CN108474978A - 光学器件以及带配光功能的窗 - Google Patents

Abstract

光学器件(1)具备具有透光性的第1基板(10)、与第1基板(10)对置且具有透光性的第2基板(20)、配置在第1基板(10)和第2基板(20)之间并将入射了的光进行配光的配光层(30)、以及配置在第2基板(20)的与第1基板(10)侧相反的一侧的面或第1基板(10)的与第2基板(20)侧相反的一侧的面的光学元件(40)，配光层(30)具有包含双折射材料的光学介质部(31)和凹凸构造部(32)，光学元件(40)具有使偏光方向不同的第1偏光及第2偏光中的至少一方的光量降低的光特性。

Description

光学器件以及带配光功能的窗

技术领域

本发明涉及光学器件以及具备该光学器件的带配光功能的窗。

背景技术

一种能够将从室外入射的太阳光等外光的行进方向改变而将该外光向室内导入的光学器件已被提出。

例如，专利文献1中公开了能够通过贴附于窗而将入射的太阳光的行进方向改变并向室内引导的采光膜。专利文献1所公开的采光膜具备第1基材、多个采光部、空隙部、第1粘接层、第2基材、第2粘接层和光散射层，通过将入射到采光部的光在采光部的下侧面使其全反射而向斜上方行进或者用光散射层使其散射，从而使抑制了炫光的光向室内的天花板面等照射。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2015/056736号

发明要解决的课题

对于以往的光学器件而言，由于能够使太阳光等外光弯折而向室内的天花板面照射，因此能够使室内照度提高。由此，能够使室内的照明器具熄灭或抑制照明器具的光输出，从而能够实现节能化。

但是，对于以往的光学器件而言，在使外光向天花板面照射的情况下、即进行配光控制以使外光弯折的情况下，有无法从室内看到室外的景色这样的课题。特别是，对于专利文献1所记载的光学器件而言，利用了作为空气层的空隙部和由树脂构成的多个采光部之间的凹凸界面处的反射，在光散射层的作用下始终发生光的散射而出现白浊。因此，虽然能够使室内明亮，但是无法从室内之中看到外面的景色，因此丧失了窗本来的能够看到外面的功能。

因此，研究了一种光学器件，其代替空气层而具备填充了作为双折射材料的液晶的层和与其相接的凹凸层。双折射材料具有双折射性(2个折射率)，因此通过预先使一方的折射率与凹凸层的折射率一致而P偏光发生透明化，另一方的折射率与凹凸层的折射率不同，因此对于S偏光，朝向天花板面配光。

该情况下，来自外面的景色的反射光中的P偏光透过光学器件进入到位于室内的人的眼中，从而即使使用光学器件也能够从室内当中观察外面的景色，不会丧失窗本来的能看到外面的功能。

但是，若使采用了这样的光学器件的太阳光配光而向室内入射，则虽然太阳光的S偏光能够朝向天花板面配光，但对于太阳光的P偏光不能使其配光。因此，P偏光朝向地面直线透过光学器件，所以位于室内的窗边的人感觉晃眼。

这样，对于以往的光学器件而言，虽然能够对入射光进行配光，但由于入射光中包含偏光方向不同的多个偏光，因此有该入射光的多个偏光中的某一个向不希望的场所行进这样的课题。例如，有未被配光的入射光原样地直线透过光学器件而使光照射到不希望的场所的情况。

发明内容

本发明是为了解决上述课题而做出的，其目的在于提供能够将包含偏光方向不同的第1偏光及第2偏光的入射光以希望的方式进行配光控制并且使光向规定的位置照射的光学器件以及带配光功能的窗。

用于解决课题的手段

为了达到上述目的，本发明的光学器件的一形态为，具备：第1基板，具有透光性；第2基板，与上述第1基板对置，具有透光性；配光层，配置在上述第1基板与上述第2基板之间，将入射了的光进行配光；以及光学元件，配置在上述第2基板的与上述第1基板侧相反的一侧的面或上述第1基板的与上述第2基板侧相反的一侧的面；上述配光层具有包含双折射材料的光学介质部、和凹凸构造部；上述光学元件具有使偏光方向不同的第1偏光及第2偏光中的至少一方的光量降低的光特性。

此外，本发明的带配光功能的窗的一形态为，具备上述的光学器件和贴合有上述光学器件的窗。

发明效果

根据本发明，能够将包含偏光方向不同的第1偏光及第2偏光的入射光以希望的方式进行配光控制并且使光照射到规定的位置。

附图说明

图1是实施方式1的光学器件的剖面图。

图2是实施方式1的光学器件的放大剖面图。

图3A是用于说明实施方式1的光学器件是透明状态时的光学作用的图。

图3B是用于说明实施方式1的光学器件是配光状态时的光学作用的图。

图4A是表示比较例的光学器件的使用例的图。

图4B是表示实施方式1的光学器件的使用例的图。

图5是实施方式1的变形例1的光学器件的放大剖面图。

图6是实施方式1的变形例2的光学器件的放大剖面图。

图7是实施方式1的变形例3的光学器件的放大剖面图。

图8是实施方式1的变形例4的光学器件的放大剖面图。

图9是实施方式2的光学器件的放大剖面图。

图10是实施方式3的光学器件的放大剖面图。

具体实施方式

以下，说明本发明的实施方式。另外，以下说明的实施方式均表示本发明的优选的一具体例。从而，以下的实施方式所示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置以及连接方式等是一例，而不意欲限定本发明。因此，对于以下的实施方式的构成要素中的、没有被记载在表示本发明的最上位概念的独立权利要求中的构成要素，作为任意的构成要素来说明。

各图是示意图，不一定是严密地图示出的图。从而，各图中比例尺等不一定一致。在各图中，对于实质上相同的结构赋予相同的标号，重复的说明进行省略或简略化。

此外，在本说明书以及附图中，X轴、Y轴及Z轴表示三维正交坐标系的三轴，本实施方式中设Z轴方向为铅垂方向，设与Z轴垂直的方向(平行于XY平面的方向)为水平方向。X轴及Y轴是相互正交且均与Z轴正交的轴。另外，设Z轴方向的正向为铅垂下方。此外，在本说明书中，所谓“厚度方向”是指光学器件的厚度方向，是与第1基板及第2基板的主面垂直的方向，所谓“平面视”是指从与第1基板或第2基板的主面垂直的方向观察。

(实施方式1)

首先，对于实施方式1的光学器件1的结构，使用图1及图2来说明。图1是实施方式1的光学器件1的剖面图。图2是该光学器件1的放大剖面图，示出了图1的虚线所包围的区域II的放大剖面图。

光学器件1是控制向光学器件1入射的光的光控制器件。具体来说，光学器件1是能够将向光学器件1入射的光的行进方向改变(即配光)而使光出射的配光元件。

如图1及图2所示，光学器件1具备第1基板10、第2基板20、配光层30、光学元件40、第1电极50和第2电极60。另外，在第1电极50的配光层30侧的面，设有用于使第1电极50和配光层30的凹凸构造部32紧贴的紧贴层70，但也可以不设置紧贴层70。

光学器件1构成为，在一对第1基板10与第2基板20之间，沿厚度方向依次配置有第1电极50、紧贴层70、配光层30、第2电极60。

以下，参照图1及图2，对光学器件1的各构成部件详细说明。

[第1基板，第2基板]

图1及图2所示的第1基板10及第2基板20是具有透光性的透光性基板。作为第1基板10及第2基板20，能够使用例如玻璃基板或树脂基板。作为玻璃基板的材料，可以举出钠玻璃(soda glass)、无碱玻璃或高折射率玻璃等。作为树脂基板的材料，可以举出聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、丙烯酸(PMMA)或环氧等树脂材料。玻璃基板具有光透过率高且水分的透过性低的优点。另一方面，树脂基板具有损坏时的飞溅少的优点。第1基板10和第2基板20可以由相同的材料构成，也可以由不同的材料构成，优选由相同的材料构成。此外，第1基板10及第2基板20不限定于硬质基板，也可以是具有可挠性的柔性基板。在本实施方式中，第1基板10及第2基板20是由PET树脂构成的透明树脂基板。

第2基板20是与第1基板10对置的对置基板，配置在与第1基板10对置的位置。第1基板10和第2基板20被在彼此的端部外周形成为边框状的粘接剂等密封树脂粘接。

另外，第1基板10及第2基板20的平面视形状例如是正方形或长方形的矩形，但不限于此，也可以是圆形或四边形以外的多边形，可以采用任意的形状。

[配光层]

如图1及图2所示，配光层30配置在第1基板10和第2基板20之间。配光层30具有透光性，使入射的光透过。此外，配光层30对入射的光进行配光。即，配光层30将穿过配光层30时的光的行进方向改变。

配光层30具有包含双折射材料的光学介质部31、和凹凸构造部32。光学介质部31的双折射材料例如是包含具有双折射性的液晶分子31a的液晶。作为这样的液晶，例如能够使用液晶分子31a由棒状分子构成的向列型液晶或胆甾型液晶等。此外，具有双折射性的液晶分子31a例如寻常光折射率(no)为1.5，非常光折射率(ne)为1.7。

凹凸构造部32是由微米级尺寸或纳米级尺寸的多个凸部32a构成的凹凸构造体。各凸部32a的高度例如是100nm～100μm，但不限于此。此外，相邻的凸部32a的间隔例如是0～100μm，但不限于此。

多个凸部32a分别具有相对于厚度方向以规定的倾斜角倾斜的倾斜面。凸部32a的倾斜面是凸部32a与光学介质部31的界面。入射到配光层30中的光在凸部32a的倾斜面处根据凸部32a与光学介质部31的折射率差而全反射或不反射地原样透过。即，凸部32a的倾斜面作为光反射面(全反射面)或光透过面发挥功能。

多个凸部32a分别形成为条状。具体来说，多个凸部32a分别是相同的形状，沿着Z轴方向等间隔地排列。各凸部32a是剖面形状为梯形且沿着X轴方向延伸的长条状的大致四棱柱形状。

作为凸部32a的材料，例如能够使用丙烯酸树脂、环氧树脂或硅树脂等具有光透过性的树脂材料。凸部32a例如能够通过模制成型或纳米压印等形成。作为一例，凸部32a是折射率为1.5的丙烯酸树脂。

本实施方式中，光学介质部31通过被施加电场而作为可视光区域的折射率可调整的折射率调整层发挥功能。具体来说，光学介质部31由于由具备具有电场响应性的液晶分子31a的液晶构成，因此通过对配光层30施加电场，液晶分子31a的取向状态变化而光学介质部31的折射率变化。

通过向第1电极50及第2电极60施加电压，配光层30被施加电场。因而，通过控制向第1电极50及第2电极60施加的电压从而施加于配光层30的电场变化，由此，液晶分子31a的取向状态变化而光学介质部31的折射率变化。即，通过向第1电极50及第2电极60施加电压，从而光学介质部31的折射率变化。通过电场的变化，光学介质部31变化为与凹凸构造部32(凸部32a)的折射率相同的值或相近的值的折射率、以及与凹凸构造部32(凸部32a)的折射率的折射率差较大的折射率这两种折射率。

通过该光学介质部31的折射率的变化，光学器件1的光学作用变化，能够使入射光不弯折地透过或使入射光弯折地透过。这样，光学器件1是利用电场来控制凹凸构造部32(凸部32a)与光学介质部31的折射率匹配从而能够使光学作用变化的主动(active)型的光学控制器件。

具体来说，光学器件1能够根据光学介质部31的折射率的变化而变化为透明状态(透明模式)和配光状态(配光模式)，所述透明状态是不使行进方向变化而使入射光原样透过的状态，所述配光状态是使行进方向变化(即配光)而使入射光透过的状态。具体来说，在光学介质部31和凹凸构造部32(凸部32a)的折射率差较小(例如光学介质部31的折射率与凸部32a的折射率相同或相近)的情况下，配光层30成为透明状态。另一方面，在光学介质部31和凹凸构造部32(凸部32a)的折射率差较大的情况下，配光层30成为配光状态。

作为一例，在凸部32a的折射率为1.5的情况下，能够使不被施加电场时(即透明状态的情况)的光学介质部31的折射率为1.5、使被施加电场时(即配光状态的情况)的光学介质部31的折射率为约1.7。

此时，在凸部32a的折射率为1.5的情况下，作为光学介质部31的材料，能够采用包含折射率(寻常光折射率)为1.5的液晶分子31a的液晶。该情况下，对第1电极50及第2电极60不施加电压时的光学介质部31的折射率成为1.5。另一方面，对第1电极50及第2电极60施加了电压时的光学介质部31的折射率成为1.7。此外，通过电压施加时的光学介质部31与凸部32a的折射率差(＝0.2)，能够在光学介质部31与凹凸构造部32的界面(即凸部32a的倾斜面)使入射到光学器件1的光全反射而使行进方向变化。即，能够使光学器件1为配光状态。

另外，光学介质部31可以通过交流电力而被施加电场，也可以通过直流电力而被施加电场。在交流电力的情况下，电压波形可以是正弦波也可以是矩形波。

[光学元件]

如图1及图2所示，光学元件40配置在第2基板20的与第1基板10侧相反的一侧的面上。光学元件40例如是片状，设置在第2基板20的整个面。

光学元件40具有使偏光方向不同的第1偏光及第2偏光中的至少一方的光量降低的光特性。第1偏光及第2偏光是彼此偏光方向正交的光，例如，第1偏光是S偏光(S波)，第2偏光是P偏光(P波)。

本实施方式中，光学元件40是偏光板，具有使S偏光及P偏光中的仅一方的光量降低的光特性。例如，作为偏光板的光学元件40具有使S偏光及P偏光中的仅一方透过、而使另一方不透过的光特性。具体来说，光学元件40是具有通过仅吸收P偏光而将P偏光拦截(cut)的光特性的偏光板。

另外，偏光板能够由包含例如二向色性色素的材料构成。该情况下，偏光板的光的吸收量能够通过二向色性色素的含有量等来调整。此外，作为偏光板所含有的吸收材料，能够采用例如黑色颜料。

[第1电极，第2电极]

如图1及图2所示，第1电极50及第2电极60在电气上成对，构成为能够对配光层30施加电场。另外，第1电极50和第2电极60不光在电气上成对还在配置上成对，以对置的方式配置。具体来说，第1电极50及第2电极60夹着配光层30而配置。

第1电极50及第2电极60具有光透过性，使入射的光透过。第1电极50及第2电极60是例如透明导电层。作为透明导电层的材料，能够采用ITO(Indium Tin Oxide)或IZO(Indium Zinc Oxide)等透明金属氧化物、由含有银纳米线或导电性粒子等导电体的树脂构成的含导电体树脂、或银薄膜等金属薄膜等。另外，第1电极50及第2电极60可以是它们的单层构造，也可以是它们的层叠构造(例如透明金属氧化物和金属薄膜的层叠构造)。

第1电极50配置在第1基板10与配光层30之间。具体来说，第1电极50形成在第1基板10的配光层30侧的面。

另一方面，第2电极60配置在配光层30与第2基板20之间。具体来说，第2电极60形成在第2基板20的配光层30侧的面。

[光学器件的光学作用]

接着，使用图3A及图3B说明实施方式1的光学器件1的光学作用。图3A是用于说明实施方式1的光学器件1为透明状态时的光学作用的图，图3B是用于说明该光学器件1为配光状态时的光学作用的图。

光学器件1能够使光透过。本实施方式中，将第1基板10设为光入射侧的基板，因此光学器件1能够使从第1基板10入射的光透过并从光学元件40出射。

入射到光学器件1的光在透过配光层30时受到光学作用。该情况下，入射到光学器件1的光根据配光层30的光学介质部31的折射率而受到不同的光学作用。

本实施方式中，凸部32a的折射率为1.5，在没有对第1电极50及第2电极60施加电压的状态下，光学介质部31(液晶)的折射率为1.5。该情况下，如图3A所示，由于在凸部32a和光学介质部31之间没有折射率差，因此光学器件1成为透明状态，向光学器件1入射的光在凸部32a的倾斜面不被全反射地直线前进而透过光学器件1。

另一方面，当对第1电极50及第2电极60施加了电压，则光学介质部31(液晶)的折射率变化为1.7。该情况下，如图3B所示，由于在凸部32a和光学介质部31之间产生折射率差，因此光学器件1成为配光状态，朝向斜下方入射到光学器件1的光中的向凸部32a的上侧倾斜面以临界角以上的角度入射的光，在凸部32a的上侧倾斜面处全反射而行进方向被改变，朝向斜上方行进并透过光学器件1。

[光学器件的使用例和作用效果]

接着，使用图4A及图4B对实施方式1的光学器件1的使用例和作用效果进行说明。图4A是表示比较例的光学器件1X的使用例的图。图4B是表示实施方式1的光学器件1的使用例的图。

图4A所示的比较例的光学器件1X是对于图1所示的实施方式1的光学器件1没有设置光学元件40的结构。因而，比较例的光学器件1X与实施方式1的光学器件1同样，按照第1电极50及第2电极60的电压施加状态，光学作用变化为透明状态和配光状态。

如图4A及图4B所示，光学器件1和1X设置于建筑物100的窗110，从而能够实现带配光功能的窗。光学器件1和1X例如经由粘接层而贴合于窗110。该情况下，光学器件1和1X以第1基板10及第2基板20的主面平行于铅垂方向(Z轴方向)的姿势(即直立设置的姿势)设置于窗110。

此外，虽然图4A及图4B中没有图示光学器件1及1X的详细构造，但光学器件1及1X配置为，第1基板10为室外侧而第2基板20为室内侧。即，在图4A及图4B中，光学器件1及1X配置为，第1基板10为光入射侧而第2基板20为光出射侧。

此时，在图4A所示的光学器件1X为配光状态的情况下，对于入射到光学器件1X的太阳光等外光而言，在配光层30全反射而被导向室内的天花板。即，相对于光学器件1X从斜上方朝向斜下方入射的太阳光在配光层30的作用下被向弹回方向弯折。由此，如图4A所示，能够使太阳光向室内的天花板照射，因此能够使室内照度提高。由此，能够使室内的照明器具熄灭或抑制照明器具的光输出，从而能够实现节电化。

但是，对图4A中的比较例的光学器件1X而言，在对太阳光进行配光而使其向天花板面照射的情况下，由于配光层30的光学介质部31包含具有双折射性的液晶分子，所以虽然对于太阳光的S偏光(S偏光成分)能够使其朝向天花板面配光，但对于太阳光的P偏光(P偏光成分)不能使其配光。因此，即使光学器件1X是配光状态，对于P偏光而言也朝向地面直线透过光学器件1X。从而，处于室内的窗边的人感觉晃眼。

对此，在本实施方式的光学器件1中，作为光学元件40而设有偏光板，因此如图4B所示，在对太阳光进行配光而使其向天花板面照射的情况下，不被光学器件1配光的P偏光由于光学元件40而光量降低。从而，能够抑制处于室内的窗边的人感到晃眼的情况。

由此，根据本实施方式的光学器件1，不会丧失窗本来的能够看到外面的功能(透明性和开放感等)而能够使室内明亮，并且能够抑制处于窗边的人感到晃眼的情况。

这里，作为实施例而实际制作了本实施方式的光学器件1，因此对此进行说明。

本实施例中，作为第1基板10而使用由PET构成的透明的树脂基板，在该树脂基板上作为第1电极50而形成了100nm膜厚。在形成有该第1电极50的树脂基板上，利用丙烯酸树脂(折射率1.5)，通过模制冲压形成将高度分别为10μm的剖面梯形的多个凸部32a以间隙2μm等间隔地形成的凹凸构造部32，从而制作出第1透明基板。另外，凸部32a设为条状。

接着，使用形成有第2电极60的第2基板20作为第2透明基板(对置基板)，在第1透明基板与第2透明基板之间形成密封树脂，将第1透明基板和第2透明基板密封，并在该密封的状态下，在第1透明基板与第2透明基板之间，作为光学介质部31而利用真空注入法注入了具有介电常数在长轴方向上较大而在与长轴垂直的方向上较小的棒状的液晶分子31a的正型的液晶。

接着，在第2基板20的与第2电极60侧相反的一侧的面上，作为光学元件40而贴附了偏光板。由此，能够得到光学器件1。

另外，已知液晶分子31a沿着凹凸构造部32的形状进行取向。因此，可以在第2电极60的表面形成取向膜并进行摩擦处理。由此，在第2基板20的整个区域，能够将液晶分子31a相对于第2基板20的主面设为水平取向。此时，液晶的寻常光折射率为1.5，非常光折射率为1.7。

在这样制作出的光学器件1中，由于作为光学介质部31而采用了液晶，所以能够兼顾配光状态和透明状态。具体来说，通过对第1电极50及第2电极60施加电压而使光学介质部31的折射率变化，从而能够将光学器件1设为配光状态或设为透明状态。但是，由于采用了由具有双折射性的液晶分子构成的液晶，因此在光学器件1为配光状态的情况下光透过率成为大致一半。另外，在光学器件1为透明状态的情况下S偏光和P偏光都透过，因此与配光状态的情况不同，光透过率不会成为一半。

将这样构成的光学器件1设置于窗，在使光学器件1为配光状态的情况下，以30°～60°的太阳高度向光学器件1入射的光被配光层30配光而向室内的天花板面照射。

此时，以例如30°的入射角入射到光学器件1的光之中，50％被以仰角15°朝向天花板面配光，而剩余的50％不被配光。像这样入射光的一部分被配光而其他一部分不被配光是因为液晶具有双折射性。具体来说，对配光层30的配光有贡献的仅是太阳光的S偏光，太阳光的P偏光不被配光层30配光。该不被配光的P偏光，如果如图4A的比较例的光学器件1X那样没有设置光学元件40，则会直线透过光学器件1X而全部朝向地面行进，但由于本实施方式的光学器件1中设置有光学元件40，因此不被配光的P偏光被光学元件40吸收。结果，如图4B所示，朝向地面行进的P偏光的光量降低。

[总结]

以上，根据本实施方式的光学器件1，在第1基板10和第2基板20之间，配置有具有包含双折射材料的光学介质部31和凹凸构造部32的配光层30，在第2基板20的与第1基板10侧相反的一侧的面，配置有具有使偏光方向不同的第1偏光及第2偏光中的至少一方的光量降低的光特性的光学元件40。

由此，即使是光学器件1为配光状态时、由于光学介质部31中包含的双折射材料的双折射性而入射光中的第1偏光及第2偏光中的一方被配光且另一方不被配光的情况，也能够通过光学元件40使第1偏光及第2偏光中的至少一方的光量降低。因而，能够将包含偏光方向不同的第1偏光及第2偏光的入射光以希望的方式进行配光控制并且使光照射到规定的位置。

特别是，本实施方式中，通过光学元件40使不被配光的入射光的光量降低。由此，容易控制透过光学器件1的入射光，因此能够进一步使光向规定的位置照射。

具体来说，如图4B所示，在将光学器件1设置于窗110、通过光学器件1使太阳光等外光配光的情况下，能够通过光学元件40使P偏光的光量降低。由此，即使是使外光朝向天花板面进行了配光的情况，也能够不丧失窗本来的可看到外面的功能而使室内明亮，并且还能够抑制处于窗边的人感觉晃眼的情况。

此外，本实施方式中，光学元件40是具有使偏光方向不同的第1偏光及第2偏光中的仅一方的光量降低的光特性的偏光板。

由此，能够通过作为偏光板的光学元件40容易地使第1偏光及第2偏光中的至少一方的光量降低。此外，通过采用偏光板，能够使第1偏光及第2偏光中的一方阻断。例如，在图4B中，能够通过光学元件40使P偏光的光量降低。更具体来说，能够使P偏光阻断。该情况下，仅被配光的S偏光被朝向天花板面照射，光不被向地面照射。

此外，本实施方式中，具备夹着配光层30而配置的第1电极50及第2电极60，通过对第1电极50及第2电极60施加电压，从而配光层30的光学介质部31的折射率变化。

由此，通过控制对第1电极50及第2电极60施加的电压，能够将光学器件1切换为透明状态和配光状态。

(实施方式1的变形例1)

接着，使用图5对实施方式1的变形例1的光学器件1A进行说明。图5是实施方式1的变形例1的光学器件1A的放大剖面图。

在上述实施方式1的光学器件1中，光学元件40设置于第2基板20，而本变形例中，如图5所示，光学元件40设置于第1基板10。具体来说，光学元件40配置在第1基板10的与第2基板20侧相反的一侧的面。

以上，本变形例的光学器件1A也发挥与上述实施方式1的光学器件1相同的效果。

这样，光学元件40可以如上述实施方式1那样配置在第2基板20的与第1基板10侧相反的一侧的面，也可以如本变形例那样配置在第1基板10的与第2基板20侧相反的一侧的面。

另外，本变形例也能够适用于后述的实施方式2、3。

(实施方式1的变形例2)

接着，使用图6对实施方式1的变形例2的光学器件1B进行说明。图6是实施方式1的变形例2的光学器件1B的放大剖面图。

在上述实施方式1的光学器件1中，设置有第1电极50及第2电极60，而本变形例中，如图6所示那样，没有设置第1电极50及第2电极60。因而，本变形例中，配光层30不被施加电场，因此光学介质部31(液晶)的液晶分子31a的取向状态不变化，所以光学介质部31的折射率不变化。

因此，本变形例中，选择凹凸构造部32(凸部32a)和光学介质部31(液晶)的材料，以使凹凸构造部32(凸部32a)的折射率与光学介质部31(液晶)的折射率之间的折射率差始终存在。

由此，本变形例的光学器件1B始终成为配光状态。即，如图6所示，向光学器件1B入射的光始终行进方向发生变化而透过光学器件1B。

以上，在本变形例的光学器件1B中，配光层30的光学介质部31也包含双折射材料。具体来说，光学介质部31包含液晶作为双折射材料。

由此，虽然由于光学介质部31中包含的双折射材料的双折射性而入射光的第1偏光及第2偏光中的一方将要透过光学器件1B，但在光学元件40的作用下，第1偏光及第2偏光中的一方的光量降低。因而，根据本变形例，也能够对包含偏光方向不同的第1偏光及第2偏光的入射光以希望的方式进行配光控制并且使光向规定的位置照射。

另外，本变形例也能够适用于后述的实施方式2、3。

(实施方式1的变形例3)

接着，使用图7对实施方式1的变形例3的光学器件1C进行说明。图7是实施方式1的变形例3的光学器件1C的放大剖面图。

在上述实施方式1的光学器件1中，构成配光层30的凹凸构造部32的多个凸部32a彼此分离地形成，但在本变形例的光学器件1C中，如图7所示，构成配光层30C的凹凸构造部32C的多个凸部32a也可以彼此连结。

具体来说，凹凸构造部32C由形成于第1基板10侧(紧贴层70侧)的薄膜层32b和从该薄膜层32b突出的多个凸部32a构成。另外，薄膜层32b可以有意地形成，也可以作为形成多个凸部32a时的残渣膜而形成。该情况下，薄膜层32b(残渣膜)的厚度例如是1μm以下。

以上，本变形例的光学器件1C也发挥与上述实施方式1的光学器件1相同的效果。

另外，本变形例也能够适用于后述的实施方式2、3。

(实施方式1的变形例4)

接着，使用图8对实施方式1的变形例4的光学器件1D进行说明。图8是实施方式1的变形例4的光学器件1D的放大剖面图。

在上述实施方式1的光学器件1中，构成配光层30的凹凸构造部32的多个凸部32a分别是剖面形状为大致梯形的长条状的大致四棱柱形状，但本变形例的光学器件1D中，如图8所示，构成配光层30D的凹凸构造部32D的多个凸部32a分别是剖面形状为大致三角形的长条状的大致三棱柱形状。

该情况下，对于各凸部32a而言，剖面形状(三角形)的高度为100nm～100μm、纵横比(高度/底边)为1～5左右。此外，相邻的凸部32a彼此的顶点的间隔(间距)是例如100nm～100μm。

另外，凸部32a的高度、纵横比、间隙不限定于上述的范围。此外，凸部32a的剖面形状不限定于三角形及梯形。

以上，本变形例的光学器件1D也发挥与上述实施方式1的光学器件1相同的效果。

另外，本变形例也能够适用于后述的实施方式2、3。

(实施方式2)

接着，使用图9对实施方式2的光学器件2进行说明。图9是实施方式2的光学器件2的放大剖面图。

本实施方式中，如图9所示，与实施方式1同样，采用了具有使偏光方向不同的第1偏光及第2偏光中的至少一方的光量降低的光特性的光学元件80。光学元件80配置在第2基板20的与第1基板10侧相反的一侧的面。具体来说，光学元件80是例如片状，设置于第2基板20的整个面。

本实施方式的光学器件2与上述实施方式1的光学器件1不同的点在于，上述实施方式1的光学器件1中采用了偏光板作为光学元件40，而本实施方式的光学器件2中采用了调光板作为光学元件80。作为调光板的光学元件80具有入射的光的光量越大则透过率越低、入射的光量越小则透过率越高的光特性。调光板可以是玻璃制及树脂制的某一种。此外，作为调光板，可以使用颜色根据光而可逆地变化的部件。

以上，根据本实施方式的光学器件2，配置有与实施方式1的光学元件40同样地具有使偏光方向不同的第1偏光及第2偏光中的至少一方的光量降低的光特性的光学元件80。

由此，与实施方式1同样，即使是光学器件2为配光状态时、由于光学介质部31中包含的双折射材料的双折射性而入射光的第1偏光及第2偏光中的一方被配光且另一方不被配光的情况，也能够通过光学元件80使第1偏光及第2偏光中的至少一方的光量降低。因而，能够将包含偏光方向不同的第1偏光及第2偏光的入射光以希望的方式进行配光控制并且使光向规定的位置照射。

此外，与实施方式1同样，在将该光学器件2设置于窗而通过光学器件2使太阳光等外光进行了配光的情况下，能够通过光学元件80使P偏光的光量降低。由此，即使是使外光朝向天花板面进行了配光的情况，也能够不丧失窗本来的可看到外面的功能而使室内明亮，并且能够抑制处于窗边的人感觉晃眼的情况。

此外，本实施方式中，光学元件80是具有入射的光的光量越大则透过率越低、入射的光量越小则透过率越高的光特性的调光板。

由此，能够通过作为调光板的光学元件80而容易地使第1偏光及第2偏光中的至少一方的光量降低。例如，能够在将光学器件2设置于窗的情况下通过光学元件80(调光板)而使不被配光的P偏光的光量降低。

但是，本实施方式中，由于采用调光板作为光学元件80，因此被配光的P偏光的光量也降低。因而，采用了调光板的光学器件2与采用了偏光板的光学器件1相比，具有在阳光照射强时能够将P偏光大幅降低、在阳光照射弱时不太将P偏光降低这样的特征。即，阳光照射强时P偏光的光量的降低量大，阳光照射弱时P偏光的光量的降低量小。由此，采用了调光板的光学器件2具有不会浪费地拦截P偏光的特征。

(实施方式3)

接着，使用图10对实施方式3的光学器件3进行说明。图10是实施方式3的光学器件3的放大剖面图。

在上述实施方式1的光学器件1中，通过光学元件40，使偏光方向不同的第1偏光及第2偏光中的至少一方的光量降低，但本实施方式的光学器件3中，如图10所示，通过配光层30E，使偏光方向不同的第1偏光及第2偏光中的至少一方的光量降低。因此，本实施方式的光学器件3中没有设置光学元件40及80。

本实施方式中，配光层30E具有光学介质部31E和凹凸构造部32。光学介质部31E包含具有双折射性的液晶分子31a、和具有使偏光方向不同的第1偏光及第2偏光中的至少一方的光量降低的光特性的二向色性液晶分子31b。

一般来说，包含二向色性液晶分子的液晶(二向色性液晶)是能够对某种偏光附加颜色的液晶。例如，通过使用黑色的二向色性液晶，能够吸收某种偏光从而能够使透过的光的光量降低。本实施方式中，二向色性液晶分子31b具有例如通过吸收S偏光及P偏光中的仅P偏光而使P偏光的光量降低的光特性。二向色性液晶分子31b例如是黑色，但不限于此。若光学介质部31E中含有黑色的二向色性液晶分子31b，则光学器件3整体看起来较暗，透明状态下的光透过率降低，但配光状态下能够使P偏光的光量降低。

以上，根据本实施方式的光学器件3，配光层30E具有光学介质部31E和凹凸构造部32，光学介质部31E包含具有双折射性的液晶分子31a、和具有使偏光方向不同的第1偏光及第2偏光中的至少一方的光量降低的光特性的二向色性液晶分子31b。

由此，即使是在光学器件3为配光状态时、通过光学介质部31E中包含的具有双折射性的液晶分子31a而入射光的第1偏光及第2偏光中的一方被配光且另一方不被配光的情况，也能够通过光学介质部31E中包含的二向色性液晶分子31b而使第1偏光及第2偏光中的至少一方的光量降低。因而，与实施方式1、2同样，在对入射光进行配光的情况下也能够使出射光向规定的位置照射。

并且，本实施方式中，不需要采用实施方式1那样的光学元件40及80，因此与实施方式1、2相比，能够以低成本制作光学器件3。

此外，本实施方式中，二向色性液晶分子31b具有通过吸收S偏光及P偏光中的仅P偏光来使P偏光的光量降低的光特性，因此在将光学器件3设置于窗而通过光学器件3使太阳光等外光进行了配光的情况下，能够通过二向色性液晶分子31b使不被配光的P偏光的光量降低。由此，即使是使外光朝向天花板面进行了配光的情况，也能够不丧失窗本来的可看到外面的功能而使室内明亮，并且能够抑制处于窗边的人感觉晃眼的情况。

另外，本实施方式中，采用了二向色性液晶分子31b，但也可以代替二向色性液晶分子31b而采用具有使偏光方向不同的第1偏光及第2偏光中的至少一方的光量降低的光特性的二向色性色素。即，光学介质部31E可以是包含具有双折射性的液晶分子31a、和二向色性色素的光学介质部。

这里，作为实施例而实际制作了本实施方式的光学器件3，因此对此进行说明。

本实施例中，作为第1基板10，使用由PET构成的透明的树脂基板，在该树脂基板上，作为第1电极50，形成了100nm的膜厚。在形成有该第1电极50的树脂基板上，利用丙烯酸树脂(折射率1.5)，通过模制冲压形成将高度分别为10μm的剖面梯形的多个凸部32a以间隙2μm等间隔地形成的凹凸构造部32，从而制作出第1透明基板。另外，凸部32a设为条状。

接着，使用形成有第2电极60的第2基板20作为第2透明基板(对置基板)，在第1透明基板和第2透明基板之间形成密封树脂而将第1透明基板和第2透明基板密封，在该密封的状态下，在第1透明基板和第2透明基板之间，作为光学介质部31，利用真空注入法注入了具有介电常数在长轴方向上较大而在与长轴垂直的方向上较小的棒状的液晶分子31a的正型的液晶、和具有二向色性液晶分子31b的液晶(二向色性液晶)。由此，能够得到光学器件3。

另外，本实施例中，也可以在第2电极60的表面形成取向膜并进行摩擦处理。由此，在第2基板20的整个区域中，能够使液晶分子相对于第2基板20的主面成为水平取向。此时，液晶的寻常光折射率是1.5，非常光折射率是1.7。

在这样制作的光学器件3中，作为光学介质部31E而使用了液晶，因此与实施方式1的光学器件1同样，能够兼顾配光状态和透明状态。但是，与实施方式1同样，光学器件3的光透过率成为大致一半。

在将这样构成的光学器件3设置于窗并使光学器件3为配光状态的情况下，以30°～60°的太阳高度向光学器件3入射的光被配光层30E配光而被向室内的天花板面照射。

此时，以30°的入射角入射到光学器件3的光中，50％以仰角15°朝向天花板面被配光，而剩余的50％不被配光。具体来说，太阳光的S偏光被配光层30E配光，而太阳光的P偏光不被配光层30E配光。若光学介质部31E中没有包含二向色性液晶分子31b，则该不被配光的P偏光直线透过光学器件3而全部朝向地面行进，但由于本实施方式的光学器件3中光学介质部31E含有二向色性液晶分子31b，因此不被配光的P偏光被二向色性液晶分子31b吸收。结果，朝向地面行进的P偏光的光量降低。

(其他变形例等)

以上，关于本发明的光学器件，基于实施方式以及变形例进行了说明，但本发明不限定于上述实施方式以及变形例。

例如，在上述的各实施方式以及变形例中，以凸部32a的长度方向为X轴方向的方式将光学器件配置于窗，但不限于此。例如，也可以以凸部32a的长度方向为Z轴方向的方式将光学器件配置于窗。该情况下，不是如上述实施方式以及变形例那样将入射光向上下方向配光，而是能够将入射光向左右方向配光。结果，能够将包含偏光方向不同的第1偏光及第2偏光的入射光以希望的方式向左右方向进行配光控制并且使光向规定的位置照射。

此外，在上述实施方式以及变形例中，构成凹凸构造部32的多个凸部32a分别为长条状，但不限于此。例如，各凸部32a也可以以矩阵状等散布配置。即，也可以将各凸部32a以点状散布配置。

此外，在上述实施方式以及变形例中，多个凸部32a分别设为相同的形状，但不限于此，例如也可以是在面内不同的形状。例如，可以在光学器件1的Z轴方向的上半部和下半部使多个凸部32a的倾斜角不同。由此，例如，能够在窗的上部以15°的仰角进行配光，在窗的下部以30°的仰角进行配光。

此外，在上述实施方式以及变形例中，多个凸部32a的高度是一定的，但不限于此。例如，多个凸部32a的高度可以随机地不同。这样，能够抑制透过光学器件的光看起来呈彩虹色。即，通过使多个凸部32a的高度随机地不同，凹凸界面处的微小的衍射光、散射光在波长上被平均化而得以抑制出射光的含色。

此外，在上述实施方式以及变形例中，作为配光层的光学介质部的材料，除了液晶材料以外也可以采用包含聚合物构造等高分子的材料。聚合物构造是例如网眼状的构造，通过在聚合物构造(网眼)之间配置液晶分子，从而能够实现折射率的调整。作为包含高分子的液晶材料，能够采用例如高分子分散型液晶(PDLC：Polymer Dispersed LiquidCrystal)或聚合物网络型液晶(PNLC：Polymer Network Liquid Crystal)。

此外，在上述实施方式以及变形例中，作为向光学器件入射的光而例示了太阳光，但不限于此。例如，向光学器件入射的光可以是照明装置等发光装置发出的光。

此外，在上述实施方式以及变形例中，光学器件1贴附在窗110的室内侧的面，但也可以贴附在窗110的屋外侧的面。但是，为了抑制光学元件的劣化，优选将光学器件1贴附于窗110的室内侧的面。此外，虽然将光学器件贴附于窗，但也可以将光学器件用作建筑物100的窗本身。此外，光学器件不限于设置于建筑物的窗的情况，例如也可以设置于车窗等。

另外，除此以外，对上述实施方式以及变形例实施本领域技术人员想出的各种变形而得到的形态、或在不脱离本发明的主旨的范围内将上述的各实施方式以及变形例中的构成要素以及功能任意地组合而实现的形态也包含在本发明中。

标号说明

1，1A，1B，1C，1D，1X，2，3 光学器件

10 第1基板

20 第2基板

30，30C，30D，30E 配光层

31，31E 光学介质部

31a 液晶分子

31b 二向色性液晶分子

32，32C，32D 凹凸构造部

40，80 光学元件

50 第1电极

60 第2电极

110 窗

Claims (8)

1.一种光学器件，其特征在于，

具备：

第1基板，具有透光性；

第2基板，与上述第1基板对置，具有透光性；

配光层，配置在上述第1基板与上述第2基板之间，将入射了的光进行配光；以及

光学元件，配置在上述第2基板的与上述第1基板侧相反的一侧的面或上述第1基板的与上述第2基板侧相反的一侧的面，

上述配光层具有包含双折射材料的光学介质部、和凹凸构造部，

上述光学元件具有使偏光方向不同的第1偏光及第2偏光中的至少一方的光量降低的光特性。

2.如权利要求1所述的光学器件，其特征在于，

上述光学元件是具有使上述第1偏光及上述第2偏光中的仅一方的光量降低的光特性的偏光板。

3.如权利要求1所述的光学器件，其特征在于，

上述光学元件是具有入射的光的光量越大则透过率越低而入射的光量越小则透过率越高的光特性的调光板。

4.一种光学器件，其特征在于，

具备：

第1基板，具有透光性；

第2基板，与上述第1基板对置，具有透光性；以及

配光层，配置在上述第1基板与上述第2基板之间，将入射了的光进行配光，

上述配光层具有光学介质部和凹凸构造部，

上述光学介质部包含具有双折射性的液晶分子、和具有使偏光方向不同的第1偏光及第2偏光中的至少一方的光量降低的光特性的二向色性液晶分子或二向色性色素。

5.如权利要求1～4中任1项所述的光学器件，其特征在于，

还具备夹着上述配光层而配置的第1电极及第2电极，

通过对上述第1电极及上述第2电极施加电压，上述光学介质部的折射率变化。

6.如权利要求1～5中任1项所述的光学器件，其特征在于，

上述双折射材料是液晶。

7.如权利要求1～6中任1项所述的光学器件，其特征在于，

上述第1偏光及上述第2偏光的一方是P偏光，

上述第1偏光及上述第2偏光的另一方是S偏光。

8.一种带配光功能的窗，其特征在于，

具备：

权利要求1～7中任1项所述的光学器件；以及

贴合有上述光学器件的窗。