JP6379559B2 - プロジェクター - Google Patents
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Description
断する(以下、画像ミュート機能と言う)ために投射光を遮断する目的で、光源の近くに
シャッターユニットを搭載したものがある。このシャッターユニットを動作させることで
光源装置から射出された光束を遮断して、画像ミュートに設定するようになっている。し
かしながら、光源の近くでは光路の範囲が広いためシャッター部材の移動量が大きく、光
路を遮断するまでに時間がかかってしまう。
クロイックプリズム)との間に、光源装置から射出された光を遮断するためのレンズシャ
ッターが配置された構成が提案されている(特許文献1)。特許文献1は、アームを傾動
させることによってシャッター部材の開閉動作を行う構成となっている。
スペースを確保する必要があり、装置が大型化していた。
るとともにシャッター部材の開閉動作を短時間で円滑に行うことのできるプロジェクター
を提供することを目的の一つとしている。
に応じて変調して画像光を形成する光変調装置と、前記光変調装置により変調された光を
被投射面に投射する投射レンズと、前記光変調装置からの光を前記投射レンズへと導く光
学部材と、前記光学部材と前記投射レンズとの間に配置され、前記光学部材から前記投射
レンズへ向けて射出された光を遮断するスライド式のシャッターユニットと、を備え、前
記シャッターユニットは、駆動モーターと、前記駆動モーターの回転駆動力を受けること
により回転するスクリューと、前記スクリューに係合し、前記スクリューの軸方向におけ
る位置を変化可能に保持される噛合部材と、前記光学部材から射出された光の光路上に配
置され、前記噛合部材の移動に連動して前記スクリューの軸方向にスライド移動可能に支
持されたシャッター部材と、を有することを特徴とする。
の間にシャッターユニットを配置することにより、光源装置の近傍に配置する場合よりも
シャッター部材の開閉に伴うスライド量を小さくすることができる。これにより、シャッ
ター部材の開閉時間も短縮される。
記スクリューの軸方向一端側に前記駆動モーターが配置されている構成としてもよい。
この構成によれば、シャッターユニットの占有スペースが小さくなり、装置の大型化を
阻止することができる。
力を遮断するスリップ機構を有している構成としてもよい。
この構成によれば、シャッター部材を閉じるタイミングに合わせて駆動モーターを停止
させる必要がなくなるため、駆動モーターに負荷がかかるのを回避することができる。
段は、板状の前記シャッター部材の厚さ方向への回転を規制する一対のガイド軸を備えて
いる構成としてもよい。
これによれば、シャッター部材をスクリューの軸方向に沿ってスムーズにスライド移動
させることができる。
ドレール部を有し、前記ガイドレール部が前記投射レンズを保持する筐体に設けられてい
る構成としてもよい。
これによれば、既存の構成部材である投射レンズの筐体を有効に活用することができ、
重量の面でも有利となる。
部材に係合するとともに前記シャッター部材を吊り下げた姿勢で支持している構成として
もよい。
これによれば、光源装置からの光を受けて温度が上昇することに起因するシャッター部
材の熱膨張を緩和することができる。
これによれば、スクリューの回転に伴う噛合部材の軸方向への移動量が大きくなり、シ
ャッター部材の開閉時間を短縮することができる。
のいずれの位置にあるかを検出する位置検出部を備えている構成としてもよい。
これによれば、位置検出部によって検出されるシャッター部材の開閉状態に連動して、
光源装置からの光量を調整することが可能となる。位置検出部の検出結果に応じて光量を
調整することによって、光源装置からの光を受けて温度が上昇することに起因するシャッ
ター部材の熱膨張を緩和することができる。
ーは、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調してスクリーン等に拡大投射する
。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材
の縮尺を適宜変更している。
図1は、本発明に係る一実施形態のプロジェクターの概略構成を示す模式図である。図
2は、シャッターユニットの配置位置を示す図である。図3は、シャッターユニットの構
成を示す図である。図4(A)は、駆動伝達機構及びその周辺の機構の構成を示す図であ
り、(B)は、スリップ機構の構成を示す図である。図5は、シャッター部材の取り付け
状態を示す図であって、図3のA−A’線に沿う断面図である。図6は、シャッターユニ
ットの開状態を示す図である。図7は、シャッターユニットが投射レンズベースに取り付
けられた状態を示す図である。図8は、位置検出部を示す図である。
源装置(照明光学系)31を有する光学ユニット3及びシャッターユニット9を備えてい
る。なお、図示は省略するが、外装筐体2の内部には、さらに、光源装置31や制御部1
5に電力を供給する電源装置等が配置されている。
ケース等を有し、これらはネジ等により固定されている。
RAM(Random Access Memory)等を備え、コンピューターとして機能するものであり、
プロジェクター1の動作の制御、例えば、画像の投写に関わる制御を行う。
学的に処理して投射する。光学ユニット3は、図1に示すように、光源装置31に加え、
インテグレーター照明光学系32、色分離光学系33、リレー光学系34、光学装置4、
投射レンズ(投射光学系)36、およびこれらの部材を光路上の所定位置に配置する光学
部品用筐体38を備えている。
光源装置31が着脱可能に配置され、他方の端部に投射レンズ36が配置される。なお、
以下では、説明の便宜上、光源装置31から光束が射出される方向を+X方向、投射レン
ズ36から光束が射出される方向を+Y方向(前側)、プロジェクター1が机上等に据え
おかれた据え置き姿勢における上方を+Z方向(上側)として記載する。
11およびリフレクター312等を備える。光源装置31は、光源311から射出された
光束をリフレクター312によって射出方向を揃え、インテグレーター照明光学系32に
向けて射出する。
2、偏光変換素子323、および重畳レンズ324を備える。
する光学部材であり、光源装置31から射出された光束の光軸Lに対して略直交する面内
にマトリクス状に配列される複数の小レンズを備えている。
畳レンズ324とともに、第1レンズアレイ321から射出された部分光束を後述する光
変調装置の表面に重畳させる。
置で利用可能な略1種類の偏光光に備える機能を有する。
3を備え、インテグレーター照明光学系32から射出された光束を赤色光(以下「R光」
という)、緑色光(以下「G光」という)、青色光(以下「B光」という)の3色の色光
に分離する機能を有する。
,344を備え、色分離光学系33で分離されたR光をR光用の液晶パネルまで導く機能
を有する。なお、光学ユニット3は、リレー光学系34がR光を導く構成としているが、
これに限らず、例えば、B光を導く構成としてもよい。
装置5(R光用の電気光学装置を5R、G光用の電気光学装置を5G、B光用の電気光学
装置を5Bとする)、色合成光学装置としてクロスダイクロイックプリズム(光学部材)
41及びクロスダイクロイックプリズム41を固定する支持部材6を備えている。光学装
置4は、色分離光学系33で分離された各色光を画像情報に応じて変調し、変調した各色
光を合成する。
(R光用の光変調装置52R,G光用の光変調装置52G、B光用の光変調装置52Bと
する)、射出側偏光板54、装置収納部7を備えている。
離光学系33で分離された各色光のうち、偏光変換素子323で揃えられた偏光光を透過
し、その偏光光と異なる偏光光を吸収して光変調装置52に射出する。
入された液晶パネルを備え、微小画素がマトリックス状に形成された矩形状の画素領域を
有している。光変調装置52は、パネル枠(不図示)に外周が保持され、フレキシブル基
板FPを介して制御部15に接続されている。光変調装置52は、制御部15から入力さ
れた駆動信号に応じて液晶の配向状態が制御され、入射する色光を画像情報に応じて変調
する。
側偏光板54は、入射側偏光板51と略同様の機能を有し、光変調装置52にて変調され
た色光のうち一定方向の偏光光を透過し、その偏光光と異なる偏光光を吸収してクロスダ
イクロイックプリズム41に射出する。
、入射側偏光板51および射出側偏光板54とで筒状に形成されている。
保持部材81は、入射側偏光板51が接着固定され、装置収納部7に取り付けられる。
保持部材82は、射出側偏光板54が接着固定され、装置収納部7に取り付けられる。
方形上をなし、電気光学装置5R,5G,5Bがそれぞれ対向して配置される3つの光束
入射側端面41Aを有している。
、2つの誘電体多層膜が形成されている。クロスダイクロイックプリズム41は、誘電体
多層膜が電気光学装置5R,5Bから射出された色光を反射し、電気光学装置5Gから射
出された色光を透過して、各色光を合成する。
イックプリズム41を支持する。入射側偏光板51、光変調装置52および射出側偏光板
54を収納した上述の装置収納部7は、クロスダイクロイックプリズム41に対する位置
の調整が行われた後に、支持部材6に固定される。
クロイックプリズム41にて合成された光をスクリーン(被投射面)SC上に拡大投射す
る。
ズム41と投射レンズ36との間の光路上に配置され、クロスダイクロイックプリズム4
1から投射レンズ36へ向けて射出された光束を遮断する。
次に、シャッターユニットの構成について、図3〜図8を用いて詳述する。
シャッターユニット9は、図3に示すように、ユニット筐体8、ボールネジ機構10、
駆動モーター13、シャッター部材14、駆動伝達機構16(図4(A))、回転規制部
17、ガイド機構(ガイド手段)20、およびスライド位置検出部43(図8)を備える
。さらに、本実施形態のシャッターユニット9は、スリップ機構18(図4(B))を有
する。スリップ機構18は、駆動伝達機構16に含まれる。
ナット(噛合部材)12とから構成される。
スクリュー11は、長手方向が光路に交差するようにZ方向に沿って配置され、一端側
に駆動モーター13が連結され、他端側が回転規制部17に挿入されている。スクリュー
11は、駆動伝達機構16を介して伝達される駆動モーター13の駆動力によって、軸回
りに回転する。スクリュー11は多条ネジ構造とされており、本実施形態では2条ネジ構
造とされている。
クリュー11の軸方向における位置を変化可能に保持されている。
合している。回転規制部17がボールネジナット12に固定されることで、ボールネジナ
ット12の回転が規制され、ひいてはシャッター部材14のスクリュー11の軸回りへの
回転が規制されることになる。
モーター13の駆動によって動作するボールネジ機構10によってスライド移動する。シ
ャッター部材14は、平面視矩形状の板部材からなり、一面がクロスダイクロイックプリ
ズム41に対向して配置されている。本実施形態では、長手方向がZ方向に沿う姿勢でシ
ャッター部材14配置され、同方向に沿って移動する。具体的には、光路上へ前進した閉
位置(図3)と、光路外に退避した開位置(図6)と、の間をスライド移動する。
びネジ部39を介して取り付けられている。シャッター部材14は、貫通穴14a、14
a内に挿入される回転規制部17の凸部17b、17bに係合した状態で吊り下げられる
。凸部17b、17bの高さHは、シャッター部材14の板厚tよりも大きい寸法に設定
される。本実施形態では、板厚t(mm)に許容値として例えば0.6(mm)を加えた
数値を凸部17b,17bの高さH(mm)としている。なお、許容値は上記した0.6
mmに限らない。
置されたガイドレール部29と、一対のガイド軸30,30と、を備えている。
ガイドレール部29は、板金27と一対のガイドレール28とを備え、板金27と各ガ
イドレール28との間にシャッター部材14をガイドする案内溝28aを有している。板
金27は、シャッター部材14の3辺を囲むように平面視でコ字状をなし、上下移動する
シャッター部材14の底部14cが突き当たるストッパー機能を兼ね備えた構成になって
いる。一対のガイドレール28,28は、合成樹脂材料からなる。
a内に、側部14b、14bを挿入した状態で組み込まれるシャッター部材14を、案内
溝28aの延在方向(Z方向)に沿って案内する。
28を一対設けているが、この構成に限らない。例えば、ガイドレール28,28を投射
レンズベース40と一体に形成してもよいし、ガイドレール28,28を投射レンズベー
ス40で代用することも可能である。
貫通孔17a内にそれぞれ挿入されている。
)によってシャッター部材14の一面に垂直な法線の軸回りへの回転が規制され、さらに
、一対のガイド軸30,30によって板厚方向への回転が規制された状態で移動すること
になる。
とを有する。
伝達部19は、図4(A)に示すように、駆動モーター13の駆動力をスクリュー11
へ伝達するもので、直径の異なる3つのギア21,22,23を備える。具体的には、駆
動モーター13の回転軸13Aに取り付けられた第1ギア21と、スクリュー11の一端
に接続された第2ギア22と、第1ギア21と第2ギア22とに歯合して第1ギア21の
回転トルクを第2ギア22へと伝達する中間ギア23とを備える。
経路の途中に存在し、許容範囲外のトルクの伝達を遮断する。スリップ機構18は、一対
のプレート24,24と、これらプレート24,24間に配置され且つスクリュー11に
装着されたスプリング25と、スクリュー11に設けられたスペーサー26とを有し、一
方のプレート24とスペーサー26とで第2ギア22を挟み込む構成となっている。
プリング25の弾性力によって一方のプレート24を介して第2ギア22をスペーサー2
6に押し付けることでこれら部材間に発生する摩擦力によりスクリュー11を回転させ、
駆動モーター13側からの所定トルク以上の回転に対しては上記摩擦力に抗してスクリュ
ー11と第2ギア22が空転する。これにより、シャッター部材14を閉じた際に駆動モ
ーター13への負荷が減り、故障等を防止できる。
移動するシャッター部材14の位置を検出するもので、一対の検出センサー44,45を
備える。検出センサー44,45は、スクリュー11の軸方向に沿って互いに所定の間隔
をおいて配置され、一方の検出センサー44によってシャッター部材14の閉位置を検出
し、他方の検出センサー45によってシャッター部材14の開位置を検出する。
続されており、各々の検出結果を位置検出回路(不図示)へ出力する。これにより制御部
15は、シャッター部材14のスライド位置に応じて駆動モーター13の回転方向を規定
し、ボールネジ機構10を動作させる。
3、駆動伝達機構16(スリップ機構18)、ガイド機構20およびスライド位置検出部
(位置検出部)43を保持する。ユニット筐体8は、投射レンズ36(図1)を保持する
投射レンズベース(筐体)40に固定されている。本実施形態のユニット筐体8は、複数
の取付ネジ42を介して投射レンズベース40に取り付けられているが、ユニット筐体8
と投射レンズベース40とが一体に形成されていてもよい。これにより、既存の構成部材
である投射レンズベース40を利用してシャッターユニット9を設けることができる。
6との間にボールネジ機構10を有したシャッターユニット9を備えている。シャッター
ユニット9は、ボールネジ機構10を構成するスクリュー11の軸方向が光路に交差する
ようにZ方向に沿った姿勢で設けられており、駆動伝達機構16を介して接続された駆動
モーター13の駆動によって、シャッター部材14をスクリュー11の軸方向(Z方向)
へスイドさせる。
がスクリュー11とボールネジナット12とを有してなるボールネジ機構10からなる。
また、光路に交差する方向へ延在するスクリュー11の上端側に駆動モーター13が配置
されている。シャッター部材14を上下移動させるためにボールネジ機構10を用いるこ
とで、シャッターユニット9が小型になり、シャッターユニット9が外装筐体2内で占有
する領域は小さくなる。このため、外装筐体2内の狭小なスペースにシャッターユニット
9を配置することが可能となる。よって、既存の構成において、投射レンズベース40内
あるいはその近傍の空きスペースにシャッターユニット9を設けることができ、装置内の
スペースを有効に活用することが可能である。したがって、投射レンズ36とクロスダイ
クロイックプリズム41との間にシャッターユニット9を配置するためのスペースを新た
に確保する必要がなくなり、装置が大型化するのを阻止することができる。
ズ36とクロスダイクロイックプリズム41との間にシャッターユニット9を配置するこ
とにより、光源装置31の近傍に配置する場合よりもシャッター部材14の開閉に伴うス
ライド量を小さくすることができる。つまり、シャッター部材14の開位置と閉位置との
距離を短くすることができる。これにより、シャッター部材14の開閉時間が短縮され、
画像ミュート機能が向上する。
11の1回転におけるボールネジナット12の移動量を大きくしている。つまり、シャッ
ター部材14の開位置と閉位置との間におけるシャッター部材14の移動量が大きくなる
ため、より迅速にシャッター部材14の開閉を行える。これにより、シャッター部材14
の開閉動作を短時間で円滑に行え、画像ミュート機能の応答性が向上する。
にスリップ機構18を備え、シャッター部材14を閉じた際にスクリュー11と第2ギア
22が空転する構成になっている。シャッター部材14が閉位置に移動するタイミングに
合わせて駆動モーター13の駆動を停止させる必要がなくなるため、より性能(回転速度
)の高いDCモーターを用いることが可能となる。これにより、シャッター部材14の開
閉動作をさらに短時間で行えるようになる。
を投射レンズベース40で代用することが可能であるため、重量の面でも有利である。
支持しており、シャッター部材14を拘束しない構成になっている。このため、画像ミュ
ート設定時間が比較的長い時間であったとしても、熱によるシャッター部材14の膨張を
許容することができる。本実施形態では、高温になり易い光源装置31側から最も離れた
投射レンズ36の近傍にシャッターユニット9(シャッター部材14)が配置されている
ので、シャッター部材14の温度が急激に上昇しにくく、シャッター部材14の熱膨張を
緩和することができる。これにより、シャッター部材14のスムーズなスライド移動が維
持される。
1の出力を調整することにより、光の照射を受けて温度が上昇しやすい閉位置にあるシャ
ッター部材14の熱膨張を防ぐことができる。
明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記
載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明
らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
ナット、13…駆動モーター、14…シャッター部材、17…回転規制部、18…スリッ
プ機構、20…ガイド機構(ガイド手段)、30…ガイド軸、31…光源装置、36…投
射レンズ、40…投射レンズベース(筐体)、41…クロスダイクロイックプリズム(光
学部材)、43…スライド位置検出部(位置検出部)、52,52B,52G,52R…
光変調装置、SC…スクリーン(被投射面)、311…光源
Claims (6)
- 光源装置と、
前記光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調して画像光を形成する光変調装置と、
前記光変調装置により変調された光を被投射面に投射する投射レンズと、
前記光変調装置からの光を前記投射レンズへと導く光学部材と、
前記光学部材と前記投射レンズとの間に配置され、前記光学部材から前記投射レンズへ向けて射出された光を遮断するスライド式のシャッターユニットと、を備え、
前記シャッターユニットは、
駆動モーターと、
前記駆動モーターの回転駆動力を受けることにより回転するスクリューと、
前記スクリューに係合し、前記スクリューの軸方向における位置を変化可能に保持される噛合部材と、
前記光学部材から射出された光の光路上に配置され、前記噛合部材の移動に連動して前記軸方向に移動可能に支持された板状のシャッター部材と、
前記シャッター部材の前記軸方向への移動を案内するとともに、前記軸方向に沿って配置されたガイドレール部と、
前記シャッター部材の厚さ方向への回転を規制する一対のガイド軸と、
前記噛合部材に係合するとともに、前記噛合部材の回転を規制する回転規制部と、を有し、
前記シャッター部材は、貫通穴を有し、
前記回転規制部は、凸部を有し、
前記回転規制部は、前記貫通穴に前記凸部を挿入することにより前記シャッター部材を吊り下げた姿勢で支持しており、
前記回転規制部は、一対の貫通孔を有し、
前記一対のガイド軸は、前記一対の貫通孔にそれぞれ挿入されていることを特徴とするプロジェクター。 - 前記スクリューは、前記光路に対して前記軸方向が交差するように配置され、
前記軸方向一端側に前記駆動モーターが配置されている請求項1に記載のプロジェクター。 - 前記シャッターユニットは、前記駆動モーターから前記スクリューへの回転駆動力を遮断するスリップ機構を有している請求項1または2に記載のプロジェクター。
- 前記ガイドレール部が前記投射レンズを保持する筐体に設けられている請求項1に記載のプロジェクター。
- 前記スクリューが多条ネジ構造とされている請求項1から4のいずれか一項に記載のプロジェクター。
- 前記シャッター部材が、光路上に配置された閉位置、光路外に配置された開位置のいずれの位置にあるかを検出する位置検出部を備えている請求項1から5のいずれか一項に記載のプロジェクター。
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