(57)【要約】  時分割多重立体３Ｄアプリケーションのための偏光変調器（２０）は、２つの偏光状態の間で交互に高速スイッチングする。偏光変調器は、光学的に直列配置され、交互サブフレームの間に第１デバイスが入射光の入力偏光状態に対してもたらした変化を第２デバイスが補償するように駆動（５２）される、２つの液晶デバイス（２６，２８）を用いる。補償液晶デバイスは、同じ電圧が双方に印加されると、印加電圧レベルによらず、第１デバイスが入力偏光状態に対してもたらした変化を第２デバイスが補償することを特徴とする。印加電圧があるレベルから他のレベルに変化し、液晶デバイス内の液晶材料（３４ｃ、３４ｎ）が新たな電圧レベルへ緩和すると、緩和期間全体にわたって偏光状態補償が生じ、低速なパワー不足遷移は偏光状態の変化として生じない。【選択図】図１９
2013538368.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察者が時分割多重立体３次元イメージを見るための光偏光状態変調器であって、前記光偏光状態変調器は交互順に、入力偏光状態にありシーンの第１および第２斜視イメージを搬送する光を、更新イメージ部分を含む第１および第２サブフレームにおいて受信し、前記光偏光状態変調器は、
光学的に直列接続された第１および第２液晶デバイスであって、前記第１および第２液晶デバイスに対して印加された電圧に応じて、前記第１および第２液晶デバイスを通過する偏波光の偏光状態を変化させる、第１および第２液晶デバイスを備え、
前記第１および第２液晶デバイスは、それぞれダイレクタの第１および第２セットを有し、印加された等電圧が除去されると、前記第１および第２セット内のダイレクタを協調して緩和させることにより、偏光状態変化を動的にオフセットして、前記第１および第２液晶デバイスを通過して出射する入射光の複数波長が前記入力偏光状態になるようにする方向を向いており、
前記光偏光状態変調器はさらに、
第１および第２駆動信号を前記第１および第２液晶デバイスに対して出力する駆動回路であって、前記第１および第２駆動信号は、前記第１および第２液晶デバイスの低振幅ダイレクタフィールド状態を確立させる低振幅レベルを含み、前記第１および第２駆動信号は、前記第１および第２液晶デバイスの高振幅ダイレクタフィールド状態を確立させる低振幅レベルから高振幅レベルまでのパワー有り遷移を有するパルスを含む、駆動回路を備え、
前記第１および第２駆動信号は、前記第１および第２サブフレームの一方の間に協調動作して、前記第１および第２液晶デバイスにおいて、前記ダイレクタが前記いずれかのサブフレームの前記更新イメージ部分の間に緩和する起点となる前記高振幅ダイレクタフィールド状態を形成させ、前記第１および第２セット内の前記ダイレクタが前記偏光状態変化をオフセットして、前記第１および第２液晶デバイスの組み合わせを通過する前記イメージ搬送偏波光に対して前記入力偏光状態と等しい第１出力偏光状態を与えるようにし、
前記第１および第２駆動信号は、前記第１および第２サブフレームの他方の間に協調動作して、前記第１および第２液晶デバイスにおいて、前記サブフレームの他方の前記更新イメージ部分の間に前記低振幅ダイレクタフィールド状態と前記高振幅ダイレクタフィールド状態を形成させ、前記第１および第２セット内のダイレクタが前記偏光状態変化をオフセットしないようにして、前記第１および第２液晶デバイスの組み合わせを通過する前記イメージ搬送偏波光に対して前記第１出力偏光状態とは異なる第２出力偏光状態を与えるようにする
ことを特徴とする光偏光状態変調器。
【請求項２】
前記第１および第２セット内のダイレクタは、前記第１および第２セットの他方のダイレクタの９０°回転した鏡像として構成されている
ことを特徴とする請求項１記載の光偏光状態変調器。
【請求項３】
前記第１および第２液晶デバイスは、ねじれネマチックタイプである
ことを特徴とする請求項２記載の光偏光状態変調器。
【請求項４】
前記第１および第２液晶デバイスは、同量かつ反対キラリティーのカイラル成分を含む
ことを特徴とする請求項３記載の光偏光状態変調器。
【請求項５】
前記第１および第２液晶デバイスは、光通信面を含み、複数の光軸を有するパイセルタイプであり、前記複数の光軸は、前記光通信面に対する投影が直交するように配置されている
ことを特徴とする請求項２記載の光偏光状態変調器。
【請求項６】
前記第１および第２液晶デバイスは、配向層面接触ダイレクタを有する電気制御複屈折タイプであり、前記第１および第２液晶デバイスの一方の前記面接触ダイレクタは、前記第１および第２液晶デバイスの他方の前記面接触ダイレクタと直交している
ことを特徴とする請求項２記載の光偏光状態変調器。
【請求項７】
前記光偏光状態変調器は、光入射面と光出射面を有し、
前記光偏光状態変調器は、互いに光学的に関連付けられたイメージ源と入力偏光器を備え、
前記イメージ源は、前記第１および第２斜視イメージを交互順に生成し、前記入力偏光状態にあり前記第１および第２斜視イメージを搬送する光は、前記入力偏光器を出射して前記光入射面に入射し、
前記光偏光状態変調器はさらに、
伝送媒体によって前記光出射面から分離され、前記第１および第２サブフレームの間に前記第１および第２出力偏光状態の前記イメージ搬送偏波光を受信するように構成された第１および第２ビューデバイスを含むパッシブデコーダを備え、
前記第１ビューデバイスは、前記第１出力偏光状態の伝送光および前記第２出力偏光状態のブロック光へ向けられた第１伝送偏光軸を有する第１偏光器を備え、
前記第２ビューデバイスは、前記第２出力偏光状態の伝送光と前記第２出力偏光状態のブロック光へ向けられた第２伝送偏光軸を有する第２偏光器を備え、
前記パッシブデコーダは、前記第１ビューデバイスと前記第２ビューデバイスにより、前記第１および第２サブフレームの間に前記観察者に対して前記第１および第２斜視イメージを提示する
ことを特徴とする請求項１記載の光偏光状態変調器。
【請求項８】
前記光偏光状態変調器は、光入射面と光出射面を有し、
前記光偏光状態変調器は、前記第１および第２斜視イメージを搬送する光を出射するイメージ源を備え、
前記光は、伝送媒体を通過し、入力偏光器を通過して、前記光入射面に入射する前記入力偏光状態の前記第１および第２斜視イメージを搬送する光を生成し、
前記光偏光状態変調器はさらに、前記光出射面に関連付けられた分析偏光器を備え、
前記第１および第２出力偏光状態の一方にある前記イメージ搬送偏波光は、前記分析偏光器を通過して、前記観察者に対して前記第１および第２斜視イメージの対応する方を提示する
ことを特徴とする請求項１記載の光偏光状態変調器。
【請求項９】
前記入力偏光器と前記分析偏光器はそれぞれ、互いに横向きに相対する入力フィルタ伝送偏光軸と分析フィルタ伝送偏光軸を備える
ことを特徴とする請求項８記載の光偏光状態変調器。
【請求項１０】
光入射面と光出射面が前記第１および第２液晶デバイスに関連付けられており、前記第１および第２液晶デバイスは、複屈折により特徴付けられる液晶材料を備え、前記液晶材料の軸外複屈折効果はシステム特性視野角範囲に寄与し、
前記光偏光状態変調器はさらに、
前記入力偏光状態にあり前記第１および第２斜視イメージを搬送する光が出射して前記光入射面に入射するように構成された入力偏光器、
前記第１および第２サブフレームの間に前記第１および第２出力偏光状態の前記イメージ搬送偏波光を受信する出力偏光器、
前記入力偏光器と前記出力偏光器の間に配置され、軸外複屈折効果を少なくとも部分的にオフセットして前記システム特性視野角範囲よりも広いシステム視野角範囲を生成する、複屈折補償器、
を備えることを特徴とする請求項１記載の光偏光状態変調器。
【請求項１１】
前記複屈折補償器は、Ｃ補償器を含む
ことを特徴とする請求項１０記載の光偏光状態変調器。
【請求項１２】
前記第１および第２液晶デバイスは、電気制御複屈折タイプである
ことを特徴とする請求項１１記載の光偏光状態変調器。
【請求項１３】
前記入力偏光器と前記出力偏光器はそれぞれ、横方向に相対する入力フィルタ伝送偏光軸と出力フィルタ伝送偏光軸を有し、前記Ｃ補償器は前記光出射面と前記出力偏光器の間に配置されている
ことを特徴とする請求項１１記載の光偏光状態変調器。
【請求項１４】
前記第１および第２液晶デバイスは、電気制御複屈折タイプである
ことを特徴とする請求項１３記載の光偏光状態変調器。
【請求項１５】
前記複屈折補償器は、横方向に配向された第１および第２遅軸をそれぞれ有する第１および第２の２軸複屈折層を含む
ことを特徴とする請求項１０記載の光偏光状態変調器。
【請求項１６】
前記第１および第２液晶デバイスは、垂直配向ネマチックタイプである
ことを特徴とする請求項１５記載の光偏光状態変調器。
【請求項１７】
前記入力偏光器と前記出力偏光器はそれぞれ、横方向に相対する入力フィルタ伝送偏光軸と出力フィルタ伝送偏光軸を有し、前記第１および第２液晶デバイスは前記第１および第２の２軸複屈折層の間に配置されている
ことを特徴とする請求項１５記載の光偏光状態変調器。
【請求項１８】
前記第１および第２液晶デバイスは、垂直配向ネマチックタイプである
ことを特徴とする請求項１７記載の光偏光状態変調器。
【請求項１９】
光入射面と光出射面が前記第１および第２液晶デバイスに関連付けられており、前記第１および第２液晶デバイスは、システム特性コントラスト比に寄与する波長分散を示す複屈折により特徴付けられる液晶材料を備え、
前記光偏光状態変調器はさらに、
前記入力偏光状態にあり前記第１および第２斜視イメージを搬送する光が出射して前記光入射面に入射するように構成された入力偏光器、
前記光出射面に隣接して配置され、前記第１および第２偏光状態の前記イメージ搬送光に対して回転偏光を与える４分の１波長光遅延器、
伝送媒体によって前記光出射面と前記４分の１波長光遅延器から分離され、前記第１および第２サブフレームの間に前記第１および第２出力偏光状態の前記回転偏光された前記イメージ搬送光から前記回転偏光を受信しまたは除去するように構成された、第１および第２ビューデバイスを含むパッシブビューデコーダ、
を備え、
前記第１ビューデバイスは、遅軸を有する第１の４分の１波長光遅延器を備え、前記第１の４分の１波長光遅延器は、前記第１の４分の１波長光遅延器の前記遅軸に相対的に向けられた第１伝送軸を有する第１偏光器と強調動作して前記第１出力偏光状態の光を伝送するとともに前記第２出力偏光状態の光をブロックし、
前記第２ビューデバイスは、遅軸を有する第２の４分の１波長光遅延器を備え、前記第２の４分の１波長光遅延器は、前記第２の４分の１波長光遅延器の前記遅軸に相対的に向けられた第２伝送軸を有する第２偏光器と強調動作して前記第２出力偏光状態の光を伝送するとともに前記第１出力偏光状態の光をブロックし、
前記光出射面に隣接して配置された前記４分の１波長光遅延器、前記第１の４分の１波長光遅延器、および前記第２の４分の１波長光遅延器はそれぞれ、前記液晶材料の複屈折における波長分散と実質的に合致する波長分散によって特徴付けられる複屈折材料を備え、前記第１および第２サブフレームの間に前記観察者に対して、前記システム特性コントラスト比よりも高いコントラスト比を示す前記第１および第２斜視イメージを提示する
ことを特徴とする請求項１記載の光偏光状態変調器。
【請求項２０】
前記光偏光状態変調器はさらに、前記光出射面と前記パッシブビューデコーダの前記第１および第２偏光器の間に配置されたＣ補償器を備える
ことを特徴とする請求項１９記載の光偏光状態変調器。
【請求項２１】
前記Ｃ補償器は、前記光出射面に隣接して配置された前記４分の１波長光遅延器に取り付けられている
ことを特徴とする請求項２０記載の光偏光状態変調器。
【請求項２２】
前記Ｃ補償器は、前記第１および第２の４分の１波長光遅延器にそれぞれ取り付けられた第１および第２部分を含む
ことを特徴とする請求項２０記載の光偏光状態変調器。
【請求項２３】
前記光偏光状態変調器はさらに、前記第１および第２ビューデバイス内にそれぞれ含まれ、異なる複屈折特性によって特徴付けられる、第１および第２複屈折補償器を備える
ことを特徴とする請求項１９記載の光偏光状態変調器。
【請求項２４】
前記第１および第２複屈折補償器の少なくとも一方は、Ａ補償器層とＣ補償器層を含む
ことを特徴とする請求項２３記載の光偏光状態変調器。
【請求項２５】
前記第１および第２複屈折補償器はそれぞれ、異なる光遅延値を有するＡ補償器層とＣ補償器層を含む
ことを特徴とする請求項２４記載の光偏光状態変調器。
【請求項２６】
前記第１および第２液晶デバイスは、電気制御複屈折タイプである
ことを特徴とする請求項２５記載の光偏光状態変調器。
【請求項２７】
前記第１および第２複屈折補償器の他方は、２軸複屈折層を含む
ことを特徴とする請求項２４記載の光偏光状態変調器。
【請求項２８】
前記第１および第２液晶デバイスは、垂直配向ネマチックタイプである
ことを特徴とする請求項２７記載の光偏光状態変調器。
【請求項２９】
前記光偏光状態変調器はさらに、
前記第１および第２液晶デバイスに関連付けられ、デバイス動作温度情報を測定する温度センサ、
前記第１および第２液晶デバイスの前記ダイレクタフィールド状態に対応する温度依存位相シフト応答データを格納するメモリ、
前記駆動回路に関連付けられ、２分の１波長偏光状態変化を確立させる第１および第２駆動信号を生成する処理回路、
を備え、
前記処理回路は、前記測定したデバイス動作温度情報に対応する前記位相シフト応答データにアクセスし、前記駆動回路に、広範な温度範囲にわたって前記２分の１波長変更状態変化に対応する固定位相シフトを実質的に維持する高振幅レベルと低振幅レベルの前記第１および第２駆動信号を生成させる
ことを特徴とする請求項１記載の光偏光状態変調器。
【請求項３０】
前記温度依存位相シフト応答データは、実測により生成される
ことを特徴とする請求項２９記載の光偏光状態変調器。
【請求項３１】
前記温度依存位相シフト応答データは、シミュレーションによって生成される
ことを特徴とする請求項２９記載の光偏光状態変調器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
著作権表示
（ｃ）ＬＣ−ＴＥＣ  Ｄｉｓｐｌａｙｓ  ＡＢ。本明細書の開示の一部は、著作権保護の対象となるものを含む。著作権者は、特許庁において特許レコードとして表示される場合は本明細書の開示をファクシミリ複製することについて異議はないが、それ以外のいかなる場合においても著作権を留保する。３７  ＣＦＲ  §１．７１（ｄ）。
【０００２】
本発明は、時分割多重立体３次元（３Ｄ）アプリケーションのための高速液晶偏光変調器に関する。より具体的には、本発明は、第１および第２液晶デバイスを用いて実装されており、入力偏光状態の入射光がこれらを通過して伝搬し、第１液晶デバイスが入力偏光状態に生じさせた変化を第２液晶デバイスが補償する、偏光状態変調器に関する。また本発明は、液晶セルを駆動して偏光状態間の高速スイッチングを実現する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
偏光変調器は、ファイバ光通信、溶接用ゴーグル、時分割多重立体３Ｄディスプレイなどの広範な領域において応用されている。液晶セルは特に、通過する光の偏光状態を変調することに適している。液晶材料自身が複屈折材料であり、この複屈折材料の光軸方向は印加電圧によって制御できるからである。アプリケーションによっては、偏光変調器は偏光スイッチとして使用され、これは光をある偏光状態から別の偏光状態へスイッチさせる。時分割多重立体３Ｄアプリケーションにおいて最高パフォーマンスを実現するため、２つの直交する関連偏光状態の間でスイッチングすることが望ましい。例えば右回り偏波光と左回り偏波光の間、または垂直偏波光と水平偏波光の間である。
【０００４】
時分割多重立体３Ｄシステムにおいて、２つの基本技術が用いられている。この技術において、左眼イメージと右眼イメージが撮像デバイスによってフレームを連続して提示される。基本技術の１つにおいて、観測者はアクティブビュー眼鏡を装着する。このアクティブ眼鏡の各眼は、２つの偏光フィルムの間に配置された偏光スイッチを備えたレンズ部品を装着している。アクティブ眼鏡と撮像デバイスは同期動作し、各レンズ部品は、実質的に等価な時間の交互サブフレームの間に連続的に提示されるイメージを観察者の眼に向かって交互に通過させまたはブロックし、これにより右眼イメージと左眼イメージがそれぞれ観察者の右眼と左眼に到達する。もう１つの基本技術においては、観察者はパッシブビュー眼鏡を装着し、撮像デバイスの前に偏光器と偏光スイッチを配置する。偏光スイッチと撮像デバイスは同期動作し、これにより左眼イメージと右眼イメージは伝送媒体を通過して伝搬し、偏光スイッチにより異なる偏光状態が与えられる。パッシブ眼鏡の各眼は、左眼イメージと右眼イメージを搬送する入射光の偏光状態を分析するための偏光フィルムを備えたレンズを装着しており、入射光を交互にブロックまたは通過させ、これにより右眼イメージと左眼イメージはそれぞれ、観察者の右眼と左眼に到達する。本明細書は、アクティブビュー眼鏡またはパッシブビュー眼鏡を用いる立体３Ｄ技術に関する。
【０００５】
液晶を用いる最初の偏光変調器は、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）セルである。ＴＮセルは、ＨｅｌｆｒｉｃｈおよびＳｃｈａｄｔのスイス国特許ＣＨ５３２２６１号において開示されている。同偏光変調器は、光学的に透明な電極を有する２つの基板プレートの間に挟まれた正誘電異方性の液晶材料を備える。電極表面は、直角を向くように加工されている。１面に接している液晶材料ダイレクタは、他面に接している液晶材料ダイレクタの方向に対して相対的に構成されている。印加電圧がないとき、液晶デバイス内の液晶ダイレクタは、底部基板の内部表面から上部基板の内部表面まで、均一に９０°ねじれる。これは「導波路」原理により、直線偏光した入射光を９０°回転させる効果を有する。液晶デバイスに電圧を印加すると、液晶ダイレクタは基板に対して垂直に配向し、その結果、ねじれた液晶ダイレクタ構造とこれによる直線偏光された入射光を回転させる能力は消滅する。よってＴＮセルは、電圧が印加されていないときは直線偏光された光を９０°回転させ、十分高い電圧が印加されたときは直線偏光された光を回転させない、偏光スイッチとみなすことができる。ＴＮデバイスを偏光スイッチとして用いるときの課題は、高電圧光状態から低電圧光状態への遷移が、多くのアプリケーションにとって遅すぎることである。これは、液晶ダイレクタ上のリストアトルクが、加工された電極の内部表面に接するダイレクタによって構成された固定境界配向から伝搬する弾性力のみから生じるからである。これは、パワー不足遷移と呼ばれる。一方、低電圧光状態から高電圧光状態への遷移は、非常に高速である。これは分子上のトルクが、印加電界を液晶材料の誘起ダイポールモーメントと結びつけることから生じるからである。これはパワー有り遷移である。粘性が小さいとしても、高複屈折液晶材料と液晶ディスプレイデバイス技術は現在利用可能であり、高電圧光状態から低電圧光状態への遷移は２ｍｓ〜３ｍｓのオーダである。これは、完全な左眼イメージまたは右眼イメージが４ｍｓ以下で利用可能な、現在の時分割多重立体３Ｄアプリケーションにおいて用いるには遅すぎる。
【０００６】
Ｆｒｅｉｓｅｒの米国特許第３，８５７，６２９号は、低電圧光状態から高電圧光状態へのスイッチング、および高電圧光状態から低電圧光状態へのスイッチングがともにパワー有り遷移であり、よって双方とも非常に高速な、ＴＮ偏光スイッチを記載している。このスイッチング方式は、特別な「２周波数」液晶混合体を用いる。その誘電異方性は、駆動周波数を増加するため正から負へ変化する。ＤＣまたは低周波数ＡＣ電圧を印加するとＴＮデバイスはＯＮになり、高周波数ＡＣ電圧を印加するとＴＮデバイスはＯＦＦになる。しかし、２周波数技術に関していくつかの課題がある。第１にこの方式は、液晶デバイス内にドメインまたはパッチが形成されるため、広い領域にわたって均一にスイッチングすることができない。第２に、交差周波数、すなわち液晶の誘電異方性の正負が変化する周波数は、温度依存性が非常に高く、その結果としてデバイスが正常動作可能な温度範囲に制限がある。第３に、液晶デバイスの容量負荷に供給される高周波数駆動信号は、非常に大きいパワーを必要とする。そのためこのシステムを、アクティブ立体３Ｄ眼鏡のようにバッテリー動作するポータブルデバイスにおいて用いるのは不可能である。
【０００７】
Ｂｏｓの米国特許第４，５６６，７５８号は、電気光学モードで動作する液晶ベースの偏光スイッチを記載している。Ｂｏｓが記載している液晶デバイスは、パイセル（ｐｉ−セル）として知られている。パイセル偏光スイッチは、直線偏光された光の偏光方向を９０°回転させることができるが、その動作はＴＮディスプレイの９０°「導波路」原理ではなくスイッチング可能半波遅延器に基づいている。このパイセルモードは、ＴＮモードよりも速くスイッチングする。これは、パイセルのスイッチングに関連する内部液晶材料フローが、遅延効果のある「光反発」をもたらさないからである。にもかかわらず、現在の材料とデバイス技術を用いた場合、高電圧光状態から低電圧光状態への遷移はパワー不足遷移であり、反応時間は約１ｍｓである。現在の時分割多重立体３Ｄアプリケーションにおいては、反応時間が１ｍｓであっても、イメージクロストーク、明るさロス、その他の不具合をもたらし得る。
【０００８】
ＣｌａｒｋとＬａｇｅｒｗａｌｌの米国特許第４，５６３，０５９号は、強誘電性の液晶材料に基づいた液晶偏光スイッチを記載している。これは、上述のネマチック液晶材料とは異なる液晶クラスに属する。強誘電性液晶分子は自身を層状に配向する点において、強誘電性液晶のクラスはネマチック液晶のクラスとは異なる。両光状態遷移がともにパワー有り遷移であるため、強誘電性偏光スイッチは２つの偏光状態の間で非常に高速にスイッチングすることができる。しかし強誘電性偏光変調器は、いくつかの欠点がある。第１に、液晶デバイスは１μｍオーダの非常に薄いセルギャップを有している必要がある。これにより、強誘電性液晶デバイスを高歩留まりで製造することは困難である。第２に、強誘電性層の配向は衝撃や圧力振動に対して非常に鋭敏であり、その感度のため、観察者が着用するアクティブ立体３Ｄ眼鏡のように操作を必要とする多くのアプリケーションが適用外となる。第３に、温度変化も配向破損をもたらし得る。特に、温度が一時的にスメクチック遷移温度以上に上昇した場合である。
【０００９】
その他の偏光スイッチは、光学的に直列に配置された２つの液晶デバイスを用いる。Ｂｏｓの米国特許第４，６３５，０５１号は、第１および第２可変光遅延器を備える光ゲートシステムを記載している。これらの光軸を可変遅延器の光通信面に投影した方向は直交しており、これらは交差する偏光器の間に配置されている。１番目のＯＮまたは送信時間区間の間には、第１可変遅延器が高電圧を受信するとともに第２可変遅延器がゼロ電圧を受信し、２番目のＯＦＦまたはブロック時間区間の間には、第１および第２可変遅延器がともに高電圧を受信するように、可変遅延器は駆動される。その結果、光ゲートは１番目の時間区間開始時において非常に高速に送信状態へＯＮし、２番目の時間区間開始時において非常に高速にブロック状態へＯＦＦする。２番目の時間区間の後には、不定時間の３番目の時間区間が続く。この間、双方の可変遅延器はゼロ電圧を受信し、パワーなし状態に緩和される。３番目の時間区間において、光ゲートはブロック状態にある。パワーがないため、３番目の時間区間において緩和は比較的低速であり、光ゲートが再起動する前に完了する必要がある。この方式は、実質的に同時間の２つの時間区間（左右のイメージサブフレーム）で動作する時分割多重立体３Ｄアプリケーションには向いていない。
【００１０】
Ｂｏｓの米国特許第４，７１９，５０７号は、直線偏光器と、光軸が互いに垂直な第１および第２液晶可変光遅延器とを備える時分割多重立体イメージングシステムの実施形態を記載している。可変遅延器を個別にスイッチングして、第１イメージフレームの間に第１可変遅延器がゼロ遅延状態になり第２遅延器が４分の１波長遅延状態になって右回り偏光を生じさせ、第２イメージフレームの間に第１遅延器が４分の１波長遅延状態になり第２遅延器がゼロ遅延状態になって左回り偏光を生じさせることができる。第２可変遅延器は、第１可変遅延器が入射光の入力偏光状態変化に対してもたらした変化を補償しない。スイッチングの間、一方の可変遅延器がパワーＯＮとなり、他方の可変遅延器が同時にパワーＯＦＦになり、あるいはこの逆動作となる。この方式の欠点は、双方の遷移が比較的低速なパワーなし遷移を含み、これにより、現在の時分割多重立体３Ｄアプリケーションにおいて、イメージクロストーク、明るさロス、その他の不具合を生じさせ得ることである。
【００１１】
Ｃｏｗａｎ等の米国特許第７，４７７，２０６号は、上述の米国特許第４，７１９，５０７号と同様の態様で、ゼロ遅延と４分の１波長遅延の間でスイッチングすることができプッシュープル方式で駆動される２つの液晶可変光遅延器を用いる、偏光スイッチを記載している。これは米国特許第４，７１９，５０７号と同様の偏光スイッチの欠点がある。
【００１２】
ＲｏｂｉｎｓｏｎおよびＳｈａｒｐの米国特許第７，５２８，９０６号は、光学的に直列に関連付けられた２つの半波パイセルを用いる偏光スイッチの複数の実施形態を記載している。１実施形態において、平行方向において光透過電極の表面をラビングすることにより、面接触ダイレクタ配向のために構築された２つのパイセルを用いている。２つのパイセルは、そのラビング方向が互いに約４３°となるような方向に向いている。他実施形態において、ラビング方向が互いに平行であり、１以上の干渉パッシブ遅延フィルムとともに構築された、２つのパイセルを用いている。全ての場合において、入力偏光状態にある入射光が第１および第２パイセルを介して伝搬すると、第２パイセルは第１液晶遅延器が入力偏光状態に対してもたらした変化を補償しない。双方の液晶デバイスは、同じ波形で同時に駆動され、双方の液晶デバイスが低電圧光状態から高電圧光状態へスイッチングされるとき、これらはパワー十分な遷移であるため非常に高速な光応答を生じさせる。しかし、高電圧光状態から低電圧光状態への同時遷移はパワー不足遷移であり、したがって比較的遅く、時分割多重立体３Ｄアプリケーションのためのスイッチング性能を低下させる。
【００１３】
ＨｏｒｎｅｌｌおよびＰａｌｍｅｒの米国特許第５，８２５，４４１号は、２つのＴＮデバイスと干渉偏光フィルムを含む液晶溶接ガラス構造を記載している。少なくとも１つのＴＮデバイスは、９０°以下のねじれ角を有する。干渉偏光器により、第１ＴＮデバイスが入射光の入力偏光状態に対してもたらした変化によらず、第２ＴＮデバイスに入射する光の偏光状態は一定であり、よって補償は関係しない。この方式は、広範な視野角にわたって非常に高い光密度が必要となる溶接アプリケーションにおいてより優れた性能を提供する。しかし、パワー不足遷移の光応答が遅いので、時分割立体３Ｄアプリケーションには適していない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１４】
観察者が時分割多重立体３Ｄイメージを見るための光偏光状態変調器は、上述の欠点を有していない。偏光状態変調器は、交互の順序で、入力偏光状態の光を受信し、シーンの第１および第２斜視イメージを、更新したイメージ部分を含む第１および第２サブフレームにより搬送する。
【００１５】
偏光状態変調器の望ましい実施形態は、第１および第２液晶デバイスを備える。これら液晶デバイスは光学的に直列に結合され、通過する偏波光の偏光状態が、第１および第２液晶デバイスに印加される電圧に応じて変化するように構成されている。第１および第２液晶デバイスは、それぞれ第１および第２ダイレクタセットを有し、印加された等電圧が除去されると、第１および第２セット内のダイレクタが協調して緩和され、これにより偏光状態変化を動的にオフセットして、第１および第２液晶デバイスの組み合わせを通過し出射する入射光の複数波長が入力偏光状態になるように、構成され方向付けられている。
【００１６】
駆動回路は、第１および第２駆動信号を、それぞれ第１および第２液晶デバイスへ提供する。第１および第２駆動信号は、第１および第２液晶デバイスについて低振幅ダイレクタフィールド状態を形成する低振幅レベルを含む。第１および第２駆動信号は、低振幅レベルから高振幅レベルのパワー有り遷移を有するパルスを含む。このパルスにより、第１および第２液晶デバイスについて高振幅ダイレクタフィールド状態が形成される。第１および第２駆動信号は、第１および第２サブフレームの一方の間に協調動作し、第１および第２液晶デバイスの一方において、高振幅ダイレクタフィールド状態を形成させる。ダイレクタは、サブフレームの更新イメージ部分の間に高振幅ダイレクタフィールド状態から緩和し、第１および第２セット内のダイレクタは偏光状態変化をオフセットする。偏光状態変化をオフセットするダイレクタは、第１および第２液晶デバイスの組み合わせを通過するイメージ搬送偏波光に対して、入力偏光状態である第１出力偏光状態を提供する。第１および第２駆動信号は、第１および第２サブフレームの他方の間に協調動作し、第１および第２液晶デバイスの他方において、サブフレームの他方の更新イメージ部分の間に低振幅ダイレクタフィールド状態および高振幅ダイレクタフィールド状態を形成させ、第１および第２セット内のダイレクタが偏光状態変化をオフセットしないようにする。偏光状態変化をオフセットしないダイレクタは、第１および第２液晶デバイスの組み合わせを通過するイメージ搬送偏波光に対して、第１出力偏光状態とは異なる第２出力偏光状態を与える。
【００１７】
２つの補償液晶デバイスの有用な特性は、同じ電圧が双方に印加されると、印加電圧レベルによらず、一方の液晶デバイスが、他方の液晶デバイスによって入力偏光状態に対してもたらされた変化を補償することである。さらに、印加電圧がある電圧から他の電圧へ変化し、液晶デバイス内の液晶材料が新たな電圧レベルへ緩和すると、緩和期間全体にわたって偏光状態補償が生じる。これを動的補償と呼ぶ。したがって、双方の液晶デバイスに対して電圧が印加され、除去されると、組み合わせを通過する光の偏光状態を変化させることなく、緩和プロセス全体にわたって補償し続ける。したがって、液晶デバイスの遅くパワー不足な遷移は、偏光状態の変化を顕出させない。開示する駆動方式は、この後者の特性の利点を享有し、これにより高速スイッチング偏向変調器動作を実現することができる。２つの液晶デバイスは、遅くパワー不足の遷移によって、光学的変化をともなうことなく低電圧偏光状態にリセットすることができるからである。
【００１８】
光偏光状態変調器は、パッシブまたはアクティブビュー眼鏡とともに用いるために構成された立体３Ｄシステムに組み込むことができる。
【００１９】
パッシブビュー眼鏡を用いるシステムに対して、イメージ源と入力偏光器は、互いに光学的に関連付けられている。イメージ源は、第１および第２斜視イメージを交互順序で生成し、入力偏光状態にあり第１および第２斜視イメージを搬送する光は、入力偏光器を出射して光偏光状態変調器の光入力面に入射する。パッシブデコーダは、第１および第２ビューデバイスを備える。これらデバイスは、伝送媒体によって光偏光状態変調器の光出射面から分離され、第１および第２サブフレームの他方の間に第１および第２出力偏光状態のイメージ搬送偏波光を受信するように構成されている。第１ビューデバイスは、第１伝送偏光軸を有する第１偏光器を備える。この第１伝送偏光軸は、第１出力偏光状態の光を伝送し、第２出力偏光状態の光をブロックするような方向を向いている。第２ビューデバイスは、第２伝送偏光軸を有する第２偏光器を備える。第２伝送偏光軸は、第２出力偏光状態の光を伝送し、第１出力偏光状態の光をブロックするような方向を向いている。上記のようなパッシブビュー眼鏡は、第１および第２サブフレームの他方の間に、観察者に対して第１および第２斜視イメージを提供する。
【００２０】
アクティブビュー眼鏡を用いるシステムに対して、イメージ源は光を出射する。この光は、第１および第２斜視イメージを搬送し、伝送媒体を通過し、入力偏光器を通過して２つの光偏光状態変調器それぞれの光入射面に入射する、入力偏光状態の第１および第２斜視イメージを搬送する光を生成する。各光偏光状態変調器は、光偏光状態変調器の光出射面と光学的に関連付けられた分析偏光器を有する。第１および第２出力偏光状態の一方のイメージ搬送偏波光は、この光偏光状態変調器を通過して、観察者に対して対応する第１および第２斜視イメージの一方を提示する。各光偏光状態変調器の入力偏光器と分析偏光器はそれぞれ、入力フィルタ伝送偏光軸と分析フィルタ伝送偏光軸を有する。これら軸は互いに横方向に関連付けられている。
【００２１】
その他の側面と利点は、添付する図面とともに、以下の望ましい実施形態の説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】液晶材料層内の液晶ダイレクタｎの傾斜角θとアジマス角φを定義する。
【図２】第１および第２液晶デバイスの傾斜プロファイルとアジマスプロファイルを示す。入力偏光状態の入射光はこれら液晶デバイスを介して伝搬し、第２液晶デバイスは第１液晶デバイスが入力偏光状態に対してもたらした変化を補償する。
【図３Ａ】実施形態１における第１および第２の９０°ＴＮ液晶デバイスに対して印加される様々な駆動電圧が出力偏光に対してもたらす効果を示す。この液晶デバイスは、パッシブまたはアクティブビュー眼鏡を用いる立体３Ｄシステムに組み込むことができる偏光変調器である。
【図３Ｂ】実施形態１における第１および第２の９０°ＴＮ液晶デバイスに対して印加される様々な駆動電圧が出力偏光に対してもたらす効果を示す。この液晶デバイスは、パッシブまたはアクティブビュー眼鏡を用いる立体３Ｄシステムに組み込むことができる偏光変調器である。
【図３Ｃ】実施形態１における第１および第２の９０°ＴＮ液晶デバイスに対して印加される様々な駆動電圧が出力偏光に対してもたらす効果を示す。この液晶デバイスは、パッシブまたはアクティブビュー眼鏡を用いる立体３Ｄシステムに組み込むことができる偏光変調器である。
【図３Ｄ】実施形態１における第１および第２の９０°ＴＮ液晶デバイスに対して印加される様々な駆動電圧が出力偏光に対してもたらす効果を示す。この液晶デバイスは、パッシブまたはアクティブビュー眼鏡を用いる立体３Ｄシステムに組み込むことができる偏光変調器である。
【図４】図３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄの実施形態１について、ＤＣバランスのためフレーム反転を用い、２つの偏光状態間の高速スイッチングを実現する、駆動方法を示す。
【図５】図３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄの実施形態１について、バイポーラパルスを用いて各サブフレーム内でＤＣバランスを実現する、第１代替駆動方法を示す。
【図６】図３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄの実施形態１について、上書きパルスを用いてスイッチング速度を増加させる、第２代替駆動方法を示す。
【図７】実施形態２に係るアクティブ眼鏡の駆動方法を示す。
【図８】実施形態３に係るアクティブ眼鏡の駆動方法を示す。イメージが更新されるとき、区間の間にブランクを含む。
【図９Ａ】実施形態４における第１および第２正ＥＣＢ液晶デバイスに対して印加される様々な駆動電圧が出力偏光に対してもたらす効果を示す。この液晶デバイスは、パッシブまたはアクティブビュー眼鏡を用いる立体３Ｄシステムに組み込むことができる偏光変調器である。
【図９Ｂ】実施形態４における第１および第２正ＥＣＢ液晶デバイスに対して印加される様々な駆動電圧が出力偏光に対してもたらす効果を示す。この液晶デバイスは、パッシブまたはアクティブビュー眼鏡を用いる立体３Ｄシステムに組み込むことができる偏光変調器である。
【図９Ｃ】実施形態４における第１および第２正ＥＣＢ液晶デバイスに対して印加される様々な駆動電圧が出力偏光に対してもたらす効果を示す。この液晶デバイスは、パッシブまたはアクティブビュー眼鏡を用いる立体３Ｄシステムに組み込むことができる偏光変調器である。
【図９Ｄ】実施形態４における第１および第２正ＥＣＢ液晶デバイスに対して印加される様々な駆動電圧が出力偏光に対してもたらす効果を示す。この液晶デバイスは、パッシブまたはアクティブビュー眼鏡を用いる立体３Ｄシステムに組み込むことができる偏光変調器である。
【図１０Ａ】図９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９Ｄの実施形態４について、２つの正ＥＣＢ液晶デバイスを用いる光シャッタの測定駆動波形と光スイッチング応答を示す。
【図１０Ｂ】図９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９Ｄの実施形態４について、２つの正ＥＣＢ液晶デバイスを用いる光シャッタの測定駆動波形と光スイッチング応答を示す。
【図１０Ｃ】図９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９Ｄの実施形態４について、２つの正ＥＣＢ液晶デバイスを用いる光シャッタの測定駆動波形と光スイッチング応答を示す。
【図１０Ｄ】図９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９Ｄの実施形態４について、２つの正ＥＣＢ液晶デバイスを用いる光シャッタの測定駆動波形と光スイッチング応答を示す。
【図１１Ａ】実施形態５における第１および第２液晶パイセルに対して印加された様々な駆動電圧が出力偏光に対してもたらす効果を示す。この液晶パイセルは、パッシブまたはアクティブビュー眼鏡を用いる立体３Ｄシステムに組み込むことができる偏光変調器である。
【図１１Ｂ】実施形態５における第１および第２液晶パイセルに対して印加された様々な駆動電圧が出力偏光に対してもたらす効果を示す。この液晶パイセルは、パッシブまたはアクティブビュー眼鏡を用いる立体３Ｄシステムに組み込むことができる偏光変調器である。
【図１１Ｃ】実施形態５における第１および第２液晶パイセルに対して印加された様々な駆動電圧が出力偏光に対してもたらす効果を示す。この液晶パイセルは、パッシブまたはアクティブビュー眼鏡を用いる立体３Ｄシステムに組み込むことができる偏光変調器である。
【図１１Ｄ】実施形態５における第１および第２液晶パイセルに対して印加された様々な駆動電圧が出力偏光に対してもたらす効果を示す。この液晶パイセルは、パッシブまたはアクティブビュー眼鏡を用いる立体３Ｄシステムに組み込むことができる偏光変調器である。
【図１２】上書きパルスと低頻度駆動パルスの組み合わせを用いてスイッチング速度を増加させる駆動方法を示す。
【図１３Ａ】図９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９Ｄの偏光変調器を備えたパッシブ立体３Ｄビューシステムを示す。
【図１３Ｂ】図９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９Ｄの偏光変調器を備えたパッシブ立体３Ｄビューシステムを示す。
【図１４】図１３Ａと１３Ｂのパッシブ立体３Ｄビューシステムの第１および第２サブフレームによって生成された、通過状態と光ブロック状態の光伝送スペクトルをシミュレーションした結果を示す。
【図１５Ａ】偏光変調器が右回り偏波光と左回り偏波光の間でスイッチングするように実装された、図１３Ａと１３Ｂのパッシブ立体３Ｄビューシステムを示す。
【図１５Ｂ】偏光変調器が右回り偏波光と左回り偏波光の間でスイッチングするように実装された、図１３Ａと１３Ｂのパッシブ立体３Ｄビューシステムを示す。
【図１６】異なる波長分散特性を示す３つの４分の１波長光遅延器を備える図１５Ａと１５Ｂのパッシブ立体３Ｄビューシステムの左眼について、光ブロック状態の伝送スペクトルをシミュレーションした結果を示す。
【図１７】ポリカーボネートとＥＣＢデバイスで構成された４分の１波長光遅延器を備える、図１５Ａと１５Ｂのパッシブ立体３Ｄビューシステムの光伝送をシミュレーションした結果を示す。
【図１８】図１７に示すように構成された、図１５Ａと１５Ｂのパッシブ立体３Ｄビューシステムの光伝送の実際の測定結果を示す。
【図１９】オプションのＣ補償器を用いて観察者の左右眼に提示される斜視イメージの視野角を向上させた、図１５Ａと１５Ｂのパッシブ立体３Ｄビューシステムを示す。
【図２０Ａ】図１９のパッシブ立体３Ｄビューシステムについての等コントラスト図のシミュレーション結果を示す。図２０Ａと２０Ｂは、オプションのＣ補償器を用いない場合において、左右眼についての低コントラスト視野角性能をそれぞれ示す。
【図２０Ｂ】図１９のパッシブ立体３Ｄビューシステムについての等コントラスト図のシミュレーション結果を示す。図２０Ａと２０Ｂは、オプションのＣ補償器を用いない場合において、左右眼についての低コントラスト視野角性能をそれぞれ示す。
【図２０Ｃ】図１９のパッシブ立体３Ｄビューシステムについての等コントラスト図のシミュレーション結果を示す。図２０Ｃと２０Ｄは、オプションのＣ補償器を用いた場合において、右左眼についての高コントラスト視野角性能をそれぞれ示す。
【図２０Ｄ】図１９のパッシブ立体３Ｄビューシステムについての等コントラスト図のシミュレーション結果を示す。図２０Ｃと２０Ｄは、オプションのＣ補償器を用いた場合において、右左眼についての高コントラスト視野角性能をそれぞれ示す。
【図２１】図１９のパッシブシステムにおいて用いられているものと同様の偏光変調器を備え、光路においてＣ補償器を組み込んで広範な偏光視野角にわたってコントラスト比を向上させた、アクティブ立体３Ｄビューシステムを示す。
【図２２Ａ】図２１に示すようにＣ補償器を光路内に組み込むことによってゴースト効果が最小の高コントラスト視野角の範囲を広げることができることを比較により示す、等コントラスト図のシミュレーション結果を示す。
【図２２Ｂ】図２１に示すようにＣ補償器を光路内に組み込むことによってゴースト効果が最小の高コントラスト視野角の範囲を広げることができることを比較により示す、等コントラスト図のシミュレーション結果を示す。
【図２３Ａ】実施形態６における第１および第２液晶ＶＡＮセルに対して印加される様々な駆動電圧が出力変更に対してもたらす効果を示す。この液晶ＶＡＮセルは、アクティブまたはパッシブビュー眼鏡を用いる立体３Ｄシステムに組み込むことができる偏光変調器である。
【図２３Ｂ】実施形態６における第１および第２液晶ＶＡＮセルに対して印加される様々な駆動電圧が出力変更に対してもたらす効果を示す。この液晶ＶＡＮセルは、アクティブまたはパッシブビュー眼鏡を用いる立体３Ｄシステムに組み込むことができる偏光変調器である。
【図２３Ｃ】実施形態６における第１および第２液晶ＶＡＮセルに対して印加される様々な駆動電圧が出力変更に対してもたらす効果を示す。この液晶ＶＡＮセルは、アクティブまたはパッシブビュー眼鏡を用いる立体３Ｄシステムに組み込むことができる偏光変調器である。
【図２３Ｄ】実施形態６における第１および第２液晶ＶＡＮセルに対して印加される様々な駆動電圧が出力変更に対してもたらす効果を示す。この液晶ＶＡＮセルは、アクティブまたはパッシブビュー眼鏡を用いる立体３Ｄシステムに組み込むことができる偏光変調器である。
【図２４Ａ】アクティブ立体３Ｄビューシステム内に組み込まれた、視野角補償を用いない図２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄの偏光変調器を示す。
【図２４Ｂ】アクティブ立体３Ｄビューシステム内に組み込まれた、視野角補償を用いる図２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄの偏光変調器を示す。
【図２５Ａ】視野角補償が高コントラスト視野角の範囲を広げることに対して及ぼす影響を比較により示す、等コントラスト図を示す。
【図２５Ｂ】視野角補償が高コントラスト視野角の範囲を広げることに対して及ぼす影響を比較により示す、等コントラスト図を示す。
【図２６】図１９に示す４分の１波長光遅延器を備えるパッシブ立体３Ｄビューシステム内に組み込まれた、図２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄの偏光変調器を示す。
【図２７Ａ】図２６のパッシブ眼鏡の左眼についての等コントラスト図のシミュレーション結果を示す。
【図２７Ｂ】図２６のパッシブ眼鏡の右眼についての等コントラスト図のシミュレーション結果を示す。
【図２８】図２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄの偏光変調器と、左右眼で異なる光補償を用いるパッシブ眼鏡とを備える、パッシブ立体ビューシステムを示す。
【図２９Ａ】個別に補償した図２８のパッシブ眼鏡の左眼についての等コントラスト図のシミュレーション結果を示す。
【図２９Ｂ】個別に補償した図２８のパッシブ眼鏡の右眼についての等コントラスト図のシミュレーション結果を示す。
【図３０】図９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９Ｄの偏光変調器と、左右眼で異なる補償を用いるパッシブ眼鏡とを備える、パッシブ立体ビューシステムを示す。
【図３１Ａ】個別に補償した図３０のパッシブ眼鏡の左眼の等コントラスト図のシミュレーション結果を示す。
【図３１Ｂ】個別に補償した図３０のパッシブ眼鏡の右眼の等コントラスト図のシミュレーション結果を示す。
【図３２】ＥＣＢ液晶混合物の正規化した複屈折と、ＶＡＮ液晶混合物の正規化した複屈折の、温度依存性のシミュレーション結果を示す。
【図３３】２０℃において、図３２に示すＥＣＢ液晶混合物で満たされたＥＣＢデバイスによってもたらされる位相シフトの電圧依存性のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図３４】図３２に示すＥＣＢ液晶混合物の様々な動作温度について、固定１８０°位相シフトの４つのＶＨ対ＶＬ曲線を示す。
【図３５】ＶＨとＶＬのレベルを調整して広範な温度範囲にわたり偏光状態変調器の液晶デバイスがもたらす１８０°位相シフトを維持するように構成された電気回路の簡易ブロック図である。
【図３６】２０℃において、図３２に示すＶＡＮ液晶混合物で満たされたＶＡＮデバイスによってもたらされる位相シフトの電圧依存性のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図３７】図３２に示すＶＡＮ液晶混合物の様々な動作温度について、固定１８０°位相シフトの４つのＶＨ対ＶＬ曲線を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
望ましい実施形態は、光学的に直列に配置され、入力偏光状態の入射光が通過する、第１および第２液晶デバイスに基づいている。第２液晶デバイスは、第１液晶デバイスが入力偏光状態に対してもたらした変化を補償して、第１および第２液晶デバイスを通過する法線入射光の全波長の偏光状態を変化させない特性を提示する。補償とは、光学的に直列配置され、偏波光が通過する第１および第２液晶デバイスについて用いる場合、どのような態様で第１液晶デバイスが第１液晶デバイスに入射する光の入力偏光状態を変化させた場合においても、第２液晶デバイスがその変化を反転またはオフセットさせて、第２液晶デバイスを出射する光の出力偏光状態が入力偏光状態と等しくなるようにすることを意味する。補償するため、第１および第２液晶デバイスは、以下の条件を満たす。（１）液晶デバイスは、同じセルギャップを有する。（２）液晶デバイスは、カイラル成分が添加されない限り、同じ液晶材料で満たされている。その場合、同成分は同等の反対キラリティーを有する。（３）例えば２つの液晶デバイス間に配置された遅延板や偏向器のような偏光変更光素子は存在しない。（４）２つの液晶デバイスにおける一方のダイレクタフィールドは、他方の液晶デバイスにおけるダイレクタフィールドの９０°回転した鏡像である。この最後の条件を満たすため、２つの液晶デバイスには同じ電圧が印加され、または同じ印加電圧が他方の同じ印加電圧に変化する。また、２つの液晶デバイスにおける液晶ダイレクタフィールドは、新たな対応する均衡状態へ動的に緩和する。これらに異なる電圧が印加されると、２つの液晶デバイスは補償しない。
【００２４】
液晶ダイレクタフィールドは、液晶デバイス全体にわたって変化すると、液晶分子の局所光軸の方向を表す。液晶ディスプレイにおけるダイレクタフィールドは、デバイス全体にわたって方向が継続的に変化することができるダイレクタセットによって特徴付けられる。図１は、単位ベクトルｎで表すダイレクタの方向または局所光軸を、液晶材料を間に含む基板の１つと平行な平面１０との間でダイレクタがなす角度である傾斜角θと、ダイレクタｎの平面１０に対する投影１２がＸ軸となす角度であるアジマス角φとによって表すことができることを示す。図２は、第１液晶デバイス（左側のグラフ）と第２液晶デバイス（右側のグラフ）の傾斜角プロファイルとアジマス角プロファイルの例を表す２つのグラフである。液晶デバイスの厚さ次元（Ｚ軸）全体にわたる様々な場所において傾斜角とアジマス角がどのように変化するかを示す。これらプロファイルは、各デバイスのダイレクタフィールド状態を定義する。第１液晶デバイスにおけるＺ軸に沿った任意位置ｚにおけるダイレクタの方向は、傾斜角θ１（ｚ）とアジマス角φ１（ｚ）によって表すことができる。第２液晶デバイスにおける任意位置のダイレクタの方向は、傾斜角θ２（ｚ）とアジマス角φ２（ｚ）によって表すことができる。
【００２５】
偏光状態補償のための条件（４）の数学表現、すなわち第２液晶デバイスにおけるダイレクタフィールドは、第１液晶デバイスにおけるダイレクタフィールドの９０°回転した鏡像であることは、２つの等式によって表すことができる。
θ２（ｚ）＝−θ１（ｄ−ｚ）
φ２（ｚ）＝φ１（ｄ−ｚ）−９０°
ｄは２つの液晶デバイスのセルギャップである。液晶デバイスの入射面においてｚ＝０であり、液晶デバイスの出射面においてｚ＝ｄである。説明目的のため、上記等式は、第１および第２液晶デバイスの傾斜角プロファイルとアジマス角プロファイルを示す図２の例に従う。
【００２６】
図３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄは、パッシブまたはアクティブビュー眼鏡および実質的に等しい時間の交互サブフレームの間にシーンの第１（左眼）斜視イメージと第２（右眼）斜視イメージを生成するイメージ源２２と併せて用いる、立体３Ｄビューのための偏光変調器２０の実施形態１を示す。図３Ａは、左側の入力偏光器２４の後に第１ＴＮデバイス２６と第２ＴＮデバイス２８が光学的に直列に連結され、これらは従来の９０°ＴＮタイプのものである構成を示す。第１ＴＮデバイス２６は、光学的に透明な電極層３２が形成された内部面を有するガラス基板３０間に含まれる液晶材料を備える。液晶材料は、電極面接触ダイレクタ３４ｃと電極面非接触ダイレクタ３４ｎを含む。第２ＴＮデバイス２８は、光学的に透明な電極層３８が形成された内部面を有するガラス基板３６間に含まれる液晶材料を備える。液晶材料は、電極面接触ダイレクタ４０ｃと電極面非接触ダイレクタ４０ｎを含む。入力偏光器２４は、イメージ源２２から伝搬し左右眼斜視イメージを搬送する光に対して垂直入力偏光状態または方向４２を与える。
【００２７】
図３Ａは、ディスプレイ駆動回路５２内の各スイッチ５０１と５０２によって概略的に示すように、ＴＮデバイス２６と２８双方に印加される同じ低電圧振幅駆動信号ＶＬを示す。駆動信号ＶＬは、ＴＮ閾値電圧未満またはゼロである。この電圧において、ＴＮデバイス２６と２８内の面非接触ダイレクタ３４ｎと４０ｎは、Ｚ軸方向において入射面５４から出射面５６に向かって均一に９０°回転する。ＴＮデバイス２６における回転方向は左回りであり、ＴＮデバイス２８における回転方向は右回りである。各ＴＮデバイス２６と２８は、「導波路」プロセスにおいて、イメージ源２２から伝搬する入射光の垂直入力偏光方向４２（０°）を９０°回転すると考えることができる。ＴＮデバイス２６は垂直入力偏光方向４２を左回りに＋９０°回転し、ＴＮデバイス２８は反対の右回りに−９０°回転して元の垂直入力偏光方向４２（０°）に戻すことにより、この回転を反転する。ＴＮデバイス２６と２８の組み合わせは、入射光が通過して出力偏光状態または方向４４となった後に、入射光の偏光状態が無変化を維持して、出力偏光状態または方向４４が入力偏光方向４２と同じになるように、補償する。
【００２８】
図３Ｂは、ＴＮデバイス２６と２８に印加される同じ高電圧振幅駆動信号ＶＨを示す。これは面非接触ダイレクタ３４ｎと４０ｎを、ダイレクタ３４ｃと４０ｃの薄層を除いて電極層３２と３８によってそれぞれ規定される液晶デバイス境界に対して略垂直に配向する。ここでも、ＴＮデバイス２６と２８の組み合わせは、この電圧において補償する。
【００２９】
図３Ｃは、駆動信号ＶＨがＴＮデバイス２６と２８から除去され駆動信号ＶＬに置き換わってから短時間後におけるダイレクタ方向のスナップショットを示す。これはディスプレイ駆動回路５２内の各スイッチ位置５０１と５０２によって概略的に示されている。各ＴＮデバイス２６と２８の中央における小矢印５８は、それぞれの面非接触ダイレクタ３４ｎと４０ｎがねじれ状態に戻る緩和途中であることを示す。この場合は動的補償が生じる。
【００３０】
図３Ｄは、ＴＮデバイス２６が高電圧振幅駆動信号ＶＨによってＯＮになり、ＴＮデバイス２８がＶＬのままである場合を示す。ＴＮデバイス２６と２８の組み合わせは、補償を実現していない。ＴＮデバイス２６と２８に印加される駆動信号が異なるからである。第１ＴＮデバイス２６は偏光状態が変化していないが、第２ＴＮデバイス２８は偏光状態が−９０°回転している。したがってＴＮデバイス２６と２８の組み合わせは、偏光状態を入力偏光方向４２から水平出力偏光方向４４へ、−９０°回転する。
【００３１】
図４は、実施形態１における電子駆動方式を示す。これにより、２つの偏光状態間の高速なパワー有りスイッチングが可能である。図４（ａ）は第１ＴＮデバイス２６に印加される駆動信号を示し、図４（ｂ）は第２ＴＮデバイス２８に印加される駆動信号を示す。
【００３２】
第１サブフレームの開始点、ｔ＝ｔ０において、−ＶＨから開始する高電圧レベル＋ＶＨが第１ＴＮデバイス２６に印加され、ゼロから開始する高電圧レベル＋ＶＨが第２ＴＮデバイス２８に印加される。電圧＋ＶＨと−ＶＨは振幅が同じであり、ネマチック液晶材料はこれらに対して均等に応答する。極性非依存だからである。振幅が等しいが反対符号の駆動電圧を用いて、トータルのＤＣバランスを実現し、液晶材料の長期安定性を保つ。ＶＨの振幅は通常２５ボルトであるが、所望スイッチング速度と液晶材料の閾値電圧に応じて、より高いまたは低い電圧でもよい。第１ＴＮデバイス２６は既に高電圧振幅レベルＶＨにあり、第２ＴＮデバイス２８における０から＋ＶＨへの遷移はパワー有り遷移であるので、補償を高速に実現し、偏光方向は同期間の図４（ｅ）に示すように０°の垂直を維持することができる。図４（ｃ）（ｄ）は、第１ＴＮデバイス２６と第２ＴＮデバイス２８の中間におけるダイレクタの中間レイヤ傾斜角が、この電圧において約９０°であることを示す（図３Ｂも参照）。ｔ＝ｔ１において、ＶＬ＝０であり、ＶＬはＴＮデバイス２６と２８双方に対して同時に印加され、ｔ１は、ｔ＝ｔ２の第１サブフレーム終了前に液晶材料が実質的に均衡状態へ緩和する第１サブフレーム期間以内において、十分早く選択される。この緩和は図４（ｃ）（ｄ）において、同期間中における中間レイヤ傾斜角の低下により示されている（図３Ｃも参照）。ＴＮデバイス２６と２８は、第１サブフレーム全体にわたって補償する。最初は静的補償であり、次は動的補償である。ＴＮデバイス２６と２８は連携して緩和する。緩和が起こるとしても、ｔ＝ｔ１のＴＮデバイス２６と２８双方における＋ＶＨからゼロに向かうパワー不足の低速な遷移の光効果は「隠蔽された」ままであり（すなわち、観察者にとっては光学的に視認できない）、出力偏光は第１サブフレーム全体において図４（ｅ）に示すように０°で垂直偏光を維持する。第１サブフレーム終端において、ＴＮデバイス２６と２８は図３Ａに示す低電圧状態である。
【００３３】
図４（ａ）（ｂ）に示すように、ｔ＝ｔ２の第２サブフレーム開始において、ＴＮデバイス２６は高電圧レベル＋ＶＨで再びＯＮになり、ＴＮデバイス２８は低電圧レベルＶＬを維持する（図３Ｄも参照）。これら電圧は、ｔ＝ｔ３の第２サブフレーム終端まで維持される。ｔ＝ｔ２において第１ＴＮデバイス２６をゼロから＋ＶＨへスイッチングすることは、パワー有り遷移であり非常に高速である。図４（ｅ）に示すように、第２サブフレームの間、ＴＮデバイス２６と２８は補償せず、これらの組み合わせは９０°偏光回転器のように動作する。この間、第１ＴＮデバイス２６は入力偏光に対して効果をもたらさず、第２ＴＮデバイス２８は偏光方向を回転させる。
【００３４】
ｔ＝ｔ３で開始する次のサブフレームは、第１サブフレームの反転である。印加駆動信号電圧は同じ振幅を有するが反対符号であり、これによりＤＣバランスを保持する。同様に、次のサブフレームは第２サブフレームの反転である。駆動信号波形は、図４に示す最後のサブフレーム後も繰り返される。電圧反転サブフレームにおける図４（ｃ）（ｄ）（ｅ）の曲線部分は、それぞれ第１および第２サブフレームと同じである。ネマチック液晶は極性に依拠しないからである。この偏光スイッチングプロセスは、液晶デバイスの組み合わせが奇数サブフレームにおいて０°の垂直偏波光を通過させ、偶数サブフレームにおいて９０°の水平偏波光を通過させることにより、無制限に継続することができる。
【００３５】
図４（ｆ）（ｇ）は、パッシブ眼鏡またはパッシブデコーダを装着した観察者が視認する出力光透過性を示す。このパッシブデコーダは、左眼に例えば垂直向き分析偏光器などのような第１ビューデバイスを備え、右眼に例えば水平向き分析偏光器のような第２ビューデバイスを備える。図３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄに示す出力偏光器６０は、パッシブデコーダの２つの分析偏光器の１つを表す。この構成の下、左眼レンズは奇数サブフレームの間に開き偶数サブフレームの間に閉じ、右眼レンズは偶数サブフレームｎ間に開き奇数サブフレームの間に閉じる。この実施形態は、偏光スイッチからある程度の距離だけ離れた観察者にとって適している。この場合、映画館の場合と同様に、偏光スイッチはイメージ源２２に添えられ、偏光コード化された左眼および右眼イメージは空気中を伝搬する。立体３Ｄビューは、イメージ源２２が奇数サブフレームの間に左眼イメージを表示し、偶数サブフレームの間に右眼イメージを表示するときに起こる。図４（ｆ）（ｇ）に示す光遷移はパワー有り遷移であるため、非常に高速である。液晶デバイスをリセットするために用いられる低速なパワー不足遷移は、隠蔽された状態を維持し、光学的に現れることはない。
【００３６】
実施形態１で説明したシステムは、直線偏波光を垂直偏光方向と水平偏光方向の間で９０°スイッチングする。入力偏光器２４およびＴＮデバイス２６と２８を４５°回転させると、偏光変調器２０は直線偏波光を＋４５°と−４５°の間でスイッチングし、これは各眼レンズ内の偏光器が４５°回転する限りはパッシブ眼鏡システムにおいて機能する。
【００３７】
実施形態１の偏光回転器は、ＴＮデバイス２６と２８の組み合わせの出力部に４分の１波長板を配置することにより、右回り偏波光と左回り偏波光をスイッチングすることもできる。この場合主軸は、第２ＴＮデバイス２８の出射面５６から伝搬する直線偏波光の方向に対して４５°を向いている。この場合、パッシブ眼鏡のレンズも、偏光フィルムの前面に積層された４分の１波長遅延器フィルムを備えている。４分の１波長フィルムは、複数フィルム無彩色タイプのものでもよいし、より簡易な単一フィルム有彩色タイプのものでもよい。
【００３８】
当業者は、ＤＣバランスを維持するため実施形態１の第１および第２ＴＮデバイス２６と２８に対して印加する電圧極性を反転する順序について、自由度が非常に高いことを理解するであろう。例えば、図４（ａ）（ｂ）に示すように個々のサブフレーム内における振幅＋ＶＨと−ＶＨのユニポーラ駆動信号パルスに代えて、振幅＋ＶＨと−ＶＨのバイポーラタイプでもよい。これは図５に示すように、サブフレーム毎に自動的にＤＣバランスを保持することができる。さらに、第１ＴＮデバイス２６と第２ＴＮデバイス２８のいずれかまたは双方に印加される駆動信号波形は、上述の動作原理から逸脱しない限りは図４（ａ）（ｂ）に示す極性とは反転していてもよい。第１ＴＮデバイス２６と第２ＴＮデバイス２８に印加される駆動信号波形は、交換してもよい。
【００３９】
図４に示す駆動方式の０からＶＨへのターンＯＮ時間は、振幅ＶＨのパルスを印加する前に振幅ＶＯＤの短時間オーバードライブパルスを印加することよって、より高速にすることができる。｜ＶＯＤ｜＞｜ＶＨ｜である。オーバードライブパルスの振幅と幅は、液晶材料内のダイレクタフィールドが安定状態ＶＨ電圧に対応する状態に到達したとき、ＶＯＤパルスがＯＦＦされＶＨパルスが印加されるように、選択される。これは図６（ａ）（ｂ）に示されており、図４（ａ）（ｂ）と比較することができる。このオーバードライブ方式の下、ＶＨの振幅を低減しつつ、高速応答時間を得ることができる。このオーバードライブパルスを用いると、パワー消費を大幅に減少させることができる。これは例えばアクティブ３Ｄ眼鏡のようなバッテリー動作デバイスにおいて重要な要素である。
【００４０】
図７は、実施形態２におけるＴＮ偏光変調器２０の駆動信号条件を示す。分析または出力偏光器６０は、偏光変調器２０と組み合わされ、左右眼イメージサブフレームを提示するイメージ源２２と併せた立体３Ｄビューのためのアクティブ眼鏡における光シャッタとして動作することができるようにする。アクティブ眼鏡における左右眼レンズ部品は同じ構造を有し、図３Ａに示すように、それぞれ入力偏光器２４と出力偏光器６０の間に配置された第１ＴＮデバイス２６と第２ＴＮデバイス２８を備える。入力偏光器２４と出力偏光器６０の光伝送偏光軸は、互いに直角にセットされる。右眼レンズの第１ＴＮデバイス２６と第２ＴＮデバイス２８の駆動信号波形を図７（ａ）（ｂ）に示し、左眼レンズを図７（ｃ）（ｄ）に示す。左眼の駆動信号波形は、１サブフレーム期間シフトしている点を除いて、右眼のものと同じである。右眼レンズの光伝送を図７（ｅ）に示す。右眼レンズは、左眼イメージサブフレームの間は閉じ、右眼イメージサブフレームの間は開いている。同様に、左眼レンズの光伝送を図７（ｆ）に示す。左眼レンズは左眼イメージサブフレームの間は開き、右眼イメージサブフレームの間は閉じている。この実施形態２は、例えばデジタル制御マイクロミラーを用いるＴｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  ＤＬＰイメージングデバイスのような超高速イメージャと併せて用いる場合において、特に適している。デジタルデバイスであるため、ＤＬＰはサブフレーム期間全体にわたる一連のデジタルパルスを介してグレイスケールをコード化する。ＤＬＰイメージングデバイスとともに用いる場合、非常に高速な光シャッタは、シャッタが開いているとき高伝送効率を維持するのみならず、各サブフレームの開始または終了において存在する必須グレイレベル情報の減衰を抑制する。この情報は、低速応答シャッタの場合は減衰し、イメージレンダリングを劣化させる。
【００４１】
図８は、実施形態３における立体３Ｄビューのアクティブ眼鏡の駆動条件を示す。実施形態３における駆動条件は、図７の実施形態２において示した駆動条件と同様である。ただし前者の駆動信号波形点は各サブフレームの開始においてブランク期間を生成する点を除く。イメージングデバイスによっては、イメージを更新するためある程度の時間が必要である。例えば、右眼イメージがスクリーン上の上部から書き込まれると、スクリーンの低部は以前の左眼イメージをまだ表示している場合がある。よって右眼イメージが更新されている期間は、両眼のシャッタレンズを閉じて障害クロストークまたはゴースト効果を回避する。同様の状況は、左眼イメージを更新するときにも起こる。
【００４２】
図８（ａ）（ｂ）は、右眼レンズにおける第１ＴＮデバイス２６と第２ＴＮデバイス２８それぞれの駆動信号波形を示す。左眼サブフレームの開始からの期間ｔ０〜ｔ１において、右眼の第１ＴＮデバイス２６と第２ＴＮデバイス２８は高振幅電圧ＶＨ受信し、ＴＮデバイス２６と２８は補償し、図８（ｅ）の光応答曲線に示すように光ブロック状態となる。左眼イメージサブフレームが維持している間に、低電圧レベルＶＬ（この場合はゼロ）が右眼レンズの第１ＴＮデバイス２６と第２ＴＮデバイス２８に印加され、動的補償を維持しつつ低下する。この結果、右眼レンズは閉じられたままになる。時刻ｔ１は左眼イメージを更新している期間Ｌｕ内に生じさせることができる。または更新期間ＬＵの間もしくはその後に生じさせることもできる。右眼イメージサブフレームの開始において、右眼イメージが更新される期間Ｒｕに、第１ＴＮデバイス２６と第２ＴＮデバイス２８はＶＬを受信し、これによりＴＮデバイス２６と２８は補償し、その結果として図８（ｅ）の光応答曲線が示す光ブロック状態となる。期間Ｒの開始において、右眼イメージが更新されるとき、右眼レンズの第１ＴＮデバイス２６は高電圧振幅レベルＶＨへターンＯＮし、第２ＴＮデバイス２８はＶＬを維持する。その結果、右眼レンズは同期間において開き、観察者は更新された右眼イメージを見ることができる。
【００４３】
図８（ｃ）（ｄ）は、左眼レンズにおける第１ＴＮデバイス２６と第２ＴＮデバイス２８それぞれの駆動信号波形を示す。左眼駆動信号波形は、右眼駆動信号波形を１サブフレーム期間だけ位相シフトしたのみのバージョンであることに留意されたい。したがってその結果得られる、図８（ｆ）に示す光応答は、図８（ｅ）に示す右眼応答を位相シフトしたのみのバージョンである。図８（ｅ）（ｆ）によれば、２つの眼の所望の光応答が実現されていることが分かる。更新期間ＬｕとＤｕの間、右左眼レンズ双方は閉じられている。左眼イメージが完全に更新されている左眼サブフレームの期間Ｌにおいては左眼レンズのみが開いており、右眼イメージが完全に更新されている右眼サブフレームの期間Ｒにおいては右眼レンズのみが開いている。
【００４４】
ＴＮモードに加えて、その他の液晶電気光学モードを用いて偏光状態を補償することもできる。実施形態４は、２つの電気制御複屈折（ＥＣＢ）液晶デバイスを用いる。ＥＣＢ液晶デバイスは、２つのタイプがある。正誘電異方性を有する液晶材料を用いるタイプと負誘電異方性を有する液晶材料を用いるタイプである。後者のタイプは垂直配向（ＶＡ）または垂直配向ネマチックモードと呼ばれる。正タイプと負タイプ双方ともに、本発明に基づき用いる場合、偏光変調器に適している。
【００４５】
図９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９Ｄは、２つの正ＥＣＢモード液晶デバイスを用いる偏光変調器８０の例を示す。図９Ａは、左側の入力変調器８２とその後に続く光学的に直列接続された第１ＥＣＢ液晶デバイス８４および第２ＥＣＢ液晶デバイス８６を示す。第１ＥＣＢデバイス８４は、光学的に透明な電極層９０が形成された内部面を有するガラス基板８８間に含まれる液晶材料を備える。液晶材料は、電極面接触ダイレクタ９２ｃと電極面非接触ダイレクタ９２ｎを含む。第２ＥＣＢデバイス８６は、光学的に透明な電極層９６が形成された内部面を有するガラス基板９４間に含まれる液晶材料を備える。液晶材料は、電極面接触ダイレクタ９８ｃと電極面非接触ダイレクタ９８ｎを含む。２つのＥＣＢ液晶デバイス８４と８６は、先述の補償条件を満たす。イメージ源２２からの光伝搬は、入力偏光方向１００において偏光器８２を出射する。これは傾斜円柱によって示されている。傾斜円柱は、偏光方向が図面の平面に対して＋４５°の角度をなすことを示す。
【００４６】
図９Ａは、駆動信号低電圧振幅レベルＶＬがディスプレイ駆動回路１０２からＥＣＢデバイス８４と８６双方に対して印加される様子を示す。駆動信号レベルＶＬは、ＥＣＢ閾値電圧以下またはゼロである。この電圧において、第１ＥＣＢデバイス８４におけるダイレクタ９２ｃと９２ｎは図面の平面内でありかつ基板８８に対して平行であり、第２ＥＣＢデバイス８６におけるダイレクタ９８ｃと９８ｎは図面の平面に対して垂直でありかつ基板９４に対して平行である。これは第１ＥＣＢデバイス８４における側面から見た局所ダイレクタを表す円柱９２ｃおよび９２ｎと、第２ＥＣＢデバイス８６における末端から見た円柱９８ｃおよび９８ｎとによって示されている。各基板８８および９４の内部面に対する面接触ダイレクタ９２ｃと９８ｃの小さなプレチルト角は、図示していない。各ＥＣＢデバイス８４と８６内において、局所ダイレクタは互いに平行である。印加される駆動信号レベルＶＬにおいて、ＥＣＢデバイス８４と８６双方は、面内遅延Γ０によって特徴付けられる。これはそれぞれについて同一である。図９Ａにおいて、２つのＥＣＢデバイス８４と８６は補償し、入射光の偏光状態はこれらの組み合わせを通過した後も変化しないまま維持される。
【００４７】
図９Ｂは、同じ駆動信号高電圧振幅レベルＶＨが第１ＥＣＢデバイス８４と第２ＥＣＢデバイス８６双方に対して印加され、これによりダイレクタ９２ｎと９８ｎを電極層９０と９６により規定される液晶デバイス境界に対して略垂直にそれぞれ配向し、ダイレクタ９２ｃと９８ｃの薄面層は配向しない様子を示す。ダイレクタ９２ｃと９８ｃの薄面層により、各ＥＣＢデバイス８４と８６に関連する僅かな残留面内遅延ΓＲが存在する。しかしＥＣＢデバイス８４と８６のΓＲの遅軸は直交配向されているので、補償される。
【００４８】
図９Ｃは、駆動信号レベルＶＨがＥＣＢデバイス８４と８６から除去され、駆動信号レベルＶＬによって置き換えられた僅かに後の、ダイレクタ方向の時間におけるスナップショットを示す。これらはディスプレイ駆動回路１０２内の各スイッチ１０４１と１０４２のスイッチ位置によって概略的に示されている。第１ＥＣＢデバイス８４内の面非接触ダイレクタ９２ｎの中央ダイレクタ上の小矢印１１０は、中央ダイレクタが回転して図９Ａに示す平行状態に戻る途中であることを示す。矢尻記号と矢頭記号で示す、面に向かう方向および面から出る方向を指す矢印１１２によって示すように、第２ＥＣＢデバイス８６において同じ回転が生じる。面非接触ダイレクタ９２ｎは、図面の平面内で回転することにより第１ＥＣＢデバイス８４において緩和し、面非接触ダイレクタ９８ｎは、ダイレクタ９２ｎに対して垂直かつ図面の面内にある軸周りで回転することにより第２ＥＣＢデバイス８６において緩和する。この場合は動的補償が生じる。
【００４９】
図９Ｄは、第１ＥＣＢデバイス８４が駆動信号高電圧振幅レベルＶＨでターンＯＮされ、ＥＣＢデバイス８６がＶＬを維持している場合を示す。ＥＣＢデバイス８４と８６の組み合わせは補償しない。ＥＣＢデバイス８４と８６に印加される駆動信号が異なるからである。第１ＥＣＢデバイス８４は残留面内遅延ΓＲをもたらし、第２ＥＣＢデバイス８６は面内遅延Γ０をもたらす。これにより全体遅延Γ０−ΓＲが生じる。残留遅延の遅軸と面内遅延の遅軸は互いに９０°の角度をなすからである。偏光変調器８０における９０°の偏光回転は、Γ０−ΓＲ＝λ／２により得られる。λは出力偏光方向１１０により示す光の設計波長である。
【００５０】
正誘電異方性を有するネマチック液晶混合物を備える２つのＥＣＢデバイス８４と８６を用いる実施形態４は、実験的に実現された。各ＥＣＢデバイスは、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）コートガラス基板を用いて作成され、液晶ダイレクタ配向にはラビングポリイミドが提供された。これにより、２つの基板が組み立てられたとき、上部基板と低部基板上のラビング方向が互いに反平行となるようにした。面接触ダイレクタのプレチルト角は約４°であり、シール材料においてスペーサを用いて２．５μｍのセルギャップｄが提供された。ＥＣＢ液晶デバイスは、Ｍｅｒｃｋ  ＫＧａＡ、Ｄａｒｍｓｔａｄｔ、ドイツ国から入手できるネマチック液晶混合物ＭＬＣ−７０３０が満たされた。ＭＬＣ−７０３０混合物は、０．１１０２の複屈折を有する。
【００５１】
図１０Ａと１０Ｂは、第１ＥＣＢ８４と第２ＥＣＢ８６に対して印加される駆動信号波形を示す。この場合、サブフレーム期間は５．０ｍｓであり、これは２００Ｈｚの周波数に相当する。この場合において、上述のように各サブフレーム内のＤＣバランスのため、バイポーラ信号パルスが選択された。０．２５ｍｓ幅の＋２０ボルトパルスの後に、０．２５ｍｓ幅の−２０ボルトパルスが、第１サブフレームの開始においてＥＣＢデバイス８４と８６双方に対して印加された。これらパルスの後、ＥＣＢデバイス８４と８６双方は５ｍｓサブフレーム続く０ボルトを受信した。第２サブフレームの開始において、第１ＥＣＢデバイス８４は、２．５ｍｓ幅の＋２０ボルトパルスの後、２．５ｍｓ幅の−２０ボルトパルスを受信し、第２ＥＣＢデバイス８６は０ボルトに維持された。図１０Ｃは、偏光変調器８０が直交配向された偏光器間に配置され、第１ＥＣＢデバイス８４の配向方向が入力偏光方向１００に対して４５°角をなす場合において、測定した光応答を示す。２５℃において測定を実施した。ターンＯＦＦ時間とターンＯＮ時間双方はサブミリ秒であり、０．５ｍｓ〜５ｍｓの期間において生じる動的補償の光効果はなかった。これは、ＥＣＢデバイス８４と８６におけるダイレクタフィールドの減少が非常に正確に相互トラッキングされたことを意味する。図１０Ｄは、遷移周辺における図１０Ｃの拡大バージョンである。約６０μｓのターンＯＮ時間と約８０μｓのターンＯＦＦ時間を有する光シャッタを示す。これら応答時間は十分に短いので、４８０Ｈｚのスイッチング周波数を可能にする。
【００５２】
実施形態５は、２つのＥＣＢ液晶デバイスではなく２つのパイセルを用いる偏光状態変調器である。ＥＣＢデバイスと同様に、パイセルは電圧で制御できる面内遅延を有する液晶デバイスである。パイセルは、組み立てた基板のポリイミドラビング方向が反平行方向ではなく平行方向である点を除いて、正ＥＣＢ液晶デバイスと同様の構造を有する。ただしパイセル内のダイレクタフィールドは、正ＥＣＢ液晶デバイスのものとは全く異なる。すなわち、液晶レイヤの中央における面非接触ダイレクタは、高電圧駆動信号状態と低電圧駆動信号状態双方について、液晶デバイス境界に対して垂直であり、ほとんどのスイッチングは液晶デバイスの境界付近で生じる。
【００５３】
図１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄは、２つのパイセルを用いる偏光変調器１２０の例を示す。図１１Ａは、左側の入力偏光器８２の後に光学的に直列接続された第１パイセル１２２と第２パイセル１２４が続く構成を示す。図９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９ＤのＥＣＢデバイス８４と８６は、面接触ダイレクタ平行配向を示す。パイセル１２２と１２４は、面接触ダイレクタ反平行配向を示す。その他の点については、これら液晶デバイスは同様であり、対応する構成要素は同じ参照符号によって示されている。パイセル１２２と１２４は、光接触面に対する光軸の投影（すなわち入射面５４と出射面５６）が直交するように配向されている。２つのパイセル１２２と１２４は、先述の補償条件を満たす。イメージ源２２から伝搬する光は、入力変更方向１００において偏光器８２を出射する。これは傾斜円柱によって示されている。傾斜円柱は、偏光方向が図面の平面に対して＋４５°角をなすことを示している。
【００５４】
図１１Ａは、駆動信号低電圧振幅レベルＶＬがディスプレイ駆動回路１２６からパイセル１２２と１２４に対して印加されている様子を示す。駆動信号レベルＶＬは、バイアス電圧とも呼ばれ、パイセルの内部ダイレクタフィールド構造が意図しないスプレイ状態構造に変形しないようにするために用いられる。この理由のため、駆動信号レベルＶＬは、一般にゼロではない。印加された駆動信号レベルＶＬにおいて、第１パイセル１２２における面非接触ダイレクタ１３０ｎは図面の面内にあり、第２パイセル１２４における面非接触ダイレクタ１３２ｎは図面と基板９４の面に対して垂直な面内にある。印加された駆動信号レベルＶＬにおいて、パイセル１２２と１２４双方は、互いに同じ面内遅延Γ０によって特徴付けられる。図１１Ａにおいて、２つのパイセル１２２と１２４は補償し、入射光の偏光状態はこれら組み合わせを通過した後も変化しないまま維持される。
【００５５】
図１１Ｂは、同じ駆動信号高電圧振幅レベルＶＨが第１パイセル１２２と第２パイセル１２４双方に対して印加され、これにより液晶デバイス境界近傍においてダイレクタ１３０ｎと１３２ｎを基板８８と９４に対してそれぞれより直交するように配向している様子を示す。ダイレクタ１３０ｃと１３２ｃの薄面層のため、各パイセル１２２と１２４に関連する僅かな残留面内遅延ΓＲが存在する。しかし、パイセル１２２と１２４についてのΓＲの遅軸は直交しているので、補償が生じる。
【００５６】
図１１Ｃは、駆動信号レベルＶＨがパイセル１２２と１２４から除去され、駆動信号レベルＶＬによって置き換えられた短時間後の、ダイレクタ方向の時間におけるスナップショットを示す。これは駆動回路１２６内の各スイッチ１３４１と１３４２のスイッチ位置によって概略的に示されている。第１パイセル１２２における面非接触ダイレクタ１３０ｎ上に示す小矢印１４０は、図１１Ａに示す駆動信号レベルＶＬ状態へ回転して戻る途中であることを示す。矢尻符号と矢頭符号で図面の面に向かう方向および面から出る方向を指す矢印１４２によって示すように、第２パイセル１２４において同じ回転が生じる。面非接触ダイレクタ１３０ｎは、図面の面内で回転することにより、第１パイセル１２２において緩和する。面非接触ダイレクタ１３２ｎは、ダイレクタ１３２ｎに対して垂直でありかつ図面の面内にある軸周りで回転することにより、第２パイセル１２４において緩和する。この場合は動的補償が生じる。
【００５７】
図１１Ｄは、第１パイセル１２２が駆動信号高電圧振幅レベルＶＨでターンＯＮし、第２パイセル１２４がＶＬを維持する場合を示す。パイセル１２２と１２４の組み合わせは補償しない。パイセル１２２と１２４に印加される駆動信号が異なるからである。第１パイセル１２２は残留面内遅延ΓＲをもたらし、第２パイセル１２４は面内遅延Γ０をもたらす。これにより、全体遅延Γ０−ΓＲが生じる。２つの面内遅延の遅軸が互いに９０°角をなすからである。偏光変調器１２０の９０°の偏光回転は、Γ０−ΓＲ＝λ／２により得られる。λは出力偏光方向１１０によって示される光の設計波長である。
【００５８】
パイセルの電圧レベルＶＬは、ゼロにセットすることはできない。スプレイ状態が現れるからである。これは、パイセルがＶＬ以下の電圧、望ましくはゼロにスイッチングできる場合は速い、ＶＨからＶＬへの駆動信号レベル遷移を、遅くしてしまう。しかし、短時間のみＶＬ以下の電圧へスイッチングすることにより、遷移を高速化することができる。これはアンダードライブ技術と呼ばれる。アンダードライブ電圧はＶＵＤであり、ＶＵＤ＜ＶＬである。アンダードライブ技術は、図６に示すオーバードライブ技術と組み合わせて、より高速な立ち上がり時間と立ち下り時間を得ることができる。図１２は、オーバードライブとＶＵＤ＝０のアンダードライブの組み合わせを示す。図１２（ａ）は第１パイセル１２２に対して印加される駆動信号波形を示し、図１２（ｂ）は第２パイセル１２４に対して印加される駆動信号波形を示す。
【００５９】
図１３Ａと１３Ｂは、図９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９Ｄに示す第１ＥＣＢデバイス８４と第２ＥＣＢデバイス８６を有する偏光変調器８０’を、パッシブ眼鏡１５２を用いる立体３Ｄビューシステム１５０において用いた例を示す。この例において、入力偏光器８２’は垂直入力偏光方向１００’を有する直線偏光器であり、非動作状態にある第１ＥＣＢデバイス８４と第２ＥＣＢデバイス８６は半波光遅延器である。第１ＥＣＢデバイス８４は垂直軸に対して＋４５°を向いた遅軸１５４を有し、第２ＥＣＢデバイス８６は垂直軸に対して−４５°を向いた遅軸１５６を有する。出力偏光器６０Ｒと６０Ｌは、観察者が装着するパッシブ眼鏡１５２の右左眼レンズに配置される。この例において、右眼Ｒの前に配置された偏光器６０Ｒは、水平偏光方向（９０°）を有する直線偏光器であり、左眼Ｌの前に配置された偏光器６０Ｌは垂直偏光方向（０°）を有する直線偏光器である。システム１５０は、イメージ源２２が偏光変調器８０’を備えたテレビスクリーンであるダイレクトビューシステムにおいて、立体イメージを見るために用いることができる。システム１５０は、パッシブ眼鏡１５２を装着した観察者が見る偏光変調されたイメージをスクリーン上に投影するプロジェクタ型イメージ源２２の内部または前面に偏光変調器８０’が配置された立体投影システムにおいて、イメージを見るために用いることもできる。
【００６０】
図１３Ａと１３Ｂの例の基本動作を、図１０Ａ、１０Ｂ，１０Ｃを再度参照して以下に説明する。図１３Ａにおいて、第１サブフレームの間、ＥＣＢデバイス８４と８６が同じ電圧を受信すると、出力偏光方向１１０’は入力偏光方向１００’と同じ０°（垂直）方向に偏光される。右眼レンズに対するイメージ入射はブロックされる。関連する偏光器６０Ｒの伝送軸が９０°を向いているからである。左眼レンズに対するイメージ入射は伝送される。関連する偏光器６０Ｌの伝送軸が０°を向いているからである。したがって、第１サブフレームの間に、イメージ源２２は左眼イメージを提示し、左眼に対して伝送され（白の矩形１５８）、右眼からはブロックされる（黒の矩形１６０）。
【００６１】
図１３Ｂに示すように、第２サブフレームの間に、ＶＨが第１ＥＣＢデバイス８４に対して印加され、ＶＬが第２ＥＣＢデバイス８６に対して印加される。これにより、設計波長において半波遅延が生じる。設計波長において、この印加電圧の組み合わせは、０°入力偏光１００’を９０°回転させ、出力偏光方向１１０’が９０°（水平）になるようにする効果を有する。イメージが右眼に対して関連する９０°偏光器９０Ｒにより送信され（白の矩形１６０）、左眼に対して関連する０°を向いた偏光器６０Ｌによりブロックされる（黒の矩形１５８）。したがって、第２サブフレームの間に、イメージ源２２は右眼イメージを提示し、右眼に対して送信され、左眼からブロックされる。
【００６２】
しかし、第２サブフレームの間、第１ＥＣＢデバイス８４と第２ＥＣＢデバイス８６の組み合わせは、設計波長においてのみ半波遅延器の特性を示す。これは通常５５０ｎｍであり、眼が最も検知しやすいものである。設計波長以外の波長において、出力偏光状態１１０’は９０°回転した直線入力偏光状態１００’ではなく、むしろ楕円偏光状態である。この理想的でない動作により、非設計波長の伝送状態におけるシステム１５０を介した光伝送が減少する。より重要なのは、非設計波長における光ブロック状態のシステム１５０を介した光漏れである。この光漏れは、３Ｄイメージの観察者が見ることができる、障害となるゴースト効果を生じさせる。この非理想的な伝送状態および光ブロック状態は、第１サブフレームの間には生じない。ＥＣＢデバイス８４と８６が全波長にわたって補償して、全波長の垂直方向において直線出力偏光が生じるからである。この場合、光ブロック状態における光漏れは非常に少ない。本質的に使用する偏光器の品質によってのみ決定されるからである。
【００６３】
図１４は、図１３Ａと１３Ｂに示すシステム１５０の第１および第２サブフレームの間に生成される伝送状態と光ブロック状態の光伝送スペクトルのシミュレーション結果を示す。簡易のため、シミュレーションにおいて、非偏波光を５０％伝送する理想偏光器を用いた。液晶材料は、Ｍｅｒｃｋ  ＧｍｂＨ、Ｄａｒｍｓｔａｄｔ、ドイツ国から入手できるＭＬＣ−７０３０を用いた。第１サブフレームにおいて、全可視スペクトルにわたって、右眼光伝送曲線１６２は０％伝送を示し、左眼伝送曲線１６４は５０％伝送を示す。しかし、第２サブフレームにおいて、設計波長（この場合は５５０ｎｍ）においてのみ、右眼光伝送曲線１６６は５０％伝送を示し、左眼光伝送曲線１６８は０％伝送を示す。光伝送曲線１６６と１６８は、他の波長において、伝送状態の光伝送は減少し、光ブロック状態の光伝送は増加することを示す。
【００６４】
システム１５０の欠点は、設計波長以外の波長における左眼の光ブロック状態における光漏れ量である。これは、右眼イメージが左眼を介して漏れ、障害となるゴーストイメージとして左眼が見ることを意味する。シミュレートしたコントラスト比は、左眼についてわずか３８．１である。システム１５０のその他の欠点は、観察者の頭が横方向に傾斜すると、別のゴースト効果が起こることである。変調器８０’の出力偏光方向１１０が、パッシブ眼鏡１５２内の偏光器の１つの偏光軸に対して直交していないからである。これにより、意図しない偏光成分が各眼の光ブロック状態において漏れる。
【００６５】
先述の例は、外部４分の１波長フィルムを導入することにより、少なくとも設計波長において、観察者の頭の傾斜角に対して反応しないようにすることができる。先の段落において述べたように、このフィルムの遅軸は、垂直軸を基準として、出力偏光方向に対して＋４５°を向いている。４分の１波長フィルムにより、偏光変調器は、直交直線偏光状態に代えて、右回り偏波光と左回り偏波光の間でスイッチングすることができる。４分の１波長フィルムは、パッシブ眼鏡の光入力側にも導入され、右回り偏光と左回り偏光をデコードする。右眼については、４分の１波長フィルムは垂直軸を基準として遅軸に対して−４５°を向いており、左眼については、４分の１波長フィルムは垂直軸を基準として遅軸に対して＋４５°を向いている。４分の１波長フィルムの後には直線偏光器が続き、その偏光方向は両眼について９０°を向いている。システム１５０を変更したバージョンである立体３Ｄビューシステム１５０’において実装した、この方式を用いる例は、図１５Ａと１５Ｂに示されている。
【００６６】
図１５Ａと１５Ｂの例の基本動作を以下に説明する。図１５Ａに示すように、第１サブフレームの間において、ＥＣＢデバイス８４と８６は同じ電圧を受信し、したがって補償を実施する。これにより、出力偏光方向１１０’は入力偏光方向１００’と同じ０°方向（垂直）に偏光される。遅軸１８２が垂直軸に対して＋４５°を向いた外部４分の１波長フィルム１８０は、パッシブ眼鏡１５２’の右眼レンズにおける遅軸１８６が垂直軸に対して−４５°を向いた４分の１波長フィルム１８４を補償する。よって光は０°の直線偏光を維持する。この偏光方向は、右眼レンズ偏光器６０Ｒの９０°伝送軸に対して直角である。これにより、パッシブ眼鏡１５２’の右眼レンズに入射する光は、右眼からブロックされる。パッシブ眼鏡１５２’の左眼レンズについては、４分の１波長フィルム１８８の遅軸１９０は＋４５°を向いており、これはＥＣＢデバイス８６の出力面における外部４分の１波長フィルム１８０の遅軸１８２と同じ方向である。これにより、４分の１波長フィルム１８０と１８８は、２分の１波長光遅延器となる。２分の１波長遅延器セットは、直線入力偏光方向１００’を９０°回転し、左眼レンズ偏光器６０Ｌ’の伝送方向に対して平行にし、伝送状態とする。
【００６７】
図１５Ｂに示すように、第２サブフレームの間、ＶＨがＥＣＢデバイス８４に対して印加され、ＶＬがＥＣＢデバイス８６に対して印加される。したがってＥＣＢデバイス８４と８６は、遅軸が垂直軸に対して−４５°を向いた２分の１波長板（ＨＷＰ）のように動作する。パッシブ眼鏡１５２’の右眼レンズについて、４分の１波長フィルム１８０と１８４は補償し、その結果として全光路において２分の１遅延となる。これは直線入力偏光方向１００’を９０°回転し、右眼レンズ偏光器６０Ｒの伝送方向に対して平行にし、伝送状態にする。パッシブ眼鏡１５２’の左眼レンズについて、４分の１波長フィルム１８８と外部４分の１波長フィルム１８０の組み合わせは、遅軸が垂直軸に対して＋４５°を向いた２分の１波長遅延器と等価である。この組み合わせは、ＥＣＢデバイス８４と８６の組み合わせの２分の１波長遅延を補償する。その結果、４分の１波長フィルム１８８を出射する光は０°で直線偏光され、左眼レンズ偏光器６０Ｌ’の伝送方向に対して直角にし、左眼をブロック状態にする。
【００６８】
図１５Ａと１５Ｂの詳細に検討すると、左眼の光ブロック状態において光漏れの可能性があることが分かる。第１サブフレームの間、ＥＣＢデバイス８４と８６は、同じ液晶混合物を用い、同じセルギャップを有する。よってイメージ搬送光の全波長にわたって補償する。同様に、外部４分の１波長フィルム１８０とパッシブ眼鏡１５２’における４分の１波長フィルム１８４および１８８が同じ材料で作成されている場合、これらフィルムは全波長にわたって右眼レンズを補償する。その結果、右眼に入射するイメージ搬送光は、全波長にわたって右眼から完全にブロックされる。
【００６９】
しかし、第２サブフレームの間、ＥＣＢデバイス８４と８６は垂直軸に対して−４５°の角度においてＨＷＰとなり、外部４分の１波長フィルム１８０と左眼レンズにおける４分の１波長フィルム１８８は垂直軸に対して＋４５°の角度においてＨＷＰとなる。これら２つのＨＷＰ組み合わせは、以下の２条件の下、補償により左眼の光漏れを生じさせることなく光ブロック状態を実現する。（１）ＥＣＢデバイス８４と８６の組み合わせが半波長遅延器となる設計波長が、システム１５０’の４分の１波長フィルム１８０、１８４、１８８の設計波長と同じである。（２）ＥＣＢデバイス８４と８６において用いられる液晶材料の複屈折における波長分散が、システム１５０’の４分の１波長フィルム１８０、１８４、１８８の複屈折における波長分散と実質的に同じである。
【００７０】
商業的に入手できる４分の１波長フィルムの公称遅延は１４０ｎｍであり、これは５６０ｎｍの設計波長に相当する。その他の値の遅延は入手できないので、条件（１）は、液晶混合物を選択し、ＥＣＢデバイス８４と８６のセルギャップを選択し、ＥＣＢデバイス８４と８６に対して印加される電圧ＶＨとＶＬを調整して５６０ｎｍにおける２分の１波長光遅延条件を満たすことにより、満たすことができる。
【００７１】
商業的に入手できる４分の１フィルムタイプは限られているので、条件（２）を満たす最も実用的なアプローチは、波長分散が入手可能な４分の１波長フィルムの１つと合致する液晶混合物を選択することである。
【００７２】
波長分散の測定値は、４５０ｎｍにおける材料の複屈折の６５０ｎｍにおける複屈折に対する比Ｄとみなすことができる。すなわち、Ｄ＝Δｎ４５０／Δｎ６５０である。日本国東京の日東電工株式会社は、両広帯域の無彩色タイプの４分の１波長フィルムおよび有彩色タイプの４分の１波長フィルムを提供している。日東電工の広帯域無彩色フィルムタイプは、Ｄ＝１．００であり、２以上の複屈折フィルムのレイヤ構造を有する。日東電工は、２つの異なるタイプの有彩色４分の１波長フィルムを提供している。これは、ポリビニルアルコールで作成されたＤ＝１．０２のＮＡＦタイプと、ポリカーボネートで作成されたＤ＝１．１４のＮＲＦタイプである。Ｄ＝１．００または１．０２である既知の液晶混合物は存在しないので、条件（２）を満たすには、例えばＥＣＢデバイスの複屈折と粘度のような所望の材料特性を有し、ポリカーボネートタイプ４分の１波長フィルムの分散値と合致する分散値を有する、液晶混合物を選択＝−１．１５の分散を有する。これは実質的にＤ＝１．１４のポリカーボネートの分散と同じである。
【００７３】
シミュレーションを実施して、ＥＣＢデバイス８４と８６においてＭＬＣ−７０３０を用い、各３つの入手可能４分の１波長フィルムタイプをシステム１５０’の残部において検討した場合の、システム１５０’が生じさせる漏れ量を定量化した。図１６は、左眼の光ブロック状態のシミュレートした伝送スペクトルを示す。曲線２００は複数層無彩色４分の１波長フィルムを表し、曲線２０２は有彩色ポリビニルアルコール４分の１波長フィルムを表し、曲線２０４は有彩色ポリカーボネート４分の１波長フィルムを表す。曲線２００、２０２、２０４から明らかなように、無彩色４分の１波長フィルムを用いるとほとんどの光は漏れ、ポリビニルアルコール４分の１波長フィルムを用いた場合がほぼ同等でこれに続く。ポリカーボネート４分の１波長フィルムにおいて光漏れが大幅に減少しているのは、ポリカーボネートと液晶の間で波長分散がよく合致している結果である。この結果、実質的にゴースト効果がない高コントラスト立体イメージが得られる。
【００７４】
図１７は、最適ケースにおける立体システム１５０’の光伝送のシミュレーション結果を示す。ＭＬＣ−７０３０をＥＣＢデバイス８４と８６において用い、４分の１波長フィルム１８０、１８４、１８８はポリカーボネートで作成されている。左右眼光伝送状態のスペクトル（曲線２０６と２０８）は、右左眼光ブロック状態（曲線２１０と２１２）と同様に、実質的に理想状態である。この各眼における対照動作と強い光ブロック状態は、立体ビュー方式においてゴースト効果と色シフトを避けるためには非常に望ましい特性である。図１４の直線偏光システム１５０と図１７の最適回転偏光システム１５０’を比較すると、その差は歴然である。直線偏光システム１５０において、一方の眼におけるブロック状態の光漏れは実質的なゴースト効果をもたらし、右左眼の伝送状態におけるスペクトル差は両眼イメージに訂正困難な色シフトをもたらす。
【００７５】
図１８は、商業的に入手可能な最適偏光器を用いる立体システム１５０’の光伝送の実際の測定結果を示す。液晶混合物の分散は４分の１波長フィルムの分散と実質的に合致する。この場合においては、ＭＬＣ−７０３０液晶とポリカーボネート４分の１波長フィルムである。光漏れは右眼（曲線２０６）と左眼（曲線２０８）についてほぼ全ての可視スペクトルにわたって実質的にゼロである。右眼（曲線２１０）と左眼（曲線２１２）の伝送状態は本質的に同一であり、これは図１７のシミュレーション結果を裏付けている。曲線２０６と２０８において見られる振動は、ＥＣＢデバイス８４と８６における干渉効果によるものである。この効果は、図１７の結果を生成するシミュレーションにおいては考慮していない。
【００７６】
図１９は、保護三酢酸セルロース（ＴＡＣ）キャリア層２２０、２２２、２２４を備えるパッシブ眼鏡１５２’’を用いる立体３Ｄビューシステム１５０’’を示す。ＴＡＣ層２２０、２２２、２２４は、立体ビューシステム１５０と１５０’にも含まれているが、見易さのため図１３Ａ、１３Ｂ、１５Ａ、１５Ｂにおいては図示していない。これらの記載は視野角の検討に関連しないからである。ＴＡＣ層２２０と２２２はそれぞれ、レンズの偏光器６０Ｒと６０Ｌ’の内部面上に配置されている。ＴＡＣ層２２は、偏光変調器８０’’の偏光器８２’の内部面上に配置されている。偏光器６０Ｒ，６０Ｌ’、８２’の外側面上にあるＴＡＣ層は、視野角特性に対する効果を有さないので、図１９においては図示していない。ＴＡＣ層は、約−４０ｎｍの面外遅延とフィルムに対して垂直な光軸を有する負単軸複屈折フィルムによって近似することができる。ＥＣＢデバイス８４と８６、４分の１波長フィルム１８０、１８４、１８８、ＴＡＣ層２２０、２２２、２２４は複屈折であるので、軸外で見るときのコントラスト比に対して影響を及ぼす。図１９は、偏光変調器８０’’とパッシブ眼鏡１５２’’の間に配置された、オプションの正Ｃフィルム補償器２２６を含むシステム１５０’’を示す。正Ｃフィルムは、正単軸服屈折フィルムであり、その遅軸はフィルムに対して直角である。
【００７７】
コンピュータシミュレーションによると、右左眼についての軸外コントラスト比は、図１９に示す位置にＣフィルム補償器を配置してその軸外遅延を２８０ｎｍに最適化することにより、大幅に改善し得ることが分かった。アプリケーションに依拠して、正Ｃフィルム補償器２２６は変調器８０’’の外部４分の１波長フィルム１８０の外面上またはパッシブ眼鏡１５２’’の４分の１波長フィルム１８４と１８８の外面上に積層することができる。
【００７８】
図２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄは、システム１５０’’の等コントラスト視野角図のシミュレーション結果を示す。図２０Ａと２０Ｂは、オプションの正Ｃフィルム補償器２２６を用いない左右眼のシステム特性視野角性能を表す。図２０Ｃと２０Ｄは、オプションの正Ｃフィルム補償器２２６を用いる左右眼の実質的により広いシステム特性視野角性能を表す。これら図は、０°から６０°の極角および０°から３６０°のアジマス角において見た場合のコントラスト比の等高線である。これら等コントラスト比図は、軸外において見る場合に現れるゴースト効果量を有意に測定する機能を提供する。コントラスト比等高線２０と１００を図に示す。図２０Ａと２０Ｂは、正Ｃフィルム補償器２２６がない場合、右眼の高コントラスト視野角のシステム特性範囲は左眼よりも著しく狭いことを示す。図２０Ｃと２０Ｄは、＋２８０ｎｍ正フィルム補償器を追加すると、右眼が高コントラストを得ることができる視野角のシステム特性範囲を大幅に広げることができることを示す。これにより、右左眼の高コントラスト視野方向を概ね等しくすることができる。
【００７９】
正Ｃフィルム補償器２２６は、図１９に示す位置に代えて光路内の任意位置へ挿入することができる。例えばＥＣＢデバイス８６と外部４分の１波長フィルム１８０の間、入力偏光ＴＡＣ層２２４と第１ＥＣＢデバイス８４の間、または４分の１波長フィルム１８４および１８８と関連する偏光ＴＡＣ層２２０および２２２の間である。シミュレーション結果は、正Ｃフィルム補償器２２６をこれら代替位置に配置しても、正Ｃフィルム補償器２２６を図１９に示す位置に配置したとき得られるほどには視野角を広げないことを示している。
【００８０】
図１９のパッシブ眼鏡の例において、正Ｃフィルム補償器２２６を偏光変調器８０’’上に配置する。正Ｃ補償器２２６は、図２１の一方の眼２３０に示すように、アクティブ眼鏡においても採用することができる。アクティブ眼鏡の場合、右左眼レンズは同じ構造を有し、アクティブ眼鏡が図７に示すＴＮデバイスに関する段落において説明した位相で駆動される点が異なる。
【００８１】
図２２Ａと２２Ｂのシミュレートした等コントラスト図は、図２１に示すように４００ｎｍ正Ｃフィルム２２６を光路内に組み込むことにより、ゴースト効果が最小の高コントラスト視野角の範囲を大幅に広げることができることを示す。この場合、図２２Ｂに示すように、コントラスト比は極角２５°で少なくとも１００：１であり、極角３５°で少なくとも２０：１である。シミュレーションは、３５０ｎｍ〜４００ｎｍの範囲内の面外遅延を有する正Ｃフィルムが良好な結果を示し、４００ｎｍがこの例において最適であることを示している。
【００８２】
図１９と図２１に示す実施形態は、正誘電異方性を有するＥＣＢデバイスを採用している。以下の実施形態において、液晶デバイスは負誘電異方性を有する液晶材料を採用している。これは水平配向ネマチック（ＶＡＮ）デバイスにおいて用いられる。
【００８３】
図２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄは、２つのＶＡＮモード液晶デバイスを用いる偏光変調器２４０の例を示す。図２３Ａは、左側の入力偏光器８２の後に光学的に直列接続された第１ＶＡＮ液晶デバイス２４４と第２ＶＡＮ液晶デバイス２４６が続く構成を示す。第１ＶＡＮデバイス２４４は、光学的に透明な電極層２５０が形成された内部面を有するガラス基板２４８間に含まれる液晶材料を備える。液晶材料は、電極面接触ダイレクタ２５２ｃと電極面非接触ダイレクタ２５２ｎを含む。第２ＶＡＮデバイス２４６は、光学的に透明な電極層２５６が形成された内部面を有するガラス基板２５４間に含まれる液晶材料を備える。液晶材料は、電極面接触ダイレクタ２５８ｃと電極面非接触ダイレクタ２５８ｎを含む。２つのＶＡＮ液晶デバイス２４４と２４６は、先述の補償条件を満たす。イメージ源２２から伝搬する光は、入力偏光方向１００において偏光器８２を出射する。これは傾斜円柱によって示されている。傾斜円柱は、偏光方向が図面の平面に対して＋４５°の角度をなすことを示す。
【００８４】
図２３Ａは、駆動信号低電圧振幅レベルＶＬがディスプレイ駆動回路２６２からＶＡＮデバイス２４４と２４６双方に対して印加されている様子を示す。駆動信号レベルＶＬはＶＡＮ閾値電圧以下またはゼロである。この電圧において、第１ＶＡＮデバイス２４４におけるダイレクタ２５２ｃと２５２ｎは基板２４８に対して垂直であり、第２ＶＡＮデバイス２４６におけるダイレクタ２５８ｃと２５８ｎは基板２５４に対して垂直である。これは、第１ＶＡＮデバイス２４４における側部から見た局所ダイレクタを表す円柱２５２ｃおよび２５２ｎと、第２ＶＡＮデバイス２４６における側部から見た円柱２５８ｃおよび２５８ｎとによって示されている。各基板２４８と２５４の法線方向に対する面接触ダイレクタ２５２ｃと２５８ｃの僅かなプレチルト角は、図示していない。各デバイス２４４と２４６において、局所ダイレクタは互いに平行である。印加駆動信号レベルＶＬにおいて、ＶＡＮデバイス２４４と２４６双方は、それぞれ等しい残留面内遅延ΓＲによって特徴付けられる。しかし、ＶＡＮデバイス２４４と２４６におけるΓＲの遅軸は直交しているので、これらは補償し、入射光の偏光状態はこれらの組み合わせを通過した後も変化しないまま維持される。
【００８５】
図２３Ｂは、第１ＶＡＮデバイス２４４と第２ＶＡＮデバイス２４６双方に対して印加される同じ駆動信号高電圧振幅レベルＶＨを示す。これによりダイレクタ２５２ｎと２５８ｎを、電極層２５０と２５６それぞれによって規定される液晶デバイス境界に対して略平行に配向する。
【００８６】
図２３Ｃは、駆動信号レベルＶＨがＶＡＮデバイス２４４と２４６から除去され駆動信号レベルＶＬによって置き換えられた短時間後のダイレクタ方向時間におけるスナップショットを示す。これはディスプレイ駆動回路２６２内の各スイッチ２６４１と２６４２のスイッチ位置によって概略的に示されている。第１ＶＡＮデバイス２４４における面非接触ダイレクタ２５２ｎの中央ダイレクタ上に示す小矢印２７０は、中央ダイレクタが図２３Ａに示す垂直配向状態へ回転して戻る途中であることを示す。矢尻記号と矢頭記号によって図面の面に向かう方向と面から出る方向を指す矢印２７２によって示すように、第２ＶＡＮデバイス２４６において同じ回転が起こる。面非接触ダイレクタ２５２ｎは、図面の面内において回転することにより、第１ＶＡＮデバイス２４４において緩和する。面非接触ダイレクタ２５８ｎは、図面に対して垂直かつ基板に対して垂直な面内で回転することにより、第２ＶＡＮデバイス２４６において緩和する。この場合、動的補償が起こる。
【００８７】
図２３Ｄは、第１ＶＡＮデバイス２４４がＶＬを維持し、第２ＶＡＮデバイス２４６が駆動信号高電圧振幅レベルＶＨでターンＯＮしている場合を示す。ＶＡＮデバイス２４４と２４６の組み合わせは補償しない。ＶＡＮデバイス２４４と２４６に印加される駆動信号が異なるからである。第１ＶＡＮデバイス２４４は、残留面内遅延ΓＲをもたらし、第２ＶＡＮデバイス２４６は面内遅延Γ０をもたらす。これにより総遅延Γ０−ΓＲが生じる。残留遅延と面内遅延の遅軸が互いに９０°の角度をなすからである。偏光変調器２４０における９０°の偏光回転は、Γ０−ΓＲ＝λ／２により得られる。λは出力偏光方向１１０によって示される光の設計波長である。
【００８８】
ＶＡＮデバイスを用いるアクティブ眼鏡における視野角補償を、図２４Ａと２４Ｂに示す。補償なしの変調器要素スタック２３０’を図２４Ａに示し、２つの商用日東電工５５−２７５  ２軸遅延器フィルム２７４と２７６を有する変調器要素スタック２３０’’を図２４Ｂに示す。上部遅延器２７４は隣接する偏光器６０の伝送軸に対して平行な遅軸を有し、下部遅延器２７６は隣接する偏光器８２の伝送軸に対して平行な遅軸を有する。偏光器６０と８２の伝送軸は直交している。ＶＡＮデバイス内の液晶材料は、負誘電異方性材料ＭＬＣ−７０２６−１００である。これはＭｅｒｃｋ  ＧｍｂＨ、Ｄａｒｍｓｔａｄｔ、ドイツ国から入手できる。もちろん異なる遅延器および液晶混合物を用いる他の実施形態も、開示する補償を実施するのに適している。
【００８９】
図２５Ａと２５Ｂのシミュレートした等コントラスト図は、図２４Ｂに示す２つの日東５５−２７５補償器フィルム２７４と２７６を追加することにより、高コントラスト視野角の範囲が大幅に向上し得ることを示す。図２５Ａは、補償なしの場合、ＶＡＮコントラスト比は極角１９°で少なくとも１００：１であり、極角３０°で２０：１であることを示す。これは図２２の補償なしＥＣＢの場合と対比し得る。しかし図２５Ｂは、補償ありの場合、ＶＡＮコントラスト比は３０°で少なくとも１００：１であり、４５°で２０：１であることを示す。これはコントラスト比が２５°で少なくとも１００：１であり３５°で２０：１である、図２２の補償ありＥＣＢの場合よりも遥かに広い。
【００９０】
ＶＡＮデバイスは、図２６に示すように、パッシブ眼鏡を用いる立体ビューにおいて用いることもできる。左右眼のシミュレートした等コントラスト図を図２７Ａと２７Ｂに示す。図２７Ａおよび２７Ｂと図２０Ａおよび２０Ｂを比較すると、フィルム補償がない場合、ＶＡＮデバイスを用いる偏光変調器についての高コントラスト視野角の範囲は、ＥＣＢデバイスよりも広いことが分かる。
【００９１】
図２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０ＤはＥＣＢデバイスについて、図２７Ａと２７ＢはＶＡＮデバイスについて、開示する偏光変調器とともにパッシブ眼鏡を用いる場合、右左眼の視野角特性が全く異なることを示す。各眼の高コントラスト視野角の最適範囲を得るため、各眼を個別に補償する。
【００９２】
図２８は、図２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄに示すＶＡＮデバイスとパッシブ眼鏡１５２’’を用いるタイプの立体ビューシステムの例を示す。右左眼において異なる補償フィルムが用いられている。右眼において、６２ｎｍ面内遅延と３０９ｎｍ面外遅延を有する２軸補償器２８０が、ＴＡＣ層２２０と４分の１波長フィルム１８４の間に配置されている。２軸補償器２８０の遅軸は９０°を向いている。これは隣接する偏光器６０Ｒの伝送軸に対して平行である。左眼において、視野角補償は、左眼の４分の１波長フィルム１８８の前に配置された１５０ｎｍ正Ｃフィルム２８２と、ＴＡＣ層２２２と４分の１波長フィルム１８８の間に配置された１００ｎｍ正Ａフィルム２８４との組み合わせにより実現される。正Ａフィルム２８４の遅軸は、隣接する偏光器６０Ｌ’の伝送軸に対して平行方向に向いている。正Ａフィルムは、正単軸複屈折フィルムであり、その遅軸はフィルムの面内にある。
【００９３】
図２９Ａと２９Ｂは、図２８に示す各眼を個別補償した構成から得られた、左右眼についてのシミュレートした等コントラスト図を示す。図２７Ａと２７Ｂに示す補償なしの立体ビューシステムと比較して、遥かに広い高コントラスト視野角の範囲が実現されている。
【００９４】
図３０は、図９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９Ｄに示すＥＣＢデバイスとパッシブ眼鏡１５２’’’’を用いるタイプの立体ビューシステムの例を示す。右左眼において異なる補償フィルムが用いられている。右眼において、３００ｎｍ正Ｃフィルム２８６が４分の１波長フィルム１８４の前に配置され、３５０ｎｍ正Ａフィルム２８８が偏光器ＴＡＣ層２２０と４分の１波長フィルム１８４の間に配置されている。正Ａフィルム２８８の遅軸は、隣接する偏光器６０Ｒの伝送軸に対して平行方向を向いている。左眼において、視野角補償は、左眼の４分の１波長フィルム１８８の前に配置された１５０ｎｍ正Ｃフィルム２８２と、偏光器ＴＡＣ層２２２と４分の１波長フィルム１８８の間に配置された１００ｎｍ正Ａフィルム２８４との組み合わせによって実現される。正Ａフィルム２８４の遅軸は、隣接する偏光器６０Ｌ’の伝送軸に対して平行方向を向いている。
【００９５】
図３１Ａと３１Ｂは、図３０に示す各眼を個別補償した構成から得られる、左右眼のシミュレートした等コントラスト図を示す。図２０Ａと２０Ｂに示す補償なしの立体システムと比較して、あるいは図２０Ｃと２０Ｄに示す両眼が同じ角度補償を受け取る補償ありのシステムと比較して、遥かに広い高コントラスト視野角の範囲が実現されている。
【００９６】
本開示の偏光状態変調器の多くのアプリケーションにおいて、例えばプロジェクタ内に搭載される変調器のウォームアップ期間の例のように、温度は一定に維持されず、広範にわたって変化し得る。液晶の材料特性は温度に依存することが知られているので、特に複屈折について、温度が変化すると、第１および第２液晶デバイスの組み合わせの半波光遅延状態の波長が設計波長からシフトする。このシフトは、アクティブまたはパッシブ眼鏡を用いる立体ビューシステムの明状態における明るさロスと色シフトをもたらす。さらに、パッシブ眼鏡を用いる上記システムにおいて、比較的温度に対して敏感な半波状態においてセットされた波長が４分の１波長フィルムの設計波長からシフトすると、観察者の左眼に送られるイメージ内のゴースト効果を増加させる。
【００９７】
ネマチック液晶について、複屈折Δｎの温度依存性は、下記式によって近似できる。
【数１】
2013538368.tif 000003
Ｔはケルビン温度であり、Ｔｃｌｐはケルビン温度のネマチック等方性遷移温度であり、Δｎ０は単位秩序パラメータを有する完全ネマチック液晶の仮想複屈折を表す。量Δｎ０は、複屈折を例えば２０℃の固定温度に正規化することにより、この式から逓倍することができる。
【００９８】
図３２は、複屈折の温度依存性をシミュレートしてＥＣＢ混合物ＭＬ−７０３０とＭＬＣ−７０２６−１００の２０℃における複屈折により正規化した結果を示す。ＭＬ−７０３０は、２０℃における０．１１２６の複屈折と７５℃のＴｃｌｐを有する。ＭＬＣ−７０２６−１００は、２０℃における０．１０９１の複屈折と８０．５℃のＴｃｌｐを有する。これら曲線の形状は実測値からいくらかずれているが、傾向は同様である。
【００９９】
図３３は、位相シフト（°）の電圧依存性のシミュレート結果を示すグラフである。２０℃においてＥＣＢデバイスはＥＣＢ混合物ＭＬＣ−７０３０で満たされ、３．０μｍのセルギャップと３°のプレチルト角を有する。電圧が印加されると、位相シフトは２２０°から０°へ単調減少する。この曲線は、第１または第２ＥＣＢデバイスのいずれかに当てはまる。２つのＥＣＢデバイスの遅軸は互いに直交しているので、ＥＣＢデバイスの一方の位相シフトは、他方の位相シフトから引かれる。第２サブフレームの間、高電圧振幅ＶＨが第１ＥＣＢデバイスに対して印加されて位相遅延ΓＲが生じ、低電圧振幅ＶＬ（ゼロである場合もある）が第２ＥＣＢデバイスに印加されて遅延Γ０が生じる。最適パフォーマンスのため偏波光を９０°回転させるには、Γ０−ΓＲ＝λ／２である。これは設計波長λにおける位相シフト１８０°である。電圧をＥＣＢデバイス双方または一方に印加して、１８０°位相シフト条件を実現することができる。図３３に示す例において、ＶＨ＝２０．８Ｖを第１ＥＣＢデバイスに対して印加すると９．１°の位相シフトが生じ、ＶＬ＝２．２Ｖを第２ＥＣＢデバイスに対して印加すると１８９．１°の位相シフトが生じる。これにより所望の組み合わせ位相シフト差１８０°を得ることができる。
【０１００】
図３３を詳細に検討すると、１８０°の合計位相シフトを与える多くの電圧ペア（ＶＨ，ＶＬ）が存在することが分かる。図３４は、固定１８０°位相シフトの曲線セットとしてこれら電圧ペアのプロットを示す。各曲線は、温度２０℃、３０℃、４０℃、４５℃に対応する。シミュレーションにおいて、図３２に示すようにＭＬＣ−７０３０の複屈折が温度上昇により減少することを考慮した。図３４により、温度に応じてＶＨとＶＬを個別にまたはセットで調整して、所望の位相シフト１８０°を維持できることが明らかである。これは特にＶＨとＶＬを同時調整して固定位相シフト１８０°を維持するのに有用である。これは図３４の制御ラインによって示されている。同ラインにおいてＶＨとＶＬともに温度低下にともなって増加する。温度低下にともなってＶＨを上げると、液晶の粘度が非常に高い低温度において、確実にターンＯＮ時間を速めることができる。
【０１０１】
図３５は、ＶＨレベルとＶＬレベルを調整して広範囲の温度にわたり固定位相シフト１８０°を維持するために用いることができる回路３００の簡易ブロック図を示す。回路３００において、温度センサ３０２は液晶デバイス３０４と３０６の動作温度を測定する。回路３０８は、あらかじめ格納しておいた液晶デバイス３０４と３０６の位相シフト応答に基づき、ＶＨレベルとＶＬレベルを処理により調整する。ＶＨレベルとＶＬレベルは、タイミング駆動回路３１０に送信され、駆動波形を液晶デバイス３０４と３０６に印加する。センサ３０２が測定した温度に基づきＶＨレベルとＶＬレベルを調整するために実施される制御処理は、図３４と同様の曲線から決定することができる。シミュレーション近似ではなく、実際の測定曲線を格納して用いてもよい。
【０１０２】
図３６は、位相シフト（°）の電圧依存性のシミュレーション結果を示すグラフである。２０℃においてＶＡＮデバイスはＶＡＮ混合物ＭＬＣ−７０２６−１００で満たされ、３．０μｍのセルギャップと８７°のプレチルト角を有する。電圧が印加されると、位相シフトは０°から２０５°へ単調増加する。この曲線は、第１または第２ＶＡＮデバイスのいずれかに当てはまる。２つのＶＡＮデバイスの遅軸は互いに直交しているので、ＶＡＮデバイスの一方の位相シフトは、他方の位相シフトから引かれる。第２サブフレームの間、高電圧振幅ＶＨが第２ＶＡＮデバイスに対して印加されて位相遅延Γ０が生じ、低電圧振幅ＶＬ（ゼロである場合もある）が第１ＶＡＮデバイスに印加されて遅延ΓＲが生じる。最適パフォーマンスのため偏波光を９０°回転させるには、Γ０−ΓＲ＝λ／２である。これは設計波長λにおける位相シフト１８０°である。電圧をＶＡＮデバイス双方または一方に印加して、１８０°位相シフト条件を実現することができる。図３６に示す例において、ＶＨ＝２４．９Ｖを第２ＶＡＮデバイスに対して印加すると２０４．７°の位相シフトが生じ、ＶＬ＝２．２Ｖを第１ＶＡＮデバイスに対して印加すると２４．７°の位相シフトが生じる。これにより所望の組み合わせ位相シフト差１８０°を得ることができる。
【０１０３】
図３６を詳細に検討すると、１８０°の合計位相シフトを与える多くの電圧ペア（ＶＨ，ＶＬ）が存在することが分かる。図３７は、固定１８０°位相シフトの曲線セットとしてこれら電圧ペアのプロットを示す。各曲線は、温度２０℃、３０℃、４０℃、４５℃に対応する。シミュレーションにおいて、図３２に示すようにＭＬＣ−７０２６−１００の複屈折が温度上昇により減少することを考慮した。図３６により、温度に応じてＶＨとＶＬを個別にまたはセットで調整して、所望の位相シフト１８０°を維持できることが明らかである。これは特にＶＨとＶＬを同時調整して固定位相シフト１８０°を維持するのに有用である。これは図３７の制御ラインによって示されている。同ラインにおいてＶＨとＶＬともに温度低下にともなって増加する。温度低下にともなってＶＨを上げると、液晶の粘度が非常に高い低温度において、確実にターンＯＮ時間を速めることができる。
【０１０４】
当業者にとって、本発明の原理から逸脱することなく、上述の実施形態の詳細部分に対して多くの変更をなすことができることは、明らかである。したがって、本発明の範囲は特許請求の範囲によってのみ定められるべきである。
【図１】
2013538368.tif 000004
【図２】
2013538368.tif 000005
【図３Ａ】
2013538368.tif 000006
【図３Ｂ】
2013538368.tif 000007
【図３Ｃ】
2013538368.tif 000008
【図３Ｄ】
2013538368.tif 000009
【図４】
2013538368.tif 000010
【図５】
2013538368.tif 000011
【図６】
2013538368.tif 000012
【図７】
2013538368.tif 000013
【図８】
2013538368.tif 000014
【図９Ａ】
2013538368.tif 000015
【図９Ｂ】
2013538368.tif 000016
【図９Ｃ】
2013538368.tif 000017
【図９Ｄ】
2013538368.tif 000018
【図１０Ａ】
2013538368.tif 000019
【図１０Ｂ】
2013538368.tif 000020
【図１０Ｃ】
2013538368.tif 000021
【図１０Ｄ】
2013538368.tif 000022
【図１１Ａ】
2013538368.tif 000023
【図１１Ｂ】
2013538368.tif 000024
【図１１Ｃ】
2013538368.tif 000025
【図１１Ｄ】
2013538368.tif 000026
【図１２】
2013538368.tif 000027
【図１３Ａ】
2013538368.tif 000028
【図１３Ｂ】
2013538368.tif 000029
【図１４】
2013538368.tif 000030
【図１５Ａ】
2013538368.tif 000031
【図１５Ｂ】
2013538368.tif 000032
【図１６】
2013538368.tif 000033
【図１７】
2013538368.tif 000034
【図１８】
2013538368.tif 000035
【図１９】
2013538368.tif 000036
【図２０Ａ】
2013538368.tif 000037
【図２０Ｂ】
2013538368.tif 000038
【図２０Ｃ】
2013538368.tif 000039
【図２０Ｄ】
2013538368.tif 000040
【図２１】
2013538368.tif 000041
【図２２Ａ】
2013538368.tif 000042
【図２２Ｂ】
2013538368.tif 000043
【図２３Ａ】
2013538368.tif 000044
【図２３Ｂ】
2013538368.tif 000045
【図２３Ｃ】
2013538368.tif 000046
【図２３Ｄ】
2013538368.tif 000047
【図２４Ａ】
2013538368.tif 000048
【図２４Ｂ】
2013538368.tif 000049
【図２５Ａ】
2013538368.tif 000050
【図２５Ｂ】
2013538368.tif 000051
【図２６】
2013538368.tif 000052
【図２７Ａ】
2013538368.tif 000053
【図２７Ｂ】
2013538368.tif 000054
【図２８】
2013538368.tif 000055
【図２９Ａ】
2013538368.tif 000056
【図２９Ｂ】
2013538368.tif 000057
【図３０】
2013538368.tif 000058
【図３１Ａ】
2013538368.tif 000059
【図３１Ｂ】
2013538368.tif 000060
【図３２】
2013538368.tif 000061
【図３３】
2013538368.tif 000062
【図３４】
2013538368.tif 000063
【図３５】
2013538368.tif 000064
【図３６】
2013538368.tif 000065
【図３７】
2013538368.tif 000066
【国際調査報告】
2013538368.tif 000067