JPH10142572A - 空間光変調器、方向性ディスプレイ、および方向性光源 - Google Patents

空間光変調器、方向性ディスプレイ、および方向性光源

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JPH10142572A
JPH10142572A JP9264691A JP26469197A JPH10142572A JP H10142572 A JPH10142572 A JP H10142572A JP 9264691 A JP9264691 A JP 9264691A JP 26469197 A JP26469197 A JP 26469197A JP H10142572 A JPH10142572 A JP H10142572A
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JP
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modulator
display
liquid crystal
region
layer
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JP9264691A
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Jonathan Harrold
ハロルド ジョナサン
Graham Woodgate
ウッドゲート グラハム
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Sharp Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像液晶ディスプレイと共に用いられ、観察
者の移動を追跡し得る３Ｄモードと、ＬＣＤの最大解像
度が用いられる２Ｄモードとを有する自動立体３Ｄディ
スプレイを形成する空間光変調器、該変調器を有する方
向性ディスプレイ、および該変調器を有する方向性光源
を提供する。 【解決手段】 空間光変調器は、２つのモードで動作す
ることが可能な変調領域を有する。第１のクリアモード
において、該領域は、連続して実質的に均一に透明であ
る。第２またはバリアモードにおいて、該領域は、切り
替えられ、連続した不透明領域によって分離されるスリ
ットを有する視差バリアを形成する。このような変調器
は、画像液晶ディスプレイと共に用いられ、観察者の移
動を追跡し得る３Ｄモードと、ＬＣＤの最大解像度が用
いられる２Ｄモードを有する自動立体３Ｄディスプレイ
を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空間光変調器に関
する。本発明はまた、自動立体ディスプレイなどの方向
性ディスプレイに関する。本発明はさらに、例えば、方
向性ディスプレイに用いられる方向性光源に関する。
【０００２】
【従来の技術】公知のタイプの自動立体３次元（３Ｄ）
ディスプレイは、添付の図面の図１に示される。ディス
プレイは、視差バリア２の形態の視差素子を備えた液晶
デバイス（ＬＣＤ）１の形態の空間光変調器を有する。
ＬＣＤ１は、２次元（２Ｄ）アレイとして配置される複
数の絵素（画素）を有する。画素は、液晶層３内に形成
され、画素列のグループとして構成される。各グループ
には、視差バリア２の垂直配向スリット４が設けられ
る。列のグループは２個以上の列を有し得る。各列は各
２Ｄ画像の垂直スライスを表示するように配置される。
ディスプレイは、矢印５の方向に適切なバックライト
（不図示）によって照射され、視差バリアスリット４
は、各グループの列に対応する楔形の光のコーンを生成
する。視点が補正されたディスプレイにおいて、これら
の光の楔は重なり、観察者の左目および右目のそれぞれ
に対する左および右観察ゾーンを規定する。従って、観
察者の目が正しい観察ゾーンにあると、観察者は３Ｄ画
像を知覚することができる。
【０００３】観察者により大きな観察自由度を提供する
ために、観察者追跡ディスプレイを提供することが知ら
れている。このディスプレイでは、観察ゾーンは、動き
の許容範囲内で観察者を追跡するように移動する。図１
に示されるタイプのディスプレイでは、観察者の追跡
は、機械的追跡システムによって成し遂げられ得る。こ
のようなシステムは、観察者の位置を測定し、視差バリ
ア２をＬＣＤ１に対して横方向に移動させ、観察者の目
が正しい観察ゾーン内に入るようにする。しかし、この
ような配置では、光学構成要素を移動させなければなら
ず、これによって、ディスプレイの耐久性が減少すると
ともにその重量および消費電力が増加する。２つの観察
ゾーンを提供するディスプレイでは、観察者の各目は、
両目が同一の画像情報を見るディスプレイの２Ｄモード
および３Ｄモードの両方において、ＬＣＤ１の画素数の
せいぜい半分しか見ることができない。それ故、２Ｄモ
ードにおいては、ＬＣＤ解像度の半分が全く無駄にな
る。
【０００４】例えば、ＥＰ ０／２１ １３１号および
ＥＰ ０ ７２６ ４８２号に開示されるように、パー
ツを移動させずに観察者追跡自動立体３Ｄディスプレイ
を提供することも可能である。しかし、このようなディ
スプレイでは、観察者の各目は、３Ｄおよび２Ｄモード
の動作の両方においてＬＣＤの画素の３分の１しか見る
ことができない。
【０００５】従来の視差バリア２は、互いに平行で、均
等に間隔を置いて形成された光透過スリット４を有する
不透明プレートまたは不透明層を実質的に有する。スリ
ットは、垂直に延びて横方向の視差を提供する。しか
し、パッシブ視差バリア２は、例えばＪＰ ０３−１１
９８８９号に開示されるように、アクティブ視差バリア
に置き換えられ得る。アクティブバリアは、垂直方向に
ストライプ状に形成された電極および電極間ギャップを
有するツイステッドネマティック（ＴＮ）ＬＣＤを有す
る。電極は、ＬＣＤの画素を規定し、電極間ギャップ
は、電極によってＴＮ液晶に印加される電界に関係なく
実質的に切り替えられない画素間のギャップを規定す
る。バリアおよびディスプレイＳＬＭのピッチは実質的
に等しい。
【０００６】ＬＣＤは、ノーマリホワイト動作またはノ
ーマリブラック動作を提供するように構成され得る。図
２は、ノーマリホワイトモードで動作するＬＣＤのほん
の一部分を拡大した外観を示す。特にＬＣＤは、視差バ
リアとして作用するように配置される。視差バリアで
は、垂直に延びる画素６は、バリアのスリットを構成す
るように透明になるように制御され、参照符号８で示さ
れるような透過スリット間の画素は、不透明になるよう
に制御される。しかし、切り替えられない領域９は、部
分的または全体的に透明のままである。このため、バリ
アの不透明領域において成し遂げられるべき良好なコン
トラストが成し遂げられず、観察者によって見られる３
Ｄ画像に望ましくない可視アーテファクト（artefact）
を生じるクロストークが発生し得る。２Ｄ画像を表示す
るために、視差バリア２の全体は、ＬＣＤの全画素が、
観察者の両目で認識でき、ＬＣＤの最大空間解像度がこ
のような２Ｄモードで用いられるように、実質的に均一
に透明にされ得る。このモードにおいて、視差バリア
は、切り替え不可能な視差バリアを有するディスプレイ
の２Ｄモードとは異なり、効果的に「スイッチアウト」
される。
【０００７】図３は、ノーマリブラックモードで動作す
るように構成された場合のアクティブバリア２の外観を
示す。ノーマリブラックモードまたはノーマリホワイト
モードのいずれかにおける動作は、製造時に固定され
る。再び、画素６は、スリットを形成するように透明に
なるように制御され、スリットは、不透明領域によって
分離される。しかし、画素６と画素７との間の垂直ギャ
ップ１０は、透明になるように制御され得ず、望ましく
ない可視アーテファクトを引き起こし得る。公知のよう
に、ノーマリブラックモードは、ブラックまたは不透明
エリアにおける偏光の良好な消光を可能にせず、良好で
ない観察角を提供する。良好でない消光は、ブラックエ
リアを通して画像漏れを引き起こし、３Ｄディスプレイ
モードの動作においてクロストークを増加させる。全ス
リットが明確に切り替えられる最大解像度の２Ｄモード
において、切り替えられない電極間領域は、実質的に不
透明のままであるため、ディスプレイコントラストは減
少する。しかし、さらに深刻な問題は、アクティブバリ
ア２の切り替えられない電極間列の残留パターンと、Ｌ
ＣＤ１の下部構造との間のビーティングのために、２Ｄ
モードにおいてモアレパターンが形成されることであ
る。さらに、バリア２からの回折が増加する。
【０００８】１９９６年５月１０付けで発行された「２
Ｄ／３Ｄ切り替え可能ディスプレイ」という名称のサン
ヨープレスリリースにおいて開示された公知のディスプ
レイは、１６個の固定ゾーンのそれぞれにおいて２Ｄモ
ードと３Ｄモードとの間で切り替え可能である。これ
は、パッシブ背面視差バリアおよびポリマー分散型液晶
の形態の積層４×４セグメントの電気的に切り替え可能
なディフューザを用いることによって成し遂げられる。
【０００９】ディスプレイ全体にわたる電極間ギャップ
が動作時間の前にブラックに切り替えられる投射型ディ
スプレイは、ＭｃＤｏｎｎｅｌｌ９３に開示される。こ
れは、個別のブラックマトリクス層の使用を避けるため
に行われる。
【００１０】ＥＰ ０ ５４０ １３７号は、ＬＣＤ内
に形成され電気的に生成される視差バリアを有する３Ｄ
画像ディスプレイを開示する。しかし、このような視差
バリアの構造または動作の実質的な開示はない。特に、
電極間のギャップにおける液晶の制御に関連する開示は
ない。
【００１１】ＵＳ ５ １２２ ８８８号は、液晶を含
むカメラ焦点プレートを開示する。位相調整回折格子
は、ディフューザを生成するために、液晶分子を回転さ
せ、液晶を透過する光に対する屈折率を変化させるよう
に電界を印加することによって液晶内において成し遂げ
られ得る。漏れ電界による電極間のギャップにおける屈
折率の変化の開示があるが、結果として得られる屈折率
の変化は、液晶内の電極において発生する変化よりも少
なく、正弦波屈折率プロフィールが形成される。
【００１２】ＥＰ ０ ５８６ ０９８号は、一次元ホ
ログラムの再構築に用いられる光変調装置を開示する。
この装置は、水平方向に狭い幅を有するが、比較的高さ
のある多数の画素を有する。画素の駆動素子は、画素の
端部に設けられ、隣接する画素間には配置されない。こ
の装置は、水平方向に良好な解像度を有すると言われ
る。しかし、電極間のギャップにおける表示媒体の切り
替えに関しては開示がない。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる状況を
鑑みて成されたものであり、その目的は、画像液晶ディ
スプレイと共に用いられ、観察者の移動を追跡し得る３
Ｄモードと、ＬＣＤの最大解像度が用いられる２Ｄモー
ドとを有する自動立体３Ｄディスプレイを形成する空間
光変調器を提供することである。さらに、本発明の目的
は、このような変調器を有する方向性ディスプレイおよ
び方向性光源を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の局面によ
ると、変調器領域によって特徴づけられる空間光変調器
が提供される。該領域は、該領域が実質的に均一の透過
率となるクリアモードと、該領域が、第１の方向に延
び、連続した実質的に不透明なサブ領域によって分離さ
れる均等に間隔を置いて配置された複数の平行透過スト
リップを有するバリアモードとの間で切り替え可能（ス
イッチング可能）である。
【００１５】前記領域は、前記第１の方向に延びる複数
の絵素を有し得る。該絵素は、前記サブ領域を規定する
ために共に不透明に切り替え可能であり、前記透過スリ
ットを規定するために離れて配置され得る。該絵素は、
該絵素とは独立して透明と不透明との間で切り替え可能
なギャップを規定し得る。
【００１６】前記領域は、２次元アレイの絵素を有し得
る。該絵素のそれぞれは、透明と不透明との間で独立し
て切り替え可能であり、その間に透明と不透明との間で
切り替え可能なギャップを規定する。該ギャップは、透
明と不透明との間で独立して切り替え可能であり得る。
【００１７】前記変調器は、液晶材料の第１の層を有す
る液晶デバイスを有し得る。該第１の層は、強誘電性液
晶材料、反強誘電性液晶材料、またはスーパーツイステ
ッドネマティック液晶材料を有し得る。該第１の層は、
異方性色素を含み得る。
【００１８】前記絵素は、アドレッシング電極によって
規定され得る。該アドレッシング電極は、パッシブマト
リクスアドレッシング配置を有し得る。前記ギャップ
は、端電界（fringing field）によって切り替え可能で
あり得る。
【００１９】前記不透明なサブ領域は反射性を有し得
る。
【００２０】本発明の第２の局面によると、変調領域に
よって特徴づけられる空間光変調器が提供される。該領
域は、該領域が実質的に均一な第１の偏光の光を供給す
るように配置される第１のモードと、該領域が、均等に
間隔を置いて配置された複数の平行ストリップにおいて
該第１の偏光の光を供給し、該ストリップを分離する連
続したサブ領域において該第１の偏光とは異なる第２の
偏光の光を供給するように配置される第２のモードとの
間で切り替え可能である。
【００２１】前記第２の偏光は、前記第１の偏光と直交
し得る。
【００２２】本発明の第３の局面によると、画像ディス
プレイと協働する、本発明の第１または第２の局面によ
る変調器によって特徴づけられる方向性ディスプレイが
提供される。
【００２３】前記画像ディスプレイは、他の空間光変調
器を有し得る。前記他の空間光変調器は、液晶材料の第
２の層を有する他の液晶デバイスを有し得る。該ディス
プレイは、該第１の層を間に挟持する第１および第２の
基板と、該第２および第３の基板の間に該第２の層を挟
持する第３の基板とを有する。該ディスプレイは、該第
１の層と該第２の層との間に単一偏光子を有し得る。
【００２４】本発明の第４の局面によると、分散光源と
協働する、本発明の第１または第２の局面による変調器
によって特徴づけられる方向性光源が提供される。
【００２５】前記光源は、前記第１の方向に延びるレン
チキュラを有するレンチキュラシートを有し得る。
【００２６】以下作用について説明する。
【００２７】従って、自動立体および立体３Ｄディスプ
レイにおける使用に適したＳＬＭを提供することが可能
である。例えば、自動立体ディスプレイでは、ＳＬＭ
は、バリアモードで動作し、良好なコントラスト性能を
有し、低レベルのクロストークを提供する視差バリアを
規定し得る。クリアモードにおいて、実質的に均一な透
過率が提供されるため、ディスプレイ構造によるモアレ
効果が実質的に低減または除去され、関連の画像ディス
プレイの最大解像度が使用され得る。実施態様によって
は、ＳＬＭの異なるエリアがクリアモードおよびバリア
モードにおいて同時に動作され得るため、方向性ディス
プレイの少なくとも１つの部分が３Ｄ画像を表示し、少
なくとも１つの他の部分が２Ｄ画像を表示する。また、
実施態様によっては、バリアモードは、透過スリットの
位置が第１の方向に直交して電気的に変化し得るように
なっている。このような配置にすると、自動立体３Ｄデ
ィスプレイにおいて移動する部分なしに、観察者を追跡
することが可能になる。このような応用では、ＳＬＭ
は、観察ゾーンの位置を制御するように画像ディスプレ
イに隣接して配置され得る。他の配置では、ＳＬＭには
バックライトが設けられ、方向が電気的に制御され得る
光ビームまたは「楔」状の光を放射する方向性光源が提
供される。
【００２８】ＳＬＭは、ブラックマスクを有さないた
め、製造プロセスは簡略化される。最大輝度は、透明ま
たは「ホワイト」になるように制御されるＳＬＭの部分
において成し遂げられ、変調器領域全体またはそのユー
ザ選択部分は、画像ディスプレイの同様の画素構造との
ビーティングによってモアレパターンを生成する残留ブ
ラックマスクエリアを残さずに、全体的にクリアまたは
「ホワイト」になるように切り替えられ得る。
【００２９】強誘電性液晶（ＦＬＣ）などの「双安定
性」液晶材料、明確に規定された電気光学遷移を有する
反強誘電性液晶（ＡＦＬＣ）、およびスーパツイステッ
ドネマティック（ＳＴＮ）液晶を利用することが可能で
ある。これによって、パッシブマトリクスアドレッシン
グの使用が可能になるため、薄膜トランジスタなどの電
子デバイスが、不透明なアドレッシング電極間のギャッ
プ内に設けられなければならないアクティブマトリクス
アドレッシングの場合のような電極間不透明領域が存在
しない。消費電力も低減されるため、ＳＬＭは、ラップ
トップパーソナルコンピュータ（ＰＣ）およびパーソナ
ルディジタルアシスタント（ＰＤＡ）などの電池式ディ
スプレイでの使用に適する。従って、このようなＳＬＭ
は、前述のその他の利点に加えて、例えばＪＰ ０３−
１１９８８９号に開示される薄膜トランジスタを用いる
ツイステッドネマティック（ＴＮ）技術と比較して、改
善された開口部および輝度、簡略化、ならびに低コスト
化といった利点を有する。
【００３０】
【発明の実施の形態】図面全体にわたって、同様の参照
符号は同様の部分を示す。
【００３１】図４は、ＬＣＤ１とＬＣＤ２の形態の電子
視差バリアとを有する前面視差バリアタイプの自動立体
３Ｄディスプレイを示す。ＬＣＤ１は、図１に示される
のと同一のタイプであり得る。ＬＣＤ１は、光源（不図
示）から方向５に入射する光を変調する２Ｄアレイの画
素を提供し、空間的に多重化された２Ｄ画像が異なる視
点から記録される液晶層３を有する。
【００３２】ＬＣＤ２は、透過ストリップまたはスリッ
ト４を提供する視差バリアとして作用するように配置さ
れ制御される。各スリット４は、画素列のグループと位
置合わせされ、グループの各列は、各２Ｄ画像の垂直に
延びるストリップを表示する。以下に記載されるよう
に、ＬＣＤ２は、ＬＣＤ１の画素ピッチの少なくとも２
倍のバリア電極ピッチを有する。
【００３３】ＬＣＤ２の構造は、図５にさらに詳細に示
される。ＬＣＤ２は、電極配置および配向層（不図示）
を有する基板１１と、列電極１３および配向層（不図
示）を有する基板１２とを有する。液晶層１４は、基板
１１および１２の間に配置され、必要に応じてＦＬＣ、
ＡＦＬＣ、またはＳＴＮ液晶を有する。特に、液晶層１
４は、急峻な閾値を有する液晶材料を有し、列電極１３
を有するアクティブマトリクス電極配置によってアドレ
ス指定される。電極は透明であり、インジウム錫酸化物
（ＩＴＯ）で形成され得る。ブラックマスクはない。
【００３４】図６は、動作中のＬＣＤ２の小さな部分の
外観を示す。ＬＣＤ２は、直交配向された入力および出
力偏光子（図５に示されない）を有する。バリアモード
の動作において、列電極１５および１６は、垂直に配向
された細長い画素に電界を印加し、画素をクリア状態ま
たは透明状態に切り替える。列電極１５および１６は、
実質的に透明であるが、その外形は図６に例示される。
さらに、端電界（fringing field）または適切な電気パ
ルスが電極に印加され、電極間ギャップ１７、１８およ
び１９もまた透明状態に切り替えられる。このように、
ＬＣＤ２を適切に制御することによって、垂直方向に延
びる透過スリットが形成され、均等に間隔を置いて配置
されたこのような平行スリットが提供され、ＬＣＤ１と
組み合わせられて自動立体ディスプレイを形成する電子
視差バリアを形成する。
【００３５】領域２０および２１において、電極は、液
晶層１４内の画素および画素間のギャップを不透明状態
に切り替える。縁部２２もまた不透明状態に切り替えら
れ得るため、ＬＣＤ２は、連続した不透明領域２０およ
び２１によって分離される複数の平行な均等に間隔を置
いて配置された連続した透過スリットを有する視差バリ
アとして作用する。
【００３６】クリアモードの動作において、電極１３、
１５および１６を有する電極配置は、液晶層１４全体が
クリアまたは透明モードに切り替えられるように電界を
与える。従って、ＬＣＤ２は、その変調領域全体にわた
って連続して実質的に均一に透明である。ＬＣＤ２のこ
のクリアモードでは、ディスプレイは、最大解像度の２
Ｄディスプレイとして動作する。
【００３７】ＬＣＤ２は、図２および図３に示される視
覚アーテファクトなしに良好な観察角性能および良好な
コントラスト性能を提供する。従って、図４に示される
自動立体３Ｄディスプレイで用いられる場合、低レベル
のクロストークが３Ｄモードにおいて成し遂げられる。
２Ｄモードにおいて、ＬＣＤ１の画素構造とのモアレビ
ーティングなどの視覚アーテファクトは、視差バリアＬ
ＣＤ内にブラックマスク、電極間の切り替えられないギ
ャップまたは不透明アドレッシング電極を有する配置と
比較して大幅に低減されるかまたは除去される。
【００３８】電極１３間のギャップにおける液晶層１４
の部分は、アドレッシング電極に印加されるパルスのτ
−Ｖグラフである図７ａに示されるように、それ自身の
切り替え特徴を有する。Ａで示されるτ−Ｖ面の領域
は、画素の切り替え領域であり、領域Ｃは、隣接する電
極間ギャップの切り替え領域である。画素および電極間
ギャップは両方とも領域Ｂで切り替えられるが、どちら
も領域Ｄでは切り替えられない。
【００３９】図７ａに示される曲線は、５０マイクロメ
ータ画素を有する４マイクロメータ電極間ギャップまた
は画素間ギャップを有する配置に関する。
【００４０】２Ｄマトリクス電子視差バリアの場合、水
平ギャップおよび垂直ギャップの両方が存在する。水平
および垂直ギャップの切り替え特徴は、液晶のラビング
または配向方向に対して異なる配向を有する場合異なり
得る。従って、水平および垂直ギャップならびに画素
は、必要に応じて制御され得る。
【００４１】ギャップは、個別のアドレッシング位相に
おいて全体的に不透明またはクリアに切り替えられ得
る。あるいは、適切なデータおよびストローブ電圧は、
ギャップおよび画素の切り替えを独立して制御するため
に、異なる時間に同一の電極に印加され得る。画素間ギ
ャップの幅もまた、隣接する電極の端電界による切り替
えを可能にするのに適切になるように制御され得る。こ
の目的のために、画素間ギャップは好ましくは０．１マ
イクロメータと３０マイクロメータとの間、より好まし
くは１マイクロメータと５マイクロメータとの間であ
る。アドレッシング信号は、画素および電極間ギャップ
の両方が二値様式で切り替えられるように配置される。
従って、高コントラストおよび低クロストークを成し遂
げるためにブラックマスクは必要ない。最大解像度の２
Ｄモードでは、液晶層１４は、光がＬＣＤ２のすべての
部分を通して透過されるように制御される。従って、モ
アレパターンの生成は全くまたは実質的にない。
【００４２】図４に示されるＬＣＤ１は、画素分割され
た（pixellated）液晶層３に加えて、基板２５および２
６を有する。基板１１、１２、２５および２６は、通
常、０．７ミリメータの厚さのガラスで形成される。さ
らに、通常０．２ミリメータの厚さの少なくとも１つの
偏光子は、液晶層３と液晶層１４との間に配置される。
例えば、１０２４×７６８カラー画素を有するＳＧＡタ
イプの高解像度ディスプレイパネルでは、層３の画素の
ピッチは通常８０マイクロメータである。前述のよう
に、３Ｄディスプレイは、観察者の目に対する観察ゾー
ンを生成し、これらの観察ゾーンの最も幅広の部分は、
ディスプレイに平行な面に配置され、観察ウィンドウと
呼ばれる。通常、典型的な眼間距離に対応する約６５ミ
リメータの観察ウィンドウは、ディスプレイの通常また
は最良の観察距離である面に設けられる。これによっ
て、観察距離は約８５０ミリメータとなる。これは、例
えば１２インチ未満のサイズのディスプレイに対しては
比較的大きい。
【００４３】この例では、ＬＣＤ２における電極のピッ
チは、好ましくは、４０マイクロメータ未満、より好ま
しくは１１マイクロメータ未満である。
【００４４】図８は、図４に示されるタイプのディスプ
レイを示す。図８では中央基板の１つである基板２６が
除去されている。ディスプレイは、基板１１がＬＣＤ１
および２に共通である単一デバイスとして形成される。
このように層３と層１４との間の厚さが減少することに
よって、約３５０ミリメータの通常の観察距離となる。
これは、特に対角線サイズが１２インチ未満のディスプ
レイにより適切である。
【００４５】図９は、図８のディスプレイの構造をより
詳細に示す。ディスプレイは、ＬＣＤ１の入力偏光子３
０と、ＬＣＤ１の出力偏光子として作用する内部偏光子
３１と、ＬＣＤ２の入力偏光子と、ＬＣＤ２の出力偏光
子３２とを有する。偏光子の偏光吸収方向は、図９の面
に垂直な方向のドットおよび図９の面に平行な方向の矢
印によって示される。
【００４６】ＬＣＤ１はさらに、ブラックマスク３３を
有する。ブラックマスク３３は、例えば、ＬＣＤアドレ
ッシング回路の半導体構造形成部分を覆い、基板と内部
偏光子３１との間の基板１１上または基板１１に隣接し
て配置される。基板２５は、例えば、２Ｄアレイの電極
形態である画素構造規定層を有する。異なる画素構成を
規定するための異なる構成例は、参照符号３４および３
５において示される。適切なカラーフィルタ（不図示）
もまた設けられ得る。配置３４は、対応する画素アレイ
を規定する従来の長方形アレイ電極を有する。配置３５
は、隣接する画素列が水平に実質的に連続するようなＥ
Ｐ ０ ６２５ ８６１号に開示されるタイプの配置を
規定する。
【００４７】基板１２は、平行な垂直に延びる列電極の
形態の視差構造規定層３６を有する。以下、電極配置の
例を説明する。
【００４８】偏光子３０および３１は、実質的に直交す
る偏光方向を有する。同様に、偏光子３１および３２
は、直交偏光方向を有する。以下、ＬＣＤ１の動作をＴ
Ｎ液晶効果の場合について説明する。非偏光ランバート
光源（不図示）からの光は、入力偏光子３０によって直
線偏光され、液晶層３に透過する。層３の画素は、層３
を透過する光の偏光を選択的に回転させ、内部偏光子３
１は、ＬＣＤの公知の方法で層３からの出力偏光を分析
する。従って、ＬＣＤ１を透過する光は、空間多重化２
Ｄ画像で空間変調される。
【００４９】自動立体３Ｄモードにおいて、ＬＣＤ２
は、透過スリット４が設けられ、水平に連続する不透明
領域３７および３８によって分離されるように制御され
る。特に、領域４は、出力光が出力偏光子３２を透過す
るように偏光子３１からの直線偏光を好ましくは９０度
だけ回転させる。領域３７および３８は、出力偏光子３
２が光を阻止するように内部偏光子３１からの光の偏光
を回転させないように制御される。
【００５０】透過スリット４は、画素列３９、４０およ
び４１と完全に位置合わせされる。従って、ＬＣＤ２
は、視差バリアとして作用し、画素列３９、４０および
４１からの光が方向づけられる多数（通常２つ）の楔形
の出力光コーンを提供する。この配置は、ＬＣＤ１の画
素列の相対ピッチと共に繰り返され、ＬＣＤ２の画素は
視点補正されたディスプレイが提供されるようになり、
その結果、上述の観察ゾーンおよび観察ウィンドウとな
る。それ故、目が２つの隣接する観察ゾーンに配置され
る観察者は、自動立体３Ｄ画像を見る。観察者の各目
は、通常ＬＣＤ１の画素の半分を見るため、個々の２Ｄ
画像は通常ＬＣＤ１の空間解像度の半分を有する。
【００５１】２Ｄモードにおいて、層３６により、液晶
層１４の全体が実質的に均一な透明状態に切り替えられ
る。従って、視差バリアは「消失」し、観察者にはＬＣ
Ｄ２が実質的に見えないようになる。従って、観察者の
両目は、ＬＣＤ１の最大空間解像度で２Ｄ画像を表示し
得るＬＣＤ１の全体を見る。ＬＣＤ２内にブラックマス
クまたは不透明電極などの不透明領域が存在しないと、
ＬＣＤ１の構造とのビーティングによって引き起こされ
るモアレパターンが実質的に除去される。純粋なクリア
バリア状態を生成する能力によって、アーテファクトの
ない最大解像度の２Ｄモードが提供される。
【００５２】図１０に示されるディスプレイは、内部偏
光子３１が基板１１と液晶層１４との間に配置されると
いう点で、図９に示されるディスプレイとは異なる。こ
のような配置は、製造要件には好ましく、図９のディス
プレイと同様に動作する。
【００５３】図１１は、内部偏光子３１が省略され、層
１４がゲスト−ホスト配置の液晶と位置合わせされる色
素含有ＦＬＣを有する配置を示す。色素による吸収のた
め、内部偏光子は必要なくなる。
【００５４】非偏光源からの光は、入力偏光子３０によ
って偏光され、液晶層３によって変調される。必要な中
間調レベルに応じて、液晶層３の画素は、入力光を必要
（Ｗ）および不要（ＵＷ）偏光の割合に変化させる。中
間調の内容を可視状態にするためには、不要偏光の割合
をすべてのバリア画素に対してゼロにしなければならな
い。これは、出力偏光子３２によって確実にされる。必
要偏光の割合は、不透明状態に切り替えられる層１４の
画素に対してゼロにされなけばならないが、クリアまた
は透明状態に切り替えられる画素によって透過されなけ
ればならない。これは、層１４内の色素含有ＦＬＣの効
果によって成し遂げられる。
【００５５】標準横長配向パネルＴＮアクティブマトリ
クスＬＣＤディスプレイの出力偏光は、図１２に示され
るように水平方向から通常４５゜で示される。不要な損
失なしにこの光を最良に利用するためには、図１１の下
半分に示されるＦＬＣ効果を用いてＬＣＤ２を構成する
ことが好ましい。ＬＣＤ１の偏光は、ＬＣＤ２の偏光と
その界面において位置合わせされる。ＬＣＤ２をまたが
る偏光子は、実質的に直交である。この場合、図示され
るように、ＦＬＣ配向層のラビング方向は、水平方向に
対して実質的に２２．５゜であり、４５゜の通常のコー
ン角（チルト角２２．５゜）を有するＦＬＣが用いられ
る。このモードでは、ＦＬＣは、ＬＣ分子がラインＤ１
およびＤ２の方向に位置合わせされる２つの安定状態の
間で切り替え可能である。１つの状態（オフ）では、Ｌ
Ｃ分子は、入力偏光と位置合わせされるため、ＬＣ層は
正味の効果を有さず、入力光は出力偏光子によって消去
される。他の状態（オン）では、ＬＣ分子はＤ２に切り
替えられ、この位置で、異方性分子は、入力光がＬＣＤ
２を実質的に透過するように入力光の偏光面を回転させ
る波長板として作用する。ＬＣＤ２をまたがる平行偏光
子は、より低いコントラストを与えるが、より高い透過
を与える。
【００５６】図１３は、色素含有ＦＬＣの実施態様の好
ましい配置を示す。ＬＣＤ１は、上記のように構成され
るが、この場合、ＬＣＤ２は、ゲスト−ホスト構成にお
いて二色性色素、好ましくはブラック二色性色素を含む
ＦＬＣを用いる。この場合、ＦＬＣは、４５゜の異常に
高いチルト角を有する。これにより、Ｄ１からＤ２への
切り替えにおいて、ＦＬＣが入力偏光状態の配向に位置
合わせされるのと、入力偏光状態の配向に直交するのと
の間で切り替わる。このことによって、内部偏光子を必
要としない本実施形態におけるｏｎとｏｆｆ状態間の差
が最大となる。
【００５７】図１４は、標準２２．５゜を含む他のチル
ト角が可能であることを示す。しかし、これらの場合、
光の透過は、図１３に示されるのと比較して低減され
る。
【００５８】ＬＣＤ１は、例えば、ブラックマスク３３
が画素の開口部を制御するツイステッドネマティック
（ＴＮ）アクティブマトリクス型であり得る。画像ディ
スプレイ用ＬＣＤ１は、プラズマデバイス、プラズマア
ドレスによる液晶（ＰＡＬＣ）デバイス、電界発光ディ
スプレイデバイスおよびエレクトロルミネセントデバイ
スなどの他のタイプのデバイスによって置き換えられ得
る。
【００５９】図１５に示されるディスプレイは、層３４
および３５が、液晶層３と基板１１との間に配置され、
ブラックマスク３３が層３と基板２５との間に配置され
るという点で、図１０に示されるディスプレイとは異な
る。
【００６０】図１６は、ＥＰ ０ ７２１ １３２号に
開示されるマイクロ偏光子型の自動立体３Ｄディスプレ
イを示す。ＬＣＤ２は、それ自身の入力偏光子４０およ
び出力基板１２を有するが出力偏光子３２を省略してい
る点で、例えば、図１５に示されるディスプレイとは異
なる。平行な均一に間隔を置いて配置された集光レンチ
キュラのアレイを有するレンチキュラシート４１は、基
板１２の出力面に配置されバックライトを形成する。図
１６のＬＣＤ１は、入力および出力偏光子を有さない
が、それ自身の基板２５および２５を有する点で、図９
に示されるＬＣＤとは異なる。
【００６１】ＬＣＤ２は、入力偏光子４０によって偏光
される非偏光ランバート光源５からの光５を受け取る。
３Ｄモードの動作において、連続したバックライト画素
構造規定層３６は、細長く、直交直線偏光の出力光を供
給する交互の画素に垂直および平行な液晶層１４内の複
数の連続した画素を形成する。レンチキュラシート４１
は、層１４からの光を、ＬＣＤ１の画素によって変調さ
れる連続した光のコーンまたは楔に方向づけることによ
って観察ゾーンを生成する。
【００６２】図１６に示されるディスプレイは、観察ゾ
ーンまたはウィンドウが観察者の目に維持されるように
観察者の動きを追跡するために用いられる。このため、
観察者は、追跡のないディスプレイと比較して大きな観
察領域全体にわたって３Ｄ画像を知覚する。ＬＣＤ２の
画素は、観察者追跡システムによって検出される観察者
の位置に応答して制御される。隣接する直交偏光画素
は、観察ウィンドウが観察者の移動を追跡するように効
果的に移動される。
【００６３】２Ｄモードでは、ＬＣＤ２の画素は、ＬＣ
Ｄ２にわたって均一な偏光の光を提供するように制御さ
れる。それ故、観察者は、ＬＣＤ１の最大空間解像度で
２Ｄ画像を見ることができる。
【００６４】図１７に示されるディスプレイは、ＬＣＤ
１およびＬＣＤ２の光学オーダが逆になっている点で、
図４に示されるディスプレイとは異なる。従って、この
配置は、背面視差バリア３Ｄ自動立体ディスプレイとし
て作用するが、そうでなければ、図４のディスプレイと
同様に動作する。同様に、図１８は、背面視差バリアデ
ィスプレイである点で、図８のディスプレイとは異なる
ディスプレイを示す。
【００６５】図１９は、図１８のディスプレイの構造を
示す。この構造は、構成要素の順番が図９の構造とは異
なる。動作は、図９を参照しながら説明した通りであ
る。
【００６６】図２０に示されるディスプレイは、内部偏
光子３１が基板１２の反対側に配置される点で、図１９
に示されるディスプレイとは異なる。
【００６７】図２１は、内部偏光子３１が省略され、液
晶層１４がゲスト−ホスト配置で色素を含むという点
で、図１９に示されるディスプレイとは異なるディスプ
レイを示す。図２１に示されたディスプレイの動作は、
図１１に示されたものと同様である。
【００６８】図２２は、層３４および３５、ならびにブ
ラックマスク３３の位置が置き換えられる点で、図２０
に示されるディスプレイとは異なるディスプレイを示
す。
【００６９】図２３は、層１４が液晶層切り替え可能リ
フレクタを有する点で、図２１に示されるディスプレイ
とは異なるディスプレイを示す。従って、図２１のＬＣ
Ｄ２において不透明画素によって吸収される光は、図２
３のディスプレイでは層１４によって反射され再利用さ
れる。それ故、光の利用効率は向上する。
【００７０】図２４、図２５および図２６は、ＬＣＤ２
が吸収バリアに対して反射バリアを備える実施態様を示
す。これによって、背面視差素子の実施態様の全光効率
が向上し得る。
【００７１】図２４において、入力光は、偏光子３０に
よって直線偏光に変換され、次に高帯域の四分の一波長
板５０によって円偏光に変換される。ＬＣＤ２は、チャ
ープピッチコレステリック切り替え可能リフレクタを有
する層５１を有する。バリアモードにおいて、層５１
は、コレステリックリフレクタおよびクリア（非コレス
テリック）状態の領域を有する。これらの状態間の切り
替えは、上述したように成し遂げられる。コレステリッ
クリフレクタに入射する円偏光は反射され、クリア部分
に入射する円偏光は透過される。次に、透過光は、次の
ＬＣＤ１の必要な入力偏光状態と合致するように、四分
の一波長板５２によって直線偏光に変換される。コレス
テリック状態は、広角および広範囲の波長にわたって円
偏光を反射するためにチャープピッチを有する。
【００７２】図２５の実施態様は、直線偏光子が別の位
置に設けられる点で、図２４の実施態様とは異なる。
【００７３】図２６の実施態様において、広帯域回折リ
フレクタを有する層５１ａは、視差発生素子として用い
られる。シートリフレクタは、隣接の異方性ＬＣ分子の
配向を上述した方法で電界によって制御することによっ
て、（視差ＳＬＭを形成するように）透過される必要の
ある領域において有効／無効にされる。格子は、隣接の
ＬＣ層を切り替えることによって無効にされるため、配
向された隣接ＬＣと回折リフレクタとの間には実質的に
屈折率は存在しない。これによって、効果的に格子が消
去され、これらの領域が見えなくなる。有効領域におい
て、隣接ＬＣは、格子とＬＣとの間に屈折率差が存在す
る配向に切り替えられ、それによって、格子の反射作用
が有効となる。
【００７４】図２７ａは、図５のＬＣＤ２の電極配置を
示す。連続した平面対向電極６０は、基板１１上に配置
され、視差構造規定層３６は、視差バリアスリットに対
応する複数のスリットを内部に形成する電極の形態を有
する。この配置によって、クリアモードと、スリットの
位置が固定されるバリアモードとの切り替えが可能にな
る。ＬＣＤは、適切な信号（Ｖon／off）を印加するこ
とによって１つの状態から他の状態に切り替えられ得
る。
【００７５】図２７ｂは、多数の構成可能ゾーンにおけ
る２Ｄ／３Ｄ動作を可能にする共有電極の領域を有する
ＬＣＤ２の電極配置を示す。このようなＳＬＭは、例え
ば、英国特許出願第９６１９０９７．０号に開示される
機械的追跡と共に用いるのに適する。
【００７６】図２８に示される電極配置は、複数の平行
な均一に間隔を置いて配置される列電極６１と対向する
連続した平面電極６０を有する。画素および電極間ギャ
ップは、個々の電極に適切な信号Ｖ1、Ｖ2、．．．、Ｖ
nを供給することによって個別に切り替えられ得る。こ
れによって、例えば下記のように、３Ｄモードにおける
バリアのスリット位置が移動し、電子追跡が行われる。
また、ディスプレイの全高さにわたって延びる最大解像
度の２Ｄゾーンは、電極６１に供給される信号を適切に
制御することによって３Ｄゾーンと組み合わせられ得
る。
【００７７】図２９は、列電極６１および行電極６２を
有するＸＹパッシブマトリクスアドレッシング配置を示
す。ストローブ信号Ｖr1、Ｖr2、．．．、Ｖrnは、電極
６２に連続して印加され、列信号Ｖ1、．．．、Ｖnに従
って一度に一行ずつデータを入力し、ディスプレイのモ
ードをリフレッシュし得る。画素間のギャップは、端電
界または「フレームアヘッドギャップブランキング（fr
ame ahead gap blanking）」によって制御され得る。あ
るいは、ギャップは、同一の行および列電極、ならびに
必要に応じて隣接する画素の状態を変更せずに他の行お
よび列電極に印加される異なるストローブおよびデータ
電圧によって切り替えられ得る。
【００７８】図２９に示される電極配置は、２Ｄおよび
３Ｄ画像ゾーンの任意の望ましい構成を同時に提供する
のに用いられ得る。例えば、図３０は、２Ｄ画像ゾーン
６４、６５および６６を有する３Ｄ背景を示す。さら
に、２Ｄゾーン６６は、挿入３Ｄ画像ゾーン６７を有す
る。３Ｄゾーンにおいて、ＬＣＤ２の対応画素は、視差
バリアを提供するように制御され、２Ｄゾーンの領域に
おける画素は透明になるように制御される。
【００７９】３Ｄ領域にわたって視差バリアが存在する
と、駆動信号において電子的に補償され得る２Ｄゾーン
と３Ｄゾーンとの間の強度の差が与えられる。２Ｄゾー
ンを中間減衰中間調に設定することによる補償は、同一
の効果を成し遂げるために用いられ得るが、例えば標準
ＦＬＣにおいて二値切り替え効果を用いる場合にはＬＣ
Ｄ２には適切ではない。挿入された２Ｄまたは３Ｄ画像
ゾーンの周囲に境界線が存在すると、ディスプレイの軸
の上方または下方に観察者によって見られるＬＣＤ１お
よび２の分離よって引き起こされる垂直視差によって、
誤った画像ゾーンに挿入ゾーンの縁画素が現れることが
防止される。
【００８０】図３１は、画像ＬＣＤが例えばＦＬＣ型の
高速ＳＬＭであり、視差バリアＬＣＤが同様にＦＬＣな
どの高速切り替え型である一時的に多重化された３Ｄ自
動立体ディスプレイを示す。図３１の中央部は、第１の
２Ｄ画像の画像データがＬＣＤ１によって表示される第
１フィールドにおける左目観察ウィンドウ７０の生成を
示す。ウィンドウは、３Ｄディスプレイ技術において公
知の複数のローブにおいて生成される。ＬＣＤ２によっ
て形成される視差バリアのスリット４は、ＬＣＤ１の画
素に対して第１の横位置に位置する。
【００８１】図３１の下方部は、右目観察ウィンドウ７
１の生成を示す。この場合、観察者の右目によって見ら
れる画像を示す画像データの第２フィールドは、ＬＣＤ
１によって表示される。ＬＣＤ２は、画素４がＬＣＤ１
の画素に対して異なる横方向の位置を有するように制御
される。
【００８２】図３２は、高速ＳＬＭ１の光学オーダおよ
びダイナミック視差バリアＬＣＤ２が逆になっている点
で、図３１に示されるディスプレイとは異なる一時的に
多重化されたディスプレイを示す。
【００８３】図３３は、一時的に多重化されたディスプ
レイにおける図１６に示される操縦可能なバックライト
の使用を例示する。２Ｄ画像データは、高速ＳＬＭ１に
連続して与えられ、ＬＣＤ２は、各２Ｄ画像に対応する
光が観察ウィンドウ７０および７１のそれぞれに向けら
れるように制御される。
【００８４】図３４は、４つの観察ウィンドウ７２から
７５を提供するために空間および一時多重化を組み合わ
せた配置を示す。各フィールドにおいて、２つの空間多
重化された２Ｄ画像はＳＬＭ１によって表示される。従
って、２つの観察ウィンドウ７３および７５は、１つの
フィールドにおいて提供され、２つの観察ウィンドウ７
２および７４は、次のフィールドに提供される。
【００８５】図３５のディスプレイは、ＳＬＭ１および
バリア２の光学オーダが逆になっている点で、図３４に
示されるディスプレイとは異なる。
【００８６】多数の観察者を同時に追跡することも可能
である。例えば、図３６は、第１の観察者に対する一対
の観察ウィンドウおよび第２の観察者に対する他の一対
の観察ウィンドウを提供するための、図９に示されるタ
イプのディスプレイを示す。個々の観察ウィンドウの形
成は、図３６の中央部および下方部に示される。
【００８７】図３２および図３５に示されるディスプレ
イの２つのフィールドにおけるスリットは、互いに連続
する必要はない。さらに、スリットの幅は、輝度を３Ｄ
クロストークレベルの測定値である観察ウィンドウ品質
に対して制御するように電気的に調整され得る。図３８
は、これを長方形の画素開口部７６および狭いスリット
７７および広いスリット７８について示す。スリット７
７および７８に対する観察者の位置による強度の変化は
参照符号７９および８０において示される。プロフィー
ル７９は、光の強度が低減されるが、ウィンドウの形状
がより良好であることを示す。広い方のスリット７８で
は、対応の強度プロフィール８０は、より大きな強度を
示すが、あまり良好でないウィンドウ形状を示す。
【００８８】図３７は、図５に示されるタイプのＬＣＤ
２の異なる追跡モードを示す。各スリットは、多数の画
素で形成され、４つの画素の場合について例示する。４
の画素は、透明になるように制御される。図３７の上方
部に示されるように観察者を追跡するために、画素は、
スリットの一方の縁部における一画素がブラックに切り
替えられ、スリットの他方の縁部の次の一画素がホワイ
トに切り替えられる。これによって、１工程追跡が提供
され、フリッカが最小になる。光学性能は、望ましくな
い可視アーテファクトが最小になり、これは正常な動作
を示すという点において１工程追跡では最適となる。
【００８９】図３７の中央部は、一方の縁部の２つの画
素がブラックに切り替えられ、他方の縁部に隣接する２
つの画素がホワイトに切り替えられる２工程追跡を示
す。このモードの追跡によって、より高速な観察者の動
きを追跡することが可能である。
【００９０】図３７の下方部は、いずれの画素もクリア
のままでない、即ち、１つのスリット位置と次のスリッ
ト位置との間に重なりがないように透過スリットの位置
がジャンプするジャンプ追跡を示す。
【００９１】
【発明の効果】上述したように、本発明による空間光変
調器は、２つのモードで動作することが可能な変調領域
を有する。第１のクリアモードにおいて、変調領域は、
連続して実質的に均一に透明である。第２のバリアモー
ドにおいて、変調領域は、切り替えられ、連続した不透
明領域によって分離されるスリットを有する視差バリア
を形成する。本発明による空間光変調器は、画像液晶デ
ィスプレイと共に用いられ、観察者の移動を追跡し得る
３Ｄモードと、ＬＣＤの最大解像度が用いられる２Ｄモ
ードを有する自動立体３Ｄディスプレイを提供する。ま
た、本発明の空間光変調器は方向性光源に用いられる。
【００９２】このようにして、３Ｄワークステーショ
ン、医療撮像、科学透視、ビデオゲーム、ビデオ電話お
よび３ＤＴＶに用いられ得るデバイスおよびディスプレ
イを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】公知のタイプの自動立体３Ｄディスプレイの水
平断面を示す。
【図２】電子視差バリアを提供するためのノーマリホワ
イトモードで動作するＳＬＭの代表的なサブ領域の外観
を示す。
【図３】電子視差バリアを提供するためのノーマリブラ
ックモードで動作するＳＬＭの外観を示す。
【図４】本発明の実施態様を構成する自動立体３Ｄディ
スプレイの部分の水平断面を示す。
【図５】本発明の実施態様を構成するＳＬＭの水平断面
を示す。
【図６】動作中の図５のＳＬＭの外観を１つの開口部の
周りについて示す。
【図７ａ】画素および画素間の液晶領域のτ−Ｖ曲線を
示すパルス振幅（ボルト）に対するパルス長（マイクロ
秒）のグラフである。
【図７ｂ】画素および画素間スイッチングを示す電圧に
対する透過率のグラフである。
【図８】本発明の実施態様を構成する３Ｄディスプレイ
の水平断面を示す。
【図９】図８に示されるディスプレイの構造をさらに詳
細に示す。
【図１０】内部偏光子の他の位置を示す図９と同様の図
である。
【図１１】内部偏光子が、ゲスト−ホスト配置における
色素によって置き換えられる図９と同様の図である。
【図１２】ディスプレイＳＬＭに対するＦＬＣバリアＳ
ＬＭのラビング方向の適切な配向を示す。
【図１３】色素含有ＦＬＣの好ましいチルト角を示す。
【図１４】色素含有ＦＬＣの標準的なチルト角を示す。
【図１５】ブラックマスクを他の位置に有する図１０の
ディスプレイを示す。
【図１６】本発明の実施態様を構成する方向ブラックラ
イトを用いる３Ｄディスプレイの構造を示す。
【図１７】図４に対応し、背面視差バリアを有する３Ｄ
ディスプレイの他の構成を示す。
【図１８】図８に対応し、背面視差バリアを有する３Ｄ
ディスプレイの他の構成を示す。
【図１９】図９に対応し、背面視差バリアを有する３Ｄ
ディスプレイの他の構成を示す。
【図２０】図１０に対応し、背面視差バリアを有する３
Ｄディスプレイの他の構成を示す。
【図２１】図１１に対応し、背面視差バリアを有する３
Ｄディスプレイの他の構成を示す。
【図２２】図１５に対応し、背面視差バリアを有する３
Ｄディスプレイの他の構成を示す。
【図２３】背面反射視差バリアを有する３Ｄディスプレ
イの構造を示す。
【図２４】ＳＬＭにおける反射視差バリアの他の配置を
示す。
【図２５】ＳＬＭにおける反射視差バリアの他の配置を
示す。
【図２６】ＳＬＭにおける反射視差バリアの他の配置を
示す。
【図２７ａ】固定された透過スリットを提供するバリア
状態とクリア状態との間で切り替え可能なＳＬＭの電極
パターンを示す。
【図２７ｂ】領域内で切り替え可能なＳＬＭの電極パタ
ーンを示す。
【図２８】バリアモードにおいて、３Ｄディスプレイに
おける観察者の追跡を可能にするように位置が制御され
得るスリットを提供するＳＬＭの電極パターンを示す。
【図２９】３Ｄディスプレイにおける観察者の追跡およ
び動的に構成可能な２Ｄおよび３Ｄゾーンを可能にする
ＳＬＭの電極パターンを示す。
【図３０】図２９の電極パターンを有するディスプレイ
上での２Ｄおよび３Ｄゾーンの可能な構成を示す。
【図３１】図８に示されるタイプのＳＬＭを用いて一時
的に多重化された３Ｄディスプレイの２つの配置を示
す。
【図３２】図１８に示されるタイプのＳＬＭを用いて一
時的に多重化された３Ｄディスプレイの２つの配置を示
す。
【図３３】一時的に多重化された３Ｄディスプレイにお
いて操縦可能なバックライトを提供するための図５に示
されるタイプのＳＬＭの使用を示す。
【図３４】空間および一次多重化を有する３Ｄディスプ
レイにおける図５に示されるタイプのＳＬＭの使用を示
す。
【図３５】図３４に類似するが、背面視差バリアを有す
るディスプレイを示す。
【図３６】２つの観察者を同時に追跡するための図８に
示されるタイプのディスプレイの動作を示す。
【図３７】異なる観察者追跡モード用の図５に示される
タイプのＳＬＭの外観を示す。
【図３８】スリット幅のウィンドウ品質またはクロスト
ークおよび輝度に対する効果を示す図である。
【符号の説明】
１ 液晶デバイス ２ 視差バリア ３ 液晶層 ４ スリット ５ 方向 ６ 画素 ７ 画素 ８ 画素 ９ 切り替えられない領域 １０ 垂直ギャップ １１ 基板 １２ 基板 １３ 列電極 １４ 液晶層 １５ 列電極 １６ 列電極 １７ 電極間ギャップ １８ 電極間ギャップ １９ 電極間ギャップ ２０ 不透明領域 ２１ 不透明領域 ２２ 縁部 ２５ 基板 ２６ 基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０２Ｆ 1/1335 Ｇ０２Ｆ 1/1335 1/141 Ｇ０９Ｆ 9/00 ３６１ Ｇ０９Ｆ 9/00 ３６１ 9/35 ３３０ 9/35 ３３０ Ｈ０４Ｎ 5/66 １０２Ａ Ｈ０４Ｎ 5/66 １０２ 13/04 13/04 Ｇ０２Ｆ 1/137 ５１０

Claims (29)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 変調器領域を有する空間光変調器であっ
    て、該領域が、該領域が実質的に均一の透過率となるク
    リアモードと、該領域が、第１の方向に延び、連続した
    実質的に不透明なサブ領域によって分離される均等に間
    隔を置いて配置された複数の平行透過ストリップを有す
    るバリアモードとの間で切り替え可能である、変調器。
  2. 【請求項２】 前記領域が、前記第１の方向に延びる複
    数の細長い絵素を有する、請求項１に記載の変調器。
  3. 【請求項３】 前記絵素が、前記サブ領域を規定するた
    めに共に不透明に切り替え可能であり、前記透過スリッ
    トを規定するために離れて配置される、請求項２に記載
    の変調器。
  4. 【請求項４】 前記絵素が、該絵素とは独立して透明と
    不透明との間で切り替え可能なギャップを規定する、請
    求項２に記載の変調器。
  5. 【請求項５】 前記領域が、２次元アレイの絵素を有
    し、該絵素のそれぞれが、透明と不透明との間で独立し
    て切り替え可能であり、その間に透明と不透明との間で
    切り替え可能なギャップを規定する、請求項１に記載の
    変調器。
  6. 【請求項６】 前記ギャップが、透明と不透明との間で
    独立して切り替え可能である、請求項５に記載の変調
    器。
  7. 【請求項７】 液晶材料の第１の層を有する液晶デバイ
    スを備えた、前記請求項のいずれか１つに記載の変調
    器。
  8. 【請求項８】 前記第１の層が強誘電性液晶材料を有す
    る、請求項７に記載の変調器。
  9. 【請求項９】 前記第１の層が反強誘電性液晶材料を有
    する、請求項７に記載の変調器。
  10. 【請求項１０】 前記第１の層がスーパーツイステッド
    ネマティック液晶材料を有する、請求項７に記載の変調
    器。
  11. 【請求項１１】 前記第１の層が異方性色素を含む、請
    求項７から１０のいずれか１つに記載の変調器。
  12. 【請求項１２】 液晶材料の第１の層を有する液晶デバ
    イスを備え、前記絵素がアドレッシング電極によって規
    定される、請求項２または３のいずれか１つに記載の変
    調器。
  13. 【請求項１３】 液晶材料の第１の層を有する液晶デバ
    イスを備え、前記絵素がアドレッシング電極によって規
    定される、請求項４から６のいずれか１つに記載の変調
    器。
  14. 【請求項１４】 前記アドレッシング電極が、パッシブ
    マトリクスアドレッシング配置を有する、請求項１２ま
    たは１３に記載の変調器。
  15. 【請求項１５】 前記ギャップが、端電界によって切り
    替え可能である、請求項１３に記載の変調器。
  16. 【請求項１６】 前記不透明なサブ領域が反射性を有す
    る、前記請求項のいずれか１つに記載の変調器。
  17. 【請求項１７】 変調領域を有する空間光変調器であっ
    て、該領域が、該領域が実質的に均一な第１の偏光の光
    を供給するように配置される第１のモードと、該領域
    が、均等に間隔を置いて配置された複数の平行ストリッ
    プにおいて該第１の偏光の光を供給し、該ストリップを
    分離する連続したサブ領域において該第１の偏光とは異
    なる第２の偏光の光を供給するように配置される第２の
    モードとの間で切り替え可能である、変調器。
  18. 【請求項１８】 前記第２の偏光が前記第１の偏光と直
    交する、請求項１７に記載の変調器。
  19. 【請求項１９】 画像ディスプレイと協働する、請求項
    １から１０および１２から１８のいずれか１つに記載の
    変調器を有する方向性ディスプレイ。
  20. 【請求項２０】 画像ディスプレイと協働する、請求項
    １１に記載の変調器を有する方向性ディスプレイ。
  21. 【請求項２１】 前記画像ディスプレイが、他の空間光
    変調器を有する、請求項１９に記載のディスプレイ。
  22. 【請求項２２】 前記画像ディスプレイが、他の空間光
    変調器を有する、請求項２０に記載のディスプレイ。
  23. 【請求項２３】 前記他の空間光変調器が、液晶材料の
    第２の層を有する他の液晶デバイスを有する、請求項２
    １に記載のディスプレイ。
  24. 【請求項２４】 前記他の空間光変調器が、液晶材料の
    第２の層を有する他の液晶デバイスを有する、請求項２
    ２に記載のディスプレイ。
  25. 【請求項２５】 前記第１の層を間に挟持する第１およ
    び第２の基板と、該第２および第３の基板の間に該第２
    の層を挟持する第３の基板とを有する、請求項２３に記
    載のディスプレイ。
  26. 【請求項２６】 前記第１の層を間に挟持する第１およ
    び第２の基板と、該第２および第３の基板の間に該第２
    の層を挟持する第３の基板とを有する、請求項２４に記
    載のディスプレイ。
  27. 【請求項２７】 前記第１および第２の層の間に単一偏
    光子を有する、請求項２３または２５に記載のディスプ
    レイ。
  28. 【請求項２８】 分散光源と協働する、請求項１から１
    ８のいずれか１つに記載の変調器を有する方向性光源。
  29. 【請求項２９】 前記第１の方向に延びるレンチキュラ
    を有するレンチキュラシートを有する、請求項２８に記
    載の光源。
JP9264691A 1996-09-27 1997-09-29 空間光変調器、方向性ディスプレイ、および方向性光源 Pending JPH10142572A (ja)

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