JPH05193400A - ヘッドアップディスプレイ - Google Patents
ヘッドアップディスプレイInfo
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- JPH05193400A JPH05193400A JP4031401A JP3140192A JPH05193400A JP H05193400 A JPH05193400 A JP H05193400A JP 4031401 A JP4031401 A JP 4031401A JP 3140192 A JP3140192 A JP 3140192A JP H05193400 A JPH05193400 A JP H05193400A
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- display
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Landscapes
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Instrument Panels (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】光源ランプの電圧を変化させることなく表示輝
度のデミングが可能となり、しかもランプの発光寿命が
低下しにくいヘッドアップディスプレイを得る。 【構成】１４は表示体の筐体であり、内部にスーパーツ
イステッドネマチック型液晶表示素子１３とライトガイ
ド１５の光出射端部を有している。ライトガイド１５は
その光入射部が三分岐されていて各々ミラー付ハロゲン
ランプ１６、１７、１８が装着されている。
度のデミングが可能となり、しかもランプの発光寿命が
低下しにくいヘッドアップディスプレイを得る。 【構成】１４は表示体の筐体であり、内部にスーパーツ
イステッドネマチック型液晶表示素子１３とライトガイ
ド１５の光出射端部を有している。ライトガイド１５は
その光入射部が三分岐されていて各々ミラー付ハロゲン
ランプ１６、１７、１８が装着されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は車載用ヘッドアップディ
スプレイ（ＨＵＤ）に関するものである。
スプレイ（ＨＵＤ）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】車両内の運転手等に情報表示する方法と
して、ＨＵＤが最近用いられるようになっている。これ
は、液晶表示装置等の情報表示源から投射された光学的
情報を、ハーフミラー等からなるコンバイナーに映し、
運転手が運転状態からほとんど視線を動かすことなく情
報を読み取れるようにしたものである。
して、ＨＵＤが最近用いられるようになっている。これ
は、液晶表示装置等の情報表示源から投射された光学的
情報を、ハーフミラー等からなるコンバイナーに映し、
運転手が運転状態からほとんど視線を動かすことなく情
報を読み取れるようにしたものである。
【０００３】かかる車載用ＨＵＤの構成を示す概念図が
図３である。ここで、３１は運転者の観察位置、３２は
コンバイナー、３３は情報を含む光線、３４はレンズ、
３５は表示体である透過型液晶表示素子、３６はハロゲ
ンランプ等からなる光源、３７は風防ガラス、３８は車
体ボディーである。
図３である。ここで、３１は運転者の観察位置、３２は
コンバイナー、３３は情報を含む光線、３４はレンズ、
３５は表示体である透過型液晶表示素子、３６はハロゲ
ンランプ等からなる光源、３７は風防ガラス、３８は車
体ボディーである。
【０００４】光源３６から発した光は透過型液晶表示素
子３５を通過し、車両の風防ガラス３７に備えられたコ
ンバイナー３２に照射され、反射（回折）されて運転手
に観察位置３１で視認される。
子３５を通過し、車両の風防ガラス３７に備えられたコ
ンバイナー３２に照射され、反射（回折）されて運転手
に観察位置３１で視認される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ここでコンバイナーに
照射している情報表示源の構成としては、従来、バック
ライトとしてのハロゲンランプ等の光源と、透過型液晶
表示素子等の表示体とが所定の間隔をなしてインストル
メントパネル内に設置されるのが一般的である。
照射している情報表示源の構成としては、従来、バック
ライトとしてのハロゲンランプ等の光源と、透過型液晶
表示素子等の表示体とが所定の間隔をなしてインストル
メントパネル内に設置されるのが一般的である。
【０００６】ところが、インストルメントパネル内の構
造は各種計器類や電気配線、照明機器等が密集されてい
て、ＨＵＤ用の情報表示源を設置するための収納スペー
スが限られてしまう。しかも比較的大きなサイズの表示
体と光源を組み込むとなると収納しきれない欠点を有す
る。
造は各種計器類や電気配線、照明機器等が密集されてい
て、ＨＵＤ用の情報表示源を設置するための収納スペー
スが限られてしまう。しかも比較的大きなサイズの表示
体と光源を組み込むとなると収納しきれない欠点を有す
る。
【０００７】またランプ交換の際には非常に手間を要し
たり、ランプとして白熱タイプのハロゲンやタングステ
ンを用いるとランプ周辺が高温となり他の電装部品の故
障の原因になる。更には、車載用ヘッドアップディスプ
レイに用いられるためには、昼間時において、路面の明
るさ（約３０００ｃｄ／ｍ2 ）以上の輝度が要求され、
夜間時においては昼間時の約１／１００以下の輝度に落
すことが視認性を高めるために必要とされている。つま
り、いわゆるデミングを行うことが必要となる。
たり、ランプとして白熱タイプのハロゲンやタングステ
ンを用いるとランプ周辺が高温となり他の電装部品の故
障の原因になる。更には、車載用ヘッドアップディスプ
レイに用いられるためには、昼間時において、路面の明
るさ（約３０００ｃｄ／ｍ2 ）以上の輝度が要求され、
夜間時においては昼間時の約１／１００以下の輝度に落
すことが視認性を高めるために必要とされている。つま
り、いわゆるデミングを行うことが必要となる。
【０００８】従来、収納スペースの問題から見てもラン
プのサイズは極力小型化に、しかも単品で用いざるを得
ないといったサイズ限定を余儀なくされていた。そこ
で、デミングを行うにはランプにかける電圧や電流を変
化させてランプの発光輝度を変化させていたが、ランプ
は定格の電圧や電流において使用させないと発光寿命が
短くなる欠点をも有する。
プのサイズは極力小型化に、しかも単品で用いざるを得
ないといったサイズ限定を余儀なくされていた。そこ
で、デミングを行うにはランプにかける電圧や電流を変
化させてランプの発光輝度を変化させていたが、ランプ
は定格の電圧や電流において使用させないと発光寿命が
短くなる欠点をも有する。
【０００９】また、車載用ＨＵＤの表示色としては従
来、人間の目の視感度が最も高い緑系色のみ用いられて
いる。車両走行中において、前景の色は多色であり表示
色と前景色が比較的同色であると表示画像のコントラス
トが低下し視認性が悪くなる。しかるにＨＵＤ表示色は
多色化することが望ましく、情報表示源に用いるランプ
としてはそれぞれの表示色の輝度を保つために各々の表
示色画像に合せて複数個必要とされる。このような場合
において、前述のごとくインパネ内にランプを複数個組
み込むことは更に困難となる。従来、ＨＵＤ用表示情報
源の収納スペースの問題から見てもランプのサイズは極
力小型化に、しかも単品で用いざるを得ないといったサ
イズ限定を余儀なくされていた。
来、人間の目の視感度が最も高い緑系色のみ用いられて
いる。車両走行中において、前景の色は多色であり表示
色と前景色が比較的同色であると表示画像のコントラス
トが低下し視認性が悪くなる。しかるにＨＵＤ表示色は
多色化することが望ましく、情報表示源に用いるランプ
としてはそれぞれの表示色の輝度を保つために各々の表
示色画像に合せて複数個必要とされる。このような場合
において、前述のごとくインパネ内にランプを複数個組
み込むことは更に困難となる。従来、ＨＵＤ用表示情報
源の収納スペースの問題から見てもランプのサイズは極
力小型化に、しかも単品で用いざるを得ないといったサ
イズ限定を余儀なくされていた。
【００１０】さらに、ランプ交換の際には非常に手間を
要したり、ランプとして白熱タイプのハロゲンやタング
ステンを用いるとランプ周辺が高温となり他の電装部品
の故障の原因にもなるという問題点もある。
要したり、ランプとして白熱タイプのハロゲンやタング
ステンを用いるとランプ周辺が高温となり他の電装部品
の故障の原因にもなるという問題点もある。
【００１１】本発明の目的は、従来技術が有していた前
述の欠点を解消しようとするものであり、従来知られて
いなかった構造のヘッドアップディスプレイを新規に提
供することを目的とするものである。
述の欠点を解消しようとするものであり、従来知られて
いなかった構造のヘッドアップディスプレイを新規に提
供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解
決すべくなされたものであり、光源と表示すべき情報を
表示する表示体とを備え、表示すべき情報を光線として
発生する情報表示源と、前記光線を観視者に向けて反射
するコンバイナーとからなるヘッドアップディスプレイ
において、前記表示体と光源との間に光ファイバーを束
ねてなるライトガイドを備えてなり、かつ前記ライトガ
イドはその光入射部分が分岐されていて、各々の入射端
にはそれぞれ異なる光源からの光が入射するようにされ
てなることを特徴とするヘッドアップディスプレイを提
供するものである。
決すべくなされたものであり、光源と表示すべき情報を
表示する表示体とを備え、表示すべき情報を光線として
発生する情報表示源と、前記光線を観視者に向けて反射
するコンバイナーとからなるヘッドアップディスプレイ
において、前記表示体と光源との間に光ファイバーを束
ねてなるライトガイドを備えてなり、かつ前記ライトガ
イドはその光入射部分が分岐されていて、各々の入射端
にはそれぞれ異なる光源からの光が入射するようにされ
てなることを特徴とするヘッドアップディスプレイを提
供するものである。
【００１３】また、本発明の好ましい態様としては、ラ
イトガイドの入射端にはそれぞれ異なる主波長の光が入
射するようにされてなることを特徴とする。
イトガイドの入射端にはそれぞれ異なる主波長の光が入
射するようにされてなることを特徴とする。
【００１４】更に、本発明の好ましい態様としては、ラ
イトガイドを構成する光ファイバー束のファイバー素線
配列が、その光出射端と光入射端とで不規則に対応して
いることを特徴とする。
イトガイドを構成する光ファイバー束のファイバー素線
配列が、その光出射端と光入射端とで不規則に対応して
いることを特徴とする。
【００１５】ここで表示すべき情報とは、その表示用途
により、適宜選択されるものであり、車両のスピード
計、タコメータなどが例として挙げられる。
により、適宜選択されるものであり、車両のスピード
計、タコメータなどが例として挙げられる。
【００１６】観視者とは、主には車両の運転手であり、
その他、助手席その他の同乗者や、これらすべてを含め
ることができる。
その他、助手席その他の同乗者や、これらすべてを含め
ることができる。
【００１７】
【実施例】図１に本発明の基本的構成の断面図を示す。
１２は車両用窓ガラス１１上に設けられているホログラ
フィックコンバイナーである。情報表示源１４からの情
報は該コンバイナーによって反射され、観視者１９へ照
射される。
１２は車両用窓ガラス１１上に設けられているホログラ
フィックコンバイナーである。情報表示源１４からの情
報は該コンバイナーによって反射され、観視者１９へ照
射される。
【００１８】ここでコンバイナーとしては、車両用窓ガ
ラスの車内面側にTiO2、ZrO2またはこれらに加えてSiO2
等からなる誘電体増反射膜を形成したものや、ホログラ
ム膜を設けたものがある。
ラスの車内面側にTiO2、ZrO2またはこれらに加えてSiO2
等からなる誘電体増反射膜を形成したものや、ホログラ
ム膜を設けたものがある。
【００１９】特に、光学的素子としての簡素さ、及び付
加される機能の豊富さから上記のコンバイナーとして、
ホログラムを使用することが好ましい。本実施例ではか
かる観点からホログラフィックコンバイナーを用いた。
このホログラフィックコンバイナーは反射機能（回折機
能）のみならず、レンズ機能等を併せ持つことができる
ので、光学的情報を運転手の視野方向に回折したり、或
は、他にレンズ等の光学系を使用せず、任意の位置に結
像したりすることが可能となる。また、前景輝度を損な
わずに高輝度で大画面の表示像が得られるという特徴も
ある。
加される機能の豊富さから上記のコンバイナーとして、
ホログラムを使用することが好ましい。本実施例ではか
かる観点からホログラフィックコンバイナーを用いた。
このホログラフィックコンバイナーは反射機能（回折機
能）のみならず、レンズ機能等を併せ持つことができる
ので、光学的情報を運転手の視野方向に回折したり、或
は、他にレンズ等の光学系を使用せず、任意の位置に結
像したりすることが可能となる。また、前景輝度を損な
わずに高輝度で大画面の表示像が得られるという特徴も
ある。
【００２０】かかるコンバイナーは、窓ガラスと別に設
けられてもよいが、構造の簡素さから、車両の窓ガラス
に装着して用いられるのが良く、特にコンバイナーを形
成する膜の保護の観点からは、合せガラスである窓ガラ
スの内部に封入して用いるのが良い。
けられてもよいが、構造の簡素さから、車両の窓ガラス
に装着して用いられるのが良く、特にコンバイナーを形
成する膜の保護の観点からは、合せガラスである窓ガラ
スの内部に封入して用いるのが良い。
【００２１】本発明における情報表示源は光を発して表
示する機能をもつものであり、代表的な例としては、液
晶表示素子１３等のいわゆる受光型表示素子からなる表
示体に熱陰極管（ＨＣＴ）、蛍光表示管（ＶＦ）、タン
グステンランプ、ハロゲンランプ、メタルハライドラン
プ、ＬＥＤなどからなる光源１６〜１８を併用したもの
がある。
示する機能をもつものであり、代表的な例としては、液
晶表示素子１３等のいわゆる受光型表示素子からなる表
示体に熱陰極管（ＨＣＴ）、蛍光表示管（ＶＦ）、タン
グステンランプ、ハロゲンランプ、メタルハライドラン
プ、ＬＥＤなどからなる光源１６〜１８を併用したもの
がある。
【００２２】この液晶表示素子としては、透過型のツイ
ステッドネマチック型液晶表示素子、スーパーツイステ
ッドネマチック型液晶表示素子等が好ましく使用でき
る。また、それとは別に、受光型表示素子を用いず、表
示体として、特定の形状をした遮光マスクを用いたもの
であってもよい。
ステッドネマチック型液晶表示素子、スーパーツイステ
ッドネマチック型液晶表示素子等が好ましく使用でき
る。また、それとは別に、受光型表示素子を用いず、表
示体として、特定の形状をした遮光マスクを用いたもの
であってもよい。
【００２３】本発明においては、表示体と光源との間に
光ファイバーバンドルからなるライトガイドを設けるこ
とによって、表示体と光源とを分割している。表示体は
光源部と分離しているために小型化されインストルメン
トパネル内に容易に設置可能となった。また、ライトガ
イドの構成としては、光入射部側は複数に分岐されその
各々に光源が取付けられていて、さらに光出射部側では
一本に束ねられ表示体を照射する。このライトガイドの
材質はプラスチックファイバー、多成分ガラス系光ファ
イバー、石英ガラス系（製）光ファイバー、コアが液体
でクラッドが金属からなる光ファイバー、コアが石英で
クラッドがシリコーン等の樹脂からなるいわゆるＰＣＳ
ファイバー等を用いることができる。車載用としては安
価で耐環境性に優れるものとして多成分ガラスファイバ
ーが望ましい。
光ファイバーバンドルからなるライトガイドを設けるこ
とによって、表示体と光源とを分割している。表示体は
光源部と分離しているために小型化されインストルメン
トパネル内に容易に設置可能となった。また、ライトガ
イドの構成としては、光入射部側は複数に分岐されその
各々に光源が取付けられていて、さらに光出射部側では
一本に束ねられ表示体を照射する。このライトガイドの
材質はプラスチックファイバー、多成分ガラス系光ファ
イバー、石英ガラス系（製）光ファイバー、コアが液体
でクラッドが金属からなる光ファイバー、コアが石英で
クラッドがシリコーン等の樹脂からなるいわゆるＰＣＳ
ファイバー等を用いることができる。車載用としては安
価で耐環境性に優れるものとして多成分ガラスファイバ
ーが望ましい。
【００２４】また光ファイバーの各素線径は50〜 400μ
ｍ程度がフレキシブル性の観点から好ましい。
ｍ程度がフレキシブル性の観点から好ましい。
【００２５】以下に、本発明の実施例を態様ごとに図面
に従って詳しく説明する。
に従って詳しく説明する。
【００２６】図１に本発明のヘッドアップディスプレイ
の１例を示す断面図である。１４は表示体の筐体であ
り、内部にスーパーツイステッドネマチック型液晶表示
素子１３とライトガイド１５の光出射端部を有してい
る。ライトガイド１５はおおよそ長さ１ｍでその光入射
部が三分岐されていて各々ミラー付ハロゲンランプ１
６、１７、１８が装着されている。ランプ１６及び１７
はそれぞれ５０Ｗタイプで、ランプ１８は２０Ｗタイプ
である。
の１例を示す断面図である。１４は表示体の筐体であ
り、内部にスーパーツイステッドネマチック型液晶表示
素子１３とライトガイド１５の光出射端部を有してい
る。ライトガイド１５はおおよそ長さ１ｍでその光入射
部が三分岐されていて各々ミラー付ハロゲンランプ１
６、１７、１８が装着されている。ランプ１６及び１７
はそれぞれ５０Ｗタイプで、ランプ１８は２０Ｗタイプ
である。
【００２７】ここで、ホログラフィックコンバイナー１
２に映し出された表示像輝度はランプ３個点灯時で３０
００ｃｄ／ｍ2 、ランプ１８のみ点灯時で３００ｃｄ／
ｍ2となった。したがって昼間時はランプを３個点灯さ
せ夜間時はランプ１８のみ点灯させることができる。
２に映し出された表示像輝度はランプ３個点灯時で３０
００ｃｄ／ｍ2 、ランプ１８のみ点灯時で３００ｃｄ／
ｍ2となった。したがって昼間時はランプを３個点灯さ
せ夜間時はランプ１８のみ点灯させることができる。
【００２８】図２に本発明のヘッドアップディスプレイ
の別の例の断面図を示す。これは多色表示を実現するも
のである。図１に示した実施例と同様に、２４は表示体
の筐体であり、内部にスーパーツイステッドネマチック
型液晶表示素子２３とライトガイド２５の光出射端部を
有している。また、２１、２２、２３、２９は図１と同
様に車両用窓ガラス、ホログラフィックコンバイナー、
液晶表示素子、観視者を示している。
の別の例の断面図を示す。これは多色表示を実現するも
のである。図１に示した実施例と同様に、２４は表示体
の筐体であり、内部にスーパーツイステッドネマチック
型液晶表示素子２３とライトガイド２５の光出射端部を
有している。また、２１、２２、２３、２９は図１と同
様に車両用窓ガラス、ホログラフィックコンバイナー、
液晶表示素子、観視者を示している。
【００２９】ライトガイド２５は、やはりおおよそ長さ
１ｍで光入射部が三分岐され各々ミラー付ハロゲンラン
プ２６〜２８が装着されている。また、ランプとライト
ガイド入射端部との間には波長選択用フィルター２６ａ
〜２８ａが介装されている。なお、必要に応じて赤外カ
ットフィルター、レンズ、ミラー、偏光板等の光学部品
を所定の位置に介装することができる。ここで、ランプ
２６は４０Ｗタイプに赤色フィルター２６ａを、ランプ
２７は６０Ｗタイプに緑色フィルター２７ａを、ランプ
２８は８０Ｗタイプに青色フィルター２８ａをそれぞれ
用いて各色ごとに同じ輝度となるようにした。
１ｍで光入射部が三分岐され各々ミラー付ハロゲンラン
プ２６〜２８が装着されている。また、ランプとライト
ガイド入射端部との間には波長選択用フィルター２６ａ
〜２８ａが介装されている。なお、必要に応じて赤外カ
ットフィルター、レンズ、ミラー、偏光板等の光学部品
を所定の位置に介装することができる。ここで、ランプ
２６は４０Ｗタイプに赤色フィルター２６ａを、ランプ
２７は６０Ｗタイプに緑色フィルター２７ａを、ランプ
２８は８０Ｗタイプに青色フィルター２８ａをそれぞれ
用いて各色ごとに同じ輝度となるようにした。
【００３０】本発明においては、ライトガイドを構成す
る光ファイバー束のファイバー素線配列が、その光出射
端と光入射端とでアトランダムに対応していることが好
ましい。こうすることにより、各ランプの輝度ばらつき
を補正し、表示体を均一に補正することができる。ま
た、光ファイバーの光出射端と、表示体との間に、光束
の広がりを制御するレンズ系を挿入しても良い。
る光ファイバー束のファイバー素線配列が、その光出射
端と光入射端とでアトランダムに対応していることが好
ましい。こうすることにより、各ランプの輝度ばらつき
を補正し、表示体を均一に補正することができる。ま
た、光ファイバーの光出射端と、表示体との間に、光束
の広がりを制御するレンズ系を挿入しても良い。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、車両用ヘッドアップデ
ィスプレイの表示器用の照明装置として、その光経路内
に光入射部が分岐されたライトガイドを備えてなること
で表示素子と光源を分離させることができ、インストル
メントパネル内における表示器の収納が容易となった。
また、光源（ランプ）を複数個用いることでランプの電
圧を変化させることなく表示輝度のデミングが可能とな
り、しかもランプの発光寿命が低下する要因が無くなっ
た。
ィスプレイの表示器用の照明装置として、その光経路内
に光入射部が分岐されたライトガイドを備えてなること
で表示素子と光源を分離させることができ、インストル
メントパネル内における表示器の収納が容易となった。
また、光源（ランプ）を複数個用いることでランプの電
圧を変化させることなく表示輝度のデミングが可能とな
り、しかもランプの発光寿命が低下する要因が無くなっ
た。
【００３２】更には、光源がインストルメントパネル以
外に設置できることからランプ交換が容易となる。ま
た、ランプの放熱によるインストルメントパネル内の電
装部品に与える熱影響が防げる効果をも有する。
外に設置できることからランプ交換が容易となる。ま
た、ランプの放熱によるインストルメントパネル内の電
装部品に与える熱影響が防げる効果をも有する。
【００３３】また、請求項２にかかる発明によれば、ま
た、光源（ランプ）を複数個用いることで異なる波長の
光を個別に点灯したり、同じ輝度に合せたり、さらには
混色させることが可能となる。
た、光源（ランプ）を複数個用いることで異なる波長の
光を個別に点灯したり、同じ輝度に合せたり、さらには
混色させることが可能となる。
【図１】本発明の基本的構成を示す断面図
【図２】本発明の基本的構成を示す断面図
【図３】従来のＨＵＤを示す概念図
１１、２１ 車両用窓ガラス １２、２２ コンバイナー １３、２３ 液晶表示素子 １５、２５ ライトガイド １６〜１８、２６〜２８ 光源
Claims (3)
- 【請求項１】光源と表示すべき情報を表示する表示体と
を備えて表示すべき情報を光線として発生する情報表示
源と、前記光線を観視者に向けて反射するコンバイナー
とからなるヘッドアップディスプレイにおいて、 前記表示体と光源との間に光ファイバーを束ねてなるラ
イトガイドを備えてなり、かつ前記ライトガイドはその
光入射部分が分岐されていて、各々の入射端にはそれぞ
れ異なる光源からの光が入射するようにされてなること
を特徴とするヘッドアップディスプレイ。 - 【請求項２】ライトガイドの入射端にはそれぞれ異なる
主波長の光が入射するようにされてなることを特徴とす
る請求項１のヘッドアップディスプレイ。 - 【請求項３】ライトガイドを構成する光ファイバー束の
ファイバー素線配列が、その光出射端と光入射端とで不
規則に対応していることを特徴とする請求項１または請
求項２のヘッドアップディスプレイ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4031401A JPH05193400A (ja) | 1992-01-22 | 1992-01-22 | ヘッドアップディスプレイ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4031401A JPH05193400A (ja) | 1992-01-22 | 1992-01-22 | ヘッドアップディスプレイ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05193400A true JPH05193400A (ja) | 1993-08-03 |
Family
ID=12330240
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4031401A Withdrawn JPH05193400A (ja) | 1992-01-22 | 1992-01-22 | ヘッドアップディスプレイ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05193400A (ja) |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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