JPH0954308A

JPH0954308A - 熱書き込み型液晶素子描画装置

Info

Publication number: JPH0954308A
Application number: JP20801695A
Authority: JP
Inventors: Koichi Furusawa; 宏一古澤; Shingo Shiotani; 慎吾塩谷; Eiichi Ito; 栄一伊藤; Kiyoshi Yamamoto; 山本　　清
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1995-08-15
Filing date: 1995-08-15
Publication date: 1997-02-25

Abstract

(57)【要約】【目的】液晶素子の予熱時の温度制御を容易にし、加
熱時間を短くでき、温度分布を均一にして描画を安定さ
せることが可能な熱書き込み型液晶素子描画装置を提供
すること。【構成】温度変化により透明状態と散乱状態とに変化
する熱光学効果を有する液晶素子に、描画熱源による熱
によって表示パターンを描画する熱書き込み型液晶素子
描画装置において、上記液晶素子の略全体に接触してこ
れを描画可能温度まで加熱する液晶素子載置部と、該液
晶素子載置部を、循環する加熱流体を介して加熱する循
環流体加熱手段とを有すること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、熱光学的効果を利用した
熱書き込み型液晶素子描画装置に関する。

【０００２】

【従来技術及びその問題点】熱書き込み型液晶素子描画
装置は、熱を加えることによって生じる液晶の相変化を
利用して、液晶素子（液晶セル）に像（表示パターン）
を描画するものである。この液晶素子の表示パターン
は、例えば投影機を用いてスクリーン上に投影すること
ができる。加熱には、細密な描画を行なうためレーザ光
が一般に用いられ、熱書き込み液晶素子としては、スメ
クテック液晶（熱転移型液晶）が用いられる。

【０００３】一対の透明基板の間に封入されたスメクテ
ック液晶は、スメクテックＡ相として垂直配向されて常
時は透明状態をなし、この透明状態の液晶分子に、レー
ザ光を照射して加熱すると、アイソトロピック相へ相転
移する。そしてこの後レーザ光の照射を停止して急冷す
ると、ランダム配向となる。このランダム配向状態は、
投影光に対して散乱作用を有する、いわゆる書き込まれ
た状態である。このためレーザ光が照射されない液晶表
示部分の透明部分と、照射された散乱部分との透過光の
比をもってコントラスト比をなす表示画像が得られ、こ
れを投影して観察像とすることができる。

【０００４】このスメクテック液晶の相転移に伴う書き
込みは、熱光学効果と呼ばれ、温度変化に基づいている
ため、その描画性能は、液晶相の温度変化に極めて関係
が深い。このため、液晶素子に予めバイアス温度をか
け、描画性能を向上させる工夫が一般的になされてい
る。即ち、液晶素子を相転移温度より僅かに低い温度に
保温するべくバイアス温度をかけると、レーザ光照射に
よる相転移温度までの加熱時間を短縮することができ、
高速の描画を実現することができる。また低出力のレー
ザパワーでの書き込みが可能となる。

【０００５】この作用を得るためには、バイアス温度を
液晶表示有効面の全域において均一に与えることが不可
欠である。即ち、バイアス温度が不均一であると、液晶
への書き込みの際、到達温度差、冷却スピードの差が生
じ、この結果、表示画像全体にコントラスト差が生じた
り、描画線幅が均一でない等、画質の低下を招く。

【０００６】そこで、本出願人により、液晶素子を、レ
ーザ光による描画が可能な閉じられた空間内に収納して
該閉空間を加熱することにより、大型の液晶素子でも、
これをより均一に加熱（予熱）可能な描画装置が提案さ
れている（特開平4-1723号公報参照）。しかしながら、
この本出願人により提案されている描画装置は、空気を
媒体として液晶素子を加熱する構造のため、温度制御が
難しく、所定温度に達するまでの加熱時間が長い。

【０００７】

【発明の目的】本発明は、熱書き込み型液晶素子描画装
置に関する上記従来の問題点に基づき、液晶素子の予熱
時の温度制御を容易にし、加熱時間を短くでき、液晶素
子の加熱部の温度分布を均一にして描画を安定させるこ
とが可能な熱書き込み型液晶素子描画装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００８】

【発明の概要】上記目的を達成するための本発明は、温
度変化により透明状態と散乱状態とに変化する熱光学効
果を有する液晶素子に、描画熱源による熱によって表示
パターンを描画する熱書き込み型液晶素子描画装置にお
いて、上記液晶素子の略全体に接触してこれを描画可能
温度まで加熱する液晶素子載置部と、該液晶素子載置部
を、循環する加熱流体を介して加熱する循環流体加熱手
段とを有することを特徴としている。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下図示実施例に基づいて本発明
を説明する。図１は本発明による熱書き込み型液晶素子
描画装置の一実施例を示す側面図であり、図２のその平
面図である。

【００１０】この熱書き込み型液晶素子描画装置１０
は、所定位置にセットした、矩形平板状の熱書き込み液
晶素子（液晶セル）１１にレーザ光を照射することによ
り、該液晶素子１１に文字や図形等の像（表示パター
ン）を描画する。この熱書き込み液晶素子１１は、一定
温度以上に加熱されると透光状態から散乱状態に転移す
る熱転移型液晶１２を二枚の透明板１３の間に密封し、
さらにこの透明板１３を、マウントとなる枠１５で固定
することにより、スライドプロジェクターで投影可能な
スライドとして構成されている。この熱書き込み液晶素
子１１は、枠１５に設けた図示しない電極を介して上記
熱転移型液晶１２に所定の電圧が印加されると、上記散
乱状態の液晶１２が透光状態に復帰し、描画されていた
表示パターンが消去される。

【００１１】熱書き込み型液晶素子描画装置１０は、描
画熱源としてのレーザダイオード１６、コリメートレン
ズ４３及びアナモフィックプリズム１７ａ、１７ｂを備
えたビーム整形部１７、反射ミラー４４、主走査部をな
すガルバノミラー２０、ｆθレンズ２１、レーザ光を二
方向に分割するハーフミラー２２、レーザ光を検知する
ホトディテクタ２３を備えている。このホトディテクタ
２３は、ハーフミラー２２の後方において、ガルバノミ
ラー２０で偏向されたレーザ光Ｌ₁ の内、反射されたレ
ーザ光Ｌ₂ が描画可能領域外の基準位置を通るときに透
過したレーザ光Ｌ₃ を受光する位置に配置されている。
これらの各部材は、４本の脚２６で支持されたテーブル
２５上に配置されている。このテーブル２５の下方に
は、熱書き込み液晶素子１１を保持してこれを副走査方
向（図１の左右方向）に駆動する副走査部としてのステ
ージ２７を備えている。なお、図１において、符号４８
はガルバノ回転軸、４９はガルバノ本体、５０はミラー
保持体である。

【００１２】レーザダイオード１６から発せられたレー
ザ光は、コリメートレンズ４３で収束され、アナモフィ
ックプリズム１７ａ、１７ｂで断面形状が略円形に整形
され、反射ミラー４４で光路を略９０度偏向されてガル
バノミラー２０に入射する。そして、このガルバノミラ
ー２０で反射されたレーザ光Ｌ₁ は、ｆθレンズ２１を
透過して、ハーフミラー２２に入射する。このハーフミ
ラー２２に入射したレーザ光Ｌ₁ のうち、大部分、例え
ば６０〜９０％、或は９０％以上がテーブル２５の下方
に配置された熱書き込み液晶素子１１に向けてレーザ光
Ｌ₂ として反射され、一部が、例えば４０〜１０％、或
は１０％以下がレーザ光Ｌ₃ としてハーフミラー２２を
透過する。熱書き込み液晶素子１１に入射したレーザ光
Ｌ₂ は、微小なスポットに集光する。

【００１３】ガルバノミラー２０は、一定の周期で所定
角度範囲を揺動（往復回動）する。このガルバノミラー
２０の揺動によって、レーザ光Ｌ₂ が所定偏向角範囲で
振られ、熱書き込み液晶素子１１を走査する。

【００１４】熱書き込み液晶素子１１は、ステージ２７
に設けられた、少なくとも副走査方向に精密移動される
スライダ３０上に予熱装置３１を介してセットされてい
る。この予熱装置３１は、保持した熱書き込み液晶素子
１１を、液晶転移温度近くまで昇温させる。

【００１５】この予熱装置３１は、水等の流体（液体）
ｆを密封する中空の予熱槽（ケーシング）３２と、この
予熱槽３２の両端部を連通させる循環流体加熱手段とし
ての循環用ホース３５と、予熱槽３２の上部に設けた液
晶素子載置部３２ａとを有している。予熱槽３２は、液
晶素子載置部３２ａを含む全体がゴム等の弾性材料によ
って構成され、かつ最上部（即ち液晶素子載置部３２
ａ）が液晶素子１１の露出面積と略同じ面積を有する平
坦状に構成されている。このため、液晶素子載置部３２
ａは、枠１５の内方において露出する液晶素子１１の裏
面の全体に密接しこれを最適の状態で保持することがで
きる。なお、上記水以外でも、使用温度範囲において揮
発性が少なく比較的比熱が高い液体であれば、流体ｆと
して用いることができる。

【００１６】予熱装置３１はまた、循環用ホース３５の
中間に、循環流体加熱手段としてのヒーター３７と、該
ヒーター３７で加熱された流体ｆを予熱槽３２内におい
て循環させる同手段としての循環用ポンプ３６を有して
いる。さらに予熱装置３１は、液晶素子載置部３２ａの
直ぐ内面側の温度を検出して、マイクロコンピュータ等
からなる制御部３８に信号を送るサーミスタ等の温度検
出器３４を有している。

【００１７】上記温度検出器３４は、液晶素子載置部３
２ａの内面側の複数箇所に設けられており、該液晶素子
載置部３２ａの温度分布が均一になっているか否かを検
出する。制御部３８は、この温度検出器３４からの温度
検出信号に基づいて、ヒーター３７による加熱温度と、
循環用ポンプ３６による加熱流体ｆの流動速度を制御す
る。即ち、例えば温度分布にムラがある場合には、循環
用ポンプ３６の駆動を速めて流体ｆの流速を増して流体
ｆの撹拌を促進させ、また温度が所定の温度に達してい
ないときにはヒーター３７により多くの電力を供給して
流体ｆに対する加熱を強める。なお、図示はしないが、
液晶素子載置部３２ａの付近には、熱書き込み液晶素子
１１に書込まれた描画像を消去する電圧を印加するため
の電極を兼ねた液晶素子押えが設けられている。

【００１８】図４に、本実施例の制御ブロック図を示
す。制御部３８の入力ポートには、メインスイッチ１８
と、温度検出器３４と、描画用ラインバッファ２４と、
描画用ページメモリ２８が接続されている。また制御部
３８の出力ポートには、描画用ラインバッファ２４と、
描画用ページメモリ２８と、レーザダイオード１６と、
ガルバノミラー２０と、ステージ２７と、循環用ポンプ
３６と、ヒーター３７が接続されている。この循環用ポ
ンプ３６とヒーター３７は、メインスイッチ１８がオン
して主電源が供給されると、制御部３８の指令によって
オンする。

【００１９】以上の構成を有する本熱書き込み型液晶素
子描画装置１０の描画動作は、上記制御部３８によって
制御される。この制御部３８は、パーソナルコンピュー
タなどの外部通信機器から描画データを入力し、描画用
ページメモリ２８にメモリし、描画処理を開始する。こ
の描画処理を、図５に示したフローチャートを参照して
説明する。

【００２０】予熱装置３１の液晶素子載置部３２ａ上に
熱書き込み液晶素子１１を載置した状態において描画処
理を開始する。すると、制御部３８は、ヒーター３７に
通電すると共に循環用ポンプ３６を駆動して、予熱槽３
２内で加熱流体ｆを循環させ（ステップＳ９）、さらに
温度検出器３４からの温度検出信号に基づいて、液晶素
子載置部３２ａ付近の流体ｆの温度が、相転移温度より
僅かに低い温度に達したか否かをチェックする（Ｓ１
０）。そして、液晶素子載置部３２ａの裏側部分の温度
が、相転移温度より僅かに低い温度に達したとき、ステ
ージ２７を介してスライダ３０を初期位置に移動させ、
主走査部をなすガルバノミラー２０を作動させる（Ｓ１
１〜Ｓ１３）。そして、描画用ページメモリ２８にメモ
リされた描画データを順番に取得し、１水平ライン（主
走査）分の描画データを描画用ラインバッファ２４に書
込む（Ｓ１５、Ｓ１７）。

【００２１】そして、レーザダイオード１６からレーザ
光を発光させ、レーザ光Ｌ₃ が基準位置に達したことを
ホトディテクタ２３が検出したときを基準時として時間
カウントを開始し、描画用ラインバッファ２４にセット
した描画データを一定速度で読出し、読み出したデータ
に基づいて、発光部であるレーザダイオード１６をオン
／オフ制御する（Ｓ１９、Ｓ２１）。熱書き込み液晶素
子１１は、レーザ光がオンしているときにはレーザ光の
照射によって潜像が形成されるが、レーザ光がオフして
いるときには潜像が形成されないので、この光源駆動部
のオン／オフ制御によってドット状に散乱状態部が形成
される。周知の通り、このドットの集合によって文字、
図形等の表示パターン（描画像）が描かれる。

【００２２】このＳ２１の描画処理を、１水平ライン分
繰り返す（Ｓ２１、Ｓ２３）。１水平ライン分の描画を
終了すると、副走査部としてのステージ２７を起動して
スライダ３０を垂直走査方向に沿って１水平ライン分移
動させて、次の１水平ライン分のデータを描画用ページ
メモリ２８から読み出して描画用ラインバッファ２４に
セットする（Ｓ２３、Ｓ２５、Ｓ２７、Ｓ１５、Ｓ１
７）。そして、ホトディテクタ２３がレーザ光が基準位
置に達したことを検知するのを待ち、検知したら、Ｓ１
９〜Ｓ２３の描画処理を繰り返す。そしてＳ２７にて１
ページ分の水平ライン描画が終了すると、ガルバノミラ
ー２０を停止させる（Ｓ２７、Ｓ２９）。この後、ヒー
ター３７と循環用ポンプ３６への通電をオフする（Ｓ３
０）。以上の処理によって、熱書き込み液晶素子１１
に、所定のデータに基づく表示パターンが形成される。

【００２３】このように本実施例の予熱装置３１は、熱
書き込み液晶素子１１の裏面全体に密接した液晶素子載
置部３２ａに、温度検出器３４によって該載置部３２ａ
付近の昇温状態を監視しながら、予熱槽３２内を循環す
る加熱流体ｆによって熱を加えるから、低出力のレーザ
ダイオード１６による描画が可能となる。また、熱書き
込み液晶素子１１の予熱時の温度制御を容易にし、加熱
時間を短くすることができ、温度分布を均一にして描画
を安定させることが可能となる。

【００２４】上記本実施例では、熱書き込み液晶素子１
１に描画パターンを書き込むための描画熱源としてレー
ザダイオード１６を用いたが、本発明はこれに限られな
い。即ち、描画熱源として、熱書き込み液晶素子１１に
接触してこれに熱を与えるサーマルヘッドを用いること
もできる。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、循環流体
加熱手段が、循環する加熱流体によって、液晶素子を載
置した液晶素子載置部を加熱するから、低出力の描画熱
源による描画が可能となる。また、液晶素子の予熱時の
温度制御を容易にし、加熱時間を短くすることができ、
温度分布を均一にして描画を安定させることが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による熱書き込み型液晶素子描画装置の
実施例を示す側面図である。

【図２】同熱書き込み型液晶素子描画装置の平面図であ
る。

【図３】同熱書き込み型液晶素子描画装置の予熱装置を
拡大して示す図である。

【図４】同熱書き込み型液晶素子描画装置の制御ブロッ
クを示す図である。

【図５】本実施例における描画処理を示すフローチャー
ト図である。

【符号の説明】

１０熱書き込み型液晶素子描画装置１１熱書き込み液晶素子（液晶素子）１６レーザダイオード（描画熱源）３２予熱槽（ケーシング）３２ａ液晶素子載置部３４温度検出器３５循環用ホース３６循環用ポンプ（循環流体加熱手段）３７ヒーター（循環流体加熱手段）３８制御部ｆ加熱流体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山本清東京都板橋区前野町２丁目36番９号旭光学工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】温度変化により透明状態と散乱状態とに
変化する熱光学効果を有する液晶素子に、描画熱源によ
る熱によって表示パターンを描画する熱書き込み型液晶
素子描画装置において、上記液晶素子の略全体に接触してこれを描画可能温度ま
で加熱する液晶素子載置部と；該液晶素子載置部を、循
環する加熱流体を介して加熱する循環流体加熱手段と；
を有することを特徴とする熱書き込み型液晶素子描画装
置。
【請求項２】請求項１において、液晶素子載置部は、
加熱流体を充填したケーシングの上部に備えられている
熱書き込み型液晶素子描画装置。
【請求項３】請求項２において、循環流体加熱手段
は、ヒーターと、該ヒーターで加熱された加熱流体を上
記ケーシング内において循環させる循環用ポンプとを有
する熱書き込み型液晶素子描画装置。
【請求項４】請求項２または３において、循環流体加
熱手段は、ケーシングの両端部を連通させる循環用ホー
スを備え、循環用ポンプは、この循環用ホース内の流体
を一定方向に流動させ、ヒーターは、該循環用ホース内
を流れる流体を加熱する熱書き込み型液晶素子描画装
置。
【請求項５】請求項２〜４のいずれか１項において、
液晶素子載置部付近の加熱流体の温度は、温度検出手段
によって常時検出され、ヒーターと循環用ポンプは、こ
の温度検出手段による検出温度に基づき作動を制御され
る熱書き込み型液晶素子描画装置。
【請求項６】請求項２〜４のいずれか１項において、
ケーシングは、液晶素子載置部を液晶素子の表裏の一面
全体に密接させるべく、弾性材料によって構成されてい
る熱書き込み型液晶素子描画装置。
【請求項７】請求項１において、描画熱源は、レーザ
光を発するレーザダイオードにより構成されている熱書
き込み型液晶素子描画装置。
【請求項８】請求項１において、描画熱源は、液晶素
子に接触しこれに熱を与えて描画するサーマルヘッドに
より構成されている熱書き込み型液晶素子描画装置。
【請求項９】請求項１において、加熱流体は、水から
なっている熱書き込み型液晶素子描画装置。