JP2021124665A - 光制御装置及び照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】色付きを抑制することが可能な光制御装置及び照明装置を提供する。
【解決手段】一対の基板間に第１液晶層を備える第１液晶セルと、一対の基板間に第２液晶層を備える第２液晶セルと、前記第１液晶セルと前記第２液晶セルとの間に配置された偏光変換素子と、を備え、前記第１液晶セル及び前記第２液晶セルの各々の一方の基板は、絶縁基板と、前記絶縁基板上において順に並び、それぞれ帯状に形成された第１乃至第４電極と、を備え、前記第１電極と前記第２電極との電位差、前記第２電極と前記第３電極との電位差、及び、前記第３電極と前記第４電極との電位差は、それぞれ異なる、光制御装置。
【選択図】図７

Description

本発明の実施形態は、光制御装置及び照明装置に関する。

近年、液晶セルを用いた光制御装置が提案されている。このような光制御装置は、主として、一偏光成分を集束させたり発散させたりするものである。一例では、２つの液晶セルを積層し、一方の液晶セルにおいて一方の偏光成分を変調し、他方の液晶セルにおいて他方の偏光成分を変調する光制御装置が開示されている。他の例では、複数の液晶レンズが重なり、一方の液晶レンズの帯状電極と、他方の液晶レンズの帯状電極とがずれて重なり、疑似的に帯状電極を微細配置する技術が知られている。
液晶層を挟んで対向する電極が配置される構成においては、一対の基板を貼り合わせる際に高い精度が要求される。

米国特許出願公開第2019/0025657号明細書 特開２０１０−２３０８８７号公報

本実施形態の目的は、色付きを抑制することが可能な光制御装置及び照明装置を提供することにある。

本実施形態の光制御装置は、
一対の基板間に液晶層を備える液晶セルにおいて、絶縁基板と、前記絶縁基板上において順に並び、それぞれ帯状に形成された第１乃至第４電極と、を備え、前記第１電極と前記第２電極との電位差、前記第２電極と前記第３電極との電位差、及び、前記第３電極と前記第４電極との電位差は、それぞれ異なる。
本実施形態の光制御装置は、
一対の基板間に液晶層を備える液晶セルにおいて、絶縁基板と、前記絶縁基板上において順に並び、それぞれ帯状に形成された第１乃至第４電極と、を備え、前記第１電極と前記第２電極との間隔、前記第２電極と前記第３電極との間隔、及び、前記第３電極と前記第４電極との間隔は、それぞれ異なる。
本実施形態の光制御装置は、
一対の基板間に第１液晶層を備える第１液晶セルと、一対の基板間に第２液晶層を備える第２液晶セルと、前記第１液晶セルと前記第２液晶セルとの間に配置された偏光変換素子と、を備え、前記第１液晶セル及び前記第２液晶セルの各々の一方の基板は、絶縁基板と、前記絶縁基板上において順に並び、それぞれ帯状に形成された第１乃至第４電極と、を備え、前記第１電極と前記第２電極との電位差、前記第２電極と前記第３電極との電位差、及び、前記第３電極と前記第４電極との電位差は、それぞれ異なり、前記第１液晶セルは、入射光のうち、第１方向に偏光面を有する第１偏光成分を散乱し、前記偏光変換素子は、前記第１液晶セルを透過した光のうち、前記第１方向に交差する第２方向に偏光面を有する第２偏光成分を前記第１偏光成分に変換し、前記第２液晶セルは、前記偏光変換素子を透過した光のうち、前記第１偏光成分を散乱する。
本実施形態の光制御装置は、
一対の基板間に第１液晶層を備える第１液晶セルと、一対の基板間に第２液晶層を備える第２液晶セルと、前記第１液晶セルと前記第２液晶セルとの間に配置された偏光変換素子と、を備え、前記第１液晶セル及び前記第２液晶セルの各々の一方の基板は、絶縁基板と、前記絶縁基板上において順に並び、それぞれ帯状に形成された第１乃至第４電極と、を備え、前記第１電極と前記第２電極との間隔、前記第２電極と前記第３電極との間隔、及び、前記第３電極と前記第４電極との間隔は、それぞれ異なり、前記第１液晶セルは、入射光のうち、第１方向に偏光面を有する第１偏光成分を散乱し、前記偏光変換素子は、前記第１液晶セルを透過した光のうち、前記第１方向に交差する第２方向に偏光面を有する第２偏光成分を前記第１偏光成分に変換し、前記第２液晶セルは、前記偏光変換素子を透過した光のうち、前記第１偏光成分を散乱する。
本実施形態の照明装置は、
光源と、前記光源から出射された光を制御するように構成された上記の光制御装置と、を備えている。

図１は、本実施形態の照明装置１００の一構成例を示す図である。 図２は、光制御装置２００の一構成例を示す分解斜視図である。 図３は、光制御装置２００の他の構成例を示す分解斜視図である。 図４は、図１に示した第１液晶セル１０の断面図である。 図５は、シミュレーション結果を示す図である。 図６は、色成分毎のシミュレーション結果を示す図である。 図７は、第１構成例を説明するための断面図である。 図８は、第１構成例のバリエーションを説明するための断面図である。 図９は、一実施例を説明するための断面図である。 図１０は、白色光のビームプロファイルを示す図である。 図１１は、白色光の色度を示す図である。 図１２は、第２構成例を説明するための平面図である。 図１３は、第２構成例のバリエーションを説明するための平面図である。 図１４は、第２構成例の他のバリエーションを説明するための平面図である。 図１５Ａは、照明装置１００のバリエーションを示す図である。 図１５Ｂは、照明装置１００のバリエーションを示す図である。 図１５Ｃは、照明装置１００のバリエーションを示す図である。 図１６は、液晶セル１０のバリエーションを示す図である。 図１７Ａは、第１透明電極Ｅ１のバリエーションを示す図である。 図１７Ｂは、第１透明電極Ｅ１のバリエーションを示す図である。 図１８は、照明装置１００のバリエーションを示す図である。 図１９は、照明装置１００のバリエーションを示す図である。 図２０は、照明装置１００のバリエーションを示す図である。 図２１は、第１透明電極Ｅ１及び第３透明電極Ｅ３のバリエーションを示す図である。 図２２は、第１透明電極Ｅ１及び第２透明電極Ｅ２のバリエーションを示す図である。 図２３は、照明装置１００のバリエーションを示す図である。

以下、本実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本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一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を適宜省略することがある。

図１は、本実施形態の照明装置１００の一構成例を示す図である。一例では、第１方向Ｘ、第２方向Ｙ、及び、第３方向Ｚは、互いに直交しているが、９０度以外の角度で交差していてもよい。第１方向Ｘ及び第２方向Ｙは、照明装置１００に含まれる基板に平行な方向に相当し、また、第３方向Ｚは、照明装置１００の厚さ方向に相当する。本実施形態においては、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙで規定されるＸ−Ｙ平面を見ることを平面視という。

照明装置１００は、光源ＬＳと、光源ＬＳから出射された光を制御するように構成された光制御装置２００と、制御部ＣＴと、を備えている。光源ＬＳは、第３方向Ｚに沿って光を出射する。光源ＬＳから出射される光は、例えば、自然光である。光制御装置２００は、第３方向Ｚにおいて光源ＬＳに重畳している。光制御装置２００は、第１液晶セル１０と、第２液晶セル２０と、偏光変換素子ＰＣと、を備えている。第１液晶セル１０及び第２液晶セル２０は、実質的に同一の構成要素を有するものであるが、異なる構成要素を有するものであってもよい。偏光変換素子ＰＣは、第１液晶セル１０と第２液晶セル２０との間に配置されている。

第１液晶セル１０は、第１基板ＳＵＢ１と、第２基板ＳＵＢ２と、第１液晶層ＬＣ１と、を備えている。第１基板ＳＵＢ１は、絶縁基板１１と、絶縁基板１１上に配置された複数の第１透明電極Ｅ１と、第１透明電極Ｅ１を覆う第１配向膜ＡＬ１と、を備えている。光源ＬＳは、第３方向Ｚにおいて絶縁基板１１と対向するように配置されている。第２基板ＳＵＢ２は、絶縁基板１２と、絶縁基板１２上に配置された第２透明電極Ｅ２と、第２透明電極Ｅ２を覆う第２配向膜ＡＬ２と、を備えている。第２透明電極Ｅ２は、第３方向Ｚにおいて複数の第１透明電極Ｅ１と対向するように配置されている。なお、第２透明電極Ｅ２は省略されてもよい。第１液晶層ＬＣ１は、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間に保持され、第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２に接触している。第１液晶層ＬＣ１は、シールＳＥ１によって封止されている。

第２液晶セル２０は、第３基板ＳＵＢ３と、第４基板ＳＵＢ４と、第２液晶層ＬＣ２と、を備えている。第３基板ＳＵＢ３は、絶縁基板２１と、絶縁基板２１上に配置された複数の第３透明電極Ｅ３と、第３透明電極Ｅ３を覆う第３配向膜ＡＬ３と、を備えている。第４基板ＳＵＢ４は、絶縁基板２２と、絶縁基板２２上に配置された第４透明電極Ｅ４と、第４透明電極Ｅ４を覆う第４配向膜ＡＬ４と、を備えている。第４透明電極Ｅ４は、第３方向Ｚにおいて複数の第３透明電極Ｅ３と対向するように配置されている。なお、第４透明電極Ｅ４は省略されてもよい。第２液晶層ＬＣ２は、第３基板ＳＵＢ３と第４基板ＳＵＢ４の間に保持され、第３配向膜ＡＬ３及び第４配向膜ＡＬ４に接触している。第２液晶層ＬＣ２は、シールＳＥ２によって封止されている。このような第２液晶セル２０において、第３基板ＳＵＢ３は第１基板ＳＵＢ１と同一の構成要素を有し、第４基板ＳＵＢ４は第２基板ＳＵＢ２と同一の構成要素を有し、第２液晶層ＬＣ２の構成は第１液晶層ＬＣ１の構成と同一である。

偏光変換素子ＰＣは、第５基板ＳＵＢ５と、第６基板ＳＵＢ６と、第３液晶層ＬＣ３と、を備えている。第５基板ＳＵＢ５は、絶縁基板３１と、絶縁基板３１を覆う第５配向膜ＡＬ５と、を備えている。第６基板ＳＵＢ６は、絶縁基板３２と、絶縁基板３２を覆う第６配向膜ＡＬ６と、を備えている。第３液晶層ＬＣ３は、第５基板ＳＵＢ５と第６基板ＳＵＢ６との間に保持され、第５配向膜ＡＬ５及び第６配向膜ＡＬ６に接触している。第３液晶層ＬＣ３は、シールＳＥ３によって封止されている。第５配向膜ＡＬ５及び第６配向膜ＡＬ６は、Ｘ−Ｙ平面に略平行な配向規制力を有する水平配向膜であり、所定の方向に配向処理されている。なお、配向処理とは、ラビング処理であってもよいし、光配向処理であってもよい。第５配向膜ＡＬ５の配向処理方向は、第６配向膜ＡＬ６の配向処理方向に交差している。第３液晶層ＬＣ３は、第５配向膜ＡＬ５と第６配向膜ＡＬ６との間でツイスト配向した液晶分子ＬＭ３を含んでいる。このような偏光変換素子ＰＣは、電極を備えていない。したがって、第３液晶層ＬＣ３には電界は形成されず、液晶分子ＬＭ３の配向状態は、第５配向膜ＡＬ５及び第６配向膜ＡＬ６の配向規制力によって維持される。

絶縁基板１１及び１２、絶縁基板２１及び２２、及び、絶縁基板３１及び３２は、例えばガラス基板や樹脂基板などの透明基板である。
第１透明電極Ｅ１、第２透明電極Ｅ２、第３透明電極Ｅ３、及び、第４透明電極Ｅ４は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）やインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などの透明導電材料によって形成されている。

偏光変換素子ＰＣは、第３方向Ｚにおいて第１液晶セル１０の上に重畳している。絶縁基板１２と絶縁基板３１とは、透明な接着層ＡＤ１によって互いに接着されている。接着層ＡＤ１の屈折率は、絶縁基板１２及び３１の屈折率と同等である。
第２液晶セル２０は、第３方向Ｚにおいて偏光変換素子ＰＣの上に重畳している。絶縁基板３２と絶縁基板２１とは、透明な接着層ＡＤ２によって互いに接着されている。接着層ＡＤ２の屈折率は、絶縁基板３２及び２１の屈折率と同等である。

制御部ＣＴは、光源制御部ＬＣＴと、電圧制御部ＤＣＴ１及びＤＣＴ２と、を備えている。光源制御部ＬＣＴは、例えば光源ＬＳを駆動する電流値を制御する。電圧制御部ＤＣＴ１は、第１液晶層ＬＣ１に印加すべき電圧を制御する。電圧制御部ＤＣＴ２は、第２液晶層ＬＣ２に印加すべき電圧を制御する。

ここで偏光変換素子ＰＣの役割について説明する。
偏光変換素子ＰＣにおいて、例えば、第５配向膜ＡＬ５の配向処理方向ＡＤ５は第２方向Ｙに平行であり、第６配向膜ＡＬ６の配向処理方向ＡＤ６は第１方向Ｘに平行である。つまり、配向処理方向ＡＤ５は、配向処理方向ＡＤ６に直交している。液晶分子ＬＭ３は、第５配向膜ＡＬ５及び第６配向膜ＡＬ６の配向規制力により、第５配向膜ＡＬ５と第６配向膜ＡＬ６との間で９０°ツイスト配向している。このような構成の偏光変換素子ＰＣは、入射光の偏光成分（直線偏光）の偏光面を９０°回転させる旋光能を有している。例えば、偏光変換素子ＰＣは、入射光のうちの第１偏光成分を第２偏光成分に変換し、入射光のうちの第２偏光成分を第１偏光成分に変換する。第１偏光成分の偏光面は、第２偏光成分の偏光面と直交するものである。光の進行方向が第３方向Ｚに沿う場合に、第１方向Ｘに沿った偏光面を有する偏光成分を第１偏光（Ｐ偏光）ＰＯＬ１と称し、第２方向Ｙに沿った偏光面を有する偏光成分を第２偏光（Ｓ偏光）ＰＯＬ２と称する。例えば、第１偏光成分は第１偏光ＰＯＬ１であり、第２偏光成分は第２偏光ＰＯＬ２である。
ここでは、偏光変換素子ＰＣが電極を備えないツイストネマティック液晶素子である場合について説明したが、これに限らない。すなわち、偏光変換素子ＰＣは、入射光の第１偏光成分を第２偏光成分に変換するとともに、入射光の第２偏光成分を第１偏光成分に変換する機能を有する他の素子であってもよい。

図２は、光制御装置２００の一構成例を示す分解斜視図である。なお、図２においては、主要部のみを図示している。
第１液晶セル１０において、第１基板ＳＵＢ１は、複数の第１透明電極Ｅ１を備えている。複数の第１透明電極Ｅ１は、第１方向Ｘに並んでいる。第１透明電極Ｅ１の各々は、第２方向Ｙに延出し、帯状に形成されている。点線で示す第２基板ＳＵＢ２において、第２透明電極を省略している。複数の第１透明電極Ｅ１は、電圧供給部ＶＳ１と電気的に接続されている。複数の第１透明電極Ｅ１のうち、隣接する第１透明電極には異なる電圧が供給される。

第２液晶セル２０において、第３基板ＳＵＢ３は、複数の第３透明電極Ｅ３を備えている。複数の第３透明電極Ｅ３は、第１方向Ｘに並んでいる。第３透明電極Ｅ３の各々は、第２方向Ｙに延出し、帯状に形成されている。一例では、第３透明電極Ｅ３は第３方向Ｚにおいて第１透明電極Ｅ１に重畳している。なお、第３透明電極Ｅ３は第１透明電極Ｅ１に対して第１方向Ｘにずれて配置されてもよい。また、第３透明電極Ｅ３の延出方向は第１透明電極Ｅ１の延出方向と平行でなくてもよい。点線で示す第４基板ＳＵＢ４において、第４透明電極を省略している。複数の第３透明電極Ｅ３は、電圧供給部ＶＳ３と電気的に接続されている。

図３は、光制御装置２００の他の構成例を示す分解斜視図である。なお、図３においては、主要部のみを図示している。
第１液晶セル１０において、複数の第１透明電極Ｅ１は、それぞれ円環形の帯状に形成されている。これらの複数の第１透明電極Ｅ１は、同心円状に配置されている。第２液晶セル２０において、複数の第３透明電極Ｅ３は、それぞれ円環形の帯状に形成されている。これらの複数の第３透明電極Ｅ３は、同心円状に配置されている。第１透明電極Ｅ１の中心Ｏ１、及び、第３透明電極Ｅ３の中心Ｏ３は、Ｘ−Ｙ平面の平面視において、重畳している。つまり、第１透明電極Ｅ１及び第３透明電極Ｅ３は、各々の中心がＸ−Ｙ平面内で一致するように形成されている。

図４は、図１に示した第１液晶セル１０の断面図である。
第１基板ＳＵＢ１において、第１透明電極Ｅ１は、絶縁基板１１の上において順に並んだ第１電極Ｅ１１、第２電極Ｅ１２、第３電極Ｅ１３、第４電極Ｅ１４、第５電極Ｅ１５、及び、第６電極Ｅ１６を備えている。電圧制御部ＤＣＴ１は、第１電極Ｅ１１、第２電極Ｅ１２、第３電極Ｅ１３、第４電極Ｅ１４、第５電極Ｅ１５、及び、第６電極Ｅ１６にそれぞれ個別の電圧を印加する。

第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２は、例えば水平配向膜であり、所定の方向に配向処理されている。一例では、第１配向膜ＡＬ１の配向処理方向は、第２配向膜ＡＬ２の配向処理方向とほぼ平行である。第１液晶層ＬＣ１は、第１配向膜ＡＬ１と第２配向膜ＡＬ２との間でホモジニアス配向（水平配向）した液晶分子ＬＭ１を含んでいる。例えば、第１液晶層ＬＣ１は、正の誘電率異方性を有するポジ型であるが、負の誘電率異方性を有するネガ型であってもよい。なお、第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２は、垂直配向膜であってもよい。第１配向膜ＡＬ１の配向処理方向は、第２配向膜ＡＬ２の配向処理方向と交差あるいは直交していてもよい。第１液晶層ＬＣ１は、数十μｍ〜数百μｍの厚さを有しており、表示装置用の液晶層の厚さよりも厚い。

図４においては、第１液晶セル１０の断面構造について説明したが、第２液晶セル２０も第１液晶セル１０と同様の断面構造を有している。

ところで、電圧制御部ＤＣＴ１が第１透明電極Ｅ１及び第２透明電極Ｅ２にそれぞれ所定の電圧を供給した場合、第１液晶層ＬＣ１に電界が形成され、液晶分子ＬＭ１は、その長軸が電界に沿うように配向する。

液晶分子ＬＭ１は、屈折率異方性Δｎを有している。このため、電界が形成されたオン状態の第１液晶層ＬＣ１は、液晶分子ＬＭ１の配向状態に応じた屈折率分布を有する。あるいは、第１液晶層ＬＣ１は、第１液晶層ＬＣ１の第３方向Ｚに沿った厚さをｄとしたとき、Δｎ・ｄで表されるリタデーションの分布を有する。このような屈折率分布、または、リタデーションの分布は、液晶レンズを形成する。すなわち、ここでの液晶レンズとは、第１液晶層ＬＣ１に形成される屈折率分布型レンズに相当するものである。このような液晶レンズが形成された第１液晶セル１０は、入射光を屈折（集束、発散）することによって入射光を散乱する光学的作用を発生する。散乱の度合い（変調率）は、第１液晶層ＬＣ１に印加される電圧によって制御される。つまり、第１液晶セル１０における変調率は、電圧制御部ＤＣＴ１によって制御される。

ここでは、第１液晶セル１０について説明したが、上記の通り、第２液晶セル２０は第１液晶セル１０と同一の構成要素を有している。このため、第２液晶セル２０においても、オン状態では第１液晶セル１０と同様の液晶レンズを形成することができる。第２液晶セル２０における変調率は、電圧制御部ＤＣＴ２によって制御される。

ここで、第１透明電極Ｅ１のうち、隣接する電極に異なる電圧が供給された場合の第１液晶セル１０における光学的作用について説明する。第１液晶層ＬＣ１には、第１透明電極Ｅ１からの電界による屈折率分布が形成される。このような第１液晶層ＬＣ１への入射光のうち、例えば第１偏光ＰＯＬ１は、第１透明電極Ｅ１の延出方向に対してほぼ直交する方向に散乱される。図２に示した構成例のように、第１透明電極Ｅ１が第２方向Ｙに延出している場合、第１偏光ＰＯＬ１は、第１方向Ｘに散乱される。また、図３に示した構成例のように、第１透明電極Ｅ１が円環状に形成されている場合、第１偏光ＰＯＬ１は、Ｘ−Ｙ平面のほぼ全方位に散乱される。第２液晶セル２０も第１液晶セル１０と同様の光学的作用が実現される。

図１に戻って説明すると、光源ＬＳから出射された光は、まず第１液晶セル１０への入射光となる。第１液晶セル１０は、入射光のうち、一部の偏光成分（例えば第１偏光ＰＯＬ１）を散乱する。また、第１液晶セル１０は、入射光のうち、他の偏光成分（例えば第２偏光ＰＯＬ２）をほとんど散乱することなく透過する。第１液晶セル１０を透過した光は、偏光変換素子ＰＣへの入射光となる。偏光変換素子ＰＣへの入射光は、その偏光面が９０度回転される。つまり、第１液晶セル１０を透過した第２偏光ＰＯＬ２は、偏光変換素子ＰＣにおいて第１偏光ＰＯＬ１に変換される。偏光変換素子ＰＣを透過した光は、第２液晶セル２０への入射光となる。第２液晶セル２０は、入射光のうち、偏光変換素子ＰＣにおいて変換された第１偏光ＰＯＬ１を散乱する。したがって、光源ＬＳから出射された光の第１偏光成分及び第２偏光成分は、いずれも光制御装置２００において散乱されることになる。

屈折率は、光の波長によって異なる。このため、屈折率分布型レンズが形成された液晶層に白色光が入射する場合、波長毎に散乱の度合いが異なる。本実施形態の光制御装置２００においては、第１液晶セル１０の第１液晶層ＬＣ１及び第２液晶セル２０の第２液晶層ＬＣ２において、それぞれ光源ＬＳから出射された白色光が散乱される。このとき、波長毎に散乱度合が異なることに起因して、拡散された白色光の一部が色付くおそれがある。
この点について、発明者は、シミュレーションを行った。すなわち、光制御装置２００から１００ｍｍ離れた位置にスクリーンが存在するものとし、赤成分（Ｒ）、緑成分（Ｇ）、及び、青成分（Ｂ）の各々について、スクリーン上の基準位置から第１方向Ｘに沿った各位置での光強度を算出した。

図５は、シミュレーション結果を示す図である。図の横軸は基準位置からの距離であり、図の縦軸は光強度である。シミュレーション１の電圧条件としては、第１電極Ｅ１１、第３電極Ｅ１３、及び、第５電極Ｅ１５の印加電圧は＋１０Ｖであり、第２電極Ｅ１２、第４電極Ｅ１４、及び、第６電極Ｅ１６の印加電圧は−１０Ｖであり、第２透明電極Ｅ２の印加電圧は０Ｖとした。

図中のＲ１は赤成分のシミュレーション１の結果を示し、Ｇ１は緑成分のシミュレーション１の結果を示し、Ｂ１は青成分のシミュレーション１の結果を示している。
シミュレーション１の結果によれば、赤成分（Ｒ）については、基準位置から約３０ｍｍの位置に光強度のピークが出現し、緑成分（Ｇ）については、基準位置から約３５ｍｍの位置に光強度のピークが出現し、青成分（Ｂ）については、基準位置から約３８ｍｍの位置に光強度のピークが出現した。また、光制御装置２００からの距離がさらに離れるほど、各色成分のピーク位置が基準位置から大きくずれ、色成分同士のずれ量も大きくなることが確認された。

図６は、色成分毎のシミュレーション結果を示す図である。図６の（Ａ）は赤成分のシミュレーション結果を示し、図６の（Ｂ）は緑成分のシミュレーション結果を示し、図６の（Ｃ）は青成分のシミュレーション結果を示している。
シミュレーション２の電圧条件としては、第１電極Ｅ１１、第３電極Ｅ１３、及び、第５電極Ｅ１５の印加電圧は＋２０Ｖであり、第２電極Ｅ１２、第４電極Ｅ１４、及び、第６電極Ｅ１６の印加電圧は−２０Ｖであり、第２透明電極Ｅ２の印加電圧は０Ｖとした。

図中のＲ２は赤成分のシミュレーション２の結果を示し、Ｇ２は緑成分のシミュレーション２の結果を示し、Ｂ２は青成分のシミュレーション２の結果を示している。
シミュレーション１及び２の結果によれば、赤成分、緑成分、青成分の各々について、光強度のピーク（あるいは極大値）の位置は、印加電圧の大きさによって異なることが確認された。つまり、各電極の印加電圧を変えることで、液晶層の屈折率分布が変化し、各色成分のピークの位置を制御できることが確認された。ここでは、各電極の印加電圧によって液晶層の屈折率分布を制御する例について説明したが、隣接する電極の間隔を変えることでも液晶層の屈折率分布が変化し、上記と同様に、各色成分のピークの位置を制御することができる。

《第１構成例》
以下に説明する本実施形態の第１構成例は、隣接する電極の電位差がそれぞれ異なることによって液晶層の屈折率分布を制御する例に相当する。

図７は、第１構成例を説明するための断面図である。第１電極Ｅ１１、第２電極Ｅ１２、第３電極Ｅ１３、及び、第４電極Ｅ１４は、隣接する電極の電位差が異なるように、それぞれ個別の電圧が印加されるように構成されている。つまり、第１電極Ｅ１１と第２電極Ｅ１２との電位差ａＶ、第２電極Ｅ１２と第３電極Ｅ１３との電位差ｂＶ、及び、第３電極Ｅ１３と第４電極Ｅ１４との電位差ｃＶは、それぞれ異なる（ａ≠ｂ≠ｃ）。なお、第１電極Ｅ１１と第２電極Ｅ１２との間隔、第２電極Ｅ１２と第３電極Ｅ１３との間隔、及び、第３電極Ｅ１３と第４電極Ｅ１４との間隔は、例えば同一であるが、それぞれ異なっていてもよい。

第１電極Ｅ１１の印加電圧Ｖ１、第２電極Ｅ１２の印加電圧Ｖ２、第３電極Ｅ１３の印加電圧Ｖ３、及び、第４電極Ｅ１４の印加電圧Ｖ４は、それぞれ異なっていることが望ましいが、印加電圧Ｖ１乃至Ｖ４のうちの２つが同一であってもよい。具体例として、印加電圧Ｖ１が４Ｖであり、印加電圧Ｖ２が１Ｖであり、印加電圧Ｖ３が５Ｖであり、印加電圧Ｖ４が３Ｖである場合、第１電極Ｅ１１と第２電極Ｅ１２との電位差は３Ｖであり、第２電極Ｅ１２と第３電極Ｅ１３との電位差は４Ｖであり、第３電極Ｅ１３と第４電極Ｅ１４との電位差は２Ｖである。

また、隣接する電極の印加電圧が逆極性であってもよい。一例では、第１電極Ｅ１１の印加電圧Ｖ１及び第３電極Ｅ１３の印加電圧Ｖ３は、正極性であり、第２電極Ｅ１２の印加電圧Ｖ２及び第４電極Ｅ１４の印加電圧Ｖ４は、負極性である。具体例として、印加電圧Ｖ１が＋４Ｖであり、印加電圧Ｖ２が−１Ｖであり、印加電圧Ｖ３が＋５Ｖであり、印加電圧Ｖ４が−３Ｖである場合、第１電極Ｅ１１と第２電極Ｅ１２との電位差は５Ｖであり、第２電極Ｅ１２と第３電極Ｅ１３との電位差は６Ｖであり、第３電極Ｅ１３と第４電極Ｅ１４との電位差は８Ｖである。これにより、印加電圧の絶対値を大きくすることなく、隣接する電極の電位差を大きくすることができる。

また、隣接する電極の印加電圧が逆極性であって、且つ、隣接する電極の印加電圧の絶対値が同一であってもよい。一例では、第１電極Ｅ１１の印加電圧Ｖ１及び第２電極Ｅ１２の印加電圧Ｖ２のそれぞれの絶対値は、同一であり、第３電極Ｅ１３の印加電圧Ｖ３及び第４電極Ｅ１４の印加電圧Ｖ４のそれぞれの絶対値は、同一である。具体例として、印加電圧Ｖ１が＋５Ｖであり、印加電圧Ｖ２が−５Ｖであり、印加電圧Ｖ３が＋３Ｖであり、印加電圧Ｖ４が−３Ｖである場合、第１電極Ｅ１１と第２電極Ｅ１２との電位差は１０Ｖであり、第２電極Ｅ１２と第３電極Ｅ１３との電位差は８Ｖであり、第３電極Ｅ１３と第４電極Ｅ１４との電位差は６Ｖである。

ここでは、第１液晶セル１０の印加電圧について説明したが、第２液晶セル２０の印加電圧についても同様である。

このように、隣接する電極の電位差がそれぞれ異なることにより、各色成分において特定の位置に光強度のピークが出現しにくくなり、よりブロードなビームプロファイルを実現することができる。したがって、各色成分が混合した白色光について、色付きが抑制される。

図８は、第１構成例のバリエーションを説明するための断面図である。第１透明電極Ｅ１を構成する電極Ｅ１１乃至Ｅ１９は、絶縁基板１１の上において、この順に並んでいる。９個の電極Ｅ１１乃至Ｅ１９の印加電圧は、隣接する電極の電位差が異なるように設定される。但し、９個の電極Ｅ１１乃至Ｅ１９に対して、９種類の印加電圧を用意する必要はなく、図８に示した例では、５種類の印加電圧Ｖ１乃至Ｖ５を用意している。電極Ｅ１１、Ｅ１４、Ｅ１９の印加電圧は同一の電圧Ｖ１に設定され、電極Ｅ１２、Ｅ１７の印加電圧は同一の電圧Ｖ２に設定され、電極Ｅ１３、Ｅ１６の印加電圧は同一の電圧Ｖ３に設定され、電極Ｅ１５の印加電圧は電圧Ｖ４に設定され、電極Ｅ１８の印加電圧は電圧Ｖ５に設定されている。

このような電圧設定において、ユニットＡは５個の電極Ｅ１１乃至Ｅ１５によって構成され、ユニットＢは５個の電極Ｅ１５乃至Ｅ１９によって構成される。第１液晶層ＬＣ１においては、２種類の液晶レンズＬＬ１及びＬＬ２が形成される。液晶レンズＬＬ１は、ユニットＡの電界に応じた第１屈折率分布によって形成されるものである。液晶レンズＬＬ２は、ユニットＢの電界に応じた第２屈折率分布によって形成されるものである。第１屈折率分布は第２屈折率分布とは異なるものであり、液晶レンズＬＬ１による散乱度合は液晶レンズＬＬ２の散乱度合とは異なるものである。散乱度合の異なる複数の液晶レンズが組み合わされることで、各色成分について、所望のビームプロファイルを実現することができる。

ここでは、ユニットＡを構成する電極個数とユニットＢを構成する電極個数とが同一である場合について説明したが、ユニットＡの電極個数がユニットＢの電極個数と異なっていてもよい。
また、さらに散乱度合の異なる液晶レンズＬＬ３を形成すべく、ユニットＣが追加されてもよい。つまり、３種類以上のユニットが適宜組み合わされてもよい。
また、複数のユニットの並び順については、特に規則性がなくてもよい。
また、液晶レンズＬＬ１及びＬＬ２の各々は、対称な屈折率分布によって形成されてもよいし、非対称な屈折率分布によって形成されてもよい。

図９は、一実施例を説明するための断面図である。第１透明電極Ｅ１を構成する電極Ｅ１１乃至Ｅ２４は、絶縁基板１１の上において、この順に並んでいる。本実施例の電圧条件は以下の通りである。
電極Ｅ１１の印加電圧は＋８Ｖであり、電極Ｅ１２の印加電圧は−８Ｖである。
電極Ｅ１３の印加電圧は＋６Ｖであり、電極Ｅ１４の印加電圧は−６Ｖである。
電極Ｅ１５の印加電圧は＋４Ｖであり、電極Ｅ１６の印加電圧は−４Ｖである。
電極Ｅ１７の印加電圧は＋２Ｖであり、電極Ｅ１８の印加電圧は−２Ｖである。
電極Ｅ１９の印加電圧は＋４Ｖであり、電極Ｅ２０の印加電圧は−４Ｖである。
電極Ｅ２１の印加電圧は＋６Ｖであり、電極Ｅ２２の印加電圧は−６Ｖである。
電極Ｅ２３の印加電圧は＋８Ｖであり、電極Ｅ２４の印加電圧は−８Ｖである。

比較例の電圧条件は以下の通りである。
電極Ｅ１１、Ｅ１３、Ｅ１５、Ｅ１７、Ｅ１９、Ｅ２１、Ｅ２３の印加電圧は＋５Ｖである。
電極Ｅ１２、Ｅ１４、Ｅ１６、Ｅ１８、Ｅ２０、Ｅ２２、Ｅ２４の印加電圧は−５Ｖである。
なお、第２透明電極Ｅ２の印加電圧は、実施例及び比較例ともに、０Ｖである。

図１０は、白色光のビームプロファイルを示す図である。図の横軸は光制御装置２００の法線に対する散乱角度であり、図の縦軸は相対輝度である。図中のＡは比較例のビームプロファイルを示し、図中のＢは本実施例のビームプロファイルを示している。
比較例のビームプロファイルＡには、散乱角度０°付近、及び、散乱角度±２５°付近に極大値が出現する一方で、−２５°から０°の範囲、及び、０°から＋２５°の範囲において急激に輝度が低下し、大きな輝度差が生ずることが確認された。
本実施例のビームプロファイルＢには、複数の極大値が出現するものの、相対的に輝度差が小さいことが確認された。

図１１は、白色光の色度を示す図である。ここでの色度は、ｘｙ色度図上の座標として示している。図中のＲｅｆは光源ＬＳから出射された白色光の基準色度を示し、図中のＡは比較例の光制御装置２００で散乱された白色光の色度を示し、図中のＢは本実施例の光制御装置２００で散乱された白色光の色度を示している。Ｒｅｆ、Ａ、Ｂの各々において２点の色度が示されているが、これらはビームプロファイルにおいて輝度が半値となる最大散乱角度（プラス側）及び最小散乱角度（マイナス側）での色度をそれぞれ示している。
比較例の色度Ａは、基準色度Ｒｅｆに対して青成分が増加する方向にずれていることが確認された。本実施例の色度Ｂは、比較例の色度Ａよりも基準色度Ｒｅｆに近く、色付きを抑制できたことが確認された。

《第２構成例》
以下に説明する本実施形態の第２構成例は、隣接する電極の間隔がそれぞれ異なることによって液晶層の屈折率分布を制御する例に相当する。

図１２は、第２構成例を説明するための平面図である。第１電極Ｅ１１、第２電極Ｅ１２、第３電極Ｅ１３、及び、第４電極Ｅ１４は、隣接する電極の間隔が異なるように、それぞれ配置されている。つまり、第１電極Ｅ１１と第２電極Ｅ１２との間隔Ｄ１、第２電極Ｅ１２と第３電極Ｅ１３との間隔Ｄ２、及び、第３電極Ｅ１３と第４電極Ｅ１４との間隔Ｄ３は、それぞれ異なる（Ｄ１≠Ｄ２≠Ｄ３）。なお、第１電極Ｅ１１と第２電極Ｅ１２との電位差ａＶ、第２電極Ｅ１２と第３電極Ｅ１３との電位差ｂＶ、及び、第３電極Ｅ１３と第４電極Ｅ１４との電位差ｃＶは、図７に示した第１構成例の如くそれぞれ異なっていてもよいし（ａ≠ｂ≠ｃ）、同一であってもよい（ａ＝ｂ＝ｃ）。
第１電極Ｅ１１及び第２電極Ｅ１２のピッチＰ１、第２電極Ｅ１２及び第３電極Ｅ１３のピッチＰ２、及び、第３電極Ｅ１３及び第４電極Ｅ１４のピッチＰ３は、それぞれ異なる。また、第１電極Ｅ１１の電極幅Ｗ１、第２電極Ｅ１２の電極幅Ｗ２、第３電極Ｅ１３の電極幅Ｗ３、及び、第４電極Ｅ１４の電極幅Ｗ４は、同一である。

ここでは、第１液晶セル１０の電極間隔について説明したが、第２液晶セル２０の電極間隔についても同様である。

このように、隣接する電極の間隔がそれぞれ異なることにより、隣接する電極間に形成される電界がそれぞれ異なる。このため、液晶層の屈折率分布が電極間毎に異なり、各色成分において特定の位置に光強度のピークが出現しにくくなる。したがって、第２構成例においても、第１構成例と同様の効果が得られる。

図１３は、第２構成例のバリエーションを説明するための平面図である。図１３に示す例では、第１電極Ｅ１１の電極幅Ｗ１、第２電極Ｅ１２の電極幅Ｗ２、第３電極Ｅ１３の電極幅Ｗ３、及び、第４電極Ｅ１４の電極幅Ｗ４は、それぞれ異なる。また、第１電極Ｅ１１及び第２電極Ｅ１２のピッチＰ、第２電極Ｅ１２及び第３電極Ｅ１３のピッチＰ、及び、第３電極Ｅ１３及び第４電極Ｅ１４のピッチＰは、同一である。なお、間隔Ｄ１乃至Ｄ３は、それぞれ異なる。
このような例においても、図１２を参照して説明したのと同様の効果が得られる。

図１４は、第２構成例の他のバリエーションを説明するための平面図である。図１４に示す例では、第１電極Ｅ１１の電極幅Ｗ１、第２電極Ｅ１２の電極幅Ｗ２、第３電極Ｅ１３の電極幅Ｗ３、及び、第４電極Ｅ１４の電極幅Ｗ４は、それぞれ異なる。また、第１電極Ｅ１１及び第２電極Ｅ１２のピッチＰ１、第２電極Ｅ１２及び第３電極Ｅ１３のピッチＰ２、及び、第３電極Ｅ１３及び第４電極Ｅ１４のピッチＰ２は、それぞれ異なる。なお、間隔Ｄ１乃至Ｄ３は、それぞれ異なる。
このような例においても、図１２を参照して説明したのと同様の効果が得られる。

次に、上記の第１構成例及び第２構成例に適用可能ないくつかのバリエーションについて説明する。なお、以下に説明するバリエーションの液晶セルにおいて、配向膜の図示を省略している。
図１５Ａに示すバリエーションでは、照明装置１００は、光制御装置２００として１つの液晶セル１０を備えている。液晶セル１０において、第１基板ＳＵＢ１は絶縁基板１１上に複数の第１透明電極Ｅ１を備え、第２基板ＳＵＢ２は絶縁基板１２上に第２透明電極Ｅ２を備え、液晶層ＬＣは第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間に保持されている。偏光板ＰＬは、液晶セル１０に接着され、図示した例においては、絶縁基板１１の光源ＬＳと対向する側に接着されている。
このようなバリエーションでは、光源ＬＳから出射された光（自然光）のうち、第１偏光成分は液晶セル１０において散乱され、第２偏光成分は偏光板ＰＬ２によって吸収あるいは光源ＬＳ側へ反射される。

図１５Ｂに示す照明装置１００のバリエーションは、図１５Ａに示したバリエーションと比較して、偏光板ＰＬが絶縁基板１２の液晶層ＬＣとは反対側に接着された点で相違している。

図１５Ｃに示す照明装置１００のバリエーションは、図１５Ａに示したバリエーションと比較して、偏光板ＰＬが光源ＬＳの絶縁基板１１と対向する側に配置された点で相違している。
図１５Ａ乃至図１５Ｃに示した各バリエーションにおいて、液晶層ＬＣは、ツイスト配向した液晶分子を含んでいてもよいし、水平配向した液晶分子、あるいは、垂直配向した液晶分子を含んでいてもよい。

図１６は、液晶セル１０のバリエーションを示す図である。
第１基板ＳＵＢ１は複数の第１透明電極Ｅ１を備える一方で、第２基板ＳＵＢ２は第２透明電極を備えていない。このようなバリエーションにおいては、隣接する第１透明電極Ｅ１に対して、互いに異なる電圧が印加される。

図１７Ａに示すバリエーションでは、複数の第１透明電極Ｅ１は、いずれも一方向に延出した帯状に形成されている。液晶分子ＬＭの初期配向方向ＩＤは、第１透明電極Ｅ１の延出方向にほぼ直交している。このような第１透明電極Ｅ１を透過した光は、第１透明電極Ｅ１と直交する方向に広がるように散乱される。
図１７Ｂに示すバリエーションでは、第１透明電極Ｅ１の各々は、屈曲している。すなわち、第１透明電極Ｅ１は、互いに異なる方向に延出した２つのセグメントＳＧ１及びＳＧ２を有している。液晶分子ＬＭの初期配向方向ＩＤは、セグメントＳＧ１及びセグメントＳＧ２のいずれとも交差している。このような第１透明電極Ｅ１を透過した光は、セグメントＳＧ１と直交する方向、及び、セグメントＳＧ２と直交する方向に広がるように散乱される。
なお、第１透明電極Ｅ１としては、上述したように、幅が異なる第１透明電極Ｅ１が含まれていてもよい。また、隣接する第１透明電極Ｅ１の間隔が異なっていてもよいし、隣接する第１透明電極Ｅ１の電位差が異なっていてもよい。

図１８は、照明装置１００のバリエーションを示す図である。
図１８の（Ａ）に示すように、照明装置１００は、光源ＬＳと、第１液晶セル１０と、第２液晶セル２０と、透明な樹脂層３００と、を備えている。樹脂層３００は、第１液晶セル１０の絶縁基板１２と第２液晶セル２０の絶縁基板２１とを接着している。樹脂層３００の屈折率は、絶縁基板１２及び２１の屈折率と同等である。第１液晶層ＬＣ１において、液晶分子ＬＭ１は、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間でツイスト配向している。第２液晶層ＬＣ２において、液晶分子ＬＭ２は、第３基板ＳＵＢ３と第４基板ＳＵＢ４との間でツイスト配向している。第１基板ＳＵＢ１は複数の第１透明電極Ｅ１を備え、第２基板ＳＵＢ２は第２透明電極Ｅ２を備え、第３基板ＳＵＢ３は複数の第３透明電極Ｅ３を備え、第４基板ＳＵＢ４は第４透明電極Ｅ４を備えている。
図１８の（Ｂ）に示すように、第１透明電極Ｅ１及び第３透明電極Ｅ３は、一方向に延出した帯状に形成されている。第１透明電極Ｅ１及び第３透明電極Ｅ３の近傍における液晶分子の初期配向方向ＩＤ１は、電極の延出方向にほぼ直交している。
図１８の（Ｃ）に示すように、第２透明電極Ｅ２及び第４透明電極Ｅ４は、平板状に形成されている。第２透明電極Ｅ２及び第４透明電極Ｅ４の近傍における液晶分子の初期配向方向ＩＤ２は、初期配向方向ＩＤ１にほぼ直交している。
光源ＬＳから出射された光（自然光）のうち、例えば第１偏光成分は第１液晶セル１０において第１透明電極Ｅ１と直交する方向に広がるように散乱され、第２偏光成分は第１液晶セル１０を透過する過程で第１偏光成分に変換される。第１液晶セル１０において変換された第１偏光成分は、第２液晶セルにおいて第３透明電極Ｅ３と直交する方向に広がるように散乱される。

図１９は、照明装置１００のバリエーションを示す図である。
図１９の（Ａ）に示すように、照明装置１００は、光源ＬＳと、第１液晶セル１０と、第２液晶セル２０と、透明な樹脂層３００と、位相差板３０１と、を備えている。位相差板３０１は、第１液晶セル１０から第２液晶セル２０に向かう直線偏光の偏光軸を回転させるものである。例えば、位相差板３０１は、自身を透過する直線偏光に１／２波長の位相差を付与するように構成されている。このような位相差板３０１は、単一の光学シートであってもよいし、多層の光学シートであってもよい。
第１液晶層ＬＣ１において、液晶分子ＬＭ１は、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間で水平配向している。第２液晶層ＬＣ２において、液晶分子ＬＭ２は、第３基板ＳＵＢ３と第４基板ＳＵＢ４との間で水平配向している。
図１９の（Ｂ）に示すように、第１透明電極Ｅ１及び第３透明電極Ｅ３の近傍における液晶分子の初期配向方向ＩＤ１は、電極の延出方向にほぼ直交している。
図１９の（Ｃ）に示すように、第２透明電極Ｅ２及び第４透明電極Ｅ４の近傍における液晶分子の初期配向方向ＩＤ２は、初期配向方向ＩＤ１とほぼ平行である。
光源ＬＳから出射された光（自然光）のうち、例えば第１偏光成分は第１液晶セル１０において第１透明電極Ｅ１と直交する方向に広がるように散乱される。第２液晶セル１０を透過した第２偏光成分は位相差板３０１を透過する過程で第１偏光成分に変換される。位相差板３０１において変換された第１偏光成分は、第２液晶セルにおいて第３透明電極Ｅ３と直交する方向に広がるように散乱される。

図２０は、照明装置１００のバリエーションを示す図である。図２０に示すバリエーションは、図１９に示したバリエーションと比較して、液晶分子ＬＭ１及びＬＭ２の初期配向方向が相違している。
図２０の（Ａ）に示すように、第１液晶層ＬＣ１において、液晶分子ＬＭ１は、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間で垂直配向している。第２液晶層ＬＣ２において、液晶分子ＬＭ２は、第３基板ＳＵＢ３と第４基板ＳＵＢ４との間で垂直配向している。
図２０の（Ｂ）に示すように、第１透明電極Ｅ１及び第３透明電極Ｅ３の近傍における液晶分子の初期配向方向ＩＤ１は、電極の法線方向にほぼ平行である。
図２０の（Ｃ）に示すように、第２透明電極Ｅ２及び第４透明電極Ｅ４の近傍における液晶分子の初期配向方向ＩＤ２は、初期配向方向ＩＤ１とほぼ平行であり、電極の法線方向にほぼ平行である。
このようなバリエーションにおいても、図１９を参照して説明したバリエーションと同様に、光源ＬＳから出射された光は散乱される。

図１８乃至図２０に示した各バリエーションにおいて、第１透明電極Ｅ１と第３透明電極Ｅ３とが同一構造でなくてもよいし、第１透明電極Ｅ１の印加電圧と第３透明電極Ｅ３の印加電圧とが異なっていてもよい。以下に、いくつかのバリエーションについて説明する。

図２１は、第１透明電極Ｅ１及び第３透明電極Ｅ３のバリエーションを示す図である。
図２１の（Ａ）に示すバリエーションでは、第１透明電極Ｅ１の幅Ｗ１１は、第３透明電極Ｅ３の幅Ｗ３１とは異なる。また、隣接する第１透明電極Ｅ１の間隔Ｄ１１は、隣接する第３透明電極Ｅ３の間隔Ｄ３１とは異なる。また、隣接する第１透明電極Ｅ１のピッチＰ１１は、隣接する第３透明電極Ｅ３のピッチＰ３１とは異なる。
図２１の（Ｂ）に示すバリエーションでは、第１透明電極Ｅ１に印加される電圧Ｖ１０は、第３透明電極Ｅ３に印加される電圧Ｖ３０とは異なる。
図２１の（Ｃ）に示すバリエーションでは、第１透明電極Ｅ１の各々の印加電圧は、第３透明電極Ｅ３の各々の印加電圧とは異なる。例えば、第１透明電極Ｅ１である電極Ｅ１１の印加電圧Ｖ１１及び電極Ｅ１２の印加電圧Ｖ１２は、第３透明電極Ｅ３である電極Ｅ３１の印加電圧Ｖ３１及び電極Ｅ３２の印加電圧Ｖ３２とは異なる。また、電極Ｅ１１と電極Ｅ１２との電位差は、電極Ｅ３１と電極Ｅ３２との電位差とは異なる。
図２１の（Ｄ）に示すバリエーションでは、幅Ｗ１１が幅Ｗ３１とは異なり、間隔Ｄ１１が間隔Ｄ３１とは異なり、ピッチＰ１１がピッチＰ３１とは異なる。加えて、印加電圧Ｖ１１及びＶ１２が印加電圧Ｖ３１及びＶ３２とは異なり、電極Ｅ１１と電極Ｅ１２との電位差が電極Ｅ３１と電極Ｅ３２との電位差とは異なる。

次に、１つの液晶セルにおいて、液晶層を挟んで対向する一対の電極の形状の組み合わせについて、いくつかのバリエーションを説明する。例えば、図１８に示した第１透明電極Ｅ１は帯状に形成され、第２透明電極Ｅ２は平板状に形成されたがこの組み合わせに限らない。

図２２は、第１透明電極Ｅ１及び第２透明電極Ｅ２のバリエーションを示す図である。
図２２の（Ａ）に示すバリエーションでは、第１透明電極Ｅ１及び第２透明電極Ｅ２は、互いに交差（あるいはほぼ直交）するように、それぞれ帯状に形成されている。
図２２の（Ｂ）に示すバリエーションでは、第１透明電極Ｅ１及び第２透明電極Ｅ２は、互いにほぼ交差となるように、それぞれ帯状に形成されている。
図２２の（Ｃ）に示すバリエーションでは、第１透明電極Ｅ１及び第２透明電極Ｅ２は、それぞれ円環状に形成されている。なお、第１透明電極Ｅ１が円環状に形成された場合、第１基板ＳＵＢ１は第１透明電極Ｅ１の外形に合わせて円形状に形成されてもよい。第２基板ＳＵＢ２についても円形状に形成されてもよい。

照明装置１００において、３個以上の液晶セルを積層してもよい。
図２３は、照明装置１００のバリエーションを示す図である。図示した例では、照明装置１００は、光制御装置２００として４つの液晶セルを備えている。すなわち、照明装置１００は、光源ＬＳと、第１液晶セル１０と、第２液晶セル２０と、第３液晶セル３０と、及び、第４液晶セル４０と、を備えている。透明な樹脂層３１０は、第１液晶セル１０の絶縁基板１２と第２液晶セル２０の絶縁基板２１とを接着している。透明な樹脂層３２０は、第２液晶セル２０の絶縁基板２２と第３液晶セル３０の絶縁基板３１とを接着している。透明な樹脂層３３０は、第３液晶セル３０の絶縁基板３２と第４液晶セル４０の絶縁基板４１とを接着している。樹脂層３１０、３２０、３３０の各々は、位相差板３０１と同等の機能を有する位相差板を含んでいてもよい。第１液晶セル１０は、複数の第１透明電極Ｅ１と、第２透明電極Ｅ２とを備えている。第２液晶セル２０は、複数の第３透明電極Ｅ３と、第４透明電極Ｅ４とを備えている。第３液晶セル３０は、複数の第５透明電極Ｅ５と、第６透明電極Ｅ６とを備えている。第４液晶セル４０は、複数の第７透明電極Ｅ７と、第８透明電極Ｅ８とを備えている。第２透明電極Ｅ２、第４透明電極Ｅ４、第６透明電極Ｅ６、第８透明電極Ｅ８は、省略してもよい。複数の第１透明電極Ｅ１、複数の第３透明電極Ｅ３、複数の第５透明電極Ｅ５、及び、複数の第７透明電極Ｅ７に関して、電極形状、電極延出方向、電極幅、電極ピッチ、電極間隔、印加電圧、電位差などは同一であってもよいし、異なっていてもよい。第１液晶層ＬＣ１、第２液晶層ＬＣ２、第３液晶層ＬＣ３、及び、第４液晶層ＬＣ４の各々に含まれる液晶分子の初期配向方向は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。

以上説明したように、本実施形態によれば、色付きを抑制することが可能な光制御装置及び照明装置を提供することができる。

なお、この発明は、上記実施形態そのものに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

１００…照明装置 ２００…光制御装置 ＬＳ…光源
１０…第１液晶セル ＳＵＢ１…第１基板 Ｅ１…第１透明電極（Ｅ１１…第１電極、Ｅ１２…第２電極、Ｅ１３…第３電極、Ｅ１４…第４電極） Ｅ２…第２透明電極 ＬＣ１…第１液晶層
２０…第２液晶セル ＳＵＢ３…第３基板 Ｅ３…第３透明電極 Ｅ４…第４透明電極 ＬＣ２…第２液晶層
ＰＣ…偏光変換素子 ＳＵＢ５…第５基板 ＳＵＢ６…第６基板 ＬＣ３…第３液晶層

Claims (11)

1. 一対の基板間に液晶層を備える液晶セルにおいて、
   絶縁基板と、
   前記絶縁基板上において順に並び、それぞれ帯状に形成された第１乃至第４電極と、を備え、
   前記第１電極と前記第２電極との電位差、前記第２電極と前記第３電極との電位差、及び、前記第３電極と前記第４電極との電位差は、それぞれ異なる、光制御装置。
2. 一対の基板間に液晶層を備える液晶セルにおいて、
   絶縁基板と、
   前記絶縁基板上において順に並び、それぞれ帯状に形成された第１乃至第４電極と、を備え、
   前記第１電極と前記第２電極との間隔、前記第２電極と前記第３電極との間隔、及び、前記第３電極と前記第４電極との間隔は、それぞれ異なる、光制御装置。
3. 一対の基板間に第１液晶層を備える第１液晶セルと、
   一対の基板間に第２液晶層を備える第２液晶セルと、
   前記第１液晶セルと前記第２液晶セルとの間に配置された偏光変換素子と、を備え、
   前記第１液晶セル及び前記第２液晶セルの各々の一方の基板は、
   絶縁基板と、
   前記絶縁基板上において順に並び、それぞれ帯状に形成された第１乃至第４電極と、を備え、
   前記第１電極と前記第２電極との電位差、前記第２電極と前記第３電極との電位差、及び、前記第３電極と前記第４電極との電位差は、それぞれ異なり、
   前記第１液晶セルは、入射光のうち、第１方向に偏光面を有する第１偏光成分を散乱し、
   前記偏光変換素子は、前記第１液晶セルを透過した光のうち、前記第１方向に交差する第２方向に偏光面を有する第２偏光成分を前記第１偏光成分に変換し、
   前記第２液晶セルは、前記偏光変換素子を透過した光のうち、前記第１偏光成分を散乱する、光制御装置。
4. 前記第１電極の印加電圧及び前記第３電極の印加電圧は、正極性であり、
   前記第２電極の印加電圧及び前記第４電極の印加電圧は、負極性である、請求項１または３に記載の光制御装置。
5. 前記第１電極及び前記第２電極のそれぞれの印加電圧の絶対値は、同一であり、
   前記第３電極及び前記第４電極のそれぞれの印加電圧の絶対値は、同一である、請求項４に記載の光制御装置。
6. 一対の基板間に第１液晶層を備える第１液晶セルと、
   一対の基板間に第２液晶層を備える第２液晶セルと、
   前記第１液晶セルと前記第２液晶セルとの間に配置された偏光変換素子と、を備え、
   前記第１液晶セル及び前記第２液晶セルの各々の一方の基板は、
   絶縁基板と、
   前記絶縁基板上において順に並び、それぞれ帯状に形成された第１乃至第４電極と、を備え、
   前記第１電極と前記第２電極との間隔、前記第２電極と前記第３電極との間隔、及び、前記第３電極と前記第４電極との間隔は、それぞれ異なり、
   前記第１液晶セルは、入射光のうち、第１方向に偏光面を有する第１偏光成分を散乱し、
   前記偏光変換素子は、前記第１液晶セルを透過した光のうち、前記第１方向に交差する第２方向に偏光面を有する第２偏光成分を前記第１偏光成分に変換し、
   前記第２液晶セルは、前記偏光変換素子を透過した光のうち、前記第１偏光成分を散乱する、光制御装置。
7. 前記第１電極及び前記第２電極のピッチ、前記第２電極及び前記第３電極のピッチ、及び、前記第３電極及び前記第４電極のピッチは、それぞれ異なり、
   前記第１乃至第４電極の各々の電極幅は、同一である、請求項２または６に記載の光制御装置。
8. 前記第１乃至第４電極の各々の電極幅は、それぞれ異なり、
   前記第１電極及び前記第２電極のピッチ、前記第２電極及び前記第３電極のピッチ、及び、前記第３電極及び前記第４電極のピッチは、同一である、請求項２または６に記載の光制御装置。
9. 前記第１電極及び前記第２電極のピッチ、前記第２電極及び前記第３電極のピッチ、及び、前記第３電極及び前記第４電極のピッチは、それぞれ異なり、
   前記第１乃至第４電極の各々の電極幅は、それぞれ異なる、請求項２または６に記載の光制御装置。
10. 前記偏光変換素子は、一対の基板間に第３液晶層を備え、
    前記第３液晶層は、ツイスト配向した液晶分子を含んでいる、請求項３または６に記載の光制御装置。
11. 光源と、
    前記光源から出射された光を制御するように構成された請求項１乃至１０のいずれかに記載の光制御装置と、
    を備えた照明装置。

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