KR20060042869A - 편광 투과 스크린, 및 그 편광 투과 스크린을 이용한입체화상 표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 넓은 파장영역에 걸쳐서 크로스 토크가 적은 선명한 입체화상을 표시하는 편광 투과 스크린 및 입체화상 표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 편광 투과 스크린(30)에 있어서, 90°회전영역(32b)은, 광학 주축의 방향이 서로 다른 복수의 위상차 판을 겹쳐서 갖고, 특정방향으로 편광축을 갖는 직선 편광을 투과시킴으로써, 편광축을 복수의 위상차 판의 각각에서 90°보다 작은 각도씩 단계적으로 회전하여 합계 90°회전시킨다. 0°회전영역(32a)은, 광학 주축의 방향이 서로 다른 복수의 위상차 판을 겹쳐서 갖고, 특정방향으로 편광축을 갖는 직선 편광을 투과시킴으로써, 편광축을 복수의 위상차 판에서 ＋, －(正負)의 양방향으로 동일한 각도만큼 회전시켜, 직선 편광을 입사 시와 동일한 방향으로 출사한다.

편광 투과 스크린, 입체화상 표시장치, 직선 편광, 편광축

Description

편광 투과 스크린, 및 그 편광 투과 스크린을 이용한 입체화상 표시장치{Polarizing Transparent Screen and Stereoscopic Images Display Apparatus Using the Screen}

도1은 본 실시형태의 안경이 없는 방식에 의한 입체화상 표시장치(100a)의 구성을 나타낸 분해 사시도이다.

도2는 표시부(46)에 표시되는 화상 데이터를 나타낸다.

도3은 입체화상 표시장치(100a)에 있어서, 분할 편광원(10)으로부터의 빛이 각각 좌우의 눈에 분리하여 투영되는 원리를 나타내는 개념도이다.

도4는 입체화상 표시장치(100a)에 있어서, 왼쪽 눈용 화상 및 오른쪽 눈용 화상이 관찰자의 좌우 눈에 분리하여 투영되는 원리를 나타내는 도면이다.

도5는 확산 시트(50) 구성의 한 예를 나타내는 단면도이다.

도6은 본 실시형태의 안경 방식에 의한 입체화상 표시장치(100b)의 제1 실시예를 나타내는 분해 사시도이다.

도7은 본 실시형태의 안경 방식에 의한 입체화상 표시장치(100b)의 제2 실시예를 나타내는 분해 사시도이다.

도8은 도7에 나타낸 입체화상 표시장치(100b)의 응용예를 나타낸다.

도9는 편광 투과 스크린(30)이 오른쪽 눈에 투영되는 직선 편광을 단계적으로 회전하는 공정을 나타내는 도면이다.

도10은 편광 투과 스크린(30)이 왼쪽 눈에 투영되는 직선 편광을 단계적으로 회전하는 공정을 나타내는 도면이다.

* 도면의 주요부호에 대한 설명 *

10: 분할 편광원 12: 분할 광원

14: 분할 편광판 16: 광원

20: 투영 렌즈

22: 리니어 프레넬 렌즈(linear fresnel lens)

30: 편광 투과 스크린 32a: 0°회전영역

32b: 90°회전영역 34: 패턴 편광 회전판

35a: 제1 회전영역 35b: 제2 회전영역

36: 동일 편광 회전판 40: 액정 패널

42: 입사쪽 편광판 44: 출사쪽 편광판

46: 표시부 48a: 오른쪽 눈용 표시라인

48b: 왼쪽 눈용 표시라인 50: 확산 시트

52: 렌티큘러 렌즈(lenticular lens) 54: 차광층

60: 편광 안경 62a: 오른쪽 눈용 편광판

62b: 왼쪽 눈용 편광판 100: 입체화상 표시장치

102: 리어 프로젝션 디스플레이(rear projection display)

발명의 분야

본 발명은 입체화상의 표시에 이용되는 편광 투과 스크린 및 그 편광 투과 스크린을 이용한 입체화상 표시장치에 관한 것이다.

발명의 배경

종래, 2차원 디스플레이를 이용하여 입체화상을 표현하는 표시장치로서, 시차가 있는 2장의 화상을 좌우 눈에 분리 제시하는 각종 방식이 제안되어 있다. 예를 들어, 서로 직교하는 편광으로 이루어지는 왼쪽 눈용 화상과 오른쪽 눈용 화상을 편광판으로 이루어지는 특수 안경으로 분리하는 안경 방식이나(예를 들어, 특개평3-134648호 공보 참조), 왼쪽 눈용 화상과 오른쪽 눈용 화상에서 백라이트의 광원을 분리하고, 왼쪽 눈용 화상을 투과한 빛을 관찰자의 왼쪽 눈에, 오른쪽 눈용 화상을 투과한 빛을 관찰자의 오른쪽 눈에 투영하는 안경이 없는 방식 등이 알려져 있다(예를 들어, WO 01/59508호 공보 참조).

안경 방식에 있어서는, 왼쪽 눈용 빛과 오른쪽 눈용 빛을 분리하는 경우, 표 시소자를 투과하여 동일방향으로 편광축을 갖는 왼쪽 눈 및 오른쪽 눈용 화상의 직선 편광의 어느 한쪽을 1/2 파장판에 투과시켜 90°회전시킴으로써, 왼쪽 눈용 화상의 직선 편광과 오른쪽 눈용 화상의 직선 편광을 직교시킨다. 그리고 관찰자용 편광 안경에 있어서, 좌우 각각의 직선 편광의 방향과 평행하게 오른쪽 눈용 및 왼쪽 눈용 편광판의 방향을 각각 맞춘다. 이에 의해, 관찰자의 왼쪽 눈에는 왼쪽 눈용 화상의 직선 편광만이, 오른쪽 눈에는 오른쪽 눈용 화상의 직선 편광만이 도달한다.

한편, 안경이 없는 방식에 있어서는, 백라이트로서의 오른쪽 눈용 광원과 왼쪽 눈용 광원에서 서로 직교하는 직선 편광을 이용한다. 그리고 표시소자의 왼쪽 눈용 화상 표시라인을 향하는 왼쪽 눈용 직선 편광과 오른쪽 눈용 화상 표시라인을 향하는 오른쪽 눈용 직선편광의 어느 한쪽 편광축의 방향을 1/2 파장판에서 90°회전시킴으로써, 양자의 편광축의 방향을 표시소자의 입사 쪽에 설치된 편광판의 편광축과 평행하게 한다. 그 결과, 왼쪽 눈용 화상 표시라인을 향하는 왼쪽 눈용 직선 편광과, 오른쪽 눈용 표시라인을 향하는 오른쪽 눈용 직선 편광만이 표시소자에 입사한다. 이와 같이 하여, 관찰자의 왼쪽 눈에는 왼쪽 눈용 화상의 직선 편광만이, 오른쪽 눈에는 오른쪽 눈용 화상의 직선 편광만이 도달한다.

그러나, 안경 방식 및 안경이 없는 방식의 어느 경우에 있어서도, 직선 편광을 1/2 파장판에 투과시켜 90°회전시키는 경우에, 직선 편광의 방향이 파장 분산특성의 영향으로 고르지 않았다. 따라서 넓은 파장영역에 걸쳐서 좌우의 화상을 편광판에서 충분히 다 분리할 수 없어, 입체화상에 크로스 토크가 발생해 버리는 과 제가 있었다.

본 발명의 목적은, 넓은 파장영역에 걸쳐서 크로스 토크가 적은 선명한 입체화상을 표시하는 편광 투과 스크린 및 그 편광 투과 스크린을 이용한 입체화상 표시장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 상기의 목적 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다. 이하 본 발명의 내용을 하기에 상세히 설명한다.

발명의 요약

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제1 형태에 있어서, 직선 편광의 편광축을 회전시키는 편광 투과 스크린은, 광학 주축의 방향이 서로 다른 복수의 위상차 판을 겹쳐서 갖고, 특정방향으로 편광축을 갖는 직선 편광을 투과시킴으로써, 편광축을 복수의 위상차 판의 각각에서 90°보다 작은 각도씩 단계적으로 회전하여 합계 90°회전시키는 90°회전영역과, 광학 주축의 방향이 서로 다른 복수의 위상차 판을 겹쳐서 갖고, 특정방향으로 편광축을 갖는 직선 편광을 투과시킴으로써, 편광축을 복수의 위상차 판에서 ＋, －의 양방향으로 동일한 각도만큼 회전시킴으로써 직선 편광을 입사 시와 동일한 방향으로 출사하는 0°회전영역을 갖춘다.

상기 편광 투과 스크린에 있어서, 90°회전영역은, 직선 편광의 편광축을 한 장의 위상차 판에서 한번에 90°회전시키는 경우보다 적은 파장 분산특성에 의해, 편광축의 방향을 90°회전시킬 수 있다. 동시에 0°회전영역은, 편광축을 서로 역방향으로 동일한 회전각도 만큼 회전시키기 때문에 파장 분산특성을 없앨 수 있다. 즉, 90°회전영역 및 0°회전영역을 투과하는 직선 편광의 편광축을 모두 파장 분산특성을 억제하여 정밀도 좋게 직교시킬 수 있다.

90°회전영역 및 0°회전영역에 있어서의 복수의 위상차 판의 최소한 하나는 동일하고 한결같은 위상차 판이어도 좋다. 이와 같이 한결같은 위상차 판은, 다른 위상차 판에 대하여 위치를 맞출 필요가 없기 때문에, 복수의 위상차 판의 조립 오차에 의한 편광 투과 스크린의 광학특성의 고르지 못함을 저감할 수 있다.

본 발명의 제2 형태에 있어서, 직선 편광의 편광축을 회전시키는 편광 투과 스크린은, 특정방향으로 편광축을 갖는 직선 편광을 +45°회전시키는 제1 회전영역과, -45°회전시키는 제2 회전영역이 수직방향으로 교대로 반복하여 형성된 패턴 편광 회전판과, 수직방향에서의 편광 회전특성이 한결같고, 제1 회전영역에서 회전한 직선 편광 및 제2 회전영역에서 회전한 직선 편광을 각각 -45°회전시키는 동일 편광 회전판을 갖춘다.

상기 편광 투과 스크린에 있어서, 제1 회전영역 및 동일 편광 회전판을 통과하는 편광은 서로 역방향으로 동일한 회전각도로 회전하기 때문에 파장 분산특성이 없어진다. 또한, 제2 회전영역 및 동일 편광 회전판을 통과하는 편광은 최종적으로 달성되는 90°회전을 45°씩, 결국 90°보다도 작은 회전 각도씩, 복수회 동일방향 으로 회전함으로써 달성한다. 이에 의해, 한번에 90°회전시키는 경우보다도 파장 분산특성이 저감된다. 또한, 동일 편광 회전판의 편광 회전특성이 수직방향에 관하여 한결같기 때문에, 패턴 편광 회전판의 각 영역에 대하여 동일 편광 회전판을 위치 맞출 필요가 없다.

따라서, 상기 편광 투과 스크린은, 패턴 편광 회전판과 동일 편광 회전판의 조립 오차의 영향을 받지 않고, 제1 회전영역을 통과하는 직선 편광과 제2 회전영역을 통과하는 직선 편광을 넓은 파장영역에 걸쳐서, 정밀도 좋게 직교시킬 수 있다. 이와 같은 편광 투과 스크린을 갖춘 입체화상 표시장치는, 왼쪽 눈용 화상과 오른쪽 눈용 화상을 편광판에서 고정밀도로 분리할 수 있기 때문에, 크로스 토크가 적은 선명한 입체화상을 표시할 수 있다.

본 발명의 제3 형태에 있어서, 직선 편광의 편광축을 회전시키는 편광 투과 스크린은, 특정방향으로 편광축을 갖는 직선 편광을 -45°회전시키는 제1 회전영역과, 직선 편광을 +45°회전시키는 제2 회전영역이 수직방향으로 교대로 반복하여 형성된 패턴 편광 회전판과, 수직방향에서의 편광 회전특성(광학 주축 및 위상차)이 한결같고, 제1 회전영역에서 회전한 직선 편광 및 제2 회전영역에서 회전한 직선 편광을 각각 +45°회전시키는 동일 편광 회전판을 갖춘다. 이에 의해, 제2 형태와 같은 효과를 나타낸다.

본 발명의 제4 형태에 있어서, 직선 편광의 편광축을 회전시키는 편광 투과 스크린은, 수직방향에서의 편광 회전특성이 한결같고, 특정방향으로 편광축을 갖는 직선 편광을 +45°회전시키는 동일 편광 회전판과, 동일 편광 회전판에서 회전한 직선 편광을 -45°회전시키는 제1 회전영역과, 동일 편광 회전판에서 회전한 직선 편광을 +45°더 회전시키는 제2 회전영역이 수직방향으로 교대로 반복하여 형성된 패턴 편광 회전판을 갖춘다. 이에 의해, 제2 형태와 동일한 효과를 나타낸다.

본 발명의 제5 형태에 있어서, 직선편광의 편광축을 회전시키는 편광 투과 스크린은, 수직방향에서의 편광 회전특성이 한결같고, 특정방향으로 편광축을 갖는 직선 편광을 -45°회전시키는 동일 편광 회전판과, 동일 편광 회전판에서 회전한 직선 편광을 +45°회전시키는 제1 회전영역과, 동일 편광 회전판에서 회전한 직선 편광을 -45°더 회전시키는 제2 회전영역이 수직방향으로 교대로 반복하여 형성된 패턴 편광 회전판을 갖춘다. 이에 의해, 제2 형태와 동일한 효과를 나타낸다.

본 발명의 제6 형태에 있어서, 직선 편광의 편광축을 회전시키는 편광 투과 스크린은, 상기 편광 투과 스크린에 입사하고, 특정방향으로 편광축을 갖는 직선 편광의 편광축에 대하여 광학 주축의 방향이 ±22.5°의 각도를 이루는 제1 회전영역과, 제1 회전영역의 광학 주축에 대하여 ±45°의 각도를 이루도록 광학 주축의 방향이 설치된 제2 회전영역이, 모두 1/2 파장판에 의해 수직방향으로 교대로 반복하여 형성된 패턴 편광 회전판과, 수직방향에서의 광학 주축의 방향이 한결같은 1/2 파장판이고, 상기 광학 주축의 방향이 제1 회전영역의 광학 주축에 대하여 직교하는 동일 편광 회전판을 갖춘다. 이에 의해, 제2 형태와 동일한 효과를 나타낸다.

상기 제2 내지 제6 형태에 있어서, 제1 회전영역의 파장 분산특성과, 동일 편광 회전판의 파장 분산특성은 동일한 것이 바람직하다. 이에 의해, 제1 회전영역 을 통과하는 편광의 파장 분산특성이 동일 편광 회전판에서 정밀도 좋게 없어진다.

본 발명의 제7 형태에 있어서, 입체화상 표시장치는, 상기 제2 내지 제6 형태에 기재한 편광 투과 스크린과, 광원과, 광원 및 편광 투과 스크린의 사이에서 편광 투과 스크린과 마주보고 설치되고, 제1 및 제2 회전영역의 어느 한쪽과 마주보고 왼쪽 눈용 화상을 표시하는 왼쪽 눈용 표시라인과 제1 및 제2 회전영역의 다른쪽과 마주보고 오른쪽 눈용 화상을 표시하는 오른쪽 눈용 표시라인을 수직방향으로 교대로 반복하여 갖고, 편광 투과 스크린에 입사시켜야 하는 특정방향의 직선 편광만을 출사하는 액정 패널과, 왼쪽 눈용 표시라인 및 편광 투과 스크린을 투과한 직선 편광을 차광하고, 오른쪽 눈용 표시라인 및 편광 투과 스크린을 투과한 직선 편광을 투과시키는 오른쪽 눈용 편광판과, 오른쪽 눈용 표시라인 및 편광 투과 스크린을 투과한 직선 편광을 차광하고, 왼쪽 눈용 표시라인 및 편광 투과 스크린을 투과한 직선 편광을 투과시키는 왼쪽 눈용 편광판을 갖는 편광 안경을 갖춘다. 이에 의해, 제2 형태와 동일한 효과를 나타낸다.

상기 입체화상 표시장치에 있어서, 오른쪽 눈용 표시라인이 제1 회전영역과 마주보고 설치되어 있는 경우, 오른쪽 눈용 편광판은 액정 패널로부터 출사되는 직선 편광의 편광축과 직교하는 편광 흡수축을 갖고, 왼쪽 눈용 편광판은 액정 패널로부터 출사되는 직선 편광의 편광축과 평행한 편광 흡수축을 갖고 있어도 좋다.

상기 입체화상 표시장치에 있어서, 왼쪽 눈용 표시라인이 제1 회전영역과 마주보고 설치되어 있는 경우, 왼쪽 눈용 편광판은 액정 패널로부터 출사되는 직선 편광의 편광축과 직교하는 편광 흡수축을 갖고, 오른쪽 눈용 편광판은 액정 패널로 부터 출사되는 직선 편광의 편광축과 직교하는 편광 흡수축을 갖고 있어도 좋다.

본 발명의 제8 형태에 있어서, 입체화상 표시장치는, 상기 제2 내지 제6 형태에 기재한 편광 투과 스크린과, 오른쪽 눈용 직선 편광을 출력하는 오른쪽 눈용 광원과, 오른쪽 눈용 직선 편광과 직교하는 왼쪽 눈용 직선 편광을 출력하는 왼쪽 눈용 광원을 좌우방향으로 분할하여 갖춘 분할 편광원과, 오른쪽 눈용 직선 편광을 관찰자의 오른쪽 눈 방향으로 투영함과 동시에, 왼쪽 눈용 직선 편광을 관찰자의 왼쪽 눈 방향으로 투영하는 투영 렌즈와, 오른쪽 눈용 광원으로부터 출력되는 직선 편광과 평행한 직선 편광만을 투과시키고, 제1 회전영역과 마주한 위치에서 오른쪽 눈용 화상을 표시하는 오른쪽 눈용 표시라인과, 제2 회전영역과 마주한 위치에서 왼쪽 눈용 화상을 표시하는 왼쪽 눈용 표시라인을 수직방향으로 교대로 반복하여 갖는 액정 패널을 갖춘다. 이에 의해, 제2 형태와 동일한 효과를 나타낸다.

본 발명의 제9 형태에 있어서, 입체화상 표시장치는, 상기 제2 내지 제6 형태에 기재한 편광 투과 스크린과, 오른쪽 눈용 직선 편광을 출력하는 오른쪽 눈용 광원과, 오른쪽 눈용 직선 편광과 직교하는 왼쪽 눈용 직선 편광을 출력하는 왼쪽 눈용 광원을 좌우방향으로 분할하여 갖추는 분할 편광원과, 오른쪽 눈용 직선 편광을 관찰자의 오른쪽 눈 방향에 투영함과 동시에, 왼쪽 눈용 직선 편광을 관찰자의 왼쪽 눈 방향에 투영하는 투영 렌즈와, 왼쪽 눈용 광원으로부터 출력되는 직선 편광과 평행한 직선 편광만을 투과시키고, 제1 회전영역과 마주한 위치에서 왼쪽 눈용 화상을 표시하는 왼쪽 눈용 표시라인과, 제2 회전영역과 마주한 위치에서 오른쪽 눈용 화상을 표시하는 오른쪽 눈용 표시라인을 수직방향으로 교대로 반복하여 갖는 액정 패널을 갖춘다. 이에 의해, 제2 형태와 동일한 효과를 나타낸다.

상기 입체화상 표시장치에 있어서, 투영 렌즈는, 오른쪽 눈용 직선 편광의 편광축에 직교하는 방향으로 연장한 능선을 갖는 제1 리니어 프레넬 렌즈와, 오른쪽 눈용 직선 편광의 편광축에 평행한 방향으로 연장한 능선을 갖는 제2 리니어 프레넬 렌즈를 직선 편광의 진행방향에 겹쳐서 가져도 좋다. 이 경우, 투영 렌즈는 하나의 광선에 대해서, P파 및 S파의 성분을 동시에 굴절시키지 않는다. 따라서 입사하는 직선 편광의 편광축을 회전시키거나 또는 타원 편광화하지 않는다. 따라서 왼쪽 눈용 직선 편광과 오른쪽 눈용 직선 편광을 편광판에 의해 고정밀도로 분리할 수 있다.

상기 입체화상 표시장치에 있어서, 투영 렌즈는, 오른쪽 눈용 직선 편광의 편광축에 직교하는 방향으로 연장한 능선을 갖는 제1 실린더형 렌즈와, 편광축에 평행한 방향으로 연장한 능선을 갖는 제2 실린더형 렌즈를 직선 편광의 진행방향에 겹쳐서 가져도 좋다. 이 경우도, 투영 렌즈는 하나의 광선에 대하여, P파 및 S파의 성분을 동시에 굴절시키지 않는다. 따라서 입사하는 직선 편광의 편광축을 회전시키거나, 또는 타원 편광화하지 않는다. 따라서 왼쪽 눈용 직선 편광과 오른쪽 눈용 직선 편광을 편광판에 의해 고정밀도로 분리할 수 있다.

또한, 상기 발명의 개요는 본 발명의 필요한 특징의 전부를 열거한 것은 아니고, 이들 특징군의 서브 콤비네이션도 또한 발명이 될 수 있다.

발명의 구체예에 대한 상세한 설명

이하, 발명의 실시형태를 통하여 본 발명을 설명하지만, 이하의 실시형태는 특허청구의 범위에 따른 발명을 한정하는 것은 아니고, 또한 실시형태 중에서 설명되어 있는 특징의 조합 모두가 발명의 해결수단에 필수라고 한정되지 않는다.

도1은, 본 실시형태의 안경이 없는 방식에 의한 입체화상 표시장치(100a)의 구성을 나타내는 분해 사시도이다. 입체화상 표시장치(100a)는, 분할 편광원(10), 투영 렌즈(20), 편광 투과 스크린(30), 액정 패널(40) 및 확산 시트(50)를 갖춘다. 입체화상 표시장치(100a)는, 분할 편광원(10)으로부터 출력되는 왼쪽 눈용 편광으로 액정 패널(40)이 표시하는 왼쪽 눈용 화상을 조사하고, 그 투과광을 관찰자의 왼쪽 눈에 투영한다. 동시에, 분할 편광원(10)으로부터 출력되는 오른쪽 눈용 편광으로 액정 패널(40)이 표시하는 오른쪽 눈용 화상을 조사하고, 그 투과광을 관찰자의 오른쪽 눈에 투영한다. 이 때, 왼쪽 눈에 투영되는 편광이 오른쪽 눈용 화상을 투과하지 않고, 오른쪽 눈에 투영되는 편광이 왼쪽 눈용 화상을 투과하지 않는 고정밀도의 광학특성을 실현함으로써, 관찰자에 대하여 크로스 토크가 적은 선명한 입체화상을 표시할 수 있다.

분할 편광원(10)은, 왼쪽 눈용 직선 편광을 출력하는 왼쪽 눈용 분할 편광원(10b)과, 왼쪽 눈용 직선 편광과 직교하는 오른쪽 눈용 직선 편광을 출력하는 오른쪽 눈용 분할 편광원(10a)을 좌우방향으로 분할하여 갖춘다. 관찰자로부터 보아 오른쪽에 왼쪽 눈용 분할 편광원(10b)이, 왼쪽에 오른쪽 눈용 분할 편광원(10a)이 배치되어 있다. 왼쪽 눈용 분할 편광원(10b)은, 왼쪽 눈용 분할 광원(12b)과 왼쪽 눈 용 분할 편광판(14b)을, 오른쪽 눈용 분할 편광원(10a)은, 오른쪽 눈용 분할 광원(12a)과 오른쪽 눈용 분할 편광판(14a)을 포함한다. 분할 광원(12)은 점광원이고, 무편광을 출력한다. 분할 광원(12)은 점광원 이외에도 예를 들어 유기 EL 등의 면발광하는 광원이어도 좋다. 왼쪽 눈용 분할 편광판(14b)과 오른쪽 눈용 분할 편광판(14a)은 투과축이 직교하여 설치되어 있다. 예를 들어 본 실시예에서는, 왼쪽 눈용 분할 편광판(14b)은 수평방향의 투과축을 갖고, 오른쪽 눈용 분할 편광판(14a)은 수직방향의 투과축을 갖고 있다. 따라서, 왼쪽 눈용 분할 편광판(14b)은 수평방향으로 편광축을 갖는 직선 편광을 출사하고, 오른쪽 눈용 분할 편광판(14a)은 수직방향으로 편광축을 갖는 직선 편광을 출사한다.

투영 렌즈(20)는, 오른쪽 눈용 직선 편광의 편광축에 직교하는 방향, 즉 수평방향으로 연장한 능선을 갖는 제1 리니어 프레넬 렌즈(22a)와, 오른쪽 눈용 직선 편광의 편광축에 평행한 방향, 즉 수직방향으로 연장한 능선을 갖는 제2 리니어 프레넬 렌즈(22b)를 직선 편광의 진행방향에 겹쳐서 갖는다. 이 경우, 제1 리니어 프레넬 렌즈(22a)는, 오른쪽 눈용 및 왼쪽 눈용 직선 편광을 수직방향으로 굴절시키고, 제2 리니어 프레넬 렌즈(22b)는, 오른쪽 눈용 및 왼쪽 눈용 직선 편광을 수평방향으로 굴절시킨다. 상기 제1 및 제2 리니어 프레넬 렌즈(22a, 22b)는 전후의 순서를 바꾸어도 좋다. 게다가, 제1 및 제2 리니어 프레넬 렌즈(22a, 22b)는 접촉하여 설치되어도 좋고, 이간하여 설치되어도 좋다. 이상의 구성에 의해, 투영 렌즈(20)는, 분할 편광판(14a)으로부터 출사된 오른쪽 눈용 직선 편광을 관찰자의 오른쪽 눈 방향으로 투영함과 동시에, 분할 편광판(14b)으로부터 출사된 왼쪽 눈용 직 선 편광을 관찰자의 왼쪽 눈 방향으로 투영한다.

액정 패널(40)은, 왼쪽 눈용 화상을 표시하는 왼쪽 눈용 표시라인(48b) 및 오른쪽 눈용 화상을 표시하는 오른쪽 눈용 표시라인(48a)이 수직방향으로 교대로 반복하여 설치된 표시부(46)와, 표시부(46)의 광원 쪽에 설치되고, 오른쪽 눈용 분할 편광판(14a)의 투과축과 평행한 투과축을 갖는 입사쪽 편광판(42)을 갖는다. 입사쪽 편광판(42)은, 오른쪽 눈용 분할 편광원(10a)으로부터 출사되는 직선 편광과 평행한 직선 편광만을 표시부(46)에 입사시킨다. 액정 패널(40)은 표시부(46)의 관찰자 쪽에 더 설치되고, 표시부(46)로부터 출사되는 빛 중에서 특정방향으로 변경축을 갖는 직선 편광만을 투과시키는 출사쪽 편광판(44)을 갖는다.

출사쪽 편광판(44)의 투과축의 방향은, 액정 패널(40)의 표시 사양이 노멀리 블랙(normally black), 노멀리 화이트(normally white)의 어느 한쪽인가에 따라 변한다. 예를 들어, 노멀리 블랙의 경우, 출사쪽 편광판(44)의 투과축은, 입사쪽 편광판(42)의 투과축과 평행하게 설치된다. 한편, 노멀리 화이트의 경우, 출사쪽 편광판(44)의 투과축은, 입사쪽 편광판(42)의 투과축과 직교하여 설치된다. 본 실시예는 한 예로서, 출사쪽 편광판(44)의 투과축이 입사쪽 편광판(42)의 투과축과 직교하여 설치되어 있는 경우에 대해서 설명한다. 액정 패널(40)은, 투영 렌즈(20)보다도 관찰자 쪽에 설치되어 있다. 따라서, 입체화상 표시장치(100a)는 액정 패널(40)의 화소 피치를 확대하지 않고, 관찰자에 대하여 고정밀도의 미세한 화상을 표시할 수 있다.

편광 투과 스크린(30)은, 액정 패널(40)보다도 광원 쪽에 있어서, 오른쪽 눈 용 표시라인(48a)과 마주보고 설치된 0°회전영역(32a)과, 왼쪽 눈용 표시라인(48b)과 마주보고 설치된 90°회전영역(32b)을 수직방향으로 교대로 반복하여 갖는다. 0°회전영역(32a)은, 좌우의 분할 편광원(10)으로부터 출사되는 직선 편광을 각각 동일한 방향에서 출사한다. 90°회전영역(32b)은 좌우의 분할 편광원(10b)으로부터 출사되는 직선 편광을 각각 ±90°회전시켜 출사한다.

90°회전영역(32b)은, 광학 주축의 방향이 서로 다른 복수의 위상차 판을 겹쳐서 갖고, 특정방향으로 편광축을 갖는 직선 편광을 투과시킨 경우에, 편광축을 복수의 위상차 판의 각각에서 90°보다 작은 각도씩 단계적으로 회전하여 합계 90°회전시킨다. 한편, 0°회전영역(32a)은, 광학 주축의 방향이 서로 다른 복수의 위상차 판을 겹쳐서 갖고, 특정방향으로 편광축을 갖는 직선 편광을 투과시킨 경우에, 편광축의 방향을 입사 시와 출사 시에 동일하게 한다. 이 경우, 복수의 위상차 판은, 편광축을 ＋, －의 양방향으로 동일한 각도 회전시킴으로써, 직선 편광을 입사 시와 동일한 방향으로 출사한다.

90°회전영역(32b)은, 직선 편광의 편광축을 한 장의 위상차 판에서 한번에 90°회전시키는 경우보다도 낮은 파장 분산특성에 의해, 편광축의 방향을 90°회전시킨다. 동시에 0°회전영역(32a)은, 편광축을 양방향으로 동일한 회전각도로 회전시키기 때문에 파장 분산특성을 없앨 수 있다. 즉, 편광 투과 스크린(30)은, 90°회전영역(32b) 및 0°회전영역(32a)을 투과하는 직선 편광의 편광축을 모두 파장 분산특성을 억제하여 정밀도 좋게 직교시킬 수 있다.

90°회전영역(32b) 및 0°회전영역(32a)에서의 복수의 위상차 판의 최소한 하나는 동일하고 한결같은 위상차 판이다. 한결같은 위상차 판이면, 광학특성상 다른 위상차 판에 대하여 위치를 맞출 필요가 없기 때문에, 복수의 위상차 판의 조립 오차에 의한 편광 투과 스크린(30)의 광학특성의 고르지 못함을 저감할 수 있다. 편광 투과 스크린(30)의 선명한 구성에 대해서는 도8 및 도9를 참조하여 후술한다.

확산 시트(50)는, 화상광을 수직방향으로만 확산시킨다. 이에 의해, 왼쪽 눈용 화상을 오른쪽 눈에, 오른쪽 눈용 화상을 왼쪽 눈에 입사시키지 않고, 수직방향의 시야각만을 넓힐 수 있다. 확산 시트(50)는, 매트상 확산면 또는 렌티큘러 렌즈에 의해 화상광을 수직방향으로 확산시킨다. 매트상 확산면의 경우, 확산 시트(50)는, 예를 들어 미세한 상처를 주는 샌드블라스트법, 투명 잉크로 표면의 일부를 볼록하게 하는 페인팅법 또는 프린트법 등의 수법에 의해, 수평방향으로 연장하는 미세한 요철이 표면에 형성된다. 렌티큘러 렌즈의 경우, 확산 시트(50)는 수평방향으로 연장하는 반원주상의 단위 렌즈를 수직방향으로 반복하여 갖는다.

도2는, 본 실시형태의 표시부(46)에 표시되는 화상 데이터를 나타낸다. 주사선 L1에서 L10으로 구성된 왼쪽 눈용 화상과, 주사선 R1에서 R10으로 구성된 오른쪽 눈용 화상을 합성하여, 표시부(46)에 표시하는 입체화상용 화상 데이터를 생성한다. 이들 왼쪽 눈용 화상 데이터 및 오른쪽 눈용 화상 데이터는, 2개의 영상을 동시에 촬영하는 입체사양 카메라 등을 이용하여 촬영된다. 왼쪽 눈용 화상 데이터의 홀수번째의 주사선 데이터와, 오른쪽 눈용 화상 데이터의 짝수번째의 주사선 데이터를 각각 추출하고, 교대로 합성된 화상이 표시부(46)에 표시된다. 왼쪽 눈용 화상 데이터의 짝수번째의 주사선 데이터와 오른쪽 눈용 화상 데이터의 홀수번째의 주사선 데이터는 표시부(46)에 표시되지 않고 파기된다. 표시부(46)에 있어서의 오른쪽 눈용 표시라인(48a) 및 왼쪽 눈용 표시라인(48b)은 각각 오른쪽 눈용 화상의 주사선(R2, R4, R6 …)과 왼쪽 눈용 화상의 주사선(L1, L3, L5 …)에 각각 대응한다.

도3은, 입체화상 표시장치(100a)에 있어서, 분할 편광원(10)으로부터의 빛이 각각 좌우 눈에 분리하여 투영되는 원리를 나타내는 도면이다. 분할 편광원(10a) 및 분할 편광원(10b)은, 수평방향으로 빛을 굴절시키는 리니어 프레넬 렌즈(22b)의 광축을 중심으로 좌우로 분할되어 있다. 따라서 관찰자로부터 보아 광축보다도 오른쪽에 배치되어 있는 분할 편광원(10b)으로부터 출사하는 빛은 리니어 프레넬 렌즈(22b)에 의해 광축보다도 왼쪽, 즉 관찰자의 왼쪽 눈 방향으로 투영된다. 한편, 관찰자로부터 보아 광축보다도 왼쪽에 배치되어 있는 분할 편광원(10a)으로부터 출사하는 빛은 리니어 프레넬 렌즈(22b)에 의해 광축보다도 오른쪽, 즉 관찰자의 오른쪽 눈 방향에 투영된다. 이와 같이 하여, 왼쪽 눈용 분할 편광원(10b)으로부터 출사한 빛은 관찰자의 왼쪽 눈 방향에, 오른쪽 눈용 분할 편광원(10a)으로부터 출사한 빛은 관찰자의 오른쪽 눈 방향에 각각 투영된다.

도4는, 도1의 입체화상 표시장치(100a)에 있어서, 왼쪽 눈용 화상 및 오른쪽 눈용 화상이 관찰자의 좌우 눈에 분리하여 투영되는 원리를 개념적으로 나타낸다. 먼저, 오른쪽 눈용 분할 편광원(10a)으로부터 출사하는 직선편광은 수직방향의 편광축을 갖고 있고, 투영 렌즈(20)에 의해 관찰자의 오른쪽 눈 방향에 투영된다. 그 후, 0°회전영역(32a)에 입사하는 직선 편광은 편광축의 방향이 동일한 채, 즉 수 직방향을 향한 채 편광 투과 스크린(30)으로부터 출사하고, 90°회전영역(32b)에 입사하는 직선 편광은 편광축의 방향이 ±90°회전한 상태, 즉 수평방향을 향한 상태로 출사한다. 입사쪽 편광판(42)은, 편광 투과 스크린(30)을 투과하는 빛 중에서, 편광축의 방향이 수직인 직선 편광을 투과시킴과 동시에, 편광축의 방향이 수평인 직선 편광을 차단한다. 따라서 0°회전영역(32a)을 투과한 직선 편광은 투과시키는 한편, 90°회전영역(32b)을 투과한 직선 편광을 흡수한다. 따라서 0°회전영역(32a)과 마주보고 설치된 오른쪽 눈용 표시라인(48a)에는 오른쪽 눈용 직선 편광이 입사하고, 90°회전영역(32b)과 마주보고 설치된 왼쪽 눈용 표시라인(48b)에는 오른쪽 눈용 직선 편광이 입사하지 않는다. 이와 같이 하여, 오른쪽 눈용 분할 편광원(10a)으로부터 출사되는 직선 편광은 오른쪽 눈용 표시라인(48a)에만 입사하고, 오른쪽 눈용 화상광만을 관찰자의 오른쪽 눈에 투영한다.

한편, 왼쪽 눈용 분할 편광원(10b)으로부터 출사하는 직선 편광은 수평방향의 편광축을 갖고 있고, 투영 렌즈(20)에 의해 관찰자의 왼쪽 눈 방향에 투영된다. 그 후, 0°회전영역(32a)에 입사하는 직선 편광은 편광축의 방향이 동일한 채, 즉 수평방향을 향한 채 편광 투과 스크린(30)으로부터 출사하고, 90°회전영역(32b)에 입사하는 직선 편광은 편광축의 방향이 ±90°회전한 상태, 즉 수직방향을 향한 상태로 출사한다. 따라서 0°회전영역(32a)을 투과한 왼쪽 눈용 직선 편광은 입사쪽 편광판(42)을 투과하는 한편, 90°회전영역(32b)을 투과한 왼쪽 눈용 직선 편광은 입사쪽 편광판(42)에서 흡수된다. 즉, 90°회전영역(32b)과 마주보고 설치된 왼쪽 눈용 표시라인(48b)에는 왼쪽 눈용 직선 편광이 입사하고, 0°회전영역(32a)과 마 주보고 설치된 오른쪽 눈용 표시라인(48a)에는 왼쪽 눈용 직선 편광이 입사하지 않는다. 이와 같이 하여, 왼쪽 눈용 분할 편광원(10b)으로부터 출사되는 직선 편광은 왼쪽 눈용 표시라인(48b)에만 입사하고, 왼쪽 눈용 화상광만을 관찰자의 왼쪽 눈에 투영한다. 입체화상 표시장치(100a)는, 상기와 같은 방법으로 표시부(46)에 표시된 왼쪽 눈용 화상 및 오른쪽 눈용 화상을 관찰자의 좌우 눈에 분리하여 투영할 수 있다. 이에 의해 관찰자에 대하여 입체화상을 표시할 수 있다.

여기에서, 투영 렌즈(20)에 있어서, 제1 리니어 프레넬 렌즈(22a) 및 제2 리니어 프레넬 렌즈(22b)는, 도1에 나타낸 바와 같이 각각 오른쪽 눈용 및 왼쪽 눈용의 직선 편광의 편광축에 대하여 직교 또는 평행한 방향으로 연장한 능선을 갖는다. 이 경우, 좌우의 분할 편광원(10a 또는 10b)으로부터 출사하는 하나의 직선 편광에 대해서, 투영 렌즈(20)는 P파 및 S파의 성분을 동시에 굴절시키지 않는다. 그 결과, 투영 렌즈(20)는, 입사하는 직선 편광의 편광축을 회전시키지 않고, 또는 타원 편광화하지 않고 상기 직선 편광을 앞쪽에 투영할 수 있다. 따라서, 입사쪽 편광판(42)은 투영 렌즈(20)로부터 투영된 빛을 고정밀도로 필터링할 수 있다. 즉, 본 실시형태의 입체화상 표시장치(100a)는 차광해야 하는 직선 편광을 높은 차광율로 차폐하고, 투과해야 하는 직선 편광을 높은 투과율로 투과시킬 수 있다. 여기에서, 투영 렌즈(20)에 이용하는 소재의 리타데이션(retardation) 값은 작을수록 바람직하다. 리타데이션 값은, 예를 들어 20nm 이하인 것이 바람직하다. 이에 의해, 투영 렌즈(20)를 투과하는 직선 편광이 투영 렌즈(20)에서의 복굴절로 타원 편광화해 버리는 것이 방지된다.

또한, 입사쪽 편광판(42)은 왼쪽 눈용 분할 편광판(14b)의 투과축과 평행한 투과축을 갖고, 왼쪽 눈용 분할 편광원(10b)으로부터 출사되는 직선 편광과 평행한 직선 편광만을 표시부(46)에 입사시켜도 좋다. 이 경우, 90°회전영역(32b)은 액정 패널(40)보다도 광원 쪽에서 오른쪽 눈용 표시라인(48a)과 마주보고 설치되고, 0°회전영역(32a)은 왼쪽 눈용 표시라인(48b)과 마주보고 설치된다.

또 다른 실시예로서, 왼쪽 눈용 분할 편광판(14b)은 수직방향의 투과축을 갖고, 오른쪽 눈용 분할 편광판(14a)은 수평방향의 투과축을 갖고 있어도 좋다. 이 경우, 0°회전영역(32a)은 왼쪽 눈용 표시라인(48b)과 마주보고 설치되고, 90°회전영역(32b)은 오른쪽 눈용 표시라인(48a)과 마주보고 설치된다. 또는, 0°회전영역(32a) 및 90°회전영역(32b)은 전술한 실시예와 같이, 각각 오른쪽 눈용 표시라인(48a) 및 왼쪽 눈용 표시라인(48b)과 마주보게 하고, 입사쪽 편광판(42) 및 출사쪽 편광판(44)의 투과축의 방향을 전술한 실시예로부터 90°회전시켜도 좋다. 결국, 입사쪽 편광판(42)은 수평방향으로 투과축을 향하고, 출사쪽 편광판(44)은 수직방향으로 투과축을 향해도 좋다.

도5는, 확산 시트(50)의 구성의 한 예를 나타내는 수직 단면도이다. 확산 시트(50)는 광원 쪽에 렌티큘러 렌즈(52)를 갖고 있다. 렌티큘러 렌즈(52)는, 수평방향으로 연장한 반원주상의 볼록렌즈를 수직방향으로 반복하여 갖고 있다. 렌티큘러 렌즈(52)는 화상광을 수직방향으로 확산한다. 이에 의해 화상의 수직방향의 시야각이 확대된다. 또한, 확산 시트(50)의 관찰자 쪽에는, 화상광의 광로의 바깥쪽에 차광층(54)이 형성되어 있다. 차광층(54)은 예를 들어 카본블랙 등의 차광성 물질을 포함하고, 광원 쪽으로부터 입사하는 화상광 이외의 빛의 투과율을 저감함과 동시에, 관찰자 쪽으로부터 입사하는 빛의 반사를 방지한다. 이에 의해, 화상의 콘트라스트를 향상할 수 있다. 또한, 차광성 물질은 일정한 차광성을 갖고 있는 물질이면 되고, 도료 및 차광성 필름 등이어도 좋다.

도6은, 본 실시형태의 안경 방식에 의한 입체화상 표시장치(100b)의 제1 실시예를 나타내는 분해 사시도이다. 입체화상 표시장치(100b)는 전술한 입체화상 표시장치(100a)에 있어서의 분할 편광원(10) 대신에 광원(16)을 갖추고, 입체화상 표시장치(100a)에 있어서의 액정 패널(40)보다도 광원 쪽에 배치되어 있던 편광 투과 스크린(30)을 관찰자 쪽에 갖추고 있다. 게다가 입체화상 표시장치(100a)와는 달리, 관찰자용 편광 안경(60)을 갖춘다. 이하, 입체화상 표시장치(100a)와 동일한 부재에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.

광원(16)은, 무편광을 앞쪽으로 출사한다. 광원(16)은 점광원 이외에도 예를 들어 유기 EL 등의 면발광하는 광원이어도 좋다. 투영 렌즈(20)는 광원(16)이 출사하는 빛을 평행광에 콜리메이트(collimate)하여 액정 패널(40)에 입사시키고, 액정 패널(40)에 표시되는 화상을 등배로 상기 입체화상 표시장치(100b)의 앞쪽을 향해 투영한다. 액정 패널(40)은 투영 렌즈(20)보다도 관찰자 쪽에 설치되어 있다. 편광 안경(60)은 오른쪽 눈용 화상을 투영하는 직선 편광만을 투과시키는 오른쪽 눈용 편광판(62a)과, 왼쪽 눈용 화상을 투영하는 직선 편광만을 투과시키는 왼쪽 눈용 편광판(62b)을 갖는다.

투영 렌즈(20)에 있어서, 제1 리니어 프레넬 렌즈(22a)의 능선은 수평방향으 로 향해져 있어 빛을 수직방향으로 굴절시킨다. 또한, 제2 리니어 프레넬 렌즈(22b)의 능선은 수직방향으로 향해져 있어 빛을 수평방향으로 굴절시킨다. 액정 패널(40)에 있어서, 입사쪽 편광판(42)의 투과축은 수직방향에 설치되어 있고, 편광축이 수직인 직선 편광만을 투과시킨다.

편광 투과 스크린(30)에 있어서, 0°회전영역(32a)은 오른쪽 눈용 표시라인(48a)을 투과한 직선 편광을 동일한 방향으로 출사하고, 90°회전영역(32b)은 왼쪽 눈용 표시라인(48b)을 투과한 직선 편광을 ±90°회전시킨다.

편광 안경(60)에 있어서, 오른쪽 눈용 편광판(62a)의 투과축은, 출사쪽 편광판(44)의 투과축과 평행하게 설치되어 있다. 따라서 오른쪽 눈용 표시라인(48a) 및 출사쪽 편광판(44)을 투과한 후, 0°회전영역(32a)을 동일한 방향으로 통과하는 직선 편광을 오른쪽 눈에 도달시킨다. 그리고 왼쪽 눈용 표시라인(48b) 및 출사쪽 편광판(44)을 투과한 후, 90°회전영역(32b)에서 ±90°회전한 직선 편광을 흡수한다. 한편, 왼쪽 눈용 편광판(62b)의 투과축은 출사쪽 편광판(44)의 투과축과 직교하여 설치되어 있다. 따라서 왼쪽 눈용 표시라인(48b) 및 출사쪽 편광판(44)을 투과한 후, 90°회전영역(32b)에서 ±90°회전한 직선 편광을 왼쪽 눈에 도달시킨다. 그리고, 오른쪽 눈용 표시라인(48a) 및 출사쪽 편광판(44)을 투과한 후, 0°회전영역(32a)을 동일한 방향으로 통과하는 직선 편광을 흡수한다.

다른 실시예로서, 0°회전영역(32a)은, 왼쪽 눈용 표시라인(48b)과 마주보고 설치되고, 90°회전영역(32b)은 오른쪽 눈용 표시라인(48a)과 마주보고 설치되어 있어도 좋다. 즉, 0°회전영역(32a)은 왼쪽 눈용 표시라인(48b)으로부터 출사되는 직선 편광을 동일한 방향으로 출사하고, 90°회전영역(32b)은 오른쪽 눈용 표시라인(48a)으로부터 출사되는 직선 편광을 ±90°회전시켜 출사해도 좋다. 이 경우, 편광 안경(60)에 있어서, 오른쪽 눈용 편광판(62a)의 투과축은, 출사쪽 편광판(44)의 투과축과 직교하여 설치된다. 이에 의해, 오른쪽 눈용 편광판(62a)은 오른쪽 눈용 표시라인(48a) 및 출사쪽 편광판(44)을 투과한 후, 90°회전영역(32b)에서 ±90°회전한 직선편광을 오른쪽 눈에 도달시킨다. 그리고 왼쪽 눈용 표시라인(48b) 및 출사쪽 편광판(44)을 투과한 후, 0°회전영역(32a)을 동일한 방향으로 통과하는 직선 편광을 흡수한다. 한편, 왼쪽 눈용 편광판(62b)의 투과축은 출사쪽 편광판(44)의 투과축과 평행하게 설치된다. 이에 의해, 왼쪽 눈용 편광판(62b)은 왼쪽 눈용 표시라인(48b) 및 출사쪽 편광판(44)을 투과한 후, 0°회전영역(32a)을 동일한 방향으로 통과하는 직선 편광을 왼쪽 눈에 도달시킨다. 그리고, 오른쪽 눈용 표시라인(48a) 및 출사쪽 편광판(44)을 투과한 후, 90°회전영역(32b)에서 ±90°회전한 직선 편광을 흡수한다.

이상의 구성에 의해, 입체화상 표시장치(100b)는 관찰자의 눈에 좌우로 완전히 독립한 화상을 도달시켜, 선명한 입체화상을 제공할 수 있다.

또한, 입체화상 표시장치(100b)의 다른 실시예에 있어서, 입사쪽 편광판(42)의 투과축은 수평방향으로 향해져 있어도 좋다. 이 경우, 출사쪽 편광판(44) 및 편광 안경(60)의 투과축을 전술한 실시예에 대하여 90°회전시킨다. 즉, 출사쪽 편광판(44)의 투과축은 수직방향으로, 오른쪽 눈용 편광판(62a)의 투과축은 수직방향으로, 왼쪽 눈용 편광판(62b)의 투과축은 수평방향으로 각각 향해진다. 또는 0°회전 영역(32a)과 90°회전영역(32b)의 위치를 바꾸어, 편광 안경(60)의 투과축의 방향을 전술한 실시예와 동일하게 해도 좋다. 즉, 오른쪽 눈용 표시라인(48a)과 마주보고 90°회전영역(32b)을 배치하고, 왼쪽 눈용 표시라인(48b)과 마주보고 0°회전영역(32a)을 배치한다. 이 경우, 오른쪽 눈용 편광판(62a) 및 왼쪽 눈용 편광판(62b)의 투과축은 전술한 예와 동일하게 각각 수평방향 및 수직방향으로 향해진다.

도7은, 본 실시형태의 안경 방식에 의한 입체화상 표시장치(100b)의 제2 실시예를 나타내는 분해 사시도이다. 본 실시예의 입체화상 표시장치(100b)는, 액정 패널(40)에 표시되는 화상을 광원(16)으로부터 출사되는 빛으로 앞쪽에 확대 투영하고, 원하는 사이즈로 확대된 화상광을 투영 렌즈(20)에서 콜리메이트한다. 본 실시예의 입체화상 표시장치(100b)는, 구성상 투영 렌즈(20)가 편광 투과 스크린(30)보다도 관찰자 쪽에 설치되는 점에서 도6에 나타낸 제1 실시예와 다르다. 또한, 제1 실시예와 동일한 구성에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.

출사쪽 편광판(44)은 투과축을 수평방향을 향해 설치되어 있고, 표시부(46)를 통과한 빛 중에서 수평한 직선 편광만을 투과시킨다. 편광 투과 스크린(30)에 있어서, 90°회전영역(32b)은 왼쪽 눈용 표시라인(48b)과 마주한 위치, 즉 왼쪽 눈용 표시라인(48b)을 투과한 화상광이 입사하는 위치에 설치된다. 따라서, 왼쪽 눈용 표시라인(48b) 및 출사쪽 편광판(44)을 투과한 직선 편광이 90°회전영역(32b)에서 ±90°회전되어 출사한다. 한편, 0°회전영역(32a)은 오른쪽 눈용 표시라인(48a)과 마주한 위치, 즉 오른쪽 눈용 표시라인(48a)을 투과한 화상광이 입사하는 위치에 설치된다. 따라서, 오른쪽 눈용 표시라인(48a) 및 출사쪽 편광판(44)을 투 과한 직선 편광은 0°회전영역(32a)을 투과하여 동일한 방향으로 출사한다.

투영 렌즈(20)는, 편광의 진행방향에서의 편광 투과 스크린(30)보다 관찰자 쪽에 있어서, 액정 패널(40)에 표시되는 화상을 원하는 사이즈로 확대하기 위해 필요한 거리를 두고 설치된다. 투영 렌즈(20)는, 액정 패널(40) 및 편광 투과 스크린(30)을 투과하여 확대된 화상광을 콜리메이트하고, 입체화상 표시장치(100b)의 앞쪽을 향해 투영한다. 투영 렌즈(20)에 있어서, 제1 및 제2 리니어 프레넬 렌즈(22a, 22b)의 각각은 0°회전영역(32a) 및 90°회전영역(32b)으로부터 출사하는 직선 편광의 편광축과 평행 또는 수직인 능선을 갖는다. 따라서 투영 렌즈(20)는, 0°회전영역(32a) 및 90°회전영역(32b)으로부터 각각 출사하는 화상광의 직선 편광을 무너뜨리지 않고, 관찰자를 향해 콜리메이트할 수 있다. 이 상태로, 왼쪽 눈용 편광판(62b)의 투과축을 출사쪽 편광판(44)의 투과축에 대하여 직교시키고, 오른쪽 눈용 편광판(62a)의 투과축을 출사쪽 편광판(44)의 투과축에 대하여 평행하게 설치함으로써, 왼쪽 눈용 및 오른쪽 눈용 화상을 관찰자의 좌우 눈에 대하여 고정밀도로 분리하여 표시할 수 있다. 이상의 구성에 의하면, 액정 패널(40)에 표시된 화상을 원하는 사이즈로 확대하면서, 크로스 토크가 적은 선명한 입체화상을 관찰자에 대하여 제공할 수 있다.

다른 실시예에 있어서, 90°회전영역(32b)은 오른쪽 눈용 표시라인(48a)과 마주한 위치에 설치되고, 0°회전영역(32a)은 왼쪽 눈용 표시라인(48b)과 마주한 위치에 설치되어도 좋다. 이에 의해, 오른쪽 눈용 표시라인(48a) 및 출사쪽 편광판(44)을 투과한 화상광의 직선 편광은, 90°회전영역(32b)에서 ±90°회전하여 출사 한다. 한편, 왼쪽 눈용 표시라인(48b) 및 출사쪽 편광판(44)을 투과한 화상광의 직선 편광은 0°회전영역(32a)을 동일한 방향으로 투과한다. 이 경우, 왼쪽 눈용 편광판(62b)의 투과축은 출사쪽 편광판(44)의 투과축과 평행하게 설치된다. 또한, 오른쪽 눈용 편광판(62a)의 투과축은 출사쪽 편광판(44)의 투과축과 직교하여 설치된다. 편광 안경(60)에 있어서, 오른쪽 눈용 편광판(62a)의 투과축은 출사쪽 편광판(44)의 투과축과 직교하여 설치된다. 또한, 왼쪽 눈용 편광판(62b)의 투과축은 출사쪽 편광판(44)의 투과축과 평행하게 설치된다.

이에 의해, 오른쪽 눈용 편광판(62a)은, 오른쪽 눈용 표시라인(48a) 및 출사쪽 편광판(44)을 투과하고, 90°회전영역(32b)에서 ±90°회전한 직선 편광을 오른쪽 눈에 도달시킨다. 그리고 왼쪽 눈용 표시라인(48b) 및 출사쪽 편광판(44)을 투과하고, 0°회전영역(32a)을 동일한 방향으로 통과하는 직선 편광을 흡수한다. 한편, 왼쪽 눈용 편광판(62b)은 왼쪽 눈용 표시라인(48b) 및 출사쪽 편광판(44)을 투과하고, 0°회전영역(32a)을 동일한 방향으로 투과하는 직선 편광을 왼쪽 눈에 도달시킨다. 그리고 오른쪽 눈용 표시라인(48a) 및 출사쪽 편광판(44)을 투과하고, 90°회전영역(32b)에서 ±90°회전한 직선 편광을 흡수한다.

또한, 본 실시예의 확산 시트(50)는, 수평방향으로의 확산성을 가져도 좋다. 또한, 광원(16)이 액정 패널(40)과 거의 동등한 면적을 갖는 면광원인 경우, 입체화상 표시장치(100b)는 액정 패널(40)로부터 출사하는 화상광을 확대하는 확대렌즈를 가져도 좋다. 이 경우, 상기 확대렌즈는 편광 투과 스크린(30)으로부터 출사되는 편광의 편광축과 직교 및 평행한 능선을 갖는 리니어 프레넬 렌즈(22a) 및 리니 어 프레넬 렌즈(22b)인 것이 바람직하다. 이에 의해, 편광 투과 스크린(30)으로부터 출사되는 직선 편광의 편광축을 회전시키거나 타원 편광화하거나 하지 않고, 화상광을 원하는 사이즈로 확대할 수 있다.

도8은, 도7에 나타낸 입체화상 표시장치(100b)의 응용예를 나타낸다. 본 실시예의 리어 프로젝션 디스플레이(102)는, 편광 안경(60)을 장착한 관찰자에 대하여 확대된 입체화상을 표시한다. 리어 프로젝션 디스플레이(102)는 도7의 구성에 더하여, 액정 패널(40) 및 편광 투과 스크린(30)을 투과하여 확대 투영되는 광학상을 반사하여 투영 렌즈(20)에 입사시키는 반사경(80)과, 확산 시트(50)의 관찰자 쪽에 설치되는 전면판(90)을 갖춘다. 편광 투과 스크린(30)은, 액정 패널(40)의 전면에서 액정 패널(40)에 평행하고 근접하여 설치되어 있다. 반사경(80)은 편광 투과 스크린(30)을 투과한 직선 편광의 편광축에 대하여 평행 또는 직각인 방향으로 비스듬히 설치되어 있다. 전면판(90)은 투영 렌즈(20) 및 확산 시트(50)를 보호함과 동시에, 표면에 실시된 AR 코트 등의 안티글레어(anti-glare) 처리에 의해 외광의 반사를 저감한다.

액정 패널(40)에 표시된 화상을 원하는 크기로 투영 렌즈(20)에 확대 투영하는 데는, 편광 투과 스크린(30)과 투영 렌즈(20)와의 사이에 일정 이상의 광로 길이를 확보할 필요가 있다. 리어 프로젝션 디스플레이(102)는 반사경(80)을 갖춤으로써, 리어 프로젝션 디스플레이(102)의 안길이를 크게 하지 않고, 필요한 광로 길이를 확보하고 있다.

여기에서, 반사경(80)은, 편광 투과 스크린(30)으로부터 출사되는 왼쪽 눈용 화상 및 오른쪽 눈용 화상의 직선 편광의 편광축에 대하여 평행 또는 직각인 방향으로 비스듬히 설치되어 있기 때문에, 왼쪽 눈용 화상 및 오른쪽 눈용 화상의 어느 한쪽에 있어서도 P파 또는 S파가 혼재하여 입사하지 않는다. 따라서 반사경(80)은 오른쪽 눈용 화상 및 왼쪽 눈용 화상의 직선 편광을, 편광축을 회전하거나, 또는 타원 편광화하지 않고 반사하여, 투영 렌즈(20)에 입사시킨다. 따라서 본 실시예의 리어 프로젝션 디스플레이(102)는 편광 안경(60)을 장착한 관찰자에 대하여, 크로스 토크가 적고, 원하는 사이즈로 확대된 입체화상을 제공할 수 있다.

도9 및 도10은, 편광 투과 스크린(30)의 구성을 나타낸다. 게다가, 이 중에서 도9는 도1의 입체화상 표시장치(100a)에 있어서, 관찰자의 오른쪽 눈에 투영되는 직선 편광을 편광 투과 스크린(30)이 단계적으로 회전하는 공정을 나타낸다. 편광 투과 스크린(30)은 모두 1/2 파장판으로 이루어지는 패턴 편광 회전판(34)과 동일 편광 회전판(36)을 갖는다. 패턴 편광 회전판(34)은 액정 패널(40)의 오른쪽 눈용 표시라인(48a)과 마주보고 설치된 제1 회전영역(35a)과, 왼쪽 눈용 표시라인(48b)과 마주보고 설치된 제2 회전영역(35b)을 수직방향으로 교대로 반복하여 갖는다. 패턴 편광 회전판(34) 및 동일 편광 회전판(36)은 각각 1/2 파장판과 같은 기능을 달성하는 위상차 판이면 된다. 예를 들어, 1/4 파장판을 2장 조합시켜도 좋고, 1/8 파장판을 4장 조합시켜도 좋다.

본 실시예에 있어서, 오른쪽 눈용 분할 편광원(10a)으로부터 출사되는 직선 편광의 편광축은 수직방향을 향한다. 그리고 제1 회전영역(35a)은 직선 편광의 편광축에 대하여 광학 주축의 방향이 ±22.5°의 각도를 이룬다. 제2 회전영역(35b) 은 제1 회전영역(35a)의 광학 주축에 대하여 ±45°의 각도를 이루도록 광학 주축의 방향이 향해져 있다. 여기에서, 광학 주축이란 1/2 파장판의 진상축(進相軸) 또는 지상축(遲相軸)을 나타낸다. 도면 중에서, 패턴 편광 회전판(34) 및 동일 편광 회전판(36)에 묘사된 굵은 선의 화살표는, 1/2 파장판의 광학 주축의 방향을 나타낸다. 또한, 패턴 편광 회전판(34) 및 동일 편광 회전판(36)을 관통하는 화살표는 화상을 투영하는 직선 편광의 광로를 나타낸다. 그리고 상기 광로 상에 묘사된 가는 선의 화살표는 직선 편광의 편광축의 방향을 나타낸다.

동일 편광 회전판(36)은, 수직방향에서의 광학 주축의 방향이 한결같고, 상기 광학 주축은 제1 회전영역(35a)의 광학 주축에 대하여 직교하여 설치되어 있다. 여기에서 동일 편광 회전판(36)의 제1 회전영역(35a)과 마주보는 부분과 제1 회전영역(35a)이 전술한 0°회전영역(32a)을 구성하고, 동일 편광 회전판(36)의 제2 회전영역(35b)과 마주보는 부분과 제2 회전영역(35b)이 90°회전영역(32b)을 구성한다.

제1 회전영역(35a)은 오른쪽 눈용 분할 편광원(10a)으로부터 출사되는 직선 편광의 편광축을 +45°회전시킨다. 제2 회전영역(35b)은 오른쪽 눈용 분할 편광원(10a)으로부터 출사되는 직선 편광의 편광축을 -45°회전시킨다. 동일 편광 회전판(36)은 제1 회전영역(35a)에서 +45°회전한 직선 편광의 편광축과 제2 회전영역(35b)에서 -45°회전한 직선 편광의 편광축을 모두 -45°회전시킨다. 또한, 회전방향은 빛의 진행방향으로부터 보아 오른쪽으로 도는 것을 ＋(正), 왼쪽으로 도는 것을 －(負)로 한다.

그 결과, 제1 회전영역(35a) 및 동일 편광 회전판(36)을 투과한 직선 편광의 편광축과, 제2 회전영역(35b) 및 동일 편광 회전판(36)을 투과한 직선 편광의 편광축이 직교한다. 예를 들어 본 실시예에서는, 제1 회전영역(35a) 및 동일 편광 회전판(36)을 투과한 직선 편광의 편광축은 패턴 편광 회전판(34)으로의 입사 시와 동일한 수직방향을 향한다. 그리고 제2 회전영역(35b) 및 동일 편광 회전판(36)을 투과한 직선 편광의 편광축은 패턴 편광 회전판(34)으로의 입사 시와 직교하는 수평방향을 향한다.

입사쪽 편광판(42)은, 편광 투과 스크린(30)을 투과하는 빛 중에서, 편광축의 방향이 수직인 직선 편광을 투과시킴과 동시에, 편광축의 방향이 수평인 직선 편광을 차단한다. 따라서 제1 회전영역(35a)과 마주보고 설치된 오른쪽 눈용 표시라인(48a)에는 빛이 입사하고, 제2 회전영역(35b)과 마주보고 설치된 왼쪽 눈용 표시라인(48b)에는 빛이 입사하지 않는다. 이와 같이 하여, 오른쪽 눈용 직선 편광은 오른쪽 눈용 표시라인(48a)에만 입사하고, 오른쪽 눈용 화상광을 앞쪽에 투영한다.

즉, 90°회전영역(32b)은, 오른쪽 눈용 분할 편광원(10a)으로부터 출사되는 직선 편광의 편광축을, 지상축의 방향이 다른 복수의 위상차 판에 의해 복수회 회전시킴으로써, 합하여 90°회전시킨다. 이 경우, 입사하는 편광에 대한 지상축의 각도가 위상차 판마다 변화하고, 편광의 위상이 늦는 벡터 성분이 위상차 판의 각각에서 변화한다. 이 경우, 지상축의 방향이 한결같은 위상차 판에 의해, 입사 시부터 출사 시까지 동일 벡터 성분의 위상이 연속하여 늦는 경우보다도 파장 분산특성을 저감할 수 있다. 따라서 넓은 파장영역에 걸쳐서 직선 편광의 편광축을 정밀 도 좋게 90°회전시킬 수 있다.

또한, 90°회전영역(32b)은 3장 이상의 위상차 판에 의해 직선 편광의 편광축을 90°회전시켜도 좋다. 예를 들어, 90°회전영역(32b)을 4장의 1/2 파장판으로 구성하는 경우, 1매 째의 지상축을 수평방향에 대하여 11.25°비스듬하게 하고, 2매 째부터 4매 째의 지상축을 동일방향으로 22.5°더 비스듬하게 조합시킨다. 이와 같이 구성된 90°회전영역(32b)에, 수평방향으로 편광축을 갖는 직선 편광을 1매째 쪽에서부터 입사시키면, 1매 째부터 4매 째까지의 각각에서 22.5°씩 편광축이 회전하여, 합계 90°회전한 직선 편광이 출사한다.

본 실시형태의 동일 편광 회전판(36)은, 광학 주축의 방향이 한결같기 때문에, 광학 주축의 방향을 제1 회전영역(35a)의 광학 주축에 대하여 직교하여 설치하면 되고, 패턴 편광 회전판(34)에 대하여 상하좌우방향으로 위치를 맞출 필요가 없다. 따라서 편광 투과 스크린(30)으로부터 출사하는 시점의 편광축의 방향을 제1 회전영역(35a) 및 제2 회전영역(35b)의 위치에서 정할 수 있고, 패턴 편광 회전판(34) 및 동일 편광 회전판(36)의 조립 오차의 영향을 받지 않는다.

게다가, 0°회전영역(32a)에 있어서의 동일 편광 회전판(36) 및 제1 회전영역(35a)은, 오른쪽 눈용 분할 편광원(10a)으로부터 출사되는 직선 편광의 편광축을 서로 역방향으로 동일한 각도로 회전시킨다. 여기에서, 동일 편광 회전판(36) 및 제1 회전영역(35a)은 광학 주축, 즉 진상축 또는 지상축이 서로 직교하고 있다. 따라서 입사하는 편광의 백터 성분 중에서 제1 회전영역(35a)을 투과하여 위상이 늦는 성분은 동일 편광 회전판(36)을 투과함으로써, 제1 회전영역(35a)에서 위상이 늦어지지 않은 성분에 대하여 상대적으로 같은 크기만큼 위상이 진행한다. 이것은, 어느 한 가시광 파장영역에서도 동일하기 때문에, 동일 편광 회전판(36) 및 제1 회전영역(35a)의 한쪽에서 발생하는 파장 분산특성은, 다른쪽에서 없어진다. 또한, 2장의 1/2 파장판에 의해 직선 편광의 편광축을 회전하는 경우, 회전의 방향이 서로 반대로 회전각의 크기가 같으면, 각각의 회전에 의해 생기는 파장 분산특성은 절대값이 거의 같아 ＋, －가 반대가 된다. 따라서 동일 편광 회전판(36) 및 제1 회전영역(35a)의 각각이 직선 편광의 편광축을 역방향으로 회전할 때에 생기는 파장 분산특성은 서로를 없앤다. 여기에서, 패턴 편광 회전판(34) 및 동일 편광 회전판(36)은 파장 분산특성이 동일하다. 이에 의해, 제1 회전영역(35a)에서 회전하는 편광의 파장 분산특성은 동일 편광 회전판(36)에서 더 정밀도 좋게 없어진다.

또한, 0°회전영역(32a)은, 3장 이상의 위상차 판으로 구성해도 좋다. 예를 들어, 0°회전영역(32a)을 4장의 1/2 파장판으로 구성하는 경우, 1매 째의 지상축을 수평방향에 대하여 11.25°경사지게 하고, 2매 째의 지상축을 동일방향으로 22.5°더 비스듬하게 한다. 그리고, 3매 째의 지상축을 2매 째의 지상축과 직교시키고, 게다가 4매 째의 지상축을 1매 째의 지상축에 대하여 직교시킨다. 이와 같이 구성된 0°회전영역(32a)에 수평방향으로 편광축을 갖는 직선 편광을 1매째 쪽으로부터 입사시키면, 편광축이 1매째 및 2매째에서 동일방향으로 각각 22.5°씩 회전하고, 3매째 및 4매째에서 역방향으로 같은 크기의 각도씩, 결국 22.5°씩 역회전한다. 그 결과, 직선 편광의 편광축의 방향은 입사 시와 동일한 방향, 즉 수평방향을 향하여 출사된다.

이상의 설명으로부터 명백하듯이, 본 실시형태의 편광 투과 스크린(30)은, 오른쪽 눈용 분할 편광원(10a)으로부터 출사되는 직선 편광의 편광축을 0°회전영역(32a) 및 90°회전영역(32b)에 투과시킴으로써, 넓은 파장영역에 걸쳐서 고정밀도로 직교시킬 수 있다. 따라서 입사쪽 편광판(42)에 있어서, 고정밀도로 직교한 직선 편광을 고정밀도로 필터링할 수 있다. 즉, 오른쪽 눈용 표시라인(48a)에 대해서는 오른쪽 눈용 편광을 효율 좋게 입사시킴과 동시에, 왼쪽 눈용 표시라인(48b)에 대해서는 오른쪽 눈용 편광을 넓은 파장영역에 걸쳐서 확실하게 차폐할 수 있다.

또한, 편광 투과 스크린(30)은, 패턴 편광 회전판(34) 및 동일 편광 회전판(36)의 배치를 전후로 바꾸어도 상술한 예와 같은 효과를 갖는다. 즉, 우선 동일 편광 회전판(36)은 오른쪽 눈용 분할 편광원(10a)으로부터 출사되는 직선 편광의 편광축을 -45°회전시킨다. 이어서, 제1 회전영역(35a)은 동일 편광 회전판(36)에서 -45°회전한 편광축을 +45°회전시킨다. 한편, 제2 회전영역(35b)은 동일 편광 회전판(36)에서 -45°회전한 편광축을 -45°더 회전시킨다.

또한, 패턴 편광 회전판(34) 및 동일 편광 회전판(36)은, 입사하는 직선 편광의 편광축을 각각 상술한 실시예와 반대방향으로 회전시켜도 좋다. 예를 들어, 제1 회전영역(35a)은 오른쪽 눈용 분할 편광원(10a)으로부터 출사되는 직선 편광의 편광축을 -45°회전시켜도 좋다. 이 경우, 제2 회전영역(35b)은 오른쪽 눈용 분할 편광원(10a)으로부터 출사되는 직선 편광의 편광축을 +45°회전시킨다. 그리고 동일 편광 회전판(36)은 제1 회전영역(35a)에서 -45°회전한 편광축을 +45°회전시킴 과 동시에, 제2 회전영역(35b)에서 +45°회전한 편광축을 +45°더 회전시킨다. 이 경우도 전술한 실시예와 같은 효과가 얻어진다.

도10은, 도9에 나타낸 편광 투과 스크린(30)이 관찰자의 왼쪽 눈에 투영되는 직선 편광을 단계적으로 회전하는 공정을 나타낸다. 본 실시예에 있어서, 왼쪽 눈용 분할 편광원(10b)으로부터 출사되는 직선 편광의 편광축은 오른쪽 눈용 분할 편광원(10a)으로부터 출사되는 직선 편광과 직교하는 방향, 즉 수평방향을 향하고 있다. 제1 회전영역(35a)은 왼쪽 눈용 분할 편광원(10b)으로부터 출사되는 직선 편광의 편광축을 +45°회전시킨다. 제2 회전영역(35b)은 왼쪽 눈용 분할 편광원(10a)으로부터 출사되는 직선 편광의 편광축을 -45°회전시킨다.

동일 편광 회전판(36)은, 제1 회전영역(35a)에서 +45°회전한 직선 편광 및 제2 회전영역(35b)에서 -45°회전한 직선 편광의 편광축을 모두 -45°회전시킨다. 그 결과, 제1 회전영역(35a) 및 동일 편광 회전판(36)을 투과한 직선 편광의 편광축과, 제2 회전영역(35b) 및 동일 편광 회전판(36)을 투과한 직선 편광의 편광축이 직교한다. 예를 들어 본 실시예에서는, 제1 회전영역(35a) 및 동일 편광 회전판(36)을 투과한 직선 편광의 편광축은, 패턴 편광 회전판(34)으로의 입사 시와 동일한 수평방향을 향한다. 그리고 제2 회전영역(35b) 및 동일 편광 회전판(36)을 투과한 직선 편광의 편광축은, 패턴 편광 회전판(34)으로의 입사 시와 직교하는 수직방향을 향한다.

이상의 공정에 의해, 본 실시형태의 편광 투과 스크린(30)은, 왼쪽 눈용 분할 편광원(10b)으로부터 출사되는 직선 편광의 편광축을 0°회전영역(32a) 및 90° 회전영역(32b)에 투과시킴으로써, 넓은 파장영역에 걸쳐서 고정밀도로 직교시킬 수 있다. 따라서 입사쪽 편광판(42)에 있어서, 고정밀도로 직교한 직선편광을 고정밀도로 필터링할 수 있다. 즉, 왼쪽 눈용 표시라인(48b)에 대해서는 왼쪽 눈용 편광을 효율 좋게 입사시킴과 동시에, 오른쪽 눈용 표시라인(48a)에 대해서는 왼쪽 눈용 편광을 넓은 파장영역에 걸쳐서 확실하게 차폐할 수 있다.

이상, 도9 및 도10의 설명으로부터 명백하듯이, 본 실시형태의 편광 투과 스크린(30)에 의하면, 넓은 파장영역에 걸쳐서 수직 또는 수평한 편광축을 갖는 직선 편광을, 회전영역(35)마다 고정밀도로 직교시킬 수 있다. 따라서 입체화상 표시장치(100)는, 고정밀도로 직교한 직선 편광을 입사쪽 편광판(42) 또는 편광 안경(60)에 투과시킴으로써, 왼쪽 눈용 직선 편광 및 오른쪽 눈용 직선 편광을 관찰자의 좌우 눈에 대하여 고정밀도로 분리할 수 있다. 따라서, 안경이 있는 방식 및 안경이 없는 방식 어느 경우에 있어서도, 입체화상 표시장치(100)는 편광 투과 스크린(30)을 이용함으로써, 크로스 토크가 적은 선명한 입체화상을 표시할 수 있다.

또한, 제1 회전영역(35a)의 광학 주축은, 왼쪽 눈용 분할 편광원(10b)으로부터 출사되는 직선 편광의 편광축에 대하여 ±22.5°각도를 가져도 좋다. 이 경우도 상술한 예와 같이, 제2 회전영역(35b)의 광학 주축의 방향은, 제1 회전영역(35a)의 광학 주축에 대하여 ±45°의 각도를 이루도록 향해지고, 동일 편광 회전판(36)의 광학 주축의 방향은 제1 회전영역(35a)의 광학 주축에 대하여 직교하여 설치된다. 그리고, 동일 편광 회전판(36)의 제1 회전영역(35a)과 마주보는 부분과 제1 회전영역(35a)은 0°회전영역(32a)을 구성하고, 동일 편광 회전판(36)의 제2 회전영역 (35b)과 마주보는 부분과 제2 회전영역(35b)은 0°회전영역(32a)을 구성한다.

이상의 설명으로부터 명백하듯이, 본 실시형태의 입체화상 표시장치(100)는, 넓은 파장영역에 걸쳐서 크로스 토크가 적은 선명한 입체화상을 표시할 수 있다.

또한, 분할 편광판(14), 리니어 프레넬 렌즈(22a), 리니어 프레넬 렌즈(22b), 입사쪽 편광판(42), 출사쪽 편광판(44), 패턴 편광 회전판(34), 동일 편광 회전판(36), 및 편광 안경(60) 중에서 임의의 2개의 상대각도는 본 실시형태에 기재한 상대각도와 엄밀하게 일치할 필요는 없다. 이들 상대각도는 관찰자에 도달하는 입체화상의 크로스 토크가 입체시(視)에 지장이 없는 범위 내에서, 본 실시형태에 기재한 상대각도로부터 벗어나 있어도 좋다. 그와 같은 구성도 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것은 명백하다.

이상, 본 발명을 실시형태를 이용하여 설명하였지만, 본 발명의 기술적 범위는 상기 실시형태에 기재한 범위에는 한정되지 않는다. 상기 실시형태에 다양한 변경 또는 개량을 더할 수 있는 것은 당업자에게 명백하다. 그와 같은 변경 또는 개량을 더한 형태도 본 발명의 기술적 범위에 포함될 수 있는 것이 특허청구의 범위의 기재로부터 명백하다.

본 발명에 따른 편광 투과 스크린 및 그 편광 투과 스크린을 이용한 입체화상 표시장치는, 넓은 파장영역에 걸쳐서 크로스 토크가 적은 선명한 입체화상을 표시할 수 있는 발명의 효과를 갖는다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 이용될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (15)

1. 직선 편광의 편광축을 회전시키는 편광 투과 스크린에 있어서,

   광학 주축의 방향이 서로 다른 복수의 위상차 판을 겹쳐서 갖고, 특정방향으로 편광축을 갖는 직선 편광을 투과시킴으로써, 상기 편광축을 상기 복수의 위상차 판의 각각에서 90°보다 작은 각도씩 단계적으로 회전하여, 합계 90°회전시키는 90°회전영역; 및

   광학 주축의 방향이 서로 다른 복수의 위상차 판을 겹쳐서 갖고, 상기 특정방향으로 편광축을 갖는 직선 편광을 투과시킴으로써, 상기 편광축을 상기 복수의 위상차 판에서 ＋, －의 양방향으로 동일한 각도만큼 회전시킴으로써, 상기 직선 편광을 입사 시와 동일한 방향으로 출사하는 0°회전영역;

   을 갖춘 것을 특징으로 하는 편광 투과 스크린.
2. 제1항에 있어서, 상기 90°회전영역 및 상기 0°회전영역에서의 상기 복수의 위상차 판의 최소한 하나는 동일하고 한결같은 위상차 판인 것을 특징으로 하는 편광 투과 스크린.
3. 직선 편광의 편광축을 회전시키는 편광 투과 스크린에 있어서,

   특정방향으로 편광축을 갖는 직선 편광을 +45°회전시키는 제1 회전영역과, 상기 직선 편광을 -45°회전시키는 제2 회전영역이 수직방향으로 교대로 반복하여 형성된 패턴 편광 회전판; 및

   상기 수직방향에서의 편광 회전특성이 한결같고, 상기 제1 회전영역에서 회전한 직선 편광 및 상기 제2 회전영역에서 회전한 직선 편광을 각각 -45°회전시키는 동일 편광 회전판;

   을 갖춘 것을 특징으로 하는 편광 투과 스크린.
4. 직선 편광의 편광축을 회전시키는 편광 투과 스크린에 있어서,

   특정방향으로 편광축을 갖는 직선 편광을 -45°회전시키는 제1 회전영역과, 상기 직선 편광을 +45°회전시키는 제2 회전영역이 수직방향으로 교대로 반복하여 형성된 패턴 편광 회전판; 및

   상기 수직방향에서의 편광 회전특성이 한결같고, 상기 제1 회전영역에서 회전한 직선 편광 및 상기 제2 회전영역에서 회전한 직선 편광을 각각 +45°회전시키는 동일 편광 회전판;

   을 갖춘 것을 특징으로 하는 편광 투과 스크린.
5. 직선 편광의 편광축을 회전시키는 편광 투과 스크린에 있어서,

   수직방향에서의 편광 회전특성이 한결같고, 특정방향으로 편광축을 갖는 직선 편광을 +45°회전시키는 동일 편광 회전판; 및

   상기 동일 편광 회전판에서 회전한 직선 편광을 -45°회전시키는 제1 회전영역과, 상기 동일 편광 회전판에서 회전한 직선 편광을 +45°더 회전시키는 제2 회전영역이 수직방향으로 교대로 반복하여 형성된 패턴 편광 회전판;

   을 갖춘 것을 특징으로 하는 편광 투과 스크린.
6. 직선 편광의 편광축을 회전시키는 편광 투과 스크린에 있어서,

   수직방향에서의 편광 회전특성이 한결같고, 특정방향으로 편광축을 갖는 직선 편광을 -45°회전시키는 동일 편광 회전판; 및

   상기 동일 편광 회전판에서 회전한 직선 편광을 +45°회전시키는 제1 회전영역과, 상기 동일 편광 회전판에서 회전한 직선 편광을 -45°더 회전시키는 제2 회전영역이 수직방향으로 교대로 반복하여 형성된 패턴 편광 회전판;

   을 갖춘 것을 특징으로 하는 편광 투과 스크린.
7. 직선 편광의 편광축을 회전시키는 편광 투과 스크린에 있어서,

   상기 편광 투과 스크린에 입사하고, 특정방향으로 편광축을 갖는 직선 편광의 편광축에 대하여 광학 주축의 방향이 ±22.5°의 각도를 이루는 제1 회전영역 과, 상기 제1 회전영역의 상기 광학 주축에 대하여 ±45°의 각도를 이루도록 광학 주축의 방향이 설치된 제2 회전영역이 모두 1/2 파장판에 의해 수직방향으로 교대로 반복하여 형성된 패턴 편광 회전판; 및

   상기 수직방향에서의 광학 주축의 방향이 한결같은 1/2 파장판으로서, 상기 광학 주축의 방향이 상기 제1 회전영역의 광학 주축에 대하여 직교하는 동일 편광 회전판;

   을 갖춘 것을 특징으로 하는 편광 투과 스크린.
8. 제3항 내지 제7항에 있어서, 상기 제1 회전영역의 파장 분산특성과, 상기 동일 편광 회전판의 파장 분산특성은 동일한 것을 특징으로 하는 편광 투과 스크린.
9. 입체화상 표시장치에 있어서,

   제3항 내지 제7항의 어느 한 항에 따른 편광 투과 스크린;

   광원;

   상기 광원 및 상기 편광 투과 스크린의 사이에서 상기 편광 투과 스크린과 마주보고 설치되고, 상기 제1 및 제2 회전영역의 어느 한쪽과 마주보고 왼쪽 눈용 화상을 표시하는 왼쪽 눈용 표시라인과 상기 제1 및 제2 회전영역의 다른쪽과 마주보고 오른쪽 눈용 화상을 표시하는 오른쪽 눈용 표시라인을 수직방향으로교대로 반 복하여 갖고, 상기 편광 투과 스크린에 입사시키는 특정방향의 직선 편광만을 출사하는 액정 패널; 및

   상기 왼쪽 눈용 표시라인 및 상기 편광 투과 스크린을 투과한 직선 편광을 차광하고, 상기 오른쪽 눈용 표시라인 및 상기 편광 투과 스크린을 투과한 직선 편광을 투과시키는 오른쪽 눈용 편광판과, 상기 오른쪽 눈용 표시라인 및 상기 편광 투과 스크린을 투과한 직선 편광을 차광하고, 상기 왼쪽 눈용 표시라인 및 편광 투과 스크린을 투과한 직선 편광을 투과시키는 왼쪽 눈용 편광판을 갖는 편광 안경;

   을 갖춘 것을 특징으로 하는 입체화상 표시장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 오른쪽 눈용 표시라인이 상기 제1 회전영역과 마주보고 설치되어 있는 경우, 상기 오른쪽 눈용 편광판은, 상기 액정 패널로부터 출사되는 상기 직선 편광의 편광축과 직교하는 편광 흡수축을 갖고, 상기 왼쪽 눈용 편광판은, 상기 액정 패널로부터 출사되는 상기 직선 편광의 편광축과 평행한 편광 흡수축을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 입체화상 표시장치.
11. 제9항에 있어서, 상기 왼쪽 눈용 표시라인이 상기 제1 회전영역과 마주보고 설치되어 있는 경우, 상기 왼쪽 눈용 편광판은, 상기 액정 패널로부터 출사되는 상기 직선 편광의 편광축과 직교하는 편광 흡수축을 갖고, 상기 오른쪽 눈용 편광판 은, 상기 액정 패널로부터 출사되는 상기 직선 편광의 편광축과 평행한 편광 흡수축을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 입체화상 표시장치.
12. 입체화상 표시장치에 있어서,

    제3항 내지 제7항의 어느 한 항에 따른 편광 투과 스크린;

    오른쪽 눈용 직선 편광을 출력하는 오른쪽 눈용 광원과 상기 오른쪽 눈용 직선 편광과 직교하는 왼쪽 눈용 직선 편광을 출력하는 왼쪽 눈용 광원을 좌우방향으로 분할하여 갖추는 분할 편광원;

    상기 오른쪽 눈용 직선 편광을 관찰자의 오른쪽 눈의 방향에 투영함과 동시에 , 상기 왼쪽 눈용 직선 편광을 상기 관찰자의 왼쪽눈 방향에 투영하는 투영 렌즈; 및

    상기 오른쪽 눈용 광원으로부터 출력되는 상기 직선 편광과 평행한 직선 편광만을 투과시키고, 상기 제1 회전영역과 마주한 위치에서 오른쪽 눈용 화상을 표시하는 오른쪽 눈용 표시라인과, 상기 제2 회전영역과 마주한 위치에서 왼쪽 눈용 화상을 표시하는 왼쪽 눈용 표시라인을 수직방향으로 교대로 반복하여 갖는 액정 패널;

    을 갖춘 것을 특징으로 하는 입체화상 표시장치.
13. 입체화상 표시장치에 있어서,

    제3항 내지 제7항의 어느 한 항에 따른 편광 투과 스크린;

    오른쪽 눈용 직선 편광을 출력하는 오른쪽 눈용 광원과 상기 오른쪽 눈용 직선 편광과 직교하는 왼쪽 눈용 직선 편광을 출력하는 왼쪽 눈용 광원을 좌우방향으로 분할하여 갖추는 분할 편광원;

    상기 오른쪽 눈용 직선 편광을 관찰자의 오른쪽 눈 방향으로 투영함과 동시에, 상기 왼쪽 눈용 직선 편광을 상기 관찰자의 왼쪽 눈 방향으로 투영하는 투영 렌즈; 및

    상기 왼쪽 눈용 광원으로부터 출력되는 상기 직선 편광과 평행한 직선 편광만을 투과시키고, 상기 제1 회전영역과 마주한 위치에서 왼쪽 눈용 화상을 표시하는 왼쪽 눈용 표시라인과, 상기 제2 회전영역과 마주한 위치에서 오른쪽 눈용 화상을 표시하는 오른쪽 눈용 표시라인을 수직방향으로 교대로 반복하여 갖는 액정 패널;

    을 갖춘 것을 특징으로 하는 입체화상 표시장치.
14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 투영 렌즈는,

    상기 오른쪽 눈용 직선 편광의 편광축에 직교하는 방향으로 연장한 능선을 갖는 제1 리니어 프레넬 렌즈; 및

    상기 편광축에 평행한 방향으로 연장한 능선을 갖는 제2 리니어 프레넬 렌 즈;

    를 상기 직선 편광의 진행방향에 겹쳐서 갖는 것을 특징으로 하는 입체화상 표시장치.
15. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 투영 렌즈는,

    상기 오른쪽 눈용 직선 편광의 편광축에 직교하는 방향으로 연장한 능선을 갖는 제1 실린더형 렌즈; 및

    상기 편광축에 평행한 방향으로 연장한 능선을 갖는 제2 실린더형 렌즈;

    를 상기 직선 편광의 진행방향에 겹쳐서 갖는 것을 특징으로 하는 입체화상 표시장치.

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