JPH10269816A - 光源装置および投写型表示装置 - Google Patents
光源装置および投写型表示装置Info
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- JPH10269816A JPH10269816A JP9070246A JP7024697A JPH10269816A JP H10269816 A JPH10269816 A JP H10269816A JP 9070246 A JP9070246 A JP 9070246A JP 7024697 A JP7024697 A JP 7024697A JP H10269816 A JPH10269816 A JP H10269816A
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Abstract
また、Fナンバーの小さな大口径の投写レンズを用いな
くても明るい投写画像の得られる構成を提案すること。 【解決手段】 光源装置2は、第1の光源ランプ20
A、第2の光源ランプ20B、及び、各光源ランプ20
A、20Bから出射される光束W1、W2を相互に繋げ
て出射する導光部24を備えている。この導光部24に
よって、第1の光束W1の一部W1a及び第2の光束W
2の一部W2aは、光源ランプ20A、20Bの間を繋
ぐ光束として出射される。従って、光源装置2から得ら
れる照明光Wの被照射領域の幅Wtを狭くでき、これを
投写型表示装置に採用すれば、ライトバルブの視野角特
性に起因した投写画像の表示品位の低下を防ぐことがで
き、また、Fナンバーの小さな大口径の投写レンズを用
いずに済む。
Description
用いるのに適した複数の光源ランプを備えた光源装置に
関するものである。また、本発明は、この光源装置が組
み込まれた投写型表示装置に関するものである。
光源装置は、メタルハライドランプ、キセノンランプ、
ハロゲンランプ等のランプ本体、およびこのランプ本体
からの発散光を反射して前面開口から光束として出射可
能なランプリフレクタを備えた光源ランプと、この光源
ランプが組付けられるランプハウジングを備えた構成と
なっており、一般にユニット形式の形態で用いられてい
る。しかし、このような光源装置を備えた投写型表示装
置においては、ランプ本体が寿命などによって点灯しな
くなると、光源装置から照明光を得ることができず、ス
クリーン上には何も表示されなくなってしまう。これに
より、光源装置を交換するために投影を一時中断しなけ
ればならなかったり、ユーザに不快感を与える等の弊害
が生じる。
ンプ本体とランプリフレクタからなる光源ランプを複数
備えた構成の光源装置を特開平6−265887号公報
で提案している。
265887号公報に開示されている光源装置の概略構
成を示してある。なお、図には、光源装置から得られる
照明光の被照射部として均一照明素子であるインテグレ
ータレンズも示してある。この図に示す光源装置200
は、2つの光源ランプ20A、20Bを備え、これらの
光源ランプ20A、20Bがランプハウジング23に収
納された構成となっている。2つの光源ランプ20A、
20Bは、先に説明したように、ランプ本体21A、2
1Bと、このランプ本体21A、21Bからの発散光を
反射して前面開口から光束として出射するランプリフレ
クタ22A、22Bとから基本的に構成されている。こ
のような光源装置200では、一方の光源ランプが寿命
などによって点灯しなくなっても、他方の光源ランプか
ら照明光を得ることができる。
22Bの厚みやランプハウジング23の大きさなどを考
慮せずに、2つの光源ランプ20A、20Bを単に並べ
るのみでは、2つの光源ランプ20A、20Bの間に無
駄なスペースが発生する。このようなスペースがある
と、図7(B)から判るように、それぞれの光源ランプ
20A、20Bから出射された光束W1、W2が分離し
た状態で照射されるので、被照射領域の幅Wtが大きく
なる。
置の光源として用いた場合には、被照射領域の幅Wtが
大きいので、図8(A)に破線で示すように、同図中実
線で示す被照射領域の幅Wtが小さい場合と比較して、
光に角度がついてしまう。このため、より入射瞳の径の
大きな大口径の投写レンズ71が必要となる。また、図
8(B)に示すように、投写レンズ71では発散してい
く光を反転させて投写面11に投写するので、同じ投写
レンズ71を用いると、発散角が大きいほど投写距離が
長くなる。投写距離が長くなると光のロスも増えるの
で、この光ロスを少なくするためには焦点距離の短い投
写レンズ71が必要となる。よって、被照射領域の幅W
tが大きい場合には、光の利用効率の低下を防いで明る
い投写画像を得るためには、Fナンバーが小さく、かつ
大口径の投写レンズを使用する必要がある。しかし、こ
のような投写レンズは高価であるので、投写型表示装置
のコストが上昇してしまう。
に、光源ランプ20A、20Bの間に無駄なスペースが
あり被照射領域の幅Wtが大きいと、均一照明光学系3
00を介してライトバルブ5に照明される光には、大き
な集光角を伴って入射する光が発生する。従って、液晶
ライトバルブのように視野角依存性のあるライトバルブ
を用いた場合には、視野角特性の影響を大きく受け、投
写画像に表示ムラ等が生じ、表示品位の低下を招いてし
まう。
の光源ランプを備えた光源装置において、光源装置から
出射される照明光の被照射領域の幅を狭くして、Fナン
バーの小さな大口径の投写レンズを用いることなく、ま
た、ライトバルブの視野角特性の影響を受けずに高品位
の画像を投写可能な投写型表示装置の光源等として用い
るのに適した光源装置を提供することにある。また、こ
の光源装置を光源として用いた投写型表示装置を提供す
ることにある。
め、本発明では、複数の光源ランプを備えた光源装置に
おいて、それぞれの光源ランプからの光束を導光手段に
よって相互に繋ぐことにより照明光の被照射領域の幅を
狭くするようにしている。すなわち、本発明は、第1の
光束を出射する第1の光源ランプと、第2の光束を出射
する第2の光源とを有し、これら第1および第2の光源
ランプは、それぞれ、ランプ本体と、当該ランプ本体か
らの発散光を反射して前面開口から前記第1あるいは第
2の光束として出射する反射鏡とを備えた構成の光源装
置において、相互に離れた位置にある各光源ランプの前
記前面開口から分離した状態で出射された前記第1およ
び第2の光束を受け取り、これらの光束を相互に繋がっ
た光束の状態で同一方向に出射する導光手段を有するこ
とを特徴としている。
光源ランプの間にスペースがあっても、各光源ランプか
ら出射された光束を相互に繋いでから出射しているの
で、被照射領域の幅を狭くできる。従って、本発明の光
源装置を投写型表示装置に用いれば、光の利用効率を上
げて明るい投写画像を得るためにFナンバーの小さな大
口径の投写レンズを使用しなくても良いので、投写型表
示装置を小型で廉価に構成することができる。また、被
照射領域の幅が狭いので、ライトバルブに入射する光の
集光角を小さく抑えることができる。従って、液晶ライ
トバルブのように視野角依存性のあるライトバルブを用
いた場合でも、ライトバルブの視野角特性の影響を少な
くでき、表示ムラ等のない高品位の画像を投写面上に投
写することができる。
は、前記導光手段によって、前記第1および第2の光束
のそれぞれの一部を、これらの光束から分離して、これ
ら第1および第2の光束の間を繋ぐ光束として出射させ
れば良い。このような光源装置は、例えば、以下のよう
に構成できる。
を、それぞれの光軸が平行で、且つ、それぞれの前面開
口が光軸に直交する同一平面上に位置するように配列す
る。前記導光手段には、前記第1および第2の光源ラン
プの前記前面開口の一部を覆う状態に配置した第1およ
び第2の反射板と、前記第1および第2の光源ランプの
前記前面開口の間を覆う状態に配置した第3および第4
の反射板を設ける。これらの反射板のうち、前記第1お
よび第2の反射板を、前記第1および第2の光源ランプ
の前記前面開口における配列方向の両端から、反射面が
ランプ本体に向いた状態で光軸に対して45度傾斜した
方向に延びた状態に配置し、前記第3および第4の反射
板を、前記前面開口における反対側の端から、反射面が
ランプ本体とは反対側に向いた状態で光軸に対して45
度傾斜した方向に延びた状態に配置する。このように構
成すれば、前記第1および第2の光束の一部の光束は、
第1および第2の反射板で反射されて前記第3および第
4の反射板に導かれ、これら第3および第4の反射板に
よって、前記第1および第2の光束の間を相互に繋ぐ光
束として光軸方向に出射される。従って、第1および第
2の光源ランプの間にスペースがあっても、被照射領域
の幅を狭くできる。
ためには、前記導光手段によって、前記第1の光束の一
部を当該光束から分離して、この分離された光束成分を
第1および第2の光束を繋ぐ光束として出射させれば良
い。このようにすれば、導光手段を少ない材料によって
構成できるので、光源装置のコストをより低減できる。
うに構成できる。まず、前記第1および第2の光源ラン
プを、それぞれの光軸が平行となるように配置する。そ
して、前記導光手段に、前記第1の光束の一部を当該第
1の光束の出射方向とは異なる方向に反射分離する第1
の反射板と、当該第1の反射板で分離された光束成分が
導かれ、当該光束成分を前記第1および第2の平行光の
間を繋ぐ光束として光軸方向に出射する第2の反射板を
設ければ良い。このような構成を採用すれば、2枚の反
射板によって導光手段を構成でき、光源装置のコストダ
ウンを図れる。
ぐためには、前記導光手段によって、前記第1の光束を
第1および第2の光束成分に分離し、これら第1および
第2の光束成分を前記第2の光束に対し左右対称の位置
で繋がった光束して出射させれば良い。このような光源
装置によれば、一方の光源ランプが点灯しなくなって
も、被照射部の中心部分に対して左右対称の出射光を得
ることができる。従って、この光源装置を均一照明光学
系を備えた投写型表示装置の光源として用いた場合に
は、一方の光源ランプが点灯しなくなっても、ライトバ
ルブを照明する光にムラが生じ難くなり、よって、投写
画像にもムラが生じ難くなるという利点がある。
うに導光手段を構成することによって実現できる。すな
わち、前記第1の光束の一部をその出射方向とは異なる
方向に反射分離する第1の反射板と、当該第1の反射板
で分離された光束成分が導かれ、当該光束成分を前記第
2の光束の一方の端に繋がった光束として前記第2の光
束の出射方向に反射する第2の反射板と、前記第1の光
束の残りの光束成分をその出射方向とは異なる方向に反
射分離する第3の反射板と、当該第3の反射板で反射さ
れた光束成分が導かれ、当該光束平分を前記第2の光束
の他方の端に繋がった光束として前記第2の光束の出射
方向に反射する第4の反射板とを、導光手段に設ければ
良い。
に繋ぐためには、前記導光手段によって、前記第2の光
束を取り囲む状態で当該第2の光束に繋がった状態で出
射させれば良い。このような光源装置は、例えば、以下
のように構成できる。
を、双方の光軸が互いに交差する状態に配置し、これら
第1および第2の光源ランプの前記前面開口を円形にす
る。そして、前記第1の光束をその光軸に直交する断面
が円環形状をした光束の状態にする導光素子と、当該導
光素子によって形成された円環形状の光束を、前記第2
の光束に外接する状態となるように当該第2の光束の出
射方向に導く反射板とを、導光手段に設ければ良い。こ
の構成の光源装置によれば、第1および第2の光源が共
に点灯しているときにはほぼ円形断面を備えた出射光を
得ることができ、投写型表示装置にこの光源装置を採用
した場合には、投写レンズへののみこみ効率が高く、明
るい画像を得ることが可能となる。また、一方の光源ラ
ンプが点灯しなくなっても、被照射部の中心部分に対し
て左右対称の出射光を得ることができるので、均一照明
光学系を用いた投写型表示装置の光源として用いた場合
には、ライトバルブを照明する光にムラが生じ難くな
り、従って、投写画像にもムラが生じ難くなるという利
点もある。
第2の光源ランプをそれぞれの光軸が交差する状態に配
列し、前記導光手段に、前記第1の光束をその出射方向
とは異なる方向に反射して、前記第2の光束に繋がった
状態で当該第1の光束を出射する反射板を設けた構成の
光源装置を採用することもできる。
光源ランプの前記前面開口にそれぞれ第1、第2の均一
照明光学素子を配置しておくことが望ましい。このよう
な光源装置を投写型表示装置の光源として使用すれば、
均一照明光学系を別途設ける必要がないので、投写型表
示装置の小型化およびコストダウンを図れるという有利
な点がある。
ら出射される光束に対して画像情報に対応した変調を施
す変調手段と、当該変調手段によって変調された後の変
調光束を投写面上に拡大投写する投写手段とを有し、前
記光源装置と前記変調手段の間の光路上に均一照明光学
系が配置されている投写型表示装置の前記光源装置をし
て用いることができる。このように本発明の光源装置を
備えた投写型表示装置によれば、Fナンバーの小さな大
口径の投写レンズは不要なので、装置の低廉化を図るこ
とができる。また、変調手段として視野角依存性のある
液晶ライトバルブを使用した場合でも、視野角特性の影
響をほとんど受けないので、投写面上に表示ムラ等のな
い高品位の画像を投写できる。
て画像情報に対応した変調を施す変調手段と、当該変調
手段によって変調された後の変調光束を投写面上に拡大
投写する投写手段とを有し、前記光源装置と前記変調手
段の間の光路上に第3の均一光学素子が配置されている
投写型表示装置に前記光源装置として、第1および第2
の光源ランプの前面開口に第1、第2の均一照明光学素
子が配置された構成の光源装置を使用すれば、上述の効
果に加え、投写型表示装置の小型化を図ることができる
という効果が得られる。
光源装置を説明する。図1(A)に本発明を適用した光
源装置の概略構成を示してある。また、図1(B)には
光源装置を照明光の出射側から見た時の平面図を示して
あり、図1(C)には光源装置から得られる照明光の断
面形状を示してある。なお、図1(A)には、光源装置
から得られる照明光の被照射部として均一照明光学素子
であるインテグレータレンズを備えた均一照明光学系も
同時に示してある。
3原色の色成分を含む光束を出射可能な第1の光源ラン
プ20Aおよび第2の光源ランプ20Bと、これらの光
源ランプ20A、20Bが収納されるランプハウジング
23と、各光源ランプ20A、20Bから出射される第
1の光束W1と第2の光束W2を相互に繋がった光束の
状態で同一方向に出射する導光部24を備えている。こ
の光源装置2の出射側には均一照明光学系3が位置して
いる。
なった2つのランプ組み付け室231A、231Bが区
画形成されており、ここに各光源ランプ20A、20B
が配置されている。これら2つの光源ランプ20A、2
0Bは互いの光軸1a、1bが平行となるように離れて
配列されている。
体21A、21Bと、ランプ本体21A、21Bが取り
付けられているランプリフレクタ22A、22Bを備え
ている。ランプ本体21A、21Bは、発光効率に優
れ、長寿命であり、演色性にも優れているメタルハライ
ドランプを使用することが好ましいが、キセノンランプ
やハロゲンランプ等を使用しても良いのは勿論である。
方が円形の開口222A、222Bになっており、この
開口222A、222Bから後方に断面が放物線形状の
反射面221A、221Bが延びている。その反射面2
21A、221Bの底部中央にランプ本体21A、21
Bが耐熱性の接着剤等によって固定されている。ランプ
本体21A、21Bは、管軸が反射面221A、221
Bの中心軸線と一致するようにランプリフレクタ22
A、22Bに取り付けられている。
れた各光源ランプ20A、20Bのランプリフレクタ2
2A、22Bの前面開口222A、222Bから分離し
た状態で出射された第1および第2の光束W1、W2を
受け取り、これらの光束W1、W2を相互に繋がった光
束Wの状態で同一方向に出射できるように形成されてい
る。本例の光源装置2では、同じ形状の4枚の反射板2
41、242、243、244を所定の位置に配置する
ことによって導光部24が構成されている。
光部24は、各ランプリフレクタ22A、22Bの前面
開口222A、22Bの一部を覆う状態に配置された第
1および第2の反射板241、242と、各ランプリフ
レクタ22A、22Bの間を覆う状態に配置された第3
および第4の反射板243、244を備えている。
は、各ランプリフレクタ22A、22Bの前面開口22
2A、222Bにおける配列方向の両端から、反射面が
ランプ本体21A、21Bに向いた状態で光軸1a(1
b)に対して45度傾斜した方向に延びた状態に配置さ
れている。
は、各ランプリフレクタ22A、22Bの前面開口22
2A、222Bにおける第1および第2の反射板24
1、242が配置された端とは反対側の端から、反射面
がランプ本体21A、21Bとは反対側に向いた状態で
光軸1a(1b)に対して45度傾斜した方向に延びた
状態に配置されている。
光源ランプ20A、20Bから3原色の色成分を含む第
1の光束W1、および第2の光束W2が分離した状態で
出射される。これらの光束W1、W2のうち、第1の光
束W1の一部W1aは、第1の反射板241によって内
側に向かって直角に反射され、しかる後に、第3の反射
板243によって再び直角に反射されて均一照明光学系
3の側に出射される。第1の光束W1の残りの部分光束
W1bは、導光部24の影響を受けずにそのまま均一照
明光学系3の側に出射される。一方、第2の光束W2
は、その一部W2aが第2の反射板242によって内側
に向かって直角に反射され、しかる後に、第4の反射板
244によって再び直角に反射されて均一照明光学系3
の側に出射される。
244によって各ランプリフレクタ22A、22Bの間
が覆われているので、これらの反射板243、244に
よって反射された光束成分W1a、W2aは、第1およ
び第2の光束W1、W2の間を相互に繋ぐ光束として均
一照明光学系3に向かって出射されることになる。この
結果、均一照明光学系3には、図1(C)に示すような
相互に繋がった照明光Wが照射される。
第1および第2の光源ランプ20A、20Bから出射さ
れた各光束W1、W2の外側の部分を当該光束W1、W
2から分離し、この分離された光束成分W1a、W2a
を光源ランプ20A、20Bの間から出射することによ
り、各光束W1、W2を相互に繋いだ状態にしてから均
一照明光学系(被照射領域)3に向かって出射してい
る。従って、第1および第2の光源ランプ20A、20
Bの間にスペースがあっても、被照射領域の幅Wtを狭
くできる。従って、本例の光源装置2を投写型表示装置
に用いれば、光の利用効率の低下を防いで明るい投写画
像を得るためにFナンバーの小さな大口径の投写レンズ
を使用しなくても良いので、投写型表示装置を廉価に構
成することができる。また、被照射領域の幅Wtが狭い
ので、ライトバルブに入射する光の集光角を小さく抑え
ることが可能である。従って、ライトバルブとして視野
角依存性のある液晶ライトバルブを使用した場合でも、
その視野角特性の影響を大きく受けることがなく、表示
ムラ等のない高品位の画像が得られる投写型表示装置を
構成できる。
を備えた投写型表示装置の例を説明する。この投写型表
示装置は、光源装置2からの白色光束を、赤、緑、青の
3色光束に分離し、これらの各色光束を液晶パネルから
構成されるライトバルブを通して画像情報に対応させて
変調し、変調した後の各色の変調光束を再合成して、投
写レンズを介してスクリーン上に拡大表示する形式のも
のである。
を示してある。この図に示すように、投写型表示装置1
は、本発明を適用した光源装置2と、均一照明光学素子
であるインテグレータレンズ31、32および集光レン
ズ33から構成される均一照明光学系3とを備えてい
る。また、均一照明光学系3から出射される白色光束W
を赤、緑、青の各色光束R、G、Bに分離する色分離光
学系4と、各色光束を変調するライトバルブとしての3
枚の液晶ライトバルブ5R、5G、5Bと、変調された
色光束を再合成する色合成光学系としてのプリズムユニ
ット6と、合成された光束をスクリーン10の表面に拡
大投写する投写レンズユニット7を備えている。さら
に、色分離光学系4によって分離された各色光束のう
ち、青色光束Bに対応する液晶ライトバルブ5Bに導く
導光系8を備えている。
えており、この光源装置2からの照明光の中心光軸を直
角に折り曲げるようにしている。この反射ミラー34を
挟み、インテグレータレンズ31、32が直交する状態
に配置されている。インテグレータレンズ32の出射面
側には集光レンズ33が配置されている。
グレータレンズ31を介してインテグレータレンズ32
を構成している各レンズの入射面上にそれぞれ2次光源
像として投写され、インテグレータレンズ32からの出
射光を用いて被照射対象物が照射されることになる。
クミラー41と、緑反射ダイクロイックミラー42と、
反射ミラー43から構成されている。白色光束Wは、ま
ず、青緑反射ダイクロイックミラー41において、そこ
に含まれている青色光束Bおよび緑色光束Gが直角に反
射され、緑反射ダイクロイックミラー42の側に向か
う。
クミラー41を通過して、後方の反射ミラー43で直角
に反射されて、赤色光束Rの出射部44からプリズムユ
ニット6の側に出射される。ミラー41において反射さ
れた青および緑色の光束B、Gは、緑反射ダイクロイッ
クミラー42において、緑色光束Gのみが反射されて、
緑色光束Gの出射部45から色合成光学系の側に出射さ
れる。このミラー42を通過した青色光束Bは、青色光
束Bの出射部46から導光系8の側に出射される。本例
では、均一照明光学素子の白色光束Wの出射部から、色
分離光学系4における各色光束の出射部44、45、4
6までの距離が全て等しくなるように設定されている。
出射部44、45の出射側には、それぞれ集光レンズ5
1、52が配置されている。したがって、各出射部から
出射した赤色、緑色光束R、Gは、これらの集光レンズ
51、52に入射して平行化される。
R、Gは液晶ライトバルブ5R、5Gに入射して変調さ
れ、各色光に対応した画像情報が付加される。すなわ
ち、これらのライトバルブは、不図示の駆動手段によっ
て画像情報に応じてスイッチング制御されて、これによ
り、ここを通過する各色光束の変調が行われる。このよ
うな駆動手段は公知の手段をそのまま使用することがで
きる。一方、青色光束Bは、導光系8を介して対応する
液晶ライトバルブ5Bに導かれ、ここにおいて、同様に
画像情報に応じて変調が施される。本例のライトバルブ
は、例えば、ポリシリコンTFTをスイッチング素子と
して用いることができる。
射側に配置した集光レンズ54と、入射側反射ミラー8
1と、出射側反射ミラー82と、これら反射ミラーの間
に配置した中間レンズ83と、液晶パネル5Bの手前側
に配置した集光レンズ53とから構成される。各色光束
の光路長、すなわち、光源装置2から各液晶パネルまで
の距離は青色光束Bが最も長くなり、したがって、この
光束の光量損失が最も多くなる。しかし、導光系8を介
在させることにより、光量損失を抑制できる。
変調された各色光束は、色合成光学系6に入射され、こ
こで再合成される。本例では、ダイクロイックプリズム
からなるプリズムユニット6を用いて色合成光学系を構
成してある。ここで、再合成されたカラー画像は、投写
レンズユニット7を介して所定の位置にあるスクリーン
10の表面に拡大投写される。
1においては、その光源として、本発明を適用した光源
装置2を備えている。この光源装置2は、2つの光源ラ
ンプ20A、20Bを備えているので、一方の光源ラン
プが寿命などによって点灯しなくなっても、もう一方の
光源ランプから照明光を得てスクリーン上に画像を表示
することができる。このため、光源装置2を備えた投写
型表示装置1によれば、ユーザに不快感を与えたり、光
源装置を交換するために投影を一時中断しなければなら
ないといった弊害を回避できる。
0A、20Bが点灯している時でも、一方の光源ランプ
しか点灯していないときでも均一照明光学系3を介して
液晶ライトバルブ5R、5G、5Bを均一な照明でき
る。従って、光源装置2を備えた投写型表示装置によれ
ば、色ムラや照度ムラのない高品位な画像を拡大表示す
ることができる。
照明光Wの被照射領域の幅Wtが狭いので、光源装置2
を備えている投写型表示装置1によれば、光の利用効率
の低下を防いで明るい投写画像を得るためにFナンバー
の小さな大口径の投写レンズを使用しなくても良い。こ
のため、廉価な投写型表示装置を実現できる。また、被
照射領域の幅Wtが狭いので、液晶ライトバルブ5R、
5G、5Bに入射する光の集光角は小さく、液晶ライト
バルブ5R、5G、5Bの視野角特性の影響をほとんど
受けない。このため、ライトバルブとして視野依存性の
ある液晶ライトバルブを使用した場合でも、スクリーン
10に投写された画像に表示ムラ等が発生するという事
態を解消できる。
に係る光源装置を示してある。この図に示す光源装置2
Aは、導光部の構成以外は実施の形態1の光源装置2と
同一である。このため、対応する部分には同一の符号を
付して、それらの説明は省略する。
源装置2Aにおける導光部24Aは、第2の光束W2の
一部を光束W2から分離して、第1および第2の光束W
1、W2の間を繋ぐ光束として出射するように形成され
ている。導光部24Aは、同形状の2枚の反射板24
5、246を所定の位置に配置することによって構成さ
れている。
2aを光束W2とは異なる方向に反射分離する反射板2
45と、この反射板245で分離された光束成分W2a
が導かれ、この光束成分W2aを第1および第2の光束
W1、W2の間を繋ぐ光束として光軸1a(1b)の方
向に反射する反射板246を備えている。
の前面開口222Bにおける外側の端から、反射面がラ
ンプ本体21Bに向いた状態で光軸1a(1b)に対し
て45度傾斜した方向に延びた状態に配置されている。
この反射板245は、光源装置2を出射側から見た場
合、図3(B)に示すように、ランプリフレクタ22B
の前面開口22Bの約半分を覆っている。
の前面開口222Bにおける内側の端から、反射面がラ
ンプ本体21Bに向いた状態で光軸1a(1b)に対し
て45度傾斜した方向に延びた状態に配置されている。
この反射板246は、光源装置2を出射側から見た場
合、図3(B)に示すように、ランプリフレクタ22
A、22Bの間を覆っている。
0A、20Bからの第1および第2の光束W1、W2の
うち、第1の光束W1は反射板245、246に何ら規
制されずにそのまま均一照明光学系3の側に出射され
る。一方、第2の光束W2の約半分の光束成分W2a
は、反射板245によって直角に折り曲げられ、しかる
後に、反射板246によって再び直角に折り曲げられて
から均一照明光学系3に向けて出射される。
46によってランプリフレクタ22A、22Bの間が覆
われている。従って、反射板246によって反射された
光束成分W2aは、第1および第2の光束W1、W2の
間を繋ぐ光束、すなわち、光源ランプ20A、20Bの
間の無駄なスペースから均一照明光学系3に向かって出
射されることになる。従って、図3(C)に示すよう
に、本例の光源装置2Aにおいても、各光源ランプ20
A、20Bの間にスペースがあっても、当該光源装置2
Aから得られる照明光Wの被照射領域の幅Wtを狭くで
きる。このため、実施の形態1の光源装置2と同様な効
果を得ることができる。これに加えて、本例の光源装置
2Aでは、2枚の反射板245、246から導光部24
Aが構成されているので、光源装置のコストダウンも図
ることができる。
に係る光源装置を示してある。この図に示す光源装置2
Bは、導光部の構成以外は実施の形態1の光源装置2と
同一である。このため、対応する部分には同一の符号を
付して、それらの説明は省略する。
源装置2Bにおける導光部24Bは、第2の光束W2を
第1および第2の光束成分W2a、W2bに分離し、こ
れら第1および第2の光束成分W2a、W2bを、第1
の光束W1に対し左右対称の位置で繋がった光束として
出射させるように構成されている。
光軸1bの方向とは異なる方向に反射分離する反射板2
47と、この反射板247で分離された光束成分W2a
が導かれ、この光束成分W2aを第1の光束W1の一方
の端に繋がった光束として光軸1a(1b)の方向に反
射する反射板248と、第2の光束W2の残りの光束成
分W2bが導かれ、この光束成分W2bを第1の光束W
1の他方の端に繋がった光束として光軸1a(1b)の
方向に反射する反射板249を備えている。
の前面開口222Bにおける外側の端から前方に離れて
配置されている。また、反射板247は、反射面がラン
プ本体21Bの側に向いた状態で光軸1a(1b)に対
して45度傾斜した方向に延びた状態で配置されてい
る。この反射板247によってランプリフレクタ22B
の前面開口222Bは約半分の部分が覆われている状態
にある。
の前面開口222Bの中央から光軸1a(1b)に対し
て45度傾斜した方向に延びた状態で配置されている。
また、反射板248は、反射板247によって覆われて
いないランプリフレクタ22Bの前面開口222Bの残
りの部分と、ランプリフレクタ22A、22Bの間を覆
う状態で配置されている。この反射板248の表裏面は
共に反射面が構成されている。
の前面開口222Aにおける外側の端から、反射面がラ
ンプ本体21Aとは反対側に向いた状態で光軸1a(1
b)に対して45度傾斜した方向に延びた状態で配置さ
れている。
0A、20Bからの第1および第2の光束W1、W2の
うち、第1の光束W1は、反射板247、248、24
9に何ら規制されずにそのまま均一照明光学系3に向け
て出射される。一方、第2の光束W2は、反射板247
によって約半分の光束成分W2aが内側に向かって直角
に折り曲げられ、残りの光束成分W2bが反射板248
の表面(ランプ本体21bに向いている面)よって内側
に向かって直角に反射される。反射板247で反射され
た光束成分W2aは、反射板248の裏面(ランプ本体
21bに向いている面とは反対側の面)によって再び直
角に反射されて均一照明光学系3に向けて出射される。
この場合、反射板248によって第1および第2の光束
W1、W2の間が覆われているので、光束成分W2a
は、第1の光束W1と図面に向かって右側において繋が
った状態で均一照明光学系3の側に出射されることにな
る。一方、反射板248の表面で反射された光束成分W
2bは、第1の光束W1を横切った後に反射板249に
よって直角に折り曲げられて均一照明光学系3に向けて
出射される。この場合、反射板249がランプリフレク
タ22Aの開口222Aの端に取り付けられているの
で、光束成分W2bは、第1の光束W1と図面に向かっ
て左側において繋がった状態で均一照明光学系3の側に
出射されることになる。従って、図4(C)に示すよう
に、本例の光源装置2Bにおいても、各光源ランプ20
A、20Bの間にスペースがあっても被照射領域の幅W
tを狭くできる。これにより、実施の形態1の光源装置
2と同様な効果を得ることができる。
次のような効果を得ることができる。すなわち、本例の
光源装置2Bでは、第2の光束W2を半分に分離し、こ
の分離した光束成分W2a、W2bを第1の光束W1に
対して左右対称の位置でそれぞれ繋いでいるので、一方
の光源ランプが点灯しなくなっても、被照射部の中心部
分に対して左右対称の照明光Wを得ることができる。従
って、本例の光源装置2Bを均一照明光学系を備えた投
写型表示装置の光源として用いた場合には、一方の光源
ランプが点灯しなくなっても、液晶ライトバルブを照明
する光にムラが生じ難くなり、スクリーン上の投写画像
にもムラが生じ難くなるという利点がある。
に係る光源装置を示してある。この図に示す光源装置2
Aは、実施の形態1の光源装置2とほぼ同一であるた
め、この対応する部分には同一符号を付して、それらの
説明は省略する。
は、第1の光源ランプ20Aおよび第2の光源ランプ2
0Bは、互いの光軸1a、1bが直交するように配置さ
れている。また、本例の光源装置2Cにおいて導光部2
4Cは、第2の光束W2を、第1の光束W1を取り囲む
状態で第1の光束W1に繋がった状態で出射させるよう
に構成されている。導光部24Cは、第2の光束W2を
その光軸1bに直交する断面が円環形状をした光束W
2’の状態にする導光素子25と、この導光素子25に
よって形成された円環形状の光束W2’を、第1の光束
W1を囲む状態となるように第1の光束W1の光軸1a
の方向に導く反射板26を備えている。
の前面開口222Bの縁全体から光軸1bの方向に向か
って伸びる筒状部252を備えている。この筒状部25
2は、図5(B)に示すように、光軸1bの方向に向か
って広角になり、その角度は光軸1bに対してほぼ45
度傾斜した角度に設定されている。筒状部252の内周
面は、アルミ蒸着等により反射面とされ、この筒状部2
52の内部にはアルミ蒸着などにより反射面とされた外
壁を備えた円錐状の反射部251が設けられている。従
って、第2の光源ランプ20Bからの第2の光束W2
は、筒状部252と反射部251によって強制的に断面
が円環形状の光束W2’に整形され出射される。
前方に、反射面262がランプ本体21Aとは反対側を
向いた状態で光軸1aに対して45度傾斜した方向に延
びた状態に配置されている。図5(C)に詳しく示すよ
うに、反射板26は、平板状であって、その中央部分に
第1の光束W1が透過する透過部261が形成されてい
る。この透過部261は、貫通孔やガラス等の光が透過
できる透明材によって形成される。
ランプ20Aからの第1の光束W1は、反射板26の透
過部261をそのまま透過してインテグレータレンズに
照射される。一方、第2の光源ランプ20Aからの第2
の光束W2は、導光素子25によって断面が円環形状の
光束W2’に整形され、しかる後に、反射板26によっ
て直角に反射されてインテグレータレンズに照射され
る。
された円環形状の光束W2’が反射板26の透過部26
1に対して外接するように導光素子25および反射板2
6を位置させてある。このため、図5(D)に示すよう
に、反射板26からは、第1の光束W1に対して第2の
光束W2が同心円状に囲む状態の照明光Wがインテグレ
ータレンズに向かって出射されることになる。従って、
本例の光源装置2Cにおいても、照明光Wの被照射領域
の幅Wtを狭くできる。これにより、実施の形態1の光
源装置2と同様な効果を得ることができる。
第1および第2の光源ランプ20A、20Bが共に点灯
しているときにはほぼ円形断面の照明光Wを得ることが
できるので、本例の光源装置2Cを投写型表示装置の光
源として用いれば、投写レンズへののみこみ効率が高く
なり、より明るい画像を得ることができる。また、一方
の光源ランプが点灯しなくなっても、被照射部の中心部
分に対して左右対称の出射光を得ることができるので、
均一照明光学系を用いた投写型表示装置の光源として用
いた場合には、ライトバルブを照明する光にムラが生じ
難くなり、したがって、投写画像にムラが生じ難くなる
という利点も併せ持っている。
に係る光源装置を示してある。なお、この図に示す光源
装置においても実施の形態1の光源装置2と共通する部
分には同一の符号を付して、それらの説明は省略する。
は、互いの光軸1a、1bが直交するように配置された
第1と光源ランプ20Aおよび第2の光源ランプ20B
と、各ランプリフレクタ22A、22Bの開口222
A、222Bに近接して配置されたインテグレータレン
ズ35A、35Bと、ランプリフレクタ22Aの側に設
けられたインテグレータレンズ35Aの光出射面の側に
配置された反射板250を有している。また、反射板2
50を挟んでインテグレータレンズ35Aに直交するよ
うに配置されたインテグレータレンズ32と、このイン
テグレータレンズ36の光出射面の側に設けられた集光
レンズ33を備えており、インテグレータレンズ32、
35A、35Bおよび集光レンズ33によって均一照明
光学系が構成されている。
体21Aに向いた状態で第1の光源ランプ20Aの光軸
1aに対して45度傾斜した方向に延びる状態で配置さ
れている。また、反射板250の前端部は第2の光束W
2にほぼ接する位置まで伸びている。このため、インテ
グレータレンズ35Aを通過した第1の光源ランプ20
Aからの第1の光束W1は、第2の光源ランプ20Bか
らの第2の光束W2に繋がった状態でインテグレータレ
ンズ32の側に出射されることになる。この結果、図6
(B)に示すように、本例の光源装置2Dにおいても、
各光源ランプ20A、20Bの間にスペースがあっても
照明光Wの被照射領域の幅Wtを狭くできる。これによ
り、実施の形態1の光源装置2と同様な効果が得られ
る。
れぞれの光源ランプ20A、20Bの直後に配置された
インテグレータレンズ35A、35B、および出射側に
配置されたインテグレータレンズ32、集光レンズ33
が備えられている。すなわち、光源装置2Dに均一照明
光学系3が構成されている。従って、光源装置2Dを投
写型表示装置の光源として使用すれば、均一照明光学系
を別途設ける必要がないので、投写型表示装置の小型化
およびコストダウンを図れるという効果も得られる。
においては、投写型表示装置の例として、投写型表示装
置に図1に示した実施の形態1に係る光源装置を採用し
た投写型表示装置1(図2)のみを説明したが、同様
に、他の実施の形態に係る光源装置を投写型表示装置に
適用することも勿論可能である。
トバルブを備えた投写型表示装置であるが、本発明の光
源装置は、反射型のライトバルブを備えた投写型表示装
置にも適用可能である。
する側から投写を行う前面投写型表示装置であるが、本
発明の光源装置は投写面を観察する側とは反対の方向か
ら投写を行う背面投写型表示装置にも適用可能である。
およびこの光源装置を備えた投写型表示装置では、複数
の光源ランプから出射された分離した状態の光束を導光
手段によって相互に繋ぐことによって、第1および第2
の光源ランプの間にスペースがあっても被照射領域の幅
が狭くなるようにしている。このため、光の利用効率を
上げて明るい投写画像を得るためにFナンバーの小さな
大口径の投写レンズを用いる必要がなく、また、ライト
バルブに入射する光の集光角を小さく抑えることができ
る。従って、表示ムラ等がなく、明るい高品位の画像を
投写可能な小型で廉価な投写型表示装置を提供できる。
置の概略構成図、(B)は、この光源装置を出射側から
見た時の平面図、(C)は、この光源装置から得られる
照明光の断面形状を示す説明図である。
表示装置の光学系の概略構成図である。
置の概略構成図、(B)は、この光源装置を出射側から
見た時の平面図、(C)は、この光源装置から得られる
照明光の断面形状を示す説明図である。
置の概略構成図、(B)は、この光源装置を出射側から
見た時の平面図、(C)は、この光源装置から得られる
照明光の断面形状を示す説明図である。
置の概略構成図、(B)は、導光素子を示す斜視図、
(C)は、反射板を示す斜視図、(D)は、この光源装
置から得られる照明光の断面形状を示す説明図である。
置の概略構成図、(B)は、この光源装置から得られる
照明光の断面形状を示す説明図である。
ランプを備えた光源装置の概略構成図、(B)は、この
光源装置から得られる照明光の断面形状を示す説明図で
ある。
模式的に示す説明図、(B)は、光の発散角と投写距離
の関係を模式的に示す説明図である。
場合にライトバルブに照明される光を模式的に示す説明
図、(B)は、2のランプの間にスペースがある場合に
ライトバルブに照明される光を模式的に示す説明図であ
る。
Claims (13)
- 【請求項1】 第1の光束を出射する第1の光源ランプ
と、第2の光束を出射する第2の光源ランプとを有し、
これら第1および第2の光源ランプは、それぞれ、ラン
プ本体と、当該ランプ本体からの発散光を反射して前面
開口から前記第1あるいは第2の光束として出射する反
射鏡とを備えた構成となっている光源装置において、 相互に離れた位置にある各光源ランプの前記前面開口な
ら分離した状態で出射された前記第1および第2の光束
を受け取り、これらの光束を相互に繋がった光束の状態
で同一方向に出射する導光手段を有することを特徴とす
る光源装置。 - 【請求項2】 請求項1において、前記導光手段は、前
記第1および第2の光束のそれぞれの一部を、これらの
光束から分離して、これら第1および第2の光束の間を
繋ぐ光束として出射するものであることを特徴とする光
源装置。 - 【請求項3】 請求項2において、前記第1および第2
の光源ランプは、それぞれの光軸が平行で、かつ、それ
ぞれの前面開口が光軸に直交する同一平面上に位置する
ように配列されており、 前記導光手段は、前記第1および第2の光源ランプの前
記前面開口の一部を覆う状態に配置した第1および第2
の反射板と、前記第1および第2の光源ランプの前記前
面開口の間を覆う状態に配置した第3および第4の反射
板とを備え、 前記第1および第2の反射板は、前記1および第2の光
源ランプの前記前面開口における配列方向の両端から、
反射面がランプ本体に向いた状態で光軸に対して45度
傾斜した方向に延びた状態に配置されており、前記第3
および第4の反射板は、前記前面開口における反対側の
端から、反射面がランプ本体とは反対側に向いた状態で
光軸に対して45度傾斜した方向に延びた状態に配置さ
れており、 前記第1および第2の光束の一部の光束は、前記第1お
よび第2の反射板で反射されて前記第3および第4の反
射板に導かれ、これら第3および第4の反射板によっ
て、前記第1および第2の光束の間を相互に繋ぐ光束と
して光軸方向に出射されることを特徴とする光源装置。 - 【請求項4】 請求項1において、前記導光手段は、前
記第1の光束の一部を当該光束から分離して、この分離
された光束を前記第1および第2の光束の間を繋ぐ光束
として出射するものであることを特徴とする光源装置。 - 【請求項5】 請求項4において、前記第1および第2
の光源ランプは、それぞれ光軸が平行となるように配列
されており、 前記導光手段は、前記第1の光束の一部を当該第1の光
束の出射方向とは異なる方向に反射分離する第1の反射
板と、当該第1の反射板で分離された光束成分が導か
れ、当該光束成分を前記第1および第2の光束の間を繋
ぐ光束として光軸方向に出射する第2の反射板とを備え
ていることを特徴とする光源装置。 - 【請求項6】 請求項1において、前記導光手段は、前
記第1の光束を第1および第2の光束成分に分離し、こ
れら第1および第2の光束成分を、前記第2の光束に対
し左右対称の位置で繋がった光束として出射するもので
あることを特徴とする光源装置。 - 【請求項7】 請求項6において、前記第1の光束の一
部をその出射方向とは異なる方向に反射分離する第1の
反射板と、当該第1の反射板で分離された光束成分が導
かれ、当該光束成分を前記第2の光束の一方の端に繋が
った光束として前記第2の光束の出射方向に反射する第
2の反射板と、前記第1の光束の残りの光束成分をその
出射方向とは異なる方向に反射分離する第3の反射板
と、当該第3の反射板で反射された光束成分が導かれ、
当該光束成分を前記第2の光束の他方の端に繋がった光
束として前記第2の光束の出射方向に反射する第4の反
射板とを備えていることを特徴とする光源装置。 - 【請求項8】 請求項1において、前記導光手段は、前
記第1の光束を、前記第2の光束を取り囲む状態で当該
第2の光束に繋がった状態で出射するものであることを
特徴とする光源装置。 - 【請求項9】 請求項8において、前記第1および第2
の光源ランプは、双方の光軸が互いに交差する状態に配
列され、これら第1および第2の光源ランプの前記前面
開口は円形をしており、 前記導光手段は、前記第1の光束をその光軸に直交する
断面が円環形状をした光束の状態にする導光素子と、当
該導光素子によって形成された円環形状の光束を、前記
第2の光束を囲む状態となるように当該第2の光束の出
射方向に導く反射板を備えていることを特徴とする光源
装置。 - 【請求項10】 請求項1において、前記第1および第
2の光源ランプはそれぞれの光軸が交差する状態に配列
されており、 前記導光手段は、前記第1の光束をその光軸方向とは異
なる方向に反射して、前記第2の光束に繋がった状態で
当該第1の光束を出射する反射板を備えていることを特
徴とする光源装置。 - 【請求項11】 請求項1乃至10のいずれかにおい
て、前記第1および第2の光源ランプの前記前面開口に
はそれぞれ第1、第2の均一照明光学素子が配置されて
いることを特徴とする光源装置。 - 【請求項12】 請求項1乃至11のうちの何れかの項
に記載の光源装置と、当該光源装置から出射される光束
に対して画像情報に対応した変調を施す変調手段と、当
該変調手段によって変調された後の変調光束を投写面上
に拡大投写する投写手段とを有し、前記光源装置と前記
変調手段の間の光路上には均一照明光学系が配置されて
いることを特徴とする投写型表示装置。 - 【請求項13】 請求項11に記載の光源装置と、当該
光源装置から出射される光束に対して画像情報に対応し
た変調を施す変調手段と、当該変調手段によって変調さ
れた後の変調光束を投写面上に拡大投写する投写手段と
を有し、前記光源装置と前記変調手段の間の光路上には
第3の均一照明光学素子が配置されていることを特徴と
する投写型表示装置。
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JP3791103B2 (ja) | 2006-06-28 |
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