(57)【要約】【課題】良好な光学特性の液晶光学装置及び画像表示装置を提供する。【解決手段】実施形態によれば、光学部と、駆動部と、位置推定部と、を備えた液晶光学装置が提供される。光学部は、第１基板部と、第２基板部と、液晶層と、を含む。第１基板部は、第１基板と、第１方向に延在する複数の導電部を含む第１電極と、を含む。第２基板部は、第２基板と、第２電極と、を含む。液晶層は、第１基板部と第２基板部との間に設けられプレチルトを有している。駆動部は、液晶層に電圧を印加する。位置推定部は、光学部を通過した光が入射される使用者の目位置を推定する。駆動部は、位置推定部が推定した目が第１領域内に位置する第１状態と、第２領域内に位置する第２状態と、で、液晶層の一部におけるチルト角を変更する。【選択図】図１
2015011328.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面を有する光透過性の第１基板と、
前記第１面の上に設けられ、第１方向に延在する第１導電部と、前記第１方向と交差する方向に前記第１導電部と離間し前記第１方向に延在する第２導電部と、前記第１方向に延在し前記第１導電部と前記第２導電部との間に設けられた第３導電部と、前記第１方向に延在し前記第３導電部と前記第２導電部との間に設けられた第４導電部と、を含む第１電極と、
を含む第１基板部と、
前記第１面に対向する第２面を有する光透過性の第２基板と、
前記第２面の上において前記第１基板部と前記第２基板との間に設けられた第２電極と、
を含む第２基板部と、
前記第１基板部と前記第２基板部との間に設けられ長軸方向を有する液晶分子を含む液晶層であって、前記第１導電部と前記第２電極との間の第１部分と、前記第２導電部と前記第２電極との間の第２部分と、前記第３導電部と前記第２電極との間の第３部分と、前記第４導電部と前記第２電極との間の第４部分と、を含む液晶層と、
を含む光学部と、
前記第１電極と、前記第２電極と、に電気的に接続され、前記液晶層に電圧を印加して前記第１面に対する前記長軸方向の角度を変化させる駆動部と、
前記光学部を通過した光が入射される目を有する使用者の前記目の、前記光学部に対する相対的な位置を推定する位置推定部と、
を備え、
前記液晶層は、前記第１基板部上の前記長軸方向が前記第１面に対して傾斜したプレチルトを有しており、
第１状態においては、前記位置推定部が推定した前記目の第１位置は、第１領域内に位置し、前記第１領域は、前記第１面に対して垂直な第１短軸面と、前記第１面を含み前記第１面に対して平行な平面と、で区画された領域のうちのいずれかであって、前記第１短軸面は、前記第１基板部上の前記長軸方向を前記第１面に投影した第１配向方向に対して垂直で前記第１面の重心を通り、前記第１領域は、前記第１面と前記第１短軸面とが交差する線分を通り前記第１基板部上の前記長軸方向に対して平行な方向が通過する領域であり、
第２状態においては、前記位置推定部が推定した前記目の第２位置は、第２領域内に位置し、前記第２領域は、前記第１面に沿って前記第１領域と並び、前記第１短軸面と、前記平面と、で区画された領域のうちの、前記線分を通り前記第１基板部上の前記長軸方向に対して垂直な方向が通過する領域であり、
前記駆動部は、前記第１状態においては、前記第１部分における前記液晶分子の長軸方向と前記第１面との間の角度を第１角度とし、前記第２部分における前記液晶分子の長軸方向と前記第１面との間の角度を第２角度とし、前記第３部分における前記液晶分子の長軸方向と前記第１面との間の角度を前記第１角度及び前記第２角度よりも小さい第３角度とし、前記第４部分における前記液晶分子の長軸方向と前記第１面との間の角度を前記第１角度及び前記第２角度よりも小さい第４角度とする第１動作が実施可能であり、
前記駆動部は、前記第２状態においては、前記第３部分における前記液晶分子の長軸方向と前記第１面との間の角度を、前記第１角度よりも小さく前記第２角度よりも小さく前記第３角度よりも大きい角度に設定する第２動作が実施可能である液晶光学装置。
【請求項２】
前記第１方向と、前記第１配向方向と、の間の角度の絶対値は、０度以上４５度以下であり、
前記第２動作は、前記第２状態において、前記第４部分における前記液晶分子の長軸方向と前記第１面との間の角度を前記第４角度よりも大きい角度に設定することを含む請求項１記載の液晶光学装置。
【請求項３】
前記液晶層は、正の誘電異方性を有し、
前記駆動部は、前記第２動作における前記第３導電部と前記第２電極との間の電圧の絶対値を、前記第１動作における前記第３導電部と前記第２電極との間の電圧の絶対値よりも大きくし、
前記駆動部は、前記第２動作における前記第４導電部と前記第２電極との間の電圧の絶対値を、前記第１動作における前記第４導電部と前記第２電極との間の電圧の絶対値よりも大きくする請求項２記載の液晶光学装置。
【請求項４】
前記第１方向と、前記第１配向方向と、の間の角度の絶対値は、４５度よりも大きく、
前記プレチルトにおいては、前記第１導電部から前記第２導電部に向かうに従って前記長軸方向が前記第１基板部から前記第２基板部に向かい、
前記駆動部は、前記第２動作において、前記第２状態において、前記第４部分における前記液晶分子の長軸方向と前記第１面との間の角度を前記第４角度よりも小さい角度に設定する請求項１記載の液晶光学装置。
【請求項５】
前記液晶層は、正の誘電異方性を有し、
前記駆動部は、前記第２動作における前記第３導電部と前記第２電極との間の電圧の絶対値を、前記第１動作における前記第３導電部と前記第２電極との間の電圧の絶対値よりも大きくし、
前記駆動部は、前記第２動作における前記第４導電部と前記第２電極との間の電圧の絶対値を、前記第１動作における前記第４導電部と前記第２電極との間の電圧の絶対値よりも小さくする請求項４記載の液晶光学装置。
【請求項６】
前記駆動部は、前記第２動作において、前記第２状態において、前記第３部分における前記液晶分子の長軸方向と前記第１面との間の角度を前記第３角度と同じにし、前記第４部分における前記液晶分子の長軸方向と前記第１面との間の角度を前記第４角度と同じにする請求項１〜５のいずれか１つに記載の液晶光学装置。
【請求項７】
第３状態においては、前記位置推定部が推定した前記目の第３位置は、前記第１領域内にあり、
前記第３位置と前記第１面との間の角度は、前記第１位置と前記第１面との間の角度よりも大きく、
前記駆動部は、前記第３状態においては、前記第３部分における前記液晶分子の長軸方向と前記第１面との間の角度を、前記第１角度及び前記第２角度よりも小さく、前記第３角度よりも大きくする第３動作をさらに行う請求項１〜６のいずれか１つに記載の液晶光学装置。
【請求項８】
前記位置推定部は、前記第１位置から前記第２位置に向けた方向の前記目の移動、及び、前記第２位置から前記第１位置に向けた前記目の移動の少なくともいずれかを推定し、
前記駆動部は、前記推定された前記目の移動に基づいて、前記第３部分における前記液晶分子の長軸方向と前記第１面との間の角度を変更する請求項１〜７のいずれか１つに記載の液晶光学装置。
【請求項９】
前記駆動部は、前記第２位置と、前記重心と、を結ぶ線分と、前記第１面に対して垂直な方向と、の角度の絶対値が５度未満のときは、前記第２状態における前記第３部分における前記液晶分子の長軸方向と前記第１面との間の角度を前記第３角度と同じ角度に設定する動作を実施する請求項１〜８のいずれか１つに記載の液晶光学装置。
【請求項１０】
前記駆動部は、前記第１動作の実施において、前記第１導電部と前記第２電極との間への電圧の印加、及び、前記第２導電部と前記第２電極との間への電圧の印加の開始の後に、
前記第３導電部と前記第２電極との間への電圧の印加、及び、前記第４導電部と前記第２電極との間に電圧の印加を開始する請求項１〜９のいずれか１つに記載の液晶光学装置。
【請求項１１】
前記第１電極は、前記第１面の上に設けられ、
前記第１方向に延在し前記第１導電部と前記第３導電部との間に設けられた第１中間導電部と、
前記第１方向に延在し前記第１中間導電部と前記第３導電部との間に設けられた第２中間導電部と、
をさらに含み、
前記液晶層は、
前記第１中間導電部と前記第２電極との間の第１中間部分と、
前記第２中間導電部と前記第２電極との間の第２中間部分と、
をさらに含み、
前記駆動部は、前記第１動作において、前記第１中間部分における前記液晶分子の長軸方向と前記第１面との間の角度を前記第１角度よりも小さく前記第２角度よりも小さくし、前記第２中間部分における前記液晶分子の長軸方向と前記第１面との間の角度を前記第１中間部分における前記液晶分子の長軸方向と前記第１面との間の前記角度よりも大きくする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の液晶光学装置。
【請求項１２】
前記液晶層は、
前記第３導電部と前記第４導電部との間の部分と、前記第２電極と、の間の中央部分をさらに含み、
前記第１動作における前記中央部分における前記液晶分子の長軸方向と前記第１面との間の角度は、前記第３角度よりも小さく、前記第４角度よりも小さく、
前記第２動作における前記中央部分における前記液晶分子の長軸方向と前記第１面との間の角度は、前記第２動作における前記第３部分における前記液晶分子の長軸方向と前記第１面との間の角度よりも小さく、前記第２動作における前記第４部分における前記液晶分子の長軸方向と前記第１面との間の角度よりも小さい請求項１〜１１のいずれか１つに記載の液晶光学装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１つに記載の液晶光学装置と、
前記光学部と積層され、画像情報を含む光を前記光学部に入射させる画像表示部と、
を備えた画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、液晶光学装置及び画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶の複屈折性を利用し、印加される電圧に応じて屈折率の分布を変化させる液晶光学装置がある。この液晶光学装置と、画像表示部と、を組み合わせた表示装置がある。
【０００３】
このような画像表示装置では、例えば、液晶光学装置の屈折率の分布を変化させることで、画像表示部に表示された画像をそのまま観察者の眼に入射させる状態と、画像表示部に表示された画像を複数の視差画像として観察者の眼に入射させる状態と、を切り替える。これにより、２次元画像表示動作と、裸眼での立体視の３次元画像表示動作と、が行われる。より高い表示品位の液晶光学装置及び画像表示装置が望まれる。高表示品位の実現のために、良好な光学特性の液晶光学装置が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−７２４４５号公報
【特許文献２】特表２０１０−５２５３８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の実施形態は、良好な光学特性の液晶光学装置及び画像表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態によれば、光学部と、駆動部と、位置推定部と、を備えた液晶光学装置が提供される。前記光学部は、第１基板部と、第２基板部と、液晶層と、を含む。前記第１基板部は、第１面を有する光透過性の第１基板と、前記第１面の上に設けられ、第１方向に延在する第１導電部と、前記第１方向と交差する方向に前記第１導電部と離間し前記第１方向に延在する第２導電部と、前記第１方向に延在し前記第１導電部と前記第２導電部との間に設けられた第３導電部と、前記第１方向に延在し前記第３導電部と前記第２導電部との間に設けられた第４導電部と、を含む第１電極と、を含む。前記第２基板部は、前記第１面に対向する第２面を有する光透過性の第２基板と、前記第２面の上において前記第１基板部と前記第２基板との間に設けられた第２電極と、を含む。前記液晶層は、前記第１基板部と前記第２基板部との間に設けられ長軸方向を有する液晶分子を含む。前記液晶層は、前記第１導電部と前記第２電極との間の第１部分と、前記第２導電部と前記第２電極との間の第２部分と、前記第３導電部と前記第２電極との間の第３部分と、前記第４導電部と前記第２電極との間の第４部分と、を含む。前記駆動部は、前記第１電極と、前記第２電極と、に電気的に接続され、前記液晶層に電圧を印加して前記第１面に対する前記長軸方向の角度を変化させる。前記位置推定部は、前記光学部を通過した光が入射される目を有する使用者の前記目の、前記光学部に対する相対的な位置を推定する。前記液晶層は、前記第１基板部上の前記長軸方向が前記第１面に対して傾斜したプレチルトを有している。第１状態においては、前記位置推定部が推定した前記目の第１位置は、第１領域内に位置する。前記第１領域は、前記第１面に対して垂直な第１短軸面と、前記第１面を含み前記第１面に対して平行な平面と、で区画された領域のうちのいずれかである。前記第１短軸面は、前記第１基板部上の前記長軸方向を前記第１面に投影した第１配向方向に対して垂直で前記第１面の重心を通る。前記第１領域は、前記第１面と前記第１短軸面とが交差する線分を通り前記第１基板部上の前記長軸方向に対して平行な方向が通過する領域である。第２状態においては、前記位置推定部が推定した前記目の第２位置は、第２領域内に位置する。前記第２領域は、前記第１面に沿って前記第１領域と並び、前記第１短軸面と、前記平面と、で区画された領域のうちの、前記線分を通り前記第１基板部上の前記長軸方向に対して垂直な方向が通過する領域である。前記駆動部は、前記第１状態においては、前記第１部分における前記液晶分子の長軸方向と前記第１面との間の角度を第１角度とし、前記第２部分における前記液晶分子の長軸方向と前記第１面との間の角度を第２角度とし、前記第３部分における前記液晶分子の長軸方向と前記第１面との間の角度を前記第１角度及び前記第２角度よりも小さい第３角度とし、前記第４部分における前記液晶分子の長軸方向と前記第１面との間の角度を前記第１角度及び前記第２角度よりも小さい第４角度とする第１動作が実施可能である。前記駆動部は、前記第２状態においては、前記第３部分における前記液晶分子の長軸方向と前記第１面との間の角度を、前記第１角度よりも小さく前記第２角度よりも小さく前記第３角度よりも大きい角度に設定する第２動作が実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態に係る液晶光学装置及び画像表示装置を示す模式図である。
【図２】第１の実施形態に係る液晶光学装置及び画像表示装置を示す模式的平面図である。
【図３】第１の実施形態に係る液晶光学装置及び画像表示装置を示す模式的平面図である。
【図４】第１の実施形態に係る液晶光学装置及び画像表示装置を示す模式的断面図である。
【図５】第１の実施形態に係る液晶光学装置及び画像表示装置を示す模式的断面図である。
【図６】第１の実施形態に係る液晶光学装置及び画像表示装置を示す模式的断面図である。
【図７】第１の実施形態に係る液晶光学装置及び画像表示装置の動作を示す模式的斜視図である。
【図８】図８（ａ）〜図８（ｃ）は、液晶光学装置の特性を例示するグラフ図である。
【図９】第１の実施形態に係る別の液晶光学装置及び画像表示装置を示す模式的断面図である。
【図１０】第１の実施形態に係る別の液晶光学装置及び画像表示装置を示すグラフ図である。
【図１１】図１１（ａ）〜図１１（ｃ）は、第１の実施形態に係る別の液晶光学装置及び画像表示装置の動作を示す模式的断面図である。
【図１２】第２の実施形態に係る液晶光学装置及び画像表示装置を示す模式図である。
【図１３】第２の実施形態に係る液晶光学装置及び画像表示装置を示す模式的平面図である。
【図１４】第２の実施形態に係る液晶光学装置及び画像表示装置を示す模式的斜視図である。
【図１５】第２の実施形態に係る液晶光学装置及び画像表示装置を示す模式的断面図である。
【図１６】図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は、第２の実施形態に係る別の液晶光学装置及び画像表示装置を示すグラフ図である。
【図１７】第３の実施形態に係る液晶光学装置及び画像表示装置を示す模式的平面図である。
【図１８】第４の実施形態に係る液晶光学装置及び画像表示装置を示す模式的平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。  
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。  
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【０００９】
（第１の実施形態）  
図１は、第１の実施形態に係る液晶光学装置及び画像表示装置を例示する模式図である。  
図１に表したように、本実施形態に係る画像表示装置５１０は、液晶光学装置１１０と、画像表示部４００と、を含む。
【００１０】
液晶光学装置１１０は、光学部１０５と、駆動部（第１駆動部１５０）と、位置推定部１６０と、を含む。第１駆動部１５０は、光学部１０５用の駆動部である。この例では、画像表示部４００用の画像用駆動部（第２駆動部４５０）も設けられている。
【００１１】
光学部１０５は、第１基板部１０ｕと、第２基板部２０ｕと、液晶層３０と、を含む。液晶層３０は、第１基板部１０ｕと第２基板部２０ｕとの間に設けられる。
【００１２】
画像表示装置５１０においては、画像表示部４００と、第２基板部２０ｕと、の間に、第１基板部１０ｕが配置されている。
【００１３】
第１基板部１０ｕは、第１基板１０ｓと、第１電極１０ｅと、を含む。第１基板１０ｓは、光透過性である。第１基板１０ｓは、第１面１０ａを有する。第１面１０ａは、第１基板１０ｓの主面である。
【００１４】
第１面１０ａに対して垂直な方向をＺ軸方向とする。Ｚ軸方向に対して垂直な１つの方向をＸ軸方向とする。Ｚ軸方向とＸ軸方向とに対して垂直な方向をＹ軸方向とする。
【００１５】
第１面１０ａは、Ｘ−Ｙ平面に対して平行である。第１面１０ａの形状は、例えば矩形である。第１面１０ａの形状において、各辺に対して、コーナー部が傾斜していても良く、コーナー部は、曲線状でも良い。
【００１６】
第１電極１０ｅは、第１面１０ａの上に設けられる。第１電極１０ｅは、複数の導電部１１を含む。例えば、第１電極１０ｅは、第１〜第４導電部１１ａ〜１１ｄを含む。第１導電部１１ａは、第１面１０ａの上において、第１方向Ｄ１に延在する。第２導電部１１ｂは、第１方向Ｄ１と交差する方向において第１導電部１１ａと離間する。第２導電部１１ｂも、第１方向に延在する。第３導電部１１ｃは、第１方向Ｄ１に延在し、第１導電部１１ａと第２導電部１１ｂとの間に設けられる。第４導電部１１ｄは、第１方向Ｄ１に延在し、第３導電部１１ｃと第２導電部１１ｂとの間に設けられる。
【００１７】
このように、第１電極１０ｅは、第１方向に延在する複数の導電部１１を含む。複数の導電部１１の数は、４以上である。この例では、第１〜第４導電部１１ａ〜１１ｄは、１つの組になる。この組が、複数設けられる。複数の組は、第１方向Ｄ１と交差する方向において並ぶ。複数の導電部１１のうちの少なくとも４つが、１つの組になる。
【００１８】
この例では、第５導電部１１ｅがさらに設けられている。第５導電部１１ｅは、第１方向Ｄ１に延在し、第３導電部１１ｃと第４導電部１１ｄとの間に配置される。この例では、第１〜第５導電部１１ａ〜１１ｅが１つの組となる。１つの組に設けられる導電部の数は、任意である。なお、隣接する組において、一部の導電部が共有されても良い。例えば、第１の組の第２導電部１１ｂが、第２の組の第１導電部１１ａと同じでも良い。
【００１９】
複数の導電部１１のそれぞれの少なくとも一部は、例えば、光透過性である。第１導電部１１のそれぞれは、第１方向Ｄ１に延在する帯状である。
【００２０】
第２基板部２０ｕは、第２基板２０ｓと、第２電極２０ｅと、を含む。第２基板２０ｓは、光透過性である。第２基板２０ｓは、第２面２０ａを有する。第２面２０ａは、第１面１０ａに対向する。
【００２１】
本願明細書において、対向する状態は、直接向かい合う状態と、間に別の要素が挿入されて向かい合う状態と、を含む。
【００２２】
第２面２０ａは、第１面１０ａに対して実質的に平行である。第２電極２０ｅは、第２面２０ａの上に設けられる。第２電極２０ｅは、第１基板部１０ｕと第２基板２０ｓとの間に設けられる。第２電極２０ｅの少なくとも一部は、例えば、光透過性である。
【００２３】
この例では、第２電極２０ｅは、層状である。第２電極２０ｅが、複数の帯状の導電部を有していても良い。
【００２４】
液晶層３０は、第１基板部１０ｕと第２基板部２０ｕとの間に設けられる。液晶層３０は、液晶分子３１を含む。液晶層３０は、例えば、ネマティック液晶を含む。液晶層３０は、カイラル剤を含んでも良い。液晶分子３１は、長軸方向３１ｐを有する。
【００２５】
液晶層３０は、プレチルトを有している。プレチルトにおいては、第１基板部１０ｕ上の長軸方向３１ｐが、第１面１０ａに対して傾斜している。
【００２６】
例えば、液晶層３０の液晶の誘電異方性が正である場合に、第１電極１０ｅと第２電極２０ｅとの間に電圧を印加すると、液晶分子３１は、チルトし、長軸方向３１ｐと第１面１０ａとの間の角度が大きくなる。
【００２７】
液晶層３０が、プレチルトを実質的に有していない場合、例えば、液晶分子３１の長軸方向３１ｐは、第１面１０ａに対して平行である。液晶層３０が、プレチルトを実質的に有していない場合、電圧印加時の液晶分子３１のチルト方向が１つの方向ではないため、チルト方向が互いに異なる複数の領域（リバースチルトドメイン）が生じる。この複数の領域では光学特性が互いに異なる。さらに、この複数の領域の間の境界領域の光学特性は、所望の特性ではない。すなわち、均一な光学特性が得られない。
【００２８】
液晶の誘電異方性が負である場合には、電圧を印加しない状態に比べて、電圧の印加により長軸方向３１ｐと第１面１０ａとの間の角度は小さくなる。このとき、液晶層３０が、プレチルトを実質的に有していない場合、例えば、液晶分子３１の長軸方向３１ｐは、第１面１０ａに対して垂直である。このとき、電圧印加時の液晶分子３１の傾斜方向が１つの方向ではないため、傾斜方向が互いに異なる複数の領域が生じる。このときも、均一な光学特性が得られない。
【００２９】
このため、実施形態においては、プレチルトが設けられる。プレチルトが設けられている場合は、第１電極１０ｅと第２電極２０ｅとの間において、電圧印加時の液晶配向は均一である。ただし、電極のエッジ部分においては、横方向電界（Ｘ−Ｙ平面に沿う成分を有する電界）により、液晶の配向の不均一が生じる場合がある。この不均一は、プレチルトが設けられない場合の不均一とは、異なる。
【００３０】
プレチルトの方向、及び、プレチルト角（長軸方向３１ｐと第１面１０ａとの間の角度）に関する情報は、例えば、液晶層３０の光学特性を偏光を利用した方法により評価することで得られる。例えば、クリスタルローテーション法による液晶層３０の評価により、プレチルトの方向、及び、プレチルト角が検出できる。
【００３１】
第１基板部１０ｕ上の長軸方向３１ｐを第１面１０ａに投影した方向を第１配向方向ＤＬ１とする。第１配向方向ＤＬ１は、Ｘ−Ｙ平面内の方向（方位）である。Ｘ軸方向を、第１配向方向ＤＬ１に対して平行とする。
【００３２】
第１配向方向ＤＬ１に関する情報は、液晶層３０の光学特性を偏光を利用した手段により評価することで得られる。液晶層３０の初期配向制御の不均一性に起因する光学特性の不均一性から、第１配向方向ＤＬ１を検出することもできる。例えば、液晶層３０の初期配向が、ラビング処理等により得られる場合、ラビング処理の不均一性（線状のラビング筋）などから第１配向方向ＤＬ１を知ることもできる。
【００３３】
液晶層３０に含まれる液晶の誘電異方性は、例えば、正である。液晶層３０に電圧が印加されない状態（または、液晶層３０がしきい値電圧を有する場合においてしきい値電圧以下の電圧が印加された状態）を、非活性状態とする。液晶層３０に電圧（しきい値電圧よりも大きい電圧）が印加された状態を、活性状態とする。活性状態における液晶分子３１の長軸方向３１ｐと第１面１０ａとの間の角度は、非活性状態における液晶分子３１の長軸方向３１ｐと第１面１０ａとの間の角度よりも大きい。液晶層３０の初期配向は、例えば、プレチルトを有する水平配向、または、プレチルトを有するＨＡＮ配向である。液晶層３０の配向は、Ｚ軸方向に沿って捩れた配向でも良い。
【００３４】
液晶層３０に含まれる液晶の誘電異方性は、負でも良い。例えば、液晶層３０に電圧（しきい値電圧よりも大きい電圧）が印加された活性状態において、液晶層３０の液晶分子３１の長軸方向３１ｐは、Ｘ−Ｙ平面に対して平行な成分を有する。この場合、活性状態における液晶分子３１の長軸方向３１ｐと第１面１０ａとの間の角度は、非活性状態における液晶分子３１の長軸方向３１ｐと第１面１０ａとの間の角度よりも小さい。この場合における液晶の初期配向は、例えば、プレチルトを有する垂直配向、または、プレチルトを有するＨＡＮ配向である。液晶層３０の配向は、Ｚ軸方向に沿って捩れた配向でも良い。
【００３５】
第１駆動部１５０は、第１電極１０ｅと、第２電極２０ｅと、に電気的に接続される。第１駆動部１５０は、液晶層３０に電圧を印加して第１面１０ａに対する長軸方向３１ｐの角度（チルト角）を変化させる。長軸方向３１ｐの角度に応じて、液晶層３０における実効的な屈折率が変化する。
【００３６】
例えば、長軸方向３１ｐが第１面１０ａに対して平行な場合、実効的な屈折率（長軸方向３１ｐに沿う偏光に対する屈折率）は、液晶の異常光の屈折率である。一方、例えば、長軸方向３１ｐが第１面１０ａに対して垂直な場合、実効的な屈折率は、液晶の常光の屈折率である。例えば、長軸方向３１ｐが第１面１０ａに対して傾斜している場合は、実効的な屈折率は、両者の間の値である。液晶のチルト角と、実効的な屈折率と、の関係は、屈折率楕円体に基づく関係で表される。
【００３７】
液晶光学装置１１０においては、第１駆動部１５０により第１電極１０ｅと第２電極２０ｅとの間に印加される電圧に応じて、液晶層３０における液晶の配向が変化する。例えば、複数の導電部１１のそれぞれと、第２電極２０ｅと、の間の電圧は、互いに異なる。これにより、第１方向Ｄ１（複数の導電部１１の延在方向）に沿う帯状のレンズ（例えばシリンドリカル状のレンズ）が形成される。帯状のレンズが複数設けられることで、例えば、第１方向Ｄ１に対して直交する方向の屈折率分布（屈折率の変化）が形成される。屈折率分布は、例えば、レンチキュラーレンズ状である。
【００３８】
第１基板１０ｓ及び第２基板２０ｓには、例えば、透明なガラス、または、透明な樹脂などが用いられる。第１電極１０ｅ及び第２電極２０ｅは、例えば、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ及びＴｉよりなる群から選択された少なくともいずれかの元素を含む酸化物を含む。第１電極１０ｅ及び第２電極２０ｅには、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などが用いられる。第１電極１０ｅ及び第２電極２０ｅには、例えば、光透過性の薄い金属層を用いても良い。
【００３９】
画像表示装置５１０においては、このような液晶光学装置１１０が、画像表示部４００と積層される。換言すれば、画像表示部４００は、液晶光学装置１１０と積層される。例えば、画像表示部４００は、表示面４０１を有する。液晶光学装置１１０は、画像表示部４００の表示面４０１に積層される。
【００４０】
本願明細書において、積層される状態は、直接重ねられる状態と、間に別の要素が挿入されて重ねられる状態と、を含む。
【００４１】
表示面４０１は、Ｘ−Ｙ平面に対して実質的に平行である。画像表示部４００から出射する光（画像光４００Ｌ）が、液晶光学装置１１０に入射する。例えば、画像光４００Ｌは、実質的に直線偏光である。
【００４２】
画像表示部４００は、例えば、表示層４２３を含む。表示層４２３の構成は、任意である。表示層４２３には、例えば、ＶＡモード、ＴＮモード、または、ＩＰＳモードなどの任意の液晶表示層を用いることができる。
【００４３】
この例では、画像表示部４００用の第２駆動部４５０により、表示層４２３の動作が制御される。第２駆動部４５０と、第１駆動部１５０と、は、一体化されても良い。第２駆動部４５０は、画像情報を含む光を形成する表示層４２３に接続されている。第２駆動部４５０には、例えば、記録媒体や外部入力などにより、映像信号が入力される。第２駆動部４５０は、入力された映像信号に基づいて画像表示部４００の動作を制御する。表示層４２３に複数の画素（図示しない）が設けられる。複数の画素における液晶の配列が制御されて複数の画素から出射する光の強度が変調され、画像が形成される。画像光４００Ｌは、例えば、左目用の画像と、右目用の画像と、を含む。画像を含む光（画像光４００Ｌ）が、液晶光学装置１１０に入射する。
【００４４】
既に説明したように、液晶光学装置１１０においては、帯状のレンズ（例えばシリンドリカル状のレンズ）が形成され、例えば、レンチキュラーレンズ状の屈折率分布が形成される。画像表示部４００から出射した画像を含む光（画像光４００Ｌ）が、液晶光学装置１１０に入射し、液晶光学装置１１０における上記の屈折率分布により、例えば、立体視の３次元画像表示動作が行われる。
【００４５】
液晶光学装置１１０及び画像表示装置５１０は、使用者６００により使用される。使用者６００の目６０１に光学部１０５を通過した光１０５Ｌが入射する。光１０５Ｌが、目６０１に入射することで、使用者６００が、画像を認識する。
【００４６】
本実施形態においては、位置推定部１６０により、光学部１０５に対する目６０１の相対的な位置が推定される。光学部１０５に対する目６０１の相対的な位置は、光学部１０５に対する目６０１の相対的な方向を含む。光学部１０５に対する目６０１の相対的な位置は、光学部１０５と目６０１との間の距離に関する情報を含まなくても良い。
【００４７】
位置推定部１６０は、例えば、使用者６００の目６０１を撮像し、撮像された像に基づいて、光学部１０５に対する目６０１の相対的な位置（方向）を推定する。
【００４８】
位置推定部１６０は、例えば、光学部１０５と重力との関係を検出し、光学部１０５に対する目６０１の相対的な位置（方向）を推定しても良い。例えば、使用者６００は、光学部１０５を上方から視認する場合が多い。このとき、光学部１０５の第１面１０ａを重力に対して傾斜させる場合が多い。このとき、第１面１０ａ及び第１方向Ｄ１（導電部１１の延在方向）の少なくともいずれかと、重力と、の関係を検出することで、光学部１０５に対する目６０１の相対的な位置（方向）を推定することができる。
【００４９】
画像表示部４００が設けられる場合は、画像表示部４００に表示される情報が含む上下方向（例えば文字の上下方向）を基に、光学部１０５に対する目６０１の相対的な位置（方向）を推定しても良い。
【００５０】
このように、位置推定部１６０は、光学部１０５を通過した光１０５Ｌが入射される目６０１の、光学部１０５に対する相対的な位置（方向）を推定する。
【００５１】
例えば、電圧設定部１５５（制御部）をさらに設けても良い。電圧設定部１５５は、位置推定部１６０が推定した目６０１の位置の推定結果に基づいて、例えば、第１電極１０ｅ及び第２電極２０ｅの電位（電圧）を設定する。電圧設定部１５５により設定された電圧（または電圧に関する情報）が、第１駆動部１５０に供給される。第１駆動部１５０は、電圧設定部１５５により設定された電圧（または電圧に関する情報）に基づいた電圧（電流）を光学部１０５に供給する。
【００５２】
電圧設定部１５５は、例えば、電圧を算出する機能を有しても良い。電圧設定部１５５は、例えば、情報格納部に格納された情報を読み出すことで、電圧を設定しても良い。電圧設定部１５５は、情報格納部を含んでも良い。電圧設定部１５５は、位置推定部１６０に含まれても良い。電圧設定部１５５は、第１駆動部１５０に含まれても良い。
【００５３】
位置推定部１６０は、コンピュータを含むことができる。第１駆動部１５０は、コンピュータを含むことができる。位置推定部１６０のコンピュータと、第１駆動部１５０のコンピュータと、が一体化され、共有されても良い。
【００５４】
図２は、第１の実施形態に係る液晶光学装置及び画像表示装置を例示する模式的平面図である。  
図２に表したように、この例では、第１方向Ｄ１（複数の導電部１１の延在方向）と、Ｘ軸方向（すなわち、第１配向方向ＤＬ１）と、の間の角度の絶対値は、０度以上４５度以下である。第１方向Ｄ１と第１配向方向ＤＬ１との間の角度（の絶対値）は、０度よりも大きいことが好ましい。すなわち、第１方向Ｄ１と第１配向方向ＤＬ１とは、交差することが好ましい。これにより、横方向電界による液晶分子３１の配向の不均一性が抑制できる。この例では、第１方向Ｄ１と、第１配向方向ＤＬ１と、の間の角度の絶対値は、５度以上４５度以下である。
【００５５】
図２には、第１面１０ａの重心１０ａｃが示されている。この例では、第１面１０ａは矩形（長方形、または、正方形）であり、重心１０ａｃは、矩形の重心である。図２には、後述する、第１短軸面ＤＬａｆ１、第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２も描かれている。
【００５６】
以下、位置推定部１６０が推定する、目６０１の位置の例について説明する。  
図３は、第１の実施形態に係る液晶光学装置及び画像表示装置を例示する模式的平面図である。  
図３は、液晶の配向を例示しており、図を見易くするために、第１基板部１０ｕと、液晶分子３１と、が描かれ、他の要素は省略されている。
【００５７】
図３に表したように、第１短軸面ＤＬａｆ１が設定される（図２参照）。第１短軸面ＤＬａｆ１は、第１面１０ａに対して垂直であり、第１基板部１０ｕ上の液晶分子３１の長軸方向３１ｐを第１面１０ａに投影した第１配向方向ＤＬ１に対して垂直であり、第１面１０ａの重心１０ａｃを通る（図２参照）。第１面１０ａと第１短軸面ＤＬａｆ１とが交差する線分を線分ＤＬａ１とする。線分ＤＬａ１は、Ｙ軸方向に対して平行である。一方、第１面１０ａを含み第１面１０ａに対して平行な平面を平面１０ｆとする。
【００５８】
第１短軸面ＤＬａｆ１と、平面１０ｆと、で区画された複数の領域が、形成される。これらの領域は、例えば、第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２を含む。第２領域Ｒ２は、第１領域Ｒ１と、第１面１０ａに沿って並ぶ。
【００５９】
第１状態ＳＴ１においては、位置推定部１６０が推定した目６０１の位置（第１位置６０１ｐ）は、第１領域Ｒ１内に位置する。第１領域Ｒ１は、上記のように、第１短軸面ＤＬａｆ１と、平面１０ｆと、で区画された領域のうちのいずれかである。
【００６０】
第２状態ＳＴ２においては、位置推定部１６０が推定した目６０１の位置（第２位置６０１ｑ）は、第２領域Ｒ２内に位置する。第２領域Ｒ２は、上記のように、第１短軸面ＤＬａｆ１と、平面１０ｆと、で区画された領域のうちの別のいずれかである。
【００６１】
第１領域Ｒ１は、上記の複数の領域のうちの、液晶分子３１がチルトする側の領域である。第２領域Ｒ２は、上記の複数の領域のうちの、液晶分子３１がチルトする側とは反対側の領域である。
【００６２】
線分ＤＬａ１（第１面１０ａと第１短軸面ＤＬａｆ１とが交差する線分）を通り、第１基板部１０ｕ上の長軸方向３１ｐに対して平行な方向を、長軸中心方向ＤＬｂ１とする。第１領域Ｒ１は、上記の複数の領域のうちの、長軸中心方向ＤＬｂ１が通過する領域である。
【００６３】
上記の線分ＤＬａ１を通り、第１基板部１０ｕ上の長軸方向３１ｐに対して垂直な方向を、短軸中心方向ＤＬｃ１とする。第２領域Ｒ２は、上記の領域のうちの、短軸中心方向ＤＬｃ１が通過する領域である。
【００６４】
第２領域Ｒ２内の第２位置６０１ｑは、例えば、第１領域Ｒ１内の第１位置６０１ｐをＹ軸方向（線分ＤＬａ１）を軸として回転した位置に相当する。
【００６５】
第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２について、さらに説明する。  
図４は、第１の実施形態に係る液晶光学装置及び画像表示装置を例示する模式的断面図である。  
図４は、図１のＸ−Ｚ平面により、液晶光学装置及び画像表示装置を切断した断面図に対応する。
【００６６】
図４に例示したように、上記の第１短軸面ＤＬａｆ１と、上記の平面１０ｆと、により、空間が、４つのの空間領域（第１〜第４空間領域ｒ１〜ｒ４）に区画される。第２空間領域ｒ２は、第１空間領域ｒ１と第１面１０ａに沿って並ぶ。第４空間領域ｒ４は、第３空間領域ｒ３と第１面１０ａに沿って並ぶ。第４空間領域ｒ４は、Ｚ軸方向に沿って第１空間領域ｒ１と並ぶ。第３空間領域ｒ３は、Ｚ軸方向に沿って第２空間領域ｒ２と並ぶ。第１空間領域ｒ１と第３空間領域ｒ３とを、長軸中心方向ＤＬｂ１が通過する。第２空間領域ｒ２と第４空間領域ｒ４とを、短軸中心方向ＤＬｃ１が通過する。
【００６７】
図４に示した例では、第１空間領域ｒ１が第１領域Ｒ１に対応し、第２空間領域ｒ２が第２領域Ｒ２に対応する。
【００６８】
液晶光学装置１１０においては、第１領域Ｒ１と第１基板部１０ｕとの間、及び、第２領域Ｒ２と第１基板部１０ｕとの間に、第２基板部２０ｕが配置される。第１領域Ｒ１内に、目６０１の第１位置６０１ｐが配置される。第２領域Ｒ２内に、目６０１の第２位置６０１ｑが配置される。この例では、第１位置６０１ｐと、平面１０ｆ（第１面１０ａを含み第１面１０ａに対して平行な平面）と、の間に、第２基板部２０ｕが配置される。第２位置６０１ｑと、平面１０ｆと、の間に第２基板部２０ｕが配置される。
【００６９】
本実施形態においては、第１駆動部１５０は、位置推定部１６０が推定した目６０１の位置が、第１領域Ｒ１内に存在する第１状態ＳＴ１と、第２領域Ｒ２内に存在する第２状態ＳＴ２と、で、第１電極１０ｅと第２電極２０ｅとの間の電圧を変更する。
【００７０】
この第１駆動部１５０の動作については、後述する。
【００７１】
以下、液晶光学装置１１０及び画像表示装置５１０の動作について、液晶層３０の液晶の誘電異方性が正である場合を例にして、説明する。
【００７２】
図５は、第１の実施形態に係る液晶光学装置及び画像表示装置を例示する模式的断面図である。  
図５は、液晶光学装置１１０及び画像表示装置５１０における特性を例示している。  
図５に表したように、液晶層３０は、第１〜第４部分３３ａ〜３３ｄを含む。第１部分３３ａは、第１導電部１１ａと第２電極２０ｅとの間に位置する。第２部分３３ｂは、第２導電部１１ｂと第２電極２０ｅとの間に位置する。第３部分３３ｃは、第３導電部１１ｃと第２電極２０ｅとの間に位置する。第４部分３３ｄは、第４導電部１１ｄと第２電極２０ｅとの間に位置する。
【００７３】
この例では、液晶層３０は、中央部分３３ｏをさらに含む。中央部分３３ｏは、第３導電部１１ｃと第４導電部１１ｄとの間の部分と、第２電極２０ｅとの間に位置する。この例では、第３導電部１１ｃと第４導電部１１ｄとの間に第５導電部１１ｅが設けられている。中央部分３３ｏは、例えば、第５導電部１１ｅと、第２電極２０ｅとの間に位置する部分である。
【００７４】
第１駆動部１５０により、第１電極１０ｅと第２電極２０ｅとの間の電圧を制御することで、液晶層３０の配向を制御し、液晶層３０中に屈折率分布が形成される。以下では、説明を簡単にするために、第２電極２０ｅの電位が固定されるものとする。例えば、第２電極２０ｅの電位が、接地電位に設定される。
【００７５】
一方、複数の導電部１１に、互いに異なる電圧が印加される。例えば、第１導電部１１ａと第２電極２０ｅとの間に、高電圧（第１電圧）が印加される。第２導電部１１ｂと第２電極２０ｅとの間にも、高電圧が印加される。第３導電部１１ｃと第２電極２０ｅとの間に、低電圧（第２電圧）が印加される。第４導電部１１ｄと第２電極２０ｅとの間にも、低電圧（第２電圧）が印加される。第２電圧は、第１電圧よりも低い。第５導電部１１ｅは、例えば、第２電極２０ｅの電位と同じに設定される。液晶層３０に印加された電圧による誘電エネルギーと、弾性エネルギーと、により液晶層３０の配向が決まる。
【００７６】
例えば、第１部分３３ａにおいては、チルト角（液晶分子３１の長軸方向３１ｐと第１面１０ａとの間の角度）は、第１角度θ１である。第２部分３３ｂにおいては、チルト角は、第２角度θ２である。第３部分３３ｃにおいては、チルト角は、第３角度θ３である。第３角度θ３は、第１角度θ１よりも小さく第２角度θ２よりも小さい。第４部分３３ｄにおいては、チルト角は、第４角度θ４である。第４角度θ４は、第１角度θ１よりも小さく第２角度θ２よりも小さい。中央部分３３ｏにおいては、チルト角は、中央角度θ０である。中央角度θ０は、第３角度θ３よりも小さく第４角度θ４よりも小さい。中央角度θ０は、例えば、初期のプレチルト角である。
【００７７】
すなわち、第１状態ＳＴ１において、液晶層３０中の中央部分３３ｏ（第３導電部１１ｃと第４導電部１１ｄとの間の部分と、第２電極２０ｅとの間の部分）におけるチルト角（液晶分子３１の長軸方向３１ｐと第１面１０ａとの間の角度）は、第３角度θ３よりも小さく、第４角度θ４よりも小さい。
【００７８】
なお、本実施形態においては、第１配向方向ＤＬ１は、第１方向Ｄ１に比較的沿った方向であるが、図５においては、分かり易くするために、液晶分子３１の長軸方向３１ｐをＺ軸方向と方向Ｄａ１とで形成される平面内に描いている。
【００７９】
このように、第１部分３３ａ及び第２部分３３ｂにおいては、液晶のチルト角は大きい。中央部分３３ｏにおいては、液晶のチルト角は、小さい。第３部分３３ｃ及び第４部分３３ｄにおいては、液晶のチルト角は、第１部分３３ａ及び第２部分３３ｂのチルト角よりも小さく、中央部分３３ｏのチルト角よりも大きい。
【００８０】
これにより、液晶層３０において、屈折率分布（屈折率分布３８）が形成される。すなわち、レンズが形成される。この屈折率分布３８においては、屈折率は、第１方向Ｄ１に対して垂直な方向Ｄａ１に沿って変化する。そして、第１方向Ｄ１に関しては、屈折率は、実質的に一定である。例えば、レンチキュラー状のレンズが形成される。第１方向Ｄ１に延在するレンズが、複数形成される。
【００８１】
図５に例示した屈折率分布３８において、図中の縦方向が実効的な屈折率に対応し、図中の横方向は、第１方向Ｄ１に対して垂直な方向Ｄａ１に対応する。この屈折率分布３８は、液晶光学装置１１０に正面から入射する光（Ｚ軸方向に対して平行な光）に対する屈折率である。
【００８２】
第１部分３３ａ及び第２部分３３ｂが、レンズ端に対応し、中央部分３３ｏが、レンズ中心に対応する。第３部分３３ｃ及び第４部分３３ｄは、レンズ端とレンズ中心との間のレンズ傾斜部に対応する。
【００８３】
このように、第１方向Ｄ１に対して垂直でＺ軸方向に対して垂直な方向Ｄａ１に沿った、屈折率分布３８（レンズ）が形成される。液晶光学装置１１０は、例えば、液晶ＧＲＩＮレンズ（Gradient Index lens）として機能する。図３では、液晶ＧＲＩＮレンズの１つのレンズが例示されている。このようなレンズが、方向Ｄａ１に沿って複数形成される。
【００８４】
このとき、画像表示部４００は、例えば、複数の画素群（例えば、第１〜第５画素など）を有する。複数の画素群は、例えば、表示面４０１に対して平行な平面（例えばＸ−Ｙ平面）内にマトリクス状に配列される。複数の画素群により、複数の視差画像が表示される。複数の視差画像は、例えば、観視者の視差に対応する画像である。複数の視差画像を含む光（画像光４００Ｌ）が、液晶光学装置１１０に入射する。複数の視差画像を含む画像光４００Ｌを、液晶光学装置１１０に形成される屈折率分布３８（レンズ）を介して観視することで、３次元画像が知覚される。一方、液晶層３０に電圧を印加しない場合は、液晶層３０における屈折率は、一定である。このとき、画像表示部４００における表示画像が、視差を含まない画像にされる。これにより、高精細な２次元画像が提供される。
【００８５】
本願発明者は、使用者６００の目６０１の位置と、プレチルトの方向と、の関係によっては、表示品位が低下することを見出した。  
図６は、第１の実施形態に係る液晶光学装置及び画像表示装置を例示する模式的断面図である。  
図６に表したように、液晶層３０において、液晶分子３１の長軸方向３１ｐは、第１面１０ａに対して傾斜している。液晶層３０に電圧を印加したときに、液晶分子３１の長軸方向３１ｐのチルト方向は、初期の配向（プレチルト）に応じた方向となる。液晶層３０における印加電圧が高電圧の場合は、長軸方向３１ｐが第１面１０ａに対して実質的に垂直になるため、液晶層３０における実効的な屈折率の視角依存性は小さい。これに対して、液晶層３０における印加電圧が中程度である場合、液晶分子３１の長軸方向３１ｐは、第１面１０ａに対して大きな角度で傾く。このため、液晶層３０における実効的な屈折率の視角依存性は大きい。すなわち、印加電圧が中程度である、第３部分３３ｃ及び第４部分３３ｄのレンズ傾斜部においては、実効的な屈折率の視角依存性が大きい。
【００８６】
例えば、視点が第１領域Ｒ１内に位置する場合の液晶層３０の実効的な屈折率は、視点が第２領域Ｒ２内に位置する場合の液晶層３０の実効的な屈折率よりも小さい。これは、液晶の複屈折による。
【００８７】
例えば、視点（目６０１の位置）の位置と、Ｚ軸方向と、の間の角度を視角φとする。視点が第１領域Ｒ１内に位置する場合の視角（第１視角φ１）を正とする。視点が第２領域Ｒ２内に位置する場合の視角（第２視角φ２）を負とする。視角φが正の状態は、液晶層３０と視点とを結ぶ線分が、液晶分子３１の長軸方向に比較的沿っている状態に対応する。視角φが負の状態は、液晶層３０と視点とを結ぶ線分が、液晶分子３１の短軸方向に比較的沿っている状態に対応する。
【００８８】
視点が第１領域Ｒ１内の第１位置６０１ｐにある場合と、視点が第２領域Ｒ２内の第２位置６０１ｑにある場合と、で、液晶層３０における実効的な屈折率が異なることで、所望の光学特性が得られない。このため、例えば適正なレンズ効果が得られず、適正な３次元画像が得られない。
【００８９】
本実施形態は、この新たに見出された課題を解決する。  
本実施形態においては、第１駆動部１５０は、目６０１の推定位置が第１位置６０１ｐである第１状態ＳＴ１においては、以下の第１動作を実施可能である。そして、第１駆動部１５０は、目６０１の推定位置が第２位置６０１ｑである第２状態ＳＴ２においては、以下の第２動作を実施可能である。第１動作と第２動作とにおいて、印加電圧が中程度である、第３部分３３ｃ及び第４部分３３ｄのレンズ傾斜部における液晶の配向状態を異ならせる。
【００９０】
例えば、第２動作おける第３部分３３ｃにおける印加電圧を、第１動作おける第３部分３３ｃにおける印加電圧から変更する。例えば、第２動作おける第４部分３３ｄにおける印加電圧を、第１動作おける第４部分３３ｄにおける印加電圧から変更する。例えば、第１動作おける第３部分３３ｃにおける印加電圧を、第２動作おける第３部分３３ｃにおける印加電圧から変更する。例えば、第１動作おける第４部分３３ｄにおける印加電圧を、第２動作おける第４部分３３ｄにおける印加電圧から変更する。
【００９１】
図７は、第１の実施形態に係る液晶光学装置及び画像表示装置の動作を例示する模式的斜視図である。  
図７には、液晶光学装置１１０における屈折率分布３８をレンチキュラー状のレンズにより例示している。レンズは、第１方向Ｄ１（複数の導電部１１の延在方向）に沿って延在している。この例では、線分ＤＬａ１（Ｙ軸方向）と第１方向Ｄ１との間の角度は、４５以上である。第１領域Ｒ１内と、第２領域Ｒ２と、は、第１短軸面ＤＬａｆ１により区画されている。
【００９２】
本実施形態においては、目６０１の推定位置が第１位置６０１ｐである第１状態ＳＴ１と、目６０１の推定位置が第２位置６０１ｑである第２状態ＳＴ２と、の間で、レンズ傾斜部（第３部分３３ｃ及び第４部分３３ｄ）におけるチルト角を変更する。
【００９３】
例えば、第１駆動部１５０は、第１動作（第１状態）においては、第１部分３３ａにおけるチルト角（液晶分子３１の長軸方向３１ｐと第１面との間の角度）を第１角度θ１とし、第２部分３３ｂにおけるチルト角を第２角度θ１とし、第３部分３３ｃにおけるチルト角を第３角度θ３とし、第４部分３３ｄにおけるチルト角を第４角度θ４とする。第３角度θ３は、第１角度θ１及び第２角度θ２よりも小さい。第４角度θ４は、第１角度θ１及び第２角度θ２よりも小さい。
【００９４】
そして、第１駆動部１５０は、第２状態ＳＴ２においては、第３部分３３ｃにおけるチルト角（液晶分子３１の長軸方向３１ｐと第１面１０ａとの間の角度）を上記の第３角度θ３よりも大きい角度に設定する（第２動作）。この第２状態ＳＴ２における、第３部分３３ｃのチルト角は、第１角度θ１よりも小さく第２角度θ２よりも小さい。
【００９５】
そして、この例のように、第１方向Ｄ１と、第１配向方向ＤＬ１（Ｘ軸方向）と、の間の角度の絶対値が、０度以上４５度以下である場合は、第１駆動部１５０が実施する第２動作は、第２状態ＳＴ２において、第４部分３３ｄにおけるチルト角を上記の第４角度θ４よりも小さい角度に設定することをさらに含む。
【００９６】
すなわち、中間電圧のレンズ傾斜部（第３部分３３ｃ及び第４部分３３ｄ）におけるチルト角について、第２状態ＳＴ２における値を、第１状態ＳＴ１における値よりも大きくする。すなわち、中間電圧のレンズ傾斜部（第３部分３３ｃ及び第４部分３３ｄ）における実効的な屈折率について、第２状態ＳＴ２における値を、第１状態ＳＴ１における値よりも低くする。これにより、実効的な屈折率の視角依存性が補償され、良好な光学特性を有する液晶光学装置が得られる。すなわち、良好な光学特性の液晶光学装置が得られ、高表示品位の画像表示装置が提供できる。
【００９７】
さらに、上記においては、目６０１の位置が第１領域Ｒ１にあるときと、第２領域Ｒ２にあるときと、で、液晶の配向を変化させる場合について説明したが、目６０１の位置が、液晶光学装置１１０の正面にあるときと、第１領域Ｒ１にあるときと、で変化させても良い。さらに、目６０１の位置が、液晶光学装置１１０の正面にあるときと、第２領域Ｒ２にあるときと、で変化させても良い。
【００９８】
例えば、実施形態においては、使用者６００の目６０１が液晶光学装置１１０の正面にある正面状態における中間電圧のレンズ傾斜部（第３部分３３ｃ及び第４部分３３ｄ）におけるチルト角は、第１状態ＳＴ１におけるチルト角と、第２状態ＳＴ２におけるチルト角と、の間の状態にする。
【００９９】
例えば、実施形態においては、正面状態における中間電圧のレンズ傾斜部（第３部分３３ｃ及び第４部分３３ｄ）における印加電圧（絶対値または実効値）を、第１状態ＳＴ１における印加電圧（絶対値または実効値）と、第２状態ＳＴ２における印加電圧（絶対値または実効値）と、の間の値にする。  
これにより、実効的な屈折率の視角依存性が補償でき、良好な光学特性の液晶光学装置が得られ、高表示品位の画像表示装置が提供できる。
【０１００】
図７においては、目６０１の位置が第１領域Ｒ１にある第３状態ＳＴ３についても、図示されている。第３状態ＳＴ３については、後述する。
【０１０１】
実施形態に係る液晶光学装置１１０の特性の例について、参考例と共に説明する。以下の例では、正面状態と、第１状態ＳＴ１と、第２状態ＳＴ２と、で、液晶分子３１のチルト角を変化される例について説明する。
【０１０２】
図８（ａ）〜図８（ｃ）は、液晶光学装置の特性を例示するグラフ図である。  
これらの図は、液晶光学装置に形成される屈折率分布３８のシミュレーション結果を示している。図８（ａ）は、視角φが０のとき（正面状態ＳＴ０）に対応し、使用者６００が液晶光学装置１１０を正面から見る場合に対応する。図８（ｂ）は、視角φが第１視角φ１のときに対応し、第１状態ＳＴ１に対応する。第１視角φ１は正である。図８（ｃ）は、視角φが第２視角φ２のときに対応し、第２状態ＳＴ２に対応する。第２視角φ２は負である。
【０１０３】
これらの図の横軸は、方向Ｄａ１（複数の導電部１１が延在する第１方向Ｄ１に対して垂直な方向）における位置ＰＤａ１を示す。縦軸は、実効的な屈折率ｎｅｆｆを示す。これらの図においては、実施形態に係る液晶光学装置１１０の特性を実線で示している。第１参考例の液晶光学装置１１９（構造は図示せず）の特性を破線で示している。第１参考例の液晶光学装置１１９においては、使用者６００の目６０１の位置にかかわらず、液晶層３０における液晶の配向は変化させず、一定である。
【０１０４】
一方、本実施形態に係る液晶光学装置１１０においては、上記のように、第２状態ＳＴ２においては、第３部分３３ｃ及び第４部分３３ｄにおけるチルト角を第１状態ＳＴ１のそれらよりも大きい角度に設定する。そして、正面状態ＳＴ０におけるチルト角を、第１状態ＳＴ１と第２状態ＳＴ２との中間の値に設定する。液晶層３０が正の誘電異方性を有する場合は、第２状態ＳＴ２における第４部分３３ｄ及び第３部分３３ｃへの印加電圧は、第１状態ＳＴ１のときの値よりも高い。例えば、正面状態ＳＴ０における第４部分３３ｄ及び第３部分３３ｃへの印加電圧は、第１状態ＳＴ１と第２状態ＳＴ２との中間の値に設定する。
【０１０５】
図８（ａ）に表したように、視角φが０のとき（正面状態ＳＴ０）においては、実施形態と第１参考例との両方において、適正な屈折率分布３８が形成される。すなわち、レンズ状の屈折率分布３８が形成される。
【０１０６】
一方、図８（ｂ）に破線で表したように、第１参考例の液晶光学装置１１９においては、第１状態ＳＴ１の屈折率分布３８においては、レンズ傾斜部において、実効的な屈折率ｎｅｆｆは低い。第１参考例における屈折率分布３８は、図８（ａ）に示した屈折率分布から大きく変形している。これは、第１状態ＳＴ１において、第１位置６０１ｐと液晶光学装置とを結ぶ線（視認方向）は、中間電圧のレンズ傾斜部の液晶分子３１の長軸方向３１ｐに沿うため、実効的な屈折率ｎｅｆｆが低くなるためである。
【０１０７】
一方、図８（ｃ）に破線で表したように、第１参考例の液晶光学装置１１９においては、第２状態ＳＴ２の屈折率分布３８においては、レンズ傾斜部において、実効的な屈折率ｎｅｆｆは高い。第１参考例における屈折率分布３８は、図８（ａ）に示した屈折率分布から大きく変形している。これは、第２状態ＳＴ２において、第２位置６０１ｑと液晶光学装置とを結ぶ線（視認方向）は、中間電圧のレンズ傾斜部の液晶分子３１の短軸方向に沿うため、実効的な屈折率ｎｅｆｆが高くなるためである。
【０１０８】
このように、目６０１の位置に関わらず液晶分子３１のチルト角を変えない第１参考例においては、レンズの光学特性の視角依存性が大きい。
【０１０９】
これに対して、図８（ｂ）に実線で表したように、本実施形態に係る液晶光学装置１１０においては、第１状態ＳＴ１の屈折率分布３８においては、レンズ傾斜部において、実効的な屈折率ｎｅｆｆは、正面状態ＳＴ０と同程度に高く維持されている。これは、正面状態ＳＴ０のときのレンズ傾斜部における液晶分子３１のチルト角よりも、第１状態ＳＴ１におけるチルト角を低くしているためである。これにより、第１状態ＳＴ１においても、レンズ傾斜部の実効的な屈折率ｎｅｆｆが高く維持できる。これにより、所望の屈折率分布３８が、第１状態ＳＴ１においても得られる。
【０１１０】
そして、図８（ｃ）に実線で表したように、本実施形態に係る液晶光学装置１１０においては、第２状態ＳＴ２の屈折率分布３８においては、レンズ傾斜部において、実効的な屈折率ｎｅｆｆは、液晶光学装置１１９よりも低い。液晶光学装置１１０における屈折率分布３８の形状について、正面状態ＳＴ０と第２状態ＳＴ２との間の差は、液晶光学装置１１９よりも小さい。これは、正面状態ＳＴ０のときのレンズ傾斜部における液晶分子３１のチルト角よりも、第２状態ＳＴ２におけるチルト角を高くしているためである。これにより、第２状態ＳＴ２においても、レンズ傾斜部の実効的な屈折率ｎｅｆｆが低く維持できる。これにより、所望の屈折率分布３８が、第２状態ＳＴ２においても得られる。
【０１１１】
このように、本実施形態によれば、良好な光学特性の液晶光学装置及び画像表示装置が提供できる。
【０１１２】
以下、複数の領域の別の例について説明する。  
図９は、第１の実施形態に係る別の液晶光学装置及び画像表示装置を例示する模式的断面図である。  
図９に例示したように、画像表示装置５１１においては、画像表示部４００と、第１基板部１０ｕと、の間に、第２基板部２０ｕが配置されている。これ以外は、液晶光学装置１１１及び画像表示装置５１０と同様であるので説明を省略する。
【０１１３】
図９に例示したように、この場合も、第１短軸面ＤＬａｆ１と、平面１０ｆと、により、空間が、４つのの空間領域（第１〜第４空間領域ｒ１〜ｒ４）に区画される。この場合も、第２空間領域ｒ２は、第１空間領域ｒ１と第１面１０ａに沿って並ぶ。第４空間領域ｒ４は、第３空間領域ｒ３と第１面１０ａに沿って並ぶ。第４空間領域ｒ４は、Ｚ軸方向に沿って第１空間領域ｒ１と並ぶ。第３空間領域ｒ３は、Ｚ軸方向に沿って第２空間領域ｒ２と並ぶ。第１空間領域ｒ１と第３空間領域ｒ３とを、長軸中心方向ＤＬｂ１が通過する。第２空間領域ｒ２と第４空間領域ｒ４とを、短軸中心方向ＤＬｃ１が通過する。
【０１１４】
この例では、第３空間領域ｒ３が第１領域Ｒ１に対応し、第４空間領域ｒ４が第２領域Ｒ２に対応する。
【０１１５】
液晶光学装置１１１においては、第１領域Ｒ１と第２基板部２０ｕとの間、及び、第２領域Ｒ２と第２基板部２０ｕとの間に、第１基板部１０ｕが配置される。この場合も、第１領域Ｒ１内に、目６０１の第１位置６０１ｐが配置され、第２領域Ｒ２内に、目６０１の第２位置６０１ｑが配置される。第２面２０ａを含み、第２面２０ａに対して平行な面を平面２０ｆとする。この例では、第１位置６０１ｐと平面２０ｆとの間に、第１基板部１０ｕが配置される。第２位置６０１ｑと平面２０ｆとの間に、第１基板部１０ｕが配置される。
【０１１６】
この例においても、目６０１の位置が第１領域Ｒ１または第２領域Ｒ２内に位置するかによって、液晶層３０におけるチルト角を変更する。これにより、良好な光学特性の液晶光学装置及び画像表示装置が提供できる。
【０１１７】
本実施形態において、例えば、液晶層３０は、正の誘電異方性を有する。このとき、第１駆動部１５０は、第２動作（第２状態ＳＴ２）における第３導電部１１ｃと第２電極２０ｅとの間の電圧の絶対値を、第１動作（第１状態ＳＴ１）における第３導電部１１ｃと第２電極２０ｅとの間の電圧の絶対値よりも大きくする。そして、第１駆動部１５０は、第２動作における第４導電部１１ｄと第２電極２０ｅとの間の電圧の絶対値を、第１動作における第４導電部１１ｄと第２電極２０ｅとの間の電圧の絶対値よりも大きくする。すなわち、レンズ傾斜部において、第２状態ＳＴ２におけるチルト角を第１状態ＳＴ１よりも大きくする。これにより、レンズ傾斜部において、第２状態ＳＴ２の実効的な屈折率ｎｅｆｆと、第１状態ＳＴ１の実効的な屈折率と、における視角依存性を補償できる。
【０１１８】
本実施形態において、例えば、液晶層３０は、負の誘電異方性を有する。この場合は、第１駆動部１５０は、第２動作における第３導電部１１ｃと第２電極２０ｅとの間の電圧の絶対値を、第１動作における第３導電部１１ｃと第２電極２０ｅとの間の電圧の絶対値よりも小さくする。そして、第１駆動部１５０は、第２動作における第４導電部１１ｄと第２電極２０ｅとの間の電圧の絶対値を、第１動作における第４導電部１１ｄと第２電極２０ｅとの間の電圧の絶対値よりも小さくする。すなわち、レンズ傾斜部において、第２状態ＳＴ２におけるチルト角を第１状態ＳＴ１よりも大きくする。これにより、レンズ傾斜部において、第２状態ＳＴ２の実効的な屈折率ｎｅｆｆと、第１状態ＳＴ１の実効的な屈折率と、における視角依存性を補償できる。
【０１１９】
このとき、レンズ端に対応する第１部分３３ａ及び第２部分３３ｂにおけるチルト角は、目６０１の位置に関わらず一定にしても良い。すなわち、レンズ端における印加電圧を変更しなくても良い。上記のように、レンズ端における実効的な屈折率の視角依存性は小さいため、レンズ端におけるチルト角（すなわち印加電圧）を変更しなくても、良好な光学特性が得られる。
【０１２０】
例えば、第１駆動部１５０は、第２動作において、第２状態ＳＴ２において、第３部分３３ｃにおけるチルト角（液晶分子３１の長軸方向３１ｐと第１面１０ａ）との間の角度を、第３角度θ１と同じにし、第４部分３３ｄにおけるチルト角を第４角度θ４と同じにしても良い。すなわち、第１駆動部１５０は、第２動作において、第２状態ＳＴ２における第３導電部１１ｃと第２電極２０ｅとの間の電圧を第１状態ＳＴ１における第３導電部１１ｃと第２電極２０ｅとの間の電圧と同じにし、第２状態ＳＴ２における第４導電部１１ｄと第２電極２０ｅとの間の電圧を第１状態ＳＴ１における第４導電部１１ｄと第２電極２０ｅとの間の電圧と同じにしても良い。
【０１２１】
図１０は、第１の実施形態に係る別の液晶光学装置及び画像表示装置を例示するグラフ図である。  
図１０は、液晶層３０の誘電異方性が正である場合における液晶層３０への印加電圧を例示している。横軸は、視角φである。縦軸は、第３導電部１１ｃと第２電極２０ｅとの間の第３電圧Ｖ３と、第４導電部１１ｄと第２電極２０ｅとの間の第４電圧Ｖ４と、を示している。この例では、第４電圧Ｖ４は、第３電圧Ｖ３と同じである。これらの電圧は、レンズ傾斜部における印加電圧である。視角φが正のときは、第１状態ＳＴ１に対応する。視角φが負のときは、第２状態ＳＴ２に対応する。
【０１２２】
図１０に表したように、視角φに応じて、印加電圧を変化させる。第２状態ＳＴ２における印加電圧は、第１状態ＳＴ１における印加電圧よりも高い。この例では、印加電圧は、視角φに対して線形に変化させている。曲線状に変化させても良い。
【０１２３】
さらに、目６０１の位置が第１領域Ｒ１の異なる２つの位置にある場合において、液晶層３０のチルト角を変更しても良い。すなわち、印加電圧を変更しても良い。
【０１２４】
図７に表したように、例えば、第３状態ＳＴ３において、位置推定部１６０が推定した目６０１の第３位置は、第１領域Ｒ１内にあるとする。そして、第３位置は、第１位置６０１ｐとは異なる。例えば、第３位置と第１面１０ａとの間の角度は、第１位置６０１ｐと第１面１０ａとの間の角度よりも大きい。すなわち、第３状態ＳＴ３（第３位置）における視角φは、第１状態ＳＴ１（第１位置６０１ｐ）における視角φよりも小さい。第３状態ＳＴ３における視角φは、正である。
【０１２５】
このとき、第３状態ＳＴ３におけるチルト角を、第１状態ＳＴ１におけるチルト角よりも大きくする。ただし、このときのチルト角は、レンズ端のチルト角よりも小さい。例えば、第１駆動部１５０は、第３状態ＳＴ３においては、第３部分３３ｃにおけるチルト角（液晶分子３１の長軸方向３１ｐと第１面１０ａとの間の角度）を、第１角度θ１及び第２角度θ２よりも小さく、第３角度θ３よりも大きくする第３動作を実施しても良い。第３状態ＳＴ３における第３部分３３ｃにおけるチルト角は、第２状態ＳＴ２における第３部分３３ｃにおけるチルト角よりも小さい。これにより、第１領域Ｒ１内で目６０１の位置が変化する場合においても、良好な光学特性を提供できる。
【０１２６】
同様に第２領域Ｒ２内において目６０１の位置が変化する場合に、レンズ傾斜部におけるチルト角を変更しても良い。例えば、第４状態において、位置推定部１６０が推定した目６０１の第４位置は、第２領域Ｒ２内にあるとする。そして、第４位置と第１面１０ａとの間の角度は、第２位置６０１ｑと第１面１０ａとの間の角度よりも大きい。すなわち、第４状態（第４位置）における視角φの絶対値は、第２状態ＳＴ２（第２位置６０１ｑ）における視角φの絶対値よりも小さい。第４状態における視角φは、負である。
【０１２７】
このとき、第４状態におけるチルト角を、第２状態ＳＴ２におけるチルト角よりも小さくする。第４状態におけるチルト角は、第１状態ＳＴ１におけるチルト角よりも大きい。例えば、第１駆動部１５０は、第４状態においては、第３部分３３ｃにおけるチルト角をこれにより、第２領域Ｒ２内で目６０１の位置が変化する場合においても、良好な光学特性を提供できる。
【０１２８】
液晶層３０のレンズ傾斜部のチルト角の変更による光学特性の補償の効果は、視角φの絶対値が大きいときに大きくなる。例えば、第２位置６０１ｑと、第１面１０ａの重心１０ａｃと、を結ぶ線分と、Ｚ軸方向（第１面１０ａに対して垂直な方向）と、の角度の絶対値が２０度以上であるときに、第１駆動部１５０は、上記の第２動作を実施しても良い。すなわち、例えば、上記の角度の絶対値が２０度以上であるときに、第１駆動部１５０は、印加電圧を変更する。
【０１２９】
視角φの絶対値が小さいときには、上記の動作を実施しなくても良い。例えば、第１駆動部１５０は、第２位置６０１ｑと、重心１０ａｃと、を結ぶ線分と、Ｚ軸方向と、の角度の絶対値が５度未満のときは、第２状態ＳＴ２における第３部分３３ｃにおけるチルト角（液晶分子３１の長軸方向３１ｐと第１面１０ａとの間の角度）を第１状態ＳＴ１における第３角度θ３と同じ角度に設定しても良い。すなわち、例えば、上記の角度の絶対値が５度未満のときは、印加電圧を変更しなくても良い。
【０１３０】
図１１（ａ）〜図１１（ｃ）は、第１の実施形態に係る別の液晶光学装置及び画像表示装置の動作を例示する模式的断面図である。  
これらの図の横軸は、時間ｔである。図１１（ａ）は、視角φの時間ｔに対する変化の例を表す。図１１（ｂ）は、レンズ傾斜部における実効的な屈折率ｎｅｆｆの時間ｔに対する変化の例を表す。図１１（ｃ）は、レンズ傾斜部における実効的な屈折率ｎｅｆｆの時間ｔに対する変化の別の例を表す。視角φは、位置推定部１６０により検出される、使用者６００の目６０１の位置に基づく角度である。実効的な屈折率ｎｅｆｆは、第１駆動部１５０により制御されるレンズ部の印加電圧に基づく屈折率である。
【０１３１】
図１１（ａ）に表したように、視角φ（使用者６００の目６０１の位置）が、第１時刻ｔ１から第２時刻ｔ２の間に変化する。このとき、図１１（ｂ）に表したように、実効的な屈折率ｎｅｆｆの時間的変化は、視角φの時間的な変化よりも遅れても良い。例えば、液晶層３０の厚さが厚く、液晶層３０の印加電圧に対する応答速度が比較的遅い場合は、実効的な屈折率ｎｅｆｆの変化は、視角φの変化よりも遅れる場合がある。この遅れにより、画像表示装置の表示品位が劣化する場合は、視角φの変化が変化し始めたとき（第１時刻ｔ１）において、視角φの変化を予測して、実効的な屈折率ｎｅｆｆを速く変化させても良い。このとき、液晶層３０への印加電圧を最終的な電圧よりも高い電圧を短時間印加した後に、その最終的な電圧を印加しても良い。これにより、視角φの時間変化への追従性が高まり、表示品位がさらに向上できる。
【０１３２】
このように、実施形態において、位置推定部１６０は、使用者６００の目の第１位置６０１ｐから第２位置６０１ｑに向けた方向の目６０１の移動、及び、第２位置６０１ｑから第１位置６０１ｐに向けた目６０１の移動の少なくともいずれかを推定しても良い。そして、第１駆動部１５０は、この推定された目６０１の移動に基づいて、第３部分３３ｃ及び第４部分３３ｄの少なくともいずれかにおけるチルト角（液晶分子３１の長軸方向３１ｐと第１面１０ａとの間の角度）を変更しても良い。
【０１３３】
実施形態において、位置推定部１６０は、第１位置６０１ｐから第２位置６０１ｑに向けた方向の目６０１の移動速度、及び、第２位置６０１ｑから第１位置６０１ｐに向けた目６０１の移動速度を推定しても良い。第１駆動部１５０は、この推定された目６０１の移動速度に基づいて、第３部分３３ｃ及び第４部分３３ｄの少なくともいずれかにおけるチルト角を変更しても良い。  
これにより、目６０１の移動への追従性が高まり、表示品位がさらに向上できる。
【０１３４】
（第２の実施形態）  
図１２は、第２の実施形態に係る液晶光学装置及び画像表示装置を例示する模式図である。  
図１２に表したように、本実施形態に係る画像表示装置５２０は、液晶光学装置１２０と、画像表示部４００と、を含む。
【０１３５】
液晶光学装置１２０は、光学部１０５と、駆動部（第１駆動部１５０）と、位置推定部１６０と、を含む。この例においては、複数の導電部１１が延在する第１方向Ｄ１と、液晶層３０の液晶分子３１の第１配向方向ＤＬ１と、の関係が、第１の実施形態とは異なる。それ以外の構成は、第１の実施形態と同様とすることができるので、説明を省略する。
【０１３６】
本実施形態においては、第１方向Ｄ１と、第１配向方向ＤＬ１と、の間の角度の絶対値は、４５度よりも大きい。すなわち、第１の実施形態においては、第１方向Ｄ１と、第１配向方向ＤＬ１と、の間の角度が０度に比較的近いのに対して、第２の実施形態においては、第１方向Ｄ１と、第１配向方向ＤＬ１と、の間の角度が９０度に比較的近い。
【０１３７】
本実施形態においては、第１方向Ｄ１と、第１配向方向ＤＬ１と、の間の角度は、例えば、４５度よりも大きく１３５度よりも小さい。すなわち、角度の絶対値は、４５度よりも大きく９０度以下である。角度の絶対値は、８８度以下であることが好ましい。これにより、横方向電界による液晶配向の不均一性を抑制でき、所望の光学特性をより均一にできる。
【０１３８】
図１３は、第２の実施形態に係る液晶光学装置及び画像表示装置を例示する模式的平面図である。  
図１３に表したように、本実施形態においても、第１面１０ａの重心１０ａｃ、第１短軸面ＤＬａｆ１、線分ＤＬａ１（第１面１０ａと第１短軸面ＤＬａｆ１とが交差する線分）、第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２が定義できる。
【０１３９】
この例では、第１配向方向ＤＬ１（すなわちＸ軸方向）と、第１方向Ｄ１と、の間の角度は、７０度以上８５度以下である。
【０１４０】
図１４は、第２の実施形態に係る液晶光学装置及び画像表示装置を例示する模式的斜視図である。  
このときも、複数の導電部１１と第２電極２０ｅ（図１４では図示しない）との間の電圧により、屈折率分布３８が形成できる。既に説明したように、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２とは、第１短軸面ＤＬａｆ１に基づいて決まる。すなわち、これらの領域は、第１配向方向ＤＬ１に基づいて決まる。第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２との関係は、線分ＤＬａ１を軸とした回転の関係を有する。この場合には、視角φは、線分ＤＬａ１（Ｙ軸方向）を軸とした回転に対応する。線分ＤＬａ１と第１方向Ｄ１との間の角度は、比較的小さい。このため、目６０１の異なる２つの位置（第１位置６０１ｐ及び第２位置６０１ｑ）は、屈折率分布３８における屈折率が変化する方向（すなわち、方向Ｄａ１）に沿って並ぶ。
【０１４１】
図１５は、第２の実施形態に係る液晶光学装置及び画像表示装置を例示する模式的断面図である。  
図１５は、液晶光学装置１１０及び画像表示装置５１０における特性を例示している。  図１５に表したように、第１〜第５導電部１１ａ〜１１ｅに対応して、液晶層３０に、第１〜第４部分３３ａ〜３３ｄ、及び、中央部分３３ｏが設けられる。本実施形態においては、第１配向方向ＤＬ１が、複数の導電部１１が並ぶ方向Ｄａ１に比較的沿っている。このため、液晶層３０における各部分におけるチルト方向は、プレチルトの方向と、電界の方向と、の影響により定まる。
【０１４２】
ここで、図１５に例示したように、プレチルトにおいては、第１導電部１１ａから第１導電部１１ｂに向かうに従って、液晶分子３１の長軸方向３１ｐが第１基板部１０ｕから第２基板部２０ｕに向かうものとする。すなわち、第３導電部１１ｃから第４導電部１１ｄに向かうに従って、液晶分子３１の長軸方向３１ｐが第１基板部１０ｕから第２基板部２０ｕに向かう。この例では、第５導電部１１ｅと第２電極２０ｅとの間の電位は十分に小さく、液晶層３０のうちの中央部分３３ｏにおけるチルト状態は、初期のチルト状態（プレチルト）と同じである。
【０１４３】
液晶層３０に電圧を印加したとき、このようなプレチルトの方向と、生じる電界と、の両方の影響で、液晶層３０の各部分における配向（チルト方向）が定まる。この例では、第３導電部１１ｃに対応する第３部分３３ｃにおけるチルト方向は、第５導電部１１ｅに対応する中央部分３３ｏにおけるチルト方向（プレチルト方向）と同じである。一方、第４導電部１１ｄに対応する第４部分３３ｄにおけるチルト方向は、プレチルト方向とは逆方向である。このため、屈折率分布３８は、中央部分３３ｏで分割される両方の領域において、非対称である。
【０１４４】
このように、本実施形態においては、液晶層３０における各部分において、チルト方向が異なる。このようなチルト方向の差異と、視角φの変化と、の両方が、液晶光学装置１２０の光学特性に影響を与える。
【０１４５】
本実施形態においては、このような光学特性を補償する。  
すなわち、視角φが異なる２つの状態において、第３部分３３ｃに印加する電圧と、第４部分３３ｄに印加する電圧と、を互いに逆方向に変化させる。
【０１４６】
例えば、第１駆動部１５０は、第１状態ＳＴ１においては、第１部分３３ａにおけるチルト角を第１角度θ１とし、第２部分３３ｂにおけるチルト角を第２角度θ２とし、第３部分３３ｃにおけるチルト角を第３角度θ３とし、第４部分３３ｄにおけるチルト角を第４角度θ４とする。第３角度θ３は、第１角度θ１よりも小さく、第２角度θ２よりも小さい。第４角度θ４も、第１角度θ１よりも小さく第２角度θ２よりも小さい。この例では、プレチルトの方向の影響により、第４角度θ４は、第３角度θ３とは異なっても良い。
【０１４７】
第１駆動部１５０は、第２状態ＳＴ２においては、第３部分３３ｃにおけるチルト角を第３角度θ４よりも大きい角度に設定する第２動作が実施可能である。そして、第１駆動部１５０は、この第２動作において、第２状態ＳＴ２において、第４部分３３ｄにおけるチルト角を、第４角度θ４よりも小さい角度に設定する。
【０１４８】
このように、本実施形態においては、第３部分３３ｃと、第４部分３３ｄと、で、チルト角の変化の方向（増減）を逆方向にする。これにより、チルト方向の差異と、視角φの変化と、の両方に起因する光学特性の変化を補償できる。これにより、良好な光学特性の液晶光学装置及び画像表示装置が提供できる。
【０１４９】
上記のチルト角の変化は、第１駆動部１５０から第１電極１０ｅ及び第２電極２０ｅに供給される電圧（電流）を変化させることで、実施できる。
【０１５０】
例えば、液晶層３０が正の誘電異方性を有する場合は、以下を行う。第１駆動部１５０は、第２動作における第３導電部１１ｃと第２電極２０ｅとの間の電圧の絶対値を、第１動作における第３導電部１１ｃと第２電極２０ｅとの間の電圧の絶対値よりも大きくする。そして、第１駆動部１５０は、第２動作における第４導電部１１ｄと第２電極２０ｅとの間の電圧の絶対値を、第１動作における第４導電部１１ｄと第２電極２０ｅとの間の電圧の絶対値よりも小さくする。これにより、上記のチルト角が得られる。
【０１５１】
例えば、液晶層３０が負の誘電異方性を有する場合は、以下を行う。第１駆動部１５０は、第２動作における第３導電部１１ｃと第２電極２０ｅとの間の電圧の絶対値を、第１動作における第３導電部１１ｃと第２電極２０ｅとの間の電圧の絶対値よりも小さくする。そして、第１駆動部１５０は、第２動作における第４導電部１１ｄと第２電極２０ｅとの間の電圧の絶対値を、第１動作における第４導電部１１ｄと第２電極２０ｅとの間の電圧の絶対値よりも大きくする。これにより、上記のチルト角が得られる。
【０１５２】
図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は、第２の実施形態に係る別の液晶光学装置及び画像表示装置を例示するグラフ図である。  
これらの図は、液晶層３０の誘電異方性が正である場合における液晶層３０への印加電圧を例示している。横軸は、視角φである。図１６（ａ）の縦軸は、第３導電部１１ｃと第２電極２０ｅとの間の第３電圧Ｖ３を示している。図１６（ｂ）の縦軸は、第４導電部１１ｄと第２電極２０ｅとの間の第４電圧Ｖ４を示している。これらの電圧は、レンズ傾斜部における印加電圧である。視角φが正のときは、第１状態ＳＴ１に対応する。視角φが負のときは、第２状態ＳＴ２に対応する。
【０１５３】
図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に表したように、視角φの変化に対する印加電圧の増減の方向は、第３電圧Ｖ３と第４電圧Ｖ４とで、逆である。この例では、印加電圧は、視角φに対して線形に変化させている。曲線状に変化させても良い。
【０１５４】
本実施形態において、視角φが０の場合における第３電圧Ｖ３が、視角φが０の場合における第４電圧Ｖ４とは異なっても良い。これにより、正面方向における光学特性の非対称性が補償できる。
【０１５５】
本実施形態においても、目６０１の位置が第１領域Ｒ１の異なる２つの位置にある場合において、液晶層３０のチルト角を変更しても良い。すなわち、印加電圧を変更しても良い。
【０１５６】
図１４に表したように、例えば、第３状態ＳＴ３において、位置推定部１６０が推定した目６０１の第３位置は、第１領域Ｒ１内にあるとする。例えば、第３位置と第１面１０ａとの間の角度は、第１位置６０１ｐと第１面１０ａとの間の角度よりも大きい。すなわち、第３状態ＳＴ３（第３位置）における視角φは、第１状態ＳＴ１（第１位置６０１ｐ）における視角φよりも小さい。このとき、第３状態ＳＴ３におけるチルト角を、第１状態ＳＴ１におけるチルト角よりも大きくする。ただし、このときのチルト角は、レンズ端のチルト角よりも小さい。例えば、第１駆動部１５０は、第３状態ＳＴ３においては、第３部分３３ｃにおけるチルト角（液晶分子３１の長軸方向３１ｐと第１面１０ａとの間の角度）を、第１角度θ１及び第２角度θ２よりも小さく、第３角度θ３よりも大きくする第３動作を実施しても良い。第３状態ＳＴ３における第３部分３３ｃにおけるチルト角は、第２状態ＳＴ２における第３部分３３ｃにおけるチルト角よりも小さい。これにより、第１領域Ｒ１内で目６０１の位置が変化する場合においても、良好な光学特性を提供できる。
【０１５７】
同様に第２領域Ｒ２内において目６０１の位置が変化する場合に、レンズ傾斜部におけるチルト角を変更しても良い。
【０１５８】
液晶層３０のレンズ傾斜部のチルト角の変更による光学特性の補償の効果は、視角φの絶対値が大きいときに大きくなる。例えば、第２位置６０１ｑと、第１面１０ａの重心１０ａｃと、を結ぶ線分と、Ｚ軸方向（第１面１０ａに対して垂直な方向）と、の角度の絶対値が２０度以上であるときに、第１駆動部１５０は、上記の第２動作を実施しても良い。すなわち、印加電圧を変更する。
【０１５９】
視角φの絶対値が小さいときには、上記の動作を実施しなくても良い。例えば、第１駆動部１５０は、第２位置６０１ｑと、重心１０ａｃと、を結ぶ線分と、Ｚ軸方向と、の角度の絶対値が５度未満のときは、第２状態ＳＴ２における第３部分３３ｃにおけるチルト角（液晶分子３１の長軸方向３１ｐと第１面１０ａとの間の角度）を第１状態ＳＴ１における第３角度θ３と同じ角度に設定しても良い。すなわち、印加電圧を変更しなくても良い。
【０１６０】
（第３の実施形態）  
図１７は、第３の実施形態に係る液晶光学装置及び画像表示装置を例示する模式的平面図である。  
図１７に表したように、実施形態に係る液晶光学装置１３０及び画像表示装置５３０においては、第２電極２０ｅに複数の導電部２１が設けられる。複数の導電部２１のそれぞれは、第１電極１０ｅの複数の導電部１１の延在方向と交差する方向に延在する。第２電極２０ｅのそれぞれの電位は、互いに同じでも良く、互いに異なっても良い。
【０１６１】
液晶光学装置１３０においては、第２電極２０ｅの複数の導電部２１のそれぞれの電位を変えることで、第２電極２０ｅが延在する方向に対して垂直な方向に沿って、屈折率を変化させることができる。これにより、第１電極２０ｅにより形成される屈折率分布３８とは異なる方向の屈折率分布を形成することができる。使用者６００の視認方向の変化に応じて、屈折率分布の方向を変えることができ、より使い易くなる。
【０１６２】
第３の実施形態の構成は、第１の実施形態と組み合わせても良く、第２の実施形態と組み合わせても良い。
【０１６３】
（第４の実施形態）  
図１８は、第４の実施形態に係る液晶光学装置及び画像表示装置を例示する模式的平面図である。  
図１８に表したように、本実施形態に係る液晶光学装置１４０及び画像表示装置５４０においては、フレネルレンズ状の屈折率分布３８が形成される。
【０１６４】
すなわち、第１電極１０ｅは、第１中間導電部１５ａと、第２中間導電部１５ｂと、第３中間導電部１６ａと、第４中間導電部１６ｂと、をさらに含む。これらの中間導電部のそれぞれは、第１方向Ｄ１に延在する。
【０１６５】
第１中間導電部１５ａは、第１導電部１１ａと第３導電部１１ｃとの間に設けられる。第２中間導電部１５ｂは、第１中間導電部１５ａと第３導電部１１ｃとの間に設けられる。第３中間導電部１６ａは、第２導電部１１ｂと第４導電部１１ｄとの間に設けられる。第４中間導電部１６ｂは、第３中間導電部１６ａと第４導電部１１ｄとの間に設けられる。
【０１６６】
液晶層３０は、第１中間部分３５ａと、第２中間部分３５ｂと、第３中間部分３６ａと、第４中間部分３６ｂと、をさらに含む。
【０１６７】
第１中間部分３５ａは、第１中間導電部１５ａと第２電極２０ｅとの間に設けられる。第２中間部分３５ｂは、第２中間導電部１６ａと第２電極２０ｅとの間に設けられる。第３中間部分３６ａは、第３中間導電部１６ａと第２電極２０ｅとの間に設けられる。第４中間部分３６ｂは、第４中間導電部１６ｂと第２電極２０ｅとの間に設けられる。
【０１６８】
これらの中間導電部と第２電極２０ｅとの間の電圧を制御することで、図１８に例示したような屈折率分布３８が形成できる。
【０１６９】
例えば、第１駆動部１５０は、第１動作において、第１中間部分３５ａにおけるチルト角（液晶分子３１の長軸方向３１ｐと第１面１０ａとの間の角度）を第１角度θ１よりも小さく第２角度θ２よりも小さくする。これにより、第１中間部分３５ａの実効的な屈折率は、第１部分３３ａ及び第２部分３３ｂの実効的な屈折率よりも高くなる。さらに、第１駆動部１５０は、第１動作において、第２中間部分３５ｂにおけるチルト角（液晶分子３１の長軸方向３１ｐと第１面１０ａとの間の角度）を、上記の第１中間部分３５ａにおけるチルト角よりも大きくする。これにより、第２中間部分３５ｂの実効的な屈折率は、第１中間部分３５ａの実効的な屈折率よりも低くなる。
【０１７０】
同様に、第１駆動部１５０は、第１動作において、第３中間部分３６ａにおけるチルト角（液晶分子３１の長軸方向３１ｐと第１面１０ａとの間の角度）を第１角度θ１よりも小さく第２角度θ２よりも小さくする。これにより、第３中間部分３５ａの実効的な屈折率は、第１部分３３ａ及び第２部分３３ｂの実効的な屈折率よりも高くなる。さらに、第１駆動部１５０は、第１動作において、第４中間部分３６ｂにおけるチルト角（液晶分子３１の長軸方向３１ｐと第１面１０ａとの間の角度）を、上記の第３中間部分３６ａにおけるチルト角よりも大きくする。これにより、第４中間部分３６ｂの実効的な屈折率は、第３中間部分３６ａの実効的な屈折率よりも低くなる。  
これにより、図１８に例示した、フレネルレンズ状の屈折率分布３８が形成できる。
【０１７１】
この例では、４つのレンズ傾斜部分が設けられる。すなわち、第３部分３３ｃと、第４部分３３ｄと、第１中間部分３５ａと、第３中間部分３６ａと、がレンズ傾斜部分に対応する。本実施形態においては、これらのレンズ傾斜部分におけるチルト角を、第１の実施形態または第２の実施形態に関して説明したように制御する。
【０１７２】
例えば、第１駆動部１５０は、第２状態ＳＴ２においては、第１中間部分３５ａにおけるチルト角（液晶分子３１の長軸方向３１ｐと第１面１０ａとの間の角度）を、第１状態ＳＴ１におけるチルト角よりも大きい角度に設定する第２動作が実施可能である。
【０１７３】
このとき、例えば、第１の実施形態のように、第１方向Ｄ１と、第１配向方向ＤＬ１と、の間の角度の絶対値が、０度以上４５度以下の場合においては、第２動作は、第２状態ＳＴ２において、第３中間部分３６ａにおけるチルト角を、第１状態ＳＴ１における第３中間部分３６ａにおけるチルト角よりも大きい角度に設定する。
【０１７４】
一方、例えば、第２の実施形態のように、第１方向Ｄ１と、第１配向方向ＤＬ１と、の間の角度の絶対値が、４５度よりも大きい場合においては、第２動作は、第２状態ＳＴ２において、第３中間部分３６ａにおけるチルト角を、第１状態ＳＴ１における第３中間部分３６ａにおけるチルト角よりも小さい角度に設定する。
【０１７５】
これにより、使用者６００の目６０１の位置に関わらず、良好な光学特性を維持できる。本実施形態においても、良好な光学特性の液晶光学装置及び画像表示装置が提供できる。
【０１７６】
本実施形態において、液晶層３０の第３部分３３ｃ及び第４部分３３ｄに関する動作には、第１の実施形態及び第２の実施形態に関して説明した動作を適用できる。
【０１７７】
上記の第１〜第４の実施形態において、第１電極１０ｅと第２電極２０ｅとの間への電圧の印加に関して、高電圧の印加を開始した後に、それよりも低い電圧を印加を開始することが好ましい。これにより、電圧により生じる配向の不均一性（例えばリバースチルトドメイン、及び、リバースツイストドメインなど）を抑制できる。
【０１７８】
すなわち、例えば、第１駆動部１５０は、第１動作の実施において、第１導電部１１ａと第２電極２０ｅとの間への電圧の印加、及び、第２導電部１１ｂと第２電極２０ｅとの間への電圧の印加の開始の後に、第３導電部１１ｃと第２電極２０ｅとの間への電圧の印加、及び、第４導電部１１ｄと第２電極２０ｅとの間に電圧の印加を開始する。これにより、より均一は光学特性が得易くなる。
【０１７９】
実施形態によれば、良好な光学特性の液晶光学装置及び画像表示装置が提供できる。
【０１８０】
なお、本願明細書において、「垂直」及び「平行」は、厳密な垂直及び厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含むものであり、実質的に垂直及び実質的に平行であれば良い。
【０１８１】
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、液晶光学装置に含まれる基板部、基板、電極、導電部、液晶層、液晶分子、第１駆動部、位置推定部、並びに、画像表示装置に含まれる画像表示部、表示層及び第２駆動部などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。  
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
【０１８２】
その他、本発明の実施の形態として上述した液晶光学装置及び画像表示装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての液晶光学装置及び画像表示装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
【０１８３】
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
【０１８４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１８５】
１０ａ…第１面、  １０ａｃ…重心、  １０ｅ…第１電極、  １０ｆ…平面、  １０ｓ…第１基板、  １０ｕ…第１基板部、  １１…導電部、  １１ａ〜１１ｅ…第１〜第５導電部、  １５ａ、１５ｂ…第１、第２中間導電部、  １６ａ、１６ｂ…第３、第４中間導電部、  ２０ａ…第２面、  ２０ｅ…第２電極、  ２０ｆ…平面、  ２０ｓ…第２基板、  ２０ｕ…第２基板部、  ２１…導電部、  ３０…液晶層、  ３１…液晶分子、  ３１ｐ…長軸方向、  ３３ａ〜３３ｄ…第１〜第４部分、  ３３ｏ…中央部分、  ３５ａ、３５ｂ…第１、第２中間部分、  ３６ａ、３６ｂ…第３、第４中間部分、  ３８…屈折率分布、  θ０…中央角度、  θ１〜θ４…第１〜第４角度、  φ…視角、  φ１、φ２…第１、第２視角、  １０５…光学部、  １０５Ｌ…光、  １１０、１１１、１１９、１２０、１３０、１４０…液晶光学装置、  １５０…第１駆動部（駆動部）、  １５５…電圧設定部、  １６０…位置推定部、  ４００…画像表示部、  ４００Ｌ…画像光、  ４０１…表示面、  ４２３…表示層、  ４５０…第２駆動部、  ５１０、５１１、５２０、５３０、５４０…画像表示装置、  ６００…使用者、  ６０１…目、  ６０１ｐ…第１位置、  ６０１ｑ…第２位置、  Ｄ１…第１方向、  ＤＬ１…第１配向方向、  Ｄａ１…線分、  Ｄａｆ１…第１短軸面、  ＤＬｂ１…長軸中心方向、  ＤＬｃ１…短軸中心方向、  Ｄａ１…方向、  ＰＤａ１…位置、  Ｒ１、Ｒ２…第１、第２領域、  ＳＴ０…正面状態、  ＳＴ１〜ＳＴ３…第１〜第３状態、  Ｖ３、Ｖ４…第３、第４電圧、  ｎｅｆｆ…実効的な屈折率、  ｒ１〜ｒ４…第１〜第４空間領域、  ｔ…時間、  ｔ１、ｔ２…第１、第２時刻
【図１】
2015011328.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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