(57)【要約】      （修正有）【課題】構造を複雑化することなく、レンズ性能を向上させることができる液晶レンズアレイ素子およびその駆動方法、ならびに液晶レンズアレイ素子を用いて立体画像表示を行う立体画像表示装置を提供する。【解決手段】第１の電極１１と、第１の電極１１に対向するように配置された複数の第２の電極２１と、第１の電極１１と複数の第２の電極２１との間に配置され、第１の電極１１に印加される駆動電圧と複数の第２の電極２１に印加される駆動電圧との電位差に応じてレンズ効果を発生する液晶層３とを備える。複数の第２の電極２１のそれぞれに対して、互いに位相差のある波形の駆動電圧を印加する。【選択図】図１
2012098394.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極と、
前記第１の電極に対向するように配置され、互いに位相差のある波形の駆動電圧が印加される複数の第２の電極と、
前記第１の電極と前記複数の第２の電極との間に配置され、前記第１の電極に印加される駆動電圧と前記複数の第２の電極に印加される駆動電圧との電位差に応じてレンズ効果を発生する液晶層と
を備えた液晶レンズアレイ素子。
【請求項２】
前記複数の第２の電極のそれぞれに対して印加する駆動電圧の位相差を可変にした
請求項１に記載の液晶レンズアレイ素子。
【請求項３】
前記第１の電極に、前記複数の第２の電極のそれぞれに印加する駆動電圧に対して位相差のある波形の駆動電圧を印加する
請求項１に記載の液晶レンズアレイ素子。
【請求項４】
前記第１の電極に対して印加する駆動電圧と、前記複数の第２の電極のそれぞれに対して印加する駆動電圧とについて位相差を可変にした
請求項３に記載の液晶レンズアレイ素子。
【請求項５】
第１の電極と、
前記第１の電極に対向するように配置された複数の第２の電極と、
前記第１の電極と前記複数の第２の電極との間に配置され、前記第１の電極に印加される駆動電圧と前記複数の第２の電極に印加される駆動電圧との電位差に応じてレンズ効果を発生する液晶層と
を備えた液晶レンズアレイ素子を駆動する際に、
前記複数の第２の電極のそれぞれに対して、互いに位相差のある波形の駆動電圧を印加する
液晶レンズアレイ素子の駆動方法。
【請求項６】
前記複数の第２の電極のそれぞれに対して印加する駆動電圧の位相差を変化させることで、前記液晶層で発生するレンズ効果の調整を行う
請求項５に記載の液晶レンズアレイ素子の駆動方法。
【請求項７】
表示部と、
前記表示部に対して対向配置された液晶レンズアレイ素子と
を備え、
前記液晶レンズアレイ素子は、
第１の電極と、
前記第１の電極に対向するように配置され、互いに位相差のある波形の駆動電圧が印加される複数の第２の電極と、
前記第１の電極と前記複数の第２の電極との間に配置され、前記第１の電極に印加される駆動電圧と前記複数の第２の電極に印加される駆動電圧との電位差に応じてレンズ効果を発生する液晶層と
を有する立体画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ効果を発生する液晶レンズアレイ素子およびその駆動方法、ならびに液晶レンズアレイ素子を用いて立体画像表示を行う立体画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶を用いてレンズ効果を生じさせる液晶レンズの主な方式の一つに、パターニングされた電極を用いて電界分布を生じさせることでレンズ効果を得る方法がある。この方式では、対向する基板間に液晶を充填し、各基板に配線された電極に異なる電位差を与えて電界分布を生じさせる。その電界分布に沿って液晶分子が異方性を持って配列することで屈折率分布が生じ、レンズ効果が得られる。すなわち発生させる電界分布を正確に制御できれば所望の屈折率分布が実現でき、所望のレンズ性能が得られる。
【０００３】
図１８は従来の液晶レンズアレイ素子の一構成例を示している。この液晶レンズアレイ素子は、第１の電極１１１が設けられた第１の基板１１０と、第２の電極１２１が設けられた第２の基板１２０とが液晶層１３０を挟んで対向配置されている。最も一般的な電極構造は、第２の電極１２１をライン状の電極として複数、並列配置し、第１の電極１１１は平面状の電極とするものである。このような構造で、例えば複数の第２の電極１２１のうち、２つのライン状の電極Ａと電極Ｂとを組み合わせて駆動する。この場合、電極Ａと電極Ｂとには図１９（Ａ），（Ｂ）に示すように、ある振幅・周波数を持った同じ波形が印加される（位相差のない駆動電圧が印加される）。このとき第１の電極１１１としての平面状の電極Ｃは、図１９（Ｃ）に示すようにグランド電位とする。この場合、垂直方向の電極Ａと電極Ｃ間に電位差が生じ、電界が発生する。電極Ｂと電極Ｃ間にも同様に電界が生じ、電極Ａと電極Ｂとの間でレンズ効果が発生し、等価的に１つのレンズが形成されることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−９３７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このようにして発生した電界分布が図２０に示すような理想的分布となれば、なだらかで綺麗な屈折率分布が得られ、高いレンズ性能を有する液晶レンズが実現できる。しかし、図１８に示すようなシンプルな電極構造の場合には、電極Ａと電極Ｂとの直下、またその付近で電界が急峻に変化し、電極Ａと電極Ｂとの中間の位置ではほとんど電界が変化しない図２１のような状態になりやすい。この場合は電極Ａと電極Ｂの付近で屈折率が急峻に変化し、強いレンズ効果を得られるが、電極Ａと電極Ｂとの中間の位置では屈折率はほとんど変化せずレンズとしての効果がほとんど得られないことになる。このような状況は液晶層を薄く（アスペクトを高く）した場合に起こりやすい。液晶層を厚くすれば電界分布がなだらかになる可能性もあるが、液晶の量が増える（コスト増）、応答速度が下がる、印加電圧を大きくする必要があるなどの問題がある。
【０００６】
このような問題の解決策がいくつか挙げられる。例えば電極Ａと電極Ｂとの間にさらに複数のライン状の電極を配線し、それぞれのライン状の電極に異なる電圧を印加することでなだらかな電界分布を得る方法がある。また、別の方法として、電極をさらにもう一層設けて３層構造にする方法などがある（特許文献１参照）。これは、例えば電極Ａと電極Ｂとの上にもう一枚ガラスを配置してその表面に電極を形成するか、ライン状の電極を１つの基板の両面に形成することで可能になる。この方法も電圧印加の自由度を増やすことで電界分布がなだらかにし、レンズ性能を向上させている。しかし、これらの方法は配線や駆動回路が複雑化したり、プロセスが複雑化するといった問題がある。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、構造を複雑化することなく、レンズ性能を向上させることができるようにした液晶レンズアレイ素子、およびその駆動方法ならびに立体画像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による液晶レンズアレイ素子は、第１の電極と、第１の電極に対向するように配置され、互いに位相差のある波形の駆動電圧が印加される複数の第２の電極と、第１の電極と複数の第２の電極との間に配置され、第１の電極に印加される駆動電圧と複数の第２の電極に印加される駆動電圧との電位差に応じてレンズ効果を発生する液晶層とを備えたものである。
【０００９】
本発明による液晶レンズアレイ素子の駆動方法は、第１の電極と、第１の電極に対向するように配置された複数の第２の電極と、第１の電極に印加される駆動電圧と複数の第２の電極に印加される駆動電圧との電位差に応じてレンズ効果を発生する液晶層とを備えた液晶レンズアレイ素子を駆動する際に、複数の第２の電極のそれぞれに対して、互いに位相差のある波形の駆動電圧を印加するようにしたものである。
【００１０】
本発明による立体画像表示装置は、表示部と、表示部に対して対向配置された液晶レンズアレイ素子とを備えたものである。そして、液晶レンズアレイ素子を上記本発明による液晶レンズアレイ素子で構成したものである。
【００１１】
本発明の液晶レンズアレイ素子、もしくはその駆動方法または立体画像表示装置では、第１の電極に印加される駆動電圧と複数の第２の電極に印加される駆動電圧との電位差に応じてレンズ効果が発生する。複数の第２の電極には、互いに位相差のある波形の駆動電圧が印加される。これにより、第１の電極と第２の電極との間だけでなく、複数の第２の電極間にも電位差が生じる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の液晶レンズアレイ素子、もしくはその駆動方法または立体画像表示装置によれば、複数の第２の電極間に互いに位相差のある波形の駆動電圧を印加するようにしたので、対向する第１の電極と第２の電極との間だけでなく、複数の第２の電極間にも電位差を生じさせることができる。これにより、対向する方向だけでなく、平面方向に電界分布を調整することが可能となるので、構造を複雑化することなく、レンズ性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（Ａ）は本発明の第１の実施の形態に係る液晶レンズアレイ素子の一構成例を示す断面図であり、（Ｂ）は液晶レンズアレイ素子によって発生するレンズ効果を等価的に示す説明図である。
【図２】（Ａ）は図１に示した液晶レンズアレイ素子を第１の駆動例で駆動した場合の電界分布を模式的に示す説明図である。（Ｂ）は第１の駆動例で駆動した場合に電極Ａに印加される駆動波形を示す波形図であり、（Ｃ）は第１の駆動例で駆動した場合に電極Ｂに印加される駆動波形を示す波形図であり、（Ｄ）は第１の駆動例で駆動した場合における電極Ａと電極Ｂとの間の電位差を示す波形図である。
【図３】（Ａ）は図１に示した液晶レンズアレイ素子を第２の駆動例で駆動した場合の電界分布を模式的に示す説明図である。（Ｂ）は第２の駆動例で駆動した場合に電極Ａに印加される駆動波形を示す波形図であり、（Ｃ）は第２の駆動例で駆動した場合に電極Ｂに印加される駆動波形を示す波形図であり、（Ｄ）は第２の駆動例で駆動した場合における電極Ａと電極Ｂとの間の電位差を示す波形図である。
【図４】（Ａ）は図１に示した液晶レンズアレイ素子を第３の駆動例で駆動した場合の電界分布を模式的に示す説明図である。（Ｂ）は第３の駆動例で駆動した場合に電極Ａに印加される駆動波形を示す波形図であり、（Ｃ）は第３の駆動例で駆動した場合に電極Ｂに印加される駆動波形を示す波形図であり、（Ｄ）は第３の駆動例で駆動した場合における電極Ａと電極Ｂとの間の電位差を示す波形図である。
【図５】図１に示した液晶レンズアレイ素子において水平方向の電界を強くした場合の電界分布を模式的に示す断面図である。
【図６】レンチキュラ方式の立体画像表示装置の例を示す断面図である。
【図７】（Ａ）は第２の実施の形態に係る液晶レンズアレイ素子を第１の駆動例で駆動した場合の電界分布を模式的に示す説明図である。（Ｂ）は第１の駆動例で駆動した場合に電極Ａに印加される駆動波形を示す波形図であり、（Ｃ）は第１の駆動例で駆動した場合に電極Ｂに印加される駆動波形を示す波形図であり、（Ｄ）は第１の駆動例で駆動した場合における電極Ａと電極Ｂとの間の電位差を示す波形図である。
【図８】（Ａ）は第２の実施の形態に係る液晶レンズアレイ素子を第２の駆動例で駆動した場合の電界分布を模式的に示す説明図である。（Ｂ）は第２の駆動例で駆動した場合に電極Ａに印加される駆動波形を示す波形図であり、（Ｃ）は第２の駆動例で駆動した場合に電極Ｂに印加される駆動波形を示す波形図であり、（Ｄ）は第２の駆動例で駆動した場合における電極Ａと電極Ｂとの間の電位差を示す波形図である。
【図９】（Ａ）は第２の実施の形態に係る液晶レンズアレイ素子を第３の駆動例で駆動した場合の電界分布を模式的に示す説明図である。（Ｂ）は第３の駆動例で駆動した場合に電極Ａに印加される駆動波形を示す波形図であり、（Ｃ）は第３の駆動例で駆動した場合に電極Ｂに印加される駆動波形を示す波形図であり、（Ｄ）は第３の駆動例で駆動した場合における電極Ａと電極Ｂとの間の電位差を示す波形図である。
【図１０】第３の実施の形態に係る液晶レンズアレイ素子の一構成例を、第１の駆動例で駆動した場合の電界分布と共に示す断面図である。
【図１１】第３の実施の形態に係る液晶レンズアレイ素子を第１の駆動例で駆動した場合に各電極に印加される駆動波形を示す波形図である。
【図１２】第３の実施の形態に係る液晶レンズアレイ素子を第１の駆動例で駆動した場合において、垂直方向の２つの電極間に発生する電位差を示す波形図である。
【図１３】第３の実施の形態に係る液晶レンズアレイ素子を第１の駆動例で駆動した場合において、水平方向の２つの電極間に発生する電位差を示す波形図である。
【図１４】第３の実施の形態に係る液晶レンズアレイ素子の一構成例を、第２の駆動例で駆動した場合の電界分布と共に示す断面図である。
【図１５】第３の実施の形態に係る液晶レンズアレイ素子を第２の駆動例で駆動した場合に各電極に印加される駆動波形を示す波形図である。
【図１６】第３の実施の形態に係る液晶レンズアレイ素子を第２の駆動例で駆動した場合において、垂直方向の２つの電極間に発生する電位差を示す波形図である。
【図１７】第３の実施の形態に係る液晶レンズアレイ素子を第２の駆動例で駆動した場合において、水平方向の２つの電極間に発生する電位差を示す波形図である。
【図１８】従来の液晶レンズアレイ素子の一構成例を示す断面図である。
【図１９】（Ａ）は従来の駆動例で駆動した場合に電極Ａに印加される駆動波形を示す波形図であり、（Ｂ）は従来の駆動例で駆動した場合に電極Ｂに印加される駆動波形を示す波形図であり、（Ｃ）は従来の駆動例で駆動した場合に電極Ｃに印加される駆動波形を示す波形図である。
【図２０】理想的な電界分布の一例を模式的に示す断面図である。
【図２１】理想状態から外れた電界分布の一例を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
＜第１の実施の形態＞
［液晶レンズアレイ素子の構成］
図１（Ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る液晶レンズアレイ素子の一構成例を示している。この液晶レンズアレイ素子は、間隔を空けて互いに対向配置された第１の基板１０および第２の基板２０と、それら第１の基板１０および第２の基板２０の間に配置された液晶層３とを備えている。第１の基板１０および第２の基板２０は、例えばガラス材料または樹脂材料よりなる透明基板である。第１の基板１０上における第２の基板２０に対向する側には、ＩＴＯ膜などの透明な導電膜からなる第１の電極１１がほぼ全面に形成されている。図示しないが、第１の基板１０上にはまた、第１の電極１１を介して液晶層３に接するように第１の配向膜が形成されている。第２の基板２０上における第１の基板１０に対向する側には、ＩＴＯ膜などの透明な導電膜からなる第２の電極２１が部分的に形成されている。図示しないが、第２の基板２０上にはまた、第２の電極２１を介して液晶層３に接するように第２の配向膜が形成されている。
【００１６】
液晶層３は、屈折率異方性を有する液晶分子を含み、第１の電極１１に印加される駆動電圧と第２の電極２１に印加される駆動電圧との電位差に応じて液晶分子の配列方向が変化することでレンズ効果が制御されるようになっている。液晶層３を構成する液晶分子は、例えば長手方向と短手方向とで通過光線に対して屈折率の異なる屈折率楕円体の構造を有している。
【００１７】
第１の電極１１は全体として平面状の電極である。第２の電極２１は、互いに間隔を空けて配置された２つのライン電極からなり、図１（Ａ）の紙面に垂直な方向に延在している。第１の電極１１と複数の第２の電極２１とにそれぞれ、後述する駆動波形の駆動電圧を印加することで、液晶層３内での電界分布に偏りが生じる。これにより、例えば等価的に、図１（Ｂ）に示した円筒レンズ１３と同等のレンズ効果（屈折力）を発生させることができる。
【００１８】
［駆動波形の具体例］
（第１の駆動例）
図２（Ａ）は図１に示した液晶レンズアレイ素子を第１の駆動例で駆動した場合の電界分布（電位差分布）を模式的に示している。図２（Ａ）において、矢印が細く短いほど、電界の強さ（電位差）が弱く、逆に、矢印が太く長いほど、電界の強さ（電位差）が強いことを模式的に示す。また、図２（Ａ）では、第１の電極１１を電極Ｃ、第２の電極２１を構成する２つのライン電極を電極Ａ、電極Ｂとしている。図２（Ｂ）は第１の駆動例で駆動した場合に電極Ａに印加される駆動波形を示し、図２（Ｃ）は第１の駆動例で駆動した場合に電極Ｂに印加される駆動波形を示す。図２（Ｄ）は、第１の駆動例で駆動した場合における電極Ａと電極Ｂとの間の電位差を示している。なお、電極Ｃは一定の電位（グランド電位）とされている。
【００１９】
この第１の駆動例では、電極Ａと電極Ｂとにそれぞれ、振幅が±α（Ｖ）の矩形波の駆動電圧が印加されている。この第１の駆動例は、図２（Ｂ），（Ｃ）に示したように、電極Ａの駆動電圧に対して位相が４５°ずれた駆動電圧を、電極Ｂに印加した例を示している。この第１の駆動例では、図２（Ｄ）に示したように、電極Ａと電極Ｂとの間で逆相となる期間では電極Ａと電極Ｂとの間に２αＶの電位差が生じる。また同相となる期間では電極Ａと電極Ｂとの間の電位差が０Ｖとなる。
【００２０】
（第２の駆動例）
図３（Ａ）は図１に示した液晶レンズアレイ素子を第２の駆動例で駆動した場合の電界分布（電位差分布）を、図２（Ａ）と同様にして模式的に示している。図３（Ｂ）は第２の駆動例で駆動した場合に電極Ａに印加される駆動波形を示し、図３（Ｃ）は第２の駆動例で駆動した場合に電極Ｂに印加される駆動波形を示す。図３（Ｄ）は、第２の駆動例で駆動した場合における電極Ａと電極Ｂとの間の電位差を示している。なお、電極Ｃは一定の電位（グランド電位）とされている。
【００２１】
この第２の駆動例では、電極Ａと電極Ｂとにそれぞれ、振幅が±α（Ｖ）の矩形波の駆動電圧が印加されている。この第２の駆動例は、図３（Ｂ），（Ｃ）に示したように、電極Ａの駆動電圧に対して位相が９０°ずれた駆動電圧を、電極Ｂに印加した例を示している。この第２の駆動例では、図３（Ｄ）に示したように、電極Ａと電極Ｂとの間で逆相となる期間では電極Ａと電極Ｂとの間に２αＶの電位差が生じる。また同相となる期間では電極Ａと電極Ｂとの間の電位差が０Ｖとなる。この第２の駆動例では、上記第１の駆動例に比べて逆相となる期間が増えて、上記第１の駆動例に比べて水平方向の電界が強くなる。
【００２２】
（第３の駆動例）
図４（Ａ）は図１に示した液晶レンズアレイ素子を第３の駆動例で駆動した場合の電界分布（電位差分布）を、図２（Ａ）と同様にして模式的に示している。図４（Ｂ）は第３の駆動例で駆動した場合に電極Ａに印加される駆動波形を示し、図４（Ｃ）は第３の駆動例で駆動した場合に電極Ｂに印加される駆動波形を示す。図４（Ｄ）は、第３の駆動例で駆動した場合における電極Ａと電極Ｂとの間の電位差を示している。なお、電極Ｃは一定の電位（グランド電位）とされている。
【００２３】
この第３の駆動例では、電極Ａと電極Ｂとにそれぞれ、振幅が±α（Ｖ）の矩形波の駆動電圧が印加されている。この第３の駆動例は、図４（Ｂ），（Ｃ）に示したように、電極Ａの駆動電圧に対して位相が１８０°ずれた駆動電圧を、電極Ｂに印加した例を示している。この第３の駆動例では、図４（Ｄ）に示したように、電極Ａと電極Ｂとの間で逆相となる期間では電極Ａと電極Ｂとの間に２αＶの電位差が生じる。また同相となる期間では電極Ａと電極Ｂとの間の電位差が０Ｖとなる。この第３の駆動例では、上記第２の駆動例と比べても、逆相となる期間がさらに増えて、上記第１の駆動例および第２の駆動例に比べて水平方向の電界がさらに強くなる。この第３の駆動例のように位相のずれを１８０°にした場合には、水平方向の電界は最大となる。
【００２４】
以上の各駆動例から分かるように、電極Ａと電極Ｂとの間の位相差を変えることで、水平方向の電界分布を変えることができる。
【００２５】
なお、実際にある程度高い周波数で駆動した場合、その周波数で液晶分子が反応して実際に動いているわけではなく、液晶は誘起分極しているだけである。したがって、生じる電界の変化を積算した状態の電界分布で液晶の配列は落ち着くものと考えられる。したがって、図２〜図４に示すように位相差を変化させることで、水平方向の電界を調節することが可能となる。このとき、例えば水平方向の電界を強くしすぎると例えば図５に示すように、例えば図２０の理想的な電界分布とは異なりライン電極の横方向へ急峻に変化する電界分布となる。そのため垂直方向と水平方向の電界のバランスを調節し最適な電界分布を実現することが重要となる。なお、このとき当然、振幅も調整ファクターの１つとなる。
【００２６】
以上説明したように、本実施の形態に係る液晶レンズアレイ素子によれば、複数の第２の電極２１間に互いに位相差のある波形の駆動電圧を印加するようにしたので、対向する第１の電極１１と第２の電極２１との間だけでなく、複数の第２の電極２１間にも電位差を生じさせることができる。これにより、対向する方向だけでなく、平面方向（水平方向）に電界分布を調整することが可能となるので、多数の電極を用いたり、液晶セルの構造を複雑化することなく、電界分布をなだらかにしレンズ性能を向上させることが可能である。また、それにより液晶層の薄型化を含め液晶セルの薄型化が可能となり、コスト減や応答速度の高速化、低電圧駆動が可能となる。
【００２７】
［立体画像表示装置への適用例］
本実施の形態に係る液晶レンズアレイ素子は、例えば図６に示すようなレンチキュラ方式の立体画像表示装置に適用することが可能である。図６の立体画像表示装置は、レンチキュラレンズ１Ａと、画像表示素子２とを備えている。レンチキュラレンズ１Ａは、複数の視差分離部として機能する複数の分割レンズを有している。分割レンズは所定の方向に延在する円筒レンズ１３である。
【００２８】
画像表示素子２は、液晶表示パネル、エレクトリックルミナンス方式の表示パネル、またはプラズマディスプレイ等の２次元表示ディスプレイで構成されている。画像表示素子２の表示画面には、複数の画素が水平方向および垂直方向に２次元的に配列されると共に、１つの画素がｍ個（ｍは１以上の整数）のサブピクセルで構成されている。例えば、水平方向にＲ（赤色）のサブピクセルと、Ｇ（緑色）のサブピクセルと、Ｂ（青色）のサブピクセルとが交互に配列され、垂直方向には同一色のサブピクセルが配列されている。画像表示素子２には、複数の視点用の視差画像が、所定の配置パターンでサブピクセルごとに割り当てられて合成表示されるようになっている。
【００２９】
レンチキュラレンズ１Ａは、画像表示素子２に表示された視差合成画像に含まれる複数の視差画像を立体視が可能となるように複数の視点方向に分離するものであり、立体視を可能にするように画像表示素子２に対して所定の位置関係で対向配置されている。
【００３０】
レンチキュラレンズ１Ａは、特定の視点位置から画像表示素子２を観測したときに特定の視差画像のみが観察されるように、画像表示素子２の画面上の視差合成画像に含まれる複数の視差画像を分離するようになっている。レンチキュラレンズ１Ａの円筒レンズ１３と、画像表示素子２の各サブピクセルとの位置関係から、画像表示素子２の各サブピクセルより発せられた光の出射角度が制限される。画像表示素子２における各サブピクセルは、円筒レンズ１３との位置関係によって、表示される方向が異なることとなる。観察者の左右の眼１０Ｌ，１０Ｒには、異なるサブピクセルからの光線Ｌ３，Ｌ２が到達し、互いに視差のある画像を観察する状態となることで立体映像として知覚できる。
【００３１】
このような立体画像表示装置におけるレンチキュラレンズ１Ａを、本実施の形態に係る液晶レンズアレイ素子を用いた構成にすることが可能である。すなわち、図１（Ａ）の液晶レンズアレイ素子の構成で等価的に図１（Ｂ）に示したような円筒レンズ１３を形成することができるので、レンチキュラレンズ１Ａの円筒レンズ１３のレンズピッチに相当する間隔で第２の電極２１を多数並列配置することでレンチキュラレンズ１Ａと同等のレンズ効果を得ることができる。
【００３２】
＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態に係る液晶レンズアレイ素子について説明する。なお、上記第１の実施の形態に係る液晶レンズアレイ素子と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００３３】
本実施の形態に係る液晶レンズアレイ素子の構成は、図１（Ａ）と同様であるが、駆動方法が上記第１の実施の形態とは異なっている。上記第１の実施の形態では、第１の電極１１を一定電位とし、第２の電極２１を構成する２つのライン電極間の位相差を調整可能にしたが、本実施の形態では、第１の電極１１にも矩形波を印加することで、第１の電極１１と第２の電極２１との間の位相差も調整可能にしたものである。
【００３４】
［駆動波形の具体例］
（第１の駆動例）
図７（Ａ）は本実施の形態に係る液晶レンズアレイ素子を第１の駆動例で駆動した場合の電界分布（電位差分布）を、図２（Ａ）と同様にして模式的に示している。図７（Ｂ）は第１の駆動例で駆動した場合に電極Ａに印加される駆動波形を示し、図７（Ｃ）は第１の駆動例で駆動した場合に電極Ｂに印加される駆動波形を示す。図７（Ｄ）は、第１の駆動例で駆動した場合に電極Ｃに印加される駆動波形を示す。
【００３５】
この第１の駆動例では、電極Ｃに対して電極Ａに与える駆動波形の位相を９０°進ませ、電極Ｂに与える駆動波形の位相は９０°遅らせている。この場合、電極Ａと電極Ｂは完全に逆位相で水平方向に強い電界がかかり、垂直方向には水平方向の電界ほど強い電界はかからない。
【００３６】
（第２の駆動例）
図８（Ａ）は本実施の形態に係る液晶レンズアレイ素子を第２の駆動例で駆動した場合の電界分布（電位差分布）を、図２（Ａ）と同様にして模式的に示している。図８（Ｂ）は第２の駆動例で駆動した場合に電極Ａに印加される駆動波形を示し、図８（Ｃ）は第２の駆動例で駆動した場合に電極Ｂに印加される駆動波形を示す。図８（Ｄ）は、第２の駆動例で駆動した場合に電極Ｃに印加される駆動波形を示す。
【００３７】
この第２の駆動例では、電極Ｃに対して電極Ａに与える駆動波形の位相を１１２．５°進ませ、電極Ｂに与える駆動波形の位相は６７．５°遅らせている。この場合には、電極Ａと電極Ｂとの間には４５°の位相ずれしか生じないため、この場合は垂直方向が水平方向よりも強い電界がかかる。
【００３８】
（第３の駆動例）
図９（Ａ）は本実施の形態に係る液晶レンズアレイ素子を第３の駆動例で駆動した場合の電界分布（電位差分布）を、図２（Ａ）と同様にして模式的に示している。図９（Ｂ）は第３の駆動例で駆動した場合に電極Ａに印加される駆動波形を示し、図９（Ｃ）は第３の駆動例で駆動した場合に電極Ｂに印加される駆動波形を示す。図９（Ｄ）は、第３の駆動例で駆動した場合に電極Ｃに印加される駆動波形を示す。
【００３９】
この第３の駆動例では、電極Ｃに対して電極Ａに与える駆動波形の位相を２２．５°進ませ、電極Ｂに与える駆動波形の位相は２２．５°遅らせている。この場合には、垂直方向に比べれば水平方向に強い電界がかかるが、いずれの方向にも図７、図８の駆動例に比べて強い電界はかからない。
【００４０】
以上説明したように、本実施の形態に係る液晶レンズアレイ素子によれば、複数の第２の電極２１間だけでなく、第１の電極１１と第２の電極２１との間の位相差も調整可能にしたので、垂直方向と水平方向のそれぞれの電界分布を調節できる。
【００４１】
＜第３の実施の形態＞
次に、本発明の第３の実施の形態に係る液晶レンズアレイ素子について説明する。なお、上記第１および第２の実施の形態に係る液晶レンズアレイ素子と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００４２】
上記第１および第２の実施の形態では、図１（Ａ）に示したように第２の電極２１を２つのライン電極で構成した例を示したが、第２の電極２１を３つ以上のライン電極で構成することも可能である。例えば図１０に示したように、第２の電極２１を電極Ａ〜Ｆの６つのライン電極で構成してもよい。図１０の構成例では、電極Ａ〜Ｆに対向する第１の電極１１を電極Ｇとしている。なお、図１０には、各電極を図１１に示す第１の駆動例で駆動した場合の電界分布を、図２（Ａ）と同様にして模式的に示している。図１０の構成例では、電極Ａ〜Ｆの６つのライン電極と対向する電極Ｇとによって、例えば等価的に、図１（Ｂ）に示した１つの円筒レンズ１３と同等のレンズ効果（屈折力）を発生させることができる。
【００４３】
［駆動波形の具体例］
（第１の駆動例）
図１１（Ａ）〜（Ｇ）は、図１０の構成例での液晶レンズアレイ素子を第１の駆動例で駆動した場合に電極Ａ〜Ｆおよび電極Ｇの各電極に印加される駆動波形を示している。この第１の駆動例では、電極Ｇの駆動波形に対して電極Ａに与える駆動波形の位相を９０°進ませ、電極Ｆに与える駆動波形の位相を９０°遅らせている。また、電極Ｇの駆動波形に対して電極Ｂに与える駆動波形の位相を４５°進ませ、電極Ｅに与える駆動波形の位相を４５°遅らせ、電極Ｃに与える駆動波形の位相を２２．５°進ませ、電極Ｄに与える駆動波形の位相を２２．５°遅らせている。
【００４４】
図１２（Ａ）〜（Ｆ）は、図１０の構成例での液晶レンズアレイ素子を図１１の第１の駆動例で駆動した場合において、垂直方向の２つの電極間に発生する電位差を示している。具体的には、図１２（Ａ）は電極Ａと電極Ｇとの間に発生する電位差を示し、図１２（Ｂ）は電極Ｂと電極Ｇとの間に発生する電位差を示し、図１２（Ｃ）は電極Ｃと電極Ｇとの間に発生する電位差を示している。また、図１２（Ｄ）は電極Ｄと電極Ｇとの間に発生する電位差を示し、図１２（Ｅ）は電極Ｅと電極Ｇとの間に発生する電位差を示し、図１２（Ｆ）は電極Ｆと電極Ｇとの間に発生する電位差を示している。
【００４５】
図１３（Ａ）〜（Ｅ）は、図１０の構成例での液晶レンズアレイ素子を図１１の第１の駆動例で駆動した場合において、水平方向の２つの電極間に発生する電位差を示している。具体的には、図１３（Ａ）は電極Ａと電極Ｂとの間に発生する電位差を示し、図１３（Ｂ）は電極Ｂと電極Ｃとの間に発生する電位差を示し、図１３（Ｃ）は電極Ｃと電極Ｄとの間に発生する電位差を示している。また、図１３（Ｄ）は電極Ｄと電極Ｅとの間に発生する電位差を示し、図１３（Ｅ）は電極Ｅと電極Ｆとの間に発生する電位差を示している。
【００４６】
（第２の駆動例）
図１４は本実施の形態に係る液晶レンズアレイ素子を第２の駆動例で駆動した場合の電界分布（電位差分布）を、図２（Ａ）と同様にして模式的に示している。この第２の駆動例は、図１０の構成例に対して、図１４のように液晶層３の厚みが厚くなってしまった場合にも、各電極に印加する駆動波形を調整することで図１０の構成例と同等のレンズ効果が得られるようにしたものである。
【００４７】
図１５（Ａ）〜（Ｇ）は、図１４の構成例での液晶レンズアレイ素子を第２の駆動例で駆動した場合に電極Ａ〜Ｆおよび電極Ｇの各電極に印加される駆動波形を示している。この第２の駆動例によれば、液晶層３の厚みが厚くなってしまった場合にも、図１０の構成例において各電極を図１１の駆動波形で駆動した場合と同等のレンズ効果が得られる。各電極に印加される駆動波形には、図１１の各駆動波形に対して厚みの変化に応じた位相差が与えられている。
【００４８】
図１６（Ａ）〜（Ｆ）は、図１４の構成例での液晶レンズアレイ素子を図１５の第２の駆動例で駆動した場合において、垂直方向の２つの電極間に発生する電位差を示している。具体的には、図１６（Ａ）は電極Ａと電極Ｇとの間に発生する電位差を示し、図１６（Ｂ）は電極Ｂと電極Ｇとの間に発生する電位差を示し、図１６（Ｃ）は電極Ｃと電極Ｇとの間に発生する電位差を示している。また、図１６（Ｄ）は電極Ｄと電極Ｇとの間に発生する電位差を示し、図１６（Ｅ）は電極Ｅと電極Ｇとの間に発生する電位差を示し、図１６（Ｆ）は電極Ｆと電極Ｇとの間に発生する電位差を示している。
【００４９】
図１７（Ａ）〜（Ｅ）は、図１４の構成例での液晶レンズアレイ素子を図１５の第２の駆動例で駆動した場合において、水平方向の２つの電極間に発生する電位差を示している。具体的には、図１７（Ａ）は電極Ａと電極Ｂとの間に発生する電位差を示し、図１７（Ｂ）は電極Ｂと電極Ｃとの間に発生する電位差を示し、図１７（Ｃ）は電極Ｃと電極Ｄとの間に発生する電位差を示している。また、図１７（Ｄ）は電極Ｄと電極Ｅとの間に発生する電位差を示し、図１７（Ｅ）は電極Ｅと電極Ｆとの間に発生する電位差を示している。
【００５０】
＜その他の実施の形態＞
本発明は、上記各実施の形態の説明に限定されず種々の変形実施が可能である。
例えば、上記各実施の形態の説明では、駆動波形が矩形波である場合を例に説明したが、矩形波に限らず正弦波やのこぎり波などの波形での駆動に対しても同様の考え方で位相をずらして電界分布を調節することが可能である。
【００５１】
また、上記各実施の形態では、第１の基板１０上における第２の基板２０に対向する側（液晶層３側）に第１の電極１１が形成されているものとしたが、第１の基板１０上における第２の基板２０に対向しない側（液晶層３とは反対側）に第１の電極１１が形成されていても良い。同様に、第２の電極２１を、第２の基板２０上における第１の基板１０に対向する側（液晶層３側）ではなく、第２の基板２０上における第１の基板１０に対向しない側（液晶層３とは反対側）に形成するようにしても良い。
【符号の説明】
【００５２】
１…レンズアレイ素子、１Ａ…レンチキュラレンズ、２…画像表示素子、３…液晶層、１０Ｌ…左眼、１０Ｒ…右眼、１０…第１の基板、１１…第１の電極、１３…円筒レンズ（分割レンズ）、２０…第２の基板、２１…第２の電極。
【図１】
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【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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