JPS634165B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS634165B2 JPS634165B2 JP56058183A JP5818381A JPS634165B2 JP S634165 B2 JPS634165 B2 JP S634165B2 JP 56058183 A JP56058183 A JP 56058183A JP 5818381 A JP5818381 A JP 5818381A JP S634165 B2 JPS634165 B2 JP S634165B2
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- JP
- Japan
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- electro
- optic
- plates
- image
- optical
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-
- 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
- G02F1/03—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 ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、撮像装置に関するものであつて、固
体電気光学材料で構成されたシヤツタ要素を用い
たことを特徴とするものであり、比較的簡単な構
成で高速度撮影を行なうことができる装置を提供
するものである。
体電気光学材料で構成されたシヤツタ要素を用い
たことを特徴とするものであり、比較的簡単な構
成で高速度撮影を行なうことができる装置を提供
するものである。
従来、シヤツタ要素は機構部品を用いて機械的
に構成されているのが一般的であるが、部品点数
が多くなり、組立調整等に比較的工数を要し、動
作の高速化が図りにくい等の難点がある。一方、
高速現象の解析にあたつては、回転プリズムを用
いて高速度撮影を行なつたり、ストロボを併用し
てTVカメラで被写体を可視化することが行なわ
れている。しかし、前者の方法によれば、回転要
素を含むので機構が複雑になるとともに、可視化
するまでに相当の処理時間を要する。また、後者
の方法によれば、被写体の背景を暗くしなければ
ならないし、発光現象の観測は困難である。そこ
で、これらの欠点を解決するために、高速電子シ
ヤツタ動作を行なうイメージ管と低残像形撮像管
とを組み合わせた撮像装置が提案されているが、
装置が複雑になり、小形化は困難である。また、
経時変化も大きく、機械的衝撃等に弱い。
に構成されているのが一般的であるが、部品点数
が多くなり、組立調整等に比較的工数を要し、動
作の高速化が図りにくい等の難点がある。一方、
高速現象の解析にあたつては、回転プリズムを用
いて高速度撮影を行なつたり、ストロボを併用し
てTVカメラで被写体を可視化することが行なわ
れている。しかし、前者の方法によれば、回転要
素を含むので機構が複雑になるとともに、可視化
するまでに相当の処理時間を要する。また、後者
の方法によれば、被写体の背景を暗くしなければ
ならないし、発光現象の観測は困難である。そこ
で、これらの欠点を解決するために、高速電子シ
ヤツタ動作を行なうイメージ管と低残像形撮像管
とを組み合わせた撮像装置が提案されているが、
装置が複雑になり、小形化は困難である。また、
経時変化も大きく、機械的衝撃等に弱い。
本発明は、これらの欠点を解決したものであつ
て、撮像装置のシヤツタ要素として固体電気光学
材料で構成されたものを用いることを特徴とす
る。
て、撮像装置のシヤツタ要素として固体電気光学
材料で構成されたものを用いることを特徴とす
る。
第１図は、本発明の一実施例を示す構成説明図
であつて、高速TV撮像装置の例を示している。
第１図において、LSは集光レンズ、STは光シヤ
ツタ、ISはイメージセンサ、VMは画像メモリ、
CTLは制御回路、MTはモニタである。被写体像
は集光レンズLSで集光されて光シヤツタSTに入
力され、イメージセンサISに結像される。イメー
ジセンサISに結像された被写体情報は、制御回路
CTLを介して画像メモリVMに格納されるととも
に、モニタMTに送出される。集光レンズLS、
光シヤツタSTおよびイメージセンサISはカメラ
ヘツドCHを構成している。制御回路CTLは、こ
れらカメラヘツドCH、画像メモリVMおよびモ
ニタMTの動作を統轄制御する。
であつて、高速TV撮像装置の例を示している。
第１図において、LSは集光レンズ、STは光シヤ
ツタ、ISはイメージセンサ、VMは画像メモリ、
CTLは制御回路、MTはモニタである。被写体像
は集光レンズLSで集光されて光シヤツタSTに入
力され、イメージセンサISに結像される。イメー
ジセンサISに結像された被写体情報は、制御回路
CTLを介して画像メモリVMに格納されるととも
に、モニタMTに送出される。集光レンズLS、
光シヤツタSTおよびイメージセンサISはカメラ
ヘツドCHを構成している。制御回路CTLは、こ
れらカメラヘツドCH、画像メモリVMおよびモ
ニタMTの動作を統轄制御する。
光シヤツタSTは、固体電気光学材料（たとえ
ばPLZT）で構成されたものであり、比較的低い
駆動電圧で高速シヤツタ動作を行なうものであ
る。第２図は、このような光シヤツタSTの構成
例を示す構成説明図であつて、Ｍ１〜Ｍ３は電気
光学板、Ｐ１〜Ｐ４は偏光板である。電気光学板
Ｍ１〜Ｍ３は、それぞれ１次元方向に沿つて配列
された複数の電極を有するものであり、それら電
極間に電圧を印加して駆動することにより電極間
に電気光学効果による複屈折変化を生じるように
構成されている。第３図は、このような電気光学
板Ｍ１〜Ｍ２の具体例を示す構成説明図である。
第３図において、ａは斜視図であり、ｂは動作説
明図である。第３図に示す電気光学板は、電気光
学基板３（たとえばPLZT）の一方の表面に１次
元方向に沿つて複数の切溝４を設け、各切溝４の
表面に電極５を設けたものである。なお、第３図
の例では切溝４として断面形状が矩形の例を示し
ているが、三角形や円弧形、あるいは線状であつ
てもよい。このように構成された電気光学板の各
電極５にたとえばｂに示すような極性の電圧を印
加することにより、正極性が印加された電極と負
極性が印加された電極との間に電気光学効果によ
る複屈折変化を生じることになる。このように構
成される電気光学板は、前述のように各電極５が
電気光学基板３の厚さ方向に沿つて設けられてい
るので、電気光学基板の表面にのみ電極が設けら
れている場合に比べて内部における光の進行方向
に直交する電界成分は、同じ印加電圧で比較する
と、大きくすることができ、より低電圧で動作を
行なわせることができる。再び第２図において、
各電気光学板Ｍ１〜Ｍ３は、互いに等しい半波長
電圧特性を有している。偏光板Ｐ１〜Ｐ４は、そ
れぞれ所定の偏光面を有している。これら電気光
学板Ｍ１〜Ｍ３と偏光板Ｐ１〜Ｐ４とは、各電気
光学板Ｍ１〜Ｍ３の電極の配列方向が一致すると
ともに、各電気光学板Ｍ１〜Ｍ３の両面に互いに
直交しかつ各電気光学板Ｍ１〜Ｍ３の電極に対し
て45度傾斜した偏光面を形成するようにして順次
重ね合わされている。ａは電気光学板Ｍ１と偏光
板Ｐ１，Ｐ２を重ね合わせた例を示し、ｂは電気
光学板Ｍ１，Ｍ２と偏光板Ｐ１〜Ｐ３を重ね合わ
せた例を示し、ｃは電気光学板Ｍ１〜Ｍ３と偏光
板Ｐ１〜Ｐ４を重ね合わせた例を示している。た
とえばａの構成において、電気光学板MM１の各
電極に所定の電圧が印加され、偏光板Ｐ１側から
非偏波光が入力されると、偏光板Ｐ１からは直線
偏光が出力される。そして、この直線偏光は電気
光学板Ｍ１に入力され、印加電圧の大きさに応じ
た電気光学効果による複屈折変化を受けることに
なる。電気光学板Ｍ１を通過した光は偏光板Ｐ２
に入力され、偏光板Ｐ２の偏光面に応じた直線偏
光が出力される。したがつて、電気光学板Ｍ１に
おける複屈折変化の大きさを制御することによ
り、偏光板Ｐ２から出力される直線偏光の光量を
制御することができる。ｂの構成においては各電
気光学板Ｍ１，Ｍ２の各電極に所定の電圧を同時
に印加することによりａと同様な動作が２回行な
われ、ｃの構成においては各電気光学板Ｍ１〜Ｍ
３の各電極に所定の電圧を同時に印加することに
よりａと同様な動作が３回行なわれることにな
る。第４図は、第２図の各構成例における印加電
圧Ｖと光の透過率Ｔとの関係を示す特性図であつ
て、曲線ａ〜ｃはそれぞれ第２図ａ〜ｃの各構成
例の特性を示している。第４図から明らかなよう
に、ある印加電圧V1における各構成例の透過率
Ta〜TcはTa＞Tb＞Tcとなり、重ね合わせる偏
光板および電気光学板の数の増加に応じて減少
し、透過特性は急岐になる。ところで、電気光学
板Ｍ１〜Ｍ３は、誘電体を電極で挾んだものであ
るので、電源側からみると容量性の負荷となる。
この結果、電圧をパルス的に印加しても電圧は一
定の時間遅れを伴なつて上昇することになり、電
気光学効果は一定の時間遅れを伴なつて発生する
ことになるが、重ね合わせる偏光板と電気光学板
の数に応じて電気光学効果の立上り時間を変える
ことができる。第５図は、第２図の各構成例にお
ける電気光学効果の立上り特性を示した特性図で
あつて、曲線ａ〜ｃはそれぞれ第２図ａ〜ｃの各
構成例の特性を示している。第６図から明らかな
ように、立上り時間はａ＞ｂ＞ｃとなつている。
すなわち、重ね合わせる偏光板および電気光学板
の数の増加に応じて立上り時間を短くすることが
できる。
ばPLZT）で構成されたものであり、比較的低い
駆動電圧で高速シヤツタ動作を行なうものであ
る。第２図は、このような光シヤツタSTの構成
例を示す構成説明図であつて、Ｍ１〜Ｍ３は電気
光学板、Ｐ１〜Ｐ４は偏光板である。電気光学板
Ｍ１〜Ｍ３は、それぞれ１次元方向に沿つて配列
された複数の電極を有するものであり、それら電
極間に電圧を印加して駆動することにより電極間
に電気光学効果による複屈折変化を生じるように
構成されている。第３図は、このような電気光学
板Ｍ１〜Ｍ２の具体例を示す構成説明図である。
第３図において、ａは斜視図であり、ｂは動作説
明図である。第３図に示す電気光学板は、電気光
学基板３（たとえばPLZT）の一方の表面に１次
元方向に沿つて複数の切溝４を設け、各切溝４の
表面に電極５を設けたものである。なお、第３図
の例では切溝４として断面形状が矩形の例を示し
ているが、三角形や円弧形、あるいは線状であつ
てもよい。このように構成された電気光学板の各
電極５にたとえばｂに示すような極性の電圧を印
加することにより、正極性が印加された電極と負
極性が印加された電極との間に電気光学効果によ
る複屈折変化を生じることになる。このように構
成される電気光学板は、前述のように各電極５が
電気光学基板３の厚さ方向に沿つて設けられてい
るので、電気光学基板の表面にのみ電極が設けら
れている場合に比べて内部における光の進行方向
に直交する電界成分は、同じ印加電圧で比較する
と、大きくすることができ、より低電圧で動作を
行なわせることができる。再び第２図において、
各電気光学板Ｍ１〜Ｍ３は、互いに等しい半波長
電圧特性を有している。偏光板Ｐ１〜Ｐ４は、そ
れぞれ所定の偏光面を有している。これら電気光
学板Ｍ１〜Ｍ３と偏光板Ｐ１〜Ｐ４とは、各電気
光学板Ｍ１〜Ｍ３の電極の配列方向が一致すると
ともに、各電気光学板Ｍ１〜Ｍ３の両面に互いに
直交しかつ各電気光学板Ｍ１〜Ｍ３の電極に対し
て45度傾斜した偏光面を形成するようにして順次
重ね合わされている。ａは電気光学板Ｍ１と偏光
板Ｐ１，Ｐ２を重ね合わせた例を示し、ｂは電気
光学板Ｍ１，Ｍ２と偏光板Ｐ１〜Ｐ３を重ね合わ
せた例を示し、ｃは電気光学板Ｍ１〜Ｍ３と偏光
板Ｐ１〜Ｐ４を重ね合わせた例を示している。た
とえばａの構成において、電気光学板MM１の各
電極に所定の電圧が印加され、偏光板Ｐ１側から
非偏波光が入力されると、偏光板Ｐ１からは直線
偏光が出力される。そして、この直線偏光は電気
光学板Ｍ１に入力され、印加電圧の大きさに応じ
た電気光学効果による複屈折変化を受けることに
なる。電気光学板Ｍ１を通過した光は偏光板Ｐ２
に入力され、偏光板Ｐ２の偏光面に応じた直線偏
光が出力される。したがつて、電気光学板Ｍ１に
おける複屈折変化の大きさを制御することによ
り、偏光板Ｐ２から出力される直線偏光の光量を
制御することができる。ｂの構成においては各電
気光学板Ｍ１，Ｍ２の各電極に所定の電圧を同時
に印加することによりａと同様な動作が２回行な
われ、ｃの構成においては各電気光学板Ｍ１〜Ｍ
３の各電極に所定の電圧を同時に印加することに
よりａと同様な動作が３回行なわれることにな
る。第４図は、第２図の各構成例における印加電
圧Ｖと光の透過率Ｔとの関係を示す特性図であつ
て、曲線ａ〜ｃはそれぞれ第２図ａ〜ｃの各構成
例の特性を示している。第４図から明らかなよう
に、ある印加電圧V1における各構成例の透過率
Ta〜TcはTa＞Tb＞Tcとなり、重ね合わせる偏
光板および電気光学板の数の増加に応じて減少
し、透過特性は急岐になる。ところで、電気光学
板Ｍ１〜Ｍ３は、誘電体を電極で挾んだものであ
るので、電源側からみると容量性の負荷となる。
この結果、電圧をパルス的に印加しても電圧は一
定の時間遅れを伴なつて上昇することになり、電
気光学効果は一定の時間遅れを伴なつて発生する
ことになるが、重ね合わせる偏光板と電気光学板
の数に応じて電気光学効果の立上り時間を変える
ことができる。第５図は、第２図の各構成例にお
ける電気光学効果の立上り特性を示した特性図で
あつて、曲線ａ〜ｃはそれぞれ第２図ａ〜ｃの各
構成例の特性を示している。第６図から明らかな
ように、立上り時間はａ＞ｂ＞ｃとなつている。
すなわち、重ね合わせる偏光板および電気光学板
の数の増加に応じて立上り時間を短くすることが
できる。
再び第１図において、イメージセンサISとして
はたとえば電荷結合素子（CCD）を用いる。こ
れにより、カメラヘツドCHはすべて固体素子で
構成されることになり、構成の簡略化、小形化が
図れ、経時変化は小さくなり、機械的衝撃等に対
する強度を高めることもできる。なお、画像メモ
リVM、モニタMTは公知のものを用いる。制御
回路CTLは、前述のように、カメラヘツドCH、
画像メモリVMおよびモニタMTの動作を統轄制
御し、各構成部間での画像信号の授受や各構成部
品への制御信号の送出を行なう。
はたとえば電荷結合素子（CCD）を用いる。こ
れにより、カメラヘツドCHはすべて固体素子で
構成されることになり、構成の簡略化、小形化が
図れ、経時変化は小さくなり、機械的衝撃等に対
する強度を高めることもできる。なお、画像メモ
リVM、モニタMTは公知のものを用いる。制御
回路CTLは、前述のように、カメラヘツドCH、
画像メモリVMおよびモニタMTの動作を統轄制
御し、各構成部間での画像信号の授受や各構成部
品への制御信号の送出を行なう。
第６図は、第１図の装置の動作説明図であつ
て、ａは画像信号波形を示し、ｂは光シヤツタ
STの動作波形を示し、ｃは光シヤツタSTを複数
回動作させる場合の動作波形を示している。光シ
ヤツタSTは、ｂあるいはｃに示すように、画像
信号ａのブランキング期間Tb内に１回あるいは
複数回開閉駆動される。光シヤツタSTを通過し
た光はイメージセンサIS上に被写体像を結び、こ
の被写体像は次のフレーム期間Tf内に読み出さ
れて画像メモリVMおよびモニタMTに送出され
る。これにより、高速現象の実時間解析が行なえ
る。なお、必要に応じて、スキヤンコンバータや
デイジタルフレームメモリ等を付加し、高度の画
像演算処理を行なうこともできる。
て、ａは画像信号波形を示し、ｂは光シヤツタ
STの動作波形を示し、ｃは光シヤツタSTを複数
回動作させる場合の動作波形を示している。光シ
ヤツタSTは、ｂあるいはｃに示すように、画像
信号ａのブランキング期間Tb内に１回あるいは
複数回開閉駆動される。光シヤツタSTを通過し
た光はイメージセンサIS上に被写体像を結び、こ
の被写体像は次のフレーム期間Tf内に読み出さ
れて画像メモリVMおよびモニタMTに送出され
る。これにより、高速現象の実時間解析が行なえ
る。なお、必要に応じて、スキヤンコンバータや
デイジタルフレームメモリ等を付加し、高度の画
像演算処理を行なうこともできる。
ところで、第２図では、各電気光学板Ｍ１〜Ｍ
３を電極の配列方向が一致するようにして重ね合
わせて光シヤツタSTを構成しているので、光の
透過量が不均一になるおそれがある。このような
欠点を解決するためには、たとえば第７図に示す
ように、電気光学板Ｍ１，Ｍ２を電極の配列方向
が直交するように配置すれればよい。なお、偏光
板Ｐ１〜Ｐ３は、各電気光学板Ｍ１，Ｍ２の両面
で互いに平行な偏光板を形成するように配置す
る。これにより、光の透過量の不均一さを改善す
ることができる。なお、第８図のような構成にお
いても、重ね合わせる電気光学板および偏光板を
増加することにより、第４図および第５図と同様
な効果が得られる。
３を電極の配列方向が一致するようにして重ね合
わせて光シヤツタSTを構成しているので、光の
透過量が不均一になるおそれがある。このような
欠点を解決するためには、たとえば第７図に示す
ように、電気光学板Ｍ１，Ｍ２を電極の配列方向
が直交するように配置すれればよい。なお、偏光
板Ｐ１〜Ｐ３は、各電気光学板Ｍ１，Ｍ２の両面
で互いに平行な偏光板を形成するように配置す
る。これにより、光の透過量の不均一さを改善す
ることができる。なお、第８図のような構成にお
いても、重ね合わせる電気光学板および偏光板を
増加することにより、第４図および第５図と同様
な効果が得られる。
なお、上記実施例では、高速TV撮像装置の例
について説明したが、イメージセンサとして感光
フイルムを用いることにより、通常の光学カメラ
が実現できる。また、感光フイルムを光シヤツタ
の開閉動作に応じてコマ送りさせることにより、
高速度カメラが実現できる。
について説明したが、イメージセンサとして感光
フイルムを用いることにより、通常の光学カメラ
が実現できる。また、感光フイルムを光シヤツタ
の開閉動作に応じてコマ送りさせることにより、
高速度カメラが実現できる。
以上説明にしたように、本発明によれば、比較
的簡単な構成で高速度撮影を行なうことのできる
撮像装置が実現でき、実用上の効果は大きい。
的簡単な構成で高速度撮影を行なうことのできる
撮像装置が実現でき、実用上の効果は大きい。
第１図は本発明の一実施例を示す構成説明図、
第２図は第１図で用いる光シヤツタの構成例を示
す構成説明図、第３図は第２図における電気光学
板の具体例の一部を示す構成説明図、第４図は第
２図の光シヤツタにおける印加電圧と光の透過率
との関係を示す特性図、第５図は第２図の光シヤ
ツタにおける電気光学効果の立上り特性図、第６
図は第１図の装置の動作説明図、第７図は光シヤ
ツタの他の構成例を示す構成説明図である。 LS……集光レンズ、ST……光シヤツタ、IS…
…イメージセンサ。
第２図は第１図で用いる光シヤツタの構成例を示
す構成説明図、第３図は第２図における電気光学
板の具体例の一部を示す構成説明図、第４図は第
２図の光シヤツタにおける印加電圧と光の透過率
との関係を示す特性図、第５図は第２図の光シヤ
ツタにおける電気光学効果の立上り特性図、第６
図は第１図の装置の動作説明図、第７図は光シヤ
ツタの他の構成例を示す構成説明図である。 LS……集光レンズ、ST……光シヤツタ、IS…
…イメージセンサ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 被写体像を集光するレンズと、 所定の偏光面を有する複数の偏光板と、一方の
面の１次元方向に沿つて複数の切溝が設けられて
各切溝の表面にはそれぞれ電極が形成されこれら
電極間に同時に電圧を印加して駆動することによ
り電気光学効果による複屈折変化を生じる複数の
電気光学板とからなり、これら偏光板が各電気光
学板の両面に順次重ね合わされ、電気光学板の駆
動に応じて前記集光レンズで集光された被写体像
を選択的に通過させる光シヤツタと、 この光シヤツタを通過した被写体像を電気信号
に変換するイメージセンサ、 とを含むことを特徴とする撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56058183A JPS57172316A (en) | 1981-04-17 | 1981-04-17 | Image pickup device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56058183A JPS57172316A (en) | 1981-04-17 | 1981-04-17 | Image pickup device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57172316A JPS57172316A (en) | 1982-10-23 |
| JPS634165B2 true JPS634165B2 (ja) | 1988-01-27 |
Family
ID=13076890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56058183A Granted JPS57172316A (en) | 1981-04-17 | 1981-04-17 | Image pickup device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57172316A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6093886A (ja) * | 1983-10-27 | 1985-05-25 | Tech Res & Dev Inst Of Japan Def Agency | 撮像装置 |
| JPS60170828A (ja) * | 1984-02-16 | 1985-09-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光シヤツタ−アレイ素子 |
| JPS61118724A (ja) * | 1984-11-14 | 1986-06-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光シヤツタ−アレイ素子 |
| US4707081A (en) * | 1985-09-27 | 1987-11-17 | Eastman Kodak Company | Linear light valve arrays having transversely driven electro-optic gates and method of making such arrays |
| JPH02248921A (ja) * | 1989-03-22 | 1990-10-04 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 光位相変調素子 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52113758A (en) * | 1976-03-22 | 1977-09-24 | Hitachi Ltd | Electro-optical device |
-
1981
- 1981-04-17 JP JP56058183A patent/JPS57172316A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57172316A (en) | 1982-10-23 |
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