(57)【要約】【課題】    眼鏡を用いない方式で、改良された平面表示が可能な、立体表示装置を提供する。【解決手段】    平面表示に切り替え可能な立体表示装置は、液晶パネルを含み、眼鏡を利用することなく立体表示可能な立体表示素子と、液晶パネルの入射側又は出射側に配置され、透過状態と散乱状態とを選択的に取ることのできる選択散乱素子と、立体表示素子と選択散乱素子を制御する制御回路と、を有する。【選択図】  図３−１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶パネルを含み、眼鏡を利用することなく立体表示可能な立体表示素子と、
前記液晶パネルの入射側又は出射側に配置され、透過状態と散乱状態とを選択的に取ることのできる選択散乱素子と、
前記立体表示素子と前記選択散乱素子を制御する制御回路と、
を有する、平面表示に切り替え可能な立体表示装置。
【請求項２】
前記選択散乱素子は、ポリマー化された液晶材料を含む請求項１に記載の平面表示に切り替え可能な立体表示装置。
【請求項３】
前記選択散乱素子は、電圧印加で透過状態となり、電圧無印加で散乱状態となる、請求項２に記載の平面表示に切り替え可能な立体表示装置。
【請求項４】
前記ポリマー化された液晶材料は、１０−３０ｗｔ％のモノマーを添加した液晶材料に紫外線を照射することで形成されたものである請求項１〜３のいずれか１項に記載の平面表示に切り替え可能な立体表示装置。
【請求項５】
観察者の位置を検知するセンサと、
前記立体表示素子の出射光の指向方向を制御できる可変マイクロプリズム素子と、
をさらに有し、前記制御回路が前記センサの出力信号に応じて、前記観察者に向かうように出射光の指向性を制御する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の平面表示に切り替え可能な立体表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面表示に切り替え可能な立体表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
立体表示装置は、観察者の左右眼に視差像を提供することにより、立体表示を行うものであり、特殊な眼鏡を利用する方式と眼鏡を利用しない方式とがある。眼鏡を利用しない方式は、左右の眼に入射する光を別個の光源を用いて生成する構成が知られている(例えば特許文献１，２)。
【０００３】
図1Ａ〜図1Ｃにその１例を示す。図1Ａに示すように、楔型導光体１０１、１０２を重ね合わせて導光体１００とし、この導光体１００の左右に光源ＢＬ１，ＢＬ２を設置する。便宜的に、光源ＢＬ１側を画面に向かって左側または単に左側、光源ＢＬ２側を画面に向かって右側または単に右側とする。
【０００４】
２枚の重ね合わされた楔型導光体１０１、１０２の間には、例えば空気層といった楔型導光体１０１、１０２より屈折率の低い層を介在させる。ここで、楔型導光体１０１、１０２は、単体では、比較的指向性の強い出射光の角度分布を有する。
【０００５】
図1Ｂは、このように構成された導光体１００の出射光分布を示す。ここで、左側光源ＢＬ１点灯時および右側光源ＢＬ２点灯時のそれぞれの出射光角度分布が示されている。横軸は導光体１出射面法線方向からの角度を示し、法線方向が０度である。
【０００６】
左側光源ＢＬ１からの光は導光体１０２内を進み、正面より右方向に出射し、出射光は−７０度近傍で強度が最大となる。一方、右側光源ＢＬ２からの光は導光体１０１内を進み、正面より左方向に出射し、出射光は＋７０度近傍で強度が最大となる。このように、出射光強度が最大となる角度は正負側とも同じ角度となる。出射光強度が最大となる角度は、楔型導光体１０１、１０２のテーパー角度、両楔型導光体１０１、１０２の屈折率等による。例えば、導光体材料として用いられる光学材料であるポリメタクリル酸メチルやポリカーボネートでは、出射光強度が最大となる角度は通常約６０度から約８０度である。
【０００７】
観察者の左右眼１０３、１０４の距離を約６５ｍｍとし、液晶パネル１０５から観察者までの視距離を約３００ｍｍとすると、液晶パネル１０５の中心と右目１０４もしくは左目１０３を結ぶ直線と、液晶パネル１０５の法線方向とのなす角は、約６度となる。そのため、図1Ｂで示される７０度の出射光ピーク角度を約６度に変換するプリズムフィルム１０６が必要となる。
【０００８】
図1Ｃは、プリズムフィルム１０６出射側における、出射光分布を示す。プリズムフィルム１０６は光源と平行方向にプリズムが作られており、導光体１００側にプリズム面が向くように、導光体１００上に設置する。出射光の進行方向がプリズムフィルム法線から約６度の方向に変換されている。
【０００９】
図１Ａの構成において、同期駆動装置１０７により、左右光源ＢＬ１，ＢＬ２と液晶パネル１０５とを、同期駆動する。時間的に左右光源ＢＬ１，ＢＬ２の点灯と液晶パネル１０５への画像の表示とを同期して行うことにより、観察者に立体表示を提示することができる。
【００１０】
円筒状レンズを用いて指向性を狭める構成も知られている。
【００１１】
図２Ａにおいて、導光板１００と液晶パネル１０５との間に、２つの光学機能を併せ持つ光学素子１０８が配置されている。導光板１００の２つの入光端面に光源ＢＬ１，ＢＬ２が配置される点は、図1Ａ同様である。
【００１２】
図２Ｂは光学素子１０８を拡大して示す。光学素子１０８は、導光板１００と向かい合う面に断面が三角形状のプリズム柱アレイ１３２、反対側の面にプリズム柱アレイと平行に伸びる円筒レンズアレイ１３１を有する。プリズム柱アレイ１３２により進行方向を調整された光束は、円筒レンズアレイ１３１により、収束作用を受け、角度分布範囲が狭くなる。
【００１３】
３Ｄ表示と２Ｄ表示とを切り換え可能な表示装置も知られている。例えば、表示用液晶パネルと、領域選択用スイッチング液晶パネルと、パターン化位相板とを積層し、視差バリアを有効として３Ｄ表示を行い、視差バリアを無効として２Ｄ表示を行うことが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００１−０６６５４７号公報
【特許文献２】ＷＯ２００４／０２７４９２号公報
【特許文献３】特開２００４−１３９０５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
眼鏡を用いない方式で、改良された平面表示が可能な、立体表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
液晶パネルを含み、眼鏡を利用することなく立体表示可能な立体表示素子と、液晶パネルの入射側又は出射側に配置され、透過状態と散乱状態とを選択的に取ることのできる選択散乱素子と、立体表示素子と選択散乱素子を制御する制御回路と、を有する、平面表示に切り替え可能な立体表示装置が提供される。
【発明の効果】
【００１７】
平面表示の際には、表示光の角度分布を拡げ、観察可能な角度範囲を拡げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、眼鏡を利用しない方式の立体表示装置の基本的構成例を示す断面図、導光体１００の出射光分布を示すグラフ、プリズムフィルム１０６の出射光分布を示すグラフである。
【図２】図２Ａ，２Ｂは、眼鏡を利用しない方式の立体表示装置の他の例を示す断面図、複合光学素子１０８の部分断面図である。
【図３−１】図３Ａ、図３Ｂは、第１の実施例による、平面表示可能な立体表示装置の構成を概略的に示す断面図、透過／散乱液晶光学素子２００の構成を概略的に示す断面図であり、図３Ｃは、フォトマスクを用いた場合の、液晶層３０の上面における光の照射パターンの例を示す平面図である。
【図３−２】図３Ｄは、ヘイズ値のモノマー添加量に対する関係の例を示すグラフ、図３Ｅは、変形配置例を示す概略断面図である。
【図４】図４Ａは、透過／散乱液晶光学素子２００を透過状態とした時の、左眼用表示光の配向角分布Ｌ、右眼用表示光の配向角分布Ｒ、及び平面表示時の配向角分布Ｌ＋Ｒ（ＯＮ）を示すグラフ、図４Ｂは、立体表示の時は透過／散乱液晶光学素子２００を透過状態（ＯＮ）として、平面表示の時は透過／散乱液晶光学素子２００を散乱状態（ＯＦＦ）とした時の、Ｌ，Ｒ，Ｌ＋Ｒの配向角分布を示すグラフである。
【図５】図５Ａは、第２の実施例による、平面表示可能な立体表示装置の構成を概略的に示す断面図、図５Ｂは、可変マイクロプリズム光学素子２５０の構成を概略的に示す断面図である。
【図６】図６Ａ、６Ｂは、平面表示において、可変マイクロプリズム光学素子２５０をＯＦＦ及びＯＮとし、透過／散乱液晶光学素子２００をＯＮ、ＯＦＦに変化させた時の出射光の配向角分布を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
眼鏡を利用しない方式の立体（３Ｄ）表示においては、左右の眼に異なる画像を提供するために、光束の空間分布を狭くする方法がある。この場合、左目用画像と、右目用画像を同一画像とし、同時点灯すれば、平面（２Ｄ）表示が得られるが、空間的な角度分布は狭い。平面（２Ｄ）表示の場合は、広い視野角度で画像を認識できることが望まれる。
【００２０】
図３Ａは、第１の実施例による、平面表示可能な立体表示装置の構成を概略的に示す断面図である。立体表示装置の基本構成(立体表示素子と呼ぶことがある)３００は、例えば、図１Ａに示した構成と同じであり、導光板１００、導光板の両端に配置された光源ＢＬ１，ＢＬ２，プリズムフィルム１０６、液晶パネル１０５を含み、制御回路１０７が光源ＢＬ１，ＢＬ２と液晶パネル１０５を同期駆動する。
【００２１】
導光板１００は、左右の光源ＢＬ１，ＢＬ２からの光を、それぞれ所定の方向に出射する機能を有する。プリズムパネル１０６は、導光板１００の出射光の進行方向を変化させ、観察者の左右の眼に入射させるのに適切な角度とする機能を有する。液晶パネル１０５は光源ＢＬ１，ＢＬ２と同期駆動され、観察者に立体表示を提供することができる。光源ＢＬ１，ＢＬ２を同時点灯すれば、平面表示を行うことができる。
【００２２】
液晶パネル１０５の上方に、透過／散乱液晶光学素子２００が配置され、制御回路１０７からの制御信号により透過状態／散乱状態を選択的に取る。基本構成３００が立体表示を行う場合は、透過／散乱液晶光学素子２００は透過状態を取り、液晶パネル１０５からの出射光をそのまま透過させ、立体表示を行う。基本構成３００が平面表示を行い、左眼用、右眼用に同じ画像を表示する場合は、透過／散乱液晶光学素子２００は散乱状態を取り、入射光を散乱させ、広い視野角度に表示光を出射する。観察者は、正面からのみでなく、斜め方向からでも画像を観察できるようになる。
【００２３】
図３Ｂは、透過／散乱液晶光学素子２００の構成を示す断面図である。上面に透明電極層１１が形成された下側透明基板１０、及び、下面に透明電極層２１が形成された上側透明基板２０を準備する。下側透明基板１０及び上側透明基板２０は、例えば青板ガラスからなり、厚さは例えば０．７ｍｍｔである。透明基板として、ＰＣ（ポリカーボネート）フィルムや、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルホン）、ＰＥＮ（ポリエーテルニトリル）、ＰＳＦ（ポリサルホン）、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマ）等の可撓性フィルムを使用し、フレキシブルな構成とすることも可能である。
【００２４】
透明電極層１１及び２１は、例えば酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）からなり、厚さは例えば２００ｎｍである。透明電極層１１は、例えば、下側透明基板１０の上面全面に形成され、透明電極層２１は、例えば、上側透明基板２０の下面全面に形成される。
【００２５】
透明電極層１１の上面、及び透明電極層２１の下面に、それぞれ配向膜１２及び２２を形成する。配向膜１２及び２２としては、例えば、日産化学製のＳＥ−４１０を用い、５０ｎｍ〜１００ｎｍの厚さとすることができる。例えば、ラビング等による配向処理を、アンチパラレルに行う。なお、配向膜形成、及びラビング等による配向処理は行わなくてもよい。実験に用いたサンプルでは、配向膜は形成しなかった。
【００２６】
次に、下側基板１０の上に、ギャップコントロール剤を含んだメインシール剤からなるシール層１５を形成する。シール層１５の形成には、例えばスクリーン印刷やディスペンサが用いられる。ギャップコントロール剤として、液晶層３０の厚さ（セル厚）に対応する径のものが適宜選択される。例えば、液晶層３０の厚さを３０μｍと設定し、ギャップコントロール剤として径が３０μｍのグラスファイバーを用い、このグラスファイバーをシール剤に３ｗｔ％添加してメインシール剤とすることができる。シール剤として、例えば、三井化学製のシール剤ＥＳ−７５００が用いられる。
【００２７】
次に、上側基板２０の上に、ギャップコントロール剤２５を散布する。ギャップコントロール剤２５として、例えば、径が３０μｍのプラスチックボールが用いられる。ギャップコントロール剤の散布には、例えば乾式のギャップ散布機が用いられる。
【００２８】
なお、液晶層３０の厚さは、３０μｍに限られない。例えば、１５μｍ〜５０μｍの範囲から選択できる。メインシール剤中のギャップコントロール剤の含有率は、３ｗｔ％に限られず、２ｗｔ％〜５ｗｔ％の範囲とすればよい。
【００２９】
下側透明基板１０と上側透明基板２０とを、配向膜１２と配向膜２２とが対向するように重ね合わせ、プレス機等で一定の圧力を加えた状態の下で熱処理を行って、メインシール剤を硬化させる。この熱処理は、例えば１５０℃で３時間行う。このようにして、液晶層３０の充填される空隙の厚さが例えば３０μｍの空セルを作製する。
【００３０】
作製した空セルの中へ、液晶、モノマー、光重合反応開始剤を混合した液晶材料を真空注入した。ホスト液晶として、誘電率異方性Δεが正で、屈折率異方性Δｎが０．２３の液晶を用いる。この液晶に、アクリレート系のモノマーを２ｗｔ％〜４０ｗｔ％添加する。過去の実験において、セル厚５μｍの液晶層作成した際の実験結果に基づき、混合材料中のモノマーの添加量は、例えば、約１５ｗｔ％とした。光重合反応開始剤として、例えばチバケミカルズ製のイルガキュア（登録商標）が用いられる。液晶層３０中の光重合反応開始剤の添加量は、例えば０．１ｗｔ％〜０．５ｗｔ％である。液晶層３０の注入後、注入口にエンドシール剤を塗布して、セルを封止する。
【００３１】
液晶層３０をセルに真空注入したが、液晶層３０を、毛細管現象を利用して大気圧下でセルに注入してもよい。光重合反応開始剤は特に限定されず、紫外線（例えば波長３６５ｎｍ付近のi線）に感度を持つものであればよい。
【００３２】
液晶材料を注入した液晶セルに、高圧水銀ランプからの紫外線を照射し、モノマーの重合反応を生じさせた。紫外線の照射パワー密度は、例えば８３ｍＷ／ｃｍ２(波長３５０ｎｍ)であり、照射時間は、例えば３０秒(照射量２．５Ｗ／ｃｍ２)である。紫外線照射には、高圧水銀ランプを光源とする目白プレシジョン製の光配向装置を用いることができる。紫外線の光源は、高圧水銀ランプに限らず、キセノンランプ、メタルハライドランプ、低圧水銀ランプ等としてもよい。
【００３３】
なお、露光する際に、フォトマスクを用いて、例えばラインアンドスペースパターンで紫外線を照射してもよい。フォトマスクとして、例えば、透光性支持部材の表面に、ストライプ状の開口部を有する遮光部材が形成された構造のものを用いることができる。各開口部分（透光部分）及び各遮光部分の幅は、例えばそれぞれ２０μｍである。コンタクト露光、またはプロキシミティ露光を行うことができる。これにより、フォトマスクの透光パターンと、液晶層における露光パターンをほぼ合同とすることができる。
【００３４】
図３Ｃは、フォトマスクを用いた場合の、液晶層３０の上面における光の照射パターンの例を示す。線状の明部３１と線状の暗部３２とが、明部３１及び暗部３２の幅方向に、交互に複数個ずつ並んで、ストライプ状のパターンが形成されている。このように、明部と暗部からなるパターンを液晶層３０に露光する方法を「パターン露光」と呼ぶこととする。
【００３５】
明部３１には紫外線が照射されるので、モノマーのポリマー化が進み、暗部３２には紫外線が照射されないので、モノマーのポリマー化が進まない。このように、液晶層３０に、相対的にポリマー化が進んだ領域と、相対的にポリマー化が進んでいない領域とが、露光パターンに対応したパターンで形成される。
【００３６】
液晶セルへの印加電圧に対するヘイズ値の依存性を調べた。ヘイズ値は、全透過光に占める散乱光成分の割合を百分率で表したものであり、値が大きいほど散乱性が高い。ヘイズ値の測定は、スガ試験機社製のヘーズコンピューターを用いて行った。
【００３７】
パターン露光の効果を評価するため、フォトマスクを用いず、液晶層の全面に１分露光したサンプルも作製した。パターン露光における紫外線の照射パワー密度は８３ｍＷ／ｃｍ２であった。
【００３８】
液晶光学素子は、印加電圧を０Ｖとしたオフ時に散乱状態となり、所定の印加電圧（駆動電圧）が加えられたオン時に透明状態となることが好ましい。つまり、オフ時のヘイズ値が大きく、オン時のヘイズ値が小さいことが好ましい。
【００３９】
パターン露光したサンプルでは、印加電圧を０Ｖから５Ｖまで上昇させると、ヘイズ値が印加電圧のある範囲で大幅に低下し、その後ほぼ一定となる。このように、パターン露光により、印加電圧でヘイズ値を制御して、散乱状態と透明状態とを切り替えることが容易になる。パターン露光したサンプルにおいて、ヘイズ値がほぼ一定となる印加電圧の範囲の下限を、液晶セルをオンにする駆動電圧とすることができる。
【００４０】
図３Ｄは、ヘイズ値のモノマ添加量に対する関係を示すグラフである。横軸がモノマーの添加量をｗｔ％で示し、縦軸がヘイズ値を％単位で示す。曲線ＩＯＦＦがオフ時のヘイズ値を示し、曲線ＩＯＮがオン時のヘイズ値を示す。
【００４１】
モノマーの添加量を０ｗｔ％から増やすにつれて、オフ時のヘイズ値が上昇する。モノマーの添加量が１０ｗｔ％程度で、オフ時のヘイズ値は５０％を超える高い水準となり、モノマーの添加量が１５ｗｔ％程度に達すると、オフ時のヘイズ値は６０％程度に達して飽和する。
【００４２】
一方、オン時のヘイズ値は、モノマーの添加量が３０ｗｔ％程度までは１０％程度以下の低い水準であるが、モノマーの添加量が３０％を超えると急激に増加する。モノマーの添加量が４０％で、オン時のヘイズ値は６０％程度に達する。
【００４３】
オフ時のヘイズ値を充分に高くし、かつオン時のヘイズ値を充分に低くするために、液晶層に添加されるモノマーの添加量は１０ｗｔ％〜３０ｗｔ％の範囲とするのが好適と考えられる。
【００４４】
なお、対向電極間に電圧を印加しない時、散乱状態を提示するのは、例えば紫外線照射により生じたポリマネットワークの影響でフリーな液晶分子がランダムに配列し、ポリマネットワークの屈折率と局所的に屈折率差を与えることで実現できるであろう。対向電極間に電圧を印加すると、ランダムに配列していた液晶分子が電界方向に配列を揃え、ポリマネットワークの屈折率と液晶の屈折率との差を無くすことにより、透過状態を実現すると考えられる。
【００４５】
なお、電圧無印加状態で、ポリマ化した液晶分子とフリーな液晶分子とが配列を揃えて透過状態を取り、電圧を印加するとフリーな液晶分子の配列が変化してポリマ化した液晶分子と異なる配向を取り、散乱状態となる透過／散乱液晶光学素子を利用することもできる。
【００４６】
なお、紫外線照射は、パターン露光でも全面露光でもよい。パターン露光は、ストライプ状パターンの露光に限らない。格子状パターン、同心円状パターン、ランダムパターン等とすることもできる。
【００４７】
なお、上述の透過／散乱液晶光学素子２００の更なる物性、特性に関しては、特許文献３(特開２００８−５８４１６号)の実施例の記載を参照されたい。
【００４８】
図３Ａの構成においては、既に入手可能である立体表示素子３００を前提として、液晶パネル１０５の出射面側に透過／散乱液晶光学素子２００を配置した。
【００４９】
図３Ｅは、変形配置例を示す概略断面図である。透過／散乱液晶光学素子２００が、プリズムフィルム１０６と液晶パネル１０５の間に配置されている。すなわち、液晶パネル１０５に入射する入射光が、立体表示時と平面表示時で、異なる広がり角度を有するようになる。
【００５０】
図４Ａは、立体表示素子における、左眼用表示光の配向角分布Ｌ、右眼用表示光の配向角分布Ｒ、及び平面表示時の配向角分布Ｌ＋Ｒ（ＯＮ）を示すグラフである。透過／散乱液晶光学素子２００がない状態で測定を行ったが、透過／散乱液晶光学素子２００が透過状態（ＯＮ）の時の特性と考えることができよう。立体表示の際には透過／散乱液晶光学素子２００は透過状態にされ、左眼用表示光の配向角分布Ｌ、右眼用表示光の配向角分布Ｒはそれぞれ狭い角度範囲に分布する。平面表示の際に、左眼用表示と右眼用表示とを同時点灯して、各分布を加算することにより角度分布はほぼ倍増する。それでも、相対強度５０％以上の角度範囲は±１５度程度であり、極めて狭いと言える。少しでも角度分布を広げることが望ましい。
【００５１】
図４Ｂは、立体表示の時は透過／散乱液晶光学素子２００を透過状態（ＯＮ）として、図４Ａの左眼用表示光の配向角分布Ｌ、右眼用表示光の配向角分布Ｒと同等の配向角分布を得ると共に、平面表示の時は透過／散乱液晶光学素子２００を散乱状態（ＯＦＦ）として、出射光の配向角分布を広げた特性を示すグラフである。図４Ａと比べると、明らかに平面表示の配向角分布が広がっている。
【００５２】
図５Ａは、第２の実施例による、平面表示可能な立体表示装置の構成を概略的に示す断面図である。図３Ａに示した第１の実施例と比較すると、プリズムフィルム１０６と液晶パネル１０５の間に、可変マイクロプリズム光学素子２５０が配置されている。
【００５３】
図５Ｂは、可変マイクロプリズム光学素子２５０の構成を概略的に示す断面図である。透明電極５２を備えた一方の透明基板５１の上に、紙面垂直方向に長い、断面が直角３角形のプリズム柱のアレイ５３が形成され、その上に配向膜５４が形成されている。透明電極５６を備えた他方の透明基板５５の上に配向膜５７が形成されている。配向膜５４，５７は例えば水平配向膜であり、プリズムアレイ５３の長さ方向に沿って配向処理される。両基板５１，５５間に液晶層５８が挟持される。
【００５４】
透明基板は、例えばガラスや可撓性透明プラスチック基板で形成される。透明電極５２，５６は、ＩＴＯで形成される。配向膜５４，５７は、水平配向膜、例えば、ＳＥ−１５０が用いられる。プリズムの材料は、例えば屈折率が１．５１であるアクリル系ＵＶ硬化性樹脂等が用いられる。液晶材料として、例えば異常光線屈折率、常光線屈折率がそれぞれ、ｎｅ＝１．７１６、ｎｏ＝１．５０４である誘電率異方性が正のネマチック液晶を用いる。
【００５５】
液晶層５８の液晶分子は、電圧を印加しないＯＦＦ状態においてプリズムアレイ５３の長さ方向と平行に配向する。液晶分子の長さ方向（異常光線に対する）屈折率をプリズムアレイ５３の屈折率と等しく、液晶分子の半径方向(常光線に対する)屈折率をプリズムアレイの屈折率より小さく、設定すると、液晶分子が立ち上がった時にプリズム作用は消滅し、液晶分子がプリズムアレイ５３表面に平行になった時にプリズム作用が生じる。対向基板５１，５５上の対向電極５２，５６間の電圧を制御することにより、プリズム作用の強弱が制御できる。
【００５６】
図５Ａに戻って、例えば立体表示装置の上方に、センサ２６０が配置されている。センサ２６０は、例えば、アイ・トレーシングにより観察者の眼の位置を追跡する。センサ２６０の出力信号により、観察者２７０の位置が判る。制御回路１０７は、液晶パネル１０５の出力光が観察者２７０に向かうように、可変マイクロプリズム光学素子２５０を制御する。観察者２７０が、動いても立体表示を観察できるようになる。
【００５７】
図６Ａは、平面表示において、可変マイクロプリズム光学素子２５０はＯＦＦとし、透過／散乱液晶光学素子２００をＯＮ(透過状態)及びＯＦＦ(散乱状態)にした時の出射光の配向角分布を示すグラフである。透過／散乱液晶光学素子２００を散乱状態とすれば、配向角度範囲が拡大する点は、第１の実施例同様である。可変マイクロプリズム光学素子２５０をＯＦＦとし、プリズム作用を生じさせているので、出射光のピークは−５度付近にある。
【００５８】
図６Ｂは、平面表示において、可変マイクロプリズム光学素子２５０に例えば１５Ｖの電圧を印加してＯＮとし、透過／散乱液晶光学素子２００をＯＮ及びＯＦＦとした時の出射光の配向角分布を示すグラフである。可変マイクロプリズム光学素子２５０のプリズム作用が消滅し、出射光のピークはほぼ０度に変わっている。透過／散乱液晶光学素子２００の作用は図６Ａと同様である。
【００５９】
図６Ａ，６Ｂに示す出射光のピーク位置の変化から、観察者の位置に従って、表示装置の出射光の方向を制御できることが判る。
【００６０】
以上実施例に沿って、本発明を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。例示した材料、数値は限定的な意味を有するものではない。種々の変更、置換、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【符号の説明】
【００６１】
３００      立体表示素子、
１００      導光板、
１０５      液晶パネル、
１０６      プリズムフィルム、
１０７      制御回路、
２００      透過／散乱液晶光学素子、
２５０      可変マイクロプリズム光学素子、
２６０      センサ、
２７０      観察者、
１０，２０      基板、
１１，２１      透明電極層、
１２，２２      配向膜、
１５      シール層、
３０      液晶層、
５１，５５      基板、
５２，５６      透明電極、
５３      プリズムアレイ、
５４，５７      配向膜、
５８      液晶層
【図１】
2013195608.tif 000003
【図２】
2013195608.tif 000004
【図３−１】
2013195608.tif 000005
【図３−２】
2013195608.tif 000006
【図４】
2013195608.tif 000007
【図５】
2013195608.tif 000008
【図６】
2013195608.tif 000009