JPH09203980A - Two-dimensional/three dimensional image display screen - Google Patents
Two-dimensional/three dimensional image display screenInfo
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- JPH09203980A JPH09203980A JP8010551A JP1055196A JPH09203980A JP H09203980 A JPH09203980 A JP H09203980A JP 8010551 A JP8010551 A JP 8010551A JP 1055196 A JP1055196 A JP 1055196A JP H09203980 A JPH09203980 A JP H09203980A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、レンズ作用により
光の進行方向を変えることにより眼鏡なし立体画像を表
示するスクリーンにおいて、既存の２Ｄ画像と立体画像
を切替えて表示できる２次元／３次元画像表示スクリー
ンに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a two-dimensional / three-dimensional image which can be switched between an existing 2D image and a three-dimensional image on a screen for displaying a three-dimensional image without glasses by changing the traveling direction of light by a lens action. Regarding display screen.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般的に、レンチキュラレンズを用いた
眼鏡なし立体画像表示装置は、図８，図９のような構造
になっている。図８に示す構造は、右目用、左目用の画
像を短冊状に交互に並べ、これのピッチに合わせてレン
チキュラスクリーンを配置し、レンズの集光作用によっ
てそれぞれの画像を右目、左目に独立に入射させること
により、観察者は立体画像を観察するものである。ま
た、図８は２種類の画像を用いる、いわゆる２眼式の立
体画像表示であるが、図９に示されるように、３種類以
上の視点からの画像を短冊上に配置することにより、観
察者の目の位置ａ’〜ｈ’に合わせた画像ａ〜ｈを表示
することのできる、いわゆる多眼式立体画像表示も可能
である。この場合、ａ〜ｈの画像一組で、ほぼレンチキ
ュラレンズ１つ分になるようにピッチを設定する（「３
次元映像の基礎」泉武博著、オーム社Ｐ１４９〜）。2. Description of the Related Art Generally, a stereoscopic image display device without glasses using a lenticular lens has a structure as shown in FIGS. In the structure shown in FIG. 8, images for the right eye and images for the left eye are alternately arranged in a strip shape, and a lenticular screen is arranged according to the pitch of these strips. By making the light incident, the observer observes a stereoscopic image. Further, FIG. 8 shows a so-called twin-lens type stereoscopic image display using two types of images, but as shown in FIG. 9, by arranging images from three or more viewpoints on a strip, observation can be performed. The so-called multi-view stereoscopic image display capable of displaying the images a to h matched with the positions a ′ to h ′ of the eyes of the person is also possible. In this case, the pitch is set so that one set of images a to h has about one lenticular lens (see “3
The Basics of Dimensional Images "Takehiro Izumi, Ohmsha P149-).
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の構成では、立体画像ではない従来の２Ｄ画
像を表示する際には、図８では左右画像を同じ画像に、
図９ではａ〜ｈまでの画像を同じ画像にする。これによ
り、従来の２Ｄ画像も表示することが出来るが、従来の
２Ｄ画像観賞に比べて解像度がレンチキュラレンズによ
り制限されて細かい文字が見えにくかったり、レンチキ
ュラレンズのメインローブ・副ローブの間で観察者が移
動すると、液晶ディスプレイによる表示の場合、画素の
切り替わりの所で画像が黒くなるストライプのような妨
害が観察され、これが画像の品質を劣化させてしまう、
という欠点があった。However, in the conventional configuration as described above, when displaying a conventional 2D image that is not a stereoscopic image, the left and right images are displayed as the same image in FIG.
In FIG. 9, the images a to h are the same image. This makes it possible to display conventional 2D images as well, but the resolution is limited by the lenticular lens as compared to conventional 2D image viewing, making it difficult to see fine characters, or observing between the main lobe and sub-lobe of the lenticular lens. When a person moves, in the case of the display by the liquid crystal display, an interference such as a stripe where the image becomes black at the pixel switching is observed, which deteriorates the image quality.
There was a disadvantage.
【０００４】本発明は上記課題を解決するもので、表示
画像が立体画像でも２Ｄ画像でも、常に良好な画像を観
察可能にすることを目的とする。The present invention is intended to solve the above problems, and an object thereof is to make it possible to always observe a good image regardless of whether the display image is a stereoscopic image or a 2D image.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、屈折により光進行方向を変化させるレンズ層
と、屈折率可変な屈折率変化層と、前記屈折率変化層に
電界を印加する透明電極を重ねたスクリーンであって、
前記透明電極により屈折率変化層に印加する電界を変化
させ、屈折率変化層の屈折率をレンズ層とほぼ同じにし
たり、異なる値にすることにより、光指向性を持たせた
り持たせなかったりする２次元／３次元画像表示スクリ
ーンである。In order to achieve the above object, the present invention provides a lens layer for changing the light traveling direction by refraction, a refractive index variable layer having a variable refractive index, and an electric field applied to the refractive index variable layer. A screen on which transparent electrodes are stacked,
By changing the electric field applied to the refractive index changing layer by the transparent electrode to make the refractive index of the refractive index changing layer almost the same as that of the lens layer or different values, it may or may not have light directivity. 2D / 3D image display screen.
【０００６】また、屈折により光進行方向を変化させる
レンズ層と、屈折率可変な屈折率変化層と、前記屈折率
変化層表面に配される封止層を重ねたスクリーンであっ
て、前記レンズ層と封止層は電伝性が０ではない物質で
あり、前記レンズ層と封止層間に電圧を印加することに
より前記屈折率変化層に印加される電界を変化させ屈折
率変化層の屈折率をレンズ層とほぼ同じにしたり異なる
値にすることにより、光指向性を持たせたり持たせなか
ったりする２次元／３次元画像表示スクリーンである。[0006] A screen comprising a lens layer for changing a light traveling direction by refraction, a refractive index changing layer having a variable refractive index, and a sealing layer disposed on the surface of the refractive index changing layer, the lens comprising: The layer and the sealing layer are materials having non-zero conductivity, and by applying a voltage between the lens layer and the sealing layer, the electric field applied to the refractive index changing layer is changed to refract the refractive index changing layer. It is a two-dimensional / three-dimensional image display screen with or without light directivity by making the ratio substantially the same as or different from that of the lens layer.
【０００７】[0007]
【発明の実施の形態】本発明は、光進行方向を変化させ
るレンズ層と、屈折率可変な屈折率可変層を重ね合わ
せ、前記屈折率変化層の屈折率をレンズ層と同じにする
か、異なった値にするかを切替える構成であり、これに
より、例えば電子的にレンチキュラレンズシートを単な
る透明板に瞬時に切替えることが出来、画像を短冊上に
配置する立体モード時にはレンチキュラレンズ作用を持
たせ、通常の２Ｄ画像を表示する場合には、これを単な
る透明板にすることにより表示画像が立体画像でも２Ｄ
画像でも、常に良好な画像を観察可能にするものであ
る。以下、本発明の実施の形態について、図面を参照し
ながら説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION According to the present invention, a lens layer for changing a light traveling direction and a refractive index variable layer having a variable refractive index are superposed so that the refractive index of the refractive index variable layer is the same as that of the lens layer, With this configuration, it is possible to switch between different values.By doing so, for example, the lenticular lens sheet can be electronically instantly switched to a simple transparent plate, and it has a lenticular lens function in the stereoscopic mode where images are arranged on strips. , In the case of displaying a normal 2D image, by making it a transparent plate, even if the display image is a stereoscopic image, 2D
Even in the case of an image, a good image can always be observed. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
【０００８】（第１の実施の形態）図１は本発明の実施
の第１の形態の２次元／３次元画像表示スクリーンの構
造断面を示す図である。図１において、１はレンチキュ
ラ板、２は屈折率可変材料、３は透明電極、４は屈折率
可変材料封止層である。以上のように構成された２次元
／３次元画像表示スクリーンについて以下、詳細に説明
する。(First Embodiment) FIG. 1 is a diagram showing a structural cross section of a two-dimensional / three-dimensional image display screen according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a lenticular plate, 2 is a variable refractive index material, 3 is a transparent electrode, and 4 is a variable refractive index material sealing layer. The 2D / 3D image display screen configured as described above will be described in detail below.
【０００９】図１（ａ）において、レンチキュラ板の屈
折率をｎ１、屈折率可変材料の屈折率をｎ２とする。ま
た、透明電極と封止材料の屈折率はｎ１のものを選び、
透明電極に電圧を印加しない場合、ｎ１＝ｎ２が満たさ
れ、電圧を印加するとｎ１＞ｎ２になるように材料を設
定する。In FIG. 1A, the refractive index of the lenticular plate is n1, and the refractive index of the variable refractive index material is n2. Also, select the transparent electrode and the sealing material with a refractive index of n1,
The material is set so that n1 = n2 is satisfied when no voltage is applied to the transparent electrode and n1> n2 when voltage is applied.
【００１０】このようにすることにより、電圧印加した
場合には２次元／３次元画像表示スクリーン５に入射す
る光は、レンチキュラ板１と屈折率可変材料２の境界で
屈折され、レンチキュラ板１のレンズ特性に近い形で伝
搬する。また、電圧印加しない場合にはｎ１＝ｎ２とな
り、屈折率の変化する層の境界がなくなるため、レンチ
キュラ板１によるレンズ作用がなくなり、単なるガラス
板と同様な特性を持つ２次元／３次元画像表示スクリー
ンとなる。また、屈折率可変材料２の材質によっては電
圧印加時にｎ１＝ｎ２、電圧印加しない場合にｎ１＞ｎ
２となる場合もあり得る。By doing so, the light incident on the two-dimensional / 3-dimensional image display screen 5 when a voltage is applied is refracted at the boundary between the lenticular plate 1 and the refractive index variable material 2, and the lenticular plate 1 is exposed. Propagates in a form close to the lens characteristics. In addition, when no voltage is applied, n1 = n2, and the boundary between the layers where the refractive index changes disappears, so that the lens action of the lenticular plate 1 disappears, and a two-dimensional / 3-dimensional image display having the same characteristics as a simple glass plate is displayed. It becomes a screen. Further, depending on the material of the variable refractive index material 2, n1 = n2 when voltage is applied, and n1> n when voltage is not applied.
It may be 2.
【００１１】また、図１（ｂ）に示すように、透明電極
層３をレンチキュラ板１の前述とは反対側の表面に配
し、あとは同じ構造にした２次元／３次元画像表示スク
リーン５’の構成も考えられる。図１（ａ）の場合は２
つの透明電極が平面であるので一様な電界を印加するこ
とが出来るが電極間距離が広いが、図１（ｂ）において
は、電極間距離が短くなり、図１（ａ）と比較して高い
電界を印加することが出来、屈折率変化材料２の屈折率
変化を大きくすることができる。あとの動作は図１
（ａ）と同じである。As shown in FIG. 1B, the transparent electrode layer 3 is disposed on the surface of the lenticular plate 1 opposite to the above, and the two-dimensional / 3-dimensional image display screen 5 having the same structure is used. 'Configuration is also conceivable. 2 in the case of FIG.
Since the two transparent electrodes are flat, a uniform electric field can be applied, but the distance between the electrodes is wide, but in FIG. 1 (b), the distance between the electrodes is short, which is smaller than that in FIG. 1 (a). A high electric field can be applied, and the change in the refractive index of the refractive index changing material 2 can be increased. The rest of the operation is shown in Figure 1.
Same as (a).
【００１２】更に、具体的な材料としてレンチキュラ板
１を塩化ビニル、屈折率可変材料２を液晶にすると、ｎ
１＝１．５、ｎ２＝１．５〜１．７の可変となり、ｎ１
＝ｎ２状態と、ｎ１＜ｎ２状態を作ることが出来る。こ
の場合には、屈折率の大小関係が前述とは反対になって
いるため、レンチキュラ板１の形状を図７に示すように
図１とは反対にしなければならない（図示したのは図１
（ｂ）の構造に対応する）。Further, as concrete materials, if the lenticular plate 1 is made of vinyl chloride and the refractive index variable material 2 is made of liquid crystal, n
1 = 1.5, n2 = 1.5 to 1.7 are variable, and n1
= N2 state and n1 <n2 state can be created. In this case, since the magnitude relationship of the refractive index is opposite to that described above, the shape of the lenticular plate 1 must be opposite to that shown in FIG. 1 (shown in FIG. 1).
(It corresponds to the structure of (b)).
【００１３】即ち、レンチキュラ板１が図１で凸レンズ
形状の場合には凹レンズ形状にする必要がある。また、
屈折率可変材料２に用いることの出来る材質としては、
前述の液晶の他に、例えば電気光学効果を有するＢａＴ
ｉＯ3（チタン酸バリウム）・ＢａＳｒＮｂＯ6等を用い
ることも出来る。That is, when the lenticular plate 1 has a convex lens shape in FIG. 1, it needs to have a concave lens shape. Also,
The materials that can be used for the refractive index variable material 2 are
In addition to the above-mentioned liquid crystal, for example, BaT having an electro-optical effect
It is also possible to use iO 3 (barium titanate) / BaSrNbO 6 or the like.
【００１４】また、図１（ａ）（ｂ）において、レンチ
キュラ板１と封止層４の電伝率が０でない場合には、透
明電極３を削除し、電圧をレンチキュラ板１と封止層４
に直接印加することにより屈折率可変材料２に電界を印
加することができ、構成が簡単化される。1A and 1B, when the electric conductivity of the lenticular plate 1 and the sealing layer 4 is not 0, the transparent electrode 3 is deleted and the voltage is changed to the lenticular plate 1 and the sealing layer. Four
An electric field can be applied to the variable refractive index material 2 by directly applying the electric field to the element, and the configuration is simplified.
【００１５】次に、以上のように構成された２次元／３
次元画像表示スクリーン５、５’を実際に立体画像表示
に用いる構成について図２を用いて説明する。図２
（ａ）は２次元／３次元画像表示スクリーン５、５’と
液晶表示ディスプレイ６を用いた立体／２Ｄ画像表示装
置の概略構成図、（ｂ）はその詳細図である。バックラ
イト７、液晶ディスプレイ６により構成される部分は既
存のバックライト式液晶画像表示装置と同じものであ
る。即ち、バックライト７により発生した一様光は、液
晶ディスプレイの各画素のＲ、Ｇ、Ｂ光透過率の変化に
より、カラー画像として２次元／３次元画像表示スクリ
ーン５または５’に入射する。Next, the two-dimensional / 3 configured as described above
A configuration for actually using the three-dimensional image display screens 5 and 5'for stereoscopic image display will be described with reference to FIG. FIG.
(A) is a schematic configuration diagram of a stereoscopic / 2D image display device using two-dimensional / 3-dimensional image display screens 5 and 5'and a liquid crystal display 6, and (b) is a detailed diagram thereof. The part constituted by the backlight 7 and the liquid crystal display 6 is the same as the existing backlight type liquid crystal image display device. That is, the uniform light generated by the backlight 7 is incident on the 2D / 3D image display screen 5 or 5'as a color image due to the change of the R, G, B light transmittance of each pixel of the liquid crystal display.
【００１６】この時、表示画像は、従来の技術で述べた
レンチキュラレンズによる立体画像表示と同様に、複数
画像を交互に短冊上に配列したものになっており、図２
においてはレンチキュラ板１の１つのレンズピッチはほ
ぼ４画素周期に合わせてある。At this time, as in the case of the stereoscopic image display by the lenticular lens described in the prior art, the display image is such that a plurality of images are alternately arranged on a strip, as shown in FIG.
In the above, one lens pitch of the lenticular plate 1 is adjusted to a period of about 4 pixels.
【００１７】この時、レンチキュラ板１と屈折率可変材
料２の屈折率は異なった値に設定される。これにより、
通常のレンチキュラレンズによる眼鏡なし立体画像が表
示される。また、透明電極間に与える電圧を変化させ、
レンチキュラ板１と屈折率可変材料２の屈折率をほぼ同
じ値に設定し、液晶ディスプレイ６に通常の２Ｄ画像を
表示すれば、通常の２Ｄ画像をそのまま画質劣化無く観
察することが出来る。At this time, the refractive indexes of the lenticular plate 1 and the variable refractive index material 2 are set to different values. This allows
A stereoscopic image without glasses by a normal lenticular lens is displayed. Also, by changing the voltage applied between the transparent electrodes,
If the refractive index of the lenticular plate 1 and the refractive index variable material 2 are set to substantially the same value and a normal 2D image is displayed on the liquid crystal display 6, the normal 2D image can be observed as it is without image quality deterioration.
【００１８】なお、第１の実施の形態において、２次元
／３次元画像表示スクリーン５または５’の透明電極３
を、画面の一部分にのみ施し、その部分のみ短冊上の画
像を液晶ディスプレイで６で表示し、その他の部分は通
常の２Ｄ画像を表示すれば、立体画像と２Ｄ画像を同じ
画面に同時に表示することもできる。In the first embodiment, the transparent electrode 3 of the 2D / 3D image display screen 5 or 5 '.
If only one part of the screen is displayed, and the image on the strip is displayed on the liquid crystal display 6 only for that part, and the normal 2D image is displayed for the other parts, the stereoscopic image and the 2D image are simultaneously displayed on the same screen. You can also
【００１９】更に透明電極を画面全体にマトリクス状に
配置し、電圧印加するマトリクス部分を選択することに
よって、画面の任意の部分のみレンチキュラレンズ効果
を出し、その他の部分は単なるガラス板状にし、これに
合わせた領域のみ短冊状の画像を表示することにより、
立体表示部分と２Ｄ画像表示部分を自由に設定すること
もできる。Further, by arranging the transparent electrodes in a matrix form on the entire screen and selecting the matrix part to which a voltage is applied, the lenticular lens effect is exerted only on an arbitrary part of the screen, and the other part is simply a glass plate. By displaying a strip-shaped image only in the area that matches
The stereoscopic display portion and the 2D image display portion can be freely set.
【００２０】以上のように、本実施の形態によれば、眼
鏡なし立体画像と２Ｄ画像を、その画質を損なうことな
く観察することが出来る。As described above, according to this embodiment, the stereoscopic image without glasses and the 2D image can be observed without impairing the image quality.
【００２１】また、第１の実施の形態において、屈折率
可変材料２の層が固体であり、層状の形態を保つことが
出来る場合には屈折率可変材料封止層４を省略しても良
い。In the first embodiment, when the layer of the variable refractive index material 2 is solid and the layered form can be maintained, the variable refractive index material sealing layer 4 may be omitted. .
【００２２】（第２の実施の形態）図３は本発明の実施
の第２の形態である。この場合、図３（ａ）に示された
ように第１の実施の形態例で用いた２次元／３次元画像
表示スクリーン５、５’に光拡散板１１を張り付けた構
造を用い、これに背面から映像プロジェクタ８により画
像を投影し、光拡散板１１上に画像を結像させる。(Second Embodiment) FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention. In this case, as shown in FIG. 3A, a structure in which a light diffusion plate 11 is attached to the 2D / 3D image display screens 5 and 5'used in the first embodiment is used. An image is projected from the back by the video projector 8 to form an image on the light diffusion plate 11.
【００２３】２次元／３次元画像表示スクリーン５また
は５’は、本発明の実施の形態１と同じものである。ま
た、同図（ｂ）は、（ａ）の拡大図である。これは、い
わゆる背面投射型のレンチキュラ立体画像表示方式と同
じものである。この時、光拡散板１１に投影される画像
は、レンチキュラ板１のレンズ１ピッチ中に、複数視点
の画像が短冊上に順番に配置されるように構成されたも
のが映像プロジェクタ８によって投影される。The 2D / 3D image display screen 5 or 5'is the same as that of the first embodiment of the present invention. Further, FIG. 7B is an enlarged view of FIG. This is the same as the so-called rear projection type lenticular stereoscopic image display system. At this time, the image projected on the light diffusing plate 11 is projected by the video projector 8 in such a manner that images of a plurality of viewpoints are sequentially arranged on the strip in the lens 1 pitch of the lenticular plate 1. It
【００２４】これにより、レンチキュラ板１と屈折率可
変材料２の屈折率が異なる場合には、レンチキュラレン
ズの特性が現れ、眼鏡なし立体画像を観賞できる。ま
た、映像プロジェクタ８によって通常の２Ｄ画像を投影
し、これらの屈折率が同じになるように透明電極３間に
電界を印加すると、通常の２Ｄ画像を観賞することが出
来る。Thus, when the refractive index of the lenticular plate 1 and the refractive index variable material 2 are different, the characteristic of the lenticular lens appears, and a stereoscopic image without glasses can be viewed. In addition, a normal 2D image can be viewed by projecting a normal 2D image by the video projector 8 and applying an electric field between the transparent electrodes 3 so that the refractive indexes thereof are the same.
【００２５】尚、透明電極３間の電界もしくは電圧印加
の大きさと屈折率の関係は、第１の実施の形態で示され
たレンチキュラ板１と屈折率可変材料２の材質により決
定される。また、レンチキュラ板１より屈折率可変材料
２の屈折率が高い場合には、レンチキュラ板１の特性を
凸レンズのようにする場合には、それぞれのレンズ形状
を凹レンズ状にする必要がある。The relationship between the magnitude of the applied electric field or voltage between the transparent electrodes 3 and the refractive index is determined by the materials of the lenticular plate 1 and the variable refractive index material 2 shown in the first embodiment. Further, when the refractive index variable material 2 has a higher refractive index than the lenticular plate 1, if the lenticular plate 1 has a convex lens characteristic, it is necessary to make each lens shape a concave lens shape.
【００２６】以上のように、本実施の形態によれば、背
面投射型レンチキュラ式立体画像表示においても、通常
の２Ｄ画像と立体画像の画質を損なうことなく、両方の
画像を切替えて観賞することができる。As described above, according to the present embodiment, even in the rear projection type lenticular type stereoscopic image display, both images can be switched and viewed without impairing the image quality of the normal 2D image and the stereoscopic image. You can
【００２７】（第３の実施の形態）図４は本発明の実施
の第３の形態を示す図である。この場合、図４（ａ）に
示されたように第１・２の実施の形態で用いた２次元／
３次元画像表示スクリーン５または５’を２枚用い、お
互いが裏面を向き合うように重ね、この間に光拡散板１
１を配置する。２次元／３次元画像表示スクリーン５ま
たは５’は、本発明の実施の形態１と同じものである。(Third Embodiment) FIG. 4 is a diagram showing a third embodiment of the present invention. In this case, as shown in FIG. 4 (a), the two-dimensional structure used in the first and second embodiments /
Two three-dimensional image display screens 5 or 5'are used, and they are stacked so that their backs face each other, and the light diffusion plate 1 is placed between them.
1 is arranged. The 2D / 3D image display screen 5 or 5'is the same as that of the first embodiment of the present invention.
【００２８】同図（ｂ）は、これの拡大図である。この
構成は、ダブルレンチキュラ方式の立体画像表示と同じ
ものである。この場合、２つの２次元／３次元画像表示
スクリーンのレンチキュラ板１のピッチは同じである必
要はないが、ここでは同じ場合について説明する。FIG. 3B is an enlarged view of this. This configuration is the same as the stereoscopic image display of the double lenticular system. In this case, the pitches of the lenticular plates 1 of the two 2D / 3D image display screens need not be the same, but the same case will be described here.
【００２９】まず、レンチキュラ板１と屈折率可変材料
２の屈折率が異なる場合について説明する。背面から映
像プロジェクタ８ａ、８ｂにより画像を投影し、図上側
Ａのレンチキュラレンズ集光作用により光拡散板１１上
に画像を結像させる。First, the case where the lenticular plate 1 and the variable refractive index material 2 have different refractive indexes will be described. An image is projected from the rear surface by the image projectors 8a and 8b, and the image is formed on the light diffusion plate 11 by the lenticular lens light condensing action of the upper side A of the figure.
【００３０】この時、レンチキュラレンズの１ピッチ当
たりおおよそ映像プロジェクタ８ａ、８ｂの画像が１つ
ずつ配置されるように短冊状に結像される。結像された
画像は図下側Ｂのレンチキュラレンズの作用により、観
察者の左右眼にそれぞれの画像が独立に表示される。At this time, the images of the image projectors 8a and 8b are formed in a strip shape so that one image is arranged for each pitch of the lenticular lens. The formed images are independently displayed on the left and right eyes of the observer by the action of the lenticular lens on the lower side B of the figure.
【００３１】これにより、眼鏡なし立体画像を観賞す
る。次に、透明電極３ａ−３ｂ、３ｃ−３ｄ間に印加す
る電圧を制御し、レンチキュラ板１と屈折率可変材料２
の屈折率が同じになるように設定し、映像プロジェクタ
８ａ、８ｂどちらかの映像のみを投影すると、通常の２
Ｄ画像が光拡散板１１上に結像され、これを観賞するこ
とができる。Thereby, the stereoscopic image without glasses is viewed. Next, the voltage applied between the transparent electrodes 3a-3b, 3c-3d is controlled, and the lenticular plate 1 and the refractive index variable material 2 are controlled.
When the images of either of the image projectors 8a and 8b are projected with the same refractive index, the normal 2
The D image is formed on the light diffusion plate 11 and can be viewed.
【００３２】なお、電界もしくは電圧印加の大きさは、
レンチキュラ板１と屈折率可変材料２の材質により決定
される。The magnitude of the applied electric field or voltage is
It is determined by the materials of the lenticular plate 1 and the variable refractive index material 2.
【００３３】また、レンチキュラ板１より屈折率可変材
料２の屈折率が高い場合には、レンチキュラ板１の特性
を凸レンズのようにする場合には、それぞれのレンズ形
状を凹レンズ状にする必要がある。If the refractive index variable material 2 has a higher refractive index than the lenticular plate 1, and if the characteristic of the lenticular plate 1 is a convex lens, it is necessary to make each lens shape a concave lens. .
【００３４】更に、図４（ｂ）の透明電極３ｃ、３ｄは
どちらか一方のみでも動作させることが出来る。３ｃを
削除する場合は、電圧は３ａ−３ｂ間と、３ｂ−３ｄ間
に印加することになる。Furthermore, the transparent electrodes 3c and 3d shown in FIG. 4B can be operated with only one of them. When 3c is deleted, the voltage is applied between 3a-3b and 3b-3d.
【００３５】以上のように、本実施の形態によれば、背
面投射型ダブル・レンチキュラ式立体画像表示において
も、通常の２Ｄ画像と立体画像の画質を損なうことな
く、両方の画像を切替えて観賞することができる。As described above, according to the present embodiment, even in the rear projection type double lenticular type stereoscopic image display, both images are switched and viewed without deteriorating the image quality of the normal 2D image and the stereoscopic image. can do.
【００３６】（第４の実施の形態）図５は本発明の実施
の第４の形態例を示す図である。この場合、図５（ａ）
に示されたように第１・２・３の実施の形態例で用いた
２次元／３次元画像表示スクリーン５または５’に拡散
反射面９を配置して拡散反射面と２次元／３次元画像表
示スクリーンを張り合わせた構造のスクリーン１０とし
たものである。(Fourth Embodiment) FIG. 5 is a diagram showing a fourth embodiment of the present invention. In this case, FIG.
As shown in FIG. 3, the diffuse reflection surface 9 is arranged on the 2D / 3D image display screen 5 or 5'used in the first, second, and third embodiments, and the diffuse reflection surface and the 2D / 3D image are displayed. The screen 10 has a structure in which image display screens are bonded together.
【００３７】同図（ｂ）は、これの拡大図である。この
構成は、反射型のレンチキュラ方式の立体画像表示と同
じものである。同図（ｃ）は映像プロジェクタ８ａ、８
ｂを用いた実際の立体画像観察時の構成である。FIG. 6B is an enlarged view of this. This configuration is the same as the reflective lenticular stereoscopic image display. FIG. 7C shows the image projectors 8a and 8a.
It is a structure at the time of actual stereoscopic image observation using b.
【００３８】まず、レンチキュラ板１と屈折率可変材料
２の屈折率が異なる場合について説明する。映像プロジ
ェクタ８ａ、８ｂにより画像を２次元／３次元画像表示
スクリーン５または５’の前面から投影し、レンチキュ
ラレンズ集光作用により拡散反射面９上に画像を結像さ
せる。First, the case where the lenticular plate 1 and the variable refractive index material 2 have different refractive indexes will be described. An image is projected from the front surface of the 2D / 3D image display screen 5 or 5'by the image projectors 8a and 8b, and an image is formed on the diffuse reflection surface 9 by the lenticular lens condensing action.
【００３９】結像された画像は拡散反射面９で散乱さ
れ、再びレンチキュラ板１により集光され、映像プロジ
ェクタ８ａ、８ｂに返ってくる。これらの画像を、観察
者がそれぞれ左右眼で観察することにより、立体画像と
して観察する。次に、透明電極３に印加する電界を制御
し、レンチキュラ板１と屈折率可変材料２の屈折率がほ
ぼ同じになるように設定し、映像プロジェクタ８ａ、８
ｂどちらかの映像のみを投影すると、通常の２Ｄ画像が
拡散反射面９上に結像され、これの反射光を観賞するこ
とができる。これは通常の拡散型スクリーンにガラス板
状のものを張り付けたものと同じであり、通常の大画面
２Ｄ画像となる。The formed image is scattered by the diffuse reflection surface 9, collected again by the lenticular plate 1, and returned to the image projectors 8a and 8b. The observer observes these images as left and right eyes as a stereoscopic image. Next, the electric field applied to the transparent electrode 3 is controlled so that the lenticular plate 1 and the refractive index variable material 2 have almost the same refractive index, and the image projectors 8a and 8a.
b When only one of the images is projected, a normal 2D image is formed on the diffuse reflection surface 9, and the reflected light of this can be viewed. This is the same as a normal diffusion type screen to which a glass plate-like object is attached, and becomes a normal large-screen 2D image.
【００４０】尚、電界もしくは電圧印加の大きさは、レ
ンチキュラ板１と屈折率可変材料２の材質により決定さ
れる。また、レンチキュラ板１より屈折率可変材料２の
屈折率が高い場合には、レンチキュラ板１の特性を凸レ
ンズのようにする場合には、それぞれのレンズ形状を凹
レンズ状にする必要がある。The magnitude of the applied electric field or voltage is determined by the materials of the lenticular plate 1 and the variable refractive index material 2. Further, when the refractive index variable material 2 has a higher refractive index than the lenticular plate 1, if the lenticular plate 1 has a convex lens characteristic, it is necessary to make each lens shape a concave lens shape.
【００４１】以上のように、本実施の形態によれば、反
射型レンチキュラ式立体画像表示においても、通常の２
Ｄ画像と立体画像の画質を損なうことなく、両方の画像
を切替えて観賞することができる。As described above, according to the present embodiment, even in the reflective lenticular type stereoscopic image display, the normal 2
Both images can be switched and viewed without impairing the image quality of the D image and the stereoscopic image.
【００４２】（第５の実施の形態）図６は本発明の実施
の第５の形態である。これは、図５（ａ）に示されたよ
うに第１〜４の実施の形態で用いた２次元／３次元画像
表示スクリーン５又は５’中のレンチキュラ板１を、フ
レネルレンズ１２と入れ換えた構成になっている。(Fifth Embodiment) FIG. 6 shows a fifth embodiment of the present invention. This is because the lenticular plate 1 in the 2D / 3D image display screen 5 or 5'used in the first to fourth embodiments is replaced with the Fresnel lens 12 as shown in FIG. 5 (a). It is configured.
【００４３】本実施の形態においては、本発明が立体画
像／２Ｄ画像以外の用途にも使えることが示される。同
図（ｂ）は、これの拡大図である。In the present embodiment, it is shown that the present invention can be used for applications other than stereoscopic images / 2D images. The same figure (b) is an enlarged view of this.
【００４４】フレネルレンズ１２と屈折率可変材料２の
屈折率が異なる場合は、レンズ作用が現れる。また、透
明電極３に印加する電圧を制御し、フレネルレンズ１２
と屈折率可変材料２の屈折率がほぼ同じになるように設
定すれば、単なるガラス板と同じような特性にできる。
なお、電界もしくは電圧印加の大きさは、レンチキュラ
板１と屈折率可変材料２の材質により決定され、レンチ
キュラ板１より屈折率可変材料２の屈折率が高い場合に
は、レンチキュラ板１の特性を凸レンズのようにする場
合には、それぞれのレンズ形状を凹レンズ状にする必要
がある。When the Fresnel lens 12 and the variable refractive index material 2 have different refractive indexes, a lens action appears. In addition, the voltage applied to the transparent electrode 3 is controlled to control the Fresnel lens 12
When the refractive index variable material 2 is set to have substantially the same refractive index, the characteristics similar to those of a simple glass plate can be obtained.
The magnitude of the applied electric field or voltage is determined by the materials of the lenticular plate 1 and the variable refractive index material 2. When the refractive index variable material 2 has a higher refractive index than the lenticular plate 1, the characteristics of the lenticular plate 1 are changed. When using a convex lens, it is necessary to make each lens shape a concave lens.
【００４５】大型のフレネルレンズは、ＴＶ画面の前に
設置することにより、ＴＶ画面の明るさを向上する働き
があるが、これによって多少解像度が劣化することもあ
る。本実施例を用いれば、ＴＶ画面の明るさを確保する
動作（レンズ動作）と、解像度を重視する動作（ガラス
板特性）を切替えて使用することが出来る。When a large Fresnel lens is installed in front of the TV screen, it has the function of improving the brightness of the TV screen, but this may cause some deterioration in resolution. According to the present embodiment, it is possible to switch and use the operation of ensuring the brightness of the TV screen (lens operation) and the operation of emphasizing the resolution (glass plate characteristic).
【００４６】以上のように、本実施の形態によれば、レ
ンズ特性と、単なるガラス板の特性を電子的に切替えて
使用することが出来る。As described above, according to this embodiment, it is possible to electronically switch between the lens characteristic and the characteristic of a simple glass plate.
【００４７】尚、第５の実施の形態においてフレネルレ
ンズを用いた例、第１〜４の実施の形態においてレンチ
キュラレンズを用いた例を示したが、光の屈折を利用し
た光学的な素子、例えば普通の凸レンズ、凹レンズ、プ
リズム、蝿の目レンズ等は、屈折率可変材料２と隣合わ
せの構造もしくは透明電極をはさんで隣合わせの構造に
することにより同様に、屈折動作と単なるガラス板状態
を電子的に切替えることができる。Although an example using a Fresnel lens in the fifth embodiment and an example using a lenticular lens in the first to fourth embodiments have been shown, an optical element utilizing refraction of light is shown. For example, a normal convex lens, a concave lens, a prism, a fly's-eye lens, etc. are similarly constructed by adjoining the refractive index variable material 2 or by sandwiching a transparent electrode so that the refracting operation and the simple glass plate state can be achieved. It can be switched electronically.
【００４８】特に、図１０に示されるような蝿の目レン
ズ１３と拡散反射面を張り合わせたスクリーンに、多数
の位置から複数の映像プロジェクタで多他視点の画像を
投影し、これの反射像を眼鏡なしで表示するＩＰ手法に
よる多視点立体画像表示の場合にも、図１（ａ）のレン
チキュラ板１をＩＰレンズと入れ換えた構成の２次元／
３次元画像表示スクリーンの裏面に拡散反射面９を施し
たものをスクリーンに用いて多視点３Ｄ画像を表示し、
２Ｄ画像表示の際には透明電極３間の電界を変化させて
ガラス板状態に切替えて、どれか１つの映像プロジェク
タのみの画像を投影することにより、画質の良好な２Ｄ
画像と多視点３Ｄ画像を切替えて表示することができ
る。なお、図１０（ａ）は蝿の目レンズ１３を用いた多
視点３Ｄ画像表示スクリーン、（ｂ）は映像プロジェク
タからの入射光がどのように進み、反射してくるかを示
したものである（参考文献「三次元画像工学」大越孝敬
著、朝倉書店ｐ８４）。In particular, a multi-viewpoint image is projected from a large number of positions by a plurality of image projectors on a screen having a fly-eye lens 13 and a diffuse reflection surface bonded together as shown in FIG. Even in the case of multi-view stereoscopic image display by the IP method in which the spectacles are displayed without glasses, the lenticular plate 1 of FIG.
A multi-viewpoint 3D image is displayed by using a three-dimensional image display screen with a diffuse reflection surface 9 on the back surface,
When displaying a 2D image, the electric field between the transparent electrodes 3 is changed to switch to the glass plate state, and an image of only one of the video projectors is projected, so that a 2D image with good image quality can be obtained.
Images and multi-view 3D images can be switched and displayed. 10A shows a multi-viewpoint 3D image display screen using a fly's eye lens 13, and FIG. 10B shows how incident light from a video projector travels and is reflected. (Reference "3D image engineering" written by Takataka Ogoshi, Asakura Shoten p84).
【００４９】なお、第１〜５の実施の形態において、２
次元／３次元画像表示スクリーン５または５’の、観察
者に最も近い部分に表面反射防止のためのコーティング
等を施せば、さらに見易い画像を表示することが出来
る。In the first to fifth embodiments, 2
If a portion of the three-dimensional / three-dimensional image display screen 5 or 5 ′ closest to the observer is coated to prevent surface reflection, an image that is easier to see can be displayed.
【００５０】また、第１〜５の実施の形態において、２
次元／３次元画像表示スクリーン５または５’の透明電
極３を、図１１の様に画面の一部分にのみ施し、その部
分のみ立体表示または２Ｄ画像表示を行なってもよい。In the first to fifth embodiments, 2
The transparent electrode 3 of the three-dimensional / three-dimensional image display screen 5 or 5 ′ may be provided only on a part of the screen as shown in FIG. 11, and stereoscopic display or 2D image display may be performed only on that part.
【００５１】更に、透明電極を図１２の様に画面全体に
マトリクス状に配置し、電圧印加するマトリクス部分を
選択することにより、画面の任意の部分のみレンズ効果
を出し、その他の部分は単なるガラス板状にすることに
より、立体表示部分を自由に選択してもよい（図１２で
は、透明電極を表裏２枚共マトリクス配置にしたが、ど
ちらか一方をスクリーン全体の大きさのものとしてもよ
い）。Further, by arranging the transparent electrodes in a matrix form on the entire screen as shown in FIG. 12 and selecting the matrix part to which a voltage is applied, a lens effect is produced only in an arbitrary part of the screen, and the other parts are simply glass. The three-dimensional display portion may be freely selected by forming it into a plate shape (in FIG. 12, the transparent electrodes are arranged in a matrix on both front and back sides, but either one may be the size of the entire screen. ).
【００５２】[0052]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、電子的
に、表示画像の画質を劣化させることなく立体画像表示
と２Ｄ画像表示を切替えることが出来、その効果は大き
い。As described above, according to the present invention, it is possible to electronically switch between the stereoscopic image display and the 2D image display without deteriorating the image quality of the display image, and the effect is great.
【図１】(a),(b)は本発明の第１〜４の実施の形態の２
次元／３次元画像表示スクリーンの構成図1 (a) and 1 (b) are views of the first to fourth embodiments of the present invention;
Configuration diagram of 3D / 3D image display screen
【図２】(a)は本発明の第１の実施の形態の２次元／３
次元画像表示スクリーンを用いた立体画像表示装置の概
略構成図 (b)は同拡大図FIG. 2A is a two-dimensional / 3 of the first embodiment of the present invention.
Schematic diagram of the stereoscopic image display device using a three-dimensional image display screen (b) is an enlarged view of the same
【図３】(a)は本発明の第２の実施の形態の２次元／３
次元画像表示スクリーンを用いた立体画像表示装置の概
略構成図 (b)は同スクリーンの拡大図FIG. 3A is a two-dimensional / 3 of the second embodiment of the present invention.
(B) is an enlarged view of the 3D image display device using the 3D image display screen.
【図４】(a)は本発明の第３の実施の形態の２次元／３
次元画像表示スクリーンを用いた立体画像表示装置の概
略構成図 (b)は同スクリーンの拡大図FIG. 4A is a two-dimensional / 3 of the third embodiment of the present invention.
(B) is an enlarged view of the 3D image display device using the 3D image display screen.
【図５】(a)は本発明の第４の実施の形態の２次元／３
次元画像表示スクリーンを用いた立体画像表示装置の概
略構成図 (b)は同スクリーンの拡大図 (c)は全体構成図FIG. 5A is a two-dimensional / 3 of the fourth embodiment of the present invention.
(B) is an enlarged view of the stereoscopic image display device using a three-dimensional image display screen (c) is an overall configuration diagram
【図６】(a),(b)は本発明の第５の実施の形態の２次元
／３次元画像表示スクリーンを応用したフレネルレンズ
の構成図6 (a) and 6 (b) are configuration diagrams of a Fresnel lens to which the 2D / 3D image display screen of the fifth embodiment of the present invention is applied.
【図７】本発明の第１〜５の実施の形態の２次元／３次
元画像表示スクリーンにおいて、レンチキュラ板の屈折
率が他の屈折率よりも低い場合の構成図FIG. 7 is a configuration diagram of a two-dimensional / three-dimensional image display screen according to first to fifth embodiments of the present invention, in which a lenticular plate has a lower refractive index than other refractive indexes.
【図８】(a),(b)は従来の２眼立体レンチキュラ式立体
画像表示装置の原理図8A and 8B are principle diagrams of a conventional twin-lens stereoscopic lenticular stereoscopic image display device.
【図９】(a),(b)は従来の多眼立体レンチキュラ式立体
画像表示装置の原理図9A and 9B are principle diagrams of a conventional multi-view stereoscopic lenticular stereoscopic image display device.
【図１０】(a),(b)は蝿の目レンズ（ＩＰ）を用いた立
体表示手法を示す図10A and 10B are views showing a stereoscopic display method using a fly's eye lens (IP).
【図１１】透明電極を画面の一部分に配置した構造の２
次元／３次元画像表示スクリーンを示す斜視図FIG. 11 is a view showing a structure 2 in which a transparent electrode is arranged in a part of the screen.
Perspective view showing 3D / 3D image display screen
【図１２】透明電極をマトリクス状に配置した構造の２
次元／３次元画像表示スクリーンを示す斜視図FIG. 12 shows a structure 2 in which transparent electrodes are arranged in a matrix.
Perspective view showing 3D / 3D image display screen
１ レンチキュラ板 ２ 屈折率可変材料 ３ 透明電極 ４ 屈折率可変材料封止層 ５ ２次元／３次元画像表示スクリーン１ ５’ ２次元／３次元画像表示スクリーン２ ６ 液晶ディスプレイ（光透過型） ７ バックライト ８ 映像プロジェクタ ９ 拡散反射面 １０ 拡散反射面と２次元／３次元画像表示スクリーン
を張り合わせた構造のスクリーン １１ 光拡散板 １２ フレネルレンズ １３ 蝿の目レンズ1 Lenticular plate 2 Refractive index variable material 3 Transparent electrode 4 Refractive index variable material sealing layer 5 2D / 3D image display screen 1 5'2D / 3D image display screen 2 6 Liquid crystal display (light transmission type) 7 Back Light 8 Image projector 9 Diffuse reflection surface 10 Screen with a structure in which a diffusion reflection surface and a 2D / 3D image display screen are bonded together 11 Light diffusing plate 12 Fresnel lens 13 Fly's eye lens
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 13/04 Ｈ０４Ｎ 13/04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Agency reference number FI Technical display location H04N 13/04 H04N 13/04
Claims (9)
層と、屈折率可変な屈折率変化層と、前記屈折率変化層
に電界を印加する透明電極を重ねたスクリーンであっ
て、前記透明電極により屈折率変化層に印加する電界を
変化させ、屈折率変化層の屈折率をレンズ層とほぼ同じ
にしたり、異なる値にすることにより、光指向性を持た
せたり持たせなかったりすることを特徴とする２次元／
３次元画像表示スクリーン。1. A screen comprising a lens layer for changing a light traveling direction by refraction, a refractive index changing layer having a variable refractive index, and a transparent electrode for applying an electric field to the refractive index changing layer, the transparent electrode To change the electric field applied to the refractive index changing layer to make the refractive index of the refractive index changing layer approximately the same as that of the lens layer, or to make the refractive index different from that of the lens layer. Characteristic 2D /
3D image display screen.
層と、屈折率可変な屈折率変化層と、前記屈折率変化層
表面に配される封止層を重ねたスクリーンであって、前
記レンズ層と封止層は電伝性が０ではない物質であり、
前記レンズ層と封止層間に電圧を印加することにより前
記屈折率変化層に印加される電界を変化させ屈折率変化
層の屈折率をレンズ層とほぼ同じにしたり、異なる値に
することにより、光指向性を持たせたり持たせなかった
りすることを特徴とする２次元／３次元画像表示スクリ
ーン。2. A screen comprising a lens layer for changing a light traveling direction by refraction, a refractive index changing layer having a variable refractive index, and a sealing layer arranged on the surface of the refractive index changing layer, the lens comprising: The layer and the sealing layer are materials having non-zero conductivity,
By changing the electric field applied to the refractive index changing layer by applying a voltage between the lens layer and the sealing layer to make the refractive index of the refractive index changing layer almost the same as the lens layer, or by making different values, A two-dimensional / three-dimensional image display screen characterized by having or not having light directivity.
クリーンに、拡散反射層を重ねた構成を有する２次元／
３次元画像表示スクリーン。3. A two-dimensional / three-dimensional image display screen according to claim 1, which has a structure in which a diffuse reflection layer is superposed
3D image display screen.
クリーンに、光拡散板を重ねた構成を有する２次元／３
次元画像表示スクリーン。4. A 2D / 3 having a structure in which a light diffusing plate is superposed on the 2D / 3D image display screen according to claim 2.
Dimensional image display screen.
ケルス効果・カー効果などの電界強度により屈折率の変
化する物質を用いたことを特徴とする請求項１〜４のい
ずれかに記載の２次元／３次元画像表示スクリーン。5. The refractive index changing layer is made of a material whose refractive index changes according to electric field strength such as electro-optical effect, Pockels effect, Kerr effect, and the like. 2D / 3D image display screen.
の配向方向を変化させることにより屈折率を変化させる
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の２次
元／３次元画像表示スクリーン。6. The two-dimensional / three-dimensional structure according to claim 1, wherein the refractive index changing layer changes the refractive index by changing the alignment direction of the liquid crystal according to the electric field strength. Image display screen.
または蝿の目レンズ板（Integral Photography）または
フレネルレンズや凸レンズ、凹レンズ、プリズムのいず
れかを使用することを特徴とする請求項１〜６のいずれ
かに記載の２次元／３次元画像表示スクリーン。7. The lens layer is a lenticular lens plate,
7. A two-dimensional / three-dimensional image display screen according to any one of claims 1 to 6, which uses a fly's-eye lens plate (Integral Photography), a Fresnel lens, a convex lens, a concave lens, or a prism.
により画面の任意の領域の光指向性を持たせたり持たせ
なかったりすることを特徴とする請求項１、３〜７のい
ずれかに記載の２次元／３次元画像表示スクリーン。8. The transparent electrode may or may not have light directivity in an arbitrary region of the screen depending on the arrangement of the electrodes on the screen. A two-dimensional / three-dimensional image display screen according to Crab.
に配置し、マトリクス透明電極に印加する電圧の空間的
パターンを制御することにより、２次元／３次元画像表
示スクリーンの任意の領域の光指向性を持たせたり持た
せなかったりすることを特徴とする請求項１、３〜７の
いずれかに記載の２次元／３次元画像表示スクリーン。9. The transparent electrodes are arranged in a matrix, and the spatial pattern of a voltage applied to the matrix transparent electrodes is controlled to control the light in an arbitrary area of a two-dimensional / three-dimensional image display screen. The two-dimensional / three-dimensional image display screen according to claim 1, wherein the two-dimensional / three-dimensional image display screen is provided with or without directivity.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8010551A JPH09203980A (en) | 1996-01-25 | 1996-01-25 | Two-dimensional/three dimensional image display screen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8010551A JPH09203980A (en) | 1996-01-25 | 1996-01-25 | Two-dimensional/three dimensional image display screen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09203980A true JPH09203980A (en) | 1997-08-05 |
Family
ID=11753402
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8010551A Pending JPH09203980A (en) | 1996-01-25 | 1996-01-25 | Two-dimensional/three dimensional image display screen |
Country Status (1)
| Country | Link |
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