(57)【要約】【課題】光干渉法を用い、プロジェクションスクリーンに用いるプリズムアレイのプリズム形状を精度よく測定することが可能なプリズムアレイの形状測定方法を提供する。【解決手段】プリズム面に光を拡散させる粒子を付着させ、その後、前記粒子が付着したプリズム面に向けて光ビームを投射し、粒子からの拡散光のうち光ビームの光源側に戻ってくる拡散光成分を用い、プリズム形状を測定する。【選択図】                  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロジェクションスクリーンに用いるプリズムアレイの形状測定方法であって、光干渉法によってプリズム形状を測定するに当たり、プリズム面に光を拡散させる粒子を付着させ、その後、前記粒子が付着したプリズム面に向けて光ビームを投射し、前記粒子からの拡散光のうち光ビームの光源側に戻ってくる拡散光成分を用い、前記プリズム形状を測定することを特徴とするプリズムアレイの形状測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクションスクリーンに用いるためのプリズムアレイの形状測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクションディスプレイの需要が高まるにつれて、表示画像の高品位化が求められている。また薄型化に対応したプロジェクションスクリーンも必要とされている。
そこで、本発明者らは、従来のプロジェクションディスプレイに用いられているレンティキュラレンズからなるスクリーンに代えて、拡散フィルムからなるスクリーンを用いることを提案した（例えば特許文献１参照）。また薄型リアプロジェクションディスプレイ用として、入射許容角度領域と偏向素子からのプロジェクタ光の出射角度領域を整合したスクリーンも提案した（特許文献２）。
【０００３】
このようなスクリーンには、偏向素子として、図３に示すようなプリズムアレイが好適に用いられる。薄型化した場合、プロジェク光Ｓの入光角δが６０度以上に達する。
このような大きい光の偏向機能をもつプリズムアレイは、所定の入光角δのプロジェクタ光Ｓを受光面３で受光した後、反射面２で全反射させ、反射光を出光面１に向けて出光するプリズムが多並設されてなる。
【０００４】
普通、プリズム高さａが５０〜１００μｍの形状の良いプリズム形状を得るため、成形性の良い透明合成樹脂シートを用い、プリズムアレイを成形している。その際、プリズム形状を調べるのに、成形性のよいプリズムアレイを機械的に切断した後、透明なプリズムの断面を顕微鏡で観察する機械的切断法で行っていた。
【特許文献１】PCT/JP03/13050
【特許文献２】特願2004-190318（但し本願出願時：未公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、機械的切断法を用いた場合、機械的に切断した断面を観察するため、精度よくプリズム形状を測定することができないという、問題があった。
一方、透明物体の形状を測定する方法として、光ビームを投射し、光ビームの投射方向と逆向きに出光する反射光を用いる光干渉法が知られている。
この光干渉法を、プロジェクションスクリーンに用いるプリズムアレイに適用した場合、例えば、図２に示すように、光ビームＬｉｎがプリズム面（頂角αをなす反射面２、受光面３）で正反射され、迷光となってしまい、反射光Ｌｒ２、Ｌｒ３が光ビームの光源側に戻ってこないという現象が起こる。
【０００６】
このため、光干渉法によって、プロジェクションスクリーンに用いるプリズムアレイのプリズム形状を測定することができなかった。
本発明は、上記従来技術の問題点を解消し、光干渉法を用い、プロジェクションスクリーンに用いるプリズムアレイのプリズム形状を精度よく測定することが可能なプリズムアレイの形状測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、プロジェクションスクリーンに用いるプリズムアレイの形状測定方法であって、光干渉法によってプリズム形状を測定するに当たり、プリズム面に光を拡散させる粒子を付着させ、その後、前記粒子が付着したプリズム面に向けて光ビームを投射し、前記粒子からの拡散光のうち光ビームの光源側に戻ってくる拡散光成分を用い、前記プリズム形状を測定することを特徴とするプリズムアレイの形状測定方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、光ビームの光源側に戻ってくる拡散光成分を得ることができるから、光干渉法を用い、プロジェクションスクリーンに用いるプリズムアレイのプリズム形状を精度よく測定することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明に係る実施の形態では、プリズム形状を測定する前に、プロジェクションスクリーンに用いるプリズムアレイから試料を切り出し、図１に示すプリズム面（反射面２，受光面３）に光を拡散させる粒子４を付着させる。光干渉法によって、プリズム形状を測定するためには、図１に示したように、粒子４からの拡散光Ｌｒ４のうち光ビームＬｉｎの投射方向と逆向きに、光ビームの光源側に戻ってくる拡散光成分が必須となる。
【００１０】
なお、試料に光ビームを投射し、光ビームの光源側に戻ってくる拡散光と、試料に投射する前に２つに分けた光ビームを参照面で反射させ、得られた参照光とを干渉させ、それによって生じる「明暗のしま模様」に基づき、プリズム高さ方向距離ｄｚの変化を求める装置としては、単色光を試料に投射する公知のもの（図４参照）を用いることができる。
ここで、プリズム面に付着させる粒子としては、ＭｇＯや、液晶スペーサに用いられるマイクロビーズ（プラスチック、ガラスなど）などを用いることができる。その粒子の大きさは、用いる光ビームＬｉｎの波長以上、大きくともプリズムピッチの１／２以下とする。
【００１１】
その理由は、プリズム面に付着させる粒子の大きさが、光の波長未満であると、粒子によって光を拡散させることができなくなるからである。一方、粒子の大きさが大きいほど、付着させたときにプリズム面の形状変化が大きくなる。そこで、プリズム面の形状変化を小さくするため、粒子の大きさは、大きくともプリズムピッチの１／２以下とする。
またプリズム面に付着させる粒子の量が増えるほど、プリズム面の形状変化が起こる可能性が増す。一方、プリズム面に、光を拡散させる粒子が付着していない部分では、測定データが欠落する。したがって、このようなことが発生しないよう、光を拡散させる粒子をプリズム面に均一に付着させることが好ましい。そのように光を拡散させる粒子をプリズム面に付着させる方法として、蒸着法が好適である。なお、各プリズム面のプロジェクタ光の当たる有効領域ＰＱ、ＰＲが光の偏光機能を担っている（図３参照）ので、その領域に、光を拡散させる粒子を確実に蒸着させることが重要である。
【００１２】
このようにすることで、公知の光干渉装置を利用し、光ビームの光源側に戻ってくる拡散光成分を得ることができるから、プリズム形状を精度よく測定することが可能となる。  なお、バンドパスフィルター７Ａの設置個所を、図４に示した位置に代え、例えばビームスプリッター８とカメラ側のレンズとの間とすることによって、試料に投射する光、及び参照面９に投射する光を白色光とした場合でも、プリズム面に付着させた粒子からの拡散光のうち光ビームの光源側に戻ってくる拡散光成分のバンドパスフィルター７Ａを通る波長をもつ光と、参照面９からの反射光のうち、バンドパスフィルター７Ａを通る波長をもつ光とによって、観察面１０上に「明暗のしま模様」を生じさせることができるから、公知の光干渉装置を利用してプリズムアレイのプリズム形状を精度よく測定することが可能である。
【実施例】
【００１３】
光学用透明樹脂を用い、屈折率ｎ＝１．５（空気に対する値）、プリズム高さａ＝４３．３μｍ、並設方向のプリズムピッチｐ＝５０μｍのプリズムアレイを成形した。このプリズムアレイは、プリズムの頂角α＝６０度、β＝６０度、γ＝６０度として設計されてなる。プリズム形状の測定に先立ち、蒸着条件を、温度＝２９３Ｋ、圧力＝１０１３２５（大気圧）Ｐａ、蒸着時間＝１０ｓとし、プリズムアレイから切り出した試料のプリズム面（反射面２及び受光面３）にＭｇＯ粒子を蒸着させた。
【００１４】
このようにしてＭｇＯ粒子を蒸着させた試料を作成し、その後、図４に示す公知の光干渉装置を用い、プリズム形状を測定した。図４中、５は、前記の試料を載せたベースプレートを示す。６はベースプレート移動方向であり、７は、バンドパスフィルター７Ａで単色光とされた単色光ビーム、８はビームスプリッターを示す。バンドパスフィルター７Ａで単色光とされた単色光ビーム７は、ＭｇＯ粒子を付着させた試料に投射する前に２つに分けられ、一方が試料に投射され、他方が高さを算出する際に必要な参照面９に投射される。
【００１５】
この参照面９からの反射光と、ＭｇＯ粒子からの拡散光のうち光ビームの投射方向と逆向きに、光ビームの光源側に戻ってくる拡散光成分とが観察面１０上で干渉するようになっている。この光干渉装置では観察面１０がＣＣＤである。そして、試料を載せたベースプレート５を上下に移動させ、観察面１０上に生じる「明暗のしま模様」の場所と順番を装置が記憶しておくことで、それに基づき、高さ方向距離の変化ｄｚとプリズム並設方向距離の変化ｄｘ（この装置では同時にｄｙ）の関係を求める。
【００１６】
このようにして、光干渉法で測定したプリズム形状と、プリズムアレイを機械的に切断し、その試料断面を観察して測定したプリズム形状とを比較したところ、前者の方が光学特性を調査して得られる実形状に近いという結果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】ＭｇＯを蒸着した後、光干渉法を用い、プリズム形状を測定する原理を説明する断面図である。
【図２】何も蒸着せず、光干渉法を用い、プリズム形状を測定する場合の問題点を説明する断面図である。
【図３】プロジェクションスクリーン用プリズムアレイの一例を示す断面図である。
【図４】本発明の実施例に用いた３次元形状測定用の干渉装置の構成図である。
【符号の説明】
【００１８】
１  出光面
２  反射面
３  受光面
４  単色光を拡散させる粒子（ＭｇＯなど）
５  ベースプレート
６  ベースプレート移動方向
７Ａ  バンドパスフィルター
７  単色光ビーム
８  ビームスプリッター
９  参照面
１０  観察面
Ｌｉｎ    単色光ビーム
Ｌｒ２、Ｌｒ３  反射光
Ｌｒ４    拡散光
ａ  プリズム高さ
ｂ  ベース厚
ＰＱ、ＰＲ  プロジェクタ光の当たる有効面領域
α  頂角
β  受光面と出光面とのなす角
γ  反射面と出光面とのなす角
Ｓ  プロジェクタ光（Ｓ１，Ｓ２）
δ  プロジェクタ光の入光角（出光面に垂直な方向に対する傾き角）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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