JPWO2019225759A1 - 光学装置 - Google Patents
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Abstract
本開示の光学装置は、内部に、光源と、サファイア板からなり前記光源からの光が透過する入射面と出射面とを有する支持基板を含む光学部品と、前記入射面または前記出射面に配置された機能部と、前記機能部の配置された領域を除く前記入射面または前記出射面に配置されたメタライズ層とを備えた筐体と;前記筐体外に設けられ、前記機能部を冷却するための金属からなる放熱部と;前記筐体を貫通して前記メタライズ層と前記放熱部とを接続する、金属からなる接続部とを備える。【選択図】 図1
Description
本開示は、筐体内に、光源と、光源から入射する光の強度、色、位相、偏光または方向を制御する光学部品とを備える、光学装置に関する。
プロジェクタやヘッドアップディスプレイなどの画像表示装置、白色LED照明や車両用前照灯などの光照射装置などの光学装置には、蛍光板、波長板、偏光板、液晶パネルなどの光学部品が使用されている。これらの光学部品は、外光、光源光などによって加熱される場合があり、光学部品の損傷防止、性能低下を防ぐために、放熱部品が使用される。
放熱部品の中でも、サファイアは、可視光の透過率、強度、剛性などの優れた特性に加えて、高い熱伝導率により放熱性に優れている。そのため、サファイアは光学部品の部材、または光学部品用の放熱部材として用いられている(例えば、特許文献1)。
本開示の光学装置は、内部に、光源と、サファイア板からなり前記光源からの光が透過する入射面と出射面とを有する支持基板を含む光学部品と、前記入射面または前記出射面に配置された機能部と、前記機能部の配置された領域を除く前記入射面または前記出射面に配置されたメタライズ層とを備えた筐体と;前記筐体外に設けられ、前記機能部を冷却するための金属からなる放熱部と;前記筐体を貫通して前記メタライズ層と前記放熱部とを接続する、金属からなる接続部とを備える。
本開示の光学装置について、車載用ヘッドアップディスプレイ装置(以下、HUD装置と記載する。)を例として、図を参照しながら説明する。図1は、HUD装置20の一実施形態、図2および3はHUD装置20の他の実施形態を示す概略図である。
HUD装置20は、筐体1と、筐体1内に密閉された、光源2および画像形成部3と、偏光子4、支持基板5およびメタライズ層6を備える偏光板Aとを備える。本実施形態において、偏光板Aが光学部品、偏光子4が機能部である。偏光子以外の機能部としては、例えば蛍光体、波長フィルタ、液晶、鏡、反射防止膜などがある。
画像形成部3は、光源2から入射した光(光源光)から、画像を含む光(画像光)を形成し、出射する。偏光子4は、画像形成部3からの画像光を偏光する機能を有する。支持基板5は、サファイア板からなり、光源光を含む画像光が入射する入射面と出射する出射面とを有し、可視光からなる画像光を透過させる透光性を有する。
メタライズ層6は、支持基板5の、入射面または出射面に配置するとよい。HUD装置20は、さらに、筐体1の外に偏光子4を冷却するための金属からなる放熱部8を備え、メタライズ層6と放熱部8とを接続し金属からなる接続部7を備える。
偏光子4は、画像光(光源光)またはHUD装置20の外から入射した太陽光などの外光によって加熱されることがある。特に、ヘッドアップディスプレイ、車両用前照灯など、屋外で使用される光学装置20では、筐体1内に入射した外光が拡光部材13(レンズ等)(図2参照)、鏡11等によって集光されて偏光板Aが高熱になる場合がある。光源2および偏光板Aは、防塵、防水上の要請から、密閉された筐体1内に収納されることが多く、偏光板Aの放熱が課題となる。本実施形態のHUD装置20は、支持基板5、メタライズ層6、接続部7、放熱部8を備えているため、偏光子4へのダメージを抑制することができる。
支持基板5の材質は、サファイア(酸化アルミニウムの単結晶のこと)が好適である。サファイアは熱伝導率が高い(熱伝導率の値が大きい)。例えば、ガラスが0.5〜1.0W/m・K程度の熱伝導率であるのに対して、サファイアは、42W/m・Kと高い熱伝導率を有する。さらに、サファイアは、機械的強度と剛性が高く、可視光の透過率が80%以上と大きい。波長が400〜800nmの範囲の光が、いわゆる可視光である。
支持基板5は偏光子4よりも光源2側に配置してもよいし、出射側に配置してもよい。支持基板5は、偏光子4よりも面積が大きい。支持基板5は、例えば、1辺が20mm〜150mm、厚みが0.2mm〜10mmの矩形板状である。
メタライズ層6は、支持基板5から熱伝導によって熱を奪い、接続部7を介して放熱部に熱を伝達する。メタライズ層6は金属を主成分とし、ガラス成分を含む。銀および銀合金は金属の中でも熱伝導性が高いので好適である。メタライズ層6は、支持基板5との界面付近に存在するガラス成分により、支持基板5と強固に固着される。ガラス成分を含むメタライズ層6は、金属単体と比べて剛性が高いため、偏光板Aの熱変形を低減できる。ガラスは、例えば、酸化ケイ素を主成分とするガラスである。メタライズ層6の厚みは、例えば10μm〜200μmである。放熱部8と、接続部7の材質は銀、銅、またはアルミニウム、およびそれらの合金が好適である。
図4にメタライズ層6の断面電子顕微鏡写真(反射電子像)の一例を示す。図4のメタライズ層6において、白い部分が金属成分、黒い部分が空隙、中間色の部分がガラス成分である。メタライズ層6は、断面視で支持基板5(サファイア板)に接する面を含む第1領域6aと、サファイア板5とは反対側の面を含む第2領域6bとを有し、第1領域6aのガラス成分の比率が、第2領域6bのガラス成分の比率よりも大きい。これにより、メタライズ層6とサファイア板5との接合が強固になる。図4では、面積0.1μm2以上のガラス成分の面積比率はメタライズ層6全体で8.0%であり、第1領域6aが12.0%、第2領域6bが4.9%である。
メタライズ層6は、支持基板5の入射面と出射面のどちらの面に形成してもよい。メタライズ層6と接続部7とは、ろう付けまたは、はんだ付けによって接続するとよい。
以下、偏光板Aの製造方法について説明する。
まず、支持基板5となるサファイア板を準備する。サファイア板は多結晶アルミナを原材料として育成されたサファイアインゴットを切断、加工して形成される。サファイアインゴットの育成方法に特に制限はなく、EFG(Edge−defined film−fed Growth)法、CZ(チョクラルスキー法)、カイロポーラス法などで育成したサファイアインゴットを使用することができる。
まず、支持基板5となるサファイア板を準備する。サファイア板は多結晶アルミナを原材料として育成されたサファイアインゴットを切断、加工して形成される。サファイアインゴットの育成方法に特に制限はなく、EFG(Edge−defined film−fed Growth)法、CZ(チョクラルスキー法)、カイロポーラス法などで育成したサファイアインゴットを使用することができる。
サファイア板は、ラッピング装置により、両主面の算術平均粗さRaが1.0μm以下となるように加工する。ラッピングは、例えば、鋳鉄製の定盤と平均粒径25μmのダイヤモンド砥粒を用いて自重モードで行えばよい。
本明細書における算術平均粗さRaは、JIS B0601(2013)に準拠する値である。算術平均粗さRaは、例えばキーエンス社製レーザ顕微鏡装置VK−9510を用いて測定することができる。測定条件は、例えば、測定モードをカラー超深度、測定倍率を1000倍、測定ピッチを0.02μm、カットオフフィルタλsを2.5μm、カットオフフィルタλcを0.08mm、測定長さを100μm〜500μmとするとよい。
ラッピング後に、サファイア板の表面および内部の残留応力と結晶欠陥の低減、光の透過率の向上、または、後述するテラス構造層23を形成するための熱処理を行ってもよい。
続いて、コロイダルシリカを用いたCMP(Chemical Mechanical Polishing)を行い、サファイア板の両主面を算術平均粗さRaが50nm以下、好ましくは1nm以下となるように鏡面研磨加工することで、支持基板5を作製することができる。
支持基板5のいずれかの主面の所望の領域に、偏光子4となる金属または樹脂を蒸着などの方法で形成する。
さらに、支持基板5の光路外の領域に、金属を主成分とするメタライズ層6を形成する。メタライズ層6は、金属粉末とガラス粉末とを含む組成物を塗布、焼成して形成するとよい。メタライズ層6は、入射面、出射面、入射面と出射面を接続する側面のいずれに形成してもよい。入射面または出射面は側面と比べて表面の処理が容易なので、メタライズ層6を形成しやすい。入射面または出射面は、側面と比べて面積が大きいので、放熱の効果も得られやすい。メタライズ層6は、支持基板5の同一主面に形成してもよいし、反対の面に形成してもよいし、両方の面に形成してもよい。
メタライズ層6の焼成温度は、通常600℃以上であるが、低温焼成用金属ペーストを用いて、200〜300℃の低温で焼成してもよい。低温により焼成すれば、メタライズ層6の厚みを大きくしても、焼成時の熱応力による支持基板5の変形を小さくすることができる。メタライズ層6は、金属粉末を含む金属ペーストの塗布、焼成を繰り返して形成してもよい。
偏光子4とメタライズ層6とはどちらを先に形成してもよい。支持基板5のメタライズ層6を形成する主面に段差面(段差上面と段差下面)を形成し、段差下面にメタライズ層6を形成してから、段差上面に偏光子4を形成してもよい。これにより、メタライズ層6の形成後に偏光子4の形成面である段差上面を研磨することができる。そのため、機能部である偏光子4の形成面を清浄にすることが容易になり、偏光板Aの性能が向上する。
図1においては、鏡11と、出射窓12とを有する例を示しており、光源2からの出射光(光源光)を含む画像光の出射光路(光軸)Lを図中において一転鎖線の矢印で示している。
このHUD装置20が搭載された車両が、太陽光に曝される環境におかれ、出射窓12から光軸Lの逆の向きに太陽光が入ってきた場合、太陽光は鏡11で反射されて、偏光板Aに到達し、偏光子4が加熱される。太陽光とは、太陽光そのものでなくとも、車両の窓を通過した太陽光なども含まれる。
図2のように、HUD装置20は、偏光板Aと鏡11との間に拡光部材13を備えていてもよい。偏光板Aと鏡11との間に拡光部材13を備えているときには、拡光部材13により画像光を拡大することができる。同じ大きさの画像とするためであれば、各部材が小さくて済むため、HUD装置20の小型化を図ることができる。拡光部材13としては、例えば、凸レンズを用いることができる。
鏡11は凹面鏡11であってもよい。凹面鏡11は、鏡11と拡光部材13との両方の機能を有している。そのため、HUD装置20の部材点数を少なくすることができる。
偏光板Aは、偏光子4と支持基板5との間に偏光子4を形成するための他の基板を有していてもよい。これに対して、偏光子4と支持基板5が当接していると、両者間の熱の伝達は固体間の熱伝導によって行われる。そのため、放熱性が向上し、偏光子4を冷却する効果が多くなり、熱による偏光子4の損傷を抑制することができる。図1の例では、支持基板5が、偏光子4に当接している。支持基板5の表面に偏光子4が直接、形成されていてもよく、あるいは熱伝導性接着層を介して両者が接着されていてもよい。
HUD装置20は、放熱部8が気流により冷却されるような機構を有していてもよい。気流による冷却は、放熱部8を空冷するためにファンなどの送風体を用いてもよく、また、車両などの移動体の移動に伴って生じる気流を利用してもよい。冷却効果を向上させるため、放熱部8に冷却フィンを設けてもよい。
HUD装置20は、図2のように、画像形成部3の出射側の偏光子4に加えて、光源2と画像形成部3との間に配置された入射側偏光子14を有していてもよい。入射側偏光子14を有するHUD装置20は、入射側偏光子14を放熱するための支持基板15と、メタライズ層16と、金属からなる接続部17とを有して、放熱部8と接続されるとよい。HUD装置20は、画像形成部3を放熱するための支持基板(不図示)と、メタライズ層(不図示)と、金属からなる接続部(不図示)とを有して放熱部8と接続されていてもよい。
放熱部8は、変形、伸縮、または回動可能であってもよい。これにより、放熱部8の冷却される位置を所望の位置に移動させることができ、放熱性能が向上する。図3は、放熱部8を接続部7との接続箇所を支点に回動可能に取り付けた例を示す。
ここで、放熱部8を伸縮可能とするためには、放熱部8を、蛇腹状や、ハチの巣状、コイル状、管状部材に別の部材を摺動可能に挿入した形状などにするとよい。また、放熱部8を変形可能とするためには、放熱部8を、薄板状、蛇腹状、コイル状などにするとよい。また、放熱部8の材質は、金、銀、銅、アルミニウムなどの比較的変形しやすい金属を用いるとよい。
ここで、放熱部8を伸縮可能とするためには、放熱部8を、蛇腹状や、ハチの巣状、コイル状、管状部材に別の部材を摺動可能に挿入した形状などにするとよい。また、放熱部8を変形可能とするためには、放熱部8を、薄板状、蛇腹状、コイル状などにするとよい。また、放熱部8の材質は、金、銀、銅、アルミニウムなどの比較的変形しやすい金属を用いるとよい。
HUD装置20は、偏光板Aを放熱するための放熱部8とは別に、光源2を放熱するための第2の放熱部(図示せず)を備えていてもよい。光源2用の第2の放熱部と、偏光板Aを放熱するための放熱部8を別体とすることで、放熱性能がより高くなる。
サファイアには異方性があることから、支持基板5として用いるサファイアの結晶方位と光路や偏光子4との関係は様々な組合せがあり得る。
サファイアの異方性と光学特性との関係について説明する。サファイアは、光学特性の面では、c軸に対して傾いた方向に進行する光に対しては複屈折性(透過した光が2つの光線に分けられること)を有している。一方、c軸に平行な方向の光に対しては複屈折性を有さない。そのため、サファイアからなる支持基板5のc面を偏光子4に対向するようにする(入射面と出射面とをサファイアのc面にする)と、支持基板5を偏光子4よりも出射側に配置した場合でも、画像形成部3から偏光子4を透過した画像光が支持基板5のc面に入射する。そのため、画像の歪みや滲みを抑制できる。支持基板5と表示部との間の距離が2m以下である場合のように短い場合には、サファイアのa面やm面、r面などを偏光子4と対向するように配置してもよい。
サファイアは、熱伝導率にも異方性があり、c軸に平行な方向の熱伝導率が高い。したがって、偏光子4が配置される主面がc面とほぼ平行な支持基板5を用いると、基板の厚み方向とサファイアのc軸方向とがほぼ一致するため、基板の厚み方向の放熱性能が向上する。また、主面がc面とほぼ垂直な支持基板5を用い、接続部7を、発熱部である偏光子4に対し、ほぼc軸方向(c軸とななす角が15°以下の方向)に配置すると、接続部7および放熱部8への放熱性能が向上する。ここで、c面(c軸)とほぼ平行とは、c面(c軸)とのなす角が15°以下であることをいう。c面(c軸)とほぼ垂直とは、c面(c軸)とのなす角が75°以上であることをいう。
サファイアは、熱伝導率にも異方性があり、c軸に平行な方向の熱伝導率が高い。したがって、偏光子4が配置される主面がc面とほぼ平行な支持基板5を用いると、基板の厚み方向とサファイアのc軸方向とがほぼ一致するため、基板の厚み方向の放熱性能が向上する。また、主面がc面とほぼ垂直な支持基板5を用い、接続部7を、発熱部である偏光子4に対し、ほぼc軸方向(c軸とななす角が15°以下の方向)に配置すると、接続部7および放熱部8への放熱性能が向上する。ここで、c面(c軸)とほぼ平行とは、c面(c軸)とのなす角が15°以下であることをいう。c面(c軸)とほぼ垂直とは、c面(c軸)とのなす角が75°以上であることをいう。
さらに、矩形状のサファイアを特定の条件で熱処理すると、結晶方位に応じて、図5に示すように、表面に凹凸が生じる。テラス面21は平面状に広がる面であり、サイド面22はテラス面21のエッジラインに当接し、他のテラス面21に垂直に延びる面である。このテラス面21とサイド面22からなるテラス構造層23は、凹凸形状を有していることから、凹凸がない場合に比べ表面積は大きくなっている。このテラス構造層23におけるテラス面21は、1μm四方以上の面積を備えており、テラス面21の幅は1〜10μm程度である。サイド面22の高さは、3,000倍程度の電子顕微鏡による観察で少なくともテラス面21とサイド面22の境にあるエッジが知覚できる程度の高さを備えている。
図5はテラス構造層23を例示する3,000倍の倍率の電子顕微鏡(SEM)写真である。
サファイアは元々高い熱伝導率を有し、テラス構造層23を有する部分では、空気との熱交換が活発に行われる。すなわち、このテラス構造層23を有する部分は、高い放熱の効果を有する。このようなテラス構造層23を表面の少なくとも一部に複数備えた支持基板5を用いると放熱効果がさらに向上する。
熱処理の具体的な条件としては、サファイア板5を1800℃以上、2000℃以下の温度で5時間以上保持した後、6時間以上の降温時間で室温まで冷却する。熱処理工程は、アルゴンなどの不活性ガス雰囲気中、または真空中で行う。これにより、サファイアの表面および内部において、原子、結晶欠陥の再配列が進行し、加工工程において表面および内部に形成された、マイクロクラックや結晶欠陥や内部応力が低減し、光の透過率が向上するとともに、強度も向上する。
テラス構造層23は、サファイアのm面には形成されにくく、サファイアのa面とc面には形成されやすい。矩形状の支持基板5を用いる場合には、サファイアのm軸が、垂直に交わらない面に、テラス構造層23が生成しやすい。特に、サファイアのc軸またはa軸が表面と垂直に交わるようにすると、テラス構造層23が生成しやすい。表面にテラス構造層23を広い面積で有する支持基板5を用いると表面積が増加し、テラス構造層23を有さない支持基板5よりも放熱性が高くなる。
支持基板5の入射面と出射面を、サファイアのm軸と垂直に交わるようにすると、熱処理後に支持基板5の側面にテラス構造層23が形成されやすい。特に、支持基板5の側面がa軸またはm軸と垂直に交わるようにすると、テラス構造層23が生成しやすい。
支持基板5の入射面と出射面を熱処理後に研磨加工してもよい。
このように、本開示の光学装置は、光学部品に掛かる熱の放熱性能に優れている。そのため、光学部品の損傷が少なく、性能低下が少ないため、長期間にわたる使用が可能である。
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載の範囲内で、各種の改良および改善を行なってもよい。例えば、本開示の光学装置は、車載用のHUD装置20に限定されず、各種の画像表示装置、白色LED照明や車載用前照灯などの照明装置などに適用できる。偏光板A(光学部品)は、図示を含めた上記に限定されず、波長板、蛍光板、液晶パネル(本実施形態における画像形成部3)などの各種光学部品に適用できる。
1 :筐体
2 :光源
3 :画像形成部(液晶パネル)
A :偏光板(光学部品)
4 :偏光子(機能部)
5、15:支持基板(サファイア板)
6、16:メタライズ層
6a:第1領域
6b:第2領域
7、17:接続部
8 :放熱部
11:鏡
12:出射窓
13:拡光部材
14:入射側偏光子
20:光学装置(HUD装置)
21:テラス面
22:サイド面
23:テラス構造層
2 :光源
3 :画像形成部(液晶パネル)
A :偏光板(光学部品)
4 :偏光子(機能部)
5、15:支持基板(サファイア板)
6、16:メタライズ層
6a:第1領域
6b:第2領域
7、17:接続部
8 :放熱部
11:鏡
12:出射窓
13:拡光部材
14:入射側偏光子
20:光学装置(HUD装置)
21:テラス面
22:サイド面
23:テラス構造層
Claims (14)
- 内部に、
光源と、
サファイア板からなり前記光源からの光が透過する入射面と出射面とを有する支持基板を含む光学部品と、
前記入射面または前記出射面に配置された機能部と、
前記機能部の配置された領域を除く前記入射面または前記出射面に配置されたメタライズ層とを備えた筐体と;
前記筐体外に設けられ、前記機能部を冷却するための金属からなる放熱部と;
前記筐体を貫通して前記メタライズ層と前記放熱部とを接続する、金属からなる接続部とを備える、光学装置。 - 前記光学部品が、偏光板、波長板、蛍光板、または、液晶パネルである、請求項1に記載の光学装置。
- 屋外用の光学装置である、請求項1または2に記載の光学装置。
- 画像表示装置、または照明装置である、請求項3に記載の光学装置。
- 前記メタライズ層は、銀または銀合金を主成分とし、ガラス成分を含有する、請求項1〜4のいずれかに記載の光学装置。
- 前記放熱部と前記接続部は、銀、銅、アルミニウム、または、それらの合金からなる、請求項1〜5のいずれかに記載の光学装置。
- 前記放熱部は、変形、伸縮、または回動可能である、請求項1〜6のいずれかに記載の光学装置。
- 前記放熱部に気流を供給する機構を備える、請求項1〜7のいずれかに記載の光学装置。
- 前記筐体外に、前記放熱部とは別に、前記光源を冷却するための第2の放熱部を備える、請求項1〜8のいずれかに記載の光学装置。
- 前記出射面と前記入射面とがサファイアのc面である、請求項1〜9のいずれかに記載の光学装置。
- 前記光学部品と前記放熱部とを接続する接続部が、前記機能部に対し、ほぼサファイアのc軸方向に配置されている、請求項1〜10のいずれかに記載の光学装置。
- 前記支持基板の前記出射面および前記入射面がサファイアのm面、前記支持基板の側面の一方がa面、前記支持基板の側面の他方がc面である、請求項1〜9のいずれかに記載の光学装置。
- 前記支持基板の前記入射面と前記出射面とを接続する側面の少なくとも一部に、テラス面と、前記テラス面のエッジラインに当接するサイド面とを有するテラス構造層が複数位置している、請求項1〜12のいずれかに記載の光学装置。
- 前記テラス面の幅が1.0μm〜5.0μmである、請求項13に記載の光学装置。
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Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11337919A (ja) * | 1998-03-27 | 1999-12-10 | Kyocera Corp | 液晶プロジェクタ装置 |
JP2010079169A (ja) * | 2008-09-29 | 2010-04-08 | Nippon Seiki Co Ltd | ヘッドアップディスプレイ装置 |
JP2012174981A (ja) * | 2011-02-23 | 2012-09-10 | Kyocera Corp | 積層型圧電素子およびこれを備えた噴射装置ならびに燃料噴射システム |
JP2015036790A (ja) * | 2013-08-15 | 2015-02-23 | ソニー株式会社 | 光源装置、画像表示装置、及び光学ユニット |
JP2016155962A (ja) * | 2015-02-25 | 2016-09-01 | 株式会社Flosfia | 蛍光体組成物の製造方法および発光装置 |
WO2016153070A1 (ja) * | 2015-03-26 | 2016-09-29 | 京セラ株式会社 | サファイア部材、およびサファイア部材の製造方法 |
WO2017022289A1 (ja) * | 2015-08-04 | 2017-02-09 | 株式会社フジクラ | 光学装置 |
WO2017154048A1 (ja) * | 2016-03-08 | 2017-09-14 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 蛍光体ホイール、及び、投写型映像表示装置 |
Family Cites Families (7)
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---|---|---|---|---|
EP1016894A3 (en) * | 1998-12-28 | 2001-03-28 | Kyocera Corporation | Liquid crystal display device |
JP2002214585A (ja) * | 2001-01-16 | 2002-07-31 | Sony Corp | 投射型表示装置 |
JP2003207639A (ja) * | 2002-01-16 | 2003-07-25 | Seiko Epson Corp | 偏光ユニット、この偏光ユニットを備える光学装置、およびプロジェクタ |
JP2005313733A (ja) | 2004-04-28 | 2005-11-10 | Nippon Seiki Co Ltd | 車両用表示装置 |
US20110168806A1 (en) * | 2008-08-26 | 2011-07-14 | Kyocera Corporation | Multi-Layer Piezoelectric Element, and Injection Device and Fuel Injection System Using the Same |
JP2012078487A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Sanyo Electric Co Ltd | 投写型映像表示装置 |
EP3537188B1 (en) * | 2016-11-02 | 2021-10-27 | Kyocera Corporation | Color wheel and method for manufacturing a color wheel |
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Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11337919A (ja) * | 1998-03-27 | 1999-12-10 | Kyocera Corp | 液晶プロジェクタ装置 |
JP2010079169A (ja) * | 2008-09-29 | 2010-04-08 | Nippon Seiki Co Ltd | ヘッドアップディスプレイ装置 |
JP2012174981A (ja) * | 2011-02-23 | 2012-09-10 | Kyocera Corp | 積層型圧電素子およびこれを備えた噴射装置ならびに燃料噴射システム |
JP2015036790A (ja) * | 2013-08-15 | 2015-02-23 | ソニー株式会社 | 光源装置、画像表示装置、及び光学ユニット |
JP2016155962A (ja) * | 2015-02-25 | 2016-09-01 | 株式会社Flosfia | 蛍光体組成物の製造方法および発光装置 |
WO2016153070A1 (ja) * | 2015-03-26 | 2016-09-29 | 京セラ株式会社 | サファイア部材、およびサファイア部材の製造方法 |
WO2017022289A1 (ja) * | 2015-08-04 | 2017-02-09 | 株式会社フジクラ | 光学装置 |
WO2017154048A1 (ja) * | 2016-03-08 | 2017-09-14 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 蛍光体ホイール、及び、投写型映像表示装置 |
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