JP2014085368A - 調光装置及びプロジェクター - Google Patents
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Abstract
【解決手段】入射される光束の通過光量を調整する調光装置7は、それぞれ当該光束の中心軸に直交する方向に沿って移動し、当該光束の少なくとも一部を遮光する第1遮光部(遮光部733)及び第2遮光部(遮光部743)と、第1遮光部における光束の入射側及び出射側の一方に間隔を隔てて配置され、当該第1遮光部とともに移動する第1整流部(整流部751)と、を備え、第1整流部は、第2遮光部側の端部に、当該第2遮光部側に傾斜し、第2遮光部側とは反対側から第1遮光部との間に流通する空気を第2遮光部に導く導風部752を有する。
【選択図】図6
Description
一方、近年では、画像の高輝度化の要望が強くなっており、当該要望に対する1つの解決策として、発光輝度が高い光源装置が採用されることが多くなっている。このような光源装置が採用されると、上記遮光部材の温度が更に高くなって、当該遮光部材が劣化する場合があり、調光装置による調光が適切に行われなくなるという問題がある。
しかしながら、下方から上方に流通する空気は、下側に位置する遮光部材の下端部にて分断されてしまい、当該空気が進行するに従って遮光部材から離れてしまうため、各遮光部材(特に、上側の遮光部材)を適切に冷却できないという問題がある。
上記第1態様によれば、調光装置は、第1遮光部と間隔を隔てて配置され、当該第1遮光部とともに移動する第1整流部を備えている。これによれば、第1方向先端側に流通する空気(第1遮光部において第2遮光部側とは反対側から流通する空気)が、第1遮光部における第1方向基端側の端部にて分断される場合でも、当該空気の一部を第1遮光部と第1整流部との間に流通させることができ、当該第1遮光部を冷却できる。
従って、光が入射されて高温になりやすい第1遮光部及び第2遮光部に空気を確実に送風でき、当該第1遮光部及び第2遮光部を適切に冷却できる。そして、これにより、第1遮光部及び第2遮光部の劣化を抑制でき、調光を適切に実施できる。
また、第1遮光部及び第2遮光部が、光源装置から光変調装置に入射される光束の光路上に配置されるので、当該光変調装置に入射される光量を確実に調整できる。従って、光変調装置により形成される画像のコントラストを向上できる。
ここで、各遮光部による遮光位置が、当該各遮光部を通過した光が直接入射される光学部品に近いほど、各遮光部を全閉状態(各遮光部により最大限に遮光した状態)とした場合の光の漏れ量は少なくなる。
これに対し、上記第2態様では、第1遮光部及び第2遮光部は、第1整流部に対して第2レンズアレイ側に位置するように、第1レンズアレイと第2レンズアレイとの間に配置される。これによれば、各遮光部を上記全閉状態とした場合の光の漏れ量を少なくすることができる。従って、調光装置による光量調節を適切に実施できる。
そして、上記第2態様では、第1遮光部及び第2遮光部は、当該各端部に、第2レンズアレイ側に傾斜して光束の少なくとも一部を遮光する傾斜部を有する。これによれば、前述の遮光位置をより第2レンズアレイ側に位置させることができる。従って、調光装置による光量調節をより適切に実施できる。
ここで、第2遮光部に前述の傾斜部が設けられ、導風部が当該傾斜部に空気を導風する場合には、当該傾斜部により、傾斜部に向かって流通した空気を第2遮光部と第2整流部との間に導くことができる。従って、第2遮光部をより効果的に冷却できる。
[プロジェクターの概略構成]
図1は、本実施形態に係るプロジェクター1の構成を示す模式図である。
本実施形態に係るプロジェクター1は、後述する光源装置31から出射された光を変調し、変調された光をスクリーン等の被投射面上に拡大投射することで、当該被投射面上に画像を表示する。このようなプロジェクター1は、図1に示すように、筐体2と、当該筐体2内に収納される光学ユニット3及び冷却装置9とを備える。この他、図示を省略するが、プロジェクター1は、当該プロジェクター1を制御する制御装置、及び、当該プロジェクター1を構成する電子部品に電力を供給する電源装置を備える。
これらのうち、冷却装置9は、詳しい図示を省略するが、冷却ファンと、当該冷却ファンから送出された空気を後述する照明光学装置32の下方に導くダクトとを備えて構成されている。
光学ユニット3は、光学部品用筐体4と、光学部品用筐体4に支持される光源装置31及び各種光学装置32〜34と、電気光学装置5及び投射光学装置6とを備える。
具体的に、光学部品用筐体4は、各種光学部品を収納する溝部(図示省略)が形成された部品収納部材と、当該部品収納部材に形成された部品収納用の開口部を閉塞する蓋状部材とを備え、これらは合成樹脂又は金属により形成されている。このような光学部品用筐体4には、光源装置31、照明光学装置32、色分離光学装置33及びリレー光学装置34が取り付けられる。
照明光学装置32は、光源装置31から出射された光束の中心軸に対する直交面内の照度を均一化する。この照明光学装置32は、第1レンズアレイ321、調光装置7、第2レンズアレイ322、偏光変換素子323及び重畳レンズ324を有する。
第1レンズアレイ321は、詳しい図示を省略するが、光源装置31から出射された光束を複数の部分光束に分割する複数の第1小レンズがマトリクス状に配列された構成を有する。また、第2レンズアレイ322は、第1レンズアレイ321の各第1小レンズに応じた複数の第2小レンズがマトリクス状に配列された構成を有する。そして、第2レンズアレイ322及び重畳レンズ324は、入射される各部分光束を後述する液晶パネル53の画像形成領域に照射して、当該画像形成領域を均一に照明する。
調光装置7は、第1レンズアレイ321を介して第2レンズアレイ322に入射される光の少なくとも一部を遮蔽して、当該第2レンズアレイ322、ひいては、液晶パネル53に入射される光量を調整する。なお、調光装置7の構成については、後に詳述する。
リレー光学装置34は、分離された3つの色光のうち、赤色光の光路上に設けられる。このリレー光学装置34は、入射側レンズ341、リレーレンズ343及び反射ミラー342,344を有する。このリレー光学装置34は、分離された赤色光の光路(光変調装置53に到達するまでの光路)が、他の色光の光路に比べて長いため、当該赤色光の損失を抑制するものである。
投射光学装置6は、クロスダイクロイックプリズム55により合成された光束(画像を形成する光束)を前述の被投射面上に拡大投射する投射レンズである。
図2及び図3は、調光装置7を光束出射側から見た斜視図である。これらのうち、図2は、遮光部材73,74が全閉状態(遮光量が最も多い状態であり、各遮光部材73,74を最も近接させた状態)にある場合の調光装置7を示している。また、図3は、遮光部材73,74の全開状態(遮光量が最も少ない状態であり、各遮光部材73,74を最も離間させた状態)を示している。
なお、以下の説明にて、光源装置31から出射された光束の進行方向をZ方向とし、当該Z方向に直交する方向のうち、鉛直方向とは反対方向(上方に向かう方向)をY方向(上記第1方向)とし、Z方向基端側から見て左から右に向かう方向をX方向とする。なお、光束の進行方向は、前述のようにダイクロイックミラー331等により屈曲されるが、X、Y及びZ方向は、本明細書では、光源装置31から射出された時点での光束の進行方向に基づいて設定されるものとする。
また、例えば「ある構成が他の構成に対するZ方向先端側に位置する」との記載は、当該構成が他の構成に対して+Z方向側に位置することを示し、「ある構成が他の構成のZ方向基端側に位置する」との記載は、当該構成が他の構成に対して−Z方向側に位置することを示す。X方向及びY方向においても同様である。
筐体72は、略直方体形状に形成され、駆動手段71が取り付けられる。この他、図示を省略するが、筐体72内には、遮光部材73,74を支持し、当該駆動手段71の駆動力により当該遮光部材73,74を移動させるギア等の伝達手段が設けられている。このような筐体72には、照明光軸Axに対する直交方向(具体的にはY方向)に沿うガイド溝721,722が、Z方向にずれて形成されている。すなわち、ガイド溝721は、ガイド溝722に対してZ方向基端側に形成されている。更に、筐体72には、当該筐体72を光学部品用筐体4に固定するための固定部723が設けられている。
同様に、遮光部材74は、ガイド溝722に挿入され、筐体72内で支持される支持部741と、当該支持部741の端部からZ方向とは反対方向に延出する延出部742と、延出部742の端部からX方向に延出する遮光部743とを有する。
そして、遮光部材73,74がY方向に沿って進退すると、遮光部733,743は、第1レンズアレイ321から第2レンズアレイ322に入射される光束の通過領域内に挿抜され、当該光束を遮光する。これにより、第2レンズアレイ322に入射される光量が調整される。
なお、傾斜部7332,7432の照明光軸Axに対する傾斜角は、本実施形態では、それぞれ同じ角度であり、更に当該傾斜部7332,7432による反射光が光源装置31に向かわないように設定されている。しかしながら、これに限らず、それぞれ異なる傾斜角であってもよい。
更に、調光装置7は、図4及び図5に示すように、遮光部材73に設けられる整流板75と、遮光部材74に設けられる整流板76とを備える。
このような整流板75,76は、光束が入射されることにより高温となる遮光部材73,74と熱伝導可能に接続されており、当該各整流板75,76は、遮光部材73,74の放熱面積を拡大して、当該遮光部材73,74の冷却効果を高める機能を有する。
このような整流部751と遮光部733との間の空間S1内、及び、整流部761と遮光部743との間の空間S2内には、前述の冷却装置9(図1参照)から送風された空気がY方向先端側(+Y方向側)に流通する流路が形成される。このように、整流部751,761は、Y方向基端側に位置する冷却装置9から送出された空気を、端面7331,7431に沿って流通させる機能を有する。すなわち、整流部751は、本発明の第1整流部に相当し、整流部761は、本発明の第2整流部に相当する。
同様に、整流部761におけるY方向基端側の端部(遮光部材73側の端部)は、遮光部材74の傾斜部7432における同方向の端部よりY方向先端側(+Y方向側)に位置している。換言すると、当該傾斜部7432におけるY方向基端側の端部は、整流部761における同方向の端部より、Y方向基端側(すなわち、照明光軸Ax側)に位置している。
これは、端面7331,7431より光束入射側に位置する整流部751,761により光が遮蔽され、調光装置7による遮光位置が、第2レンズアレイ322に対して傾斜部7332,7432よりZ方向基端側(−Z方向側)になることを防ぐためである。これにより、第2レンズアレイ322に漏れる光の量を確実に低減させることができる。
図6及び図7は、遮光部材73,74が全閉状態及び全開状態にある場合の空気の流れを示す図である。なお、図6及び図7においては、調光装置7の筐体72や、遮光部材73,74における支持部731,741及び延出部732,742等、一部の構成の図示を省略している。
冷却装置9から送出された空気は、照明光学装置32の各光学部品を冷却する。
これらのうち、第2レンズアレイ322と偏光変換素子323との間を流通する空気は、図6及び図7に示すように、A91方向に沿ってY方向先端側(+Y方向側)に流通し、当該第2レンズアレイ322の光束出射側及び偏光変換素子323の光束入射側を冷却する。また、偏光変換素子323と重畳レンズ324との間を流通する空気は、A92方向に沿ってY方向先端側に流通し、当該偏光変換素子323の光束出射側及び重畳レンズ324の光束入射側を冷却する。
第1レンズアレイ321と整流板75との間を流通する空気は、当該第1レンズアレイ321の光束出射側の端面、及び、整流板75の光束入射側の端面に沿ってA11方向に流通し、更に、整流板76の光束入射側の端面に沿ってA12方向に流通して、これらを冷却する。これにより、第1レンズアレイ321からの光束の通過領域内に挿入されて高温となる遮光部材73,74の熱が伝導される整流板75,76が、当該空気により冷却される。
整流部751と遮光部733との間の空間S1をA21方向に流通する空気は、当該整流板75と遮光部材73とを冷却する。この後、導風部752により、空気の流通方向は、Z方向先端側に変更され、当該空気は、A22方向に沿って流通する。
ここで、遮光部材73,74が移動して互いに近づき、相対的に光束の遮光量が大きいとき、又は、図6の全閉状態である場合、導風部752により流通方向がZ方向先端側に変更された空気は、図6に示すように、遮光部材74の傾斜部7432に向けて流通する。このため、傾斜部7432に効果的に空気が送風され、当該傾斜部7432が効率よく冷却される。
この傾斜部7432に送風された空気は、当該傾斜部7432に沿ってA23方向に流通し、整流部761と端面7431との間の空間S2内を流通する。これにより、遮光部材74と、当該遮光部材74の熱が伝導される整流板76が冷却される。
前述の通り、遮光部材73,74が全開状態でなく、全閉状態より開いた状態(互いが離間した状態)である場合も同様である。
遮光部733と第2レンズアレイ322との間に冷却装置9から送出された空気は、遮光部材73,74が全閉状態である場合には、図6に示すように、当該遮光部733と第2レンズアレイ322との間をA31方向に沿って流通する。これにより、当該遮光部733と第2レンズアレイ322におけるY方向基端側の領域とが冷却される。
その後、当該空気の流通方向は、傾斜部7332によって、A32方向(すなわちZ方向先端側)に変更される。この際、傾斜部7332における光束出射側の面に、空気が当たることで、高温となりやすい傾斜部7332が効率よく冷却される。
そして、傾斜部7332によって当該傾斜部7332の先端部と第2レンズアレイ322との隙間に導かれた空気は、遮光部743と第2レンズアレイ322との間をA33方向に流通する。これにより、遮光部743と第2レンズアレイ322におけるY方向先端側の領域とが冷却される。
この空気は、傾斜部7332の先端部と第2レンズアレイ322との隙間を介してY方向先端側へと流通し、前述の空間S1内を流通した空気と合流する。そして、当該空気は、第2レンズアレイ322の光束入射側の端面に沿ってA2A方向に流通し、当該第2レンズアレイ322を冷却する。ここで、遮光部材73,74が全開状態である場合には、第2レンズアレイ322の中央部分に入射される光量が多くなり、当該中央部分が高温となる。これに対し、当該中央部分を空気が流通することで、当該中央部分を冷却できる。
なお、遮光部材73,74が全開状態でなく、全閉状態より開いた状態である場合も同様である。
遮光部材73には、当該遮光部材73とともに移動する整流板75が設けられ、当該整流板75は、遮光部733に対して間隔を隔てて配置される整流部751を有する。これによれば、Y方向先端側に流通する空気が、遮光部733におけるY方向基端側の端部にて分断される場合でも、分断された一方の空気を遮光部733と整流部751との間に流通させることができ、当該遮光部材73を冷却できる。
従って、光が入射されて高温になりやすい各遮光部733,743に空気を確実に流通させることができ、当該各遮光部733,743を適切に冷却できる。そして、これにより、当該各遮光部733,743の劣化を抑制でき、調光を適切に実施できる。
これに対し、各遮光部733,743は、整流板75,76に対して第2レンズアレイ322側に配置される。これによれば、遮光部733,743に対して整流板75,76が第2レンズアレイ322側に配置される場合に比べて、遮光位置を第2レンズアレイ322側に近づけることができる。従って、各遮光部733,743が少なくとも光束の一部を遮光したときに、光の漏れ量を少なくすることができ、調光装置7による光量調節を適切に実施できる。
加えて、遮光部733と第2レンズアレイ322との間をY方向先端側に流通する空気は、当該遮光部733の傾斜部7332に当たることとなる。これによれば、遮光部733において最も高温となりやすい傾斜部7332に、空気を確実に流通させることができる。従って、遮光部733を効果的に冷却できる。
また、導風部752は、傾斜部7432に空気を導風するので、当該傾斜部7432に流通した空気を、遮光部743と整流部761との間に導くことができる。従って、遮光部743をより効果的に冷却できる。
本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記実施形態では、整流板75,76は、遮光部733,743の端面7331,7431にそれぞれ固定されて、当該遮光部733,743に対して光束入射側に位置するとした。しかしながら、本発明はこれに限らない。すなわち、整流板75,76は、遮光部733,743の光束出射側に位置していてもよい。更に、整流板75,76のうち、一方が、対応する遮光部の光束入射側に位置し、他方が、対応する遮光部の光束出射側に位置していてもよい。
更に、整流板75,76は遮光部材73,74に固定されていなくてもよく、これらが別体として設けられ、遮光部材73,74の進退に応じて整流板75,76が同方向に同量移動する構成としてもよい。
更に、遮光部733,743は、Y方向に沿って移動するとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、入射される光束の中心軸に対する直交方向にそれぞれ移動し、当該光束の少なくとも一部を遮光可能な構成であれば、遮光部が移動する方向は問わず、また、遮光部733,743が全閉状態である場合に、調光装置7を透過する光量が0とならなくてもよい。同様に、各遮光部に送風される空気の流通方向も、第1遮光部に相当する遮光部733側から、第2遮光部に相当する遮光部743側に向かって流通すればよく、Y方向基端側から先端側に向かう方向に限らない。
また、前記実施形態では、導風部752は、傾斜部7432に向けて流通するように導風するとした。しかしながら、本発明はこれに限らず、第2遮光部に相当する遮光部743に空気が導風されればよい。
また、前記実施形態では、光学ユニット3は平面視略L字形状を有する構成としたが、本発明はこれに限らず、例えば、平面視略U字形状を有する構成を採用してもよい。
更に、前記実施形態では、光束入射面と光束射出面とが異なる透過型の液晶パネル53を採用したが、光入射面と光射出面とが同一となる反射型の液晶パネルを用いてもよい。
Claims (6)
- 入射される光束の通過光量を調整する調光装置であって、
それぞれ前記光束の中心軸に直交する方向に沿って移動し、前記光束の少なくとも一部を遮光する第1遮光部及び第2遮光部と、
前記第1遮光部における前記光束の入射側及び出射側の一方に間隔を隔てて配置され、当該第1遮光部とともに移動する第1整流部と、を備え、
前記第1整流部は、前記第2遮光部側の端部に、当該第2遮光部側に傾斜し、前記第2遮光部側とは反対側から前記第1遮光部との間に流通する空気を前記第2遮光部に導く導風部を有することを特徴とする調光装置。 - 光源装置と、
前記光源装置から出射された光束を変調する光変調装置と、
前記光変調装置により変調された光束を投射する投射光学装置と、
請求項1に記載の調光装置と、
前記調光装置に空気を送出して、当該調光装置を冷却する冷却装置と、を備え、
前記第1遮光部及び前記第2遮光部は、前記光源装置から出射されて前記光変調装置に入射される光束の光路上に設けられることを特徴とするプロジェクター。 - 請求項2に記載のプロジェクターにおいて、
前記光源装置から出射された光束を複数の部分光束に分割する第1レンズアレイと、
前記第1レンズアレイにより分割された前記複数の部分光束を前記光変調装置に照射する第2レンズアレイと、を備え、
前記第1遮光部及び前記第2遮光部は、前記第1レンズアレイと前記第2レンズアレイとの間に、前記第1整流部に対して前記第2レンズアレイ側に配置されることを特徴とするプロジェクター。 - 請求項3に記載のプロジェクターにおいて、
前記第1遮光部及び前記第2遮光部は、前記第1遮光部及び前記第2遮光部において互いに対向する側の端部に、前記第2レンズアレイ側に傾斜して前記光束の少なくとも一部を遮光する傾斜部を有し、
前記導風部は、前記第1遮光部及び前記第2遮光部が移動して近づいた場合に、前記第2遮光部の傾斜部に向けて前記空気を導風することを特徴とするプロジェクター。 - 請求項2から請求項4のいずれかに記載のプロジェクターにおいて、
前記第1遮光部に対する前記第1整流部側に前記第2遮光部と間隔を隔てて配置され、当該第2遮光部とともに移動する第2整流部を備えることを特徴とするプロジェクター。 - 請求項5に記載のプロジェクターにおいて、
前記第1遮光部における前記第2遮光部側の端部は、前記第1整流部における同じ側の端部より前記第2遮光部側に位置し、
前記第2遮光部における前記第1遮光部側の端部は、前記第2整流部における同じ側の端部より前記第1遮光部側に位置していることを特徴とするプロジェクター。
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US10146111B2 (en) | 2016-07-29 | 2018-12-04 | Seiko Epson Corporation | Projector and light adjuster that includes a cover member |
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Publication number | Publication date |
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JP5958267B2 (ja) | 2016-07-27 |
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