JPH0363690A - 投射型表示装置 - Google Patents
投射型表示装置Info
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- JPH0363690A JPH0363690A JP1199127A JP19912789A JPH0363690A JP H0363690 A JPH0363690 A JP H0363690A JP 1199127 A JP1199127 A JP 1199127A JP 19912789 A JP19912789 A JP 19912789A JP H0363690 A JPH0363690 A JP H0363690A
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- optical system
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Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Video Image Reproduction Devices For Color Tv Systems (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
- Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、光束の空間変調に2次元液晶表示素子を用い
て、例えばビデオ画像をスクリーン上に投射する投射型
表示装置に関するものである。
て、例えばビデオ画像をスクリーン上に投射する投射型
表示装置に関するものである。
[従来の技術1
従来、この種の投射型表示装置として、特開昭63−3
9294号公報がある。
9294号公報がある。
これは、第8図に示すように構成され、白色光源23が
発した光束がコリメーションレンズ22に入射して平行
光束となり、偏光ビームスプリッタ−21の光分割面で
S偏光成分が反射して3金色分解光学系11に向かう。
発した光束がコリメーションレンズ22に入射して平行
光束となり、偏光ビームスプリッタ−21の光分割面で
S偏光成分が反射して3金色分解光学系11に向かう。
3金色分解光学系11は、第1プリズムIIA 。
第2プリズムIIB 、第3プリズムIICから構成さ
れ、第1プリズムIIAの面11aに偏光ビームスプリ
ッタ−21からのS偏光成分が入射する。
れ、第1プリズムIIAの面11aに偏光ビームスプリ
ッタ−21からのS偏光成分が入射する。
第1プリズムllAの第2面lieには青色光を反射し
それより長波長域を通過させるダイクロイック干渉薄膜
が蒸着され、面11fには赤反射緑透過のダイクロイッ
ク干渉薄膜が蒸着されている。したがって、入射面11
aに入射した偏光ビームスプリッタ−21からの光は、
面lieで青色光が反射し、面11aで内面全反射して
出射面11bへ向かい、面Heを透過した光の内、面1
1fで反射した赤色光は空隙に接する面で内面反射して
出射面11cへ向かい、面11fを透過した緑色光は出
射面lidへ向かう。3金色分解光学系11の各出射面
11b 、 llc 、 lidには、青色成分の映像
、赤色成分の映像、緑色成分の映像表示する2次元液晶
素子12.13.14が接着されていて、これらの各液
晶表示素子12゜13、14の裏面に反射鏡15.16
.17が夫々設けられている。
それより長波長域を通過させるダイクロイック干渉薄膜
が蒸着され、面11fには赤反射緑透過のダイクロイッ
ク干渉薄膜が蒸着されている。したがって、入射面11
aに入射した偏光ビームスプリッタ−21からの光は、
面lieで青色光が反射し、面11aで内面全反射して
出射面11bへ向かい、面Heを透過した光の内、面1
1fで反射した赤色光は空隙に接する面で内面反射して
出射面11cへ向かい、面11fを透過した緑色光は出
射面lidへ向かう。3金色分解光学系11の各出射面
11b 、 llc 、 lidには、青色成分の映像
、赤色成分の映像、緑色成分の映像表示する2次元液晶
素子12.13.14が接着されていて、これらの各液
晶表示素子12゜13、14の裏面に反射鏡15.16
.17が夫々設けられている。
すなわち、3金色分解光学系11により青色。
赤色、緑色の色成分光に分解された光は、各液晶表示素
子12.13.14へ入射し、そこで映像信号に応じて
空間変調され、反射鏡15.16.17で反射して再び
液晶表示素子12.13.14を逆方向から通過する。
子12.13.14へ入射し、そこで映像信号に応じて
空間変調され、反射鏡15.16.17で反射して再び
液晶表示素子12.13.14を逆方向から通過する。
液晶表示素子は複屈折性を有するので、光束は素子内の
往復後、直線偏光面が映像信号に比例して回転して出射
し、これらの各色成分の直線偏光光が光路を逆行する内
で合成されて色分解光学系11の入射面11aから射出
し、偏光面が入射光に対して90°回転した成分が今度
は偏光ビームスプリッタ−21を通過し、投影レンズ2
4でスクリーン25へ投影される。
往復後、直線偏光面が映像信号に比例して回転して出射
し、これらの各色成分の直線偏光光が光路を逆行する内
で合成されて色分解光学系11の入射面11aから射出
し、偏光面が入射光に対して90°回転した成分が今度
は偏光ビームスプリッタ−21を通過し、投影レンズ2
4でスクリーン25へ投影される。
なお、18.19.20は液晶表示素子の駆動回路であ
る。
る。
【発明が解決しようとする課題]
ところで、このような従来の投射型表示装置は、偏光ビ
ームスプリッタ−21に入射する光源23のS偏光成分
のみを利用していることから、光源の利用効率が悪く、
投影画像が暗くなる傾向にあった。
ームスプリッタ−21に入射する光源23のS偏光成分
のみを利用していることから、光源の利用効率が悪く、
投影画像が暗くなる傾向にあった。
本発明の目的は、上記した従来の問題を解決し、光源の
利用効率を高めて明るい投射画像を得ることができる投
射型表示装置を提供することにある。
利用効率を高めて明るい投射画像を得ることができる投
射型表示装置を提供することにある。
[課題を解決するための手段〕
本発明の目的を達成するための要旨とするところは、反
射面を有する照明光学系、と、該照明光学系からの直接
光及び該反斜面で反射した反射光を2つの偏光成分に分
離すると共に光路を分離する光路分離手段と、該光路分
離手段により分離された1偏光酸分の光をダイクロイッ
ク膜により各色成分光に分解する色分解光学系と、該色
分解光学系で分離された色光な夫々偏光変調する反射型
液晶表示素子と、該各液晶表示素子で偏光変調された光
のうちl偏光成分を該色分解光学系と該光路分離手段を
介して投影する投射レンズと、該光路分離手段により分
離された偏光成分のうち該色分解光学系に導かれない他
の偏光成分を反射して再び該光路分離手段を透して該照
明光学系の反射面に導く反射手段と、該光路分離手段と
該照明光学系との間に配置された偏光軸を回転する偏光
軸回転手段とから構成したことを特徴とする投射型表示
装置にある。
射面を有する照明光学系、と、該照明光学系からの直接
光及び該反斜面で反射した反射光を2つの偏光成分に分
離すると共に光路を分離する光路分離手段と、該光路分
離手段により分離された1偏光酸分の光をダイクロイッ
ク膜により各色成分光に分解する色分解光学系と、該色
分解光学系で分離された色光な夫々偏光変調する反射型
液晶表示素子と、該各液晶表示素子で偏光変調された光
のうちl偏光成分を該色分解光学系と該光路分離手段を
介して投影する投射レンズと、該光路分離手段により分
離された偏光成分のうち該色分解光学系に導かれない他
の偏光成分を反射して再び該光路分離手段を透して該照
明光学系の反射面に導く反射手段と、該光路分離手段と
該照明光学系との間に配置された偏光軸を回転する偏光
軸回転手段とから構成したことを特徴とする投射型表示
装置にある。
[作 用]
上記の如く構成した投射型表示装置は、光路分離手段に
より分離された偏光成分のうち色分解光学系に導かれな
い他の偏光成分は、反射手段により光路分離手段を介し
て照明光学系の反射面で反射し、再び光路分離手段に向
かうが、その際、偏光軸回転手段により色分解光学系に
向かう偏光成分に偏光される。
より分離された偏光成分のうち色分解光学系に導かれな
い他の偏光成分は、反射手段により光路分離手段を介し
て照明光学系の反射面で反射し、再び光路分離手段に向
かうが、その際、偏光軸回転手段により色分解光学系に
向かう偏光成分に偏光される。
[実 施 例]
実施例1
第1図は本発明による投射型表示装置の実施例1を示す
概略構成図である。
概略構成図である。
lはメタルハライドランプ等からなる光源、2は光源1
からの光を反射する楕円形状のりフレフタ−3はりフレ
フタ−2からの射出光を略平行光束にするコリメータレ
ンズで、光源lは楕円リフレクタ−2の略焦点位置に配
置されている。4は光源1からの光を偏光分離する偏光
ビームスプリッタ−で、S偏光成分がそのコーテイング
面で反射し、P偏光成分は該コーテイング面を透過する
。5は例えば4個の三角プリズムを組み合わせて図示の
如く断面正方形状とし、直交する一方の面5aを青反射
コーテイング面、他方の面5bを赤反射コーテイング面
とするクロスダイクロイックプリズムで、3個面にビデ
オ信号の青色光を偏光変調する反射型2次元液晶表示素
子6B、ビデオ信号の赤色光を偏光変調する反射型2次
元液晶表示素子6R、ビデオ信号の緑色光を偏光変調す
る反射型2次元液晶表示素子6Gが配置されている。
からの光を反射する楕円形状のりフレフタ−3はりフレ
フタ−2からの射出光を略平行光束にするコリメータレ
ンズで、光源lは楕円リフレクタ−2の略焦点位置に配
置されている。4は光源1からの光を偏光分離する偏光
ビームスプリッタ−で、S偏光成分がそのコーテイング
面で反射し、P偏光成分は該コーテイング面を透過する
。5は例えば4個の三角プリズムを組み合わせて図示の
如く断面正方形状とし、直交する一方の面5aを青反射
コーテイング面、他方の面5bを赤反射コーテイング面
とするクロスダイクロイックプリズムで、3個面にビデ
オ信号の青色光を偏光変調する反射型2次元液晶表示素
子6B、ビデオ信号の赤色光を偏光変調する反射型2次
元液晶表示素子6R、ビデオ信号の緑色光を偏光変調す
る反射型2次元液晶表示素子6Gが配置されている。
一方、光源1と偏光ビームスプリッタ−4の側面との間
には、透過光をん/4だけ位相をずらすλ/4位相板9
が配置され、また偏光ビームスプリッタ−4の他側面(
λ/4位相板9と反対側)には偏光ビームスプリッタ−
4を透過する光を反射する反射ミラー8が配置されてい
る。
には、透過光をん/4だけ位相をずらすλ/4位相板9
が配置され、また偏光ビームスプリッタ−4の他側面(
λ/4位相板9と反対側)には偏光ビームスプリッタ−
4を透過する光を反射する反射ミラー8が配置されてい
る。
7は液晶表示素子6R,6G、6Bからの反射光のうち
偏光ビームスプリッタ−4を透過する光をスクリーンl
O上に拡大投影する投射レンズである。
偏光ビームスプリッタ−4を透過する光をスクリーンl
O上に拡大投影する投射レンズである。
このように構成した本実施例による投射型表示装置は、
光源lからの光がリフレクタ−2で反射し、コリメータ
レンズ3により略平行光となってλ/4位相板9を透過
し、偏光ビームスプリッタ−4に達する。そして、偏光
ビームスプリッタ−4のコーテイング面でS偏光成分の
光が反射されてクロスダイクロイックプリズム5に導か
れ、その各コーテイング面5a。
光源lからの光がリフレクタ−2で反射し、コリメータ
レンズ3により略平行光となってλ/4位相板9を透過
し、偏光ビームスプリッタ−4に達する。そして、偏光
ビームスプリッタ−4のコーテイング面でS偏光成分の
光が反射されてクロスダイクロイックプリズム5に導か
れ、その各コーテイング面5a。
5bで色分解されて赤、緑、前夫々の色光が反射型液晶
表示素子6R,6G、6Bに入射し、偏光変調された反
射光がクロスダイクロイックプリズム5に再び入射して
色合成され、偏光ビームスプリッタ−4に達する。
表示素子6R,6G、6Bに入射し、偏光変調された反
射光がクロスダイクロイックプリズム5に再び入射して
色合成され、偏光ビームスプリッタ−4に達する。
そして、偏光ビームスプリッタ−4のコーテイング面に
おいて、クロスダイクロイックプリズム5からのP偏光
成分の光はそのまま透過し、投射レンズ7でスクリーン
IO上に拡大投影され、クロスダイクロイックプリズム
5からのS偏光成分の光はコーテイング面で反射して、
λ/4位相板9を透過しりフレフタ−2に入射される。
おいて、クロスダイクロイックプリズム5からのP偏光
成分の光はそのまま透過し、投射レンズ7でスクリーン
IO上に拡大投影され、クロスダイクロイックプリズム
5からのS偏光成分の光はコーテイング面で反射して、
λ/4位相板9を透過しりフレフタ−2に入射される。
他方、光源1から出た光のうち、偏光ビームスプリッタ
−4のコーテイング面にP偏光成分として入射した光は
そのまま透過し、反射ミラー8に達して反射され、再び
偏光ビームスプリッタ−4を透過し、λ/4位相板9を
透過してπ/4偏光面が回転してリフレクタ−2で反射
され再び′L74位相板9を透過しπ/4偏光面が回転
して、S偏光成分の光となり偏光ビームスプリッタ−4
に達する。このS偏光成分の光も、反射型液晶表示素子
6R,6G、6Bで変調され、P偏光成分の光が投射レ
ンズ7によりスクリーンlO上に拡大投影される。
−4のコーテイング面にP偏光成分として入射した光は
そのまま透過し、反射ミラー8に達して反射され、再び
偏光ビームスプリッタ−4を透過し、λ/4位相板9を
透過してπ/4偏光面が回転してリフレクタ−2で反射
され再び′L74位相板9を透過しπ/4偏光面が回転
して、S偏光成分の光となり偏光ビームスプリッタ−4
に達する。このS偏光成分の光も、反射型液晶表示素子
6R,6G、6Bで変調され、P偏光成分の光が投射レ
ンズ7によりスクリーンlO上に拡大投影される。
したがって、光源lの光の全ての偏光成分の光を液晶表
示素子6R,6G、6Bに導いて変調し、投影レンズ7
によりスクリーン10上に拡大投影しているので、光源
lの発する光の利用効率が従来例の場合と単純に比較し
て約倍となり、明るい画像をスクリーン上に得ることが
できる。
示素子6R,6G、6Bに導いて変調し、投影レンズ7
によりスクリーン10上に拡大投影しているので、光源
lの発する光の利用効率が従来例の場合と単純に比較し
て約倍となり、明るい画像をスクリーン上に得ることが
できる。
また、本実施例は装置全体の形状を横長としているので
、コンパクトな薄形状とすることができる。
、コンパクトな薄形状とすることができる。
なお本実施例では、リフレクタ−2を楕円形状としてい
るが、平板状の反射板であってもよい。
るが、平板状の反射板であってもよい。
実施例2
第2図は実施例2の概略構成を示す図である。
上記した実施例1は投射レンズ7の光軸線上に偏光ビー
ムスプリッタ−4とクロスダイクロイックプリズム5と
を配置し、偏光ビームスプリッタ−4で反射されたS偏
光成分の光をクロスダイクロイックプリズム5に導き、
P偏光成分の光を反射ミラー8で反射し、λ/4位相板
9を往復透過させることによりS偏光成分の光とし、光
源光の完全利用を図っているが、本実施例は逆に偏光ビ
ームスプリッタ−4を透過したP偏光成分の光をクロス
ダイクロイックプリズム5に導き、S偏光成分の光を反
射ミラー8で反射し、λ/4位相板9を往復透過させる
ことによりP偏光成分の光とし、光源光の完全利用を図
っているものである。
ムスプリッタ−4とクロスダイクロイックプリズム5と
を配置し、偏光ビームスプリッタ−4で反射されたS偏
光成分の光をクロスダイクロイックプリズム5に導き、
P偏光成分の光を反射ミラー8で反射し、λ/4位相板
9を往復透過させることによりS偏光成分の光とし、光
源光の完全利用を図っているが、本実施例は逆に偏光ビ
ームスプリッタ−4を透過したP偏光成分の光をクロス
ダイクロイックプリズム5に導き、S偏光成分の光を反
射ミラー8で反射し、λ/4位相板9を往復透過させる
ことによりP偏光成分の光とし、光源光の完全利用を図
っているものである。
そして、本実施例の構成は、光源1の光軸線上に偏光ビ
ームスプリッタ−4とクロスダイクロイックプリズム5
とを配置し、反射ミラー8と反対側に投射レンズ7を配
置しており、ん74位相板9及び液晶表示素子6R,6
G。
ームスプリッタ−4とクロスダイクロイックプリズム5
とを配置し、反射ミラー8と反対側に投射レンズ7を配
置しており、ん74位相板9及び液晶表示素子6R,6
G。
6Bは上記の実施例1と同様位置に配置している。
この場合は、投射レンズの実際の長さが図示の状態より
長いことを考慮するとダイクロイックプリズムの分だけ
コンパクトに構成することができる。
長いことを考慮するとダイクロイックプリズムの分だけ
コンパクトに構成することができる。
実施例3
第3図は実施例3の概略構成を示す図である。
本実施例は上記した実施例1の偏光ビームスプリッタ−
4に代え、45°以上の入射角のハーフミラ−4゛を使
用したものである。
4に代え、45°以上の入射角のハーフミラ−4゛を使
用したものである。
本実施例によれば、実施例1に比べ装置全体が多少大き
くなるが、光源lからの光の入射角度が緩いので、S偏
光成分とP偏光成分との分離特性が良くなり、画質、明
るさがより一層向上する。
くなるが、光源lからの光の入射角度が緩いので、S偏
光成分とP偏光成分との分離特性が良くなり、画質、明
るさがより一層向上する。
実施例4
第4図は実施例4の概略構成を示す図である。
上記した実施例1の照明系は、楕円形状のりフレフタ−
2の焦点位置に片口金タイプのメタルハライドランプl
を取付けているが、本実施例の照明系は、楕円リフレク
タ−2°の開口側の略焦点位置に両口金タイプのメタル
ハライドランプ1°を取付け、コリメータ凸レンズ3゜
を偏光ビームスプリッタ−4との間に配置したものであ
る。
2の焦点位置に片口金タイプのメタルハライドランプl
を取付けているが、本実施例の照明系は、楕円リフレク
タ−2°の開口側の略焦点位置に両口金タイプのメタル
ハライドランプ1°を取付け、コリメータ凸レンズ3゜
を偏光ビームスプリッタ−4との間に配置したものであ
る。
本実施例によれば、集光効率として50%以上を得て、
明るい投影画像が得られる。
明るい投影画像が得られる。
実施例5
第5図は実施例5の概略構成を示す図である。
本実施例は、第8図に示す従来例における偏光ビームス
プリッタ−21の他側面(P偏光成分の光が通過する面
)に反射ミラー8、偏光ビームスプリッタ−21と光源
lの間にえ/4を配置した例である。
プリッタ−21の他側面(P偏光成分の光が通過する面
)に反射ミラー8、偏光ビームスプリッタ−21と光源
lの間にえ/4を配置した例である。
実施例6
第6図は実施例6の概略構成を示す図である。
本実施例は実施例1の変形例で、偏光ビームスプリッタ
−4とクロスダイクロイックプリズム5との間に、縮小
光学系100を配置し、小さな偏光ビームスプリッタ−
4の使用を可能とし、装置の小型化を図っている。
−4とクロスダイクロイックプリズム5との間に、縮小
光学系100を配置し、小さな偏光ビームスプリッタ−
4の使用を可能とし、装置の小型化を図っている。
実施例7
第7図は実施例7の概略構成を示す図である。
本実施例は、実施例5の変形例で、3色分解光学系11
の各プリズムIIA、 IIB、 IICの出射面11
b 、 llc 、 lidと、液晶表示素子15゜1
6、17との間に夫々縮小光学系too’を配置し、小
さな偏光ビームスプリッタ−21の使用を可能とし、装
置の小型化を図っている。
の各プリズムIIA、 IIB、 IICの出射面11
b 、 llc 、 lidと、液晶表示素子15゜1
6、17との間に夫々縮小光学系too’を配置し、小
さな偏光ビームスプリッタ−21の使用を可能とし、装
置の小型化を図っている。
[発明の効果]
以上説明してきたように、本発明によれば、光路分離手
段により分離された2つの偏光成分の光のうち、色分解
光学系に導かれない偏光成分の光を再度照明光学系に戻
し、偏光軸回転手段により色分解光学系に向は導かれる
偏光成分に変えるので、照明光学系が発する光を効率よ
く利用でき、明るい投影画像を得ることができる。
段により分離された2つの偏光成分の光のうち、色分解
光学系に導かれない偏光成分の光を再度照明光学系に戻
し、偏光軸回転手段により色分解光学系に向は導かれる
偏光成分に変えるので、照明光学系が発する光を効率よ
く利用でき、明るい投影画像を得ることができる。
第1図は本発明による投射型表示装置の実施例1を示す
概略構成図、第2図は実施例2を示す概略構成図、第3
図は実施例3を示す概略構成図、第4図は実施例4を示
す概略構成図、第5図は実施例5を示す概略構成図、第
6図は実施例6を示す概略構成図、第7図は実施例7を
示す概略構成図、第8図は従来の投射型表示装置を示す
概略構成図である。 :光源 2:リフレクタ−:コリメータレ
ンズ :偏光ビームスプリッター :クロスダイクロイックプリズム R16G、6B=液晶表示素子 :投射レンズ 8:反射ミラー :λ/4位相板 lOニスクリーン。 他4名 第1図 第4図
概略構成図、第2図は実施例2を示す概略構成図、第3
図は実施例3を示す概略構成図、第4図は実施例4を示
す概略構成図、第5図は実施例5を示す概略構成図、第
6図は実施例6を示す概略構成図、第7図は実施例7を
示す概略構成図、第8図は従来の投射型表示装置を示す
概略構成図である。 :光源 2:リフレクタ−:コリメータレ
ンズ :偏光ビームスプリッター :クロスダイクロイックプリズム R16G、6B=液晶表示素子 :投射レンズ 8:反射ミラー :λ/4位相板 lOニスクリーン。 他4名 第1図 第4図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、反射面を有する照明光学系と、該照明光学系からの
直接光及び該反斜面で反射した反射光を2つの偏光成分
に分離すると共に光路を分離する光路分離手段と、該光
路分離手段により分離された1偏光成分の光をダイクロ イック膜により各色成分光に分解する色分解光学系と、
該色分解光学系で分離された色光を夫々偏光変調する反
射型液晶表示素子と、該各液晶表示素子で偏光変調され
た光のうち1偏光成分を該色分解光学系と該光路分離手
段を透して投影する投射レンズと、該光路分離手段によ
り分離された偏光成分のうち該色分解光学系に導かれな
い他の偏光成分を反射して再び該光路分離手段を介して
該照明光学系の反射面に導く反射手段と、該光路分離手
段と該照明光学系との間に配置された偏光軸を回転する
偏光軸回転手段とから構成したことを特徴とする投射型
表示装置。 2、前記偏光軸回転手段は、光学位相板であることを特
徴とする請求項1に記載の投射型表示装置。 3、前記光学位相板はλ/4位相板であることを特徴と
する請求項2に記載の投射型表示装 置。 4、前記光路分離手段は、照明光学系からの平行光が偏
光分離面に略45度の角度で入射するように配置されて
いることを特徴とする請求項1、2又は3に記載の投射
型表示装置。 5、前記光路分離手段は、照明光学系からの平行光が偏
光分離面に45度よりも大きい角度で入射するように配
置されていることを特徴とする請求項1、2、又は3に
記載の投射型表示装置。 6、前記照明光学系は、逆入射光の光束と、反射面によ
る反射光の光束とを略同等の平行度で射出させる光学要
素を有することを特徴とする請求項1、2、3、4又は
5に記載の投射型表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1199127A JPH0363690A (ja) | 1989-07-31 | 1989-07-31 | 投射型表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1199127A JPH0363690A (ja) | 1989-07-31 | 1989-07-31 | 投射型表示装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0363690A true JPH0363690A (ja) | 1991-03-19 |
Family
ID=16402590
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1199127A Pending JPH0363690A (ja) | 1989-07-31 | 1989-07-31 | 投射型表示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH0363690A (ja) |
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