(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から照明光学素子を介して射出された光束を検出して、前記照明光学素子の光学特性を検査する照明光学素子の検査方法であって、
前記照明光学素子の照明領域に応じた見切り枠が形成された投影板上に、該照明光学素子を介して射出された光束の光学像を形成する光学像形成手順と、
形成された光学像を、撮像素子および画像取込手段を用いて取り込む画像取込手順と、
取り込まれた光学像の輝度値を画素単位で取得する輝度値取得手順と、
前記光学像の照明領域内外にわたって設定された走査線を選択する走査線選択手順と、
選択された走査線上の画素位置に応じた輝度値の変化を表す輝度値変化曲線を取得する輝度値変化曲線取得手順と、
取得された輝度値変化曲線から、照明領域外部を表す部分および照明領域内部を表す部分の間の輝度値変化部分を直線近似して近似直線を算出する近似直線算出手順と、
得られた近似直線に基づいて、前記光学像の照明領域の境界点を取得する境界点取得手順と、
取得された境界点が前記見切り枠内にあるか否かを判定する良否判定手順とを備えることを特徴とする照明光学素子の検査方法。
【請求項２】
請求項１に記載の照明光学素子の検査方法において、
前記境界点取得手順は、前記輝度値変化曲線の照明領域内部を表す部分の略直線部分を延長し、前記近似直線算出手順で得られた近似直線との交点を求めることにより、前記光学像の照明領域の境界点を取得することを特徴とする照明光学素子の検査方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の照明光学素子の検査方法において、
前記近似直線算出手順は、基準となる輝度値を設定する輝度基準値設定ステップと、この輝度基準値に対応する画素位置に対して所定の画素数ずれた前後２つの画素位置を取得する前後画素位置取得ステップと、得られた２つの画素位置における輝度値を取得する輝度値取得ステップと、取得した画素位置および輝度値に基づいて近似直線を算出する近似直線算出ステップとを備えることを特徴とする照明光学素子の検査方法。
【請求項４】
光源から照明光学素子を介して射出された光束を検出して、前記照明光学素子の光学特性を検査する照明光学素子の検査装置であって、
検査対象としての照明光学素子を保持するホルダと、このホルダに保持された照明光学素子から射出された光束の光学像を投影するとともに、前記照明光学素子の照明領域に応じた見切り枠が形成された投影板と、この投影板に投影された光学像および前記見切り枠を検出する撮像素子と、この撮像素子で検出された光学像を取り込む画像取り込み手段と、取り込まれた光学像を処理する画像処理手段とを備え、
前記画像処理手段は、取り込まれた光学像の輝度値を画素単位で取得する輝度値取得部と、前記光学像の照明領域内外にわたって設定された走査線を選択する走査線選択部と、選択された走査線上の画素位置に応じた輝度値の変化を表す輝度値変化曲線を取得する輝度値変化曲線取得部と、取得された輝度値変化曲線から、照明領域外部を表す部分および照明領域内部を表す部分の間の輝度値変化部分を直線近似して近似直線を算出する近似直線算出部と、得られた近似直線に基づいて前記光学像の照明領域の境界点を取得する境界点取得部と、取得された境界点が前記見切り枠内にあるか否かを判定する良否判定部とを有することを特徴とする照明光学素子の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光源ランプから射出された光束を集光して光学像を形成する照明光学系を構成する照明光学素子の光学特性を検査する照明光学素子の検査装置およびこの照明光学素子としてのレンズアレイの検査方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来より、光源ランプと、この光源ランプから射出された光束を画像情報に応じて変調する電気光学装置と、この電気光学装置で変調された光束を拡大投写する投写光学系とを備えたプロジェクタがプレゼンテーション等に利用されている。
このようなプロジェクタでは、光源ランプから射出された光束により、電気光学装置の画像形成領域をムラなく均一に照明するために、光源ランプおよび電気光学装置の間に照明光学系が配置されることが多い。
このような照明光学系としては、複数の平面半円形状（平凸レンズ）の小レンズを光の射出方向に直交する面内でマトリックス状に配列して構成される光束分割素子としてのレンズアレイを用いるものが知られている。
このようにすると、照明光学系においては、光源ランプから射出された光束を、レンズアレイを構成する複数の小レンズにより複数の部分光束に分割し、各部分光束を電気光学装置の画像形成領域で重畳し、画像形成領域を均一に照明する機能を有する。このため輝度ムラのない鮮明な投写画像を得ることができる。
このレンズアレイは次のようにして製造される。まず、レンズアレイを構成する複数の小レンズの形状に応じた型に、溶解したガラスや樹脂材料を流し込んで成形したり、柔らかくしたガラスを型でプレス成形したりして小レンズを得る。つづいて、これらの複数個の小レンズを所定の位置に配置し、これらを熱処理することによって、小レンズが一体化したレンズアレイが製造される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようにして製造されたレンズアレイは、各小レンズが熱処理により変形したり、熱膨張、収縮の相違等により小レンズの位置ずれを生じている可能性があるため、レンズアレイが所定の仕様通りの光学特性を有しておらず、鮮明な投写画像が得られない場合がある。
このため、プロジェクタの製造時においては、プロジェクタとしての全ての部品を取り付けて完成品とした後に、レンズアレイが十分な光学特性を発揮しているかどうかを検査していた。
しかしながら、このような検品工程では、レンズアレイの機能が不十分であった場合に、折角組み立てた完成品を再度分解して、レンズアレイを交換しなければならず、検品作業が煩雑で製造コストアップに繋がっていた。
なお、このような問題は、レンズアレイに限らず、例えば、ロッド等のその他の光束分割素子や、光源ランプから射出された光束を平行な光束とする集光素子、偏光変換素子等のその他の照明光学素子においても同様であった。
【０００４】
本発明の目的は、照明光学素子を効率良く検品でき、かつ製造コストを抑えることができる照明光学素子の検査装置および照明光学素子の検査方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本願の第１発明である照明光学素子の検査装置は、光源から照明光学素子を介して射出された光束を検出して、前記照明光学素子の光学特性を検査する照明光学素子の検査装置であって、検査対象としての照明光学素子を保持するホルダと、このホルダに保持された照明光学素子から射出された光束の光学像を投影する投影板を備え、この投影板には、前記照明光学素子の照明領域に応じた見切り枠が形成されていることを特徴とするものである。
【０００６】
なお、照明光学素子としては、光源ランプから射出された光束を平行な光束とする集光素子や、レンズアレイやロッド等の光束分割素子、偏光変換素子等の各種光学素子が考えられ、これらの光学素子の組み合わせも考えられる。
また、検査すべき照明光学素子の光学特性としては、例えば、照明光学素子としてレンズアレイを検査する場合には、このレンズアレイを構成する各小レンズの焦点距離や光軸位置、形状等が考えられる。また、照明光学素子として集光素子を検査する場合には、射出する光束の平行度合い等が考えられる。
しかしながら、このような照明光学素子の光学特性は、最終的に全ての照明光学素子を備えた照明光学系によって形成される光学像が仕様通りとなっていればよいので、この光学像が所定範囲内において所定輝度を有するかどうかで判断できる。
【０００７】
このような第１発明によれば、照明領域に応じた見切り枠を形成したので、見切り枠内で設計上の輝度よりも暗い部分が検出されたら不良品であると判定でき、簡単に照明光学素子の光学特性を検査できる。
このため、ホルダに照明光学素子を取り付けるだけで、照明光学素子の光学特性を検査できるので、従来実施されていたように、わざわざプロジェクタとして全ての部品を組み立ててから照明光学素子の検査をする必要がないから、検品作業の負担を軽減でき、製造コストを抑えることができる。
【０００８】
本発明の照明光学素子の検査装置は、前記照明光学素子に光束を供給する光源装置を備えることが好ましい。
このような構成によれば、光源装置から常に一定の光束が射出されるので、光源装置による誤差を考慮しなくてよいから、検査対象としての照明光学素子を精度を高めて検査できる。
【０００９】
前記光源装置は、平行光束を射出するように構成され、射出される平行光束の照明光軸に対して進退自在であることが好ましい。
このような構成によれば、検査対象としての照明光学素子の形状や大きさ等が変化しても、その変化に合わせて光源装置を照明光軸の方向に進退させることで、簡単に光学距離を調節でき、複数種類の照明光学素子に対応できる。
【００１０】
前記ホルダおよび前記投影板は、一体化された検査対象設置ユニットとして構成され、この検査対象設置ユニットは、検査対象となる照明光学素子が用いられる光学機器の種類に応じて複数準備されていることが好ましい。
このような構成において、使用される光学機器の種類に応じて、照明光学素子の大きさや配置等が異なることを考慮すれば、光学機器の種類が変わる毎に、わざわざ照明光学素子の配置等を変える必要がないから、簡単に検査対象である照明光学素子を配置でき、検品作業の負担をより一層軽減できる。
【００１１】
前記投影板に投影される光学像および前記見切り枠を検出する画像検出装置を備え、この画像検出装置は、撮像素子と、この撮像素子で検出される光学像を取り込む画像取込手段と、この画像取込手段で取り込まれた光学像を処理する画像処理手段とを備えることが好ましい。
このような構成によれば、投影された光学像および見切り枠を撮像素子で検出し、検出された光学像を画像取込手段で取込み、取り込んだ光学像を画像処理手段で処理する画像検出装置を設けたので、光学像の輝度を自動的に測定できる。このため、検出された見切り枠と処理された光学像とを比較するだけで、簡単に良否を判定でき、検品作業の負担を軽減できる。
【００１２】
前記画像処理手段は、前記撮像素子から取り込まれた光学像の輝度値を判定する輝度値判定部を備えることが好ましい。
このような構成によれば、見切り枠内に投影された光学像が所定の輝度値以上であるかどうかを自動的に判別でき、検品作業の負担を軽減できる。
【００１３】
前記照明光学素子は、光源から射出された光束を複数の部分光束に分割する光束分割素子であることが好ましい。
このような構成によれば、照明光学素子の中でも、特に光束分割素子の歩留りが良くないことを考慮すれば、この光束分割素子を検査するだけで、完成品の歩留まりを効率よく向上でき、より一層簡単に検品できる。
【００１４】
本願の第２発明である照明光学系の検査方法は、光源から照明光学素子を介して射出された光束を検出して、前記照明光学素子の光学特性を検査する照明光学素子の検査方法であって、前記照明光学素子の照明領域に応じた見切り枠が形成された投影板上に、該照明光学素子を介して射出された光束の光学像を形成する光学像形成手順と、この光学像形成手順で形成された光学像を、撮像素子および画像取込手段を用いて取り込む画像取込手順と、取り込まれた光学像の輝度値を取得する輝度値取得手順と、この輝度値取得手順で取得された輝度値に基づいて、前記照明光学素子の良否を判定する良否判定手順とを備えることを特徴とするものである。
【００１５】
このような第２発明によれば、前記第１発明と同様の効果が得られる。つまり、検査対象である照明光学素子をホルダに配置して検査を開始するだけで、簡単にかつ自動的に照明光学素子を検品でき、検品作業の負担を軽減できる。
【００１６】
前記良否判定手順は、前記見切り枠に沿った走査線上で取得された輝度値のうち、予め設定された輝度閾値を境に変化する投影板上の輝度変化位置を取得する輝度変化位置取得ステップと、取得された輝度変化位置が前記見切り枠内であるかどうか判定する輝度変化位置判定ステップとを備えることが好ましい。
このようにすれば、走査線に沿って順番に判定するだけで、輝度変化位置が見切り枠内にあるかどうか簡単に判別でき、検査時間を短縮できる。
【００１７】
本願の第３発明である照明光学素子の検査方法は、光源から照明光学素子を介して射出された光束を検出して、前記照明光学素子の光学特性を検査する照明光学素子の検査方法であって、前記照明光学素子の照明領域に応じた見切り枠が形成された投影板上に、該照明光学素子を介して射出された光束の光学像を形成する光学像形成手順と、形成された光学像を、撮像素子および画像取込手段を用いて取り込む画像取込手順と、取り込まれた光学像の輝度値を画素単位で取得する輝度値取得手順と、前記光学像の照明領域内外にわたって設定された走査線を選択する走査線選択手順と、選択された走査線上の画素位置に応じた輝度値の変化を表す輝度値変化曲線を取得する輝度値変化曲線取得手順と、取得された輝度値変化曲線から、照明領域外部を表す部分および照明領域内部を表す部分の間の輝度値変化部分を直線近似して近似直線を算出する近似直線算出手順と、得られた近似直線に基づいて、前記光学像の照明領域の境界点を取得する境界点取得手順と、取得された境界点が前記見切り枠内にあるか否かを判定する良否判定手順とを備えることを特徴とする。
【００１８】
このような第３発明では、以下のような手順で良否の判定を行う。
(１)まず、光学像形成手順で投影板上に形成された光学像を、画像取込手順でＣＣＤ等の撮像素子およびビデオキャプチャボード等の画像取込手段で取り込み、輝度値取得手順で、この取り込んだ光学像の輝度値を、例えば、０〜２５５の２５６階調に分けて取得する。
【００１９】
(２)次に、走査線選択手順で、例えば、光学像の照明領域内外にわたって横方向に延びる走査線を１つ選択し、輝度値変化曲線取得手順で、この選択した一走査線において、Ｘ軸（横軸）を各画素位置とし、Ｙ軸（縦軸）をこれらの画素に対応する輝度値として、ＸＹ座標にプロットした輝度値変化曲線を取得できる。
【００２０】
この取得した輝度値変化曲線は、光学像の照明領域の境界部分において、光学像の外側から中央部分に向かって、一般に、略クランク状またはＳ字状として取得される。つまり、輝度値変化曲線は、輝度値が略０である照明領域外部を表す部分と、輝度値が略２５５である照明領域内部を表す部分と、その間の輝度値変化部分とで構成されている。
なお、光学像の照明領域の中央部分から光学像の外側に向かう場合には、前述とは逆のクランク状または逆Ｓ字状の輝度値変化曲線を取得する。また、縦方向の走査線も、縦と横とを換えて同様に取得する。
【００２１】
(３)次に、近似直線算出手順において、例えば、輝度値変化部分の全体を最小二乗法等の手段により直線近似して、近似直線を算出できる。また、輝度値変化部分全体を用いずに、輝度値変化部分の一部のみを取り出して、この一部の両端に基づいて直線近似して近似直線を算出することもできる。
【００２２】
(４)この算出された輝度値変化部分において、例えば、この輝度値変化部分と輝度値２５５階調を示す線（輝度値２５５階調線）との交点を取得して、この交点を、照明領域の境界を示す点、すなわち、照明用に十分な輝度値を有する限界の位置を示す境界点とする。
なお、輝度値変化部分と輝度値２５５階調線との交点以外に、輝度値変化部分と輝度値２５５階調線との交点のＸ座標から所定画素シフトしたＸ座標を境界点の画素位置としてもよいし、また、輝度値変化部分と、照明領域内部を示す部分を直線近似した線との交点を境界点としてもよい。
【００２３】
(５)このような操作を、照明領域の内外にわたる全ての縦横方向の走査線で実施し、全ての走査線での境界点を取得する。
(６)最後に、良否判定手順において、これらの取得された境界点のうち少なくとも１つが見切り枠内にあるか否かについて判定する。境界点が見切り枠内にある場合には不良品と判定し、見切り枠外にある場合には良品と判定する。以上のようにして、照明光学素子の検査を行う。
【００２４】
ここで、照明光学素子を検査するにあたり、光源を構成するハロゲンランプ等の光源ランプは、基本的には一定輝度値の光束を放射しているが、検査時の外部環境等の影響によって、瞬間的に輝度値が小さくなる等の変化を起こす場合がある。このため、予め適正な輝度閾値を設定し、この設定された輝度閾値に基づいて良否の判定を行う場合には、画像を取り込むタイミングによって、前述した第２発明における輝度変化位置がばらつき、良否判定に重大な影響を及ぼす可能性がある。
【００２５】
しかしながら、第３発明によれば、輝度値変化曲線の輝度値変化部分の傾きが光源ランプの変化等に影響されず、この影響を受けない輝度値変化部分を直線近似して境界点を特定したので、照明光学素子を正確に判定できる。従って、照明光学素子の検査効率を向上できて、検査作業の負担を軽減でき、ひいては、製造コストを抑えることができる。
【００２６】
以上のような第３発明において、前記境界点取得手順は、前記輝度値変化曲線の照明領域内部を表す部分の略直線部分を延長し、前期近似直線算出手順で得られた近似直線との交点を求めることにより、前記光学像の照明領域の境界点を取得することが好ましい。
【００２７】
以上において、前記近似直線算出手順は、基準となる輝度値を設定する輝度基準値設定ステップと、この輝度基準値に対応する画素位置に対して所定の画素数ずれた前後２つの画素位置を取得する前後画素位置取得ステップと、得られた２つの画素位置における輝度値を取得する輝度値取得ステップと、取得した画素位置および輝度値に基づいて近似直線を算出する近似直線算出ステップとを備えることが好ましい。
【００２８】
この場合には、輝度基準値設定ステップにおいて、基準となる輝度値を輝度値変化部分の略中央等の直線性の高い部分に設定し、前後画素位置取得ステップにおいて、例えば、この略中央から、前後の所定画素数として１０画素離れた位置を取得し、輝度値取得ステップにおいて、この取得した画素位置での輝度値を取得し、近似直線算出ステップにおいて、これらの画素位置およびその輝度値に基づいて近似直線を算出する。このように輝度値変化部分の略中央等の直線性の高い部分に基づいて近似したので、近似直線算出ステップにおいて、より一層正確な近似直線を取得でき、照明光学素子を正確に判定できる。
【００２９】
本願の第４発明である照明光学素子の検査装置は、光源から照明光学素子を介して射出された光束を検出して、前記照明光学素子の光学特性を検査する照明光学素子の検査装置であって、検査対象としての照明光学素子を保持するホルダと、このホルダに保持された照明光学素子から射出された光束の光学像を投影するとともに、前記照明光学素子の照明領域に応じた見切り枠が形成された投影板と、この投影板に投影された光学像および前記見切り枠を検出する撮像素子と、この撮像素子で検出された光学像を取り込む画像取り込み手段と、取り込まれた光学像を処理する画像処理手段とを備え、前記画像処理手段は、取り込まれた光学像の輝度値を画素単位で取得する輝度値取得部と、前記光学像の照明領域内外にわたって設定された走査線を選択する走査線選択部と、選択された走査線上の画素位置に応じた輝度値の変化を表す輝度値変化曲線を取得する輝度値変化曲線取得部と、取得された輝度値変化曲線から、照明領域外部を表す部分および照明領域内部を表す部分の間の輝度値変化部分を直線近似して近似直線を算出する近似直線算出部と、得られた近似直線に基づいて前記光学像の照明領域の境界点を取得する境界点取得部と、取得された境界点が前記見切り枠内にあるか否かを判定する良否判定部とを有することを特徴とする。
【００３０】
第４発明によれば、前述した第３発明と同様の作用、効果を奏することができる。すなわち、光源ランプの変化等に影響されない輝度値変化部分に基づいて、この輝度値変化部分を直線近似することにより境界点を特定したので、照明光学素子を正確に判定できる。このため、照明光学素子の検査効率を向上できて、検査作業の負担を軽減でき、ひいては、製造コストを抑えることができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
[第１実施形態]
＜１＞照明光学素子としてのレンズアレイが使用されるプロジェクタの構造
図１は、本発明の実施形態に係る照明光学素子の検査装置の検査対象となる照明光学素子としてのレンズアレイが採用されたプロジェクタ１００の構造を示す模式図である。
このプロジェクタ１００は、照明光学系としてのインテグレータ照明光学系１１０、色分離光学系１２０、リレー光学系１３０、電気光学装置１４０、色合成光学系１５０、および投写光学系１６０を備えている。
【００３２】
インテグレータ照明光学系１１０は、光源ランプ１１１Ａおよびリフレクタ１１１Ｂを含む光源装置１１１と、第１レンズアレイ１１３と、第２レンズアレイ１１５と、反射ミラー１１７と、重畳レンズ１１９とを備えている。
【００３３】
光源ランプ１１１Ａから射出された光束は、リフレクタ１１１Ｂによって射出方向が揃えられた平行な光束として射出され、第１レンズアレイ１１３によって複数の部分光束に分割され、折り返し反射ミラー１１７によって射出方向を９０°折り曲げられた後、第２レンズアレイ１１５の近傍で結像する。第２レンズアレイ１１５から射出された各部分光束は、その中心軸（主光線）が後段の重畳レンズ１１９の入射面に垂直となるように入射し、さらに重畳レンズ１１９から射出された複数の部分光束は、後述する電気光学装置１４０を構成する３枚の液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂ上で重畳する。
【００３４】
色分離光学系１２０は、２枚のダイクロイックミラー１２１、１２２と、反射ミラー１２３とを備え、これらのミラー１２１、１２２、１２３によりインテグレータ照明光学系１１０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。
前記リレー光学系１３０は、入射側レンズ１３１、リレーレンズ１３３、および反射ミラー１３５、１３７を備え、この色分離光学系１２０で分離された色光、例えば、青色光を液晶パネル１４１Ｂまで導く機能を有している。
【００３５】
電気光学装置１４０は、３枚の液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂ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１２０で分離された各色光は、これら３枚の液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂ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。
色合成光学系１５０は、クロスダイクロイックプリズム１５１を備え、前記３枚の液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂから射出された各色光ごと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。
なお、クロスダイクロイックプリズム１５１には、赤色光を反射する誘電体多層膜と、青色光を反射する誘電体多層膜とが、４つの直角プリズムの界面に沿って略Ｘ字状に形成され、これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成される。そして、色合成光学系１５０で合成されたカラー画像は、投写光学系１６０から射出され、スクリーン上に拡大投写される。
【００３６】
＜２＞検査対象となるレンズアレイの構造
前述のプロジェクタ１００に採用される第１レンズアレイ１１３は、図２に示すように、２種類の小レンズ１１Ａ、１１Ｂを各小レンズ１１Ａ、１１Ｂの光の射出方向に直交する面内でマトリックス状にＭ行Ｎ列に配列することにより構成されている。
詳しくは、第１レンズアレイ１１３の中央部分に小レンズ１１Ａが配置され、この小レンズ１１Ａの周りに当該小レンズ１１Ａを囲むように小レンズ１１Ｂが配置されている。各小レンズ１１Ａ、１１Ｂは、光源装置１１１から射出された平行な光束を、複数（Ｍ×Ｎ個）の部分光束に分割し、分割された部分光束は、前述のように、第２レンズアレイ１１５の近傍で結像する。
【００３７】
ここで、小レンズ１１Ａの形状は、正面視で、電気光学装置１４０を構成する液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂの画像形成領域の形状と略相似形となるように設定されている。例えば、液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂのアスペクト比（縦と横の寸法の比）が４：３であれば、小レンズ１１Ａのアスペクト比も４：３に設定される。また、小レンズ１１Ａは、平面半円形状に形成され、図３（Ａ）に示すように、光軸位置が当該小レンズ１１Ａの中央に設定されている（図中、一点鎖線Ａ１）。
【００３８】
一方、各小レンズ１１Ｂの形状は、図２に示すように、小レンズ１１Ａと同様に、正面視で、電気光学装置１４０を構成する液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂの画像形成領域の形状と略相似形となるように設定されている。また、小レンズ１１Ｂは、平面円弧状に形成され、図３（Ｂ）に示すように、光軸位置が当該小レンズ１１Ｂの幾何学的な中心からずれた偏心レンズとなっている。
【００３９】
詳しくは、光軸位置は、幾何学的な中心から、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に所定寸法ずれている。この小レンズ１１Ｂの焦点位置は、当該小レンズ１１Ｂの幾何学的中心位置（各小レンズ１１Ｂの平面上の中心位置）を通る幾何学中心線Ｄと、前記光軸位置を通る光軸線Ａ２との交点Ｑ２となっている。ここで、小レンズ１１Ｂの幾何学的中心位置（各小レンズ１１Ｂの平面上の中心位置）とは、光軸線Ａ２に直交する方向における当該小レンズ１１Ｂの幅寸法Ｌに対して、その半分のＬ／２となる位置である。尚、図２および図３では図示を略したが、小レンズ１１Ｂは、小レンズ１１Ａから離れるに従って偏心量（幾何学中心線Ｄと光軸線Ａ２との距離）が大きくなっている。
【００４０】
第２レンズアレイ１１５も、前述した第１レンズアレイ１１３と同様に、２種類の小レンズ１１Ａ、１１ＢがＭ行Ｎ列のマトリクス状に配列された構成である。但し、第２レンズアレイ１１５は、前述したように、第１レンズアレイ１１３により分割された複数の部分光束の主光線を、後段の重畳レンズ１１９の入射面に垂直に入射させるために設けられているため、第１レンズアレイ１１３と同じ構成とする必要はない。要するに、複数の部分光束が重畳レンズ１１９の入射面に垂直に入射することができれば、小レンズの形状を種々の形状に設定できる。すなわち、第２レンズアレイ１１５を構成する小レンズは、第１レンズアレイ１１３のように、液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂの画像形成領域のアスペクト比と相似形である必要はないが、本実施形態では、製造上の便宜から小レンズ１１Ａ、１１ＢをＭ行Ｎ列マトリックス状に配列して、第２レンズアレイ１１５を構成している。
【００４１】
このような第１レンズアレイ１１３、第２レンズアレイ１１５は、複数の小レンズ１１Ａ、１１Ｂの形状に応じた型に、溶解したガラスや樹脂材料を流し込んで成形したり、柔らかくしたガラスを、複数の小レンズ１１Ａ、１１Ｂの形状に応じた型でプレス成形し、その後、徐冷することによって製造される。
従って、第１レンズアレイ１１３、第２レンズアレイ１１５を構成する各小レンズ１１Ａ、１１Ｂが変形したり、第１レンズアレイ１１３、第２レンズアレイ１１５内での小レンズ１１Ａ、１１Ｂの位置ずれ等が発生することがあるため、これらの現象に伴う第１レンズアレイ１１３、第２レンズアレイ１１５の光学特性の変化が、設計上の光学特性とどの程度のずれがあるかを検査装置を用いて検査しなければならない。
【００４２】
なお、第１レンズアレイ１１３を検査する際には、第２レンズアレイ１１５には所定の仕様を満足する標準サンプルが使用される。また、逆に、第２レンズアレイ１１５を検査する際には、第１レンズアレイ１１３には所定の仕様を満足する標準サンプルが使用される。このため、検査対象である第１レンズアレイ１１３および第２レンズアレイ１１５は、所定の仕様を満足する標準サンプルを備えている。
【００４３】
＜３＞レンズアレイの検査装置の構造
図４は、前述した第１レンズアレイ１１３、および第２レンズアレイ１１５を検査するレンズアレイの検査装置２を示す。
照明光学素子の検査装置であるレンズアレイの検査装置２は、図４に示すように、検出装置３１０と、光源装置３２０と、画像処理装置３３０と、これらの装置を支持する載置台５００とを備える。
【００４４】
検出装置３１０は、図５に示すように、遮蔽板で覆われた暗箱としての機能を有しており、取っ手３００Ａ（図４）が形成された蓋部３１０Ｔを有する略直方体状のケース３１１と、このケース３１１内部の下面３１０Ｂに固定配置される検査対象設置ユニット３１７とを備えて構成される。
【００４５】
ケース３１１は、自身の左側面（図中左側）には、光源装置３２０が挿入される左側開口部３１０Ｌが形成され、自身の右側面（図中右側）には、後述する画像処理装置３３０が挿入される右側開口部３１０Ｒが形成される。
蓋部３１０Ｔは、図示しないヒンジによって、Ｚ軸方向を軸にしてその径方向に回動可能な構成となっている。取っ手３００Ａを握って蓋部３１０Ｔを回動させることにより、検出装置３１０の上部側が開閉可能となっており、内部に収納される検査対象設置ユニット３１７を簡単に取り替えることができる。
【００４６】
検査対象設置ユニット３１７は、検査対象としての第１レンズアレイ１１３が取り付けられる第１レンズアレイホルダ３１２と、検査対象としての第２レンズアレイ１１５がを取り付けられる第２レンズアレイホルダ３１３と、重畳レンズ１１９と、この重畳レンズ１１９が取り付けられる重畳レンズホルダ３１４と、投影板としてのすりガラス１７０と、すりガラス１７０が取り付けられるすりガラスホルダ３１５と、これらのホルダ３１２〜３１５が取り付けられる直方体状の保持台３１６とが一体化されて形成される。
なお、この検査対象設置ユニット３１７は、使用されるプロジェクタの種類に応じて、各ホルダ３１２〜３１５の大きさや配置が異なる複数種類の検査対象設置ユニットが準備されている。
【００４７】
重畳レンズ１１９は、一般的な集光用のレンズであり、第２レンズアレイ１１５を介して射出された部分光束の主光線を集光して、すりガラス１７０の表面に光学像６００（図１２）を形成する機能を有する。
【００４８】
すりガラス１７０は、図６に示すように、その表面にけがき状に形成された見切り枠１７１を有する長方形板状の所定のすりガラスであり、表面に投影された光学像がその裏面側から透けて見えるようになっている。
見切り枠１７１は、前記プロジェクタ１００においてインテグレータ照明光学系１１０を介して液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂに重畳される光学像の設計上の照明領域を示す枠であり、その形状は略長方形状である。つまり、この見切り枠１７１の内側の範囲が、実際に投写される光学像を示すことになる。なお、重畳レンズ１１９は、所定の仕様を満足する標準サンプルを備え、検査時にはその標準サンプルが使用される。
【００４９】
各ホルダ３１２〜３１５は、光源装置３２０に近い方から、第１レンズアレイホルダ３１２、第２レンズアレイホルダ３１３、重畳レンズホルダ３１４、すりガラスホルダ３１５の順番に保持台３１６に配置される。
また、各ホルダ３１２〜３１５は、検査対象となる第１レンズアレイ１１３や第２レンズアレイ１１５、重畳レンズ１１９、すりガラス１７０のそれぞれが対向するとともに、それらの中心軸が揃うように保持台３１６に取り付けられる。
【００５０】
より具体的には、各ホルダ３１２〜３１５は、取り付けられる対象によってその大きさが異なるが、図７に示すように、枠本体２１Ａ内に形成された開口２１Ｂの端縁に沿って設けられ、かつ第１レンズアレイ１１３、第２レンズアレイ１１５、重畳レンズ１１９、すりガラス１７０を保持する４つの保持突起２１Ｃ、および当該第１レンズアレイ１１３、第２レンズアレイ１１５、重畳レンズ１１９、すりガラス１７０を対角線方向で付勢する可動突起２１Ｄを備えている。
【００５１】
なお、図示を略したが、これらの突起２１Ｃ、２１Ｄの第１レンズアレイ１１３、第２レンズアレイ１１５、重畳レンズ１１９、すりガラス１７０との当接部分は、弾性体が介在し、第１レンズアレイ１１３、第２レンズアレイ１１５、重畳レンズ１１９、すりガラス１７０を傷つけないような構成となっている。
また、可動突起２１Ｄは、第１レンズアレイ１１３、第２レンズアレイ１１５、重畳レンズ１１９、すりガラス１７０の対角線方向に移動可能となっていて、ホルダ３１２〜３１５は、異なる大きさの第１レンズアレイ１１３、第２レンズアレイ１１５、重畳レンズ１１９、すりガラス１７０にも対応している。
【００５２】
光源装置３２０は、図５に示すように、平行な光束を射出する機能を有し、長方形の２つの角隅部分を切り欠いた略Ｔ字形状の断面を有する箱状であるとともに、その右端縁３２０Ｒが開口されたケース３２１と、このケース３２１の内部に固定配置される光源ランプ１１１Ａと、ケース３２１の右端縁３２０Ｒに配置されるコリメータレンズ１１２とを備える。
【００５３】
ケース３２１は、その下端部３２０Ｂが載置台５００の上面においてＺ軸方向に延びるレール５０１に取り付けられており、このレール５０１に沿って摺動自在となっている。また、ケース３２１は、レール５０１に沿う任意の位置で固定可能となっている。
なお、このケース３２１は、後述する本体４０２からの制御によって、検査開始前にレンズアレイ１１３，１１５の形状等の各種条件に合わせて適性な光学距離となるように、その位置が自動的に調整される。
【００５４】
光源ランプ１１１Ａは、光束を射出する機能を有するハロゲンランプである。検査用の光源ランプ１１１Ａは、製品のランプより、かなり暗いランプでも検出精度を確保できるため、消費エネルギが少ないランプを採用している。
コリメータレンズ１１２は、光源ランプ１１１Ａから射出された光束を平行な光束に変換し、この平行光束を第１レンズアレイ１１３に向けて射出する。
光源ランプ１１１Ａとコリメータレンズ１１２は、それらの中心軸が揃うように対向して配置される。
【００５５】
画像処理装置３３０は、画像検出装置３３１と、ディスプレイ４０１および本体４０２を有するパソコン（パーソナルコンピュータ）４００（図４）を備える。
画像検出装置３３１は、長方形の１つの角隅部分を切り欠いた略Ｌ字形状の断面を有する箱状であるとともに、その左端縁３３０Ｌが開口されたケース３３１Ａと、このケース３３１Ａの内部に固定配置される画像検出装置３３２とを備える。
【００５６】
ケース３３１Ａは、その下端部３３０Ｂが載置台５００の上面においてＺ軸方向に延びるレール５０２に取り付けられており、このレール５０２に沿って摺動自在となっている。また、ケース３３１Ａは、レール５０２に沿う任意の位置で固定可能となっている。
なお、ケース３３１Ａは、後述する本体４０２からの制御によって、検査開始前に重畳レンズ１１９の形状等の各種条件に合わせて適性な光学距離となるように、その位置が自動的に調整される。
【００５７】
画像検出装置３３２は、エリアセンサであるＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ３３３と、このＣＣＤカメラ３３３を下側から支えるとともに、ケース３３１Ａ内側の下部に固定配置される支持台３３４とを含んで構成される。
ＣＣＤカメラ３３３は、光源装置３２０から第１レンズアレイ１１３、第２レンズアレイ１１５、重畳レンズ１１９を経てすりガラス１７０に投影された光学像および見切り枠１７１を、そのすりガラス１７０の裏面側から複数個の画素に分割して検出し、電気信号に変換する撮像素子としてのＣＣＤ３３３Ａ（図８）を有し、この電気信号をパソコン４００に出力する機能を備える。
【００５８】
また、ＣＣＤカメラ３３３は、検査時には動かないように固定されたままとされるが、当該ＣＣＤカメラ３３３にはＺ軸方向への移動を可能とするマイクロメータ３３５と、Ｙ軸方向の回動を可能とする調整つまみ３３６とが設けられている。これらのマイクロメータ３３５および調整つまみ３３６は、例えば、画像処理装置３３０のレール５０２に沿う摺動のサポート等として使用されることにより、ＣＣＤカメラ３３３位置の微調整を可能としている。
【００５９】
パソコン４００は、図４に示すように、一般的なパソコンであり、ディスプレイ４０１と本体４０２とを備え、ＣＣＤカメラ３３３と図示しない所定の接続ケーブルで電気的に接続されている。
ディスプレイ４０１は、一般的な液晶型ディスプレイであり、後述するように本体４０２で各種処理された結果が表示される。
【００６０】
本体４０２は、ＣＰＵやメモリ等を有する所定のマザーボード（図示せず）と、このマザーボードに接続されたキャプチャカード（図示せず）とを備え、これらのマザーボードおよびキャプチャカードによって、光学像６００の画像処理や各種制御が可能となっている。
本体４０２は、図８に示すように、ＣＣＤカメラ３３３から出力された光学像６００および見切り枠１７１の電気信号を、データとして取り込む画像取込手段４０５と、取り込んだ画像の処理を行う画像処理手段４１０とを備えて構成される。
【００６１】
画像処理手段４１０は、取り込まれた光学像６００および見切り枠１７１を比較して、見切り枠１７１内における光学像６００の輝度値が所定の輝度値以上かどうか判定する輝度値判定部４２０と、判定された結果等をディスプレイ４０１に表示させる画像表示部４３０とを備えて構成される。なお、具体的な処理手順については後述する。
【００６２】
＜４＞検査装置によるレンズアレイの検査
前述したレンズアレイの検査装置２による第１レンズアレイ１１３、第２レンズアレイ１１５の検査は、予め検査対象となるレンズアレイが使用されるプロジェクタの種類に応じた各種データの登録をした後に、光源装置３２０位置および画像処理装置３３０（ＣＣＤカメラ３３３）位置が自動的に調整されてから、画像検出装置３３２およびパソコン４００によって自動的に行われる。具体的には、図９に示す手順で第１レンズアレイ１１３、第２レンズアレイ１１５の検査が実施される。
【００６３】
＜4-1＞プロジェクタ種類毎のデータ登録（処理Ｓ１）
プロジェクタの種類に応じた各種光学素子のデータおよび必要とする輝度閾値を示すデータを予め登録する処理であり、プロジェクタの種類に応じて異なる値が登録される。後述する自動検査（処理Ｓ６）では、この処理で登録された複数のプロジェクタから検査するプロジェクタ１００の輝度値データが選択されて自動的に検査される。
具体的なデータとしては、液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂの画像形成領域の大きさや、機種毎の輝度閾値データが登録される。
このように作成されたプロジェクタ機種毎のデータは、テキストファイルで保存され、必要に応じてパソコン４００の本体４０２で使用される。
【００６４】
＜4-2＞検査対象設置ユニットの設置（処理Ｓ２）
プロジェクタ１００に対応する検査対象設置ユニット３１７を準備し、検査対象である第１レンズアレイ１１３を第１レンズアレイホルダ３１２にセットし、その他のホルダ３１３，３１４，３１５には、それぞれに対応する第２レンズアレイ１１５、重畳レンズ１１９、すりガラス１７０で、所定の規格を満たす標準サンプルをセットする。
続いて、取っ手３００Ａを握って蓋部３１０Ｔを回動させてケース３１１の上側を開口し、この検査対象設置ユニット３１７をケース３１１内部の所定位置に設置してから、再び蓋部３１０Ｔを戻すように回動させて、ケース３１１の上側を閉じる。このように蓋部３１０Ｔを閉じることで、ケース３１１内部からの光の漏れ、およびケース３１１の外乱光の影響を受けないようになっている。
【００６５】
＜4-3＞光源装置および画像検出装置の位置調整
処理Ｓ１で登録されたプロジェクタ１００の機種データから、今回の照明光学素子１１３，１１５，１１９，１７０の組み合わせに対応する機種データを呼び出し（処理Ｓ３）、この呼び出された機種データに応じて、設計上の光学距離に応じた距離となるように光源装置３２０の位置が調整され、さらに、すりガラス１７０の見切り枠１７１が中心となるように、ＣＣＤカメラ３３３を含む画像検出装置３３１の位置が調整される（処理Ｓ４）。この際、選択された機種データに応じた輝度閾値が本体４０２のメモリ上に読み込まれる。
【００６６】
＜4-4＞検査時の走査線数の特定（処理Ｓ５）
次に、複数個の画素として検出された光学像６００を検査する走査線６１０（図１３）の数を特定する。この走査線６１０とは、所定の方向に並んだ画素の集合であり、図１３においては、上下方向に並んだ画素からなる縦走査線６１１と、左右方向に並んだ画素からなる横走査線６１２とが実線で示されている。
このような走査線６１０の数を増加させると、検査される画素の数が増えるため、精度を高めて検査できる。一方、走査線６１０の数を少なくすると、検査される画素の数が少なくなるため、短時間で検査できる。つまり、これらの走査線の数は、検査対象に応じて任意に設定すればよい。
【００６７】
＜4-5＞自動検査（処理Ｓ６）
このような設定を終了して検査開始ボタン７００（図１６）をクリックすると、自動的に検査が開始される。このような自動検査は、図１０および図１１に示すフローチャートに基づいて行われる。
【００６８】
＜4-5-1＞光学像の形成（処理Ｓ６１：光学像形成手順）
光源装置３２０から射出された平行光束は、レンズアレイ１１３，１１５、重畳レンズ１１９を経て、すりガラス１７０に投影されて光学像６００（図１２）を形成する。
【００６９】
<4-5-2＞光学像の取込（処理Ｓ６２：画像取込手順）
投影された光学像６００は、ＣＣＤカメラ３３３で撮像され、画像取込手段４０５によりコンピュータに適合する信号に変換されて画像処理手段４１０に出力される。
画像表示部４３０は、この信号に基づいて、ディスプレイ４０１に光学像６００と見切り枠１７１を表示させる（図１２）。なお、この光学像６００は、その中心軸に対応する部分の輝度が最も大きく、中心から離れるにしたがって輝度が小さくなる。つまり、検出された光学像６００は、図１２に模式的に示すように、外側に向かって段々暗くなっている。
【００７０】
<4-5-3＞走査線の検査
（ａ）横方向に走査線検査（処理Ｓ６３）
図１１および図１３に示すように、画像取込手段４０５で取り込まれた画像データをもとに、画像処理手段４１０は、横走査線６１２の中から一番上側の横走査線６１２Ａを選択し（処理Ｓ６３１）、この選択された横走査線６１２Ａ上の各画素の輝度値を取得する（処理Ｓ６３２：輝度値取得手順）。
【００７１】
輝度値判定部４２０は、横走査線６１２Ａ上の各画素において取得した輝度値と、予め登録された閾値とを比較する。そして、横走査線６１２Ａ上の画素において、所定の閾値以上となる画素の範囲を検出し、閾値以上となる画素と閾値未満となる画素との境界位置としての輝度変化点を検出する（処理Ｓ６３３：輝度変化位置取得ステップ）。
なお、画像表示部４３０は、ディスプレイ４０１上の輝度変化位置に「＋」の印を表示させる。例えば、横走査線６１２Ａにおいては、図１４中の「＋」の印６０２，６０３が輝度変化点である。
【００７２】
次に、画像処理手段４１０は、このような横走査線６１２の輝度検出が全て終了したかどうかを判定する（処理Ｓ６３４：走査線検査判定ステップ）。
全ての横走査線６１２の検査が終了したと判定された場合には、画像処理手段４１０は、（処理Ｓ６３）を終了し、次の処理である（処理Ｓ６４）へと進む。一方、全ての横走査線６１２の検査が終了していないと判定された場合には、画像処理手段４１０は、次の横走査線６１２を選択して（処理Ｓ６３５）、前述の（処理Ｓ６３２）へと進み、最終的には図１４中の横走査線６１２Ｚまで検査されることになる。
以上のようにして、横方向の走査線の検査が行われる。
【００７３】
（ｂ）縦方向に走査線検査（処理Ｓ６４）
前述の横方向の走査線検査と略同様であって、図１１の手順にしたがって行われるものであり、相違するのはその検査の方向が横方向であるか縦方向であるかにある。
具体的には、図１４においては、縦走査線６１１の中から一番左側の縦走査線６１１Ａを選択し（処理Ｓ６４１）、この選択された縦走査線６１１Ａの各画素の輝度値を取得し（処理Ｓ６４２）、縦走査線６１１Ａ上の輝度変化点を検出する（処理Ｓ６４３）。このような検出を、一番左側の縦走査線６１１Ａから右端の縦走査線６１１Ｚまで同様にして行う（処理Ｓ６４４）。より具体的な手順については、前述と同様であるので省略する。
【００７４】
＜4-5-4＞輝度変化点の位置判定
以上のようにして、全ての走査線６１０の検査が行われると、輝度値判定部４２０は、これらの輝度変化点を示す「＋」の印が、見切り枠１７１の内側の範囲にあるかどうかを判定する（処理Ｓ６５：輝度変化位置判定ステップ）。
つまり、所定の輝度を必要とする見切り枠１７１内に、不充分な輝度の部分があると判定される場合には検査対象である第１レンズアレイ１１３が不良品であることとなり（処理Ｓ６６）、ないと判別される場合には検査対象である第１レンズアレイ１１３が良品である（処理Ｓ６７）ことを示している。
【００７５】
輝度値判定部４２０が、図１４に示すように、見切り枠１７１の内側の範囲に輝度変化点を示す「＋」の印がないと判別した場合には、画像表示部４３０は、図１６に示すように、ディスプレイ４０１に「ＯＫ７０１」を表示し、検査対象である第１レンズアレイ１１３が、良品であることを示している。
一方、輝度値判定部４２０が、図１５に示すように、見切り枠１７１の内側の範囲に輝度変化点を示す「＋」印があると判別した場合には（例えば、図中「＋」印６０６）、画像表示部４３０は、図１６に示すように、ディスプレイ４０１に「ＮＧ７０２」を表示し、検査対象である第１レンズアレイ１１３が、不良品であることを示している。
見切り枠１７１に対し、輝度変化点を示す「＋」印範囲が大きくシフトしてＮＧと判定された場合には、このシフト量を計算し、あとどのくらい移動させれば良品となるかを表示させる。また、この値が規定値以内か否かを判定し、表示させることで光軸調整工程における調整可能なレンズを救済することができ、コスト削減が図れる。
【００７６】
＜4-6＞検査データの保存（処理Ｓ７）
前述した自動検査が終了すると、得られた検査データ、および検査結果は、必要に応じて、所定のデータファイルとして本体４０２の記憶装置等に保存される。尚、保存した検査データ等は、必要に応じてリスト形式で表示したりプリンタ出力を行うことができるようになっている。
【００７７】
＜５＞第１実施形態の効果
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)照明領域に応じた見切り枠１７１を形成したので、見切り枠１７１内で設計上の輝度よりも暗い部分が検出されたら不良品であると判定でき、簡単に第１レンズアレイ１１３の光学特性を検査できる。このため、第１レンズアレイホルダ３１２に第１レンズアレイ１１３を取り付けるだけで、第１レンズアレイ１１３の光学特性を検査できるので、従来実施されていたように、わざわざプロジェクタとして全ての部品を組み立ててから第１レンズアレイ１１３の検査をする必要がないから、検品作業の負担を軽減でき、製造コストを抑えることができる。
【００７８】
(2)光源装置３２０を備えて構成したので、光源装置３２０から常に一定の光束が射出されるから、光源装置３２０による誤差を考慮する必要がない。このため、検査対象としての第１レンズアレイ１１３を精度を高めて検査できる。
【００７９】
(3)検査対象設置ユニットを、プロジェクタ１００の種類に応じて複数準備したので、使用されるプロジェクタの種類に応じて、レンズアレイ１１３，１１５やすりガラス１７０等の照明光学素子の大きさや配置等が異なることを考慮すれば、プロジェクタの種類が変わる毎に、わざわざ照明光学素子の配置等を変える必要がないから、簡単に検査対象を配置でき、検品作業をより一層軽減できる。
【００８０】
(4)ＣＣＤ３３３Ａで検出される光学像６００を取り込む画像取込手段４０５と、この光学像６００を処理する画像処理手段とを備えて構成したので、光学像６００の輝度値を自動的に測定できる。このため、検出された見切り枠１７１と処理された光学像６００とを比較するだけで、簡単に良否を判定でき、検品作業の負担を軽減できる。
【００８１】
(5)輝度値判定部４２０を備えて構成したので、光学像６００の見切り枠１７１内の輝度値が所定輝度以上であるかどうかを自動的に判別でき、検品作業を軽減できる。
【００８２】
(6)光源装置３２０は、射出される平行光束の照明光軸に対して進退自在に構成したので、第１レンズアレイ１１３や第２レンズアレイ１１５等の照明光学素子の形状や大きさ等が変化しても、その変化に合わせて光源装置３２０を照明光軸の方向に進退させることで、簡単に光学距離を調節でき、複数種類の照明光学素子に対応できる。
【００８３】
(7)検査対象を光束分割素子であるレンズアレイ１１３，１１５としたので、これらのレンズアレイ１１３，１１５が照明光学素子の中でも特に歩留まりが良くないことを考慮すれば、このレンズアレイ１１３，１１５を検査するだけで、完成品としてのプロジェクタ１００の歩留まりを向上でき、効率よく検品が出来る。
【００８４】
(8)検品結果や光学像６００をディスプレイ４０１に表示するように構成したので、ディスプレイ４０１を目視で確認しながら、簡単に第１レンズアレイ１１３の検品ができる。
【００８５】
(9)走査線６１０の数を選択可能に構成したので、検査対象に応じて数を変更でき、検査精度および検査時間を調節できる。
【００８６】
(10)予めプロジェクタの種類に応じた各種データを登録するだけで検査できるので、例えば、新しい種類が増えた場合でも、その種類に相当するデータを入力するだけで、簡単に対応できる。その際には、検査対象設置ユニット３１７も、その種類にあわせて準備すればよい。
【００８７】
[第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態に係るレンズアレイの検査装置４について説明する。第２実施形態に係るレンズアレイの検査装置４は、前記第１実施形態のレンズアレイの検査装置２とは、自動検査の手順、特に、前記第１実施形態でいう輝度変化点、すなわち、本実施形態でいう境界点の取得の仕方の点で相違している。このため、画像処理手段４１０には、境界点の取得に伴う新たなプログラム等の手段が設けられている。なお、その他の構成は、前記第１実施形態と同様であり、前記第１実施形態と同一または相当構成品には同じ符号を付し、説明を省略または簡略する。
【００８８】
図１７は、第２実施形態に係るレンズアレイの検査装置４を示すブロック図である。このレンズアレイの検査装置４を構成する画像処理手段４１０は、図１７に示すように、前記画像表示部４３０を備えたうえで、図１９を参照すれば、取り込まれた光学像６００の輝度値を画素単位で取得する輝度値取得部４６１と、この光学像６００の照明領域ＬＡ内外にわたって設定された走査線８０１を選択する走査線選択部４６２と、この選択された走査線８０１上の画素位置に応じた輝度値の変化を表す輝度値変化曲線９００を取得する輝度値変化曲線取得部４６３と、この輝度値変化曲線９００から輝度値変化部分９０３の近似直線を算出する近似直線算出部４６４と、この近似直線に基づいて光学像６００の照明領域ＬＡの境界点を取得する境界点取得部４６５と、取得された境界点が見切り枠１７１内にあるか否かを判定する良否判定部４６６とを備える。なお、具体的な処理手順については後述する。
【００８９】
＜６＞検査装置によるレンズアレイの検査
次に、図１８のフロー図に加えて、適宜、図１７，１９，２０も参照しながら、第１レンズアレイ１１３の検査手順について説明する。
図１８は、レンズアレイの検査装置４における第１レンズアレイ１１３の検査手順を示すフロー図である。
図１９は、光源装置３２０から射出され、レンズアレイ１１３，１１５、重畳レンズ１１９を経て、すりガラス１７０上に投影された光束による光学像６００がディスプレイ４０１上に表示された図であり、この光学像６００において走査線８０１を選択して輝度値変化曲線９００を取得する様子を示す図である。図２０は、輝度値変化曲線９００の一部を拡大して示す図である。
【００９０】
(１)まず、前記第１実施形態と同様にして、すりガラス１７０上に光学像６００を形成し（処理Ｓ１０１：光学像形成手順）、この光学像６００をＣＣＤカメラ３３３で撮像して、ビデオキャプチャボード等の画像取込手段４０５でコンピュータに適合する信号に変換して取り込む（処理Ｓ１０２：画像取込手順）。
【００９１】
(２)次に、輝度値取得部４６１において、取り込んだ光学像６００の輝度値を０〜２５５の２５６階調にわけて、画素単位で取得する（処理Ｓ１０３：輝度値取得手順）。
(３)次に、走査線選択部４６２において、光学像６００の照明領域ＬＡの内外にわたる横方向の横走査線の中から１つの横走査線を選択する（処理Ｓ１０４：走査線選択手順）。具体的には、図１９（Ａ）に示すように、光学像６００の左端から中央部分にかけて、光学像６００の照明領域ＬＡの内外にわたる横走査線８０１の中から１つの横走査線８０１Ａを選択する。
【００９２】
(４)次に、輝度値変化曲線取得部４６３において、選択した横走査線８０１Ａ上の画素位置に応じた輝度値（階調）の変化を示す輝度値変化曲線９００を取得する（処理Ｓ１０５：輝度値変化曲線取得手順）。具体的には、図１９（Ｂ）に示すように、横軸（Ｘ軸）を走査線上の画素位置とし、縦軸（Ｙ軸）を対応する輝度値の階調として、ＸＹ座標にプロットした輝度値変化曲線９００を取得する。
【００９３】
この取得した輝度値変化曲線９００は、図１９（Ｂ）に示すように、光学像６００の照明領域ＬＡの境界部分において、光学像６００の外側から中央部分に向かって、クランク状またはＳ字状に取得される。つまり、輝度値変化曲線９００は、階調が略０であって照明領域ＬＡの外部であることを示す部分である基準部分９０１と、階調が略２５５であって適正な照明領域を示す照明領域ＬＡ内部である照明部分９０２と、その間の輝度値変化部分９０３とで構成される。
【００９４】
(５)次に、近似直線算出部４６４において、輝度値変化部分９０３を直線として近似し、この近似直線を算出する（処理Ｓ１０６：近似直線算出手順）。具体的には、図２１示すフロー図にしたがって近似直線を算出する。
ここで、図２０は、図１９（Ｂ）における輝度値変化曲線９００の一部を拡大して示す図である。
【００９５】
(5-1)図２０，２１に示すように、輝度値変化部分９０３で直線性の高い部分となるような基準となる輝度基準値、例えば、２２０階調を設定する（処理Ｓ１０６Ａ：輝度基準値設定ステップ）。
(5-2)次に、この２２０階調を示す２２０階調線Ｙ１と、輝度値変化部分９０３との交点Ａの座標を取得する。そして、この交点ＡのＸ座標の前後１０画素離れた画素位置を示す点である点Ｂ，Ｃを取得する（処理Ｓ１０６Ｂ：前後画素位置取得ステップ）。
(5-3)これらの取得した点Ｂ，Ｃの座標、つまり、点Ｂ，Ｃの画素位置および画素位置の階調に基づいて、点Ｂ，Ｃ間の輝度値変化部分９０３を直線として近似し、この変化部分近似直線９０３Ａを算出する（処理Ｓ１０６Ｃ：近似直線算出ステップ）。
【００９６】
(６)次に、図１８，２０に示すように、変化部分近似直線９０３Ａに基づいて、境界点取得部４６５において、光学像６００の照明領域ＬＡの境界点を取得する（処理Ｓ１０７：境界点取得手順）。具体的には、図２２示すフロー図にしたがって境界点Ｈを取得する。
【００９７】
(6-1)図２０，２２に示すように、変化部分近似直線９０３Ａと２５５階調線Ｙ２との交点Ｇを取得する（処理Ｓ１０７Ａ）。
(6-2)この交点Ｇから光学像６００の中心側へ所定画素分、例えば、５０画素分シフトした画素位置における照明部分９０２上の基準となる点Ｅを取得する（処理Ｓ１０７Ｂ）。
(6-3)次に、光学像６００の略中心となる画素位置における照明部分９０２上の点Ｆを取得する（処理Ｓ１０７Ｃ）。
(6-4)これらの点Ｅ，Ｆの座標、つまり、点Ｅ，Ｆの画素位置および画素位置の階調に基づいて、点Ｅ，Ｆ間の照明部分９０２を直線として近似し、この照明部分近似直線９０２Ａを算出する（処理Ｓ１０７Ｄ）。
(6-5)次に、算出された変化部分近似直線９０３Ａと、照明部分近似直線９０２Ａとの交点Ｈを取得する（処理Ｓ１０７Ｅ）。このようにして、取得された交点Ｈが境界点である。
【００９８】
(７)このような手順で、左側の横走査線８０１の全ての境界点Ｈを取得した後に、同様な手順で、右側の横走査線および上下側の縦走査線についても境界点を取得する（処理Ｓ１０８）。
(８)次に、前記第１実施形態と同様に、これらの境界点Ｈが１つでも見切り枠１７１内に入っているか否かを、良否判定部４６６で判定する（処理Ｓ１０９：良否判定手順）。
【００９９】
(９)ここで、図１６を参照すれば、良否判定部４６６で、境界点Ｈが見切り枠１７１内に入っていないと判定した場合には、第１実施形態と同様にディスプレイ４０１に「ＯＫ」を表示し、検査対象である第１レンズアレイ１１３を良品と判定する。一方、境界点Ｈが１つでも見切り枠１７１内に入っていると判定した場合には、ディスプレイ４０１に「ＮＧ」を表示し、検査対象である第１レンズアレイ１１３を不良品と判定する。
以上のようにして、第１レンズアレイ１１３の検査を行い、これらの結果を前述同様に本体４０２の記憶装置等に保存する（処理Ｓ１１０）。
【０１００】
＜７＞第２実施形態の効果
このような第２実施形態によれば、第１実施形態の(１)〜(10)と略同様の効果に加えて、以下のような効果が得られる。
(11)輝度値変化曲線９００の輝度値変化部分９０３の傾きは光源ランプの変化等に影響されず、この影響を受けない輝度値変化部分９０３を変化部分近似直線９０３Ａとして直線近似してことに基づいて境界点Ｈを取得したので、第１レンズアレイ１１３を正確に判定できる。これにより、第１レンズアレイ１１３の検査効率を向上できて、検査作業の負担を軽減でき、ひいては、製造コストを抑えることができる。
【０１０１】
(12)直線性の高い部分である輝度基準値２２０階調線近傍の点Ａを基準として、この点Ａの前後１０画素離れた点Ｂ，Ｃに基づいて、変化部分近似直線９０３Ａを算出したので、画像取り込みのタイミングによる近似直線の傾きのばらつきを最小限に抑えた正確な近似直線を取得でき、第１レンズアレイ１１３をより正確に判定できる。
【０１０２】
(13)最も高輝度となる光学像６００の略中央部分の画素位置の点Ｆに基づいて、照明部分近似直線９０２Ａを算出したので、他の点に基づいて算出する場合に比べて正確な近似直線直線を取得できる。この際、右側の横走査線、縦走査線も光学像６００の略中央部分の画素位置である点Ｆに基づいて、同様に近似直線を取得できるため、検査処理の簡素化と迅速化とを図ることができる。
【０１０３】
＜８＞実施形態の変形
なお、本発明は前記各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、前記各実施形態では、見切り枠１７１をすりガラス１７０にけがき状に形成したが、これに限らず、ペン等ですりガラス１７０に書き込まれたものや、選択されたプロジェクタの種類に応じて、ディスプレイ４０１に見切り枠１７１が表示されるように設定してあってもよい。ただし、前記各実施形態のほうが、設定ミス等が起こりにくく、確実に範囲を特定できる利点がある。
なお、投影板としてすりガラス１７０を採用したが、これに限らず、アクリル等の各種プラスチック製のものや樹脂製のもの等のその他の材料製のものであってもよい。
【０１０４】
前記各実施形態では、画像処理装置３３０を設けたが、これらは特になくてもよく、要するに見切り枠１７１内の輝度値を確認して良否を判別できるような構成となっていればよい。ただし、前記各実施形態のほうが、自動的に、かつ簡単に良否を判別できる利点がある。
【０１０５】
前記各実施形態では、光源ランプ１１１Ａをハロゲンランプとしたが、これに限らず、その他のランプであってもよい。
また、光源装置３２０には、リフレクタを構成しなかったが、リフレクタを取付けた構成としてもよい。
さらに、コリメータレンズ１１２と光源ランプ１１１Ａとを一体して光源装置３２０を構成したが、特に一体化されていなくてもよい。ただし、前記各実施形態のほうが、一度にそれぞれを配置できるので手間を省ける利点がある。
また、光源装置３２０を照明光軸に進退自在に構成したが、特に進退しない構成としてもよいし、例えば、種類に応じて光源装置自体を取り替え可能な構成としてもよい。
【０１０６】
前記各実施形態では、各ホルダ３１２〜３１５を一体化した検査対象設置ユニット３１７を構成したが、特に、このように一体化しなくてもよいし、例えば、レンズアレイホルダ３１２，３１３のみを一体化したような、一部のホルダを一体化した構成としてもよい。ただし、前記各実施形態のほうが、手間を省いて検品できる利点がある。
【０１０７】
また、前記各実施形態では、検査対象を第１レンズアレイ１１３としたが、これに限らず、第２レンズアレイ１１５でもよく、その際には、第１レンズアレイ１１３には標準サンプルを使用すればよい。
また、レンズアレイ１１３，１１５およびコリメータレンズ１１２を標準サンプルとして、重畳レンズ１１９を検査対象としてもよい。このようにすれば、第１レンズアレイ１１３に限らず、その他の照明光学素子の検品も簡単に実施でき、検品作業による製造コスト高を抑えることができる。
【０１０８】
前記各実施形態では、走査線６１０の数を選択可能に構成したが、走査線６１０の数が特定されている構成としてもよい。ただし、前記各実施形態のほうが、検査対象に応じて、変更できる利点がある。
前記各実施形態では、横走査線６１２から走査線検査を実施したが、縦走査線６１１から検査をおこなってもよい。
前記各実施形態では、検査対象となるレンズアレイ１１３、１１５は、プロジェクタ１００のインテグレータ照明光学系１１０を構成する光学素子であったが、これに限らず、他の用途に使用されるレンズアレイについても、本発明に係る検査装置によって検査を行ってもよい。
【０１０９】
前記第２実施形態では、所定画素分として５０画素分シフトするようにしたが、このシフト画素数は、特に限定されず、変化部分近似直線９０３Ａの傾き（図２０の角度φ）に応じて変化させることが好ましい。つまり、傾きが大きい場合（角度φ：大）には大きくシフトさせ、傾きが小さい場合（角度φ：小）には小さくシフトさせることが好ましい。このようにすれば、照明部分９０２上の点Ｅを、直線近似する際に、基準として適正な点を確実に特定できるからである。ただし、このシフトさせる画素数は特に限定されない。
また、光学像６００の略中央部分の画素位置の点Ｆに基づいて、照明部分近似直線９０２Ａを算出したが、これに限らず、その他の画素位置の点に基づいて算出してもよい。
【０１１０】
前記第２実施形態では、変化部分近似直線９０３Ａを取得するにあたり、２２０階調を輝度基準値として設定したが、これに限らず、例えば、１００階調等のその他の階調を輝度基準値として設定してもよい。この際、輝度基準値は予め設定されていてもよい。
【０１１１】
また、前後１０画素分離れた画素位置の点Ｂ，Ｃに基づいて、変化部分近似直線９０３Ａを取得したが、これに限らず、例えば、前後２０画素等のその他の画素数分離れた位置の点に基づいて取得してもよい。
さらに、変化部分近似直線９０３Ａを取得する際に、２点Ｂ，Ｃに基づいて直線近似していたが、３点以上の複数の点を取得して、最小二乗法等の手法を用いて直線近似してもよい。要するに、輝度値変化部分９０３を適正に直線近似できればよい。
【０１１２】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明に係る照明光学素子の検査装置および照明光学素子の検査方法によれば、照明領域に応じた見切り枠を形成したので、見切り枠内で設計上の輝度よりも暗い部分が検出されたら不良品であると判定でき、簡単に照明光学素子の光学特性を検査できる。このため、ホルダに照明光学素子を取り付けるだけで、照明光学素子の光学特性を検査できるので、従来実施されていたように、わざわざプロジェクタとして全ての部品を組み立ててから照明光学素子の検査をする必要がないから、検品作業の負担を軽減でき、製造コストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る検査装置の検査対象となる照明光学素子が採用されるプロジェクタの構造を示す模式図である。
【図２】前記第１実施形態における照明光学素子の構造を示す正面図および側面図である。
【図３】前記第１実施形態における照明光学素子の焦点位置を示す部分平面図である。
【図４】前記第１実施形態における検査装置の外観を示す正面図である。
【図５】前記第１実施形態における検査装置の構造を示す正面図である。
【図６】前記第１実施形態における投影板を示す正面図である。
【図７】前記第１実施形態におけるホルダの構造を示す正面図である。
【図８】前記第１実施形態における検査装置の構成を示すブロック図である。
【図９】前記第１実施形態における検査装置による検査手順を示すフロー図である。
【図１０】前記第１実施形態における検査装置による検査手順を示すフロー図である。
【図１１】前記第１実施形態における検査装置による検査手順を示すフロー図である。
【図１２】前記第１実施形態における検査装置の表示画面に表示された内容を示す模式図である。
【図１３】前記第１実施形態における検査装置の表示画面に表示された内容を示す模式図である。
【図１４】前記第１実施形態における検査装置の表示画面に表示された内容を示す模式図である。
【図１５】前記第１実施形態における検査装置の表示画面に表示された内容を示す模式図である。
【図１６】前記第１実施形態における検査装置の表示画面に表示された内容を示す模式図である。
【図１７】本発明の第２実施形態に係るレンズアレイの検査装置を示すブロック図である。
【図１８】前記第２実施形態のレンズアレイの検査装置における第１レンズアレイの検査手順を示すフロー図である。
【図１９】前記第２実施形態において、表示された光学像において走査線を選択して輝度値変化曲線を取得する様子を示す図である。
【図２０】前記輝度値変化曲線の一部を拡大して示す図である。
【図２１】前記第２実施形態において、近似直線を算出する手順を示すフロー図である。
【図２２】前記第２実施形態において、境界点を取得する手順を示すフロー図である。
【符号の説明】
２，４      照明光学素子の検査装置であるレンズアレイの検査装置
１００      光学機器であるプロジェクタ
１１１Ａ      光源である光源ランプ
１１３      照明光学素子である第１レンズアレイ
１１５      照明光学素子である第２レンズアレイ
１１９      照明光学素子である重畳レンズ
１７０      投影板であるすりガラス
１７１      見切り枠
３００      検査装置本体
３１０      検出装置
３１２      第１レンズアレイホルダ
３１３      第２レンズアレイホルダ
３１４      重畳レンズホルダ
３１５      すりガラスホルダ
３１７      検査対象設置ユニット
３２０      光源装置
３３０      画像処理装置
３３２      画像検出装置
３３３      ＣＣＤカメラ
３３３Ａ      撮像素子であるＣＣＤ
４０５      画像取込手段
４１０      画像処理手段
４２０      輝度値判定部
４３０      画像表示部
４６１      輝度値取得部
４６２      走査線選択部
４６３      輝度値変化曲線取得部
４６４      近似直線算出部
４６５      境界点取得部
４６６      良否判定部
６００      光学像
６１０      走査線
８０１      横走査線
９００      輝度値変化曲線
９０１      照明領域外部を示す部分としての基準部分
９０２      照明領域内部を示す部分としての照明部分
９０２Ａ      照明部分近似直線
９０３      輝度値変化部分
９０３Ａ      変化部分近似直線
Ｈ      境界点
ＬＡ      照明領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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