JP2008191371A - プロジェクタ及び温度制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】例えば３板式の液晶プロジェクタにおいて、投写画像の品位を向上させる。
【解決手段】プロジェクタ（１１００）は、各々異なる波長を有する複数の光に夫々対応し、該対応する光を変調する複数の液晶装置（１１１０Ｒ、１１１０Ｇ、１１１０Ｂ）と、変調された複数の光を投射する投射光学系（１１１４）と、前記複数の液晶装置のうち少なくとも一の液晶装置の温度を、前記複数の液晶装置のうち他の液晶装置の温度と異なるように温度可変する温度可変手段（３００）とを備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えば、赤色光、緑色光及び青色光の夫々を変調する３枚の液晶ライトバルブを備えたプロジェクタ及び温度制御方法に関する。

この種のプロジェクタは、例えば、メタルハライドランプ等の強力な光源を備えており、液晶パネルを冷却する機構を組み込むことにより、光源の輻射熱等による液晶パネルの温度上昇に伴う液晶の特性劣化の抑制が図られる。例えば、特許文献１には、液晶パネルと冷却器とを一体化した構成を有する液晶表示装置が記載されている。

一方、この種のプロジェクタは、液晶パネルを加熱する加熱手段を備えることにより、液晶材料の低温時の応答速度及び電気光学特性の劣化の補償が図られる。例えば、特許文献２には、液晶ライトバルブを加熱して画像形成面の温度を上昇させる加熱手段と、液晶ライトバルブの画像形成面の温度が適正温度となるように加熱手段による加熱量を制御する温度制御手段とを備える投写型表示装置が記載されている。また、特許文献２には、３液晶ライトバルブ方式の投写型表示装置において、各液晶ライトバルブの液晶層の温度差を小さくすることにより、色むらを小さくする技術が記載されている。

特開平８−１４６３７８号公報 特開平９−２５８１６１号公報

しかしながら、上述の背景技術によれば、液晶材料の特性劣化のみに着目し、液晶パネルに入射する光の波長については考慮されておらず、例えば、３板式液晶プロジェクタ等、各液晶パネルに入射する光の波長が異なる場合には、投写画像の品位が低下してしまう可能性があるという技術的問題点がある。

本発明は、例えば、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、投写画像の品位を向上させることができるプロジェクタ及びその温度制御方法を提供することを課題とする。

本発明のプロジェクタは、上記課題を解決するために、各々異なる波長を有する複数の光に夫々対応し、該対応する光を変調する複数の液晶装置と、前記変調された複数の光を投射する投射光学系と、前記複数の液晶装置のうち少なくとも一の液晶装置の温度を、前記複数の液晶装置のうち他の液晶装置の温度と異なるように温度可変する温度可変手段とを備える。

本発明のプロジェクタによれば、複数の液晶装置は、例えば液晶プロジェクタに用いられる液晶ライトバルブである。各液晶装置は、夫々対応する光を変調して、変調光を出射する。投射光学系は、例えば、投射レンズを含んで構成されており、各液晶装置から出射された変調光をスクリーン等に表示する。

温度可変手段は、典型的には、加熱手段及び冷却手段のうち少なくとも一方と、該少なくとも一方の手段を制御する、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等の制御手段とを含んで構成されている。具体的には例えば、加熱手段には、投射用光源とは別の第２光源や、温風を送り出し、或いは輻射熱を放射するヒータ等が該当しうる。前者では、液晶装置は光照射を受けそれが熱に変換されることで昇温することになり、後者では熱そのものを受けて昇温することになる。また、冷却手段には、ペルティエ素子や冷却ファン等が該当しうる。

温度可変手段は、複数の液晶装置のうち少なくとも一の液晶装置の温度を、他の液晶装置の温度と異なるように温度可変する。具体的には、一の液晶装置に入射する光の波長に光の波長に対する光学特性に基づいて設定された温度に近づくように一の液晶装置を温度可変する。ここに本発明に係る「光学特性」とは、典型的には、透過率、視野角、及びコントラストのうち少なくとも一つを意味するが、光学特性を示す何らかの物理量やパラメータであってもよい。尚、他の液晶装置の温度も、入射する光の波長に対する光学特性に基づいて設定された温度に近づくように温度可変してもよいことは言うまでもない。

以上の結果、本発明のプロジェクタによれば、高温又は低温による液晶材料の特性劣化を抑制することができ、且つ投射画像の品位を向上させることができる。また、液晶装置の長寿命化にも繋がりうる。

本発明のプロジェクタの一態様では、前記温度可変手段は、少なくとも前記一の液晶装置の温度を、該一の液晶装置が変調する光に対する前記一の液晶装置の光学特性に基づいて設定された温度に近づけるように、前記一の液晶装置を温度可変する。

この態様によれば、液晶装置における透過率、視野角、コントラスト等を向上させることができる。

尚、「光学特性に基づいて」とは、例えば、実験により又はシミュレーションにより、液晶装置に入射する光の波長毎に、液晶装置の温度と透過率、視野角、コントラスト等との関係を求め、該求めた関係と液晶材料の温度特性とを考慮して、液晶装置の透過率、視野角、コントラスト等が所定の基準に達するように、或いは、透過率、視野角、コントラスト等のうち少なくとも一つが最大となるように、という意味である。

また、例えば所定の場所に固定される等、当該プロジェクタの使用環境が限定されるような場合、即ち、環境温度に対して前記設定された温度が高温又は低温であることが予めわかる場合、温度可変手段は、加熱手段及び冷却手段のうちの一方のみ含んで構成されていてもよい。

この光学特性に基づいて温度を設定する態様では、前記光学特性は、透過率であり、前記設定された温度は、前記一の液晶装置に所定電圧を印加した際に、前記一の液晶装置の透過率が最大となる温度であってもよい。

このように構成すれば、少なくとも透過率の向上を図ることができる。

尚、透過率、視野角、コントラスト等、複数の光学特性に基づいて温度を設定する場合は、複数の光学特性のうち一つが最大となる温度に設定してもよいし、複数の光学特性の全てが所定の基準に達する温度に設定してもよい。

この光学特性に基づいて温度を設定する態様では、前記光学特性は、視野角であり、前記設定された温度は、前記一の液晶装置に所定電圧を印加した際に、前記一の液晶装置の視野角が最大となる温度であってもよい。

このように構成すれば、少なくとも視野角の向上を図ることができる。

この光学特性に基づいて温度を設定する態様では、前記光学特性は、コントラストであり、前記設定された温度は、前記一の液晶装置に所定電圧を印加した際に、前記一の液晶装置のコントラストが最大となる温度であってもよい。

このように構成すれば、少なくともコントラストの向上を図ることができる。

この光学特性に基づいて温度を設定する態様では、前記所定電圧は、５Ｖであってもよい。

このように構成すれば、実践的に使用可能な電圧で、液晶装置における透過率、視野角、コントラストの向上を可能とするように温度を設定することができる。

本発明のプロジェクタの他の態様では、前記温度可変手段は、加熱手段を有する。

この態様によれば、液晶装置を積極的に加熱することができ、速やかに所定温度に近づけることができる。尚、加熱手段は、液晶装置の温度を上昇させることが可能であればよく、例えば、ホットプレート、ヒータ、電磁加熱装置等、直接的に又は間接的に液晶装置を加熱するものであってよい。

本発明のプロジェクタの他の態様では、前記温度可変手段は、冷却手段を有する。
この態様によれば、液晶装置を積極的に冷却することができ、速やかに所定温度に近づけることができる。尚、冷却手段は、液晶装置の温度を下げることが可能であればよく、例えば、冷却ファン、ペルティエ素子、水冷装置等、直接的に又は間接的に液晶装置を冷却するものであってよい。

本発明のプロジェクタの他の態様では、前記温度可変手段は、前記複数の液晶装置の夫々の温度を検出する温度検出手段を有する。

この態様によれば、例えば温度センサである温度検出手段は、定期的に又は不定期的に、或いは連続して、複数の液晶装置の夫々の温度を検出する。これにより、液晶装置を加熱又は冷却しすぎることを防止すると共に、容易に各液晶装置に対応した所定温度を維持することができ、実用上非常に有利である。

本発明のプロジェクタの他の態様では、前記温度可変手段は、摂氏２０度以上６０度以下の範囲で前記複数の液晶装置を温度可変する
仮に、この温度が、摂氏２０度未満であると、液晶材料の応答速度及び電気光学特性の劣化が生じることが判明している。他方で、この温度が、摂氏６０度を超えると、液晶が非可逆的に変質してしまうことが判明している。しかるに、本態様では、この温度を摂氏２０度以上６０度以下の範囲に設定しているので、液晶装置の液晶材料の特性劣化を防止することができると同時に、液晶装置の夫々における透過率、視野角、コントラスト等を向上させることができるので、実践上大変有利である。

本発明のプロジェクタの他の態様では、前記複数の光は、赤色光、緑色光、及び青色光を含み、前記複数の液晶装置は、前記赤色光を変調する赤色用液晶装置、前記緑色光を変調する緑色用液晶装置、及び前記青色光を変調する青色用液晶装置を含む。

この態様によれば、高品位のカラー画像を表示可能である。尚、３色の光に限らず、２色の光であってもよいし、或いは４色以上の光であってもよい。

この赤色光、緑色光、及び青色光を含む態様では、前記温度可変手段は、前記青色用液晶装置を、前記赤色用液晶装置及び前記緑色用液晶装置よりも広い温度範囲で温度可変してもよい。

このように構成すれば、赤色用液晶装置及び緑色用液晶装置の温度を所定の温度に近づけるように温度可変しさえすれば、投射画像の品位を向上させることができる。本願発明者の研究によれば、青色光に対する液晶装置の光学特性は、赤色光や緑色光に対する液晶装置の光学特性に比べて、温度に対する依存性が少ないことが判明している。

この赤色光、緑色光、及び青色光を含む態様では、前記温度可変手段は、前記赤色用液晶装置及び前記緑色用液晶装置の少なくとも一方の温度を、前記青色用液晶装置の温度よりも低く温度可変してもよい。

このように構成すれば、液晶装置における液晶が、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）型液晶である場合に、効果的に液晶装置における透過率、視野角、コントラスト等を向上させることができることが本願発明者の研究により判明している。

本発明の温度制御方法は、上記課題を解決するために、各々異なる波長を有する複数の光を変調する、前記複数の光に夫々対応する複数の液晶装置と、前記変調された複数の光を投射する投射光学系とを備えるプロジェクタにおける前記複数の液晶装置の温度制御方法であって、前記複数の液晶装置のうち少なくとも一の液晶装置の温度を、前記複数の液晶装置のうち他の液晶装置の温度と異なるように温度可変する温度可変工程を備える。

本発明の温度制御方法によれば、上述した本発明のプロジェクタと同様に、投写画像の品位を向上させることが可能となる。

尚、本発明の温度制御方法においても、上述した本発明のプロジェクタにおける各種態様と同様の各種態様を採ることが可能である。

本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされよう。

以下、本発明に係るプロジェクタの実施形態を図１乃至図４を参照して説明する。

（プロジェクタ）
先ず、図１を参照しながら、本実施形態に係るプロジェクタについて説明する。図１は、プロジェクタの構成例を示す平面図である。尚、本実施形態では、３板式のプロジェクタについて説明するが、プロジェクタに設けられている液晶パネルの数は３つに限られず、２つや４つ以上であっても良い。

図１において、プロジェクタ１１００は、ハロゲンランプ等の白色光源からなるランプユニット１１０２と、液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｇ及び１１１０Ｂとを備えている。ランプユニット１１０２から射出された投射光は、ライトガイド１１０４内に配置された４枚のミラー１１０６および２枚のダイクロイックミラー１１０８によってＲＧＢの３原色に分離され、各原色に対応するライトバルブとしての液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇに入射される。

液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｇ及び１１１０Ｂは、画像信号処理回路から供給されるＲ、Ｇ、Ｂの原色信号に応じて液晶層に印加される駆動電圧によって、赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）、及び青色光（Ｂ）の夫々を変調する。

これらの液晶パネルによって変調された光は、ダイクロイックプリズム１１１２に３方向から入射される。このダイクロイックプリズム１１１２においては、ＲおよびＢの光が９０度に屈折する一方、Ｇの光が直進する。したがって、各色の画像が合成される結果、本発明に係る「投射光学系」の一例としての投射レンズ１１１４を介して、スクリーン等にカラー画像が投写されることとなる。

尚、各液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇによる表示像について着目すると、液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂによる表示像は、液晶パネル１１１０Ｇによる表示像に対して左右反転される。また、液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇには、ダイクロイックミラー１１０８によって、Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色に対応する光が入射するので、カラーフィルタを設ける必要はない。

（液晶パネル）
次に、図２及び図３を参照して、上述したプロジェクタ１１００が備える液晶パネルの構成を説明する。尚、液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｇ及び１１１０Ｂの夫々のパネル構造は互いに同一であるため、以下では、液晶パネル１１１０Ｒ及び１１１０Ｇのパネル構造の説明は省略する。

図２は、液晶パネル１１１０Ｂを対向基板側からみた平面図であり、図３は、図２のＨ−Ｈ´線断面図である。ここで、液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｇ及び１１１０Ｂは、駆動回路内臓型のＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）アクティブマトリックス駆動方式の液晶パネルであり、負の誘電率異方性を有する液晶分子を用いている。従って、液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｇ及び１１１０Ｂは、液晶分子がＶＡモードで駆動される液晶パネルである。尚、以下で参照する各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材ごとに縮尺を異ならしめてある。

図２及び図３において、液晶パネル１１１０Ｂでは、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０が対向配置されている。ＴＦＴアレイ基板１０は、例えば、石英基板、ガラス基板、シリコン基板等の透明基板からなり、対向基板２０は、例えば、石英基板、ガラス基板等の透明基板からなる。ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間に液晶層５０が封入されており、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、複数の画素が設けられた領域に対応する画像表示領域１０ａの周囲に位置するシール領域に設けられたシール材５２により相互に接着されている。

シール材５２は、両基板を貼り合わせるための、例えば紫外線硬化樹脂や熱硬化樹脂、又は紫外線・熱併用型硬化樹脂等からなり、製造プロセスにおいてＴＦＴアレイ基板１０上に塗布された後、紫外線照射、加熱等により硬化させられたものである。シール材５２中には、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間隔（即ち、ギャップ）を所定値とするためのグラスファイバ或いはガラスビーズ等のギャップ材が散布されている。尚、ギャップ材を、シール材５２に混入されるものに加えて若しくは代えて、画像表示領域１０ａ又は画像表示領域１０ａの周辺に位置する周辺領域に、配置するようにしてもよい。

図２において、シール材５２が配置されたシール領域の内側に並行して、画像表示領域１０ａの額縁領域を規定する遮光性の額縁遮光膜５３が、対向基板２０側に設けられている。但し、このような額縁遮光膜５３の一部又は全部は、ＴＦＴアレイ基板１０側に内蔵遮光膜として設けられてもよい。

周辺領域のうち、シール材５２が配置されたシール領域の外側に位置する領域には、データ線駆動回路１０１及び外部回路接続端子１０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って設けられている。この一辺に沿ったシール領域よりも内側に、サンプリング回路７が額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられている。走査線駆動回路１０４は、この一辺に隣接する２辺に沿ったシール領域の内側に、額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられている。

ＴＦＴアレイ基板１０上には、対向基板２０の４つのコーナー部に対向する領域に、両基板間を上下導通材１０７で接続するための上下導通端子１０６が配置されている。これらにより、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的な導通をとることができる。更に、外部回路接続端子１０２と、データ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４、上下導通端子１０６等とを電気的に接続するための引回配線９０が形成されている。

図３において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、駆動素子である画素スイッチング用のＴＦＴや走査線、データ線等の配線が作り込まれた積層構造が形成される。この積層構造の詳細な構成については図３では図示を省略してあるが、この積層構造の上に、ＩＴＯ等の透明材料からなる画素電極９ａが、画素毎に所定のパターンで島状に形成されている。

画素電極９ａは、後述する対向電極２１に対向するように、ＴＦＴアレイ基板１０上の画像表示領域１０ａに形成されている。ＴＦＴアレイ基板１０における液晶層５０の面する側の表面、即ち画素電極９ａ上には、配向膜１６が画素電極９ａを覆うように形成されている。

対向基板２０におけるＴＦＴアレイ基板１０との対向面上に、遮光膜２３が形成されている。遮光膜２３は、例えば対向基板２０における対向面上に平面的に見て、格子状に形成されている。対向基板２０において、遮光膜２３によって非開口領域が規定され、遮光膜２３によって区切られた領域がバックライトから出射された光を透過させる開口領域となる。尚、遮光膜２３をストライプ状に形成し、該遮光膜２３と、ＴＦＴアレイ基板１０側に設けられたデータ線等の各種構成要素とによって、非開口領域を規定するようにしてもよい。

遮光膜２３上に、ＩＴＯ等の透明材料からなる対向電極２１が複数の画素電極９ａと対向して形成されている。遮光膜２３上に、画像表示領域１０ａにおいてカラー表示を行うために、開口領域及び非開口領域の一部を含む領域に、図３には図示しないカラーフィルタが形成されるようにしてもよい。対向基板２０の対向面上における、対向電極２１上には、配向膜２２が形成されている。

液晶層５０は、負の誘電率異方性を有する液晶分子を含んでおり、ＶＡモードで駆動される。液晶パネル１１１０Ｂは、その使用時に、液晶層５０の両側で偏光軸が互いに直交するように偏光板が配置され、ノーマリーブラックモード（黒表示）で青色光を変調する。

尚、図２及び図３に示したＴＦＴアレイ基板１０上には、これらのデータ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４等に加えて、画像信号線上の画像信号をサンプリングしてデータ線に供給するサンプリング回路７、複数のデータ線に所定電圧レベルのプリチャージ信号を画像信号に先行して各々供給するプリチャージ回路、製造途中や出荷時の当該液晶装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等を形成してもよい。

（温度可変装置）
次に、図４を参照して、上述したプロジェクタ１１００が備える、本発明に係る「温度可変手段」の一例としての温度可変装置３００の構成を説明する。ここに図４は、本実施形態に係る温度可変装置３００のブロック図である。尚、図１では、便宜上、ランプユニット用のファンを一つ図示しているが、プロジェクタ１１００は、これとは別に、或いはこの役目も兼ねて、冷却領域が異なる複数のファンを備えていてもよい。

図４において、温度可変装置３００は、温度センサ３０１Ｒ、３０１Ｇ及び３０１Ｂと、ヒータ３０２Ｒ、３０２Ｇ及び３０２Ｂと、冷却ファン３０３Ｒ、３０３Ｇ及び３０３Ｂと、ＣＰＵ３１０と、所定温度Ｔ１、Ｔ２及びＴ３を格納するメモリ３２０とを備えて構成されている。ここに、本実施形態に係る「温度センサ３０１Ｒ、３０１Ｇ及び３０１Ｂ」、「ヒータ３０２Ｒ、３０２Ｇ及び３０２Ｂ」、「冷却ファン３０３Ｒ、３０３Ｇ及び３０３Ｂ」、並びに「所定温度Ｔ１、Ｔ２及びＴ３」は、夫々、本発明に係る「温度検出手段」、「加熱手段」、「冷却手段」、「光学特性に基づいて設定された温度」の一例である。

尚、所定温度Ｔ１は、赤色光に対する液晶パネル１１１０Ｒの光学特性に基づいて設定された温度であり、所定温度Ｔ２は、緑色光に対する液晶パネル１１１０Ｇの光学特性に基づいて設定された温度であり、所定温度Ｔ３は、青色光に対する液晶パネル１１１０Ｂの光学特性に基づいて設定された温度である。

また、ヒータ及び冷却ファンは、液晶パネル毎に設けられていなくてもよい。即ち、例えば、他の液晶パネルの温度よりも高い温度で使用する液晶パネルのみにヒータを設け、複数の液晶パネル全てを一つの冷却ファンで冷却するようにしてもよい。或いは、低い温度で使用する液晶パネルのみに冷却ファンを設けてもよい。この場合には、ランプユニットの光によって液晶パネルを加熱するようにしてもよい。これにより、個別にヒータや冷却ファンを設ける場合に比べてコストの削減を図ることが可能となる。

温度可変装置は、その動作時には、先ず、温度センサ３０１Ｒ、３０１Ｇ及び３０１Ｂによって、液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂ及び１１１０Ｇの夫々の温度が検出される。次に、ＣＰＵ３１０は、検出された各液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂ及び１１１０Ｇの温度と各液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂ及び１１１０Ｇに対応する所定温度Ｔ１、Ｔ２及びＴ３とを比較、或いは、検出された温度が所定温度Ｔ１、Ｔ２及びＴ３より高いか否かを判定する。

例えば、液晶パネル１１１０Ｒ及び１１１０Ｇの温度が所定温度Ｔ１及びＴ２より高いと判定され、液晶パネル１１１０Ｂの温度が所定温度Ｔ３より低いと判定された場合、ＣＰＵ３１０は、液晶パネル１１１０Ｒ及び１１１０Ｇを冷却するように冷却ファン３０３Ｒ及び３０３Ｇを制御し、液晶パネル１１１０Ｂを加熱するようにヒータ３０２Ｂを制御する。

ここで、所定温度Ｔ１、Ｔ２及びＴ３の設定方法について図５乃至図９を参照して説明する。

先ず、図５乃至図７を参照して、液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｇ及び１１１０Ｂの透過率について説明する。図５は、液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｇ及び１１１０Ｂの温度毎の透過率をシミュレーションによって求める際の概念図であり、図６は、本願発明者が液晶パネルの透過率をシミュレーションによって求める際に用いた液晶の屈折率の一例を示した一覧表であり、図７は、シミュレーションして得られた透過率特性図の一例である。

液晶パネル１１１０Ｂの透過率をシミュレーションによって求める際には、図５に示すように、液晶パネル１１１０Ｂの光の入射側及び出射側の両方に、偏光板２１０における遅相軸２１１及び偏光板２２０における遅相軸２２１が直交するように、偏光板２１０及び２２０を配置している。尚、液晶パネル１１１０Ｒ及び１１１０Ｇについて透過率を求める際も同様の配置である。

透過率は、下記式（１）に基づいて、シミュレーションによって求められる。

ここで、式（１）において、Ｔは透過率であり、θは液晶パネル１１１０Ｂの明視方向であり、λは液晶パネル１１１０Ｂに入射する光の波長であり、ｄは基板間のギャップであり、Δｎは屈折率である。

本実施形態では、明視方向θは、例えば４５度又は１３５度であり、液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｇ及び１１１０Ｂに、夫々入射する光の波長λは、例えば６５０ｎｍ（赤色光）、５５０ｎｍ（緑色光）及び４５０ｎｍ（青色光）であり、基板間のギャップｄは、例えば２．３μｍである。屈折率Δｎは、図６に示すような一覧表から、液晶パネル１１１０Ｂの温度に応じた値を選択している。

以上のような条件でシミュレーションして得られた液晶パネル１１１０Ｂ、１１１０Ｇ及び１１１０Ｒ夫々の透過率と印加電圧との関係を図７（ａ）〜（ｃ）に示す。ここで、図７（ａ）は液晶パネル１１１０Ｂの（即ち、青色光の）透過率であり、（ｂ）は液晶パネル１１１０Ｇの（即ち、緑色光の）透過率であり、（ｃ）は液晶パネル１１１０Ｒの（即ち、赤色光の）透過率である。尚、本実施形態では、液晶パネル１１１０Ｂ、１１１０Ｇ及び１１１０Ｒの温度が、夫々摂氏０度、２０度、４０度、６０度及び８０度の場合の結果を示している。また、図５に示したような配置の場合、透過率は最大で５０％となる。

図７（ａ）〜（ｃ）の電圧５Ｖにおける、各液晶パネル１１１０Ｂ、１１１０Ｇ及び１１１０Ｒの透過率に着目すると、液晶パネル１１１０Ｂでは、温度が高くなるほど透過率が大きくなっているのに対して、液晶パネル１１１０Ｇ及び１１１０Ｒでは、温度が低くなるほど透過率が大きくなっていることがわかる。これは、温度が高くなるほど屈折率Δｎが小さくなることが原因であると考察される。

この結果、透過率の向上を図る場合は、液晶パネル１１１０Ｂの温度をできるだけ低くし、液晶パネル１１１０Ｇ及び１１１０Ｒの温度をできるだけ高くすることが望ましい。しかしながら、本願発明者の研究によれば、一般に、温度が摂氏２０度未満であると、液晶材料の応答速度及び電気光学特性の劣化が生じる、即ち、透過率、視野角、コントラスト等が劣化する。他方で、温度が摂氏６０度を超えると、液晶が非可逆的に変質してしまい、液晶としての基本機能が劣化する、或いは無くなる（即ち、液晶材料の特性劣化が生じる）ことが判明している。従って、この場合には、所定温度Ｔ３を摂氏６０度にし、所定温度Ｔ１及びＴ２を摂氏２０度にすればよい。

次に、図８を参照して、液晶パネル１１１０Ｂ、１１１０Ｇ及び１１１０Ｒの視野角について説明する。ここに、図８は、シミュレーションして得られた視野角特性図の一例である。シミュレーションを行う際の光の波長λや基板間のギャップｄ等の条件は、透過率を求める場合と同条件である。図８（ａ）は液晶パネル１１１０Ｂの（即ち、青色光の）視野角であり、（ｂ）は液晶パネル１１１０Ｇの（即ち、緑色光の）視野角であり、（ｃ）は液晶パネル１１１０Ｒの（即ち、赤色光の）視野角である。

尚、図８では、印加電圧が０Ｖの場合の各液晶パネル１１１０Ｂ、１１１０Ｇ及び１１１０Ｒの視野角と印加電圧が５Ｖの場合の各液晶パネル１１１０Ｂ、１１１０Ｇ及び１１１０Ｒの視野角との比を示している。また、色の濃い領域ほど照度が高いことを表している。

図８（ａ）に示すように、液晶パネル１１１０Ｂでは、温度が高くなるほど色の濃い領域が拡大している、即ち視野角が大きくなる。これに対して、図８（ｂ）及び（ｃ）に示すように、液晶パネル１１１０Ｇ及び１１１０Ｒでは、温度が低くなるほど色の濃い領域が拡大している。

この結果、視野角の改善を図る場合も、液晶パネル１１１０Ｂの温度をできるだけ低くし、液晶パネル１１１０Ｇ及び１１１０Ｒの温度をできるだけ高くすることが望ましい。従って、この場合も透過率と同様に、所定温度Ｔ３を摂氏６０度にし、所定温度Ｔ１及びＴ２を摂氏２０度にすればよい。

次に、図９を参照して、液晶パネル１１１０Ｂ、１１１０Ｇ及び１１１０Ｒのコントラストについて説明する。ここに、図９は、シミュレーションして得られたコントラスト特性図の一例である。シミュレーションを行う際の光の波長λや基板間のギャップｄ等の条件は、透過率を求める場合と同条件である。図９において、Ｂは液晶パネル１１１０Ｂの（即ち、青色光の）コントラストであり、Ｇは液晶パネル１１１０Ｇの（即ち、緑色光の）コントラストであり、Ｒは液晶パネル１１１０Ｒの（即ち、赤色光の）コントラストである。

尚、図９では、印加電圧が０Ｖの場合の各液晶パネル１１１０Ｂ、１１１０Ｇ及び１１１０Ｒのコントラストと印加電圧が５Ｖの場合の各液晶パネル１１１０Ｂ、１１１０Ｇ及び１１１０Ｒのコントラストとの比を示している。

図９に示すように、液晶パネル１１１０Ｂでは、温度が高くなるほど顕著にコントラストが向上している。これに対して、液晶パネル１１１０Ｇ及び１１１０Ｒでは、温度が低くなるほどコントラストが向上している。

この結果、コントラストの向上を図る場合も、液晶パネル１１１０Ｂの温度をできるだけ低くし、液晶パネル１１１０Ｇ及び１１１０Ｒの温度をできるだけ高くすることが望ましい。従って、この場合も透過率と同様に、所定温度Ｔ３を摂氏６０度にし、所定温度Ｔ１及びＴ２を摂氏２０度にすればよい。

以上説明したように、液晶パネル１１１０Ｂの温度が摂氏６０度になるように、液晶パネル１１１０Ｇ及び１１１０Ｒの温度が摂氏２０度になるようにすることによって、透過率、視野角及びコントラストの向上を図ることができる。従って、本実施形態に係るプロジェクタによれば、投写画像の品位を向上させることが可能となる。

尚、本願発明者の研究によれば、一般に、緑色光について調整条件が厳しいので、緑色光について、他の色から独立した温度調整ができるのであれば、本願と類似の効果を得ることが可能である。

尚、本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨、或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うプロジェクタ及びその温度制御方法もまた、本発明の技術的範囲に含まれるものである。

本実施形態に係るプロジェクタの構成例を示す平面図である。 本実施形態に係る液晶装置を各構成要素と共に対向基板側から見た平面図である。 図１のＨ−Ｈ´線断面図である。 本実施形態に係る温度可変装置のブロック図である。 液晶パネルの温度毎の透過率をシミュレーションによって求める際の概念図である。 本願発明者が液晶パネルの透過率をシミュレーションによって求める際に用いた屈折率の一例を示した一覧表である。 液晶パネルの温度毎の透過率をシミュレーションして得られた透過率特性図の一例である。 液晶パネルの温度毎の視野角をシミュレーションして得られた視野角特性図の一例である。 液晶パネルの温度毎のコントラストをシミュレーションして得られたコントラスト特性図の一例である。

符号の説明

７…サンプリング回路、９ａ…画素電極、１０…ＴＦＴアレイ基板、１０ａ…画像表示領域、２０…対向基板、２１…対向電極、２３…遮光膜、１６，２２…配向膜、５０…液晶層、５２…シール材、５３…額縁遮光膜、９０…引回配線、１００…液晶装置、１０１…データ線駆動回路、１０２…外部回路接続端子、１０４…走査線駆動回路、１０６…上下導通端子、１０７…上下導通材、３００…温度可変装置、１１００…プロジェクタ、１１１０Ｒ、１１１０Ｇ、１１１０Ｂ…液晶パネル

Claims (14)

1. 各々異なる波長を有する複数の光に夫々対応し、該対応する光を変調する複数の液晶装置と、
   前記変調された複数の光を投射する投射光学系と、
   前記複数の液晶装置のうち少なくとも一の液晶装置の温度を、前記複数の液晶装置のうち他の液晶装置の温度と異なるように温度可変する温度可変手段と
   を備えることを特徴とするプロジェクタ。
2. 前記温度可変手段は、少なくとも前記一の液晶装置の温度を、該一の液晶装置が変調する光に対する前記一の液晶装置の光学特性に基づいて設定された温度に近づけるように、前記一の液晶装置を温度可変することを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
3. 前記光学特性は、透過率であり、
   前記設定された温度は、前記一の液晶装置に所定電圧を印加した際に、前記一の液晶装置の透過率が最大となる温度である
   ことを特徴とする請求項２に記載のプロジェクタ。
4. 前記光学特性は、視野角であり、
   前記設定された温度は、前記一の液晶装置に所定電圧を印加した際に、前記一の液晶装置の視野角が最大となる温度である
   ことを特徴とする請求項２に記載のプロジェクタ。
5. 前記光学特性は、コントラストであり、
   前記設定された温度は、前記一の液晶装置に所定電圧を印加した際に、前記一の液晶装置のコントラストが最大となる温度である
   ことを特徴とする請求項２に記載のプロジェクタ。
6. 前記所定電圧は、５Ｖであることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
7. 前記温度可変手段は、加熱手段を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
8. 前記温度可変手段は、冷却手段を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
9. 前記温度可変手段は、前記複数の液晶装置の夫々の温度を検出する温度検出手段を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
10. 前記温度可変手段は、摂氏２０度以上６０度以下の範囲で前記複数の液晶装置を温度可変することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
11. 前記複数の光は、赤色光、緑色光、及び青色光を含み、
    前記複数の液晶装置は、前記赤色光を変調する赤色用液晶装置、前記緑色光を変調する緑色用液晶装置、及び前記青色光を変調する青色用液晶装置を含む
    ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
12. 前記温度可変手段は、前記青色用液晶装置を、前記赤色用液晶装置及び前記緑色用液晶装置よりも広い温度範囲で温度可変することを特徴とする請求項１１に記載のプロジェクタ。
13. 前記温度可変手段は、前記赤色用液晶装置及び前記緑色用液晶装置の少なくとも一方の温度を、前記青色用液晶装置の温度よりも低く温度可変することを特徴とする請求項１１又は１２に記載のプロジェクタ。
14. 各々異なる波長を有する複数の光を変調する、前記複数の光に夫々対応する複数の液晶装置と、前記変調された複数の光を投射する投射光学系とを備えるプロジェクタにおける前記複数の液晶装置の温度制御方法であって、
    前記複数の液晶装置のうち少なくとも一の液晶装置の温度を、前記複数の液晶装置のうち他の液晶装置の温度と異なるように温度可変する温度可変工程を備えることを特徴とする温度制御方法。

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