する工程と、接着剤を硬化させる工程とを、少なくとも有するものである。

上述の本発明の検査装置によれば、２つの光学系の光路長を合わせた状態で、２つの光学系からそれぞれ光路分離手段へ戻った光を検出する手段を備えたことにより、２つの光学系の光路長を合わせた状態では、それぞれの光が干渉して干渉縞が出現するので、干渉縞を検出することができる。
そして、検出した干渉縞から、現在の反射面の位置関係を検出定量化することが可能になる。例えば、反射面が段差や角度ずれを有している場合には、干渉縞に位置ずれや角度の違いが現れる。
このように反射面の位置関係を検出定量化することにより、クロスダイクロイックプリズムを構成する４個の直角プリズムが、最適な位置に配置されていることを、組み上げ途中の状態や、完成したクロスダイクロイックプリズム単体で確認することが可能になる。

上述の本発明の製造装置によれば、２つの光学系の光路長を合わせた状態で、２つの光学系からそれぞれ光路分離手段へ戻った光を検出する手段を備えたことにより、２つの光学系の光路長を合わせた状態では、それぞれの光が干渉して干渉縞が出現するので、干渉縞を検出することができる。
そして、検出した干渉縞から、現在の反射面の位置関係を検出定量化することが可能になる。例えば、反射面が段差や角度ずれを有している場合には、干渉縞に位置ずれや角度の違いが現れる。
このように反射面の位置関係を検出定量化することにより、クロスダイクロイックプリズムを構成する４個の直角プリズムが、最適な位置に配置されていることを、クロスダイクロイックプリズムの組み立て工程において、確認することができる。
また、一部の直角プリズムを固定する手段と、残りの直角プリズムを保持して移動させる手段とを備えているため、現在の反射面の位置関係を検出定量化した結果に基づいて、保持していた直角プリズムを移動させて、４個の直角プリズムが最適な位置に配置されるように補正することが可能になる。
このようにして、４個の直角プリズムが最適な位置に配置された状態で、直角プリズムを接着するための接着剤を硬化させることにより、高品質なクロスダイクロイックプリズムを得ることができる。

上述の本発明の検査方法によれば、２つの光学系を通過した光を干渉させて、干渉した光の干渉縞の状態を観察することにより、反射面の段差や角度の状態を検出するので、クロスダイクロイックプリズムを構成する４個の直角プリズムが、最適な位置に配置されていることを、組み上げ途中の状態や、完成したクロスダイクロイックプリズム単体で確認することができる。

上述の本発明の製造方法によれば、２つの光学系を通過した光を干渉させて、干渉した光の干渉縞の状態を観察することにより、反射面の段差や角度の状態を検出するので、クロスダイクロイックプリズムを構成する４個の直角プリズムが、最適な位置に配置されていることを、クロスダイクロイックプリズムの組み立て途中で確認することができる。
また、一部の直角プリズムを固定して、残りの直角プリズムを移動可能な状態で保持しておいて、反射面の段差や角度の状態を検出し、保持した直角プリズムを移動させて段差や角度を補正するので、段差や角度ずれを低減する、もしくはなくすことができ、これにより、４個の直角プリズムを最適な位置に配置することが可能になる。
さらに、接着剤を硬化させる工程により、４個の直角プリズムが最適な位置に配置された、高品質なクロスダイクロイックプリズムを製造することができる。

上述の本発明によれば、ダイクロイックプリズムの品質を握る重要項目である、直角プリズムの組み立て精度、即ち、反射面の段差及び反射面のなす角度を検出定量化することが可能になる。

さらに、組み立て途中やダイクロイックプリズムの完成品単体で検出定量化することが可能になるため、不良品があった場合の時間や材料のロスを低減することができる。
また、段差や角度ズレを補正して、４個の直角プリズムが最適な位置に配置されるように補正することが可能になる。

従って、本発明により、組み立て精度に優れた高品質なクロスダイクロイックプリズムを安定して得ることが可能になる。

本発明の一実施の形態を、図面を参照して説明する。
本実施の形態では、クロスダイクロイックプリズムの反射面の位置関係を検出するために、図１に示すような、マイケルソン干渉計の原理を応用した検出器３０を使用する。

この検出器３０は、光源として、短可干渉距離光源３２と、長可干渉距離光源（レーザー光源）３３とを有する。これらの光源３２，３３は、切り替え可能な構成とされ、切り替えのための構成は、従来公知のものを使用することができる。例えば、電源のオン・オフで使用する光源を切り替える構成や、使用しない方の光源からの光を遮る構成等が考えられる。

また、光源３２，３３からの光を分割する半透明鏡（ハーフミラー）３５と、その後段に、検査対象のクロスダイクロイックプリズム即ち被検体プリズム３１を含む被検体側光学系と、測定時の基準となる参照側光学系とを有している。そして、これら被検体側光学系及び参照側光学系をそれぞれ通過した光を、半透明鏡３５に戻して干渉させることにより、光源からの光の波長λの１／２の間隔で干渉縞が出現する。
さらに、干渉縞を観察するための検出手段として、結像レンズ３９及びＣＣＤカメラ４０とを有している。なお、ＣＣＤカメラ４０の代わりに、その他の撮像素子やカメラを使用することも可能である。

短可干渉距離光源３２は、可干渉距離が比較的短い光源、例えば、水銀ランプ（高圧水銀灯等）やハロゲンランプ（Ｘｅランプ等）を使用することができる。水銀ランプの可干渉距離は１ｍｍ程度であり、ハロゲンランプの可干渉距離は数μｍ程度である。
なお、短可干渉距離光源３２は、クロスダイクロイックプリズムの反射面の段差を定量することができるようにするために、被検体プリズム３１の寸法よりも短い可干渉距離を有する光源を使用する。一辺が数十ｍｍ程度の被検体プリズム３１では、水銀ランプ及びハロゲンランプのいずれも使用可能である。

以下、本実施の形態では、短可干渉距離光源３２として、水銀ランプとハロゲンランプとを共に備え、これらのランプを切り替えて使用する構成とする。
なお、切り替えのための構成は、従来公知のものを使用することができ、電源のオン・オフで使用する光源を切り替える構成や、使用しない方の光源からの光を遮って光線合成プリズム３４に入射しないようにする構成等が考えられる。

長可干渉距離光源（レーザー光源）３３は、可干渉距離が比較的長い光源、具体的にはレーザー光源を使用する。レーザー光源の可干渉距離は、一般的なもので１０ｃｍ〜２０ｃｍである。
そして、被検体であるクロスダイクロイックプリズムの赤色光に対する反射面を観測する場合には、Ｈｅ−Ｎｅレーザー等に代表される赤色レーザー光源を使用することが望ましく、被検体であるクロスダイクロイックプリズムの青色光に対する反射面を観測する場合には、青色レーザー光源を使用することが望ましい。

被検体側光学系は、被検体プリズム３１の後段に、サンプル側反射鏡３８を配置して構成される。
参照側光学系は、サンプルコンペンセーター３６と、参照側反射鏡３７とを配置して構成される。サンプルコンペンセーター３６は、被検体プリズム３１とほぼ同等の大きさ及び材質で形成されており、２つの光学系をそれぞれ通る光線の光学距離を近づける目的で設けられている。なお、参照側反射鏡３７は、干渉縞が形成されるようにするために、参照側反射鏡３７に入射する光の光軸に対して、極僅か（例えば１０′程度）傾斜して配置される。

なお、本実施の形態の検出器３０において、ＣＣＤカメラ４０で撮影した干渉縞を観察方法は、様々な方法が考えられる。
例えば、干渉縞をＣＣＤカメラ４０に付属したファインダーで直接観察したり、或いはモニタ等に表示して観察したりすることにより、目視によって干渉縞を観察する方法が考えられる。
また例えば、ＣＣＤカメラ４０で撮影した映像信号に対して画像処理を行うことにより、コンピュータ等で自動的に干渉縞の状態を検出する方法も考えられる。

次に、この検出器３０の動作を説明する。
まず、光源３２，３３から出射した光を、各光源３２，３３に付属するレンズ等の光学系によってコリメート光にした後、合成プリズム３４にて同一光軸に合成する。なお、合成プリズム３４の代わりにミラーを使用しても、同一光軸に合成することが可能である。
このように合成した光を、さらに、半透明鏡（ハーフミラー）３５にて、参照側光学系（３６，３７）を通る光Ｌ１と、被検体側光学系（３１，３８）を通る光Ｌ２とに、分割する。

参照側光学系に入射した光Ｌ１は、参照側反射鏡３７によって反射されて戻り、サンプルコンペンセーター３６を経て半透明鏡３５へ入射する。
また、被検体側光学系に入射した光Ｌ２は、被検体プリズム３１内の反射面にて反射され、サンプル側反射鏡３８に反射されて戻り、プリズム３１を経て半透明鏡３５へ入射する。
これら２つの光Ｌ１，Ｌ２は、半透明鏡３５にて合成される。このとき、２つの光Ｌ１，Ｌ２の光路差によって、干渉を起こして干渉縞が発生する。
そして、結像レンズ３９を経て集束された像を、ＣＣＤカメラ４０で撮影することにより、被検体プリズム３１の反射面の状態を検出することが可能になる。

さらに、被検体側光学系（３１，３８）を通過する光Ｌ２の光路を、図２に拡大して示す。
図２に示すように、被検体プリズム３１の直角プリズムの接合位置のずれにより、反射面４１，４２に段差が生じている場合には、それぞれの反射面４１，４２において反射する光４３，４４に光路差が生じる。
このため、反射面４１と反射面４２とでは、干渉縞が不連続になる。

また、図２では反射面４１，４２が平行関係になっているが、これら反射面４１及び反射面４２が平行関係からずれている場合には、干渉縞が片方の反射面のみ傾く。この状態で撮影した写真の一例を図３に示す。
図３の写真では、一方の反射面４１で反射する光の光路長を、ほぼ参照側光学系と一致させると共に、入射光の光軸に対する反射面４１の角度を所定の角度（４５度）となるように配置した状態である。
図３に示すように、干渉縞が傾いていることから、一方の反射面４１に対して、他方の反射面４２が平行関係からずれていることを示している。

次に、反射面４１，４２の段差の定量について説明する。
反射面４１，４２の段差の定量には、短可干渉距離光源３２、例えば高圧水銀灯を使用する。

図２において、反射面４１と反射面４２とが同一平面上にない場合には、被検体側光学系を通過する光（図１のＬ２）のうち、反射面４１によって反射した光の光路４３と、反射面４２によって反射した光の光路４４との間に、光路差が生じる。
そして、光の可干渉距離を利用して、この光路差を検出することができる。

なお、可干渉距離の短い光源を使用するときには、参照側光学系を通過する光Ｌ１の光路長と、被検体側光学系を通過する光Ｌ２の光路長との差分を、光源の可干渉距離以下に調整する必要がある。
そして、この光路長の差分の調整を行うには、参照側の反射鏡３７もしくは被検体側の反射鏡３８の位置を調整すればよい。

被検体プリズム３１の反射面４１及び４２が大きくずれていて、段差が大きくなっているときには、反射面４１或いは反射面４２のどちらか一方にのみ干渉縞が発生する。
また、被検体プリズム３１の２つの反射面４１，４２の段差の大きさが、可干渉距離以内であるときには、コントラストの異なる干渉縞が不連続に現れる。
一方、２つの反射面４１，４２が、完全に同一平面上に存在するときには、２つの反射面４１，４２において、同じコントラストで干渉縞が現れる。
即ち、この干渉縞のコントラスト差によって、２つの反射面４１，４２の段差を定量検出することが可能である。
短可干渉距離光源３２として、例えば高圧水銀灯を使用する場合には、青反射領域に有効な４０４ｎｍ，４３６ｎｍの輝線スペクトルを利用すると、特に有効である。

次に、この干渉原理を用いた、クロスダイクロイックプリズムの製造方法について説明する。
前述したように、クロスダイクロイックプリズムの品質は、直角プリズムの組み立て精度が大きく左右する。

４個のプリズムからなるクロスダイクロイックプリズムは、図４Ａ〜図４Ｃに示す工程によって、組み上げることができる。
まず、図４Ａに示す２個の直角プリズム２１，２２に対して、左の直角プリズム２１の図中下側の側面に赤色光反射膜２５Ｒを形成し、右の直角プリズム２２の図中左側の側面に青色光反射膜２５Ｂを形成する。
次に、図４Ｂに示すように、左の直角プリズム２１の図中右側の側面と、右の直角プリズム２２の図中左側の側面（青色光反射膜２５Ｂを有する）とを、紫外線硬化樹脂等で接着する。また、図示しないが、図４Ａ及び図４Ｂと同様にして、他の２個の直角プリズム２３，２４も接着する。
続いて、２個ずつ接着した直角プリズム２１，２２及び２３，２４を、紫外線硬化樹脂等で互いに接着することにより、図４Ｃに示すように、４個の直角プリズム２１，２２，２３，２４を組み上げて、これら４個の直角プリズム２１，２２，２３，２４から成るクロスダイクロイックプリズム３１を製造することができる。

そして、図４Ｂに示す２個の直角プリズム２１，２２を接着した状態から、図４Ｃに示す状態へと組み立てる工程に対して、本発明の製造方法を適用することができる。
即ち、この組み立て工程を行う際に、図５に示すように、基準側として一方の２個組みプリズム５１（２１，２２）を、図示しない固定手段に固定する。
そして、他方の２個組みプリズム５２（２３，２４）を、矢印５３で示す接合面方向に動かすことによって、接合位置を調整する。

この接合位置の調整の際に、ＣＣＤカメラ４０による干渉縞の観察を同時に行う。
そして、２つの反射面４１，４２の干渉縞のコントラストが等しくなった状態で、紫外線照射を行って、２つの２個組みプリズム５１，５２の相対位置を固定する。
このとき、２個組みプリズム５２を動かすことにより、被検体側光学系の光路長が変化していく。そのため、サンプルコンペンセーター３６の角度を変えることによって、参照側光学系の光路長の調整を行い、干渉縞が明確に見える状態を維持する。

さらに、固定されていない方の２個組みプリズム５２に対して、図５中の矢印５４で示す方向に力をかけることにより、図６に示す角度θ１及びθ２を調整することが可能である。角度θ１は、青色光反射膜２５Ｂが形成された２つの反射面４１，４２のなす角度であり、角度θ２は、赤色光反射膜２５Ｒが形成された２つの反射面４５，４６のなす角度である。

これらの角度θ１，θ２が１８０度からずれている場合には、図７Ａの写真に示すように、両反射面の干渉縞の向きが一致しない。
これらの角度θ１，θ２が１８０度に完全に一致している場合には、図７Ｂの写真に示すように、両反射面の干渉縞の向きが一致する。
従って、この干渉縞を観察しながら、２個組みプリズム５２に力をかけて角度調節を行うことによって、目的とする角度に調整することができる。

その後、紫外線照射等を行い、紫外線硬化接着剤等を硬化させる。
これにより、反射面の位置や角度が充分に調整され、４つの直角プリズム２１，２２，２３，２４が精度よく配置された、クロスダイクロイックプリズム３１を製造することができる。

本実施の形態の検出器３０において、干渉縞を観察して検査を行う具体的な方法としては、様々な方法が考えられるが、以下に方法の一例を紹介する。

まず、光源を長可干渉距離光源（レーザー等）３３として、干渉縞を観察する。
干渉縞が出現していないときには、参照側反射鏡３７の光軸に対する傾斜角度を調整して、干渉縞を出現させる。

次に、干渉縞が出ている状態で、長可干渉距離光源（レーザー等）３３から、短可干渉距離光源３２のうち、可干渉距離が長い方の水銀ランプに切り替える。
このとき、参照側光学系と被検体側光学系で光路長の差が大きいと、干渉縞が消える。その場合には、参照側反射鏡３７の位置を変えて光路長を調整することにより、干渉縞を出現させる。
このようにして、干渉縞を出現させた状態を図８Ａに示す。図８Ａでは、ほぼ等間隔の干渉縞が観察されており、左右の面で干渉縞がずれていることから、被検体プリズム３１の２つの反射面４１，４２が段差を有していることがわかる。ただし、段差の量はこの時点ではわからない。

次に、水銀ランプから、短可干渉距離光源３２のうち可干渉距離が短い方のハロゲンランプに切り替える。
可干渉距離が短くなって、干渉縞が出現する箇所が限定されるため、図８Ｂに示すように、両反射面の対応する箇所の干渉縞のみが出現する。図８Ｂでは、左右にそれぞれ５本ずつの干渉縞が出現しており、真ん中の干渉縞が最も濃くなっている。左右の面のこの最も濃い干渉縞の間隔が、段差の量に対応する。

続いて、ハロゲンランプから水銀ランプに戻す。
これにより、図８Ｃに示すように、図８Ａと同じ干渉縞の出現状態になる。
ここで、図８Ｂにおいて左右の面でそれぞれ最も濃くなっていた干渉縞の間にある干渉縞の本数ｎを数えると、段差の量Ｌ（＝ｎλ／２）がわかる。

目視により干渉縞を観察する場合には、上述した手順を採用することによって、容易に段差の量を算出することができる。

なお、図１の検出器３０では、この他の手順を採用して、検査を行うことも可能である。
例えば、画像処理を用いる場合には、図８Ａの状態を記憶しておいて、図８Ｂの状態と比較することにより、段差の量を算出することができる。このとき、図８Ｃの過程は、省略することが可能である。
また、参照側光学系の調整及び披検体側光学系の調整が充分であり、被検体プリズム３１を固定する位置の精度が高いときには、測定毎に参照側光学系の調整を行う必要がない。このとき、最初の測定前に調整を行い、２回目以降の測定において、参照側反射鏡３７の調整を省略することも可能である。

上述の本実施の形態によれば、図１に示した干渉計３０を用いて、クロスダイクロイックミラーの検査や製造を行うことにより、干渉縞のずれ量や角度によって、反射面の段差の量や角度ずれを検出することが可能になる。
これにより、組み立て途中や完成したクロスダイクロイックミラー単体で、反射面の段差や角度の状態を検出定量化することが可能になるため、不良品があった場合の解析時間や材料のロスを低減することができる。
また、反射面の段差や角度ズレを補正して、４個の直角プリズムが最適な位置に配置されるように補正することが可能になる。

従って、組み立て精度に優れた高品質なクロスダイクロイックプリズムを安定して得ることが可能になる。

なお、上述の実施の形態では、短可干渉距離光源３２として、水銀ランプ及びハロゲンランプを共に備えた構成としたが、本発明では、短可干渉距離光源を１つの光源（例えば、ハロゲンランプ）のみとした構成とすることも可能である。ただし、１つの光源のみとした場合には、緩衝縞を自動的に検出する構成とする等、段差の測定方法や測定装置の構成に工夫が必要になる。
これに対して、上述の実施の形態のように、短可干渉距離光源３２として、水銀ランプ及びハロゲンランプといった、可干渉距離の異なる２種類の光源を用いると、目視によって容易に段差を測定することができる利点を有している。

本発明において、短可干渉距離光源の可干渉距離は、少なくともクロスダイクロイックプリズムを構成するプリズムの大きさよりも短くするが、特に上述の実施の形態のハロゲンランプのように、段差の量を直接検出するための短可干渉距離光源では、好ましくは、プリズムの段差の許容量に対応して、適切な可干渉距離を有するものを選定する。
ここで、一般的に使用されているクロスダイクロイックプリズムでは、プリズムの段差の許容量が３μｍ〜５μｍ程度であるため、より好ましくは、２μｍ〜７μｍ程度の可干渉距離を有する光源を選定する。可干渉距離がこの程度である光源を用いると、図８Ｂに示したように視野内に一部の緩衝縞のみが出現し、出現した緩衝縞がコントラストの差を有する。
上述した条件を満たす光源であれば、ハロゲンランプの代わりに他の光源を使用することも可能である。
そして、可干渉距離が短いほど微量の段差の検出に適し、可干渉距離が長いほど大きい段差の検出に適しており、段差の許容量に対応して、適切な可干渉距離を有するものを選定することにより、段差の検出を良好に行うことができる。

また、図１の検出器３０を用いて製造装置を構成する場合には、被検体プリズム３１に対して、基準となる一方の２個組みプリズム５１を固定する固定手段を設けると共に、他方の２個組みプリズム５２を保持しながら動かすことが可能な保持手段を設ければよい。
そして、干渉縞を観察しながら、保持手段を動かして、段差の量がゼロもしくは一定の範囲内となった所で保持手段を停止させて、接着剤を硬化することにより、クロスダイクロイックプリズムを製造することができる。

上述の検出器３０を用いた、さらに具体的な装置の一形態を図９に示す。図９Ａは内部も示す水平断面図であり、図９Ｂは横から見た断面図である。

この装置は、定盤６１の上に、２種類の短可干渉距離光源３２を収納した光源箱６２と、被検体プリズム３１付近以外の光学系全体を囲った筐体とが、配置されて構成されている。筐体は、直方体から図９Ａの左手前の部分を除去した形状となっており、そこに被検体プリズム３１を固定するための試料台６４が設けられている。
光源箱６４は、上面に２種類の光源（水銀ランプとハロゲンランプ）の切り替えのためのつまみ６４Ａを有し、出射側に突き出した部分にフィルター６３が設けられている。
さらに、高可干渉距離光源３３からの光が、短可干渉距離光源３２からの光と合流する箇所付近に、切り替え式のレーザー導入ミラー７１が設けられている。
また、参照側光学系のサンプルコンペンセーター３６以外の部分の光路長と、被検体側光学系の被検体プリズム３１以外の部分の光路長とを合わせるために、参照側光学系にコンペンセーター７２が設けられている。
さらにまた、半透明鏡３５と検出部３９，４０との間に、半透明鏡７３が設けられており、この半透明鏡７３から右に分岐して、レンズ７４と光軸合わせスクリーン７５が設けられている。このスクリーン７５で観察される像を利用して、光軸合わせを行うことが可能である。

試料台６４への被検体プリズム３１の固定方法は、様々な方法を使用することが可能である。
例えば、プリズム３１の上面や光源からの光が通らない側面に固定材を設けて、固定材によって保持・固定する方法、プリズム３１の下面を試料台６４から吸引して保持・固定する方法、これらを併用する方法、等が考えられる。また、固定材と試料台６４とで上下にプリズム３１を挟む方法や、プリズム３１の側面に設けた固定材によって吸引する方法、固定材の代わりにプリズム３１を突き当てる基準材を用いて、基準材に突き当てた状態で、試料台６４もしくは他の部分で固定することも可能である。

そして、この装置においても、前述した実施の形態の方法に沿うことより、プリズム３１の検査や製造を行うことが可能である。

本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取り得る。

本発明の一実施の形態で使用する検出器の概略構成図である。 図１の検出器の被検体側光学系の拡大図である。 反射面がずれている状態で撮影した写真の一例である。 Ａ〜Ｃ クロスダイクロイックプリズムを製造する工程を示す図である。 本発明の製造方法を図４Ｂ〜図４Ｃの工程に適用する場合を説明する図である。 ダイクロイックプリズムにおいて、２つの反射面のなす角度を示す図である。 Ａ 反射面の角度がずれている場合の干渉縞の写真である。 Ｂ 反射面の角度が１８０度に完全に一致している場合の干渉縞の写真である。 Ａ〜Ｃ 干渉縞を観察して段差の量を算出する方法の具体的な手順を説明する図である。 Ａ、Ｂ 図１の検出器を用いた具体的な装置の一形態の概略構成図である。 クロスダイクロイックプリズムを使用して色合成を行う、液晶プロジェクターの簡略図である。 図１０のクロスダイクロイックプリズムの構成図である。

符号の説明

２１，２２，２３，２４ 直角プリズム、３０ 検出器、３１ 被検体プリズム、３２ 短可干渉距離光源、３３ 長可干渉距離光源、３５ 半透明鏡（ハーフミラー）、３６ サンプルコンペンセーター、３７ 参照側反射鏡、３８ サンプル側反射鏡、４０ ＣＣＤカメラ、４１，４２，４５，４６ 反射面、５１，５２ ２個組みプリズム

Claims (6)

1. ４個の直角プリズムの接合面に所定の色を反射する反射面が形成されて成る、クロスダイクロイックプリズムに対して、検査を行う検査装置であって、
   光源と、
   前記光源からの光を複数の光路に分離する光路分離手段と、
   前記光路分離手段からの光を反射させて、前記光路分離手段へ戻す反射鏡を有して成る２つの光学系と、
   前記２つの光学系の光路長を合わせた状態で、前記２つの光学系からそれぞれ前記光路分離手段へ戻った光を検出する手段とを少なくとも備え、
   前記２つの光学系のうち一方は、検査対象のクロスダイクロイックプリズムを通る光学系であり、他方は基準となる光学系であり、
   前記光源として、少なくとも、前記検査対象のクロスダイクロイックプリズムの寸法よりも短い可干渉距離を有する光源が用いられている
   ことを特徴とするクロスダイクロイックプリズムの検査装置。
2. 前記光源として、さらに前記検査対象のクロスダイクロイックプリズムの寸法よりも可干渉距離が充分に長い光源が用いられ、可干渉距離が短い光源と互いに切り替えが可能な構成とされていることを特徴とする請求項１に記載のクロスダイクロイックプリズムの検査装置。
3. ４個の直角プリズムの接合面に所定の色を反射する反射面が形成されて成る、クロスダイクロイックプリズムを製造する装置であって、
   光源と、
   前記光源からの光を複数の光路に分離する光路分離手段と、
   前記光路分離手段からの光を反射させて、前記光路分離手段へ戻す反射鏡を有して成る２つの光学系と、
   前記２つの光学系の光路長を合わせた状態で、前記２つの光学系からそれぞれ前記光路分離手段へ戻った光を検出する手段と、
   製造するクロスダイクロイックプリズムを構成する前記４個の直角プリズムのうち、一部の直角プリズムを固定する手段と、
   残りの直角プリズムを保持して移動させる手段とを少なくとも備え、
   前記２つの光学系のうち一方は、製造するクロスダイクロイックプリズムを通る光学系であり、他方は基準となる光学系であり、
   前記光源として、少なくとも、前記製造するクロスダイクロイックプリズムの寸法よりも短い可干渉距離を有する光源が用いられている
   ことを特徴とするクロスダイクロイックプリズムの製造装置。
4. 前記光源として、さらに前記検査対象のクロスダイクロイックプリズムの寸法よりも可干渉距離が充分に長い光源が用いられ、可干渉距離が短い光源と互いに切り替えが可能な構成とされていることを特徴とする請求項３に記載のクロスダイクロイックプリズムの製造装置。
5. ４個の直角プリズムの接合面に所定の色を反射する反射面が形成されて成る、クロスダイクロイックプリズムの検査を行う方法であって、
   検査対象のクロスダイクロイックプリズムの寸法よりも短い可干渉距離を有する光源を使用して、
   前記光源からの光を分離して、それぞれ、前記検査対象のクロスダイクロイックプリズムを通す光学系と、基準となる光学系とを通過させ、
   ２つの光学系を通過した光を干渉させて、干渉した光の干渉縞の状態を観察することにより、前記反射面の段差や角度の状態を検出する
   ことを特徴とするクロスダイクロイックプリズムの検査方法。
6. ４個の直角プリズムの接合面に所定の色を反射する反射面が形成されて成る、クロスダイクロイックプリズムを製造する方法であって、
   前記４個の直角プリズムに対して、前記接合面に接着剤を形成する工程と、
   ４個の直角プリズムのうち、一部の直角プリズムを固定して、かつ残りの直角プリズムを移動可能な状態で保持しておいて、
   製造するクロスダイクロイックプリズムの寸法よりも短い可干渉距離を有する光源を使用して、
   前記光源からの光を分離して、それぞれ、前記製造するクロスダイクロイックプリズムを通す光学系と、基準となる光学系とを通過させ、
   ２つの光学系を通過した光を干渉させて、干渉した光の干渉縞の状態を観察することにより、前記反射面の段差や角度の状態を検出し、
   保持した直角プリズムを移動させて、前記段差や前記角度を補正する工程と、
   前記接着剤を硬化させる工程とを、少なくとも有する
   ことを特徴とするクロスダイクロイックプリズムの製造方法。