JP2000321669A - 画像表示装置および方法 - Google Patents

画像表示装置および方法

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JP2000321669A
JP2000321669A JP11132802A JP13280299A JP2000321669A JP 2000321669 A JP2000321669 A JP 2000321669A JP 11132802 A JP11132802 A JP 11132802A JP 13280299 A JP13280299 A JP 13280299A JP 2000321669 A JP2000321669 A JP 2000321669A
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air
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light valve
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JP11132802A
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Makoto Yamaguchi
真 山口
Susumu Yamada
進 山田
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像表示装置において、ライトバルブの周辺
を密閉し、そこに空気を送ることで、低コストかつ小規
模な構成でライトバルブを冷却する。 【解決手段】 液晶ライトバルブ16−1は、偏光板2
7−1を介して入射された光を変調し、出射する。液晶
ライトバルブ16−1の周囲には、密閉空間72−1,
73−1が形成されている。マイクロポンプの駆動によ
り、圧搾された空気が、密閉空間72−1,73−1に
噴射され、液晶ライトバルブ16−1を冷却する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像表示装置およ
び方法に関し、特に、マイクロポンプによる空気の循環
で、ライトバルブを冷却するようにした画像表示装置お
よび方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図1は、従来のプロジェクタ装置1の構
成例を表している。このプロジェクタ装置1において
は、モールドシャーシ3に取り付けられた投射ユニット
2より出射された、映像信号に対応する光が、反射ミラ
ー4に照射される。反射ミラー4で反射した光は、スク
リーン5に投射され、そこに映像が再生(表示)され
る。
【0003】図2乃至図4は、投射ユニット2の構成を
表している。投射ユニット2は、基板11を有し、基板
11上には、ランプ12、光学ユニット18、並びにダ
クト20が配置されている。光学ユニット18の上方の
一部は、蓋13により閉鎖されており、蓋13には、液
晶ライトバルブ16を駆動するための駆動ユニット14
が配置されている。
【0004】ランプ12からの光は、フィルタ21によ
り、赤外線および紫外線が除去され、可視光領域の波長
帯域の光が抽出される。抽出された可視光は、レンズア
レイ22−1,22−2(以下、これらを個々に区別す
る必要がない場合、単にレンズアレイ22と称する。他
の部品においても同様とする)により、集光された後、
メイン集光レンズ23により、さらに集光される。集光
された光は、赤色光を反射する第1のダイクロイックミ
ラー24に入射する。
【0005】ダイクロイックミラー24は、赤色の波長
帯域の光を反射し、緑色と青色の波長帯域の光を透過す
る。ダイクロイックミラー24で分離された赤色光は、
反射ミラー25で反射し、コンデンサレンズ26−1に
入射し、平行光に変換される。コンデンサレンズ26−
1より出射された赤色光は、偏光板27−1に入射し、
そのP偏光成分が抽出される。P偏光成分は、シールド
ガラス35−1を介して、赤色用の液晶ライトバルブ1
6−1に入射する。駆動ユニット14は、供給される赤
色の映像信号に基づいて赤色用の液晶ライトバルブ16
−1を駆動し、その透過率を制御する。
【0006】一方、第1のダイクロイックミラー24を
透過した緑色と青色の波長帯域の光は、緑色光を反射す
る第2のダイクロイックミラー28に入射する。ダイク
ロイックミラー28は、緑色の波長帯域の光を反射し、
青色の波長帯域の光を透過する。ダイクロイックミラー
28で分離された緑色光は、コンデンサレンズ26−2
に入射し、平行光に変換される。コンデンサレンズ26
−2より出射された緑色光は、偏光板27−2に入射
し、そのP偏光成分が抽出される。P偏光成分は、図示
せぬシールドガラス35−2(図4には、赤色光の光路
系のみが示されているが、緑色光または青色光の光路系
においても、同様に構成されている)を介して、緑色用
の液晶ライトバルブ16−2に入射する。駆動ユニット
14は、供給される緑色の映像信号に基づいて緑色用の
液晶ライトバルブ16−2を駆動し、その透過率を制御
する。
【0007】さらに、第2のダイクロイックミラー28
を透過した青色の波長帯域の光は、リレーレンズ29を
介して、反射ミラー30に案内される。反射ミラー30
で反射した光は、さらに、リレーレンズ31を介して、
反射ミラー32に案内される。反射ミラー32で反射し
た光は、コンデンサレンズ26−3に入射し、平行光に
変換される。コンデンサレンズ26−3より出射された
青色光は、偏光板27−3に入射し、そのP偏光成分が
抽出される。P偏光成分は、シールドガラス35−3
(図示せず)を介して、青色用の液晶ライトバルブ16
−3に入射する。駆動ユニット14は、供給される青色
の映像信号に基づいて青色用の液晶ライトバルブ16−
3を駆動し、その透過率を制御する。
【0008】赤色用の液晶ライトバルブ16−1、緑色
用の液晶ライトバルブ16−2、および青色用の液晶ラ
イトバルブ16−3は、それぞれの色のP偏光成分を変
調し、変調された光を、シールドガラス36−1乃至3
6−3(シールドガラス36−2,36−3は図示が省
略されている)を介して、合成プリズム15に入射す
る。
【0009】合成プリズム15は、入射した赤色光、緑
色光、および青色光を合成し、投射レンズ17に入射す
る。投射レンズ17は、入射した光を拡大し、反射ミラ
ー4を介してスクリーン5に投射し、そこに映像を再生
(表示)させる。
【0010】ダクト20は、外部からの塵埃などの侵入
を防止するフィルタ19を介して外気を吸入し、光学ユ
ニット18の下方に導く。光学ユニット18の下方へ導
かれた空気は、ファン37へ送り込まれる。
【0011】ファン37は、液晶ライトバルブ16へ空
気を送ることで、高温になり易い液晶ライトバルブ16
を冷却する。ファン37はまた、液晶ライトバルブ16
だけでなく、合成プリズム15およびコンデンサレンズ
26、並びに偏光板27にも空気を送る。
【0012】ファン37の風量調整のために、光学ユニ
ット18の裏面に大きさの異なる図示せぬ空気取り入れ
口が設けられ、特に、高温になり易い液晶ライトバルブ
16の空気取り入れ口の面積は大きいものとされてい
る。
【0013】シールドガラス35,36は、光学ユニッ
ト18およびプロジェクタ装置1内に存在する塵埃など
が、液晶ライトバルブ16の表面へ付着することによる
投射映像の画像劣化を防止する。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のプロ
ジェクタ装置1は、液晶ライトバルブ16からの投射映
像の輝度を上げるために、ランプ12の出射する光量が
大きくなるように調整され、また、途中での光の減衰が
小さくなるように、光学系が改良されている。このた
め、液晶ライトバルブ16および偏光板27に入射され
る光量が大きくなり、その温度が高温になる課題があっ
た。
【0015】そこで、ファン37として、風量が多くか
つ風速が速いファンを使用することで冷却効果を高めて
いたが、そのようにするとファン37から発生するノイ
ズが大きくなり、また、ファン37の数を増やすと、光
学ユニット18を小型化することができなくなる課題が
あった。
【0016】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、 ライトバルブの周囲を密閉し、そこに空
気を送ることで、低コストかつ小規模な構成で、ライト
バルブを効果的に冷却することを可能にするものであ
る。
【0017】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の画像表
示装置は、光源からの光をライトバルブに表示された映
像で変調し、ライトバルブの周囲に密閉した空間を形成
する空間形成手段と、空気を圧搾する圧搾手段と、圧搾
手段により圧搾された空気を、前記空間形成手段により
形成された密閉された空間に案内する案内手段と、空間
形成手段により形成された密閉された空間からの空気を
外部に排出する排出手段を備えることを特徴とする。
【0018】請求項9に記載の画像表示方法は、光源か
らの光をライトバルブに表示された映像で変調し、ライ
トバルブの周囲に密閉した空間を形成する空間形成ステ
ップと、空気を圧搾する圧搾ステップと、圧搾ステップ
の処理により圧搾された空気を、空間形成ステップの処
理により形成された密閉された空間に案内する案内ステ
ップと、空間形成ステップの処理により形成された密閉
された空間からの空気を外部に排出する排出ステップを
備えることを特徴とする。
【0019】請求項1に記載の画像表示装置、および請
求項9に記載の画像表示方法においては、光源からの光
がライトバルブに表示した映像で変調され、ライトバル
ブの周囲に密閉した空間が形成され、圧搾された空気が
密閉された空間に案内され、密閉された空間からの空気
が外部に排出される。
【0020】
【発明の実施の形態】次に、本発明を適用したプロジェ
クタ装置1について説明する。投射ユニット2以外の構
成は、図1に示した場合と同様である。
【0021】図5は本発明の投射ユニット2の構成を表
している。ランプ12からの光は、フィルタ21によ
り、赤外線および紫外線が除去され、可視光領域の波長
帯域の光が抽出される。抽出された可視光は、偏光変換
素子41により、その内部の偏光面で、P波およびS波
に分離される。P波は偏光面を透過し、S波は偏光面で
反射される。ここでS波は、内部の波長板により、90
度回転されてP波に変換される。変換されたP波は偏光
面に戻され、そこを透過する。
【0022】偏光変換素子41で変換されたP波は、レ
ンズアレイ22により、集光された後、メイン集光レン
ズ23により、さらに集光される。集光された光は、赤
色光を反射する第1のダイクロイックミラー24に入射
する。
【0023】ダイクロイックミラー24は、赤色の波長
帯域の光を反射し、緑色と青色の波長帯域の光を透過す
る。ダイクロイックミラー24で分離された赤色光は、
反射ミラー25で反射し、コンデンサレンズ26−1に
入射し、平行光に変換される。コンデンサレンズ26−
1より出射された赤色光は、偏光板27−1に入射し、
そのP偏光成分が抽出される。P偏光成分は、赤色用の
液晶ライトバルブ16−1に入射する。駆動ユニット1
4は、供給される赤色の映像信号に基づいて赤色用の液
晶ライトバルブ16−1を駆動し、その透過率を制御す
る。
【0024】一方、第1のダイクロイックミラー24を
透過した緑色と青色の波長帯域の光は、緑色光を反射す
る第2のダイクロイックミラー28に入射する。ダイク
ロイックミラー28は、緑色の波長帯域の光を反射し、
青色の波長帯域の光を透過する。ダイクロイックミラー
28で分離された緑色光は、コンデンサレンズ26−2
に入射し、平行光に変換される。コンデンサレンズ26
−2より出射された緑色光は、偏光板27−2に入射
し、そのP偏光成分が抽出される。P偏光成分は、緑色
用の液晶ライトバルブ16−2に入射する。駆動ユニッ
ト14は、供給される緑色の映像信号に基づいて緑色用
の液晶ライトバルブ16−2を駆動し、その透過率を制
御する。
【0025】さらに、第2のダイクロイックミラー28
を透過した青色の波長帯域の光は、リレーレンズ29を
介して、反射ミラー30に案内される。反射ミラー30
で反射した光は、さらに、リレーレンズ31を介して、
反射ミラー32に案内される。反射ミラー32で反射し
た光は、コンデンサレンズ26−3に入射し、平行光に
変換される。コンデンサレンズ26−3より出射された
青色光は、偏光板27−3に入射し、そのP偏光成分が
抽出される。P偏光成分は、青色用の液晶ライトバルブ
16−3に入射する。駆動ユニット14は、供給される
青色の映像信号に基づいて青色用の液晶ライトバルブ1
6−3を駆動し、その透過率を制御する。
【0026】赤色用の液晶ライトバルブ16−1、緑色
用の液晶ライトバルブ16−2、および青色用の液晶ラ
イトバルブ16−3は、それぞれの色のP偏光成分を変
調し、合成プリズム15に入射する。
【0027】図6および図7は、液晶ライトバルブ16
を冷却するためのマイクロポンプ55の構成例を表して
いる。プロジェクタ装置1の電源(図示せず)がオンさ
れると、マイクロポンプ55が駆動され、吸入口51よ
り外気が吸入される。
【0028】マイクロポンプ55はまた、フィルタ付き
吸入口53から空気を吸入し、空気タンク52に貯蔵す
る。貯蔵された空気は、空気クリーナ54に案内され、
そこで、塵埃等が除去される。
【0029】塵埃等が除去された空気は、マイクロポン
プ55により圧搾(圧縮)される。圧搾された空気は、
調整弁56により風量、風圧が調整された後、吐き出し
口57からホースを通過し、光学ユニット18の空気取
り入れ口42へ案内され、光学ユニット18を冷却す
る。そして、その空気は空気排出口43から排出され
る。
【0030】次に、図8乃至図11を参照して、赤色用
の液晶ライトバルブ16−1を例にとり、それぞれの液
晶ライトバルブの冷却構造を説明する。角状中空板67
−1は、液晶ライトバルブ16−1の入射側に配置さ
れ、液晶ライトバルブ16−1とともに、固定金具61
−1に、ねじ62A−1乃至62C−1で固定されてい
る。ねじ62A−1乃至62C−1は、角状中空板67
−1のねじ穴82A−1,82B−1,82C−1(ね
じ穴82C−1は図示されていない)、並びに液晶ライ
トバルブ16−1のねじ穴84A−1,84B−1,8
4C−1(ねじ穴84C−1は図示されていない)を介
して、固定金具61−1のねじ穴85A−1,85B−
1,85C−1に挿入されている。
【0031】角状中空板67−1の入射側には、偏光板
27−1が、ねじ63A−1乃至63D−1で固定され
ている。ねじ63A−1乃至63D−1は、偏光板固定
金具71−1のねじ穴81A−1乃至81D−1、並び
に角状中空板67−1のねじ穴83A−1乃至83D−
1に挿入されている。このとき、偏光板固定金具71−
1のねじ穴81A−1乃至81D−1は、偏光板27−
1がわずかに回転できるように、ねじ穴を少し大きくし
ておくことで、液晶ライトバルブ16−1との偏光軸を
合わせられるようになされている。
【0032】また、液晶ライトバルブ16−1、角状中
空板67−1、および偏光板27−1の接触面は、それ
ぞれ密着性を良くし、空気が漏れないようにしてある。
これにより、液晶ライトバルブ16−1や偏光板27−
1に塵埃等が付着するのが抑制される。
【0033】液晶ライトバルブ16−1と偏光板27−
1との間は、角状中空板67−1を挟み込むことで、3
mm乃至4mmの幅の密閉空間72−1が形成される。
【0034】同様に、液晶ライトバルブ16−1の出射
側にも、固定金具61−1の上に角状中空板75−1を
接着し、さらにその上にシールドガラス31−1を固定
することで、密閉空間73−1が形成される。
【0035】密閉空間72−1,73−1の内部に、空
気を吸入するために、角状中空板67−1の下部に空気
を通すためのパイプ状の穴68−1および74A−1,
74B−1が設けられている。さらに空気を密閉空間7
2−1に噴射するため、噴射ノズル64A−1,64B
−1が設けられている。
【0036】液晶ライトバルブ16−1の出射側の空気
を通すパイプ状の穴74A−1,74B−1の開口部に
対応して、固定金具61−1に、溝86A−1,86B
−1が形成されている。穴74A−1,74B−1から
の空気は、溝86A−1,86B−1を介して、密閉空
間73−1に噴射される。
【0037】角状中空板67−1には、空気排出の穴7
6A−1,76B−1が設けられており、冷却を終えた
空気が空気排出の穴76A−1,76B−1から、排出
管65A−1に案内される。同様に、角状中空板75−
1にも、空気排出の穴77A−1,77B−1(穴77
A−1は図示されていない)が設けられており、冷却を
終えた空気が空気排出の穴77A−1,77B−1か
ら、排出管66A−1,66B−1に案内される。排出
管65A−1,65B−1,66A−1,66B−1
は、上部で排出管65C−1に一体とされ、冷却を終え
た空気を排出する。
【0038】緑色用の液晶ライトバルブ16−2と青色
用の液晶ライトバルブ16−3の冷却構造は、前記赤色
用の液晶ライトバルブ16−1と同様である。
【0039】図12のブロック図を参照して、マイクロ
ポンプ55により、液晶ライトバルブ16を冷却するた
めの空気の流れについて説明する。空気を循環させない
場合、弁91が開放され、切替部92が空気を流路Bに
向けて排出するように切り替えられる。
【0040】プロジェクタ装置1の電源(図示せず)が
オンされると、マイクロポンプ55が駆動される。マイ
クロポンプ55の駆動により、弁91を介して吸入口5
1より吸入された空気は流路Aを流れ、空気タンク52
に貯蔵される。貯蔵された空気は、空気クリーナ54に
案内され、そこで、塵埃等が除去される。
【0041】塵埃等が除去された空気は、マイクロポン
プ55により圧搾(圧縮)される。圧搾された空気は、
調整弁56により風量、風圧が調整された後、吐き出し
口57からホースを通過し、光学ユニット18の空気取
り入れ口42へ案内される。
【0042】案内された空気は、角状中空板67の下部
に設けられているパイプ状の穴68,74を通過し、噴
射ノズル64から密閉空間72,73に噴射され、液晶
ライトバルブ16の入射側、出射側、および偏光板27
を冷却する。
【0043】冷却を終えた空気は、角状中空板67の空
気排出の穴76、および角状中空板75の空気排出の穴
77から、密閉空間72、73の上部に設けられた排出
管65,66に案内される。排出管65,66は、上部
で一体とされ、冷却を終えた空気を排出する。
【0044】それぞれの液晶ライトバルブ16から排出
された空気は、一体化された後、ホースで案内され、光
学ユニット18の空気排出口43から、切替部92を介
して流路Bより外へ排出される。
【0045】一方、空気を循環させる場合、弁91が閉
じられ、切替部92は空気を流路Cの方向に案内するよ
うに切り替えられる。この場合、冷却を終えた空気は、
空気排出口43から流路Cを通って、吸入口51へ送り
込まれる。吸入口51は、冷却を終えた空気を、空気タ
ンク52に案内する。空気タンク52は、図示せぬファ
ン等で空気を冷却し、空気を再循環させる。また、この
とき、空気タンク52は、フィルタ付き吸入口53から
空気を若干補充する。
【0046】マイクロポンプ55の空気圧力は、500
0Pa乃至10000Paとされ、調整弁56により、空気
の流量を3リットル/分乃至4リットル/分に調整する
ことで、冷却の程度が調整される。
【0047】以上においては、空気の噴射ノズル64
を、2個設けるようにしたが、その数を3個以上に増や
して噴射することで、冷却効果を高めることが可能であ
る。また、噴射位置も、下部だけでなく、密閉空間7
2,73の上、左、または右とすることも可能である。
さらに、噴射ノズル64の形状は、丸だけでなく、楕円
または矩形等の形状としてもよい。
【0048】また、以上においては、ライトバルブとし
て液晶ライトバルブを用いるようにしたが、液晶以外の
ライトバルブを用いることも可能である。さらに、本発
明は、プロジェクタ以外の画像表示装置にも応用が可能
である。
【0049】
【発明の効果】以上のように、請求項1に記載の画像表
示装置、および請求項9に記載の画像表示方法によれ
ば、ライトバルブの周囲を密閉し、そこに空気を送るよ
うにしたので、低コストかつ小規模な構成で、ライトバ
ルブを効果的に冷却することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のプロジェクタ装置1の構成例を示す図で
ある。
【図2】図1のプロジェクタ装置1の投射ユニット2の
構成を示す斜視図である。
【図3】図2の投射ユニット2の構成を示す平面図であ
る。
【図4】図2の液晶ライトバルブ16を冷却する構成を
示す側面図である。
【図5】本発明を適用したプロジェクタ装置1の投射ユ
ニット2の構成を示す平面図である。
【図6】マイクロポンプ55の構成を示す平面図であ
る。
【図7】図6のマイクロポンプ55の構成を示す側面図
である。
【図8】図5の液晶ライトバルブ16の入射側から見た
構成を示す正面図である。
【図9】図8の液晶ライトバルブ16の構成を示す側面
図である。
【図10】図8の液晶ライトバルブ16の構成を示す分
解斜視図である。
【図11】図5の液晶ライトバルブ16の冷却構造を示
す平面図である。
【図12】空気が循環する流れを示すブロック図であ
る。
【符号の説明】
1 プロジェクタ装置, 2 投射ユニット, 3 モ
ールドシャーシ, 4反射ミラー, 5 スクリーン,
11 基板, 12 ランプ, 13 蓋,14 駆
動ユニット, 15 合成プリズム, 16−1乃至1
6−3 液晶ライトバルブ, 17 投射レンズ, 1
8 光学ユニット, 19 フィルタ, 20 ダク
ト, 21 フィルタ, 23 集光レンズ, 24
ダイクロイックミラー, 25 反射ミラー, 27−
1乃至27−3 偏光板, 28ダイクロイックミラ
ー, 37 ファン, 41 偏光変換素子, 42
空気取り入れ口, 43 空気排出口, 51 吸入
口, 52 空気タンク,53 フィルタ付き吸入口,
54 空気クリーナ, 55 マイクロポンプ,56
調整弁, 57 吐き出し口, 64A−1,64B
−1 噴射ノズル, 65A−1乃至65C−1,66
A−1,66B−1 排出管, 67−1乃至67−3
角状中空板, 72−1,73−1密閉空間, 75
−1乃至75−3 角状中空板, 91 弁, 92
切替部

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源からの光をライトバルブに表示され
    た映像で変調し、画像を表示する画像表示装置におい
    て、 前記ライトバルブの周囲に密閉した空間を形成する空間
    形成手段と、 空気を圧搾する圧搾手段と、 前記圧搾手段により圧搾された空気を、前記空間形成手
    段により形成された密閉された空間に案内する案内手段
    と、 前記空間形成手段により形成された密閉された空間から
    の空気を外部に排出する排出手段とを備えることを特徴
    とする画像表示装置。
  2. 【請求項2】 前記圧搾手段により圧搾する空気を濾過
    する濾過手段をさらに備えることを特徴とする請求項1
    に記載の画像表示装置。
  3. 【請求項3】 前記圧搾手段により圧搾する空気を冷却
    する冷却手段をさらに備えることを特徴とする請求項1
    に記載の画像表示装置。
  4. 【請求項4】 前記空間形成手段により形成された密閉
    された空間に案内する空気の流量を調整する調整手段を
    さらに備えることを特徴とする請求項1に記載の画像表
    示装置。
  5. 【請求項5】 前記圧搾手段により圧搾する空気を貯蔵
    する貯蔵手段と、 前記排出手段により排出された空気を前記貯蔵手段に供
    給し、貯蔵させる供給手段とをさらに備えることを特徴
    とする請求項1に記載の画像表示装置。
  6. 【請求項6】 前記空間形成手段が形成する密閉された
    空間に配置され、前記ライトバルブに入射される光を偏
    光する偏光手段をさらに備えることを特徴とする請求項
    1に記載の画像表示装置。
  7. 【請求項7】 前記光源からの光を、3つの色の成分に
    分離する分離手段と、 前記分離手段により分離され、前記ライトバルブで変調
    された3つの色の光を合成する合成手段とをさらに備
    え、 前記空間形成手段は、前記分離手段により分離された3
    つの色の光を変調する3つの前記ライトバルブの周囲に
    それぞれ密閉された空間を形成することを特徴とする請
    求項1に記載の画像表示装置。
  8. 【請求項8】 前記空間形成手段は、前記密閉された空
    間を、前記ライトバルブの光が入射される面と、出射さ
    れる面の両方に形成することを特徴とする請求項1に記
    載の画像表示装置。
  9. 【請求項9】 光源からの光をライトバルブに表示され
    た映像で変調し、画像を表示する画像表示装置の画像表
    示方法において、 前記ライトバルブの周囲に密閉した空間を形成する空間
    形成ステップと、空気を圧搾する圧搾ステップと、 前記圧搾ステップの処理により圧搾された空気を、前記
    空間形成ステップの処理により形成された密閉された空
    間に案内する案内ステップと、 前記空間形成ステップの処理により形成された密閉され
    た空間からの空気を外部に排出する排出ステップとを含
    むことを特徴とする画像表示方法。
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