JP7501096B2 - 電気光学装置、及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、電気光学装置、及び電子機器に関する。

電気光学装置として、画素にスイッチング素子を備えたアクティブ駆動型の液晶装置がある。このような液晶装置は、例えば、電子機器としてのプロジェクターのライトバルブとして用いられる。

液晶の応答速度には温度依存性があるため、このような液晶装置では、液晶を高速駆動させるために表示領域の温度を推定し、推定された温度に応じて液晶の駆動信号を制御する技術が提案されている。例えば、特許文献１には、液晶装置の非表示領域に配置された温度センサと、液晶装置の筐体に配置され、液晶装置周辺の環境温度を測定する温度センサとを用いて、液晶装置の表示領域の温度を推定する技術が開示されている。

特開２０００－８９１９７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の液晶装置では、液晶装置の面内方向の熱流を考慮していないため、プロジェクターのライトバルブのように面内方向の熱流がある場合に表示領域の温度を精度良く推定することは困難であるという課題がある。詳しくは、環境温度と液晶装置の非表示領域の１点の温度から表示領域の温度を高精度に推定することは困難である。特に、非表示領域から離れ最も高温となる表示中心部付近の温度推定が困難である。つまり、表示領域の中心部における温度を高精度に推定する技術が求められている。

電気光学装置は、表示領域を有する電気光学パネルと、前記電気光学パネルを保持するホルダーと、前記電気光学パネルに配置された第１温度検出素子と、前記ホルダーに配置された第２温度検出素子と、を備え、前記表示領域の中心を通過するＸ軸線及び前記表示領域の中心を通過しＸ軸線と直交するＹ軸線で分割されて規定される４つの象限を定義したとき、前記第１温度検出素子及び前記第２温度検出素子は、同じ象限に配置されている。

電気光学装置は、電気光学パネルと、前記電気光学パネルを保持するホルダーと、前記電気光学パネルの温度を検出する第１温度検出素子と、前記ホルダーの温度を検出する第２温度検出素子と、を備え、前記第１温度検出素子は、前記電気光学パネルに配置され、前記第２温度検出素子は、前記ホルダーに配置されており、前記電気光学パネルの表示領域の中心部の温度をＴ（Ｘ２）とし、前記第１温度検出素子の温度をＴ（Ｘ１）とし、前記第２温度検出素子の温度をＴｈとし、係数をＫとしたとき、以下の式において、係数Ｋが３以下になるように、前記第１温度検出素子と前記第２温度検出素子と、を配置することを特徴とする電気光学装置。Ｔ（Ｘ２）＝Ｋ（Ｔ（Ｘ１）－Ｔｈ）＋Ｔｈ。

電子機器は、上記に記載の電気光学装置を備える。

電子機器としてのプロジェクターの構成を示す概略図。 第１実施形態の電気光学装置としての液晶装置の構造を示す平面図。 図２に示す液晶装置の構成を示す断面図。 液晶パネルの構成を示す平面図。 図４に示す液晶パネルのＨ－Ｈ’線に沿う断面図。 プロジェクターの電気的な構成を示すブロック図。 検証実験の液晶装置の構成を示す平面図。 検証実験の結果を示すグラフ。 検証実験の結果を示すグラフ。 検証実験の液晶装置を示す平面図。 検証実験の結果を示すグラフ。 検証実験の液晶装置を示す平面図。 検証実験の結果を示すグラフ。 検証実験の液晶装置を示す平面図。 検証実験の結果を示すグラフ。 第２実施形態の液晶装置の構成を示す平面図。 比較例の液晶装置の構成を示す平面図。 第３実施形態の液晶装置の構成を示す平面図。 第４実施形態の液晶装置の構成を示す平面図。 図１９に示す液晶装置の構成を示す断面図。 プロジェクターの電気的な構成を示すブロック図。 変形例の液晶装置の構成を示す平面図。 変形例の液晶装置の構成を示す平面図。 変形例の液晶装置の構成を示す平面図。 変形例の液晶装置の構成を示す平面図。 変形例の液晶装置の構成を示す平面図。 変形例の液晶装置の構成を示す平面図。 図２７に示す液晶装置の構成を示す断面図。

第１実施形態
図１に示すように、プロジェクター１０００は、電気光学パネルとしての液晶パネル１００Ｒと、液晶パネル１００Ｇと、液晶パネル１００Ｂとを含む。また、プロジェクター１０００には、ハロゲンランプ等の白色光源からなるランプユニット２１０２が設けられている。このランプユニット２１０２から出射された投射光は、内部に配置された３枚のミラー２１０６および２枚のダイクロイックミラー２１０８によって、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の３原色に分離される。このうち、Ｒの光は液晶パネル１００Ｒに、Ｇの光は液晶パネル１００Ｇに、Ｂの光は液晶パネル１００Ｂに、それぞれ入射する。

なお、Ｂの光路は、他の赤や緑と比較して長い。したがって、Ｂの光は、光路での損失を防ぐために、入射レンズ２１２２、リレーレンズ２１２３、及び出射レンズ２１２４からなるリレーレンズ系２１２１を介して液晶パネル１００Ｂに導かれる。

液晶パネル１００Ｒは、マトリクス状に配列する画素回路を有し、Ｒに対応するデータ信号に基づいて、上記画素回路の液晶素子を透過した光、即ち、液晶素子による変調光によってＲの透過像を生成する。同様に、液晶パネル１００Ｇは、Ｇに対応するデータ信号に基づいてＧの透過像を生成する。液晶パネル１００Ｂは、Ｂに対応するデータ信号に基づいてＢの透過像を生成する。

液晶パネル１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂによってそれぞれ生成された各色の透過像は、ダイクロイックプリズム２１１２に３方向から入射する。そして、このダイクロイックプリズム２１１２において、ＲおよびＢの光は９０度に屈折する一方、Ｇの光は直進する。したがって、各色の画像が合成された後、シフトデバイス２３００を介して投射レンズ２１１４に入射する。シフトデバイス２３００は、ダイクロイックプリズム２１１２からの出射方向の光軸をシフトさせる。投射レンズ２１１４は、シフトデバイス２３００を介した合成像を、スクリーン２１２０に拡大して投射する。シフトデバイス２３００は、映像フレームに同期して光軸をシフトさせるので情報量を高めた映像表示を実現する。この場合、映像フレーム数を増加させる必要がある。この際に液晶応答が問題になるので、液晶応答の影響を抑制するために液晶パネル１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂの温度管理が重要となる。

なお、液晶パネル１００Ｒ，１００Ｂによる透過像は、ダイクロイックプリズム２１１２により反射した後に投射される。液晶パネル１００Ｇによる透過像は、直進して投射される。したがって、液晶パネル１００Ｒ，１００Ｂによる各透過像は、液晶パネル１００Ｇの透過像に対して左右反転した関係となる。

図２に示すように、第１実施形態の電気光学装置としての液晶装置５００は、液晶パネル１００と、液晶パネル１００の１辺に接続された配線基板８０と、液晶パネル１００を厚さ方向（Ｚ方向）の両側から保持するホルダー９０と、を有している。なお、図３等の断面図におけるホルダー９０は、本発明の構成、作用及び効果を説明する上で支障のない範囲で適時省略して記載している。液晶パネル１００は、上記したプロジェクター１０００のライトバルブとして用いられる。配線基板８０は、例えば、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）などの可撓性基板である。

液晶パネル１００は、光Ｌ（図３参照）を透過する表示領域Ｅと、光Ｌの透過を遮断する遮光領域Ｅ１ａを含む非表示領域Ｅ１と、を有する。非表示領域Ｅ１における平面視で右下、具体的には、右下の遮光領域Ｅ１ａと重なる位置には、液晶パネル１００の温度を検出する第１温度検出素子１０１が配置されている。第１温度検出素子１０１は、例えば、ダイオードである。ダイオードは液晶パネル１００を構成する素子基板１０上に形成された画素回路や周辺駆動回路と同じ製造プロセスを用いて形成する。ダイオードによる温度検出は、ダイオードの順方向電圧の温度依存性を利用する。ダイオードの順方向電圧は、一定の電流値を流した時に温度に対して負の相関がある。従って、順方向電圧を測定することで温度を知ることができる。なおこのような温度特性を持つ素子としてダイオード接続のトランジスターを採用してもよい。あるいは、抵抗体の温度依存性を利用した温度検出手段でもよい。

ホルダー９０の右下には、ホルダー９０の温度を検出する第２温度検出素子１０２が配置されている。第２温度検出素子１０２は、例えば、サーミスタである。また、第２温度検出素子１０２は、図３に示すように、ホルダー９０における配線基板８０が配置されている側と反対側の面に配置されている。なお、第２温度検出素子１０２は、ホルダー９０における配線基板８０側の面に配置するようにしてもよい。また、第２温度検出素子１０２は、ホルダー９０に形成された凹部（図示せず）に挿入される形態でもよい。その場合には、第２温度検出素子１０２がホルダー９０の部材に囲まれるため、周辺環境温度の影響を受けにくく、ホルダーの９０の温度測定についてより好ましい形態となる。後述する第４実施形態は、このような凹部に挿入される第２温度検出素子１０２の形態のひとつである。あるいはホルダー９０から突き出た凸部を設け、凸部に設けられた凹部に挿入される形態でもよい。この凸部はホルダー９０と一体形成されていてもよいし、別部品をネジや熱伝導性の接着剤を用いてホルダー９０に取り付ける態様であってもよい。凸部を別部品とする場合は例えばアルミニウム（Ａｌ）、ステンレス鋼（ｓｔａｉｎｌｅｓｓ ｓｔｅｅｌ）などの金属で構成する。この場合でも凸部は金属なのでホルダー９０の温度と同じになる。いずれにしても第２温度検出素子１０２がホルダー９０の温度になる部材に囲まれる構成にすると、周辺環境温度の影響を受けにくくなるからホルダーの９０の温度測定について好ましいものとなる。

第１温度検出素子１０１及び第２温度検出素子１０２は、液晶パネル１００の同一辺に沿って配置されている。具体的には、表示領域Ｅの中心を通過するＸ軸線及び表示領域Ｅの中心を通過しＸ軸線と直交するＹ軸線で分割されて規定される４つの象限を定義したとき、第１温度検出素子１０１及び第２温度検出素子１０２は、同じ象限に配置されている。即ち、第１温度検出素子１０１及び第２温度検出素子１０２は、第４象限に配置されている。ただし、ここでいう象限とは厳密な数学的定義ではなく、例えば、Ｘ軸上付近やＹ軸上付近はＸ軸やＹ軸に隣接する象限に含まれるものである。さらにはＸ軸、Ｙ軸は矩形を成す液晶パネル１００の辺方向に設定したが、辺方向と厳密に並行でなくてもよい。

液晶装置５００における平面視で上側、つまり液晶パネル１００の配線基板８０の取り付け側の反対側には、液晶装置５００を冷却するための冷却ファン４１が配置されている。即ち、液晶装置５００の上側から下側に向かって、冷却ファン４１からの冷媒としての冷却風が送風される。冷却ファン４１の配置はこれに限定されず、例えばパイプ状の送風路を経由して液晶装置５００の上側から下側に向かって、冷却ファン４１からの冷媒としての冷却風が送風される形態でもよい。よって、液晶パネル１００の表示領域Ｅにおける等温線５０は、表示領域Ｅの中心部Ｓより下側がやや高い傾向にある。

図３に示すように、液晶装置５００は、液晶パネル１００と、液晶パネル１００を保持するホルダー９０と、を有している。液晶パネル１００は、トランジスターや配線などが形成された素子基板１０と、素子基板１０と対向配置された対向基板２０と、素子基板１０と対向基板２０との間に配置された液晶層１５と、を備えている。液晶装置５００は、例えば、対向基板２０側から光Ｌが入射する構成となっている。

対向基板２０には、第１防塵基板７１が配置されている。素子基板１０には、第２防塵基板７２が配置されている。液晶パネル１００は、第１防塵基板７１を介して、ホルダー９０と熱伝導性の接着剤４０で固定されている。従って、液晶パネル１００が入射光によって発熱すると、素子基板１０の金属配線層等を介した面内方向の熱流が発生する。その熱流は対向基板２０、第１防塵基板７１と熱伝導性の接着剤４０を経由してホルダー９０に達する。面内方向の熱流があるので、液晶パネル１００には温度分布が発生する。一部の熱量は対向基板２０と第１防塵基板７１を介した経路や、素子基板１０と第２防塵基板７２を介した経路で周辺環境に排熱される。ホルダー９０には、液晶パネル１００の表示領域Ｅ（図２参照）と重なる位置に、光Ｌを通す開口部５１が形成されている。なお開口部５１の外形線は、実際には図２で説明した遮光領域Ｅ１ａと重なっており、遮光領域Ｅ１ａの表示領域Ｅ側の外形線からやや外側に位置する。実施例では図面の判別を容易にするために、開口部５１の外形線と遮光領域Ｅ１ａの表示領域Ｅ側の外形線とを同じ位置に図示している。

図４及び図５に示すように、液晶パネル１００は、対向配置された素子基板１０及び対向基板２０と、これら一対の基板によって挟持された液晶層１５とを有する。素子基板１０を構成する基板としての第１基材１０ａ、及び対向基板２０を構成する第２基材２０ａは、例えば、ガラス又は石英などである。

素子基板１０は対向基板２０よりも大きく、両基板は、対向基板２０の外周に沿って配置されたシール材１４を介して接合されている。その隙間に、正または負の誘電異方性を有する液晶が封入されて液晶層１５を構成している。

シール材１４は、例えば、熱硬化性又は紫外線硬化性のエポキシ樹脂などの接着剤が採用されている。シール材１４には、例えば、一対の基板の間隔を一定に保持するためのスペーサーが混入されている。

シール材１４の内側には、表示に寄与する複数の画素Ｐを配列した表示領域Ｅが設けられている。表示領域Ｅの周囲には、表示に寄与しない周辺回路などが設けられた非表示領域Ｅ１が配置されている。

素子基板１０の１辺部に沿ったシール材１４と１辺部との間には、データ線駆動回路２２が設けられている。また、１辺部に対向する他の１辺部に沿ったシール材１４と表示領域Ｅとの間には、検査回路２５が設けられている。さらに、１辺部と直交し互いに対向する他の２辺部に沿ったシール材１４と表示領域Ｅとの間には、走査線駆動回路２４が設けられている。１辺部と対向する他の１辺部に沿ったシール材１４と検査回路２５との間には、２つの走査線駆動回路２４を繋ぐ複数の配線２９が設けられている。

対向基板２０側における額縁状に配置されたシール材１４の内側には、同じく額縁状に遮光膜１８が設けられている。遮光膜１８は、例えば、遮光性を有する金属あるいは金属酸化物などからなり、遮光膜１８が設けられた領域が、遮光領域Ｅ１ａに対応し、遮光膜１８の内側が複数の画素Ｐを有する表示領域Ｅとなっている。遮光膜１８としては、例えば、タングステンシリサイド（ＷＳｉ）やクロム（Ｃｒ）を用いることができる。

これらデータ線駆動回路２２、走査線駆動回路２４に繋がる配線は、１辺部に沿って配列した複数の外部接続用端子７０に接続されている。以降、１辺部に沿った方向をＸ方向とし、１辺部と直交し互いに対向する他の２辺部に沿った方向をＹ方向として説明する。また、Ｚ方向から見ることを平面視という。

図５は、図４に示したＨ－Ｈ’線に沿う断面図を示し、第１基材１０ａの液晶層１５側の表面には、画素Ｐごとに設けられた光透過性を有する画素電極２７と、スイッチング素子である薄膜トランジスター（以降、「トランジスター３０」と呼称する）と、データ線（図示せず）と、これらを覆う第１配向膜２８とが形成されている。

画素電極２７は、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電膜で形成されている。

対向基板２０の液晶層１５側の表面には、遮光膜１８と、これを覆うように成膜された絶縁層３３と、絶縁層３３を覆うように設けられた対向電極３１と、対向電極３１を覆う第２配向膜３２とが設けられている。本発明における対向基板２０は、少なくとも遮光膜１８、対向電極３１、第２配向膜３２を含むものである。

遮光膜１８は、図４及び図５に示すように、表示領域Ｅを取り囲むと共に、平面的に走査線駆動回路２４、検査回路２５と重なる位置に設けられている。これにより対向基板２０側からこれらの駆動回路を含む周辺回路に入射する光を遮光して、周辺回路が光によって誤動作することを防止する役目を果たしている。また、不必要な迷光が表示領域Ｅに入射しないように遮光して、表示領域Ｅの表示における高いコントラストを確保している。

絶縁層３３は、例えば、酸化シリコンなどの無機材料からなり、光透過性を有して遮光膜１８を覆うように設けられている。このような絶縁層３３の形成方法としては、例えばプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法などを用いて成膜する方法が挙げられる。

対向電極３１は、例えば、ＩＴＯなどの透明導電膜からなり、絶縁層３３を覆うと共に、図４に示すように対向基板２０の四隅に設けられた上下導通部２６により素子基板１０側の配線に電気的に接続されている。

画素電極２７を覆う第１配向膜２８および対向電極３１を覆う第２配向膜３２は、液晶パネル１００の光学設計に基づいて選定される。第１配向膜２８及び第２配向膜３２としては、気相成長法を用いてＳｉＯｘ（酸化シリコン）などの無機材料を成膜して、負の誘電異方性を有する液晶分子に対して略垂直配向させた無機配向膜が挙げられる。

このような液晶パネル１００は、透過型であって、電圧が印加されない時の画素Ｐの透過率が電圧印加時の透過率よりも大きいノーマリーホワイトや、電圧が印加されない時の画素Ｐの透過率が電圧印加時の透過率よりも小さいノーマリーブラックモードの光学設計が採用される。次に、図６に示すブロック図を参照しながら、プロジェクター１０００の電気的な構成について説明する。

図６に示すように、プロジェクター１０００は、液晶装置５００と、中央制御部６０と、冷却ファン４１と、を備えている。液晶装置５００は、上記したように、液晶パネル１００と、ホルダー９０と、を有する。

中央制御部６０は、第１温度検出素子算出部６１と、第２温度検出素子算出部６２と、表示中心温度演算処理部６３と、相関係数格納部６４と、管理温度値格納部６５と、管理温度比較部６６と、冷却ファン制御部６７と、を備えている。

第１温度検出素子算出部６１は、第１温度検出素子１０１によって得られた出力値から第１測温値を算出する。第２温度検出素子算出部６２は、第２温度検出素子１０２によって得られた出力値から第２測温値を算出する。相関係数格納部６４には、表示領域Ｅのあらかじめ定めた領域の温度を推定するための係数Ｋが格納されている。あらかじめ定めた領域とは、例えば表示領域Ｅの中心部Ｓ付近であり、より具体的には最も高い温度を示す領域付近である。以降の説明では、表示領域Ｅの中心部Ｓは最も高い温度を示す領域付近として扱う。

表示中心温度演算処理部６３は、第１測温値と第２測温値と係数Ｋから液晶パネル１００の表示領域Ｅの表示中心部Ｓ（図２、図７参照）の温度を推定する。管理温度値格納部６５には、液晶パネル１００の表示中心部Ｓの管理温度値が格納されている。

管理温度比較部６６は、表示中心温度演算処理部６３によって演算された表示中心部Ｓの推定温度値と、管理温度値とを比較する。管理温度比較部６６は、表示中心部Ｓが管理温度値の上限を超えないように冷却ファン制御部６７による制御を決定する。冷却ファン制御部６７は、例えば、ＰＷＭ（パルス幅変調）動作によって実効駆動電圧を調整し、冷却ファン４１の風量を制御する。即ち、発熱した液晶パネル１００の温度を、適正な温度になるように冷却する。

次に、第１実施形態の液晶装置５００において、液晶パネル１００の表示中心部Ｓの温度が高精度に推定されているか否かを検証する。

ここで、液晶パネル１００の液晶層１５（図３、図５参照）の付近に微小領域を設定する。そして、表示中心部Ｓからホルダー９０への熱流を伴う１次元の熱回路を考える。これは、等温線５０に直交する経路を表示中心部Ｓからホルダー９０に向かって辿ることと同義である。等温線５０に直交する経路を考えるので、経路の直交方向、つまり等温線の方向への熱流はほとんど無視できるから１次元の熱回路で考えることができる。等温線５０に直交する経路としては、例えば表示中心部Ｓ付近から表示領域Ｅの長辺側に向かう経路が考えやすい。その他にも表示中心部Ｓ付近から表示領域Ｅの短辺側に向かう経路、表示中心部Ｓ付近から表示領域Ｅの隅部に向かう経路なども想定できる。またこの経路は直線状である必要はなく、等温線５０の分布が大きく変わらなければ弓なりの曲線でもよい。以下説明に使用する座標はこのような経路上にある。

表示領域Ｅの端部からホルダー９０と第１防塵基板７１の熱的接触点までの熱抵抗をＲ０とし、ホルダー９０の温度をＴｈとし、座標ｘ＝Ｘｐにおけるホルダー９０への熱流をＱ（Ｘｐ）とすると、以下の数式（１）を導き出すことができる。ここで座標ｘ＝０とはホルダー９０と第１防塵基板７１の熱的接触点である。従って熱抵抗Ｒ０は第１防塵基板７１や対向基板２０の厚み、平面視したときの第１防塵基板７１端から表示領域Ｅ端部までの距離と各基板の物性値等で決定されるから、設計で決まる一定値とみなせる。また座標ｘ＝Ｘｐは液晶パネル１００への光入射領域端であるから、表示領域Ｅより外側で、ホルダー９０の開口部５１の端部付近である。ここには遮光領域Ｅ１ａも存在する。

座標０≦ｘ≦Ｘｐでは液晶パネル１００への入射光は遮蔽されるから新たな熱流源がないとみなして熱流Ｑ（ｘ）は座標によらず同じとする。ここで座標ｘ＝０の温度、つまりホルダー９０の温度Ｔｈと、熱抵抗Ｒ０と、座標ｘ＝Ｘｐの熱流Ｑ（Ｘｐ）を用いて数式（１）を記述できる。

更に、座標Ｘｐ≦ｘの領域では、任意の座標ｘにおける温度をＴ（ｘ）とし、任意の座標ｘにおけるホルダー９０への熱流をＱ（ｘ）とし、第１防塵基板７１側の環境温度をＴ０ｆとし、第２防塵基板７２側の環境温度をＴ０ｒとし、基板の厚み方向の熱伝達率をｈとし、Ｘ方向の単位長さあたりの熱抵抗をＲとし、微小領域の面積をＡとし、微小領域における入射光による発熱流（座標によらず一定とする）をＪとすると、熱平衡状態では熱容量を考慮しなくてよいので、以下の数式（２）、数式（３）を記述できる。数式（２）、数式（３）から温度Ｔ（ｘ）に関する微分方程式を得る。そして微分方程式を解いて、数式（４）を導き出すことができる。入射光による発熱流Ｊを座標によらず一定とみなせる理由は、図１のランプユニット２１０２からの光がレンズアレイ等（図示せず）によってほぼ均一な分布を有して表示領域Ｅへ入射するからである。数式（３）は、微小領域における熱流Ｑ（ｘ）の変化量は、入射光による発熱流Ｊから、第１防塵基板７１を経由した外部環境への排熱や第２防塵基板７２側を経由した外部環境への排熱を差し引いたものであることを記述している。つまり微小領域において、直接外部環境へ排熱できなかった分が座標ｘ＝０に向かう熱流の増分になる。

数式（４）と数式（２）及び座標ｘ＝Ｘｐにおける熱流がＱ（Ｘｐ）であることを用いてＱ（Ｘｐ）を消去できる。さらに任意の座標Ｘ１とＸ２とによって、以下の数式（５）を得ることができる。数式（５）の導出の過程で環境温度Ｔ０ｆ、Ｔ０ｒ、入射光による発熱流Ｊを消去することができる。

ここでＫは以下のように記述される。つまりＫは、各基板の厚み、距離等の設計値、物性値、座標などによって定まる定数である。

次に、図７に示すように、検証用の液晶装置５００ａを用いて検証実験を行い、表示中心部Ｓの温度が、数式（５）によって求めることができるか否かを検証する。液晶パネル１００の表示領域Ｅ周辺の環境温度Ｔ０ｆ、Ｔ０ｒは、プロジェクター１０００の液晶パネル１００ではリアルタイムに精密測定することが難しい物理量である。数式（５）から環境温度が消去されたことは冷却設定によらず数式（５）が成立し得ることを意味する。また入射光による発熱流Ｊが消去されたことはプロジェクター１０００の液晶パネル１００の入射光量によらず数式（５）が成立し得ることを意味する。従って、極めて簡便な数式（５）が成立するならば、プロジェクター１０００の冷却設定や投影の明るさに応じて構成していた複雑な冷却制御のルックアップテーブル等を、全く不要にできることになる。

図７に示すように、検証用の液晶装置５００ａは、表示領域Ｅの四隅、各辺の中央部、及び表示中心部Ｓに第１温度検出素子１０１を配置し、各部の温度をモニターする。これら第１温度検出素子１０１は、９つの第１温度検出素子ＣＨ１，ＣＨ２，ＣＨ３，ＣＨ４，ＣＨ５，ＣＨ６，ＣＨ７，ＣＨ８，ＣＨ９である。また、検証用の液晶装置５００ａは、図７における、ホルダー９０の右下部に第２温度検出素子１０２を配置し、ホルダー９０の温度をモニターする。

第１温度検出素子１０１は、例えば、ダイオードである。第２温度検出素子１０２は、例えば、熱電対である。また、検証用の液晶パネル１００は、表示領域Ｅに、実際の液晶パネル１００を模して各種配線パターンが形成されている。従って、光Ｌを入射すると、実際の液晶パネル１００と同様に発熱する。検証用の液晶パネル１００には感温液晶（例えば、７０℃設定）を封入し、ダイオードの検出した温度との整合性を確認した。感温液晶の反応とダイオードによる検出温度の誤差は約±１℃以下であった。第１温度検出素子１０１と第２温度検出素子１０２とによる測温は、遅延約±１秒以内での同時測定を行った。

図８は、プロジェクター１０００に検証用の液晶装置５００ａを組み込み、点灯から消灯後の自然冷却までの温度変化を測定したグラフである。図８に示すグラフでは、測定点として第１温度検出素子ＣＨ１，ＣＨ４，ＣＨ５，ＣＨ６，ＣＨ８，ＣＨ９、及び第２温度検出素子である熱電対での検出温度を示している。

時刻ｔ０では、点灯動作を行い冷却ファン４１が回転し、光源からの光入射によって液晶パネル１００の温度が上昇し、各温度センサの検出温度が上昇していることがわかる。

時刻ｔ１では、検証のために冷却ファン４１の送風を弱めたので、各検出温度が上昇していることがわかる。時刻ｔ２では、冷却ファン４１の送風を元に戻したので、各検出温度が低下していることがわかる。時刻ｔ３では、消灯動作を行い、光源からの光入射は無くなり、冷却ファン４１の送風も停止している。従って、時刻ｔ３以降は、プロジェクター１０００の中での自然冷却となる。

なお、温度測定は、約６秒間隔で行っている。また、検証用のプロジェクター１０００及び液晶装置５００ａでの評価のため、検出温度は実際の製品における使用温度よりも高い温度を示している。ダイオードを用いている第１温度検出素子１０１は、事前に温度特性評価を行い、校正値を求めて温度検出に反映させている。時刻ｔ０で各検出温度が２５℃付近で集約しているのは、実験開始時の室温が約２５度であり校正が適正であることの証明でもある。時刻ｔ０における各検出温度は熱電対の検出温度とも整合している。

例えば、時刻ｔ１において最も温度が高いのは、表示中心部Ｓの第１温度検出素子ＣＨ５である。次に温度が高いのは、表示部中心部Ｓの下の第１温度検出素子ＣＨ６である。検証用のプロジェクター１０００では、図７に示した液晶装置５００ａの上部から冷却風が送風されている。即ち、冷却風の方向によって、表示部の温度分布は、等温線５０のように液晶パネル１００の表示中心部Ｓより下部が高い傾向になるといえる。なお図８の時刻ｔ１における各部の温度は１℃単位に丸め込んで図示している。

次に、数式５で示した係数Ｋが定数とみなせるかを検証する。図９は、遮光領域Ｅ１ａの右下に配置した第１温度検出素子ＣＨ９の温度をＴ１とし、表示中心部Ｓに配置した第１温度検出素子ＣＨ５の温度をＴ２としたときの、実験開始から時刻ｔ３までの温度相関図を示している。

図９に示すように、プロット群が２群あるのは、冷却ファン４１が動作している時と、消灯後に冷却ファン４１が停止した後の挙動に分かれているからである。実験開始から時刻ｔ３以降までの温度Ｔ２と温度Ｔ１との関係を実験値（記号〇）としてプロットし、温度Ｔ１、熱電対によるホルダー９０の温度Ｔｈ、及び導出した数式（５）による理論式（破線）とのフィッティングを試みる。目視フィッティングで係数Ｋの値を２．１とした。

実験は熱平衡状態ではない温度遷移過程を含んでいるが、フィッティングした結果から数式（５）による理論式は実用上十分な再現性があるといえる。また、冷却ファン４１が停止した後の自然冷却の過程まで見事に再現している。つまり、温度推定したい表示中心部Ｓと、第１温度検出素子１０１及び第２温度検出素子１０２とが、同じ熱流の影響下にあると判断できる。言い換えれば、第１温度検出素子１０１及び第２温度検出素子１０２が、略直線上に配置されている場合、高い精度で表示中心部Ｓの温度推定ができることを示している。光入射によって液晶パネル１００の発熱は変化し、冷却ファン４１の動作によって液晶パネル１００周辺の環境温度は変わるが、数式（５）による理論式で実験結果を再現できている。つまり数式（５）の妥当性を証明している。

次に、図１０～図１５を参照しながら、冷却風の向きと温度モニター位置との関係について検証する。図１０及び図１１は、悪い温度モニターの例を示している。図１２～図１５は、良い温度モニターの例を示している。図１１、図１３、図１５は図９と同様にして、実験値（記号〇）と理論式（破線）についてのフィッティング結果を示す。

まず、図１０及び図１１を参照しながら、悪い温度モニターの例について説明する。図１０は、第１温度検出素子ＣＨ１、推定する表示中心部Ｓの第１温度検出素子ＣＨ５、ホルダー９０に配置した第２温度検出素子１０２の、液晶装置５００ａを平面視したときの位置関係を示す図である。図１１は、横軸を第１温度検出素子ＣＨ１の温度Ｔ１、縦軸を推定する表示中心部Ｓの第１温度検出素子ＣＨ５の温度Ｔ２としたときの、実験値と理論値とを示すグラフである。図１０において、（Ｘ１、Ｙ１）は、第１温度検出素子ＣＨ１の位置するＸＹ座標、（Ｘ２、Ｙ２）は、第２温度検出素子ＣＨ５の位置するＸＹ座標を示す。

図１１に示すように、プロット群が２群あるのは、冷却ファン４１が動作している時と、消灯後に冷却ファン４１が停止した後の挙動に分かれているからである。このグラフに、Ｔ１の温度、Ｔｈの温度を用いて、係数Ｋの値を２．５としたときの理論値と実験値とを重ねている。

結果として、実験値と理論値とのフィッティング精度は、悪いことがわかる。つまり、第１温度検出素子１０１と第２温度検出素子１０２とが、液晶パネル１００の異なる２辺にあると、精度よく表示中心部Ｓの温度推定ができないことを示している。換言すれば、温度推定したい表示中心部Ｓと第１温度検出素子１０１及び第２温度検出素子１０２とが、同じ熱流の影響下にない場合は表示中心部Ｓの温度推定がうまくできないことを示している。これは表示中心部Ｓから第１温度検出素子１０１に向かう熱流の向きと、表示中心部Ｓから第２温度検出素子１０２へ向かう熱流の向きが全く異なる（約１８０度違う）ことによる。

図１２は、第１温度検出素子ＣＨ６、推定する表示中心部Ｓの第１温度検出素子ＣＨ５、ホルダー９０に配置した第２温度検出素子１０２の、液晶装置５００ａを平面視したときの位置関係を示す図である。図１３は、横軸を第１温度検出素子ＣＨ６の温度Ｔ１の温度、縦軸を推定する表示中心部Ｓの第１温度検出素子ＣＨ５の温度Ｔ２としたときの、実験値と理論値とをプロットして示すグラフである。図１２において、（Ｘ１、Ｙ１）は、第１温度検出素子ＣＨ６の位置するＸＹ座標、（Ｘ２、Ｙ２）は、第２温度検出素子ＣＨ５の位置するＸＹ座標を示す。

図１３に示すように、プロット群が２群あるのは、冷却ファン４１が動作している時と、消灯後に冷却ファン４１が停止した後の挙動に分かれているからである。このグラフに、Ｔ１の温度、Ｔｈの温度を用いて、係数Ｋの値を１．２５としたときの理論値と実験値とを重ねている。

結果として、実験値と理論値とのフィッティング精度は、良好である。図１３に示すように、冷却ファン４１が停止した後の自然冷却の過程まで見事に再現している。このグラフから、第１温度検出素子１０１と第２温度検出素子１０２とが液晶パネル１００の同一辺（Ｘ辺）にあると、精度よく表示中心部Ｓの温度推定ができることがわかる。理論的には、第２温度検出素子１０２は、第１温度検出素子ＣＨ６付近に設けられるべきだが、第１温度検出素子ＣＨ９付近に配置してもホルダー９０の温度を代用できている。

図１４は、第１温度検出素子ＣＨ８、推定する表示中心部Ｓの第１温度検出素子ＣＨ５、ホルダー９０に配置した第２温度検出素子１０２の、液晶装置５００ａを平面視したときの位置関係を示す図である。図１５は、横軸を第１温度検出素子ＣＨ８の温度Ｔ１、縦軸を第１温度検出素子ＣＨ５の温度Ｔ２としたときの、実験値と理論値とをプロットして示すグラフである。図１４において、（Ｘ１、Ｙ１）は、第１温度検出素子ＣＨ８の位置するＸＹ座標、（Ｘ２、Ｙ２）は、第２温度検出素子ＣＨ５の位置するＸＹ座標を示す。

図１５に示すように、プロット群が２群あるのは、冷却ファン４１が動作している時と、消灯後に冷却ファン４１が停止した後の挙動に分かれているからである。このグラフに、Ｔ１の温度、Ｔｈの温度を用いて、係数Ｋの値を１．７５としたときの理論値と実験値とを重ねている。

結果として、実験値と理論値とのフィッティング精度は、良好である。図１５に示すように、冷却ファン４１が停止した後の自然冷却の過程まで見事に再現している。このグラフから、第１温度検出素子１０１と第２温度検出素子１０２とが液晶パネル１００の同一辺（Ｙ辺）にあると、精度よく表示中心部Ｓの温度推定ができることがわかる。理論的には、第２温度検出素子１０２は、第１温度検出素子ＣＨ８付近に設けられるべきだが、第１温度検出素子ＣＨ９付近に配置してもホルダー９０の温度を代用できている。

図１２～図１５で説明したように、表示中心部Ｓの温度を精度よく推定できたとき、係数Ｋの値で最も小さい値が１．２５である。これは、第１温度検出素子ＣＨ６が冷却風の下流側の一辺に沿っており、更に、表示中心部Ｓに近いので温度Ｔ１が高くなっているからである。つまり、冷却風の下流側の一辺に沿って第１温度検出素子１０１を配置するとよい。また、係数Ｋが小さいので、第１温度検出素子１０１たるダイオード、第２温度検出素子１０２たる熱電対（サーミスタ）の測温誤差の影響を小さくすることができる。

図８に示すように、検証実験では、例えば、経過時間が５００ｓｅｃ付近で、冷却風の上流側の長辺（Ｘ辺）隅の第１温度検出素子ＣＨ１が約６０℃、下流側の長辺（Ｘ辺）隅の第１温度検出素子ＣＨ９が約６５℃である。また、冷却風の上流側の長辺（Ｘ辺）側中央の第１温度検出素子ＣＨ４が約７０℃、下流側の長辺（Ｘ辺）中央の第１温度検出素子ＣＨ６が約８２℃である。よって、長辺（Ｘ辺）隅であれば、冷却風の上流側より下流側に第１温度検出素子１０１を配置すると良いし、長辺（Ｘ辺）中央であれば、冷却風の上流側より下流側に第１温度検出素子１０１を配置すると良い。

更に、第１温度検出素子１０１を、表示領域Ｅを囲む遮光領域Ｅ１ａに配置すると、表示領域Ｅに極めて接近して第１温度検出素子１０１が配置されることになる。従って、第１温度検出素子１０１の検出温度を高くできる。そのため、係数Ｋの値が小さくなり、温度Ｔ１または温度Ｔｈの測温誤差の影響を抑えることができる。従って、精度よく表示中心部Ｓの温度Ｔ２を推定することができる。

また、未知数である係数Ｋは、数式（６）に基づいて決定するより、実験にて求めることが簡便で実用的である。第１温度検出素子１０１たるダイオード、第２温度検出素子１０２たるサーミスタの測温値があれば、理論式である数式（５）の１次方程式を解いて係数Ｋが求まる。このような測定を複数回行って統計処理すれば、確度良い係数Ｋが決まる。感温液晶も複数の温度水準を用いて、係数Ｋを決定するとさらによい。

ここで、第１温度検出素子１０１の測温値、第２温度検出素子１０２の測温値と係数Ｋの増減について説明する。

表示中心部Ｓの温度Ｔ２は、第１温度検出素子１０１の検出温度Ｔ１と、第２温度検出素子１０２の検出温度Ｔｈと、を用いて、以下の数式（７）から導くことができる。

次に、第２温度検出素子１０２を、より低い温度を検出する場所に設定すると、上記数式（６）の係数Ｋが小さくなることを説明する。第２温度検出素子１０２を液晶パネル１００に配置し、以下の数式（８）を得たとする。Ｔ１は第１温度検出素子１０１の検出温度、Ｔｈ１は第２温度検出素子１０２の検出温度であり、Ｔ２は表示中心部Ｓの温度である。

次に、同じ状態で、第２温度検出素子１０２をホルダー９０に配置し、数式（９）を得たとする。Ｔｈ２は第２温度検出素子１０２の検出温度である。数式（８）と同じ状態であるからＴ２とＴ１は同じ値である。ただし第２温度検出素子１０２の配置場所が変わったから係数Ｋ１は係数Ｋ２に変わる。

数式（８）、数式（９）を用いて、Ｋ２について解くと、次の数式（１０）を得ることができる。第２温度検出素子１０２をホルダー９０に配置したことで温度Ｔｈ２は温度Ｔｈ１より低い。従ってＴｈ１－Ｔｈ２＝ΔＴｈは正の数値である。また、係数Ｋ１，Ｋ２は、第１温度検出素子１０１の位置が表示中心部Ｓではないので、１より大きい数値である。

Ｋ１が１より大きく、ΔＴｈは、正の数値である。更に、プロジェクターの点灯時の温度Ｔ１はＴｈ１より高いので、Ｔ１－Ｔｈ１は正の数値である。つまり、数式（１０）の右辺の第２項の分母は正、分子は負である。従って、Ｋ２は、Ｋ１より小さくなることがわかる。つまり、第２温度検出素子１０２をホルダー９０に設けると、表示中心部の温度の推定式の係数Ｋを小さくできるので、２つの温度検出素子の誤差の影響を小さくできる。

また、第１温度検出素子１０１は、冷却源より遠い象限に配置することが好ましい。このように配置することにより、第１温度検出素子１０１の温度が高くなり、表示中心部Ｓの温度に近づく。表示中心部Ｓの温度は、数式（５）に示したように第１温度検出素子１０１と第２温度検出素子１０２との温度差に係数Ｋを乗じて推定する。係数Ｋが小さくなるので、温度検出誤差の影響が小さくなる。一方、係数Ｋが大きくなると、温度Ｔ１または温度Ｔｈの測温誤差の影響が大きくなり、表示中心部Ｓの温度推定精度が低下する。

係数Ｋは、第１温度検出素子１０１、第２温度検出素子１０２、及び温度を知りたい部位に依存する係数である。いま、第２温度検出素子１０２の場所を冷却風の下流側の一辺に設定する。その際、第１温度検出素子１０１を、検出温度を高くできる場所に設定すると、係数Ｋの値を小さくすることができる。係数Ｋの値を小さくすると、温度Ｔ１または温度Ｔｈの測温誤差の影響を抑えることができる。

液晶装置５００ａでは、一辺側から冷却風が当てられて冷却されている。そのため、同じ液晶パネル１００内でも、冷却風の上流側と下流側では温度が異なり、下流側の温度が高い。従って、第１温度検出素子１０１と第２温度検出素子１０２とを、冷却風の下流側にあたる液晶パネル１００の一辺に沿って配置すると精度よく表示中心部Ｓの温度Ｔ２を推定できる。

さて、第１温度検出素子１０１を、より高い温度を検出する場所に設定すると、数式（５）の係数Ｋが小さくなることを説明する。第１温度検出素子１０１を液晶パネル１００に配置し、次の数式（１１）を得たとする。説明上従来の係数Ｋを係数Ｚ１とする。

同じ状態で、第１温度検出素子１０１を、液晶パネル１００内のより温度の高い部位に配置し、次の数式（１２）を得たとする。Ｔｈは第２温度検出素子１０２の検出温度である。数式（１１）と同じ状態であるからＴ２とＴｈは同じ値である。ただし第１温度検出素子１０１の配置場所が変わったから係数Ｚ１は係数Ｚ２に変わる。

数式（１１）、数式（１２）を用いて、Ｚ２について解くと、次の数式（１３）を得ることができる。温度Ｔ１ａより温度Ｔ１ｂは高いから、Ｔ１ａ－Ｔ１ｂ＝ΔＴ１は負の数値である。また、係数Ｚ１，Ｚ２は、第２温度検出素子１０２の位置が表示中心部Ｓではないので、１より大きい数値である。

更に、プロジェクターの点灯時の第１温度検出素子１０１の温度Ｔ１ａはＴｈより高いので、Ｔ１ａ－Ｔｈは正の数値である。つまり、数式（１３）の右辺の第２項の分母は正、分子は負である。従って、Ｚ２は、Ｚ１より小さくなることがわかる。なお数式（５）を変形すると数式（１４）を得ることができるので、表示中心部Ｓの温度推定を数式（５）に限定する必要はない。ここでγ＝Ｋ－１である。

以上述べたように、液晶装置５００は、表示領域Ｅを有する液晶パネル１００と、液晶パネル１００を保持するホルダー９０と、液晶パネル１００に配置された液晶パネル１００の温度を検出する第１温度検出素子１０１と、ホルダー９０に配置されたホルダー９０の温度を検出する第２温度検出素子１０２と、を備え、表示領域Ｅの中心を通過するＸ軸線及び表示領域の中心を通過しＸ軸線と直交するＹ軸線で分割されて規定される４つの象限を定義したとき、第１温度検出素子１０１及び第２温度検出素子１０２は、同じ象限に配置されている。

この構成によれば、第１温度検出素子１０１と第２温度検出素子１０２とを同じ象限に配置するので、同じ熱流の影響下にあるものとみなせる２つの温度検出素子１０１，１０２の検出温度から表示中心部Ｓの温度を高い精度で推定することができる。また第２温度検出素子１０２を液晶パネル１００ではなくホルダー９０に配置したので第２温度検出素子１０２の検出温度を低くできる。その結果、係数Ｋの値を小さくできるから第１温度検出素子１０１及び第２温度検出素子１０２の測温誤差の影響を小さくできる。従って、精度よく表示中心部Ｓの温度Ｔ２を推定することができる。

また、液晶パネル１００は、液晶パネル１００を冷却する冷媒の流れの中に配置されており、第１温度検出素子１０１は、冷媒の流れの下流側に配置されている。

この構成によれば第１温度検出素子１０１が冷媒の流入側から遠い象限に配置されているので、第１温度検出素子１０１の検出温度を高くできる。その結果、係数Ｋの値を小さくできるから第１温度検出素子１０１及び第２温度検出素子１０２の測温誤差の影響を小さくできる。従って、精度よく表示中心部Ｓの温度Ｔ２を推定することができる。

また数式（５）における座標Ｘ１は、液晶パネル１００への光入射領域とほぼ同義であるホルダー９０の開口部５１の端部付近に設定する。ホルダー９０の開口部５１の端部には遮光領域Ｅ１ａがある。従って第１温度検出素子１０１を遮光領域Ｅ１ａに配置することが好適である。表示領域Ｅと重ならない位置である遮光領域Ｅ１ａに配置するならば第１温度検出素子１０１のレイアウトの制約も小さく、かつ表示領域Ｅにも近い。

この構成によれば表示領域Ｅに極めて接近して第１温度検出素子１０１が配置されるので第１温度検出素子１０１の検出温度を高くできる。その結果、係数Ｋの値を小さくできるから第１温度検出素子１０１及び第２温度検出素子１０２の測温誤差の影響を小さくできる。従って、精度よく表示中心部Ｓの温度Ｔ２を推定することができる。なお座標Ｘ１は液晶パネル１００への光入射領域であって、温度を推定したい領域及び第２温度検出素子１０２と同じ熱流の影響下であれば任意に設定できる。従って、第１温度検出素子１０１について表示領域Ｅに配置することを禁止するものではない。

また、液晶装置５００は、液晶パネル１００と、液晶パネル１００を保持するホルダー９０と、液晶パネル１００の温度を検出する第１温度検出素子１０１と、ホルダー９０の温度を検出する第２温度検出素子１０２と、を備え、第１温度検出素子１０１は、液晶パネル１００に配置され、第２温度検出素子１０２は、ホルダー９０に配置されており、液晶パネル１００の表示中心部Ｓの温度をＴ（Ｘ２）とし、第１温度検出素子１０１の温度をＴ（Ｘ１）とし、第２温度検出素子１０２の温度をＴｈとし、係数をＫとしたとき、数式（５）においてＫが３以下になるように、第１温度検出素子１０１と第２温度検出素子１０２と、を配置する。

この構成によれば、例えば第１温度検出素子１０１と第２温度検出素子１０２の測温誤差をそれぞれ±１℃程度とすれば、数式（５）の係数Ｋを３として表示中心部Ｓの推定温度誤差を±４℃以下程度にできる。こうすれば液晶パネル１００の管理温度範囲を１０℃程度にしたい場合でも対応することができる。繰り返し述べてきたように係数Ｋの値を小さくすれば表示中心部Ｓの測温精度が改善するので、温度管理もより容易にできる。係数Ｋの値を小さくするためには同じ熱流の影響化下（実施例では同じ象限、もしくは同一辺）にある液晶パネル１００の温度の高い部位（実施例では液晶パネル１００の遮光領域Ｅ１ａ）に第１温度検出素子１０１を配置し、低い温度の部位（実施例ではホルダー９０）に第２温度検出素子１０２を配置する構成がよい。

また、プロジェクター１０００は、上記に記載の液晶装置５００を備えるので、表示品質を向上させることが可能なプロジェクター１０００を提供することができる。また表示領域Ｅの温度推定式である数式（５）は環境温度や入射光強度の情報が不要である。従ってプロジェクター１０００の冷却設定や投影の明るさに応じて構成していた複雑な冷却制御のルックアップテーブル等を、不要にできる。

第２実施形態
第２実施形態の液晶装置５０１は、図１６に示すように、ホルダー１９０は配線基板８０側の延在側に延長された形態を成し、さらに放熱フィン９２が形成され、配線基板８０にパネル駆動ＩＣ９１が配置されている部分が、第１実施形態の液晶装置５００と異なっている。その他の構成については概ね同様である。このため第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分について詳細に説明し、その他の重複する部分については適宜説明を省略する。

第２実施形態の液晶装置５０１は、ホルダー１９０に放熱フィン９２が形成されている。また、液晶装置５０１は、液晶パネル１００と電気的に接続された配線基板８０に、パネル駆動ＩＣ９１が配置されている。ホルダー１９０は熱伝導性材料によってパネル駆動ＩＣ９１と接しており、放熱フィン９２によってパネル駆動ＩＣ９１の放熱を促す。第１温度検出素子１０１は、第１実施形態と同様に、遮光領域Ｅ１ａと重なるように配置されている。第２温度検出素子１０２は、パネル駆動ＩＣ９１より液晶パネル１００側に近く配置されている。

パネル駆動ＩＣ９１の発熱があると、ホルダー１９０に設けた第２温度検出素子１０２の温度Ｔｈは上昇する。しかし数式（５）における放熱先としてのホルダー１９０の温度は第２温度検出素子１０２によってＴｈとしてモニターできている。従って、数式（５）は成立し、第１温度検出素子１０１の温度Ｔ１と第２温度検出素子１０２の温度Ｔｈとをモニターできれば、表示中心部Ｓの温度Ｔ２を推定することができる。なお、パネル駆動ＩＣ９１の発熱による温度上昇を阻害するスリット９３があると、ホルダー１９０の第２温度検出素子１０２の装着部における不要な温度上昇を抑制することができるので好ましい。第２温度検出素子１０２の温度Ｔｈが低くなるから係数Ｋの値は小さくなり、精度よく表示中心部Ｓの温度Ｔ２を推定することができる。

次に、図１７を参照しながら、第２実施形態の比較例を説明する。比較例の液晶装置５０１ａは、第２温度検出素子１０２が、パネル駆動ＩＣ９１との接続辺から離れた場所のホルダー１９０に配置されている。この構成によれば、第１温度検出素子１０１と第２温度検出素子１０２との間にはパネル駆動ＩＣ９１による発熱源が存在してしまう。さらには冷却風の影響によって第２温度検出素子１０２の検出する温度は放熱先としてのホルダー１９０の温度とは異なるものとなる。従って、数式（５）における放熱先としてのホルダー１９０の温度を知ることが甚だ困難である。つまり、第２温度検出素子１０２の温度Ｔｈでは、表示中心部Ｓの温度Ｔ２を推定するにあたって障害になる。言い換えれば、ホルダー１９０の温度を適切にモニターできない。

以上述べたように、第２実施形態の液晶装置５０１は、液晶パネル１００と電気的に接続された配線基板８０と、配線基板８０の上に配置されたパネル駆動ＩＣ９１と、を備え、パネル駆動ＩＣ９１は、平面視でホルダー１９０と重なる位置に配置されており、第２温度検出素子１０２は、平面視で前記パネル駆動ＩＣより前記第１温度検出素子側に配置されている。

この構成によれば、第１温度検出素子１０１と第２温度検出素子１０２との間にはパネル駆動ＩＣ９１による発熱源が存在しない。従って数式（５）により液晶パネル１００の表示中心部Ｓの温度を検出することができる。よって、精度よく表示中心部Ｓの温度Ｔ２を推定することができる。

また、ホルダー１９０には、パネル駆動ＩＣ９１の熱流を阻害する放熱フィン９２が設けられており、パネル駆動ＩＣ９１は、放熱フィン９２を備えたホルダー１９０に接して配置されている。

この構成によれば、放熱フィン９２によってホルダー１９０の第２温度検出素子１０２の装着部における不要な温度上昇を抑制することができるので好ましい。第２温度検出素子１０２の温度Ｔｈが小さくなるから係数Ｋの値は小さくなり、精度よく表示中心部Ｓの温度Ｔ２を推定することができる。

第３実施形態
第３実施形態の液晶装置５０２は、図１８に示すように、第１温度検出素子１０１及び第２温度検出素子１０２が異なる位置に配置されている部分が、第２実施形態の液晶装置５０１と異なっている。その他の構成については概ね同様である。このため第３実施形態では、第２実施形態と異なる部分について詳細に説明し、その他の重複する部分については適宜説明を省略する。

第３実施形態の液晶装置５０２は、第１温度検出素子１０１及び第２温度検出素子１０２が、パネル駆動ＩＣ９１との接続辺と反対側の辺に配置されている。具体的には、第１温度検出素子１０１及び第２温度検出素子１０２は、第１象限に配置されている。第１温度検出素子１０１は、第１象限における、遮光領域Ｅ１ａの素子基板１０の上に配置されている。第２温度検出素子１０２は、第１象限におけるホルダー１９０に配置されている。

この場合、第１温度検出素子１０１は第１象限に配置されているから検出温度は低くなる。その結果係数Ｋの値は大きくなるから表示中心部Ｓの温度Ｔ２の推定誤差は大きくなる。ただしそれが許容できる範囲であれば、パネル駆動ＩＣ９１からの発熱の影響が効率的に抑えられているので、表示中心部Ｓの温度Ｔ２を簡便な数式（５）を用いて推定することができる。

以上述べたように、第１温度検出素子１０１及び第２温度検出素子１０２は、液晶パネル１００におけるパネル駆動ＩＣ９１との接続辺と反対側の辺に配置されている。

この構成によれば、接続辺と反対側の辺に第１温度検出素子１０１及び第２温度検出素子１０２が配置されているので、パネル駆動ＩＣ９１の発熱の影響を受けない位置で液晶パネル１００の温度を検出することが可能となる。よって、表示中心部Ｓの温度を簡便な数式（５）を用いて推定することができる。

第４実施形態
第４実施形態の液晶装置５０３は、図１９及び図２０に示すように、液晶パネル１００を加温する加温手段としてのヒーター９４がホルダー９０の上面に配置されている部分が、第１実施形態の液晶装置５００と異なっている。その他の構成については概ね同様である。このため第４実施形態では、第１実施形態と異なる部分について詳細に説明し、その他の重複する部分については適宜説明を省略する。このように液晶装置にヒーター９４を備える構成は、低温環境における液晶の応答速度低下防止の目的や、駆動電圧の最適化を図る目的で提案されている。

第４実施形態の液晶装置５０３は、上記したように、ホルダー９０の上面にヒーター９４が配置されている。ヒーター９４は、例えば、フィルムヒーターである。第１温度検出素子１０１は、第１実施形態と同様に、第４象限における、素子基板１０上の遮光領域Ｅ１ａと重なる位置に配置されている。

第２温度検出素子１０２は、第４象限における、ホルダー９０の厚み方向の中部に形成された取り付け穴９０ａ（図２０参照）に埋め込まれている。即ち、第２温度検出素子１０２は、図２０に示すように、断面視で、ヒーター９４と第１温度検出素子１０１との間のホルダー９０に配置されている。なお、第２温度検出素子１０２は、断面視で、ヒーター９４よりも液晶パネル１００側に配置されていることが好ましい。

次に、図２１を参照しながら、第４実施形態の液晶装置５０３を備えるプロジェクター１００１の電気的な構成を説明する。図２１に示すように、プロジェクター１００１は、液晶装置５０３と、ヒーター９４と、中央制御部６０ａと、冷却ファン４１と、を備えている。中央制御部６０ａは、第１実施形態のプロジェクター１０００の中央制御部６０に加えて、ヒーター制御部１６１と、管理温度比較部１６２と、が設けられている。

第１実施形態と同様に、まず、第１温度検出素子１０１の測温値、及び第２温度検出素子１０２の測温値を算出する。次に、相関係数格納部６４に格納された値を参照して、表示中心部Ｓの推定温度を演算する。その後、管理温度比較部６６は、表示中心部Ｓの推定温度と、管理温度値格納部６５に格納されている管理温度上限値とを比較し、表示中心部Ｓの推定温度が管理温度上限値を超えないように冷却ファン制御部６７によって冷却ファン４１の動作を決定する。冷却ファン４１は、例えば、ＰＷＭ動作によって実効駆動電圧が調整されて、冷却風量が制御される。

一方、管理温度比較部１６２は、推定された温度と、管理温度値格納部６５に格納されている管理温度下限値とを比較し、表示中心部Ｓの推定温度が管理温度下限値を下回らないようにヒーター制御部１６１によってヒーター９４の制御を決定する。即ち、低温の液晶パネル１００の温度を、適正な温度になるように加熱する。これにより、液晶の応答速度が適正になる。なお管理温度比較部１６２へは、表示中心部Ｓの推定温度ではなく、第１温度検出素子１０１の測温値を出力する構成にしてもよい。表示領域Ｅの４隅は表示領域Ｅの中で温度の最も低くなる領域に近しいので、第１温度検出素子１０１の測温値を表示領域Ｅの最低温度とみなすことで、表示領域Ｅ全体が管理温度下限値以上になっているかを簡便に判断することができる。

第２温度検出素子１０２は、ヒーター９４と第１温度検出素子１０１との間のホルダー９０に配置されるようにする。ヒーター９４からの発熱があると、ホルダー９０に設けた第２温度検出素子１０２の温度Ｔｈは上昇する。しかし第１温度検出素子１０１と第２温度検出素子１０２との間には発熱源は存在しない。従って、第１温度検出素子１０１の温度Ｔ１と、数式（５）における放熱先である第２温度検出素子１０２の温度Ｔｈとをモニターできれば、数式（５）により表示中心部Ｓの温度Ｔ２を推定することができる。なお、ヒーター９４と第２温度検出素子１０２が接してしまうと、第２温度検出素子１０２の検出温度は高温化したヒーター９４によって高くなってしまい、数式（５）における放熱先としての温度から乖離する。従って、ヒーター９４と第２温度検出素子１０２の間にはホルダー９０の構成部材が介在することがよい。

以上述べたように、第４実施形態の液晶装置５０３は、液晶パネル１００を加温するヒーター９４を備えており、第２温度検出素子１０２は、ヒーター９４と第１温度検出素子１０１との間のホルダー９０に配置されている。

この構成によれば、第１温度検出素子１０１と第２温度検出素子１０２との間には発熱源が存在しない。従って数式（５）により表示中心部Ｓの温度を高い精度で推定することができる。

なお、第１実施形態から第４実施形態の液晶装置５００，５０１，５０２，５０３の構成を説明したが、この構成に限定されず、以下のような構成にしてもよい。

図２２は、第１実施形態の液晶装置５００の変形例である液晶装置５１１の構成を示す平面図である。液晶装置５１１は、第１実施形態の液晶装置５００の構成と比較して、第１温度検出素子１０１の位置が異なっている。具体的には、第１温度検出素子１０１は、液晶パネル１００の右辺中央部に配置されている。この構成によれば、第１温度検出素子１０１及び第２温度検出素子１０２が、同じ第４象限に配置されているので、表示中心部Ｓの温度を高い精度で推定することができる。

図２３は、第１実施形態の液晶装置５００の変形例である液晶装置５１２の構成を示す平面図である。液晶装置５１２は、第１実施形態の液晶装置５００の構成と比較して、第１温度検出素子１０１の位置が異なっている。具体的には、第１温度検出素子１０１は、液晶パネル１００の下辺中央部に配置されている。この構成によれば、第１温度検出素子１０１及び第２温度検出素子１０２が、同じ第４象限に配置されているので、表示中心部Ｓの温度を高い精度で推定することができる。

図２４は、第１実施形態の液晶装置５００の変形例である液晶装置５１３の構成を示す平面図である。液晶装置５１３は、第１実施形態の液晶装置５００の構成と比較して、第２温度検出素子１０２の位置が異なっている。具体的には、第２温度検出素子１０２は、ホルダー９０の下辺中央部に配置されている。この構成によれば、第１温度検出素子１０１及び第２温度検出素子１０２が、同じ第４象限に配置されているので、表示中心部Ｓの温度を高い精度で推定することができる。

図２５は、第１実施形態の液晶装置５００の変形例である液晶装置５１４の構成を示す平面図である。液晶装置５１４は、第１実施形態の液晶装置５００の構成と比較して、冷却ファン４１に代え、ホルダー９０の周囲を囲むように設けられた冷却パイプ９５の中に冷却媒体を流して冷却する部分が異なっている。即ち、空冷ではなく液冷である。第１温度検出素子１０１及び第２温度検出素子１０２は、第１実施形態と同じ位置に配置されている。

冷却パイプ９５内の冷却媒体は、液晶パネル１００からの熱を輸送する過程で、入口側より出口側で温度が高くなる。従って、第４象限側において液晶パネル１００の温度が高くなる傾向になる。よって、冷却源から遠い領域、つまり、第４象限に第１温度検出素子１０１及び第２温度検出素子１０２を配置することが好ましい。これにより、第１温度検出素子１０１の検出温度を高くできるので係数Ｋの値が小さくなり、温度Ｔ１または温度Ｔｈの測温誤差の影響を抑制できる。その結果、精度よく表示中心部Ｓの温度Ｔ２を推定することができる。なお冷却パイプ９５内の冷却媒体は入口側の温度が低いので、ホルダー９０は第３象限側が冷却されやすい。第２温度検出素子１０２の検出温度を低くできるので係数Ｋの値が小さくなり得るから、第３象限側に第１温度検出素子１０１及び第２温度検出素子１０２を配置することも選択肢となる。第４象限側へ配置するか第３象限側に配置するかは係数Ｋの大きさによって決定すればよい。

図２６は、第２実施形態の液晶装置５０１の変形例である液晶装置５１５の構成を示す平面図である。液晶装置５１５は、第２実施形態の液晶装置５０１の構成と比較して、第２温度検出素子１０２がホルダー９０の右辺側に寄せて配置されている部分が異なっている。この構成によれば、パネル駆動ＩＣ９１から遠方になるように第２温度検出素子１０２を配置するので、パネル駆動ＩＣ９１からの発熱の影響を抑制することが可能となり、第２温度検出素子１０２の検出温度の上昇を抑制できるから係数Ｋの値が小さくなり、表示中心部Ｓの温度を高い精度で推定することができる。

図２７は、第４実施形態の液晶装置５０３の変形例である液晶装置５１６の構成を示す平面図である。図２８は、液晶装置５１６の構成を示す断面図である。液晶装置５１６は、第４実施形態の液晶装置５０３の構成と比較して、ヒーター９６がホルダー９０の側面に配置されている部分が異なっている。ヒーター９６は、例えば、フィルムヒーターである。第２温度検出素子１０２は、第１温度検出素子１０１と同じ象限である第４象限のホルダー９０の上面に配置されている。

この構成によれば、第１温度検出素子１０１と第２温度検出素子１０２との間にヒーター９６が存在しないので、第１温度検出素子１０１と第２温度検出素子１０２との間には発熱源が存在しないことになる。第１温度検出素子１０１の温度Ｔ１と第２温度検出素子１０２の温度Ｔｈとをモニターできれば、数式（５）により表示中心部Ｓの温度Ｔ２を推定することができる。また、第４実施形態の液晶装置５０３と比較して、第２温度検出素子１０２を取り付ける取り付け穴９０ａを別途形成することなく、ホルダー９０の温度を検出することができる。

また、同じ象限になるように第１温度検出素子１０１と第２温度検出素子１０２とを配置したことに限定されず、以下のように配置してもよい。液晶パネル１００の表示中心部Ｓの温度をＴ（Ｘ２）とし、第１温度検出素子１０１の温度をＴ（Ｘ１）とし、第２温度検出素子１０２の温度をＴｈとし、係数をＫとしたとき、数式（５）において、Ｋが３以下になるように、第１温度検出素子１０１と第２温度検出素子１０２と、を配置するようにしてもよい。実施例では主に表示中心部Ｓの温度推定について説明したが、これに限定されない。同じ熱流の影響下にあり、第１温度検出素子１０１と第２温度検出素子１０２の間の発熱源が無視できる程度であれば数式（５）が成立するので、表示中心部Ｓ以外の領域の温度推定を行ってもよい。あるいは表示領域Ｅの複数の領域について係数Ｋを個別に決めて温度推定を行ってもよい。また第１温度検出素子１０１と第２温度検出素子１０２を配置する象限はひとつに限定されない。実施例ではひとつの象限に１組の第１温度検出素子１０１と第２温度検出素子１０２を配置したが、各象限に配置してもよい。そのようにすると４個の第１温度検出素子１０１と４個の第２温度検出素子１０２で表示領域Ｅ全体の温度分布を推定することができる。さらに実施例では冷却ファン４１からの冷却風が液晶装置５００における平面視で上側から送風される例を示したが、これに限定されず、他の方向からの送風にも適用可能である。液晶装置５００の平面の法線方向からの送風であっても、同じ熱流の影響下にある第１温度検出素子１０１と第２温度検出素子１０２であれば数式（５）が成立するので、表示領域の温度推定ができる。

また、電気光学装置として上記したような液晶装置５００～５１６を適用することに限定されず、例えばバックライトを備えた直視型の液晶装置であってもよい。液晶装置も透過型に限定するものではない。また表示領域の発熱が均一に分布しているとみなせるならば、例えば、有機ＥＬ装置、プラズマディスプレイ、電子ペーパー（ＥＰＤ）等に適用するようにしてもよい。

なお、液晶装置５００が搭載される電子機器としては、プロジェクター１０００の他、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）、スマートフォン、ＥＶＦ（Electrical View Finder）、モバイルミニプロジェクター、電子ブック、携帯電話、モバイルコンピューター、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、ディスプレイ、車載機器、オーディオ機器、露光装置や照明機器など各種電子機器に用いることができる。

１０…素子基板、１０ａ…第１基材、１４…シール材、１５…液晶層、１８…遮光膜、２０…対向基板、２０ａ…第２基材、２２…データ線駆動回路、２４…走査線駆動回路、２５…検査回路、２６…上下導通部、２７…画素電極、２８…第１配向膜、２９…配線、３０…トランジスター、３１…対向電極、３２…第２配向膜、３３…絶縁層、４０…接着剤、４１…冷却ファン、５０…等温線、５１…開口部、６０…中央制御部、６０ａ…中央制御部、７１…第１防塵基板、６１…第１温度検出素子算出部、７２…第２防塵基板、６２…第２温度検出素子算出部、６３…表示中心温度演算処理部、６４…相関係数格納部、６５…管理温度値格納部、６６…管理温度比較部、６７…冷却ファン制御部、７０…外部接続用端子、８０…配線基板、９０…ホルダー、９０ａ…取り付け穴、９１…パネル駆動ＩＣ、９２…放熱フィン、９４…加温手段としてのヒーター、９３…スリット、９５…冷却パイプ、９６…ヒーター、１００，１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒ…電気光学パネルとしての液晶パネル、１０１，ＣＨ１，ＣＨ２，ＣＨ３，ＣＨ４，ＣＨ５，ＣＨ６，ＣＨ７，ＣＨ８，ＣＨ９…第１温度検出素子、１０２…第２温度検出素子、１６１…ヒーター制御部、１６２…管理温度比較部、１９０…ホルダー、５００，５０１，５０２，５０３，５１１，５１２，５１３，５１４，５１５，５１６…液晶装置、５００ａ…検証用の液晶装置、５０１ａ…比較例の液晶装置、１０００…電子機器としてのプロジェクター、１００１…プロジェクター、２１０２…ランプユニット、２１０６…ミラー、２１０８…ダイクロイックミラー、２１１２…ダイクロイックプリズム、２１１４…投射レンズ、２１２０…スクリーン、２１２１…リレーレンズ系、２１２２…入射レンズ、２１２３…リレーレンズ、２１２４…出射レンズ、２３００…シフトデバイス。

Claims (9)

1. 表示領域を有する電気光学パネルと、
   前記電気光学パネルを保持するホルダーと、
   前記電気光学パネルに配置され、前記電気光学パネルの温度を検出する第１温度検出素
   子と、
   前記ホルダーに配置され、前記ホルダーの温度を検出する第２温度検出素子と、
   を備え、
   前記表示領域の中心を通過し、前記電気光学パネルの一辺と平行なＸ軸線及び前記表示
   領域の中心を通過し前記Ｘ軸線と直交するＹ軸線で分割されて規定される４つの象限を定
   義したとき、前記第１温度検出素子及び前記第２温度検出素子は、同じ象限に配置されて
   いることを特徴とする電気光学装置。
2. 請求項１に記載の電気光学装置であって、
   前記電気光学パネルは、前記電気光学パネルを冷却する冷媒の流れの中に配置されてお
   り、
   前記第１温度検出素子は、前記冷媒の流れの下流側に配置されていることを特徴とする
   電気光学装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の電気光学装置であって、
   前記第１温度検出素子は、平面視で前記表示領域と重ならない位置に配置されているこ
   とを特徴とする電気光学装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の電気光学装置であって、
   前記電気光学パネルと電気的に接続された配線基板と、
   前記配線基板の上に配置されたパネル駆動ＩＣと、
   を備え、
   前記パネル駆動ＩＣは、平面視で前記ホルダーと重なる位置に配置されており、
   前記第２温度検出素子は、平面視で前記パネル駆動ＩＣより前記第１温度検出素子側に
   配置されていることを特徴とする電気光学装置。
5. 請求項４に記載の電気光学装置であって、
   前記ホルダーには、前記パネル駆動ＩＣと前記第２温度検出素子との間に開口部が設け
   られていることを特徴とする電気光学装置。
6. 請求項４又は請求項５に記載の電気光学装置であって、
   前記第１温度検出素子及び前記第２温度検出素子は、前記電気光学パネルにおける前記
   パネル駆動ＩＣとの接続辺と反対側の辺に配置されていることを特徴とする電気光学装置
   。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の電気光学装置であって、
   前記電気光学パネルを加温する加温手段を備えており、
   前記第２温度検出素子は、断面視で、前記加温手段と前記第１温度検出素子との間にお
   いて、前記ホルダー内に形成された取り付け穴に配置されていることを特徴とする電気光
   学装置。
8. 表示領域を有する電気光学パネルと、
   前記電気光学パネルを保持するホルダーと、
   前記電気光学パネルの温度を検出する第１温度検出素子と、
   前記ホルダーの温度を検出する第２温度検出素子と、
   を備え、
   前記第１温度検出素子は、前記電気光学パネルに配置され、
   前記第２温度検出素子は、前記ホルダーに配置されており、
   前記表示領域の中心を通過し、前記電気光学パネルの一辺と平行なＸ軸線及び前記表示
   領域の中心を通過し前記Ｘ軸線と直交するＹ軸線で分割されて規定される４つの象限を定
   義したとき、前記第１温度検出素子及び前記第２温度検出素子は、同じ象限に配置され、
   前記電気光学パネルの表示領域の中心部の温度をＴ（Ｘ２）とし、前記第１温度検出素
   子の温度をＴ（Ｘ１）とし、前記第２温度検出素子の温度をＴｈとし、係数をＫとしたと
   き、以下の式において、係数Ｋが１より大きく、３以下になるように、前記第１温度検出
   素子と前記第２温度検出素子と、を配置することを特徴とする電気光学装置。
   Ｔ（Ｘ２）＝Ｋ（Ｔ（Ｘ１）－Ｔｈ）＋Ｔｈ
9. 請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の電気光学装置を備えることを特徴とする
   電子機器。

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