JP2011197390A - Optical element holding body, optical device, and projector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学素子を保持する光学素子保持体、光学装置、及びプロジェクターに関する。 The present invention relates to an optical element holder that holds an optical element, an optical device, and a projector.
従来、光源装置と、光源装置から出射される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、当該画像光を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクターが知られている(例えば、特許文献1参照)。
具体的に、この特許文献1に記載の光変調装置は、第1基板及び第2基板間に液晶が密閉封入された液晶パネルと、液晶パネルを保持するパネル保持体とを備える。そして、パネル保持体は、取付部材及び支持枠を有する保持枠と、当該取付部材及び支持枠により挟持され、内部に冷却液体が流通する流通管とを備える。このうち、取付部材及び支持枠の互いに対向する面には、流通管の形状に応じた溝が形成されている。
これにより、流通管は、取付部材及び支持枠の溝にそれぞれ嵌め込まれて、取付部材及び支持枠に熱伝達可能に接続される。このような取付部材及び支持枠と流通管との接合に際しては、熱伝導性を有する半田が用いられる場合が多い。
Conventionally, there has been known a projector including a light source device, a light modulation device that modulates a light beam emitted from the light source device according to image information to form image light, and a projection optical device that enlarges and projects the image light. (For example, refer to Patent Document 1).
Specifically, the light modulation device described in
Accordingly, the flow pipe is fitted in the grooves of the attachment member and the support frame, respectively, and connected to the attachment member and the support frame so as to be able to transfer heat. In joining the mounting member and the support frame to the flow pipe, solder having thermal conductivity is often used.
ところで、流通管と取付部材及び支持枠との熱伝達性を向上させ、液晶パネルの冷却効率を向上させるためには、流通管と取付部材及び支持枠との間に形成される空間内に、空気が混入されないことが求められる。このため、取付部材及び支持枠の溝に半田が密に充填されていることが望まれる。 By the way, in order to improve the heat transfer performance between the flow pipe and the mounting member and the support frame, and to improve the cooling efficiency of the liquid crystal panel, in the space formed between the flow pipe and the mounting member and the support frame, It is required that air is not mixed. For this reason, it is desirable that the mounting member and the groove of the support frame be filled with solder closely.
本発明の目的は、冷却効率を向上できる光学素子保持体、光学装置、及びプロジェクターを提供することにある。 An object of the present invention is to provide an optical element holder, an optical device, and a projector that can improve cooling efficiency.
本発明の光学素子保持体は、入射される光束の光学特性を変換する光学素子を保持する光学素子保持体であって、前記光学素子の周縁の少なくとも一部に沿って配設され、前記光学素子を冷却する冷却液体が内部を流通する液体流通管と、前記光学素子の光透過領域に応じた開口部を有し、前記光学素子を支持する光学素子支持枠とを備え、前記光学素子支持枠は、前記液体流通管における前記冷却液体の流通方向に略平行する平面にて分割形成され、前記液体流通管を挟持する第1支持枠及び第2支持枠を備え、前記第1支持枠、前記第2支持枠、及び前記液体流通管は、半田により接合され、前記第1支持枠及び前記第2支持枠の少なくともいずれか一方の支持枠は、当該支持枠と前記液体流通管との間の空間の容積を越えた前記半田を蓄積する半田蓄積部を有することを特徴とする。 The optical element holder of the present invention is an optical element holder that holds an optical element that converts the optical characteristics of an incident light beam, and is disposed along at least a part of the periphery of the optical element. A liquid circulation pipe through which a cooling liquid for cooling the element circulates; and an optical element support frame having an opening corresponding to a light transmission region of the optical element and supporting the optical element, the optical element support The frame is divided and formed in a plane substantially parallel to the flow direction of the cooling liquid in the liquid flow pipe, and includes a first support frame and a second support frame that sandwich the liquid flow pipe, the first support frame, The second support frame and the liquid flow pipe are joined by solder, and at least one of the first support frame and the second support frame is between the support frame and the liquid flow pipe. The solder that exceeds the volume of the space It characterized by having a solder storage unit for product.
本発明によれば、光学素子を支持する第1支持枠、第2支持枠、及び光学素子を冷却する冷却液体が内部を流通する液体流通管は、半田により接合される。
ところで、光学素子で生じた熱は各支持枠に伝達される。そして、各支持枠は、液体流通管と半田で接合されるため、光学素子から伝達された熱を冷却液体が内部を流通する液体流通管へ半田を介して伝達される。ここで、この熱伝達をより良好にするには、上述したように、各支持枠と液体流通管との間の空間(以下の説明では、当該空間を半田充填空間として説明する)内に空気が混入されていないことが望まれるため、半田充填空間内に多量の半田を密に充填すれば、熱伝達をより高めることが可能となる。
そこで、第1支持枠及び第2支持枠の少なくともいずれか一方の支持枠は、半田充填空間の容積を越えた半田を蓄積する半田蓄積部を有するので、半田充填空間に当該半田充填空間の容積を越える多量の半田を注入した場合でも、半田充填空間から溢れ出る半田が半田蓄積部に蓄積される。これによれば、半田充填空間内に空気の混入を抑制でき、多量の半田を半田充填空間に密に充填できる。従って、第1支持枠及び第2支持枠と液体流通管との熱伝導を高めることができ、光学素子の冷却効率を向上できる。
According to the present invention, the first support frame supporting the optical element, the second support frame, and the liquid circulation pipe through which the cooling liquid for cooling the optical element flows are joined by solder.
Incidentally, the heat generated in the optical element is transmitted to each support frame. Since each support frame is joined to the liquid circulation pipe by solder, the heat transmitted from the optical element is transmitted to the liquid circulation pipe through which the cooling liquid flows through the solder. Here, in order to make this heat transfer better, as described above, air is introduced into the space between each support frame and the liquid circulation pipe (in the following description, the space is described as a solder-filled space). Therefore, if a large amount of solder is densely filled in the solder filling space, heat transfer can be further enhanced.
Therefore, since at least one of the first support frame and the second support frame has a solder accumulation portion that accumulates solder exceeding the volume of the solder filling space, the volume of the solder filling space in the solder filling space. Even when a large amount of solder exceeding the above is injected, the solder overflowing from the solder filling space is accumulated in the solder accumulation portion. According to this, mixing of air can be suppressed in the solder filling space, and a large amount of solder can be densely filled in the solder filling space. Therefore, heat conduction between the first support frame and the second support frame and the liquid circulation pipe can be increased, and the cooling efficiency of the optical element can be improved.
本発明では、前記半田蓄積部は、前記液体流通管が前記第1支持枠及び前記第2支持枠により挟持された際に、前記第1支持枠及び前記第2支持枠と前記液体流通管との間に形成される空間と連通され、前記第1支持枠及び前記第2支持枠の少なくともいずれか一方の支持枠を貫通する貫通孔で構成されることが好ましい。 In the present invention, the solder accumulating unit may be configured such that when the liquid flow pipe is sandwiched between the first support frame and the second support frame, the first support frame, the second support frame, and the liquid flow pipe It is preferable that the first support frame and the second support frame communicate with a space formed between the first support frame and the second support frame.
ここで、半田材料には、揮発性を有するフラックス等の溶剤が含まれているのが一般的である。このため、例えば、各支持枠と液体流通管とを半田で接合する際のリフロー工程等において、半田に含まれる溶剤が揮発し、半田充填空間内にガスが溜まることがある。このようなガスは熱伝導性が低いため、当該ガスが半田充填空間内に溜まると、各支持枠と液体流通管との熱伝導性が低下する要因となる。
これに対し、本発明によれば、貫通孔は、半田充填空間と支持枠の外部とを連通するので、リフロー工程において、各支持枠と液体流通管とを接合する際に溶剤が揮発した場合でも、半田充填空間に溜まったガスを貫通孔から外部へ排出できる。従って、半田充填空間にガスが溜まることを防止できるので、半田を構成する金属成分を各支持枠と液体流通管との間に密に充填することができ、支持枠から液体流通管への熱伝導性を向上できる。
Here, the solder material generally contains a solvent such as volatile flux. For this reason, for example, in a reflow process when each support frame and the liquid circulation pipe are joined by solder, the solvent contained in the solder volatilizes, and gas may accumulate in the solder filling space. Since such a gas has low thermal conductivity, if the gas accumulates in the solder-filled space, the thermal conductivity between each support frame and the liquid circulation pipe is reduced.
On the other hand, according to the present invention, since the through hole communicates the solder filling space and the outside of the support frame, in the reflow process, when the solvent volatilizes when joining each support frame and the liquid circulation pipe However, the gas accumulated in the solder filling space can be discharged to the outside through the through hole. Accordingly, gas can be prevented from accumulating in the solder filling space, so that the metal components constituting the solder can be closely packed between each support frame and the liquid circulation pipe, and heat from the support frame to the liquid circulation pipe can be obtained. Conductivity can be improved.
ところで、多量の半田を半田充填空間に充填すると、各支持枠及び流通管を接続する際に、半田が外部に漏れ出るおそれがある。そして、光学素子保持体に光学素子を取り付ける際、漏れ出た半田が光学素子に付着するおそれがあるため、漏れ出た半田を拭き取る工程が必要となり、作業性が悪くなる。
これに対し、本発明によれば、貫通孔は、半田充填空間と支持枠の外部とを連通する。これによれば、当該半田充填空間に多量の半田を注入した場合でも、半田充填空間から溢れ出た半田を貫通孔に蓄積させることができる。従って、半田充填空間に多量の半田を注入することで、仮に貫通孔から半田が溢れ出たとしても、貫通孔に半田が蓄積されて溢れ出る半田を少量にできるので、半田を拭き取る工程を簡略化でき、作業性を向上できる。
By the way, if a large amount of solder is filled in the solder filling space, the solder may leak to the outside when connecting each support frame and the flow pipe. And when attaching an optical element to an optical element holding body, since there exists a possibility that the leaked solder may adhere to an optical element, the process of wiping off the leaked solder is needed, and workability | operativity worsens.
On the other hand, according to the present invention, the through hole communicates the solder filling space with the outside of the support frame. According to this, even when a large amount of solder is injected into the solder filling space, the solder overflowing from the solder filling space can be accumulated in the through hole. Therefore, by injecting a large amount of solder into the solder filling space, even if the solder overflows from the through hole, the solder accumulated in the through hole can be reduced to a small amount, so the process of wiping the solder is simplified. Workability can be improved.
本発明では、前記貫通孔は、前記第1支持枠及び前記第2支持枠の少なくともいずれか一方の支持枠における前記光学素子に対向する面とは異なる面に形成されていることが好ましい。 In the present invention, it is preferable that the through hole is formed on a surface different from a surface facing the optical element in at least one of the first support frame and the second support frame.
本発明によれば、貫通孔は、支持枠において光学素子に対向する面とは異なる面に形成されているので、当該貫通孔から半田が溢れ出た場合でも、半田が光学素子に付着することを防止できる。 According to the present invention, since the through hole is formed on a surface different from the surface facing the optical element in the support frame, the solder adheres to the optical element even when the solder overflows from the through hole. Can be prevented.
本発明では、前記第1支持枠及び前記第2支持枠は、互いに接続される接続面を備え、前記半田蓄積部は、前記接続面の少なくともいずれか一方に形成される切欠部で構成されることが好ましい。 In the present invention, the first support frame and the second support frame include connection surfaces that are connected to each other, and the solder accumulation portion is configured by a cutout portion that is formed on at least one of the connection surfaces. It is preferable.
上述したように、各支持枠と液体流通管とが半田付けにより接続されるので、接続の際に、各支持枠の互いに接続される接続面間から半田が溢れ出るおそれがある。
本発明によれば、各支持枠の接続面に半田蓄積部を構成する切欠部が形成されている。これによれば、半田充填空間に注入された半田が各支持枠の接続面間に溢れ出た場合でも、半田が接続面に形成される切欠部に蓄積されるので、溢れ出た半田を拭き取る作業を簡略化でき、作業性を向上できる。従って、半田充填空間に多量の半田を密に充填することができ、各支持枠と液体流通管との熱伝導性をより高め、光学素子の冷却効率をより向上できる。
また、このような切欠部が、支持枠において光学素子と対向する面及び接続面に形成されている場合でも、当該切欠部に半田が蓄積されるので、当該半田が光学素子に付着することを抑制できる。
As described above, since each support frame and the liquid circulation pipe are connected by soldering, there is a possibility that the solder overflows from between the connection surfaces of the support frames connected to each other.
According to this invention, the notch part which comprises a solder storage part is formed in the connection surface of each support frame. According to this, even when the solder injected into the solder filling space overflows between the connection surfaces of the respective support frames, the solder accumulates in the notches formed on the connection surfaces, so that the overflowed solder is wiped off. Work can be simplified and workability can be improved. Accordingly, a large amount of solder can be densely filled in the solder filling space, the thermal conductivity between each support frame and the liquid circulation pipe can be further increased, and the cooling efficiency of the optical element can be further improved.
Further, even when such a notch is formed on the surface and the connection surface facing the optical element in the support frame, since the solder accumulates in the notch, the solder adheres to the optical element. Can be suppressed.
本発明の光学装置は、入射される光束の光学特性を変換する光学素子と、前記光学素子を保持する上述の光学素子保持体とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、上述した光学素子保持体を備えるので、上述した光学素子保持体と同様の効果を奏する光学装置を実現できる。
An optical device according to the present invention includes an optical element that converts optical characteristics of an incident light beam, and the above-described optical element holder that holds the optical element.
According to the present invention, since the optical element holder described above is provided, an optical device that exhibits the same effect as the optical element holder described above can be realized.
本発明のプロジェクターは、光源装置と、入射される光束の光学特性を変換する光学素子、及び前記光学素子を保持する上述の光学素子保持体を備える光学装置と、前記光学装置で形成された画像光を投射する投射光学装置とを備え、前記光学素子は、入射される光束を変調する光変調素子であることを特徴とする。
本発明によれば、上述した光学装置を備えるので、上述した効果と同様の効果を奏するプロジェクターを実現できる。
The projector of the present invention includes a light source device, an optical element that converts an optical characteristic of an incident light beam, an optical device that includes the above-described optical element holder that holds the optical element, and an image formed by the optical device. A projection optical device for projecting light, wherein the optical element is a light modulation element for modulating an incident light beam.
According to the present invention, since the above-described optical device is provided, it is possible to realize a projector that exhibits the same effect as the above-described effect.
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
[プロジェクターの構成]
図1は、本実施形態におけるプロジェクター1の概略構成を示す図である。
プロジェクター1は、外部機器等から入力される画像情報に応じた画像光を形成し、当該画像光をスクリーン(図示略)上に投射し、投影画像を表示する。このプロジェクター1は、図1に示すように、外装筐体2内部に光学ユニット3及び液冷装置4(図2参照)が収納された構成を有する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Projector configuration]
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a
The
[光学ユニットの構成]
光学ユニット3は、制御装置(図示略)による制御の下、光源から出射された光束を光学的に処理して画像情報に対応した画像光を形成するものである。
この光学ユニット3は、図1に示すように、一対の光源装置31A,31Bと、反射ミラー31Cと、レンズアレイ321,322、偏光変換素子323、及び重畳レンズ324を有する照明光学装置32と、ダイクロイックミラー331,332、及び反射ミラー333〜336を有する色分離光学装置33と、光学素子としての3つの液晶パネル341(赤色光側の液晶パネルを341R、緑色光側の液晶パネルを341G、青色光側の液晶パネルを341Bとする)、3つの入射側偏光板342、3つの出射側偏光板343、及びクロスダイクロイックプリズム344を有する光学装置34と、投射光学装置35と、これら各部材31A,31B、32〜34を内部に収納する光学部品用筐体36とを備える。
[Configuration of optical unit]
The
As shown in FIG. 1, the
一対の光源装置31A,31Bは、図1に示すように、それぞれ同様の構成を有し、光源ランプ311及びリフレクター312を備える。そして、一対の光源装置31A,31Bは、反射ミラー31Cに向けて光束を出射するように反射ミラー31Cを挟んで対向配置されている。
そして、光学ユニット3では、上述した構成により、一対の光源装置31A,31Bから出射された光束は、反射ミラー31Cにより、光学部品用筐体36内部に設定された照明光軸Aに沿って反射され、照明光学装置32に照射される。照明光学装置32に照射された光束は、照明光学装置32にて面内照度が均一化されるとともに、色分離光学装置33にてR,G,Bの3つの色光に分離される。分離された各色光は、各液晶パネル341にて画像情報に応じてそれぞれ変調され、色光毎の画像が形成される。色光毎の画像は、プリズム344にて合成され、投射光学装置35にてスクリーンに投射される。
As shown in FIG. 1, the pair of light source devices 31 </ b> A and 31 </ b> B has the same configuration, and includes a
In the
[液冷装置の構成]
図2は、液冷装置4の構成を模式的に示す図である。
液冷装置4は、環状の流路に沿って水やエチレングリコール等の冷却液体を循環させ、該冷却液体により液晶パネル341を冷却する。この液冷装置4は、図2に示すように、3つのパネル保持体5(光学素子保持体)と、液体圧送部6と、タンク7と、熱交換ユニット8と、複数の液体循環部材9とを備える。
ここで、タンク7の具体的な構成の図示を省略したが、タンク7は、冷却液体が流入する流入部と流出部とを備え、流入部から流入した冷却液体を一時的に蓄積した後に流出部から流出する。このタンク7は、アルミニウム等の金属材料で形成され、略直方体状の中空部材で構成される。
複数の液体循環部材9は、内部に冷却液体を流通可能とする管状部材で構成され、各部材5〜8を接続し、環状の流路を形成する。なお、液体循環部材9により各部材5〜8の接続構造については、後述する。
また、パネル保持体5の具体的な構成については、後述する。
[Configuration of liquid cooling device]
FIG. 2 is a diagram schematically showing the configuration of the
The
Here, although the illustration of a specific configuration of the tank 7 is omitted, the tank 7 includes an inflow portion and an outflow portion into which the cooling liquid flows, and flows out after temporarily accumulating the cooling liquid flowing in from the inflow portion. Out of the club. The tank 7 is formed of a metal material such as aluminum, and is configured by a substantially rectangular parallelepiped hollow member.
The plurality of
The specific configuration of the
[液体圧送部の構成]
液体圧送部6は、冷却液体を吸入及び圧送するポンプであり、環状の流路に沿って冷却液体を循環させる。
この液体圧送部6は、例えば、中空部材内に羽根車が配置された構成を有し、前記羽根車が回転することで、冷却液体を吸入及び圧送する。
なお、液体圧送部6の構成としては、上述した羽根車を有する構成に限らず、ダイヤフラムを利用した他の構成を採用してもよい。
[Configuration of liquid pumping unit]
The
The
In addition, as a structure of the
[熱交換ユニットの構成]
熱交換ユニット8は、環状の流路に沿って流通する冷却液体の温度を低減する。この熱交換ユニット8は、図2に示すように、熱交換部81と、区画板82と、熱電変換素子としてのペルチェ素子83と、放熱側伝熱部材84とを備える。
熱交換部81は、略直方体状の中空部材で構成され、内部を流通する冷却液体と熱交換する。
区画板82は、平面視矩形状の板体で構成され、熱交換部81及び放熱側伝熱部材84を区画するとともに、熱交換部81、ペルチェ素子83、及び放熱側伝熱部材84を一体化する。この区画板82は、熱伝導率が低い(例えば、0.9W/(m・K)以下)材料で構成されている。
この区画板82には、図2に示すように、熱交換部81の平面形状よりも小さい矩形形状を有し、ペルチェ素子83を嵌合可能とする開口部821が形成されている。
そして、熱交換部81は、区画板82における一方の板面において、開口部821を閉塞するように開口部821周縁部分に固定される。
[Configuration of heat exchange unit]
The
The
The
As shown in FIG. 2, the
The
ペルチェ素子83は、具体的な図示は省略したが、p型半導体とn型半導体とを金属片で接合して構成した接合対を複数有しており、これら複数の接合対は電気的に直接に接続されている。
このような構成を有するペルチェ素子83において、電力が供給されると、図2に示すように、ペルチェ素子83の一方の端面が熱を吸収する吸熱面831となり、他方の端面が熱を放熱する放熱面832となる。
そして、ペルチェ素子83は、区画板82の開口部821に嵌合され、吸熱面831が熱交換部81に熱伝達可能に接続する。
Although not specifically shown, the
In the
The
放熱側伝熱部材84は、図2に示すように、矩形状の板体841と、板体841から突出する複数のフィン部材842とを有する、いわゆるヒートシンクで構成されている。そして、放熱側伝熱部材84は、区画板82の他方の板面において、開口部821を閉塞するように開口部821周縁部分に固定される。この状態では、放熱側伝熱部材84は、ペルチェ素子83の放熱面832に熱伝達可能に接続する。
すなわち、区画板82にて各部材81,83,84を一体化した状態では、熱交換部81〜ペルチェ素子83〜放熱側伝熱部材84の熱伝達経路が形成される。
このため、ペルチェ素子83の駆動により、熱交換部81は、吸熱面831から熱が吸収され、冷却される。また、ペルチェ素子83の放熱面832に生じる熱は、放熱側伝熱部材84を介して外部に放熱される。
As shown in FIG. 2, the heat radiation side
That is, in a state where the
For this reason, by driving the
[液体循環部材による接続構造]
次に、液体循環部材9による各部材5〜8の接続構造について説明する。
なお、以下では、説明の便宜上、図2に示すように、3つのパネル保持体5のうち、赤色光側の液晶パネル341Rを保持するパネル保持体を赤色光パネル保持体5R、緑色光側の液晶パネル341Gを保持するパネル保持体を緑色光パネル保持体5G、青色光側の液晶パネル341Bを保持するパネル保持体を青色光パネル保持体5Bとする。
液体循環部材9は、図2に示すように、第1〜第6液体循環部材9A〜9Fの6本で構成されている。
具体的に、第1液体循環部材9Aは、流入側及び流出側が赤色光パネル保持体5R及び緑色光パネル保持体5Gにおける後述する各液体流通管51(図3参照)の一方の端部にそれぞれ接続される。
第2液体循環部材9Bは、流入側が緑色光パネル保持体5Gにおける液体流通管51の他方の端部に接続され、流出側が青色光パネル保持体5Bにおける液体流通管51の一方の端部に接続される。
[Connection structure with liquid circulation member]
Next, the connection structure of each member 5-8 by the
In the following, for convenience of explanation, as shown in FIG. 2, of the three
As shown in FIG. 2, the
Specifically, the first
The second
第3液体循環部材9Cは、流入側が青色光パネル保持体5Bにおける液体流通管51の他方の端部に接続され、流出側が液体圧送部6に接続される。
第4液体循環部材9Dは、流入側及び流出側が液体圧送部6及びタンク7における流入部にそれぞれ接続される。
第5液体循環部材9Eは、流入側及び流出側がタンク7における流出部及び熱交換部81にそれぞれ接続される。
第6液体循環部材9Fは、流入側及び流出側が熱交換部81及び赤色光パネル保持体5Rにおける液体流通管51の他方の端部に接続される。
The third
The fourth
The fifth
The sixth
以上のような液体循環部材9による接続構造により、赤色光パネル保持体5R〜緑色光パネル保持体5G〜青色光パネル保持体5B〜液体圧送部6〜タンク7〜熱交換部81を辿り、再度、赤色光パネル保持体5Rに戻る環状の流路Cが形成される。
そして、上述した液冷装置4により、以下に示すように液晶パネル341が冷却される。
すなわち、液晶パネル341にて生じた熱は、後述する入射側防塵ガラスCr1及びパネル保持体5を介して冷却液体に伝達される。
パネル保持体5から流出した冷却液体は、流路Cを辿って熱交換部81に流入する。
ここで、熱交換部81は、ペルチェ素子83の駆動により、吸熱面831から熱が吸収されることで冷却されている。
そして、熱交換部81にて冷却された冷却液体は、再度、パネル保持体5に流入する。
By the connection structure by the
The
That is, the heat generated in the
The cooling liquid that has flowed out of the
Here, the
And the cooling liquid cooled in the
[パネル保持体の構成]
図3は、パネル保持体5から押え板5Tを外した保持体本体5Sを光束入射側から見た斜視図である。図4は、パネル保持体5から押え板5Tを分解した状態を光束出射側から見た分解斜視図である。
3つのパネル保持体5は、3つの液晶パネル341(後述する各防塵ガラスCr1,Cr2も含む)をそれぞれ保持するとともに、内部に冷却液体が流入出し、該冷却液体により3つの液晶パネル341をそれぞれ冷却する。なお、各パネル保持体5は、同様の構成であり、以下では1つのパネル保持体5のみを説明する。
このパネル保持体5は、図3及び図4に示すように、保持体本体5Sと、押さえ板5Tとを備える。なお、各部5S,5Tの構成については、後述する。
[Configuration of panel holder]
FIG. 3 is a perspective view of the
The three
As shown in FIGS. 3 and 4, the
[液晶パネルの構成]
図5は、図3における保持体本体5Sの縦断面図であり、図6は、図3における保持体本体5Sの横断面図である。
各液晶パネル341は、同様の構成であり、以下では1つの液晶パネル341のみを説明する。
液晶パネル341は、平面視略矩形状に形成され、ガラスなどからなる一対の基板341C,341Dに電気光学物質である液晶が密閉封入された構成を有している。
一対の基板341C,341Dのうち、一方の基板341Cは、液晶を駆動するための駆動基板であり、具体的な図示は省略したが、複数のデータ線と、複数の走査線と、走査線及びデータ線の交差に対応して形成された画素電極と、TFT(Thin Film Transistor)等のスイッチング素子とを有している。
また、他方の基板341Dは、基板341Cに対して所定間隔を空けて対向配置される対向基板であり、所定の電圧Vcomが印加される共通電極を有している。
そして、上述した駆動基板341Cは、図5及び図6に示すように、対向基板341Dの外形形状よりも大きい外形形状となるように形成されている。
また、対向基板341Dの外面には、対向基板341Dの外形形状と略同一の外形形状を有する入射側防塵ガラスCr1が貼り付けられている。
さらに、駆動基板341Cの外面にも、駆動基板341Cの外形形状と略同一の外形形状を有する出射側防塵ガラスCr2が貼り付けられている。
防塵ガラスCr1,Cr2としては、例えば、サファイア、水晶、YAG(Yttrium Aluminum Garnet)等の材料を採用できる。
[Configuration of LCD panel]
5 is a longitudinal sectional view of the holding
Each
The
Of the pair of
The
The
In addition, incident-side dust-proof glass Cr1 having an outer shape substantially the same as the outer shape of the
Furthermore, the emission-side dust-proof glass Cr2 having an outer shape substantially the same as the outer shape of the
As dustproof glass Cr1, Cr2, materials, such as a sapphire, a crystal | crystallization, YAG (Yttrium Aluminum Garnet), are employable, for example.
[保持体本体の構成]
保持体本体5Sは、図3及び図4に示すように、液体流通管51と、パネル支持枠52(光学素子支持枠)とを備える。
液体流通管51は、銅等の金属材料から構成され、冷却液体が流入出する部材である。
この液体流通管51は、液晶パネル341の画像形成領域(光透過領域)を平面視で囲むように、当該液晶パネル341の長辺に沿う1つの側端部と、短辺に沿う一対の側端部とに沿うように略U字状に屈曲形成され、冷却液体を流入出させる各端部が上方側に平行に延出するように形成されている(図7参照)。
[Configuration of holder body]
As shown in FIGS. 3 and 4, the holding
The
The
パネル支持枠52は、アルミニウム合金等の金属材料から構成され、略矩形板体形状を有している。また、パネル支持枠52内部には、図5及び図6に示すように、液体流通管51が液晶パネル341の側端部に対向するように配設される。
このパネル支持枠52において、光束出射側端面には、図5及び図6に示すように、液晶パネル341を収納するための収納凹部521が形成されている。
具体的に、収納凹部521は、パネル支持枠52の光束出射側端面から光束入射側に向けて窪む第1凹部521Aと、第1凹部521Aの底部分からさらに光束入射側に向けて窪む第2凹部521Bとで構成され、側壁が液晶パネル341の外形形状(駆動基板341C及び対向基板341Dの外形形状の差による段付き形状)に対応して段付き状に形成されている。
また、第2凹部521Bの底部分には、光透過領域に対応した開口部521Cが形成されている。
なお、パネル支持枠52の詳細な構成については、後述する。
The
As shown in FIGS. 5 and 6, in the
Specifically, the
An
The detailed configuration of the
押え板5Tは、図4に示すように、光透過領域に対応した開口部53を有する略矩形板体で構成され、保持体本体5Sの光束出射側に配設される。
この押え板5Tは、板バネ状に形成され、パネル支持枠52の左右の側端部に係合することで、開口部53の周辺部分にて、収納凹部521に収納された液晶パネル341(出射側防塵ガラスCr2)を光束入射側に押圧する(図5及び図6参照)。
すなわち、押え板5Tにて液晶パネル341が光束入射側に押圧されることで、入射側防塵ガラスCr1の光束入射側端面が第2凹部521Bの底部分に面接触する(図5及び図6参照)。
以上のように、パネル保持体5は、液晶パネル341の熱を、液晶パネル341〜入射側防塵ガラスCr1〜パネル支持枠52〜液体流通管51の熱伝達経路を辿って放熱させるように構成されている。
As shown in FIG. 4, the
The holding
That is, when the
As described above, the
[パネル支持枠の構成]
図7は、保持体本体5Sを分解した状態を光束出射側から見た分解斜視図であり、図8は、パネル支持枠52の出射側支持枠52Bを光束入射側から見た平面図である。
パネル支持枠52は、図7に示すように、液体流通管51の流通方向に略平行する平面にて分割形成された入射側支持枠52A(第1支持枠)及び出射側支持枠52B(第2支持枠)で構成されている。
より具体的に、入射側支持枠52A及び出射側支持枠52Bの分割位置は、図7及び図8に示すように、第1凹部521Aの底部分に設定されている。すなわち、入射側支持枠52A及び出射側支持枠52Bの分割位置は、収納凹部521に液晶パネル341が収納された状態で、駆動基板341C及び対向基板341Dの接続面と略同一位置に設定されている。
[Configuration of panel support frame]
FIG. 7 is an exploded perspective view of the state in which the holding
As shown in FIG. 7, the
More specifically, as shown in FIGS. 7 and 8, the division position of the incident
図9は、図5におけるパネル保持体5のC1部分を拡大した縦断面拡大図である。
入射側支持枠52Aにおいて、光束出射側端面52A1(接続面)には、図7及び図9に示すように、液体流通管51に対応させて、収納凹部521を囲む平面視U字状の第1管用凹部522A(凹部)が形成されている。
FIG. 9 is an enlarged longitudinal sectional view of the C1 portion of the
In the incident-
出射側支持枠52Bにも同様に、光束入射側端面52B1(接続面)には、図8に示すように、液体流通管51に対応させて、収納凹部521を囲む平面視U字状の第2管用凹部522B(凹部)が形成されている。
また、出射側支持枠52Bは、複数の貫通孔522B1(半田蓄積部)を有する。当該複数の貫通孔522B1は、第2管用凹部522Bに対応する位置に、当該出射側支持枠52Bを光束入射方向に沿って貫通し、均等に形成されている。
また、出射側支持枠52Bにおいて、光束入射側端面52B1の液晶パネル341を臨む内周縁には、図8及び図9に示すように、光束出射側から光束入射側に向けて外側に傾斜するように切り欠かれた切欠部522B2(半田蓄積部)が形成されている。
なお、図8に示すように、光束入射側端面52B1の内周下端縁の両端部分には、第2管用凹部522Bまでの寸法が短いため、切欠部522B2が加工の都合上、形成されていない。
Similarly, the exit-
Further, the emission
Further, in the exit
In addition, as shown in FIG. 8, since the dimension to the 2nd pipe | tube recessed
入射側支持枠52Aと出射側支持枠52Bとが組み合わされる際には、光束出射側端面52A1と光束入射側端面52B1とが互いに接続されることで、各管用凹部522A,522Bが接続され、内部に液体流通管51が配置される空間Ar(図9参照)が形成される。このため、パネル支持枠52には、図5及び図6に示すように、液体流通管51が配設される配設孔522が形成されることとなる。
具体的には、各支持枠52A,52Bの各管用凹部522A,522Bには、半田S(図9参照)が塗布され、液体流通管51が各管用凹部522A,522Bに配置される。すなわち、入射側支持枠52Aと出射側支持枠52Bとが組み合わせることで、配設孔522の内周面と液体流通管51の外周面との間に形成される空間Arには、半田Sが密に充填される。なお、空間Arに充填される半田Sの量については、後述する。
そして、リフロー工程により半田Sが硬化されて、各支持枠52A,52B及び液体流通管51が接続される。
なお、半田Sの材料としては、Sn−Bi、Sn−Pb、Sn−Zn、Sn−Ag−Cu、Sn−Ag、Sn−Cu等の合金組成のものが例示できる。
When the incident-
Specifically, solder S (see FIG. 9) is applied to the tube recesses 522A and 522B of the support frames 52A and 52B, and the
Then, the solder S is cured by the reflow process, and the support frames 52A and 52B and the
In addition, as a material of the solder S, the thing of alloy compositions, such as Sn-Bi, Sn-Pb, Sn-Zn, Sn-Ag-Cu, Sn-Ag, Sn-Cu, can be illustrated.
貫通孔522B1は、出射側支持枠52Bおいて第2管用凹部522Bに応じた位置に形成されるため、入射側支持枠52Aと出射側支持枠52Bとが組み合わされた際に、空間Arと出射側支持枠52Bの外部とを連通する。このため、貫通孔522B1は、空間Arの容積以上に塗布された半田Sの余剰分が蓄積される部分となる。また、これらの貫通孔522B1は、各支持枠52A,52Bと液体流通管51とを接合するリフロー工程において、半田Sに含まれる揮発性を有するフラックス等の溶剤が揮発することにより発生するガスを空間Arから外部へ排出する部分でもある。
The through-hole 522B1 is formed at a position corresponding to the
切欠部522B2は、入射側支持枠52Aと出射側支持枠52Bとが組み合わされた際に、空間Arの容積以上に塗布された半田Sの余剰分が各端面52A1,52B1間に溢れ出た場合に、蓄積される部分である。より具体的には、各端面52A1,52B1間に溢れ出た半田Sは、切欠部522B2と、入射側支持枠52Aの光束出射側端面52A1とで形成される空間部分に、表面張力により蓄積される。そして、上述のリフロー工程を経て、当該切欠部522Bにて半田Sが硬化される。
When the incident
ここで、各支持枠52A,52Bの各管用凹部522A,522Bに塗布される半田Sの量について説明する。
空間Arの容積をA、貫通孔522B1の内部の容積をB、切欠部522B2と光束出射側端面52A1とで形成される容積をC、空間Ar及び各支持枠52A,52Bの各端面52A1,52B1に塗布される半田Sの塗布量をDとし、半田に含まれるフラックス等の溶剤の容量をEとすると、以下の式(1)の関係がある。なお、半田Sの塗布量Dには、予備半田や、例えばヤニ入り半田を使用した場合のヤニが含まれている。
Here, the amount of the solder S applied to the tube recesses 522A and 522B of the support frames 52A and 52B will be described.
The volume of the space Ar is A, the volume of the inside of the through hole 522B1 is B, the volume formed by the notch 522B2 and the light beam emission side end surface 52A1, C, the space Ar and the end surfaces 52A1, 52B1 of the support frames 52A, 52B. When the application amount of the solder S applied to D is D and the capacity of a solvent such as flux contained in the solder is E, the following equation (1) is established. Note that the application amount D of the solder S includes spare solder and, for example, spear when using spear-containing solder.
[数1]
B+C+D−E≧A・・・(1)
[Equation 1]
B + C + DE ≧ A (1)
式(1)を満たす塗布量Dの半田Sを空間Arに注入することで、空間Arの容積Aよりも多い半田を塗布することが可能となる。従って、半田に含まれる溶剤が揮発することで、空間Ar内にガスが溜まることなく、半田Sを空間Arに密に充填させることが可能となる。 By injecting the solder S having a coating amount D satisfying the expression (1) into the space Ar, it is possible to apply more solder than the volume A of the space Ar. Therefore, when the solvent contained in the solder is volatilized, it is possible to fill the space Ar densely with the solder S without gas accumulating in the space Ar.
上述した本実施形態のプロジェクター1によれば、以下の効果を奏する。
本実施形態では、液晶パネル341を支持する各支持枠52A,52B、及び液晶パネル341を冷却する冷却液体が内部を流通する液体流通管51は、半田により接合される。また、出射側支持枠52Bは、空間Arの容積を越えた半田Sを蓄積する貫通孔522B1を有し、この貫通孔522B1は、空間Arと出射側支持枠52Bの外部とを連通する。すなわち、空間Arの容積を越える多量の半田Sを空間Arに注入した場合でも、空間Arから溢れ出る半田Sが貫通孔522B1に蓄積される。これによれば、多量の半田Sを空間Arに密に充填でき、空間Ar内に空気が混入することを抑制できる。従って、各支持枠52A,52Bと液体流通管51との熱伝導を高めることができ、液晶パネル341の冷却効率を向上できる。
According to the
In this embodiment, the support frames 52A and 52B that support the
また、貫通孔522B1は、空間Arと出射側支持枠52Bの外部とを連通するので、リフロー工程において、各支持枠と液体流通管とを接合する際に半田Sに含まれる溶剤が揮発した場合でも、空間Arに溜まったガスを貫通孔522B1から外部へ排出できる。従って、空間Arにガスが溜まることを防止できるので、半田Sを構成する金属成分を各支持枠52A,52Bと液体流通管51との間に密に充填することができ、各支持枠52A,52Bから液体流通管51への熱伝導性を向上できる
さらに、空間Arに多量の半田Sを注入した場合でも、空間Arから溢れ出た半田Sを貫通孔522B1に蓄積させることができる。従って、仮に貫通孔522B1から半田Sが溢れ出たとしても、貫通孔522B1から溢れ出る半田Sは少量となるので、半田を拭き取る工程を簡略化でき、作業性を向上できる。
Further, since the through-hole 522B1 communicates the space Ar and the outside of the emission-
また、貫通孔522B1は、出射側支持枠52Bにおいて入射光束に沿う方向に形成されているので、当該貫通孔522B1から半田Sが溢れ出た場合でも、半田Sが液晶パネル341に付着することを防止できる。
Further, since the through hole 522B1 is formed in the direction along the incident light beam in the emission
さらに、出射側支持枠52Bの光束入射側端面52B1に切欠部522B2が形成されている。これによれば、空間Arに注入された半田Sが各支持枠52A,52Bの各端面52A1,52B1間に溢れ出た場合でも、半田Sが切欠部522B2に蓄積されるので、溢れ出た半田Sを拭き取る作業を簡略化でき、作業性を向上できる。従って、空間Arに多量の半田Sを密に充填することができ、各支持枠52A,52Bと液体流通管51との熱伝導性をより高め、液晶パネル341の冷却効率をより向上できる。
また、切欠部522B2に半田Sが蓄積されるので、当該半田Sが液晶パネル341に付着することを抑制できる。
Further, a notch 522B2 is formed in the light beam incident side end face 52B1 of the emission
Further, since the solder S is accumulated in the notch 522B2, it is possible to suppress the solder S from adhering to the
[実施形態の変形]
本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。
前記実施形態では、パネル保持体5は、半田蓄積部として貫通孔522B1及び切欠部522B2を備える構成であったが、この構成に限定されず、空間Arから溢れ出た半田を蓄積できる構成であればよい。例えば、前記実施形態では、第2管用凹部522Bに貫通孔522B1を形成したが、貫通していなくてもよく、第2管用凹部522Bから見て、当該第2管用凹部522Bに接続される深めの穴であってもよい。
前記実施形態では、本発明に係る半田蓄積部に相当する貫通孔522B1は、出射側支持枠52Bに対して入射する光束方向に沿って貫通形成されていたが、例えば、光束方向と直交する方向に形成されていてもよい。この場合、当該貫通孔の向きは、パネル支持枠52の外側を向くように形成することで、貫通孔から溢れ出た半田を拭き取り易くすることができる他、光学素子に付着することを確実に抑制できる。
また、貫通孔522B1は、出射側支持枠52Bに形成されていたが、入射側支持枠52Aに形成されていてもよく、各支持枠52A,52Bのいずれか一方に形成されていればよい。
[Modification of Embodiment]
The best configuration, method and the like for carrying out the present invention have been disclosed in the above description, but the present invention is not limited to this.
In the above-described embodiment, the
In the above embodiment, the through hole 522B1 corresponding to the solder accumulating portion according to the present invention is formed so as to penetrate along the direction of the light beam incident on the emission
In addition, the through hole 522B1 is formed in the emission-
前記実施形態では、本発明に係る半田蓄積部に相当する切欠部522B2は、出射側支持枠52Bの光束入射側端面52B1に形成されていたが、入射側支持枠52Aの光束出射側端面52A1に形成されていてもよく、各端面52A1,52B1の両方に形成されていてもよい。
前記実施形態では、切欠部522B2は、出射側支持枠52Bの光束入射側端面52B1の内周縁に沿って、光束出射側から光束入射側に向けて傾斜するように切り欠かれていたが、これに限定されず、光束入射側端面52B1の内周縁に沿って、断面視V字状や断面視U字状に切り欠かれていてもよい。
前記実施形態では、半田蓄積部として貫通孔522B1及び切欠部522B2を備える構成であったが、いずれか一方のみで構成してもよい。
前記実施形態では、入射側支持枠52A及び出射側支持枠52Bには、第1管用凹部522A及び第2管用凹部522Bがそれぞれ形成されていたが、第1管用凹部522Aまたは第2管用凹部522Bのいずれかが形成されていてもよい。
In the above embodiment, the notch 522B2 corresponding to the solder accumulating portion according to the present invention is formed on the light beam incident side end surface 52B1 of the emission
In the above-described embodiment, the notch 522B2 is notched so as to incline from the light beam exit side toward the light beam incident side along the inner peripheral edge of the light beam incident side end surface 52B1 of the output
In the above-described embodiment, the through hole 522B1 and the cutout portion 522B2 are provided as the solder accumulation portion, but may be configured by only one of them.
In the above embodiment, the incident-
前記実施形態では、液体流通管51は、液晶パネル341の画像形成領域を平面視で囲むように屈曲形成され、冷却液体を流入出させる各端部が上方側に平行して延出するように形成されていたが、この形状に限定されるものではない。例えば、液晶パネル341の画像形成領域を平面視で囲む環形状や矩形枠状等に形成されていてもよく、液晶パネル341の側端部に平行に配設されるように直線状に形成されていてもよい。
In the embodiment, the
前記実施形態では、光学素子として液晶パネル341を冷却する構成であったが、偏光変換素子323、入射側偏光板342、出射側偏光板343等の光学素子を冷却する構成であってもよい。
前記実施形態では、2つの光源装置31A,31Bを備える構成であったが、1つあるいは、3つ以上の光源装置を備える構成であってもよい。さらに、光源装置は、光源ランプ311を備える構成に限らず、LED(Light Emitting Diode)等の固体光源を備える構成としてもよい。
前記実施形態では、光束入射面と光束出射面とが異なる透過型の液晶パネルを用いていたが、光入射面と光出射面とが同一となる反射型の液晶パネルを用いてもよい。
In the embodiment, the
In the said embodiment, although it was the structure provided with two
In the above-described embodiment, a transmissive liquid crystal panel having a different light beam incident surface and light beam output surface is used. However, a reflective liquid crystal panel having the same light incident surface and light output surface may be used.
前記実施形態での液冷装置4を構成する各部材5〜8の配設順序に限定されず、その他の順序で配設してもよい。
前記実施形態では、液晶パネル341は、3つ設けられていたが、その数は3つに限らず、1つ、2つ、あるいは、4つ以上であってもよい。
前記実施形態では、投射面に対する画像光の投射方向と、当該画像光に係る画像の観察方向とが略同じであるフロントタイプのプロジェクター1を例示したが、本発明はこれに限らず、投射方向と観察方向とがそれぞれ反対方向となるリアタイプのプロジェクターにも本発明を適用できる。
It is not limited to the arrangement | positioning order of each member 5-8 which comprises the
In the embodiment, three
In the embodiment, the
本発明の光学素子保持体は、作業性を向上しつつ、光学素子を良好に冷却できるため、液晶パネル、偏光板、及び偏光変換素子を保持する部材として利用できる。 The optical element holder of the present invention can be used as a member for holding a liquid crystal panel, a polarizing plate, and a polarization conversion element because the optical element can be favorably cooled while improving workability.
1…プロジェクター、5…パネル保持体(光学素子保持体)、31A,31B…光源装置、34…光学装置、35…投射光学装置、51…液体流通管、52…パネル支持枠(光学素子支持枠)、52A…入射側支持枠(第1支持枠)、52A1…光束出射側端面(接続面)、52B…出射側支持枠(第2支持枠)、52B1…光束入射側端面(接続面)、341…液晶パネル(光学素子)、521C…開口部、522B1…貫通孔(半田蓄積部)、522B2…切欠部(半田蓄積部)、Ar…空間
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記光学素子の周縁の少なくとも一部に沿って配設され、前記光学素子を冷却する冷却液体が内部を流通する液体流通管と、
前記光学素子の光透過領域に応じた開口部を有し、前記光学素子を支持する光学素子支持枠とを備え、
前記光学素子支持枠は、
前記液体流通管における前記冷却液体の流通方向に略平行する平面にて分割形成され、前記液体流通管を挟持する第1支持枠及び第2支持枠を備え、
前記第1支持枠、前記第2支持枠、及び前記液体流通管は、半田により接合され、
前記第1支持枠及び前記第2支持枠の少なくともいずれか一方の支持枠は、当該支持枠と前記液体流通管との間の空間の容積を越えた前記半田を蓄積する半田蓄積部を有する
ことを特徴とする光学素子保持体。 An optical element holder that holds an optical element that converts optical characteristics of an incident light beam,
A liquid circulation pipe disposed along at least a part of the peripheral edge of the optical element and through which a cooling liquid for cooling the optical element flows;
An opening corresponding to a light transmission region of the optical element, and an optical element support frame for supporting the optical element,
The optical element support frame is
A first support frame and a second support frame that are divided and formed in a plane substantially parallel to the flow direction of the cooling liquid in the liquid flow pipe, and sandwich the liquid flow pipe;
The first support frame, the second support frame, and the liquid flow pipe are joined by solder,
At least one of the first support frame and the second support frame has a solder accumulation unit that accumulates the solder exceeding the volume of the space between the support frame and the liquid circulation pipe. An optical element holder.
前記半田蓄積部は、前記液体流通管が前記第1支持枠及び前記第2支持枠により挟持された際に、前記第1支持枠及び前記第2支持枠と前記液体流通管との間に形成される空間と連通され、前記第1支持枠及び前記第2支持枠の少なくともいずれか一方の支持枠を貫通する貫通孔で構成される
ことを特徴とする光学素子保持体。 The optical element holder according to claim 1,
The solder accumulation portion is formed between the first support frame and the second support frame and the liquid flow tube when the liquid flow tube is sandwiched between the first support frame and the second support frame. An optical element holding body comprising a through hole that communicates with a space to be formed and penetrates at least one of the first support frame and the second support frame.
前記貫通孔は、前記第1支持枠及び前記第2支持枠の少なくともいずれか一方の支持枠における前記光学素子に対向する面とは異なる面に形成されている
ことを特徴とする光学素子保持体。 The optical element holder according to claim 2,
The through-hole is formed on a surface different from a surface facing the optical element in at least one of the first support frame and the second support frame. .
前記第1支持枠及び前記第2支持枠は、互いに接続される接続面を備え、
前記半田蓄積部は、前記接続面の少なくともいずれか一方に形成される切欠部で構成される
ことを特徴とする光学素子保持体。 In the optical element holder according to any one of claims 1 to 3,
The first support frame and the second support frame include connection surfaces connected to each other,
The solder accumulating part is constituted by a cutout part formed in at least one of the connection surfaces.
前記光学素子を保持する請求項1から請求項4のいずれかに記載の光学素子保持体とを備える
ことを特徴とする光学装置。 An optical element for converting the optical characteristics of the incident light beam;
An optical device comprising: the optical element holder according to claim 1, which holds the optical element.
入射される光束の光学特性を変換する光学素子、及び前記光学素子を保持する請求項1から請求項4のいずれかに記載の光学素子保持体を備える光学装置と、
前記光学装置で形成された画像光を投射する投射光学装置とを備え、
前記光学素子は、入射される光束を変調する光変調素子である
ことを特徴とするプロジェクター。 A light source device;
An optical device that converts an optical characteristic of an incident light beam, and an optical device that includes the optical element holding body according to any one of claims 1 to 4, which holds the optical element;
A projection optical device that projects image light formed by the optical device;
The projector is characterized in that the optical element is a light modulation element that modulates an incident light beam.
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- 2010-03-19 JP JP2010063961A patent/JP2011197390A/en active Pending
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