JP2009175347A - 画像投射装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】画像投射装置において、電気回路基板の良好な電磁シールド性能を確保しつつ、該電気回路基板の効率良い冷却を行う。
【解決手段】画像投射装置は、筐体の側面23に平行に配置されて前後方向に延びる回路基板74〜75と、該回路基板を収容する電磁シールド部材70〜73と、電磁シールド部材に設けられた外気取り込み口11Aから取り込まれた空気を、該電磁シールド部材における外気取り込み口11Aよりも後側に設けられた排気口11Bを通じて吸い込むファン14とを有する。外気取り込み口と排気口は、該外気取り込み口の中心と該排気口の中心がそれぞれ電気回路基板の上下方向の中心77よりも上側及び下側のうち一方と他方に位置するように設けられている。
【選択図】図3
【解決手段】画像投射装置は、筐体の側面23に平行に配置されて前後方向に延びる回路基板74〜75と、該回路基板を収容する電磁シールド部材70〜73と、電磁シールド部材に設けられた外気取り込み口11Aから取り込まれた空気を、該電磁シールド部材における外気取り込み口11Aよりも後側に設けられた排気口11Bを通じて吸い込むファン14とを有する。外気取り込み口と排気口は、該外気取り込み口の中心と該排気口の中心がそれぞれ電気回路基板の上下方向の中心77よりも上側及び下側のうち一方と他方に位置するように設けられている。
【選択図】図3
Description
本発明は、光源からの光を用いて画像をスクリーン等の被投射面に投射する画像投射装置に関する。
液晶プロジェクタ等の画像投射装置は、画像形成のための光学部品や液晶パネル等の画像形成素子を収容した光学ボックスの他、電源回路基板、制御回路基板、駆動回路基板及び信号処理基板等の複数の電気回路基板を有する。そして、これらの複数の電気回路基板には、動作によって熱を発生する素子が多く搭載されている。このため、電気回路基板上の各素子を効率良く冷却する必要がある。
一方、従来の画像投射装置では、光学ボックスの上面に電気回路基板を配置する場合が多いが、この場合、筐体(外装部材)の高さが増加し、装置の小型化を妨げる要因となる。さらに、電源回路基板や駆動回路基板には、トランス等の強い電磁波を発生する素子が搭載されており、その電磁波は、装置内の他の素子や装置外の電子機器に悪影響を及ぼすおそれがある。
このため、装置を小型化しつつ電磁シールド性能を確保するために、特許文献1にて開示されているように、複数の電気回路基板を筐体の側面に沿って立てて配置するとともに、該電気回路基板をシールド板で囲む構造を採用してもよい。また、特許文献1にて開示された画像投射装置では、電源ユニットの内部に冷却用の空気を導入するための補助吸気ファンを備えている。
特開平8−186784号公報
しかしながら、特許文献1では、電源ユニット内に冷却風を導入する補助冷却ファンを備えていることは開示されているものの、電源ユニット内の基板配置や風路の構成については説明されていない。
また、補助吸気ファンは、筐体内の空気を吸気して電源ユニット内に冷却風として導入するため、外気よりも高温の空気が電源ユニット内に導入されることになる。このため、効率良く電源ユニットを冷却することが難しい。
さらに、補助吸気ファンは、電源ユニットのみを冷却することから、他の発熱体である光源や液晶パネル等の素子を冷却するためには別のファンが必要となる。筐体内に設けるファンの数が増えると、装置から発生する騒音が大きくなったり、装置のコストが上昇したりする。
本発明は、電気回路基板に対する良好な電磁シールド性能を確保しつつ、電磁シールド部材内の電気回路基板の効率良い冷却を行うことで、装置の小型化及び低騒音化を図れるようにした画像投射装置を提供する。
本発明の一側面としての画像投射装置は、筐体の側面に平行に配置されて前後方向に延びる回路基板と、該回路基板を収容する電磁シールド部材と、電磁シールド部材に設けられた外気取り込み口から取り込まれた空気を、該電磁シールド部材における該外気取り込み口よりも後側に設けられた排気口を通じて吸い込むファンとを有する。そして、外気取り込み口と排気口は、該外気取り込み口の中心と該排気口の中心がそれぞれ電気回路基板の上下方向の中心よりも上側及び下側のうち一方と他方に位置するように設けられていることを特徴とする。
なお、上記画像投射装置と、該画像投射装置に画像情報を供給する画像供給装置とを有する画像表示システムも本発明の他の一側面を構成する。
本発明によれば、外気取り込み口から電磁シールド部材内に取り込んだ空気を、筐体の側面に平行に配置された電気回路基板の広い範囲にわたって流すことができる。このため、電気回路基板上の多くの素子を偏りなく冷却することができ、小型のファンを用いて効率の良い電気回路基板の冷却を行うことができる。したがって、電気回路基板に対する良好な電磁シールド性能を確保しつつ、装置の小型化と低騒音化を実現することができる。
以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。
図1には、本発明の実施例1である液晶プロジェクタ(画像投射装置)の構成を示している。
なお、以下の説明において、「下」とはプロジェクタの底面(後述する下部外装キャビネット)側を、「上」とはプロジェクタの上面(後述する上部外装ケース)側を意味する。このことは、プロジェクタが上下逆さまに向けられて天吊り設置される場合でも同じとする。また、「前」とは、後述する投射レンズ鏡筒が露出する側を意味し、「後」とはその反対側をいう。
この図において、1は光源ランプ(以下、単にランプという)であり、本実施例では、高圧水銀放電ランプが用いられている。ただし、光源ランプ1として、高圧水銀放電ランプ以外の放電型ランプ(例えば、ハロゲンランプ、キセノンランプ、メタルハライドランプ)を用いてもよい。
2はランプ1を保持するランプホルダ、3は防爆ガラス、4はガラス押えである。
αはランプ1からの光束を均一な明るさ分布を有する平行光束に変換する照明光学系である。βは照明光学系αからの光を色分解して、RGBの3色用の反射型液晶パネル(図示せず)に導き、さらに該液晶パネルからの光を色合成する色分解合成光学系である。
5は色分解合成光学系βからの光(画像)を図示しないスクリーン(被投射面)に投射する投射レンズ鏡筒である。投射レンズ鏡筒5内には、投射光学系が収納されている。
6はランプ1、照明光学系α及び色分解合成光学系βを収納するとともに、投射レンズ鏡筒5が固定される光学ボックスである。
7は光学ボックス6内に照明光学系α及び色分解合成光学系βを収納した状態で蓋をする光学ボックス蓋である。
8は商用電源から各基板へのDC電源を作り出すPFC電源基板、9は商用電源の取り入れ口であるACインレットである。10はPFC電源基板8とともに動作してランプ1を点灯駆動するバラスト電源ユニットである。
11は基板ユニットであり、PFC電源基板8からの電力により液晶パネルの駆動とランプ1の点灯制御を行うRGB基板及びメイン基板や、各種画像信号を取り込むコネクタが搭載されるインターフェース基板や、これら基板を覆う電磁シールド部材を含む。
ここで、インターフェース基板には、パーソナルコンピュータ、DVDプレーヤ、テレビチューナ等の画像供給装置80が接続される。RGB基板は、画像供給装置80から入力された画像情報に基づいて液晶パネルを駆動し、これらに各色用の原画を形成させる。これにより、各反射型液晶パネルに入射した光は、反射されるとともに原画に応じて変調(画像変調)される。画像供給装置80とプロジェクタとにより画像表示システムが構成される。
12A,12Bはそれぞれ、後述する下部外装ケース21の吸気口21aから空気を吸い込むことで、色分解合成光学系β内の液晶パネルや偏光板等の光学素子を冷却するための第1及び第2光学系冷却ファンである。13は両光学系冷却ファン12A,12Bからの風を、色分解合成光学系β内の光学素子に導く第1RGBダクトである。
14はランプ1に対して吹き付け風を送り、ランプ1を冷却するランプ冷却ファンである。15はランプ冷却ファン14を保持しつつ、冷却風をランプ1に導く第1ランプダクトである。16はランプ冷却ファン14を保持して、第1ランプダクト15とともにダクトを構成する第2ランプダクトである。
17は下部外装ケース21に設けられた吸気口21bから空気を吸い込み、PFC電源基板8とバラスト電源ユニット10内に風を流通させることで、これらを冷却するための電源冷却ファンである。18は排気ファンであり、ランプ冷却ファン14からランプ1に送られてこれを冷却した後の熱風を、後述する第2側板B24に形成された排気口から排出する。
下部外装ケース21は、ランプ1、光学ボックス6、PFC電源基板8、バラスト電源ユニット10及び基板ユニット11等を収納する。
22は下部外装ケース21に光学ボックス6等を収納した状態で蓋をするための上部外装ケースである。
23は第1側板であり、第2側板24とともに外装ケース21,22により形成される側面開口を閉じる。下部外装ケース21には、上述した吸気口21a,21bが形成されており、第2側板24には上述した排気口が形成されている。下部外装ケース21、上部外装ケース22、第1側板23及び第2側板24によって、該プロジェクタの筐体が構成される。
25は接地電位に設定されたGND接続板である。
27はランプ1からの排気熱を排気ファン18まで導き、筐体内に排気風を拡散させないようにするための排気ダクトである。排気ダクト27は、ランプ1からの光が装置の外部に漏れないようにするための遮光機能を有するランプ排気ルーバー19,20を内部に保持する。
28はランプ蓋である。ランプ蓋28は、下部外装ケース21の底面に着脱可能に配置され、不図示のビスにより固定される。また、29はセット調整脚である。セット調整脚29は、下部外装ケース21に固定されており、その脚部29aの高さを調整可能となっている。脚部29aの高さ調整により、プロジェクタの傾斜角度を調整できる。
30は下部外装ケース21の吸気口21aの外側に取り付けられた不図示のゴミ除去フィルタを保持するRGB吸気プレートである。
31は色分解合成光学系βを保持するプリズムベースである。32は色分解合成光学系β内の光学素子と液晶パネルを冷却するために、第1及び第2光学系冷却ファン12A,12Bからの冷却風を導くダクト形状部を有するボックスサイドカバーである。33はボックスサイドカバー32と合わさってダクトを形成する第2RGBダクトである。
次に、基板ユニットとその冷却構造について、図2及び図3を用いて説明する。
図2に示すように、基板ユニット11は、複数の電気回路基板としてのインターフェース基板74、メイン基板75及びRGB基板76を含む。そして、これら基板74〜76は、上基板ケース70、インターフェース補強板71、RGB基板カバー72及びメイン基板カバー73によって形成される電磁シールド部材によって覆われて(電磁シールド部材内に収容されて)いる。
基板ユニット11の電磁シールド部材は、外装キャビネット21に組み込まれたGND接続板25に接続されており、これにより、基板74〜76に搭載された素子から発生する電磁波が基板ユニット11の外部に漏れ出すことが防止される。これにより、各基板に対する良好な電磁シールド性能を確保することができる。
基板ユニット11は、インターフェース基板74、メイン基板75及びRGB基板76筐体の側面を構成する第1の側板23に隣接して筐体内に組み込まれる。言い換えれば、基板74〜76はそれぞれ、基板面が第1の側板23を向くように第1の側板23に平行に配置され、かつこれら基板74〜76は第1の側板23に直交する方向に互いに間隔を空けて積層配置されている。また、基板74〜76はそれぞれ、筐体の前後方向に延びている。
基板ユニット11(インターフェース補強板71)及び下部外装キャビネット21の前面下部にはそれぞれ、外気取り込み口11A,21cが形成されている。また、基板ユニット11(インターフェース補強板71)の後面上部、すなわち外気取り込み口11Aよりも後側の上部には、排気口11Bが形成されている。
排気口11Bに対向する位置には、ランプ冷却ファン14の吸気口が配置されており、上基板ケース70の後部によってランプ冷却ファン14の吸気口の上面と左右の側面とが覆われている。このように、電磁シールド部材の一部によってランプ冷却ファン14の吸気口の周囲を覆うことにより、基板ユニット11の排気口11Bからの空気を効率良くランプ冷却ファン14に吸気させることができ、冷却効率を向上させることができる。
本実施例では、ランプ冷却ファン14として、シロッコファンが用いられている。
図3中の一点鎖線77は、基板74〜76の上下方向の中心を示している。本実施例では、基板74〜76の上下方向の中心は、基板ユニット11及び筐体の上下方向の中心ということもできる。以下の説明において、基板74〜76の上下方向の中心を、高さ方向中心軸という。
基板ユニット11の排気口11B及びランプ冷却ファン14の吸気口は、それらの中心が高さ方向中心軸77よりも上側に位置するように形成されている。一方、基板ユニット11及び下部外装キャビネット21の外気取り込み口11A,21cは、それらの中心が高さ方向中心軸77よりも下側に位置するように形成されている。
すなわち、基板ユニット11の外気取り込み口11A及び排気口11Bは、それらの中心が高さ方向中心軸77よりも上側及び下側のうち一方と他方に位置するように設けられている。
また、図7には、ランプ冷却ファン14を軸方向から見て示している。図中のOは、ランプ冷却ファン14の回転中心である。この図に示すように、ランプ冷却ファン14は、その回転中心Oが高さ方向中心軸77よりも上側に位置するように配置されている。
なお、外気取り込み口11A、排気口11B及びランプ冷却ファン14の上下方向での中心が高さ方向中心軸77よりも上側又は下側に位置するとは、それらの上下方向の一部が、高さ方向中心軸77よりも下側又は上側にはみ出している場合を含む。このことは、後述する実施例2でも同じである。
装置の電源投入に応じてランプ冷却ファン14が回転を開始すると、図3に矢印で示すように、下部外装キャビネット21及び基板ユニット11の外気取り込み口21c,11Aを通じて基板ユニット11内に外気(空気)が取り込まれる。
基板ユニット11内に取り込まれた空気は、基板ユニット11内のインターフェース基板74とメイン基板75との間のスペースを通路として両基板74,75に沿って流れ、両基板74,75上の素子を冷却する。そして、該空気は、基板ユニット11の排気口11Bを通じてランプ冷却ファン14の吸気口に吸い込まれる。
このとき、インターフェース基板74とメイン基板75との間には、ランプ冷却ファン14の吸気による対流が発生する。さらに、上述したように外気取り込み口11A及び排気口11Bの中心がそれぞれ、高さ方向中心軸77よりも下側及び上側に位置するため、空気は両基板74,75の後部下側から前部上側に向かって流れる。これにより、空気を両基板74,75の基板面における広い範囲にわたって流すことができ、両基板74,75上の多くの素子を偏りなく冷却することができる。すなわち、効率良く複数の基板74,75の冷却を行うことができる。
仮に、外気取り込み口11A及び排気口11Bの中心がそれぞれ、高さ方向中心軸77よりも下側に位置すると、空気は両基板74,75の基板面における下側の範囲に偏って流れる。
また、外気取り込み口11A及び排気口11Bの中心がそれぞれ、高さ方向中心軸77よりも上側に位置すると、空気は両基板74,75の基板面における上側の範囲に偏って流れる。しかも、下部外装キャビネット21の外気取り込み口21cを上側に設けなければならず、外気取り込み口21cが装置外観において目立つことになる。
このため、本実施例によれば、前述したように両基板74,75を効率良く冷却することができるとともに、下部外装キャビネット21の外気取り込み口21cが装置外観において目立たないようにすることができる。
さらに、本実施例によれば、両基板74,75を効率良く冷却することができるので、ランプ冷却ファン14として小型のファンを用い、かつランプ冷却ファン14を低速度で回転させることができる。この結果、装置の小型化、低騒音化及びコストダウンを図ることができる。
また、ランプ冷却ファン14からの排気風は、ランプダクト15,16により構成されるダクトを通ってランプ1を冷却する。ランプ1は、基板74,75に比べて高い特定温度範囲内の温度を維持するように冷却される必要があるので、基板74,75から熱を奪ってある程度温度が高くなった冷却風をランプ1に供給することが好ましい。これにより、ランプ1を冷却するためのランプ冷却ファン14を、基板ユニット11内の基板の冷却にも兼用できる。
このため、ランプ冷却ファン14とは別に基板ユニット11内の基板を冷却するための専用ファンを設ける場合に比べて、装置に設けるファンの数を削減することができる。したがって、ランプ冷却ファン14として小型のファンを用い、かつ該ファン14を低速回転させることができることと相まって、装置のより小型化、低騒音化及びコストダウンを図ることができる。
図4〜図6には、本発明の実施例2である画像投射装置の基板ユニット11とその冷却構造を示している。本実施例における基本的な構成は実施例1と同じである。このため、本実施例において、実施例1(図2及び図3)中の構成要素と共通する構成要素には、実施例1と同符号を付して説明に代える。
本実施例では、実施例1と同様に下部外装キャビネット21の前面下部に外気取り込み口21cが形成されているとともに、下部外装キャビネット21の底面に、外気取り込み口21a′,21dが形成されている。外気取り込み口21a′は、実施例1で説明した吸気口21aの一部である。
また、基板ユニット11(インターフェース補強板71)の底面における前側部分と前後方向中間部分にそれぞれ、外気取り込み口11C,11Dが形成されている。さらに、実施例1と同様に、基板ユニット11の後面上部、すなわち外気取り込み口11C,11Dよりも後側の上部には、排気口11Bが形成されている。
排気口11Bに対向する位置には、実施例1と同様にランプ冷却ファン14の吸気口が配置されている。本実施例でも、ランプ冷却ファン14として、シロッコファンが用いられている。また、実施例1と同様に、上基板ケース70の後部によってランプ冷却ファン14の吸気口の上面と左右の側面とが覆われている。
本実施例でも、基板ユニット11の排気口11B及びランプ冷却ファン14の吸気口(さらに、図7に示すようにファン14ま回転中心)は、それらの中心が高さ方向中心軸77よりも上側に位置するように形成されている。一方、基板ユニット11及び下部外装キャビネット21の外気取り込み口11C,11D,21a′は、それらの中心が高さ方向中心軸77よりも下側に位置するように形成されている。
すなわち、基板ユニット11の外気取り込み口11C,11D及び排気口11Bは、それらの中心が高さ方向中心軸77よりも上側及び下側のうち一方と他方に位置するように設けられている。
装置の電源投入に応じてランプ冷却ファン14が回転を開始すると、図5に矢印で示すように、下部外装キャビネット21及び基板ユニット11の外気取り込み口21a′(21c),11Cを通じて基板ユニット11内に外気(空気)が取り込まれる。
基板ユニット11内に取り込まれた空気は、基板ユニット11内のインターフェース基板74とメイン基板75との間のスペースを通路として両基板74,75に沿って流れ、両基板74,75上の素子を冷却する。そして、基板ユニット11の排気口11Bを通じてランプ冷却ファン14の吸気口に吸い込まれる。
このとき、インターフェース基板74とメイン基板75との間には、ランプ冷却ファン14の吸気による対流が発生する。さらに、外気取り込み口11C及び排気口11Bの中心がそれぞれ、高さ方向中心軸77よりも下側及び上側に位置するため、空気は両基板74,75の後部下側から前部上側に向かって流れる。これにより、空気を両基板74,75の基板面における広い範囲にわたって流すことができ、両基板74,75上の多くの素子を偏りなく冷却することができる。すなわち、効率良く複数の基板74,75の冷却を行うことができる。
また、図6に示すように、下部外装キャビネット21及び基板ユニット11の外気取り込み口21d,11Dからも外気(空気)が基板ユニット11内に取り込まれる。取り込まれた空気は、RGB基板76とメイン基板75との間のスペースを通路として両基板76,75に沿って流れ、両基板76,75上の素子を冷却する。そして、該空気は基板ユニット11の排気口11Bを通じてランプ冷却ファン14の吸気口に吸い込まれる。
ここでも、RGB基板76とメイン基板75との間には、ランプ冷却ファン14の吸気による対流が発生する。また、外気取り込み口11D及び排気口11Bの中心がそれぞれ、高さ方向中心軸77よりも下側及び上側に位置するため、空気はメイン基板75及びRGB基板76のそれぞれの後部下側から前部上側に向かって流れる。これにより、空気を両基板75,76の基板面における広い範囲にわたって流すことができ、両基板75,76上の多くの素子を偏りなく冷却することができる。すなわち、効率良く複数の基板75,76の冷却を行うことができる。
また、ランプ冷却ファン14からの排気風は、実施例1と同様に、ランプダクト15,16により構成されるダクトを通ってランプ1を冷却する。
本実施例によれば、筐体に複数の外気取り込み口を設けたことから、長さが互いに異なる複数の電気回路基板を効率良く冷却することができる。さらに、筐体の底面に外気取り込み口を設けたことで、実施例1よりもさらに低騒音化を図ることができる。
そして、実施例1と同様に、両基板74〜76を効率良く冷却することができるので、ランプ冷却ファン14として小型のファンを用い、かつランプ冷却ファン14を低速度で回転させることができる。また、ランプ1を冷却するためのランプ冷却ファン14を、基板ユニット11内の基板の冷却にも使用することかできる。したがって、装置の小型化、低騒音化及びコストダウンを図ることができる。
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
例えば、上記各実施例では、基板ユニットの外気取り込み口を高さ方向中心軸よりも下側に設け、基板ユニットの排気口(ファン)を高さ方向中心軸よりも上側に設けた場合について説明したが、これらの上下を逆にしてもよい。
また、上記各実施例では、ランプ冷却ファン14としてシロッコファンを用いる場合について説明したが、シロッコファン以外のファンを用いてもよい。
1 光源ランプ
5 投射レンズ鏡筒
6 光学ボックス
8 PFC電源基板
10 バラスト電源ユニット
11 基板ユニット
11A,11C,11D 外気取り込み口
14 ランプ冷却ファン
15,16 ランプダクト
21 下部外装キャビネット
21a′,21c,21d 外気取り込み口
23,24 側板
25 GND接続板
70 上基板ケース70
71 インターフェース補強板
72 RGB基板カバー
73 メイン基板カバー73
74 インターフェース基板74
75 メイン基板
76 RGB基板
5 投射レンズ鏡筒
6 光学ボックス
8 PFC電源基板
10 バラスト電源ユニット
11 基板ユニット
11A,11C,11D 外気取り込み口
14 ランプ冷却ファン
15,16 ランプダクト
21 下部外装キャビネット
21a′,21c,21d 外気取り込み口
23,24 側板
25 GND接続板
70 上基板ケース70
71 インターフェース補強板
72 RGB基板カバー
73 メイン基板カバー73
74 インターフェース基板74
75 メイン基板
76 RGB基板
Claims (6)
- 光源からの光を用いて画像を被投射面に投射する画像投射装置であって、
該画像投射装置の筐体の側面に平行に配置され、前後方向に延びる電気回路基板と、
該回路基板を収容する電磁シールド部材と、
前記電磁シールド部材に設けられた外気取り込み口から取り込まれた空気を、該電磁シールド部材における前記外気取り込み口よりも後側に設けられた排気口を通じて吸い込むファンとを有し、
前記外気取り込み口及び前記排気口は、該外気取り込み口の中心と該排気口の中心がそれぞれ前記電気回路基板の上下方向の中心よりも上側及び下側のうち一方と他方に位置するように設けられていることを特徴とする画像投射装置。 - 前記ファンは、該ファンの中心が前記基板の上下方向の中心よりも前記他方に位置するように配置されていることを特徴とする請求項1に記載の画像投射装置。
- 複数の前記電気回路基板が、前記筐体の側面に対して直交する方向に積層配置されており、
前記電磁シールド部材内において、前記複数の電気回路基板の間に前記空気の通路が形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像投射装置。 - 前記シールド部材は、前記ファンの吸気口の周囲を覆う形状を有することを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載の画像投射装置。
- 前記ファンからの排気によって、前記光源を冷却することを特徴とする請求項1から4のいずれか1つに記載の画像投射装置。
- 請求項1から5のいずれか1つに記載の画像投射装置と、
該画像投射装置に画像情報を供給する画像供給装置とを有することを特徴とする画像表示システム。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008012859A JP2009175347A (ja) | 2008-01-23 | 2008-01-23 | 画像投射装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008012859A JP2009175347A (ja) | 2008-01-23 | 2008-01-23 | 画像投射装置 |
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2008
- 2008-01-23 JP JP2008012859A patent/JP2009175347A/ja active Pending
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