JPH06342168A - 投影型画像表示装置 - Google Patents
投影型画像表示装置Info
- Publication number
- JPH06342168A JPH06342168A JP13183393A JP13183393A JPH06342168A JP H06342168 A JPH06342168 A JP H06342168A JP 13183393 A JP13183393 A JP 13183393A JP 13183393 A JP13183393 A JP 13183393A JP H06342168 A JPH06342168 A JP H06342168A
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- JP
- Japan
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- liquid crystal
- image
- light
- lens
- light valve
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 視差による解像度低下を生じることのない画
像を得る。 【構成】 マトリックス型液晶表示パネル１と液晶ライ
トバルブ３との間に、セルフォックレンズ２を備え、こ
れにより、液晶表示パネル１の絵素開口部を液晶ライト
バルブ３を構成する光導電体層に結像させる。
像を得る。 【構成】 マトリックス型液晶表示パネル１と液晶ライ
トバルブ３との間に、セルフォックレンズ２を備え、こ
れにより、液晶表示パネル１の絵素開口部を液晶ライト
バルブ３を構成する光導電体層に結像させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、基となる画像を拡大し
てスクリーン上に投影表示する投影型画像表示装置に関
し、より詳細には、スクリーン上に、液晶表示手段が表
示する画像を投影し、表示させるようにした投影型画像
表示装置に関する。
てスクリーン上に投影表示する投影型画像表示装置に関
し、より詳細には、スクリーン上に、液晶表示手段が表
示する画像を投影し、表示させるようにした投影型画像
表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は、光導電体層を有する反射型液晶
ライトバルブを用いた投影型画像表示装置の第１従来例
の光学的構成を示す図である。本例の投影型画像表示装
置は、基となる画像を表示するためのＣＲＴ（陰極線
管）１２、ＣＲＴ上に表示される画像に対応した画像を
形成、保持するための反射型ライトバルブ３、ＣＲＴ１
２とライトバルブ３との間に配置されたレンズ１３、光
源４、光源４からの光をライトバルブに照射するととも
に、ライトバルブからの光（反射光）のうち特定の偏光
成分を透過させるための偏光ビームスプリッタ６、光源
４と偏光ビームスプリッタ６との間に配置されたレンズ
５、偏光ビームスプリッタ６を透過してきた光を受け、
像を拡大するための投影レンズ７、投影像が形成される
スクリーン８からなる。
ライトバルブを用いた投影型画像表示装置の第１従来例
の光学的構成を示す図である。本例の投影型画像表示装
置は、基となる画像を表示するためのＣＲＴ（陰極線
管）１２、ＣＲＴ上に表示される画像に対応した画像を
形成、保持するための反射型ライトバルブ３、ＣＲＴ１
２とライトバルブ３との間に配置されたレンズ１３、光
源４、光源４からの光をライトバルブに照射するととも
に、ライトバルブからの光（反射光）のうち特定の偏光
成分を透過させるための偏光ビームスプリッタ６、光源
４と偏光ビームスプリッタ６との間に配置されたレンズ
５、偏光ビームスプリッタ６を透過してきた光を受け、
像を拡大するための投影レンズ７、投影像が形成される
スクリーン８からなる。
【０００３】投影型画像表示装置に画像を表示させると
きは、ＣＲＴ１２に表示される画像をレンズ１３を介し
て反射型液晶ライトバルブ３に入射させるとともに、光
源にて液晶ライトバルブ３に光を照射する。
きは、ＣＲＴ１２に表示される画像をレンズ１３を介し
て反射型液晶ライトバルブ３に入射させるとともに、光
源にて液晶ライトバルブ３に光を照射する。
【０００４】図４は反射型液晶ライトバルブ３の構成を
示す断面図である。反射型液晶ライトバルブ３は、２枚
のガラス基板１５ａ，１５ｂに透明導電膜（ＩＴＯ）か
らなる透明電極１６ａ，１６ｂをそれぞれ形成し、次に
透明電極１６ａ上に光導電体層１７として非晶質水素化
シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）を形成する。非晶質水素化シ
リコンは、シランガスと水素ガスとを原料とし、プラズ
マＣＶＤ法を用いて作成する。その上に誘電体ミラー１
８としてＴｉＯ2 とＳｉＯ2 の多層膜をスパッタ法によ
って形成する。次に配向膜１９ａ，１９ｂとしてポリイ
ミド膜をスピンコートによって形成した後、ラビングに
よる分子配向処理を施し、ガラス基板１５ａ，１５ｂを
スペーサ２０を介して貼り合わせる。液晶層２１として
カイラル材料を添加した混合ネマティック液晶を注入し
封止することによってハイブリッド電界効果（ＨＦＥ）
モードの反射型液晶ライトバルブ３が構成される。な
お、反射型液晶ライトバルブ３の動作モードとしては垂
直配向のＥＣＢモード、ゲストホスト（ＧＨ）モードな
ども用いられる。
示す断面図である。反射型液晶ライトバルブ３は、２枚
のガラス基板１５ａ，１５ｂに透明導電膜（ＩＴＯ）か
らなる透明電極１６ａ，１６ｂをそれぞれ形成し、次に
透明電極１６ａ上に光導電体層１７として非晶質水素化
シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）を形成する。非晶質水素化シ
リコンは、シランガスと水素ガスとを原料とし、プラズ
マＣＶＤ法を用いて作成する。その上に誘電体ミラー１
８としてＴｉＯ2 とＳｉＯ2 の多層膜をスパッタ法によ
って形成する。次に配向膜１９ａ，１９ｂとしてポリイ
ミド膜をスピンコートによって形成した後、ラビングに
よる分子配向処理を施し、ガラス基板１５ａ，１５ｂを
スペーサ２０を介して貼り合わせる。液晶層２１として
カイラル材料を添加した混合ネマティック液晶を注入し
封止することによってハイブリッド電界効果（ＨＦＥ）
モードの反射型液晶ライトバルブ３が構成される。な
お、反射型液晶ライトバルブ３の動作モードとしては垂
直配向のＥＣＢモード、ゲストホスト（ＧＨ）モードな
ども用いられる。
【０００５】このような構造の反射型液晶ライトバルブ
３の透明電極１６ａ，１６ｂ間には、交流電源２２によ
って電圧が印加される。ガラス基板１５ａ側から前述の
ようにＣＲＴ１２からの画像が入射されると、入射光量
によって光導電体層１７のインピーダンスが変化する。
これによって液晶層２１に印加される電圧が変化して液
晶の配向状態が変化し、液晶層２１にはＣＲＴ１２から
の画像に対応した画像が形成される。
３の透明電極１６ａ，１６ｂ間には、交流電源２２によ
って電圧が印加される。ガラス基板１５ａ側から前述の
ようにＣＲＴ１２からの画像が入射されると、入射光量
によって光導電体層１７のインピーダンスが変化する。
これによって液晶層２１に印加される電圧が変化して液
晶の配向状態が変化し、液晶層２１にはＣＲＴ１２から
の画像に対応した画像が形成される。
【０００６】このようにして画像が形成された反射型液
晶ライトバルブ３に、光源４からの光がレンズ５及び偏
光ビームスプリッタ６を介して入射すると、この入射光
はライトバルブ３を構成する誘電体ミラー１８によって
反射され、このうち液晶層２１の配向状態が変化してい
る部分を透過した反射光は電気光学的効果によって偏光
方向が変化するので、偏光ビームスプリッタ６を透過す
ることができる。
晶ライトバルブ３に、光源４からの光がレンズ５及び偏
光ビームスプリッタ６を介して入射すると、この入射光
はライトバルブ３を構成する誘電体ミラー１８によって
反射され、このうち液晶層２１の配向状態が変化してい
る部分を透過した反射光は電気光学的効果によって偏光
方向が変化するので、偏光ビームスプリッタ６を透過す
ることができる。
【０００７】この反射光は投影レンズ７によって拡大さ
れ、これによって反射型液晶ライトバルブ３に形成され
た画像がスクリーン８に投影される。
れ、これによって反射型液晶ライトバルブ３に形成され
た画像がスクリーン８に投影される。
【０００８】第２の従来技術としての投影型画像表示装
置の光学的構成を示すブロック図を図５に示す。第２従
来例は第１従来例と類似しており、対応する構成には同
一の参照符号を付す。第２従来例では、例えば特開平４
−１８１２２６や特開平４−２０４９１９号公報に開示
されているように光源２３によって透過型表示パネル２
５を照射し、透過してきた光Ｌ１にて反射型液晶ライト
バルブ３に画像を形成する。
置の光学的構成を示すブロック図を図５に示す。第２従
来例は第１従来例と類似しており、対応する構成には同
一の参照符号を付す。第２従来例では、例えば特開平４
−１８１２２６や特開平４−２０４９１９号公報に開示
されているように光源２３によって透過型表示パネル２
５を照射し、透過してきた光Ｌ１にて反射型液晶ライト
バルブ３に画像を形成する。
【０００９】透過型表示パネルを使用することにより画
像表示装置の小型化が可能となり、最近では高解像度の
透過型表示パネルも開発されている。第２従来例に用い
られる透過型表示パネル２５は、それ自身は発光しない
が、その透過率が駆動信号によって変化し、別に設けら
れた光源からの光の強度を変調することにより画像や文
字を表示するものである。この例には液晶表示パネル、
エレクトロクロミックディスプレイ、ＰＬＺＴ等の透光
性セラミックを用いたディスプレイ等がある。中でも液
晶表示パネルはポケッタブルＴＶ（テレビジョン）やワ
ードプロセッサー、プロジェクター等に広く利用されて
おり、完成度が高い。
像表示装置の小型化が可能となり、最近では高解像度の
透過型表示パネルも開発されている。第２従来例に用い
られる透過型表示パネル２５は、それ自身は発光しない
が、その透過率が駆動信号によって変化し、別に設けら
れた光源からの光の強度を変調することにより画像や文
字を表示するものである。この例には液晶表示パネル、
エレクトロクロミックディスプレイ、ＰＬＺＴ等の透光
性セラミックを用いたディスプレイ等がある。中でも液
晶表示パネルはポケッタブルＴＶ（テレビジョン）やワ
ードプロセッサー、プロジェクター等に広く利用されて
おり、完成度が高い。
【００１０】図６に透過型表示パネル２５の一例として
アクティブマトリックス方式の液晶パネルを示す。液晶
パネルは、２枚の対向基板２６ａ、２６ｂ、これらを一
定の間隔に維持するためのスペーサ２８、対向基板２６
ａ、２６ｂ間に封入された液晶層２７、対向基板（ＴＦ
Ｔ基板）２６ｂ上に形成されたスイッチング素子２９及
び絵素領域３０、対向基板２６ａ上に形成され、絵素領
域に対応した開口部を有する遮光層１０から構成され
る。
アクティブマトリックス方式の液晶パネルを示す。液晶
パネルは、２枚の対向基板２６ａ、２６ｂ、これらを一
定の間隔に維持するためのスペーサ２８、対向基板２６
ａ、２６ｂ間に封入された液晶層２７、対向基板（ＴＦ
Ｔ基板）２６ｂ上に形成されたスイッチング素子２９及
び絵素領域３０、対向基板２６ａ上に形成され、絵素領
域に対応した開口部を有する遮光層１０から構成され
る。
【００１１】
【発明が解決しようとする問題点】上記のような構成で
は、透過型表示パネルの表示画像を反射型液晶ライトバ
ルブ３の光導電体層１７に書き込む場合に、ガラス基板
厚によって視差が生じ、画像がぼけ、その結果、解像力
の低下を引き起こす。
は、透過型表示パネルの表示画像を反射型液晶ライトバ
ルブ３の光導電体層１７に書き込む場合に、ガラス基板
厚によって視差が生じ、画像がぼけ、その結果、解像力
の低下を引き起こす。
【００１２】この画像のぼけをなくすために透過型表示
パネルの画面全体を１つのレンズで光導電体層に結像さ
せる方法が考えられるが、この方法では書き込み光学系
がおおがかりになる。
パネルの画面全体を１つのレンズで光導電体層に結像さ
せる方法が考えられるが、この方法では書き込み光学系
がおおがかりになる。
【００１３】また、特開平２−１４９８２３にはガラス
基板の代わりにファイバープレートを用い、光学系をコ
ンパクトにした方法が開示されているが、ファイバープ
レートは非常に高価なもので、画像表示装置の作成にコ
ストがかかる。
基板の代わりにファイバープレートを用い、光学系をコ
ンパクトにした方法が開示されているが、ファイバープ
レートは非常に高価なもので、画像表示装置の作成にコ
ストがかかる。
【００１４】本発明は、上述の課題を解決するためにな
されたものであり、ガラス基板を使用しても視差による
解像度低下を生じることのない画像を得ることを目的と
している。
されたものであり、ガラス基板を使用しても視差による
解像度低下を生じることのない画像を得ることを目的と
している。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は、光書き込み型
液晶ライトバルブと、該液晶ライトバルブに書き込むた
めの光パターンを形成するためのマトリックス型液晶表
示パネルを備えた投影型画像表示装置に於いて、マトリ
ックス型液晶表示パネルと液晶ライトバルブとの間に、
正立等倍結像手段を有することを特徴とする。
液晶ライトバルブと、該液晶ライトバルブに書き込むた
めの光パターンを形成するためのマトリックス型液晶表
示パネルを備えた投影型画像表示装置に於いて、マトリ
ックス型液晶表示パネルと液晶ライトバルブとの間に、
正立等倍結像手段を有することを特徴とする。
【００１６】
【作用】上記の構成によれば、正立等倍結像手段によ
り、各絵素領域がライトバルブの光導電体層に結像さ
れ、視差による解像度低下のない画像を実現する事がで
きる。
り、各絵素領域がライトバルブの光導電体層に結像さ
れ、視差による解像度低下のない画像を実現する事がで
きる。
【００１７】正立等倍結像手段の好ましい例として、図
７に示す屈折率分布型ロッドレンズアレイが挙げられ
る。
７に示す屈折率分布型ロッドレンズアレイが挙げられ
る。
【００１８】屈折率分布型ロッドレンズとは、図８に示
すように、屈折率が中心軸から周辺に向かって減少して
いくロッド状レンズであり、従来のレンズが光の入出力
端面の曲面により、光を屈折させて結像するのに対し、
屈折率分布型ロッドレンズはロッド内に形成された屈折
率分布で連続的に光を屈折させて像を作る。したがっ
て、両端面が平面であってもレンズ作用を示す。
すように、屈折率が中心軸から周辺に向かって減少して
いくロッド状レンズであり、従来のレンズが光の入出力
端面の曲面により、光を屈折させて結像するのに対し、
屈折率分布型ロッドレンズはロッド内に形成された屈折
率分布で連続的に光を屈折させて像を作る。したがっ
て、両端面が平面であってもレンズ作用を示す。
【００１９】また、屈折率分布型ロッドレンズは、それ
自体で受光角の制限が可能なため光源にバックライトを
用いても、書き込み画像を形成するマトリックス型液晶
表示パネルの視角特性によるコントラスト低下が生じな
い。
自体で受光角の制限が可能なため光源にバックライトを
用いても、書き込み画像を形成するマトリックス型液晶
表示パネルの視角特性によるコントラスト低下が生じな
い。
【００２０】尚、個々の屈折率分布型ロッドレンズの受
け持つ結像範囲は狭いが屈折率分布型ロッドレンズをア
レイ状に配置し、個々のレンズの結像範囲を少しずつオ
ーバーラップさせることにより、画面全体を切れ目なく
カバーできる。よって、屈折率分布型ロッドレンズと液
晶表示パネルのアライメントは必要ない。
け持つ結像範囲は狭いが屈折率分布型ロッドレンズをア
レイ状に配置し、個々のレンズの結像範囲を少しずつオ
ーバーラップさせることにより、画面全体を切れ目なく
カバーできる。よって、屈折率分布型ロッドレンズと液
晶表示パネルのアライメントは必要ない。
【００２１】
【実施例】以下屈折率分布型ロッドレンズとして、日本
板硝子（株）製のセルフォックレンズを用いた場合の実
施例を図面に従って説明する。
板硝子（株）製のセルフォックレンズを用いた場合の実
施例を図面に従って説明する。
【００２２】図１は本発明の投影型画像表示装置の実施
例の模式図である。
例の模式図である。
【００２３】図１中、１は液晶表示パネルであり、絵素
ピッチは縦１２０×横１２０μｍ、開口部は縦６０×横
６０μｍのアクティブマトリックス方式で、図６に示し
た液晶パネルと同一の構成を有する。
ピッチは縦１２０×横１２０μｍ、開口部は縦６０×横
６０μｍのアクティブマトリックス方式で、図６に示し
た液晶パネルと同一の構成を有する。
【００２４】この液晶表示パネル１により、書き込み光
を選択的に透過または遮断し、表示させようとする画像
に対応した書き込み光をセルフォックレンズ２を通し
て、反射型液晶ライトバルブ３の光導電体層１１に入射
させる。尚、ライトバルブ自体は図４に示したものと同
一の構成を有する。
を選択的に透過または遮断し、表示させようとする画像
に対応した書き込み光をセルフォックレンズ２を通し
て、反射型液晶ライトバルブ３の光導電体層１１に入射
させる。尚、ライトバルブ自体は図４に示したものと同
一の構成を有する。
【００２５】本実施例では、液晶表示パネル１、セルフ
ォックレンズ２、ライトバルブ３は一体として構成さ
れ、単一の液晶シャッタを形成する。
ォックレンズ２、ライトバルブ３は一体として構成さ
れ、単一の液晶シャッタを形成する。
【００２６】反射型液晶ライトバルブ３に表示された画
像をスクリーン８に投影するには、光源４からの光をコ
ンデンサーレンズ５によって集光し、偏光ビームスプリ
ッタ６で直線偏光にして反射型液晶ライトバルブ３に入
射させる。反射型液晶ライトバルブ３に入射した光は、
ライトバルブ３を構成する誘電体ミラー１８で反射され
て再び偏光ビームスプリッタ６に入射される。誘電体ミ
ラー１８で反射された光のうち、画像が表示された液晶
層部分、すなわち光導電体層１１に光が入射し液晶に電
界が加った部分を透過した光は、液晶の電気光学的効果
によって偏光方向が変化するので、偏光ビームスプリッ
タ６を透過することができる。この透過光は投影レンズ
７でスクリーン８上に投影される。また、９は書き込み
用バックライト光源である。
像をスクリーン８に投影するには、光源４からの光をコ
ンデンサーレンズ５によって集光し、偏光ビームスプリ
ッタ６で直線偏光にして反射型液晶ライトバルブ３に入
射させる。反射型液晶ライトバルブ３に入射した光は、
ライトバルブ３を構成する誘電体ミラー１８で反射され
て再び偏光ビームスプリッタ６に入射される。誘電体ミ
ラー１８で反射された光のうち、画像が表示された液晶
層部分、すなわち光導電体層１１に光が入射し液晶に電
界が加った部分を透過した光は、液晶の電気光学的効果
によって偏光方向が変化するので、偏光ビームスプリッ
タ６を透過することができる。この透過光は投影レンズ
７でスクリーン８上に投影される。また、９は書き込み
用バックライト光源である。
【００２７】図２はセルフォックレンズ部の基本構成を
示す図である。本実施例では、セルフォックレンズ２と
して直径１．２ｍｍφ、物体−レンズ間及びレンズ−像
間距離を７２０μｍ（屈折率１．５２のガラス基板上で
は、１．１ｍｍに相当する。）に設定した正立等倍結像
のものを多数個配列しアレイ化したものを用い、反射型
液晶ライトバルブ３のガラス基板の厚さを１．１ｍｍと
した。その結果、絵素開口部はセルフォックレンズ２に
より光導電体層上で結像し、視差による解像度の低下の
ない画像が得られた。
示す図である。本実施例では、セルフォックレンズ２と
して直径１．２ｍｍφ、物体−レンズ間及びレンズ−像
間距離を７２０μｍ（屈折率１．５２のガラス基板上で
は、１．１ｍｍに相当する。）に設定した正立等倍結像
のものを多数個配列しアレイ化したものを用い、反射型
液晶ライトバルブ３のガラス基板の厚さを１．１ｍｍと
した。その結果、絵素開口部はセルフォックレンズ２に
より光導電体層上で結像し、視差による解像度の低下の
ない画像が得られた。
【００２８】尚、本実施例では屈折率分布型ロッドレン
ズとして日本板硝子（株）製のセルフォックレンズを用
いたが、例えばコーニング社製の“ＳＭＩＬＥ ｌｅｎ
ｓｅｓ”のような正立等倍結像機能を有するものであれ
ば如何なるものでもよい。
ズとして日本板硝子（株）製のセルフォックレンズを用
いたが、例えばコーニング社製の“ＳＭＩＬＥ ｌｅｎ
ｓｅｓ”のような正立等倍結像機能を有するものであれ
ば如何なるものでもよい。
【００２９】
【発明の効果】以上より明らかなように、本発明によれ
ば正立等倍結像手段により絵素開口部を光導電体層に結
像させるため、画面全体を１つのレンズにより結像させ
る方式やファイバープレート使用する方式と比べコンパ
クトかつ安価な光学システムで、高解像度な画像を実現
することができる。
ば正立等倍結像手段により絵素開口部を光導電体層に結
像させるため、画面全体を１つのレンズにより結像させ
る方式やファイバープレート使用する方式と比べコンパ
クトかつ安価な光学システムで、高解像度な画像を実現
することができる。
【図１】実施例における投影型画像表示装置の構成図で
ある。
ある。
【図２】セルフォックレンズアレイ部の拡大図である。
【図３】ＣＲＴを用いた従来例１の構成図である。
【図４】反射型液晶ライトバルブの拡大図である。
【図５】透過型表示パネルを用いた従来例２の構成図で
ある。
ある。
【図６】アクティブマトリツクス方式の液晶パネル構成
図である。
図である。
【図７】屈折率分布型ロッドレンズアレイの構成図であ
る。
る。
【図８】屈折率分布型ロッドレンズアレイの原理図であ
る。
る。
１ 液晶表示パネル ２ 屈折率分布型ロッドレンズアレイ ３ 反射型液晶ライトバルブ ４ 読み出し用光源 ５ コンデンサーレンズ ６ 偏光ビースプリッタ ７ 投影レンズ ８ スクリーン ９ 書き込み用バックライト光源 １０ 遮光層 １１ 光導電体層
Claims (2)
- 【請求項１】 光書き込み型液晶ライトバルブと、該液
晶ライトバルブに書き込むための光パターンを形成する
ためのマトリックス型液晶表示パネルとを備えた投影型
画像表示装置に於いて、 マトリックス型液晶表示パネルと液晶ライトバルブとの
間に、正立等倍結像手段を有することを特徴とする投影
型画像表示装置。 - 【請求項２】 前記正立等倍結像手段が屈折率分布型ロ
ッドレンズアレイであることを特徴とする請求項１に記
載する投影型画像表示装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13183393A JPH06342168A (ja) | 1993-06-02 | 1993-06-02 | 投影型画像表示装置 |
| US08/249,638 US5475513A (en) | 1993-06-02 | 1994-05-26 | Projection type image display device maintaining resolution of an image unaffected by parallax |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13183393A JPH06342168A (ja) | 1993-06-02 | 1993-06-02 | 投影型画像表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06342168A true JPH06342168A (ja) | 1994-12-13 |
Family
ID=15067170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13183393A Pending JPH06342168A (ja) | 1993-06-02 | 1993-06-02 | 投影型画像表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06342168A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100487333B1 (ko) * | 2002-11-01 | 2005-05-03 | 엘지전자 주식회사 | 각도 분포형 렌즈를 이용한 조명계 |
-
1993
- 1993-06-02 JP JP13183393A patent/JPH06342168A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100487333B1 (ko) * | 2002-11-01 | 2005-05-03 | 엘지전자 주식회사 | 각도 분포형 렌즈를 이용한 조명계 |
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