JPS59232314A - 温度補償付画像投写装置 - Google Patents
温度補償付画像投写装置Info
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- JPS59232314A JPS59232314A JP58105874A JP10587483A JPS59232314A JP S59232314 A JPS59232314 A JP S59232314A JP 58105874 A JP58105874 A JP 58105874A JP 10587483 A JP10587483 A JP 10587483A JP S59232314 A JPS59232314 A JP S59232314A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J29/00—Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
- H01J29/86—Vessels; Containers; Vacuum locks
- H01J29/89—Optical or photographic arrangements structurally combined or co-operating with the vessel
- H01J29/894—Arrangements combined with the vessel for the purpose of image projection on a screen
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N5/00—Details of television systems
- H04N5/74—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor
-
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- H04N5/74—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor
- H04N5/7408—Direct viewing projectors, e.g. an image displayed on a video CRT or LCD display being projected on a screen
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Lens Barrels (AREA)
- Lenses (AREA)
- Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
- Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (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】
〔発明の利用分野〕
本発明は、プラスチックレンズの如き、温度によってそ
の焦点距離が変化するようなレンズを採用した画像投写
装置において、焦点距離の温度による変化特性を補償可
能にした温度補償付画像投写装置に関するものである。
の焦点距離が変化するようなレンズを採用した画像投写
装置において、焦点距離の温度による変化特性を補償可
能にした温度補償付画像投写装置に関するものである。
し発明の背景］
第１図に画像投写装置の基本構成を示す。同図で、１け
ＣＲＴの螢光面、２はレンズ、３はヌクリーンである。
ＣＲＴの螢光面、２はレンズ、３はヌクリーンである。
レンズは通常、複数枚を組み合わせて用いられるが、同
図では１枚で代表しである。
図では１枚で代表しである。
プラスチックレンズの設計及び製造技術の進歩によって
、近年、透明度が高くかつ軽量なメタクリル樹脂を材料
として用いたプラスチックレンズが使用され始めている
。
、近年、透明度が高くかつ軽量なメタクリル樹脂を材料
として用いたプラスチックレンズが使用され始めている
。
ところで、メタクリル樹脂は、その屈折率が温度によっ
て変化し、従って、その焦点距離が変化するために、温
度変化に伴って投写画像のフォーカスが劣化するという
欠点があった。
て変化し、従って、その焦点距離が変化するために、温
度変化に伴って投写画像のフォーカスが劣化するという
欠点があった。
第２図に温度上昇に伴うプラスチックレンズの焦点距離
の増加の模様を示す。同図で矢印の実線は、常温での光
路を示しその焦点距離はｆである。高温になると１点線
矢印の光路に示す通り、焦点距離がΔｆだけ増加する。
の増加の模様を示す。同図で矢印の実線は、常温での光
路を示しその焦点距離はｆである。高温になると１点線
矢印の光路に示す通り、焦点距離がΔｆだけ増加する。
周知の通り、焦点距離ｆは次式で求まる。
ここに、ｎ：レンズ媒質（プラスチック）の屈折率 ｒ
ＬＬ１２５ Ｒ，、Ｒ２：レンズの入出射面の近軸曲率半径 メタクリル樹脂の屈折尤の温度特性はほぼ次式の程度で
あることが分っている。世し温度変化分をΔ１゛、それ
に伴う（ルー１）の変化分をΔ（ｒＬｌ）とする。
ＬＬ１２５ Ｒ，、Ｒ２：レンズの入出射面の近軸曲率半径 メタクリル樹脂の屈折尤の温度特性はほぼ次式の程度で
あることが分っている。世し温度変化分をΔ１゛、それ
に伴う（ルー１）の変化分をΔ（ｒＬｌ）とする。
コ会コニニー２４ｏＰＰＭ、／−Ｃ６３１９，１６，（
２）（ｎ、−１）Δ１′ ここに： ＰＰＭ＝１０ またメタクリル樹脂の線膨張係数は約ｓ ｏｐｐル■こ
れらの値を式＋１＋に代入して。
２）（ｎ、−１）Δ１′ ここに： ＰＰＭ＝１０ またメタクリル樹脂の線膨張係数は約ｓ ｏｐｐル■こ
れらの値を式＋１＋に代入して。
−”−−”−ｙｒ２ｏＰｎｔ７ｃ、、、、、、、、、（
４１一 第１図において、レンズ−螢光面間の距離を窒気中の距
離に換算して得られる等価距離をα、レンズ〜スクリー
ン間の距Ｎをｂとすれば。
４１一 第１図において、レンズ−螢光面間の距離を窒気中の距
離に換算して得られる等価距離をα、レンズ〜スクリー
ン間の距Ｎをｂとすれば。
よって。
ａ−−リニ ・・・・・・・・（５
）ｈ、ｆ 温度が変化してもｂは一定故、焦点距離が変化してもフ
ォーカスが変化しないためには、αは（５）式にｆ４１
式を代入した次式に従って変化する必要がある。
）ｈ、ｆ 温度が変化してもｂは一定故、焦点距離が変化してもフ
ォーカスが変化しないためには、αは（５）式にｆ４１
式を代入した次式に従って変化する必要がある。
ここに Ｍ ：投写倍率
民生用プロジェクションテレビでは１通常、Ｍは約１０
倍数 ７−ｐ −５５ｏＰ ＰＨ，九 ・・・・・
・・・・（７）従って、ＣＲＴの螢光面の熱放散に伴う
主レンズの２０℃の温度上昇に対して。
倍数 ７−ｐ −５５ｏＰ ＰＨ，九 ・・・・・
・・・・（７）従って、ＣＲＴの螢光面の熱放散に伴う
主レンズの２０℃の温度上昇に対して。
一−ニー５５０ＰＰｆｉ賦Ｘ２０ひ０７係 ・・・・
・・・・・（８）フォーカスを良好に保つには１式（６
）〜（８）に従ってａを変化させねばならないが、従来
技術においてこれを実現することは極めて困難であった
。そのため、スクリーンからＣＲＴ側へと光路を逆様に
追跡した場合に、第２図ｄに示すフォーカス劣化を発生
していた。レンズの直径ｆｌ）とすると、 Ｄ α ７−−＝ ・・・・・・・・・（９）
の関係がある。プロジェクションテレビへの応用におい
てはＦ値の低い大口径レンズの場合には、その直径りは
、はぼ−ＣＲＴ上の画像の高さの半分に等しいので１式
（９）の値は、レンズの温度変化に伴う、プロジェクシ
ョンテレビの解像度本数の劣化を表しているものと見な
せる。式（８）ヲ式（９）に代入して分るように、２０
℃の温度変化によって解像度本数は約１４０本に劣化し
てし甘うことが分る。これは、テレビの画面の走査線数
４９０本に対して、情報再現上、極めて不充分なもので
あった。
・・・・・（８）フォーカスを良好に保つには１式（６
）〜（８）に従ってａを変化させねばならないが、従来
技術においてこれを実現することは極めて困難であった
。そのため、スクリーンからＣＲＴ側へと光路を逆様に
追跡した場合に、第２図ｄに示すフォーカス劣化を発生
していた。レンズの直径ｆｌ）とすると、 Ｄ α ７−−＝ ・・・・・・・・・（９）
の関係がある。プロジェクションテレビへの応用におい
てはＦ値の低い大口径レンズの場合には、その直径りは
、はぼ−ＣＲＴ上の画像の高さの半分に等しいので１式
（９）の値は、レンズの温度変化に伴う、プロジェクシ
ョンテレビの解像度本数の劣化を表しているものと見な
せる。式（８）ヲ式（９）に代入して分るように、２０
℃の温度変化によって解像度本数は約１４０本に劣化し
てし甘うことが分る。これは、テレビの画面の走査線数
４９０本に対して、情報再現上、極めて不充分なもので
あった。
本発明は、上述の如き従来技術の欠点を除去するために
なさノ１．りものであり、従って本発明の目的は、温度
変化が生じてもフォーカス劣化が発生せず、プロジェク
ションテレビの解像度本数の劣化を招かないようにした
温度補償付画像投写装置を提供することにある。
なさノ１．りものであり、従って本発明の目的は、温度
変化が生じてもフォーカス劣化が発生せず、プロジェク
ションテレビの解像度本数の劣化を招かないようにした
温度補償付画像投写装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明の要点は、主レンズとＣＲＴとの間にその屈折率
ル、が温度上昇と共に低下するような媒質層を配置し、
かつ、その媒質層の厚さを適切に選定することにより、
焦点距離の温度劣化特性を補償することにある。
ル、が温度上昇と共に低下するような媒質層を配置し、
かつ、その媒質層の厚さを適切に選定することにより、
焦点距離の温度劣化特性を補償することにある。
また上記した本発明の目的を達成するために、本発明は
、水底の物体を水面上の空気層から観察したときに、現
実よりも底が浅いように錯覚される原理を活用する。第
３図は、この原理を一般的に示すための説明図である。
、水底の物体を水面上の空気層から観察したときに、現
実よりも底が浅いように錯覚される原理を活用する。第
３図は、この原理を一般的に示すための説明図である。
同図で４は屈折率１の空気層、５は屈折率ｎ ｐの媒質
層を示す。
層を示す。
５ｎｔｌｌの法則から次式が成立する。
ｎΩルθ＝ ｔｉｎθＡ ―・・・・・争・・ａ
ＩＰ Ｐ また第６図から ｔ、４ｔａｎθ７＝：ｔｐｔａｎθｐ ”’−
・・・・・α■、’、 ｔＡ＝堡ｂ ｈ”’θ′ ・
・・・・・・・・（１１Ａ）ｔａｒｂθ、４−ＷＰＣ，
、θ１ 通常のプロジェクションテレビでは第１図の元捕捉角θ
は約２３度数、式（１１Ｊ） の余弦項を無視し得る
。
ＩＰ Ｐ また第６図から ｔ、４ｔａｎθ７＝：ｔｐｔａｎθｐ ”’−
・・・・・α■、’、 ｔＡ＝堡ｂ ｈ”’θ′ ・
・・・・・・・・（１１Ａ）ｔａｒｂθ、４−ＷＰＣ，
、θ１ 通常のプロジェクションテレビでは第１図の元捕捉角θ
は約２３度数、式（１１Ｊ） の余弦項を無視し得る
。
、°、ｔだ←ｂ ・・・・・・・・・（２）ｔＬ
ｙ＋ 即ち、媒質の厚みｔ、を空気中に換算した等価厚みＬＡ
は式（ロ）に従う。
ｙ＋ 即ち、媒質の厚みｔ、を空気中に換算した等価厚みＬＡ
は式（ロ）に従う。
従って温度によるＬＡの変化分ΔｔＡは次式に従う。
６ ｔ７キｌＪ（全４Ｌ＋ぞ二Ｌ） ・・・・
・・・・・（２）ｔＬ ｐ Ｌｐ ’ ｐ 通常の応用においては、Δｔｐ／ＺＰ は無視できる
程度に設定する。従って、次式が成立する。
・・・・・（２）ｔＬ ｐ Ｌｐ ’ ｐ 通常の応用においては、Δｔｐ／ＺＰ は無視できる
程度に設定する。従って、次式が成立する。
ムｔＡ−８＝、−！０−１−墨１ ・・・・
・・・・・α◆ｆＬＰ ルｐ 次に図を１照して本発明の一実施例を説明する。
・・・・・α◆ｆＬＰ ルｐ 次に図を１照して本発明の一実施例を説明する。
第４図に本発明の実施例の要部を示す。同図で実線は常
温での光路を示し１点線は高温での光路を示す。主レン
ズ２とＣＲＴ原像面との間に配置する媒η５の厚みｔ、
とその屈折高詐、とは次式の関係をｆＰ４たすように選
定する。
温での光路を示し１点線は高温での光路を示す。主レン
ズ２とＣＲＴ原像面との間に配置する媒η５の厚みｔ、
とその屈折高詐、とは次式の関係をｆＰ４たすように選
定する。
Δ２． ＝Δａ ・・曲・井・６０式
（６）、弐〇より。
（６）、弐〇より。
ノ’ｌ！−１１Ｍ ＝＝匣（１＋’） ・・・・
・曲θＱルｐ ｎ、 ｆＭ ところで、温度上昇の主因はＣＲＴの螢光面の熱放散で
あり１本発明により追加する課電５は主レンズ２よシも
ＣＲＴ側に配置されているために、媒質４の温度上昇量
は、主レンズ４の温度上昇量の約２倍となる。従って次
式を満足させる。
・曲θＱルｐ ｎ、 ｆＭ ところで、温度上昇の主因はＣＲＴの螢光面の熱放散で
あり１本発明により追加する課電５は主レンズ２よシも
ＣＲＴ側に配置されているために、媒質４の温度上昇量
は、主レンズ４の温度上昇量の約２倍となる。従って次
式を満足させる。
中−２００Ｐ７’７１シ℃ ・・
・・・・・・・（＋１９間的構成上の制約から上式にお
いてｔ、はｎｐｆよりも小さくなければならないことは
明白である。本発明を効果あらしめるためには１式α均
の左辺の絶対値は、右辺の絶対値の少く共３０％以上と
する必要がある。６０％以上と力し得る媒質の例のいく
つかを以下に記す。
・・・・・・・（＋１９間的構成上の制約から上式にお
いてｔ、はｎｐｆよりも小さくなければならないことは
明白である。本発明を効果あらしめるためには１式α均
の左辺の絶対値は、右辺の絶対値の少く共３０％以上と
する必要がある。６０％以上と力し得る媒質の例のいく
つかを以下に記す。
＋ＬＰ Δルｐ／ｎｐΔＴ 融点 沸点四塩化炭
素 １４ｌ４６−３８０ＰＰ’Ｃ−２３℃７７℃エチル
アルコール １．３６−２９０ＰＰ沁尤 −１１４
℃ ７８℃ベ ン ゼ ン １．５Ｏ−４
１０ＰＩ害、ＡＣ６℃ ８０℃エタンディオール
１．４１ −２００ＰＰＭ／’Ｃ−４０℃ １００℃以
下 以上 ア セ ト ン １．３６ −４５０ＰＰＭ
ン℃ −９５℃ ５７℃キ シ し ン
１．５１ −１８０７’Ｐμンｔ −４８℃ １３
９℃上記中、屈折率の温度特性は、次式の経験則に基い
て、各媒質の体膨率βの値から計算されたものである。
素 １４ｌ４６−３８０ＰＰ’Ｃ−２３℃７７℃エチル
アルコール １．３６−２９０ＰＰ沁尤 −１１４
℃ ７８℃ベ ン ゼ ン １．５Ｏ−４
１０ＰＩ害、ＡＣ６℃ ８０℃エタンディオール
１．４１ −２００ＰＰＭ／’Ｃ−４０℃ １００℃以
下 以上 ア セ ト ン １．３６ −４５０ＰＰＭ
ン℃ −９５℃ ５７℃キ シ し ン
１．５１ −１８０７’Ｐμンｔ −４８℃ １３
９℃上記中、屈折率の温度特性は、次式の経験則に基い
て、各媒質の体膨率βの値から計算されたものである。
５７勺汀キーβ °゛°°゛°°°翰これらの物
質は、いづれも体積膨張率が大きい液体状ないしはゲル
状のものであるため、その厚み方向（光軸方向）への膨
張収縮を抑制するために、境界面には、ガラス板、メタ
クリル板を配置し固定する。前述式（２）から理解され
るように、Δｔ、７ｔ、Δ７゛ を奸質の線膨張率（正
値）の１１放置することは本発明の効果を相殺する方向
であるため、好ましくない。小さな値とするように取付
構造を工夫することが望ましい。
質は、いづれも体積膨張率が大きい液体状ないしはゲル
状のものであるため、その厚み方向（光軸方向）への膨
張収縮を抑制するために、境界面には、ガラス板、メタ
クリル板を配置し固定する。前述式（２）から理解され
るように、Δｔ、７ｔ、Δ７゛ を奸質の線膨張率（正
値）の１１放置することは本発明の効果を相殺する方向
であるため、好ましくない。小さな値とするように取付
構造を工夫することが望ましい。
第５図に本発明の具体的実施例を示す。同図で１はＣＲ
Ｔ螢光面、２は主レンズ、３は本発明の媒質部、４は像
面わん曲収差補正のだめの凹レンズ、螢光面の凹面も同
じ目的のものである。
Ｔ螢光面、２は主レンズ、３は本発明の媒質部、４は像
面わん曲収差補正のだめの凹レンズ、螢光面の凹面も同
じ目的のものである。
５は金属またはガラス円筒、６は接着材、７は媒質層の
膨張、収縮を吸収するための低弾性率のプラスチック製
の袋、８は導管である。レンズ４とレンズ２とは相接し
て用いることも可能である。甘た。凹レンズ４の代りに
凸レンズを用いて、Ｆ値を改善することも可能である。
膨張、収縮を吸収するための低弾性率のプラスチック製
の袋、８は導管である。レンズ４とレンズ２とは相接し
て用いることも可能である。甘た。凹レンズ４の代りに
凸レンズを用いて、Ｆ値を改善することも可能である。
以上の説明において主凸レンズは１ケのみとして図示し
たが、これを複数のレンズで構成した場合にも１本発明
を適用できることは明白である。
たが、これを複数のレンズで構成した場合にも１本発明
を適用できることは明白である。
また、それらの複数のレンズの一部を非球面プラスチッ
クレンズで構成し、一部を球面ガラスレンズで構成する
、いわゆるノ１イブリッド式レンズにも本発明を適用で
きる。通常のガラスは温度依存性が極めて小さい。
クレンズで構成し、一部を球面ガラスレンズで構成する
、いわゆるノ１イブリッド式レンズにも本発明を適用で
きる。通常のガラスは温度依存性が極めて小さい。
ハイブリッド式レンズにおいて、プラスチックレンズの
占めるパワの全体のノ（ワに対する比藁を定数にとし、
全体の焦点距離”ｋｆとすれば。
占めるパワの全体のノ（ワに対する比藁を定数にとし、
全体の焦点距離”ｋｆとすれば。
式θ→の代りに次式を適用する必要がある。
本発明の要件としては、少なくとも効果ありと認められ
るだめの見地から見て、上式左辺の絶対値全右辺の絶対
値の３０％以上とする必要がある。通常のハイブリッド
レンズの設計においては、にの値は０３〜０，５に設計
されるので、式Ｑのは比較的薄い媒質層の追加によって
実現し得る。
るだめの見地から見て、上式左辺の絶対値全右辺の絶対
値の３０％以上とする必要がある。通常のハイブリッド
レンズの設計においては、にの値は０３〜０，５に設計
されるので、式Ｑのは比較的薄い媒質層の追加によって
実現し得る。
−例としてｆ ＝ １２０調、ｆ＝０．４にて媒質とし
て、エタンディオールを用いた場合の本発明の適用範囲
は次式の通ｐである。
て、エタンディオールを用いた場合の本発明の適用範囲
は次式の通ｐである。
＝１５〜５１（論）゛゛叩−２め
尚、従来技術に卦いて−ＣＩ？Ｔの熱放散を改良する目
的で−ＣＲＴのフェース面に液体層全サンドイッチ式に
形成して、冷媒として用いることが行れていた。冷媒の
目的で使用する場合には、その液体層の厚みは、約３〜
５閣で足りるものであり、本発明の温度補償装置とは、
その目的。
的で−ＣＲＴのフェース面に液体層全サンドイッチ式に
形成して、冷媒として用いることが行れていた。冷媒の
目的で使用する場合には、その液体層の厚みは、約３〜
５閣で足りるものであり、本発明の温度補償装置とは、
その目的。
効果が明白に異なるものである。
以上の説明から理解されるように１本発明によれば、従
来プラスチックレンズの欠点とされていた温度による焦
点距離の劣化の問題全克服し、常にフォーカスの良い美
しい画像を提供できる画像投写装置を構成できる。従っ
てその工業的価値は極めて高いものである。
来プラスチックレンズの欠点とされていた温度による焦
点距離の劣化の問題全克服し、常にフォーカスの良い美
しい画像を提供できる画像投写装置を構成できる。従っ
てその工業的価値は極めて高いものである。
第１図は画像投写装置の基本構成を示す説明図、第２図
は従来技術の問題点を説明するための説、明図、第３図
は本発明において採用する基本原理を説明する図、第４
図は本発明の基本構成を示す説、明図、第５図は本発明
の具体的実施例を示す説明図である。 ９９号説明 １ ： ＣＩ？Ｔの螢光面 ２：主レンズ３：屈折
率が調度上昇と共に顕著に低下する媒質 ４ニガラスまたはプラスチック拐 代理人弁理士 高 橋 明 夫 β 罰４図 ２ 幣５図 −７！
は従来技術の問題点を説明するための説、明図、第３図
は本発明において採用する基本原理を説明する図、第４
図は本発明の基本構成を示す説、明図、第５図は本発明
の具体的実施例を示す説明図である。 ９９号説明 １ ： ＣＩ？Ｔの螢光面 ２：主レンズ３：屈折
率が調度上昇と共に顕著に低下する媒質 ４ニガラスまたはプラスチック拐 代理人弁理士 高 橋 明 夫 β 罰４図 ２ 幣５図 −７！
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）主レンズと陰極線管フェースプレートとの間に、そ
の屈折率ｎ、が温度上昇と共に低下するような媒質層を
配置し、光軸上での該媒質層の厚み４を調節することに
より前記主レンズの焦点距離の温度による変化特性を補
償するようにしたことを特徴とする温度補償付画像投写
装置。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の画像投写装置におい
て、前記媒質層の厚みり、が実儂的に下記の式を満たす
ように選定して成ることを特徴とする温度補償付画像投
写装置。 記 但し、ΔＴ：温度変化分、Δ几、： 温度変化分ΔＴ
に伴う屈折率の変化分、ｆ：主レンズの焦点ｊ’ＤＪＩ
Ｉｆ、 Ｋ ：主レンズがハイブリッドレンズであると
き、その中のプラスチックレンズの占めるパワの全体の
パワに対する比率、ムｆ：温度変化分ΔＴに伴う焦点距
離ｆの変化分１Ｍ；投写倍量 ３）特許請求の範囲第２項に記載の画像投写装置におい
て、前記式の左辺の絶対値が右辺の絶対値の３０％以上
であるように前記媒質層の厚みり、を選定したこと全特
徴とする温度補償付画像投写装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58105874A JPS59232314A (ja) | 1983-06-15 | 1983-06-15 | 温度補償付画像投写装置 |
| KR8403193A KR870001868B1 (en) | 1983-06-15 | 1984-06-08 | Video projection apparatus with temperature compensation device |
| US06/620,930 US4609945A (en) | 1983-06-15 | 1984-06-15 | Video projection apparatus with temperature compensation device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58105874A JPS59232314A (ja) | 1983-06-15 | 1983-06-15 | 温度補償付画像投写装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPS59232314A true JPS59232314A (ja) | 1984-12-27 |
| JPH0521211B2 JPH0521211B2 (ja) | 1993-03-23 |
Family
ID=14419089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58105874A Granted JPS59232314A (ja) | 1983-06-15 | 1983-06-15 | 温度補償付画像投写装置 |
Country Status (3)
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Family Cites Families (2)
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-
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- 1984-06-15 US US06/620,930 patent/US4609945A/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
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| US4609945A (en) | 1986-09-02 |
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