JP2010078688A - 投写型映像表示装置 - Google Patents

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慎也 納田
Akira Miyanaga
明 宮永
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康之 廣内
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Abstract

【課題】冷却装置の取り付け作業性を向上できる投写型映像表示装置を提供する。
【解決手段】本実施形態に係る投写型映像表示装置100において、冷却ユニット200は、第1冷却装置201とハウジング部210とを有する。第1冷却装置201において、第1冷却ファン201Bは、第1空気ダクト201Cと一体的に取り付けられている。
【選択図】図4

Description

本発明は、光源から出射される光が照射される光学素子を有する投写型映像表示装置に関する。
従来、光源と、光源から出射された光を変調する光学素子と、光学素子から出射された光を投写する投写光学系とを有する投写型映像表示装置が知られている。光学素子は、液晶パネル、偏光板、レンズなどを含む。
上述した投写型映像表示装置では、光源から出射された光は、光の進路上に設けられる光学素子に照射される。そのため、光学素子は、光源から出射された光によって加熱される。
そこで、光学素子を冷却する冷却装置が広く用いられている。例えば、風を発生させる冷却ファンと、冷却ファンからの風を冷却対象に導く空気ダクトとを備える冷却装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。冷却ファンは、投写型映像表示装置の筐体内において空気ダクトに取り付けられる。
特開2005−121250公報
しかしながら、筐体や光学系部分にファン等の送風手段を取り付け、その後ダクト等の冷却風調整手段を取り付ける作業性が良好ではない。その結果、投写型映像表示装置の生産性が低下してしまうため、冷却装置の取り付け作業性の向上が望まれていた。
本発明は、上述した状況に鑑みてなされたものであり、冷却装置の取り付け作業性を向上できる投写型映像表示装置を提供することを目的とする。
本発明の特徴に係る投写型映像表示装置(投写型映像表示装置100)は、光源(光源10)から出射される光が照射される光学素子と、光学素子を冷却する冷却ユニット(冷却ユニット200)とを備え、冷却ユニットは、風を発生させる第1冷却ファン(第1冷却ファン201B)と、第1冷却ファンからの風を光学素子に導く第1空気ダクト(第1空気ダクト201C)とを含む第1冷却装置(第1冷却装置201)と、第1冷却装置を収容するハウジング部(ハウジング部210)とを有しており、第1冷却ファンは、第1空気ダクトと一体的に取り付けられることを要旨とする。
かかる特徴によれば、第1冷却ファンを第1空気ダクトに取り付けた後に、冷却ユニットを投写型映像表示装置の筐体内部に配置することができる。すなわち、投写型映像表示装置の筐体内部で第1冷却ファンを第1空気ダクトに取り付ける必要がない。従って、第1冷却装置の取り付け作業性を向上できるため、投写型映像表示装置の生産性を向上させることができる。
本発明の特徴において、冷却ユニットは、風を発生させる第2冷却ファン(第2冷却ファン202B)と、第2冷却ファンからの風を光学素子に導く第2空気ダクト(第2空気ダクト202C)とを含む第2冷却装置(第2冷却装置202)を有し、第2冷却ファンは、第2空気ダクトと一体的に取り付けられており、第1冷却装置及び第2冷却装置は、ハウジング部と一体的に取り付けられていてもよい。
本発明の特徴において、ハウジング部と第1空気ダクトとを一体成形し、第1空気ダクトに第1冷却ファンを一体的に取り付けてもよい。
本発明の特徴において、冷却ユニットは、電源装置と電気的に接続される中継基板(中継基板220)を有しており、第1冷却装置及び第2冷却装置それぞれは、中継基板と電気的に接続されていてもよい。
本発明によれば、冷却装置の取り付け作業性を向上できる投写型映像表示装置を提供することができる。
以下において、本発明の実施形態に係る投写型映像表示装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。
ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
(投写型映像表示装置の構成)
以下において、実施形態に係る投写型映像表示装置の構成について、図面を参照しながら説明する。図1は、投写型映像表示装置100の構成を示す模式図である。
図1に示すように、投写型映像表示装置100は、光源10と、UV/IRカットフィルタ20と、フライアイレンズユニット30と、PBSアレイ40と、複数の液晶パネル50(液晶パネル50R、液晶パネル50G、液晶パネル50B)と、クロスダイクロイックプリズム60とを有する。
光源10は、白色光を発するUHPなどの超高圧水銀ランプなどである。光源10が発する光は、赤成分光、緑成分光及び青成分光を含む。
UV/IRカットフィルタ20は、可視光成分(赤成分光、緑成分光及び青成分光)を透過する一方、視外光成分(例えば、赤外成分光や紫外成分光)を遮光する。
フライアイレンズユニット30は、光源10が発する光を均一化する。具体的には、フライアイレンズユニット30は、フライアイレンズ30a及びフライアイレンズ30bによって構成される。
フライアイレンズ30a及びフライアイレンズ30bは、それぞれ、複数の微少レンズによって構成される。各微少レンズは、光源10が発する光が液晶パネル50の全面に照射されるように、光源10が発する光を導く。
PBSアレイ40は、フライアイレンズユニット30から出射された光の偏光状態を揃える光偏光素子である。例えば、PBSアレイ40は、フライアイレンズユニット30から出射された光をS偏光に揃える。
また、投写型映像表示装置100は、ミラー群(ダイクロイックミラー111、ダイクロイックミラー112、反射ミラー121〜反射ミラー123)と、レンズ群(コンデンサレンズ131〜コンデンサレンズ133、コンデンサレンズ140R、コンデンサレンズ140G、コンデンサレンズ140B、リレーレンズ151〜リレーレンズ153)とを有する。
ダイクロイックミラー111は、PBSアレイ40から出射された光のうち、赤成分光を透過する。ダイクロイックミラー111は、PBSアレイ40から出射された光のうち、緑成分光及び青成分光を反射する。
ダイクロイックミラー112は、ダイクロイックミラー111で反射された光のうち、青成分光を透過する。ダイクロイックミラー112は、ダイクロイックミラー111で反射された光のうち、緑成分光を反射する。
反射ミラー121は、赤成分光を反射して赤成分光を液晶パネル50R側に導く。反射ミラー122及び反射ミラー123は、青成分光を反射して青成分光を液晶パネル50B側に導く。
コンデンサレンズ131は、光源10が発する白色光を集光するレンズである。コンデンサレンズ132は、ダイクロイックミラー111を透過した赤成分光を集光する。コンデンサレンズ133は、ダイクロイックミラー111で反射された緑成分光及び青成分光を集光する。
コンデンサレンズ140Rは、液晶パネル50Rに赤成分光が照射されるように、赤成分光を略平行光化する。コンデンサレンズ140Gは、液晶パネル50Gに緑成分光が照射されるように、緑成分光を略平行光化する。コンデンサレンズ140Bは、液晶パネル50Bに青成分光が照射されるように、青成分光を略平行光化する。コンデンサレンズ140Bの光出射面側には、紫外成分を遮光するUVカットフィルタ21が設けられる。
リレーレンズ151〜リレーレンズ153は、青成分光の拡大を抑制しながら、液晶パネル50B上に青成分光を略結像する。
液晶パネル50Rは、赤成分光の偏光方向を回転させることによって赤成分光を変調する。液晶パネル50Rの光入射面側には、光の拡散を抑えて、コントラスト比や透過率を向上させる補償板51Rが設けられている。
補償板51Rの光入射面側には、一の偏光方向(例えば、P偏光)を有する光を透過して、他の偏光方向(例えば、S偏光)を有する光を遮光する入射側偏光板52Rが設けられている。入射側偏光板52Rの光入射面側には、入射側偏光板52Rに入射する光の光量や熱負担を軽減させる入射側プリ偏光板53Rが設けられている。
一方、液晶パネル50Rの光出射面側には、後述する出射側偏光板55Rに入射する光の光量や熱負担を軽減させる出射側プリ偏光板54Rが設けられている。出射側プリ偏光板54Rの光出射面側には、一の偏光方向(例えば、P偏光)を有する光を遮光して、他の偏光方向(例えば、S偏光)を有する光を透過する出射側偏光板55Rが設けられている。
同様に、液晶パネル50Gは、緑成分光の偏光方向を回転させることによって緑成分光を変調する。液晶パネル50Gの光入射面側には、補償板51G、入射側偏光板52G及び入射側プリ偏光板53Gが設けられている。一方、液晶パネル50Gの光出射面側には、出射側プリ偏光板54G及び出射側偏光板55Gが設けられている。
同様に、液晶パネル50Bは、青成分光の偏光方向を回転させることによって青成分光を変調する。液晶パネル50Bの光入射面側には、補償板51B、入射側偏光板52B及び入射側プリ偏光板53Bが設けられている。一方、液晶パネル50Bの光出射面側には、出射側プリ偏光板54B及び出射側偏光板55Bが設けられている。
クロスダイクロイックプリズム60は、液晶パネル50R、液晶パネル50G及び液晶パネル50Bから出射された光を合成する。クロスダイクロイックプリズム60は、投写レンズユニット160側に合成光を出射する。
投写レンズユニット160は、クロスダイクロイックプリズム60から出射された合成光(映像光)をスクリーン上などに投写する。
ここで、上述した液晶パネル50、補償板51、入射側偏光板52、入射側プリ偏光板53、出射側プリ偏光板54、出射側偏光板55、コンデンサレンズ140R,140G及びリレーレンズ153は、本実施形態に係る光学素子を構成する。このような光学素子は、光源10から出射される光が照射されることによって加熱される。そこで、投写型映像表示装置100は、光学素子を冷却する冷却ユニット200を備える。冷却ユニット200は、冷却ファン及び空気ダクトの複合体である。
(冷却ユニットの構成)
以下において、本実施形態に係る冷却ユニットの構成について、図面を参照しながら説明する。図2は、本実施形態に係る冷却ユニット200の上面図である。
図2に示すように、冷却ユニット200は、第1冷却装置201〜第5冷却装置205とハウジング部210とを有する。
第1冷却装置201は、光源10から出射される光のうち赤成分光が照射される赤系光学素子(液晶パネル50R、補償板51R、入射側偏光板52R、入射側プリ偏光板53R、出射側プリ偏光板54R、出射側偏光板55R及びコンデンサレンズ140Rなど)を冷却する。具体的には、ハウジング部210のうち光学素子と対向する対向面210Pには、第1冷却装置201に繋がる第1開口部201Aが設けられており、赤系光学素子は、第1冷却装置201によって第1開口部201Aから吹き出される風に当てられる。
第2冷却装置202は、光源10から出射される光のうち緑成分光が照射される緑系光学素子(液晶パネル50G、補償板51G、入射側偏光板52G、入射側プリ偏光板53G、出射側プリ偏光板54G、出射側偏光板55G及びコンデンサレンズ140Gなど)を冷却する。具体的には、ハウジング部210の対向面210Pには第2開口部202Aが設けられており、緑系光学素子は、第2冷却装置202によって第2開口部202Aから吹き出される風に当てられる。
第3冷却装置203は、光源10から出射される光のうち青成分光が照射される青系光学素子(液晶パネル50B、補償板51B、入射側偏光板52B、入射側プリ偏光板53B、出射側プリ偏光板54B、出射側偏光板55B及びリレーレンズ153など)を冷却する。具体的には、ハウジング部210の対向面210Pには第3開口部203Aが設けられており、青系光学素子は、第3冷却装置203によって第3開口部203Aから吹き出される風に当てられる。
第4冷却装置204は、光学素子のうち緑系光学素子及び青系光学素子を冷却する。具体的には、第4冷却装置204によって吹き出される風は、第2開口部202A及び第3開口部203Aから緑系光学素子及び青系光学素子に当てられる。すなわち、第4冷却装置204は、緑系光学素子及び青系光学素子の冷却能力を向上させる機能を有する。
第5冷却装置205は、光源10から出射される光が照射されるPBSアレイ40を冷却する。具体的には、ハウジング部210の対向面210Pには第5開口部205Aが設けられており、PBSアレイ40は、第5冷却装置205によって第5開口部205Aから吹き出される風に当てられる。
ハウジング部210は、第1冷却装置201〜第5冷却装置205を収容する。ハウジング部210は、光学素子と対向する対向面210Pを有する。対向面210Pには、第1開口部201A〜第5開口部205Aが設けられる。
図3は、本実施形態に係る冷却ユニット200の背面図である。図3に示すように、冷却ユニット200は、中継基板220をさらに備える。
中継基板220は、ハウジング部210に収容される。中継基板220は、1本の接続線300によって、ハウジング部210の外部に設けられる電源装置(不図示)と電気的に接続される。中継基板220は、5本の接続線310によって、第1冷却装置201〜第5冷却装置205それぞれと電気的に接続される。これによって、電源装置から第1冷却装置201〜第5冷却装置205それぞれへ電気が供給される。
ここで、第1冷却装置201は、図3に示すように、第1冷却ファン201Bと第1空気ダクト201Cとを有する。第1冷却ファン201Bは、中継基板220から供給される電気によって駆動されることにより風を発生させる。第1空気ダクト201Cは、第1冷却ファン201Bと第1開口部201Aとに連通する。第1空気ダクト201Cは、第1冷却ファン201Bからの風を第1開口部201Aを介して赤系光学素子に導く。
また、第2冷却装置202〜第5冷却装置205は、図3に示すように、第1冷却装置201と同様の構成を有する。なお、第4冷却装置204の第4空気ダクト204Cは、第2冷却装置202の第2空気ダクト202Cと第3冷却装置203の第3空気ダクト203Cとに接続されている。
ここで、ハウジング部210は、投写型映像表示装置100の筐体の底面(不図示)上に配置される。従って、ハウジング部210の内側には、ハウジング部210の外壁210Qと筐体の底面とによって空間が形成される。第1冷却装置201〜第5冷却装置205及び中継基板220は、当該空間に配置される。なお、ハウジング部210の外壁210Qには、ハウジング開口部210Rが形成されており、ハウジング開口部210Rからハウジング部210の内部に外気が取り込まれる。
図4は、本実施形態に係る冷却ユニット200を背面側から見た斜視図である。図4に示すように、第1冷却装置201において、第1冷却ファン201Bは、第1空気ダクト201Cと一体的に取り付けられている。同様に、第2冷却装置202〜第5冷却装置205それぞれにおいても、各冷却ファンと各空気ダクトとは一体的に取り付けられている。また、第1空気ダクト201C〜第5空気ダクト205Cそれぞれは、ハウジング部210と一体成形されている。第1冷却ファン201B〜第5冷却ファン205Bは、ハウジング部210の所定位置に取り付けられる。各冷却ファンそれぞれの吹き出し口が各空気ダクトそれぞれの一端部に合わされることによって、各冷却ファンは、各空気ダクトと一体的に取り付けられる。
(作用及び効果)
本実施形態に係る投写型映像表示装置100において、冷却ユニット200は、第1冷却装置201とハウジング部210とを有する。第1冷却装置201において、第1冷却ファン201Bは、第1空気ダクト201Cと一体的に取り付けられている。
従って、第1冷却ファン201Bを第1空気ダクト201Cに取り付けた後に、冷却ユニット200を投写型映像表示装置100の筐体内部に配置することができる。すなわち、投写型映像表示装置100の筐体内部で第1冷却ファン201Bを第1空気ダクト201Cに取り付ける必要がない。そのため、第1冷却装置201の取り付け作業性を向上させることができる。その結果、投写型映像表示装置100の生産性を向上させることができる。
また、冷却ユニット200は、第2冷却装置202〜第5冷却装置205をさらに備える。第2冷却装置202〜第5冷却装置205は、ハウジング部210と一体的に取り付けられる。従って、複数の冷却装置をハウジング部210に一括して取り付けた後に、投写型映像表示装置100の筐体内部に冷却ユニット200を配設することができる。そのため、投写型映像表示装置100の生産性をさらに向上させることができる。
また、冷却ユニット200は、電源装置と電気的に接続される中継基板220を有する。第1冷却装置201〜第5冷却装置205それぞれは、中継基板220と電気的に接続される。従って、中継基板220を介して第1冷却装置201〜第5冷却装置205それぞれに電気を供給することができる。そのため、第1冷却装置201〜第5冷却装置205それぞれから電源装置まで接続線を配設する必要がない。その結果、投写型映像表示装置100の生産性をさらに向上させるとともに、投写型映像表示装置100の生産コストの低減を図ることができる。
また、第1冷却装置201〜第5冷却装置205を収容するハウジング部210の内側には防音材や防震材を配設することができるため、第1冷却装置201〜第5冷却装置205から発生される騒音や振動を効果的に抑制することができる。
(その他の実施形態)
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
例えば、上述した実施形態では、冷却ユニット200は、第1冷却装置201〜第5冷却装置205を備えることとしたが、冷却ユニット200は、1つの冷却装置のみを備えていてもよいし、6つ以上の冷却装置を備えていてもよい。
また、上述した実施形態では、第1冷却装置201〜第5冷却装置205による冷却対象を光学素子に限定したが、これに限られるものではない。第1冷却装置201〜第5冷却装置205は、回路基板や配線などの冷却に利用されていてもよい。
また、上述した実施形態では、冷却ユニット200は、中継基板220を有することとしたが、冷却ユニット200は、中継基板220を有していなくてもよい。
また、上述した実施形態では、表示装置として液晶パネル50が用いられるが、これに限定されるものではない。表示装置としては、LCOS(Liquid Crystal on Silicon)やDMD(Degital Micromirror Device)などが用いられてもよい。
上述した実施形態では、光源10としてUHPランプが用いられることとしたが、固体光源を用いてもよい。
この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
本発明の実施形態に係る投写型映像表示装置100の構成を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る冷却ユニット200の上面図である。 本発明の実施形態に係る冷却ユニット200の背面図である。 本発明の実施形態に係る冷却ユニット200を背面側から見た斜視図である。
符号の説明
10…光源
20…UV/IRカットフィルタ
21…UVカットフィルタ
30…フライアイレンズユニット
30a,30b…フライアイレンズ
40…PBSアレイ
50…液晶パネル
51…補償板
52…入射側偏光板
53…入射側プリ偏光板
54…出射側プリ偏光板
55…出射側偏光板
60…クロスダイクロイックプリズム
100…投写型映像表示装置
111,112…ダイクロイックミラー
121〜123…反射ミラー
131〜133…コンデンサレンズ
140R,140G,140B…コンデンサレンズ
151〜153…リレーレンズ
160…投写レンズユニット
200…冷却ユニット
201〜205…冷却装置
201A〜205A…開口部
201B〜205B…冷却ファン
201C〜205C…空気ダクト
210…ハウジング部
210P…対向面
210Q…外壁
210R…ハウジング開口部
220…中継基板
300…接続線
310…接続線

Claims (4)

  1. 光源から出射される光が照射される光学素子と、
    前記光学素子を冷却する冷却ユニットと
    を備える投写型映像表示装置であって、
    前記冷却ユニットは、
    風を発生させる第1冷却ファンと、前記第1冷却ファンからの風を前記光学素子に導く第1空気ダクトとを含む第1冷却装置と、
    前記第1冷却装置を収容するハウジング部と
    を有しており、
    前記第1冷却ファンは、前記第1空気ダクトと一体的に取り付けられる
    ことを特徴とする投写型映像表示装置。
  2. 前記冷却ユニットは、風を発生させる第2冷却ファンと、前記第2冷却ファンからの風を前記光学素子に導く第2空気ダクトとを含む第2冷却装置を有し、
    前記第2冷却ファンは、前記第2空気ダクトと一体的に取り付けられており、
    前記第1冷却装置及び前記第2冷却装置は、ハウジング部と一体的に取り付けられる
    ことを特徴とする請求項1に記載の投写型映像表示装置。
  3. 前記ハウジング部と前記第1空気ダクトとを一体成形し、前記第1空気ダクトに前記第1冷却ファンを一体的に取り付けた
    ことを特徴とする請求項1又は請求項2のいずれか一項に記載の投写型映像表示装置。
  4. 前記冷却ユニットは、電源装置と電気的に接続される中継基板を有しており、
    前記第1冷却装置及び前記第2冷却装置それぞれは、前記中継基板と電気的に接続される
    ことを特徴とする請求項2又は請求項3のいずれか一項に記載の投写型映像表示装置。
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