JPH0980236A - 指向性バックライトとその製造方法 - Google Patents
指向性バックライトとその製造方法Info
- Publication number
- JPH0980236A JPH0980236A JP23830195A JP23830195A JPH0980236A JP H0980236 A JPH0980236 A JP H0980236A JP 23830195 A JP23830195 A JP 23830195A JP 23830195 A JP23830195 A JP 23830195A JP H0980236 A JPH0980236 A JP H0980236A
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- JP
- Japan
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- transparent body
- truncated cone
- pinhole plate
- pinhole
- conical
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 指向性バックライトの構造および製造方法に
関し、輝度均一性の優れたバックライトを提供すること
を目的とする。 【解決手段】 少なくとも、複数の円錐台形状透明体44
と、複数のピンホールを設けたピンホール板43と、光源
とを有し、前記円錐台形状透明体44は、光を径の小さい
入射面から径の大きい出射面に導光するものであり、前
記ピンホール板43は、裏面に反射膜が設けられ、前記円
錐台形状透明体44の入射面が裏面に突出するように表面
側からピンホールに挿着されているものであり、前記光
源は、前記ピンホール板の裏面に対向して配置する。
関し、輝度均一性の優れたバックライトを提供すること
を目的とする。 【解決手段】 少なくとも、複数の円錐台形状透明体44
と、複数のピンホールを設けたピンホール板43と、光源
とを有し、前記円錐台形状透明体44は、光を径の小さい
入射面から径の大きい出射面に導光するものであり、前
記ピンホール板43は、裏面に反射膜が設けられ、前記円
錐台形状透明体44の入射面が裏面に突出するように表面
側からピンホールに挿着されているものであり、前記光
源は、前記ピンホール板の裏面に対向して配置する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マルチディスプレ
イ装置に係り、特にマルチディスプレイ装置に用いられ
る指向性バックライトに関するものである。
イ装置に係り、特にマルチディスプレイ装置に用いられ
る指向性バックライトに関するものである。
【０００２】近年、官公庁、美術館、博物館などの公共
施設、ホテル、イベントホール、アミューズメントパー
クなど、屋内外において多人数の観覧者に映像を提供す
る公衆用途を目的として、大画面映像装置に対する要求
が高まっている。しかし、製造技術の現状からして、Ｃ
ＲＴ等の直視型での実現は不可能な現状にある。
施設、ホテル、イベントホール、アミューズメントパー
クなど、屋内外において多人数の観覧者に映像を提供す
る公衆用途を目的として、大画面映像装置に対する要求
が高まっている。しかし、製造技術の現状からして、Ｃ
ＲＴ等の直視型での実現は不可能な現状にある。
【０００３】この様な要求に対応する主な大画面映像装
置として、スクリーン上に画像を拡大投写表示する投写
型表示装置と、複数の小型表示ユニットをマトリクス状
に配置して大画面化するマルチディスプレイ装置が挙げ
られる。マルチディスプレイ装置は小型表示ユニットを
マトリクス配列するため、拡大投写型装置と比較して画
面サイズに対する奥行きを短くして薄型化することが可
能であるが、一方で各表示ユニットの画面周囲の額縁が
マルチ大画面において格子状の継ぎ目となる欠点を持っ
ている。
置として、スクリーン上に画像を拡大投写表示する投写
型表示装置と、複数の小型表示ユニットをマトリクス状
に配置して大画面化するマルチディスプレイ装置が挙げ
られる。マルチディスプレイ装置は小型表示ユニットを
マトリクス配列するため、拡大投写型装置と比較して画
面サイズに対する奥行きを短くして薄型化することが可
能であるが、一方で各表示ユニットの画面周囲の額縁が
マルチ大画面において格子状の継ぎ目となる欠点を持っ
ている。
【０００４】そこで、薄型の特長を生かし、かつ継ぎ目
を最小にする方法として、図５に示すようにＬＣＤ等の
透過型表示ユニットに、正立結像レンズアレイとフレネ
ルレンズからなる短光路の拡大投写光学系を組合せて、
同一スクリーン上に複数の表示画面を額縁を充分含む程
度にわずかに拡大して配列投写するマルチディスプレイ
方式が提案されている。図５において、１はＬＣＤ等の
透過型パネル、２は正立等倍像を形成するマイクロレン
ズアレイ、３は正立等倍像を拡大するための凹面のフレ
ネルレンズ、４はバックライト、５はスクリーンであ
る。また、バックライトには正立結像レンズアレイの開
口角に合うよう出射光線に指向性を持たせる工夫がなさ
れている。
を最小にする方法として、図５に示すようにＬＣＤ等の
透過型表示ユニットに、正立結像レンズアレイとフレネ
ルレンズからなる短光路の拡大投写光学系を組合せて、
同一スクリーン上に複数の表示画面を額縁を充分含む程
度にわずかに拡大して配列投写するマルチディスプレイ
方式が提案されている。図５において、１はＬＣＤ等の
透過型パネル、２は正立等倍像を形成するマイクロレン
ズアレイ、３は正立等倍像を拡大するための凹面のフレ
ネルレンズ、４はバックライト、５はスクリーンであ
る。また、バックライトには正立結像レンズアレイの開
口角に合うよう出射光線に指向性を持たせる工夫がなさ
れている。
【０００５】以上のような状況から指向特性の設定が確
実且つ容易なバックライト構成の実現が要望されてい
る。
実且つ容易なバックライト構成の実現が要望されてい
る。
【０００６】
【従来の技術】従来のバックライトの構成を図７により
説明する。図中、４１は冷陰極管、熱陰極管等の管状光
源、４２は光線の分布を均一化する拡散板、４３は多数
のピンホールが設けられたピンホール板、４４は各ピン
ホールに挿入された円錐台形状透明体のアレイ、４５は
筐体である。
説明する。図中、４１は冷陰極管、熱陰極管等の管状光
源、４２は光線の分布を均一化する拡散板、４３は多数
のピンホールが設けられたピンホール板、４４は各ピン
ホールに挿入された円錐台形状透明体のアレイ、４５は
筐体である。
【０００７】筐体の内壁面および、ピンホール板の筐体
内に向いた面は光を鏡面反射または拡散反射する反射面
を有している。図６に示すごとく光源から出射された光
線の内、拡散板を通過して透明体の入射面４４１に斜め
に入射された光線は透明体の側面で幾度となく全反射を
繰り返すが、その度ごとに傾きが小さくなる。そして、
透明体の出射面４４２から出射される時点では底面に対
して概略法線方向となる角度で出射される。
内に向いた面は光を鏡面反射または拡散反射する反射面
を有している。図６に示すごとく光源から出射された光
線の内、拡散板を通過して透明体の入射面４４１に斜め
に入射された光線は透明体の側面で幾度となく全反射を
繰り返すが、その度ごとに傾きが小さくなる。そして、
透明体の出射面４４２から出射される時点では底面に対
して概略法線方向となる角度で出射される。
【０００８】図６に示されるような透明体の出射面の直
径Ｄと光線出射角度θo 、入射面の直径ｄと光線入射角
度θi との間には、概略、 Ｄ・ｓｉｎθo ＝ｄ・ｓｉｎθi なる関係がある。従って、例えば入射面へ入射角度０〜
９０度の光線が入射し、これを法線から２０度以内の角
度の指向性を与えて出射するためには、Ｄとｄの比率を
ほぼ３対１にする必要がある。また、本式が成り立つた
めには、透明体の高さｈがある程度長くなくてはなら
ず、実験的にはｈはＤの十数倍の長さが必要なことが分
かっている。
径Ｄと光線出射角度θo 、入射面の直径ｄと光線入射角
度θi との間には、概略、 Ｄ・ｓｉｎθo ＝ｄ・ｓｉｎθi なる関係がある。従って、例えば入射面へ入射角度０〜
９０度の光線が入射し、これを法線から２０度以内の角
度の指向性を与えて出射するためには、Ｄとｄの比率を
ほぼ３対１にする必要がある。また、本式が成り立つた
めには、透明体の高さｈがある程度長くなくてはなら
ず、実験的にはｈはＤの十数倍の長さが必要なことが分
かっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】以上説明した従来のバ
ックライトの構成においては、透明体の高さｈがある程
度長くなくてはならず、ｈはＤの十数倍の長さが必要で
あるため、この透明体の頂角φは数度程度の非常に尖っ
た形状になる。従って、ピンホール板の径の僅かな誤差
でも透明体の挿入量が異なり、アレイを構成した時の出
射面に段差が生じることがある。
ックライトの構成においては、透明体の高さｈがある程
度長くなくてはならず、ｈはＤの十数倍の長さが必要で
あるため、この透明体の頂角φは数度程度の非常に尖っ
た形状になる。従って、ピンホール板の径の僅かな誤差
でも透明体の挿入量が異なり、アレイを構成した時の出
射面に段差が生じることがある。
【００１０】この段差は黒い筋状となり、バックライト
の輝度均一性を損なう。特に、透明体の高さはバックラ
イトの厚みに直接影響するため、透明体は極力小さくす
る必要があるが、小さくすると入射面も小さくなり、こ
のピンホール径の許容誤差が更に厳しくなるという問題
点があった。
の輝度均一性を損なう。特に、透明体の高さはバックラ
イトの厚みに直接影響するため、透明体は極力小さくす
る必要があるが、小さくすると入射面も小さくなり、こ
のピンホール径の許容誤差が更に厳しくなるという問題
点があった。
【００１１】例えば、 Ｄ＝６ｍｍ、ｄ＝２ｍｍ、ｈ＝７５ｍｍ とすると、 φ＝２×ｔａｎ-1（Ｄ−ｄ）／２ｈ＝３° となる。またピンホール径の誤差による挿入量の変化は
誤差１ｍｍに対して２５ｍｍにもなる。これによれば、
ドリル等を用いてピンホールをあける場合、精度±０．
１ｍｍ程度しかないため２．５ｍｍの段差が生じること
になる。
誤差１ｍｍに対して２５ｍｍにもなる。これによれば、
ドリル等を用いてピンホールをあける場合、精度±０．
１ｍｍ程度しかないため２．５ｍｍの段差が生じること
になる。
【００１２】この挿入量変化は円錐透明体の形状が同じ
（即ち、相似形）である限り、変わらないため、例に掲
げた程度の大きさが縮小限界となり、非常にバックライ
トの高さが大きくなる。また、隣接するピンホール間の
距離の誤差も問題となり、狭い場所では透明体の挿入が
不充分となってやはり段差の原因となる。
（即ち、相似形）である限り、変わらないため、例に掲
げた程度の大きさが縮小限界となり、非常にバックライ
トの高さが大きくなる。また、隣接するピンホール間の
距離の誤差も問題となり、狭い場所では透明体の挿入が
不充分となってやはり段差の原因となる。
【００１３】さらに、多数のピンホールを設ける必要が
あるため、加工に非常に時間がかかるという問題もあ
る。加工時間に関しては、打ち抜き等の方法が採られれ
ば良いが、ピンホールの数が非常に多く打ち抜き圧力が
過大になるため困難である。
あるため、加工に非常に時間がかかるという問題もあ
る。加工時間に関しては、打ち抜き等の方法が採られれ
ば良いが、ピンホールの数が非常に多く打ち抜き圧力が
過大になるため困難である。
【００１４】本発明は以上のような状況から、ドリルを
用いずに、多数のピンホールを精度よく一括形成するこ
とにより、簡単且つ容易に輝度均一性の優れたバックラ
イトを提供することを目的としたものである。
用いずに、多数のピンホールを精度よく一括形成するこ
とにより、簡単且つ容易に輝度均一性の優れたバックラ
イトを提供することを目的としたものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記のような
目的を達成するため、少なくとも、複数の円錐台形状透
明体と、複数のピンホールを設けたピンホール板と、光
源とを有し、前記円錐台形状透明体は、光を径の小さい
入射面から径の大きい出射面に導光するものであり、前
記ピンホール板は、裏面に反射膜が設けられ、前記円錐
台形状透明体の入射面が裏面に突出するように表面側か
らピンホールに挿着されているものであり、前記光源
は、前記ピンホール板の裏面に対向して配置してなるバ
ックライトに関して、以下のような構成で実現すること
ができる。
目的を達成するため、少なくとも、複数の円錐台形状透
明体と、複数のピンホールを設けたピンホール板と、光
源とを有し、前記円錐台形状透明体は、光を径の小さい
入射面から径の大きい出射面に導光するものであり、前
記ピンホール板は、裏面に反射膜が設けられ、前記円錐
台形状透明体の入射面が裏面に突出するように表面側か
らピンホールに挿着されているものであり、前記光源
は、前記ピンホール板の裏面に対向して配置してなるバ
ックライトに関して、以下のような構成で実現すること
ができる。
【００１６】即ち、前記ピンホール板は透明体と一体と
なった樹脂の層であって、かつ該入射面が突出している
側の樹脂層表面に反射膜が形成されるように円錐台状透
明体アレイを構成し、または、前記ピンホール板は薄い
金属板を多数重ね合わせた構造であって、かつ該入射面
が突出している側のピンホール板表面に反射膜が形成さ
れるように円錐台状透明体アレイを構成する。
なった樹脂の層であって、かつ該入射面が突出している
側の樹脂層表面に反射膜が形成されるように円錐台状透
明体アレイを構成し、または、前記ピンホール板は薄い
金属板を多数重ね合わせた構造であって、かつ該入射面
が突出している側のピンホール板表面に反射膜が形成さ
れるように円錐台状透明体アレイを構成する。
【００１７】このような本発明の構成によれば、ドリル
等を用いずに、多数のピンホールを精度良く一括形成す
る事が出来るため、輝度均一性の優れたバックライトを
提供することが可能となる。
等を用いずに、多数のピンホールを精度良く一括形成す
る事が出来るため、輝度均一性の優れたバックライトを
提供することが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、図１(a) 〜図３(c) によ
り、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
り、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１９】図１(a) 〜図１(e) は第１の実施例であっ
て、図１(a) に示すように多数の円錐透明体４４が、ゲ
ージ６内に配列されている。ゲージには透明体頂点の位
置出し穴６１が設けられている。この状態でモノマー状
のアクリル等非常に流れ性の良い樹脂を流し込んで樹脂
層６２を形成してこれを硬化させると、硬化後の形状は
図１(b) の如くなる。
て、図１(a) に示すように多数の円錐透明体４４が、ゲ
ージ６内に配列されている。ゲージには透明体頂点の位
置出し穴６１が設けられている。この状態でモノマー状
のアクリル等非常に流れ性の良い樹脂を流し込んで樹脂
層６２を形成してこれを硬化させると、硬化後の形状は
図１(b) の如くなる。
【００２０】この樹脂層の下面に図１(c) に示すように
Ａｇ、Ａｌ等の反射面を形成した後、本図(d) に示すよ
うに突出している透明体の頂点部のみ切削して平坦化、
研磨を行えば、円錐台形状が得られるとともに、入射面
の反射膜431 が除去できる。
Ａｇ、Ａｌ等の反射面を形成した後、本図(d) に示すよ
うに突出している透明体の頂点部のみ切削して平坦化、
研磨を行えば、円錐台形状が得られるとともに、入射面
の反射膜431 が除去できる。
【００２１】入射面付近の拡大図を図１(e) に示すが、
透明体と樹脂層の間には界面が生じているため、入射し
た光線は界面で全反射を生じ、破線に示すような樹脂層
への透過は生じない。
透明体と樹脂層の間には界面が生じているため、入射し
た光線は界面で全反射を生じ、破線に示すような樹脂層
への透過は生じない。
【００２２】本実施例によれば、円錐透明体自体の頂点
径誤差も吸収され、非常に容易にピンホール板が形成さ
れる。また、図２(d) は第２の実施例であって、非常に
薄い金属板を重ね合わせた構成になっている。各金属板
はエッチングによる穴あけを行っており、図２(a) 〜図
２(c) に示すようにレジスト塗布後、マスクを重ね合わ
せ露光によるレジスト剥離、板材エッチングを行い、そ
の後接着等での貼り合わせ、反射膜付けを行い完成とな
る。本実施例によれば、穴径、間隔誤差はマスク精度に
よって決まるが、従来のドリル穴あけと比べて１／１０
程度に抑えることができる。
径誤差も吸収され、非常に容易にピンホール板が形成さ
れる。また、図２(d) は第２の実施例であって、非常に
薄い金属板を重ね合わせた構成になっている。各金属板
はエッチングによる穴あけを行っており、図２(a) 〜図
２(c) に示すようにレジスト塗布後、マスクを重ね合わ
せ露光によるレジスト剥離、板材エッチングを行い、そ
の後接着等での貼り合わせ、反射膜付けを行い完成とな
る。本実施例によれば、穴径、間隔誤差はマスク精度に
よって決まるが、従来のドリル穴あけと比べて１／１０
程度に抑えることができる。
【００２３】以上の実施例によれば、ピンホール精度が
非常に向上する。その結果、円錐透明体の大きさを従来
の数分の１に縮小することが可能となる。図３(a) は、
実施例１または実施例２を用いたバックライトの構成例
である。円錐導光体を縮小すると１台のＬＣＤユニット
当たりに必要となる円錐導光体の数が多くなるため、図
４に示すように複数本の円錐台形状透明体をアレイ状に
成形して作業効率向上を図った。
非常に向上する。その結果、円錐透明体の大きさを従来
の数分の１に縮小することが可能となる。図３(a) は、
実施例１または実施例２を用いたバックライトの構成例
である。円錐導光体を縮小すると１台のＬＣＤユニット
当たりに必要となる円錐導光体の数が多くなるため、図
４に示すように複数本の円錐台形状透明体をアレイ状に
成形して作業効率向上を図った。
【００２４】また、光源として用いられる陰極管は、一
般的にその製造工程上、図３(c) に示すような蛍光体４
１１の膜厚不均一が生じ、発光輝度４１２にある一定の
非対称性が生じる。すなわち、実線で示される発光輝線
４１２は、一部破線で示したような対称形からずれてい
る。そこで、図３(b) に示すように多数の陰極管をガス
封入後の封入口を基準にして交互に配置し、発光面全体
の輝度を対称にした。
般的にその製造工程上、図３(c) に示すような蛍光体４
１１の膜厚不均一が生じ、発光輝度４１２にある一定の
非対称性が生じる。すなわち、実線で示される発光輝線
４１２は、一部破線で示したような対称形からずれてい
る。そこで、図３(b) に示すように多数の陰極管をガス
封入後の封入口を基準にして交互に配置し、発光面全体
の輝度を対称にした。
【００２５】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば極めて簡単な構成で正立結像レンズアレイの開
口角に合うように出射光線に指向性を持たせることが可
能となり、画像がより自然な大型マルチディスプレイの
実現に寄与することが期待出来る。
によれば極めて簡単な構成で正立結像レンズアレイの開
口角に合うように出射光線に指向性を持たせることが可
能となり、画像がより自然な大型マルチディスプレイの
実現に寄与することが期待出来る。
【図１】 本発明の第１の実施例を示す図。
【図２】 本発明の第２の実施例を示す図。
【図３】 バックライトの構成例を示す図。
【図４】 円錐台形状透明体アレイを示す図。
【図５】 マルチディスプレイ方式の一例を示す図。
【図６】 透明体の光線の入出射の関係を示す図。
【図７】 従来のバックライトの構成例を示す図。
１はＬＣＤ等の透過型パネル、 ２は正立等倍像を形成するマイクロレンズアレイ、 ３は正立等倍像を拡大するための凹面のフレネルレン
ズ、 ４はバックライト、 ５はスクリーン、 ６はゲージ、 ４１は冷陰極管、熱陰極管等の管状光源、 ４２は光線の分布を均一化する拡散板、 ４３は多数のピンホールが設けられたピンホール板、 ４４は各ピンホールに挿入された円錐台形状透明体のア
レイ、 ４５は筐体、 ６１は透明体頂点の位置出し穴、 ６２は樹脂層、 ４１１は蛍光体、 ４１２は発光輝度、 ４３１は反射膜、 ４４１は透明体の入射面、 ４４２は透明体の出射面。
ズ、 ４はバックライト、 ５はスクリーン、 ６はゲージ、 ４１は冷陰極管、熱陰極管等の管状光源、 ４２は光線の分布を均一化する拡散板、 ４３は多数のピンホールが設けられたピンホール板、 ４４は各ピンホールに挿入された円錐台形状透明体のア
レイ、 ４５は筐体、 ６１は透明体頂点の位置出し穴、 ６２は樹脂層、 ４１１は蛍光体、 ４１２は発光輝度、 ４３１は反射膜、 ４４１は透明体の入射面、 ４４２は透明体の出射面。
Claims (4)
- 【請求項１】 少なくとも、複数の円錐台形状透明体
と、複数のピンホールを設けたピンホール板と、光源と
を有し、 前記円錐台形状透明体は、光を径の小さい入射面から径
の大きい出射面に導光するものであり、 前記ピンホール板は、裏面に反射膜が設けられ、前記円
錐台形状透明体の入射面が裏面に突出するように表面側
からピンホールに挿着されているものであり、 前記光源は、前記ピンホール板の裏面に対向して配置し
てなることを特徴とする指向性バックライト。 - 【請求項２】 前記ピンホール板は、ピンホールを有す
る金属薄膜を多数枚重ね合わせたものであり、前記円錐
台形状透明体の入射面が突出する裏面に反射膜を有する
ものである請求項１記載の指向性バックライト。 - 【請求項３】 複数の円錐台形状透明体と、該円錐台形
状透明体を挿入するピンホールを設けたピンホール板
と、複数の陰極管とを有し、 前記円錐台形状透明体は、複数の円錐台形状透明体を１
列に連結した円錐台形状透明体アレイ状構造であり、 前記陰極管は、並行に配置されてそのガラス管封入口の
向きが交互に反対側に置かれていることを特徴とする指
向性バックライト。 - 【請求項４】 底面に円錐形状透明体の頂点が挿入され
る位置合わせ穴が設けられた箱状ケースに、円錐形状透
明体をその頂点を下にして配列し、次いで、該箱状ケー
ス内の底部に樹脂を流し込んで硬化させ樹脂層を形成
し、次いで、前記円錐形状透明体の頂点が突出した側に
反射膜を形成し、次いで、円錐形状透明体頂点部のみを
切削して平坦化し、次いで、前記円錐形状透明体が円錐
台形状になるように、該円錐形状透明体頂点部のみを切
削して平坦にする工程を含むことを特徴とする指向性バ
ックライトの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23830195A JPH0980236A (ja) | 1995-09-18 | 1995-09-18 | 指向性バックライトとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23830195A JPH0980236A (ja) | 1995-09-18 | 1995-09-18 | 指向性バックライトとその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0980236A true JPH0980236A (ja) | 1997-03-28 |
Family
ID=17028172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23830195A Withdrawn JPH0980236A (ja) | 1995-09-18 | 1995-09-18 | 指向性バックライトとその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0980236A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008173850A (ja) * | 2007-01-18 | 2008-07-31 | Fujifilm Corp | 紫外線硬化型インクジェット記録装置 |
-
1995
- 1995-09-18 JP JP23830195A patent/JPH0980236A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008173850A (ja) * | 2007-01-18 | 2008-07-31 | Fujifilm Corp | 紫外線硬化型インクジェット記録装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20021203 |