JP2018522276A - 独立して制御可能な領域を有するパララックスバリア - Google Patents

Abstract

電気光学材料を備えた再構成可能なパララックスバリアパネルは、第１領域及び第２領域を備えている。上記パララックスバリアパネルは、第１のモードにおいて、受信した少なくとも１つの駆動信号に基づいて、上記複数の第１電極及び上記複数の第２電極をアドレス駆動するように構成される。上記複数の第１電極が、上記パララックスバリアパネルの上記第１領域において、複数の所定のパララックスバリアアレイから選択される第１パララックスバリアアレイを規定し、かつ、上記複数の第２電極が、上記パララックスバリアパネルの上記第２領域において、上記第１パララックスバリアアレイから独立して、上記複数の所定のパララックスバリアアレイから選択される、第１パララックスバリアアレイとは異なる第２パララックスバリアアレイを規定する。良好な３Ｄ裸眼立体視領域を得るために、パララックスバリアのピッチは、理想的には視認距離の関数として上記パララックスバリアパネルの幅において変化するところ、実際のパララックスバリアパネルでは実行不可能であるが、本発明は、上記第１領域と上記第２領域との境界でバリアピッチを変化することができ、視認距離の関数として上記パララックスバリアパネルの幅において変化するピッチを効果的に再現する。本発明に係るパララックスバリアパネルは、表示装置に当該パララックスバリアパネルが組み込まれた際に、改善された３Ｄ表示を提供することができる。

Description

本発明は、３Ｄ裸眼立体視（眼鏡なし）装置で使用するための切り替え可能な結像光学系に関する。

長年にわたり、より優れた裸眼立体３次元（３Ｄ）ディスプレイの開発が進められている。本発明は、この分野においてさらなる進歩をもたらす。裸眼立体視ディスプレイは、ユーザーに特別な眼鏡を着用させることなく立体視の奥行きを提供するディスプレイであり、異なる画像をそれぞれの眼に投影することで実現される。裸眼立体３Ｄディスプレイは、パララックスバリア又はレンチキュラーレンズのような視差（パララックス）光学技術を使用することにより実現することができる。

高品質２Ｄモード及び高品質３Ｄモードで動作することをディスプレイに求める多くの用途が存在する。ディスプレイが２Ｄモードで１００％基本解像度（native resolution）を有する画像を表示するために、パララックスバリアは、第１のモードと第２のモードとの間で切り替え可能でなければならない。第１のモードは、実質的に結像機能を提供せず（２Ｄモード）、第２のモードは、結像機能を提供する（３Ｄモード）。液晶で切り替え可能なパララックスバリア技術の一例が米国特許公報第７８１３０４２号に開示されている。

立体画像を生成するために、移動せず静止しているユーザーのそれぞれの眼に対して異なる画像を直接導くためのパララックスバリアを使用することがよく知られている。しかしながら、当該ユーザーは、高品質の３Ｄ画像を見るためにはその場所に固定され続けなければならない。ユーザーの頭部の左右への動き（ディスプレイ装置に対する頭部の横方向の動き）は左眼用画像を右眼で見ることになり、その逆も同様である。右眼で左眼用画像を見ることは視聴者に著しい不快感を与える。この問題を解決するために、所定の視認距離に対して、左眼用画像は常に左眼に向けられ、右眼画像は常に右眼に向けられるようにするヘッドトラッキングシステムと、独立してアドレス駆動可能な複数の電極を含む液晶パララックスバリアとの併用が使用され得る。上記ヘッドトラッキングシステムは、立体画像が見えるように、ユーザーの眼の横方向の位置を決定し、かつ、液晶パララックス上の適切な電極を切り替える。独立してアドレス駆動可能な複数の電極及びヘッドトラッキングシステムを含む横方向トラッキング液晶パララックスバリアの例が米国特許出願公報第２０１３／０３４２５８６号、国際特許出願公報第２０１４／１３６６１０号、米国特許公報第８６２９９４５号、米国特許出願公報第２０１２／０２００６８０号、米国特許出願公報第２０１３／０３４２５８６号、米国特許出願公報第２０１１／０１５７１７１号、欧州特許出願公報第００８３３１８３号、米国特許出願公報第２０１０／０１１０３１６号、及び米国特許公報第５９６９８５０号に開示されている。

再構成可能（リコンフィギュアブル）なパララックスバリアの他の例が、国際特許出願公報第２０１４／１４１８１３号、国際特許出願公報第２０１５／０６００１１号、国際特許出願公報第２０１５／０６０００２号、欧州特許第１８１６５１０号、米国特許出願公報第２０１４／１９８０９９、及び米国特許出願公報第２０１３／０２１３２９に開示されている。

いくつかの用途、特に小型ディスプレイに対する用途では、横方向トラッキング液晶パララックスバリアによって、ユーザーは、ディスプレイ装置に対して頭部を前後方向（縦方向）に十分に動かすことができ、高品質な３Ｄ表示を見ることができる。しかしながら、他の用途では、横方向トラッキング液晶パララックスバリアにデメリットが認められる。具体的に、ディスプレイ装置に対してユーザーが頭部を前後方向（縦方向の動き）に動かすと、左眼用画像が右眼で視認される状態を引き起こし、その逆もまた同様である。つまり、ユーザーは、低品質の３Ｄ表示を見ることになる。米国特許第８３３１０２３号は、良好な品質の３Ｄ表示を維持しつつ、横方向および縦方向の頭部の動きを可能にする複数のパララックスバリアの使用について開示している。国際特許出願公報第２０１４／０９２１７２号、米国特許第８６２９９４５号、米国特許出願公報第２０１３／０１８７９６１号、及び米国特許出願公報第２０１４／００７８２６８号は、良好な品質の３Ｄ表示を維持しつつ、横方向および縦方向のヘッドトラッキングを可能とする複数の電極を備えた液晶パララックスバリアを開示する。開示された縦方向のヘッドトラッキング方法は、液晶パララックスバリアのピッチを変化させることで行われる。

本発明に係る一態様は、広範囲な横方向（左右）の頭部動作、及び広範囲な縦方向（前後）の頭部動作に対して高品質３Ｄ画像を表示する裸眼立体（眼鏡なし）表示装置１を提供する。裸眼立体（眼鏡なし）表示装置１は、画像を表示するための画像表示パネル１０と、複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル２０、２００とを備える。複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル２０、２００は、２Ｄ画像を表示可能とするためにスイッチオフされる、又は、３Ｄ裸眼立体画像（眼鏡なし）を表示可能とするためにスイッチオンされる。

複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル２０、２００は、独立してアドレス駆動可能な複数の電極で構成された第１グループを少なくとも含む少なくとも第１領域と、独立してアドレス駆動可能な複数の電極で構成された第２グループを少なくとも含む少なくとも第２領域とを備える。上記第１領域の電極は、上記第２領域に属する電極から独立してアドレス駆動される。

一般的には、それぞれのグループは独立してアドレス駆動可能なｎ個の電極を備え、独立してアドレス駆動可能な上記グループは、画像表示装置１０の第ｐ領域の幅に亘るように、ｍ回繰り返される。ここで、ｐ、ｎ及びｍは正数である。

電極ピッチＥＰは、それぞれの領域で一定であってよい。当該電極ピッチＥＰは、それぞれの領域で異なっていてもよい。それぞれの領域は固有の電極ピッチを有していてもよい。

独立してアドレス駆動可能な電極は一層構造で配設されてよい。

独立してアドレス駆動可能な電極は二層構造で配設されてよい。

独立してアドレス駆動可能な電極は、第１基板上にのみ配設する、第２基板上にのみ配設する、又は、第１基板及び第２基板の両方に配設する、といった構成であってよい。

裸眼立体表示装置１は、さらに、制御回路４０と位置センサ４１とを備える。制御回路４０は、演算ユニット４２と、複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル駆動ユニット４３と、画像表示パネル駆動ユニット４４と、を備える。制御回路４０は、スリットパターンのルックアップテーブル（ＬＵＴ）４５を備えてもよい。画像表示パネル駆動ユニット４４は、入力映像信号に基づいて画像表示パネル１０を駆動し、画像表示パネル１０に画像を表示する。位置センサ及び演算ユニットは、裸眼立体表示装置のユーザーの頭部／顔／眼球の位置を決定する。複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル駆動ユニット４３は、ユーザーの頭部／顔／眼球の位置に基づいて複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル２００を駆動し、高品質３Ｄ（低３Ｄクロストーク）の表示を可能とする。

本発明に係る第１の態様は、電気光学材料と当該電気光学材料をアドレス駆動するための駆動ユニットとを備えた再構築可能なパララックスバリアパネルを提供する。ここで、上記パララックスバリアパネルの第１領域は複数の第１電極を備え、上記複数の第１電極は、互いに独立してアドレス駆動可能であり、第１方向に延び、かつ、上記第１方向とは異なる第２方向に沿って互いに横方向に離間する２以上の電極部分を含み、上記複数の第１電極の上記２以上の電極部分は周期的に配設されており、上記パララックスバリアパネルの第２領域は複数の第２電極を備え、上記複数の第２電極は、互いに、かつ、上記複数の第１電極から独立してアドレス駆動可能であり、上記第１方向に延び、かつ、上記第２方向に沿って互いに横方向に離間する２以上の電極部分を含み、上記複数の第２電極の上記２以上の電極部分は周期的に配設されている。上記パララックスバリアパネルは、使用中、第１のモードにおいて、上記複数の第１電極が、上記パララックスバリアパネルの上記第１領域において、複数の所定のパララックスバリアアレイから選択される第１パララックスバリアアレイを規定し、かつ、上記複数の第２電極が、上記パララックスバリアパネルの上記第２領域において、上記第１パララックスバリアアレイから独立して、上記複数の所定のパララックスバリアアレイから選択される、第１パララックスバリアアレイとは異なる第２パララックスバリアアレイを規定するように、受信した少なくとも１つの駆動信号に基づいて、上記複数の第１電極及び上記複数の第２電極をアドレス駆動する構成である。

ここで使用する“アドレス駆動する（addressing）”という用語は、電気光学材料中に所望の透過率（一般に、極限まで透過性を有する、又は極限まで吸収する）を有する領域を規定するために１つ以上の電極に電圧を印加することをいう。幾つかの場合、所望の透過率は１つ以上の電極に０電圧を印加することにより得られる。ここで使用されるように、電気光学材料中に所望の透過率を有する領域を得るために電極に電圧を印加する行為は、たとえ印加電圧が０であっても、電極を“アドレス駆動する（addressing）”ものと見なされる。

本発明は、このようにして、パララックスバリアパネルの第１領域上に１つのパララックスバリアアレイと、パララックスバリアパネルの第２領域（第１領域に隣接してよい）上に異なるパララックスバリアアレイとを提供できる再構築可能なパララックスバリアパネルを提供する。上記パララックスバリアパネルが表示装置で使用される場合、表示装置の裸眼立体視表示領域の位置（上記パララックスバリアパネルの中心に対して横方向、及び／又は、上記パララックスバリアパネルの平面に対して垂直）の制御を改善することができる。良好な３Ｄ裸眼立体視領域を得るために、パララックスバリアのピッチは、理想的には視認距離の関数として上記パララックスバリアパネルの幅にわたって変化させたいが、実際のパララックスバリアパネルでは実行不可能である。しかしながら、本発明は、上記第１領域と上記第２領域との境界でバリアピッチを変化させることができ、視認距離の関数として上記パララックスバリアパネルの幅にわたって変化するピッチを効果的に再現する。対照的に、従来の再構築可能なパララックスバリアパネルは、パネル全体に亘って均一なパララックスバリア配列を提供する。

本発明は２つの領域のみを有するパララックスバリアパネルに限定されるものではないことを理解されたい。本発明に係るパララックスバリアパネルは、１つ以上のさらなる領域を有し、それぞれの領域は、各々が第１方向に沿って延びる複数の電極を備える。当該複数の電極は、２以上の電極部を備え、互いに、かつ、上記パララックスバリアパネルの他の領域に関連する複数の電極から独立してアドレス駆動可能である。

上記第２パララックスバリアアレイは、上記第１パララックスバリアアレイを上記第１方向に交差する方向に移動したものであってよく、上記第１パララックスバリアアレイを第２方向に移動したものであってよい。さらなる実施形態において、所定のパララックスバリアアレイのいずれもが、同じピッチ、隣接バリア領域間で同じギャップ、そして、お互いにバリア領域が同じ幅を有してよい。上記所定のパララックスバリアアレイのそれぞれの対は、第２方向に沿って、お互いに対してオフセットされている。

上記パララックスバリアパネルは、第２のモードにおいて、上記複数の第１電極及び上記複数の第２電極が、上記複数の所定のパララックスバリアアレイから選択された１つのパララックスバリアアレイを上記第１領域及び上記第２領域に規定するように、受信した少なくとも１つの第２駆動信号に基づいて、上記複数の第１電極及び上記複数の第２電極をアドレス駆動するように構成されてよい。この構成により、上記パララックスバリアパネルのアクティブ領域全体に亘って一様なパララックスバリアアレイが提供される。

上記パララックスバリアパネルは、第３のモードにおいて、当該パララックスバリアパネルが実質的に結像機能を提供しないように、受信した少なくとも１つの第３駆動信号に基づいて、上記複数の第１電極及び上記複数の第２電極をアドレス駆動する構成であってよい。本実施形態に係るパララックスバリアパネルが表示装置に組み込まれた場合、当該表示装置は従来の２Ｄ表示モードで動作可能となる。この第３のモードにおいて、上記複数の第１電極及び上記複数は、実質的に一様で、上記パララックスバリアパネルのアドレス駆動可能な領域全体に亘って透過率が０ではない領域を規定するように、例えば、上記パララックスバリアパネルが当該パララックスバリアパネルのアドレス駆動可能な領域全体に亘って最大透過率を有するように、アドレス駆動されてよい。

上記パララックスバリアパネルは、さらに、第１基板及び第２基板を備えてもよく、上記電気光学材料は上記第１基板と上記第２基板との間に配設され、上記複数の第１電極の少なくとも幾つかは上記第１基板に配設されてもよく、第１電極の少なくともその他は上記第２基板に配設されてもよい。上記パララックスバリアパネルの上記第２領域に関連する複数の電極、及び（存在するのであれば）さらに他の領域に関連する複数の電極もまた、幾つかが上記第１基板に配設され、他が第２基板に配設されてよい。

上記第１基板上に配設された複数の電極は、上記第２基板上に配設された複数の電極の各々に対して、上記第２方向に沿ってオフセットされてよい。上記第１基板上に配設された複数の電極は、上記第２基板上に配設された複数の電極の各々に対して、上記第２方向に沿って、電極ピッチの略半分オフセットされてよい。

あるいは、すべての第１電極が上記第１電極及び上記第２電極の何れか一方に配設されてよい。上記パララックスバリアパネルの上記第２領域に関連する複数の電極、及び（存在するのであれば）さらに他の領域に関連する複数の電極もまた、すべての電極が上記第１電極及び上記第２電極の何れか一方に配設されてよい。

電極が基板上（“on”）に配設されていることは、必ずしも、電極が基板上に直接配設されていることを要しない。電極と当該電極を上部（“on”）に配設する基板との間に、１つ以上の介在層／介在構造が存在していてもよいことは理解されたい。

第１電極部分はそれぞれ、第１部分及び第２部分を備えていてもよく、当該第１部分及び当該第２部分は、上記パララックスバリアパネルの厚み方向に互いにオフセットされ、かつ、上記電極ギャップに略等しい距離だけ上記第２方向に互いにオフセットされていてよい。上記パララックスバリアパネルの上記第２領域に関連する複数の電極、及び（存在するのであれば）さらに他の領域に関連する複数の電極もまた、第１部分及び第２部分を備えていてもよく、当該第１部分及び当該第２部分は、上記パララックスバリアパネルの厚み方向に互いにオフセットされ、かつ、上記電極ギャップに略等しい距離だけ上記第２方向に互いにオフセットされていてよい。

あるいは、上記複数の第１電極の第１サブセットが上記第１基板の上方に配設され、上記複数の第１電極の第１サブセットの上方に絶縁層が配設され、上記複数の第１電極の第２サブセットが上記絶縁層の上方に配設され、当該第２サブセットの第１電極は、上記第２方向において、上記第１サブセットの第１電極からオフセットされていてよい。

上記第２サブセットの第１電極の幅は、上記第１サブセットの第１電極の幅よりも小さく、かつ、上記第２サブセットの第１電極の幅は、上記第２サブセットの隣接する２つの第１電極間のギャップよりも小さくてよい。

上記複数の第１電極の上記第１サブセットの電極の幅は、当該複数の第１電極の上記第２サブセットの隣接する２つの電極間のギャップよりも大きくてもよい。

本発明に係る第２の態様は、第１の態様に係る本発明に係るパララックスバリアパネルと、当該パララックスバリアパネルに１つ以上の駆動信号を供給する制御回路とを備える構成を提供する。上記制御回路は上記パララックスバリアパネル上に配設されるか、あるいは、電気的に接続はしているものの上記パララックスバリアパネルとは分離して配設されてもよい。

本発明に係る第３の態様は、画像表示パネルと、上記画像表示パネル内の光路中に配設される、第１の態様に係るパララックスバリアパネルと、上記パララックスバリアパネルに少なくとも１つの駆動信号を供給する制御回路と、を備える表示装置を提供する。

第２及び第３の態様において、上記制御回路は、個別的、または、分散制御回路から構成されてよく、例えば、複数の制御回路の各々が、上記パララックスバリアパネルの一領域の複数の電極を駆動してもよい。あるいは、上記制御回路が、上記パララックスバリアパネルのすべての領域の複数の電極を駆動する一つの制御回路から構成されてよい。

上記画像表示パネルは透過型パネルを備えてもよく、上記表示装置は、さらに、バックライトを備えてよい。上記パララックスバリアパネルは、（“リアバリア”配置のため）上記画像表示パネルの後方に配設されてよい。あるいは、上記パララックスバリアパネルは、“フロントバリア”配置のため、上記画像表示パネルの前方に配設されてよい（上記画像表示パネルと観察者との間）。

あるいは、上記画像表示パネルは、発光型パネルを備えてよい。この実施形態では、上記パララックスバリアパネルが上記画像表示パネルの前方に配設されている必要がある。

上記表示装置は、観察者の位置を判定するための１つ以上の位置センサを備えてよい。ここで使用する“位置”という用語は、ｘ方向、及び／又は、ｚ方向における観察者の位置を意味する。ここで、ｚ方向は、表示装置の表示面に対して直角な方向である。ｘ方向は、ｚ方向に対して垂直な水平方向である。

駆動ユニットは、判定された上記観察者の位置に応じて、上記複数の第１電極及び上記複数の第２電極をアドレス駆動するために適用される。これにより、３Ｄ表示特性を改善することができる。

上記制御回路は、判定された上記観察者の位置に基づいて、上記複数の第１電極及び上記複数の第２電極を駆動するための少なくとも１つの駆動信号を決定する演算プロセッサを備えてよい。

あるいは、上記制御回路は、上記複数の第１電極及び上記複数の第２電極を駆動するための複数の駆動信号を記憶するためのメモリと、判定された上記観察者の位置に応じて上記メモリに記憶された少なくとも１つの上記駆動信号を引き出す演算プロセッサと、を備えてよい。

本発明に係る表示装置では、上記第１領域は１２個の第１電極を備えていてもよく、上記第２領域は１２個の第２電極を備えていてもよい。上記パララックスバリアパネルは、さらに、第３領域から第９領域の領域を含んでもよく、上記第３領域から上記第９領域の領域は、上記電気光学材料をアドレス駆動するための１２個の第３電極から第９電極をそれぞれ備えていてもよい。上記第ｐ領域（１≦ｐ≦９）の複数の第ｐ電極は、第ｐ’領域（１≦ｐ’≦９、ｐ≠ｐ’）の複数の第ｐ’電極から独立して、お互いにアドレス駆動可能であり、上記第３領域から上記第９領域の各々における上記第３電極から上記第９電極の各々は、上記第１方向に沿って延び、かつ、上記第２方向に沿って互いに横方向に離間した、電気的に接続された２以上の電極部を備えてよく、上記複数の第ｐ電極（１≦ｐ≦９）の上記複数の電極部は周期的に配設されている。

フロントバリア型裸眼立体表示装置を示す図である。 リアバリア型裸眼立体表示装置を示す図である。 裸眼立体表示装置の断面図（従来例）である。 裸眼立体表示装置の断面図である。 電極位置の関係を示す図である。 液晶パララックスバリアを示す図である。 液晶パララックスバリアを示す図である。 スリット位置番号と各電極への印加電圧との関係を示す図である。 ３Ｄ表示領域を説明するための図である。 ３Ｄ表示領域を説明するための図である。 有効３Ｄ表示領域を説明するための図である。 複数の領域を持つ切り替え型液晶パララックスバリア（側面図）を示す図である。 複数の領域を持つ切り替え型液晶パララックスバリア（正面図）を示す図である。 第１領域に係る第１基板上の電極配置を示す図である。 第１領域に係る第２基板上の電極配置を示す図である。 様々な頭部位置に対するスリットパターンを示す図である。 裸眼立体表示装置の機能構成を示すブロック図である。 裸眼立体表示装置の機能構成を示すブロック図である。 裸眼立体表示装置による処理手順のフローチャートである。 二層電極構造の断面図である。 第１領域と第２領域との境界を示す電極構造を示す図である。 単層電極構造の断面図である。 二層電極構造の断面図である。 二層電極構造の断面図である。 二層電極液晶パララックスバリアを示す図である。 二層電極液晶パララックスバリアを示す図である。 二層電極液晶パララックスバリアを示す図である。 二層電極構造の断面図である。 二層電極構造の断面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。図中の同一または対応する部分には同一の参照符号を付し、複数の実施形態で使用される構成要素の説明は、各実施形態について繰り返さない。説明を簡略化するため、以下に示す図面では、図示の構成を簡略化したり、一部を模式的に示したり省略したりすることができる。図面に示される構成要素間の寸法比は、必ずしも実際の寸法比に関係しない。

図１は、画像表示パネル１０と、切り替え可能液晶パララックスパネル２０とを含む裸眼立体表示装置１を示す。画像表示パネル１０は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）又は有機発光ディスプレイ（ＯＬＥＤ）などであってもよい。画像表示パネル１０が液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）である場合、バックライトユニット３００が使用される。液晶パララックスパネル２０は、裸眼立体表示装置１の表示側９０（すなわち、フロントバリアシステム）に配置される。切り替え可能液晶パララックスパネル２０は、画像表示パネル１０から左眼９０Ｌへ第１画像を導き、画像表示パネル１０から右眼９０Ｒへ第２画像を導くことにより裸眼立体３Ｄ画像の表示を可能にするパララックスバリア機能を実行するように切り替えられる。また、切り替え可能液晶パララックスパネル２０は、パララックスバリア機能を実行しない状態に切り替えられる。このとき、切り替え可能液晶パララックスパネル２０は、左眼９０Ｌ及び右眼９０Ｒの両方に同じ２Ｄ画像を同時に視認させる。２Ｄモードでは、切り替え可能液晶パララックスバリアパネル２０は、実質的に透明である（すなわち、切り替え可能液晶パララックスパネル２０は、正しく偏光された光に対して＞７５％、好ましくは＞９０％の透過性を有する）。

図２は、画像表示パネル１０と、切り替え可能液晶パララックスパネル２０とを含む裸眼立体表示装置１を示す。画像表示パネル１０は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）又は有機発光ディスプレイ（ＯＬＥＤ）などであってもよい。画像表示パネル１０が液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）である場合、バックライトユニット３００が使用される。画像表示パネル１０は、裸眼立体表示装置１の表示側９０（すなわち、リアバリアシステム）に配置される。切り替え可能液晶パララックスパネル２０は、画像表示パネル１０から左眼９０Ｌへ第１画像を導き、画像表示パネル１０から右眼９０Ｒへ第２画像を導くことにより裸眼立体画像表示を可能にする、パララックスバリア機能を実行するために切り替えられる。また、切り替え可能液晶パララックスパネル２０は、同じ２Ｄ画像が左眼９０Ｌ及び右眼９０Ｒの両方に対して同時に視認されるよう、パララックスバリア機能を実行しないよう切り替えられる。２Ｄモードにおいて、切り替え可能液晶パララックスバリアパネル２０は、実質的に透明である。

特に明記しない限り、以降のすべての実施形態は、画像表示パネル１０が裸眼立体表示装置１の表示側９０に配置された図２に関連して記載される。しかしながら、裸眼立体表示装置の表示側９０に液晶パララックスパネル２０が配置されてもよい。別の言及がない限り、以降のすべての実施形態において、画像表示パネル１０は液晶表示パネルである。しかしながら、原理的には、任意の好適な、発光型表示パネル又は透過型表示パネルを使用することができる（透過型表示パネルはバックライトを必要とする）。

図３は、従来の裸眼立体表示装置１を示す概略断面図である。裸眼立体表示装置１は、画像表示パネル１０と、切り替え可能液晶パララックスバリアパネル２０と、接着樹脂３０とを備える。画像表示パネル１０及び切り替え可能な液晶パララックスバリアパネル２０は重なって配置され、画像表示パネル１０が観察者９０側に配置される。画像表示パネル１０及び切り替え可能液晶パララックスバリアパネル２０は接着樹脂３０により接着する。画像表示パネル１０は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板１１と、ＣＦ（Color Filter）基板１２と、液晶層１３と、偏光板１４と、偏光板１５とを備える。画像表示パネル１０は、ＴＦＴ基板１１及びＣＦ基板１２を制御して、それぞれのピクセルを透過する光の量を調整することで画像を得るために液晶層１３の液晶分子の配向を操作する。バックライトユニット３００は図示されていない。切り替え可能液晶パララックスバリアパネル２０は、第１基板２１と、第２基板２２と、液晶層２３と、偏光板２４とを備える。液晶層２３は、第１基板２１と第２基板２２とに挟持される。

図４は、裸眼立体表示装置１を示すさらなる概略断面図である。第１基板２１及び第２基板２２は、それぞれＥ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５、Ｅ６、Ｅ７、Ｅ８、Ｅ９、Ｅ１０、Ｅ１１、及びＥ１２とラベル付けされた、独立してアドレス駆動可能な複数の電極を含む。各電極は、図４の紙面内を延びる２以上の電極部分を含む。当該２以上の電極部分は、（図４の水平軸に沿って）互いに横方向に離間する。従って、図４において同じラベルが付された２つの部分は、同じ電極の部分であり、互いに電気的に接続されている。例えば、図４において「Ｅ４」とラベルされた２つの部分は、同じ電極の部分である。図４において「Ｅ１０」とラベルされた２つの部分は、同じ電極の部分である。３つの部分を有する電極は平面視で略「Ｅ」字形である。４つ以上の部分を有する電極は平面視で略櫛形である。第１基板２１は、Ｅ７、Ｅ８、Ｅ９、Ｅ１０、Ｅ１１、及びＥ１２とラベル付けされ、周期的に配置された、独立してアドレス駆動可能な電極からなる単一層を有する（すなわち、電極Ｅ７の一部が、電極Ｅ８の一部及び電極Ｅ１２の一部に隣接する）。第２基板２２は、Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５、及びＥ６とラベル付けされ、周期的に配置された、独立してアドレス駆動可能な電極からなる単一層を有する（すなわち、電極Ｅ１の一部が、電極Ｅ２の一部及び電極Ｅ６の一部に隣り合う）。言い換えると、Ｅ１〜Ｅ１２とラベル付けされた電極それぞれに異なる電圧が印加される（すなわち、アドレス駆動される）。すなわち、Ｅ１〜Ｅ１２とラベル付けされた電極はそれぞれ、独立して制御されうる。Ｅ１〜Ｅ１２とラベル付けされた電極は一群の電極である。一群の電極には１３以上の電極が存在してよく、これによりヘッドトラッキングの精度を高めることができる。一群の電極には１１以下の電極が存在してよく、これにより駆動回路が簡素化される。一群の電極として１２個の電極の使用は、トラッキング精度と複雑さとの間で良好なバランスを保つことが分かった。別段の記載がない限り、以降のすべての実施形態において、一群の電極には１２個の電極が含まれるものとする。それぞれの電極（Ｅ１〜Ｅ１２）は、均一に離間していてよい。

別段の記載がない限り、以降のすべての電極に関する説明では、図４または図２０に従って電極が構成されるものとする。図４または図２０では、電極Ｅ７、Ｅ８、Ｅ９、Ｅ１０、Ｅ１１及びＥ１２が第１基板２１上に周期的に配置され、Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５、Ｅ６が第２基板２２上に周期的に配置されている。独立にアドレス駆動可能な電極グループのグループピッチφを図４及び図２０に示す（第１基板上の電極のグループピッチφは、第２基板上の電極のグループピッチφと同じである）。画像表示パネル１０の１ピクセルのピクセルピッチｐｐのサイズもまた図４に示される。裸眼立体３Ｄモードでは、交互のピクセルは、左眼用画像（Ｌ）及び右眼用画像（Ｒ）でアドレス駆動されてよい。ピクセルピッチの２倍（２×ＰＰ）は、電極グループピッチ（φ）にほぼ等しい。より正確には、リアバリア裸眼立体表示装置１において、φ＝２ＰＰ／Ｖｄ（Ｖｄ＋Ｓ／ｎ）である。ここで、Ｖｄは、所望の視認距離である。Ｓは、画像表示パネル層１３とパララックスバリアの切り替え可能な液晶層２３との間隔である。ｎは、画像表示パネル層１３と切り替え可能な液晶層２３との間の平均屈折率である。

図５を参照して、各電極の幅Ｗは、電極それぞれで同じであってもよいし、画像表示装置１０に対する位置に応じて電極ごとに変化してもよい。別段の記載がない限り、以降のすべての実施形態において、各電極の幅Ｗは、電極それぞれについて同じであるものとする。図５を参照して、２つの隣接する電極間のギャップＧは、隣接する電極の対ごとに同じであってもよいし、画像表示装置１０に対する位置に応じて電極の対ごとに変化してもよい。別段の記載がない限り、以降のすべての実施形態において、２つの隣接する電極間のギャップＧは、隣接する電極の対ごとに同じであるものとする。図５を参照して、電極ピッチＥＰは、Ｇ＋Ｗに等しく、電極それぞれについて同じであってよいし、画像表示装置１０に対する位置に応じて電極ごとに変化してもよい。別段の記載がない限り、以降のすべての実施形態において、電極ピッチＥＰは、電極それぞれについて同じであるものとする。図４、図５及び図２０を参照して、電極グループピッチφは、６×ＥＰに等しい。電極グループピッチφは、電極グループごとで同じであってよいし、画像表示装置１０に対する位置に応じて電極グループごとに変化してもよい。別段の記載がない限り、以降のすべての実施形態において、電極グループピッチφは、電極グループそれぞれについて同じであるものとする。図５及び図２０を参照して、第１基板２１上の複数の電極は第２基板２２上の複数の電極からＥＰ／２に等しい一定距離、又はＥＰ／２に略等しい一定距離だけずれていてもよい（すなわち１０μｍ以内、好ましくは５μｍ以内）。各電極の幅（Ｗ）と電極間のギャップ（Ｇ）はフォトリソグラフィープロセスにより規定されるため、各電極の幅（Ｗ）、電極間ギャップ（Ｇ）、電極ピッチ（ＥＰ）、及び電極グループピッチ（φ）は動的に変化させることはできない。言い換えると、距離Ｗ、Ｇ、ＥＰ及びφは特定の設計に従って決定され、前記各距離は能動的に制御されない。

図４及び図５に示す電極構成は、本発明に適合する電極構成の一例に過ぎない。図４及び図５の代わりに、図２２を参照して、独立してアドレス駆動可能な電極（Ｅ１〜Ｅ１２）を第２基板２２上にのみ配設し、共通電極を第１基板２１上に配設してもよい。第１基板２１が裸眼立体表示装置１の表示側９０に配置されてもよいし、第２基板２２が裸眼立体表示装置１の表示側９０に配置されてもよい。図４及び図５の代わりに、図２２を参照して、独立してアドレス駆動可能な電極（Ｅ１〜Ｅ１２）すべてを周期的に第２基板２２上にのみ配設し、共通電極ＥＣＯＭを第１基板２１上に配設してもよい。電極Ｅ１０、Ｅ１１、Ｅ１２は図２２に記載されていない。独立してアドレス駆動可能な電極（Ｅ１〜Ｅ１２）及び共通電極ＥＣＯＭに電圧を印加することによって、切り替え可能液晶パララックスバリアパネル２０内にパララックスバリアが形成されてもよい。単一の基板にのみ（第１基板２１又は第２基板２２）独立してアドレス駆動可能な電極（Ｅ１〜Ｅ１２）を周期的に配設すると、製造コストが安くなるという利点がある。上述したように、独立してアドレス駆動可能な１２個の電極が周期的に単一基板上に配設されている場合、電極Ｅ１は電極Ｅ２及び電極Ｅ１２に隣接する。

図４及び図５の代わりに、液晶パララックスバリアパネル２０に二層電極が使用されてもよい。二層電極の一例を図２０に示す。図２０を参照して、第１基板２１及び第２基板２２は二層電極構造を有する。第１基板２１は、（１）第１基板２１上に周期的に配設された複数の電極部分（Ｅ７〜Ｅ１２）からそれぞれ形成された、独立してアドレス駆動可能な電極からなる第一層と、（２）独立してアドレス駆動可能な電極からなる第一層上に配設された絶縁層２５と、（３）絶縁層２５上に周期的に配設された複数の電極部分（Ｅ７〜Ｅ１２）からそれぞれ形成された、独立してアドレス駆動可能な電極からなる第二層と、を含む。すなわち、電極部はそれぞれ、パネルの厚さ方向に互いにずれ、かつ、横方向に互いにずれた２つの部分で形成されている。電極部の当該２つの部分は互いに電気的に接続されている。第一層に係る電極部Ｅｎは、第二層に係る電極部Ｅｎに電気的に接続されている。ｎは整数である。第１基板２１の第一層に係る、独立してアドレス駆動可能な電極Ｅ１１の一例が図２０の参照符号２６により示されている。第２基板の第二層に係る、独立してアドレス駆動可能な電極Ｅ１１の一例が図２０の参照符号２７により示されている。第１基板２１の複数の第一層電極は、基板に対して垂直な方向から見たときに第二層電極部（例えば、第二層電極部Ｅ１１（２７））が、対応する第一層電極部及び隣接する第一層電極部との間のギャップ（例えば、第一層電極部Ｅ１１（２６）と隣接する第一層電極部Ｅ１０との間のギャップ）を埋めるように、又はほぼ埋めるように、電極間ギャップＧに等しいか、又は略等しい分だけ第１基板の複数の第二層電極からオフセットされていてもよい（すなわち、６μｍ以内、好ましくは４μｍ以内）。これにより、隣接する電極部分によって規定されるダーク領域間のギャップをなくす、又はほとんどギャップをなくすことができる（例：電極部分Ｅ１１（２６、２７）によって規定されるダーク領域と電極部分Ｅ１０によって規定されるダーク領域との間にギャップがない、またはほとんどギャップがない）。それゆえ、結果として生じるパララックスバリアの品質が改善する。同様に、第２基板２２の複数の第一層電極は、電極間ギャップＧに等しいか、又は略等しい分だけ第２基板の第二層電極から離れている（すなわち、６μｍ以内、好ましくは４μｍ以内）。（独立してアドレス駆動可能な第一層と独立してアドレス駆動可能な第二層との間に位置する）絶縁層２５は、画像表示領域（すなわち、画像を表示する、裸眼立体表示装置１の領域）において、独立してアドレス駆動可能な第一層と独立してアドレス駆動可能な第二層との間の電気的接続を妨げる。絶縁層２５は、例えば、シリコン窒化物（ＳｉＮｘ）であってもよく、１５０ｎｍ〜３００ｎｍの範囲の厚さを有してもよい。

図４及び図５の代わりに、図２３を参照して、独立してアドレス駆動可能な電極（Ｅ１〜Ｅ１２）すべてが第２基板２２上にのみ二層電極構造で周期的に配設され、共通電極ＥＣＯＭが第１基板２１に配設されてもよい。第１基板２１が裸眼立体表示装置１の視認側９０に配置されてもよいし、第２基板２２が裸眼立体表示装置１の視認側９０に配置されてもよい。図２３を参照して、第２基板２２は、（１）第１基板２２上に周期的に配設された複数の電極部分（Ｅ１〜Ｅ１２）からそれぞれ形成された、独立してアドレス駆動可能な電極からなる第一層と、（２）独立してアドレス駆動可能な電極からなる第一層上に配設された絶縁層２５と、（３）絶縁層２５上に周期的に配設された複数の電極部分（Ｅ１〜Ｅ１２）からそれぞれ形成された、独立してアドレス駆動可能な電極からなる第二層と、を含む。Ｅ１０、Ｅ１１、及びＥ１２は図２３に図示されていない。独立してアドレス駆動可能な電極（Ｅ１〜Ｅ１２）及び共通電極ＥＣＯＭに電圧を印加することによって、切り替え可能液晶パララックスバリアパネル２０内にパララックスバリアが形成される。上述したように、独立してアドレス駆動可能な１２個の電極が周期的に単一基板上に配設されている場合、電極Ｅ１は電極Ｅ２及びＥ１２に隣接する。図２０を参照して説明された理由により、第２基板の複数の第一層電極は、電極間ギャップＧに等しいか、又は略等しい分だけ複数の第二層電極からオフセットされている（すなわち、６μｍ以内、好ましくは４μｍ以内）。

電極部の第一層における電極部分と、対応する電極部の第二層における電極部分との電気的接続は画像表示領域外で発生する。電極部の第一層と電極部の第二層との電気的接続は図２０には記載されていない。電極部Ｅｎは、幅Ｗを有する。電極部Ｅｎは、電極部の同じ層の隣接する電極部分との間のギャップＧを有する。

図２０を参照して、基板上の第一層に係る独立してアドレス駆動可能な電極それぞれの幅Ｗは、その基板上の第一層に係る他の独立したアドレス駆動可能な電極の幅Ｗと同じであってもよいし、異なっていてもよい。基板上の第一層に係る独立してアドレス駆動可能な電極の隣接対（例えば、Ｅ９及びＥ１０）のギャップＧは、基板上の第一層に係る独立してアドレス駆動可能な電極の他の隣接対と同じであってもよいし、異なっていてもよい。基板上の第二層に係る独立してアドレス駆動可能な電極それぞれの幅Ｗは、その基板上の第二層に係る他の独立したアドレス駆動可能な電極の幅Ｗと同じであってもよいし、異なっていてもよい。基板上の第二層に係る独立してアドレス駆動可能な電極の隣接対（例えば、Ｅ８及びＥ９）のギャップＧは、基板上の第二層に係る独立してアドレス駆動可能な電極の他の隣接対と同じであってもよいし、異なっていてもよい。基板上の第一層に係る独立してアドレス駆動可能な電極それぞれの幅Ｗは、その基板上の第二層に係る他の独立したアドレス駆動可能な電極の幅Ｗと同じであってもよいし、異なっていてもよい。基板上の第一層に係る独立してアドレス駆動可能な電極の隣接対（例えば、Ｅ９及びＥ１０）のギャップＧは、その基板上の第二層に係る独立してアドレス駆動可能な電極の他の隣接対（例えば、Ｅ８及びＥ９）と同じであってもよいし、異なっていてもよい。

基板上の独立したアドレス駆動可能な電極の第一層は、当該基板上の独立したアドレス駆動可能な電極の第二層からオフセットされている。これは、非二層電極構造の電極間に存在するギャップＧを効率的に除去するためである。言い換えると、基板上の独立したアドレス駆動可能な電極の第一層は、ギャップＧを効率的に除去するために、その基板上の独立したアドレス駆動可能な電極の第二層からＧ分だけオフセットされる。図２０を参照して、第一層に係る電極Ｅ１２の左端は、横方向において、第二層に係る電極Ｅ７の右端と一致する。図２０を参照して、第二層に係る電極Ｅ１２の右端は、横方向において、第一層に係る電極Ｅ１１の左端と一致する。第一層の電極Ｅ１２が第二層の電極Ｅ１２に電気的に接続されている場合、Ｅ１２は幅ＥＰの単一の電極と見なすことができる。言い換えれば、電極ピッチは、実際上、独立にアドレス駆動可能な電極の間にギャップを含まない。例えば、図２０を参照して、電極Ｅ１２と電極Ｅ７との間には実質的にギャップが存在しない。

図２０を参照して、第２基板２２上の二層電極（Ｅ１〜Ｅ６）は、第１基板２１上の二層電極と同様に構成されてよい。図２０に示すように、第１基板２１の電極に係る電極ピッチＥＰは、第２基板２２の電極に係る電極ピッチＥＰから、ＥＰ／２に等しく、又は実質的にＥＰ／２に等しく、オフセットされてもよい（すなわち、１０μｍ以内、好ましくは５μｍ以内）。第１基板上のみに二層電極構造を使用し、第２基板上には、共通電極を使用してもよい。図２３に示すように、第２基板上のみに二層電極構造を使用し、第１基板上には、共通電極を使用してもよい。図２０に示すように、二層電極構成は、第１基板上及び第２基板上に使用してもよい。

原理的には、図２０または図２３の実施形態では、第二層の電極部分（第二層の電極部分Ｅ１１（２７）など）の幅は、第一層の対応する電極部分と第一層の隣接する電極部分との間のギャップ（第一層の電極部分Ｅ１１（２６）と第一層の電極部分Ｅ１０との間のギャップ）と同じくらい小さく作製することができる。なぜならば、そのように作製することで、第一層の隣接する電極部分間に存在するギャップを効率的に除去できるためである。しかしながら、実際には、同じマスクを用いて基板上に電極部分の２つの層を規定すると都合がよい。この場合、第二層の電極部分の幅は、第一層の対応する電極部分の幅と同じ（製造誤差範囲内）である。

二層電極構成（図２０）の利点は、単一層電極構成（図４）よりも高品質３Ｄ（低光学３Ｄクロストーク）を実現しうる点にある。電極の二層電極構成により、独立してアドレス駆動可能な電極間のギャップＧを効率的に排除し、高品質３Ｄ（低光学３Ｄクロストーク）を実現することができる。このことを図６及び図７を参照して説明する。図６及び図７において、バリアＢＲは、スリットＳＬに達するまで連続的に現れる。しかしながら、図６及び図７は、バリアＢＲ上の有限ギャップＧの影響を正確に示していない。より正確に説明すると、図６及び図７には示されていないが、バリアＢＲは、隣接する独立してアドレス駆動可能な電極間のギャップＧにおいて発生する非常に小さなスリットＳＬ領域を有しうる。バリア領域ＢＲを穿孔するこれらの不要な非常に小さなスリットＳＬ領域（不図示）は、望まれない光学的３Ｄクロストークを引き起こす。図２０の二重層電極構成が使用される場合、独立してアドレス駆動可能な第一層と独立してアドレス駆動可能な第二層との間のオフセットによって、バリア領域内のこれらの非常に小さい透過スリット領域は除去されうる。電極の二層電極構成の欠点は、単層電極構成よりも製造コストが高くなりうる点にある。

図４及び図２０は、液晶パララックスバリアパネル２０を示す。図２０に示す電極構成の詳細は図４に示す電極構成とは異なるが、以降のすべての実施形態において、図４及び図２０に係る液晶パララックスバリアパネル２０は、実際上は入れ替え可能である。

図６を参照して、独立してアドレス駆動可能な電極（Ｅ１〜Ｅ１２）に電圧を印加することによって、切り替え可能液晶パララックスバリアパネル２０内にパララックスバリアが形成される。図６は、図４に関連して記載されているが、図２０にも適用可能である。パララックスバリアは、以後バリアＢＲと称される非透過領域と、以後スリットＳＬと称される透過領域とを含む（実際には、非透過領域または「バリア」は完全に不透明ではなく、透過領域または「スリット」は完全に透過する訳ではなく、これらの領域は「最小透過」領域、及び「最大透過」領域と称されるのがより適切である。しかしながら、便宜上、「非透過領域」及び「透過領域」との用語が使用される。）。一例では、バリアＢＲは、偏光板１４及び偏光板２４（図示せず。図４に図示）と組み合わせて、第１基板２１上の電極と第２基板２２上の電極との電位差を与えることにより形成される。言い換えると、この例では、切換可能な液晶パララックスバリアパネル２０はノーマリーホワイトモードである。スリットＳＬは、偏光板１４及び偏光板２４（図示せず）と組み合わせて、第１基板２１上の電極と第２基板２２上の電極との電位差を与えることにより形成されてよい。言い換えると、この代替例では、切換可能な液晶パララックスバリアパネル２０はノーマリブラックモードである。他に言及がない限り、以降のすべての実施形態では、切り替え可能液晶パララックスバリアパネル２０はノーマリーホワイトモードであるものとする。

図６は、第１電圧が電極Ｅ９、Ｅ８及びＥ７に印加され、第２電圧が残りの電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５、Ｅ６、Ｅ１０、Ｅ１１及びＥ１２に印加される様子を示す。第１電圧と第２電圧との電位差と偏光板１４及び偏光板２４（図示せず）との組み合わせはバリア（非透過領域）を形成するのに十分である。切り替え可能液晶パララックスバリアパネル２０は、９０°ツイストネマチックモードであってもよい。第１電圧と第２電圧との電位差は、２．５Ｖ〜９Ｖの範囲内であってよい。第１電圧と第２電圧との電位差は、４Ｖ〜６Ｖの範囲内であってよい。他に言及がない限り、以降のすべての実施形態では、第２電圧は接地されている、すなわち０Ｖであるものとする。

図６は、バリア（ＢＲ）幅がスリット（ＳＬ）幅にほぼ等しく、スリット（ＳＬ）幅は３×ＥＰの幅にほぼ等しいことを示す。あるいは、例えば電極Ｅ１０、Ｅ９、Ｅ８、及びＥ７に第１電圧を印加し、残りの電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５、Ｅ６、Ｅ１１及びＥ１２に第２電圧を印加することによって、バリア幅を４×ＥＰにほぼ等しくすることができる。あるいは、例えば電極Ｅ８及びＥ７に第１電圧を印加し、残りの電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５、Ｅ６、Ｅ９、Ｅ１０、Ｅ１１及びＥ１２に第２電圧を印加することによって、バリア幅を２×ＥＰにほぼ等しくすることができる。他に言及がない限り、以降のすべての実施形態では、図６に示すように、バリア（ＢＲ）幅はスリット（ＳＬ）幅にほぼ等しく、スリット（ＳＬ）幅は３×ＥＰの幅にほぼ等しいものとする。

図７は、第１電圧が電極Ｅ３、Ｅ２及びＥ１に印加（又は、アドレス駆動）され、第２電圧が残りの電極Ｅ４、Ｅ５、Ｅ６、Ｅ７、Ｅ８、Ｅ９、Ｅ１０、Ｅ１１、及びＥ１２に印加（又は、アドレス駆動）された様子を示す。図７は、図４に関連して記載されているが、図２０にも適用可能である。第１電圧と第２電圧との電位差と偏光板１４及び偏光板２４（図示せず）との組み合わせはバリアＢＲ（非透過領域）を形成するのに十分である。図７は、バリア（ＢＲ）領域の位置及びスリット（ＳＬ）領域の位置が、図６のバリア（ＢＲ）領域の位置及びスリット（ＳＬ）領域の位置に対してほぼＥＰ／２の距離だけ移動している様子を示す。

図６及び図７の電極配置について、スリット（ＳＬ）位置は１２の固有の位置を有する。各スリット位置は、関連するスリット位置番号を有する。図６について、スリット位置番号を９と定義する。図７について、スリット位置番号を１０と定義する。スリット位置番号と電極値との完全な関係を図８に示す。図８を参照して、「０」は第２電圧を示し、０Ｖの値をとる（すなわち、電極はオフになる）。図８を参照して、「１」は第１電圧を示し、２.５ボルトから９ボルトの範囲内のＶボルトの値をとる（すなわち、電極がオンにされる）。図８を参照して、スリット位置番号は周期的であり、したがって、スリット位置番号１に関連するスリット位置はスリット位置番号２及び１２のスリット位置に隣接する。

以下の説明では、電極部分はパララックスバリアパネルのすべての領域において、同じ周期（つまり、図４、６及び７に示される周期）で配置されるものとする。もしそうでない場合、ある一つの領域における電極部分は他の領域における電極部分とは異なる周期で構成されるべきである。領域間における同一周期の差異はパララックスバリアパネルのアドレス駆動の間に補償されうる。

図４、図２０、図６、図７、図８、及び先行技術（特に国際出願公開第２０１４／１３６６１０号）を参照して、切り替え可能液晶パララックスパネル２０は、画像表示パネル１０、カメラ、顔／頭部／眼球トラッキングソフトウェア、及び制御ユニットとともに使用され、左眼用画像を左眼９０Ｌへ、右眼用画像を右眼９０Ｒへ向け、広範囲にわたる横方向の頭部動作に対して高品質３Ｄ画像を表示させることができる。本質的に、ユーザーが左右に動作すると、顔／頭部／眼球トラッキングソフトウェアは、ユーザーの横方向における位置の変化を認識し、制御ユニットに情報を送信する。制御ユニットは、高品質３Ｄ画像の表示を可能とする適切な電極をスイッチオンにする。

図９は、裸眼立体表示装置１の軸上に位置する観察者に対する３Ｄ表示領域７０の表示である（すなわち、観察者の頭部位置は、眼９０Ｒ及び眼９０Ｌを二分する破線によって示される裸眼立体表示装置１の中心に位置する）。３Ｄ表示領域７０の範囲（網掛け部）は、光学モデリングソフトウェア（例えば、光線追跡ソフトウェア）により正確に計算することができる。図９に示す３Ｄ表示領域７０の横方向及び縦方向の広がりは、本発明について読者に教示するために説明のためにのみ描写されたものである。ユーザーの両眼（９０Ｒ及び９０Ｌ）が３Ｄ表示領域７０内に位置するとき、ユーザーは高品質３Ｄ画像を見ることができる。画像表示パネルに１０に表示された右眼用画像は、切り替え可能液晶パララックスバリアパネル２０によって観察者の右眼９０Rに導かれる。画像表示パネルに１０に表示された左眼用画像は、切り替え可能液晶パララックスバリアパネル２０によって観察者の左眼９０Ｌに導かれる。図８を参照して、単一のスリット位置番号に対する３Ｄ表示領域７０が図９に示されている。３Ｄ表示領域７０の外側に少なくも一方の眼が位置するように観察者が左右に動いた場合（横方向の動き）、左眼用画像が右眼９０Ｒに知覚され、その逆もまた同様であることから、低品質３Ｄ表示が知覚される。これを防止するため、観察者が左右に動いた場合（横方向の動き）、３Ｄ表示領域７０がいつも両方の眼を包含し、高品質３Ｄ表示が維持されるように、スリット位置番号（つまり、電極電圧）が変化する（すなわち、頭部／顔／眼球トラッキングシステムが使用される）。一般に、裸眼立体表示装置１の横幅はＡＤＤＷで表される。図９では裸眼立体表示装置１の横幅はＡＤＤＷ１で表される。電極グループピッチ（φ）は、式φ＝２ＰＰ／Ｖｄ（Ｖｄ＋Ｓ／ｎ）を使用してＶｄ６１で示される最適３Ｄ視認距離を提供するように選択されてよい。図９は、観察者が視認距離Ｖｄ６１にあるときに、高品質の３Ｄ画像を維持しつつ同じスリット位置番号に対してある程度の横方向の頭部の動きが許容されることを示す。図９は、観察者が視認距離Ｖｄ６０又はＶｄ６２にあるときに、高品質の３Ｄ画像を維持しつつ、同じスリット位置番号に対して横方向の頭部の動きが全く許容されない様子を示す。図９は、最小視認距離Ｖｄ６０及び最大視認距離Ｖｄ６２が存在することを示す。実際上、最小視認距離Ｖｄ６０は、図９に記載されるよりは最適視認距離Ｖｄ６１に若干近い。実際上、最大視認距離Ｖｄ６２は、図９に記載されるよりは最適視認距離Ｖｄ６１に若干近い。簡略化のために、Ｖｄ６０が最小視認距離であり、Ｖｄ６２が最大視認距離であるものとする。一般に、最大視認距離Ｖｄ６２と最小視認距離Ｖｄ６０との差は、縦方向視認距離範囲ＶｄＲ（すなわち、ＶｄＲ＝Ｖｄ６２−Ｖｄ６０）であり、図９に固有の縦方向視認距離範囲はＶｄＲ１である。縦方向視認距離範囲ＶｄＲの大きさは、多くのパラメータによる関数である。ＶｄＲの大きさを決定するパラメータのうちの２つは、裸眼立体表示装置の幅ＡＤＤＷ（横幅）及び最適視認距離Ｖｄ６１である。図９に示すように、所与の最適視認距離Ｖｄ６１及び所与の裸眼立体表示装置幅ＡＤＤＷ１に対して第１視認距離範囲ＶｄＲ１が得られる。

図１０は、裸眼立体表示装置１の軸上に位置する観察者に対する３Ｄ表示領域７０の表示であり、本質的に図９に記載された３Ｄ表示領域７０と同一である。図１０に示す最適視認距離Ｖｄ６１は、図９に示す最適視認距離Ｖｄ６１と同一である。図１０に示す裸眼立体表示装置幅ＡＤＤＷ２は、図９に示す裸眼立体表示装置幅ＡＤＤＷ１よりも大きい。裸眼立体表示装置幅がＡＤＤＷ１からＡＤＤＷ２へ増加することで、縦方向の視認距離範囲ＶｄＲが減少する（すなわち、最大視認距離Ｖｄ６２から最小視認距離Ｖｄ６０を引いた値が減少する）。図１０に示すように、所与の最適視認距離Ｖｄ６１及び所与の裸眼立体表示装置幅ＡＤＤＷ２に対して第２視認距離範囲ＶｄＲ２が得られる。多くの用途において、所望の最適視認距離Ｖｄ６１及び所望の裸眼立体表示装置幅ＡＤＤＷによって不十分に小さい縦視認距離範囲ＶｄＲがもたらされる。

所定の頭部位置に対して高品質３Ｄ画像が観察されるように、それぞれの電極幅（Ｗ）及び／又はそれぞれの電極間ギャップ（Ｇ）を制御して、切り替え可能液晶パララックスパネル２０の電極群ピッチ（φ）を制御することで有効な縦方向視認距離範囲ＶｄＲが大きくなることが周知技術において報告されている。φ＝２ＰＰ／Ｖｄ（Ｖｄ＋Ｓ／ｎ）の式を参照して、電極群ピッチ（φ）を制御することにより最適視認距離Ｖｄ（すなわち、Ｖｄ６１）が制御可能であることは明らかである。しかしながら、電極幅（Ｗ）、電極間ギャップ（Ｇ）、及び電極群ピッチ（φ）は、特定の設計に基づくフォトリソグラフィプロセスにより規定されるため、最適視認距離Ｖｄは公知技術を用いて調整することはできない。

電極グループのピッチ（φ）を制御しないパララックスバリアの設計及び方法を使用して、実効的な縦視認距離範囲ＶｄＲを大幅に増加させることを可能にした驚くべき実験結果が見出された。この驚くべき実験結果は、新しいタイプの切り替え可能液晶パララックスバリアパネル２０の設計を可能にした。新しいタイプの切り替え可能液晶パララックスバリアパネル２０は、より長い縦視認距離範囲ＶｄＲを実現し、その結果、幅広い頭部位置から高品質３Ｄ画像を見ることが可能となる。新しいタイプの液晶パララックスバリアパネル２０は、複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル２００である。図１１を参照して、複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル２００は、横（左右）方向及び縦方向（前後）に３Ｄ表示領域７０を移動可能にし、それにより、横方向及び縦方向の両方において大きな有効３Ｄ表示領域７１を実現する。図１１に示されている有効３Ｄ表示領域７１の形状は、例示的のみを目的とする。有効３Ｄ表示領域７１の形状は、正方形、長方形、台形などであってもよい。任意の所与の頭部位置に対して、３Ｄ表示領域７０は比較的小さくてもよいが、複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル２００が左右及び前後方に３Ｄ表示領域７０を移動させる能力を有することにより、大きな有効３Ｄ表示領域７１が形成される。

本発明に係る複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル２００とは対照的に、複数の独立した電極を有する単一領域液晶パララックスバリアパネルは、横方向（左右）方向にのみ３Ｄ表示領域７０の移動が可能である。結果として、複数の独立した電極を有する単一領域液晶パララックスバリアパネルでは、大きな有効３Ｄ表示領域７１は、横方向においてのみ実現され、縦方向には実現されない。複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル２００は、縦方向においてより大きな有効３Ｄ表示領域７１を可能とすることから、単一領域液晶パララックスバリアパネルよりも有利である。

９つの領域を有する複数の領域を持つ切り替え可能液晶パララックスバリアパネル２００の一例が図１２（側面図）及び図１３（正面図）に示されている。図１３（正面図）を参照して、複数の領域を持つ切り替え可能液晶パララックスバリアパネル２００の視認可能領域の高さがＡＤＤＨで示され、複数の領域を持つ切り替え可能液晶パララックスバリアパネル２００の視認可能領域の幅がＡＤＤＷ及びＡＤＤＷ２で示される。図１３（正面図）を参照して、ＡＤＤＷ×ＡＤＤＨにより規定される領域が、裸眼立体表示装置１の視認可能領域である（すなわち、裸眼立体表示装置１の視認可能領域の平面はページの平面と一致する）。図１２及び図１３を参照して、領域１は「Ｒ１」、領域２は「Ｒ２」などとラベル付けされている。一般に、領域ｐは「Rｐ」と表示される。ｐは整数である。複数の領域を持つ切り替え可能液晶パララックスバリアパネル２００は１０以上の領域を有することができる。複数の領域を持つ切り替え可能液晶パララックスバリアパネル２００は、９未満の領域を有することができる。より多くの領域を有することの第１の利点は、より高品質の３Ｄ画像を観察者に知覚させられる点である（すなわち、左眼９０Ｌに左画像を、右眼９０Ｒに右画像を向ける精度が高くなる。すなわち、３Ｄクロストークが少なくなる）。より多くの領域を有する第２の利点は、特に縦方向において、より大きな有効３Ｄ表示領域７０が可能になる点である。より少ない領域を有する利点は、裸眼立体表示装置１が簡素化する点にある（よりシンプルな駆動回路、よりシンプルな実装など）。２０ｃｍ〜３５ｃｍの範囲の表示幅ＡＤＤＷを有する裸眼立体表示装置１について、９つの領域の使用は、３Ｄ画像品質、有効３Ｄ表示領域サイズ、及び設計の簡素化でよいバランスを保つことが見出された。９つの領域の使用は、２０ｃｍ〜３５ｃｍの範囲の表示幅ＡＤＤＷ、５０ｃｍ〜６０ｃｍの範囲の最小視認距離Ｖｄ６０、及び８０ｃｍ〜１００ｃｍの範囲の最大視認距離Ｖｄ６２を有する裸眼立体表示装置１の好ましい折衷的な設計であることが見出された。奇数個の領域の使用は、裸眼立体表示装置１を見るときに、ユーザーの頭部位置が（図１０に示すように）実質的に軸上の中心にある場合に有利であることが見出された。

複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル２００は、液晶パララックスバリアパネル２０の新規タイプである。図１、図２、及び図３を参照して、複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル２００の画像表示装置１０に対する位置は、液晶パララックスバリアパネル２０の位置と同じであってもよい。特段の言及がなければ、以降のすべての実施形態は、画像表示装置１０が裸眼立体表示装置１の表示側９０に配置される図２に関連して記載される。しかしながら、複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル２０、２００が裸眼立体表示装置の表示側９０に配置されてもよい。

単一領域液晶パララックスバリアパネルは、独立してアドレス駆動可能な単一グループの電極を有する（例えば、図４に示すＥ１〜Ｅ１２）。当該独立してアドレス駆動可能な単一グループの電極は、表示領域ＡＤＤＷの全幅に亘って延びるように繰り返される。本発明に係る複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル２０、２００は、少なくとも第１領域と、少なくとも第２領域と、を有する。上記第１領域は、独立してアドレス駆動可能な少なくとも第１グループを含む。上記第２領域は、独立してアドレス駆動可能な少なくとも第２グループを含む。第１領域の電極は、第２領域に係る電極からは独立してアドレス駆動される。一般に、複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル２０、２００は複数の領域を有する。すなわち、図１２又は図１３に記載された複数の領域を持つパララックスバリアの各領域Ｒ１．．．Ｒ９はそれぞれ、本明細書に記載された複数の例のうちの１つの例に従って、独立してアドレス駆動可能な電極のグループを有する。例えば、それぞれの領域は、図４、図２０、図２２、図２３、図２４、図２８、又は図２９に示されるような複数の電極部分を有する電極Ｅ１〜Ｅ１２を含んでよい。１つの領域中の電極は、パララックスバリアパネルの他の領域の電極からは独立してアドレス駆動可能である。

複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル２０、２００における独立してアドレス駆動可能な電極の総数は、各領域における独立してアドレス駆動可能な電極の合計である。図１２及び図１３を参照して、独立してアドレス駆動可能な電極の数が各領域で同じであり、それが１２である場合、独立してアドレス駆動可能な電極の総数は１２×９＝１０８である。

上記第１領域に係る上記第１グループにおける独立してアドレス駆動可能な電極の部分は、画像表示装置１０に係る上記第１領域（ＷＲ１）の幅に亘って繰り返される。上記第２領域に係る上記第２グループにおける独立してアドレス駆動可能な電極の部分は、画像表示装置１０に係る上記第２領域（ＷＲ２）の幅に亘って繰り返される。その他の領域についても同様である。

より一般的には、独立してアドレス駆動可能な電極の数が各領域において同じである場合、各グループは独立してアドレス駆動可能な電極をn個含み、画像表示装置１０の第ｐ領域（ＷＲｐ）の幅に亘って延びるように、上記グループはｍ回繰り返される（つまり、電極はｍ個の部分を有する）。ここで、ｍは整数である。第１領域ＷＲ１の幅は、第２領域ＷＲ２の幅に等しくてもよいし、ほぼ等しくてもよいし、等しくなくてもよい。一般に、第ｐ領域ＷＲｐの幅は、第ｐ＋１領域ＷＲｐ＋１の幅に等しくてもよいし、ほぼ等しくてもよいし、等しくなくてもよい。ｐは１からｐまでの整数であり、ｐ個の領域が存在する。特段の言及がなければ、以降のすべての実施形態は、各領域の幅はほぼ同じであるものとする。ここで、２つの領域は互いに同じ幅を有し、ｍ_ｐ（ここで、ｍ_ｐは第ｐ番領域のｍの値）は各領域について同じ値を有してよい。

複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネルは、１つ以上のモードで動作可能である。あるモードでは、パララックスバリアパネルは、受信駆動信号に基づいて、ある領域の電極と他の領域の電極とをアドレス駆動する。ある領域の電極は、その領域の第１パララックスバリアアレイを規定する。他の領域の電極は、異なるパララックスバリアアレイを規定する。後述するように、例えば、図１６を参照して、表示パネルから観察者までのある視認距離に対して良好な３Ｄ画像品質が提供される。

さらに、パララックスバリアパネルは、同じパララックスバリアアレイがパネルの各領域に規定されるように、第２駆動信号に基づいて、パララックスバリアの領域内の電極をアドレス駆動してよい。以下に説明するように、例えば、図１６を参照して、一様なパララックスバリアアレイがパネル全体にわたって規定されているときに、最良の３Ｄ画像品質をもたらす視認距離が存在する（図１６の例では、視認距離は７３０ｍｍ）。

さらに、パララックスバリアパネルは、結像機能を提供しないように、第３駆動信号に基づいて、パララックスバリアの領域内の電極をアドレス駆動してよい。そして、パララックスバリアパネルに関連する画像表示パネルは、従来の２Ｄ表示モードで動作することができる。

第１駆動信号及び第２駆動信号は、例えば、観察者とパネルとの距離を決定する（すなわち、視認距離を決定する）１または複数の位置センサからの入力を使用して得ることができる。パララックスバリアパネルの各領域におけるパララックスバリアの所望の構成は、図１６に示すように予め記憶された情報から決定されるか、毎回新たに計算され、それに応じて各領域の電極がアドレス駆動される。第３駆動信号は、例えば、２Ｄ表示モードが望ましいことを示す、入力表示信号又はユーザー入力から得られる。

図２１を参照して、切り替え可能な複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル２００について、第１領域（例えば、領域１）と第２領域（例えば、領域２）との境界における独立してアドレス駆動可能な電極の概略的なレイアウトが示される。図２１は、図４又は図２０のいずれかにより示される電極構成に関連して記載されている。明確な図示のため、基板、偏光板、ＬＣ配向層等は図２１には図示されていない。領域１は、独立してアドレス駆動可能な１２の電極を一つのグループ内に有し、それらはＲ１Ｅ１〜Ｒ１Ｅ１２とラベルが付されている。領域１の電極は、周期的な構成を有しており、電極Ｅ１は電極Ｅ２及び電極Ｅ６等に隣接する。領域１の電極は、周期的な構成を有しており、電極Ｅ７は電極Ｅ８及び電極Ｅ１２等に隣接する。領域２は、独立してアドレス駆動可能な１２の電極を一つのグループ内に有し、それらはＲ２Ｅ１〜Ｒ２Ｅ１２とラベルが付されている。領域２の電極は、周期的な構成を有しており、電極Ｅ１は電極Ｅ２及び電極Ｅ６等に隣接する。領域２の電極は、周期的な構成を有しており、電極Ｅ７は電極Ｅ８及び電極Ｅ１２等に隣接する。電極の周期的配置は、領域１と領域２との境界で維持されている。例えば、電極Ｅ７は常に電極Ｅ８及び電極Ｅ１２に隣接する。固有の電極ラベルはそれぞれ、独立してアドレス駆動可能な電極を意味する。図２１は、独立してアドレス駆動可能な２４個の電極を示す。

図４、図５、図６、図７及び図２０を参照して、複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル２００の所与の領域（Ｒ１、Ｒ２等）の電極配置は、液晶パララックスパネル２０と同じであってよい。第１領域に係る１グループに含まれる独立してアドレス駆動可能な電極の数は、第２領域に係る別のグループに含まれるアドレス駆動可能な電極の数と同じであってもよく、異なっていてもよい。一般に、領域ｐに係る第ｍグループ内に含まれる独立にアドレス駆動可能な電極の数は、領域ｐ＋１に係る第ｍグループ内に含まれる独立してアドレス駆動可能な電極の数と同じであってもよく、異なっていてもよい。ここで、ｐは整数である。別段の記載がない限り、以降のすべての実施形態について、各領域に属する各グループ内に含まれる独立してアドレス駆動可能な電極の数は、同じであり、例えば１２であるものとする。

図５を参照して、複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル２００の第１領域に関連する各電極の幅Ｗは、複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル２００の第２領域に関連する各電極の幅と同じであってもよいし、ほぼ同じであってもよいし、異なっていてもよい。一般に、複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル２００の領域ｐに関連する各電極の幅Ｗは、複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル２００の領域ｐ＋１に関連する各電極の幅と同じであってもよいし、ほぼ同じであってもよいし、異なっていてもよい。ここで、ｐは整数である。別段の記載がない限り、以降のすべての実施形態について、複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル２００の各領域における各電極の幅Ｗは同じであるものとする。

図５を参照して、複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル２００の第１領域に係る各電極間のギャップＧは、複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル２００の第２領域に係る各電極間のギャップと同じであってもよいし、ほぼ同じであってもよいし、異なっていてもよい。一般に、複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル２００の第ｐ領域に係る各電極間のギャップＧは、複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル２００の第ｐ＋１領域に係る各電極間のギャップと同じであってもよいし、ほぼ同じであってもよいし、異なっていてもよい。ここで、ｐは整数である。別段の記載がない限り、以降のすべての実施形態について、複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル２００の各領域に係る各電極間のギャップＧは同じであるものとする。

図５を参照して、複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル２００の第１領域に係る電極ピッチＥＰは、複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル２００の第２領域に係る電極ピッチと同じであってもよいし、ほぼ同じであってもよいし、異なっていてもよい。一般に、複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル２００の第ｐ領域に係る電極ピッチＥＰは、複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル２００の第ｐ＋１領域に係る電極ピッチＥＰと同じであってもよいし、ほぼ同じであってもよいし、異なっていてもよい。ここで、ｐは整数である。別段の記載がない限り、以降のすべての実施形態について、複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル２００の各領域に係る電極ピッチＥＰは同じであるものとする。

図１４を参照して、第１領域Ｒ１の第１基板２１上の周期的な電極レイアウトの例が示されている。電極（Ｅ７、Ｅ８、Ｅ９、Ｅ１０、Ｅ１１、Ｅ１２とラベルされた電極）は、表示領域の高さＡＤＤＨ全体に亘って延在している。グループピッチφが示されている。図１４は、第１領域Ｒ１の幅ＷＲ１を満たすためにグループピッチが３回繰り返されている様子を示す。実際には、第１領域の幅ＷＲ１を埋めるためにグループピッチはｍ１回繰り返されてよい。ｍ１は整数である（一般に、第ｐ領域の幅ＷＲｐを満たすためにグループピッチはｍｐ回繰り返される）。第１基板に係る電極は、ディスプレイ表示領域の外側に配置された電気配線（不図示）を介して駆動回路（不図示）に接続される。言い換えると、図１４は、第１領域に係る複数の第１電極を示す。当該複数の第１電極は、互いに独立してアドレス駆動可能である。当該複数の第１電極は、第１方向（ｙ方向）に沿って延び、かつ、第１方向とは異なる第２方向（ｘ方向）に沿って互いに横方向に離間する２以上の電極部を含む。上記複数の第１電極の電極部は周期的配置で構成されている。すなわち、図１４の電極部Ｅ１２は、同じ電極（第１２電極）の部分であり、図１４には不図示の導電配線部により電気的に接続されている。同様に、図１４の電極部Ｅ１１は、第１１電極の部分であり、互いに電気的に接続されている。

図１５を参照して、第１領域Ｒ１の第２基板２２上の周期的な電極レイアウトの例が示されている。電極（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５、Ｅ６とラベルされた電極）は、表示領域の高さＡＤＤＨ全体に亘って延在している。グループピッチφが示されている。図１５は、第１領域Ｒ１の幅ＷＲ１を満たすためにグループピッチが３回繰り返されている様子を示す。実際には、第１領域の幅ＷＲ１を埋めるためにグループピッチはｍ１回繰り返されてよい。ｍ１は整数である（一般に、第ｐ領域の幅ＷＲｐを満たすためにグループピッチはｍｐ回繰り返される）。第２基板に係る電極は、ディスプレイ表示領域の外側に配置された電気配線（不図示）を介して駆動回路（不図示）に接続される。言い換えると、図１５は、第１領域に係る複数の第１電極を示す。当該複数の第１電極は、互いに独立してアドレス駆動可能である。当該複数の第１電極は、第１方向（ｙ方向）に沿って延び、かつ、第１方向とは異なる第２方向（ｘ方向）に沿って互いに横方向に離間する２以上の電極部を含む。上記複数の第１電極の電極部は周期的配置で構成されている。すなわち、図１５の電極部Ｅ６は、同じ電極（第６電極）の部分であり、図１５には不図示の導電配線部により電気的に接続されている。同様に、図１０の電極部Ｅ５は、第５電極の部分であり、互いに電気的に接続されている。

図４、図５、図６、図７、図２０、図１４及び図１５を参照して、第１基板２１に係る電極は、第２基板２２に係る電極から、電極ピッチの２分の１、すなわちＥＰ／２と等しいか、ほぼ等しい分だけオフセットされている。

所与の頭部位置に関する図８を参照して、第１領域Ｒ１は、第１スリット位置番号を有するパララックスバリアを規定するようにアドレス駆動され、第２領域Ｒ２は、第２スリット位置番号を有するパララックスバリアを規定するように独立してアドレス駆動される。第１スリット位置番号は、第２スリット位置番号と同じであってもよい（すなわち、第１領域及び第２領域で同じパララックスバリア配列が規定される）。又は、第１スリット位置番号は第２スリット位置と異なっていてもよい（すなわち、第１領域及び第２領域で異なるパララックスバリア配列が規定される）。一般に、複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル２０、２００の各領域（Ｒ１、Ｒ２等）のスリット位置番号は、独立して制御されてよい。すべての頭部位置に対して隣接領域のスリット位置番号が２以上のスリット位置番号によって異なることを要求されることがないように十分な領域数を有する複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル２００を設計することが有利である。図８を参照して、スリット位置１は、スリット位置２及びスリット位置１２に隣接する。

図１６は、裸眼立体表示装置１からの距離が変化したときの、裸眼立体表示装置１の軸上の観察者に対する各領域（Ｒ１、Ｒ２等）のスリット位置番号を例示する（すなわち、観察者の頭部位置は、裸眼立体表示装置１の中央に位置し、横方向の位置が一定である。）。図１６の行に従うスリット位置番号を有するパララックスバリアを含むように複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル２０、２００の領域を駆動すると、当該行に対応する表示装置からの距離に位置する観察者に対して高品質３Ｄを表示することができる。軸上の観察者は、位置ｘ＝０に位置すると考えることができ、中央表示部から左側は負のｘ位置であり、中央表示部から右側は正のｘ位置である。上述したように、従来の単一領域切替可能液晶パララックスバリアパネル２０のスリット位置番号は、横方向頭部位置の関数としてのみ変化する。対照的に、本発明に係る複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル２００のスリット位置番号は、裸眼立体表示装置１の表示領域全体に亘って高品質３Ｄ画像を提供するために、横方向頭部位置及び／又は縦方向頭部位置の関数として変化する。図１６に示すように、視認距離（すなわち、縦方向の頭部位置）が変化すると幾つかの領域のスリット位置番号は変化する。また、図示されるように、当該視認距離に位置する観察者のためにアドレス駆動されるパララックスバリアパネルの各領域が同じスリット位置番号を有する１つの視認距離が存在する。（この例では視認距離７３０ｍｍ）。好ましくは、パララックスバリアパネルは、パララックスバリアパネルのすべての領域が設計視認距離において同じスリット位置番号を有するように構成される。この視認距離（Ｖｄ）は、方程式：φ＝２ＰＰ／Ｖｄ（Ｖｄ＋Ｓ／ｎ）を解くことによって選択される。この設計視認距離において、電極グループピッチφは、すべての領域に対して同じスリット位置番号が必要となるように選択される。第１近似では、左側への比較的小さな横方向への頭部の動きに対して、図１６に示されるすべてのスリット位置番号は同じ量だけ減少する。第１近似では、右側への比較的小さな横方向への頭部の動きに対して、図１６に示されるすべてのスリット位置番号は同じ量だけ増加する。図１６に示すように、視認距離が設計視認距離から離れるにつれて、裸眼立体表示装置１の端部領域（すなわち、Ｒ１及びＲ９）のスリット位置番号が最初に変化する。さらに、軸上観察者が設計視認距離から離れるにつれて、裸眼立体表示装置１の端部領域のスリット位置番号の変化（Ｒ１及びＲ９）は中央領域（Ｒ５）に対して大きくなる。

図８、図１６及び図２１を参照して、隣接する２つの領域（例えば、Ｒ３及びＲ４）のスリット位置番号が同じである場合、隣接領域の境界に最も近いスリットの幅（例えば、Ｒ３とＲ４）は３×ＥＰに等しい。言い換えると、隣接領域のスリット位置番号が同じである場合、隣接領域のスリット位置に不連続性は存在しない。図１６を参照して、Ｒ４における視認距離５８０ｍｍのスリット位置番号は７であり、Ｒ３は８である。これは、隣接領域の境界に最も近く位置するスリットの幅は、（（３×ＥＰ）＋（ＥＰ／２））に等しいことを意味する。図１６を参照して、Ｒ４における視認距離９００ｍｍのスリット位置番号は７であり、Ｒ３は６である。これは、隣接領域の境界に最も近く位置するスリットの幅は、（（３×ＥＰ）−（ＥＰ／２））であることを意味する。設計視認距離から離れた位置に対して高品質３Ｄを表示（低クロストーク）可能なように２つの隣接領域の境界に最も近接して位置するスリットが最大幅（（３×ＥＰ）＋（ＥＰ／２））と最小幅（（３×ＥＰ）−（ＥＰ／２））を有することは利点であろう。

要求される領域数を決定するための第１の一般設計ルールは、分析的方法又は光学シミュレーションソフトウェア（光跡追跡法）を使用して、所望の視認距離範囲ＶｄＲに対して所望の高品質３Ｄ表示（低３Ｄクロストーク）を可能にするために必要となる最大領域幅（ＷＲｐの最大値）を決定することにある。裸眼立体表示装置１の幅ＡＤＤＷをＷＲｐの最大値で除算した値は、複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル２００の必要な領域数をもたらす。要求される領域数を決定するための第２の一般設計ルールは、分析的方法又は光学シミュレーションソフトウェア（光跡追跡法）を使用して、隣接する２つの領域間のスリット位置番号を１より大きくする必要がないようにすることにある。例えば、R３のスリット位置番号が７の場合、Ｒ２のスリット位置番号は６又は７又は８のみとなる。言い換えると、隣接する２つの領域間のスリット位置の最大変化は、距離ＥＰ／２に等しい。横方向及び縦方向において所望の範囲に位置する頭部位置に対して高品質３Ｄ画像の表示が可能な複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル２００を設計するために、第１及び第２の一般設計ルールは合わせて検討されてよい。

上記第１及び第２の一般設計ルールを満たすために光学シミュレーションソフトウェア（光跡追跡法）で用いられるパラメータとしては、最大視認距離Ｖｄ６２、最小視認距離Ｖｄ６０、設計視認距離Ｖｄ６１、画像パネルＡＤＤＷ及びＡＤＤＷ２の幅、画像パネル１０のピクセルピッチＰＰ、画像パネルのｘ方向（第２方向）の画素開口幅、バリア幅ＢＲ、スリット幅ＳＬ、電極ピッチＥＰ、グループピッチφ（パララックスバリアピッチ）、及び独立してアドレス駆動可能な領域当たりの電極数を含む。光学シミュレーションに必要な他のパラメータは、画像表示パネルＬＣ層１３と複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル２０、２００のＬＣ層２３との間の距離である。設計視認距離Ｖｄ６１は、最小視認距離Ｖｄ６０又は最大視認距離Ｖｄ６２と等しいか、又は、設計視認距離Ｖｄ６１は、最小視認距離Ｖｄ６０と最大視認距離Ｖｄ６２との間であってよい。

リアバリア型（図２参照）の裸眼立体表示装置１の第１例は次のとおりである。最大視認距離（Ｖｄ６２）＝９００ｍｍ、最小視認距離（Ｖｄ６０）＝５８０ｍｍ、設計視認距離（Ｖｄ６１）＝７４０ｍｍ、ｘ方向における画像表示パネル１０のピクセルピッチｐｐ＝５０．７μｍ、画像パネルの幅ＡＤＤＷ、ＡＤＤＷ２＝５７６０×５０．７μｍ＝２９２．０３２ｍｍ、ｘ方向の画素開口２１μｍ（すなわち、画素ピッチＰＰは、透過する開口部及び非透過部を含む）、バリア幅ＢＲ＝５０．７４２μｍ、スリット幅ＳＬ＝５０．７４２μｍ、グループピッチφ（パララックスバリアピッチ）＝１０１．４８４μｍ、図４に示す、領域ごとに独立してアドレス駆動可能な１２個の電極。画像表示パネルＬＣ層１３から複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル２０、２００のＬＣ層２３までの距離は０．９２ｍｍであった。シミュレーション結果によると、裸眼立体表示装置１の第１例は、均等に間隔を置いた領域が５個から１３個必要であり、さらに最適化された設計によると、均等に間隔を置いた領域が７個から１１個必要であった。第１実施例に係る裸眼立体表示装置１は、等間隔に置かれた９つの領域（Ｒ１〜Ｒ９）を備えるものであった。裸眼立体表示装置１の第１例は、ｘ方向にピクセル５７６０個、ｙ方向にピクセル１０８０個を有していた。したがって、各領域（Ｒ１〜Ｒ９）は、実質的に（２有効数字内で）６４０画像表示パネルピクセル（すなわち、ＷＲｐ＝６４０×５０．７μｍ、ｐは１〜９の整数）の幅であった。カラーアーチファクトの問題を避けるためにｘ方向のピクセルは同じ色を有していた。ｙ方向は、赤、緑、青のピクセルが周期的に配置されており、その３つの色で白画素を形成していた。ｘ方向のピクセルピッチは幅５０．７μｍであった。ｙ方向の各カラーピクセルは長さ３３．８μｍであった。したがって、画像表示パネル１０の白の画素は、ｘ方向（第２方向）に５０．７μｍ、ｙ方向（第１方向）に１０１．４μｍであった。この第１例では、領域ごとに独立してアドレス駆動可能な１２個の電極を有する９つの領域を使用する設計であった。この設計は、電極レイアウトの複雑さが相対的に低く、比較的広範囲の頭部位置に対して高品質３Ｄ画像の表示が可能という、良好な設計上のトレードオフが認められた。

リアバリア型（図２参照）の裸眼立体表示装置１の第２例は次のとおりである。最大視認距離（Ｖｄ６２）＝９００ｍｍ、最小視認距離（Ｖｄ６０）＝５８０ｍｍ、設計視認距離（Ｖｄ６１）＝７４０ｍｍ、ｘ方向における画像表示パネル１０のピクセルピッチｐｐ＝９３．７５μｍ、画像パネルの幅ＡＤＤＷ、ＡＤＤＷ２＝２５６０×９３．７５μｍ＝２４０ｍｍ、ｘ方向の画素開口５２．７５μｍ（すなわち、画素ピッチＰＰは、透過する開口部及び非透過部を含む）、バリア幅ＢＲ＝９３．８９１μｍ、スリット幅ＳＬ＝９３．８９１μｍ、グループピッチφ（パララックスバリアピッチ）＝１８７．７８２μｍ、図４に示す、領域ごとに独立してアドレス駆動可能な１２個の電極。画像表示パネルＬＣ層１３から複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル２０、２００のＬＣ層２３までの距離は１．７ｍｍであった。シミュレーション結果によると、裸眼立体表示装置１の第２例は、均等に間隔を置いた領域が５個から１１個必要であり、さらに最適化された設計によると、均等に間隔を置いた領域が７個から９個必要であった。第２実施例に係る裸眼立体表示装置１は、等間隔に置かれた９つ（２有効数字内で）の領域（Ｒ１〜Ｒ９）を備えるものであった。裸眼立体表示装置１の第２例は、ｘ方向にピクセル２５６０個、ｙ方向にピクセル５４２個を有していた。領域Ｒ５（中央領域）は、ほぼ（有効数字２桁以内に）２８８の画像表示パネルピクセル（すなわち、ＷＲ５＝２８８×９３．７５μｍ）の幅を有し、残りの領域（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９）はそれぞれ、ほぼ（有効数字２桁以内に）２８４の画像表示パネルピクセル（ＷＲ１＝ＷＲ２＝ＷＲ３＝ＷＲ４＝ＷＲ６＝ＷＲ７＝ＷＲ８＝ＷＲ９＝２８４×９３．７５μｍ）の幅を有していた。カラーアーチファクトの問題を避けるためにｘ方向のピクセルは同じ色を有していた。ｙ方向は、赤、緑、青のピクセルが周期的に配置されており、その３つの色で白の画素を形成していた。ｘ方向のピクセルピッチは幅９３．７５μｍであった。ｙ方向の各カラーピクセルは長さ６２．５μｍであった。したがって、画像表示パネル１０の白ピクセルは、ｘ方向（第２方向）に９３．７５μｍ、ｙ方向（第１方向）に１８７．５μｍであった。この第２例では、領域ごとに独立してアドレス駆動可能な１２個の電極を有する９つの領域を使用する設計であった。この設計は、電極レイアウトの複雑さが相対的に低く、比較的広範囲の頭部位置に対して高品質３Ｄ画像の表示が可能という、良好な設計上のトレードオフが認められた。

図１６を参照して、所定の横方向及び縦方向の頭部位置（ｘ、ｚ）に対して、各領域は関連するスリット位置番号を有する。所与の頭部位置（ｘ、ｚ）についてのスリット位置番号のセットを、以後、スリットパターン又はバリアパターンと称する。所与の頭部位置（ｘ、ｚ）のスリットパターンは、独立してアドレス駆動可能な電極群ごとに各領域のスリット位置番号を規定する。例えば、図１６を参照して、頭部位置ｘ＝０ｍｍ、ｚ＝５８０ｍｍのスリットパターンは、９、８、８、７、７、７、６、６、５である。スリットパターンは、複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル２０、２００の各電極の電極状態（ＯＮまたはＯＦＦ）を決定する。高品質３Ｄ画像の最適な表示（低３Ｄクロストーク）を可能にするスリットパターンは、分析的アプローチ及び／又は光学シミュレーションソフトウェア（光跡追跡法）及び／又は実験により確定する。最適なスリットパターンを決定するために実験を使用することは、裸眼立体表示装置１における構成誤差を排除するうえで有利である。換言すれば、最適なスリットパターンの決定のための実験の使用が、裸眼立体表示装置１の較正に用いられる。

図１７及び図１８は、裸眼立体表示装置１の機能構成を示すブロック図である。図１９は、裸眼立体表示装置１の処理手順を示すフローチャートである。裸眼立体表示装置１は、さらに、制御回路４０と、位置センサ４１とを備える。制御回路４０は、演算ユニット４２と、複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル駆動ユニット４３と、画像表示パネル駆動ユニット４４とを含む。図１８は、さらに、スリットパターンルックアップテーブル（ＬＵＴ）４５を含む。スリットパターンルックアップテーブルは、３Ｄ表示領域７０内の全ての頭部位置のスリットパターンを保存できる。スリットパターンルックアップテーブルは、各パララックスバリアスリット位置番号に対して、各領域におけるパララックスバリアスリット位置番号を得るうえで必要となる、複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル２０、２００の独立してアドレス駆動可能な電極それぞれの電極状態を保存できる。画像表示パネル駆動ユニット４４は、入力された映像信号に基づいて画像表示パネル１０を駆動し、画像表示パネル１０に画像を表示する。位置センサ４１は、観察者９０の位置情報を取得する（図１９、ステップＳ１）。位置センサ４１は、例えば、カメラ及び／又は赤外線センサである。あるいは、位置センサ４１は、例えば、一対のカメラ及び／一対の赤外線センサである。横方向（ｘ方向）に分離された一対のカメラ及び／又は一対の赤外線センサを用いる利点は、一対のセンサによって提供される情報間の差異によって、横方向（ｘ）及び縦方向（ｚ）の両方の頭部位置に係る情報を取得できる点にある。一対のセンサ間に横方向の分離が大きい場合の利点として、各センサから集められた情報によって、決定されるべき縦方向位置のより精度の高い計算が可能になる点が挙げられる。一対のセンサ間に横方向の分離が小さい場合の利点は、センサがより小さい画角を有せる点である。一対のセンサの間の距離が４ｃｍから２５ｃｍの範囲で離れている場合、一人用裸眼立体表示装置１に好適であることが見出された。位置センサ４１は、取得された位置情報を制御回路４０の演算ユニット４２に供給する。

演算ユニット４２は、位置センサ４１から供給された観察者９０の位置情報を解析し、観察者９０の位置座標（ｘ、ｙ、ｚ）を算出する（ステップＳ２）。例えば、位置座標の算出は、画像処理方法により観察者９０の眼の位置を検出するために、視線追跡システム、顔追跡システム、又は頭部追跡システムによって実行されてもよい。位置座標の算出は、例えば、赤外線による観察者９０の頭部位置を検出する頭部追跡システムによって行うことができる。

演算ユニット４２は、観察者９０の位置情報を決定した後、複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル２０、２００に必要なスリットパターンを決定する（ステップＳ３）。言い換えると、観察者９０の位置座標は、複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル２０、２００の各領域のスリット位置番号（スリット位置）を決定するために使用される。スリットパターンは、所定の数式又はアルゴリズムを使用して、観察者９０（ｘ、ｙ、ｚ）の位置座標を計算する。あるいは、有効３Ｄ表示領域７１のためのスリットパターンすべてが、例えばスリットパターンルックアップテーブル（ＬＵＴ）４５のようなメモリに保存されていてもよい。スリットパターンＬＵＴ４５が使用される場合、演算ユニット４２は、スリット位置ＬＵＴ４５から観察者９０（ｘ、ｙ、ｚ）の所与の組の位置座標に対する指定スリットパターンを読み出す。

演算ユニット４２は、切り替え可能な複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル駆動部４３に、観察者９０（ｘ、ｙ、ｚ）の位置座標に関連するスリットパターンを供給してもよい。所与のスリットパターンと複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル２０、２００に係る個々にアドレス駆動可能な電極それぞれにアドレスされる電圧との関係がスリットパターンＬＵＴに記憶されてもよい。演算ユニット４２は、切り替え可能な複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル駆動部４３に、複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル２０、２００に係る個々にアドレス駆動可能な電極それぞれに対してアドレスされるべき電圧に関する情報を供給してもよい。一般に、切り替え可能な複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル駆動部４３は、演算ユニット４２から供給される情報に基づいて、所望の頭部位置に対して高品質３Ｄ画像を表示可能とするために、切り替え可能液晶パララックスバリアパネル２０を駆動する（ステップＳ４）。

図２３の代替として、二層電極のさらなる例が図２４に開示される。図２４を参照して、電極部分（Ｅ１〜Ｅ１２）のすべての独立してアドレス駆動可能な電極は、周期的な配置で二層電極構造により第２基板２２上のみに配置され、共通電極ＥＣＯＭは第１基板２１に配設される。第１基板２１は、裸眼立体表示装置１の表示側９０に配置されてもよい。あるいは、第２基板２２が、裸眼立体表示装置１の表示側９０に配置されてもよい。独立してアドレス駆動可能な電極（Ｅ１〜Ｅ１２）及び共通電極ＥＣＯＭに電圧を印加することによって、切り替え可能液晶パララックスバリアパネル２０にパララックスバリアを形成することができる。図２４の実施形態では、電極Ｅ１〜Ｅ１２の少なくとも幾つかは、第１サブセット電極を形成するために、複数の領域を持つ液晶パララックスバリア２０、２００の第２基板上の第１層（下位層）に配置される。絶縁層２５は、第１サブセット電極上に配置される。電極Ｅ１〜Ｅ１２の少なくとも一部、好ましくは残りの部分すべての電極は、第２サブセット電極を形成するために、絶縁層２５上の第２層（上位層）に配置される。第２サブセット電極に含まれる電極は、第１サブセット電極に含まれる電極に対してｘ方向にずれている。第１サブセット電極に含まれる電極は、第２サブセット電極に含まれる電極のいずれにも電気的に接続されていない。

第２サブセット電極（Ｅ２、Ｅ４．．．）の基板２２上の高さと第１サブセット電極（Ｅ１、Ｅ３．．．）の基板２２上の高さとの差は、第１サブセット電極と第２サブセット電極との間に絶縁層２５を設ける必要性による。一方で、図２２のような単層電極構造において不可欠に存在するギャップＧを排除するように、第２サブセット電極（Ｅ２、Ｅ４．．．）の幅を、下位層の隣接電極（Ｅ１、Ｅ３．．．）との間のギャップと等しくする。２つのサブセット電極間に有効な絶縁層を設けることを条件として、一般に、この高さの差を最小にすることが望ましい。

絶縁層２５は、基板及び第１サブセット電極（下部電極）を順応的に被覆することができる。理解の容易のために、図２０、図２３、図２４、図２５、図２６、図２７、図２８、図２９にはコンフォーマルコーティング（絶縁保護コーティング）を記載していない。

図２４を参照して、偶数番号の電極（Ｅ２、Ｅ４、Ｅ６等）は、二層電極構造の上部電極（第２サブセット）に指定される。上位層に係る電極は幅ＷＵを有する。上位層上の隣接電極間のギャップはＧＵである。図２４を参照して、奇数番目の電極（Ｅ１、Ｅ３、Ｅ５等）は、二層電極構造の下部電極（第１サブセット）に指定される。下位層の電極は幅ＷＬを有する。下位層上の隣接電極間のギャップはＧＬである。上位層の電極は、下位層の電極と同じ幅（すなわちＷＵ＝ＷＬ）を有してもよい。あるいは、上位層の電極は下位層の電極に対して異なる幅を有してもよい（すなわち、ＷＵ≠ＷＬ）。上位層の電極間のギャップは、下位層の電極間のギャップと同じ幅を有していてもよい（すなわち、ＧＵ＝ＧＬ）。あるいは、上位層の電極間のギャップは下位層の電極間のギャップに対して異なる幅を有していてもよい（ＧＵ≠ＧＬ）。上位層の隣接電極間のギャップは、下位層の隣接電極間と同じ幅を有してもよい（すなわち、ＧＵ＝ＷＬ）。あるいは、上位層の隣接電極間のギャップは、下位層の隣接電極間と異なる幅を有していてもよい（すなわち、ＧＵ≠ＷＬ）。破線５０を参照して、上位層（この例ではＥ６）上の電極の右端は、好ましくは下位層（この例ではＥ７）上の電極の左端と整列している。破線５１を参照して、上位層（この例ではＥ８）上の電極の左端は、好ましくは、下位層の電極の右端（この例ではＥ７）と整列している。破線５０及び破線５１は、上位層の電極と下層の電極との間にｘ方向にギャップが存在しないことを示す。上位層の電極と下位層の電極との間のｘ方向のギャップは、光学的クロストークを増加させる可能性があり、したがって、３Ｄ性能にとって有害でありうる。ＧＵ、ＧＬ、ＷＵ、及びＷＬは、領域及び／又はパネルのｘ方向の距離の関数として変化する可能性があり、そうであれば、ＷＵ＝ＷＬのような電極パラメータ間の任意の関係は局所的に適用される。

上位層及び下位層の電極は、製造公差を考慮してｘ方向に重なるように構成することができ、これにより低い光学的クロストークが担保される。言い換えると、上位層の電極と下位層の電極との間に少なくともｘ方向にギャップがないことが望ましい。製造公差内において、下位層の各電極の中心（ｘ方向）は上位層に係る特定のギャップの中心と整列するのが好ましく、例えば、図２４の点線５２によって示される。上位層の各電極の中心（ｘ方向）は、下位層に関連する特定のギャップの中心と整列することが好ましく、例えば、図２４の破線５３によって示される。

図２５を参照して、独立してアドレス駆動可能な電極（Ｅ１〜Ｅ１２及びＥＣＯＭ）に電圧を印加することによって、切り替え可能液晶パララックスバリアパネル２０にパララックスバリアを形成することができる。図２５は、第１電圧が電極Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５、Ｅ６及びＥ７に印加され、第２電圧が残りの電極Ｅ１、Ｅ８、Ｅ９、Ｅ１０、Ｅ１１、Ｅ１２及びＥＣＯＭに印加される様子を示す。第１電圧と第２電圧との電圧差は、液晶を偏光板１４（図示せず）及び偏光板２４を組み合わせてバリアＢＲ（非透過領域）を形成する状態にするのに十分である。これに対し、正味０の電圧を印加すると、液晶は偏光板１４（図示せず）及び偏光板２４を組み合わせてスリットＳＬ（透過領域）を形成する状態になる。図２５は、バリア位置が電極Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５、Ｅ６、Ｅ７、及びＥＣＯＭによって制御されることを示す。図２５は、バリアＢＲの幅がスリットＳＬの幅にほぼ等しいことを示す（図２５では１つのバリアＢＲだけが示されているが、次のバリア領域の左端は図２５に示されている右端の電極の右端と一致する（「Ｅ１」とラベルされた第２電極）。図２５に示すように、バリアＢＲは頭の動きに対応するためにｘ方向に移動（すなわち、左または右に移動）する。それゆえ、高品質３Ｄが表示され、上位層の３つの電極及び下位層の３つの電極は、常にバリアＢＲの位置を制御するために使用される。こうして、パララックスバリアを可能な限り最も少ない距離だけ右側に移動させるために（すなわち、一つの電極位置分）、電極Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５、Ｅ６、Ｅ７、及びＥ８に第１電圧が印加され、残りの電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ９、Ｅ１０、Ｅ１１、Ｅ１２、及びＥＣＯＭに第２電圧が印加される。

図２５において、バリア領域ＢＲ及びスリットＳＬは、Ｅ１からＥ１２の電極６つ分の幅と同じ幅を有し、バリア：スリット比が１：１であるパララックスバリアが提供される。バリア領域の幅は、（ＷＬ＋ＷＵ）の倍数、この例ではスリットの幅と同様に３ＷＵ＋３ＷＬで与えられる。この場合、バリア領域の幅及びスリットの幅は、パララックスバリアが１つ以上の電極位置分だけ左右に移動したときにも一定のままである。

本発明はまた、バリア領域ＢＲがスリットと同じ幅を有さないパララックスバリアを提供し、その例が図２６及び図２７に示される。しかしながら、この実施形態では、パララックスバリアが１つ以上の電極位置分だけ左右に移動したときにバリア領域及びスリットの幅が同じであり続けるよう注意深い電極設計が求められる。

図２６は、第１バリア位置を示す。図２６は、電極Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５、Ｅ６、Ｅ７に第１電圧が印加され、残りの電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ８、Ｅ９、Ｅ１０、Ｅ１１、Ｅ１２、ＥＣＯＭに第２電圧が印加される様子を示す。したがって、バリアＢＲの幅は、上位層上の２つの電極（Ｅ４及びＥ６）及び下位層上の３つの電極（Ｅ３、Ｅ５及びＥ７）、ならびに電極ＥＣＯＭによって制御される。図２７は、図２６に示す第１バリア位置に隣接する第２バリア位置を示す。図２７を参照して、バリアＢＲが最小位置増加分だけ（すなわち、一つの電極位置分）ｘ方向に進む場合、上位層上の３つの電極（Ｅ４、Ｅ６及びＥ８）及び下位層上の２つの電極（Ｅ５及びＥ７）によってバリア幅が決定される。ＧＵ＝ＧＬ及びＷＵ＝ＷＬの場合、図２６に示すバリアＢＲの幅（ｘ方向）は、図２７に示すバリア幅（ｘ方向）と異なりうる。これは、フリンジフィールド効果によって上位層の電極（Ｅ４、Ｅ６）により印加される電界が膨張（bulge out）し、その結果、上位層の電極にスイッチされた液晶領域の幅が電極の幅よりも大きくなりやすくなるためである。しかしながら、下位層の電極からのフリンジ電場は上位層の電極に遮蔽される。例えば、下位層の電極Ｅ３のフリンジ電場は上位層の電極Ｅ２及びＥ４に遮蔽される。その結果、下位層の電極にスイッチされた液晶領域の幅は、上位層の電極にスイッチされた液晶領域の幅よりも小さくなりやすくなる。これにより、ＷＵ＝ＷＬであっても、上位層の電極にスイッチされる液晶領域の幅は、下位層の電極にスイッチされる液晶領域の幅よりも大きくなりやすくなる。その結果、上位層の３つの電極と下位層の２つの電極とによって規定されるバリア領域は、下位層の３つの電極と上位層の２つの電極とによって規定されるバリア領域と異なる幅を有し、パララックスバリアが図２６から図２７までの１つの電極位置だけ右に移動するにつれてバリア幅（及び、バリアスリット比）が変化する。図２６と図２７とのバリア幅の差は、比較的小さいため、図示されていない。しかしながら、図２６と図２７とのバリア幅のいかなる差であっても３Ｄ画像品質に大きな影響を及ぼしうる。光学的シミュレーション及び実験により、図２６のバリア幅は、図２７に示されるバリア幅よりも小さくなることが確認された。

上述したように、図２６のバリア幅と図２７のバリア幅とは実質的に同じ（すなわち、幅が５μｍ未満である）ことが有利でありうる。ＬＣ光学シミュレーション及び実験的証拠から、図２６及び図２７に示されるバリア幅は、上位層に係る全ての電極が第１電極幅を有し、下位層に係る全ての電極が第２電極幅を有することによって互いに実質的に同じになる。ここで、第１電極幅と第２電極幅とは相違する（すなわち、ＷＵ≠ＷＬ）。より好ましくは、上位層に係る電極の幅は下位層に係る電極の幅よりも小さく（すなわち、ＷＵ＜ＷＬ）、上位層のギャップ幅は上位層の電極幅よりも大きい（すなわち、ＧＵ＞ＷＵ）。要約すると、ＷＵ＜ＷＬ及びＧＵ＞ＷＵである。

図２８は、ＷＵ＜ＷＬであり、下位層の電極と上位層の電極との間にｘ方向に重なりがない状況を示す。図２９は、ＷＵ＜ＷＬであり、下位層の電極が上位層の電極とｘ方向に重なっている様子を示す（図２９の電極の重なりは製造公差を許容するためであることを理解されたい。原理的には、電極の重なりは必要ない。すべての電極について電極の左端Eｉが電極E（ｉ−１）の右端と正確に一致するように図２８に示す電極配置を製造することができれば、図２８の実施形態は図２９の実施形態と同じ結果をもたらす。）。

図２８及び図２９を参照して、第１基板２１が裸眼立体表示装置１の表示側９０に配置されてもよいし、第２基板２２が裸眼立体表示装置１の表示側９０に配置されてもよい。

オーバーラップは距離５４によって示されている。図２８及び図２９は、製造公差内で、下位層の各電極の中心（好ましくはｘ方向）が、好ましくは上位層に関する特定ギャップの中心に整列している様子を示す。例えば、破線５２により示される。また、図２８及び図２９は、製造公差内で、上位層の各電極の中心（ｘ方向）が、好ましくは下位層に関する特定ギャップの中心に整列している様子を示す。例えば、破線５３により示される。電極寸法を適切に選択することによって、上下層の電極に対する異なるフリンジフィールド効果を効果的に排除することが可能となる。その結果、バリア上位層の３つの電極と下位層の２つの電極とによって規定される領域は、上位層の２つの電極と３つの電極によって規定されるバリア領域と同じ幅を有する。

上述したように、図２８及び２９の実施形態では、ＷＵ＜ＷＬ及びＧＵ＞ＷＵであり、図２９の実施形態では、ＷＬ＞ＧＵである。ＧＵ、ＧＬ、ＷＵ及びＷＬは、領域及び／又はパネルのｘ方向の距離の関数として変化する可能性があり、そうであれば、これらの不等式は局所的に満足される。

ＬＣ光学シミュレーションは、図２６及び図２７に示す条件に対して同じバリア幅を得るためには、すべての上位層電極の第１電極幅とすべての下位層電極の第２電極幅との間の最適な差異が幾つかのパラメータの関数となるべきことを示唆する。当該幾つかのパラメータは、以下のパラメータを含む。
１）上部電極及び下部電極に印加される電圧
２）電極に対するＬＣ配向方向
３）ＬＣ材料特性（弾性定数等）
４）ＬＣ層の厚さ（ｚ方向）
５）絶縁層２５の特性（ｚ方向の厚さ、誘電率など）
６）電極の厚さ（ｚ方向）

下部電極の最適幅は上部電極の幅の関数であってもよく、その逆であってもよい。

一例として、そして図２６、図２７及び図２８を参照して、シミュレーションは、隣接するパララックスバリア位置に対して同じバリア幅を得るために、上部電極幅ＷＵが３〜９μｍ（１つの好ましい実施形態ではＷＵ〜６．５μｍ）、下部電極幅ＷＬが６μｍ〜１８μｍ（好ましい実施形態ではＷＬ〜１０．５μｍ）、バリア電極への印加電圧＝５Ｖ、上部電極に隣接するＬＣはｘ方向に整列し、ＬＣ層の厚さ＝４．６μｍ、ＳｉＮｘ誘電体スペーサ層２５の厚さは２００ｎｍ、ＩＴＯ電極の厚さ＝５０ｎｍ、であるべきことを示唆する。この特定のシミュレーションでは、ＷＵ＜ＷＬ、ＧＵ＞ＷＵ及びＧＵ＝ＷＬ及びＷＵ−ＷＬ＝４．０μｍである。下部電極の最適幅は上部電極の幅の関数でもよいし、その逆でもよい。上記数値範囲は、上部電極及び下部電極の異なる幅に対して、より大きくてもよいし、より小さくてもよい。

さらなる例として、そして図２６、図２７及び図２８を参照して、シミュレーションは、隣接するパララックスバリア位置が同じバリア幅を有するために、上部電極幅ＷＵが３〜９μｍ（１つの好ましい実施形態では、ＷＵ〜５．５μｍ）、下部電極幅ＷＬが６μｍ〜１８μｍ（好ましい実施形態ではＷＵ〜１１．５μｍ）、バリア電極への印加電圧＝５Ｖ、上部電極に隣接するＬＣがｙ方向に整列し、ＬＣ層の厚さ＝４．６μｍ、ＳｉＮｘ誘電体スペーサ層２５の厚さ２００ｎｍ、ＩＴＯ電極の厚さ＝５０ｎｍ、であるべきことを示唆する。この特定のシミュレーションでは、ＷＵ＜ＷＬ、ＧＵ＞ＷＵ及びＧＵ＝ＷＬ及びＷＵ−ＷＬ＝６．０μｍである。下部電極の最適幅は上部電極の幅の関数でもよいし、その逆でもよい。上記数値範囲は、上部電極及び下部電極の異なる幅に対して、より大きくてもよいし、より小さくてもよい。

図２６、図２７及び図２８を参照して、実験結果は、上部電極幅と下部電極幅との差が０.２５μｍ〜５μｍ（すなわちＷＵ＜ＷＬ）の範囲内であり、１つの好ましい実施形態では０.５μｍ〜２μｍの範囲であるべきことを示唆する。上述したように、シミュレーション結果は、上部電極幅と下部電極幅との差が２μｍ〜１１μｍ（すなわち、ＷＵ＜ＷＬ）の範囲内であり、好ましい一実施形態では４μｍ〜６μｍの範囲内にあるべきことを示唆する。実験結果はシミュレーション結果と僅かに異なる。しかしながら、図２６、図２７、図２８及び図２９を参照して電極設計を最適化したときに、ＷＵ＜ＷＬ及びＧＵ＞ＷＵという一般原理は、シミュレーション及び実験の両方に妥当することが判明した。

図２２、図２３、図２４、図２８及び図２９に示すすべての実施形態を参照して、パターニングされた電極（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３...Ｅ１２）は第２基板上に配置され、共通電極（ＥＣＯＭ）は第１基板上に配置される。代替的に、パターニングされた電極が第１基板上に配置され、共通電極が第２基板上に配置されてもよいことが理解される。

図２２〜図２９は、パネルの第１領域における電極配置のみを示しており、パネルの第２領域における電極配置を示していない。共通電極（ＥＣＯＭ）は、単一基板上に配置され、パネルの第１領域とパネルの第２領域との間で連続的（すなわち、パターン化されていない）であることが好ましい。したがって、パネルの第１領域において、パターニングされた電極（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３...Ｅ１２）が第２基板上に配置され、共通電極（ＥＣＯＭ）が第１基板上に配置される場合、第２領域のパターニングされた電極もまた第２基板上に配置されることが好ましい。逆に、パネルの第１領域において、パターニングされた電極（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３...Ｅ１２）が第１基板上に配置され、共通電極（ＥＣＯＭ）が第２基板上に配置される場合、第２領域のパターニングされた電極もまた第１基板上に配置されることが好ましい。換言すれば、第２領域のパターニングされた電極は、第１領域のパターニングされた電極と同じ基板上に配置され、共通電極（ＥＣＯＭ）は、第１領域のパターニングされた電極と同じ基板上に配置されない。しかしながら、本発明は原則としてこれに限定されない。

本発明は、切り替え可能な複数の領域を持つ液晶パララックスバリアの例を参照して説明されている。原理的には、本発明は液晶パララックスバリアに限定されず、他の電気光学材料で実施することもできる。

複数の領域を持つ液晶パララックスバリアパネル２０、２００は、独立してアドレス駆動可能な複数の電極で構成された第１グループを少なくとも含む第１領域と、独立してアドレス駆動可能な複数の電極で構成された第２グループを少なくとも含む第２領域とを備える。上記第１領域の電極は、上記第２領域に属する電極から独立してアドレス駆動される。

Claims (20)

1. 電気光学材料を備えた再構成可能なパララックスバリアパネルであって、
   上記パララックスバリアパネルの第１領域は複数の第１電極を備え、
   上記複数の第１電極は、互いに独立してアドレス駆動可能であり、第１方向に延び、かつ、上記第１方向とは異なる第２方向に沿って互いに横方向に離間する２以上の電極部分を含み、上記複数の第１電極の上記２以上の電極部分は周期的に配設されており、
   上記パララックスバリアパネルの第２領域は複数の第２電極を備え、
   上記複数の第２電極は、互いに、かつ、上記複数の第１電極から独立してアドレス駆動可能であり、上記第１方向に延び、かつ、上記第２方向に沿って互いに横方向に離間する２以上の電極部分を含み、上記複数の第２電極の上記２以上の電極部分は周期的に配設されており、
   上記パララックスバリアパネルは、使用中、第１のモードにおいて、上記複数の第１電極が、上記パララックスバリアパネルの上記第１領域において、複数の所定のパララックスバリアアレイから選択される第１パララックスバリアアレイを規定し、かつ、上記複数の第２電極が、上記パララックスバリアパネルの上記第２領域において、上記第１パララックスバリアアレイから独立して、上記複数の所定のパララックスバリアアレイから選択される、第１パララックスバリアアレイとは異なる第２パララックスバリアアレイを規定するように、受信した少なくとも１つの駆動信号に基づいて、上記複数の第１電極及び上記複数の第２電極をアドレス駆動することを特徴とするパララックスバリアパネル。
2. 上記第２パララックスバリアアレイは、上記第１パララックスバリアアレイを上記第１方向に交差する方向に移動したものであることを特徴とする請求項１に記載のパララックスバリアパネル。
3. さらに、上記パララックスバリアパネルは、使用中、第２のモードにおいて、上記複数の第１電極及び上記複数の第２電極が、上記複数の所定のパララックスバリアアレイから選択された１つのパララックスバリアアレイを上記第１領域及び上記第２領域に規定するように、受信した少なくとも１つの第２駆動信号に基づいて、上記複数の第１電極及び上記複数の第２電極をアドレス駆動することを特徴とする請求項１または２に記載のパララックスバリアパネル。
4. 上記パララックスバリアパネルは、使用中、第３のモードにおいて、当該パララックスバリアパネルが結像機能を提供しないように、受信した少なくとも１つの第３駆動信号に基づいて、上記複数の第１電極及び上記複数の第２電極をアドレス駆動することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のパララックスバリアパネル。
5. さらに、第１基板及び第２基板を備え、
   上記電気光学材料は上記第１基板と上記第２基板との間に配設され、
   上記複数の第１電極の少なくとも幾つかは上記第１基板に配設され、当該複数の第１電極の少なくともその他は上記第２基板に配設されることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のパララックスバリアパネル。
6. 上記第１基板上に配設された複数の電極の各々は、上記第２基板上に配設された複数の電極の各々に対して、上記第２方向に沿ってオフセットされていることを特徴とする請求項５に記載のパララックスバリアパネル。
7. 上記第１基板上に配設された複数の電極の各々は、上記第２基板上に配設された複数の電極の各々に対して、上記第２方向に沿って、電極ピッチの略半分オフセットされていることを特徴とする請求項５または６に記載のパララックスバリアパネル。
8. さらに、第１基板及び第２基板を備え、
   上記電気光学材料は上記第１基板と上記第２基板との間に配設され、
   上記複数の第１電極の各々は、上記第１基板及び上記第２基板の何れか一方に配設されることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のパララックスバリアパネル。
9. 各々の第１電極部分は、第１部分及び第２部分を備え、
   上記第１部分及び上記第２部分は、上記パララックスバリアパネルの厚み方向に互いにオフセットされ、かつ、上記第１電極のギャップに略等しい距離だけ上記第２方向に互いにオフセットされていることを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載のパララックスバリアパネル。
10. 上記第１基板及び上記第２基板の何れか一方の上方に上記複数の第１電極の第１サブセットが配設され、上記複数の第１電極の上記第１サブセットの上方に絶縁層が配設され、当該絶縁層の上方に上記複数の第１電極の第２サブセットが配設され、当該第２サブセットの複数の第１電極は、上記第２方向において、上記第１サブセットの複数の第１電極からオフセットされていることを特徴とする請求項８に記載のパララックスバリアパネル。
11. 上記第２サブセットの第１電極の幅は、上記第１サブセットの第１電極の幅よりも小さく、かつ、上記第２サブセットの第１電極の幅は、上記第２サブセットの隣接する２つの第１電極間のギャップよりも小さいことを特徴とする請求項１０に記載のパララックスバリアパネル。
12. 上記複数の第１電極の上記第１サブセットの電極の幅は、当該複数の第１電極の上記第２サブセットの隣接する２つの電極間のギャップよりも大きいことを特徴とする請求項１１に記載のパララックスバリアパネル。
13. 画像表示パネルと、
    上記画像表示パネル内の光路中に配設される、請求項１〜１２の何れか１項に記載のパララックスバリアパネルと、
    上記パララックスバリアパネルに少なくとも１つの駆動信号を供給する制御回路と、を備えることを特徴とする表示装置。
14. 上記画像表示パネルは透過型パネルを備え、
    さらに、バックライトを備えることを特徴とする請求項１１に記載の表示装置。
15. 上記画像表示パネルは、発光型パネルを備えることを特徴とする請求項１１に記載の表示装置。
16. さらに、観察者の位置を判定するための１つ以上の位置センサを備えることを特徴とする請求項１１〜１３の何れか１項に記載の表示装置。
17. 上記制御回路は、判定された上記観察者の位置に応じて、上記複数の第１電極及び上記複数の第２電極をアドレス駆動することを特徴とする請求項１４に記載の表示装置。
18. さらに、上記制御回路は、判定された上記観察者の位置に基づいて、上記パララックスバリアパネルを駆動するための少なくとも１つの駆動信号を決定する演算プロセッサを備えることを特徴とする請求項１３に記載の表示装置。
19. さらに、上記制御回路は、
    上記パララックスバリアパネルを駆動するための複数の駆動信号を保存するためのメモリと、
    判定された上記観察者の位置に応じて上記メモリに保存された少なくとも１つの上記駆動信号を読み出す演算プロセッサと、を備えることを特徴とする請求項１３に記載の表示装置。
20. 上記第１領域は１２個の第１電極を備え、
    上記第２領域は１２個の第２電極を備え、
    上記パララックスバリアパネルは、さらに、第３領域から第９領域の領域を含み、
    上記第３領域から上記第９領域の領域は、上記電気光学材料をアドレス駆動するための１２個の第３電極から第９電極をそれぞれ備え、
    上記第ｐ領域（１≦ｐ≦９）の複数の第ｐ電極は、上記第ｐ’領域（１≦ｐ’≦９、ｐ≠ｐ’）の複数の第ｐ’電極から独立して、お互いにアドレス駆動可能であり、
    上記第３電極から上記第９電極はそれぞれ、上記第１方向に沿って延び、かつ、上記第２方向に沿って互いに横方向に離間した、電気的に接続された２以上の電極部を備え、
    上記複数の第ｐ電極（１≦ｐ≦９）の上記複数の電極部は周期的に配設されていることを特徴とする請求項１３から１９の何れか１項に記載の表示装置。

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