(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する一対の基板およびこれらの基板間に封入された液晶を備え、前記一対の基板のうち、一方の基板は、マトリクス状に形成された複数の走査線および複数のデータ線と、前記走査線およびデータ線に接続されたスイッチング素子と、このスイッチング素子に接続された画素電極とを備えた光変調装置の光漏れを評価する光変調装置の光漏れ評価装置であって、
前記画素電極に照射するための光を射出する光源装置と、
前記画素電極に照射される光の照射量を調節する絞り機構と、
前記光源装置を、前記光変調装置を中心に、かつ、前記光の光軸を含んだ平面上で回転させるための光源回転調整機構と、
前記光変調装置を所定の位置に取り付けるための光変調装置保持部材と、
この光変調装置保持部材を、前記光軸を中心に、当該光軸の周囲を回転させるための光変調装置保持部材回転機構と、
前記光変調装置を介した光の照度を測定することによって、前記スイッチング素子への光の漏れを測定する光漏れ測定手段とを備えていることを特徴とする光変調装置の光漏れ評価装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光変調装置の光漏れ評価装置において、
前記光源装置は、複数の光源と、これら複数の光源から射出された光を合成する合成光学系とを備えて構成されていることを特徴とする光変調装置の光漏れ評価装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の光変調装置の光漏れ評価装置において、
前記絞り機構は、絞り量の異なるものが複数設けられていることを特徴とする光変調装置の光漏れ評価装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の光変調装置の光漏れ評価装置において、
前記絞り機構によって照射量が調節された光を偏光させる偏光板を、所定の位置に取り付けるための偏光板保持部材を有し、
この偏光板保持部材は、前記光軸を中心に、当該光軸の周囲を回転可能とされていることを特徴とする光変調装置の光漏れ評価装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の光変調装置の光漏れ評価装置において、
前記画素電極に重なる位置に配置され、当該画素電極に色光を入射させるためのカラーフィルタが設けられていることを特徴とする光変調装置の光漏れ評価装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれかに記載の光変調装置の光漏れ評価装置において、
前記光源装置は、前記光軸を中心に、当該光軸の周囲を回転可能とされていることを特徴とする光変調装置の光漏れ評価装置。
【請求項７】
対向する一対の基板およびこれらの基板間に封入された液晶を備え、前記一対の基板のうち、一方の基板は、マトリクス状に形成された複数の走査線および複数のデータ線と、前記走査線およびデータ線に接続されたスイッチング素子と、このスイッチング素子に接続された画素電極とを備えた光変調装置の光漏れを評価する光変調装置の光漏れ評価方法であって、
前記画素電極に光源装置から射出された光を照射する照射工程と、
前記画素電極に照射される光の照射量を調節する絞り調整工程と、
前記光源装置を、前記光変調装置を中心に、かつ、前記光の光軸を含んだ平面上で回転させる光源回転調整工程と、
前記光変調装置を、前記光軸を中心に、当該光軸の周囲を回転させる光変調装置回転調整工程と、
前記光変調装置を介した光の照度を測定することによって、前記光変調装置の出射側への光の漏れを測定する光漏れ測定工程とを備えていることを特徴とする光変調装置の光漏れ評価方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、対向する一対の基板およびこれらの基板間に封入された液晶を備えた光変調装置の光漏れを評価する光変調装置の光漏れ評価装置、および光漏れ評価方法に関するものである。
【０００２】
【背景技術】
従来より、複数の色光を画像情報に応じて各色光毎に変調する複数の光変調装置と、各光変調装置で変調された色光を合成する合成光学系であるプリズムと、このプリズムで合成された光束を拡大投写して投写画像を形成する投写光学系とを備えたプロジェクタが利用されている。このようなプロジェクタとしては、例えば、光源から射出された光束を、ダイクロイックミラーによって赤、緑、青の三色の色光に分離し、３枚の光変調装置である液晶パネルにより各色光毎に画像情報に応じて変調し、変調後の光束をクロスダイクロイックプリズムで合成し、投写レンズを介してカラー画像を拡大投写する、いわゆる三板式のプロジェクタが知られている。
【０００３】
ここで、液晶パネルは、対向する一対の基板およびこれらの基板間に封入された液晶を備えて構成され、これら一対の基板のうち、一方の基板は、マトリクス状に形成された複数の走査線および複数のデータ線と、走査線およびデータ線に接続されたトランジスタ等のスイッチング素子と、このスイッチング素子に接続された画素電極とを有し、他方の基板は、画素電極以外の部分を覆う遮光膜を備えている。
この液晶パネルは、リフレクタや各種レンズ等で平行光束とされた光束が、画素電極面に対して垂直に入射するように設定・配置されている。このように、光を画素電極面に対して垂直に入射させれば、遮光膜で覆われているスイッチング素子等には、光の影響がほとんどない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、平行光束が画素電極面に対して斜めに入射した場合、画素電極のみに入射する光束が遮光膜内に漏れる場合がある。そして、遮光膜内に光が漏れた場合、当該遮光膜で覆われているスイッチング素子が誤動作するという問題がある。このような問題は、近年の光源の高輝度化や、画素電極の微細化によって、光束の画素電極面に対する入射角度の許容範囲が狭くなっていることなどから、深刻な問題となっている。
このため、液晶パネルの画素電極面に入射する光の角度と、スイッチング素子への光の漏れとの関係を解析し、光の漏れがどの様な入射角度で発生するのかを明確にすることが望まれている。
【０００５】
本発明の目的は、光変調装置に入射する光の入射角度と、スイッチング素子等への光の漏れとの関係を明確にすることが可能な光変調装置の光漏れ評価装置、および光漏れ評価方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、対向する一対の基板およびこれらの基板間に封入された液晶を備え、前記一対の基板のうち、一方の基板は、マトリクス状に形成された複数の走査線および複数のデータ線と、前記走査線およびデータ線に接続されたスイッチング素子と、このスイッチング素子に接続された画素電極とを備えた光変調装置の光漏れを評価する光変調装置の光漏れ評価装置であって、前記画素電極に照射するための光を射出する光源装置と、前記画素電極に照射される光の照射量を調節する絞り機構と、前記光源装置を、前記光変調装置を中心に、かつ、前記光の光軸を含んだ平面上で回転させるための光源回転調整機構と、前記光変調装置を所定の位置に取り付けるための光変調装置保持部材と、この光変調装置保持部材を、前記光軸を中心に、当該光軸の周囲を回転させるための光変調装置保持部材回転機構と、前記光変調装置を介した光の照度を測定することによって、前記スイッチング素子への光の漏れを測定する光漏れ測定手段とを備えていることを特徴とする。
ここで、光源回転調整機構の回転角度としては、例えば、光軸から左右に２０°ずつ程度が採用できる。これは、光の入射角度が２０°以上傾くと、確実に光が漏れ、評価の対象とならないためである。
また、光変調装置としては、入射した光を外部からの画像情報に基づいて光変調し、入射側とは反対側から変調光束を射出する透過型のものが採用できる。
【０００７】
このような本発明によれば、光源回転調整機構で光源装置を回転させながら、光変調装置保持部材に取り付けられている光変調装置に光を照射し、光漏れ測定手段でスイッチング素子への光の漏れを測定することで、光変調装置の画素電極面に入射する光の角度と、スイッチング素子への光の漏れとの関係を解析することが可能となる。これにより、光変調装置に入射する光の入射角度と、スイッチング素子等への光の漏れとの関係を明確にすることが可能となる。
また、光変調装置保持部材回転機構で光変調装置を回転させることで、光変調装置の配置角度による、光変調装置の画素電極面に入射する光の角度と、スイッチング素子への光の漏れとの関係も解析することが可能となり、この点からも、光変調装置に入射する光の入射角度と、スイッチング素子等への光の漏れとの関係を明確にすることが可能となる。
【０００８】
以上において、前述の光源装置は、複数の光源と、これら複数の光源から射出された光を合成する合成光学系とを備えて構成されていることが好ましい。
このようにすれば、画素電極面に強い光を照射することが可能となり、当該強い光を画素電極面に照射することで、スイッチング素子に光が漏れた際に、光漏れ測定手段の反応を顕著にすることが可能となる。これにより、光漏れ測定手段の測定精度を向上させることが可能となる。
【０００９】
また、前述の絞り機構は、絞り量の異なるものが複数設けられていることが望ましい。
このように、絞り量の異なる絞り機構を複数設け、光源装置から射出された光を多段階で絞ることにより、画素電極に入射する光のスポットを、所定の大きさに正確に合わせることが可能となるので、この点からも、光の漏れの測定精度を向上させることが可能となる。
【００１０】
さらに、前述の光漏れ評価装置は、絞り機構によって照射量が調節された光を偏光させる偏光板を、所定の位置に取り付けるための偏光板保持部材を有し、この偏光板保持部材は、光軸を中心に、当該光軸の周囲を回転可能とされていることが好ましい。
このようにすれば、光源装置から射出されたランダムな偏光光束の偏光方向を揃えて、偏光方向の異なる光を光変調装置に照射することが可能となるので、光変調装置の画素電極面に入射する光の角度と、スイッチング素子への光の漏れとの関係の解析に加えて、光の偏光方向別の関係も解析することが可能となる。
【００１１】
また、前述の光漏れ評価装置には、画素電極に重なる位置に配置され、当該画素電極に色光を入射させるためのカラーフィルタが設けられていることが望ましい。
このようにすれば、例えば、三板式のプロジェクタのように、各光変調装置に異なる色光が入射する場合、光の色（波長）に応じた光漏れの状態を確認することが可能となる。そして、この光の色（波長）に応じた光漏れの状態をプロジェクタの製造に活かすことで、当該プロジェクタの製品品質を向上させることが可能となる。
【００１２】
さらに、前述の光源装置は、光源を中心に、当該光軸の周囲を回転可能とされていることが好ましい。
このようにすれば、水平方向の角度だけでなく、上下方向の角度を変更することが可能となるので、光変調装置の画素電極面に入射する光の角度と、スイッチング素子への光の漏れとの関係をより一層詳細に解析することが可能となり、光変調装置に入射する光の入射角度と、スイッチング素子等への光の漏れとの関係をより一層明確にすることが可能となる。
また、本発明は、対向する一対の基板およびこれらの基板間に封入された液晶を備え、前記一対の基板のうち、一方の基板は、マトリクス状に形成された複数の走査線および複数のデータ線と、前記走査線およびデータ線に接続されたスイッチング素子と、このスイッチング素子に接続された画素電極とを備えた光変調装置の光漏れを評価する光変調装置の光漏れ評価方法であって、前記画素電極に光源装置から射出された光を照射する照射工程と、前記画素電極に照射される光の照射量を調節する絞り調整工程と、前記光源装置を、前記光変調装置を中心に、かつ、前記光の光軸を含んだ平面上で回転させる光源回転調整工程と、前記光変調装置を、前記光軸を中心に、当該光軸の周囲を回転させる光変調装置回転調整工程と、前記光変調装置を介した光の照度を測定することによって、前記光変調装置の出射側への光の漏れを測定する光漏れ測定工程とを備えていることを特徴とする。
このような本発明によれば、光漏れ評価方法は、照射工程と、絞り調整工程と、光源回転調整工程と、光変調装置回転調整工程と、光漏れ測定工程とを備えているので、上述した光漏れ評価装置と同様の作用・効果を享受できる。
【００１３】
【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。
（１）レンズアレイが使用されるプロジェクタの構造
図１には、本発明の実施形態に係る複数の光変調装置および色合成光学系を含む光学ユニットと、投写光学系とを備えたプロジェクタ１００の構造が示されている。
このプロジェクタ１００は、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、色合成光学系となるクロスダイクロイックプリズム１５０、および投写光学系となる投写レンズ１６０を備えている。
【００１４】
前記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。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、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、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。
【００１５】
前記色分離光学系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。
前記電気光学装置１４０は、３枚の光変調装置となる液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂを備え、これらは、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として用いたもの（詳細は後述）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。
【００１６】
前記色合成光学系となるクロスダイクロイックプリズム１５０は、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。尚、クロスダイクロイックプリズム１５０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、クロスダイクロイックプリズム１５０で合成されたカラー画像は、投写レンズ１６０から射出され、スクリーン上に拡大投写される。
【００１７】
（２）評価対象となる光学ユニットの構造
このようなプロジェクタ１００において、電気光学装置１４０、およびクロスダイクロイックプリズム１５０は、光学ユニット１７０として一体化されている。すなわち、図２に示すように、電気光学装置１４０を構成する３枚の液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂは、クロスダイクロイックプリズム１５０の側面三方を囲むように配置される。
【００１８】
具体的には、各液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂは、保持枠１４３内に収納され、この保持枠１４３の四隅部分に形成される孔１４３Ａに透明樹脂製のピン１４５を光硬化型接着剤である紫外線硬化型接着剤とともに挿入することにより、クロスダイクロイックプリズム１５０の光入射端面１５１に接着固定された、いわゆるＰＯＰ（Panel On Prism）構造によりクロスダイクロイックプリズム１５０に固定されている。ここで、保持枠１４３には、矩形状の開口部１４３Ｂが形成され、各液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂは、この開口部１４３Ｂで露出し、この部分が画像形成領域となる。すなわち、各液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂのこの部分に各色光が導入され、画像情報に応じて光学像が形成される。
【００１９】
各液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂは、入射した色光を図示しない外部からの画像情報に基づいて光変調し、入射側とは反対側から変調光束を射出する透過型の液晶パネルである。
液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂは、図３に示されるように、硝子等で構成された２枚の透明な基板（対向基板５１、ＴＦＴ基板５２）の間にツイステッドネマチック（ＴＮ）液晶５３が封入されたものである。
【００２０】
対向基板５１には、共通電極５４、および不要光を遮光するための遮光膜であるブラックマトリクス５５等が形成され、他方のＴＦＴ基板５２には、画素電極５６、スイッチング素子としての薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）５７等が形成され、ＴＦＴ５７を介して画素電極５６に電圧が印加されると、共通電極５４との間に挟まれた液晶５３が駆動されるという構成である。なお、ＴＦＴ基板５２には、複数の走査線５８と複数のデータ線とがマトリクス状に交差して配置され、その交差部付近にＴＦＴ５７が、ゲートを走査線５８、ソースをデータ線５９、ドレインを画素電極５６に接続して配置される。
【００２１】
そして、走査線５８に順次選択電圧が印加されると、それに応じてオンしたＸ軸方向のＴＦＴ５７を介して、画素電極に駆動電圧が書き込まれる。ＴＦＴ５７は、非選択電圧の印加によりオフとなり、印加された駆動電圧を図示しない蓄積容量等に保持する。つまり、液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂは、その駆動方式がアクティブマトリクス方式となっている。
ここで、ブラックマトリクス５５は、平面視で、ＴＦＴ基板５２の画素電極５６に応じた部分に開口が形成され、開口以外の部分が当該ＴＦＴ基板５２の画素電極５６以外の部分を覆うように配置される。
【００２２】
このような液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂの画素電極５６面に入射する光の角度と、ＴＦＴ５７への光の漏れとの関係を解析し、光の漏れがどの様な入射角度で発生するのかを明確にするためには、当該液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂの光漏れを評価する光漏れ評価装置２００を用いる。
【００２３】
（３）光漏れ評価装置の構造
図４〜図８には、前述の液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂの光漏れを評価するための光漏れ評価装置２００が示されている。なお、図４には、光漏れ評価装置２００の側面図、図５には、光漏れ評価装置２００の平面図、図６には、光漏れ評価装置２００の概略図、図７、８には、後述する評価装置本体２０１の平面図および断面図が示されている。
この光漏れ評価装置２００は、液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂの画素電極５６に光を照射して、ＴＦＴ５７への光の漏れがどの様な入射角度で発生するか否かを評価するものであり、評価装置本体２０１と、この評価装置本体２０１が載置される載置台２０２と、光漏れ測定手段である光漏れ測定センサ２９８とを備えて構成されている。
載置台２０２の内部には、評価装置本体２０１や、光漏れ測定センサ２９８、光漏れ量表示器２９２（後述）等に電力を供給するための各種電源装置２０２Ａが設置されている。
【００２４】
評価装置本体２０１は、光源装置２１０と、集光部２２０と、絞り部２３０と、第１フィルタ部２４０と、第２フィルタ部２５０と、光変調装置保持部材である液晶パネル保持部材２６０とを備えて構成されている。なお、光源装置２１０以外は、カバー材２７０で覆われている。
光源装置２１０は、長方形状のプレート２１１と、このプレート２１１の長手方向中央部分に設置される直方体状の合成光学系である偏光ビームスプリッタ２１２と、この偏光ビームスプリッタ２１２の対向する入射端面側にそれぞれ配置される２つの光源２１３と、これら偏光ビームスプリッタ２１２および光源２１３を覆うランプカバー２１４とを備えて構成されている。従って、偏光ビームスプリッタ２１２および光源２１３は、プレート２１１およびランプカバー２１４で形成された空間に収納された状態となっている。
【００２５】
プレート２１１の光源２１３側とは反対側の面（下面）の、当該光源２１３に応じた位置には、外部からの冷却空気を、光源に強制的に吹き付けるための吸気ファン２１５が取り付けられている。また、ランプカバー２１４の上面の、偏光ビームスプリッタ２１２の上方にあたる部分には、ランプカバー２１４内部の空気を外部に強制的に排気するための排気ファン２１６が取り付けられている。これにより、ランプカバー２１４内部に熱が溜まらず、内部の温度を所定の温度に保持することが可能となっている。
【００２６】
偏光ビームスプリッタ２１２は、図９に示されるように、反射膜２１２Ｂを有する４個の反射プリズム２１２Ａと、偏光分離膜２１２Ｄを有する２個の偏光プリズム２１２Ｃとを組み合わせて、側面Ｌ字形状に形成されている。
詳しくは、反射プリズム２１２Ａは、２個の直角プリズムのどちらか一方の斜面に反射膜２１２Ｂを施し、斜面同士を接着して立方体にしたものである。この反射プリズム２１２Ａの入射端面に入射した光は、反射膜２１２Ｂに当たった後、直角に方向を変えて反射するようになっている。
偏光プリズム２１２Ｃは、２個の直角プリズムのどちらか一方の斜面に偏光分離膜２１２Ｄを施し、斜面同士を接着して立方体にしたものである。この偏光プリズム２１２Ｃは、入射端面に平行な光波の電気的振動、つまり電界成分（Ｐ偏光）を通過させ、入射端面に垂直な電界成分（Ｓ偏光）を反射させるようになっている。
そして、図１０に示されるように、偏光プリズム２１２Ｃの下面および側面に反射プリズム２１２Ａが取り付けられた２つの部材を、その側面同士を合わせることで側面Ｌ字形状の偏光ビームスプリッタ２１２が形成されている。
【００２７】
図９に戻って、このような各部材に、それぞれ光Ｃを入射させると、当該光Ｃは、偏光プリズム２１２Ｃの側面に取り付けられた反射プリズム２１２Ａで反射し、偏光プリズム２１２ＣでＰ偏光Ｃ１とＳ偏光Ｃ２とに分けられ、これらのうち、Ｐ偏光Ｃ１は、偏光プリズム２１２Ｃから、Ｓ偏光Ｃ２は、偏光プリズム２１２Ｃの下面に取り付けられた反射プリズム２１２Ａから、それぞれ図９中右側に向かって射出するようになっている。
【００２８】
このような偏光ビームスプリッタ２１２の各偏光プリズム２１２ＣにおけるＰ偏光Ｃ１の射出端面側には、当該射出端面に対向して１／２波長板３００がそれぞれ配置されている。
１／２波長板３００は、直線偏光や楕円偏光等を、偏光面において、光軸を中心に９０°回転させるためのものである。つまり、偏光プリズム２１２Ｃから射出したＰ偏光Ｃ１を１／２波長板３００に入射させると、このＰ偏光Ｃ１は、偏光面において、光軸を中心に９０°回転し、当該１／２波長板３００を通過した光は、入射端面に垂直なＳ偏光Ｃ２となる。これにより、射出する光を、全てＳ偏光Ｃ２の光にすることができるようになっている。
なお、この１／２波長板３００の特性を活かし、例えば、当該１／２波長板３００を、Ｓ偏光Ｃ２の射出端面側に配置すれば、反射プリズム２１２Ａから射出したＳ偏光Ｃ２を、Ｐ偏光Ｃ１にすることができ、これにより、射出する光の偏光の全てをＰ偏光Ｃ１とすることもできる。
【００２９】
このように、偏光ビームスプリッタ２１２で、光Ｃを、Ｐ偏光Ｃ１とＳ偏光Ｃ２とに分けて射出するので、当該光Ｃを、照度をほとんど落とすことなく効率よく対象物に照射することが可能となる。また、偏光ビームスプリッタ２１２は、偏光プリズム２１２Ｃの下面および側面に反射プリズム２１２Ａが取り付けられた２つの部材で形成されているので、当該偏光ビームスプリッタ２１２からは、各部材から射出されるＰ偏光Ｃ１同士およびＳ偏光Ｃ２同士が合成されて射出されることになり、これにより、光の強度を大きくすることが可能となっている。
さらに、１／２波長板３００によって対象物に照射する光をＳ偏光Ｃ２の光に統一させることで、合成によって光の強度をより一層大きくすることが可能となっている。
【００３０】
従って、２つの光源２１３を点灯させると、これらの光がそれぞれ偏光ビームスプリッタ２１２でＰ偏光とＳ偏光に分けられるとともに、Ｐ偏光は、１／２波長板３００を通過してＳ偏光となる。そして、これら全てのＳ偏光が合成されて液晶パネル保持部材２６０に向かって射出する。つまり、プレート２１１の長手方向に直交する方向に沿って、偏光ビームスプリッタ２１２の中心を通る軸Ａが、液晶パネル保持部材２６０に射出される光の基準となる光軸Ａとなっている。このように、合成した光を画素電極５６に照射することにより、１つの光源の光よりも、より強い光を画素電極５６に照射することが可能となっている。
ここで、後述する他の集光部２２０、絞り部２３０、第１フィルタ部２４０、第２フィルタ部２５０は、この光軸Ａ上に、かつ、光源装置２１０から液晶パネル保持部材２６０に向かって、集光部２２０、絞り部２３０、第１フィルタ部２４０、第２フィルタ部２５０の順に配置されている。
【００３１】
集光部２２０は、光源装置２１０の偏光ビームスプリッタ２１２に対向する位置に配置されており、当該偏光ビームスプリッタ２１２から射出された光を集光する集光レンズ２２１と、この集光レンズ２２１を所定の位置に保持する集光レンズ保持部２２２とを備えて構成されている。
絞り部２３０は、集光レンズ２２１で集光された光を所定の大きさに絞って、液晶パネル保持部材２６０（後述）に取り付けられた液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂの画素電極５６に照射される光の照射量を調節するものであり、黒色の四角板状の部材の略中央部分に所定の大きさの孔が形成され（図示略）、当該画素電極５６に照射される光の照射量を調節する第１絞り機構２３１と、この第１絞り機構２３１を支持する絞り支持部２３２とを備えて構成されている。
【００３２】
第１フィルタ部２４０は、絞り部２３０から射出された光の光量を所定の光量に調節するための複数枚のＮＤ（Neutral Density）フィルタ２４１と、前記第１絞り機構２３１と同様の形状とされ、当該第１絞り機構２３１よりも孔の大きさが小さい第２絞り機構２４２と、これらＮＤフィルタ２４１および第２絞り機構２４２を所定の位置に支持する第１フィルタ支持部２４３とを備えて構成されている。この際、複数のＮＤフィルタ２４１、および第２絞り機構２４２は、第１フィルタ支持部２４３に着脱可能に支持されている。
なお、本実施形態では、絞り部２３０側にＮＤフィルタ２４１が配置され、第２フィルタ部２５０側に第２絞り機構２４２が配置されていたが、配置順序は、これに限らない。
従って、本光漏れ評価装置２００は、絞り部２３０の第１絞り機構２３１と、第１フィルタ部２４０の第２絞り機構２４２との絞り量の異なる絞り機構を２つ備えている。
【００３３】
第２フィルタ部２５０は、カラーフィルタ２５１と、偏光板２５２と、これらカラーフィルタ２５１および偏光板２５２を支持する偏光板保持部材である第２フィルタ支持部２５３と、この第２フィルタ支持部２５３が取り付けられ、当該第２フィルタ支持部２５３を、光軸Ａを中心に当該光軸Ａの周囲を回転可能とする回転部２５４と、この回転部２５４を支持する回転支持部２５５とを備えて構成されている。
【００３４】
カラーフィルタ２５１は、画素電極５６に色光を入射させ、光の色（波長）に応じた光漏れの状態を確認するためのものであり、第２フィルタ支持部２５３に着脱可能に取り付けられている。カラーフィルタ２５１としては、赤、緑、青の３種類が用意され、評価によって交換するようになっている。
【００３５】
偏光板２５２は、前述の第１絞り機構２３１および第２絞り機構２４２によって照射量が調節された光を偏光させるものであり、第２フィルタ支持部２５３に着脱可能に取り付けられている。また、回転部２５４を回転させることで、光源装置２１０から射出されたランダムな偏光光束の偏光方向を揃えて、偏光方向の異なる光を液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂに照射することが可能となっている。
ここで、第２フィルタ支持部２５３は、液晶パネル保持部材２６０に液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂを取り付けた際、カラーフィルタ２５１が当該液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂの画素電極５６に重なる位置に配置されるように設けられている。
【００３６】
これら光源装置２１０、集光部２２０、絞り部２３０、第１フィルタ部２４０、第２フィルタ部２５０は、平板状のステージ２８０上に取り付けられている。
詳しくは、ステージ２８０には、その一端に偏光ビームスプリッタ２１２の下方のプレート２１１の下部が取り付けられ、この偏光ビームスプリッタ２１２から射出される光の光軸Ａ上に、集光部２２０の集光レンズ保持部２２２、絞り部２３０の絞り支持部２３２、第１フィルタ部２４０の第１フィルタ支持部２４３、第２フィルタ部２５０の回転支持部２５５が取り付けられている。
【００３７】
ステージ２８０の光源装置２１０側の端部は、載置台２０２の端部よりも外側に突出しており、この端部下面には、歯車２８１Ａと、この歯車２８１Ａを回転させるハンドル２８１Ｂと、歯車２８１Ａの回転を止めるためのクランプレバー２８１Ｃとを備えた光源回転調整機構であるステージ回転機構２８１が取り付けられている。
また、載置台２０２のステージ回転機構２８１側の円弧状に形成された端縁には、その長手方向に沿って、前記歯車２８１Ａに噛合する鋸歯状の溝２０２Ｂが形成されている。さらに、ステージ２８０の光源装置２１０側の端縁から内側に奥まった位置には、その下面に、載置台２０２の上面を移動するための滑車２８２が設けられている。
従って、ハンドル２８１Ｂを回すと、歯車２８１Ａが溝２０２Ｂに噛み合いながら移動するとともに、ステージ２８０が、滑車２８２を介して載置台２０２の上面を回転移動する。
【００３８】
一方、ステージ２８０の他端、つまり、第２フィルタ部２５０の第１フィルタ部２４０側とは反対側には、前述の液晶パネル保持部材２６０が、ステージ２８０および載置台２０２を貫通して設けられている。
詳しくは、液晶パネル保持部材２６０は、液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂを所定の位置に取り付けるためのものであり、液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂを固定するパネル固定部２６１と、このパネル固定部２６１を支持し、ステージ２８０および載置台２０２を貫通して取り付けられるパネル支持部２６２とを備えて構成されている。
【００３９】
このパネル固定部２６１には、当該パネル固定部２６１（液晶パネル保持部材２６０）を、光軸Ａを中心に当該光軸Ａの周囲を回転させるための液晶パネル保持部材回転機構（図示略）が設けられている。この液晶パネル保持部材回転機構は、図示しない操作スイッチによって自動的に回転するようになっている。
また、このパネル支持部２６２の下端には、当該パネル支持部２６２を軸として、ステージ２８０に追従して回転し、当該ステージ２８０の回転角度θ（後述）を測定するエンコーダ２９１が設けられている。このエンコーダ２９１で測定された回転角度は、図示しないモニタに表示されるようになっている。この際、パネル固定部２６１は、パネル支持部２６２から着脱可能となっていてもよい。
【００４０】
液晶パネル保持部材２６０は、パネル支持部２６２が載置台２０２に固定されており、使用時は、光軸Ａを含んだ平面上で回転しないようになっている。つまり、前述のステージ２８０は、液晶パネル保持部材２６０を中心に平面上で回転するようになっており、これにより、光源装置２１０等を、液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂを中心に、かつ、光の光軸Ａを含んだ平面上で回転させることが可能となっている。なお、ステージ２８０の回転角度θは、図６に示されるように、基準となる光軸Ａに対して、左右に２０°ずつ程度となっている。
【００４１】
また、載置台２０２の上面には、光軸Ａ上に、かつ、ステージ２８０に隣接して投写レンズ設置台２９６が設けられている。この投写レンズ設置台２９６には、例えば、複数の投写レンズの中から、平均的な光学特性を有する評価用投写レンズ２９７が設置される。
【００４２】
光漏れ測定センサ２９８は、図４に示されるように、前述のＴＦＴ５７への光の漏れを測定するために、前述の評価用投写レンズ２９７からスクリーン２９９に投写された光の照度を測定するものであり、当該スクリーン２９９の裏側に複数設けられている。この光漏れ測定センサ２９８で測定した照度は、載置台２０２の上面に設置されている光漏れ量表示器２９２に表示されるようになっている。つまり、光漏れ測定センサ２９８に所定照度以上の光が入射していれば、ＴＦＴ５７への光の漏れ量がほとんどないと判断することができ、光漏れ測定センサ２９８に入射する光の照度が所定値以下となった場合には、ＴＦＴ５７に光が漏れていると判断することができるようになっている。なお、ＴＦＴへの光の漏れ量の判断基準照度は、液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂの形状、構造、材質等により適宜設定されている。
【００４３】
さらに、ステージ２８０の両側には、吸気ファン２９３と排気ファン２９４とがそれぞれ設けられている。また、カバー材２７０の側面にも、吸気ファンと排気ファンとが設けられている（図示略）。
さらに、図７において、ステージ２８０の左側には、シロッコファン２９５が設けられている。このシロッコファン２９５は、ファンの羽根回転面から空気を取り込み、羽根の回転の接線方向に排気するものであり、大きな開口面積で空気を取り込み、小さな開口面積で空気を排出する構造なので、排出空気の吐出圧を高くすることができる。このように、ファンを複数設けることにより、評価装置本体２０１の冷却を効率よく行っている。
【００４４】
このような光漏れ評価装置２００の使用手順を以下に説明する。
まず、パネル固定部２６１に光漏れ評価対象となる液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂのいずれかをセットする。この際、ステージ２８０の位置は、光源装置２１０、集光部２２０、絞り部２３０、第１フィルタ部２４０、第２フィルタ部２５０が液晶パネル保持部材２６０と平行に配置されるように調整しておき、この位置を基準位置とする。また、製造するプロジェクタ１００に用いられる液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂに応じて、ＮＤフィルタ２４１、第１、２絞り機構２３１、２４２、カラーフィルタ２５１、偏光板２５２を取り付けておく。
【００４５】
そして、光源２１３を点灯させて、図１１に示されるように、パネル固定部２６１に固定された液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂの画素電極５６面に光Ｂを照射し、評価用投写レンズ２９７を介して、当該光Ｂをスクリーン２９９に投写する。
次に、一つの画素電極５６に光Ｂを照射した状態で、ハンドル２８１Ｂを回し、ステージ２８０を動かして当該画素電極５６への光Ｂの入射角度を変更する（図中矢印Ｌ、Ｒ）。光Ｂの入射角度を変更した際、光漏れ測定センサ２９８でスクリーン２９９に投写された光Ｂの照度を測定し、光漏れ量表示器２９２に表示された測定値によってブラックマトリクス５５内への光Ｂの漏れ量を評価する。
【００４６】
ステージ２８０の位置を基準位置から左右に２０°ずつ動かしていき、光漏れがなければ（光漏れ測定センサ２９８に所定照度以上の光が入射していれば）、次の画素電極５６を測定する。一方、ステージ２８０の位置を基準位置から左右に２０°ずつ動かしていき、光漏れがあった場合（光漏れ測定センサ２９８に入射する光の照度が所定値以下となった場合）には、その画素電極５６における、光Ｂの入射角度、照射量、当該画素電極の位置等を記録する。さらに、液晶パネル保持部材回転機構で液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂを回転させ、当該液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂの配置角度を変更したり、カラーフィルタ２５１を変更して、同様に測定する。その後、次の画素電極５６を測定する。
全ての画素電極５６を評価し終わったら、光源２１３を消灯する。このようにして光漏れの評価を行う。
【００４７】
このような本実施形態によれば、次のような効果が得られる。
すなわち、ステージ回転機構２８１で光源装置２１０を回転させながら、液晶パネル保持部材２６０に取り付けられている液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂに光を照射し、光漏れ測定センサ２９８でＴＦＴ５７への光の漏れを測定するので、液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂの画素電極５６面に入射する光の角度と、ＴＦＴ５７への光の漏れとの関係を解析することができる。これにより、液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂに入射する光の入射角度と、ＴＦＴ５７への光の漏れとの関係を明確にすることができる。
【００４８】
また、液晶パネル保持部材回転機構で液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂを回転させることで、当該液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂの配置角度による、液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂの画素電極面に入射する光の角度と、ＴＦＴ５７への光の漏れとの関係も解析することができ、この点からも、液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂに入射する光の入射角度と、ＴＦＴ５７への光の漏れとの関係を明確にすることができる。
【００４９】
さらに、光源装置２１０は、２つの光源２１３と、これら光源２１３から射出された光を合成する偏光ビームスプリッタ２１２とを備えて構成されているので、画素電極５６面に強い光を照射することができ、当該強い光を画素電極５６面に照射することで、ＴＦＴ５７に光が漏れた際に、光漏れ測定センサ２９８の反応を顕著にすることができる。これにより、光漏れ測定センサ２９８の測定精度を向上させることができる。
【００５０】
また、絞り量の異なる２つの絞り機構２３１、２４２を備えているので、画素電極５６に入射する光のスポットを、所定の大きさに正確に合わせることができ、この点からも、光の漏れの測定精度を向上させることができる。
【００５１】
さらに、第２フィルタ支持部２５３は、光軸Ａを中心に、当該光軸Ａの周囲を回転可能となっているので、光源装置２１０から射出されたランダムな偏光光束の偏光方向を揃えて、偏光方向の異なる光を液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂに照射することができる。これにより、液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂの画素電極５６面に入射する光の角度と、ＴＦＴ５７への光の漏れとの関係の解析に加えて、光の偏光方向別の関係も解析することができる。
【００５２】
また、カラーフィルタ２５１によって、光の色（波長）に応じた光漏れの状態を確認するようにしたので、この結果をプロジェクタ１００の製造に活かすことで、当該プロジェクタ１００の製品品質を向上させることができる。
【００５３】
なお、本発明は前記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、前記実施形態では、カラーフィルタを設けたが、これに限らず、例えば、製造するプロジェクタが白黒仕様で、光の色（波長）に応じた光漏れの状態を確認する必要がない場合には、設けなくてもよい。
【００５４】
また、前記実施形態では、第２フィルタ支持部は、回転可能となっていたが、これに限らず、例えば、予め設定する角度が決まっていれば、その角度で固定してもよい。
【００５５】
さらに、前記実施形態では、絞り機構は、複数設けられていたが、これに限らず、例えば、光のスポットを、所定の大きさに正確に合わせることができる絞り機構を設けるのであれば、一つでも良い。
【００５６】
また、光源装置としては、２つの光源と、偏光ビームスプリッタとを備えた構成に限らず、例えば、一つの光源で光源装置を構成してもよい。
【００５７】
さらに、前記実施形態では、光源装置は、光の光軸を含んだ平面上で回転可能となっていたが、これに限らず、例えば、光軸を中心に、当該光軸の周囲を回転可能としてもよい。このようにすれば、水平方向の角度だけでなく、上下方向の角度を変更することが可能となるので、液晶パネルの画素電極面に入射する光の角度と、ＴＦＴへの光の漏れとの関係をより一層詳細に解析することができ、液晶パネルに入射する光の入射角度と、ＴＦＴ等への光の漏れとの関係をより一層明確にすることができる。
【００５８】
また、光漏れ測定手段としては、スクリーンに投写された光の照度を測定する光漏れ測定センサに限らず、例えば、図示しないケーブルがパネル固定部２６１を介して液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂに接続され、ＴＦＴ５７への光の漏れ量を直接測定する光漏れ測定器等でもよく、実施に当たって適宜選択すればよい。
【００５９】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明の光変調装置の光漏れ評価装置、および光漏れ評価方法によれば、光変調装置に入射する光の入射角度と、スイッチング素子等への光の漏れとの関係を明確にすることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るプロジェクタの構造を表す模式図である。
【図２】前記実施形態における光学ユニットの構造を表す分解斜視図である。
【図３】前記実施形態における液晶パネルの構造を示す分解斜視図である。
【図４】前記実施形態における光漏れ評価装置を示す側面図である。
【図５】前記実施形態における光漏れ評価装置を示す平面図である。
【図６】前記実施形態における光漏れ評価装置の構成を示す概略図である。
【図７】前記実施形態における評価装置本体を示す平面図である。
【図８】前記実施形態における評価装置本体を示す断面図である。
【図９】前記実施形態における偏光ビームスプリッタを示す斜視図である。
【図１０】前記実施形態における偏光ビームスプリッタを示す分解斜視図である。
【図１１】前記実施形態における光漏れの評価手順を示す断面図である。
【符号の説明】
５１  対向基板
５２  ＴＦＴ基板
５３  液晶
５５  ブラックマトリクス
５６  画素電極
５７  ＴＦＴ
５８  走査線
５９  データ線
１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂ  液晶パネル
２００  光漏れ評価装置
２１０  光源装置
２１２  偏光ビームスプリッタ
２１３  光源
２３１  第１絞り機構
２４２  第２絞り機構
２５１  カラーフィルタ
２５２  偏光板
２５３  第２フィルタ支持部
２６０  液晶パネル保持部材
２８１  ステージ回転機構
２９８  光漏れ測定センサ
【図１】
0003807231.tif 000002
【図２】
0003807231.tif 000003
【図３】
0003807231.tif 000004
【図４】
0003807231.tif 000005
【図５】
0003807231.tif 000006
【図６】
0003807231.tif 000007
【図７】
0003807231.tif 000008
【図８】
0003807231.tif 000009
【図９】
0003807231.tif 000010
【図１０】
0003807231.tif 000011
【図１１】
0003807231.tif 000012