(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互い直交する３方向をＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向としたときに、レンズアレイ基板を順次、Ｘ軸方向に搬送して当該レンズアレイ基板を所定の検査位置に配置し、該検査位置において、前記レンズアレイ基板に対してＺ軸方向から光を照射するとともに、前記レンズアレイ基板を透過した光を被投射面に拡大投射し、該被投射面に対する照射結果に基づいて前記レンズアレイ基板を検査するレンズアレイ基板の検査方法であって、
前記レンズアレイ基板は、複数枚が一枚の大型基板に形成された状態で前記検査位置まで順次、搬送され、該検査位置では、前記大型基板をＸ軸方向又はＹ軸方向にずらしていくことにより、当該大型基板に形成されている複数の前記レンズアレイ基板の各々に光を順次、照射して前記レンズアレイ基板の各々を透過した光を前記被投射面に拡大投射することを特徴とするレンズアレイ基板の検査方法。
【請求項２】
互い直交する３方向をＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向としたときに、レンズアレイ基板を順次、Ｘ軸方向に搬送して当該レンズアレイ基板を所定の検査位置に配置する基板搬送手段と、該基板搬送手段によって前記検査位置に配置された前記レンズアレイ基板に対してＺ軸方向から光を照射する照射光学系と、前記レンズアレイ基板を透過した光を被投射面に拡大投射する投射光学系とを有するレンズアレイ基板検査装置であって、
前記レンズアレイ基板は、複数枚が一枚の大型基板に形成された状態で前記基板搬送手段によって前記検査位置まで順次、搬送され、
該検査位置で前記大型基板をＸ軸方向又はＹ軸方向にずらしていくことにより、当該大型基板に形成されている複数の前記レンズアレイ基板の各々に前記照射光学系から出射された光を順次、照射させる基板移動手段を有していることを特徴とするレンズアレイ基板検査装置。
【請求項３】
請求項２において、前記被投射面上の互いに離間した複数箇所で光を受光する受光手段を備え、該受光手段での受光結果に基づいて、前記レンズアレイ基板を検査することを特徴とするレンズアレイ基板検査装置。
【請求項４】
請求項２又は３において、前記照明光学系は、前記光源から出射された光を略平行光束に揃え、かつ、当該光源から出射された光を所定の直線偏光光に揃えて前記レンズアレイ基板に照射することを特徴とするレンズアレイ基板検査装置。
【請求項５】
請求項２ないし４のいずれかにおいて、前記照明光学系は、１枚の前記レンズアレイ基板に対しては複数色の色光を順次、照射する色光切替え装置を有していることを特徴とするレンズアレイ基板検査装置。
【請求項６】
請求項２ないし５のいずれかにおいて、前記照明光学系は、前記レンズアレイ基板に対して、当該レンズアレイ基板の基板面に対する法線に対して光軸が傾いた光を照射することを特徴とするレンズアレイ基板検査装置。
【請求項７】
請求項１に規定するレンズアレイ基板の検査方法で検査を終えた前記レンズアレイ基板を用いて電気光学装置を製造することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項８】
請求項１規定するレンズアレイ基板の検査方法で検査を終えたレンズアレイ基板を用いて電気光学装置を製造し、しかる後に、該電気光学装置を光変調手段として用いて投射型表示装置を製造することを特徴とする投射型表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のマイクロレンズが形成されたレンズアレイ基板の検査方法、この検査方法を実施するための検査装置、電気光学装置の製造方法、および投射型表示装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電気光学物質に電場をかけたときにその配向状態などが変わって光学特性が変化するのを利用した各種の電気光学装置のうち、最も代表的なものとしては液晶装置があげられる。この液晶装置は、たとえば、一対の基板の間に透過偏光軸がねじれ配向した液晶（ＴＮ液晶／ツイステッドネマティックモードの液晶）が電気光学物質として挟持されている。また、液晶装置において、画素電極および画素スイッチング素子を備える画素がマトリクス状に配置されたものはアクティブマトリクス型液晶装置として、直視型の表示装置、あるいは、図１に示す投射型表示装置のライトバルブなどとして用いられる。
【０００３】
図１に示す投射型表示装置１では、光源ユニット２０１から出射された非偏光な光は、インテグレータ光学系３００において１種類の直線偏光光に変換され出射された後、色光分離光学系３８０において、赤、緑、青の３色の色光に分離され、各色光毎に液晶ライトバルブ４１０Ｒ、４１０Ｇ、４１０Ｂ（液晶装置／電気光学装置）に入射する。各液晶ライトバルブ４１０Ｒ、４１０Ｇ、４１０Ｂに入射した各色光は、各液晶ライトバルブ４１０Ｒ、４１０Ｇ、４１０Ｂで変調され、出射された後、クロスダイクロイックプリズム４２０に入射し、クロスダイクロイックプリズム４２０において合成された後、投射レンズ４０１から投射スクリーン（図示せず。）上にカラー画像として投射される。
【０００４】
このような投射型表示装置１において、液晶装置（液晶ライトバルブ４１０Ｒ、４１０Ｇ、４１０Ｂ）には、図８に示すように、表示品位の向上を目的に対向基板（後述するレンズアレイ基板２０）の側には各画素の境界領域に、クロムなどの金属材料や樹脂ブラックなどからなるブラックマトリクス、あるいはブラックマスクと称せられる遮光膜６が形成されるのが一般的である。
【０００５】
また、対向基板（レンズアレイ基板２０）の側から入射した強い光が画素スイッチング用のＴＦＴ１０のチャネル形成領域（図示せず。）に入射すると、ＴＦＴ１０のトランジスタ特性が変化し表示品位に影響がでるため、遮光膜６はＴＦＴ１０に対向する領域にまで形成される。
【０００６】
従って、投射型表示装置１の投射画像の品位を向上させることを目的に画素を小さくして画素数を増やしていくと、遮光膜６などといった画素以外の部分が占める面積割合が相対的に増大し、表示に直接、寄与する面積割合（開口率）が低下してしまう。また、投射型表示装置１では、強い光が液晶装置に入射するので、遮光膜６によってＴＦＴ１０のチャネル形成領域への光の入射を確実に防止するには遮光膜６を幅広に形成する必要があるが、このような幅広の遮光膜６を形成すると、その分、表示に寄与する光量が減少してしまう。また、幅広の遮光膜６を形成しても、斜めに入射した光までは確実に遮ることができない。
【０００７】
そこで、対向基板として複数のマイクロレンズ２２（小さな集光レンズ）を面内方向にマトリクス状に配列したレンズアレイ基板２０を用いた構造が案出されている。このような構造によれば、レンズアレイ基板２０の側に入射した光を各マイクロレンズ２２によって各画素電極８に向けて効率よく集光することができる。また、レンズアレイ基板２０の側に形成した遮光膜６の幅が狭くても、あるいはレンズアレイ基板２０の側に遮光膜６がなくても、ＴＦＴ１０のチャネル形成領域に光が入射することを防止することができる。それ故、ＴＦＴ１０のトランジスタ特性の変化、および表示に寄与する光量の減少を防止することができるので、表示品位に優れ、かつ、明るい表示を行うことのできる液晶装置を構成することができる。
【０００８】
このようなマイクロレンズ付きのレンズアレイ基板２０は、フォトリソグラフィ技術を用いて透明基板の表面をエッチングすることにより複数のマイクロレンズ２２が形成されたレンズアレイ２１を製造した後、このレンズアレイ２１に対して薄板ガラス４９を接着剤４８により貼り合わせ、しかる後に、薄板ガラス４９を研磨して厚さ調整することにより製造される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このようにして製造したレンズアレイ基板２０の品質は、マイクロレンズ２２の曲率、接着剤４８の厚さ、薄板ガラス４９の厚さ、各層の屈折率によって決まる。また、レンズアレイ基板２０の側に形成されている遮光膜６とマイクロレンズ２２との位置ずれもレンズアレイ基板２０の品質を低下させる。また、マイクロレンズ２２の形状不良や欠落などの欠陥や接着剤中の気泡といった不具合も実際の製造においては発生することもあり、これらの不具合もレンズアレイ基板２０の品質を低下させる。そこで、レンズアレイ基板２０の不具合に起因する液晶装置あるいは投射型表示装置の不良率を低減することを目的に、レンズアレイ基板２０を製造する際に、レンズアレイ基板２０を前記の要因毎に検査していく方法が考えられるが、これらの検査を行なうにあたって、半導体装置の検査方法を適用すると、多大な工数がかかるため、実際の製造現場で採用できる方法ではない。
【００１０】
また、特許第２７１０２５７号公報には、レンズアレイ基板と、複数の開口が形成された基準マスクとを対向するように配置し、この状態でレンズアレイ基板に平行光を照射したときに基準マスクの各開口を透過してくる光の光量を検出することにより、レンズアレイ基板を検査する技術が開示されている。
【００１１】
しかしながら、この特許公報に開示の検査技術では、レンズアレイ基板と基準マスクとの位置関係にわずかなずれがあっても、基準マスクの各開口を透過してくる光の光量が著しく低下して、レンズアレイ基板が良品であっても不良品と判定されてしまうなど、検査精度が低いという問題点がある。また、レンズアレイ基板に形成されるマイクロレンズのサイズや数は、使用される液晶装置のタイプによって相違するため、検査するレンズアレイ基板の種類が変わる度に基準マスクを交換する必要がある。それ故、段取りに手間がかかる。しかも、レンズアレイ基板と基準マスクとの位置関係がわずかでもずれると、検査精度が低下するので、このような検査技術は、実際の製造に組み入れることは不可能である。さらに、投射型表示装置で液晶装置に入射する光は、完全な平行光ではないにもかかわらず、レンズアレイ基板を平行光で検査すると、検査結果と投射型表示装置に組み込んだときの特性とが一致しないことが多いという問題点もある。
【００１２】
また、詳しくは後述するが、液晶装置では、基板間において液晶の長軸方向が捩じれていることに起因して、光の入射角度によってはコントラストが低下する。このような問題点を解消するため、本願出願人は、投射型表示装置において、マイクロレンズの中心を画素の中心からずらすという技術、および液晶装置への光の入射方向を法線方向から明視方向に傾けるという技術を案出し、これらの技術に係る発明について特許出願している。
【００１３】
しかしながら、このような発明を適用した投射型表示装置に用いるレンズアレイ基板では、光がいずれの方向から入射するかによってレンズアレイ基板に対する検査結果が大きく変わるため、レンズアレイ基板を完全な平行光で検査すると、検査結果と投射型表示装置に組み込んだときの特性とが一致しないという問題点がある。
【００１４】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、手間をかけずにレンズアレイ基板を検査することのできるレンズアレイ基板の検査方法、レンズアレイ基板検査装置、電気光学装置の製造方法、および投射型表示装置の製造方法を提供することにある。
【００１５】
また、本発明の課題は、レンズアレイ基板を投射型表示装置などの電気光学装置にに搭載したときの特性と高い相関性を有する検査結果を得ることのできるレンズアレイ基板の検査方法、レンズアレイ基板検査装置、電気光学装置の製造方法、および投射型表示装置の製造方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係るレンズアレイ基板の検査方法は、互い直交する３方向をＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向としたときに、レンズアレイ基板を順次、Ｘ軸方向に搬送して当該レンズアレイ基板を所定の検査位置に配置し、該検査位置において、前記レンズアレイ基板に対してＺ軸方向から光を照射するとともに、前記レンズアレイ基板を透過した光を被投射面に拡大投射し、該被投射面に対する照射結果に基づいて前記レンズアレイ基板を検査するレンズアレイ基板の検査方法であって、前記レンズアレイ基板は、複数枚が一枚の大型基板に形成された状態で前記検査位置まで順次、搬送され、該検査位置では、前記大型基板をＸ軸方向又はＹ軸方向にずらしていくことにより、当該大型基板に形成されている複数の前記レンズアレイ基板の各々に光を順次、照射して前記レンズアレイ基板の各々を透過した光を前記被投射面に拡大投射することを特徴とする。
【００１７】
本発明では、レンズアレイ基板の品質を検査する際に、マイクロレンズの曲率、接着剤の厚さ、薄板ガラスの厚さ、各層の屈折率などといった要因毎ではなく、レンズアレイ基板として仕上がった状態でレンズアレイ基板に対して光を照射するとともに、マイクロレンズを透過した光を投射光学系を介して被投射面に投射し、そのときのレンズアレイ基板を透過してきた光の強弱などを、目視あるいは受光素子などを用いて検査する。また、個々のマイクロレンズというよりは、複数のマイクロレンズを透過したきた光の光量が大か小かによって、レンズアレイ基板全体の品質を検査する。それ故、マイクロレンズに合わせた基準マスクを用いなくてもよいので、基準マスクとレンズアレイ基板とを正確に位置合わせをするなどといった手間のかかる段取り作業を省略することができる。また、基準マスクとの対比を行う方法と違って、検査すべきレンズアレイ基板の仕様が変わっても検査装置の光学系を変更する必要がないので、この点からいっても、検査に要する手間を省くことができる。また、マイクロレンズの欠陥や接着剤中の気泡なども個々の欠陥を検査しなくても表示に現れるものは目視で容易に検出することが出来るため、使用に不適当な欠陥を持つレンズアレイ基板を検査することも同時に可能である。さらに、検査対象となるレンズアレイ基板は、検査位置まで自動的に搬送されてくるので、検査工程の作業効率を向上することができる。
【００１８】
本発明において、前記レンズアレイ基板は、複数枚が一枚の大型基板に形成された状態で前記検査位置まで順次、搬送され、該検査位置では、前記大型基板をＸ軸方向およびＹ軸方向にずらしていくことにより、当該大型基板に形成されている複数の前記レンズアレイ基板の各々に光を順次、照射して前記レンズアレイ基板の各々を透過した光を前記被投射面に拡大投射することが好ましい。レンズアレイ基板は、複数枚分を大型基板に形成した後、それを分割して製造されることが多いが、本形態によれば、大型基板の状態で各レンズアレイ基板を検査することができるので、検査効率が向上するという利点がある。
【００１９】
本発明に係るレンズアレイ基板検査装置は、互い直交する３方向をＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向としたときに、レンズアレイ基板を順次、Ｘ軸方向に搬送して当該レンズアレイ基板を所定の検査位置に配置する基板搬送手段と、該基板搬送手段によって前記検査位置に配置された前記レンズアレイ基板に対してＺ軸方向から光を照射する照射光学系と、前記レンズアレイ基板を透過した光を被投射面に拡大投射する投射光学系とを有するレンズアレイ基板検査装置であって、前記レンズアレイ基板は、複数枚が一枚の大型基板に形成された状態で前記基板搬送手段によって前記検査位置まで順次、搬送され、該検査位置で前記大型基板をＸ軸方向又はＹ軸方向にずらしていくことにより、当該大型基板に形成されている複数の前記レンズアレイ基板の各々に前記照射光学系から出射された光を順次、照射させる基板移動手段を有していることを特徴とする。
【００２０】
本発明において、前記レンズアレイ基板は、複数枚が一枚の大型基板に形成された状態で前記基板搬送装置によって前記検査位置まで順次、搬送され、該検査位置には、前記大型基板をＸ軸方向およびＹ軸方向にずらしていくことにより、当該大型基板に形成されている複数の前記レンズアレイ基板の各々に前記照射光学系から出射された光を順次、照射させる基板移動手段を有していることが好ましい。
【００２１】
本発明において、被投射面への投射結果については目視で評価してもよいが、前記被投射面上に互いに離間した複数箇所で光を受光する受光手段を設け、該受光手段での受光結果に基づいて、前記レンズアレイ基板を検査してもよい。たとえば、前記被投射面上の互いに離間した複数箇所、たとえば３段および３列に並んだ９箇所で光量を計測し、この計測結果に基づいて前記レンズアレイ基板を検査する。
【００２２】
本発明において、前記照明光学系は、前記光源から出射された光を略平行光束に揃え、かつ、当該光源から出射された光を所定の直線偏光光に揃えて前記レンズアレイ基板に照射することが好ましい。このように構成すると、前記レンズアレイ基板を用いた電気光学装置を投射型表示装置に組込んだ状態と同様な評価を行なうことができる。
【００２３】
本発明において、前記照明光学系は、１枚の前記レンズアレイ基板に対しては複数色の色光を順次、照射する色光切替え装置を有していることが好ましい。たとえば、照明光学系において、光源から出射された光が白色色であっても、フィルターあるいは色分離光学系を通すことにより、投射型表示装置において実際に入射する赤色光、青色光または緑色光などの光をレンズアレイ基板に照射して検査を行なうことが好ましい。このように構成すると、実際に入射する色光で検査するので、投射型表示装置での実際の使用状態と同様な評価を行なうことができる。また、検査を終えたレンズアレイ基板のうち、光学特性のランクが低くても、青色光での検査結果で合格であれば、このレンズアレイ基板を青色光用に限定して用いることができる。すなわち、投射型表示装置において、３枚の電気光学装置をそれぞれ赤色光用、緑色光用、青色光用に使った際に、青色光が最もコントラストに対する影響が少ないので、レンズアレイ基板の検査において、ランクが低いと判定されたものについては、不良品として廃棄するのではなく、青色光専用として用いれば、レンズアレイ基板の歩留まりが向上する。
【００２４】
本発明において、前記照明光学系は、前記レンズアレイ基板に対して、当該レンズアレイ基板の基板面に対する法線に対して光軸が傾いた光を照射することが好ましい。このように構成すると、コントラスト特性の向上を目的に電気光学装置に入射する光の光軸を傾けた投射型表示装置に用いるレンズアレイ基板を適正に検査することができる。
【００２５】
本発明に係るレンズアレイ基板の検査方法で検査を終えた前記レンズアレイ基板を用いて電気光学装置を製造すると、いろいろな部品を組み込む前にレンズアレイ基板の良否を判定できるので、レンズアレイ基板の不具合が原因で電気光学装置まで組み立ててものを廃棄することを防止できる。
【００２６】
本発明に係るレンズアレイ基板の検査方法で検査を終えたレンズアレイ基板を用いて製造した電気光学装置については、たとえば、この電気光学装置を光変調手段として用いた投射型表示装置に組み込まれる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００２８】
［実施の形態１］
（投射型表示装置の構成）
図１は、本発明が適用される投射型表示装置の光学系の構成を示す概略平面図である。なお、以下の説明では、特に説明のない限り、光の進行方向をｚ軸の正方向、ｚ軸の正方向側からみて１２時の方向をｙ軸の正方向、３時の方向をｘ軸の正方向とする。
【００２９】
図１に示すように、投射型表示装置１は、光源ユニット２０１と、光学ユニット３０１と、投射レンズ４０１とを有している。
【００３０】
光学ユニット３０１は、第１の光学要素３２０、第２の光学要素３３０、および重畳レンズ３７０を備えたインテグレータ光学系３００を有している。また、光学ユニット３０１は、ダイクロイックミラー３８２、３８６、および反射ミラー３８４を含む色光分離光学系３８０を有している。さらに、光学ユニット３０１は、入射側レンズ３９２、リレーレンズ３９６、および反射ミラー３９４、３９８を含む導光光学系３９０を有している。さらにまた、光学ユニット３０１は、３枚のフィールドレンズ４００、４０２、４０４、３枚の液晶ライトバルブ４１０Ｒ、４１０Ｇ、４１０Ｂ、およびクロスダイクロイックプリズム４２０を有している。
【００３１】
光源ユニット２０１は、光学ユニット３０１の第１の光学要素３２０の入射面側に配置されている。投射レンズ４０１は、光学ユニット３０１のクロスダイクロイックプリズム４２０の出射面側に配置されている。
【００３２】
図２は、図１に示す投射型表示装置１の照明領域である３枚の液晶ライトバルブを照明するインテグレータ照明光学系について示す説明図である。図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、第１の光学要素３２０の外観を示す正面図、側面図およびこの第１の光学要素３２０の微小レンズが形成されている側の一部を拡大して示す斜視図である。図４（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、偏光変換素子アレイの外観を示す斜視図、およびこの偏光変換素子アレイの機能を示す説明図である。なお、図２は、説明を容易にするため、インテグレータ照明光学系の機能を説明するための主要な構成要素のみを示している。
【００３３】
図２示すインテグレータ照明光学系は、光源ユニット２０１に備えられた光源２００と、光学ユニット３０１に備えられたインテグレータ光学系３００とを有している。インテグレータ光学系３００は、第１の光学要素３２０、第２の光学要素３３０、および第３の光学要素である重畳レンズ３７０を備えている。第２の光学要素３３０は、集光レンズ３４０、遮光板３５０および偏光変換素子アレイ３６０を備えている。
【００３４】
光源２００は、光源ランプ２１０および凹面鏡２１２を備えている。光源ランプ２１０から出射された放射状の光源（放射光）は、凹面鏡２１２によって反射されて略平行な光線束として第１の光学要素３２０の方向に出射される。光源ランプ２１０としては、ハロゲンランプやメタルハライドランプ、高圧水銀ランプが用いられることが多い。凹面鏡２１２としては、放物面鏡を用いることが好ましい。
【００３５】
図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）において、第１の光学要素３２０は、矩形状の輪郭を有する微小な小レンズ３２１が、縦方向にＭ行、横方向に２Ｎ列のマトリクス状に配列されたレンズアレイである。レンズ横方向中心からは、左方向にＮ列、右方向にＮ列存在する。この例では、Ｍ＝１０、Ｎ＝４である。各小レンズ３２１をｚ方向から見た外形形状は、液晶ライトバルブ４１０の形状と略相似系をなすように設定されている。例えば、液晶ライトバルブ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３２１のアスペクト比も４：３に設定される。また、図２に示すように、第２の光学要素３３０にも集光レンズ３４０が形成されているが、この集光レンズ３４０は、図３を参照して説明した第１の光学要素３２０と同様な構成のレンズアレイである。なお、第１の光学要素３２０および集光レンズ３４０のレンズの向きは、＋ｚ方向あるいは−ｚ方向のどちらを向いていてもよい。また、図２に示すように互いに反対の方向を向いていても良い。
【００３６】
再び図２において、偏光変換素子アレイ３６０は、２つの偏光変換素子アレイ３６１、３６２が光軸を挟んで対称な向きに配置されている。
【００３７】
この偏光変換素子アレイ３６１は、図４（Ａ）に示すように、偏光ビームスプリッタアレイ３６３と、偏光ビームスプリッタアレイ３６３の光出射面の一部に選択的に配置されたλ／２位相差板３６４（図中斜線で示す。）とを備えている。偏光ビームスプリッタアレイ３６３は、それぞれ断面が平行四辺形の柱状の複数の透光性部材３６５が、順次貼り合わされた形状を有している。透光性部材３６５の界面には、偏光分離膜３６６と反射膜３６７とが交互に形成されている。λ／２位相差板３６４は、偏光分離膜３６６あるいは反射膜３６７の光の出射面のｘ方向の写像部分に、選択的に貼りつけられる。この例では、偏光分離膜３６６の光の出射面のｘ方向に写像部分にλ／２位相差板３６４を貼りつけている。
【００３８】
このように構成した偏光変換素子アレイ３６１は、入射された光束を１種類の直線偏光光（例えば、ｓ偏光光やｐ偏光光）に変換して出射する機能を有する。
【００３９】
すなわち、図４（Ｂ）に示すように、偏光変換素子アレイ３６１の入射面に、ｓ偏光成分とｐ偏光成分とを含む非偏光光（ランダムな偏光方向を有する入射光）が入射すると、この入射光は、まず、偏光分離膜３６６によってｓ偏光光とｐ偏光光に分離される。ｓ偏光光は、偏光分離膜３６６によって略垂直に反射され、反射膜３６７によってさらに反射されてから出射される。一方、ｐ偏光光は、偏光分離膜３６６をそのまま透過する。偏光分離膜を透過したｐ偏光光の出射領域にはλ／２位相差板３６４が配置されており、このｐ偏光光は、ｓ偏光光に変換されて出射される。従って、偏光変換素子アレイ３６１を透過した光は、そのほとんどがｓ偏光光となって出射される。また、偏光変換素子アレイ３６１から出射される光をｐ偏光光としたい場合には、λ／２位相差板３６４を、反射膜３６７によって反射されたｓ偏光光が出射する出射面に配置するようにすればよい。
【００４０】
このように、偏光変換素子アレイ３６１は、隣り合う１つの偏光分離膜３６６および１つの反射膜３６７を含み、さらに１つのλ／２位相差板３６４で構成される１つのブロックを、１つの偏光変換素子３６８とみなすことができる。従って、偏光変換素子アレイ３６１は、このような偏光変換素子３６８が、ｘ方向に複数列配列されたものといえる。ここの示す例では、４列の偏光変換素子３６８で構成されている。なお、偏光変換素子アレイ３６２は偏光変換素子アレイ３６１と全く同様であるので説明を省略する。
【００４１】
このように構成した投射型表示装置１において、図２に示す光源２００から出射された非偏光な光は、インテグレータ光学系３００を構成する第１の光学要素３２０の複数の小レンズ３２１および第２の光学要素３３０に含まれる集光レンズ３４０の複数の小レンズ３４１によって複数の部分光束２０２に分割されるとともに、２つの偏光変換素子アレイ３６１、３６２の偏光分離膜３６６の近傍に集光される。ここで、集光レンズ３４０は、第１の光学要素３２０から出射された複数の部分光束が２つの偏光変換素子アレイ３６１、３６２の偏光分離膜３６６上に集光されるように導く機能を有している。従って、２つの偏光変換素子アレイ３６１、３６２に入射した複数の部分光束は、図４（Ｂ）を参照して説明したように、１種類の直線偏光光に変換され出射される。２つの偏光変換素子アレイ３６１、３６２から出射された複数の部分光束は、重畳レンズ３７０によって後述する液晶ライトバルブ上で重畳される。従って、このインテグレータ照明光学系は液晶ライトバルブを均一に照明することができる。
【００４２】
再び図１において、投射型表示装置１において、反射ミラー３７２は、照明光学系の構成によっては必ずしも必要としないが、本形態では、重畳レンズ３７０から出射された光束を色光分離光学系３８０の方向に導くために設けられている。
【００４３】
色光分離光学系３８０は、２枚のダイクロイックミラー３８２、３８６を備え、重畳レンズ３７０から出射される光を、赤、緑、青の３色の色光に分離する機能を有している。第１のダイクロイックミラー３８２は、重畳レンズ３７０から出射される光のうち赤色光成分を透過させるとともに、青色光成分と緑色光成分とを反射する。第１のダイクロイックミラー３８２を透過した赤色光は、反射ミラー３８４で反射され、フィールドレンズ４００を通って赤光用の液晶ライトバルブ４１０Ｒに達する。このフィールドレンズ４００は、重畳レンズ３７０から出射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。他の液晶ライトバルブ４１０Ｇ、４１０Ｂの前に設けられたフィールドレンズ４０２、４０４も同様である。第１のダイクロイックミラー３８２で反射された青色光と緑色光のうちで、緑色光は第２のダイクロイックミラー３８６によって反射され、フィールドレンズ４０２を通って緑色光用の液晶ライトバルブ４１０Ｇに達する。一方、青色光は、第２のダイクロイックミラー３８６を透過し、導光光学系３９０、すなわち、入射側レンズ３９２、反射ミラー３９４、リレーレンズ３９６、および反射ミラー３９８を通り、さらにフィールドレンズ４０４を通って青色光用の液晶ライトバルブ４１０Ｂに達する。なお、青色光に導光光学系３９０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の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３９２に入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ４０４に伝えるためである。
【００４４】
３つの液晶ライトバルブ４１０Ｒ、４１０Ｇ、４１０Ｂに入射した３色の光は、それぞれ液晶ライトバルブ４１０Ｒ、４１０Ｇ、４１０Ｂによって光変調された後、クロスダイクロイックプリズム４２０に入射する。このクロスダイクロイックプリズム４２０は、３色の変調光を合成してカラー画像を形成する色光合成光学系としての機能を有している。クロスダイクロイックプリズム４２０には、赤光を反射する誘電体多層膜と、青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略Ｘ字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって３色の変調光が合成されて、カラー画像を投射するための合成光が形成される。クロスダイクロイックプリズム４２０で生成された合成光は、投射レンズ４０１の方向に出射される。投射レンズ４０１は、この合成光を投射スクリーン上に投射する機能を有し、投射スクリーン上にカラー画像を表示する。
【００４５】
（液晶装置／液晶ライトバルブの構成）
３つの液晶ライトバルブ４１０Ｒ、４１０Ｇ、４１０Ｂはいずれも、図５、図６および図７に示す構成を有している。
【００４６】
図５および図６はそれぞれ、液晶ライトバルブ４１０Ｒ、４１０Ｇ、４１０Ｂとして用いられる液晶装置１００をレンズアレイ基板の側からみた平面図、および図５のＨ−Ｈ′線で切断したときの液晶装置１００の断面図である。図７は、液晶装置１００の構成を模式的に示すブロック図である。
【００４７】
図５および図６において、液晶装置１００（液晶ライトバルブ４１０Ｒ、４１０Ｇ、４１０Ｂ）は、画素電極８がマトリクス状に形成されたアクティブマトリクス基板３０と、対向電極３２が形成されたレンズアレイ基板２０と、これらの基板２０、３０間に封入、挟持されている液晶３９とから概略構成されている。アクティブマトリクス基板３０とレンズアレイ基板２０とは、レンズアレイ基板２０の外周縁に沿って形成されたギャップ材含有のシール材５２によって所定の間隙を介して貼り合わされている。また、アクティブマトリクス基板３０とレンズアレイ基板２０との間には、ギャップ材含有のシール材５２によって液晶封入領域４０が区画形成され、この内側に液晶３９が封入されている。シール材５２としては、エポキシ樹脂や各種の紫外線硬化樹脂などを用いることができる。また、ギャップ材としては、約２μｍ〜約１０μｍの無機あるいは有機質のファイバ若しくは球を用いることができる。
【００４８】
レンズアレイ基板２０はアクティブマトリクス基板３０よりも小さく、アクティブマトリクス基板３０の周辺部分は、レンズアレイ基板２０の外周縁よりはみ出た状態に貼り合わされる。従って、アクティブマトリクス基板３０の駆動回路（走査線駆動回路７０やデータ線駆動回路６０）や入出力端子４５はレンズアレイ基板２０から露出した状態にある。ここで、シール材５２は部分的に途切れて液晶注入口２４１が構成されている。レンズアレイ基板２０とアクティブマトリクス基板３０とを貼り合わせた後、液晶注入口２４１から液晶３９を液晶３９を封入した後、液晶注入口２４１を封止剤２４２で塞ぐ。なお、レンズアレイ基板２０には、シール材５２の内側において横長の長方形に画像表示領域７を見切りするための表示見切り用の遮光膜５５も形成されている。また、レンズアレイ基板２０のコーナー部のいずれにも、アクティブマトリクス基板３０とレンズアレイ基板２０との間で電気的導通をとるための上下導通材５６が形成されている。
【００４９】
このように構成した液晶装置１００において、画像表示領域７を構成するマトリクス状に形成された複数の画素は、図７に示すように、画素電極８、およびこの画素電極８を制御するためのＴＦＴ１０とから構成され、画像信号が供給されるデータ線９０がＴＦＴ１０のソースに電気的接続されている。このデータ線９０には、画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが順次供給される。また、走査線９１を介してＴＦＴ１０のゲート電極にはパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが、この順に線順次で印加するように構成されている。画素電極８は、ＴＦＴ１０のドレインに電気的接続されており、ＴＦＴ１０を一定期間だけそのスイッチを閉じることにより、データ線９０から供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを所定のタイミングで書き込む。画素電極８を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、レンズアレイ基板２０に形成された対向電極３２との間で一定期間保持される。ここで、保持された画像信号がリークするのを防ぐために、画素電極８と対向電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量４０が付加されてる。このように蓄積容量４０を形成する方法としては、容量を形成するための配線である容量線９２を設けても良いし、前段の走査線９１との間で容量を形成しても良い。
【００５０】
このように構成した液晶装置１００では、画素毎に液晶に印加する電場を制御することにより、液晶の配向状態を画素毎に制御できる。従って、液晶装置１００では、入射した光が透過するか否かを画素毎に制御できるので、与えられた画像情報（画像信号）に基づいて変調する光変調手段として機能する。それ故、３つの液晶ライトバルブ４１０Ｒ、４１０Ｇ、４１０Ｂに入射した各色光は、与えられた画像情報に従って変調されて液晶ライトバルブ４１０Ｒ、４１０Ｇ、４１０Ｂから出射される。
【００５１】
（レンズアレイ基板２０の構成）
また、レンズアレイ基板２０は、図８に示すように、アクティブマトリクス基板３０の画素電極８の各々に向けて盛り上がった凸型の複数のマイクロレンズ２２（小さな集光レンズ）がマトリクス状に形成されたレンズアレイ２１と、このレンズアレイ２１に対してマイクロレンズ２２を覆うように接着剤４８により貼り合わされた透明な薄板ガラス４９とを有している。薄板ガラス４９の表面には、対向電極２５が形成され、この対向電極２５の表面のうち、マイクロレンズ２２の境界領域に対応する領域には遮光膜６が形成されている。また、薄板ガラス４９の表面において、対向電極２５および遮光膜６の表面には配向膜となるポリイミド樹脂４７の層が形成されている。
【００５２】
このような構成のレンズアレイ基板２０を用いた液晶装置１００では、レンズアレイ基板２０の側から入射した光のうち、ＴＦＴ１０のチャネル形成領域などに照射される光は遮光膜６によって遮られるとともに、斜めに入射した光などは各マイクロレンズ２２によって各画素電極８に向けて集光される。
【００５３】
このようなレンズアレイ基板２０は、フォトリソグラフィ技術を用いてレンズアレイ２１を製造した後、このレンズアレイ２１に対して薄板ガラス４９を接着剤４８により貼り合わせ、しかる後に、薄板ガラス４９を研磨して厚さ調整することにより製造される。そして、製造したレンズアレイ基板２０は、以下の説明する検査装置において、光学特性が検査される。
【００５４】
（レンズアレイ基板検査装置および検査方法）
図９および図１０は、本発明に係るレンズアレイ基板の検査方法を実施するための検査装置の要部を示す斜視図、およびこの検査装置においてレンズアレイ基板を透過した光が拡大投射される被投射面の説明図である。なお、以下の説明では、特に説明のない限り、光の進行方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向からみて１２時の方向をＹ軸方向、３時の方向をＸ軸方向とする。また、これらのＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸はそれぞれ、前記した投射型表示装置で用いたｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向と各々対応する。
【００５５】
図９に示すように、検査装置１０００（レンズアレイ基板検査装置）は、図１を参照して説明した投射型表示装置１と共通した構成を有しており、Ｚ軸方向に向かって直線的に延びた装置光軸上に、光源ユニット１２０１および光学ユニット１３０１を備える照明光学系１５００、および投射レンズ１４０１（投射光学系）がこの順に配置されている。
【００５６】
この検査装置１０００において、光源１２００は、図１ないし図４を参照して説明した投射型表示装置１の光源２００と同様、光源ランプ１２１０および凹面鏡１２１２を備えている。光源ランプ１２１０から出射された放射状の光源（放射光）は、凹面鏡１２１２によって反射されて略平行な光線束として出射される。光源ランプ１２１０としては、ハロゲンランプやメタルハライドランプ、高圧水銀ランプが用いられることが多い。凹面鏡１２１２としては、放物面鏡を用いることが好ましい。すなわち、検査装置１０００では、投射型表示装置１と同一の構成のものが用いられ、かつ、ここから出射される光に対する光学系の絞り角およびＦ値などは、投射型表示装置１と同一の値となるように構成されている。
【００５７】
光学ユニット１３０１も、図１ないし図４を参照して説明した投射型表示装置１の光学ユニット３０１と同様、第１の光学要素１３２０、第２の光学要素１３３０、および重畳レンズ１３７０を備えたインテグレータ光学系１３００を有している。また、光学ユニット１３０１は、入射側レンズ１３９２、ホルダー１３９３に保持された出射側偏光板１３９４およびガラスブロック１３９５を有している。なお、光学ユニット１３０１では、第１の光学要素１３２０と第２の光学要素１３３０との間に出射側偏光板１３９４などを保護するためのフィルタ１３０９が配置されることもある。
【００５８】
光源ユニット１２０１は、光学ユニット３０１の第１の光学要素１３２０の入射面側に配置されている。投射レンズ１４０１は、光学ユニット１３０１のガラスブロック１３９５の出射面側に配置されている。
【００５９】
ここで、インテグレータ光学系１３００は、図２、図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、および図４（Ａ）、（Ｂ）を参照して説明した投射型表示装置１のインテグレータ光学系３００と同様な構成を有するので、このインテグレータ光学系１３００の詳細な構成、および機能については、図２、図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）および図４（Ａ）、（Ｂ）を参照して簡単に説明する。
【００６０】
検査装置１０００でも、光源１２００からは、非偏光な光が出射されるが、この非偏光な光は、図２、図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）および図４（Ａ）、（Ｂ）に説明したように、インテグレータ光学系１３００を構成する第１の光学要素１３２０の複数の小レンズ３２１および第２の光学要素１３３０に含まれる集光レンズ３４０の複数の小レンズ３４１によって複数の部分光束２０２に分割されるとともに、２つの偏光変換素子アレイ３６１、３６２の偏光分離膜３６６の近傍に集光される。ここで、集光レンズ３４０は、第１の光学要素１３２０から出射された複数の部分光束が２つの偏光変換素子アレイ３６１、３６２の偏光分離膜３６６上に集光されるように導く機能を有している。従って、２つの偏光変換素子アレイ３６１、３６２に入射した複数の部分光束は、１種類の直線偏光光に変換され出射される。
【００６１】
再び図９において、検査装置１０００では、入射側レンズ１３９２と偏光板１３９４との間に、検査対象となるレンズアレイ基板２０が基板供給装置（図１１を参照して後述する）によって自動的に供給されてくる。従って、図２に示す２つの偏光変換素子アレイ３６１、３６２から出射された複数の部分光束は、重畳レンズ１３７０および入射側レンズ１３９２によって、レンズアレイ基板２０上で重畳され、レンズアレイ基板２０を均一に照明する。また、レンズアレイ基板２０を透過した光は、偏光板１３９４およびガラスブロック１３９４を透過した後、投射レンズ１４０１によって、図１０に示す被投射面１４５０に照射される。
【００６２】
ここで、被投射面１４５０上には、互いに離間した９箇所の各々に光検出器１４５１（光検出手段）が配置され、レンズアレイ基板２０を透過した光が投射レンズ１４０１によって拡大投射されてくる光の光量を検出する。従って、光検出器１４５１での検出結果によれば、レンズアレイ基板２０を透過した光の強度を９箇所のそれぞれの位置で計測でき、かつ、これらの９箇所における光量のばらつきを測定できる。
【００６３】
そこで、本形態では、この測定結果に基づいてレンズアレイ基板２０の良否を判定する。すなわち、レンズアレイ基板２０において、光学特性は、図８に示すマイクロレンズ２２の曲率、接着剤４８の厚さ、薄板ガラス４９の厚さ、各層の屈折率によって決まるが、本形態では、これらの要因毎ではなく、レンズアレイ基板２０として仕上がった状態で、レンズアレイ基板２０に対して光を照射するとともに、マイクロレンズ２２を透過した光を投射レンズ１４０１によって被投射面１４５０に拡大投射し、レンズアレイ基板２０を透過してきた光の強弱やばらつきを検査する。従って、個々のマイクロレンズ２２というよりは、複数のマイクロレンズ２２を透過したきた光の光量が大か小かによって、レンズアレイ基板２０全体の品質を検査する。
【００６４】
（基板搬送系の構成）
このように構成した検査装置１０００において、本形態では、レンズアレイ基板２０を自動的に供給する基板供給装置が構成されているので、この基板供給装置の構成を図１１を参照して説明する。
【００６５】
図１１は、本形態の検査装置１０００に構成されている基板供給装置の要部を模式的に示す説明図である。
【００６６】
図１１に示すように、本形態において、レンズアレイ基板２０は、複数枚分が１枚の大型基板２０′に形成され、この大型基板２０′を分割することにより複数枚のレンズアレイ基板２０が製造される。従って、本形態では、大型基板２０′の状態のまま各レンズアレイ基板２０を検査できるように、基板供給装置２０００は、以下に説明するように構成されている。
【００６７】
本形態において、基板供給装置２０００は、複数枚の大型基板２０′を一括して収納されたカートリッジ２０１０と、このカートリッジ２０１０に収納された大型基板２０′を一枚ずつ取り出して、検査位置２０２０に搬送する基板移送装置２０３０とから構成されている。基板移送装置２０３０は、カートリッジ２０１０が配置されている位置から検査位置２０２０までＸ軸方向に延びたガイドレール２０３１と、このガイドレール２０３１上を移動するスライダ２０３２と、このスライダ２０３２から下方に延びるアーム２０３３と、このアーム２０３３の下端部分に構成されたハンド２０３４とから構成されている。また、スライダ２０３２の内部には、アーム２０３３をＹ軸方向およびその反対方向（上下方向）に昇降させる昇降機構２０３５が構成されている。
【００６８】
このように構成した基板供給装置２０００では、まず、昇降機構２０３５がアーム２０３３を下降させてハンド２０３４を大型基板２０′の側方に移動させると、ハンド２０３４が大型基板２０′を一枚だけ掴む。
【００６９】
次に、昇降機構２０３５はアーム２０３３を引き上げて大型基板２０′をカートリッジ２０１０から取り出す。
【００７０】
次に、スライダ２０３２がガイドレール２０３１上をＸ軸方向に移動して、大型基板２０′を検査位置２０２０の真上まで搬送すると、昇降機構２０３５はアーム２０３３を下降させ、大型基板２０′を検査位置２０２０に設置する。
【００７１】
このような基板供給装置２００の動作によって、本形態では、大型基板２０′（レンズアレイ基板２０）を検査位置２０２０までＸ軸方向に搬送する基板搬送手段が構成されている。
【００７２】
このようにして大型基板２０′の検査位置２０２０へのセットが終了すると、大型基板２０′に形成されている複数のレンズアレイ基板２０のうちの１枚分について、前記した方法で検査が行われる。
【００７３】
次に、レンズアレイ基板２０の一枚分の検査が終了すると、昇降機構２０３５あるいはスライダ２０３２が動作し、大型基板２０′をＸ軸方向、Ｙ軸方向、あるいはその反対方向にずらす。その結果、大型基板２０′に形成されている複数枚のレンズアレイ基板２０のうち、未だ検査が行われていない全てのレンズアレイ基板２０に光が順次、照射され、レンズアレイ基板２０の全てに対する検査が行われる。
【００７４】
このような基板供給装置２００の動作によって、本形態では、大型基板２０′（レンズアレイ基板２０）を検査位置２０２０でＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させる基板移動手段が構成されている。
【００７５】
このようにして、大型基板２０′に形成されている全てのレンズアレイ基板２０に対する検査が終了すると、基板供給装置２０００は、検査済みの大型基板２０′を排出し、新たな大型基板２０′をカートリッジ２０１０から取り出しにいく。この間に、カートリッジ２０１０は、大型基板１枚分に相当する距離だけ、Ｚ軸方向とは反対方向（矢印−Ｚで示す方向）に送り出されているので、ハンド２０３４は新たな大型基板２０′を掴んで、上記の動作を繰り返す。
【００７６】
（本形態の効果）
このように、本形態では、個々のマイクロレンズ２２というよりは、複数のマイクロレンズ２２を透過したきた光の光量が大か小かによって、レンズアレイ基板２０全体の品質を検査する。それ故、マイクロレンズ２２に合わせた基準マスクを用いた検査方法や半導体装置で用いられている検査方法と違って、基準マスクとレンズアレイ基板２０とを正確に位置合わせをするなどといった手間のかかる工程を行う必要がない。また、基準マスクとの対比を行う構成と違って、検査すべきレンズアレイ基板２０の仕様が変わっても検査装置１０００の光学系を変更する必要がないので、この点からいっても、検査に要する手間を省くことができる。それ故、量産ラインの中での検査方法として有効である。
【００７７】
また、本形態の検査装置１０００は、光学系の基本的な構成が投射型表示装置１と同様になっているので、検査装置１０００では、投射型表示装置１において中心光軸から±１０°〜１２°傾いた光成分を含む光が液晶装置１００（ライトバルブ）に入射するのと同様、中心光軸から±１０°〜１２°傾いた光成分を含み、かつ、その角度分布も投射型表示装置１と同様な検査用の光がレンズアレイ基板２０に入射する。それ故、本形態によれば、検査工程で得たマイクレンズ基板２０に対する評価と、液晶装置１００として投射型表示装置１に組込んだ状態での検査結果との間に高い相関性を有する。
【００７８】
さらに、本形態の検査装置１０００では、レンズアレイ基板２０を検査する際に、基板供給装置１０００の基板搬送動作によって検査位置２０２０にレンズアレイ基板２０が自動的に供給されてくるので、検査を効率よく行なうことができる。また、大型基板２０′をＸ軸方向およびＹ軸方向にずらしながら、大型基板２０′に形成されている複数のレンズアレイ基板２０を順次、検査していくので、この点からいっても、検査を効率よく行なうことができる。
【００７９】
（その他のマイクロレンズ基板を用いたときの効果）
図１２は、図８に示す液晶装置とは別のアクティブマトリクス基板、レンズアレイ基板およびこれらの基板の貼り合わせ構造を示す断面図である。
【００８０】
液晶装置１０では、基板間において液晶の長軸方向が捩じれていることに起因して、光の入射角度によってコントラストが低下する。このような問題点を解消するため、本願出願人は、投射型表示装置１において、マイクロレンズ２２の中心を画素の中心からずらすという技術を案出して特許出願したが、このような発明を適用したレンズアレイ基板２０に対しても、本形態に係る検査方法および検査装置を用いれば、レンズアレイ基板２０の良否を手間をかけずに正確に検査できる。
【００８１】
すなわち、本願発明者は、図１２に示すように、レンズアレイ基板２０に形成したマイクロレンズ２２の中心位置２３をアクティブマトリクス基板３０の開口領域３１の中心位置３３に対して、明視方向側にずらした構成の液晶装置１００を提案している。この液晶装置１００においては、レンズアレイ基板２０の側から入射した光のうち、明視方向側に傾いた方向から入射した光は、マイクロレンズ２２で屈折してもアクティブマトリクス基板３０の開口領域３１から出射され、表示に関与する。これに対して、逆明視方向側に傾いた方向からレンズアレイ基板２０に入射した光は、マイクロレンズ２２で屈折した後、アクティブマトリクス基板３０に対して開口領域３１からずれた位置に照射され、アクティブマトリクス基板３０の各画素において明視方向側に形成されている遮光膜６６によって遮られるので、アクティブマトリクス基板３０から出射されるのを抑えることができる。それ故、レンズアレイ基板２０側から入射する光に明視方向および逆明視方向に傾いた光が含まれていたとしても、コントラストを低下させる原因となる逆明視方向に傾いた光は、アクティブマトリクス基板３０から出射されるのを抑えることができるので、表示に関与しない。よって、この液晶装置１００によれば、コントラストの高い表示を行うことができる。
【００８２】
このような液晶装置１００に用いられるレンズアレイ基板２０では、入射する光の方向によってレンズアレイ基板２０から出射される光の量が大きく変化するので、完全な平行光束をレンズアレイ基板２０に照射してもレンズアレイ基板２０の良否を正確に判定できないが、本形態の検査方法および検査装置１０００によれば、実際の投射型表示装置１と同様な照明光学系１５００を用いているので、レンズアレイ基板２０に平行光束が照射されるといっても、完全な平行光束ではなく、レンズアレイ基板２０の基板面に対する法線方向から斜めに傾いた方向から入射する光も含んでいる。それ故、本形態に係る検査方法でレンズアレイ基板２０を検査すると、その検査結果は、投射型表示装置１に組込んだ状態で行った検査での結果と一致する。
【００８３】
［実施の形態２］
図１を参照して説明したように、投射型表示装置１では、３枚の液晶装置１００をそれぞれ赤色光用、緑色光用、青色光用のライトバルブとして使う。従って、いずれの波長の光が入射するかによって屈折率が変化することを鑑みて、本形態では、図１３に示すように、検査対象となるレンズアレイ基板２０の前に３色分のフィルター１１００Ｒ、１１００Ｇ、１１００Ｂを備えた色フィルター自動切替え装置１１００を配置し、検査対象であるレンズアレイ基板２０に入射する検査用の光を赤色光、緑色光、青色光に自動的に切り換えながら検査を行う。その他の構成は、実施の形態１で説明したのと同様であるので、説明を省略する。
【００８４】
このように構成した検査装置１０００によれば、実際に入射する色光を用いて検査を行うので、その検査結果は、投射型表示装置１に組込んだ状態で行った検査での結果とより一致するという利点がある。
【００８５】
なお、被投射面１４５０に照射される光の光量に基づいてレンズアレイ基板２０を検査する具体的な方法としては、レンズアレイ基板２０の良否を判定して不良品を除去してもよいが、レンズアレイ基板２０を光学特性毎にランク分けしてもよい。この場合に、光学特性のランクが低いレンズアレイ基板２０を用いて製造した液晶装置１００については、青色光による検査結果で所定の品質さえ満足しておれば、青色光用のライトバルブ４１０Ｂ（光変調手段）として用いればよい。すなわち、投射型表示装置１において、３枚のライトバルブをそれぞれ赤色光用、緑色光用、青色光用に使った際に、青色光が最もコントラストに対する影響が少ない。従って、レンズアレイ基板２０の検査結果において、ランクが低いと判定されたものについては、不良品として廃棄するのではなく、青色光専用として用いれば、レンズアレイ基板２０の歩留まりが向上することになる。
【００８６】
［実施の形態３］
液晶装置１０では、基板間において液晶の長軸方向が捩じれていることに起因して、光の入射角度によってコントラストが低下する。このような問題点を解消するため、本願出願人は、投射型表示装置１において、液晶装置１００の法線方向に対して明視方向側に斜めに傾いた方向から液晶装置１００に光を入射するという技術を案出して特許出願したが、このような発明を適用した投射型表示装置１に用いるレンズアレイ基板２０に対しても、本形態に係る検査方法および検査装置を用いれば、レンズアレイ基板２０の良否を手間をかけずに正確に検査できる。
【００８７】
たとえば、図１４に示すように、液晶装置１００、たとえば液晶ライトバルブ４１０Ｒを光軸Ｌ（装置光軸）方向で前後にずれた斜め姿勢で配置することにより、液晶ライトバルブ４１０Ｒに入射する光の光軸を、光入射面の法線方向Ｍに対して所定の角度θ１だけ明視方向側に傾けることにより、液晶ライトバルブ４１０Ｒに入射する光の光軸Ｌを明視方向側に傾かせる。また、フィールドレンズ４００については、一点鎖線で示す直立姿勢からやや後方に倒してやや後方に倒した姿勢にすることにより、液晶ライトバルブ４１０Ｒに入射する光の光軸を、光入射面の法線方向Ｍに対して所定の角度だけ明視方向側に傾ける。その他の液晶装置１００（ライトバルブ）に対しても同様である。
【００８８】
このように構成した投射型表示装置１のうち、液晶装置１００を傾かせる場合には、それに用いるレンズアレイ基板２０を検査する際には、図１５にレンズアレイ基板２０を一点鎖線で示すように、図９に示した基板供給装置１０００においてハンド２０３４を傾かせることにより、レンズアレイ基板２０を矢印Ｅで示すように前後方向に斜めに傾けた姿勢とする。これにより、検査装置１０００において、レンズアレイ基板２０に入射する光の光軸を、その光入射面の法線方向から所定の角度だけ傾けた状態で検査を行う。
【００８９】
また、フィールドレンズ４００をやや後方に倒した姿勢にした場合には、図１５に入射側レンズ１３９２を一点鎖線で示すように、入射側レンズ１３９２を矢印Ｆで示すように前後方向に斜めに傾けた姿勢とすることにより、検査装置１０００において、レンズアレイ基板２０に入射する光の光軸を、その光入射面の法線方向から所定の角度だけ傾けた状態で検査を行う。
【００９０】
このように検査を行うと、その検査結果は、図１を参照して説明した投射型表示装置１に、レンズアレイ基板２０を用いた液晶装置１００を実際に組込んだ状態で行った検査での結果と一致する。
【００９１】
［その他の実施の形態］
なお、上記のいずれの形態でも、レンズアレイ基板２０を大型基板２０′の形態で検査する例を説明したが、レンズアレイ基板２０に分割して検査してもよいことはもちろんである。この場合の基板供給装置としては、図１１に示すように、ハンド２０３４を用いた構成でもよいが、Ｘ軸方向およびＹ軸方向にレンズアレイ基板２０をずらす必要がないので、たとえば、スライド映写機で用いられているように、カートリッジ２０１０に複数枚のレンズアレイ基板２０を収納し、それを検査位置２０２０までＸ軸方向に順次送り出す構成のものでもよい。
【００９２】
なお、上記のいずれの形態でも、対向基板に相当する側にマイクロレンズ２２を形成した場合を説明したが、アクティブマトリクス基板３０の各画素に対応してマイクロレンズを設けた場合には、このアクティブマトリクス基板をマイクレロレンズ基板として検査すればよい。また、対向基板とアクティブマトリクス基板の両方にマイクロレンズを設け、これらのいずれの基板もレンズアレイ基板として検査してもよい。
【００９３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、レンズアレイ基板の品質を検査する際に、マイクロレンズの曲率、接着剤の厚さ、薄板ガラスの厚さ、各層の屈折率などといった要因毎ではなく、レンズアレイ基板として仕上がった状態でレンズアレイ基板に対して光を照射するとともに、マイクロレンズを透過した光を投射光学系を介して被投射面に投射し、そのときのレンズアレイ基板を透過してきた光の強弱などを、目視あるいは受光素子などを用いて検査する。また、個々のマイクロレンズというよりは、複数のマイクロレンズを透過したきた光の光量が大か小かによって、レンズアレイ基板全体の品質を検査する。それ故、マイクロレンズに合わせた基準マスクを用いなくてもよいので、基準マスクとレンズアレイ基板とを正確に位置合わせをするなどといった手間のかかる段取り作業を省略することができる。また、基準マスクとの対比を行う方法と違って、検査すべきレンズアレイ基板の仕様が変わっても検査装置の光学系を変更する必要がないので、この点からいっても、検査に要する手間を省くことができる。さらに、検査対象となるレンズアレイ基板は、検査位置まで自動的に搬送されてくるので、検査工程の作業効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】投射型表示装置の光学系の構成を示す概略平面図である。
【図２】図１に示す投射型表示装置の照明領域である３枚の液晶ライトバルブを照明するインテグレータ照明光学系について示す説明図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、投射型表示装置のインテグレータ照明光学系に用いた第１の光学要素の外観を示す正面図、側面図、および第１の光学要素の微小レンズが形成されている側の一部を拡大して示す斜視図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、図２に示すインテグレータ照明光学系に用いた偏光変換素子アレイの外観を示す斜視図、およびこの偏光変換素子アレイの機能を示す説明図である。
【図５】液晶装置（ライトバルブ）をレンズアレイ基板（対向基板）の方からみたときの平面図である。
【図６】図５のＨ−Ｈ′線で切断したときの液晶装置の断面図である。
【図７】液晶装置の構成を示すブロック図である。
【図８】液晶装置に用いたアクティブマトリクス基板、レンズアレイ基板およびこれらの基板の貼り合わせ構造を示すパネル端部の断面図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係るレンズアレイ基板検査装置の要部の構成を示す斜視図である。
【図１０】図９に示すレンズアレイ基板検査装置から検査光が照射される被投射面、およびこの照射面上に配置される受光部の説明図である。
【図１１】図９に示すレンズアレイ基板検査装置に構成された基板供給装置の構成を模式的に示す説明図である。
【図１２】図８に示す液晶装置とは別のアクティブマトリクス基板、レンズアレイ基板およびこれらの基板の貼り合わせ構造を示す断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態２に係るレンズアレイ基板検査装置の要部の構成を示す斜視図である。
【図１４】図１に示す投射型表示装置とは別の投射型表示装置において液晶装置および入射側レンズを傾けた状態を示す説明図である。
【図１５】本発明の実施の形態３に係るレンズアレイ基板検査装置の要部の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  投射型表示装置
２０  レンズアレイ基板
２０′  大型基板
２１  レンズアレイ
２２  マイクロレンズ
３０  アクティブマトリクス基板
３９  液晶（電気光学物質）
４８  接着剤
４９  薄板ガラス
１００    液晶装置（電気光学装置）
２００  光源
２０１    光源ユニット
２１０  光源ランプ
２１２  凹面鏡
３００  インテグレータ光学系
３０１    光学ユニット
３２０  第１の光学要素（集光レンズ、レンズアレイ）
３２１  小レンズ
３３０  第２の光学要素
３４０  集光レンズ
３４１  小レンズ
３６０  偏光変換素子アレイ
３６１、３６２  偏光変換素子アレイ
３６３  偏光ビームスプリッタアレイ
３６４  λ／２位相差板
３６６  偏光分離膜
３６７  反射膜
３６８  偏光変換素子
３７０  重畳レンズ
３７２  反射ミラー
３８０  色光分離光学系
３８２  第１のダイクロイックミラー
３８４  反射ミラー
３８６  第２のダイクロイックミラー
３９０  導光光学系
３９２  入射側レンズ
３９４、３９８  反射ミラー
３９６  リレーレンズ
４００、４０２、４０４  フィールドレンズ
４０１  投射レンズ
４１０Ｒ、４１０Ｇ、４１０Ｂ  液晶ライトバルブ
４２０  クロスダイクロイックプリズム
１０００  検査装置（レンズアレイ基板検査装置）
１２０１  検査装置の光源ユニット
１３００  検査装置のインテグレータ光学系
１３０１  検査装置の光学ユニット
１３２０  検査装置の第１の光学要素
１３３０  検査装置の第２の光学要素
１３７０  検査装置の重畳レンズ
１３９４  検査装置の偏光板
１３９４  検査装置のガラスブロック
１４０１  検査装置の投射レンズ（投射光学系）
１４５０  検査装置の被投射面
１４５１  光検出器
１５００  照明光学系
２０００  基板供給装置
２０１０  カートリッジ
２０２０  検査位置
２０３０  基板移送装置
２０３１  ガイドレール
２０３２  スライダ
２０３３  アーム
２０３４  ハンド
【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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