JPS602916A - 投写式液晶表示装置 - Google Patents
投写式液晶表示装置Info
- Publication number
- JPS602916A JPS602916A JP58111194A JP11119483A JPS602916A JP S602916 A JPS602916 A JP S602916A JP 58111194 A JP58111194 A JP 58111194A JP 11119483 A JP11119483 A JP 11119483A JP S602916 A JPS602916 A JP S602916A
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- JP
- Japan
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- panel
- liquid crystal
- screen
- light
- light source
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/1313—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells specially adapted for a particular application
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Optics & Photonics (AREA)
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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】
本発明は投写式液晶表示装置に関するものであるＯ
従来、投写式の表示装置としては映画やスライド、ある
いは、ＯＲＴによるプロジエクシぢンテレビがあった。
いは、ＯＲＴによるプロジエクシぢンテレビがあった。
映画やスライドは７°イルム上に焼きつけられた像を投
写するわけであるが、フィルムという制約上、入力信号
に対してオンライン的に画像を見ることは不可能であっ
た〇一方プロジエクションテレビは、０ＲＴ（ブラウン
管）そのものが、２６インチ以上の大画面を構成するこ
とは物理的に制約が大きいことから誕生した方式である
が、ＣＲＴの発射光をそのまま投映するため、ＣＲＴの
明かるさがかなり必要となり、そのため特殊なＣＲＴを
大電力で用い、クーリングして用いるという非常に大き
なシステムであり、家庭内に容易に持ち込み圧くいとい
う欠点があった。
写するわけであるが、フィルムという制約上、入力信号
に対してオンライン的に画像を見ることは不可能であっ
た〇一方プロジエクションテレビは、０ＲＴ（ブラウン
管）そのものが、２６インチ以上の大画面を構成するこ
とは物理的に制約が大きいことから誕生した方式である
が、ＣＲＴの発射光をそのまま投映するため、ＣＲＴの
明かるさがかなり必要となり、そのため特殊なＣＲＴを
大電力で用い、クーリングして用いるという非常に大き
なシステムであり、家庭内に容易に持ち込み圧くいとい
う欠点があった。
又、光量が不十分で、スクリーン上の明かるさが不十分
なことと、５管の光をスクリーン上で合成するため、ス
クリーン位置とシステム位置を微妙に調整してもスクリ
ーン上で色ずれを起こしやすく、全体として非常に画質
が低下しており、かなり見にくい画面であった。又シス
テムが、特殊で大型なＣＲＴや、特殊の電源、＊整糸を
備えておリ、コスト的にかなり高いものである。これら
の結果、大画面テレビ、又は投写式テレビの利点を生か
しきれずに、普及が遅れている。
なことと、５管の光をスクリーン上で合成するため、ス
クリーン位置とシステム位置を微妙に調整してもスクリ
ーン上で色ずれを起こしやすく、全体として非常に画質
が低下しており、かなり見にくい画面であった。又シス
テムが、特殊で大型なＣＲＴや、特殊の電源、＊整糸を
備えておリ、コスト的にかなり高いものである。これら
の結果、大画面テレビ、又は投写式テレビの利点を生か
しきれずに、普及が遅れている。
従って、本発明はこのような欠点を除去し、扱いやすく
、システムもコンパクトになりかつ低価格が実現できる
ような手段を提供するものであり、本発明は、液晶の利
点である透過特性を利用して液晶面の画像をスクリーン
十に投写するものである０ 第１図は本発明の原理図であり、１パネル方式である。
、システムもコンパクトになりかつ低価格が実現できる
ような手段を提供するものであり、本発明は、液晶の利
点である透過特性を利用して液晶面の画像をスクリーン
十に投写するものである０ 第１図は本発明の原理図であり、１パネル方式である。
光源１とレンズ２，４、及びスクリーン５に対し、像形
成として液晶パネル６が配置されている。レンズや光源
、スクリーン等の光学系は同一機能を果たせば省略、追
加等のバリエーションは何でもよい。液晶パネル６は基
本的にはＴＮ（ツィステッド・ネマチック）方式として
、偏光板７，８がパネルをはさんでいる。液晶パネルは
、ガラス板により液晶材料をはさんでおり、液晶に電圧
を印加することにより、その透過率をコントロールする
、即ち液晶シャッタとして利用する〇カラーフィルタ６
は、カラー画像を再現するためのもので、パネルの内面
に形成してもよいし、偏光板７より光源側に配置しても
よい。この方式の特徴は光学系は、単なるランプ等から
なる光源とレンズ、スクリーンで簡単に構成でき、又液
晶パネルは本来非常にうすいものであるから、システム
はコンパクトに、低価格に、同時に非常に扱いやすくで
きることである。例えばレンズ４からス′クリーン５ま
での距離が変化しても、この方式ではレンズ４により７
オーカシングが簡単にできる０又画面サイズはレンズ４
の焦点距離を変えると任意に選ぶことができる◇これは
従来の投写式のＣＲＴでは実現不可能な特徴である。
成として液晶パネル６が配置されている。レンズや光源
、スクリーン等の光学系は同一機能を果たせば省略、追
加等のバリエーションは何でもよい。液晶パネル６は基
本的にはＴＮ（ツィステッド・ネマチック）方式として
、偏光板７，８がパネルをはさんでいる。液晶パネルは
、ガラス板により液晶材料をはさんでおり、液晶に電圧
を印加することにより、その透過率をコントロールする
、即ち液晶シャッタとして利用する〇カラーフィルタ６
は、カラー画像を再現するためのもので、パネルの内面
に形成してもよいし、偏光板７より光源側に配置しても
よい。この方式の特徴は光学系は、単なるランプ等から
なる光源とレンズ、スクリーンで簡単に構成でき、又液
晶パネルは本来非常にうすいものであるから、システム
はコンパクトに、低価格に、同時に非常に扱いやすくで
きることである。例えばレンズ４からス′クリーン５ま
での距離が変化しても、この方式ではレンズ４により７
オーカシングが簡単にできる０又画面サイズはレンズ４
の焦点距離を変えると任意に選ぶことができる◇これは
従来の投写式のＣＲＴでは実現不可能な特徴である。
第２図は本発明に用いる液晶パネルの構成例である◇液
晶は通常では多重化がむずかしく、そのため使用する走
査線数が少なく解像度が落ちざるを得なかったが、（イ
）に示すようなアクティブマトリックス方式によりこの
欠点を解決している。
晶は通常では多重化がむずかしく、そのため使用する走
査線数が少なく解像度が落ちざるを得なかったが、（イ
）に示すようなアクティブマトリックス方式によりこの
欠点を解決している。
走査線に対応するタイミング線１２によりトランジスタ
１０がＯＮし、表示データをデータ線１３を介して画素
に配置されている液晶駆動電極１１に書き込む。その後
トランジスタ１０がＯＦＦしても、書き込まれた表示デ
ータはそのまま保持され、液晶を駆動する。ここに用い
るトランジスタ１０は透明基板上に形成する必要がある
ので、多結晶性、又はアモルファスのシリコン薄膜トラ
ンジスタ（ＴＰＴ）が使われる。（ロ）はＴＰＴを用い
た液晶パネルの断面図であり、ガラス基板１６にＴＰＴ
が搭載され、駆動電Ｆｆ！１９が形成されている０又対
向ガラス１５上に駆動電極２０が形成され、シール剤１
７により、液晶側斜１８が封じられている。一方カラー
フィルタはガラス基板１４上に赤、青、緑の３原色フィ
ルタ層２１により構成されており、駆動電極１９とアラ
イメントされている・（ハ）はＴＰＴを用いたパネルの
他の構成例であり、対向ガラス１５上にフィルタ層２２
及び駆動電極２６が形成されており、この方式の特徴は
、液晶パネル内面にカラーフィルタ層が形成されている
ため、入射光の入射角度が多少ずれても色ずれを起こさ
ないし、入射光の平行度がずれて、極端な場合単純な散
乱光でも使えることにある。
１０がＯＮし、表示データをデータ線１３を介して画素
に配置されている液晶駆動電極１１に書き込む。その後
トランジスタ１０がＯＦＦしても、書き込まれた表示デ
ータはそのまま保持され、液晶を駆動する。ここに用い
るトランジスタ１０は透明基板上に形成する必要がある
ので、多結晶性、又はアモルファスのシリコン薄膜トラ
ンジスタ（ＴＰＴ）が使われる。（ロ）はＴＰＴを用い
た液晶パネルの断面図であり、ガラス基板１６にＴＰＴ
が搭載され、駆動電Ｆｆ！１９が形成されている０又対
向ガラス１５上に駆動電極２０が形成され、シール剤１
７により、液晶側斜１８が封じられている。一方カラー
フィルタはガラス基板１４上に赤、青、緑の３原色フィ
ルタ層２１により構成されており、駆動電極１９とアラ
イメントされている・（ハ）はＴＰＴを用いたパネルの
他の構成例であり、対向ガラス１５上にフィルタ層２２
及び駆動電極２６が形成されており、この方式の特徴は
、液晶パネル内面にカラーフィルタ層が形成されている
ため、入射光の入射角度が多少ずれても色ずれを起こさ
ないし、入射光の平行度がずれて、極端な場合単純な散
乱光でも使えることにある。
この方式は、原理的に原液晶パネルの像を拡大再生して
みることになるので、光源は輝度の高１／）ランプが必
要となる。この結果パネル面での照度は非常に高く、１
０万Ｑｙｅ〜５０万Ｑｒ、となる〇一方ＴＦＴは半導体
であるが由に光に対しては、起電力が働き・ トランジ
スタがＯＦＩの状卯であっても、光電流によってＯＮ状
態に近づいてしまい、表示画面のコントラストが著しく
低下する。
みることになるので、光源は輝度の高１／）ランプが必
要となる。この結果パネル面での照度は非常に高く、１
０万Ｑｙｅ〜５０万Ｑｒ、となる〇一方ＴＦＴは半導体
であるが由に光に対しては、起電力が働き・ トランジ
スタがＯＦＩの状卯であっても、光電流によってＯＮ状
態に近づいてしまい、表示画面のコントラストが著しく
低下する。
通常このコントラストの低下が起こり始める照度は、白
色光で約１０万Ｑπであり・光の波長で言えば長波長側
、即ち赤色から赤外が最も吸収する帯域である。この光
によるコントラスト低下を防ぐ手段は、カラーフィルタ
を液晶材料より光源側に配置し、ＴＰＴを搭載したガラ
ス基板は、液晶材料から光源と反対側へ置くことにある
。この結果、ＴＦＴ面へは、必ずカラーフィルタを介し
た光が入射されるので、青、緑は等測的に１／１０以下
の光量、又赤でも１１５の光量に落とされるので、強烈
な光入射に起因するＴＰＴの光電流の誘起は押えられ、
画像のコントラストが低下し見にくくなる現象は防ぐこ
とができる。
色光で約１０万Ｑπであり・光の波長で言えば長波長側
、即ち赤色から赤外が最も吸収する帯域である。この光
によるコントラスト低下を防ぐ手段は、カラーフィルタ
を液晶材料より光源側に配置し、ＴＰＴを搭載したガラ
ス基板は、液晶材料から光源と反対側へ置くことにある
。この結果、ＴＦＴ面へは、必ずカラーフィルタを介し
た光が入射されるので、青、緑は等測的に１／１０以下
の光量、又赤でも１１５の光量に落とされるので、強烈
な光入射に起因するＴＰＴの光電流の誘起は押えられ、
画像のコントラストが低下し見にくくなる現象は防ぐこ
とができる。
第１図に示す１パネル投写方式は、パネル面での分解能
が十分必要なこと、光量が十分に必要なことが要求され
るが、パネルの形成上その分解能の高い、即ちきめの細
かい画面がむずがしいことがある０そこで３パネル投写
方式が優利になることがある。
が十分必要なこと、光量が十分に必要なことが要求され
るが、パネルの形成上その分解能の高い、即ちきめの細
かい画面がむずがしいことがある０そこで３パネル投写
方式が優利になることがある。
３パネル投写方式は、赤、青、緑に対応する５つの画面
を重ね合わせる方式かあり、６枚の光量を合成するので
、もとの光量が下げられる、同一分解能のパネルなら１
パネル方式に比し分解能は３倍向上する、という利点の
他カラーフィルタは３色が微細配置されたものでなくて
単色のベタフィルタでよいこと、画素欠陥が６枚とも同
位置に生じる可能性は非常に少ないので、固定画素欠陥
を消去できる等のメリットがある。
を重ね合わせる方式かあり、６枚の光量を合成するので
、もとの光量が下げられる、同一分解能のパネルなら１
パネル方式に比し分解能は３倍向上する、という利点の
他カラーフィルタは３色が微細配置されたものでなくて
単色のベタフィルタでよいこと、画素欠陥が６枚とも同
位置に生じる可能性は非常に少ないので、固定画素欠陥
を消去できる等のメリットがある。
第６図〜第５図は本発明に用いる３パネル光合成投写方
式における光学系の構成例である。いずれもレンズろ１
．５０．７０の一軸上ＩＣ３パネルの光を合成しており
、レンズがらスクリーンまでの距離や、投写サイズの変
更に対しても、単純にレンズの操作のみで焦点を合わせ
るという、操作が簡単化されているのが特徴である。
式における光学系の構成例である。いずれもレンズろ１
．５０．７０の一軸上ＩＣ３パネルの光を合成しており
、レンズがらスクリーンまでの距離や、投写サイズの変
更に対しても、単純にレンズの操作のみで焦点を合わせ
るという、操作が簡単化されているのが特徴である。
第３図は半透過プリズム３０を用いて光軸合成を行なう
例である。液晶パネル５３〜３５をはさむように偏光板
３６〜３８．３９〜４１と単色のカラーフィルタ４３〜
４５が配置しである。光源４５〜４７からの光は単色の
カラーフィルタ４３〜４５を透過することにより、赤、
ａ、青の光になり、パネルに入射する。各パネルには、
テレビ信号であれば色復調されたビデオ信号が対応する
各フィルタの配置されたパネルに入力される。
例である。液晶パネル５３〜３５をはさむように偏光板
３６〜３８．３９〜４１と単色のカラーフィルタ４３〜
４５が配置しである。光源４５〜４７からの光は単色の
カラーフィルタ４３〜４５を透過することにより、赤、
ａ、青の光になり、パネルに入射する。各パネルには、
テレビ信号であれば色復調されたビデオ信号が対応する
各フィルタの配置されたパネルに入力される。
第４図は半透過ミラー５２．５３を利用した例であり、
光源６２〜６４からの光はカラーフィルタ５９〜６１を
透過し、更にパネル５６〜５日（偏光板は省略しである
）を通過後、全反射ミラー５４〜５５と半透過ミラー５
２．５３により、レンズ５０の一軸上に合成される。当
然レンズ５゜から各パネルまでの光路長は同一になるよ
う調整される。
光源６２〜６４からの光はカラーフィルタ５９〜６１を
透過し、更にパネル５６〜５日（偏光板は省略しである
）を通過後、全反射ミラー５４〜５５と半透過ミラー５
２．５３により、レンズ５０の一軸上に合成される。当
然レンズ５゜から各パネルまでの光路長は同一になるよ
う調整される。
第５図は同様に半透過ミラー７５．７６を用いた他の実
施例であり、全透過ミラーを省略している。
施例であり、全透過ミラーを省略している。
以上の実施例は、いずれも光路中に半透過膜を挿入して
合成している。従って光源の光量が十分ある場合は問題
ないが、少ない場合半透過膜での光ロスを最少にしたく
なる。この時は各３つの光束が、赤、緑、青と波長が異
なるということと・ＴＮ液晶の性質上偏光していること
を利用する。
合成している。従って光源の光量が十分ある場合は問題
ないが、少ない場合半透過膜での光ロスを最少にしたく
なる。この時は各３つの光束が、赤、緑、青と波長が異
なるということと・ＴＮ液晶の性質上偏光していること
を利用する。
第６図は光学ガラス８０に干渉膜８１を形成する。この
干渉膜は例えば（ロ）のように赤色光は透過、赤色光以
外は反射する性質があり、この結果（イ）に示すように
赤色光と緑色光を互いにロスなく合成することが可能で
ある。
干渉膜は例えば（ロ）のように赤色光は透過、赤色光以
外は反射する性質があり、この結果（イ）に示すように
赤色光と緑色光を互いにロスなく合成することが可能で
ある。
第７図は偏光面を利用する方法である。ＴＮ液晶は両面
に偏光板を用いて表示させている。この結果パネルから
人間の眼に入射する光は原理的に偏向光である。従って
例え；ば緑と青、赤と緑で偏光面を９０°ずらしておく
と偏光面の選択的な透過、反射が可能になる。光学ガラ
ス８２上に・透過特性のよい偏光反射面８３を偏光面が
水平になるよう形成する。赤色光は水平偏光させておく
とそのまま透過するが、緑色光は垂直偏光させであるの
で、反射する。
に偏光板を用いて表示させている。この結果パネルから
人間の眼に入射する光は原理的に偏向光である。従って
例え；ば緑と青、赤と緑で偏光面を９０°ずらしておく
と偏光面の選択的な透過、反射が可能になる。光学ガラ
ス８２上に・透過特性のよい偏光反射面８３を偏光面が
水平になるよう形成する。赤色光は水平偏光させておく
とそのまま透過するが、緑色光は垂直偏光させであるの
で、反射する。
第８図は、このようにして液晶パネルを用いて作成した
投写型画像表示装置であり、投写本体８６から出た光束
８８はスクリーン８７に投映される。本方式は従来のブ
ラウン管投写型に比して、光量がランプの明かるさに依
存し、自由に設定できる、透過式薄型液晶パネルを用い
ているので、光学系が簡略化され、システムがコンパク
トにまとまると同時に画面の拡大や、スクリーンまでの
位■′（が自由に変えられるので、操作が楽になるとい
う効果がある。
投写型画像表示装置であり、投写本体８６から出た光束
８８はスクリーン８７に投映される。本方式は従来のブ
ラウン管投写型に比して、光量がランプの明かるさに依
存し、自由に設定できる、透過式薄型液晶パネルを用い
ているので、光学系が簡略化され、システムがコンパク
トにまとまると同時に画面の拡大や、スクリーンまでの
位■′（が自由に変えられるので、操作が楽になるとい
う効果がある。
第１図ＧＪ本発明に用いる液晶パネル６を用いた投写式
画像表示装置の原理図。 １・・・光源 ６，８・・・偏光板 ７・・・カラーフィルタ 第２図（イ） 、 （ロ） 、 ｆ→は本発明に用いる
ＴＰＴを用いた液晶パネルの構成図。 第３図〜第５図は、３パネル合成方式の実施例０３６〜
３５．５６〜５８．７２〜７４・・・液晶パネル ３０
・・・半透過プリズム− ５２、５３１，７５、７６・・・半透過ミラー第６図（
イ）、（ロ）は本発明に用いる干渉膜を用いた半透過ミ
ラーの実施例。 第７図は偏光面の違いを利用した半透過ミラーの実施例
。 第８図は液晶パネルを用いて作成した投写型画像表示装
置。 以 上 出願人 株式会社諏訪精工舎 代理人 弁理士 最上 務 第１図 第２図 第４図 ７Ｉ 第５図 第７図 −■冶−
画像表示装置の原理図。 １・・・光源 ６，８・・・偏光板 ７・・・カラーフィルタ 第２図（イ） 、 （ロ） 、 ｆ→は本発明に用いる
ＴＰＴを用いた液晶パネルの構成図。 第３図〜第５図は、３パネル合成方式の実施例０３６〜
３５．５６〜５８．７２〜７４・・・液晶パネル ３０
・・・半透過プリズム− ５２、５３１，７５、７６・・・半透過ミラー第６図（
イ）、（ロ）は本発明に用いる干渉膜を用いた半透過ミ
ラーの実施例。 第７図は偏光面の違いを利用した半透過ミラーの実施例
。 第８図は液晶パネルを用いて作成した投写型画像表示装
置。 以 上 出願人 株式会社諏訪精工舎 代理人 弁理士 最上 務 第１図 第２図 第４図 ７Ｉ 第５図 第７図 −■冶−
Claims (1)
- （１） カラーフィルタを透過した光を液晶パネルから
なる光シャッタにより制御し、スクリーン上に画像を表
示する投写式液晶表示装置であって、光源からスクリー
ンまでの光路において液晶パネルは簿膜トランジスタを
具備し、前記カラーフィルタは液晶材料より光源側に、
前記薄膜トランジスタを搭載したガラス基板はスクリー
ン側に、それぞれ配置することを特徴とする投写式液晶
表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58111194A JPH0723936B2 (ja) | 1983-06-21 | 1983-06-21 | 投写式表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58111194A JPH0723936B2 (ja) | 1983-06-21 | 1983-06-21 | 投写式表示装置 |
Related Child Applications (3)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1145276A Division JPH02290391A (ja) | 1989-06-09 | 1989-06-09 | 投写式表示装置 |
| JP1145275A Division JPH0723937B2 (ja) | 1989-06-09 | 1989-06-09 | 投写式表示装置 |
| JP7338837A Division JP2606619B2 (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | 投写式表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS602916A true JPS602916A (ja) | 1985-01-09 |
| JPH0723936B2 JPH0723936B2 (ja) | 1995-03-15 |
Family
ID=14554877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58111194A Expired - Lifetime JPH0723936B2 (ja) | 1983-06-21 | 1983-06-21 | 投写式表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0723936B2 (ja) |
Cited By (36)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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