画像制御装置、画像表示システム、電子機器
【課題】使用者の状況（例えば背丈）に応じた視認性のよい表示画像を実現する。
【解決手段】出射光が偏光した画像表示装置１と組み合わせて用いられる画像制御装置１００であって、画像表示装置１の前面側に配置される光学素子５と、画像表示装置１００の使用者の高さを検出するセンサ７と、センサ７によって検出された使用者の高さに応じた電圧で光学素子５を駆動する光学素子駆動部６を備える。光学素子５は、第１基板及び第２基板と、第１基板上に設けられ、光学素子駆動部６と接続された第１電極と、第１基板上に設けられたプリズムアレイと、第１電極及びプリズムアレイの上側に設けられた第１配向膜と、第２基板上に設けられ、光学素子駆動部６と接続された第２電極と、第２電極の上側に設けられた第２配向膜と、第１基板と第２基板の間に設けられた液晶層を有する。
【解決手段】出射光が偏光した画像表示装置１と組み合わせて用いられる画像制御装置１００であって、画像表示装置１の前面側に配置される光学素子５と、画像表示装置１００の使用者の高さを検出するセンサ７と、センサ７によって検出された使用者の高さに応じた電圧で光学素子５を駆動する光学素子駆動部６を備える。光学素子５は、第１基板及び第２基板と、第１基板上に設けられ、光学素子駆動部６と接続された第１電極と、第１基板上に設けられたプリズムアレイと、第１電極及びプリズムアレイの上側に設けられた第１配向膜と、第２基板上に設けられ、光学素子駆動部６と接続された第２電極と、第２電極の上側に設けられた第２配向膜と、第１基板と第２基板の間に設けられた液晶層を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種機器における表示画像の視角方向を自在に制御するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、ファクシミリ機などの電子機器には、通常、操作状況（例えば、複写枚数、送信先番号等）などの情報を表示するための表示パネルが備わっている。多くの場合、複写機等の表示パネルは、その設置角度を８°程度に設定されている場合が多い。このように表示パネルを傾斜させることで、使用者が一般の大人である場合には表示パネルによる表示画像が見やすくなる。
【０００３】
ところで、昨今ではいわゆるユニバーサルデザインが求められており、使用者がどのような人であっても使いやすい電子機器が望まれている。ところが、電子機器に備わる表示パネルは多くの場合において固定式であり、設置角度を自由に変更することはできない。このため、上記のように一般の大人を想定して表示パネルの設置角度が設定されていると、背丈の低い子供あるいは車椅子に乗っている人などが使用者となった場合には、表示パネルの表示画像が視認しづらい状況となる。特に、表示パネルが液晶表示パネルである場合には上記したような大人以外の使用者にとってはその目線が低いことから表示画像が反転して見えてしまう等、不都合が顕著となる。
【０００４】
これに対して、表示パネルの設置角度を自在に変えられる機構に関する先行例がいくつか提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。しかしながら、これらの特許文献に開示される各先行例はいずれも機械的な構成であるチルト機構を用いるものであるため、表示パネルの構成が複雑化、大型化するという不都合がある。また、機械的な構成を用いることでコスト増を招き、あるいはメンテナンスが煩雑になるという不都合もある。さらに、使用者自身が表示パネルを動かす必要があるから、全ての使用者にとって使いやすいとはいい難い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭５５−１３７１６９号公報
【特許文献２】特開平６−３１８２８９号公報
【特許文献３】特開２０００−２１４７８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明に係る具体的態様は、上記課題を解決し、使用者の状況（例えば背丈）に応じた視認性のよい表示画像を実現する技術を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る一態様の画像制御装置は、出射光が偏光した画像表示装置（例えば液晶表示装置）と組み合わせて用いられる画像制御装置であって、（ａ）前記画像表示装置の前面側に配置される光学素子と、（ｂ）前記画像表示装置の使用者の高さを検出するセンサと、（ｃ）前記センサによって検出された前記使用者の高さに応じた電圧で前記光学素子を駆動する光学素子駆動部を含んで構成される。前記光学素子は、（ｄ）相互に対向配置される第１基板及び第２基板と、（ｅ）前記第１基板上に設けられ、前記光学素子駆動部と接続された第１電極と、（ｆ）前記第１基板上に設けられたプリズムアレイと、（ｇ）前記第１電極及び前記プリズムアレイの上側に設けられた第１配向膜と、（ｈ）前記第２基板上に設けられ、前記光学素子駆動部と接続された第２電極と、（ｉ）前記第２電極の上側に設けられた第２配向膜と、（ｊ）前記第１基板の前記第１配向膜と前記第２基板の前記第２配向膜の間に設けられた液晶層を有する。
【０００８】
上記の画像制御装置においては、第１電極および第２電極を介して液晶層に電圧を印加することにより液晶分子の配列を変化させたときに、液晶層の屈折率が変化する。このとき、微少な斜面を有するプリズムアレイと液晶層との界面を透過する光の屈折角を変化させることができる。この作用に基づき、液晶層へ印加する電圧の大きさを適宜設定することにより、光学素子を介して視認される画像表示装置の表示画像の視角方向を自在に制御することができる。そして、液晶層へ印加する電圧はセンサによって検出された使用者の高さに応じて設定されるので、使用者の状況（例えば背丈）に応じた視認性のよい表示画像を実現することができる。また、機械的な作動部を有しないので構造の複雑化、大型化およびコスト増を招くことなく、かつ煩雑なメンテナンスも不要となる。さらに、使用者自身が表示パネルを動かす必要がないので、全ての使用者にとって使いやすい。
【０００９】
上記の画像制御装置において、前記光学素子は、前記第１配向膜に施された配向処理の方向を前記画像表示装置の前記出射光の偏光方向を略平行にして配置されていることが好ましい。
【００１０】
画像表示装置からの出射光の偏光方向と、光学素子における第１配向膜への配向処理の方向とを揃えることにより、光の利用効率が高まるので、表示画像の透過率（すなわち光量）の低下を抑制することができる。
【００１１】
上記の画像制御装置において、前記光学素子は、前記第１基板側を前記画像表示装置の前面側と密着して配置されていることも好ましい。
【００１２】
それにより、画像表示装置による表示画像のぼけ（鮮明さの低下）を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態の画像表示システムの構成を示すブロック図である。
【図２】画像表示システムの設置状態の一例を示す模式的な側面図である。
【図３】光学素子の構造を示す模式的な断面図である。
【図４】プリズムアレイの模式的な斜視図である。
【図５】画像表示パネルの出射光の偏光方向と光学素子における配向処理の方向との関係を説明するための図である。
【図６】光学素子による画像制御の様子を説明するための図である。
【図７】光学素子の他の構造を示す模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１５】
図１は、一実施形態の画像表示システムの構成を示すブロック図である。図１に示す画像表示システム１００は、液晶表示パネル１、液晶駆動部２、タッチパネル駆動部３、タッチパネル４、光学素子５、光学素子駆動部６およびセンサ７を含んで構成されている。なお、少なくとも光学素子５、光学素子駆動部６およびセンサ７を含んで「画像制御装置」が構成され、液晶表示パネル１と液晶駆動部２により「液晶表示装置」が構成されている。
【００１６】
図２は、画像表示システム１００の設置例を示す模式図である。画像表示システム１００は、例えば複写機やファクシミリ機などの電子機器２００に組み込まれ、電子機器２００の作動状態を表す画像を表示するための表示部として用いられる。このとき、液晶表示パネル１と光学素子５は、使用者３００に画像が視認されやすいように各々水平方向から傾けて配置され（例えば８°程度）、かつ液晶表示パネル１よりも光学素子５のほうが上側（光出射側）となるように配置される。なお、図２ではタッチパネル４の図示を省略している。センサ７は、電子機器２００の使用者３００の高さ（背丈）を検出し得るように、例えば電子機器２００の前面側などに適宜設置される。
【００１７】
液晶表示パネル１は、液晶駆動部２から与えられる画像信号に基づいて画像（動画又は静止画）を表示する。この液晶表示パネル１としては、例えばバックライトと偏光板を使った液晶表示パネルが用いられる。
【００１８】
タッチパネル４は、液晶表示パネル１および光学素子５の前面に配置され、タッチパネル駆動部３に駆動されることにより、使用者による操作指示を入力するために用いられる。
【００１９】
光学素子５は、外観上ほぼ透明な薄板状の素子であり、液晶表示パネル１の前面側に配置される。この光学素子５は、光学素子駆動部６から供給される駆動信号に応じて、液晶表示パネル１から出射される光の状態を自在に制御する。それにより、使用者３００において視認される表示画像の視角方向を自在に制御できる。この光学素子５は、図１等に示すように液晶表示パネル１の前面側と密着させて配置されることが好ましい。なお、本実施形態の光学素子５は一般的な液晶素子とは異なり偏光板が不要であるため原理的に高透過率である。具体的には、光学素子自体の透過率として９０％以上が見込まれ、光学素子５の表面に反射防止コート（ＡＲコート）を施した場合には９５％以上の透過率が見込まれる。
【００２０】
センサ７は、電子機器２００を用いる使用者３００の高さを検出する。このセンサ７は、例えば指向性を持った複数の赤外線センサを用いて構成することができる。例えば、複数の赤外線センサを一方向に配列し、いずれの赤外線センサによって赤外線が検出されたかにより使用者３００の高さを検出できる。ここでいう「高さ」とは、本質的には使用者３００の視線の高さであり、実用上は、例えば背丈である。この「高さ」は、センサ７の位置、液晶表示パネル１の位置あるいは電子機器２００の位置などを基準とした相対的な高さとして捉えてもよいし、使用者３００が居る基準面（床面）からの絶対的な高さと捉えてもよい。
【００２１】
次に、図３に沿って光学素子５の構造を詳細に説明する。なお、図３においては便宜上、一部構成を除いてハッチング記載を省略する（後述する図面においても同様）。図３に示す本実施形態の光学素子５は、第１基板５１、第１電極５２、プリズムアレイ５３、第１配向膜５４、第２基板５５、第２電極５６、第２配向膜５７、液晶層５８を含んで構成される。
【００２２】
第１基板５１および第２基板５５は、相互に対向配置されており、それぞれ例えばガラス基板、プラスチック基板等の透明基板である。第１基板５１と第２基板５５との相互間には、例えば多数のスペーサー（粒状体）が分散して配置されており（図示せず）、それらのスペーサーによって第１基板５１と第２基板５５との相互間隔が保たれる。
【００２３】
第１電極５２は、第１基板５１の一面側に設けられている。同様に、第２電極５６は、第２基板５５の一面側に設けられている。第１電極５２および第２電極５６、それぞれ、例えばインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）などの透明導電膜を用いて構成される。例えば本実施形態では、第１電極５２、第２電極５６ともに、基板一面に形成されている。なお、第１電極５２、第２電極５６は、適宜パターニングされていてもよい。
【００２４】
プリズムアレイ５３は、複数の微少な傾斜状の突起形状(プリズム)を一方向に配列して構成されている。プリズムアレイ５３の模式的な斜視図を図４に示す。図示のように各プリズムの断面形状は直角三角形（例えば頂角４５°、底角が４５°と９０°）である。また、各プリズムの配置ピッチＰは例えば２０μｍ程度、高さｔは例えば２０μｍ程度である。図４に示すように、プリズムアレイ５３は、上面から見るとスリット形状に形成されている。このプリズムアレイ５３は、例えば耐熱性および密着性に優れた樹脂材料を成形することにより得られる。プリズムアレイ５３の成形方法の詳細については後述する。
【００２５】
第１配向膜５４は、第１基板５１の一面側に、第１電極５２およびプリズムアレイ５３を覆うようにして設けられている。また、第２配向膜５７は、第２基板５５の一面側に、第２電極５６を覆うようにして設けられている。本実施形態においては、第１配向膜５４および第２配向膜５７として、液晶層５８の液晶分子の初期状態（電圧無印加時）における配向状態を水平配向状態に規制するもの（水平配向膜）が用いられている。これらの第１配向膜５４、第２配向膜５７に対しては、所定の表面処理（ラビング処理、光配向処理等）が施されている。
【００２６】
液晶層５８は、第１基板５１の一面と第２基板５５の一面の相互間に設けられている。本実施形態においては、誘電率異方性Δεが正（Δε＞０）のネマティック液晶材料を用いて液晶層５８が構成されている。液晶層５８に図示された太線は、液晶層５８内の液晶分子を模式的に示したものである。電圧無印加時における液晶分子は、第１基板５１および第２基板５５の各基板面に対して所定のプレティルト角を有してほぼ水平に配向する。
【００２７】
図５は、液晶表示パネル１からの出射光の偏光方向と、光学素子５における配向処理の方向との関係を説明するための図である。図示のように、本実施形態の液晶表示パネル１は、出射側偏光板を通過した出射光が方向ａ１に偏光している。図示の例では、液晶表示パネル１の左右方向を基準として４５°の方向に出射光が偏光している。これに対して、第１基板５１は、第１配向膜５４へ施された配向処理の方向ａ２が上記した出射光の偏光方向ａ１と略平行になるように配置されている。図示の例では、配向処理の方向ａ２は、プリズムアレイ５３の各プリズムの長手方向（延在方向）ａ３との間で略４５°に設定されている。また、第２基板５５は、第２配向膜５７へ施された配向処理の方向ａ４が上記した第１基板５１の配向処理の方向ａ２との間でアンチパラレルの関係になるように配置されている。
【００２８】
ここで、第１基板５１の配向処理の方向ａ２を液晶表示パネル１の出射光の偏光方向ａ１と略平行とすることによる利点について説明する。通常、液晶層５８の液晶分子は、細長い形状を有しており、ある方向の偏光（液晶分子の長軸方向）は曲げることができるが、ある方向の偏光はそのまま透過する。したがって、液晶表示パネル１からの出射光の偏光方向ａ１と、光学素子５において液晶表装置側１に配置される第１基板５１に施される配向処理の方向ａ２とが平行になるように配置することにより、原理的には、出射光の全成分を曲げることができる。すなわち、光の利用効率が高くなる。これに対して、例えば液晶表示パネル１からの出射光の偏光方向ａ１と光学素子５における配向処理の方向ａ２が４５°になるように配置した場合には、原理的に、出射光のうち約１／２の成分は曲げられるが残りの成分は制御することができなくなる。さらに、偏光方向ａ１と配向処理の方向ａ２とが直交するように配置した場合には、原理的に、光学素子５によって液晶表示パネル１の出射光を制御することができなくなる。したがって、液晶表示パネル１からの出射光の偏光方向ａ１と、光学素子５における配向処理の方向ａ２とが略平行になるように配置することがより望ましいといえる。なお、プリズムアレイ５３の各プリズムの長手方向ａ３については、表示画像全体をどちらの方向に移動させるかという点では考慮する必要があるが、表示画像を移動可能かという点ではどの方向に設定しても影響がない。
【００２９】
次に、図６に沿って本実施形態の画像表示システム１００の動作を説明する。光学素子５の第１電極５２および第２電極５６を用いて液晶層５８に電圧を印加すると、印加した電圧の大きさに応じて光学素子５を介して観察される液晶表示パネル１の表示画像の視角方向を自在に制御できる。例えば、電圧無印加時において画像表示システム１００によって形成される表示画像の視角方向が図６（Ａ）に白抜き矢印で示すように液晶表示パネル１の出射面に対する垂線方向であるとする。これに対して、光学素子５に電圧を印加することにより液晶表示パネル１からの出射光の進行方向を制御することで、図６（Ｂ）に白抜き矢印で示すように表示画像の視角方向を変えることができる。
【００３０】
これは、第１電極５２および第２電極５６を介して液晶層５８に電圧を印加することにより液晶分子の配列が変化し、それにより液晶層５８の屈折率値が変化するため、複数の微少な傾斜状の突起形状であるプリズムアレイ５３と液晶層５８との界面を透過する光の屈折角が変化するためである（スネルの法則）。屈折角の大きさは、プリズムアレイ５３の形状や液晶層５８の屈折率異方性の値等により一概にいえないが、諸条件を調整することにより現状で１８°程度までの屈折角を実現し得ることが確認できている。この屈折角は、光学素子５へ印加される電圧に応じて連続的に変化させることができる。したがって、センサ７によって検出される使用者の高さに応じて光学素子駆動部６から光学素子５へ供給される電圧を変化させることで、種々の使用者に対してその使用者の状況に応じた見やすい表示画像を実現することができる。
【００３１】
例えば、複写機などの電子機器の表示部は、コスト面の要請等によりＳＴＮ（超ねじれネマティック）型の液晶表示パネルを用いて構成されている場合が多い。ＳＴＮ型の液晶表示パネルは安価で高精細なドットマトリクス表示を実現できる優れた表示方式であるが、比較的に視角が狭いという問題がある。例えば、上記した図２に示したように、使用者３００として一般の大人を想定して電子機器２００の表示部が水平方向から８°程度傾けて設置されているとする。この場合に、使用者３００が一般の大人であれば光学素子５を作動させなくとも液晶表示パネル１による表示画像を良好に視認することができる。しかし、使用者３００が子供等であり、その視点が相対的に低い場合には、液晶表示パネル１による表示画像の白黒が反転して見え、あるいは表示コントラストが低くなるなど、表示画像を良好に視認することができない。このときに、使用者３００の高さに応じた電圧を光学素子５へ印加することによって表示画像の視角方向を変えることで、使用者３００が子供等であっても液晶表示パネル１の表示画像を正面から見たときと同様の良好な視認状態を得られる。
【００３２】
次に、光学素子５の製造方法の一例について詳述する。
【００３３】
まず、第１基板５１および第２基板５５として用いるためのガラス基板を用意する。これらのガラス基板としては、予めＩＴＯ（インジウム錫酸化物）などの透明導電材料からなる導電膜を有するものがより好ましい。例えば、厚さが１５００ÅのＩＴＯ膜を有し、板厚が０．７ｍｍ、ガラス材質が無アルカリガラスである一対のガラス基板を用意する。第１基板５１、第２基板５５のそれぞれについて、ＩＴＯ膜を適宜パターニングすることにより、第１電極５２、第２電極５６を形成する。
【００３４】
次に、第１基板５１の第１電極５２上にプリズムアレイ５３を形成する。ここでは、断面が三角形状であり、そのピッチＰが２０ミクロン、高さｔが約２０μｍ、頂角４５°、底角が４５°と９０°であり、上面から見るとスリット形状を有する金型（全体の大きさが例えば横６０ｍｍ×縦６０ｍｍ）を用いてプリズムアレイ５３を形成する。
【００３５】
具体的には、第１基板５１上に光硬化性樹脂を滴下し、その上に金型を置き、かつ第１基板５１の裏面側を厚手の石英基板等で補強した状態でプレスを行う。プレス後にある程度の時間（例えば１分間以上）だけ放置し、光硬化性樹脂材料を十分に広げた後、第１基板５１側から光を照射することで光硬化性樹脂材料を硬化させる。光の照射量は光硬化性樹脂材料が硬化するのに十分な値を適宜に設定する。ここで、一般にプリズム用材料は耐熱性が低く、プリズムアレイ５３上に第１配向膜５４を形成する際の熱処理（例えば１８０℃以上）により特性が劣化してしまう場合が多い。これに対して、本実施形態では、熱処理前後での透過率特性の低下がほとんど生じない光硬化性（例えば紫外線硬化性）のアクリル系樹脂材料を用いる。光硬化性樹脂材料の屈折率は例えば１．５１程度である。
【００３６】
以上により第１基板５１上に透明樹脂膜からなるプリズムアレイ５３が形成される。その後、このプリズムアレイ５３が形成された第１基板５１を洗浄機により洗浄する。洗浄は、例えば、アルカリ洗剤を用いたブラシ洗浄、純水洗浄、エアーブロー、紫外線（ＵＶ）照射、赤外線（ＩＲ）乾燥の順に行うことができるがこれに限定されない。高圧スプレー洗浄やプラズマ洗浄などを行ってもよい。
【００３７】
次いで、プリズムアレイ５３が形成された第１基板５１に第１配向膜５４を形成する。同様に、第２基板５５に第２配向膜５７を形成する。ここでは例えばポリイミドを配向膜として用いる。フレキソ印刷法、インクジェット法、スピンコート法、スリットコート法、スリット法とスピンコート法の組みあわせ等の適宜の方法で配向膜材料を第１基板５１上、第２基板５５上にそれぞれ適当な膜厚（例えば８００Å程度）で塗布し、熱処理（例えば１８０℃で１．５時間の焼成）を行う。そして、熱処理によって得られた第１配向膜５４、第２配向膜５７のそれぞれに対して配向処理を行う。この配向処理は、第１基板５１と第２基板５５とを重ね合わせたときに各基板上の液晶分子の配向方向がアンチパラレル配向になるように行う。また、配向処理は、第１配向膜５４への配向処理の方向がプリズムアレイ５３の各プリズムの延在方向に対して４５°となるようにする。
【００３８】
ここでは配向処理として、例えばラビング処理を行うが、光配向処理等の配向処理であってもよいし、複数種の配向処理を組み合わせてもよい。例えば、第１基板５１に対しては光配向処理を行い、第２基板５５にはラビング処理を行うなどの組み合わせが考えられる。第１基板５１に対して光配向処理を施す場合には、例えば紫外線を偏光した光を第１基板５１に対して法線方向から照射する方法を用いることができる。このときの紫外線は、第１基板５１に対しては垂直方向から照射しているが、プリズムアレイ５３の各プリズムの斜面部分に対しては相対的に４５°傾いた方向から照射しているに等しいことになる。露光に用いる偏光フィルタの波長は例えば３１０ｎｍである。
【００３９】
次いで、一方の基板（例えば第１基板５１）上に、ギャップコントロール剤を適量（例えば２〜５ｗｔ％）含んだメインシール剤を形成する。メインシール剤の形成は、例えばスクリーン印刷やディスペンサーによる。また、ギャップコントロール剤の径は、プリズムアレイ５３のベース層とプリズムの高さを含め、液晶層５８の厚さが５〜３５μｍ程度となるように材料を選ぶことができる。本実施形態では、ギャップコントロール剤としてその径が４５μｍのプラスチックボールを用いる。また、他方の基板（例えば第２基板５５）上にはギャップコントロール剤を散布する。例えば本実施形態では、２１μｍのプラスチックボールを乾式のギャップ散布機によって散布する。
【００４０】
次いで、第１基板５１と第２基板５５とを重ね合わせ、プレス機などで圧力を一定に加えた状態で熱処理することにより、メインシール剤を硬化させる。ここでは、例えば１５０℃で３時間の熱処理を行う。その後、第１基板５１と第２基板５５の間隙に液晶材料を充填することにより液晶層５８を形成する。液晶材料の充填は、例えば真空注入法によって行う。本実施形態では、誘電率異方性△εが正、屈折率異方性Δｎが０．２１２（ｎｅ＝１．７１６、ｎｏ＝１．５０４）の液晶材料を用いる。液晶材料の注入後、その注入口にエンドシール剤を塗布し封止する。そして、封止後に適宜熱処理（例えば１２０℃で１時間）を行うことにより、液晶層５８の液晶分子の配向状態を整える。以上のようにして本実施形態の光学素子５が得られる。
【００４１】
次に、光学素子５の他の構成例について図７に沿って説明する。図７に示す光学素子５ａは、第１基板５１、第１電極５２ａ、プリズムアレイ５３ａ、第１配向膜５４ａ、第２基板５５、第２電極５６、第２配向膜５７、液晶層５８を含んで構成される。上述した図３に示した光学素子５では第１電極５２の上側にプリズムアレイ５３が配置されていたが、図７に示す例の光学素子５ａはプリズムアレイ５３ａ上に第１電極５２ａが配置されている点が構造上の相違である。上記したような高い耐熱性を有する樹脂材料を用いて形成されたプリズムアレイ５３ａ上であれば、本例のようにプリズムアレイ５３ａの上側にＩＴＯ等の透明導電材料からなる第１電極５２ａを設けることもできる。なお、図示を省略するがプリズムアレイ５３ａと第１電極５２ａとの間に両者の密着性をより向上させるための酸化珪素（ＳｉＯ２）膜が設けられていることも好ましい。
【００４２】
図７に例示する光学素子５ａにおいては、第１基板５１上の第１電極５２ａと液晶層５８との間にプリズムアレイ５３ａが存在することなく、第１電極５２ａから直接的に液晶層５８へ電圧を印加できることから、光学素子５ａを駆動するための電圧をより低下させることが可能になる。また、図３に示した光学素子５、図７に示した光学素子５ａのいずれについても、第１電極、第２電極の一方または双方がストライプ状（短冊状）などの形状にパターニングされていてもよい。それにより、表示画像の視角方向を変化させる領域と変化させない領域を設定することが可能となる。例えば、表示画像の一部は視角方向を変化させ、他の一部は視角方向を変化させないことにより表示画像の反転状態を部分的に制御できるので、それを利用して電子機器２００の異常等を強調表示することもできる。
【００４３】
なお、本発明は上述した各実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。
【００４４】
例えば、上記した実施形態では画像表示装置の一例として液晶表示装置を示していたが、これに限定されない。本発明における画像表示装置は、出射される光が偏光しているものであればよく、例えば、単色タイプで外観が鏡面になっていない有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置等を用いることもできる。
【００４５】
また、上記した実施形態における液晶層は水平配向に規制されていたが、９０°捩れ配向等の配向モードとしてもよい。また、液晶層にカイラル剤を添加することなどにより液晶分子の配列方向を変えてもよい。また、液晶層を形成する際の手法は真空注入にのみ限定されず、ＯＤＦ法を用いてもよい。
【００４６】
また、プリズムアレイの断面形状は、上記した三角形状にのみ限定されない。断面形状は、例えば正弦波（サインカーブ）状でもよい。また、プリズムアレイの上面形状は、上記したストライプ状にのみ限定されない。上面形状は、例えば格子状、同心円状、楕円状、フレネルレンズ状、ドット状などでもよい。さらに、プリズムアレイの各プリズムの長手方向と配向処理の方向とを４５°にしていたが、角度はこれに限定されず適宜設定できる。
【００４７】
また、上記した実施形態においては電子機器の一例として複写機、ファクシミリ機を挙げていたが、これらは例示に過ぎない。本発明は、表示部を備える電子機器一般に対して適用することが可能である。例えば、車載用の画像表示装置に適用し、搭乗者の身長（座高）に応じて表示画像の視角方向を制御するのも好ましい態様の１つである。
【００４８】
また、上記した実施形態では光学素子を画像表示装置の前面側に配置していたが、光学素子を画像表示装置の後面側に配置してもよい。ただし、視角特性の制御性という観点では光学素子を前面側に配置するほうがより好ましいといえる。
【符号の説明】
【００４９】
１：液晶表示パネル（ＬＣＤ）
２：液晶駆動部
３：タッチパネル駆動部
４：タッチパネル
５、５ａ：光学素子
６：光学素子駆動部
７：センサ
５１：第１基板
５２、５２ａ：第１電極
５３、５３ａ：プリズムアレイ
５４、５４ａ：第１配向膜
５５：第２基板
５６：第２電極
５７：第２配向膜
５８：液晶層
１００：画像表示システム
２００：電子機器
３００：使用者
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種機器における表示画像の視角方向を自在に制御するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、ファクシミリ機などの電子機器には、通常、操作状況（例えば、複写枚数、送信先番号等）などの情報を表示するための表示パネルが備わっている。多くの場合、複写機等の表示パネルは、その設置角度を８°程度に設定されている場合が多い。このように表示パネルを傾斜させることで、使用者が一般の大人である場合には表示パネルによる表示画像が見やすくなる。
【０００３】
ところで、昨今ではいわゆるユニバーサルデザインが求められており、使用者がどのような人であっても使いやすい電子機器が望まれている。ところが、電子機器に備わる表示パネルは多くの場合において固定式であり、設置角度を自由に変更することはできない。このため、上記のように一般の大人を想定して表示パネルの設置角度が設定されていると、背丈の低い子供あるいは車椅子に乗っている人などが使用者となった場合には、表示パネルの表示画像が視認しづらい状況となる。特に、表示パネルが液晶表示パネルである場合には上記したような大人以外の使用者にとってはその目線が低いことから表示画像が反転して見えてしまう等、不都合が顕著となる。
【０００４】
これに対して、表示パネルの設置角度を自在に変えられる機構に関する先行例がいくつか提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。しかしながら、これらの特許文献に開示される各先行例はいずれも機械的な構成であるチルト機構を用いるものであるため、表示パネルの構成が複雑化、大型化するという不都合がある。また、機械的な構成を用いることでコスト増を招き、あるいはメンテナンスが煩雑になるという不都合もある。さらに、使用者自身が表示パネルを動かす必要があるから、全ての使用者にとって使いやすいとはいい難い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭５５−１３７１６９号公報
【特許文献２】特開平６−３１８２８９号公報
【特許文献３】特開２０００−２１４７８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明に係る具体的態様は、上記課題を解決し、使用者の状況（例えば背丈）に応じた視認性のよい表示画像を実現する技術を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る一態様の画像制御装置は、出射光が偏光した画像表示装置（例えば液晶表示装置）と組み合わせて用いられる画像制御装置であって、（ａ）前記画像表示装置の前面側に配置される光学素子と、（ｂ）前記画像表示装置の使用者の高さを検出するセンサと、（ｃ）前記センサによって検出された前記使用者の高さに応じた電圧で前記光学素子を駆動する光学素子駆動部を含んで構成される。前記光学素子は、（ｄ）相互に対向配置される第１基板及び第２基板と、（ｅ）前記第１基板上に設けられ、前記光学素子駆動部と接続された第１電極と、（ｆ）前記第１基板上に設けられたプリズムアレイと、（ｇ）前記第１電極及び前記プリズムアレイの上側に設けられた第１配向膜と、（ｈ）前記第２基板上に設けられ、前記光学素子駆動部と接続された第２電極と、（ｉ）前記第２電極の上側に設けられた第２配向膜と、（ｊ）前記第１基板の前記第１配向膜と前記第２基板の前記第２配向膜の間に設けられた液晶層を有する。
【０００８】
上記の画像制御装置においては、第１電極および第２電極を介して液晶層に電圧を印加することにより液晶分子の配列を変化させたときに、液晶層の屈折率が変化する。このとき、微少な斜面を有するプリズムアレイと液晶層との界面を透過する光の屈折角を変化させることができる。この作用に基づき、液晶層へ印加する電圧の大きさを適宜設定することにより、光学素子を介して視認される画像表示装置の表示画像の視角方向を自在に制御することができる。そして、液晶層へ印加する電圧はセンサによって検出された使用者の高さに応じて設定されるので、使用者の状況（例えば背丈）に応じた視認性のよい表示画像を実現することができる。また、機械的な作動部を有しないので構造の複雑化、大型化およびコスト増を招くことなく、かつ煩雑なメンテナンスも不要となる。さらに、使用者自身が表示パネルを動かす必要がないので、全ての使用者にとって使いやすい。
【０００９】
上記の画像制御装置において、前記光学素子は、前記第１配向膜に施された配向処理の方向を前記画像表示装置の前記出射光の偏光方向を略平行にして配置されていることが好ましい。
【００１０】
画像表示装置からの出射光の偏光方向と、光学素子における第１配向膜への配向処理の方向とを揃えることにより、光の利用効率が高まるので、表示画像の透過率（すなわち光量）の低下を抑制することができる。
【００１１】
上記の画像制御装置において、前記光学素子は、前記第１基板側を前記画像表示装置の前面側と密着して配置されていることも好ましい。
【００１２】
それにより、画像表示装置による表示画像のぼけ（鮮明さの低下）を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態の画像表示システムの構成を示すブロック図である。
【図２】画像表示システムの設置状態の一例を示す模式的な側面図である。
【図３】光学素子の構造を示す模式的な断面図である。
【図４】プリズムアレイの模式的な斜視図である。
【図５】画像表示パネルの出射光の偏光方向と光学素子における配向処理の方向との関係を説明するための図である。
【図６】光学素子による画像制御の様子を説明するための図である。
【図７】光学素子の他の構造を示す模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１５】
図１は、一実施形態の画像表示システムの構成を示すブロック図である。図１に示す画像表示システム１００は、液晶表示パネル１、液晶駆動部２、タッチパネル駆動部３、タッチパネル４、光学素子５、光学素子駆動部６およびセンサ７を含んで構成されている。なお、少なくとも光学素子５、光学素子駆動部６およびセンサ７を含んで「画像制御装置」が構成され、液晶表示パネル１と液晶駆動部２により「液晶表示装置」が構成されている。
【００１６】
図２は、画像表示システム１００の設置例を示す模式図である。画像表示システム１００は、例えば複写機やファクシミリ機などの電子機器２００に組み込まれ、電子機器２００の作動状態を表す画像を表示するための表示部として用いられる。このとき、液晶表示パネル１と光学素子５は、使用者３００に画像が視認されやすいように各々水平方向から傾けて配置され（例えば８°程度）、かつ液晶表示パネル１よりも光学素子５のほうが上側（光出射側）となるように配置される。なお、図２ではタッチパネル４の図示を省略している。センサ７は、電子機器２００の使用者３００の高さ（背丈）を検出し得るように、例えば電子機器２００の前面側などに適宜設置される。
【００１７】
液晶表示パネル１は、液晶駆動部２から与えられる画像信号に基づいて画像（動画又は静止画）を表示する。この液晶表示パネル１としては、例えばバックライトと偏光板を使った液晶表示パネルが用いられる。
【００１８】
タッチパネル４は、液晶表示パネル１および光学素子５の前面に配置され、タッチパネル駆動部３に駆動されることにより、使用者による操作指示を入力するために用いられる。
【００１９】
光学素子５は、外観上ほぼ透明な薄板状の素子であり、液晶表示パネル１の前面側に配置される。この光学素子５は、光学素子駆動部６から供給される駆動信号に応じて、液晶表示パネル１から出射される光の状態を自在に制御する。それにより、使用者３００において視認される表示画像の視角方向を自在に制御できる。この光学素子５は、図１等に示すように液晶表示パネル１の前面側と密着させて配置されることが好ましい。なお、本実施形態の光学素子５は一般的な液晶素子とは異なり偏光板が不要であるため原理的に高透過率である。具体的には、光学素子自体の透過率として９０％以上が見込まれ、光学素子５の表面に反射防止コート（ＡＲコート）を施した場合には９５％以上の透過率が見込まれる。
【００２０】
センサ７は、電子機器２００を用いる使用者３００の高さを検出する。このセンサ７は、例えば指向性を持った複数の赤外線センサを用いて構成することができる。例えば、複数の赤外線センサを一方向に配列し、いずれの赤外線センサによって赤外線が検出されたかにより使用者３００の高さを検出できる。ここでいう「高さ」とは、本質的には使用者３００の視線の高さであり、実用上は、例えば背丈である。この「高さ」は、センサ７の位置、液晶表示パネル１の位置あるいは電子機器２００の位置などを基準とした相対的な高さとして捉えてもよいし、使用者３００が居る基準面（床面）からの絶対的な高さと捉えてもよい。
【００２１】
次に、図３に沿って光学素子５の構造を詳細に説明する。なお、図３においては便宜上、一部構成を除いてハッチング記載を省略する（後述する図面においても同様）。図３に示す本実施形態の光学素子５は、第１基板５１、第１電極５２、プリズムアレイ５３、第１配向膜５４、第２基板５５、第２電極５６、第２配向膜５７、液晶層５８を含んで構成される。
【００２２】
第１基板５１および第２基板５５は、相互に対向配置されており、それぞれ例えばガラス基板、プラスチック基板等の透明基板である。第１基板５１と第２基板５５との相互間には、例えば多数のスペーサー（粒状体）が分散して配置されており（図示せず）、それらのスペーサーによって第１基板５１と第２基板５５との相互間隔が保たれる。
【００２３】
第１電極５２は、第１基板５１の一面側に設けられている。同様に、第２電極５６は、第２基板５５の一面側に設けられている。第１電極５２および第２電極５６、それぞれ、例えばインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）などの透明導電膜を用いて構成される。例えば本実施形態では、第１電極５２、第２電極５６ともに、基板一面に形成されている。なお、第１電極５２、第２電極５６は、適宜パターニングされていてもよい。
【００２４】
プリズムアレイ５３は、複数の微少な傾斜状の突起形状(プリズム)を一方向に配列して構成されている。プリズムアレイ５３の模式的な斜視図を図４に示す。図示のように各プリズムの断面形状は直角三角形（例えば頂角４５°、底角が４５°と９０°）である。また、各プリズムの配置ピッチＰは例えば２０μｍ程度、高さｔは例えば２０μｍ程度である。図４に示すように、プリズムアレイ５３は、上面から見るとスリット形状に形成されている。このプリズムアレイ５３は、例えば耐熱性および密着性に優れた樹脂材料を成形することにより得られる。プリズムアレイ５３の成形方法の詳細については後述する。
【００２５】
第１配向膜５４は、第１基板５１の一面側に、第１電極５２およびプリズムアレイ５３を覆うようにして設けられている。また、第２配向膜５７は、第２基板５５の一面側に、第２電極５６を覆うようにして設けられている。本実施形態においては、第１配向膜５４および第２配向膜５７として、液晶層５８の液晶分子の初期状態（電圧無印加時）における配向状態を水平配向状態に規制するもの（水平配向膜）が用いられている。これらの第１配向膜５４、第２配向膜５７に対しては、所定の表面処理（ラビング処理、光配向処理等）が施されている。
【００２６】
液晶層５８は、第１基板５１の一面と第２基板５５の一面の相互間に設けられている。本実施形態においては、誘電率異方性Δεが正（Δε＞０）のネマティック液晶材料を用いて液晶層５８が構成されている。液晶層５８に図示された太線は、液晶層５８内の液晶分子を模式的に示したものである。電圧無印加時における液晶分子は、第１基板５１および第２基板５５の各基板面に対して所定のプレティルト角を有してほぼ水平に配向する。
【００２７】
図５は、液晶表示パネル１からの出射光の偏光方向と、光学素子５における配向処理の方向との関係を説明するための図である。図示のように、本実施形態の液晶表示パネル１は、出射側偏光板を通過した出射光が方向ａ１に偏光している。図示の例では、液晶表示パネル１の左右方向を基準として４５°の方向に出射光が偏光している。これに対して、第１基板５１は、第１配向膜５４へ施された配向処理の方向ａ２が上記した出射光の偏光方向ａ１と略平行になるように配置されている。図示の例では、配向処理の方向ａ２は、プリズムアレイ５３の各プリズムの長手方向（延在方向）ａ３との間で略４５°に設定されている。また、第２基板５５は、第２配向膜５７へ施された配向処理の方向ａ４が上記した第１基板５１の配向処理の方向ａ２との間でアンチパラレルの関係になるように配置されている。
【００２８】
ここで、第１基板５１の配向処理の方向ａ２を液晶表示パネル１の出射光の偏光方向ａ１と略平行とすることによる利点について説明する。通常、液晶層５８の液晶分子は、細長い形状を有しており、ある方向の偏光（液晶分子の長軸方向）は曲げることができるが、ある方向の偏光はそのまま透過する。したがって、液晶表示パネル１からの出射光の偏光方向ａ１と、光学素子５において液晶表装置側１に配置される第１基板５１に施される配向処理の方向ａ２とが平行になるように配置することにより、原理的には、出射光の全成分を曲げることができる。すなわち、光の利用効率が高くなる。これに対して、例えば液晶表示パネル１からの出射光の偏光方向ａ１と光学素子５における配向処理の方向ａ２が４５°になるように配置した場合には、原理的に、出射光のうち約１／２の成分は曲げられるが残りの成分は制御することができなくなる。さらに、偏光方向ａ１と配向処理の方向ａ２とが直交するように配置した場合には、原理的に、光学素子５によって液晶表示パネル１の出射光を制御することができなくなる。したがって、液晶表示パネル１からの出射光の偏光方向ａ１と、光学素子５における配向処理の方向ａ２とが略平行になるように配置することがより望ましいといえる。なお、プリズムアレイ５３の各プリズムの長手方向ａ３については、表示画像全体をどちらの方向に移動させるかという点では考慮する必要があるが、表示画像を移動可能かという点ではどの方向に設定しても影響がない。
【００２９】
次に、図６に沿って本実施形態の画像表示システム１００の動作を説明する。光学素子５の第１電極５２および第２電極５６を用いて液晶層５８に電圧を印加すると、印加した電圧の大きさに応じて光学素子５を介して観察される液晶表示パネル１の表示画像の視角方向を自在に制御できる。例えば、電圧無印加時において画像表示システム１００によって形成される表示画像の視角方向が図６（Ａ）に白抜き矢印で示すように液晶表示パネル１の出射面に対する垂線方向であるとする。これに対して、光学素子５に電圧を印加することにより液晶表示パネル１からの出射光の進行方向を制御することで、図６（Ｂ）に白抜き矢印で示すように表示画像の視角方向を変えることができる。
【００３０】
これは、第１電極５２および第２電極５６を介して液晶層５８に電圧を印加することにより液晶分子の配列が変化し、それにより液晶層５８の屈折率値が変化するため、複数の微少な傾斜状の突起形状であるプリズムアレイ５３と液晶層５８との界面を透過する光の屈折角が変化するためである（スネルの法則）。屈折角の大きさは、プリズムアレイ５３の形状や液晶層５８の屈折率異方性の値等により一概にいえないが、諸条件を調整することにより現状で１８°程度までの屈折角を実現し得ることが確認できている。この屈折角は、光学素子５へ印加される電圧に応じて連続的に変化させることができる。したがって、センサ７によって検出される使用者の高さに応じて光学素子駆動部６から光学素子５へ供給される電圧を変化させることで、種々の使用者に対してその使用者の状況に応じた見やすい表示画像を実現することができる。
【００３１】
例えば、複写機などの電子機器の表示部は、コスト面の要請等によりＳＴＮ（超ねじれネマティック）型の液晶表示パネルを用いて構成されている場合が多い。ＳＴＮ型の液晶表示パネルは安価で高精細なドットマトリクス表示を実現できる優れた表示方式であるが、比較的に視角が狭いという問題がある。例えば、上記した図２に示したように、使用者３００として一般の大人を想定して電子機器２００の表示部が水平方向から８°程度傾けて設置されているとする。この場合に、使用者３００が一般の大人であれば光学素子５を作動させなくとも液晶表示パネル１による表示画像を良好に視認することができる。しかし、使用者３００が子供等であり、その視点が相対的に低い場合には、液晶表示パネル１による表示画像の白黒が反転して見え、あるいは表示コントラストが低くなるなど、表示画像を良好に視認することができない。このときに、使用者３００の高さに応じた電圧を光学素子５へ印加することによって表示画像の視角方向を変えることで、使用者３００が子供等であっても液晶表示パネル１の表示画像を正面から見たときと同様の良好な視認状態を得られる。
【００３２】
次に、光学素子５の製造方法の一例について詳述する。
【００３３】
まず、第１基板５１および第２基板５５として用いるためのガラス基板を用意する。これらのガラス基板としては、予めＩＴＯ（インジウム錫酸化物）などの透明導電材料からなる導電膜を有するものがより好ましい。例えば、厚さが１５００ÅのＩＴＯ膜を有し、板厚が０．７ｍｍ、ガラス材質が無アルカリガラスである一対のガラス基板を用意する。第１基板５１、第２基板５５のそれぞれについて、ＩＴＯ膜を適宜パターニングすることにより、第１電極５２、第２電極５６を形成する。
【００３４】
次に、第１基板５１の第１電極５２上にプリズムアレイ５３を形成する。ここでは、断面が三角形状であり、そのピッチＰが２０ミクロン、高さｔが約２０μｍ、頂角４５°、底角が４５°と９０°であり、上面から見るとスリット形状を有する金型（全体の大きさが例えば横６０ｍｍ×縦６０ｍｍ）を用いてプリズムアレイ５３を形成する。
【００３５】
具体的には、第１基板５１上に光硬化性樹脂を滴下し、その上に金型を置き、かつ第１基板５１の裏面側を厚手の石英基板等で補強した状態でプレスを行う。プレス後にある程度の時間（例えば１分間以上）だけ放置し、光硬化性樹脂材料を十分に広げた後、第１基板５１側から光を照射することで光硬化性樹脂材料を硬化させる。光の照射量は光硬化性樹脂材料が硬化するのに十分な値を適宜に設定する。ここで、一般にプリズム用材料は耐熱性が低く、プリズムアレイ５３上に第１配向膜５４を形成する際の熱処理（例えば１８０℃以上）により特性が劣化してしまう場合が多い。これに対して、本実施形態では、熱処理前後での透過率特性の低下がほとんど生じない光硬化性（例えば紫外線硬化性）のアクリル系樹脂材料を用いる。光硬化性樹脂材料の屈折率は例えば１．５１程度である。
【００３６】
以上により第１基板５１上に透明樹脂膜からなるプリズムアレイ５３が形成される。その後、このプリズムアレイ５３が形成された第１基板５１を洗浄機により洗浄する。洗浄は、例えば、アルカリ洗剤を用いたブラシ洗浄、純水洗浄、エアーブロー、紫外線（ＵＶ）照射、赤外線（ＩＲ）乾燥の順に行うことができるがこれに限定されない。高圧スプレー洗浄やプラズマ洗浄などを行ってもよい。
【００３７】
次いで、プリズムアレイ５３が形成された第１基板５１に第１配向膜５４を形成する。同様に、第２基板５５に第２配向膜５７を形成する。ここでは例えばポリイミドを配向膜として用いる。フレキソ印刷法、インクジェット法、スピンコート法、スリットコート法、スリット法とスピンコート法の組みあわせ等の適宜の方法で配向膜材料を第１基板５１上、第２基板５５上にそれぞれ適当な膜厚（例えば８００Å程度）で塗布し、熱処理（例えば１８０℃で１．５時間の焼成）を行う。そして、熱処理によって得られた第１配向膜５４、第２配向膜５７のそれぞれに対して配向処理を行う。この配向処理は、第１基板５１と第２基板５５とを重ね合わせたときに各基板上の液晶分子の配向方向がアンチパラレル配向になるように行う。また、配向処理は、第１配向膜５４への配向処理の方向がプリズムアレイ５３の各プリズムの延在方向に対して４５°となるようにする。
【００３８】
ここでは配向処理として、例えばラビング処理を行うが、光配向処理等の配向処理であってもよいし、複数種の配向処理を組み合わせてもよい。例えば、第１基板５１に対しては光配向処理を行い、第２基板５５にはラビング処理を行うなどの組み合わせが考えられる。第１基板５１に対して光配向処理を施す場合には、例えば紫外線を偏光した光を第１基板５１に対して法線方向から照射する方法を用いることができる。このときの紫外線は、第１基板５１に対しては垂直方向から照射しているが、プリズムアレイ５３の各プリズムの斜面部分に対しては相対的に４５°傾いた方向から照射しているに等しいことになる。露光に用いる偏光フィルタの波長は例えば３１０ｎｍである。
【００３９】
次いで、一方の基板（例えば第１基板５１）上に、ギャップコントロール剤を適量（例えば２〜５ｗｔ％）含んだメインシール剤を形成する。メインシール剤の形成は、例えばスクリーン印刷やディスペンサーによる。また、ギャップコントロール剤の径は、プリズムアレイ５３のベース層とプリズムの高さを含め、液晶層５８の厚さが５〜３５μｍ程度となるように材料を選ぶことができる。本実施形態では、ギャップコントロール剤としてその径が４５μｍのプラスチックボールを用いる。また、他方の基板（例えば第２基板５５）上にはギャップコントロール剤を散布する。例えば本実施形態では、２１μｍのプラスチックボールを乾式のギャップ散布機によって散布する。
【００４０】
次いで、第１基板５１と第２基板５５とを重ね合わせ、プレス機などで圧力を一定に加えた状態で熱処理することにより、メインシール剤を硬化させる。ここでは、例えば１５０℃で３時間の熱処理を行う。その後、第１基板５１と第２基板５５の間隙に液晶材料を充填することにより液晶層５８を形成する。液晶材料の充填は、例えば真空注入法によって行う。本実施形態では、誘電率異方性△εが正、屈折率異方性Δｎが０．２１２（ｎｅ＝１．７１６、ｎｏ＝１．５０４）の液晶材料を用いる。液晶材料の注入後、その注入口にエンドシール剤を塗布し封止する。そして、封止後に適宜熱処理（例えば１２０℃で１時間）を行うことにより、液晶層５８の液晶分子の配向状態を整える。以上のようにして本実施形態の光学素子５が得られる。
【００４１】
次に、光学素子５の他の構成例について図７に沿って説明する。図７に示す光学素子５ａは、第１基板５１、第１電極５２ａ、プリズムアレイ５３ａ、第１配向膜５４ａ、第２基板５５、第２電極５６、第２配向膜５７、液晶層５８を含んで構成される。上述した図３に示した光学素子５では第１電極５２の上側にプリズムアレイ５３が配置されていたが、図７に示す例の光学素子５ａはプリズムアレイ５３ａ上に第１電極５２ａが配置されている点が構造上の相違である。上記したような高い耐熱性を有する樹脂材料を用いて形成されたプリズムアレイ５３ａ上であれば、本例のようにプリズムアレイ５３ａの上側にＩＴＯ等の透明導電材料からなる第１電極５２ａを設けることもできる。なお、図示を省略するがプリズムアレイ５３ａと第１電極５２ａとの間に両者の密着性をより向上させるための酸化珪素（ＳｉＯ２）膜が設けられていることも好ましい。
【００４２】
図７に例示する光学素子５ａにおいては、第１基板５１上の第１電極５２ａと液晶層５８との間にプリズムアレイ５３ａが存在することなく、第１電極５２ａから直接的に液晶層５８へ電圧を印加できることから、光学素子５ａを駆動するための電圧をより低下させることが可能になる。また、図３に示した光学素子５、図７に示した光学素子５ａのいずれについても、第１電極、第２電極の一方または双方がストライプ状（短冊状）などの形状にパターニングされていてもよい。それにより、表示画像の視角方向を変化させる領域と変化させない領域を設定することが可能となる。例えば、表示画像の一部は視角方向を変化させ、他の一部は視角方向を変化させないことにより表示画像の反転状態を部分的に制御できるので、それを利用して電子機器２００の異常等を強調表示することもできる。
【００４３】
なお、本発明は上述した各実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。
【００４４】
例えば、上記した実施形態では画像表示装置の一例として液晶表示装置を示していたが、これに限定されない。本発明における画像表示装置は、出射される光が偏光しているものであればよく、例えば、単色タイプで外観が鏡面になっていない有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置等を用いることもできる。
【００４５】
また、上記した実施形態における液晶層は水平配向に規制されていたが、９０°捩れ配向等の配向モードとしてもよい。また、液晶層にカイラル剤を添加することなどにより液晶分子の配列方向を変えてもよい。また、液晶層を形成する際の手法は真空注入にのみ限定されず、ＯＤＦ法を用いてもよい。
【００４６】
また、プリズムアレイの断面形状は、上記した三角形状にのみ限定されない。断面形状は、例えば正弦波（サインカーブ）状でもよい。また、プリズムアレイの上面形状は、上記したストライプ状にのみ限定されない。上面形状は、例えば格子状、同心円状、楕円状、フレネルレンズ状、ドット状などでもよい。さらに、プリズムアレイの各プリズムの長手方向と配向処理の方向とを４５°にしていたが、角度はこれに限定されず適宜設定できる。
【００４７】
また、上記した実施形態においては電子機器の一例として複写機、ファクシミリ機を挙げていたが、これらは例示に過ぎない。本発明は、表示部を備える電子機器一般に対して適用することが可能である。例えば、車載用の画像表示装置に適用し、搭乗者の身長（座高）に応じて表示画像の視角方向を制御するのも好ましい態様の１つである。
【００４８】
また、上記した実施形態では光学素子を画像表示装置の前面側に配置していたが、光学素子を画像表示装置の後面側に配置してもよい。ただし、視角特性の制御性という観点では光学素子を前面側に配置するほうがより好ましいといえる。
【符号の説明】
【００４９】
１：液晶表示パネル（ＬＣＤ）
２：液晶駆動部
３：タッチパネル駆動部
４：タッチパネル
５、５ａ：光学素子
６：光学素子駆動部
７：センサ
５１：第１基板
５２、５２ａ：第１電極
５３、５３ａ：プリズムアレイ
５４、５４ａ：第１配向膜
５５：第２基板
５６：第２電極
５７：第２配向膜
５８：液晶層
１００：画像表示システム
２００：電子機器
３００：使用者
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出射光が偏光した画像表示装置と組み合わせて用いられる画像制御装置であって、
前記画像表示装置の前面側に配置される光学素子と、
前記画像表示装置の使用者の高さを検出するセンサと、
前記センサによって検出された前記使用者の高さに応じた電圧で前記光学素子を駆動する光学素子駆動部を含み、
前記光学素子は、
相互に対向配置される第１基板及び第２基板と、
前記第１基板上に設けられ、前記光学素子駆動部と接続された第１電極と、
前記第１基板上に設けられたプリズムアレイと、
前記第１電極及び前記プリズムアレイの上側に設けられた第１配向膜と、
前記第２基板上に設けられ、前記光学素子駆動部と接続された第２電極と、
前記第２電極の上側に設けられた第２配向膜と、
前記第１基板の前記第１配向膜と前記第２基板の前記第２配向膜の間に設けられた液晶層を有する、
画像制御装置。
【請求項２】
前記光学素子は、前記第１配向膜に施された配向処理の方向を前記画像表示装置の前記出射光の偏光方向を略平行にして配置されている、請求項１に記載の画像制御装置。
【請求項３】
前記光学素子は、前記第１基板側を前記画像表示装置の前面側と密着して配置されている、請求項１又は２に記載の画像制御装置。
【請求項４】
前記画像表示装置が液晶表示装置である、請求項１〜３の何れか１項に記載の画像制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載の画像制御装置と画像表示装置を備える画像表示システム。
【請求項６】
請求項５に記載の画像表示システムを表示部として備える電子機器。
【請求項１】
出射光が偏光した画像表示装置と組み合わせて用いられる画像制御装置であって、
前記画像表示装置の前面側に配置される光学素子と、
前記画像表示装置の使用者の高さを検出するセンサと、
前記センサによって検出された前記使用者の高さに応じた電圧で前記光学素子を駆動する光学素子駆動部を含み、
前記光学素子は、
相互に対向配置される第１基板及び第２基板と、
前記第１基板上に設けられ、前記光学素子駆動部と接続された第１電極と、
前記第１基板上に設けられたプリズムアレイと、
前記第１電極及び前記プリズムアレイの上側に設けられた第１配向膜と、
前記第２基板上に設けられ、前記光学素子駆動部と接続された第２電極と、
前記第２電極の上側に設けられた第２配向膜と、
前記第１基板の前記第１配向膜と前記第２基板の前記第２配向膜の間に設けられた液晶層を有する、
画像制御装置。
【請求項２】
前記光学素子は、前記第１配向膜に施された配向処理の方向を前記画像表示装置の前記出射光の偏光方向を略平行にして配置されている、請求項１に記載の画像制御装置。
【請求項３】
前記光学素子は、前記第１基板側を前記画像表示装置の前面側と密着して配置されている、請求項１又は２に記載の画像制御装置。
【請求項４】
前記画像表示装置が液晶表示装置である、請求項１〜３の何れか１項に記載の画像制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載の画像制御装置と画像表示装置を備える画像表示システム。
【請求項６】
請求項５に記載の画像表示システムを表示部として備える電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１８５４４４（Ｐ２０１２−１８５４４４Ａ）
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５０１４１（Ｐ２０１１−５０１４１）
【出願日】平成２３年３月８日（２０１１．３．８）
【出願人】（０００００２３０３）スタンレー電気株式会社 (2,684)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月８日（２０１１．３．８）
【出願人】（０００００２３０３）スタンレー電気株式会社 (2,684)
【Ｆターム（参考）】
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