JP4881238B2

JP4881238B2 - 偏光付加映像表示装置

Info

Publication number: JP4881238B2
Application number: JP2007172487A
Authority: JP
Inventors: 淳久我; 賢一青島; 賢司町田; 信彦船橋; 悟近藤
Original assignee: Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 2007-06-29
Filing date: 2007-06-29
Publication date: 2012-02-22
Anticipated expiration: 2027-06-29
Also published as: JP2009009050A

Description

本発明は、映像を提示する技術に係り、特に、付加映像が付加された映像を提示する偏光付加映像表示装置及び偏光付加映像生成方法に関する。

従来、難聴者用に、通常の映像に文字情報（字幕）を多重して表示することが行われている（例えば、特許文献１参照）。また、文字情報を含む映像において、難視者用の大きな文字サイズの文字情報を多重して表示することが行われている（例えば、特許文献２及び特許文献３参照）。
特開２００４−２０７８２１号公報（段落番号０００２〜０００３）特開平４−３１０１８９号公報（段落番号０００３〜０００８）実開昭５７−４５６９１号公報（第３頁第１６行〜第８頁第１１行）

しかしながら、テレビジョン受像機のような表示装置では、ひとつの表示装置の画面の映像を複数の視聴者で視聴することが多い。そのため、例えば、健常者と難聴者とが同一の画面を見るときには、もともと文字情報のない映像に難聴者用の文字情報を多重すると、健常者には映像が見づらくなるという問題があった。同様に、例えば、健常者と難視者とが同一の画面を見るときに、映像に難視者用の大きな文字サイズの文字情報を多重すると、健常者には映像が見づらくなるという問題があった。

本発明は、前記従来技術の問題を解決するために成されたもので、複数の視聴者が同一の表示装置の画面の映像を視聴する際にも、ある視聴者に対しては映像に文字情報等の付加情報を付加して提示し、他の視聴者に対しては付加情報が付加されていない映像を提示することができる偏光付加映像表示装置及び偏光付加映像生成方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、請求項１に記載の偏光付加映像表示装置は、入力された映像を表示して、一の視聴者に前記映像を視認させ、他の視聴者に外部の偏光フィルタを介して当該映像上において黒く視認される付加映像が付加された付加映像付き映像を視認させる偏光付加映像表示装置であって、前記入力された映像を所定の方向に偏光した光として照射する映像表示手段と、入射する光の偏光方向を変調させる複数の光変調手段を有し、前記映像表示手段から入射する光の偏光方向を変調させて前記一の視聴者及び前記他の視聴者が見る前記映像を表示する偏光表示手段と、外部から入力された前記付加映像の映像信号に基づいて、前記複数の光変調手段が変調する光の偏光方向を制御する変調駆動手段とを備え、前記光変調手段は、前記変調駆動手段により、前記映像表示手段から入射する光の偏光方向を、前記外部の偏光フィルタを透過する透過方向と前記外部の偏光フィルタを透過しない遮断方向とに変調可能に構成されており、前記変調駆動手段は、前記付加映像に対応する部分の前記光変調手段の変調を前記遮断方向となるように制御し、かつ、前記付加映像に対応しない部分の前記光変調手段の変調を前記透過方向となるように制御することを特徴とする。

かかる構成によれば、偏光付加映像表示装置は、映像表示手段に表示された映像からの光のうち、付加映像の黒の画素に対応する光変調手段から出射する光を、偏光フィルタによって遮断される偏光方向の光とし、それ以外の光を偏光フィルタによって透過される偏光方向の光とする。これによって偏光付加映像表示装置は、偏光フィルタを介さないときには、映像表示手段に表示された映像を提示でき、偏光フィルタを介したときには、映像表示手段に表示された映像に付加映像が付加された映像を提示できる。

また、請求項２に記載の偏光付加映像表示装置は、請求項１に記載の偏光付加映像表示装置において、前記光変調手段が、スピン注入により磁化方向が反転するスピン注入磁化反転素子である構成とした。

かかる構成によれば、偏光付加映像表示装置は、スピン注入磁化反転素子の磁化方向をスピン注入によって反転させて、付加映像の黒の画素に対応する光変調手段とそれ以外の光変調手段とで、スピン注入磁化反転素子の磁化方向を異なる方向にすることができる。そして、このスピン注入磁化反転素子に映像表示手段からの光が入射すると、光変調手段は、ファラデー効果によってスピン注入磁化反転素子の磁化方向に応じた角度だけ、入射光の偏光方向を回転させる。これによって偏光付加映像表示装置は、スピン注入磁化反転素子によって、映像表示手段からの光の偏光方向を回転させることで、偏光フィルタを介さないときには、映像表示手段に表示された映像を提示でき、偏光フィルタを介したときには、映像表示手段に表示された映像に付加映像が付加された映像を提示できる。

本発明に係る偏光付加映像表示装置及び偏光付加映像生成方法では、以下のような優れた効果を奏する。請求項１及び請求項３に記載の発明によれば、偏光フィルタを介して視聴する視聴者に対しては映像に付加情報を付加して提示し、偏光フィルタを介さずに視聴する視聴者に対しては付加情報が付加されていない映像を提示することができる。

請求項２に記載の発明によれば、応答速度が速く、高精細化も容易なスピン注入磁化反転素子によって映像表示手段からの光の偏光方向を回転させて、偏光フィルタを介して視聴する視聴者に対しては映像に付加情報を付加して提示し、偏光フィルタを介さずに視聴する視聴者に対しては付加情報が付加されていない映像を提示することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［偏光付加映像表示装置の構成］
まず、図１を参照して、本発明における偏光付加映像表示装置１の概要について説明する。図１は、本発明における偏光付加映像表示装置の概要を模式的に示した模式図である。

偏光付加映像表示装置１は、外部からの映像に、偏光フィルタ５を通してのみ見られる付加映像を付加した映像（偏光付加映像）を表示するものである。偏光付加映像表示装置１は、映像表示手段２と、偏光表示手段３と、変調駆動手段４とから構成される。

ここで、外部から入力される映像は、例えば、テレビ番組等の映像や、ＤＶＤ等に記憶された映像等の様々な映像を適用することができる。また、付加映像は、偏光フィルタ５を介した場合のみ映像上に黒で付加される映像であって、例えば、文字情報の映像であってもよいし、図形等の静止画像や動画像の映像であってもよい。

なお、偏光フィルタ５は、所定の偏光方向の光のみを透過するフィルタであり、偏光付加映像表示装置１と、付加映像を付加した映像を視聴する視聴者７との間に介在する。そして、偏光付加映像表示装置１から偏光フィルタ５に入射した光のうち、所定の偏光方向の光のみが当該偏光フィルタ５を透過し、視聴者７によって観察される。この偏光フィルタ５は、視聴者７によって観察される光をフィルタリングできれば、その形態は特に限定されず、例えば、図１に示すような矩形の偏光板であってもよいし、また、左右のレンズで同じ偏光方向の光を透過する偏光メガネ（図示せず）であってもよい。

映像表示手段２は、外部から入力された映像を表示するもので、液晶ディスプレイのような一般的な表示手段である。ここでは、映像表示手段２は、所定の偏光方向の光を出射することとした。この映像表示手段２は、例えば、液晶ディスプレイによって構成されることとしてもよいし、例えばプラズマディスプレイのように、偏光していない光を出射する表示手段の前面に、所定の偏光方向の光のみを透過する偏光フィルタ（図示せず）を設けたものとしてもよい。

偏光表示手段３は、映像表示手段２から入射した光の偏光方向を回転させるものである。ここで、偏光表示手段３は、複数の光変調手段３ａ、３ａ、…を有する。この光変調手段３ａ、３ａ、…は、後記する変調駆動手段４によって駆動され、付加映像の黒の画素に対応する光変調手段３ａ、３ａ、…から出射する光の偏光方向が偏光フィルタ５によって遮断される向きになり、その他の画素に対応する光変調手段３ａ、３ａ、…からの光の偏光方向が偏光フィルタ５によって透過される向きになるように、映像表示手段２から入力された光の偏光方向を回転させる。

ここでは、映像表示手段２から入射した光が、所定の偏光方向に偏光しており、偏光表示手段３は、付加映像における黒の画素に対応する光変調手段３ａ、３ａ、…とその他の光変調手段３ａ、３ａ、…とで異なる偏光方向になるように、映像表示手段２からの光の偏光方向を回転させることとした。

変調駆動手段４は、外部から入力された付加映像に基づいて、各々の光変調手段３ａ、３ａ…を駆動するものである。この変調駆動手段４は、光変調手段３ａ、３ａ、…と外部から入力される付加映像の画素とを対応させて、当該付加映像の黒の画素に対応する光変調手段３ａ、３ａ、…では、入射光の偏光方向を偏光フィルタ５によって遮断される向きに回転させ、その他の画素に対応する光変調手段３ａ、３ａ、…では、入射光の偏光方向を偏光フィルタ５によって透過される向きに回転させるように、光変調手段３ａ、３ａ、…を駆動する。

これによって、この偏光付加映像表示装置１によって表示された映像は、偏光フィルタ５を介さずに視聴する視聴者６には、映像表示手段２に表示された、付加映像の付加されていない映像８となるが、偏光フィルタ５を介して視聴する視聴者７には、付加映像における黒の画素に対応する光変調手段３ａ、３ａ、…からの光が偏光フィルタ５によって遮断されて、その部分の領域Ｄが黒くなるため、映像表示手段２に表示された映像に付加映像の付加された映像９となる。

なお、図１では、ハート、稲妻及び太陽が表示された映像８が、映像表示手段２に表示される映像として偏光付加映像表示装置１に入力され、更に、映像９の領域Ｄに示されるような「ＮＨＫ」という黒い文字の映像が、付加映像として偏光付加映像表示装置１に入力された場合を示している。そして、ここでは、映像表示手段２から出射した光が偏光表示手段３に入射し、付加映像の「ＮＨＫ」の文字に対応する光変調手段３ａ、３ａ、…によって、偏光フィルタ５によって遮断される偏光方向の光に変調され、他の光変調手段３ａ、３ａ、…によって、偏光フィルタ５によって透過される偏光方向の光に変調されることで、偏光付加映像表示装置１に表示された映像を、偏光フィルタ５を介さずに視聴する視聴者６は、ハート、稲妻及び太陽のみが表示された映像８を視聴することができる。一方、偏光フィルタ５を介して視聴する視聴者７は、偏光フィルタ５によって遮断されて、付加映像の「ＮＨＫ」の文字に対応する光変調手段３ａ、３ａ、…から出射した光を見ることができないためにその領域Ｄが黒く見え、ハート、稲妻及び太陽が表示された映像に、付加映像である「ＮＨＫ」の黒い文字が付加された映像９を視聴する。

以下、図２を参照して、映像表示手段２と、偏光表示手段３とについて詳細に説明する。図２は、本発明における偏光付加映像表示装置の映像表示手段及び偏光表示手段の断面を模式的に示した側面断面図である。なお、ここでは映像表示手段２が５つの画素２ａを有し、偏光表示手段３が各々の画素２ａに対応する５つの光変調手段３ａ、３ａ、…を有する例を模式的に示した。しかし、映像表示手段２の画素２ａの数や、偏光表示手段３の光変調手段３ａの数はこれに限定されず、また、画素２ａと光変調手段３ａとは対応しないこととしてもよい。更に、図２では、映像表示手段２及び偏光表示手段３から出射する光の偏光軸Ａ０及び偏光軸Ａ１、Ａ２の向きを模式的に矢印で示した。また、ここでは、光変調手段３ａ、３ａ、…が、スピン注入により磁化方向が反転するスピン注入磁化反転素子であることとし、偏光表示手段３の磁化方向固定層３２及び磁化方向可変層３４の磁化方向を、模式的に白抜きの矢印で示した。

映像表示手段２は、複数の画素２ａ、２ａ、…を備える。この画素２ａからの光は、所定の偏光方向（偏光軸Ａ０）に偏光している。そして、この画素２ａから出射した光は、それぞれ対応する光変調手段３ａに入射する。

偏光表示手段３は、変調駆動手段４（図１参照）によって付加映像の映像信号に基づいて、外部の図示しない電源から電圧が印加され、光変調手段３ａ、３ａ、…に対してスピン注入されてそれぞれ磁化方向を反転することで、付加映像の黒の画素に対応する光変調手段３ａ、３ａ、…と、それ以外の光変調手段３ａ、３ａ、…とで、入射する光の偏光方向を異なる向きに回転させる光変調器である。ここで、光変調手段３ａは、その磁化方向に応じて、ファラデー効果あるいはカー効果によって入射した光の偏光方向を回転（ファラデー回転）させる。

偏光表示手段３は、電極３１と、磁化方向固定層３２と、非磁性層３３と、磁化方向可変層３４と、電極３５とが順に積層された構造を有している。なお、この偏光表示手段３は、図示しない基板上に構成（積層）されることとしてもよい。この基板としては、例えば、シリコン（Ｓｉ）、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、サファイア、プラスチック、あるいは、ガラスなどの透明な絶縁体を用いることができる。

電極３１、３５は、図示しない電源と電気的に接続される、透明な電子伝導体又は半導体からなる層である。この電極３１、電極３５は、例えば、ＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ；インジウムドープ酸化スズ）、ＩＺＯ（ＩｎｄｉｕｍＺｉｎｃＯｘｉｄｅ；酸化インジウム・酸化亜鉛）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、Ｎｂドープ酸化チタン（ＮｂＴｉＯ_２）や酸化スズ（ＳｎＯ_２）等によって形成することができる。電極３１及び電極３５は、磁化方向固定層３２、非磁性層３３、及び、磁化方向可変層３４を挟んで対向し、それぞれ所定の幅で磁化方向固定層３２及び磁化方向可変層３４の面方向に延伸して複数形成される。そして、平面視（磁化方向固定層３２、非磁性層３３及び磁化方向可変層３４の厚さ方向に見る）において、電極３１と電極３５とは互いに直交し、格子状に形成されている。ここでは、電極３１は、磁化方向固定層３２に隣接して形成され、電極３５は、磁化方向可変層３４に隣接して形成される。

磁化方向固定層３２は、所定の磁化方向に磁化された層であり、スピン分極率の高い材料から構成されることが好ましい。例えば、磁化方向固定層３２を構成する材料としては、金属系ハーフメタルとして、Ｃｏ_２ＭｎＡｌ、Ｃｏ_２ＭｎＳｉ、Ｃｏ_２Ｃｒ_０．６Ｆｅ_０．４Ａｌ、ＣｏＦｅＢ、ＣｏＦｅ、ＮｉＭｎＳｂなどが大きなスピン分極率を有する材料として挙げられる。また、酸化物系ハーフメタルとしては、Ｌａ_０．７Ｓｒ_０．３Ｍｎ_０．３、Ｓｒ_２Ｆｅ（Ｗ_０．４Ｍｏ_０．６）Ｏ_６、Ｓｒ_２ＦｅＲｅＯ_６、Ｓｒ_２ＦｅＲｅＯ_６、ＣｒＯ_２、Ｆｅ_３Ｏ_４などを用いることも可能である。ここでは、磁化方向固定層３２の磁化方向は、（−）方向（図２において上方向）とした。なお、この磁化方向固定層３２は、磁化方向が変化しにくく、伝導電子のスピン方向をこの磁化方向に揃える効果を持つ。

非磁性層３３は、磁化方向固定層３２と磁化方向可変層３４とを分離する層であり、非磁性体、例えば、ＣｕやＡｌから構成されることとしてもよいし、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＡｌＮ、ＳｉＯ_２などの絶縁層に、Ａｌ、Ｃｕなどの金属ピラーを設けた構造としてもよい。この非磁性層３３は、磁化方向固定層３２と磁化方向可変層３４との間に形成される。なお、この非磁性層３３を、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＡｌＮ、ＳｉＯ_２のような絶縁体材料によって構成することも可能である。このような偏光表示手段３を、トンネル磁気抵抗効果素子（TMR : Tunneling Magneto Resistive）という場合もある。

磁化方向可変層３４は、電極３１及び電極３５間に印加する電圧を変えることで、磁化方向が制御される層である。この磁化方向可変層３４は、例えば、ＣｏＦｅ、ＮｉＦｅ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐｙなどから構成することが可能である。また、Ａｌ_２Ｏ_３やＳｉＯ_２などの絶縁体中にＣｏ等の微粒子を分散させたグラニュラー薄膜構造としてもよい。ここでは、磁化方向可変層３４の磁化方向は、初期状態では（＋）方向（図２において下方向）とした。

そして、ある電極３１及びある電極３５間に所定の電圧を印加すると、磁化方向可変層３４における、この２つの電極３１、３５において挟まれる領域、つまり、平面視においてこれらの電極３１と電極３５とが重なる領域において、スピン注入によって磁化方向が制御される。ここでは、偏光表示手段３において、各々の電極３１と各々の電極３５とによって独立に電圧を印加できる領域、つまり、平面視でこれらの電極３１と電極３５とが重なる領域を光変調手段３ａとした。そして、光変調手段３ａに含まれる電極３１、３５に、変調駆動手段４（図１参照）によって外部の電源から印加する電圧を制御することで、任意の光変調手段３ａの磁化方向可変層３４の磁化方向を制御することができる。

ここで、図３を参照（適宜図２参照）して、印加される電圧による磁化方向可変層３４の磁化方向の制御について説明する。図３は、電極間に印加した電圧と、磁化方向可変層の磁化方向との関係を示すグラフである。ここでは、横軸を電圧、縦軸を磁化とする。また、電極３１を正極、電極３５を負極とする印加電圧の方向を（＋）、電極３１を負極、電極３５を正極とする印加電圧の方向を（−）とする。

ここで、電極３１及び電極３５間の印加電圧が＋Ｖ_Ａ以上のとき（図３のｃ１）、磁化方向可変層３４の磁化は（＋）方向となる。そして、図３に示すように、電圧と磁化との関係はヒステリシスループを描くため、＋Ｖ_Ａ以上の電圧を印加した後に電圧を０としても、磁化は（＋）方向に保持される。一方、電極３１及び電極３５間の印加電圧が−Ｖ_Ｂ以下のとき（図３のｃ２）、磁化方向可変層３４の磁化は（−）方向となる。この状態で電圧を０としても、磁化は（−）方向に保持される。

図２に戻って説明を続ける。映像表示手段２の各々の画素２ａからの光が、対応する光変調手段３ａに入射すると、この光は、ファラデー効果によって偏光方向が回転する。この偏光方向の回転角度は、磁化方向に依存するため、磁化方向可変層３４の磁化方向が反転されていない光変調手段３ａと、磁化方向可変層３４の磁化方向が反転された光変調手段３ａとでは、入射した光の偏光方向を異なる方向に回転させる。

図２の例では、上から２つ目の光変調手段３ａの電極３１及び電極３５間に負（−）の電圧が印加され、磁化方向可変層３４の磁化方向は、磁化方向固定層３２と同じ方向である。そして、映像表示手段２の上から２つ目の画素２ａからの、偏光した偏光軸Ａ０の光が当該光変調手段３ａに入射すると、（−）方向に磁化された磁化方向固定層３２と磁化方向可変層３４とを透過して、ファラデー効果によって偏光方向が角度θ_１だけ回転した偏光軸Ａ１の光となって出射する。一方、上から４つ目の光変調手段３ａの電極３１及び電極３５間に正（＋）の電圧が印加され、磁化方向可変層３４の磁化方向は、磁化方向固定層３２と逆方向である。そして、映像表示手段２の上から４つ目の画素２ａからの、偏光した偏光軸Ａ０の光が当該光変調手段３ａに入射すると、（−）方向に磁化された磁化方向固定層３２と（＋）方向に磁化された磁化方向可変層３４とを透過して、ファラデー効果によって、負（−）の電圧が印加されている場合とは逆方向に偏光方向が角度θ_２だけ回転した偏光軸Ａ２の光となって出射する。

そして、偏光フィルタ５（図１参照）が偏光軸Ａ１の光を透過する場合には、付加映像における黒の画素に対応する光変調手段３ａ、３ａ、…には正（＋）の電圧を印加し、それ以外の光変調手段３ａ、３ａ、…に負（−）の電圧を印加することとする。一方、偏光フィルタ５が偏光軸Ａ２の光を透過する場合には、付加映像における黒の画素に対応する光変調手段３ａ、３ａ、…に負（−）の電圧を印加し、それ以外の光変調手段３ａ、３ａ、…には正（＋）の電圧を印加する。そうすることで、偏光付加映像表示装置１から出力される映像は、偏光フィルタ５を介さないと映像表示手段２から出力された映像となり、偏光フィルタ５を介すると、映像表示手段２から出力された映像のうち、付加映像における黒の画素に対応する光変調手段３ａ、３ａ、…からの光が偏光フィルタ５によって遮断されて、当該映像に付加映像が付加された映像となる。これによって、偏光付加映像表示装置１は、偏光フィルタ５を介して視聴する視聴者に対しては映像に付加情報を付加して提示し、偏光フィルタ５を介さずに視聴する視聴者に対しては付加情報が付加されていない映像を提示することができる。

この場合、電極３１、３５による電圧の印加は、磁化方向固定層３２、非磁性層３３及び磁化方向可変層３４に対して行われるが、実質的には磁化方向可変層３４の電圧印加による磁化方向の変化により、入射光の変調が行われる。そして、この偏光表示手段３では、磁化方向可変層３４における磁化方向の反転による光の偏光方向の回転を利用しているため動作速度が速く、１０〜５０ｎｓ程度となる。

この光変調手段３ａ、３ａ、…の磁化反転は、電極３１及び電極３５の平面視における交点（重複）領域内で起こるので、その磁化反転領域（画素領域）の大きさは、実質的に電極３１、３５の大きさに依存することとなる。すなわち、現状の半導体の微細加工技術を用いて上記の構造（電極３１、３５）を形成すれば、少なくともサブミクロン以下のサイズでの高精細な光変調を行うことが可能になる。

（偏光表示手段の製造方法）
次に、図４を参照して、偏光表示手段３の製造方法の一例について説明する。ここで、映像表示手段２は、液晶ディスプレイ等の一般的な表示手段であるので、製造方法の説明は省略する。図４は、偏光表示手段の製造方法を説明するための説明図、（ａ）は、偏光表示手段の断面図、（ｂ）は、偏光表示手段の平面図である。なお、図４（ａ）は、図４（ｂ）におけるＡ−Ａ断面図であり、図２に示した偏光表示手段３を９０度左に回転し、更に基板３０上に形成される場合を示した。

図４（ａ）に示すように、まず、基板３０上に、電極３１を形成する。この電極３１は、ＩＴＯなどの材料をスパッタ法などで基板３０上に堆積し、リソグラフィ法などで所望のサイズに加工することで形成することができる。また、基板３０にＳｉやＭｇＯを用い、電極３１にＺｎＯを用いる場合には、電極３１をエピタキシャル成長させても良い。

次に、基板３０及び電極３１上に、磁化方向固定層３２を形成する。ここで、この磁化方向固定層３２を、スピン偏極率の高い複数の組成の層の積層構造としてもよいし、また、磁化方向固定層３２の磁化方向を固定するために、スピン固着層を追加して積層構造としてもよい。ここでは、磁化方向固定層３２の厚さを数〜数十ｎｍで電極３１上に堆積する。堆積方法としては、電子線エピタキシ法（ＭＢＥ法；Molecular Beam Epitaxy）やスパッタ法などがある。

更に、磁化方向固定層３２上に、非磁性層３３を堆積する。この非磁性層３３は、例えば、ＭＢＥ法や、スパッタ法などで堆積する。また、この非磁性層３３の厚さは、偏極スピン電子がトンネルできる厚さ（２〜３ｎｍ）とされることが好ましい。

続いて、非磁性層３３の上に、磁化方向可変層３４を堆積する。この磁化方向可変層３４の厚さは、数ｎｍ以下程度とし、例えば、ＭＢＥ法やスパッタ法などにより堆積することができる。

次に、磁化方向可変層３４の上に、電極３５を堆積する。この堆積方法は、電極３１と同様に行うことができる。そして、図４（ｂ）に示すように、この電極３１と電極３５とは、平面視した場合に互いに直交する方向に延伸した構造（格子状）となっている。

そして、個々の光変調手段３ａ、３ａ、…（図２参照）の電気的あるいは磁気的な分離は、例えば、以下の方法により行うことが可能である。第１の方法としては、磁化方向可変層３４をリソグラフィなどによるメサエッチングで画素加工する方法がある。この場合、磁化方向可変層３４に、素子分離のための格子状の溝が形成されることとなる。また、第２の方法としては、磁化方向可変層３４に、例えば、窒素などのイオンを局所的に注入することにより、部分的に絶縁する方法がある。

このような磁気的又は電気的な分離構造が形成された場合であっても、従来の液晶や電気泳動素子又はＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System；微小電気機械システム）などを用いた光変調器に比べて更に微細な構造を形成することが容易であり、高精細な光変調を行うことができる。

なお、前記の偏光表示手段３は、電圧の印加に応じて入力された光を偏光させる偏光方向を変えることができる構成として、少なくとも電極３１、３５及び磁化方向可変層３４を備えていればよい。また、偏光軸Ａ１の向きと偏光軸Ａ２との向きとは交差していればよく、直交していることがより好ましい。更には、本発明の偏光付加映像表示装置１の偏光表示手段３は、付加映像の黒の画素に対応する領域のみを、他の領域とは偏光方向の異なる光に偏光できればよく、例えば、入力された光のうち、電圧の印加されていない領域のみにおいて偏光方向を回転させる液晶パネル（図示せず）であってもよい。

［偏光付加映像表示装置の動作］
次に、図５を参照（適宜図１及び図２参照）して、本発明における偏光付加映像表示装置１及び偏光フィルタ５によって、映像に付加映像を付加する動作について説明する。図５は、本発明における偏光付加映像表示装置及び偏光フィルタによって、映像に付加映像を付加する動作を示したフローチャートである。なお、ここでは、偏光フィルタ５が、映像表示手段２から出射した光の偏光方向に対して角度θ_２の偏光方向の光を透過する場合の動作について説明する。

偏光付加映像表示装置１は、映像表示手段２に外部から入力された映像を表示する。そして、映像表示手段２から偏光表示手段３に、当該映像の光が出射する（ステップＳ１１；映像表示ステップ）。ここでは、映像表示手段２からは、所定の偏光方向に偏光した光が出射することとした。

続いて、偏光付加映像表示装置１は、偏光表示手段３によって、映像表示手段２から入力された光の偏光方向を回転させる（ステップＳ１２；光変調ステップ）。ここで、変調駆動手段４によって、外部から入力された付加映像における黒の画素に対応する光変調手段３ａ、３ａ、…には負（−）の電圧が印加され、それ以外の光変調手段３ａ、３ａ、…には正（＋）の電圧が印加される。そのため、付加映像における黒の画素に対応する光変調手段３ａ、３ａ、…の磁化方向可変層３４の磁化方向は反転され、映像表示手段２から入力された光の偏光方向をファラデー効果によって角度θ_１だけ回転させて出射する。一方、それ以外の光変調手段３ａ、３ａ、…の磁化方向可変層３４の磁化方向は反転されておらず、映像表示手段２から入力された光の偏光方向を角度θ_２だけ回転させて出射する。なお、この偏光表示手段３から出射した光は、偏光方向が回転されているものの、映像表示手段２から入力された光を遮断することなく出射するため、そのまま視聴する視聴者６には、映像表示手段２に表示された映像と同じ映像が提示される。

そして、偏光フィルタ５は、偏光表示手段３から偏光フィルタ５に入射した光を光学的にフィルタリングする（ステップＳ１３）。つまり、偏光フィルタ５は、偏光表示手段３から偏光フィルタ５に入射した光のうち、映像表示手段２から出射した光の偏光方向に対して角度θ_１の偏光方向の光を遮断し、角度θ_２の偏光方向の光を透過する。これによって、付加映像における黒の画素に対応する光変調手段３ａ、３ａ、…から出射した光のみが偏光フィルタ５によって遮断され、偏光フィルタ５を介して視聴する視聴者７には、映像表示手段２に表示された映像に付加映像が付加された映像が提示される。

本発明における偏光付加映像表示装置の概要を模式的に示した模式図である。本発明における偏光付加映像表示装置の映像表示手段及び偏光表示手段の断面を模式的に示した側面断面図である。本発明における偏光付加映像表示装置の電極間に印加した電圧と、磁化方向可変層の磁化方向との関係を示すグラフである。本発明における偏光付加映像表示装置の偏光表示手段の製造方法を説明するための説明図、（ａ）は、偏光表示手段の断面図、（ｂ）は、偏光表示手段の平面図である。本発明における偏光付加映像表示装置及び偏光フィルタによって、映像に付加映像を付加する動作を示したフローチャートである。

符号の説明

１偏光付加映像表示装置
２映像表示手段
３偏光表示手段
３ａ光変調手段
３０基板
３１電極
３２磁化方向固定層
３３非磁性層
３４磁化方向可変層
３５電極
４変調駆動手段
５偏光フィルタ

Claims

入力された映像を表示して、一の視聴者に前記映像を視認させ、他の視聴者に外部の偏光フィルタを介して当該映像上において黒く視認される付加映像が付加された付加映像付き映像を視認させる偏光付加映像表示装置であって、
前記入力された映像を所定の方向に偏光した光として照射する映像表示手段と、
入射する光の偏光方向を変調させる複数の光変調手段を有し、前記映像表示手段から入射する光の偏光方向を変調させて前記一の視聴者及び前記他の視聴者が見る前記映像を表示する偏光表示手段と、
外部から入力された前記付加映像の映像信号に基づいて、前記複数の光変調手段が変調する光の偏光方向を制御する変調駆動手段と、を備え、
前記光変調手段は、前記変調駆動手段により、前記映像表示手段から入射する光の偏光方向を、前記外部の偏光フィルタを透過する透過方向と前記外部の偏光フィルタを透過しない遮断方向とに変調可能に構成されており、
前記変調駆動手段は、前記付加映像に対応する部分の前記光変調手段の変調を前記遮断方向となるように制御し、かつ、前記付加映像に対応しない部分の前記光変調手段の変調を前記透過方向となるように制御することを特徴とする偏光付加映像表示装置。
前記光変調手段が、スピン注入により磁化方向が反転するスピン注入磁化反転素子であることを特徴とする請求項１に記載の偏光付加映像表示装置。