KR100540109B1 - 입체 화상 표시 장치 - Google Patents

Abstract

2차원 화상과 입체 화상을 전환하여 표시 가능한 입체 화상 표시 장치를 제공한다. 편광을 갖는 입체 화상 정보 혹은 2차원 화상 정보를 표시하는 화상 표시 수단과, 복굴절성 렌즈 사이에 복굴절 위상 변조 수단을 형성하여 편광면 회전 조작을 행한다.

편광, 렌즈 어레이, 복굴절성 위상 변조 수단, 입체 화상 표시 장치

Description

입체 화상 표시 장치{STEREOSCOPIC IMAGE DISPLAY APPARATUS}

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 구성도.

도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에서의 액정 렌즈의 구성과 집광 작용을 설명하는 단면도.

도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에서의 액정 렌즈에 의한 입체 화상 표시 시의 결상 특성을 도시한 단면도.

도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에서의 제어 블록도.

도 5는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 구성도.

도 6은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 구성의 측면도.

도 7은 본 발명의 제2 실시 형태에서의 제어 블록도.

도 8은 본 발명의 제2 실시 형태에서의 표시 모드와 전압 인가 상태 및 편광 상태의 관계를 도시한 도면.

도 9는 본 발명의 제2 실시 형태에서 화상 표시 모드의 전환 시의 전환 시퀀스를 도시한 도면.

도 10은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 구성도.

도 11은 본 발명의 제3 실시 형태에서 입체 화상 표시 영역과 액정 셀의 구동 상태의 관계를 도시한 정면도.

도 12는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 패시브 매트릭스형 액정 셀의 구성을 도시한 도면.

도 13은 본 발명의 제3 실시 형태에서의 제어 블록도.

도 14는 본 발명의 제3 실시 형태에서의 윈도우 화면의 일례를 도시한 도면.

도 15는 본 발명의 제3 실시 형태에서 윈도우 표시 위치를 이동했을 때의 처리 흐름을 도시한 도면.

도 16은 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 구성도.

도 17은 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 구성의 측면도.

도 18은 본 발명의 제4 실시 형태에서의 제어 블록도.

도 19는 렌티큘러 렌즈를 이용한 종래의 입체 화상 표시 장치의 구성과 표시 원리를 도시한 도면.

도 20은 종래의 구성에 있어서 렌티큘러 렌즈의 집광 작용과 입체 화상 표시의 관계를 도시한 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : LCD

2, 4 : 편광판

3, 37, 80 : 투명 기판

5, 5A, 5B : 1/2 파장 필름

6, 6A, 6B : 액정 렌즈(복굴절성 렌즈 어레이)

7, 7A, 7B, 21, 27 : 전압 인가 수단

8 : 편광판 투과축

9, 11, 14, 24, 28 : 직선 편광

10, 10A, 10B, 22, 23, 26 : 위상축 방위

12, 12A, 12B : 렌즈 작용을 발생하는 편광 방향

13 : 렌즈 작용을 발생하지 않는 편광 방향

15, 39, 81 : 액정층

16, l7, 38, 82 : 투명 전극

19, 19A, 19B : 화소

20, 25 : 액정 셀

29 : 입체 화상 표시 영역

30 : 전환 단위 영역

83 : 2차원 화상 표시 영역

31 : 렌티큘러 렌즈

32 : 주광선(主光線)

33 : 렌즈 투과광

61 : 입체 화상 표시 제어 수단

62 : 2차원 화상/입체 화상 표시 전환 선택 입력 수단

63, 71 : 디스플레이 컨트롤러

64 : 화상 데이터

65, 73 : 그래픽 컨트롤러

66 : CPU

67, 67A, 67B : 복굴절 렌즈 어레이 컨트롤러

68 : LCD 드라이버

69 : 2차원 화상/입체 화상 전환 제어 수단

70 : 강유전성 액정 셀 컨트롤러

72 : 윈도우 데이터

84 : 컨트롤 버튼

85 : 2차원 화상 표시 처리

본 발명은 입체 화상 표시 장치에 관한 것이다.

복수의 시선 방향으로부터의 화상을 화상 표시면에 합성 표시하고, 관측자의 시점 위치에 따라 대응하는 화상을 선택적으로 시인(視認)시키는 방법이 2차원 평면 표시 장치를 이용한 입체 화상 표시 방법으로서 제안되고 있다.

입체상의 표시 방법으로서, 표시 화상을 좌우 눈의 시점 위치에서 관찰되어야 하는 2매의 화상으로 하는 것으로 2안식, 마찬가지로 복수의 시점 위치에 대하여 다수매로 하는 것으로 다안식이 있다. 또한, 시점 위치를 의식하지 않고, 다수의 시선 방향에 대하여 화상을 화상 표시면에 합성 표시하는 인테그랄 포토그래피법(IP법)이 있다.

화상을 선택하는 수단으로서, 핀홀 혹은 슬릿 형상으로 광학적 차폐부와 개구부의 조를 어레이 형상으로 구비하는 방법과, 렌즈 어레이, 혹은 렌티큘러 렌즈 어레이를 화상 표시면 위에 구비하고, 렌즈의 결상 위치를 화소 위치로 하는 방법이 알려져 있다. 표시 휘도의 관점에서는 화상 선택 수단은 차폐부의 존재에 의해 표시 휘도가 저하하기 때문에, 렌즈를 사용하는 쪽이 바람직하다. 예를 들면, 렌티큘러 렌즈(31)를 이용한 종래의 입체 화상 표시 장치의 구성과 화소(19)에 대한 표시 원리를 나타내면 도 19와 같이 된다. 또한, 종래의 구성에 있어서 렌티큘러 렌즈(31)의 집광 작용과 입체 화상 표시의 관계는 도 20에 도시된 바와 같다. 또한, 이 도 20에서는 주광선(32)과 렌즈 투과광(33)이 렌티큘러 렌즈(31)를 개재하였을 때의 관계를 나타내고 있다.

그런데, 2차원 화상과 입체 화상을 선택적으로 동일한 표시 장치를 이용하여 표시하고자 하는 요구에 따르기 위해, 2차원 화상과 입체 화상을 선택적으로 표시하는 각종 방법이 제안되고 있다. 렌즈 어레이를 화상 선택 수단에 이용한 구성에 있어서는 렌즈를 굴절율 가변층으로 하는 것으로, 렌즈 작용의 유무를 전환하는 선택 표시 방법이 제안되어 있다(예를 들면, 일본 특개 2000-102038호 참조). 여기서는 굴절율 제어 실현 수단에 액정의 배향을 전압 제어하는 액정 렌즈를 이용하는 것이 설명되어 있다. 렌즈 작용의 유무를 전환함으로써 2차원 화상을 표시할 때에 2차원 평면 표시 장치가 갖는 본래의 해상도로 화상을 표시하는 것이 가능하게 된다.

또한, 액정 렌즈의 실현 방법은 볼록면 혹은 오목면 렌즈면과 기판 사이에 액정 재료를 봉입하는 방법(S.Sato, J.J.App.Phys.Vol.18, NO.9, (1979) p.1679-1684 참조), 렌즈 구조를 프레넬 렌즈 구조로 하는 것(S.Sato et al., J.J.App.Phys.Vol.24, NO.8, (1985) p.L626-L628 참조), 입사면 내에 대하여 굴절율 변조를 인가하는 회절형 렌즈(S.T.Kowel et al., App. Optics vol.23, NO.2, (1984) p.278-289 참조), 입사면 내 및 광의 전파 방향에 대하여 굴절율 변조를 인가하는 굴절율 분포형 렌즈(T.Nose et al., Liquid Crystals Vol.5, NO.5, (1989) p.1425-1433 참조) 등이 제안되어 있다.

액정 렌즈는 복굴절성(굴절율 이방성)을 갖기 때문에, 특정한 편광 성분에만 렌즈 효과를 발생한다. 그 때문에, 초점 거리를 소정의 위치로 설계하고, 또한 렌즈 효과의 유무를 편광 방향을 고려하면서 설계하는 것은 설계의 제약이 많기 때문에 사실상 곤란하여, 한정된 액정 동작 모드에서만 실현 가능하였다.

한편으로, 화상 표시 수단에 LCD(Liquid Crystal Display)를 이용하는 경우, LCD는 일반적으로 시각 의존성을 갖기 때문에 표시 화상의 편광 방향에 제약이 존재한다. 그 때문에, 액정 렌즈의 편광 방향과 화상 표시 수단측의 편광 방향을 직접 대응시키고자 하면 액정 렌즈의 설계가 곤란하고, 대응시키지 않는 경우에는 렌즈 작용의 혼재에 의해 표시 화상에 크로스토크가 발생하여 표시 품질의 저하를 초래하였다.

또한, 액정의 굴절율 이방성은 겨우 0.2 정도이기 때문에, 액정의 배향 제어에 의해 렌즈 효과의 유무를 제어하려고 하면 필연적으로 액정층 두께가 증가하여, 결과적으로 데시초(10분의 1초) 정도의 느린 응답 시간밖에 실현할 수 없었다.

그 때문에, 2차원 화상과 입체 화상의 전환 시의 과도 응답 구간 중에 원하지 않는 화상이 표시될 가능성이 있었다.

또한, 액정 렌즈를 복수 영역으로 분할하여 2차원 화상과 입체 화상을 혼재 표시시키고자 한 경우, 액정 렌즈의 전압-배향 특성이 완만하기 때문에, 라인 선택에 의한 패시브 매트릭스형 구동이 곤란하고, 한정된 영역만이 선택 가능한 세그먼트형 구동, 혹은 고가의 액티브 매트릭스형 구동을 필요로 하였다.

본원 발명의 실시 형태는, 복수의 화소를 배열하고, 편광을 갖는 화상광을 발하는 화상 표시 수단과, 상기 화상 표시 수단 상에 형성되고, 제1 편광 방향을 갖는 광에 렌즈 작용하고, 상기 제1 편광 방향과는 다른 제2 편광 방향을 갖는 광에 렌즈 작용하지 않는 렌즈 어레이와, 상기 화상 표시 수단과 상기 렌즈 어레이와의 사이에 형성되고 상기 화상광의 편광면을 회전시키는 복굴절성 위상 변조 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 입체 화상 표시 장치이다.

여기에서, 상기 복굴절성 위상 변조 수단은 인가 전압에 의해 위상축이 가변이어도 된다.

상기 복굴절성 위상 변조 수단은 상기 화상 표시 수단의 일부 화면에 대하여 위상축을 변경할 수 있도록 해도 된다.

상기 복굴절성 위상 변조 수단은 상기 화상 표시 수단의 화면 상에 위상축이 다른 복수의 영역을 형성하도록 해도 된다.

상기 렌즈 어레이는 액정층과, 상기 액정층을 협지하는 한쌍의 전극을 구비하여, 상기 전극 사이에의 인가 전압에 의해 초점 위치를 변화시켜도 된다.

<발명의 실시 형태>

이하, 본 발명에 기초한 입체 화상 표시 장치에 대하여 상세히 설명한다. 단, 본 발명의 구성은 이하에 설명하는 실시 형태에 그치지 않고, 발명의 실시 형태 및 실시예에서 설명한 구성의 각부를 여러가지로 조합한 형태를 취하는 것이 가능한 것은 물론이다. 또한, 설명의 간략화를 위해 복수의 도면에 걸쳐 동일 부재에 대해서는 동일한 번호를 부여한다. 또, 도면에서는 표시 장치로부터 관측자 방향을 z축, 표시면 내에서의 수평(좌우) 방향을 x축, 세로(상하) 방향을 y축으로 한다.

(실시 형태 1)

이하, 본 발명의 제1 실시 형태에 대하여 설명한다.

도 1은 본 실시 형태의 개요를 설명하는 도면이다.

본 실시 형태의 입체 화상 표시 장치는 화상 표시 수단으로서 LCD(1)와, LCD(1)의 화소의 정수배와 거의 동일한 렌즈 피치로 렌티큘러 렌즈 작용을 갖는 복굴절성 렌즈 어레이(6)를 갖고 있다. 또한, 수동적인 복굴절 위상 변조 수단으로서 1/2 파장 필름(5)이 형성되어 있다. 여기서는 화상 표시 수단으로부터 렌즈 어레이 방향으로의 광을 화상광이라고 한다. 화상 표시 수단은 자발적으로 발광하는 것이나 배후로부터의 투과광을 이용하는 것이 있지만, 화상 표시 수단으로부터 사출되는 광을 총칭하여 화상광으로 한다.

LCD(1)는 투명 기판 사이에 액정을 협지한 액정 셀(3)의 전후를 편광판(2, 4)으로 협지한 구조를 하고 있고, 입체 화상 혹은 2차원 화상을 표시 화상으로서 전환하여 표시한다.

편광판(2)의 배면에는 백라이트 광원(도시 생략)이 구비되어 있고, 표시 화상은 광 출사측 편광판(4)의 편광 투과축(8) 방향으로 편광 성분을 갖는 직선 편광(9)에 의한 화상광에 의해 구성된다.

LCD(1)의 액정 동작 모드는 TN(Twisted Nematic) 모드로, 좌우 방향(xz면 내)의 시각 특성을 대칭으로 유지하기 위해서 편광 투과축(8)의 방향은 θ=45°로 되어 있다.

1/2 파장 필름(5)은 복굴절성을 갖는 내열 투명 수지(예를 들면, 노르보넨, 폴리카보네이트계 광학 수지)로 이루어지는 광투과성 필름으로, 진상(進相)축 혹은 지상(遲相)축으로 규정되는 위상축 방위(10)로서 θ=22.5°를 이룬다. 이 1/2 파장 필름(5)은 입사 직선 편광(9)을 편광 방향 θ=0°의 출사 편광(11)으로, 직선 편광 그대로 45° 회전시킨다.

복굴절성 렌즈 어레이(6)는 평행 투명 기판 간에 플러스 유전 이방성을 갖는 액정을 균일 배향시킨 액정 셀을 이용한 액정 렌즈 어레이이다. 즉, 전압 인가 수단(7)에 의해 액정 셀 내에 형성한 빗형 전극에 전압을 인가함으로써 액정의 배향 상태에 공간 분포를 발생시켜 렌즈 작용을 갖게 한 것이다. 여기서, 액정의 배향 방향은 분자 장축(디렉터) 방향이 θ=0°로 되고 있고, 빗형 전극의 전극 형상은 y축 방향으로 길고, x축 방향으로 소정의 피치로 형성되어 있다. 따라서, 전계 분 포는 전극 사이에서 yz면에 대하여 대칭이 되고, 액정의 분자축은 θ=0°로 유지된 채로, xz면 내에 대하여 공간 분포를 갖는다.

그 결과, θ=0°의 입사 편광 방향(12)에 대하여 전압 인가 시에 렌티큘러 렌즈 작용이 발생한다. 즉, 입사 편광 방향(12)에 대하여 y축 방향으로 능선(稜線)을 갖고, x축 방향으로 소정의 피치를 갖는 렌티큘러 렌즈를 형성한 경우와 등가인 렌즈 작용이 발생한다. 전압 무인가의 경우에는 액정 배향의 공간 분포는 없어지기 때문에, 렌즈 작용이 소멸된다.

한편, θ=90°의 입사 편광 방향(13)에 대해서는, 액정의 배향 상태에 상관없이 굴절율은 상광선 굴절율로, 일정하여 렌즈 작용은 발생하지 않는다.

도 2를 이용하여, 본 실시 형태에서의 액정에 의한 렌즈 어레이(6)의 구조와 편광 작용에 대하여 보다 상세히 설명한다.

투명한 평행 평판 투명 기판(3)에 공통 투명 전극(16)과 빗형 전극(17)이 각각 형성되어 있다. 이 투명 기판(3) 사이에는 TN 액정(15)이 협지되어 있다.

여기서, 전압 인가 방법에는 전극(16, 17)을 2단자로 하여, 교류 전압을 인가하는 경우와, 빗형 전극(17)을 짝수 라인, 홀수 라인마다의 조로서 3 단자로 하여 교류 전압을 인가하는 경우가 있다.

어느쪽도, 양 전극(16, 17) 간에 전압을 인가함으로써 전계의 공간 분포가 발생하고, 편광 방향(12)을 갖는 편광 성분에 대하여 피치 p, 초점 거리 f를 갖는 렌즈 작용이 발생한다. 따라서, 편광 방향(12)을 갖는 직선 편광은 렌즈 어레이(6) 내에서 궤적이 휘어진다.

액정층(15)의 배향 상태는 먼저 설명한 바와 같이, 분자 장축의 방향이 xz면 내에 대해서만 변화하기 때문에, 직교하는 편광 성분(13)에 대해서는 전압의 인가 상태에 상관없이 렌즈 작용을 갖지 않는다. 따라서, 편광 성분(13)은 렌즈 어레이(6) 내에서 직진한다.

또, 실제로는 전계 분포를 적정하게 제어하기 위한 유전체층, 배향막 등이 전극과 액정 계면 간에 구비되지만 도 2에서는 도시 생략하고 있다.

따라서, 도 3에 도시한 바와 같이 이러한 렌즈 어레이(6)를 LCD(1)의 화소(19)가 촛점거리 f에 위치하도록 배치함으로써, x축 방향에 편광 성분을 갖는 직선 편광에 대해서는 렌티큘러 렌즈형 입체 화상 표시 장치를 구성할 수 있는 것을 알 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 도 1에서 1/2 파장 필름의 편광 회전 작용에 의해 화상광인 직선 편광(11)은 액정 렌즈 어레이(6)에 있어서, 렌즈 작용의 전환이 발생하는 편광 방향(12)에 일치시킬 수 있다.

렌즈 어레이(6)의 출사 직선 편광(14)은 θ=0°에 편광 방향을 갖고, 전압 인가 수단(7)의 전압 인가/무인가 제어에 의해 집광, 혹은 변조를 받지 않고 그대로 투과한다. 따라서, LCD(1)에 표시하는 화상을 입체 화상과 2차원 화상의 선택 상태에 동기하여 전압 인가 수단(7)의 전압 인가/무인가를 전환함으로써, 최대 해상도를 갖는 입체 화상, 2차원 화상의 전환 표시가 가능하게 된다.

1/2 파장 필름(5)을 이용하지 않는 경우, 액정 렌즈(6)에 입사하는 화상의 편광 방향은 θ=45°를 이루는 직선 편광(9)이 된다. 그 때문에, 액정 렌즈(6)에 있어서 렌즈 작용이 발생하지 않는 편광 성분(13)이 입사 편광 성분에 포함되기 때문에, 입체 화상 표시 시에 화상이 다중으로 표시되는 크로스토크가 발생한다.

한편, LCD(1)에서의 출사 편광 방향(8)을 θ=0°로 하는 것은 LCD(1)의 시각 특성상 바람직하지 못하다.

렌즈(6)를 기울여, 렌즈 작용이 발생하는 편광 방향을 θ=45°로 하게 되면, 시차 정보가 경사 방향으로 발생하기 때문에 입체 화상 표시를 할 수 없다.

이와 같이, 수동적인 복굴절 위상 변조 수단인 1/2 파장 필름(5)은 LCD(1)의 표시 특성을 최적화하면서, 렌즈(6)를 이용한 입체 화상과 2차원 화상의 크로스토크가 없는 양호한 선택 표시를 가능하게 하는 기능을 갖는다.

여기서, 화상 표시 수단에는, 편광을 이용한 화상 표시 수단인 LCD(1)를 이용하는 예를 설명했지만, 편광을 이용하지 않는 화상 표시 수단, 예를 들면 CRT(Cathode Ray Tube), PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic Light Emission Diode), 유기 EL(Electro Luminescence), FED(Field Emission Display) 등의 표시면에 편광판을 구비함으로써, 표시 화상에 편광성을 부여해도 된다.

렌즈 어레이에는 방해석이나 석영 등, 복굴절성을 갖는 광학 결정을 렌즈형상으로 가공하여 이용하는 것도 가능하다. 즉, 반드시 굴절율이 가변일 필요는 없고, 광학 특성이 동적으로 변화하지 않는 수동 소자라도 된다. 따라서, 액정성 매질을 고화, 예를 들면 고분자 액정이나 모노머에 액정을 혼합하고, 소정의 배향 상태에서 자외선 혹은 열에 의해 폴리머화함으로써, 수동 소자로서 복굴절성을 갖는 액정 렌즈 어레이를 실현하는 것이 가능하다.

렌즈 어레이를 액정 렌즈에 의해 구성하여 특정한 입사 편광 방향에만 렌즈 작용을 부여하기 위해서는, 평행 평판 사이에 액정 재료를 봉입하고, 전압 인가에 의해 액정의 배향 상태를 공간적으로 제어하는 구조가 바람직하다. 구체적으로는 소정의 피치로 입사면 내에 굴절율 분포를 공급하는 회절형 렌즈나, 광 전파 방향으로 굴절율 분포를 공급하는 굴절율 분포 렌즈, 혹은 입사면 내와 광 전파 방향 양쪽으로 굴절율 분포를 공급하는 것으로 실현할 수 있다.

렌티큘러 렌즈 작용을 특정한 편광 방향으로 공급하기 위해서는, 예를 들면 플러스의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정을 이용한 균일 배향 셀을 이용하여, 빗형 전극을 소정의 피치로 액정의 배향 방향에 대하여 수직 방향으로 구비하여도 된다. 이것으로서, 특정한 편광 입사축으로는 전압 인가 시에 렌티큘러 렌즈 작용을 생기게 하는 것이 가능하고, 그 외의 편광 입사축으로는 렌즈 작용이 없는 렌즈를 구성할 수 있다.

여기에서 말하는 렌티큘러 렌즈 작용이란, 렌티큘러 렌즈의 능선 방향(렌즈곡율이 무한대인 방향)을 빗형 전극 방향에 일치시켜 배치한 경우와 등가인 집광 작용이 발생하는 것을 가리킨다. 또한, 이러한 구조의 액정 렌즈에서는 인가 전압을 변화시키는 것으로써 초점을 가변으로 하는 것이 가능하다. 전압을 무인가로 하는 것으로, 렌즈 작용을 없애는, 즉 인가 전압의 ON/OFF 제어에 의해 렌즈 작용의 ON/OFF 제어가 가능하게 된다.

도 4는 본 실시 형태에서 2차원 화상 표시와 입체 화상 표시의 전환 제어를 행하기 위한 제어 블록도이다. 관측자에 의한 2차원 화상 표시와 입체 화상 표시 의 전환 선택이, 키보드, 마우스 등의 스위치인 2차원 화상/입체 화상 표시 전환 선택 입력 수단(62)을 통하여 입체 화상 표시 제어 수단(61)에 전달된다. 입체 화상 표시 제어 수단(61)은 LCD(1)에 화상을 표시하기 위한 화상 데이터(64)와, LCD(1)의 화상 표시 제어를 행하는 디스플레이 컨트롤러(65)를 구비하는 그래픽 컨트롤러(63), CPU(66), 복굴절 렌즈 어레이(6)의 전압 인가 수단(7)을 제어하기 위한 복굴절 렌즈 어레이 컨트롤러(67)로 구성되어 있다.

관측자로부터의 화상 표시 모드 선택 신호를 받아, 선택된 화상 표시 모드가 입체 화상 표시인 경우, CPU(66)는 화상 데이터(64)에 입체 화상 데이터를 저장하고, 복굴절 렌즈 어레이 컨트롤러(67)에 대하여 인가 전압 ON의 제어 신호를 송신한다. 복굴절 렌즈 어레이 컨트롤러(67)는 인가 전압값, 인가 전압 파형, 주파수의 파라미터를 전압 인가 수단(7)에 대하여 설정 혹은 제어를 행한다. 한편, 그래픽 컨트롤러(63)를 통하여 입체 화상 데이터가 LCD(1)에 표시되며, 관측자는 전압 인가 수단(7)에 의해 전압이 인가되어 렌즈 효과를 일으킨 굴절 렌즈 어레이(6)를 통하여, 입체 화상 데이터를 관찰함으로써 입체 화상을 관측할 수 있다.

마찬가지로, 2차원 화상 표시가 선택된 경우에는 CPU(66)는 2차원 화상 데이터를 그래픽 컨트롤러(63)를 경유하여 LCD(1) 상에 표시하고, 복굴절 렌즈 어레이 컨트롤러(67)에 대하여 인가 전압 OFF의 제어 신호를 송신함으로써, 관찰자는 렌즈 효과가 없는 복굴절 렌즈 어레이(6)를 통하여, 통상의 LCD와 마찬가지인 2차원 화상 데이터를 관찰할 수 있다.

복굴절성 위상 변조 수단에는 편광 방향의 회전각이 고정인 수동 소자인 경 우, 투명한 연신 필름을 이용한 복굴절 위상차 필름이나 방해석이나 석영 등의 복굴절성 광학 결정을 이용할 수 있다.

복굴절성 위상 변조 수단은 편광면을 회전시키기 위해서, 리터데이션이 입사 파장에 대하여 1/2의 값을 갖는, 소위 1/2 파장 필름(1/2 파장판)이다. 단일 1/2 파장 필름을 사용하는 경우, 위상축은 편광면의 회전각을 1/2로 등분하는 각도로 배치하지만, 파장 분산을 경감하여 광대역화하기 위해서 1/2 파장 필름 혹은 1/2 파장 조건 근방의 위상차 필름을 복수매 사용하여 편광 회전 조작을 행하는 경우도 있다. 예를 들면, 0° 내지 90°로의 편광 회전 조작에 대하여 광 입사측으로부터 67.5°, 22.5°의 방위에 2매의 1/2 파장 필름을 배치하는 방법 등이 알려져 있으며, 적용 가능하다.

복굴절성 위상 변조 수단의 위상축 회전을 가변으로 하기 위해서는 복굴절성 위상 변조 수단에 액정 셀을 이용하는 것이 적합하다.

위상축 가변 제어에는 크게 분류하여 위상축각을 변화시키는 방법과, 위상축의 유무를 선택하는 방법이 적용 가능하다.

위상축 각을 변화시키는 방법의 예로는, 자발 분극을 갖는 강유전성 액정(FLC: Ferroelectric Liquid Crystal) 재료를 이용한 SSFLC(Surface Stabilized Ferroelectric Liquid Crystal), 혹은 반강유전성 액정(AFLC: Anti-Ferroelectric Liquid Crystal) 재료를 이용한 Half-V(TLAF: Threshold Less Anti-Ferroelectric mode라고 부르는 경우도 있음) 등의 동작 모드가 적용 가능하다. 이들 2개의 동작 모드는 응답성의 속도 측면에서도 바람직하다.

위상축의 유무를 선택하는 방법의 예는, 마찬가지로 빠른 응답 속도를 실현할 수 있는 동작 모드로서 네마틱 액정 재료를 이용한 π 트위스트 셀(밴드 배향 셀) 등을 사용할 수 있다.

또한, 복굴절성 위상 변조 수단의 위상축 가변 제어를 부분적으로 선택 가능한 매트릭스형으로 하는 경우에는 박막 트랜지스터(TFT: Thin Film Transistor) 등의 스위칭 소자가 불필요하여, 패시브 매트릭스형, 즉 라인형 전극의 선택 주사에 의해 구동이 가능한 액정 동작 모드를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 모드로서, 네마틱 액정 재료를 이용한 STN(Super Twisted Nematic)이나 BTN(Bi-stable Twisted Nematic) 모드가 적용 가능하다.

(실시 형태 2)

도 5는 제2 실시 형태를 설명하는 개략도이다.

앞의 실시 형태와 마찬가지로, 화상 표시 수단으로서 LCD(1)와, LCD(1) 화소의 정수배와 거의 동일한 렌즈 피치로 렌티큘러 렌즈 작용을 갖는 렌즈 어레이(6)를 구비한다. 앞의 실시예와 마찬가지의 부분에 대해서는, 상세한 설명을 생략한다.

본 실시 형태에서는, 복굴절 위상 변조 수단으로서 자발 분극을 갖는 강유전성 액정 셀(20)을 이용한다. 이에 의해, 입체 화상과 2차원 화상의 표시 전환에 따라 위상축 방위를 전환할 수 있는 능동 소자가 된다.

강유전성 액정 셀(20)은 한쌍의 기판 간에 강유전성 액정을 봉입한 것이다. 또한, 기판 위에는 각각 전극이 형성되어 있고, 강유전성 액정에 전압을 인가할 수 있다. 강유전성 액정 셀(20)은 자발 분극을 갖고 있고, 액정 재료, 셀 갭을 적정하게 설계함으로써 1/2 파장판이 된다.

도 6은 본 실시 형태에서의 구성의 측면도이다. 강유전성 액정 셀(20)은 투명 기판(37) 내에 공통 투명 전극(38)을 개재하여 강유전성 액정(39)이 협지되어 있고, 공통 투명 전극(38)에 접속된 전압 인가 수단(21)에 의해 강유전성 액정에 전압을 인가함으로써 배향이 변화하여 위상축 방위가 전환된다.

복굴절 렌즈는 실시 형태 1과 마찬가지로, 강유전성 액정 셀(20)을 통하여 촛점거리 f는 화소(19) 상에 설정된다. 강유전성 액정 셀(20)과 대향하는 측의 기판(3)은 강유전성 액정 셀(20)의 기판(38)과 공통화 가능하다.

전압 인가 수단(21)을 이용하여 인가 전압의 극성 전환을 행하는 것으로, 위상축을 제1 위상축 방위 θ=22.5°(도면 부호 22), 제2 위상축 방위 θ=67.5°(도면 부호 23)의 2 상태로 제어하는 것이 가능하게 된다.

액정 재료가 자발 분극을 갖고 있고 셀 갭이 얇기 때문에, 액정 렌즈의 느린 응답 시간에 비하여, 강유전성 액정 셀(20)은 1㎳ 이하의 고속 응답이 가능하다. 이 때문에, 위상축을 전환할 때에 전압 인가 수단(21)의 극성 전환에 의해 순간적으로 전환을 행하는 것이 가능하다.

LCD(1)의 화상광이 θ=45°를 이루는 직선 편광(9)일 때, 강유전성 액정 셀(20)을 제1 위상축 방위(22)로 제어하면, 강유전성 액정 셀(20)로부터의 출사 직선 편광(24)의 방향은 θ=0°가 된다. 한편, 제2 위상축 방위(23)로 제어하면, 강유전성 액정 셀(20)로부터의 출사 직선 편광(24)의 방향은 θ=90°가 된다.

따라서, 강유전성 액정 셀(20)이 제1 위상축 방위(22)로 제어되면, 렌즈 어레이(6)가 렌즈로서 기능하여, 입체 화상 표시 모드가 된다. 한편, 제2 위상축 방위(23)로 제어되면, 렌즈 어레이(6)는 렌즈로서 기능하지 않아, 입체상을 표시하지 않는다. 즉, 2차원상 표시 모드가 된다.

도 7은 본 실시 형태에서의 2차원 화상/입체 화상 표시의 전환 제어를 행하는 제어 블록도이다. 강유전성 액정 셀(20)과 복굴절 렌즈 어레이(6)로의 전압 인가 제어를 행하는 2차원 화상/입체 화상 전환 제어 수단(69)은 강유전성 액정 셀 컨트롤러(70)와, 복굴절 렌즈 어레이 컨트롤러(67)로 구성되어 있고, 각각 독립적으로 전압 인가 수단에 대하여 전압 인가 제어를 행하는 것이 가능하다.

본 실시 형태에서는 렌즈 어레이(6)에 액정을 이용한 경우에는 렌즈 어레이(6)에 정상적으로 전압을 인가함으로써 복굴절성 렌즈 특성을 유지해두고, 화상 표시 수단의 입체 화상과 2차원 화상의 선택 표시에 동기하여 전압 인가 수단(21)의 극성을 선택하여, 렌즈 어레이(6)를 렌즈로서 작용시키거나 작용시키지 않는 것이 가능하다. 따라서, 액정 렌즈의 과도 응답 구간 중에 발생하고 있었던 원하지 않는 표시 특성을 관측자에게 시인시키지 않고서 표시를 전환하는 것이 가능하게 된다.

또, 2차원 화상을 연속적으로 장기간 표시하는 경우에는 소비 전력 삭감의 관점에서 앞의 실시 형태와 마찬가지로 렌즈 어레이(6)를 전압 무인가 상태로 해도 된다. 또한, 액정 렌즈의 응답이 종료한 후에는 강유전성 액정 셀(20)이 메모리성을 갖고 있지 않더라도, 강유전성 액정 셀(20)로의 인가 전압을 무인가로 해도 문 제점은 발생하지 않는다.

도 8은 연속적으로 장기간 2차원 화상을 표시하기 위한 2차원 화상 표시 모드(40), 강유전성 액정 셀(20)의 위상축 방위에 의해 2차원 화상과 입체 화상을 전환 가능한 2차원 화상/입체 화상 전환 표시 모드(41)에서의 2차원 화상 표시 시(42), 입체 화상 표시 시(43)의 전압 인가 수단 및 출사 직선 편광의 상태를 통합한 표이다.

2차원 화상 표시 모드(40)에서는 강유전성 액정 셀(20)의 전압 인가 수단(21), 복굴절 렌즈 어레이(6)의 전압 인가 수단(7) 중 어느 하나에도 인가 전압 무인가(OFF) 상태가 된다. 복굴절 렌즈 어레이(6)는 렌즈 효과를 갖고 있지 않기 때문에, 강유전성 액정 셀의 배향 상태는 어떠한 상태라도 된다.

한편, 2차원 화상/입체 화상 전환 표시 모드(41)에서는 복굴절 렌즈 어레이(6)의 전압 인가 수단(7)을 통하여 전압이 인가되기 때문에, θ=0° 방향의 직선 편광에 대하여 렌즈 효과가 발생하고, 강유전성 액정 셀(20)로의 인가 전압 극성에 의해 복굴절 렌즈 어레이(6)에 입사하는 직선 편광의 방위가 선택되는 것으로써 렌즈 효과의 유무가 결정되게 된다.

그런데, 2차원 화상/입체 화상 전환 표시 모드(41)에서의 2차원 화상 표시와 입체 화상 표시의 전환은 강유전성 액정 셀(20)의 응답이 고속이기 때문에 과도 응답 구간 중 원하지 않는 표시는 시인되지 않지만, 2차원 화상 표시 모드(40)로부터 2차원 화상/입체 화상 전환 표시 모드(41)로의 전환, 혹은 역방향의 전환은 응답이 느린 복굴절 렌즈 어레이의 배향 변화를 수반하기 때문에 원하지 않는 표시를 시인 시키지 않기 위하여 소정의 시퀀스에 의한 모드의 전환 조작을 행하는 것이 바람직하다.

도 9는 상술한 화상 표시 모드 전환 시의 전압 인가 시퀀스를 도시한 도면이다. 관측자에 의해 2차원 화상 표시 모드(40)로부터 2차원 화상/입체 화상 전환 표시 모드(41)에 모드 선택이 행해지면, 전압 인가 수단(21)을 통하여 강유전성 액정 셀(20)에 전압이 무인가(OFF) 상태로부터 2차원 화상 표시 시에 인가되는 플러스 극성 전압 +V가 인가된다. 강유전성 액정 셀(20)의 응답이 완전하게 종료하는 세틀링(settling) 구간(56) 후에 전압 인가 수단(7)을 통하여 복굴절 렌즈 어레이(6)에 전압이 인가된다. 복굴절 렌즈 어레이(6)에는 과도 응답 구간(57) 중에 θ=0° 방향의 직선 편광에 대하여 서서히 렌즈 효과가 나타나지만, 강유전성 액정 셀(20)에서 2차원 화상 표시가 선택되기 때문에, 관찰 화상은 변화하지 않는다. 복굴절 렌즈 어레이(6)의 응답 종료 후에 2차원 화상/입체 화상 전환 선택 가능해져, 강유전성 액정 셀(20)로의 인가 전압 극성에 의해 표시 모드가 선택된다.

2차원 화상/입체 화상 전환 표시 모드(41)로부터 2차원 화상 표시 모드(40)로의 모드 변경이 선택되면, 상기와 역의 수순, 즉 우선 강유전성 액정 셀(20)에서의 2차원 화상/입체 화상 전환 표시 모드(41)에서의 2차원 화상 표시가 행해지고, 그 후 복굴절 렌즈 어레이(6)로의 인가 전압을 무인가 상태로 이행시킨다. 복굴절 렌즈 어레이(6)의 렌즈 효과가 완전히 소멸하는 과도 응답 구간(60) 후에, 강유전성 액정 셀(20)로의 인가 전압을 무인가 상태로 한다. 이 시퀀스에 의해 관찰자는 2차원 화상을 원하지 않는 표시를 시인하지 않고 계속 관찰하는 것이 가능하게 된 다.

또한, 렌즈 어레이(6)를 앞의 실시 형태와 마찬가지로, 액정에 의하지 않는 것을 이용하는 것도 가능하다.

(실시 형태 3)

도 10은 본 발명의 제3 실시 형태를 설명하는 개략도이다. 또, 도 11은 본 실시예에서의 복굴절 위상 변조 수단의 평면도이다.

본 실시 형태에서는 복굴절 위상 변조 수단을 매트릭스 구동 가능한 액정 셀(25)로 한 것을 특징으로 한다.

앞의 실시 형태와 마찬가지로 하여, 화상 표시 수단으로서 LCD(1)와, LCD(1)의 화소의 정수배와 거의 동일한 렌즈 피치로 렌티큘러 렌즈 작용을 갖는 렌즈 어레이(6)를 형성한다. 앞의 실시예와 마찬가지의 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.

본 실시 형태에서는 설명을 간단하게 하기 위해, LCD(1)에서의 화상광의 편광 방향(4)을 θ=0°로 하여 설명한다. 이러한 편광판 배치는 VA(Vertically Align), IPS(In-Plain Switching) 모드 등에서 시각 특성에 악영향을 미치지 않고 적용하는 것이 가능하다.

액정 셀(25)은 한쌍의 기판 사이에 액정을 밀봉한 것으로, 양 기판 위에는 액정에 전압을 인가하는 전극이 형성되어 있다. 이 액정 셀(25)은 매트릭스 구동 가능한 전극 구성으로 한다. 여기서, 매트릭스 구동이란, 도 11에 도시한 바와 같이 액정 셀(25)의 면 위를 복수의 영역(30)으로 분할하여, 원하는 영역(30)에 전압 을 인가하는 구동 방법이다. 매트릭스 구동을 하는 전극 구조로서는 통상의 액정 표시 장치에 이용되는 TFT 구동 혹은 빗형 전극을 직교시켜 소정의 전압 펄스를 인가하는 패시브 매트릭스 구동 등을 원용하면 된다.

매트릭스 구동 가능한 액정 셀(25)의 일례로서, 패시브 매트릭스형의 STN 모드 액정 셀을 이용한 경우의 액정 셀의 구조를 도 12에 도시한다. 대향하는 측에 빗형 투명 전극(82)이 형성된 투명 기판(80) 사이에 STN 모드의 액정(81)이 협지되어 있다. 빗형 투명 전극(82)에 전압 펄스를 인가함으로써 임의의 영역(30)에 원하는 전압을 인가할 수 있도록 LCD 드라이버가 전압 인가 수단(27)으로서 구비되어 있다.

도 13은 본 실시 형태의 표시 모드를 제어하는 제어 블록도이다. 2차원 화상/입체 화상 전환 제어 수단(69)은 액정 셀(25)의 원하는 위치에 윈도우를 표시· 제어하기 위한 그래픽 컨트롤러(71)를 구비하고 있고, LCD(1)측의 그래픽 컨트롤러(63)의 화상 데이터(64) 내에 부분적으로 보존된 입체 화상 데이터에 대응하여, 동일한 표시 위치, 사이즈로 액정 셀(25)에 윈도우 표시 제어를 행할 수 있게 되어 있다.

이 실시 형태에서는, 액정에 전압을 인가한 영역(29)에서는 위상축이 소멸하고, 입사광의 편광 방향을 변화시키지 않고, 그대로 투과시키는 것으로 한다. 또한, 전압을 인가하지 않은 영역에서는 입사광의 편광 방향을 회전시킨다. 물론, 사용하는 액정의 종류, 모드에 따라서, 전압을 인가한 영역에 대하여 입사광의 편광 방향을 회전시키고, 그 외의 영역에서는 편광 방향을 회전시키지 않도록 하는 것도 가능하다.

액정 셀(25) 내의 영역(29)에서는, 편광 성분은 변화하지 않고 광이 투과하기 때문에, 화상광은 직선 편광(9)(θ=0°) 그대로 액정 셀(25)을 투과한다. 액정 셀(25)로부터 나오는 직선 편광(28)은 θ=0°의 방위를 갖고, 렌즈 어레이(6)로 입사한다. 따라서, 영역(29)에 대하여 렌즈 어레이(6)에서는 렌즈 작용이 발생한다.

한편, 전압 무인가의 영역에서는 위상축(26)은 θ=45°가 되기 때문에, 액정 셀(25)로부터의 출사 편광 방향은 θ=90°가 되어, 렌즈 어레이(6)에서는 렌즈 작용이 생기지 않는다.

이상으로 설명한 바와 같이, 1/2 파장 조건을 만족하는 매트릭스 구동 가능한 액정 셀(25)을 표시 수단(1)과 렌즈 어레이(6) 사이에 형성하고, 전압 인가 수단(27)에 의해 액정 셀(25)의 일부 영역(29)에 전압을 인가함으로써, 입체 화상과 2차원 화상을 1 화면 상에 용이하게 혼재 표시하는 것이 가능해진다. 예를 들면, 도 11에서, 2차원 화상을 표시하고 있는 영역 내에 전압 인가 영역(29)을 윈도우로서 형성하고, 윈도우 내에 입체 화상을 표시시키는 것이 가능해진다. 마우스에 의한 윈도우의 이동 조작을 행해도, 조작에 동기하여 전압 인가 영역(29)을 이동함으로써 입체 화상을 임의의 위치에 표시시키는 것이 가능해진다.

도 14는 윈도우 표시에 의해 부분적으로 입체 화상 표시를 행할 때의 윈도우 화면 디자인의 일례를 도시한 도면이다. 영역(29)이 화상을 표시하는 영역이고, 입체 화상 표시가 선택된 경우에는 입체 화상이 영역(29)에 표시된다. 영역(29) 외측의 영역(83)은 2차원 화상 표시에 의해 고정밀 표시가 되고 있고, 윈도우를 조 작하기 위한 윈도우 컨트롤 또는 영역(29)에서의 2차원 화상 표시와 입체 화상 표시를 선택하는 컨트롤 버튼(84)이, 윈도우의 개폐를 조작하기 위해 일반적으로 구비되는 컨트롤 버튼 등과 함께 윈도우 컨트롤 바 영역에 배열되어 있다. 여기서, 영역(29)의 수평 표시 사이즈 W는 복굴절 렌즈 어레이(6)의 피치 p의 정수배, 수직표시 사이즈 H는 액정 셀(25)의 단위 영역(30)의 수직 방향 사이즈의 정수배인 것이 바람직하고, 이동이나 확대 등의 조작을 행하였을 때에는 이 조건에 합치하도록 클립핑된다.

도 15는 입체 화상 표시 중 윈도우의 표시 위치 변경을 행할 때의 바람직한 표시 시퀀스의 일례이다. 관찰자에 의해 윈도우의 컨트롤 바를 클릭하는 등으로 하여 선택하면, 이동 준비의 처리로서, 미리 정해진 패턴 화상을 표시하는 등에 의해 입체 화상을 비표시로 하고, 그 후 표시 모드를 2차원 화상 표시로 전환한다. 또한, 표시 모드 전환 후, 표시하였던 입체 화상에 대응하는 2차원 화상 데이터가 존재하는지 여부를 확인하여 2차원 화상을 표시하는 처리(85)를 행해도 된다. 이러한 이동 전의 2차원 화상 표시로의 전환 처리를 행함으로써, 윈도우의 이동 작업 중에 표시 위치의 변경에 수반하는 입체 화상 표시의 갱신을 차례대로 행할 필요가 없고, STN 모드와 같이 응답이 별로 빠르지 않은 액정 표시 모드를 이용해도, 입체 화상 데이터와 윈도우 표시 위치의 불일치(응답 지연) 등에 기인하는 원하지 않는 표시를 시인하지 않는다. 관찰자에 의한 윈도우 이동 작업 종료 후에, 화상 비표시 상태로 하고, 입체 화상 표시 모드로의 전환 작업 후에 입체 화상 표시를 행한다.

(실시 형태 4)

도 16은 제4 실시 형태 4를 설명하는 도면이다.

본 실시 형태에서는, 제1 실시 형태에서의 구성에, 추가로 1/2 파장 필름(5B)과 액정 렌즈(6B)를 부가하고, 복굴절 위상 변조 수단 및 렌즈 어레이를 2단 구성으로 함으로써, 세로 방향 시차를 부여한 입체 화상 표시 장치로 하는 것을 특징으로 한다.

앞의 실시 형태와 마찬가지로 하여, 화상 표시 수단으로서 LCD(1)와, LCD(1)의 화소의 정수배와 거의 같은 렌즈 피치로 렌티큘러 렌즈 작용을 갖는 렌즈 어레이(6A)를 형성한다. 앞의 실시예와 마찬가지의 부분에 대해서는, 상세한 설명을 생략한다. 또한, 복굴절 위상 변조 수단(5A)이 LCD(1)와 렌즈 어레이(6A)와의 사이에 형성되어 있다.

부가한 렌즈 어레이(6B)는 렌즈 어레이(6A)를 90° 회전한 구조를 갖고 전압 인가 시에 θ=90°의 편광 방향(12B)에 대하여, 화면 상하 방향의 렌티큘러 렌즈 작용을 갖는다. 렌즈의 초점 위치는 렌즈 어레이(6A)와 마찬가지로, LCD(1)의 화소부에 위치하도록 설정되어 있다.

부가된 복굴절 위상 변조 수단(5B)의 위상축 방위(10B)는 θ=45° 방위를 이루고 있고, 렌즈 어레이(6A)의 출사광의 편광 방향 θ=0°를 90° 회전시켜 렌즈 어레이(6B)에 입사시킨다. 이에 따라, 렌즈 어레이(6B)에 입사하는 광에는 렌즈 어레이(6B)에서 렌즈 작용이 발생한다.

본 실시 형태의 구성의 측면도를 도 17에 도시한다. 세로 방향 시차를 발생 하는 복굴절 렌즈 어레이(6A) 및 가로 방향 시차를 발생하는 복굴절 렌즈 어레이(6B)의 초점 거리 f_A, f_S는 지금까지의 실시 형태와 마찬가지로, LCD(1)의 화소(19)에 초점이 위치하도록 설정된다. 쌍방의 복굴절 렌즈 어레이에서의 렌즈 효과는 화면 가로 방향과 세로 방향에 직교하여 발생하기 때문에 서로의 렌즈 상태에 상관없이 독립적으로 촛점거리를 설정해도 된다.

이와 같은 2단 구조로 함으로써, 입체 화상과 2차원 화상의 선택 표시뿐만아니라, 입체 화상 표시 시의 가로 방향 시차와 세로 방향 시차를 각각의 액정 렌즈(6A, 6B) 독립적으로 전압 인가 제어함으로써 자유롭게 부가하는 것이 가능하게 된다. 또한, 각각의 액정 렌즈에서의 빗형 전극을 몇몇의 조로 분할하여 독립 제어함으로써, 입체 화상 표시 시의 시차수를 복수 설정하는 것이 가능하게 된다. 예를 들면, 가로 방향 시차수×세로 방향 시차수를 16×6, 32×3 등 복수의 조건을 설정할 수 있기 때문에, 표시 콘텐츠, 관측 조건에 최적인 입체 화상 표시 조건을 설정하는 것이 가능하게 된다.

본 실시 형태에서의 제어 블록도를 도 18에 도시한다. 복굴절 렌즈 어레이(6A, 6B)를 제어하는 2차원 화상/입체 화상 전환 제어 수단(69)은 각각의 렌즈 어레이를 독립적으로 제어하는 복굴절 렌즈 어레이 컨트롤러(67A, 68B)로 구성된다. 그래픽 컨트롤러(63)의 화상 데이터(64)에는 표시 모드에 따른 2차원 화상, 소정의 시차수를 갖는 입체 화상 데이터가 보존되고 LCD(1) 상에 표시된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 2차원 화상과 입체 화상을 전환하여 표시 가능하고, 종래보다도 표시 품위가 높고 고속인 전환이 가능하고, 2차원 화상과 입체 화상의 혼재 표시가 임의의 선택 영역에서 표시 가능한 입체 화상 표시 장치를 제공할 수 있다.

Claims (5)

1. 복수의 화소를 배열하고, 편광을 갖는 화상광을 발하는 화상 표시 수단과,

   상기 화상 표시 수단 상에 형성되고, 제1 편광 방향을 갖는 광에 렌즈 작용하고, 상기 제1 편광 방향과는 다른 제2 편광 방향을 갖는 광에 렌즈 작용하지 않는 렌즈 어레이와,

   상기 화상 표시 수단과 상기 렌즈 어레이와의 사이에 형성되고, 상기 화상광의 편광면을 회전시키는 복굴절성 위상 변조 수단

   을 포함하는 입체 화상 표시 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 복굴절성 위상 변조 수단은 인가 전압에 의해 위상축이 가변인 입체 화상 표시 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 복굴절 위상 변조 수단은 상기 화상 표시 수단의 일부 화면에 대하여 위상축을 변경할 수 있는 입체 화상 표시 장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 복굴절성 위상 변조 수단은 상기 화상 표시 수단의 화면 상에 위상축이 다른 복수의 영역을 형성할 수 있는 입체 화상 표시 장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 렌즈 어레이는 액정층과, 상기 액정층을 협지하는 한쌍의 전극을 구비하고,

   상기 전극 사이에의 인가 전압에 의해 초점 위치를 변화시키는 입체 화상 표시 장치.

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