(57)【要約】      （修正有）【課題】対向する側面を透過する検査光の輝度及び光学特性へ悪影響を与える光積分器側面の表面状態により、総合的かつ効率的に検査する光積分器の検査方法を提供する。【解決手段】光を入射する入射面００２と、光を出射する出射面００３と、入射面と出射面とをつなぐ側面とを備え、内部が屈折率ａの材質である導光部材で充填されており、導光部材には、屈折率ｂ（但し、ｂ≠ａ）の材質である散乱粒子００８が散在している光積分器００１の検査方法であって、光積分器のいずれかの側面に検査光源０１０からの検査光を入力する工程Ａ、光積分器を透過し、検査光を入力する側面と対向する側面から出力した検査光の輝度を検出器０１１で検出する工程Ｂ、検査光を入力する側面及び検査光を入力する側面と対向する側面の表面状態を評価し、検査光の輝度及び表面状態に基づいて光積分器の合否を判定する工程Ｃを有する。【選択図】図２
2018072117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を入射する入射面と、前記光を出射する出射面と、前記入射面と前記出射面とをつなぐ側面とを備え、内部が屈折率ａの材質である導光部材で充填されており、前記導光部材には、屈折率ｂ（但し、ｂ≠ａ）の材質である散乱粒子が散在している光積分器の検査方法であって、
前記光積分器のいずれかの側面に検査光源からの検査光を入力する工程Ａ、
前記光積分器を透過し、前記検査光を入力する側面と対向する側面から出力した検査光の輝度を検出器で検出する工程Ｂ、
前記検査光を入力する側面及び前記検査光を入力する側面と対向する側面の表面状態を評価し、前記検査光の輝度及び前記表面状態に基づいて前記光積分器の合否を判定する工程Ｃを有する光積分器の検査方法。
【請求項２】
前記工程Ｃにおいて、前記検査光の輝度から前記光積分器の内部状態を評価し、前記検査光の輝度及び前記内部状態に基づいて前記光積分器の合否を判定する請求項１に記載の光積分器の検査方法。
【請求項３】
前記入射面と前記出射面間の距離が、前記検査光を入力する側面と前記検査光を検出する側面間の距離よりも長い光積分器である請求項１又は２に記載の光積分器の検査方法。
【請求項４】
前記検査光を入力する側面及び前記検査光を検出する側面の少なくとも一方が切削加工によって形成された側面である請求項１〜３のいずれか１項に記載の光積分器の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を均一に混色する光積分器の検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクタ等の表示装置用の映像投射装置では、赤、緑、青の３色の光源を時間分割しカラー化する光学系が一般的である。このカラー化技術は、通常フィールドシーケンシャルカラー（以下、ＦＳＣ）と呼ばれる手法である。
ＦＳＣを用いるには、混色性と均質性の高い３色の光線を、映像投射装置内に搭載されたＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｏｎ  ｓｉｌｉｃｏｎ）及びＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）等の映像生成装置に照射しなければならない。
透明ロッドを用いた映像投射装置が、特許文献１、２等に開示されている。複数光源からの光線の混色性と均質性に関して、特許文献１では、複数の光源からの光線をレンズでロッドに導光する方法が記載されている。特許文献２では、複数の光源からの光線をダイクロイックミラーで合成したあと、ロッドに導光する方法が記載されている。
【０００３】
近年、ヘッドマウントディスプレイに代表されるウエアラブル表示装置の開発が進められている。ウエアラブル表示装置用の映像投射装置は、体に装着するため、省電力で明るく小型であることが求められている。
映像投射装置を小型化するために、複数の光源を１個の筐体に搭載したマルチチップ光源を用いることが考えられる。マルチチップ光源を用いる場合、特許文献１、２で提案されているロッドでは、混色性と均質性を満足するためには、光積分器としての機能を十分に発現させる必要があり、長いロッドの光積分器が必要になるので小型化には向かない。
【０００４】
また、混色性と均質性を高め、小型の光積分器とする方法としては、ロッド内に散乱粒子を分散させた光積分器とする方法が考えられる。
しかし、散乱粒子を分散させた光積分器であっても、光積分器の側面の表面状態に不良があり、光積分器の側面の表面が大きく荒れていると、光積分器から出射される光の平均輝度の低下が発生し、投影された映像に欠損が発生したり、光学特性の不良で暗くなるという不具合が発生したりすることがある。また、散乱粒子を分散させた光積分器であっても、光積分器の内部状態に不良があり、内部に含有する散乱粒子の大きさ及び体積比率のばらつき、並びに、散乱粒子の凝集の少なくともいずれかがあることによって、透過率に変化が生じて、光積分器から出射される光の平均輝度の低下及び輝度ムラ等の光学特性の不良が発生し、投影された映像に欠損が生じる不具合を発生することがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３３４０８３号公報
【特許文献２】特開２０００−１３１６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、上記問題を解決し、光積分器において、対向する側面を透過する検査光の輝度及び光学特性へ悪影響を与える光積分器側面の表面状態により、総合的かつ効率的に検査する光積分器の検査方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、以下のものに関する。
（１）光を入射する入射面と、前記光を出射する出射面と、前記入射面と前記出射面とをつなぐ側面とを備え、内部が屈折率ａの材質である導光部材で充填されており、前記導光部材には、屈折率ｂ（但し、ｂ≠ａ）の材質である散乱粒子が散在している光積分器の検査方法であって、
前記光積分器のいずれかの側面に検査光源からの検査光を入力する工程Ａ、
前記光積分器を透過し、前記検査光を入力する側面と対向する側面から出力した検査光の輝度を検出器で検出する工程Ｂ、
前記検査光を入力する側面及び前記検査光を入力する側面と対向する側面の表面状態を評価し、前記検査光の輝度及び前記表面状態に基づいて前記光積分器の合否を判定する工程Ｃを有する光積分器の検査方法。
（２）前記工程Ｃにおいて、前記検査光の輝度から前記光積分器の内部状態を評価し、前記検査光の輝度及び前記内部状態に基づいて前記光積分器の合否を判定する（１）に記載の光積分器の検査方法。
（３）前記入射面と前記出射面間の距離が、前記検査光を入力する側面と前記検査光を検出する側面間の距離よりも長い光積分器である（１）又は（２）に記載の光積分器の検査方法。
（４）前記検査光を入力する側面及び前記検査光を検出する側面の少なくともいずれかが切削加工によって形成された側面である（１）〜（３）いずれかに記載の光積分器の検査方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、光積分器において、対向する側面を透過する検査光の輝度及び光学特性へ悪影響を与える光積分器側面の表面状態により、総合的かつ効率的に検査する光積分器の検査方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の光積分器の態様を説明するための斜視図である。
【図２】本発明の光積分器の検査方法の態様を説明するための平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の検査方法で検査する光積分器００１は、図１に示すように、光を入射する入射面００２と、光を出射する出射面００３と、入射面００２と出射面００３とをつなぐ側面００４〜００７とを備える。光積分器００１の内部は、屈折率ａの材質である導光部材で充填されており、導光部材には、屈折率ａとは異なる屈折率ｂの材質である散乱粒子００８が散在している。
光積分器００１に入射した光は、入射面００２側から出射面００３方向へ伝播すると共に、伝播する光の一部が側面で反射し、出射面００３へと導光される。光積分器００１の入射面００２に２つ以上の発光点を有する光源からの光が入射されると、光が散乱しながら出射面００３方向へ伝播することになるので、導光部材の内部で光が広がり混色性と均質性の高い光が出射面００３から出射される。なお、３つ以上の発光点を有する光源からの光が入射されてもよい。
【００１１】
本発明の光積分器の検査方法は、図２を参照して説明すると、光積分器００１のいずれかの側面（ここでは側面００６）に検査光源０１０からの検査光を入力する工程Ａと、光積分器００１を透過して検査光を入力する側面００６と対向する側面００７（先に選択した側面と対向する側面）から出力した検査光の輝度を検出器０１１で検出する工程Ｂと、検査光を入力する側面００６及び検査光を入力する側面００６と対向する側面００７の表面状態を評価し、検査光の輝度及び表面状態に基づいて光積分器００１の合否を判定する工程Ｃとを有するものである。
【００１２】
本発明における光積分器００１の表面状態は、表面粗さにより評価することができる。表面状態の評価は、光積分器００１の表面状態を顕著に反映する観点から、表面粗さを用いることが特に好ましい。光積分器００１の側面は、表面粗さの小さい平滑な面であれば、伝播中の光を全反射し、良好に出射面００３方向に光を伝播するが、表面粗さの大きい荒れた面であると、伝播中の光が散乱（乱反射も含む）し、良好に出射面００３から出射できなくなる。このため、光積分器００１の側面の表面粗さが大きくなると、平均輝度の低下を生じる要因となる。側面の表面粗さを測定するには、既知の表面粗さ計等を用いることができる。
【００１３】
本発明のように、工程Ａとして光積分器００１のいずれかの側面に検査光源０１０からの検査光を入力し、工程Ｂとして光積分器００１を透過して対向する側面から出力した検査光の輝度を検出器０１１で検出することで、光積分器００１の表面状態を把握することができる。
【００１４】
さらに工程Ｃとして検査光を入力する側面００６及び検査光を入力する側面と対向する側面００７の表面状態を評価し、検査光の輝度及び表面状態に基づいて光積分器００１の合否を判定する。
工程Ｃでは、あらかじめ輝度と表面状態との相関を確認しておくことが好ましい。また、工程Ｂで検出する輝度と、実際に入射面００２から光を入射し、出射面００３から出射される光の平均輝度との相関を確認しておくことがより好ましい。
なお、工程Ｃは、工程Ａ及び工程Ｂを実施すると共に行ってもよく、工程Ｂによって輝度データ等を取得しておき、後に当該輝度データを用いて工程Ｃを行ってもよい。
本発明の検査方法における表面状態としては、上述の表面粗さの評価だけではなく、例えば、加工方法に依存して表面近傍に着色等が生じるような表面状態を評価に使用することで、より正確に合否を判断できる。
【００１５】
本実施形態における工程Ｃの合否の判定基準の具体例を以下に示す。
光積分器００１は、長さＬが４．１５ｍｍ、高さＨが１．０５ｍｍ、幅Ｗが１．０５ｍｍの四角柱（対向する最も面積の小さい面が入射面００２と出射面００３）であって、対向する１組の側面（測定対象側面）の表面粗さＲａが共に０．１μｍである場合の輝度を基準輝度とした。そして、本実施形態における光積分器００１の検査を行い、基準輝度に対して所定値以上低い輝度が検出された光積分器を不合格と判定することができる。合否の判定基準としては、基準輝度より６．５％以上低い輝度とすることが好ましく、基準輝度より６．０％以上低い輝度とすることがより好ましく、基準輝度より５．５％以上低い輝度とすることがさらに好ましい。
ここで、基準輝度に対して３％低い値が検出された光積分器００１において、対向する１組の側面（測定対象側面）の表面粗さを測定したところ、Ｒａが共に０．６μｍであった。つまり、表面粗さが０．６μｍである場合の光積分器００１の表面粗さによる輝度の低下は、３％であり、上記の判定基準では合格と判定され得る。
ここでＲａとは、カットオフ値０．８ｍｍのＪＩＳ  Ｂ  ０６０１（２００１）における算術平均粗さのことを意味する。
【００１６】
本実施形態における光積分器００１の検査を行って合格と不合格と判定されたそれぞれの光積分器００１において、実使用形態である光積分器００１の入射面００２から光を入射し、出射面００３から出射する平均の輝度を算出したところ、良品と不良品との差は２％以上の差であった。本実施形態における工程Ｂで検出する輝度と、実際に入射面００２から光を入射し、出射面００３から出射される光の輝度とは相関するので、実使用形態における平均の輝度の差を、本実施形態に係る検査方法を用いることによって顕著に検出することができる利点がある。また、側面は入射面００２及び出射面００３よりも面積が広く、検査時のセットが容易である利点もある。
【００１７】
本実施形態に係る検査方法では、工程Ｃにおいて、検査光の輝度から光積分器００１の内部状態を評価し、上記の側面の表面状態による輝度の低下と併せて光積分器００１の内部状態による輝度の低下を検査することが好ましい。
本発明における光積分器００１の内部状態は、透過率により評価することができる。内部状態の評価は、光積分器００１の内部状態を顕著に反映する観点から、透過率を用いることが特に好ましい。具体的には、透過率を用いることで内部状態である樹脂の着色、屈折率のよどみ、散乱粒子の凝集等を間接的に評価できる。
例えば、導光部材の透過率が低下している場合、本実施形態における工程Ｂで検出する輝度が低下する。このため、透過率の低下による輝度の低下と、上記の側面の表面粗さによる輝度の低下の合算の差が６．５％以上のものを不合格と判定することができる。
この場合、工程Ｃでは、あらかじめ輝度と透過率との相関を確認しておくことが好ましい。
【００１８】
本発明のように、工程Ａとして光積分器００１のいずれかの側面に検査光源０１０からの検査光を入力し、工程Ｂとして光積分器００１を透過して対向する側面から出力した検査光の輝度を検出器０１１で検出することで、光積分器００１の内部状態を把握することができる。
【００１９】
光積分器００１の内部は、屈折率ａの材質である導光部材と、屈折率ａとは異なる屈折率ｂの材質である散乱粒子００８とからなる。導光部材の透過率が低下すると、出射面００３から出射される光の輝度低下が生じる。また、散乱粒子００８の大きさ及び体積比率のばらつき、並びに、散乱粒子００８の凝集により透過率が低下し、出射面００３から出射される光の輝度低下が生じる。透過率の低下は、他にも導光部材及び散乱粒子００８の着色、変色によっても引き起こされる。
【００２０】
以下に、本実施形態に記載の光積分器００１の検査に用いる検査装置の構成を、図２を用いて説明する。
【００２１】
本実施形態の光積分器の検査方法で使用する検査装置は、検査光源０１０と、検出器０１１とを備える。検査光源０１０及び検出器０１１は、検査する光積分器００１に対して対向する位置に配置される。
検査光源０１０には、例えば、スーパールミネッセントダイオード（ＳＬＤ）、自然放射増幅光（ＡＳＥ）、発行ダイオード（ＬＥＤ）等の光源を用いることができる。
検出器０１１には、例えば、ＣＣＤ等の画像撮影装置を用いることができる。
【００２２】
検査光の波長は、検出器０１１で検出可能であれば特に限定されないが、赤外光、可視光、紫外光が好適に挙げられる。検査光の波長は、単一の波長であってもよく、複数の波長を含むものであってもよい。検査光の波長としては、実際に光積分器００１で使用する光の波長を含むことがより好ましい。本実施形態においては、実際に光積分器００１で使用する光の波長帯である４３０ｎｍ〜６７０ｎｍの波長を含むＬＥＤを検査光源０１０として用いた。
【００２３】
照射する検査光の角度は、特に限定されないが、検出器０１１での検出が容易になるという観点から、検査する光積分器００１の側面の法線に対して、０°以上〜８０°以下であることが好ましく、０°以上〜７０°以下であることがより好ましく、０°以上〜６０°以下であることがさらに好ましい。
本実施形態では、図２に示すように、光源を光積分器００１に近接させた状態で、上記範囲の検査光の角度となるように調整し、光積分器００１に検査光を入力した。
【００２４】
以下に、本実施形態の光積分器の検査方法に用いた光積分器００１についてさらに詳細に説明する。
光積分器００１は、図１に示すように、長さＬ、高さＨ、幅Ｗの四角柱の形状をしており、その内部は所定の透明度の高い屈折率ａの媒質Ａである導光部材で満たされている。また、光積分器００１は、入射面００２と出射面００３と、側面００４〜００７がある。
入射面００２は光が入射する面であり、出射面００３は光が出射する面である。
【００２５】
スネルの法則より、臨界角より大きい入射角を持つ光線は屈折率の高い媒質から屈折率の低い媒質へ進行できず、内面反射（Total Internal Reflection  以下ＴＩＲと記す）することが知られている。このため、本実施形態の光積分器００１では、入射面００２から入射した光に対して、側面００４〜００７の全てが内面反射する面として機能する。
【００２６】
光積分器００１の内部には、媒質Ａとは異なる屈折率ｂの透明度の高い媒質Ｂで満たされた散乱粒子００８がランダムに散在している。光線は、スネルの法則に従い、屈折率の異なる媒質を通過するときに、入射する角度とは異なる角度で出射するので、媒質Ａである導光部材とは屈折率の異なる媒質Ｂで満たされた散乱粒子００８は、進行する光線の角度を変更させ、散乱させる機能を有する。
屈折率ａと屈折率ｂの差を大きくするに従い、スネルの法則により、より大きな散乱機能が得られる。屈折率ａと屈折率ｂの差は、０．０５以上であることが好ましく、０．０６以上であることがより好ましく、０．０８以上であることがさらに好ましい。
散乱粒子００８は、球状、又はその他の形状でも構わないが、入手が容易である観点から、球状が好ましい。
【００２７】
散乱粒子００８を球状とした場合は、その粒径（粒子の直径）が小さいほど光線を曲げる角度が大きくなり、高い散乱性能が得られる。散乱粒子００８の粒径は、入射する光線の波長より大きく、その波長の１０倍以下にすることが好ましい。散乱粒子００８の直径が波長より小さいと、大きな散乱が得られる。しかし、散乱粒子００８に光線が当たる確立が小さくなるため、均質性を確保するため、散乱粒子００８の充填率を増やすことになるが、効率の低下が問題となる。逆に、散乱粒子００８の粒径が波長の１０倍以上になると、進行する光線の角度を変更できる角度が小さくなり、所望の混色性と均質性を得るため光積分器００１を長くすることになるが、目的とする小型化に寄与できなくなる。
散乱粒子００８を球状以外であっても、表面に凹凸が無い場合は、概ね上記と同じことがいえる。
もちろん、散乱粒子００８の表面に波長オーダーの微細構造を設けてもよい。この場合は、形状を任意にして、散乱粒子００８の粒径を大きくしても、大きな散乱効果が得られることが期待できる。
以上の観点を考慮し、散乱粒子００８の形状、大きさ、体積比率を適宜調整すればよい。
本実施形態の光積分器００１が、例えば、幅Ｗを１．０５ｍｍ、高さＨを１．０５ｍｍ、長さＬを４．１５ｍｍ、散乱粒子００８の粒径を約２μｍ、屈折率ａを１．４８、屈折率ｂを１．５８とした場合、媒質Ａの総体積に対する散乱粒子００８の媒質Ｂの総体積を０．５％以上１．０％以下の範囲に設定するとよい。
また、入射面００２と出射面００３とは、略平行にすることが望ましい。垂直に入射する光の平均角度を保ったまま光の入出射が可能となり、効率面で望ましい。
また、入射面００２と出射面００３とは、同じ形状にすることが望ましい。側面００４〜００７での光の漏れを低減すると共に、側面００４〜００７での効率のよい反射を行うことができ、ロスを低減できる。
【００２８】
上述した光積分器００１の材料及び作製方法は特に限定はないが、以下に説明する材料及び作製方法を用いることによって容易に得ることができる。
【００２９】
＜媒質Ａ＞
まず、媒質Ａの材質として、光を伝播する観点から透明性の高い材料が選択される。媒質Ａの材質としては、透明度の高い材料であれば特に限定はなく、例えば、ウレタンアクリレート系、アクリル系等の光硬化樹脂、エポキシ系等の熱硬化性樹脂、アクリル系、ポリカーボネイト系等の熱可塑性樹脂、及びガラス等を使用することができる。
光硬化性樹脂は、固形の媒質Ｂを使用する際に該媒質Ｂとの混合が容易である観点、硬化後に冷却又は乾燥等の工程を必要としないため作業効率が向上する観点、所定の形状の光積分器を得られやすい観点から好ましい。アクリル系の光硬化性樹脂は、透過率が高く、光の利用効率を高めることが可能となる観点からより好ましい。
【００３０】
＜媒質Ｂ＞
媒質Ｂの材質として、媒質Ａと異なる屈折率を有する透明性の高い材料が選択される。媒質Ｂの材質としては、透明度の高い材料であれば特に限定はなく、例えば、架橋ポリスチレン等のプラスチック粒子、ガラス粒子等を使用することができる。
媒質Ｂは、光を散乱させるために媒質Ａと屈折率差があることが重要であるため、媒質Ａと媒質Ｂとの間で屈折率差は０．００５以上あることが好ましい。屈折率差が０．００５以上０．０１５以下であると、媒質Ａと媒質Ｂの比重を近接させやすくなり媒質Ｂを媒質Ａに混合させるのが容易である観点、及び効率の低下を抑えたうえで、散乱の効果も得られやすいという観点からより好ましい。ここで、媒質Ａと媒質Ｂの屈折率を比較したときに、どちらの屈折率が大きくてもよい。
なお、本発明における屈折率差とは、媒質Ａ又は媒質Ｂのうち、高屈折率である媒質Ａ又は媒質Ｂの屈折率と、低屈折率である媒質Ｂ又は媒質Ａの屈折率の差分から算出される値とする。
【００３１】
＜粒径＞
媒質Ｂの平均粒径は、０．５μｍ以上５μｍ以下であることが好ましい。これは、前述のように、粒径が小さいと光が散乱しすぎて光の取り出し効率が低下してしまい、粒径が大きいと光が散乱しにくいためである。また、粒径は略均一である方が望ましいが、９０％以上の粒子が上記平均粒径範囲内に含まれていれば効果は得られるため問題ない。
なお、平均粒径とは、マイクロトラックＵＰＡ（粒度分析計、Ｌｅｅｄｓ  ＆  Ｎｏｒｔｈｒｕｐ社製、「ＭＩＣＲＯＴＲＡＣ」及び「ＵＰＡ」は登録商標）を用いて、レーザ光法（ダイナミックレーザ光散乱）によって測定され得る体積平均粒径（ｄ５０値）を意味する。
【００３２】
＜作製方法＞
導光部材（媒質Ａ）に散乱粒子（媒質Ｂ）を散在させる工法としては、例えば、液状の媒質Ａを用意し、次いで媒質Ａと媒質Ｂを混合させ、それを所定の形状に光硬化させて製作する方法がある。ここでは、光硬化させて作成する方法に限られず、熱プレス、射出成形、削り出し等、他の工法でも製作可能である。中でも液状の媒質Ａを用いると、媒質Ｂを容易に混合させることができるため、より好ましく、媒質Ａに媒質Ｂを混合させた状態も液状であると、所定の形状に加工しやすいためさらに好ましい。
製品形状作製時には、製品の高さの板を製作後に外周を切断して製品サイズにしてもよいし、製品サイズの空間を持つ型を製作して、型に樹脂を流し込んで硬化させて製作してもよい。
【００３３】
本実施形態における光積分器００１の具体的な作製方法を以下に示す。
（１）液状の媒質Ａに媒質Ｂを投入し、媒質Ａと媒質Ｂが混合している樹脂を用意する。
（２）ガラスの鋳型に上記の媒質Ａと媒質Ｂが混合している樹脂を流し込み、光硬化して樹脂板を成型する。
＊樹脂板サイズ；４０ｍｍ×４０ｍｍ×１．０５ｍｍ
（３）樹脂板を剥離性の接着層付き透明基板に貼り付け、ダイシングソーを用いて透明基板切断しないように４．１５ｍｍ×１．０５ｍｍ×１．０５ｍｍに切削加工した。
上記のように切削加工によって光積分器を作製する場合、切削方法、切削物の状態（例えば、ダイシングブレードの粗さ及び劣化状態）、被切削物の硬化状態（例えば、光積分器の弾性率等）等によって側面の表面粗さは変わる。
【００３４】
本発明の検査方法は、対向する側面が異なる表面状態の光積分器を得られやすい観点から、検査光を入力する側面及び検査光を検出する側面（検査光を入力した側面と別の側面）の少なくとも一方が切削加工によって形成された側面であることが好ましい。
本実施形態においては、対向する側面の加工方法が、一方は切削面、もう一方は成型面となる。本発明の検査方法を切削面と、成型面のそれぞれに対して実施することによって、輝度に大きな差異が生じているのであれば、いずれの加工面の表面が荒れているのかの判断が可能であり、輝度に大きな差異が生じていないのであれば光積分器内部の問題である判断が可能である。つまり、不良箇所の特定が容易である利点がある。
【００３５】
なお、本実施形態における光積分器００１は、正方形柱の形状を例示するが、これに限定されるものではない。例えば、入射面及び／又は出射面の形状が、長方形、円、楕円、三角形、ｎ角形（ｎ＞５）であってもよく、側面が曲面であってもよく、入射面と出射面の形状が異なっていてもよい。
【実施例】
【００３６】
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されない。
【００３７】
実施例１
［光積分器の作製］
光積分器００１は、長さＬが４．１５ｍｍ、高さＨが１．０５ｍｍ、幅Ｗが１．０５ｍｍの四角柱の形状である。光積分器００１の内部は、透明度の高い屈折率１．４９の媒質Ａで満たされている。また、光積分器００１の内部には、透明度の高い屈折率１．５９の媒質Ｂの散乱粒子００８がランダムに含有されている。散乱粒子００８の体積は、光積分器００１の体積に対して０．５％である。
媒質Ａとして、日立化成株式会社製ヒタロイド９５０１（商品名、「ヒタロイド」は登録商標。）を使用する。これは、ウレタンアクリレート系の光硬化樹脂である。
媒質Ｂとして、積水化成品工業株式会社製テクポリマーＳＳＸ−３０２ＡＢＥ（商品名、「テクポリマー」は登録商標。）を使用する。これは、架橋ポリスチレン樹脂でできた微粒子であり、形状は球形、平均粒径は２μｍで、全体の略９５％の粒子が平均粒径と０．５μｍ以内の差である単分散粒子である。
【００３８】
光積分器００１の作製方法について以下に示す。
まず、光硬化樹脂である媒質Ａの中に、全体の体積の０．５％の微粒子（媒質Ｂ）を入れ、攪拌棒にて約１０分間攪拌する。攪拌後４時間以上の自然放置により、十分に脱泡する。底面及び側面を金属板で囲むことにより、長さ５０ｍｍ、幅７ｍｍ、深さ１．０５ｍｍの空隙を作り、そこに樹脂を流し込み、上からガラス板を被せる。このとき、内部に空気が入らないようにする。
その後、ガラス板越しにＵＶ（Ｕｌｔｒａ  Ｖｉｏｌｅｔ）ランプを照射させ、光硬化樹脂である媒質Ａを十分に硬化させる。
その後、硬化した製品を取り出して、接着層付き透明基板（接着材厚み；３０μｍ、ＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、フィルム厚み；１００μｍの積層体）に貼り付け、リング状のＳＵＳ４０３からなる枠冶具を貼り付けた後、ダイサー（ＤＡＣ５５２、株式会社ディスコ製）にて幅１．０５ｍｍ、長さ４．１５ｍに切り出した。ダイサーで側面を加工するときには、長さ方向に平行に刃を送り加工する。側面は、粒径；＃５０００のダイシングブレードを用い、回転数；３０，０００ｒｐｍ（３０，０００ｍｉｎ−１）、切削速度；０．５ｍｍ／ｓの条件で加工し、光入出力面は、粒径；＃３０００のダイシングブレードを用い、回転数；３０，０００ｒｐｍ（３０，０００ｍｉｎ−１）、切削速度；０．５ｍｍ／ｓの条件で加工した。
得られた光積分器００１は、対向する１組の側面が成型面であり、別の対向する１組の側面が切削加工面である。
【００３９】
［光積分器の光特性評価］
作製した光積分器の中で合格と判定した光積分器００１の一つを透明基板から取り外し、輝度を測定した。入射する光源としては、オスラム社製のＬＥＤ（型番「ＯＳＴＡＲ  Ｓｔａｇｅ  ＬＥＲＴＤＵＷ  Ｓ２Ｗ」）を使用した（白色光源のみを使用）。ＬＥＤの白色光源を光積分器００１の成型面である側面のうちの１面の中心位置に密着させて配置して発光させた。そして、光積分器００１の出射面００３の正面輝度、均斉度（Ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）及び混色性を評価した。輝度計はコニカミノルタ株式会社製ＣＡ−１５００（商品名）を使用した。測定の結果、最大輝度はＬＥＤの最大輝度に対して５６．５％（基準輝度）であった。
【００４０】
次に、輝度を測定した対向する１組の側面（測定対象側面）について、カットオフ値０．８ｍｍのＪＩＳ  Ｂ  ０６０１（２００１）の算術平均粗さＲａを測定した。測定は、以下の測定条件とした。測定の結果、輝度を測定した対向する１組の側面の表面粗さＲａが共に０．１μｍであった。
［表面粗さ測定器の測定条件］
・評価長さ（基準長さ）：カットオフ値の５倍
・触針の送り速さ：０．２５ｍｍ／ｓ
・予備長さ：（カットオフ値）×２
【００４１】
次に、側面のうちの１面について評価が終わった後に、別の側面についても評価を行った。具体的には、ＬＥＤを光積分器００１の切削加工面である側面のうちの１面の中心位置に密着させて配置し、上記と同様に輝度を測定した。測定した結果、輝度はＬＥＤの最大輝度に対して５２．８％であった。
この結果、対向する１組の側面（測定対象側面）のＲａが０．１μｍである良好面における基準輝度に対して、３．７％低い値であった。本実施例では、基準輝度より６．５％以上低い輝度が検出された光積分器００１を不合格と判定するため、当該光積分器００１は範囲内であるので合格と判定した。
【００４２】
次に、光源をオスラム社製のＬＥＤ（型番「ＬＴＲＢ  Ｒ８ＳＦ」）に変更した。ＬＥＤを光積分器００１の入射面００２の中心位置に密着させて配置し、アノードを共通にして、グランドと赤チップの間には１ｋΩ、青チップには１５０Ωの抵抗を挟みＬＥＤに電圧２．７Ｖ印加して発光させ、光積分器００１の出射面００３の正面輝度、均斉度（Ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）及び混色性を評価した。出射面００３について、幅方向１１分割、高さ方向１１分割の１２１分割で輝度、色度ｘ及び色度ｙのデータを測定し、以下により平均輝度、均斉度及び混色性を算出した。
平均輝度：測定１２１点の正面輝度の平均値
均斉度:測定１２１点の正面輝度の最小値／最大値
混色性：測定１２１点の色度の最大値−最小値
測定の結果、平均輝度３４，４００ｃｄ／ｍ２、均斉度９０．７％、色度ｘの混色性０．０２０、色度ｙの混色性０．０２４であり、十分な明るさを確保したうえで光の均一化を得た。（平均輝度＞３０，０００ｃｄ／ｍ２、均斉度＞８５．０％が支障なく使用できる特性範囲（仕様値））
【００４３】
比較例１
実施例１において、ダイシングブレードを劣化させるために、１週間放置し、酸化劣化させた以外は同様の方法で光積分器００１を作製した。
ＬＥＤを光積分器００１の成型面である側面のうちの１面の中心位置に密着させて配置し、実施例１と同様に測定した。その結果、輝度はＬＥＤの最大輝度に対して５６．５％（基準輝度）であった。
次に、ＬＥＤを光積分器００１の切削加工面である側面のうちの１面の中心位置に密着させて配置し、上記と同様に測定した。測定した結果、輝度はＬＥＤの最大輝度に対して４８．２％であった。
この結果、対向する１組の側面（測定対象側面）のＲａが０．１μｍである良好面における基準輝度に対して、８．２％低い値であった。本実施例では、基準輝度より６．５％以上低い輝度が検出された光積分器００１を不合格と判定するため、当該光積分器００１は範囲外であるので不合格と判定した。なお、不合格と判定された光積分器００１の切削側面のＲａは、０．７μｍであった。
【００４４】
次に、ＬＥＤを光積分器００１の入射面００２の中心位置に密着させて配置し、実施例１と同様に測定したところ平均輝度が２９，９００ｃｄ／ｍ２となり仕様値を満足しなかった。
実施例１と比較例１において成型面に対する測定輝度は同程度であったのに対し、切削加工面に対する測定輝度は低下していたため、平均輝度の低下は切削加工面の表面粗さの悪化の影響（表面状態が原因）であると判断可能であった。
【００４５】
比較例２
実施例１において、散乱粒子００８の体積は、光積分器００１の体積に対して０．８％にした以外は同様の方法で光積分器００１を作製した。
ＬＥＤを光積分器００１の成型面である側面のうちの１面の中心位置に密着させて配置し実施例１と同様に測定した。その結果、最大輝度はＬＥＤの最大輝度に対して４８．９％（基準輝度）であった。
次に、ＬＥＤを光積分器００１の切削加工面である側面のうちの１面の中心位置に密着させて配置し、上記と同様に測定した。測定した結果、輝度はＬＥＤの最大輝度に対して４６．２％であった。
この結果、実施例１の光積分器００１の対向する１組の側面（測定対象側面）のＲａが０．１μｍである良好面における基準輝度に対して、それぞれ７．６％、１０．３％低い値であった。本実施例では、基準輝度より６．５％以上低い輝度が検出された光積分器００１を不合格と判定するため、当該光積分器００１は範囲外であるので不合格と判定した。
【００４６】
次に、ＬＥＤを光積分器００１の入射面００２の中心位置に密着させて配置し、実施例１と同様に測定したところ平均輝度が２７，５００ｃｄ／ｍ２となり仕様値を満足しなかった。
成型面と切削加工面の測定輝度の差（２．７％）は、実施例１と同程度（３．７％）であったのに対して、成型面及び切削加工面の測定輝度は、実施例１よりも大きく低下していたため、散乱粒子００８が増加したことによる光積分器００１の透過率の悪化の影響（内部状態が原因）であると判断可能であった。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、光積分器において、光学特性へ悪影響を与える光積分器内部の散乱粒子の凝集、異物、気泡等を効率的に検査する検査方法であり、これを採用した光積分器は、光源ユニット、照明、ヘッドアップディスプレイ、ヘッドマウントディスプレイ、ビューファインダー、画像投影装置、各種光学装置などの幅広い分野に適用可能である。
【符号の説明】
【００４８】
００１．光積分器
００２．入射面
００３．出射面
００４〜００７．側面
００８．散乱粒子
０１０．検査光源
０１１．検出器
【図１】
2018072117.tif 000003
【図２】
2018072117.tif 000004