(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の偏光子を有する液晶空間変調器と、第二の偏光子と、前記第一の偏光子と前記第二の偏光子との間に配置された受動的偏光変調光学素子とを備えた自動立体ディスプレイであって、
前記受動的偏光変調光学素子は、第一の配向方向を有する少なくとも１つの第一の領域及び該第一の配向方向と異なる第二の配向方向を有する少なくとも一つの第二の領域を含む配向層、及び該配向層上に設置され該配向層によって配向される複屈折材料層を備え、
該複屈折層は実質的に固定された複屈折の大きさを有し、
該複屈折層は、少なくとも１つの第一の領域上にあり、第一の方向に配向した光学軸を有する少なくとも１つの第一のリターダと、少なくとも１つの第二の領域上にあり、該第一の方向と異なる第二の方向に配向した光学軸を有する少なくとも１つの第二のリターダとを含む、自動立体ディスプレイ。
【請求項２】
前記受動的偏光変調光学素子の第一のリターダおよび前記第二のリターダがそれぞれ複数であり、該第一及び第二のリターダが規則性のアレイとして配置される、請求項１に記載の自動立体ディスプレイ。
【請求項３】
前記受動的偏光変調光学素子の第一及び第二のリターダが、それぞれ、第一及び第二のストリップに構成されており、該第一及び第二のストリップが交互に配置されている、請求項２に記載の自動立体ディスプレイ。
【請求項４】
前記受動的偏光変調光学素子の第一のストリップが第一の幅を有し、前記第二のストリップが該第一の幅よりも小さい第二の幅を有する、請求項３に記載の自動立体ディスプレイ。
【請求項５】
前記受動的偏光変調光学素子の第一及び第二のリターダが、速軸に沿った伝搬と遅軸に沿った伝搬との間で（２ｍ＋１）λ／２のリターダンスを有し、ｍが整数で、λが光の波長である、請求項１から４のいずれかに記載の自動立体ディスプレイ。
【請求項６】
前記受動的偏光変調光学素子の第二の方向が前記第一の方向に対して４５度である、請求項１から５のいずれかに記載の自動立体ディスプレイ。
【請求項７】
前記受動的偏光変調光学素子の複屈折材料が反応性メソゲンを含む、請求項１から６のいずれかに記載の自動立体ディスプレイ。
【請求項８】
前記液晶空間変調器が第一及び第二の基板及び液晶層を含み、前記受動的偏光変調光学素子が該第一の基板と該液晶層との間に設置され、第三の基板が該受動的偏光変調光学素子と該液晶層の間に設置され、該第三の基板が実質的に該第一の基板よりも薄い、請求項１に記載の自動立体ディスプレイ。
【請求項９】
前記液晶空間変調器を照らすバックライトがさらに設けられており、前記受動的偏光変調光学素子と第二の偏光子とが、前記第一の偏光子と該バックライトとの間に配置されている、請求項１に記載の自動立体ディスプレイ。
【請求項１０】
前記第二の偏光子が取り外し可能である、請求項９に記載の自動立体ディスプレイ。
【請求項１１】
前記第二の偏光子と前記受動的偏光変調光学素子との間に、散乱状態とクリア状態とに切換可能な拡散板が配置されている、請求項９に記載の自動立体ディスプレイ。
【請求項１２】
前記第一の偏光子と前記受動的偏光変調光学素子との間に、散乱状態とクリア状態とに切換可能な拡散板が配置されている、請求項９に記載の自動立体ディスプレイ。
【請求項１３】
前記第一の偏光子と前記受動的偏光変調光学素子との間に、レンチキュラースクリーンが配置されている、請求項９〜１２のいずれかに記載の自動立体ディスプレイ。
【請求項１４】
前記液晶空間変調器を照らすバックライトがさらに設けられており、該液晶空間変調器は、前記受動的偏光変調光学素子と該バックライトとの間に配置されている、請求項１〜８のいずれかに記載の自動立体ディスプレイ。
【請求項１５】
前記第一及び第二のストリップが非直線状の境界線によって規定される、請求項３〜１４のいずれかに記載の自動立体ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、受動的偏光変調光学素子およびそれを含む光学デバイスに関する。本発明はまた、受動的偏光変調光学素子の製造方法に関する。受動的偏光変調光学素子は、例えば自動立体型の３次元（３Ｄ）ディスプレイに適用できる。そのディスプレイはゲーム機、コンピュータモニター、ラップトップディスプレイ、ワークステーション、および医学、デザインまたは建築用の専門的な画像処理に適用することができる。
【０００２】
【従来の技術】
通常の視覚では、２つの人間の目は、頭の中で空間的に分離された２つの異なる視野から周囲の光景を知覚する。その後、脳はこれらの２つの視野を用いて、見ている光景にある様々な物体までの距離を判断する。３次元画像を効率的に表示するディスプレイを提供するためには、この状態を再現し、観察者のそれぞれの目に対応する、いわゆる画像の「双眼写真」を与える必要がある。
【０００３】
大部分の３次元ディスプレイは、両目に異なる視野を与えるために適用される技法によって、２つのタイプに分類することができる。典型的には、立体ディスプレイは、自由自在の広範囲の視野を有する２つの画像を表示する。しかしそれぞれの視野は、例えば色、偏光状態または表示時間によってコード化される。従って、それぞれの目に意図された１つの視野のみを見せるために、観察者が装着する眼鏡のフィルタシステムによって、その視野を分離する試みが行われている。
【０００４】
自動立体ディスプレイは、観察者が装着する視覚補助具を必要としない。代わりに、２つの視野は空間の限られた領域からしか見ることができない。ディスプレイの活性領域全体にわたって画像が可視となる空間領域のことを「視野領域」と称する。一方の目が一方の視野領域内にあり、他方の目が他方の視野領域内にあるように観察者が位置すれば、観察者は適切な組み合わせの視野を見て、３次元画像を認識する。
【０００５】
「平面パネル」タイプの自動立体ディスプレイにおいて、視野領域はディスプレイの画素構成および、一般的にパララックスレンズと称される光学素子の組み合わせによって形成される。そのようなレンズの一例はパララックスバリアである。この素子は不透明な領域によって分離された、垂直方向の透過スリットを有するスクリーンである。このタイプのディスプレイを添付の図１に図示する。液晶タイプの空間光変調器（ＳＬＭ）１はガラス基板２を含み、ガラス基板２の間には液晶層が、それと関連する電極および配向層と共に配置される。バックライト３は後方からＳＬＭ１を照らす。パララックスバリア４はＳＬＭ１の全表面上に設置される。
【０００６】
ＳＬＭ１は画素開口の２次元アレイを有する。画素は、ギャップ６によって分離される参照番号５に示すように、縦の行に配置される。パララックスバリア４は垂直方向に延びるスリット７を有する。水平方向のピッチは画素行５の水平方向のピッチのほぼ整数倍である。そのため、画素の行グループはそれぞれのスリットと関連づけられる。図１に示すように、画素行１、２および３と称される３つの画素行は、パララックスバリア４の各スリット７と対応する。
【０００７】
パララックスバリア４のようなパララックスレンズの機能は、画素を透過する光を所定の出射角に制限することである。この制限は対応するスリットの後方の各画素行の視野角を規定する。各画素の視野角の範囲は、画素幅および、画素を含む平面とパララックスレンズを含む平面との間の距離によって決まる。図１に示すように、各スリット７に対応する３つの画素行５はそれぞれの視野ウインドウで見ることができる。
【０００８】
添付の図２はＳＬＭ１およびパララックスバリア４から生成される光の角度のゾーンを示す。パララックスバリアのスリットの水平方向のピッチは、画素行のピッチの精確な整数倍と等しい。この場合、ディスプレイ表面にわたる異なる位置からの出射角のゾーンは混ざり合い、画像１または画像２に対する純粋な視野ゾーンは存在しない。このように、観察者のそれぞれの目はディスプレイ全体にわたる単一の画像を見ないが、代わりにディスプレイ表面上の異なる領域の、細切れの異なる画像を見るであろう。この問題を解決するために、出射角のゾーンがディスプレイの前にある（一般的に「ウインドウ平面」として知られる）所定の平面をカバーするように、パララックスレンズのピッチをわずかに小さくする。パララックスレンズのピッチをこのように変えることは「視覚（ビューポイント）補正」と呼ばれる。これを添付の図３に図示する。ウインドウ平面を参照番号８に示し、結果として得られる実質的にカイト形の視野領域を参照番号９及び１０に示す。観察者の右目及び左目がそれぞれ視野領域９及び１０にあると仮定すると、それぞれの目はディスプレイ全体にわたる意図された単一の画像を見るであろう。その結果、観察者は３次元効果を知覚する。
ウインドウ平面８はディスプレイの最適観察距離を規定する。目の位置がこの平面内にある観察者はディスプレイの最も高品質な画像を見る。この平面内で目を水平に動かすと、目が視野領域９及び１０の端に至るまでディスプレイの画像が維持される。これらの視野領域では、片目が隣接する視野領域に入ると全体のディスプレイが次の画像に高速で変化する。各視野領域内のウインドウ平面のラインは一般的に「視野ウインドウ」と呼ばれる。
【０００９】
D.J.BroerによるSLD 95 Digestの"Molecular architectures in thin plastic films by in-situ photopolymerisation of reactive liquid crystals"には、パターン化光学波長板の製造方法が開示されている。
【００１０】
SchadtらによるJapanese Journal of Applied Physics, vol 31, 1992, 2155頁には、偏光を用いてポリビニルメトキシシナメート（桂皮酸塩？）を架橋させることによって得られる、液晶の非接触配向を含む液晶層の光重合に基づく技法を開示している。
【００１１】
SchadtによるSLD Information Display 12/97 の"Photo-alignment and Patterning of LC Displys"には、液晶に対する配向層の光パターニングが開示されている。それに必要なマスキング工程は一回のみである。
EP0689084は、光学素子及び配向表面として反応性メソゲン層を適用することを開示している。
【００１２】
米国特許第5537144号及び米国特許第5327285号は、偏光子またはリターダをパターニングする光リソグラフ法を開示している。リターダのアレイは、フォトレジストを通して薄く伸ばしたＰＶＡ膜をエッチングすることにより得られる。これはＰＶＡを選択的に除去し、その結果所定の領域の複屈折を効率的に消滅させる。ＰＶＡの選択的機械的除去もまた記載されている。従ってこの技法は、いくつかの領域が互いに平行な光学軸を有するリターダとして作用し、他の領域のリターダンスが実質的にゼロである、単一層の素子の提供に用いられ得る。
【００１３】
ChenらによるSLD 95 Digest 865頁の "Four domain TNLCD fabricated by reverse rubbing or double evaporation"には、アクティブ液晶デバイス（ＬＣＤ）の配向層のダブルラビングを含む技法の適用を開示している。液晶配向方向は各画素内で変化し、デバイスの視野角特性を改善することができる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
自動立体ディスプレイにおける従来からの課題は、解像度の向上およびクロストークやモアレ模様等のアーチファクトの削減ようなディスプレイ特性の向上ならびに観察者の位置や角度による視野特性の改善が挙げられる。
【００１５】
本発明は、自動立体ディスプレイに、パララックスバリアとして受動的偏光変調素子を適用し、それらの課題を克服するものであり、本発明の目的は、２次元／３次元モードの切換可能な自動立体ディスプレイに適用可能な受動的偏光変調素子を提供することである。本発明の他の目的はさらに、そのような受動的偏光変調素子の、安価で大量生産可能な製造方法を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の自動立体ディスプレイは、第一の偏光子を有する液晶空間変調器と、第二の偏光子と、前記第一の偏光子と前記第二の偏光子との間に配置された受動的偏光変調光学素子とを備えた自動立体ディスプレイであって、前記受動的偏光変調光学素子は、第一の配向方向を有する少なくとも１つの第一の領域及び該第一の配向方向と異なる第二の配向方向を有する少なくとも一つの第二の領域を含む配向層、及び該配向層上に設置され該配向層によって配向される複屈折材料層を備え、該複屈折層は実質的に固定された複屈折の大きさを有し、該複屈折層は、少なくとも１つの第一の領域上にあり、第一の方向に配向した光学軸を有する少なくとも１つの第一のリターダと、少なくとも１つの第二の領域上にあり、該第一の方向と異なる第二の方向に配向した光学軸を有する少なくとも１つの第二のリターダとを含み、これにより上記目的が達成される。
【００１７】
前記受動的偏光変調光学素子の第一のリターダおよび前記第二のリターダがそれぞれ複数であり、該第一及び第二のリターダが規則性のアレイとして配置され得る。前記受動的偏光変調光学素子の第一及び第二のリターダが、それぞれ、第一及び第二のストリップに構成されており、該第一及び第二のストリップが交互に配置されて得る。前記受動的偏光変調光学素子の第一のストリップが第一の幅を有し、前記第二のストリップが該第一の幅よりも小さい第二の幅を有し得る。
【００１８】
前記第一及び第二のリターダは、速軸に沿った伝搬と遅軸に沿った伝搬との間で（２ｍ＋１）λ／２のリターダンスを有し得る。ここでｍは整数、λは例えば赤外線、可視光線、紫外線の光の波長である。
【００１９】
前記第二の方向が前記第一の方向に対して実質的に４５度であり得る。
【００２０】
複屈折層は少なくとも１つの架橋可能な液晶モノマー、少なくとも一つの架橋可能な液晶オリゴマーまたはそれらの混合物を含み得る。例えば複屈折層は反応性メソゲンを含み得る。架橋は、加熱手段、紫外線照射のような照射手段、またはカチオン重合手段によって起こる。
【００２３】
前記液晶空間変調器が第一及び第二の基板及び液晶層を含み、前記受動的偏光変調光学素子が該第一の基板と該液晶層との間に設置され、第三の基板が該受動的偏光変調光学素子と該液晶層の間に設置され、該第三の基板が実質的に該第一の基板よりも薄いことが好ましい。
前記液晶空間変調器を照らすバックライトがさらに設けられており、前記受動的偏光変調光学素子と第二の偏光子とが、前記第一の偏光子と該バックライトとの間に配置されていることが好ましい。
前記第二の偏光子が取り外し可能であることが好ましい。
前記第二の偏光子と前記受動的偏光変調光学素子との間に、散乱状態とクリア状態とに切換可能な拡散板が配置されていることが好ましい。
前記第一の偏光子と前記受動的偏光変調光学素子との間に、散乱状態とクリア状態とに切換可能な拡散板が配置されていることが好ましい。
前記第一の偏光子と前記受動的偏光変調光学素子との間に、レンチキュラースクリーンが配置されていることが好ましい。
前記液晶空間変調器を照らすバックライトがさらに設けられており、該液晶空間変調器は、前記受動的偏光変調光学素子と該バックライトとの間に配置されていることが好ましい。
前記第一及び第二のストリップが非直線状の境界線によって規定されることが好ましい。
【００３４】
以下に作用を説明する。この光学素子は、例えばパララックスバリアを提供するために用いられ得る。このパララックスバリアは自動立体ディスプレイに適用でき、そのパララックスバリアを動作させなくすることも可能である。これによって、そのディスプレイを２次元モードで用いることができる。このタイプのデバイスは英国出願第9713985.1号に開示されている。２次元モードでは、３次元モードでスリットとして作用する領域とスリットの間にある領域との光吸収の差を回避できる利点がある。そうでない場合、２次元モードで、吸収の変化はディスプレイの画素構造とビート（干渉）するため、可視のモアレパターニングが起こり得る。
【００３５】
素子の光学特性に影響を及ぼすことなく素子表面の損傷を避けるために、素子を他の基板と結合させてもよい。素子はガラス基板上に形成され得る。このことにより、素子を製造する前に、反対側の基板表面に低価格の反射防止層を適用することができる。
【００３６】
光学素子は、スピンコート法及び光リソグラフ法によるマスキング技術のような、現存する処理方法によって製造され得る。よって、このタイプの光学素子は低価格で大量に製造できる。この素子はリターダ材料を除去せずに製造できる。そのため表面または端部のアーチファクトまたは損傷を生じず、また後で平坦化（プラナリゼーション）を行う必要なく、より簡単に製造できる。光リソグラフ法を用いれば、リターダ領域は高精度且つ高解像度に形成され得る。よって、その素子は視覚補正されたパララックスバリア用に適する。さらに、高次元の安定性を有する素子を提供できる。
【００３７】
基板は、ディスプレイ基板と実質的に同じ温度膨張性を有し得る。
【００３８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を説明するための全ての図面において、同じ参照番号を類似の部品に付す。
【００３９】
図４に受動的偏光変調光学素子１１を示す。素子１１は実質的に大きさが一定の複屈折を有する複屈折材料層を含む。その層の厚さ及び複屈折は、１／２波長板として作用するように設定される。この層の異なる領域は、異なる方向に向いた光学軸を有するリターダとして作用する。具体的には、素子１１は第一のリターダ１２と第二のリターダ１３を有する。
【００４０】
リターダ１２及び１３は、層内に交互に形成された、平行な垂直方向のストリップからなる。ストリップ１２は幅が等しく、参照方向に対して４５度に配向された光学軸を有する。ストリップ１３は幅が等しく、参照方向に対して９０度に配向された光学軸を有する。
【００４１】
図４の光学素子１１は入射側偏光子１４と協同して光学装置を形成する。例えば入射側偏光子１４は、液晶デバイスの出射側偏光子を含んでもよい。入射側偏光子１４は、例えばアクティブマトリクス液晶デバイスにおいて典型的に用いられるような、偏光ベクトル（すなわち透過軸）が参照方向に対して４５度である直線偏光を与える。しかし、素子１２及び１３の光学軸方向を適切に変化させて、他のディスプレイモードに適する他の偏光方向を適用してもよい。
【００４２】
偏光子１４からの光の偏光ベクトルは、リターダ１２の光学軸に対し平行である。その結果、リターダ１２は偏光ベクトル方向に実質的に影響を及ぼさない。従って、リターダ１２からの光の偏光ベクトルは参照方向に対し４５度である。領域１３の光学軸は入射光の偏光方向に対し４５度に配向される。したがって、リターダ１３は１／２波長板として作用し、光の偏光ベクトルを９０度回転させる。その結果、リターダ１３からの出射光の偏光ベクトルは参照方向に対し１３５度である。
【００４３】
図６及び図７に示す構成は、素子１１の光学軸及び偏光子１４の偏光方向を４５度回転させた点が図４及び５と異なる。従って、偏光子１４からの光の偏光ベクトルは０度である。リターダ１２から出射した光も同様に０度である。一方、リターダ１３から出射した光の偏光ベクトルは９０度回転される。
【００４４】
図８及び図９は、出射側偏光子１５と協同してパララックスバリアを形成する、図４及び５のタイプの光学素子を図示する。出射側偏光子１５の偏光方向は入射側偏光子１４の偏光方向と直交する。従って、偏光子１５はリターダ１２を通過する光を実質的に消光するが、リターダ１３からの光を通過させる。
【００４５】
リターダ１３による偏光の回転は、一般的に動作スペクトル全体にわたって最適に動作しない。よって、可視スペクトルのある部分は他の部分よりも透過しない。素子１１を有する図８及び図９のデバイスを通る非偏光の透過度の計算値を図１０に示す。デバイスの素子１１は、Merck社（イギリス）製のRM257として知られる一軸性複屈折材料から作製される。偏光子１４及び１５の偏光学軸が直交している状態では、透過度はスペクトルの中央領域で意図的に最も高くされ、可視スペクトルのいずれかの端部に向かって減少する。中央の波長を適切に選択すれば、透過光は良好な白色バランスを維持する。
【００４６】
図１０はまた、偏光子１４及び１５の偏光学軸は互いに平行であり、リターダ１２及び１３の光学軸を置き換えた状態における、図８及び図９のタイプのデバイスの特性を示す。この場合、リターダ１２通過による消光は、広帯域波長板の特性に依存する。中央の波長は良好に光を消光させるが、透過度は実質的にスペクトルの端部に向かって増大する。クロストークのレベルを１％を超えないようにするために、自動立体ディスプレイのパララックスバリアは、可視スペクトル全体にわたって１００：１のコントラスト比を与えなければならない。図１０に示すように、これは、平行な偏光子及び偏光回転子がパララックスバリアのスリット領域間のバリア領域として作用する状態では達成されないであろう。
【００４７】
中間に光学素子を用いない場合の、２つの直交する偏光子を通過する透過率を図１１に示す。消光は実質的に改善され、４５０から７５０ナノメータの波長の範囲全体にわたって所望のコントラスト比が得られる。これは図８に示す構成に対応する。リターダ１２の光学軸は入射光の偏光ベクトルに沿って配向されるため、実質的に偏光ベクトルに影響を及ぼさないからである。一般的に、パララックスバリアに必要とされるコントラスト比を得ることができるため、このような構成が好ましい。しかし、透過光の色消しがコントラスト比または色消しの消光よりも重要となる用途では、２つの領域のリターダの光学軸が交換され、且つ出射側偏光子の軸が９０度回転された状態で、図８及び図９のタイプの構成を用いることができる。
【００４８】
素子１１は入射側偏光子１４に結合され得る。それにより、ストリップ形状のリターダ１２及び１３の相対チルトの差を明確にでき、かつ偏光子１４を一部品とするＬＣＤの画素構造を実現できる。このことはまた、デバイス内の反射を減少させるための界面の屈折率整合も可能にする。高い透明度、色消し、ならびに偏光子１４及び素子１１と似通った温度膨張特性の必要条件を満たす最適な材料の一例は、エポキシ樹脂、アクリルポリマー及びポリウレタン接着剤ベースのそれらの材料のような、有機物接着剤を含む。
【００４９】
図８及び図９のデバイスは、図１に示す自動立体３次元ディスプレイのパララックスバリア４として用いることができる。リターダ１３はパララックスバリアのスリットとして作用し、リターダ１２はスリット間の不透明領域として作用する。
【００５０】
軸外れの位置から見ると、観察者の目に届く光は、素子１１を形成する層を通って斜めに移動する。この斜光線はわずかに異なる光路差を有する。複屈折層内でそれらの方向が異なり、また層を通過する伝搬経路がより長くなるからである。よって、バリアスリットを通過した光は、軸外れの視野では、色及び透過度が変化され得る。しかし、領域１２の光学軸が偏光子１４の透過軸に対して０度または９０度の場合、画像コントラストは実質的にパララックスバリアの視野角特性の影響を受けない。ＳＬＭとしてＬＣＤを用いた３次元ディスプレイにおいて、視野角特性は白色状態の色度が目に見える最小値となるように設定される。構成によっては、バリアスリットの配向方向に平行な方向では色彩のバリエーションが低下する傾向にある。同様に、ＬＣＤは最も制限を受ける視野方向が一般的に垂直方向となるように設定された視野角特性を有し得る。ＬＣＤでは、軸外れから見ると、ディスプレイのコントラスト及び色彩が低下する。従って、リターダの最低品位の視野角がＳＬＭの最低品位の視野角に沿って配向している場合、パララックスバリアの特性は実質的にＳＬＭの画像の品位に影響しない。
【００５１】
リターダ１３のスリット領域の光学軸をディスプレイの方向に垂直になるように配置すれば、ディスプレイの角度による視野特性をさらに改善させることができる。配向層表面のプレチルト及び／または複屈折材料のスプレーによって色度に順々に角度のバリエーションが生じる。そのため、スリット１３の配向方向が（ＬＣＤからなる）デバイスの垂直軸に沿って配向される場合、このバリエーションは見えにくくなる。従って、複屈折層のスプレーを減少させることもまた有益である。
【００５２】
リターダ１２及び１３は、光学軸を除いて、層全体を通じて均質な光学特性を有する、単一の層から形成される。またこの層の厚さは実質的に一定である。この構成により、層１１は空気のギャップなく、且つ平坦化の必要なく、他の層と結合することができる。
【００５３】
３次元画像の視野自由度は、図１のディスプレイのＬＣＤの画素に対するバリアスリットの配向によって、ある程度決まる。ＬＣＤに対してバリアスリットにチルトを与えると、周辺部に配向不良が生じる。配向不良が起こると、視野自由度を損ない、ディスプレイ上の画像のクロストークが起こり得る領域を生じる。これは、観察者にとって視覚上のストレスを増大させるため、好ましくない。層１１を偏光子１４と接触させて形成すれば、このようなチルトは実質的に回避できる。特に、所望の配向を与えるための技法が存在する。関連するＬＣＤまたは他のデバイスと一体で層１１を形成すれば、製造中に適切な配向が得られ、この配向は実質的に、機械的衝撃や温度変化のような環境条件の影響を受けない。
【００５４】
図８のタイプのディスプレイを２次元モードで操作するためには、出射側偏光子１５を除去してもよいし、そうでなければ使用しなくてもよい。このモードでは、素子１１の光学軸のパターン化構造が目に見えないことが望ましい。例えば、ＬＣＤ構造とビート（干渉）するモアレが目に見えないようにするためには、リターダ１２及び１３は同じ光吸収特性を有しなければならない。他の回避すべきアーチファクトはパララックスバリアの相構造からの回折である。この回折はＬＣＤの画素構造とビート（干渉）し、低いコントラストのモアレの干渉効果を与え得る。光学素子１１を用いれば、相構造の回折効果は公知の構成と比較して小さくされ得る。リターダ１２及び１３からの光の直交する直線偏光状態は、実質的に互いに干渉しない。リターダ１２と１３との間の位相の違いは最小にされる。リターダは実質的に同じ屈折率を有する同じ材料中に形成されるからである。また、領域の間にエッチングまたはカッティングされた端部を持たないため、散乱によって２次元モードの質の低下を引き起こす。
【００５５】
図１２は回折のレベルを減少させるための別の技法を示す。以下により詳細に説明するように、光学素子１１の製造中、素子を形成するために、参照番号２０に示す形状のマスクを用いて参照番号２１に示す配向層の方向の１つを規定する。その結果、パララックスバリアスリットは非直線状の境界線によって規定される。代わりに、境界線は例えば正弦波形である。非周期性の波形または周期が変化する波形を含む、他の波形を用いても良い。この結果、異なるアスペクト比による複数の異なる回折構造が生じ、回折効果がぼける。この構造によって、回折構造は垂直方向にも幾分ぼける。しかし、回折構造の垂直方向の、垂直方向の画素構造とのビート（干渉）を最小にするための、ケアを施すべきである。例えば、波形の周期を選択する及び／または変化させることによって、最小にできる。
【００５６】
図１３は光学素子１１の第一の製造方法を示す。素子は基板３０上に作製される。基板３０上には、配向層３１が例えばスピンコート法によって形成されている。配向層は、Schadtらの"Surface Induced Parallel Alignment of Liquid Crystals by Linearly Polymerised Photopolymers", Japanese Journal of Applied Physics, vol 31 1992, 2155頁及びEP0689084に記載されているように、線状の光重合性材料からなる。配向層３１に、マスク３２を通して第一の直線偏光放射線を照射し、照射領域Ａを形成する。その後、配向層３１の照射されていない領域に、マスク３３を通して異なる直線偏光を有する放射線を照射し、照射領域Ｂを形成する。代わりに、Schadtによる"Photo-alignment and Patterning of LC Displays", Information Display 12/97に開示されるように、第二の照射が、第一のマスク付照射によって得られた領域の配向方向に実質的に影響を及ぼさない場合は、マスク３３を必要としなくてもよい。従って、配向層３１の交互の領域は異なる配向方向を与える。それらは、例えば４５度または９０度異なる。次に配向層３１を、例えばスピンコート法によってリターダ層３４で覆う。リターダ層３４は、所定の方向に配向され、その後実質的に固定された、任意の適当な複屈折材料からなる。適当な材料は、ジアクリレート及び／またはモノアクリレートを有する反応性液晶ポリマーを含み得る。適当な材料の一例は、Merck社製（イギリス）のRM257として知られる。その後、リターダ層３４は、例えば紫外線照射により固定または重合され、固定リターダ３５を形成する。
【００５７】
リターダ層３４の光学軸は、配向層３１の下地部分による交互の方向を選択する。そのため、選択的に重合させる必要はない。また、製造工程中にリターダ材料を除去しない。これによって、広い領域の光源からの遠隔照射が可能になり、またリターダ材料がマスクに貼り付くリスクを回避する。
【００５８】
基板３０は任意の複屈折を最小にするように選択される。複屈折は最小でなければ光学素子の特性に影響を与える。例えばコントラスト比を減少させる、またはデバイスの色特性を低下させる。例えば基板３０は、光学素子が偏光子１４にまたは近傍に配置された３次元ディスプレイの場合は、周辺の構造を歪めないように適度に平坦な、適当なフロートガラスであり得る。代わりに、基板は、（配向層）製造工程に耐えるに充分な温度安定性を有する、複屈折の小さいプラスチックまたはポリマーであってもよい。適する材料の一例は、ポリエーテルスルホンである。
【００５９】
図１４は光学素子の第二の製造方法を示す。基板３０は、例えばスピンコート法によってポリイミド配向層３１でコーティングされる。ポリイミドは、T9039（N-メチル-2-ピロリジンと1-メトキシプロパン-2-オールとの混合物、Du Pont社製）を含む溶媒に１：２０の割合で溶解させた、PI2555（Du Pont社製）を含み得る。例えば配向層３１は、オープンボールスピンコータ内で４０００ｒｐｍで３０秒回転することにより形成される。その後、ポリイミド層３１は、摂氏１７０度で２時間の熱処理により硬化される。配向層３１は柔らかい布でラビングされ、領域Ａに示すように、配向層上に好ましい方向及びプレチルトを生じる。
【００６０】
フォトレジスト層３６は、例えばスピンコート法によって配向層３１上に形成される。フォトレジスト層３６を、例えば所望のパララックスバリアをクロムにコピーした形状のマスク３７を通して選択的に露出させる。よって、マスク３７を通して照射を行った後、フォトレジストは、パララックスバリアスリット間の不透明領域を形成する予定の光学素子の領域を覆う。その後、照射されたフォトレジストを除去する。
【００６１】
次に素子を再度ラビングし、例えば前回の配向に対して４５度または９０度の角度をなす、配向層の第二の異なる配向を生じさせる。場合によっては、配向層３１の露出領域を、所望の配向方向を得るために前回ラビングされていない配向層の場合に必要とされた角度とは異なる角度で、ラビングする必要があり得る。これが必要であり得るのは、元の配向層が再ラビング後の表面エネルギーに影響し続ける可能性があるためである。従って、表面エネルギーに対する補正のため、所望の配向方向と２０度を限度とする角度で異なるラビング方向が必要であり得る。再ラビングされた領域を領域Ｂに示す。
その後、残留しているフォトレジストを例えばアセトン洗浄により除去する。次に、（例えば図１３を参照して前述したタイプの）リターダ層３９がスピンコート（塗布）される。リターダ層３９の光学軸は配向層３１の下地部分による方向を選択する。リターダ層３９は例えば紫外線照射により固定され、リターダ４０を形成する。
【００６２】
図１５は光学素子の第３の製造方法を示す。図１５(a)から(e)に示す工程は図１４(a)から(e)に示す工程と同じであり、さらなる説明を行わない。
【００６３】
図１５(e)に示す工程の次に、別の配向層４１を配向層３１上及びフォトレジスト３８上に設置する。配向層４１は上述のようなポリイミドであっても良い。その後、例えば上述したように、配向層４１はラビングされ、図１５(g)に領域Ｂで示される第二の異なる配向を生じる。次に、例えば上述したように、フォトレジスト３８が除去され、その結果としてフォトレジスト３８上の配向層４１の領域も除去される。図１５(h)に示しように、配向層３１は部分的に配向層４１の領域４２に覆われる。従って、領域４２は配向方向Ｂを与え、領域４２の間の配向層３１の領域は配向方向Ａを与える。その後、配向層３１及び領域４２を複屈折材料で覆う。複屈折材料は上述のように固定され、光学素子を形成する。
図１６は光学素子の第４の製造方法を示す。この方法は図１５に示す方法と、配向層３１が（例えば図１３を参照して上述したタイプの）光配向層である点が異なる。図１６(b)に示す第一の配向工程は、直線偏光された紫外線照射によって行われる。
【００６４】
図１７は光学素子の第５の製造方法を示す。図１７に示す方法は図１５に示す方法と、配向層４１が（例えば上述したタイプの）光配向層である点が異なる。図１５を参照して上述した第二のラビング工程は、直線偏光された紫外線照射に置き換えられ、それにより図１７(g)に示すような所望の配向方向Ｂを与える。
【００６５】
図１８は図８及び図９に示すタイプのパララックスバリアの別の応用を示す。このタイプのパララックスバリアの自動立体３次元ディスプレイへの適用は、C.van BerkelらによってProc. SPIE 3012 Feb. 97に開示されている。このタイプのディスプレイは、例えば図１に示すディスプレイよりもかなり多数の視野を生成する。これによって、視野の自由度は高まるが、それと比例して各視野の画像解像度が低下する。
【００６６】
光学素子１１は図８の素子と、ストリップ１２及び１３がディスプレイの画素列に対して微小角度４５のチルトを生じている点が異なる。ストリップ１３の配向層の方向は、例えば出射側偏光子の透過方向に対して実質的に４５度に設定され得る。一方、ストリップ１２の配向層の方向は好ましくはディスプレイ偏光子の透過方向に対して平行または垂直であり得る。図１８の上部は、ディスプレイの２次元モードを提供するために偏光子１５が除去された場合の、光学素子１１を示す。一方、図１８の下部は、偏光子１５が存在する場合の、３次元モードの外観を図示する。
【００６７】
図１９(ａ)は、図８及び図９のタイプのパララックスバリアをＳＬＭと組み合わせてＬＣＤ１として用いた、背面（リア）パララックスバリアタイプの自動立体３次元ディスプレイを示す。ＬＣＤ１の入射側偏光子はパララックスバリアの出射側偏光子１５からなる。
【００６８】
２次元モードを提供するために、図１９のディスプレイは切換可能な拡散板４８を含む。拡散板４８は、入射側偏光子１４と、光学素子によって形成されたリターダアレイ１１との間に設置される。切換可能な拡散板４８は、具体的にはポリマー分散型液晶（ＰＤＬＣ）であり得、クリア状態と散乱状態との切換が可能である。クリア状態では、リターダアレイ１１は偏光子１５によって検光され、パララックスバリアを形成する。拡散板４８が散乱状態に切換えられると、リターダアレイ１１の出射側偏光子は拡散板４８の拡散効果によって乱される。その結果、パララックスバリアが形成されず、ディスプレイはフル解像度の２次元モードで動作する。
【００６９】
図１９(b)に示すディスプレイは、拡散板４８が省かれ、偏光子１４が２次元モードを提供するために取り外し可能である点が、図１９(a)のディスプレイと異なる。この構成は偏光子１５が取り外し可能である構成に相当するが、コストを削減できる。
【００７０】
図１９(a)の構成において、２次元モードでアーチファクトが幾分残るが、３次元モードは最適化される。図２０に示す代わりの構成では、切換可能な拡散板４８がリターダアレイ１１とＬＣＤ１の偏光子１５との間に設置される。この構成によると、２次元モードではパララックスバリアの影響は残らないが、３次元モードは拡散板４８のクリア状態での残留散乱によって画像特性は低下され得る。
【００７１】
図２１は図８及び図９に示すタイプのパララックスバリアの別の応用を示す。バリアは、関連したＳＬＭ等と協同して視野ウインドウを形成するための、一般的に参照番号４９で示される従来の部分を有する。しかしバリアは、関連したＳＬＭと協同して観察者の位置を表示するための、ピッチが部分４９の２倍である部分５０を有する。このタイプのディスプレイは英国出願第9702259.4号及びEP出願第98300826.9号（出願番号の場合は？）に開示されている。
【００７２】
図２２は、例えばパララックスバリアの一部として適用される別の光学デバイスを示し、図６及び７のデバイスと、均質またはパターン化されていない１／２波長板５１がパターン化１／２波長板１１の出射側に設置される点が異なる。ストリップ１２の光学軸の方向は、入射側偏光子１４の透過方向に対して−２２．５度である。一方、領域１３の光学軸の方向は、入射側偏光子１４の透過方向に対して＋２２．５度である。１／２波長板５１の光学軸は、偏光子１４の透過方向に対して６７．５度である。よって、領域１２は１／２波長板と直交した光学軸を有するため、実質的に無色となる（色消しされる）。一方、領域１３は、図４の単一の波長板の構成と比較して色特性が改善された、全体として１／２波長板の機能を有する連結波長板を形成する。これは、図２２及び２３の構成をパララックスバリアとして用いる場合、余分な１つの波長板５１のコスト、およびバリア領域を形成する領域１２に対する光学軸の精確な方向付けの必要性とによって達成される。このタイプの、パターン化されたリターダとパターン化されていないリターダの組み合わせは英国出願第9725097.4号に開示されている。
【００７３】
図２４は、図２０のタイプの素子構成を用いた自動立体３次元ディスプレイを示す。ＬＣＤ１はEP特許第0721132号に開示されるような、マイクロ（微小）偏光子タイプである。パララックスレンズは、ＬＣＤ１とコンパクトイルミネータの間に設置されたレンチキュラースクリーン５２からなる。コンパクトイルミネータはバックライト３、偏光子１４、リターダアレイ１１及び切換可能な拡散板４８を含む。このタイプのディスプレイのより詳細な構成及び動作はEP特許第0721132号に開示され、この内容を参考として本願に援用する。
【００７４】
図２５はビームコンバイナタイプの自動立体３次元ディスプレイを示す。ＬＣＤ１はパララックスレンズとしてのレンチキュラースクリーン５２と関連している。スクリーン５２の後方には、バックライト３、偏光子１４、切換可能な拡散板４８及びリターダアレイ１１からなるコンパクトイルミネータが設置される。この構成は２つ存在し、２つのディスプレイ構成からの出射光は、ハーフミラー５３の形状のビームコンバイナによって結合される。各コンパクトイルミネータは、図１９と似た構成を得るために、切換可能な拡散板４８とリターダアレイ１１の位置が交換されている点で図２４のイルミネータと異なる。ビームコンバイナディスプレイはEP0602934に開示され、この内容を参考として本願に援用する。
【００７５】
自動立体３次元ディスプレイの用途によっては、ディスプレイとの相互作用を可能にするため、ＳＬＭ１と観察者の間にタッチスクリーンを設置する必要があり得る。観察距離を最短にするために、リターダバリア１１がＳＬＭ１とタッチスクリーンの間に設置されなければならない。タッチスクリーンとＳＬＭ１との間のスペースに偏光子を導入することは可能だが、それによってディスプレイにごみが入り、画像の質を低下させ得る。
【００７６】
図２６は代わりの構成を示し、前方（フロント）パララックスバリアタイプのディスプレイである。タッチスクリーン５５がリターダバリア１１と３次元偏光子１５との間に設置される。偏光子１４はＳＬＭ１のディスプレイ偏光子によって形成される。
【００７７】
この構成では、タッチスクリーン５５はバリア１１と偏光子１５の間に設置されるため、ディスプレイの３次元モードの質を低下させないように、タッチスクリーン５５の複屈折を考慮しなければならない。例えばタッチスクリーン５５は透明電極とガラス基板上に取り付けられたプラスチックスペーサとのサンドイッチ構造を含み得る。タッチスクリーン５５の複屈折はいずれも、それ自体が３次元モードの動作におけるコントラスト及び色彩の損失を意味する。
【００７８】
タッチスクリーン５５の複屈折による問題は少なくとも２つの方法で取り除くまたは減じることができる。第一の方法では、バリア１１から出射する偏光の実質的な低下を生じないように、タッチスクリーン５５は複屈折の小さいプラスチックから作製され得る。第二の方法では、タッチスクリーン５５がゼロでない、均質なリタデーションを有する場合、少なくとも軸上の照明に対して、偏光を実質的に変化させないように、タッチスクリーン５５は偏光子１５に沿って配向され得る。
【００７９】
タッチスクリーン５５のリタデーションが制御可能な場合、例えば図２３の参照番号５１で示されるように、タッチスクリーン自体は色消しの構成における均質な波長板として用いられ得る。よって、このような構成では、余分な部品数及びその色消しの構成にかかるコストが減少し、ディスプレイ特性が向上され得る。
【００８０】
図２７ａは、ガラス基板２及び液晶層６０からなる従来のＬＣＤを、簡易化した形状で示す。液晶層６０は、下方の基板２の外側に設置されたパターン化リターダアレイ１１を伴う。自動立体３次元ディスプレイに用いる場合、最適観察距離は、所与の画素ピッチ及びサイズのＬＣＤにおいて、アレイ１１によって形成されるパララックスバリアと液晶層６０内に形成される画素平面との間の間隔によって決まる。一般的に、この間隔はＬＣＤ基板２の厚さ、偏光子（図２７ａには図示せず）及び存在する保護用または反射防止用コーティングによって決まる。基板の厚さが１．１ｍｍの場合、この間隔は約１．３ｍｍである。基板２の厚さは０．７ｍｍまで小さくすることができる。この場合の間隔は約０．９ｍｍである。
【００８１】
間隔をこれより小さくする必要があれば、さらに薄い基板２を用いることができる。しかし、極めて薄い基板を１つ有するＬＣＤの製造は困難で、十分な強度のデバイスが作製できない可能性がある。
【００８２】
図２７ｂはＬＣＤを示す。このＬＣＤは図２７ａのＬＣＤと、アレイ１１が従来の基板２の間に設置され、薄い基板によって液晶層６０から分離されている点が異なる。薄い基板は、例えば厚さが２０から５００マイクロメータの範囲内であり、ガラス製である。このような構成により、機械的強度を与えるため、従来の厚さの基板２を維持しながら、画素平面とパララックスバリアの間隔を比較的小さくできる。
【００８３】
図２８はこのデバイスの製造方法を示す。工程ａで標準のガラス基板２が与えられる。パターン化リターダアレイ１１及び偏光子１４は、工程ｂに示すように基板２上に形成される。偏光子は、例えば英国出願第9713627.9号で開示されるような、ＬＣＤ形成の製造工程と両立できる材料で作製され得る。薄い基板６は工程ｃで示すように偏光子１４上に設置され、配向層、電極、カラーフィルタ及びブラックマスクのような他の構成要素６２は、工程ｄで示すように基板６１上に形成される。別の標準のガラス基板２は、例えば配向層及びアクティブマトリクス６３を伴って与えられ、基板２及び関連した要素１１、１４、６１、６２と共に、工程ｅに示すように液晶層６０を含むセルを形成する。
【００８４】
図２９に示す方法は図２８の方法と、偏光子１４が薄い基板６１のアレイ１１と反対側の面上に形成される点が異なる。
【００８５】
この方法によれば、配向層のスピンコート及びラビングのような処理を、薄い基板６１のみの面上よりも比較的強度の大きいベース上で実施することができる。従って、強度の大きいデバイスを形成するための従来の製造技術を用いて、画素平面とパララックスバリアの間隔を比較的小さくできる。
【００８６】
図３０は工程段階が薄い基板６１上で実施される方法を示す。工程ａで標準のガラス基板２が与えられ、工程ｂでパターン化リターダアレイ１１及び偏光子１４が基板２上に形成される。工程ｃで薄い基板６１が与えられ、工程ｄで配向層、電極、カラーフィルタ及びブラックマスクのような他の構成要素６２が基板６１上に形成される。次に、工程ｂ及びｄで形成される組立部品は、工程ｅに示すように、薄い基板６１を偏光子１４上に配置して合体させる。その後、もう一方の標準ガラス基板２上に配向層及びアクティブマトリクス６３を形成し、液晶層６０を与えて、デバイスは完成する。
【００８７】
図３１に示す方法は、工程ａからｄまでは図３０の方法と同じである。しかし、工程ｅに示すように、液晶層６０を含むセルは上方の標準ガラス基板２と薄い基板６１との間に形成される。その後、工程ｆに示すように、アレイ１１及び偏光子１４を有する下方の基板２が基板６１の下面に接着される。
【００８８】
主要基板２は、プラスチック材料が十分な耐熱性及びデバイスの他の部分の製造と両立する溶媒を有する場合、そのプラスチック材料から作製され得る。主要基板は、好ましくは等方性または少なくとも実質的に均質な複屈折材料である。
【００８９】
【発明の効果】
上述したように、本発明の光学素子を適用すれば、自動立体ディスプレイの画質を向上させ、またその視野特性を改善できる。また、本発明はそのようなディスプレイの２次元／３次元モードの切換を容易に実現し、両モードにおいて高品質な画像を実現する。さらに、本発明の構成の素子をタッチスクリーンを必要とするディスプレイに適用する場合、素子の強度を損なわずに、ディスプレイの最適観察距離を小さくできる。また、本発明の製造方法によれば、そのような受動的偏光変調素子を安価に大量に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】公知の自動立体３次元ディスプレイの水平方向の断面図である。
【図２】視覚補正なしの３次元ディスプレイにおける、出射光の方向を示す、平面図である。
【図３】視覚補正された自動立体３次元ディスプレイによって得られた、視野ウインドウを示す平面図である。
【図４】本発明の実施形態の構成を有する、光学素子及び光学デバイスを示す図である。
【図５】図４の素子及びデバイスの平面図である。
【図６】本発明の実施形態の構成を有する、光学素子及び光学デバイスを示す図である。
【図７】図６の素子及びデバイスの平面図である。
【図８】本発明の別の実施形態の構成を有する、光学素子及び光学デバイスを示す図である。
【図９】図８の素子及びデバイスの平面図である。
【図１０】直交したまたは平行な偏光子の間に設置された、４５度の光学軸を有する１／２波長リターダにおける、波長（ナノメータ）に対する透過度（任意の単位）を表すグラフである。
【図１１】間に光学素子を含まない、２つの直交する偏光子の波長（ナノメータ）に対する透過度（％）を表すグラフである。
【図１２】配向層の方向及び、本発明の実施形態を構成を有し、スリット端の空間変調によって回折を減少させたパララックスバリアに対するマスクの形状を示す図である。
【図１３】  (a)から(e)は本発明の実施形態の構成を有する光学素子の製造方法を示す図である。
【図１４】  (a)から(i)は本発明の実施形態の構成を有する光学素子の製造方法を示す図である。
【図１５】  (a)から(i)は本発明の実施形態の構成を有する光学素子の製造方法を示す図である。
【図１６】  (a)から(i)は本発明の実施形態の構成を有する光学素子の製造方法を示す図である。
【図１７】  (a)から(i)は本発明の実施形態の構成を有する光学素子の製造方法を示す図である。
【図１８】傾斜したパララックスバリアとして図４のタイプの光学素子を用いた図である。
【図１９】  (a)及び(b)は、図４のタイプの光学素子を用いた、２次元／３次元の切換可能な自動立体ディスプレイの平面図である。
【図２０】図２０は、図４のタイプの光学素子を用いた、２次元／３次元の切換可能な自動立体ディスプレイの平面図である。
【図２１】観察者の位置を表示するパララックスバリアとして、図４のタイプの光学素子を用いた図である。
【図２２】本発明の実施形態の構成を有する光学素子及び光学デバイスを示す図である。
【図２３】図２２の素子及びデバイスの平面図である。
【図２４】本発明の実施形態の構成を有する光学素子を用いた自動立体３次元ディスプレイの水平方向の断面図である。
【図２５】本発明の実施形態の構成を有する光学素子を用いた自動立体３次元ディスプレイの水平方向の断面図である。
【図２６】本発明の実施形態の構成を有する光学素子を用いた自動立体３次元ディスプレイの水平方向の断面図である。
【図２７ａ】パターン化リターダ及び簡易化した従来のＬＣＤの水平方向の断面図である。
【図２７ｂ】内部リターダ及び薄い基板を有する、簡易化したＬＣＤの水平方向の断面図である。
【図２８】図２７ｂのタイプのＬＣＤの製造方法を示す図である。
【図２９】図２７ｂのタイプのＬＣＤの製造方法を示す図である。
【図３０】図２７ｂのタイプのＬＣＤの製造方法を示す図である。
【図３１】図２７ｂのタイプのＬＣＤの製造方法を示す図である。
【符号の説明】
１  ＳＬＭ、ＬＣＤ
２  ガラス基板
３  バックライト
４  パララックスレンズ
５  ＳＬＭ画素行
６  画素間のギャップ
７  スリット
８  ウインドウ平面
９、１０  視野領域
１１  １／２波長層、リターダアレイ
１２、１３  リターダ
１４、１５  偏光子
２０  マスク形状
２１  配向層の方向
３０  基板
３１  配向層
３２、３３、３７  マスク
３４、３９  リターダ層
３５、４０  リターダ
３６  フォトレジスト
３８  フォトレジスト
４１  配向層
４２  配向層の領域
４０  複屈折材料
４５  チルト角
４８  拡散板
４９、５０  パララックスバリアの部分
５１  １／２波長板
５２  レンズ状スクリーン
５３  ハーフミラー
５５  タッチスクリーン
６０  液晶層
６１  薄い基板
６２  構成要素（配向層、電極、カラーフィルタ及びブラックマスク）
６３  配向層及びアクティブマトリクス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
0003635559.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
0003635559.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７ａ】
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【図２７ｂ】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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