JP2004325916A - 投射表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】反射型空間光変調素子の駆動回路の極性を最適化することにより、映像信号の内容にかかわらず液晶層への直流成分の印加を抑制して、焼き付きを防止する投射表示装置を提供する。
【解決手段】入力映像信号から同期検出回路21で検出された垂直同期信号と、シーン変化検出回路22から出力されたシーン変化検出信号とを駆動極性選択回路23に供給する。駆動極性選択回路23で、空間光変調素子25rを駆動する液晶印可電圧の極性を選択するために、映像信号処理回路25aと極性反転回路25bとの切り換えSW25cの制御信号Aを生成するようにする。
【選択図】 図2
【解決手段】入力映像信号から同期検出回路21で検出された垂直同期信号と、シーン変化検出回路22から出力されたシーン変化検出信号とを駆動極性選択回路23に供給する。駆動極性選択回路23で、空間光変調素子25rを駆動する液晶印可電圧の極性を選択するために、映像信号処理回路25aと極性反転回路25bとの切り換えSW25cの制御信号Aを生成するようにする。
【選択図】 図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反射型空間光変調素子を用いた投射表示装置に関にする。
【0002】
【従来の技術】
一般に、TFTカラー液晶表示装置においては、ゲート線(走査線)とデータ線(信号線)をTFT基板側に、共通のコモン電極をカラーフィルタ基板側に配置し、基本的にはゲート線に走査信号を印加し、ソース線には対応する表示信号を送ってマトリクスとしての動作を行い、画素は電荷保持動作により高画質を実現している。
【0003】
液晶表示装置にあっては、信号印加の際に直流駆動を行うとイオンが片側の電極にたまり、劣化を招き易いので、これを防ぐために液晶に印加する表示信号を正負反転させて駆動して、液晶に印加する電気信号の極性を反転させ、直流成分を重畳させないように駆動し、正負両極性で対称な交流駆動を実現するようにしている。従来、信号線の反転にはいくつかの方式がある。最も単純な反転方式として、画素と同じくフィールド単位で反転させるフィールド反転が知られている。
【0004】
このような交流駆動を行う場合、1フレームより十分長い時間で平均して見た場合に液晶層内部に直流成分が残ると、不純物イオンの偏在によって表示焼き付きが発生するため、時間平均で直流成分が相殺されるように駆動を行う必要がある。従来は、正負両極性を同じ振幅にして駆動を行うことで、直流成分がなくなり、表示焼き付きが発生しないと考えられていた。
【0005】
しかしながら、上記駆動方法では、各画素の電極間の保持電圧は極性対称となるが、インターレース方式の映像信号で横縞模様などを表示する場合に正極性あるいは負極性の電圧のみが印加され、平均すると直流電圧が液晶に印加されることになり、画像の焼き付きを生じるという問題があった。このような問題に対し、1フィールド期間の所定ライン周期毎に極性をさらに反転して液晶材料に電圧を印加することにより、一画素には所定周期単位で交流電圧が印加されるようになり、インターレース方式の映像を液晶ディスプレイで表示しても、表示パターンにかかわらず、画像を焼き付けることなく表示する提案がなされている(例えば、特許文献1参照。)。
【0006】
【特許文献1】
特開平9−236787号公報(第2図)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、反射型空間光変調素子を用いた投射表示装置においては、素子にブラックストライプがない構成のため、ライン反転、あるいはドット反転を採用すると隣接素子間の境界領域において、本来の液晶分子の配向に対し異常状態となるディスクリミネーションと呼ばれる現象が発生しやすい。これは、黒画面であるのに明るくなったり、白画面で画素の一部が白く光らないといった現象となる。よって、反射型空間光変調素子を用いた投射表示装置においては、フィールド反転が採用されており、上述の特許文献1のように所定ライン周期毎に極性をさらに反転する方法は用いることができないという問題があった。
【0008】
また、インターレース信号をプログレッシブ信号に変換してフィールド反転する方法が考えられる。しかしながら、この場合入力画像が静止画であれば直流成分が相殺されるように駆動できるが、入力画像が動画であれば画像の内容によっては直流成分が相殺されず、やはり焼き付きが起こるという問題があった。
【0009】
本発明は、以上の点に鑑みなされたもので、反射型空間光変調素子を用いた投射表示装置において、入力映像信号のシーンの変化を検出して、空間光変調素子の駆動回路の極性を最適化することにより、映像信号の内容にかかわらず液晶層への直流成分の印加を抑制して焼き付きを防止し、液晶表示素子の表示特性を向上させた高画質であり高い信頼性の投射表示装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために以下に記載の手段よりなる。
すなわち、
光源から出射する白色光を3原色光に係る赤、緑、青の色光に分解し、分解した各色光を反射型空間光変調素子にそれぞれ導き、前記反射型空間光変調素子で映像信号に応じて光変調された各色光を合成し、前記投射光学系レンズにて投射する投射表示装置において、
入力映像信号のシーンの変化を検出するシーン変化検出手段と、
前記入力映像信号の同期信号を検出する同期信号検出手段と、
前記入力映像信号から前記反射型空間光変調素子を駆動するための信号に変換する映像信号処理手段と、
前記変換された信号の極性を反転するための極性反転手段と、
前記検出されたシーン変化信号と同期信号とから前記反射型空間光変調素子の駆動回路の極性を選択するための駆動極性選択手段と、
を有することを特徴とする投射表示装置。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の投射表示装置の発明の実施の形態につき、好ましい実施例により説明する。
まず、図1を用いて本実施例に適用される反射型空間光変調素子を用いた投射表示装置の構成と、その動作の一例について説明する。
【0012】
同図において、例えば超高圧水銀ランプであるランプ1より発せられた光は、ミラー2に入射される。コールドミラー2で反射され光はダイクロイックミラー3に入射される。ダイクロイックミラー3に入射された光の内、赤色(R)光はダイクロイックミラー3を透過してミラー5に入射される。このR光はミラー5で反射されて偏光ビームスプリッタ(以下、PBSと記す)9に入射される。
【0013】
青色(B)/緑色(G)光はダイクロイックミラー3で反射されてダイクロイックミラー4に入射される。ダイクロイックミラー4に入射された光の内、G光はダイクロイックミラー4で反射してPBS10に入射される。ダイクロイックミラー4に入射された光の内、B光はダイクロイックミラー4を透過してPBS11に入射される。
【0014】
PBS9に入射されたR光はその接合面でS波成分のみが反射し、空間光変調素子25rに入射される。空間光変調素子25rに入射されたS波成分は空間光変調素子25rで反射してP波成分となり、PBS9の接合面を透過して合成プリズム12に入射される。PBS10に入射されたG光はその接合面でS波成分のみが反射し、空間光変調素子25gに入射される。空間光変調素子25gに入射されたS波成分は空間光変調素子25gで反射してP波成分となり、PBS10の接合面を透過して合成プリズム12に入射される。
【0015】
PBS11に入射されたB光はその接合面でS波成分のみが反射し、空間光変調素子25bに入射される。空間光変調素子25bに入射されたS波成分は空間光変調素子25bで反射してP波成分となり、PBS11の接合面を透過して合成プリズム12に入射される。なお、空間光変調素子25r,25g,25bには、周知のように、映像に応じた電圧がかけられ、入射されたR,G,B光がそれぞれ変調される。
【0016】
合成プリズム12に入射されたR,G,B光は合成プリズム12によって合成され、投射レンズ13によってスクリーン14に投射される。このようにして、スクリーン14に映像が表示される。
【0017】
次に、図2及び図3を用いて空間光変調素子の駆動回路について説明する。図2はその概略ブロック図を、図3は波形図を示したものである。
図2に示すように、入力端子20より供給された入力映像信号は、デコーダ24、及び同期検出回路21、シーン変化検出回路22に入力される。同期検出回路21ではフィールド反転の基本的タイミングとなる垂直同期信号が検出される。
【0018】
シーン変化検出回路22では、画像の一部分の平均画像レベルAPL(Average Picture Level)をフィールド毎に比較する。検出したフィールドの部分APLの差が予め設定した値より大であるときは、インターレース方式の映像信号で横縞模様に相当する映像信号、あるいは画像のシーンが大幅に変化したものと判断して検出信号を出力する。
【0019】
前述の同期検出回路21にて検出された垂直同期信号と、シーン変化検出回路22から出力されたシーン変化検出信号とが駆動極性選択回路23に供給される。駆動極性選択回路23では、最終的に空間光変調素子を駆動する液晶印可電圧の極性を選択するための、切り換えSW制御信号Aを生成し空間光変調素子駆動回路25R,25G,25Bに供給する。
【0020】
一方、映像信号は、R,G,Bそれぞれの空間光変調素子に対応させるため、デコーダ24においてR,G,B色信号にデコードされる。デコードされた色信号は、それぞれ空間光変調素子駆動回路25R,25G,25Bに供給される。空間光変調素子駆動回路25R,25G,25Bは同一の回路であるので、R色の空間光変調素子駆動回路25Rを例にとりさらに詳細に説明する。
【0021】
デコーダ24から供給されたR映像信号は、映像信号処理回路25aで空間光変調素子25rのダイナミックレンジに対応したレベルに整形され後、切り換えSW25cの端子(a)及び極性反転回路25b供給される。極性反転回路25bでは、映像信号処理回路25aにて整形された映像信号の極性のみを反転させた後、切り換えSW25cの端子(b)に供給する。
【0022】
映像信号処理回路25a及び極性反転回路25bから供給された信号を、前述の切り換えSW制御信号Aによって選択した後、空間光変調素子25rの水平ドライバ25d、垂直ドライバ25eに供給し光変調を行いR色の投射光が生成される。
【0023】
次に、上述の動作を図3の波形図を用いて説明する。動図(a)は、入力映像信号を、(b)は検出した垂直同期信号を示している。従来のフィールド反転駆動では、液晶印可基準電位は(c)に示すように、単純に交互に極性を切り換えるものであり、最終的に空間光変調素子には(d)で示す駆動映像信号が印可される。
【0024】
本実施例による駆動回路では、前述の同期検出回路21にて検出された垂直同期信号(b)と、シーン変化検出回路22から出力されたシーン変化検出信号(e)とにより、液晶印可基準電位を(f)のように選択生成する。そして、最終的に空間光変調素子には(g)で示す駆動映像信号が印可されるようにしている。
【0025】
なお、上述の実施例では、映像信号のシーンの変化を検出して、空間光変調素子の駆動回路の極性を切り換えているが、所定時間毎に切り換える構成としてもよい。
【0026】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、反射型空間光変調素子を用いたフィールド反転駆動の投射表示装置において、入力映像信号のシーンの変化を検出して、空間光変調素子の駆動回路の極性を最適化することにより、映像信号の内容にかかわらず液晶層への直流成分の印加を抑制することができるため、焼き付きを防止することが可能となり、液晶表示素子の表示特性を向上させ高画質、および高い信頼性の投射表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例に適用される投射表示装置の概略構成図を示したものである。
【図2】本実施例に適用される投射表示装置の概略ブロック図を示したものである。
【図3】本実施例に適用される空間光変調素子駆動回路の各部波形を説明するための図である。
【符号の説明】
1…ランプ
2…コールドミラー
3,4…ダイクロイックミラー
5…ミラー
25r,25g,25b…空間光変調素子
9,10,11…偏光ビームスプリッタ
12…合成プリズム
13…投射レンズ
14…スクリーン
20…入力端子
21…同期検出回路
22…シーン変化検出回路
23…駆動極性選択回路
24…デコーダ
25R,25G,25B…空間光変調素子駆動回路
25a…映像信号処理回路
25b…極性反転回路
25c…切り換えSW
25d…水平ドライバ
25e…垂直ドライバ
【発明の属する技術分野】
本発明は、反射型空間光変調素子を用いた投射表示装置に関にする。
【0002】
【従来の技術】
一般に、TFTカラー液晶表示装置においては、ゲート線(走査線)とデータ線(信号線)をTFT基板側に、共通のコモン電極をカラーフィルタ基板側に配置し、基本的にはゲート線に走査信号を印加し、ソース線には対応する表示信号を送ってマトリクスとしての動作を行い、画素は電荷保持動作により高画質を実現している。
【0003】
液晶表示装置にあっては、信号印加の際に直流駆動を行うとイオンが片側の電極にたまり、劣化を招き易いので、これを防ぐために液晶に印加する表示信号を正負反転させて駆動して、液晶に印加する電気信号の極性を反転させ、直流成分を重畳させないように駆動し、正負両極性で対称な交流駆動を実現するようにしている。従来、信号線の反転にはいくつかの方式がある。最も単純な反転方式として、画素と同じくフィールド単位で反転させるフィールド反転が知られている。
【0004】
このような交流駆動を行う場合、1フレームより十分長い時間で平均して見た場合に液晶層内部に直流成分が残ると、不純物イオンの偏在によって表示焼き付きが発生するため、時間平均で直流成分が相殺されるように駆動を行う必要がある。従来は、正負両極性を同じ振幅にして駆動を行うことで、直流成分がなくなり、表示焼き付きが発生しないと考えられていた。
【0005】
しかしながら、上記駆動方法では、各画素の電極間の保持電圧は極性対称となるが、インターレース方式の映像信号で横縞模様などを表示する場合に正極性あるいは負極性の電圧のみが印加され、平均すると直流電圧が液晶に印加されることになり、画像の焼き付きを生じるという問題があった。このような問題に対し、1フィールド期間の所定ライン周期毎に極性をさらに反転して液晶材料に電圧を印加することにより、一画素には所定周期単位で交流電圧が印加されるようになり、インターレース方式の映像を液晶ディスプレイで表示しても、表示パターンにかかわらず、画像を焼き付けることなく表示する提案がなされている(例えば、特許文献1参照。)。
【0006】
【特許文献1】
特開平9−236787号公報(第2図)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、反射型空間光変調素子を用いた投射表示装置においては、素子にブラックストライプがない構成のため、ライン反転、あるいはドット反転を採用すると隣接素子間の境界領域において、本来の液晶分子の配向に対し異常状態となるディスクリミネーションと呼ばれる現象が発生しやすい。これは、黒画面であるのに明るくなったり、白画面で画素の一部が白く光らないといった現象となる。よって、反射型空間光変調素子を用いた投射表示装置においては、フィールド反転が採用されており、上述の特許文献1のように所定ライン周期毎に極性をさらに反転する方法は用いることができないという問題があった。
【0008】
また、インターレース信号をプログレッシブ信号に変換してフィールド反転する方法が考えられる。しかしながら、この場合入力画像が静止画であれば直流成分が相殺されるように駆動できるが、入力画像が動画であれば画像の内容によっては直流成分が相殺されず、やはり焼き付きが起こるという問題があった。
【0009】
本発明は、以上の点に鑑みなされたもので、反射型空間光変調素子を用いた投射表示装置において、入力映像信号のシーンの変化を検出して、空間光変調素子の駆動回路の極性を最適化することにより、映像信号の内容にかかわらず液晶層への直流成分の印加を抑制して焼き付きを防止し、液晶表示素子の表示特性を向上させた高画質であり高い信頼性の投射表示装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために以下に記載の手段よりなる。
すなわち、
光源から出射する白色光を3原色光に係る赤、緑、青の色光に分解し、分解した各色光を反射型空間光変調素子にそれぞれ導き、前記反射型空間光変調素子で映像信号に応じて光変調された各色光を合成し、前記投射光学系レンズにて投射する投射表示装置において、
入力映像信号のシーンの変化を検出するシーン変化検出手段と、
前記入力映像信号の同期信号を検出する同期信号検出手段と、
前記入力映像信号から前記反射型空間光変調素子を駆動するための信号に変換する映像信号処理手段と、
前記変換された信号の極性を反転するための極性反転手段と、
前記検出されたシーン変化信号と同期信号とから前記反射型空間光変調素子の駆動回路の極性を選択するための駆動極性選択手段と、
を有することを特徴とする投射表示装置。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の投射表示装置の発明の実施の形態につき、好ましい実施例により説明する。
まず、図1を用いて本実施例に適用される反射型空間光変調素子を用いた投射表示装置の構成と、その動作の一例について説明する。
【0012】
同図において、例えば超高圧水銀ランプであるランプ1より発せられた光は、ミラー2に入射される。コールドミラー2で反射され光はダイクロイックミラー3に入射される。ダイクロイックミラー3に入射された光の内、赤色(R)光はダイクロイックミラー3を透過してミラー5に入射される。このR光はミラー5で反射されて偏光ビームスプリッタ(以下、PBSと記す)9に入射される。
【0013】
青色(B)/緑色(G)光はダイクロイックミラー3で反射されてダイクロイックミラー4に入射される。ダイクロイックミラー4に入射された光の内、G光はダイクロイックミラー4で反射してPBS10に入射される。ダイクロイックミラー4に入射された光の内、B光はダイクロイックミラー4を透過してPBS11に入射される。
【0014】
PBS9に入射されたR光はその接合面でS波成分のみが反射し、空間光変調素子25rに入射される。空間光変調素子25rに入射されたS波成分は空間光変調素子25rで反射してP波成分となり、PBS9の接合面を透過して合成プリズム12に入射される。PBS10に入射されたG光はその接合面でS波成分のみが反射し、空間光変調素子25gに入射される。空間光変調素子25gに入射されたS波成分は空間光変調素子25gで反射してP波成分となり、PBS10の接合面を透過して合成プリズム12に入射される。
【0015】
PBS11に入射されたB光はその接合面でS波成分のみが反射し、空間光変調素子25bに入射される。空間光変調素子25bに入射されたS波成分は空間光変調素子25bで反射してP波成分となり、PBS11の接合面を透過して合成プリズム12に入射される。なお、空間光変調素子25r,25g,25bには、周知のように、映像に応じた電圧がかけられ、入射されたR,G,B光がそれぞれ変調される。
【0016】
合成プリズム12に入射されたR,G,B光は合成プリズム12によって合成され、投射レンズ13によってスクリーン14に投射される。このようにして、スクリーン14に映像が表示される。
【0017】
次に、図2及び図3を用いて空間光変調素子の駆動回路について説明する。図2はその概略ブロック図を、図3は波形図を示したものである。
図2に示すように、入力端子20より供給された入力映像信号は、デコーダ24、及び同期検出回路21、シーン変化検出回路22に入力される。同期検出回路21ではフィールド反転の基本的タイミングとなる垂直同期信号が検出される。
【0018】
シーン変化検出回路22では、画像の一部分の平均画像レベルAPL(Average Picture Level)をフィールド毎に比較する。検出したフィールドの部分APLの差が予め設定した値より大であるときは、インターレース方式の映像信号で横縞模様に相当する映像信号、あるいは画像のシーンが大幅に変化したものと判断して検出信号を出力する。
【0019】
前述の同期検出回路21にて検出された垂直同期信号と、シーン変化検出回路22から出力されたシーン変化検出信号とが駆動極性選択回路23に供給される。駆動極性選択回路23では、最終的に空間光変調素子を駆動する液晶印可電圧の極性を選択するための、切り換えSW制御信号Aを生成し空間光変調素子駆動回路25R,25G,25Bに供給する。
【0020】
一方、映像信号は、R,G,Bそれぞれの空間光変調素子に対応させるため、デコーダ24においてR,G,B色信号にデコードされる。デコードされた色信号は、それぞれ空間光変調素子駆動回路25R,25G,25Bに供給される。空間光変調素子駆動回路25R,25G,25Bは同一の回路であるので、R色の空間光変調素子駆動回路25Rを例にとりさらに詳細に説明する。
【0021】
デコーダ24から供給されたR映像信号は、映像信号処理回路25aで空間光変調素子25rのダイナミックレンジに対応したレベルに整形され後、切り換えSW25cの端子(a)及び極性反転回路25b供給される。極性反転回路25bでは、映像信号処理回路25aにて整形された映像信号の極性のみを反転させた後、切り換えSW25cの端子(b)に供給する。
【0022】
映像信号処理回路25a及び極性反転回路25bから供給された信号を、前述の切り換えSW制御信号Aによって選択した後、空間光変調素子25rの水平ドライバ25d、垂直ドライバ25eに供給し光変調を行いR色の投射光が生成される。
【0023】
次に、上述の動作を図3の波形図を用いて説明する。動図(a)は、入力映像信号を、(b)は検出した垂直同期信号を示している。従来のフィールド反転駆動では、液晶印可基準電位は(c)に示すように、単純に交互に極性を切り換えるものであり、最終的に空間光変調素子には(d)で示す駆動映像信号が印可される。
【0024】
本実施例による駆動回路では、前述の同期検出回路21にて検出された垂直同期信号(b)と、シーン変化検出回路22から出力されたシーン変化検出信号(e)とにより、液晶印可基準電位を(f)のように選択生成する。そして、最終的に空間光変調素子には(g)で示す駆動映像信号が印可されるようにしている。
【0025】
なお、上述の実施例では、映像信号のシーンの変化を検出して、空間光変調素子の駆動回路の極性を切り換えているが、所定時間毎に切り換える構成としてもよい。
【0026】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、反射型空間光変調素子を用いたフィールド反転駆動の投射表示装置において、入力映像信号のシーンの変化を検出して、空間光変調素子の駆動回路の極性を最適化することにより、映像信号の内容にかかわらず液晶層への直流成分の印加を抑制することができるため、焼き付きを防止することが可能となり、液晶表示素子の表示特性を向上させ高画質、および高い信頼性の投射表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例に適用される投射表示装置の概略構成図を示したものである。
【図2】本実施例に適用される投射表示装置の概略ブロック図を示したものである。
【図3】本実施例に適用される空間光変調素子駆動回路の各部波形を説明するための図である。
【符号の説明】
1…ランプ
2…コールドミラー
3,4…ダイクロイックミラー
5…ミラー
25r,25g,25b…空間光変調素子
9,10,11…偏光ビームスプリッタ
12…合成プリズム
13…投射レンズ
14…スクリーン
20…入力端子
21…同期検出回路
22…シーン変化検出回路
23…駆動極性選択回路
24…デコーダ
25R,25G,25B…空間光変調素子駆動回路
25a…映像信号処理回路
25b…極性反転回路
25c…切り換えSW
25d…水平ドライバ
25e…垂直ドライバ
Claims (1)
- 光源から出射する白色光を3原色光に係る赤、緑、青の色光に分解し、分解した各色光を反射型空間光変調素子にそれぞれ導き、前記反射型空間光変調素子で映像信号に応じて光変調された各色光を合成し、前記投射光学系レンズにて投射する投射表示装置において、
入力映像信号のシーンの変化を検出するシーン変化検出手段と、
前記入力映像信号の同期信号を検出する同期信号検出手段と、
前記入力映像信号から前記反射型空間光変調素子を駆動するための信号に変換する映像信号処理手段と、
前記変換された信号の極性を反転するための極性反転手段と、
前記検出されたシーン変化信号と同期信号とから前記反射型空間光変調素子の駆動回路の極性を選択するための駆動極性選択手段と、
を有することを特徴とする投射表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003122169A JP2004325916A (ja) | 2003-04-25 | 2003-04-25 | 投射表示装置 |
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JP2003122169A JP2004325916A (ja) | 2003-04-25 | 2003-04-25 | 投射表示装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004325916A true JP2004325916A (ja) | 2004-11-18 |
Family
ID=33500489
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003122169A Pending JP2004325916A (ja) | 2003-04-25 | 2003-04-25 | 投射表示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2004325916A (ja) |
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2003
- 2003-04-25 JP JP2003122169A patent/JP2004325916A/ja active Pending
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050929 |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081010 |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090407 |