(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像表示層と、
上記画像表示層を通る光路内に配置された空間光変調器と、
視差バリアを構成するために上記空間光変調器をアドレスするための手段とを備えた、マルチビュー指向性ディスプレイであって、
上記空間光変調器は、第１の基板と、第２の基板と、上記第１の基板と上記第２の基板との間に配置された電子光学材料の層と、上記第１の基板上に配置された第１の電極構造と、上記第２の基板上に配置された第２の電極構造と、を備え、上記第１の電極構造と第２の電極構造とが、使用中において、上記電子光学材料の層内に、複数のアドレス可能領域を構成するために共に作用するものであり、
上記第１の電極構造は、上記第１の基板上に配置された第１および第２の電極層を有しており、
上記第１の電極層と上記第１の基板との間隔は、上記第２の電極層と上記第１の基板との間隔とは異なっており、
上記第１の電極層は、第１の電極と、第２の電極とをそれぞれ複数有しており、
上記第２の電極層は、第３の電極と、第４の電極とをそれぞれ複数有しており、
上記第１の電極、上記第３の電極、上記第２の電極、および上記第４の電極は、この順で上記第１の基板に沿って繰り返し設けられており、
上記第３の電極は、上記第１の電極と上記第２の電極との隙間と一致するように設けられており、
上記第４の電極は、上記第３の電極が配置されていない、上記第１の電極と上記第２の電極との隙間と一致するように設けられており、
上記第１の電極のそれぞれおよび上記第２の電極構造は、使用中において、上記電子光学材料内に、少なくとも第１及び第２のセットのアドレス可能領域を構成するために共に作用するように構成されており、
上記第２の電極のそれぞれおよび上記第２の電極構造は、使用中において、上記電子光学材料内に、少なくとも第５及び第６のセットのアドレス可能領域を構成するために共に作用するように構成されており、
上記第３の電極のそれぞれおよび上記第２の電極構造は、使用中において、上記電子光学材料内に、少なくとも第３及び第４のセットのアドレス可能領域を構成するために共に作用するように構成されており、
上記第４の電極のそれぞれおよび上記第２の電極構造は、使用中において、上記電子光学材料内に、少なくとも第７のセットのアドレス可能領域を構成するために共に作用するように構成されており、
これによって、上記電子光学材料の層内に構成された上記アドレス可能領域は、上記第１〜第７のセットのアドレス可能領域を少なくとも含んでおり、
上記第１〜第７のセットのアドレス可能領域の各アドレス可能領域は、この順に連続している、ことを特徴とするマルチビュー指向性ディスプレイ。
【請求項２】
上記第１の電極のそれぞれは、上記第２の電極のそれぞれとは独立してアドレス可能である、請求項１に記載のマルチビュー指向性ディスプレイ。
【請求項３】
上記第１の電極は、上記第２の電極と嵌合している、請求項２に記載のマルチビュー指向性ディスプレイ。
【請求項４】
上記第３の電極のそれぞれは、上記第４の電極のそれぞれとは独立してアドレス可能である、請求項１、請求項２または請求項３に記載のマルチビュー指向性ディスプレイ。
【請求項５】
上記第３の電極は、上記第４の電極と嵌合している、請求項４に記載のマルチビュー指向性ディスプレイ。
【請求項６】
上記第１の電極は、上記第３の電極と上記第４の電極との隙間と少なくとも連続している、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のマルチビュー指向性ディスプレイ。
【請求項７】
上記第２の電極は、上記第３の電極と上記第４の電極との隙間と少なくとも連続している、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のマルチビュー指向性ディスプレイ。
【請求項８】
上記第１の電極は、上記第２の電極の幅と実質的に等しい幅を有している、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のマルチビュー指向性ディスプレイ。
【請求項９】
上記第４の電極は、上記第３の電極の幅の半分と実質的に等しい幅を有している、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載のマルチビュー指向性ディスプレイ。
【請求項１０】
上記第２の電極構造は、上記第２の基板上に配置された第３および第４の電極層を有しており、
上記第３の電極層と上記第２の基板との隙間は、上記第４の電極層と上記第２の基板との隙間とは異なっている、請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載のマルチビュー指向性ディスプレイ。
【請求項１１】
上記第３の電極層は、第５の電極と、第６の電極とをそれぞれ複数有しており、
上記第５の電極および上記第６の電極は、上記第２の基板に沿って繰り返し設けられており、
上記第５の電極のそれぞれは、第６の電極のそれぞれとは独立してアドレス可能である、請求項１０に記載のマルチビュー指向性ディスプレイ。
【請求項１２】
上記第５の電極は、上記第６の電極と嵌合している、請求項１１に記載のマルチビュー指向性ディスプレイ。
【請求項１３】
上記第４の電極層は、第７の電極と、第８の電極とをそれぞれ複数有しており、
上記第７の電極および上記第８の電極は、上記第２の基板に沿って繰り返し設けられており、
上記第７の電極のそれぞれは、第８の電極のそれぞれとは独立してアドレス可能である、請求項１１に記載のマルチビュー指向性ディスプレイ。
【請求項１４】
上記第７の電極は、上記第８の電極と嵌合している、請求項１３に記載のマルチビュー指向性ディスプレイ。
【請求項１５】
上記電子光学材料の層は液晶材料の層である、請求項１〜請求項１４のいずれか１項に記載のマルチビュー指向性ディスプレイ。
【請求項１６】
上記第１の電極層と上記第２の電極層との間に配置された電気的絶縁層をさらに有している、請求項１〜請求項１５のいずれか１項に記載のマルチビュー指向性ディスプレイ。
【請求項１７】
上記電気的絶縁層は、上記第１の電極および第２の電極の縁付近のみの上記第２の基板側に、並びに、上記第３の電極および第４の電極の上記第１の基板側に配置されている、請求項１６に記載のマルチビュー指向性ディスプレイ。
【請求項１８】
上記第３の電極層と上記第４の電極層との間に配置された電気的絶縁層をさらに有している、請求項１３または請求項１４に記載のマルチビュー指向性ディスプレイ。
【請求項１９】
上記電気的絶縁層は、上記第７の電極および第８の電極の縁付近のみの上記第１の基板側に、並びに、上記第５の電極および第６の電極の上記第２の基板側に配置されている、請求項１８に記載のマルチビュー指向性ディスプレイ。
【請求項２０】
上記第１の電極構造内に構成された上記第１の電極、第２の電極および第３の電極のうちの少なくとも１つは、上記第５の電極、第６の電極、第７の電極および第８の電極のうちの２つの電極の少なくとも一部と対向している、請求項１３に記載のマルチビュー指向性ディスプレイ。
【請求項２１】
上記第２の電極構造内に構成された上記第６の電極、第７の電極および第８の電極のうちの少なくとも１つの電極は、上記第１の電極構造の上記第１の電極、第２の電極、第３の電極および第４の電極のうちの２つの電極の少なくとも一部と対向している、請求項１３に記載のマルチビュー指向性ディスプレイ。
【請求項２２】
上記画像表示層は、ピクセル化された画像表示層であって、
上記画像表示層の１ピクセルセットに対応する上記視差バリアの中心付近のアドレス可能領域の幅は、１ピクセルセットに対応する上記視差バリアの縁にあるアドレス可能領域より狭い、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のマルチビュー指向性ディスプレイ。
【請求項２３】
請求項２２に記載のマルチビュー指向性ディスプレイであって、
デュアルビューディスプレイである、マルチビュー指向性ディスプレイ。
【請求項２４】
請求項２２に記載のマルチビュー指向性ディスプレイであって、
裸眼立体３次元ディスプレイである、マルチビュー指向性ディスプレイ。
【請求項２５】
観察者の位置を特定するための位置特定手段と、
上記観察者の特定された位置に従って、上記空間光変調器を制御するための制御部とをさらに備えている、請求項２４に記載のマルチビュー指向性ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空間光変調器（spatial light modulator）に関する。本発明は特に、各画像が異なる方向から見えるように、２つまたは２つ以上の画像を表示するマルチビュー指向性（multiple-view directional）ディスプレイにおける視差視覚（parallax optic）として用いるのに適した空間光変調器に関する。本発明はさらに、本発明による空間光変調器を内蔵した表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
長年にわたって、従来の表示装置は、複数のユーザが同時に見ることができるように設計されてきた。表示装置の表示特性は、ディスプレイからの異なった角度においても視聴者が同じように良質な画像を見ることができるように形成されている。これは例えば、空港および電車の駅にある出発時刻ディスプレイなどの、多くのユーザがディスプレイから同じ情報を得る必要があるアプリケーションには効果的である。しかしながら、それぞれのユーザが同一のディスプレイから異なった情報を得られた方が望ましいアプリケーションも多数ある。例えば自動車内では、運転者は衛星誘導システムのデータを見たい一方で、助手席にいる者は映画を観たいという状況がある。このように相反する必要性も、２つの別々の表示装置を備えることによって満たされる。しかしこれは余分なスペースをとり、また費用も増える。その上、上記例において２つの異なるディスプレイが使用された場合、運転者が頭の位置を動かしたときに助手席側のディスプレイが見えてしまうこともあり、この場合、運転手は気が散ってしまう。さらに別の例として、２人以上のプレイヤー用のコンピュータゲームにおいて、各プレイヤーがそれぞれの視点からゲームを見たいという状況がある。これは現在、各プレイヤーが別々の表示画面でゲームを見て、それぞれの画面を独自の視点から見ることによって行われている。しかし、各プレイヤーに対して別々のディスプレイを備えることは余分なスペースをとり、費用もかさみ、そして携帯ゲームの場合には実用的でない。
【０００３】
これらの問題を解決するために、マルチビュー指向性ディスプレイが開発された。マルチビュー指向性ディスプレイのアプリケーションの１つとして、「デュアルビュー（dual-view）ディスプレイ」が挙げられる。デュアルビューディスプレイは、２つ以上の異なる画像を同時に表示でき、各画像は特定の方向においてのみ見ることができる。従って、１方向から表示装置を見ている観察者はある画像だけを見る一方で、別の異なる方向から表示装置を見ている観察者は別の画像を見ることになる。２人以上のユーザに異なる画像を表示できるディスプレイによって、２つ以上の別々のディスプレイを使用する場合に比べて、スペースおよび費用を大幅に削減できる。
【０００４】
マルチビュー指向性ディスプレイの可能なアプリケーションの例については既に説明したが、別のアプリケーションも多数ある。例えば、マルチビュー指向性ディスプレイは、各乗客に対して個人用の機内娯楽プログラムが備えられている航空機内において使用することができる。現在は、各乗客に個人用の表示装置が備えられていて、これらは、一般的に前列の席の後部に備えられている。マルチビュー指向性ディスプレイを使用することによって、費用、スペース、および重量を大幅に減らすことができる。なぜなら、１つのディスプレイが２人以上の乗客にサービスを提供できる一方で、各乗客もそれぞれの映画を選んで観ることができるからである。
【０００５】
マルチビュー指向性ディスプレイは、ユーザが互いの表示を見ることができないようにすることが可能であるというさらなる利点がある。これは、前述したコンピュータゲームの例と同様、例えば現金自動預入支払機（ＡＴＭ）を使用する銀行または売買取引などの安全性を必要とするアプリケーションにおいて望ましい。
【０００６】
マルチビュー指向性ディスプレイは、３次元ディスプレイを形成するさらなるアプリケーションがある。通常の視覚では、人間の両目は、頭部の異なった位置にあるため、異なる視覚から世界の光景を知覚している。そして脳がこれら２つの視覚を使って、その光景にある様々な対象への距離を判断する。３次元画像を効果的に表示するディスプレイを形成するためには、上記のような状況を再現して、画像のいわゆる「立体写真」を提供する必要がある。上記「立体写真」の画像は、観察者のそれぞれの目に１つの画像を表示する。
【０００７】
３次元ディスプレイは、両目に異なる光景を提供するために用いられる方法に応じて、２つのタイプに分類される。一般的に立体ディスプレイは、広い視野領域において、立体写真の画像対を両方とも表示する。各光景は、例えば色、極性状態、または表示時間などによって符号化される。ユーザは、光景を分けると共に対象とする光景だけをそれぞれの目が見るようにするメガネのフィルタシステム（filter system of glasses）を身に付ける必要がある。
【０００８】
裸眼立体ディスプレイ（autostereoscopic display）は、右目の光景と左目の光景とを別々の方向に表示する。この結果、各光景は、それぞれ規定された空間領域からしか見ることができない。ディスプレイがアクティブになっている領域全体において画像を見ることができる空間領域は、「視野ウィンドウ（viewing window）」と称される。左目が、立体写真対の左目光景用の視野ウィンドウ内にあり、右目が、立体写真対の右目用の視野ウィンドウ内にあるような位置に観察者がいる場合には、この観察者のそれぞれの目は正しい光景を見ることができ、そして３次元画像を知覚することになる。裸眼立体ディスプレイでは、観察者は、視覚補助を身に付ける必要はない。
【０００９】
裸眼立体ディスプレイは、原理上はデュアルビューディスプレイと同類である。しかしながら、裸眼立体ディスプレイ上に表示された２つの画像は、立体写真画像対の左目画像および右目画像であって、互いに独立はしていない。その上、１人の観察者が見ることができるように２つの画像が表示され、上記観察者のそれぞれの目が１つの画像を見ることになる。
【００１０】
フラットパネル裸眼立体ディスプレイでは、視野ウィンドウの構成は、一般的には裸眼立体ディスプレイの画像表示ユニットの画像素子（すなわち「ピクセル」）構造と、光学素子との組み合わせ（一般的には視差視覚と称される）による。視差視覚の一例としては、視差バリアがある。視差バリアは、不透過領域によって区切られた、多くの場合はスリット形状である透過領域を備えた画面である。この画面は、裸眼立体ディスプレイを形成するための画像素子の２次元配列を有した空間光変調器（ＳＬＭ）の前または後に配置することができる。
【００１１】
図１は、従来のマルチビュー指向性装置、この場合では裸眼立体ディスプレイの平面図である。指向性ディスプレイ１は、画像表示装置を構成する空間光変調器（ＳＬＭ）４と、視差バリア５とから形成されている。図１の画像ディスプレイＳＬＭ４は、アクティブマトリックス薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基板６、対向基板７、および上記基板と上記対向基板との間に配置された液晶層８を備えた液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置の形態を取っている。上記ＳＬＭには、アドレッシング電極（図示せず）が備えられている。上記アドレッシング電極は、独立してアドレス可能な複数の画像素子、すなわち「ピクセル」を構成している。また上記アドレッシング電極には、液晶層の位置合わせをするための位置合わせ層（alignment layer）（図示せず）が備えられている。画像ディスプレイＳＬＭ４のピクセルは、横と縦とに配置されており、縦列は図１の紙面（plane of the paper）に伸びている。観察者に最も近い基板７の外面には、直線偏光器１０が備えられている。また偏光器１０と基板７との間に、視野角拡大フィルム９が任意で配置されていてもよい。照明は、バックライト１１から供給される。
【００１２】
視差バリア５は、視差バリア開口部アレイ１３を有した基板１２を備えている。この視差バリア開口部アレイ１３は、基板１２の、画像ディスプレイＳＬＭ４に隣接した方の面に形成されている。上記開口部アレイは、不透過領域１４によって区切られた、垂直に伸びる（つまり図１の紙面に伸びる）透過性開口部１５を有している。視差バリア基板１２の、バックライト１１に面した方の表面には、直線偏光器１６が形成されている。視差バリア５と画像ディスプレイＳＬＭ４との間に、別の視野角拡大フィルム９が任意で備えられていてもよい。
【００１３】
図１のディスプレイ１では、視差バリア５もまた液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置の形態を取っており、基板１２と対向基板１７との間に液晶層１８が配置されている。上記視差バリアの透過性開口部１５および不透過部１４は、上記液晶層を適切にアドレスすることによって、液晶層１８内に構成されている。また上記視差バリアＬＣＤには、視差バリアの透過性開口部１５および不透過部１４を構成するアドレッシング電極（図２（ａ）に図示）が備えられている。上記視差バリアＬＣＤには、液晶層１８の位置合わせをするための位置合わせ層（図示せず）がさらに備えられている。
【００１４】
図２（ａ）は、視差バリア５の断面図であり、図２（ｂ）は、視差バリア５の平面図である。前述したように上記視差バリアは、基板１２、対向基板１７、および基板１２と対向基板１７との間に配置された液晶層１８を備えた液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置の形態を取っている。上記ＳＬＭには、基板１２上にアドレッシング電極Ｅｉ（ｉ＝１、２、３・・・）が備えられている。これらの電極Ｅｉは、図２（ｂ）の平面図に示されている。図２（ｂ）に見られるように、これらの電極Ｅｉは一般的にストライプ状であり、互いに平行かつ間隔を置いて伸びている。対向基板１７上には、対向電極２１が備えられている。また、電極Ｅｉをアドレスするために、駆動回路が備えられている。この駆動回路は、図２（ｂ）の２２として概略的に示されている。図２（ａ）および図２（ｂ）では、位置合わせフィルム等のその他の構成要素は、簡潔にするために省略されている。
【００１５】
液晶装置が「ノーマリーホワイト」である場合は、例えば視差バリアＳＬＭの対応する領域を不透過にして、視差バリアの不透過領域１４が形成されるように電極Ｅｉをアドレスすることによって、視差バリアが構成される。従って各電極は、視差バリアの不透過領域１４の１つを構成する。隣り合う電極間の隙間に対応する視差バリアＳＬＭの領域の透過率が最大に維持されて、視差バリアの透過領域１５が形成される。反対に、液晶装置が「ノーマリーブラック」である場合、視差バリアＳＬＭの対応する領域の透過率を最大にして、視差バリアの透過領域１５が形成されるように電極Ｅｉをアドレスすることによって、視差バリアが構成される。隣り合う電極間の隙間に対応する視差バリアＳＬＭの領域が不透過に維持されて、視差バリアの不透過領域１４が形成される。
【００１６】
使用中は、画像ディスプレイＳＬＭ４の液晶層８に２つの画像が表示される。例えば、ピクセルの縦列に２つの画像がインターレースされる。視差バリア５は、光を選択的に遮断するため、画像ディスプレイＳＬＭ４の液晶層８のピクセルを透過する光は、限られた範囲の方向にのみ伝播する。従って、表示装置１は左目画像および右目画像を形成する。そして観察者は、その左目および右目が、左目画像用の視野ウィンドウ１９（すなわち「左視野ウィンドウ」）、および右目画像用の視野ウィンドウ２０（すなわち「右視野ウィンドウ」）とそれぞれ一致する位置に頭部がある場合は、３次元画像を見ることができる。左視野ウィンドウ１９および右視野ウィンドウ２０は、ウィンドウ面内に、ディスプレイから所望の視距離を置いて形成される。
【００１７】
図１のディスプレイは、裸眼立体３次元ディスプレイを備える場合には効果的であるが、観察者は、その左目および右目がそれぞれ、左視野ウィンドウ１９および右視野ウィンドウ２０と位置が合っている場合にのみ３次元ディスプレイを見ることができる。観察者は、その左目および右目が左視野ウィンドウ１９および右視野ウィンドウ２０とずれるように頭部を動かした場合は、３次元ディスプレイを見ることができなくなる。左視野ウィンドウ１９および右視野ウィンドウ２０の横幅ｗは、一般的に６ｃｍ程度である。このため観察者は、３次元画像を見続ける場合は、上記の距離を越えて頭部を動かすことができない。このディスプレイは、「視野自由度（viewing freedom）」が低いと言われる。
【００１８】
デュアルビューディスプレイは、頭部が第１の視野ウィンドウ内に位置している観察者に対して第１の画像を表示し、頭部が第２の視野ウィンドウ内に位置している別の観察者に対して第２の画像を表示するという点を除いては、図１のディスプレイ１と概念が類似している。ここでもまた観察者は、表示される画像を見るために、適切な視野ウィンドウ内に頭部が位置するよう維持しなければならない。そして観察者が頭部をその視野ウィンドウからずらしてしまうと、表示される画像を見ることができなくなる。従って観察者の動きが制約されることになり、上記ディスプレイの視野自由度はここでもまた低い。これは、例えば観察者の動きの自由度が限定的である自動車の場合は重要ではないこともあるが、デュアルビューディスプレイの一部の用途にとっては重大な問題となる。
【００１９】
これまで、３次元画像またはデュアルビューディスプレイの画像を見るために、観察者が頭部を限られた空間領域内に維持しなければならない必要性を排除することによって、マルチビューディスプレイの視野自由度を高めるための多くの試みがなされてきた。一般的に、提案された解決案は、（１）観察者の頭部の位置をモニタする工程、および（２）観察者の頭部が確定された位置に基づいて、ディスプレイの視野ウィンドウの位置を調整する工程という２つの工程を含んでいる。これは「観察者追跡（observer tracking）」として知られている。例えば、欧州特許出願第９８３０２９８９．３（欧州特許出願公開第０８７７２７４Ａ１号；特許文献１）は、ビデオ映像の一シーンを解析して、そのシーンにおける観察者位置を特定し、特定された観察者の位置を用いてディスプレイの視野ウィンドウの位置を調整する方法を開示している。
【００２０】
図１のディスプレイの視野ウィンドウ１９および２０の位置は、視差バリア５の不透過領域１４および透過領域１５を、画像ディスプレイＳＬＭ４の液晶層８に表示された画像に対して側方に移動させることによって変えることができる。これは、視差バリアが固定視差バリア（すなわち、視差バリアの不透過領域１４が恒久的に不透過性であり、視差バリアの透過領域１５が恒久的に透過性）であるディスプレイでは、視差バリア５全体を画像ディスプレイＳＬＭ４に対して機械的に移動することによって行われる。しかし、これは可動部分を導入するため、摩耗および信頼性の低下につながる。また、バリアを移動する構造によって、ディスプレイの重量およびかさが増すことにもなる。このため、再構成可能な視差バリアへの注目が集まっている。再構成可能な視差バリアでは、視差バリアの不透過領域および透過領域が恒久的に構成されておらず、このため視差バリアは、その不透過領域を変え、これに対応して透過領域を変えることによって再構成することができる。図１の視差バリア５は、再構成可能な視差バリアである。透過領域１５および不透過領域１４は、視差バリア５の液晶層１８内に構成されており、透過領域１５および不透過領域１４の位置は、液晶層１８を再アドレスすることによって変更することができる。再構成可能な視差バリアを用いることによって、視差バリアの透過領域１５および不透過領域１４が、画像ディスプレイＳＬＭ４に対して側方に移動可能となる。このため、ＳＬＭ４に対して視差バリア全体を移動させる必要なく、視野ウィンドウ１９および２０の側方位置を変えることができる。
【００２１】
観察者追跡を備えるために、観察者の位置を特定するための位置特定部６１がディスプレイにさらに備えられる。この位置特定手段は、例えば観察者の位置に向けられたカメラ６２、および、（例えば、欧州特許出願第９８３０２９８９．３に記載の方法に従って）カメラ６２から得られた画像から観察者の位置を特定するためのアナライザ６３であってよい。
【００２２】
ディスプレイ１は、視差バリア５を制御するための制御部６４をさらに備えている。この制御部は、アナライザ６３によって特定された観察者の位置に従って視差バリアを制御する。視差バリアの不透過領域および透過領域の位置が、特定された観察者の位置に応じて制御されて、左視野ウィンドウ１９および右視野ウィンドウ２０の位置は、観察者の両目の瞬間的な位置と一致する。
【００２３】
欧州特許出願第９７３０７５７１．６（欧州特許出願公開第０８３３１８３Ａ１号；特許文献２）には、再構成可能な視差バリアをＬＣＤの周縁電界（LCD fringing field）に基づいて備える方法が記載されている。しかしこの方法は、多くの一般的なＬＣモードを用いて実施することが困難ともなり得る。
【００２４】
米国特許第６，０４９，４２４号（特許文献３）は、再構成可能な視差バリアを備えるための方法を開示している。この方法は図３（ａ）〜図３（ｃ）に示されている。
【００２５】
米国特許第６，０４９，４２４号の視差バリアは、液晶ＳＬＭを用いる点において、図２（ａ）の視差バリアと類似している。しかし視差バリアの電極が、視差バリアの不透過領域１４となる領域よりも狭く、また不透過領域は、隣接する多数の電極をアドレスすることによって構成される。さらに各々の電極Ｅｉは、他の電極とは独立してアドレス可能である。対照的に図２（ａ）の視差バリア５では、各々の電極Ｅｉは、視差バリアの不透過（または透過）領域の１つを構成している。
【００２６】
図３（ａ）は、米国特許第６，０４９，４２４号のＳＬＭの平面図である。図３（ａ）は、対応するＳＬＭの領域を不透過性にするようにアドレスされた電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ６、Ｅ７、Ｅ８、Ｅ１１等を示している。一方、電極Ｅ４、Ｅ５、Ｅ９、Ｅ１０等は、対応するＳＬＭの領域を透過性にするためにアドレスされている。電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３に対応するＳＬＭの領域は、視差バリアの第１の不透過領域１４を構成し、電極Ｅ４、Ｅ５に対応するＳＬＭの領域は、視差バリアの第１の透過スリット１５を構成し、電極Ｅ６、Ｅ７、Ｅ８に対応するＳＬＭの領域は、視差バリアの第２の不透過領域１４を構成している。そして、以後も同様の構成となっている。
【００２７】
視差バリアは、電極を再アドレスすることによって再構成可能である。これは図３（ｂ）および図３（ｃ）に示されている。図３（ｂ）では、電極Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、Ｅ７、Ｅ８、Ｅ９、Ｅ１２等は、対応するＳＬＭの領域を不透過性にするようにアドレスされており、電極Ｅ１、Ｅ５、Ｅ６、Ｅ１０、Ｅ１１等は、対応するＳＬＭの領域を透過性にするためにアドレスされている。図３（ｃ）では、電極Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５、Ｅ８、Ｅ９、Ｅ１０等は、対応するＳＬＭの領域を不透過性にするようにアドレスされており、電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ６、Ｅ７、Ｅ１１、Ｅ１２等は、対応するＳＬＭの領域を透過性にするためにアドレスされている。視差バリアを再構成することによって、視差バリアの透過領域および不透過領域が、ＳＬＭ全体において側方に「移動する」という効果を奏する。マルチビューディスプレイ内に視差バリアを形成するために上記のようなＳＬＭを用いた場合は、移動する観察者を追跡できるように視野ウィンドウ１９および２０の位置を変更することが可能になる。
【特許文献１】欧州特許出願公開第０８７７２７４Ａ１号（１９９８年１１月１１日公開）
【特許文献２】欧州特許出願公開第０８３３１８３Ａ１号（１９９８年４月１日公開）
【特許文献３】米国特許第６，０４９，４２４号（２０００年４月１１日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
米国特許第６，０４９，４２４号の方法は、隣り合う電極間に必然的に隙間２３が生じるという不都合な点がある。これらの隙間の幅は一般的に１０μｍであり、また各隙間２３は、対応する液晶層のアドレスされていない領域にまで至る。アドレスされていないこれらの領域は、上記バリアの不透過領域１４内において、狭い透過性のストライプとして現れる。そして、クロストークの発生を許すことにより、ディスプレイの３次元（またはデュアルビュー）性能を劣化させる。（「クロストーク」は、第１（または第２）の視野ウィンドウ１９（２０）からの見るための画像が、第２（または第１）の視野ウィンドウ２０（１９）からも見ることができる場合に発生する）。さらに、各電極Ｅｉは個々にアドレスされなければならず、これには高価な駆動回路が必要となる。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
本出願の第１の形態は、空間光変調器を提供する。この空間光変調器は、第１の基板と、第２の基板と、上記第１の基板と上記第２の基板との間に配置された電子光学材料の層と、記第１の基板上に配置された第１の電極構造と、上記第２の基板上に配置された第２の電極構造とを備え、上記第１の電極構造と第２の電極構造とが、使用中において、上記電子光学材料の層内に、複数のアドレス可能領域を構成するために共に作用しており、上記第１の電極構造は、上記第１の基板上に配置された第１および第２の電極層を有しており、上記第１の電極層と上記第１の基板との間隔は、上記第２の電極層と上記第１の基板との間隔とは異なっており、上記第１の電極層および上記第２の電極構造は、使用中において、上記電子光学材料内に、少なくとも第１のセットのアドレス可能領域を構成するために共に作用するように構成されており、上記第２の電極層および上記第２の電極構造は、使用中において、上記電子光学材料内に、少なくとも第２のセットのアドレス可能領域を構成するために共に作用するように構成されており、これによって、上記電子光学材料の層内に構成された上記アドレス可能領域は、上記第１のセットのアドレス可能領域および上記第２のセットのアドレス可能領域を少なくとも含んでいることを特徴とする。
【００３０】
上記第１および上記第２の電極層を、上記第１の基板からそれぞれ距離が異なるように備えるということは、上記第１の電極層によって上記電子光学材料の層内に構成された１アドレス可能領域が、上記第２の電極層によって上記電子光学材料の層内に構成された１アドレス可能領域と連続あるいは重複することを意味する。
【００３１】
上記第１の電極層は、１セットの第１の電極と、１セットの第２の電極とを有しており、第１の電極の上記セットは、第２の電極の上記セットとは独立してアドレス可能であってもよい。この実施形態では、上記第１の電極層が必要とする電気接続部は、第１の電極の上記セットに対して１つ、そして第２の電極の上記セットに対して１つの、２つのみである。
【００３２】
上記第１の電極は、上記第２の電極と嵌合していてもよい。
【００３３】
上記第２の電極層は、１セットの第３の電極と、１セットの第４の電極とを有しており、第３の電極の上記セットは、第４の電極の上記セットとは独立してアドレス可能であってもよい。この実施形態では、上記第１の電極層が必要とする電気接続部は、第３の電極の上記セットに対して１つ、そして第４の電極の上記セットに対して１つの、２つのみである。これによって、上記第１の電極構造が備える電気接続部は合計で４つのみであり、上記第１の電極構造に必要な駆動回路は４つのみとなる。対照的に、米国特許第６，０４９，４２４号のＳＬＭでは、各アドレス可能領域は、その各自の電極Ｅｉによって構成されているため、各電極を個々にアドレスするためには高価な駆動回路が必要となる。
【００３４】
上記第３の電極は、上記第４の電極と嵌合していてもよい。
【００３５】
第３の電極は、第１の電極と第２の電極との隙間と少なくとも連続していてもよい。
【００３６】
上記第４のセットの第４の電極は、第１の電極と第２の電極との隙間と少なくとも連続していてもよい。
【００３７】
第１の電極は、第３の電極と第４の電極との隙間と少なくとも連続していてもよい。
【００３８】
第２の電極は、第３の電極と第４の電極との隙間と少なくとも連続していてもよい。
【００３９】
第１の電極は、第２の電極の幅と実質的に等しい幅を有していてもよい。
【００４０】
第４の電極は、第３の電極の幅の半分と実質的に等しい幅を有していてもよい。
【００４１】
上記第２のセットのアドレス可能領域の各アドレス可能領域は、上記第１のセットのアドレス可能領域の各アドレス可能領域と連続または重複していてもよい。
【００４２】
上記第１および上記第２の電極層を、上記第１の基板から異なる間隔を置いて備えることによって、米国特許第６，０４９，４２４号において、隣り合う電極間の隙間２３によって生じる、隣り合うアドレス可能領域間の隙間が除去されるというさらなる利点が得られる。米国特許第６，０４９，４２４号におけるＳＬＭ内の液晶層のアドレスされていない領域を除去することによって、ＳＬＭ内に構成された視差バリアの不透過領域１４内の透過性の隙間が、結果的に除去される。本実施形態のＳＬＭが、マルチビューディスプレイ内に視差バリアを備えるために用いられる場合には、視野ウィンドウの位置が観察者の位置に応じて変えられる再構成可能な視差バリアを提供することにより、観察者追跡を備えることができる。しかし、視差バリアの不透過領域１４内の透過性の隙間を除去することによって、２つの画面間におけるクロストークが回避されて、表示品質が改善される。
【００４３】
上記第２のセットのアドレス可能領域の各アドレス可能領域は、上記第１のセットのアドレス可能領域の各アドレス可能領域と重複していてもよい。
【００４４】
上記第１および第２の電極構造は、上記電子光学材料の層内に構成されたアドレス可能領域が、複数の第１のアドレス可能領域と、複数の第２のアドレス可能領域と、複数の第３のアドレス可能領域とを少なくとも有するように構成されており、各第２のアドレス可能領域は、各第１のアドレス可能領域と少なくとも連続していると共に、各第３のアドレス可能領域は、各第２のアドレス可能領域と少なくとも連続していてもよい。
【００４５】
上記第１、第２、および第３のアドレス可能領域は、例えば、図４（ａ）、６（ａ）、または６（ｂ）に示されているアドレス可能領域の隣り合う３つのアドレス可能領域（例えば、アドレス可能領域Ｒ１、Ｒ２、およびＲ３）とそれぞれ一致していてもよい。
【００４６】
上記第１および第２の電極構造は、上記電子光学材料の層内に構成された上記アドレス可能領域が、少なくとも複数の第４のアドレス可能領域をさらに有するように構成されており、各第４のアドレス可能領域は、各第３のアドレス可能領域と少なくとも連続していてもよい。
【００４７】
上記第２の電極構造は、上記第２の基板上に配置された第３および第４の電極層を有しており、上記第３の電極層と上記第２の基板との隙間は、上記第４の電極層と上記第２の基板との隙間とは異なっていてもよい。
【００４８】
あるいは、上記第２の電極構造は、上記第２の基板上に配置された単一の対向電極のみから形成することができる。
【００４９】
上記第３の電極層は、１セットの第５の電極と、１セットの第６の電極とを有しており、第５の電極の上記セットは、第６の電極の上記セットとは独立してアドレス可能であってもよい。
【００５０】
上記第５の電極は、上記第６の電極と嵌合していてもよい。
【００５１】
上記第４の電極層は、１セットの第７の電極と、１セットの第８の電極とを有しており、第７の電極の上記セットは、第８の電極の上記セットとは独立してアドレス可能であってもよい。従って上記第２の電極構造は、４つの駆動回路および４つの電気接続部を必要とする。
【００５２】
上記第７の電極は、上記第８の電極と嵌合していてもよい。
【００５３】
あるいは、第７の電極の群が、第８の電極の群と嵌合していてもよい。第７の電極の群は、第８の電極の群と同数の電極を有していてよく、あるいは第７の電極の群は、第８の電極の群と異なる数の電極を有していてもよい。第７の電極の群は、電極を１つのみ有していてよく、あるいは第８の電極の群が、電極を１つのみ有していてもよい。これは、上述した第１および第２の電極、第３および第４の電極、および第５および第６の電極にも適用することができる。
【００５４】
上記電子光学材料の層は、液晶材料の層であってもよい。
【００５５】
上記変調器は、上記第１の電極層と上記第２の電極層との間に配置された電気的絶縁層をさらに有していてもよい。
【００５６】
上記電気的絶縁層は、寸法および形状が、上記第１および第２の電極層の１つと概ね一致するようにパターン形成されてもよい。
【００５７】
上記変調器は、上記第３の電極層と上記第４の電極層との間に配置された電気的絶縁層をさらに有していてもよい。
【００５８】
上記電気的絶縁層は、寸法および形状が、上記第３および第４の電極層の１つと概ね一致するようにパターン形成されてもよい。
【００５９】
上記第１の電極構造内に構成された少なくとも１つの電極は、上記第２の電極構造の２つの電極の少なくとも一部と対向していてもよい。
【００６０】
上記第２の電極構造内に構成された少なくとも１つの電極は、上記第１の電極構造の２つの電極の少なくとも一部と対向していてもよい。
【００６１】
本発明の第２の形態は、画像表示層と、この画像表示層を通る光路内に配置された空間光変調器と、視差バリアを構成するために上記空間光変調器をアドレスするための手段とを備えた、マルチビュー指向性ディスプレイを提供する。
【００６２】
上記画像表示層は、ピクセル化された画像表示層であって、上記電子光学材料の層内に構成された上記複数のアドレス可能領域の１アドレス可能領域の幅は、上記画像表示層の１ピクセルセットに対応する上記電子光学材料の層の一部分内にある上記アドレス可能領域の側方位置に依存していてもよい。
【００６３】
１ピクセルセットに対応する上記電子光学材料の層の上記部分の側方中心（lateral centre）に近い方の上記電子光学材料内に構成された上記複数のアドレス可能領域の１アドレス可能領域の幅は、１ピクセルセットに対応する上記電子光学材料の層の上記部分の上記側方中心から離れた方の上記電子光学材料内に構成された上記複数のアドレス可能領域の１アドレス可能領域の幅より小さくてもよい。
【００６４】
上記ディスプレイは、デュアルディスプレイ、または裸眼立体３次元ディスプレイであってもよい。
【００６５】
本発明による裸眼立体３次元ディスプレイは、観察者の位置を特定するための位置特定手段と、上記観察者の特定された位置に従って、上記空間光変調器を制御するための制御部とをさらに備えていてもよい。このようなディスプレイは、観察者追跡を備えることができる。上記ディスプレイの視差バリアは、空間光変調器内に構成されている。また、観察者追跡は、視差バリアの不透過領域および透過領域の位置が、特定された観察者の位置に応じて変わるように空間光変調器を制御することによって備えられる。
【００６６】
本発明の好ましい実施形態について、添付図面を参照しながら例として説明する。
【発明の効果】
【００６７】
本発明によれば、上記第１および上記第２の電極層を、上記第１の基板から異なる間隔を置いて備えることによって、米国特許第６，０４９，４２４号において、隣り合う電極間の隙間２３によって生じる、隣り合うアドレス可能領域間の隙間が除去されるという利点が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６８】
本発明による空間光変調器（ＳＬＭ）では、電子光学材料の層が、第１の電極構造および第２の電極構造によってアドレスされる。上記第１および第２の電極構造は、電子光学材料内に、複数のアドレス可能領域を構成するように構成されている。これによって、アドレス可能領域の一部が不透過性となるように駆動し、そしてアドレス可能領域のその他の部分が透過性となるように駆動することによって、再構成可能な視差バリアがＳＬＭ内に構成される。米国特許第６，０４９，４２４号に記載されているように、視差バリアは、不透過性となるように駆動されたアドレス可能領域、および透過性となるように駆動されたアドレス可能領域を再選択することによって再構成可能となる。電子光学材料の層は、例えば液晶材料の層であってよい。
【００６９】
本発明では、アドレス可能領域は、電子光学材料内において、隣接するアドレス可能領域と少なくとも連続するように構成されていることが好ましい。「少なくとも連続する」とは、アドレス可能領域が、隣接するアドレス可能領域と重複しているか、あるいは連続しているという意味である。これによって、米国特許第６，０４９，４２４号において生じる、視差バリアの不透過領域１４内の透過性の隙間が除去される。
【００７０】
本発明の上記実施形態の原理は、図４（ｂ）に示されている。図４（ｂ）は、本発明によるＳＬＭの概略平面図である。図４（ｂ）は、第１の基板２５と第２の基板２６との間に配置された電子光学材料の層２４内に構成された、７つのアドレス可能領域を示している。アドレス可能領域は、Ｒ１・・・Ｒ７と表示されている。アドレス可能領域、例えば領域Ｒ２は、隣接するアドレス可能領域Ｒ１およびＲ３と連続していることが分かる。
【００７１】
図４（ｂ）に示されているアドレス可能領域Ｒ１〜Ｒ７は、画像ディスプレイＳＬＭ４のピクセルセットに対応する視差バリアの領域内に形成されている。ピクセル「セット」は、側方にて隣接する少なくとも２つのピクセルを有しており、１セットにおけるピクセル数は、ディスプレイによって表示される視野の数と対応している。例えば、標準的な２視点裸眼立体３次元ディスプレイでは、１ピクセルセットは、隣接する２つのピクセルを有している。これに関連して、「ピクセル」は、単色のサブピクセル、白色のフルピクセル、または、ピクセルもしくはサブピクセルのその他任意の群を指す。アドレス可能領域は、画像ディスプレイＳＬＭ４の各ピクセルセットに対して同様の方法によって構成することができる。このため、図４（ａ）の実施形態では、７つのアドレス可能領域は、画像ディスプレイＳＬＭ４のピクセルセットと対応する視差バリアの各領域内に構成されている。隣接するピクセルセットと対応する視差バリアの領域に対する２つのアドレス可能領域Ｒ１’およびＲ２’は、図４（ｂ）に示されている。従って、複数のアドレス可能領域Ｒ１およびＲ１’は、電子光学材料の層内に構成され、複数のアドレス可能領域Ｒ２およびＲ２’は、電子光学材料の層内に構成され、以後も同様に構成されている。
【００７２】
電子光学材料の層内に構成された各アドレス可能領域は、（唯一の隣接する領域Ｒ２、Ｒ６と連続または重複している、電子光学材料の層の最も端にあるアドレス可能領域は別として、）隣接する２つのアドレス可能領域と連続しているか、あるいは重複していることが好ましい。
【００７３】
本発明では、電子光学材料内に構成されたアドレス可能領域は、アドレス可能領域のセットとして配置されている。第１のセットはアドレス可能領域Ｒ１、Ｒ１’を含み、第２のセットはアドレス可能領域Ｒ２、Ｒ２’を含み、第ｉのセットはアドレス可能領域Ｒｉを含み、そしてアドレス可能領域ＲＮを含む第Ｎのセットまで続いている。第１のセットのアドレス可能領域同士が共に切り替えられ、第２のセットのアドレス可能領域同士が共に切り替えられ（しかし、アドレス可能領域の第１のセットとは独立して切り替えることができる）、以後も同様に切り替えられる。
【００７４】
図４（ａ）および図４（ｂ）の実施形態では、電子光学材料内に７セットのアドレス可能領域が構成されている。つまりＮ＝７である。しかし本発明は、この特定のセット数のアドレス可能領域に限定されるものではない。原理的には、Ｎは、２あるいは２以上の任意の整数と等しければよい。しかし実際は、電子光学材料内に第１および第２のセットのアドレス可能領域のみが構成されている場合は（すなわちＮ＝２）、不透過領域を透過領域に、そして透過領域を不透過領域に変更することのみによって、電子光学材料内に構成された視差バリアを再構成することが可能である。これによって、裸眼立体３次元ディスプレイの場合は、左視野領域１９および右視野領域２０の位置が置き換えられる。しかしこの効果は、視差バリア５を変更することなく、図１のディスプレイの画像表示層８を再アドレスすることによっても得ることができる。従って、第１のセットのアドレス可能領域、第２のセットのアドレス可能領域、および第３のセットのアドレス可能領域が、電子光学材料の層内に構成されて、より効果的な観察者追跡を可能にすることが好ましい。
【００７５】
図４（ａ）は、本発明の第１の実施形態によるＳＬＭの断面図である。この図は、電子光学材料の層内にアドレス可能領域Ｒ１〜Ｒ７を備えることのできる、第１の基板２５および第２の基板２６上の電極構造の一構成を示している。図４（ａ）は、ディスプレイ１の画像ディスプレイＳＬＭ４のピクセルセットに対応し、かつ図４（ｂ）のアドレス可能領域Ｒ１〜Ｒ７を備えたＳＬＭ部分を示している。
【００７６】
上記実施形態では、第１の基板２５上に第１の電極構造２７が備えられている。第１の電極構造２７は、第１の電極層２８および第２の電極層２９を有している。第１および第２の電極層は、第１の基板２５上において、第１の電極層２８と第１の基板２５との間隔が、第２の電極層２９と第１の基板２５との間隔とは異なるように配置されている。第１の電極層２８と第２の電極層２９との間には、電気的絶縁層３０が配置されており、第１の電極層２８を第２の電極層２９から電気的に絶縁している。
【００７７】
第１の電極層２８および第２の電極層２９はそれぞれパターン形成されて、複数の電極３１、３２および３３、３４を形成する。上記ＳＬＭが視差バリアとして用いられる場合は、第１の電極層２８および第２の電極層２９上に構成された電極は、図４（ａ）の紙面に伸びるストライプ電極となる。しかし、これら電極の正確な形状および寸法は、用いる特定のＳＬＭに応じて選択される。
【００７８】
図４（ａ）のＳＬＭでは、第２の電極層２９内に構成された電極３３および３４の形状および寸法は、第１の電極層２８内において隣り合う電極３１と電極３２との隙間と一致している。この結果、第１の電極層内の電極３１および３２と、第２の電極層内において隣り合う電極３３および３４との間に、側方の隙間（lateral gap）が生じない。従って、米国特許第６，０４９，４２４号において隣り合う電極間において生じた隙間２３は除去される。この結果、電子光学層内において、電極の１つ（例えば図４（ａ）に示されている電極３２）によって構成されたアドレス可能領域は、隣接するアドレス可能領域（例えば、図４（ａ）において電極３３によって構成されたアドレス可能領域）と連続している。
【００７９】
必要に応じて、第２の電極層２９内に構成された電極３３および３４を、第１の電極層２８内において隣り合う電極３１と３２との間の隙間よりも広くしてもよい。これによって、第２の電極層２９内に構成された電極３３および３４が、第１の電極層内において隣り合って構成された電極と重複し、また同様に、第１の電極層２８内に構成された電極３１および３２は、第２の電極層内において隣り合って構成された電極と重複する。これは、電極の１つによって電子光学材料の層内に構成されたアドレス可能領域が、隣接する電極によって構成されたアドレス可能領域と重複することを意味する。これは、以下にさらに説明するように、いくつかの用途においては利点となる。さらに上記電極は、様々な製造プロセスを行った結果として、電子光学層のアドレスされていない領域が何かの拍子に形成されてしまうことのないように、電極同士をわずかに重複させて、電極の形成プロセスにおける許容範囲を補償するように備えることができる。
【００８０】
本発明の好ましい一実施形態では、第１の電極層２８がパターン形成されて、２セットの電極が形成される。このとき、第１のセットの電極は、第２のセットの電極とは独立してアドレス可能である。これを実施できる方法の１つは、図５（ｂ）に示されている。図５（ｂ）は、第１の電極層２８の平面図を示している。第１の電極層２８内に２セットの電極が形成されており、第１のセットの電極３１が、第２のセットの電極３２間に嵌合していることが分かる。第１のセットの各電極３１（すなわち「第１の電極」）は、第１の母線３１Ａと接続されており、そして第２のセットの各電極３２（すなわち「第２の電極」）は、第２の母線３２Ａと接続されている。各母線３１Ａおよび３２Ａは、それぞれのインターフェース（図示せず）に接続され、これによって適切な駆動回路に接続される。
【００８１】
第２の電極層２９もパターン形成されて、独立してアドレス可能な２セットの電極を構成することが好ましい。図５（ａ）は、第２の電極層２９の平面図であって、パターン形成されて第３のセットの電極３３および第４のセットの電極３４を形成している、第２の電極層２９を一例として示している。第３のセットの各電極３３（すなわち「第３の電極」）は、第４のセットの各電極３４（すなわち「第４の電極」）間に嵌合している。各第３の電極３３は、第３の母線３３Ａと接続されており、そして第４のセットの各電極３４は、第４の母線３４Ａと接続されている。各母線３３Ａおよび３４Ａは、それぞれのインターフェース（図示せず）に接続され、これによって適切な駆動回路に接続される。
【００８２】
なお、図５（ａ）および図５（ｂ）に示されている第１の実施形態によるＳＬＭ部分は、図４（ａ）および図４（ｂ）に示されているよりも大きい。図５（ａ）または図５（ｂ）の矢印Ｐは、例えば第１（あるいは第２、第３、または第４）の電極の右端と、隣接する第１（あるいは第２、第３、または第４）の電極の右端との間の距離によって構成される、ＳＬＭのピッチを示している（このピッチは、第１（あるいは第２、第３、または第４）の電極の中心と、隣接する第１（あるいは第２、第３、または第４）の電極の中心との距離として構成されていてもよい）。図４（ａ）は、幅が、矢印Ｐの長さと一致するＳＬＭ部分を示している。
【００８３】
上記変調器のアクティブ領域６５は、図５（ａ）および図５（ｂ）において破線で示されている。
【００８４】
従って、図４（ａ）の第１の電極構造２７は、独立してアドレス可能な第１〜第４のセットの電極３１〜３４を備えていることが分かる。上記第１の電極構造では、形成される必要のある電気的接触部は４つのみであり、また必要な駆動回路は４つのみである。対照的に、米国特許第６，０４９，４２４号では、各アドレス可能領域は、その各自の電極Ｅｉによって構成されているため、各電極を個々にアドレスするためには高価な駆動回路が必要となる。
【００８５】
原理上は、図４（ａ）に示されている第１の電極構造２７は、第２の基板２６上全体に配置された単一の対向電極のみからなる第２の電極構造と共に用いることができる。これによって、第１〜第４のセットのアドレス可能領域が、電子光学材料内に構成される。またこれは、再構成可能な簡素な視差バリアを実施するために用いることができる。例えば、まず第１のセットの電極３１および第２のセットの電極３２が駆動されて、対応するＳＬＭの領域を不透過性にし、そして第３のセットの電極３３および第４のセットの電極３４が駆動されて、対応するＳＬＭの領域を透過性にする。次に、第２のセットの電極３２および第３のセットの電極３３を駆動して、対応するＳＬＭの領域を不透過性にする。そして第１のセットの電極３１および第４のセットの電極３４を駆動して、対応するＳＬＭの領域を透過性にすることによって視差バリアが再構成されて、例えば観察者の動きが補償される。
【００８６】
しかし多くの用途において、電子光学材料内に第１〜第４のセット以上のアドレス可能領域を形成することが望ましい。そして、特定の視差バリアを構成する（例えば、バリアの不透過領域１４の幅と、バリアの透過領域１５の幅との比率を変える）ことで、またはバリアの不透過領域および透過領域の「側方移動」をより精緻に制御することによって、より高い柔軟性を与えることが望ましい。従って、本発明の特に好ましい実施形態では、第２の基板２６上に形成された第２の電極構造３５は単一の対向電極ではなく、独立してアドレス可能な電極を２セットまたは２セット以上備えている。図４（ａ）の実施形態では、第２の電極構造３５は、第１の電極構造２７と類似しており、また第２の基板２６上には第３の電極層３６および第４の電極層３７が形成されている。第３の電極層３６と第２の基板２６との間の間隔は、第４の電極層３７との間隔とは異なる。第３の電極層３６がパターン形成されて、１セットの第５の電極３９および１セットの第６の電極４０を構成する。この第５の電極３９のセットは、第６の電極４０のセットとは独立してアドレス可能である。さらに、第４の電極層３７がパターン形成されて、１セットの第７の電極４１および１セットの第８の電極４２を構成する。この第７の電極４１のセットは、第８の電極４２のセットとは独立してアドレス可能である。図５（ａ）または図５（ｂ）に示されているように、第５の電極３９および第６の電極４０は互いに嵌合していることが好ましく、また第７の電極４１および第８の電極４２は互いに嵌合していることが好ましい。第５〜第８の電極の各セットは、それぞれの母線に接続されていることが好ましい。またそれぞれの母線は、それぞれのインターフェースに接続されて、適切な駆動回路に接続されるようにする。
【００８７】
従って図４（ａ）のＳＬＭは、第１の基板２５上の第１の電極構造２７に対して４つの接続部（第１〜第４のセットの各電極に対して１つずつ）、そして第２の基板２６上の第２の電極構造３５に対して４つの接続部（第５〜第８のセットの各電極に対して１つずつ）、という合計８つの電気的接続部が必要であることが分かる。これら８つの接続部は、ＳＬＭの物理的寸法とは無関係に必要である。対照的に、米国特許第６，０４９，４２４号によるＳＬＭは、各ピクセル電極Ｅｉに対して１つの接続部を必要とする。
【００８８】
図４（ａ）のＳＬＭでは、電子光学材料の層内のアドレス可能領域Ｒ１〜Ｒ７は、以下のように構成される。
【００８９】
【表１】
0004629058.tif 000002
【００９０】
これは、図４（ｂ）に概略的に示されている。図４（ｂ）では、第１の電極３１はＡ、第２の電極３２はＣ、第３の電極はＢ、そして第４の電極はＤによって示されている。下方の基板上では、第５の電極３９はＦ、第６の電極４０はＨ、第７の電極４１はＥ、そして第８の電極４２はＧによって示されている。
【００９１】
上述したように、各基板に必要とされる電気的接続部は４つのみであるため、簡素な駆動回路を用いることができる。駆動回路の詳細、および必要な駆動電圧は、ＳＬＭ内の電子光学材料の性質に依存する。
【００９２】
好ましい一実施形態では、電子光学材料は液晶材料である。原理的には、本発明によるＳＬＭ内においては、任意の適切な液晶モードを用いることができる。一例としては、簡素かつよく知られている「ねじれネマチック」液晶モードを用いることができる。このモードを用いるために、第１の基板２５と、第２の基板２６と、電子光学材料の層２４とが、第１の偏光器４３と第２の偏光器４４との間に配置されるように、一対の直線偏光器４３、４４をＳＬＭに備えてもよい。一実施形態では、図５（ｃ）に示されているように、第１の直線偏光器４３は、その透過軸４３Ｔが、液晶分子の第１の基板２５上において、配列方向（alignment direction）と平行になるように配置されている。図５（ｄ）に示されているように、第２の偏光器４４は、その透過軸４４Ｔが、第１の偏光器４３の透過軸に対して９０°となるように配置されている。下方の基板２６上における液晶分子の配列方向は、基板２５上における配列方向に対して９０°となるように配置されている。これによって、図５（ｄ）に示されているように、第２の基板２６上における配列方向が、下方の偏光器４４の透過軸と平行になる。偏光器の透過軸および配列方向をこのように配置することによって、「ノーマリーホワイト」モードが得られる。「ノーマリーホワイト」モードでは、液晶層全体に電圧が印加されていないときに、ＳＬＭの透過率が最大となる。ＳＬＭの一領域は、液晶層のその領域全体に適切な電圧を印加することによって不透過性となる。このモードでは、第１の基板２５と第２の基板２６との間隔は、液晶モードの第１の極小条件（minimum condition）を満たすように選択される必要がある。
【００９３】
上記液晶層は、一般的には、例えば周波数が２００Ｈｚの方形波などの交流（ａｃ）信号によって駆動されてもよい。第１〜第８のセットの電極３１〜３４、３９〜４２はそれぞれ、この駆動信号またはゼロ信号を受信する。液晶層内にあるアドレス可能領域のいずれか特定の１つの両側に配置された電極が同じ種類の信号を受信した場合（つまり、これらが両方ともａｃ駆動信号を受信した場合、あるいはこれらが両方ともゼロ信号を受信した場合）は、液晶層の上記領域全体において合成電界（resultant electric field）が生じず、また上記領域は切り替えられず、その透過率も最大のままである（「ノーマリーホワイト」モードの場合）。一方、液晶層の一領域の一方の電極がａｃ駆動信号を受信し、そして上記領域の他方の電極がゼロ信号を受信した場合は、液晶層の上記領域全体において合成電界が生じ、液晶層の上記領域が切り替えられて黒くなる。
【００９４】
なお上記例では、「オフ」である電極は、真のゼロボルト信号に接続される必要があり、単に遮断されて浮遊されているわけではないことに留意されたい。
【００９５】
しかし本発明は、上述した特定の駆動構造に限定されるものではなく、都合の良い任意の駆動信号を組み合わせて用いて、液晶層を黒の状態に切り替えるために必要な正確な合成電界を生成するようにしてもよい。
【００９６】
図４（ｃ）は、第１〜第８の電極に印加される駆動信号を適切に組み合わせることによって、液晶層のアドレス可能領域Ｒ１〜Ｒ７のいずれが透過性になり、いずれが不透過性となるのかをいかに制御できるか、ひいては視差バリアの効果的な位置はどこなのかを示している。表の左手部分における「１」は、ゼロではない適切な駆動信号が電極に印加されたことを示し、そして「０」は、「ゼロ」駆動信号が電極に印加されたことを示している。表の右手部分における「１」は、液晶層の関連する領域が切り替えられて不透過状態を生じさせていることを示す一方、「０」は、液晶層の関連する領域が切り替えられずに、最大の透過率を維持していることを示している。図４（ｃ）の左手部分に示されている駆動信号は全て、７セットのアドレス可能領域Ｒ１〜Ｒ７のうち４セットが不透過性にされ、かつ残り３セットが透過性にされた視差バリアを提供しており、この結果、視差バリアの透過性スリットが、視差バリアのピッチの７分の３を占めていることが分かる。図４（ｃ）に示されている駆動信号を順に印加することによって、視差バリアの不透過領域が、ＳＬＭ全体を側方に移動することができる。例えば、ゼロでない駆動信号が第１および第３のセットの電極に印加され、ゼロ駆動信号がその他全てのセットの電極に印加される第１のセットの駆動信号は、アドレス可能領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４が不透過性になるように駆動し、そしてアドレス可能領域Ｒ５、Ｒ６、およびＲ７が透過性になるように駆動する。図４（ｃ）に示されている第２の駆動構造では、ゼロ駆動信号が第５および第８のセットの電極に印加され、そしてゼロでない駆動信号がその他全てのセットの電極に印加される。この第２の駆動構造は、アドレス可能領域Ｒ２〜Ｒ５が不透過性となるように駆動し、アドレス可能領域Ｒ６、Ｒ７、およびＲ１が透過性となるように駆動する。この結果、第１の駆動構造から第２の駆動構造へ切り替えることによって、視差バリアの不透過領域が、アドレス可能な一領域の幅分、ＳＬＭ全体を側方に移動する。図４（ｃ）に示されている第３の駆動構造へ切り替えることによって、視差バリアの不透過領域が、ここでもまたアドレス可能な一領域の幅分、ＳＬＭ全体をさらに移動する。そして、図４（ｃ）に示されている残りの駆動構造に関しても、同様に移動が行われる。
【００９７】
図４（ａ）に示されている実施形態では、第１〜第４の電極のいずれか１つが有する幅は、第１〜第４の電極のその他が有する幅の半分と等しくなる必要があることについて留意されたい。図４（ａ）に示されている実施形態では、第４の各電極３４は、第１〜第３の電極３１〜３３の幅の半分である。同様に、第７の各電極４１の幅は、第５の電極３９、第６の電極４０、および第７の電極４２の幅の半分である。
【００９８】
図４（ｄ）は、本発明によるＳＬＭが視差バリアとして用いられたマルチビュー指向性ディスプレイの動作原理を示した概略ブロック図である。まず工程１において、ディスプレイの観察者の位置が特定される。これは、例えば欧州特許出願第９８３０２９８９．３による方法を用いて、例えばビデオカメラ、およびこのビデオカメラからの画像を解析して観察者の位置を検出するための画像解析手段（図１のアナライザ６３など）をディスプレイに備えることによって実施可能である。
【００９９】
工程２では、ユーザの位置に関する情報から、視差バリアの最適な位置が特定される。バリアの「最適な位置」を特定することによって、観察者の位置に適した視野領域を提供する視差バリアの不透過領域１４および透過領域１５の位置が特定される。例えば裸眼立体３次元ディスプレイの場合では、観察者の位置を認識することによって、観察者の両眼の位置を認識することができる。また視差バリアの「最適な位置」は、観察者の左目および右目それぞれの特定された位置と一致する左視野ウィンドウおよび右視野ウィンドウを提供する視差バリア全体における、透過領域および不透過領域の位置である。
【０１００】
工程２は、参照テーブルを準備することによって都合良く実施することができる。この参照テーブルは、ディスプレイの視野ウィンドウ１９および２０の位置と、ＳＬＭ全体における視差バリアの位置とを関連付ける。この場合、工程２は、参照テーブルから視差バリアの最適な位置を検索する工程を含んでいる。
【０１０１】
工程３では、適切なセットの駆動信号が、ＳＬＭの第１〜第８のセットの電極に印加される。例えば、視差バリアの最適な位置が、図４（ｃ）の右手部分の最終列によって得られる位置であると特定された場合、図４（ｄ）の工程３において印加される適切な信号セットは、図４（ｃ）の左手部分の最下列に示されている信号セットである。工程３において適切な信号セットが印加されたときに、視差バリアの不透過領域および透過領域の位置は工程４に従って設定される。工程３は、図１の制御部６４などの制御部によって実施することができる。工程２もまた制御部によって実施されてよく、あるいは別々のデバイス（図１には示さず）によって行われてもよい。
【０１０２】
図４（ａ）の実施形態では、液晶材料内に構成されたアドレス可能領域Ｒ１〜Ｒ７は、互いにほぼ同じ幅を有している。しかし本発明はこれに限定されるものではなく、液晶材料のアドレス可能領域の幅は互いに異なっていてもよい。特に、ピクセルセットに対応する視差バリア部分の中心付近のアドレス可能領域が、ピクセルセットに対応する視差バリア部分の縁にあるアドレス可能領域より狭くなるように、画像ディスプレイＳＬＭのピクセルセットに対応するアドレス可能領域を配置することが望ましい（観察者の意図する視野位置が、ほぼディスプレイの軸上にある場合）。これによって、観察者が中心位置に近接しているときには観察者の追跡がより精緻に制御される一方、ディスプレイの軸から遠く離れた位置にいる観察者の追跡はより粗雑に制御される。これは、観察者が、意図する視野位置に大部分の時間いると予想される場合に好都合である。（意図する視野位置がディスプレイの軸上にない場合は、狭い方のアドレス可能領域は、ピクセルセットに対応する視差バリア部分において中心からはずれる。）
これは、本発明による別のＳＬＭの概略断面図を示した図６（ａ）に示されている。図６（ａ）は、画像ディスプレイＳＬＭのピクセルセットに対応するＳＬＭ部分を示している。図４（ｂ）と同様に、ピクセルセットに対応する視差バリア部分は、電子光学材料内に構成された７つのアドレス可能領域Ｒ１〜Ｒ７を含んでいる。この実施形態では、ピクセルセットに対応するＳＬＭ部分の中心または中心付近にある３つのアドレス可能領域Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５は、上記部分の縁に向かうＲ１、Ｒ２、Ｒ６、およびＲ７より狭い。図６（ａ）が、その他のピクセルセットに対応するアドレス可能領域を含むように修正されているとすると、上記アドレス可能領域は、次のような繰り返し構造を有することになる。この繰り返し構造は、Ｒ１  幅広、Ｒ２  幅広；Ｒ３  幅狭、Ｒ４  幅狭、Ｒ５  幅狭；Ｒ６  幅広、Ｒ７  幅広；Ｒ１  幅広、Ｒ２  幅広；Ｒ３  幅狭、Ｒ４  幅狭、Ｒ５  幅狭；Ｒ６  幅広、Ｒ７  幅広などとなる。
【０１０３】
図６（ａ）の実施形態では、中心アドレス可能領域Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５は、その他のアドレス可能領域の幅のほぼ半分である。しかし本発明は、アドレス可能領域の幅が、この厳密な比率に限定されるものではない。好ましい一実施形態では、図６（ａ）に示されているように、アドレス可能領域の幅は、ピクセルセットに対応するＳＬＭ部分の中心に対してほぼ対称に変化する。
【０１０４】
図６（ａ）に示されているアドレス可能領域は互いに連続していない。しかしこの実施形態は、各アドレス可能領域が、隣り合うアドレス可能領域と連続または重複しているＳＬＭに適用することができる。
【０１０５】
図６（ａ）に示されているような幅の異なるアドレス可能領域は、図６（ｄ）に示されているように、単に電極の幅を変えることによって得ることができる。図６（ａ）に示されている幅（中心アドレス可能領域Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５の幅が、その他のアドレス可能領域の幅の半分）を有するアドレス可能領域は、第１の電極３１の幅を５Ｐ／１２にし、第２の電極３２および第３の電極３３の幅をＰ／６にし、そして第４の電極３４の幅をＰ／４にすることによって得ることができる。第２の電極構造では、第５の電極３９の幅はＰ／４であり、第６の電極４０の幅はＰ／３であり、第７の電極４１の幅はＰ／１２であり、そして第８の電極４２の幅はＰ／３である。対照的に、図４（ａ）の実施形態では、全ての電極の幅は、幅がそれぞれＰ／７である第４の電極３４および第７の電極４１を除いては、２Ｐ／７である。図５（ａ）および図５（ｂ）に示されているように、Ｐは変調器のピッチである。
【０１０６】
図６（ａ）の実施形態における視差バリアのマークと空間との比率は、いずれの３つの領域が透過性となるように選択されるのかに応じて変わる。（視差バリアのマークと空間との比率は、不透過領域の幅と透過領域の幅との比率である。）従って、マークと空間との比率を一定に維持することが望ましいアプリケーションでは、マークと空間との比率が同一のバリア構造を用いる必要がある。そしてこれによって、用いることのできるバリアの側方位置の数が制限される。例えば、図６（ａ）では、幅狭領域の２つおよび幅広領域の１つが透過性であり、かつ幅広領域の３つおよび幅狭領域の１つが不透過性であるバリア構造のみを用いることによって、一定のマーク／空間比率を得ることが可能となっている。
【０１０７】
図４（ａ）の実施形態では、第１および第２の各電極構造は、２つの電極層を有している。しかし本発明はこれに限定されるものではなく、これら電極構造の１つまたは両方は、３つ（あるいは３つ以上）の電極層を有していてもよい。図６（ｃ）は、各電極構造が３つの電極層を有している、本発明の別の実施形態を示している。第１の基板２５上の第１の電極構造２７は、３つの電極層４５、４６、および４７を有している。各電極層４５、４６、および４７は、パターン形成されて電極を構成する。第１の電極層４５は、パターン形成されて１セットの電極４５Ａを構成する。第２の電極層４６は、パターン形成されて２セットの電極４６Ａおよび４６Ｂを構成する。第３の電極４７は、パターン形成されて２セットの電極４７Ａおよび４７Ｂを構成する。第２の電極層４６内に構成された２セットの電極４６Ａおよび４６Ｂは互いに嵌合しており、例えば図５（ｂ）に示されているように、互いに独立してアドレス可能である。第３の電極４７内に構成された２セットの電極４７Ａおよび４７Ｂは互いに嵌合しており、例えば図５（ｂ）に示されているように、互いに独立してアドレス可能である。従って第１の電極構造２７には、５つの電気的接続部が必要である。各電極４５Ａ、４６Ａ、４６Ｂ、４７Ａ、４７Ｂは、図６（ｃ）の紙面に伸びるストライプ電極の形状をしている。これらの電極の幅は互いに同じであり、この幅はＰ／５と等しい（Ｐは視差バリアのピッチである）。これらの電極は、それぞれの電極が、隣り合う電極と連続するように構成されている。第１の電極層と第２の電極層との間、および第２の電極層と第３の電極層との間には、電気的絶縁層３０が配置されている。
【０１０８】
第２の基板２６上に配置された第２の電極構造は、３つの電極層４８、４９、および５０を有している。この第４、第５、および第６の各電極層は、パターン形成されて電極を構成する。
【０１０９】
第４の電極層４８は、パターン形成されて２セットの電極４８Ａおよび４８Ｂを形成する。第５のセットの電極４９は、パターン形成されて２セットの電極４９Ａおよび４９Ｂを形成する。第６の電極層５０は、パターン形成されて２セットの電極５０Ａおよび５０Ｂを形成する。第４の電極層４８内に構成された２セットの電極４８Ａおよび４８Ｂは互いに嵌合しており、また互いに独立してアドレス可能である。第５の電極層４９内に構成された２セットの電極４９Ａおよび４９Ｂは、嵌合した群として配置されており、また互いに独立してアドレス可能である。第６の電極層５０内に構成された２セットの電極５０Ａおよび５０Ｂは、嵌合した群として配置されており、また互いに独立してアドレス可能である。従って第２の電極構造３５には、６つの電気的接続部が必要である。各電極４８Ａ、４８Ｂ、４９Ａ、４９Ｂ、５０Ａ、５０Ｂは、図６（ｃ）の紙面に伸びるストライプ電極の形状をしている。
【０１１０】
第４の電極層の電極４８Ａおよび４８Ｂの幅は、それぞれＰ／４である。これらの電極間の間隔は均一ではなく、Ｐ／１０および８Ｐ／２０の間隔が開いている。
【０１１１】
第５の電極層の電極４９Ａおよび４９Ｂの幅は、それぞれＰ／２０である。これらの電極間の間隔は均一ではなく、また１セットの電極４９Ａは、その他のセットの電極４９Ｂの２倍の数の電極を有している。つまり、１セットの電極４９Ａの２つの電極からなる一群は、その他のセットの電極４９Ｂの１つと嵌合している。１セットからなる２つの電極４９Ａは、８Ｐ／２０だけ隔てられており、またこれら電極間には、第２のセットの電極４９Ｂが挟まれている（２つの電極４９Ａから、６Ｐ／２０およびＰ／２０だけ隔てられている）。
【０１１２】
第６の電極層の１セットの電極５０Ａの幅はそれぞれＰ／２０であり、第６の電極層のその他のセットの電極５０Ｂの幅はＰ／４である。これらの電極間の間隔は均一ではなく、また１セットの電極５０Ａは、その他のセットの電極５０Ｂの２倍の数の電極を有している。つまり、１セットの電極５０Ａの２つの電極からなる一群は、その他のセットの電極５０Ｂの１つと嵌合している。１セットからなる一群の２つの電極５０Ａは、６Ｐ／２０だけ隔てられており、第２のセットの電極５０Ｂは、さらにＰ／２０だけ隔てられている。
【０１１３】
これらの電極は、各電極が、隣り合う電極と連続するように配置されている。第４の電極層４８と第５の電極層４９との間、および第５の電極層４９と第６の電極層５０との間には、電気的絶縁層３８が配置されている。
【０１１４】
図６（ｃ）の第２の電極構造３５は、６つの電気的接続部が必要である（各電極層に対して２つずつ）。
【０１１５】
図６（ｂ）は、図６（ｃ）の電極構造によって得られるアドレス可能領域の平面図である。図６（ｂ）は、画像ディスプレイＳＬＭの１ピクセルセットに対応するアドレス可能領域を示している。１ピクセルセットに対応する視差バリア部分は、電子光学材料内に構成された１０個のアドレス可能領域Ｒ１〜Ｒ１０を有している。この実施形態では、上記ピクセルセットに対応したＳＬＭ部分の中心または中心付近にある６つのアドレス可能領域Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８は、上記部分の縁に向かう領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ９、およびＲ１０よりも狭い。図６（ｂ）の実施形態では、中心のアドレス可能領域Ｒ３〜Ｒ８は、その他のアドレス可能領域の幅の約半分である。しかし本発明は、アドレス可能領域の幅が、この厳密な比率に限定されるものではない。
【０１１６】
本発明による電極構造は、任意の適切な技術によって製造可能である。例えば、図４（ａ）の上方の電極構造２７を製造するためには、まず上方の基板２５の表面が洗浄されることで準備され、次に上記表面上に導電層を蒸着させる。この層は、例えばインジウムすず酸化物、またはその他の透明かつ導電性の材料からなる層であってもよい。次に上記層は、任意の適切な技術によってパターン形成されて、第１のセットの電極３１および第２のセットの電極３２を形成する。例えば、上記層は、この層の全表面上にフォトレジストを蒸着させ、所望の電極の形状と一致するマスクを用いて上記フォトレジストをマスクし、そしてマスクを介してフォトレジストを露光して、照射された領域からフォトレジストを除去することによってパターン形成することができる。次に、露光された導電層の領域は、適切なエッチング技術によって除去され、このとき所望のセットの電極が配される。そして、フォトレジストの残りの部分が除去される。
【０１１７】
次に、第１のセットの電極３１および第２のセットの電極３２上に、絶縁層が堆積される。
【０１１８】
次に、上記絶縁層上に別の導電層が堆積される。この層は、上述したようにパターン形成されて、第３のセットの電極３３および第４のセットの電極３４を形成する。
【０１１９】
絶縁層３０は、第１の導電層の上部に容易に形成可能であると共に適切な絶縁特性を有する、任意の適切な材料を含んでいてもよい。例えば、上記絶縁層は、焼き付けまたは回転塗布によって基板上に塗布される高分子材料を含んでいてもよい。あるいは、上記絶縁層は、酸化ケイ素材料の溶液であってもよい。さらに上記絶縁層は、スパッタリングまたは真空蒸着法（例えばプラズマ化学気相成長法）によって塗布される、酸化ケイ素または窒化ケイ素などの材料であってもよい。
【０１２０】
必要に応じて、絶縁層３０のための材料は、絶縁層３０が、電気的に絶縁させる以外のさらなる機能を実行できるように選択してもよい。例えば、電気的絶縁層３０が液晶ポリマーから形成されている場合は、これらの絶縁層は光学リターダー層（optical retarder layer）をさらに含んでいてもよく、これによってＳＬＭの光学特性が変化する。
【０１２１】
第１の電極層２８は、一般的に薄い（厚さは一般的に約１００ｎｍ）。このため第１の電極層２８は、エッチングされて電極が形成された後に、平坦化される必要は通常はない。さらに絶縁層３０は、平坦化層として機能する。
【０１２２】
図４（ａ）の実施形態では、絶縁層３０は、ＳＬＭの全領域に伸びている。従って、第１の電極３１または第２の電極３２に印加される駆動電圧を、第３の電極３３および第４の電極３４に印加される駆動電圧より高くして、絶縁層３０全体において生じる電圧を補償する必要がある。必要とされる駆動電圧の上昇を最小限に抑えるために、絶縁層３０を選択的にパターン形成して、図７に示されているように、絶縁層３０が、第１および第２の電極の縁付近の領域のみを覆うようにすることが望ましい。このように絶縁層３０をパターン形成することによって、第１の電極３１および第２の電極３２の領域の大部分が絶縁層３０によって覆われることがなくなる。
【０１２３】
同様に、図４（ａ）の実施形態では、絶縁層３８もまたＳＬＭの全領域に伸びている。従って、第７の電極４１または第８の電極４２に印加される駆動電圧を、第５の電極３９および第６の電極４０に印加される駆動電圧より高くして、絶縁層３８全体において生じる電圧を補償する必要がある。必要に応じて、下方の基板２６上の絶縁層３８を、上方の基板２５上の絶縁層３０と同様にパターン形成して、図７にも示されているように、絶縁層３８が第７の電極４１および第８の電極４２の縁付近の領域のみを覆うようにしてもよい。
【０１２４】
本発明によるＳＬＭが、マルチビューディスプレイ内に視差バリアを備えるために用いられる場合、本発明によって、ディスプレイ内に２つ（または２つ以上）の視差バリアを効果的に備えることができる。上述した例では、２つまたは２つ以上の視差バリアは互いに同一またはほぼ同一であるが、その不透過領域および透過領域は、ＳＬＭの異なる側方位置に備えられている。これによって、視差バリアが、視野ウィンドウの位置を変えて観察者の動きを追跡するために、画像ディスプレイ層に対して側方に効果的に移動できるようになる。しかし本発明は、この特定の用途に限定されるものではない。
【０１２５】
例えば、本発明によるＳＬＭは、マルチビュー３次元画像を提供できるディスプレイ内における視差バリアとして用いることができる。図８は、４つの異なる視野を表示することのできるディスプレイ５１を示している。各視野は、それぞれの視野ウィンドウ５２〜５５へ表示される。４つの異なる視野を提供することによって、解像度を劣化させることになるが、視野自由度および実体性（realism）が高まる。ディスプレイ５１は、視差バリア５が本発明の一実施形態による変調器から構成されていることを除いては、一般的に図１のディスプレイ１と一致する。ディスプレイ５１のこれら構成要素に関する説明は、図１のディスプレイ１と同じであるため、ここでは繰り返さないこととする。
【０１２６】
この実施形態では、視差バリアは、２つの選択的な定位置視差バリアを提供している。第１の視差バリアのピッチは、ピクセルピッチの約２倍である。つまり「ピクセルセット」は、２つの視野を有する２つのピクセルである。他方の視差バリアのピッチは、ピクセルピッチの約４倍である。つまり「ピクセルセット」は、４つの視野を有する４つのピクセルである。ユーザは、２視野の３次元ディスプレイを見るためには一方の視差バリアを、そして４視野の３次元ディスプレイを見るためには他方の視差バリアを選択することができる（２視野での解像度が２分の１であるのに対して、４視野モードは、各視野の解像度が４分の１であるという不都合な点を有している）。４視野モードによって、視野ウィンドウ５２および５３と、視野ウィンドウ５３および５４と、視野ウィンドウ５４および５５とに一致する、３つの異なる３次元の視野位置が可能になる。４視野モードはまた、「見回り」視野（”look-around” viewing）を与えるのに用いられてもよい。なお、この実施形態は、観察者追跡を備えていない。
【０１２７】
必要であれば、ディスプレイ５１は、観察者の位置を特定するための位置特定部（図８には図示せず）を備えていてもよい。上記位置特定部は、上記位置特定部からの入力を受けて視差バリア５を制御するための制御部６４を有している。上記位置特定部は、例えば、図１の位置特定部６１と一致するものであってもよい。
【０１２８】
図９は、本発明の別の用途を概略的に示している。この実施形態では、本発明によるＳＬＭは、図８に示されているタイプの２つの視差バリアを備えている。これら２つの視差バリアの一方は、２視野の３次元裸眼立体ディスプレイに適しており、そして他方は、マルチビュー３次元裸眼立体ディスプレイに適している。図９の例では、ＳＬＭの基板の１つには、２つの電極層５７および５６が備えられている。これらの各電極層５６、５７は、パターン形成されて、紙面に伸びる複数のストライプ電極を形成する。図９では、これらの電極層は、第２の基板２６上に配置された第２の電極構造３５を形成している状態で示されているが、上方の基板２５上にも同様に配置させることができる。電極層５６の１つは、パターン形成されて、２視野の３次元ディスプレイモードに適した視差バリアをＳＬＭ内に構成することのできる電極を構成する。他方の電極層５７は、パターン形成されて、マルチビュー３次元ディスプレイモードを提供するのに適した視差バリアをＳＬＭ内に構成することのできる電極を構成する。図示されているように、電極層５７内に構成された（マルチビュー３次元ディスプレイモード用の）視差バリアのピッチは、電極層５６内に構成された（２視野の３次元ディスプレイモード用の）視差バリアのピッチの、少なくとも２倍の長さである。
【０１２９】
別の基板２５（図示せず）上には、電極構造が形成されている。これは、別の基板の領域全体に配置された簡素な対向電極であってもよい。適切な駆動電圧を、第１の電極層５６の電極と当該対向電極との間に印加することによって、２視野の３次元ディスプレイモードに適した視差バリアがＳＬＭ内に構成される。一方、適切な駆動電圧を、第２の電極層５７と上記対向電極との間に印加することによって、マルチビュー３次元ディスプレイモードに適した視差バリアがＳＬＭ内に構成される。このように、本発明によるＳＬＭを、裸眼立体３次元ディスプレイ内における視差バリアとして用いて、適切な視差バリアを形成するようにＳＬＭを駆動することによって、（そして、これに応じてディスプレイ層をアドレスすることによって、）２視野の３次元ディスプレイモードと、マルチビュー３次元ディスプレイモードとは容易に切り替えられる。
【０１３０】
マルチビュー指向性ディスプレイのさらに別の用途としては、上述したように、各ユーザが見れるように、別々の方向に２つ（２つ以上）の独立した画像を表示する「デュアルビュー」ディスプレイが知られている。図１０は、デュアルビューディスプレイ５８の概略平面図である。デュアルビューディスプレイ５８は、第１の視野ウィンドウ５９内にいるユーザに対して第１の画像を表示し、そして第２の視野ウィンドウ６０内にいる第２のユーザに対して第２の独立した画像を表示することができる。ディスプレイ５８は、視差バリア５が、本発明の一実施形態による変調器から構成されていることを除いては、一般的に図１のディスプレイ１と一致する。ディスプレイ５８のこれら構成要素に関する説明は、図１のディスプレイ１と同じであるため、ここでは繰り返さないこととする。
【０１３１】
デュアルビューディスプレイの視野ウィンドウ５９および６０の、視距離における幅が、３次元ディスプレイの視野ウィンドウの、視距離における幅よりも大きいことを除き、デュアルビューディスプレイは、原理的に裸眼立体３次元ディスプレイと類似している。マルチビューディスプレイを、デュアルビューディスプレイモードから３次元裸眼立体ディスプレイモードへ切り替えるためには、視差バリアを再構成して、適切な寸法の視野ウィンドウを備える必要がある。本発明によるＳＬＭを用いて、デュアルビューディスプレイモードと裸眼立体３次元ディスプレイモードとの間で再構成できるディスプレイ内に、視差バリアを形成してもよい。一方の電極層が、パターン形成されて、デュアルビューディスプレイモード用の視差バリアを構成する電極を形成し、そして第２の電極層が、パターン形成されて、裸眼立体３次元ディスプレイモード用の視差バリアを構成する電極を形成する点を除いて、適切なＳＬＭは、図９のＳＬＭと原理的に類似している。
【０１３２】
必要に応じて、ディスプレイ５８は、観察者の位置を特定するための位置特定部（図１０には図示せず）を備えていてもよい。上記位置特定部は、上記位置特定部からの入力を受けて視差バリア５を制御するための制御部６４を有している。上記位置特定部は、例えば、図１の位置特定部６１と一致するものであってもよい。
【０１３３】
本発明は、上述してきた実施形態の説明に限定されるものではなく、当業者であれば、特許請求の範囲内において変更を加えることができる。それぞれの実施形態において開示した技術手段を適切に組み合わせた実施形態は、本発明の技術範囲内に包含される。
【図面の簡単な説明】
【０１３４】
【図１】従来の裸眼立体３次元ディスプレイの概略平面図である。
【図２（ａ）】図１のディスプレイの視差バリアの断面図である。
【図２（ｂ）】図１のディスプレイの視差バリアの平面図である。
【図３（ａ）】米国特許第６，０４９，４２４号による再構成可能な視差バリアを示す図である。
【図３（ｂ）】米国特許第６，０４９，４２４号による再構成可能な視差バリアを示す図である。
【図３（ｃ）】米国特許第６，０４９，４２４号による再構成可能な視差バリアを示す図である。
【図４】本発明による空間光変調器の断面図および平面図である。
【図４（ｃ）】図４の空間光変調器のアドレッシングを示す図である。
【図４（ｄ）】図４の空間光変調器の動作を示すブロックフローチャートである。
【図５（ａ）】図４の空間光変調器の電極層を示す平面図である。
【図５（ｂ）】図４の空間光変調器の電極層を示す平面図である。
【図５（ｃ）】図４の空間光変調器の可能な液晶配置を示す図である。
【図５（ｄ）】図４の空間光変調器の可能な液晶配置を示す図である。
【図６（ａ）】本発明の第２の実施形態による空間光変調器の概略平面図である。
【図６（ｂ）】本発明の第３の実施形態による空間光変調器の概略平面図である。
【図６（ｃ）】本発明の第３の実施形態による空間光変調器の概略断面図である。
【図６（ｄ）】本発明の第３の実施形態による空間光変調器の概略断面図である。
【図７】本発明のさらなる実施形態による空間光変調器の部分断面図である。
【図８】本発明による空間光変調器を内蔵したマルチビュー裸眼立体３次元ディスプレイの概略平面図である。
【図９】本発明のさらなる実施形態による空間光変調器の部分断面図である。
【図１０】本発明による空間光変調器を内蔵したデュアルビューディスプレイの概略平面図である。
【符号の説明】
【０１３５】
５  視差バリア（空間光変調器）
２４  電子光学材料の層
２５  第１の基板
２６  第２の基板
２７  第１の電極構造
２８  第１の電極層
２９  第２の電極層
３５  第２の電極構造
４８  第４の電極層（第３の電極層）
４９  第５の電極層（第４の電極層）
【図１】
0004629058.tif 000003
【図２（ａ）】
0004629058.tif 000004
【図２（ｂ）】
0004629058.tif 000005
【図３（ａ）】
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【図３（ｂ）】
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【図３（ｃ）】
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【図４】
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【図４（ｃ）】
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【図４（ｄ）】
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【図５（ａ）】
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【図５（ｂ）】
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【図５（ｃ）】
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【図５（ｄ）】
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【図６（ａ）】
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【図６（ｂ）】
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【図６（ｃ）】
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【図６（ｄ）】
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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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