WO2021100361A1 - 光制御装置及び照明装置 - Google Patents

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健夫 小糸
三井　雅志
多惠 黒川
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株式会社ジャパンディスプレイ
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Definitions

  • the embodiment of the present invention relates to an optical control device and a lighting device.
  • a liquid crystal lens including a plurality of arc electrodes and a drawing electrode connected to the arc electrodes is disclosed.
  • a technique is known in which a plurality of liquid crystal lenses are overlapped, and the band-shaped electrode of one liquid crystal lens and the band-shaped electrode of the other liquid crystal lens are displaced and overlapped, and a pseudo band-shaped electrode is finely arranged.
  • the extraction electrode connected to each band-shaped electrode is provided in the effective region where the liquid crystal lens is formed, and can contribute to disturbing the electric field for forming the liquid crystal lens.
  • An object of the present embodiment is to provide an optical control device and a lighting device capable of reducing an invalid area.
  • the optical control device of this embodiment is A first substrate having a plurality of first control electrodes provided in an effective region and a plurality of feeding lines provided in a peripheral region, a second substrate, and the first substrate and the second substrate.
  • a first liquid crystal layer held between them, the first control electrode is a transparent electrode, and the first control electrode intersects a first direction at a first angle in the effective region.
  • the first control electrode includes a first segment, a second segment that intersects the first direction at a second angle, and a third segment that intersects the first direction at a third angle. , Extending to the peripheral region and electrically connected to the feeding line, the first to third angles are different from each other.
  • the optical control device of this embodiment is A first liquid crystal cell provided with a first control electrode and a second liquid crystal cell provided with a second control electrode are provided, and the second liquid crystal cell is superimposed on the first liquid crystal cell, and the first control electrode is provided.
  • the second control electrode is a transparent electrode, and the first control electrode intersects a first segment that intersects the first direction at a first angle with a second angle with respect to the first direction.
  • the second segment includes a second segment and a third segment that intersects the first direction at a third angle, and the second control electrode has a fourth segment that intersects the first direction at a fourth angle.
  • a fifth segment that intersects the first direction at a fifth angle and a sixth segment that intersects the first direction at a sixth angle are provided, and the first to sixth angles are mutual. Different angles.
  • the optical control device of this embodiment is A first substrate including a plurality of first control electrodes provided in the first effective region and a plurality of second control electrodes provided in a second effective region adjacent to the first effective region, and a second.
  • a substrate and a first liquid crystal layer held between the first substrate and the second substrate are provided, and the first control electrode and the second control electrode are transparent electrodes, and the first control The electrode is separated from the second control electrode, and the first control electrode intersects the first segment that intersects the first direction at a first angle and the first segment that intersects the first direction at a second angle.
  • the second control electrode includes a second segment and a third segment that intersects the first direction at a third angle, and the second control electrode includes a fourth segment that intersects the first direction at a fourth angle.
  • a fifth segment that intersects the first direction at a fifth angle and a sixth segment that intersects the first direction at a sixth angle are provided, and the first to sixth angles are different from each other. The angle.
  • the lighting device of this embodiment is A light source and an optical control device configured to control the light emitted from the light source are provided, and the optical control device is provided in a plurality of first control electrodes provided in an effective region and in a peripheral region.
  • the first control is provided with a first substrate including the plurality of power supply lines provided, a second substrate, and a first liquid crystal layer held between the first substrate and the second substrate.
  • the electrode is a transparent electrode, and the first control electrode intersects a first segment that intersects with a first direction at a first angle in the effective region at a second angle with respect to the first direction.
  • a second segment and a third segment that intersects the first direction at a third angle are provided, and the first control electrode extends to the peripheral region and is electrically connected to the feeding line.
  • the first to third angles are different from each other.
  • the lighting device of this embodiment is The light source includes a light source and an optical control device configured to control the light emitted from the light source, and the optical control device includes a first liquid crystal cell provided with a first control electrode and a second control electrode.
  • the second liquid crystal cell is provided, and the second liquid crystal cell is superposed on the first liquid crystal cell, and the first control electrode and the second control electrode are transparent electrodes, and the first control electrode is provided. Intersects a first segment that intersects the first direction at a first angle, a second segment that intersects the first direction at a second angle, and a third segment that intersects the first direction at a third angle.
  • a third segment is provided, and the second control electrode includes a fourth segment that intersects the first direction at a fourth angle, and a fifth segment that intersects the first direction at a fifth angle.
  • a sixth segment that intersects the first direction at a sixth angle, and the first to sixth angles are different from each other.
  • the lighting device of this embodiment is The optical control device includes a light source and an optical control device configured to control the light emitted from the light source, and the optical control device includes a plurality of first control electrodes provided in a first effective region and the first control electrode.
  • a first substrate including a plurality of second control electrodes provided in a second effective region adjacent to one effective region, a second substrate, and held between the first substrate and the second substrate.
  • the first control electrode and the second control electrode are transparent electrodes, the first control electrode is separated from the second control electrode, and the first control electrode is separated from the second control electrode.
  • the second control electrode includes three segments, a fourth segment that intersects the first direction at a fourth angle, and a fifth segment that intersects the first direction at a fifth angle.
  • a sixth segment that intersects the first direction at a sixth angle is provided, and the first to sixth angles are different angles from each other.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of the lighting device 100 of the present embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration example of the first liquid crystal cell 10.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the liquid crystal lens LL1 formed in the first liquid crystal cell 10.
  • FIG. 4 is a plan view showing a configuration example of the first liquid crystal cell 10.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the light modulation action in each segment of the first control electrode E1.
  • FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of the optical control device 200.
  • FIG. 7 is a diagram showing another configuration example of the optical control device 200.
  • FIG. 8 is a diagram showing another configuration example of the optical control device 200.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of the lighting device 100 of the present embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration example of the first liquid crystal cell 10.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the liquid crystal lens LL1 formed in the first liquid
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing another configuration example of the first liquid crystal cell 10 and the second liquid crystal cell 20 constituting the optical control device 200.
  • FIG. 10 is a plan view showing another configuration example of the second control electrode E2.
  • FIG. 11 is a diagram showing another configuration example of the optical control device 200.
  • FIG. 12 is a diagram showing another configuration example of the optical control device 200.
  • FIG. 13 is a diagram showing another configuration example of the optical control device 200.
  • FIG. 14 is a diagram showing another configuration example of the optical control device 200.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of the lighting device 100 of the present embodiment.
  • the first direction X, the second direction Y, and the third direction Z are orthogonal to each other, but may intersect at an angle other than 90 degrees.
  • viewing the XY plane defined by the first direction X and the second direction Y is referred to as a plan view.
  • the lighting device 100 includes a light source LS, an optical control device 200 configured to control the light emitted from the light source LS, and a control unit CT.
  • the light source LS emits light in the third direction Z.
  • the light emitted from the light source LS is, for example, natural light.
  • the optical control device 200 is superimposed on the light source LS in the third direction Z.
  • the optical control device 200 includes a first liquid crystal cell 10 and a second liquid crystal cell 20.
  • the first liquid crystal cell 10 and the second liquid crystal cell 20 may have substantially the same components, or may have different components.
  • the first liquid crystal cell 10 includes a first substrate SUB1, a second substrate SUB2, and a first liquid crystal layer LC1.
  • the first substrate SUB1 includes an insulating substrate 11, a plurality of first control electrodes E1 provided on the insulating substrate 11, and an alignment film AL1 that covers the first control electrode E1.
  • the second substrate SUB2 includes an insulating substrate 12, a first common electrode C1 provided on the insulating substrate 12, and an alignment film AL2 covering the first common electrode C1.
  • the first common electrode C1 faces a plurality of first control electrodes E1.
  • the second liquid crystal cell 20 includes a third substrate SUB3, a fourth substrate SUB4, and a second liquid crystal layer LC2.
  • the third substrate SUB3 includes an insulating substrate 21, a plurality of second control electrodes E2 provided on the insulating substrate 21, and an alignment film AL3 that covers the second control electrode E2.
  • the fourth substrate SUB4 includes an insulating substrate 22, a second common electrode C2 provided on the insulating substrate 22, and an alignment film AL4 covering the second common electrode C2.
  • the second common electrode C2 faces a plurality of second control electrodes E2.
  • the insulating substrates 11 and 12 and the insulating substrates 21 and 22 are transparent substrates such as a glass substrate and a resin substrate.
  • the first control electrode E1, the second control electrode E2, the first common electrode C1, and the second common electrode C2 are formed of a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO). It is a transparent electrode.
  • ITO indium tin oxide
  • IZO indium zinc oxide
  • the alignment films AL1 to AL4 are horizontal alignment films having an orientation regulating force substantially parallel to the XY plane.
  • the alignment treatment direction AD1 of the alignment film AL1 and the alignment treatment direction AD2 of the alignment film AL2 are both parallel to the first direction X and opposite to each other.
  • the alignment treatment direction AD3 of the alignment film AL3 and the alignment treatment direction AD4 of the alignment film AL4 are both parallel to the second direction Y and opposite to each other.
  • the alignment treatment may be a rubbing treatment or a photo-alignment treatment.
  • the first liquid crystal layer LC1 is held by the alignment films AL1 and AL2 between the first substrate SUB1 and the second substrate SUB2, and has a liquid crystal molecule LM1 initially oriented along the first direction X.
  • the second liquid crystal layer LC2 is held by the alignment films AL3 and AL4 between the third substrate SUB3 and the fourth substrate SUB4, and has a liquid crystal molecule LM2 initially oriented along the second direction Y. That is, the initial orientation direction of the liquid crystal molecule LM1 intersects the initial orientation direction of the liquid crystal molecule LM2.
  • the initial orientation corresponds to the orientation of the liquid crystal molecules when no voltage is applied to the liquid crystal layer, or corresponds to the orientation of the liquid crystal molecules due to the orientation regulating force of the pair of alignment films sandwiching the liquid crystal layer. ..
  • These first liquid crystal layer LC1 and second liquid crystal layer LC2 have, for example, positive permittivity anisotropy, but may have negative permittivity anisotropy.
  • the second liquid crystal cell 20 is superimposed on the first liquid crystal cell 10 in the third direction Z.
  • the insulating substrate 12 and the insulating substrate 21 are adhered to each other by a transparent adhesive layer AD.
  • the refractive index of the adhesive layer AD is equivalent to the refractive index of the insulating substrates 12 and 21.
  • the outer surface 11A of the insulating substrate 11 and the outer surface 22A of the insulating substrate 22 are in contact with the air layer, respectively.
  • the outer surface 22A may be provided with an ultraviolet ray blocking layer that suppresses deterioration of the liquid crystal layer due to external light, or may be provided with a diffusion layer for alleviating the influence of uneven orientation of the liquid crystal molecules.
  • the outer surface 22A may be matted.
  • the control unit CT includes a light source control unit LCT and voltage control units DCT1 and DCT2.
  • the light source control unit LCT controls, for example, the current value for driving the light source LS.
  • the voltage control unit DCT1 controls the voltage to be applied to the first control electrode E1 and the first common electrode C1 in the first liquid crystal cell 10.
  • the voltage control unit DCT2 controls the voltage to be applied to the second control electrode E2 and the second common electrode C2 in the second liquid crystal cell 20.
  • Such an optical control device 200 is provided so that the light source LS faces the outer surface 11A of the insulating substrate 11. That is, the outer surface 11A is an incident surface of natural light.
  • the first liquid crystal cell 10 mainly modulates the first polarized light component (P-polarized light) POL1 of the incident natural light.
  • the first polarized light component POL1 is linearly polarized light having a vibration plane in the first direction X.
  • the second liquid crystal cell 20 mainly modulates the second polarized light component (S-polarized light) POL2 that has passed through the first liquid crystal cell 10.
  • the second polarized light component POL2 is linearly polarized light having a vibration plane in the second direction Y.
  • Modulation here means refraction, focusing, or divergence of the polarized light component transmitted through the liquid crystal layer by a refractive index distribution type lens (hereinafter referred to as a liquid crystal lens) formed on the liquid crystal layer.
  • the degree of focusing or divergence (modulation rate) is controlled by the voltage applied to the liquid crystal layer. That is, the modulation rate of the first polarization component in the first liquid crystal cell 10 is controlled by the voltage control unit DCT1, and the modulation rate of the second polarization component in the second liquid crystal cell 20 is controlled by the voltage control unit DCT2.
  • the voltage control unit DCT1 and the voltage control unit DCT2 may be controlled under the same voltage condition or may be controlled under different voltage conditions. Further, each of the voltage control unit DCT1 and the voltage control unit DCT2 may be controlled under voltage conditions that form a convex lens type liquid crystal lens, a concave lens type liquid crystal lens, or a liquid crystal lens having another shape.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration example of the first liquid crystal cell 10.
  • the first liquid crystal cell 10 has an effective region A11 that modulates a transmitted polarized light component, and a peripheral region A12 outside the effective region A11.
  • the plurality of first feeder lines PL1 and the common wiring CL1 are provided in the peripheral region A12 and are covered with the insulating film IL.
  • the plurality of first control electrodes E1 are provided in the effective region A11, are located on the insulating film IL, and are covered with the alignment film AL1.
  • the first control electrode E1, the feeder line PL1, and the common wiring CL1 are electrically connected to the voltage control unit DCT1 shown in FIG.
  • the light-shielding layer BM is provided in the peripheral region A12.
  • the inner region surrounded by the light-shielding layer BM corresponds to the effective region A11.
  • the first common electrode C1 is a single flat plate electrode located on substantially the entire surface of the effective region A11 and a part of which extends to the peripheral region A12.
  • the first common electrode C1 faces a plurality of first control electrodes E1 in the effective region A11 via the first liquid crystal layer LC1.
  • the first common electrode C1 faces a plurality of feeder lines PL1 and common wiring CL1 in the peripheral region A12.
  • the first substrate SUB1 and the second substrate SUB2 are adhered by the seal SE in the peripheral region A12.
  • the seal SE includes a conductive material CD.
  • the conductive material CD is interposed between the common wiring CL1 and the first common electrode C1, and electrically connects the common wiring CL1 and the first common electrode C1.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the liquid crystal lens LL1 formed in the first liquid crystal cell 10.
  • the second liquid crystal cell 20 can also form a liquid crystal lens LL2 similar to the liquid crystal lens LL1 described with reference to FIG.
  • FIG. 3A shows an OFF state in which no potential difference is generated between the first control electrodes E11 to E15 and the first common electrode C1.
  • the liquid crystal molecule LM1 contained in the first liquid crystal layer LC1 is initially oriented due to the orientation restricting force of the alignment films AL1 and AL2.
  • FIG. 3B shows an ON state (ON) in which a potential difference is formed between the first control electrodes E11 to E15 and the first common electrode C1.
  • the voltage control unit DCT1 supplies predetermined voltages to the first control electrodes E11 to E15 and the first common electrode C1, respectively.
  • the first liquid crystal layer LC1 has a positive dielectric anisotropy. Therefore, in the state where the electric field is formed, the liquid crystal molecule LM1 is oriented so that its long axis is along the electric field.
  • the major axis of the liquid crystal molecule LM1 is the third direction Z. Oriented along. Almost no electric field is formed in the region where the first control electrode E13 and the first common electrode C1 face each other, and the liquid crystal molecule LM1 is maintained in the initial orientation state. In the region where the first control electrode E12 and the first common electrode C1 face each other, the region where the first control electrode E11 and the first common electrode C1 face each other, and the first control electrode E13 and the first common electrode C1 are located. An intermediate orientation state with the opposing regions is formed.
  • the liquid crystal molecule LM1 has a refractive index anisotropy ⁇ n. Therefore, the first liquid crystal layer LC1 has a refractive index distribution according to the orientation state of the liquid crystal molecule LM1. Alternatively, the first liquid crystal layer LC1 has a retardation distribution represented by ⁇ n ⁇ d, where d is the thickness of the first liquid crystal layer LC1 along the third direction Z.
  • the liquid crystal lens LL1 shown by the dotted line in the figure is formed by such a refractive index distribution or a retardation distribution.
  • the first liquid crystal layer LC1 has a substantially uniform refractive index distribution, and a liquid crystal lens is not formed. Therefore, the first polarization component POL1 passes through the first liquid crystal layer LC1 without being modulated.
  • the first liquid crystal layer LC1 has a liquid crystal lens LL1 as described above. Therefore, the first polarization component POL1 is modulated when it passes through the first liquid crystal layer LC1.
  • FIG. 4 is a plan view showing a configuration example of the first liquid crystal cell 10.
  • the plurality of feeder lines PL1 are arranged in the first direction X in the peripheral region A12. Each of these feeder lines PL1 extends to the terminal portion A13.
  • the terminal portion A13 includes a plurality of terminals connected to each of the feeder lines PL1 and is electrically connected to a flexible wiring board or the like.
  • the plurality of first control electrodes E1 have substantially the same shape and are aligned in the second direction Y in the effective region A11. Each of the plurality of first control electrodes E1 extends to the peripheral region A12 and is electrically connected to any one of the feeder lines PL1.
  • the first control electrode E1 when the first direction X parallel to the extending direction of one side of the first liquid crystal cell 10 is used as a reference, the first control electrode E1 includes a plurality of segments intersecting the first direction X at different angles. ing. The angle ⁇ formed by each segment with respect to the first direction X is defined as a counterclockwise angle with respect to the first direction X in the XY plane.
  • the first control electrode E1 includes a first segment SG1, a second segment SG2, and a third segment SG3 in the effective region A11.
  • the first segment SG1 extends in a direction intersecting the first direction X at a first angle ⁇ 1.
  • the second segment SG2 extends in a direction intersecting the first direction X at a second angle ⁇ 2.
  • the third segment SG3 extends in a direction intersecting the first direction X at a third angle ⁇ 3.
  • the first angle ⁇ 1, the second angle ⁇ 2, and the third angle ⁇ 3 are different angles from each other.
  • the first angle ⁇ 1 is 60 °
  • the second angle ⁇ 2 is 0 °
  • the third angle ⁇ 3 is 120 °.
  • the first angle ⁇ 1 is 30 °
  • the second angle ⁇ 2 is 0 °
  • the third angle ⁇ 3 is 150 °.
  • first angle ⁇ 1, second angle ⁇ 2, and third angle ⁇ 3 include at least one acute angle and at least one obtuse angle.
  • first angle ⁇ 1 is an acute angle
  • third angle ⁇ 3 is an obtuse angle.
  • the obtuse angle is an integral multiple of the acute angle.
  • the total length L1 of the first segment SG1, the total length L2 of the second segment SG2, and the total length L3 of the third segment SG3 are substantially the same.
  • the lengths L1 to L3 are equal, the number of the first segment SG1, the number of the second segment SG2, and the number of the third segment SG3 included in the first control electrode E1 are equal.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the light modulation action in each segment of the first control electrode E1.
  • FIG. 5A shows the modulation action of the segment group GP1 in which a plurality of first segment SG1s are arranged side by side at substantially equal pitches.
  • FIG. 5B shows the modulation action of the segment group GP2 in which a plurality of second segment SG2s are arranged side by side at substantially equal pitches.
  • FIG. 5C shows the modulation action of the segment group GP3 in which a plurality of third segment SG3s are arranged side by side at substantially equal pitches.
  • the first polarization component POL1 transmits each of the segment groups GP1 to GP3. At that time, it diverges in a direction substantially orthogonal to the extending direction of each segment. For example, as shown in FIG. 5A, when the first segment SG1 extends in the direction of the first angle ⁇ 1 at 60 ° with respect to the first direction X, the first polarized light transmitted through the segment group GP1. The component POL1 diverges in the 150 ° -330 ° orientation in the XY plane. As shown in FIG.
  • FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of the optical control device 200.
  • the first liquid crystal cell 10 and the second liquid crystal cell 20 are superimposed in the third direction Z.
  • the configuration of the first liquid crystal cell 10 is as described with reference to FIG.
  • the second liquid crystal cell 20 is substantially the same as the first liquid crystal cell 10.
  • the second liquid crystal cell 20 has an effective region A21 that modulates a transmitted polarized light component, and a peripheral region A22 outside the effective region A21.
  • the effective region A21 is superimposed on the effective region A11, and the peripheral region A22 is superimposed on the peripheral region A12.
  • the plurality of feeder lines PL2 are arranged in the first direction X in the peripheral region A22. Each of these feeder lines PL2 extends to the terminal portion A23 and is electrically connected to a flexible wiring board or the like.
  • the plurality of second control electrodes E2 have substantially the same shape and are aligned in the second direction Y in the effective region A21. Each of the plurality of second control electrodes E2 extends to the peripheral region A22 and is electrically connected to any of the feeder lines PL2.
  • the shape of the second control electrode E2 is the same as the shape of the first control electrode E1, and the description thereof will be omitted. In one example, such a second control electrode E2 is superimposed on the first control electrode E1 in a plan view.
  • the second control electrode E2 may be arranged so as to be offset from the first control electrode E1 in at least one direction of the first direction X and the second direction Y in the plan view, or the first control electrode E2 in the plan view. It may be arranged so as to be offset in the ⁇ direction with respect to E1.
  • the alignment treatment direction AD1 of the alignment film AL1 and the alignment treatment direction AD2 of the alignment film AL2 in the first liquid crystal cell 10 are mutually aligned with the alignment treatment direction AD3 of the alignment film AL3 and the alignment treatment direction AD4 of the alignment film AL4 in the second liquid crystal cell 20. It is almost orthogonal.
  • the orientation processing directions AD1 to AD4 are not limited to the illustrated examples.
  • the natural light incident on the light control device 200 includes a first polarization component POL1 and a second polarization component POL2.
  • One of the first polarization component POL1 and the second polarization component POL2 is modulated in a plurality of directions mainly in the first liquid crystal cell 10 as described with reference to FIG. 5, and similarly, the other The polarization component is modulated in a plurality of directions mainly in the second liquid crystal cell 20.
  • a first liquid crystal cell 10 for mainly modulating one polarization component of natural light and a second liquid crystal for mainly modulating the other polarization component of natural light can be configured with the same specifications except for the orientation processing direction. Therefore, by superimposing the first liquid crystal cell 10 and the second liquid crystal cell 20, it is possible to provide an optical control device 200 that modulates (focuses or diverges) natural light.
  • the first control electrode E1 of the first liquid crystal cell 10 is electrically connected to the feeder line PL1 in the peripheral region A12
  • the second control electrode E2 of the second liquid crystal cell 20 is connected to the feeder line PL2 in the peripheral region A22. It is electrically connected. Therefore, neither the feeder lines PL1 and PL2 are provided in the effective regions A11 and A12, and there are no missing portions of the first control electrode E1 and the second control electrode E2. Therefore, in the effective regions A11 and A12, the invalid region that does not contribute to the formation of the liquid crystal lens can be reduced.
  • each of the first control electrode E1 and the second control electrode E2 is composed of a plurality of linearly extending segments, and the polarization component can be modulated in a direction substantially orthogonal to the extending direction of each segment. .. Thereby, a desired liquid crystal lens can be formed.
  • the angle formed by each segment with respect to the first direction X is (180 ° / N). It is desirable to set the pitch to. As a result, uniform light distribution can be realized in a plurality of directions.
  • each segment group since the total length of each segment is almost the same, the degree of modulation of the polarization component by each segment group can be made the same.
  • FIG. 7 is a diagram showing another configuration example of the optical control device 200.
  • the configuration example shown in FIG. 7 is different from the configuration example shown in FIG. 6 in that the second control electrode E2 is provided so as to intersect with the first control electrode E1.
  • the plurality of feeder lines PL2 are lined up in the second direction Y in the peripheral region A22.
  • the plurality of second control electrodes E2 have substantially the same shape and are aligned in the first direction X in the effective region A21.
  • Each of the plurality of second control electrodes E2 extends to the peripheral region A22 and is electrically connected to any of the feeder lines PL2.
  • the second control electrode E2 includes a plurality of segments that intersect the first direction X at different angles.
  • the second control electrode E2 includes a fourth segment SG4, a fifth segment SG5, and a sixth segment SG6 in the effective region A21.
  • the fourth segment SG4 extends in a direction intersecting the first direction X at a fourth angle ⁇ 4.
  • the fifth segment SG5 extends in a direction intersecting the first direction X at a fifth angle ⁇ 5.
  • the sixth segment SG6 extends in a direction intersecting the first direction X at a sixth angle ⁇ 6.
  • the fourth angle ⁇ 4, the fifth angle ⁇ 5, and the sixth angle ⁇ 6 are different angles from each other.
  • first angle ⁇ 1, the second angle ⁇ 2, and the third angle ⁇ 3 in the first control electrode E1 described with reference to FIG. 4 are the fourth angle ⁇ 4, the fifth angle ⁇ 5, and the sixth angle ⁇ 6.
  • the angle is different from any of the above.
  • the fourth angle ⁇ 4 is 120 °
  • the fifth angle ⁇ 5 is 90 °
  • the sixth angle ⁇ 6 is 60 °.
  • the difference between the first angle ⁇ 1 and the fourth angle ⁇ 4 is almost the same.
  • the difference between the second angle ⁇ 2 is 0 °
  • the first liquid crystal cell 10 and the second liquid crystal cell 20 can be configured with substantially the same specifications, and one cell is rotated by 90 ° with respect to the other cell.
  • the optical control device 200 can be provided by superimposing with.
  • Such an example corresponds to the case where the first control electrode E1 and the second control electrode E2 are provided with six segments intersecting at a total of six types of angles, and each segment is formed with respect to the first direction X.
  • the fourth angle ⁇ 4, the fifth angle ⁇ 5, and the sixth angle ⁇ 6 include at least one acute angle and at least one obtuse angle.
  • the sixth angle ⁇ 6 is an acute angle and the fourth angle ⁇ 4 is an obtuse angle.
  • the obtuse angle is an integral multiple of the acute angle.
  • the total length L4 of the fourth segment SG4, the total length L5 of the fifth segment SG5, and the total length L6 of the sixth segment SG6 are substantially the same.
  • the number of the fourth segment SG4, the number of the fifth segment SG5, and the number of the sixth segment SG6 included in the second control electrode E2 are equal.
  • the alignment treatment direction AD1 of the alignment film AL1 and the alignment treatment direction AD2 of the alignment film AL2 in the first liquid crystal cell 10 are aligned with the alignment treatment direction AD3 of the alignment film AL3 and the alignment treatment direction AD4 of the alignment film AL4 in the second liquid crystal cell 20. It is almost orthogonal.
  • FIG. 8 is a diagram showing another configuration example of the optical control device 200.
  • the first liquid crystal cell 10 constituting the optical control device 200 will be described, but the second liquid crystal cell 20 has the same specifications as the illustrated first liquid crystal cell 10.
  • the orientation processing directions AD1 and AD2 in the first liquid crystal cell 10 are different from the orientation processing directions AD3 and AD4 in the second liquid crystal cell 20 as in the above configuration example.
  • the first liquid crystal cell 10 has a first effective region A111 and a second effective region A112.
  • the first effective region A111 and the second effective region A112 are adjacent to, for example, the first direction X.
  • the plurality of first control electrodes E1 are provided in the first effective region A111 and are arranged in the second direction Y.
  • the plurality of second control electrodes E2 are provided in the second effective region A112 and are arranged in the first direction X.
  • Each of the first control electrodes E1 is separated from the second control electrode E2.
  • the boundary line B between the first effective region A111 and the second effective region A112 is formed in a non-linear manner along the second control electrode E2 as shown by the dotted line.
  • the first control electrode E1 includes a first segment SG1, a second segment SG2, and a third segment SG3, as in the configuration example described with reference to FIG.
  • the second control electrode E2 includes a fourth segment SG4, a fifth segment SG5, and a sixth segment SG6, as in the configuration example described with reference to FIG. 7.
  • Each of these segments SG1 to SG6 extends in different directions from each other.
  • the plurality of first feeder lines PL1 are lined up in the first direction X in the peripheral region A12.
  • Each of the first control electrodes E1 extends to the peripheral region A12 and is electrically connected to any one of the first feeder lines PL1.
  • the plurality of second feeder lines PL2 are arranged in the second direction Y in the peripheral region A12.
  • Each of the second control electrodes E2 extends to the peripheral region A12 and is electrically connected to any of the second feeder lines PL2.
  • the first liquid crystal cell 10 includes a first control electrode E1 having three segments SG1 to SG3 and a second control electrode E2 having three segments SG4 to SG6. Therefore, the polarized light component transmitted through the first liquid crystal cell 10 and the second liquid crystal cell 20 is diverged in 12 directions in the XY plane. As a result, uniform light distribution can be realized in more directions.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing another configuration example of the first liquid crystal cell 10 and the second liquid crystal cell 20 constituting the optical control device 200.
  • the first liquid crystal cell 10 and the second liquid crystal cell 20 are configured with the same specifications, while the second control electrode E2 is displaced with respect to the first control electrode E1. It is superimposed in the state.
  • the first common electrode C1 of the first liquid crystal cell 10 is omitted, and the second common electrode C2 of the second liquid crystal cell 20 is omitted.
  • the liquid crystal lens is formed by a so-called horizontal electric field method in which an electric field is formed between the adjacent first control electrodes E1 in the first liquid crystal cell 10, and similarly, the second liquid crystal cell 20 is also adjacent.
  • a liquid crystal lens is formed by the electric field between the second control electrodes E2.
  • the first common electrode C1 of the first liquid crystal cell 10 is patterned so as to have the same shape as the first control electrode E1
  • the second liquid crystal cell 20 is second.
  • the common electrode C2 is patterned so as to have the same shape as the second control electrode E2.
  • FIG. 10 is a plan view showing another configuration example of the second control electrode E2.
  • the fourth segment SG4, the fifth segment SG5, and the sixth segment SG6 are arranged in this order to form a repeating unit of the second control electrode E2, but the second control electrode E2
  • the shape of is not limited to this.
  • the fifth segment SG5, the fifth segment SG5, the fourth segment SG4, the sixth segment SG6, the fourth segment SG4, and the sixth segment SG6 are arranged in this order, and the second It constitutes a repeating unit of the control electrode E2.
  • the fifth segment SG5, the fourth segment SG4, the sixth segment SG6, the fifth segment SG5, the sixth segment SG6, and the fourth segment SG4 are arranged in this order, and the second It constitutes a repeating unit of the control electrode E2.
  • the configuration example shown in FIG. 10A the fifth segment SG5, the fifth segment SG5, the fourth segment SG4, the sixth segment SG6, the fourth segment SG4, and the sixth segment SG6 are arranged in this order, and the second It constitutes a repeating unit of the control electrode E2.
  • the sixth segment SG6, the fourth segment SG4, the fifth segment SG5, the fifth segment SG5, the fourth segment SG4, and the sixth segment SG6 are arranged in this order, and the second segment It constitutes a repeating unit of the control electrode E2.
  • the fourth segment SG4, the fifth segment SG5, and the sixth segment SG6 are arranged in this order to form a repeating unit of the second control electrode E2.
  • the fourth segment SG4 extends in a direction intersecting the first direction X at a fourth angle ( ⁇ 4 ⁇ ⁇ ).
  • the fifth segment SG5 extends in a direction intersecting the first direction X at a fifth angle ( ⁇ 5 ⁇ ⁇ ).
  • the sixth segment SG6 extends in a direction intersecting the first direction X at a sixth angle ( ⁇ 6 ⁇ ⁇ ).
  • ⁇ is given at (90 ° / N) when the first control electrode E1 and the second control electrode E2 have N segments intersecting at an angle formed by N types.
  • ⁇ is set to 5 ° in the first repeating unit
  • ⁇ is set to 10 ° in the second repeating unit
  • ⁇ is set to 15 ° in the third repeating unit, and the like.
  • the repeating unit is formed so that the total length of each segment is the same.
  • the second control electrode E2 may be configured by combining the above configuration examples.
  • the configuration example of the second control electrode E2 described here can also be applied to the first control electrode E1.
  • FIG. 11 is a diagram showing another configuration example of the optical control device 200.
  • 11A and 11B show a plurality of segments of the first control electrode E1 provided in the first liquid crystal cell 10 and a plurality of segments of the second control electrode E2 provided in the second liquid crystal cell 20. The combination with and is shown.
  • the angle in FIG. 11 indicates an angle that intersects the first direction X.
  • the first control electrode E1 has a segment extending in the direction of 15 °, a segment extending in the direction of 45 °, and a segment extending in the direction of 75 °. It has.
  • the directional pitch of each segment on the first control electrode E1 is 30 °.
  • the second control electrode E2 includes a segment extending in the 0 ° direction, a segment extending in the 30 ° direction, a segment extending in the 60 ° direction, and a segment extending in the 90 ° direction. ing.
  • the pitch of the orientation of each segment on the second control electrode E2 is also 30 °.
  • the first control electrode E1 has a segment extending in the direction of 30 °, a segment extending in the direction of 60 °, and a segment extending in the direction of 90 °. It has.
  • the second control electrode E2 includes a segment extending in the 0 ° direction, a segment extending in the 30 ° direction, a segment extending in the 60 ° direction, and a segment extending in the 90 ° direction. ing. In these configuration examples, the same effect as the above configuration example can be obtained.
  • FIG. 12 is a diagram showing another configuration example of the optical control device 200.
  • the optical control device 200 includes a first liquid crystal cell 10 and a second liquid crystal cell 20.
  • the effective region A11 and the first control electrode E1 of the first liquid crystal cell 10 and the effective region A21 and the second control electrode E2 of the second liquid crystal cell 20 are shown, respectively.
  • the effective region A11 is substantially the same as the effective region A21. That is, the effective regions A11 and A21 have the same contour, and the shape of the first control electrode E1 matches the shape of the second control electrode E2.
  • the effective regions A11 and A21 have a regular dodecagonal contour.
  • the first control electrode E1 includes a first segment SG1, a second segment SG2, and a third segment SG3.
  • the second control electrode E2 includes a fourth segment SG4 that matches the first segment SG1, a fifth segment SG5 that matches the second segment SG2, and a sixth segment SG6 that matches the third segment SG3.
  • one side parallel to the second segment SG2 is represented as the reference line BL1.
  • the reference line BL1 is parallel to the first direction X.
  • one side parallel to the fifth segment SG5 is represented as the reference line BL2.
  • the reference line BL2 intersects the first direction X at an angle of 30 °. That is, the effective region A21 corresponds to the effective region A11 rotated by 30 ° in the XY plane.
  • the contour of the effective region A21 includes one side OS2 parallel to the first direction X.
  • One side OS2 is adjacent to the reference line BL2.
  • the first liquid crystal cell 10 and the second liquid crystal cell 20 are arranged so that one side OS2 of the effective region A21 overlaps the reference line BL1 of the effective region A11.
  • the orientation processing directions AD1 and AD2 in the effective region A11 are orthogonal to the first direction X, and the orientation processing directions AD3 and AD4 in the effective region A21 are parallel to the first direction X.
  • the same effect as the above configuration example can be obtained.
  • the effective regions A11 and A21 can be formed by patterning with the same photomask. Therefore, the manufacturing cost can be reduced as compared with the case where separate photomasks are prepared when manufacturing the first liquid crystal cell 10 and the second liquid crystal cell 20.
  • FIG. 13 is a diagram showing another configuration example of the optical control device 200.
  • the optical control device 200 includes a first liquid crystal cell 10, a second liquid crystal cell 20, a third liquid crystal cell 30, and a fourth liquid crystal cell 40.
  • the third liquid crystal cell 30 and the fourth liquid crystal cell 40 are configured in the same manner as the first liquid crystal cell 10 and the second liquid crystal cell 20 described above.
  • the effective area A11 of the first liquid crystal cell 10 the effective area A21 of the second liquid crystal cell 20, the effective area A31 of the third liquid crystal cell 30, and the effective area A41 of the fourth liquid crystal cell 40 are shown, respectively.
  • the effective regions A11, A21, A31, and A41 are substantially the same and have the same contour.
  • the shapes are consistent.
  • the effective region A21 corresponds to the effective region A11 rotated by 90 ° in the XY plane.
  • the effective region A31 corresponds to the effective region A11 rotated by 180 ° in the XY plane.
  • the effective region A41 corresponds to the effective region A11 rotated by 270 ° in the XY plane.
  • the orientation treatment directions AD1 and AD2 in the effective region A11 and the orientation treatment directions AD3 and AD4 in the effective region A21 are parallel to the first direction X.
  • the orientation processing directions AD5 and AD6 in the effective region A31 and the orientation processing directions AD7 and AD8 in the effective region A41 are orthogonal to the first direction X.
  • one of the first polarization component POL1 and the second polarization component POL2 is mainly modulated by the first liquid crystal cell 10 and the second liquid crystal cell 20, and the other polarization component is , Mainly modulated by the third liquid crystal cell 30 and the fourth liquid crystal cell 40.
  • the same effect as the above configuration example can be obtained.
  • FIG. 14 is a diagram showing another configuration example of the optical control device 200.
  • the optical control device 200 includes a first liquid crystal cell 10, a second liquid crystal cell 20, and a third liquid crystal cell 30.
  • the effective region A11 of the first liquid crystal cell 10 the effective region A21 of the second liquid crystal cell 20, and the effective region A31 of the third liquid crystal cell 30 are shown, respectively.
  • the effective regions A11, A21, and A31 are substantially the same and have the same contour.
  • the shape of the first control electrode E1 in the effective region A11, the shape of the second control electrode E2 in the effective region A21, and the shape of the third control electrode E3 in the effective region A31 are the same.
  • the effective region A21 corresponds to the effective region A11 rotated by 30 ° in the XY plane.
  • the effective region A31 corresponds to the effective region A11 rotated by 60 ° in the XY plane.
  • the orientation processing directions AD1 and AD2 in the effective region A11 are parallel to the first direction X.
  • the orientation processing directions AD3 and AD4 in the effective region A21 are orthogonal to the first direction X.
  • the orientation treatment directions AD5 and AD6 in the effective region A31 intersect the first direction X at 135 °.
  • one of the first polarization component POL1 and the second polarization component POL2 is mainly modulated by the first liquid crystal cell 10, and the other polarization component is mainly the second liquid crystal cell.
  • both polarization components are also modulated by the third liquid crystal cell 30.
  • the effective area is a polygon
  • it may be circular.
  • the effective region is formed in a polygonal or circular shape, which facilitates the alignment.
  • the pair of alignment films sandwiching the liquid crystal layer are oriented in the same direction and in opposite directions, but the orientation treatment is not limited to this, and the alignment treatment may be performed so as to intersect each other.
  • the liquid crystal mode may be any of a horizontal alignment mode, a vertical alignment mode, a twist alignment mode, and the like.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment itself, and at the stage of its implementation, the components can be modified and embodied within a range that does not deviate from the gist thereof.
  • various inventions can be formed by an appropriate combination of the plurality of components disclosed in the above-described embodiment. For example, some components may be removed from all the components shown in the embodiments. In addition, components from different embodiments may be combined as appropriate.
  • Optical control device 10 ... 1st liquid crystal cell 20 ... 2nd liquid crystal cell SUB1 ... 1st substrate PL1 ... Feed line E1 ... 1st control electrode SG1 ... 1st segment SG2 ... 2nd segment SG3 ... 3rd Segment SUB2 ... 2nd substrate LC1 ... 1st liquid crystal layer SUB3 ... 3rd substrate PL2 ... Feed line E2 ... 2nd control electrode SG4 ... 4th segment SG5 ... 5th segment SG6 ... 6th segment SUB4 ... 4th substrate LC2 ... 4th 2 liquid crystal layer

Landscapes

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Abstract

本実施形態の目的は、無効領域を縮小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、有効領域に設けられた複数の第１制御電極と、周辺領域に設けられた複数の給電線と、を備えた第１基板と、第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に保持された第１液晶層と、を備え、前記第１制御電極は、透明電極であり、前記第１制御電極は、前記有効領域において、第１方向に対して第１角度で交差する第１セグメントと、前記第１方向に対して第２角度で交差する第２セグメントと、前記第１方向に対して第３角度で交差する第３セグメントと、を備え、前記第１制御電極は、前記周辺領域に延出し、前記給電線と電気的に接続され、前記第１乃至第３角度は、互いに異なる角度である。

Description

光制御装置及び照明装置
　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、光源から出射された光の経路を制御する液晶レンズが種々提案されている。一例では、複数の円弧電極と、円弧電極に接続された引出電極とを備える液晶レンズが開示されている。また、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。それぞれの帯状電極に接続される引出電極は、液晶レンズが形成される有効領域に設けられ、液晶レンズを形成するための電界を乱す一因となりうる。
特開２００５－３１７８７９号公報 特開２０１０－２３０８８７号公報
　本実施形態の目的は、無効領域を縮小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、　
　有効領域に設けられた複数の第１制御電極と、周辺領域に設けられた複数の給電線と、を備えた第１基板と、第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に保持された第１液晶層と、を備え、前記第１制御電極は、透明電極であり、前記第１制御電極は、前記有効領域において、第１方向に対して第１角度で交差する第１セグメントと、前記第１方向に対して第２角度で交差する第２セグメントと、前記第１方向に対して第３角度で交差する第３セグメントと、を備え、前記第１制御電極は、前記周辺領域に延出し、前記給電線と電気的に接続され、前記第１乃至第３角度は、互いに異なる角度である。
　本実施形態の光制御装置は、　
　第１制御電極を備えた第１液晶セルと、第２制御電極を備えた第２液晶セルと、を備え、前記第２液晶セルは、前記第１液晶セルに重畳し、前記第１制御電極及び前記第２制御電極は、透明電極であり、前記第１制御電極は、第１方向に対して第１角度で交差する第１セグメントと、前記第１方向に対して第２角度で交差する第２セグメントと、前記第１方向に対して第３角度で交差する第３セグメントと、を備え、前記第２制御電極は、前記第１方向に対して第４角度で交差する第４セグメントと、前記第１方向に対して第５角度で交差する第５セグメントと、前記第１方向に対して第６角度で交差する第６セグメントと、を備え、前記第１乃至第６角度は、互いに異なる角度である。
　本実施形態の光制御装置は、　
　第１有効領域に設けられた複数の第１制御電極と、前記第１有効領域に隣接する第２有効領域に設けられた複数の第２制御電極と、を備えた第１基板と、第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に保持された第１液晶層と、を備え、前記第１制御電極及び前記第２制御電極は、透明電極であり、前記第１制御電極は、前記第２制御電極から離間し、前記第１制御電極は、第１方向に対して第１角度で交差する第１セグメントと、前記第１方向に対して第２角度で交差する第２セグメントと、前記第１方向に対して第３角度で交差する第３セグメントと、を備え、前記第２制御電極は、前記第１方向に対して第４角度で交差する第４セグメントと、前記第１方向に対して第５角度で交差する第５セグメントと、前記第１方向に対して第６角度で交差する第６セグメントと、を備え、前記第１乃至第６角度は、互いに異なる角度である。
　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光制御装置と、を備え、前記光制御装置は、有効領域に設けられた複数の第１制御電極と、周辺領域に設けられた複数の給電線と、を備えた第１基板と、第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に保持された第１液晶層と、を備え、前記第１制御電極は、透明電極であり、前記第１制御電極は、前記有効領域において、第１方向に対して第１角度で交差する第１セグメントと、前記第１方向に対して第２角度で交差する第２セグメントと、前記第１方向に対して第３角度で交差する第３セグメントと、を備え、前記第１制御電極は、前記周辺領域に延出し、前記給電線と電気的に接続され、前記第１乃至第３角度は、互いに異なる角度である。
　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光制御装置と、を備え、前記光制御装置は、第１制御電極を備えた第１液晶セルと、第２制御電極を備えた第２液晶セルと、を備え、前記第２液晶セルは、前記第１液晶セルに重畳し、前記第１制御電極及び前記第２制御電極は、透明電極であり、前記第１制御電極は、第１方向に対して第１角度で交差する第１セグメントと、前記第１方向に対して第２角度で交差する第２セグメントと、前記第１方向に対して第３角度で交差する第３セグメントと、を備え、前記第２制御電極は、前記第１方向に対して第４角度で交差する第４セグメントと、前記第１方向に対して第５角度で交差する第５セグメントと、前記第１方向に対して第６角度で交差する第６セグメントと、を備え、前記第１乃至第６角度は、互いに異なる角度である。
　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光制御装置と、を備え、前記光制御装置は、第１有効領域に設けられた複数の第１制御電極と、前記第１有効領域に隣接する第２有効領域に設けられた複数の第２制御電極と、を備えた第１基板と、第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に保持された第１液晶層と、を備え、前記第１制御電極及び前記第２制御電極は、透明電極であり、前記第１制御電極は、前記第２制御電極から離間し、前記第１制御電極は、第１方向に対して第１角度で交差する第１セグメントと、前記第１方向に対して第２角度で交差する第２セグメントと、前記第１方向に対して第３角度で交差する第３セグメントと、を備え、前記第２制御電極は、前記第１方向に対して第４角度で交差する第４セグメントと、前記第１方向に対して第５角度で交差する第５セグメントと、前記第１方向に対して第６角度で交差する第６セグメントと、を備え、前記第１乃至第６角度は、互いに異なる角度である。
　本実施形態によれば、無効領域を縮小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。
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、第１液晶セル１０の一構成例を示す断面図である。 図３は、第１液晶セル１０に形成される液晶レンズＬＬ１を説明するための図である。 図４は、第１液晶セル１０の一構成例を示す平面図である。 図５は、第１制御電極Ｅ１の各セグメントにおける光の変調作用を説明するための図である。 図６は、光制御装置２００の一構成例を示す図である。 図７は、光制御装置２００の他の構成例を示す図である。 図８は、光制御装置２００の他の構成例を示す図である。 図９は、光制御装置２００を構成する第１液晶セル１０及び第２液晶セル２０の他の構成例を示す断面図である。 図１０は、第２制御電極Ｅ２の他の構成例を示す平面図である。 図１１は、光制御装置２００の他の構成例を示す図である。 図１２は、光制御装置２００の他の構成例を示す図である。 図１３は、光制御装置２００の他の構成例を示す図である。 図１４は、光制御装置２００の他の構成例を示す図である。
　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。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に向かって光を出射する。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、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ってもよいし、異なる構成要素を有するものであってもよい。
　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上に設けられた複数の第１制御電極Ｅ１と、第１制御電極Ｅ１を覆う配向膜ＡＬ１と、を備えている。第２基板ＳＵＢ２は、絶縁基板１２と、絶縁基板１２上に設けられた第１共通電極Ｃ１と、第１共通電極Ｃ１を覆う配向膜ＡＬ２と、を備えている。第１共通電極Ｃ１は、複数の第１制御電極Ｅ１に対向している。
　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上に設けられた複数の第２制御電極Ｅ２と、第２制御電極Ｅ２を覆う配向膜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上に設けられた第２共通電極Ｃ２と、第２共通電極Ｃ２を覆う配向膜ＡＬ４と、を備えている。第２共通電極Ｃ２は、複数の第２制御電極Ｅ２に対向している。
　絶縁基板１１及び１２、及び、絶縁基板２１及び２２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制御電極Ｅ１、第２制御電極Ｅ２、第１共通電極Ｃ１、及び、第２共通電極Ｃ２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た透明電極である。第１制御電極Ｅ１及び第２制御電極Ｅ２の具体的な形状等については、後述する。
　配向膜ＡＬ１乃至ＡＬ４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る。例えば、配向膜ＡＬ１の配向処理方向ＡＤ１及び配向膜ＡＬ２の配向処理方向ＡＤ２は、いずれも第１方向Ｘに平行であり、互いに逆向きである。また、配向膜ＡＬ３の配向処理方向ＡＤ３及び配向膜ＡＬ４の配向処理方向ＡＤ４は、いずれも第２方向Ｙに平行であり、互いに逆向きである。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１液晶層ＬＣ１は、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間において配向膜ＡＬ１及びＡＬ２によって保持され、第１方向Ｘに沿って初期配向した液晶分子ＬＭ１を有している。第２液晶層ＬＣ２は、第３基板ＳＵＢ３と第４基板ＳＵＢ４との間において配向膜ＡＬ３及びＡＬ４によって保持され、第２方向Ｙに沿って初期配向した液晶分子ＬＭ２を有している。つまり、液晶分子ＬＭ１の初期配向方向は、液晶分子ＬＭ２の初期配向方向に交差している。なお、初期配向とは、液晶層に電圧が印加されていない状態での液晶分子の配向に相当し、あるいは、液晶層を挟持する一対の配向膜による配向規制力による液晶分子の配向に相当する。これらの第１液晶層ＬＣ１及び第２液晶層ＬＣ２は、例えば、正の誘電率異方性を有しているが、負の誘電率異方性を有していてもよい。
　第２液晶セル２０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２１とは、透明な接着層ＡＤによって互いに接着されている。接着層ＡＤの屈折率は、絶縁基板１２及び２１の屈折率と同等である。一方で、絶縁基板１１の外面１１Ａ及び絶縁基板２２の外面２２Ａは、それぞれ空気層に接している。外面２２Ａには、必要に応じて、外光による液晶層の劣化を抑制する紫外線カット層が設けられてもよいし、液晶分子の配向ムラの影響を緩和するための拡散層が設けられてもよいし、外面２２Ａが艶消し処理されてもよい。
　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液晶セル１０において第１制御電極Ｅ１及び第１共通電極Ｃ１に印加すべき電圧を制御する。電圧制御部ＤＣＴ２は、第２液晶セル２０において第２制御電極Ｅ２及び第２共通電極Ｃ２に印加すべき電圧を制御する。
　このような光制御装置２００は、光源ＬＳが絶縁基板１１の外面１１Ａと向かい合うように設けられる。つまり、外面１１Ａは、自然光の入射面となる。第１液晶セル１０は、主として、入射した自然光のうちの第１偏光成分（Ｐ偏光）ＰＯＬ１を変調するものである。図１に示す座標系において、第１偏光成分ＰＯＬ１とは、第１方向Ｘに振動面を有する直線偏光である。第２液晶セル２０は、主として、第１液晶セル１０を透過した第２偏光成分（Ｓ偏光）ＰＯＬ２を変調するものである。第２偏光成分ＰＯＬ２とは、第２方向Ｙに振動面を有する直線偏光である。
　ここでの変調とは、液晶層に形成される屈折率分布型レンズ（以下、液晶レンズと称する）により、液晶層を透過する偏光成分を屈折、集束または発散することをいう。集束または発散の度合い（変調率）は、液晶層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における第１偏光成分の変調率は、電圧制御部ＤＣＴ１によって制御され、第２液晶セル２０における第２偏光成分の変調率は、電圧制御部ＤＣＴ２によって制御される。電圧制御部ＤＣＴ１及び電圧制御部ＤＣＴ２は、同一の電圧条件で制御してもよいし、異なる電圧条件で制御してもよい。また、電圧制御部ＤＣＴ１及び電圧制御部ＤＣＴ２の各々は、凸レンズ型の液晶レンズ、凹レンズ型の液晶レンズ、あるいは、その他の形状の液晶レンズを形成するような電圧条件で制御してもよい。
　図２は、第１液晶セル１０の一構成例を示す断面図である。ここでは、第１液晶セル１０について説明するが、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おり、その説明については省略する。
　第１液晶セル１０は、透過する偏光成分を変調する有効領域Ａ１１と、有効領域Ａ１１の外側の周辺領域Ａ１２と、を有している。第１基板ＳＵＢ１において、複数の第１給電線ＰＬ１、及び、コモン配線ＣＬ１は、周辺領域Ａ１２に設けられ、絶縁膜ＩＬによって覆われている。複数の第１制御電極Ｅ１は、有効領域Ａ１１に設けられ、絶縁膜ＩＬの上に位置し、配向膜ＡＬ１によって覆われている。第１制御電極Ｅ１、給電線ＰＬ１、及び、コモン配線ＣＬ１は、図１に示した電圧制御部ＤＣＴ１に電気的に接続されている。
　第２基板ＳＵＢ２において、遮光層ＢＭは、周辺領域Ａ１２に設けられている。遮光層ＢＭで囲まれた内側の領域が有効領域Ａ１１に相当する。第１共通電極Ｃ１は、有効領域Ａ１１の略全面に位置するとともにその一部が周辺領域Ａ１２にも延在した単一の平板電極である。第１共通電極Ｃ１は、有効領域Ａ１１において、第１液晶層ＬＣ１を介して複数の第１制御電極Ｅ１と対向している。第１共通電極Ｃ１は、周辺領域Ａ１２において、複数の給電線ＰＬ１及びコモン配線ＣＬ１と対向している。
　第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２は、周辺領域Ａ１２において、シールＳＥによって接着されている。シールＳＥは、導通材ＣＤを備えている。導通材ＣＤは、コモン配線ＣＬ１と第１共通電極Ｃ１との間に介在し、コモン配線ＣＬ１と第１共通電極Ｃ１とを電気的に接続している。
　図３は、第１液晶セル１０に形成される液晶レンズＬＬ１を説明するための図である。図３においては、説明に必要な構成のみを図示している。なお、説明を省略するが、第２液晶セル２０においても、図３を参照して説明する液晶レンズＬＬ１と同様の液晶レンズＬＬ２を形成することができる。
　図３の（Ａ）は、第１制御電極Ｅ１１乃至Ｅ１５と、第１共通電極Ｃ１との間に電位差が生じていないオフ状態（ＯＦＦ）を示している。第１液晶層ＬＣ１に含まれる液晶分子ＬＭ１は、配向膜ＡＬ１及びＡＬ２の配向規制力により、初期配向している。
　図３の（Ｂ）は、第１制御電極Ｅ１１乃至Ｅ１５と、第１共通電極Ｃ１との間に電位差が形成されたオン状態（ＯＮ）を示している。電圧制御部ＤＣＴ１は、第１制御電極Ｅ１１乃至Ｅ１５、及び、第１共通電極Ｃ１にそれぞれ所定の電圧を供給する。第１液晶層ＬＣ１は、上記の通り、正の誘電率異方性を有している。このため、液晶分子ＬＭ１は、電界が形成された状態ではその長軸が電界に沿うように配向する。
　第１制御電極Ｅ１１及びＥ１５の各々と第１共通電極Ｃ１とが対向する領域には、第３方向Ｚに沿った電界が形成されるため、液晶分子ＬＭ１は、その長軸が第３方向Ｚに沿うように配向する。第１制御電極Ｅ１３と第１共通電極Ｃ１とが対向する領域には、ほとんど電界が形成されず、液晶分子ＬＭ１は、初期配向状態に維持される。第１制御電極Ｅ１２と第１共通電極Ｃ１とが対向する領域には、第１制御電極Ｅ１１と第１共通電極Ｃ１とが対向する領域と、第１制御電極Ｅ１３と第１共通電極Ｃ１とが対向する領域との中間の配向状態が形成される。第１制御電極Ｅ１４と第１共通電極Ｃ１とが対向する領域には、第１制御電極Ｅ１５と第１共通電極Ｃ１とが対向する領域と、第１制御電極Ｅ１３と第１共通電極Ｃ１とが対向する領域との中間の配向状態が形成される。
　液晶分子ＬＭ１は、屈折率異方性Δｎを有している。このため、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。図中に点線で示した液晶レンズＬＬ１は、このような屈折率分布、または、リタデーションの分布によって形成されるものである。
　図３の（Ａ）に示すオフ状態では、第１液晶層ＬＣ１は、ほぼ均一な屈折率分布を有し、液晶レンズが形成されていない。このため、第１偏光成分ＰＯＬ１は、変調されることなく第１液晶層ＬＣ１を透過する。
　図３の（Ｂ）に示すオン状態では、上記の通り、第１液晶層ＬＣ１は、液晶レンズＬＬ１を有する。このため、第１偏光成分ＰＯＬ１は、第１液晶層ＬＣ１を透過する際に変調される。
　図４は、第１液晶セル１０の一構成例を示す平面図である。なお、図４においては、第１液晶セル１０の主要部のみを図示している。
　複数の給電線ＰＬ１は、周辺領域Ａ１２において、第１方向Ｘに並んでいる。これらの給電線ＰＬ１の各々は、端子部Ａ１３に延出している。端子部Ａ１３は、詳述しないが、給電線ＰＬ１の各々と接続された複数の端子を備え、フレキシブル配線基板などと電気的に接続される。
　複数の第１制御電極Ｅ１は、ほぼ同一の形状を有し、有効領域Ａ１１において、第２方向Ｙに並んでいる。複数の第１制御電極Ｅ１の各々は、周辺領域Ａ１２に延出し、給電線ＰＬ１のいずれかと電気的に接続されている。
　第１制御電極Ｅ１の形状について説明する。例えば、第１液晶セル１０の一辺の延出方向に平行な第１方向Ｘを基準としたとき、第１制御電極Ｅ１は、第１方向Ｘに対して異なる角度で交差する複数のセグメントを備えている。なお、第１方向Ｘに対する各セグメントのなす角度θは、Ｘ－Ｙ平面において、第１方向Ｘを基準として反時計回りの角度として定義する。
　図４において拡大して示す例では、第１制御電極Ｅ１は、有効領域Ａ１１において、第１セグメントＳＧ１と、第２セグメントＳＧ２と、第３セグメントＳＧ３と、を備えている。第１セグメントＳＧ１は、第１方向Ｘに対して第１角度θ１で交差する方向に延出している。第２セグメントＳＧ２は、第１方向Ｘに対して第２角度θ２で交差する方向に延出している。第３セグメントＳＧ３は、第１方向Ｘに対して第３角度θ３で交差する方向に延出している。第１角度θ１、第２角度θ２、及び、第３角度θ３は、互いに異なる角度である。一例では、第１角度θ１は６０°であり、第２角度θ２は０°であり、第３角度θ３は１２０°である。他の例では、第１角度θ１は３０°であり、第２角度θ２は０°であり、第３角度θ３は１５０°である。
　これらの第１角度θ１、第２角度θ２、及び、第３角度θ３は、少なくとも１つの鋭角と、少なくとも１つの鈍角とを含んでいる。上記の例では、第１角度θ１は鋭角であり、第３角度θ３は鈍角である。
　また、鈍角は、鋭角の整数倍である。上記の一例では、第３角度θ３（＝１２０°）は、第１角度θ１（６０°）の２倍に相当し、上記の他の例では、第３角度θ３（＝１５０°）は、第１角度θ１（３０°）の５倍に相当する。
　有効領域Ａ１１において、第１セグメントＳＧ１の長さＬ１の総和、第２セグメントＳＧ２の長さＬ２の総和、及び、第３セグメントＳＧ３の長さＬ３の総和は、ほぼ同等であることが望ましい。例えば、長さＬ１乃至Ｌ３が等しい場合、第１制御電極Ｅ１が備える第１セグメントＳＧ１の個数、第２セグメントＳＧ２の個数、及び、第３セグメントＳＧ３の個数は、等しい。
　図５は、第１制御電極Ｅ１の各セグメントにおける光の変調作用を説明するための図である。図５の（Ａ）は、複数の第１セグメントＳＧ１が略等ピッチで並んで構成されるセグメント群ＧＰ１の変調作用を示している。図５の（Ｂ）は、複数の第２セグメントＳＧ２が略等ピッチで並んで構成されるセグメント群ＧＰ２の変調作用を示している。図５の（Ｃ）は、複数の第３セグメントＳＧ３が略等ピッチで並んで構成されるセグメント群ＧＰ３の変調作用を示している。
　図４に示した第１液晶セル１０において、第１液晶層ＬＣ１の液晶分子ＬＭ１が第１方向Ｘに初期配向している場合、第１偏光成分ＰＯＬ１は、セグメント群ＧＰ１乃至ＧＰ３の各々を透過した際に、各セグメントの延出方向に対してほぼ直交する方向に発散される。
　例えば、図５の（Ａ）に示すように、第１セグメントＳＧ１が第１方向Ｘに対して６０°の第１角度θ１の方向に延出している場合、セグメント群ＧＰ１を透過する第１偏光成分ＰＯＬ１は、Ｘ－Ｙ平面において、１５０°－３３０°方位に発散される。
　図５の（Ｂ）に示すように、第２セグメントＳＧ２が第１方向Ｘに対して０°の第２角度θ２の方向に延出している場合、セグメント群ＧＰ２を透過する第１偏光成分ＰＯＬ１は、Ｘ－Ｙ平面において、９０°－２７０°方位に発散される。
　図５の（Ｃ）に示すように、第３セグメントＳＧ３が第１方向Ｘに対して１２０°の第３角度θ３の方向に延出している場合、セグメント群ＧＰ３を透過する第１偏光成分ＰＯＬ１は、Ｘ－Ｙ平面において、３０°－２１０°方位に発散される。
　したがって、図５の（Ｄ）に示すように、第１偏光成分ＰＯＬ１は、Ｘ－Ｙ平面において６方位に発散される。
　図６は、光制御装置２００の一構成例を示す図である。なお、図６においては、説明に必要な主要部のみを図示している。第１液晶セル１０及び第２液晶セル２０は、第３方向Ｚにおいて重畳している。　
　第１液晶セル１０の構成については、図４を参照して説明した通りである。
　第２液晶セル２０は、実質的に第１液晶セル１０と同様に構成されている。第２液晶セル２０は、透過する偏光成分を変調する有効領域Ａ２１と、有効領域Ａ２１の外側の周辺領域Ａ２２と、を有している。第３方向Ｚにおいて、有効領域Ａ２１は有効領域Ａ１１に重畳し、周辺領域Ａ２２は周辺領域Ａ１２に重畳している。
　複数の給電線ＰＬ２は、周辺領域Ａ２２において、第１方向Ｘに並んでいる。これらの給電線ＰＬ２の各々は、端子部Ａ２３に延出し、フレキシブル配線基板などと電気的に接続される。複数の第２制御電極Ｅ２は、ほぼ同一の形状を有し、有効領域Ａ２１において、第２方向Ｙに並んでいる。複数の第２制御電極Ｅ２の各々は、周辺領域Ａ２２に延出し、給電線ＰＬ２のいずれかと電気的に接続されている。第２制御電極Ｅ２の形状は、第１制御電極Ｅ１の形状と同一であり、説明を省略する。このような第２制御電極Ｅ２は、一例では、平面視において第１制御電極Ｅ１に重畳している。
　なお、第２制御電極Ｅ２は、平面視において第１制御電極Ｅ１に対して第１方向Ｘ及び第２方向Ｙの少なくとも一方向にずれて配置されてもよいし、平面視において第１制御電極Ｅ１に対してθ方向にずれて配置されてもよい。
　第１液晶セル１０における配向膜ＡＬ１の配向処理方向ＡＤ１及び配向膜ＡＬ２の配向処理方向ＡＤ２は、第２液晶セル２０における配向膜ＡＬ３の配向処理方向ＡＤ３及び配向膜ＡＬ４の配向処理方向ＡＤ４と互いにほぼ直交している。但し、配向処理方向ＡＤ１乃至ＡＤ４は、図示した例に限らない。
　光制御装置２００に入射する自然光は、第１偏光成分ＰＯＬ１及び第２偏光成分ＰＯＬ２を含んでいる。第１偏光成分ＰＯＬ１及び第２偏光成分ＰＯＬ２のうちの一方の偏光成分は、図５を参照して説明したように、主として第１液晶セル１０で複数の方位に変調され、同様に、他方の偏光成分は、主として第２液晶セル２０で複数の方位に変調される。
　このような光制御装置２００によれば、自然光のうちの一方の偏光成分を主として変調するための第１液晶セル１０、及び、自然光のうちの他方の偏光成分を主として変調するための第２液晶セル２０は、配向処理方向以外は、同一仕様で構成することができる。このため、第１液晶セル１０及び第２液晶セル２０を重畳することで、自然光を変調（集束または発散）する光制御装置２００を提供することができる。
　また、第１液晶セル１０の第１制御電極Ｅ１は周辺領域Ａ１２において給電線ＰＬ１と電気的に接続され、また、第２液晶セル２０の第２制御電極Ｅ２は周辺領域Ａ２２において給電線ＰＬ２と電気的に接続されている。このため、有効領域Ａ１１及びＡ１２には、給電線ＰＬ１及びＰＬ２のいずれも設けられず、第１制御電極Ｅ１及び第２制御電極Ｅ２の欠損部が存在しない。したがって、有効領域Ａ１１及びＡ１２において、液晶レンズの形成に寄与しない無効領域を縮小することができる。
　また、第１制御電極Ｅ１及び第２制御電極Ｅ２の各々は、直線状に延出した複数のセグメントによって構成され、各セグメントの延出方向にほぼ直交する方向に偏光成分を変調することができる。これにより、所望の液晶レンズを形成することができる。一例では、第１制御電極Ｅ１及び第２制御電極Ｅ２がＮ種類のなす角度で交差するＮ個のセグメントを備えている場合、各セグメントの第１方向Ｘに対するなす角度は（１８０°／Ｎ）のピッチに設定されることが望ましい。これにより、複数の方位において均一な配光が実現できる。
　また、各セグメントの長さの総和がほぼ同等であるため、各セグメント群による偏光成分の変調度合を同等に揃えることができる。
　図７は、光制御装置２００の他の構成例を示す図である。図７に示す構成例は、図６に示した構成例と比較して、第２制御電極Ｅ２が第１制御電極Ｅ１と交差するように設けられた点で相違している。
　複数の給電線ＰＬ２は、周辺領域Ａ２２において、第２方向Ｙに並んでいる。複数の第２制御電極Ｅ２は、ほぼ同一の形状を有し、有効領域Ａ２１において、第１方向Ｘに並んでいる。複数の第２制御電極Ｅ２の各々は、周辺領域Ａ２２に延出し、給電線ＰＬ２のいずれかと電気的に接続されている。
　第２制御電極Ｅ２の形状について説明する。第２制御電極Ｅ２は、第１方向Ｘに対して異なる角度で交差する複数のセグメントを備えている。図７において拡大して示す例では、第２制御電極Ｅ２は、有効領域Ａ２１において、第４セグメントＳＧ４と、第５セグメントＳＧ５と、第６セグメントＳＧ６と、を備えている。第４セグメントＳＧ４は、第１方向Ｘに対して第４角度θ４で交差する方向に延出している。第５セグメントＳＧ５は、第１方向Ｘに対して第５角度θ５で交差する方向に延出している。第６セグメントＳＧ６は、第１方向Ｘに対して第６角度θ６で交差する方向に延出している。第４角度θ４、第５角度θ５、及び、第６角度θ６は、互いに異なる角度である。また、図４を参照して説明した第１制御電極Ｅ１における第１角度θ１、第２角度θ２、及び、第３角度θ３は、第４角度θ４、第５角度θ５、及び、第６角度θ６のいずれとも異なる角度である。
　一例では、第４角度θ４は１２０°であり、第５角度θ５は９０°であり、第６角度θ６は６０°である。
　また、第１制御電極Ｅ１と第２制御電極Ｅ２との関係に着目すると、第１角度θ１と第４角度θ４との差分、第２角度θ２と第５角度θ５との差分、及び、第３角度θ３と第６角度θ６との差分は、ほぼ同等である。例えば、第１角度θ１（＝３０°）と第４角度θ４（＝１２０°）との差分、第２角度θ２（＝０°）と第５角度θ５（＝９０°）との差分、及び、第３角度θ３（＝１５０°）と第６角度θ６（＝６０°）との差分は、いずれも９０°である。また、これらの角度の組み合わせの場合、第１液晶セル１０及び第２液晶セル２０は実質的に同一仕様で構成することができ、一方のセルを他方のセルに対して９０°回転させた状態で重畳することで光制御装置２００を提供することができる。　
　このような例は、第１制御電極Ｅ１及び第２制御電極Ｅ２が合わせて６種類のなす角度で交差する６個のセグメントを備えている場合に相当し、各セグメントの第１方向Ｘに対するなす角度は（１８０°／６＝３０°）のピッチに設定されている。
　また、第４角度θ４、第５角度θ５、及び、第６角度θ６は、少なくとも１つの鋭角と、少なくとも１つの鈍角とを含んでいる。上記の例では、第６角度θ６は鋭角であり、第４角度θ４は鈍角である。　
　また、鈍角は、鋭角の整数倍である。上記の一例では、第４角度θ４（＝１２０°）は、第５角度θ５（６０°）の２倍に相当する。
　有効領域Ａ２１において、第４セグメントＳＧ４の長さＬ４の総和、第５セグメントＳＧ５の長さＬ５の総和、及び、第６セグメントＳＧ６の長さＬ６の総和は、ほぼ同等であることが望ましい。例えば、長さＬ４乃至Ｌ６が等しい場合、第２制御電極Ｅ２が備える第４セグメントＳＧ４の個数、第５セグメントＳＧ５の個数、及び、第６セグメントＳＧ６の個数は、等しい。
　第１液晶セル１０における配向膜ＡＬ１の配向処理方向ＡＤ１及び配向膜ＡＬ２の配向処理方向ＡＤ２は、第２液晶セル２０における配向膜ＡＬ３の配向処理方向ＡＤ３及び配向膜ＡＬ４の配向処理方向ＡＤ４と互いにほぼ直交している。
　このような構成例においても、上記の構成例と同様の効果が得られる。
　図８は、光制御装置２００の他の構成例を示す図である。
　ここでは、光制御装置２００を構成する第１液晶セル１０について説明するが、第２液晶セル２０は、図示した第１液晶セル１０と同一仕様で構成されている。但し、第１液晶セル１０における配向処理方向ＡＤ１及びＡＤ２は、上記の構成例と同様に、第２液晶セル２０における配向処理方向ＡＤ３及びＡＤ４とは異なる。
　第１液晶セル１０は、第１有効領域Ａ１１１と、第２有効領域Ａ１１２と、を有している。第１有効領域Ａ１１１及び第２有効領域Ａ１１２は、例えば第１方向Ｘに隣接している。複数の第１制御電極Ｅ１は、第１有効領域Ａ１１１に設けられ、第２方向Ｙに並んでいる。複数の第２制御電極Ｅ２は、第２有効領域Ａ１１２に設けられ、第１方向Ｘに並んでいる。第１制御電極Ｅ１の各々は、第２制御電極Ｅ２から離間している。図８に示す例では、第１有効領域Ａ１１１と第２有効領域Ａ１１２との境界線Ｂは、点線で示すように、第２制御電極Ｅ２に沿って非直線状に形成されている。
　第１制御電極Ｅ１は、図４を参照して説明した構成例と同様に、第１セグメントＳＧ１と、第２セグメントＳＧ２と、第３セグメントＳＧ３と、を備えている。第２制御電極Ｅ２は、図７を参照して説明した構成例と同様に、第４セグメントＳＧ４と、第５セグメントＳＧ５と、第６セグメントＳＧ６と、を備えている。これらの各セグメントＳＧ１乃至ＳＧ６は、互いに異なる方向に延出している。
　複数の第１給電線ＰＬ１は、周辺領域Ａ１２において第１方向Ｘに並んでいる。第１制御電極Ｅ１の各々は、周辺領域Ａ１２に延出し、第１給電線ＰＬ１のいずれかと電気的に接続されている。複数の第２給電線ＰＬ２は、周辺領域Ａ１２において第２方向Ｙに並んでいる。第２制御電極Ｅ２の各々は、周辺領域Ａ１２に延出し、第２給電線ＰＬ２のいずれかと電気的に接続されている。
　このように、第１液晶セル１０は、３個のセグメントＳＧ１乃至ＳＧ３を備えた第１制御電極Ｅ１と、３個のセグメントＳＧ４乃至ＳＧ６を備えた第２制御電極Ｅ２とをそなえている。このため、第１液晶セル１０および第２液晶セル２０を透過する偏光成分は、Ｘ－Ｙ平面において、１２方位に発散される。これにより、より多くの方位において均一な配光が実現できる。
　図９は、光制御装置２００を構成する第１液晶セル１０及び第２液晶セル２０の他の構成例を示す断面図である。
　図９の（Ａ）に示す構成例では、第１液晶セル１０及び第２液晶セル２０は、同一仕様で構成される一方で、第２制御電極Ｅ２が第１制御電極Ｅ１に対してずれた状態で重畳している。　
　図９の（Ｂ）に示す構成例では、第１液晶セル１０の第１共通電極Ｃ１が省略され、第２液晶セル２０の第２共通電極Ｃ２が省略されている。このような構成例では、第１液晶セル１０において隣接する第１制御電極Ｅ１の間に電界を形成するいわゆる横電界方式で液晶レンズを形成し、同様に、第２液晶セル２０においても隣接する第２制御電極Ｅ２の間の電界によって液晶レンズを形成する。　
　図９の（Ｃ）に示す構成例では、第１液晶セル１０の第１共通電極Ｃ１が第１制御電極Ｅ１と同様の形状を有するようにパターニングされ、また、第２液晶セル２０の第２共通電極Ｃ２が第２制御電極Ｅ２と同様の形状を有するようにパターニングされている。
　これらの構成例においても、上記の構成例と同様の効果が得られる。
　図１０は、第２制御電極Ｅ２の他の構成例を示す平面図である。図７に示した構成例では、第４セグメントＳＧ４、第５セグメントＳＧ５、及び、第６セグメントＳＧ６がこの順に並び、第２制御電極Ｅ２の繰り返し単位を構成しているが、第２制御電極Ｅ２の形状はこれに限定されない。
　図１０の（Ａ）に示す構成例では、第５セグメントＳＧ５、第５セグメントＳＧ５、第４セグメントＳＧ４、第６セグメントＳＧ６、第４セグメントＳＧ４、及び、第６セグメントＳＧ６がこの順に並び、第２制御電極Ｅ２の繰り返し単位を構成している。
　図１０の（Ｂ）に示す構成例では、第５セグメントＳＧ５、第４セグメントＳＧ４、第６セグメントＳＧ６、第５セグメントＳＧ５、第６セグメントＳＧ６、及び、第４セグメントＳＧ４がこの順に並び、第２制御電極Ｅ２の繰り返し単位を構成している。
　図１０の（Ｃ）に示す構成例では、第６セグメントＳＧ６、第４セグメントＳＧ４、第５セグメントＳＧ５、第５セグメントＳＧ５、第４セグメントＳＧ４、及び、第６セグメントＳＧ６がこの順に並び、第２制御電極Ｅ２の繰り返し単位を構成している。
　図１０の（Ｄ）に示す構成例では、第４セグメントＳＧ４、第５セグメントＳＧ５、及び、第６セグメントＳＧ６がこの順に並び、第２制御電極Ｅ２の繰り返し単位を構成している。但し、第４セグメントＳＧ４は、第１方向Ｘに対して第４角度（θ４±Δθ）で交差する方向に延出している。第５セグメントＳＧ５は、第１方向Ｘに対して第５角度（θ５±Δθ）で交差する方向に延出している。第６セグメントＳＧ６は、第１方向Ｘに対して第６角度（θ６±Δθ）で交差する方向に延出している。一例では、Δθは、第１制御電極Ｅ１及び第２制御電極Ｅ２がＮ種類のなす角度で交差するＮ個のセグメントを備えている場合、（９０°／Ｎ）で与えられる。　
　そして、例えば、第１の繰り返し単位においてはΔθが５°に設定され、第２の繰り返し単位においてはΔθが１０°に設定され、第３の繰り返し単位においてはΔθが１５°に設定されるなどして、Ｘ－Ｙ平面におけるより多くの方位において均一な配向を実現することができる。
　いずれの構成例においても、繰り返し単位は、各セグメントの長さの総和が同等となるように形成されている。第２制御電極Ｅ２は、上記の構成例を組み合わせて構成されてもよい。なお、ここで説明した第２制御電極Ｅ２の構成例については、第１制御電極Ｅ１にも適用可能である。
　図１１は、光制御装置２００の他の構成例を示す図である。図１１の（Ａ）及び（Ｂ）は、第１液晶セル１０に設けられた第１制御電極Ｅ１の複数のセグメントと、第２液晶セル２０に設けられた第２制御電極Ｅ２の複数のセグメントとの組み合わせを示している。図１１における角度は、第１方向Ｘに対して交差する角度を示している。
　図１１の（Ａ）に示す構成例では、第１制御電極Ｅ１は、１５°の方位に延出したセグメント、４５°の方位に延出したセグメント、及び、７５°の方位に延出したセグメントを備えている。第１制御電極Ｅ１における各セグメントの方位のピッチは、３０°である。第２制御電極Ｅ２は、０°の方位に延出したセグメント、３０°の方位に延出したセグメント、６０°の方位に延出したセグメント、及び、９０°の方位に延出したセグメントを備えている。第２制御電極Ｅ２における各セグメントの方位のピッチも、３０°である。
　図１１の（Ｂ）に示す構成例では、第１制御電極Ｅ１は、３０°の方位に延出したセグメント、６０°の方位に延出したセグメント、及び、９０°の方位に延出したセグメントを備えている。第２制御電極Ｅ２は、０°の方位に延出したセグメント、３０°の方位に延出したセグメント、６０°の方位に延出したセグメント、及び、９０°の方位に延出したセグメントを備えている。　
　これらの構成例においても、上記の構成例と同様の効果が得られる。
　図１２は、光制御装置２００の他の構成例を示す図である。図１２に示す構成例では、光制御装置２００は、第１液晶セル１０及び第２液晶セル２０を備えている。ここでは、第１液晶セル１０の有効領域Ａ１１及び第１制御電極Ｅ１と、第２液晶セル２０の有効領域Ａ２１及び第２制御電極Ｅ２とをそれぞれ示している。
　有効領域Ａ１１は、有効領域Ａ２１と実質的に同一である。つまり、有効領域Ａ１１及びＡ２１は、同一の輪郭を有しており、また、第１制御電極Ｅ１の形状が第２制御電極Ｅ２の形状に一致している。例えば有効領域Ａ１１及びＡ２１は、正１２角形の輪郭を有している。第１制御電極Ｅ１は、第１セグメントＳＧ１、第２セグメントＳＧ２、及び、第３セグメントＳＧ３を備えている。第２制御電極Ｅ２は、第１セグメントＳＧ１に一致する第４セグメントＳＧ４、第２セグメントＳＧ２に一致する第５セグメントＳＧ５、及び、第３セグメントＳＧ３に一致する第６セグメントＳＧ６を備えている。
　有効領域Ａ１１の輪郭のうち、第２セグメントＳＧ２と平行な一辺を基準線ＢＬ１として表記する。基準線ＢＬ１は、第１方向Ｘに平行である。有効領域Ａ２１の輪郭のうち、第５セグメントＳＧ５と平行な一辺を基準線ＢＬ２として表記する。基準線ＢＬ２は、第１方向Ｘに対して３０°の角度で交差している。つまり、有効領域Ａ２１は、Ｘ－Ｙ平面において、有効領域Ａ１１を３０°回転させたものに相当する。有効領域Ａ２１の輪郭は、第１方向Ｘに平行な一辺ＯＳ２を含んでいる。一辺ＯＳ２は、基準線ＢＬ２に隣接している。
　第１液晶セル１０及び第２液晶セル２０は、有効領域Ａ２１の一辺ＯＳ２が有効領域Ａ１１の基準線ＢＬ１に重畳するように配置される。なお、有効領域Ａ１１における配向処理方向ＡＤ１及びＡＤ２は第１方向Ｘに対して直交し、有効領域Ａ２１における配向処理方向ＡＤ３及びＡＤ４は第１方向Ｘに平行である。
　このような構成例においても、上記の構成例と同様の効果が得られる。加えて、有効領域Ａ１１及びＡ２１は、同一のフォトマスクを用いたパターニングによって形成することができる。このため、第１液晶セル１０及び第２液晶セル２０を製造するのに際して別々のフォトマスクを用意する場合と比較して、製造コストを削減することができる。
　図１３は、光制御装置２００の他の構成例を示す図である。図１３に示す構成例では、光制御装置２００は、第１液晶セル１０、第２液晶セル２０、第３液晶セル３０、及び、第４液晶セル４０を備えている。第３液晶セル３０及び第４液晶セル４０は、上記の第１液晶セル１０及び第２液晶セル２０と同様に構成されている。ここでは、第１液晶セル１０の有効領域Ａ１１と、第２液晶セル２０の有効領域Ａ２１と、第３液晶セル３０の有効領域Ａ３１と、第４液晶セル４０の有効領域Ａ４１とをそれぞれ示している。
　有効領域Ａ１１、Ａ２１、Ａ３１、Ａ４１は、実質的に同一であり、同一の輪郭を有している。また、有効領域Ａ１１の第１制御電極Ｅ１の形状、有効領域Ａ２１の第２制御電極Ｅ２の形状、有効領域Ａ３１の第３制御電極Ｅ３の形状、及び、有効領域Ａ４１の第４制御電極Ｅ４の形状は、一致している。
　ここで、有効領域Ａ１１の基準線ＢＬ１、有効領域Ａ２１の基準線ＢＬ２、有効領域Ａ３１の基準線ＢＬ３、及び、有効領域Ａ４１の基準線ＢＬ４に着目する。有効領域Ａ２１は、Ｘ－Ｙ平面において、有効領域Ａ１１を９０°回転させたものに相当する。有効領域Ａ３１は、Ｘ－Ｙ平面において、有効領域Ａ１１を１８０°回転させたものに相当する。有効領域Ａ４１は、Ｘ－Ｙ平面において、有効領域Ａ１１を２７０°回転させたものに相当する。　
　有効領域Ａ１１における配向処理方向ＡＤ１及びＡＤ２、及び、有効領域Ａ２１における配向処理方向ＡＤ３及びＡＤ４は、第１方向Ｘに平行である。有効領域Ａ３１における配向処理方向ＡＤ５及びＡＤ６、及び、有効領域Ａ４１における配向処理方向ＡＤ７及びＡＤ８は、第１方向Ｘに対して直交している。
　このような光制御装置２００において、第１偏光成分ＰＯＬ１及び第２偏光成分ＰＯＬ２のうちの一方の偏光成分は、主として第１液晶セル１０及び第２液晶セル２０によって変調され、他方の偏光成分は、主として第３液晶セル３０及び第４液晶セル４０によって変調される。
　このような構成例においても、上記の構成例と同様の効果が得られる。
　図１４は、光制御装置２００の他の構成例を示す図である。図１４に示す構成例では、光制御装置２００は、第１液晶セル１０、第２液晶セル２０、及び、第３液晶セル３０を備えている。ここでは、第１液晶セル１０の有効領域Ａ１１と、第２液晶セル２０の有効領域Ａ２１と、第３液晶セル３０の有効領域Ａ３１とをそれぞれ示している。
　有効領域Ａ１１、Ａ２１、Ａ３１は、実質的に同一であり、同一の輪郭を有している。また、有効領域Ａ１１の第１制御電極Ｅ１の形状、有効領域Ａ２１の第２制御電極Ｅ２の形状、及び、有効領域Ａ３１の第３制御電極Ｅ３の形状は、一致している。
　ここで、有効領域Ａ１１の基準線ＢＬ１、有効領域Ａ２１の基準線ＢＬ２、及び、有効領域Ａ３１の基準線ＢＬ３に着目する。有効領域Ａ２１は、Ｘ－Ｙ平面において、有効領域Ａ１１を３０°回転させたものに相当する。有効領域Ａ３１は、Ｘ－Ｙ平面において、有効領域Ａ１１を６０°回転させたものに相当する。
　有効領域Ａ１１における配向処理方向ＡＤ１及びＡＤ２は、第１方向Ｘに平行である。有効領域Ａ２１における配向処理方向ＡＤ３及びＡＤ４は、第１方向Ｘに対して直交している。有効領域Ａ３１における配向処理方向ＡＤ５及びＡＤ６は、第１方向Ｘに対して１３５°で交差している。
　このような光制御装置２００において、第１偏光成分ＰＯＬ１及び第２偏光成分ＰＯＬ２のうちの一方の偏光成分は、主として第１液晶セル１０によって変調され、他方の偏光成分は、主として第２液晶セル２０によって変調されるとともに、双方の偏光成分は、第３液晶セル３０でも変調される。
　このような構成例においても、上記の構成例と同様の効果が得られる。
　上記の各構成例では、有効領域が多角形の場合について説明したが、円形であってもよい。複数の液晶セルを重ねて位置合わせする際、有効領域が多角形あるいは円形に形成されていることで、位置合わせが容易となる。
　また、各液晶セルにおいて、液晶層を挟持する一対の配向膜は、同一方向で且つ逆向きに配向処理されているが、これに限らず、互いに交差するように配向処理されてもよい。液晶モードとしては、水平配向モード、垂直配向モード、ツイスト配向モードなど、いずれでもよい。
　以上説明したように、本実施形態によれば、無効領域を縮小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
　１０…第１液晶セル　２０…第２液晶セル
　ＳＵＢ１…第１基板　ＰＬ１…給電線　Ｅ１…第１制御電極
　ＳＧ１…第１セグメント　ＳＧ２…第２セグメント　ＳＧ３…第３セグメント
　ＳＵＢ２…第２基板　ＬＣ１…第１液晶層
　ＳＵＢ３…第３基板　ＰＬ２…給電線　Ｅ２…第２制御電極
　ＳＧ４…第４セグメント　ＳＧ５…第５セグメント　ＳＧ６…第６セグメント
　ＳＵＢ４…第４基板　ＬＣ２…第２液晶層

Claims (17)

  1. 　有効領域に設けられた複数の第１制御電極と、周辺領域に設けられた複数の給電線と、を備えた第１基板と、
    　第２基板と、
    　前記第１基板と前記第２基板との間に保持された第１液晶層と、を備え、
    　前記第１制御電極は、透明電極であり、
    　前記第１制御電極は、前記有効領域において、第１方向に対して第１角度で交差する第１セグメントと、前記第１方向に対して第２角度で交差する第２セグメントと、前記第１方向に対して第３角度で交差する第３セグメントと、を備え、
    　前記第１制御電極は、前記周辺領域に延出し、前記給電線と電気的に接続され、
    　前記第１乃至第３角度は、互いに異なる角度である、光制御装置。
  2. 　前記第１乃至第３角度は、少なくとも１つの鋭角と、少なくとも１つの鈍角とを含んでいる、請求項１に記載の光制御装置。
  3. 　前記鈍角は、前記鋭角の整数倍である、請求項２に記載の光制御装置。
  4. 　前記有効領域において、前記第１セグメントの長さの総和、前記第２セグメントの長さの総和、及び、前記第３セグメントの長さの総和は、ほぼ同等である、請求項１に記載の光制御装置。
  5. 　前記複数の給電線は、前記周辺領域において、前記第１方向に並び、
    　前記複数の第１制御電極は、前記有効領域において、前記第１方向に交差する第２方向に並んでいる、請求項１に記載の光制御装置。
  6. 　第１制御電極を備えた第１液晶セルと、
    　第２制御電極を備えた第２液晶セルと、を備え、
    　前記第２液晶セルは、前記第１液晶セルに重畳し、
    　前記第１制御電極及び前記第２制御電極は、透明電極であり、
    　前記第１制御電極は、第１方向に対して第１角度で交差する第１セグメントと、前記第１方向に対して第２角度で交差する第２セグメントと、前記第１方向に対して第３角度で交差する第３セグメントと、を備え、
    　前記第２制御電極は、前記第１方向に対して第４角度で交差する第４セグメントと、前記第１方向に対して第５角度で交差する第５セグメントと、前記第１方向に対して第６角度で交差する第６セグメントと、を備え、
    　前記第１乃至第６角度は、互いに異なる角度である、光制御装置。
  7. 　前記第１角度と前記第４角度との差分、前記第２角度と前記第５角度との差分、及び、前記第３角度と前記第６角度との差分は、ほぼ同等である、請求項６に記載の光制御装置。
  8. 　前記第１乃至第３角度は、少なくとも１つの第１鋭角と、少なくとも１つの第１鈍角とを含み、
    　前記第４乃至第６角度は、少なくとも１つの第２鋭角と、少なくとも１つの第２鈍角とを含んでいる、請求項７に記載の光制御装置。
  9. 　前記第１鈍角は、前記第１鋭角の整数倍であり、
    　前記第２鈍角は、前記第２鋭角の整数倍である、請求項８に記載の光制御装置。
  10. 　前記第１液晶セルにおいて、前記第１セグメントの長さの総和、前記第２セグメントの長さの総和、及び、前記第３セグメントの長さの総和は、ほぼ同等であり、
    　前記第２液晶セルにおいて、前記第４セグメントの長さの総和、前記第５セグメントの長さの総和、及び、前記第６セグメントの長さの総和は、ほぼ同等である、請求項６に記載の光制御装置。
  11. 　さらに、前記第１液晶セルと前記第２液晶セルとを接着する透明な接着層を備えている、請求項６に記載の光制御装置。
  12. 　前記第１液晶セルは第１液晶層を備え、前記第２液晶セルは第２液晶層を備え、
    　前記第１液晶層における初期配向方向は、前記第２液晶層における初期配向方向と交差している、請求項６に記載の光制御装置。
  13. 　第１有効領域に設けられた複数の第１制御電極と、前記第１有効領域に隣接する第２有効領域に設けられた複数の第２制御電極と、を備えた第１基板と、
    　第２基板と、
    　前記第１基板と前記第２基板との間に保持された第１液晶層と、を備え、
    　前記第１制御電極及び前記第２制御電極は、透明電極であり、
    　前記第１制御電極は、前記第２制御電極から離間し、
    　前記第１制御電極は、第１方向に対して第１角度で交差する第１セグメントと、前記第１方向に対して第２角度で交差する第２セグメントと、前記第１方向に対して第３角度で交差する第３セグメントと、を備え、
    　前記第２制御電極は、前記第１方向に対して第４角度で交差する第４セグメントと、前記第１方向に対して第５角度で交差する第５セグメントと、前記第１方向に対して第６角度で交差する第６セグメントと、を備え、
    　前記第１乃至第６角度は、互いに異なる角度である、光制御装置。
  14. 　前記第１基板は、さらに、
    　周辺領域において前記第１方向に並んだ複数の第１給電線と、
    　前記周辺領域において第２方向に並んだ複数の第２給電線と、を備え、
    　前記第１制御電極は、前記周辺領域に延出し、前記第１給電線と電気的に接続され、
    　前記第２制御電極は、前記周辺領域に延出し、前記第２給電線と電気的に接続されている、請求項１３に記載の光制御装置。
  15. 　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光制御装置と、
    　を備え、
    　前記光制御装置は、
    　有効領域に設けられた複数の第１制御電極と、周辺領域に設けられた複数の給電線と、を備えた第１基板と、
    　第２基板と、
    　前記第１基板と前記第２基板との間に保持された第１液晶層と、を備え、
    　前記第１制御電極は、透明電極であり、
    　前記第１制御電極は、前記有効領域において、第１方向に対して第１角度で交差する第１セグメントと、前記第１方向に対して第２角度で交差する第２セグメントと、前記第１方向に対して第３角度で交差する第３セグメントと、を備え、
    　前記第１制御電極は、前記周辺領域に延出し、前記給電線と電気的に接続され、
    　前記第１乃至第３角度は、互いに異なる角度である、照明装置。
  16. 　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光制御装置と、
    　を備え、
    　前記光制御装置は、
    　第１制御電極を備えた第１液晶セルと、
    　第２制御電極を備えた第２液晶セルと、を備え、
    　前記第２液晶セルは、前記第１液晶セルに重畳し、
    　前記第１制御電極及び前記第２制御電極は、透明電極であり、
    　前記第１制御電極は、第１方向に対して第１角度で交差する第１セグメントと、前記第１方向に対して第２角度で交差する第２セグメントと、前記第１方向に対して第３角度で交差する第３セグメントと、を備え、
    　前記第２制御電極は、前記第１方向に対して第４角度で交差する第４セグメントと、前記第１方向に対して第５角度で交差する第５セグメントと、前記第１方向に対して第６角度で交差する第６セグメントと、を備え、
    　前記第１乃至第６角度は、互いに異なる角度である、照明装置。
  17. 　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光制御装置と、
    　を備え、
    　前記光制御装置は、
    　第１有効領域に設けられた複数の第１制御電極と、前記第１有効領域に隣接する第２有効領域に設けられた複数の第２制御電極と、を備えた第１基板と、
    　第２基板と、
    　前記第１基板と前記第２基板との間に保持された第１液晶層と、を備え、
    　前記第１制御電極及び前記第２制御電極は、透明電極であり、
    　前記第１制御電極は、前記第２制御電極から離間し、
    　前記第１制御電極は、第１方向に対して第１角度で交差する第１セグメントと、前記第１方向に対して第２角度で交差する第２セグメントと、前記第１方向に対して第３角度で交差する第３セグメントと、を備え、
    　前記第２制御電極は、前記第１方向に対して第４角度で交差する第４セグメントと、前記第１方向に対して第５角度で交差する第５セグメントと、前記第１方向に対して第６角度で交差する第６セグメントと、を備え、
    　前記第１乃至第６角度は、互いに異なる角度である、照明装置。
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