特許 7366723 光制御装置及び照明装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-13

(45)【発行日】2023-10-23

(54)【発明の名称】光制御装置及び照明装置

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/13 20060101AFI20231016BHJP

   G02F 1/1347 20060101ALI20231016BHJP

   F21S 2/00 20160101ALI20231016BHJP

【ＦＩ】

G02F1/13 505

G02F1/1347

F21S2/00 400

【請求項の数】 17

(21)【出願番号】P 2019223755

(22)【出願日】2019-12-11

(65)【公開番号】P2021092686

(43)【公開日】2021-06-17

【審査請求日】2022-10-25

(73)【特許権者】

【識別番号】502356528

【氏名又は名称】株式会社ジャパンディスプレイ

(74)【代理人】

【識別番号】110001737

【氏名又は名称】弁理士法人スズエ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】黒川 多惠

(72)【発明者】

【氏名】小糸 健夫

(72)【発明者】

【氏名】三井 雅志

【審査官】磯崎 忠昭

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０２７７０１２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１０５５７２８８５（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２０１９－００３０９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１２－００９６１９４（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｆ １／１３

Ｇ０２Ｆ １／１３４７

Ｆ２１Ｓ ２／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

環状に形成された第１乃至第３電極と、第４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液晶層と、を備え、
前記第１電極及び前記第２電極は、第１方向に並び、
前記第１電極及び前記第３電極は、前記第１方向とは異なる方向に並び、
前記第４電極は、前記第１乃至第３電極に隣接し、
前記第１乃至第４電極は、円環状に形成され、
前記第４電極は、前記第１乃至第３電極よりも小さい、光制御装置。

【請求項2】

前記第１電極及び前記第２電極は、前記第１方向に直交する第１対称軸に関して線対称であり、
前記第１電極及び前記第３電極は、前記第１対称軸とは異なる第２対称軸に関して線対称である、請求項１に記載の光制御装置。

【請求項3】

前記第１基板は、さらに、前記第１乃至第３電極の各々の内側に、同心円状に形成された複数の電極を備えている、請求項１に記載の光制御装置。

【請求項4】

前記第１基板は、さらに、前記第１電極及び前記第２電極と交差する第１導電線と、前記第３電極と交差する第２導電線と、前記第１導電線及び前記第２導電線と前記第１乃至第４電極との間に設けられた絶縁膜と、を備え、
前記第１電極及び前記第２電極は、前記第１導電線と電気的に接続され、
前記第３電極は、前記第２導電線と電気的に接続され、
前記第４電極は、前記第１導電線と前記第２導電線との間に位置し、前記第１乃至第３電極とは異なる電位となるように構成されている、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光制御装置。

【請求項5】

前記第１乃至第３電極は、多角形状に形成され、
前記第４電極は、前記第１電極とは異なる多角形状に形成された部分を有している、請求項１または２に記載の光制御装置。

【請求項6】

前記第１乃至第３電極は、十二角形状に形成され、
前記第４電極は、三角形状に形成された部分を有している、請求項５に記載の光制御装置。

【請求項7】

前記第１乃至第３電極は、八角形状に形成され、
前記第４電極は、四角形状に形成された部分を有している、請求項５に記載の光制御装置。

【請求項8】

前記第１乃至第３電極は、多角形状に形成され、
前記第４電極は、前記第１電極と前記第２電極との間、及び、前記第１電極と前記第３電極との間にそれぞれ延出した部分を有している、請求項１または２に記載の光制御装置。

【請求項9】

前記第１乃至第３電極は、六角形、四角形、及び、三角形のいずれかの多角形状に形成されている、請求項８に記載の光制御装置。

【請求項10】

前記第４電極は、前記第１乃至第３電極をそれぞれ囲む環状に形成された環状部を有している、請求項５乃至９のいずれか１項に記載の光制御装置。

【請求項11】

前記第１電極を囲む前記環状部の形状は、前記第１電極の形状と相似である、請求項１０に記載の光制御装置。

【請求項12】

入射した自然光のうちの第１偏光成分を制御する第１液晶セルと、
入射した自然光のうちの第２偏光成分を制御する第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液晶セル及び前記第２液晶セルの各々は、環状に形成された第１乃至第３電極と、第４電極と、を備え、
前記第１電極及び前記第２電極は、第１方向に並び、
前記第１電極及び前記第３電極は、前記第１方向とは異なる方向に並び、
前記第４電極は、前記第１乃至第３電極に隣接している、光制御装置。

【請求項13】

第１電極部及び第２電極部を有する第１蛇行電極と、第３電極部を有する第２蛇行電極と、前記第１蛇行電極と前記第２蛇行電極との間に位置する第３蛇行電極と、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液晶層と、を備え、
前記第１電極部及び前記第２電極部は、第１方向に並び、
前記第１電極部及び前記第３電極部は、前記第１方向とは異なる方向に並び、
前記第１電極部及び前記第２電極部は、前記第３電極部に向かって凸状に形成され、
前記第３電極部は、前記第１電極部及び前記第２電極部に向かって凸状に形成され、
前記第３蛇行電極は、前記第１乃至第３電極部に囲まれた第４電極部を有している、光制御装置。

【請求項14】

前記第１乃至第３電極部は、円弧状に形成されている、請求項１３に記載の光制御装置。

【請求項15】

前記第１乃至第３電極部の各々は、前記第４電極部に隣接する直線状の部分を有している、請求項１３に記載の光制御装置。

【請求項16】

前記第１基板は、さらに、
前記第１電極と交差し、前記第２電極と一体的に形成された第１導電線と、
前記第２電極と交差し、前記第１電極と一体的に形成された第２導電線と、
前記第２電極及び前記第１導電線と前記第１電極及び前記第２導電線との間に設けられた絶縁膜と、を備え、
前記第１導電線及び前記第２導電線は、平面視において、重畳している、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光制御装置。

【請求項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請求項１乃至１６のいずれかに記載の光制御装置と、
を備えた照明装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、光制御装置及び照明装置に関する。

【背景技術】

【0002】

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、複数の輪帯電極と、各輪帯電極に抵抗分割され電圧を印加するための電圧降下抵抗電極と、を備えた液晶レンズが提案されている。また、他の例としては、扇状の複数の分割領域に配置された透明電極を備えた液晶レンズも提案されている。
液晶セルを用いた光制御装置においては、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要望されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００８－７６９２６号公報

【文献】特開２０１６－５７５４１号公報

【文献】特表２０１３－５１５９６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

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。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本実施形態の光制御装置は、
環状に形成された第１乃至第３電極と、第４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液晶層と、を備え、前記第１電極及び前記第２電極は、第１方向に並び、前記第１電極及び前記第３電極は、前記第１方向とは異なる方向に並び、前記第４電極は、前記第１乃至第３電極に隣接している。
本実施形態の光制御装置は、
入射した自然光のうちの第１偏光成分を制御する第１液晶セルと、入射した自然光のうちの第２偏光成分を制御する第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液晶セル及び前記第２液晶セルの各々は、環状に形成された第１乃至第３電極と、第４電極と、を備え、前記第１電極及び前記第２電極は、第１方向に並び、前記第１電極及び前記第３電極は、前記第１方向とは異なる方向に並び、前記第４電極は、前記第１乃至第３電極に隣接している。
本実施形態の光制御装置は、
第１電極部及び第２電極部を有する第１蛇行電極と、第３電極部を有する第２蛇行電極と、前記第１蛇行電極と前記第２蛇行電極との間に位置する第３蛇行電極と、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液晶層と、を備え、前記第１電極部及び前記第２電極部は、第１方向に並び、前記第１電極部及び前記第３電極部は、前記第１方向とは異なる方向に並び、前記第１電極部及び前記第２電極部は、前記第３電極部に向かって凸状に形成され、前記第３電極部は、前記第１電極部及び前記第２電極部に向かって凸状に形成され、前記第３蛇行電極は、前記第１乃至第３電極部に囲まれた第４電極部を有している。
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。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】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】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】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】図４は、光制御装置２００の他の構成例を示す図である。

【図5】図５は、光制御装置２００の他の構成例を示す図である。

【図6】図６は、第１制御電極Ｅ１による光の発散作用を説明するための図である。

【図7】図７は、第１液晶セル１０の一構成例を示す平面図である。

【図8】図８は、図７に示した第１基板ＳＵＢ１の導電線ＣＤ１３に沿った断面図である。

【図9】図９は、第１液晶セル１０の他の構成例を示す平面図である。

【図10】図１０は、第１制御電極の他の構成例を示す平面図である。

【図11】図１１は、図１０に示した第４電極Ｅ４１を示す平面図である。

【図12】図１２は、第１制御電極の他の構成例を示す平面図である。

【図13】図１３は、第１制御電極の他の構成例を示す平面図である。

【図14】図１４は、第１制御電極の他の構成例を示す平面図である。

【図15】図１５は、第１制御電極の他の構成例を示す平面図である。

【図16】図１６は、第１制御電極の他の構成例を示す平面図である。

【図17】図１７は、図１６に示した第１制御電極を備えた第１液晶セル１０を示す平面図である。

【図18】図１８は、第１制御電極の他の構成例を示す平面図である。

【図19】図１９は、第１液晶セル１０の他の構成例を示す平面図である。

【図20】図２０は、第１液晶セル１０の他の構成例を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

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。

【0008】

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。

【0009】

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。

【0010】

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２制御電極Ｅ２は、第３方向Ｚにおいて第１制御電極Ｅ１に重畳するように形成されている。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。

【0011】

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。

【0012】

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ＡＬ３の配向処理方向ＡＤ３は、いずれも第１方向Ｘに平行である。また、配向膜ＡＬ２の配向処理方向ＡＤ２及び配向膜ＡＬ４の配向処理方向ＡＤ４は、いずれも第２方向Ｙに平行である。つまり、第１液晶セル１０において配向処理方向ＡＤ１は配向処理方向ＡＤ２に直交し、第２液晶セル２０において配向処理方向ＡＤ３は配向処理方向ＡＤ４に直交している。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。

【0013】

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、９０°ツイスト配向した液晶分子ＬＭ１を有している。同様に、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、９０°ツイスト配向した液晶分子ＬＭ２を有している。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。

【0014】

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。

【0015】

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。

【0016】

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、入射した自然光のうちの第１偏光成分を変調するとともに第２偏光成分に変換し、入射した自然光のうちの第３偏光成分を変調することなく第４偏光成分に変換する機能を有するものである。第２液晶セル２０は、第１液晶セル１０を透過した第２偏光成分を変調することなく、第１液晶セル１０を透過した第４偏光成分を変調する機能を有するものである。

【0017】

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４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。
また、上記の通り、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り、同等の旋光能を有している。本実施形態では、第１液晶セル１０及び第２液晶セル２０は、いずれも、入射した偏光成分（直線偏光）の偏光面を９０°回転させる旋光能を有している。つまり、第１偏光成分の偏光面は第２偏光成分の偏光面と直交し、第３偏光成分の偏光面は第４偏光成分の偏光面と直交する。第１偏光成分及び第３偏光成分が互いに直交する場合、第１偏光成分及び第４偏光成分は、同一の偏光面を有し、また、第２偏光成分及び第３偏光成分は、同一の偏光面を有するものである。
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偏光成分及び第４偏光成分は第１偏光ＰＯＬ１であり、第２偏光成分及び第３偏光成分は第２偏光ＰＯＬ２である。

【0018】

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。

【0019】

第２基板ＳＵＢ２において、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。

【0020】

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。

【0021】

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、ツイスト配向している。

【0022】

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。

【0023】

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（ツイスト配向した状態）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。

【0024】

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。

【0025】

第１液晶セル１０において、第１液晶層ＬＣ１が液晶レンズＬＬ１を有し、第２液晶セル２０において、第２液晶層ＬＣ２が液晶レンズＬＬ２を有する場合について説明する。光源ＬＳは、第１偏光ＰＯＬ１及び第２偏光ＰＯＬ２を含む自然光を放射する。
第１液晶セル１０において、自然光のうちの第１偏光（第１偏光成分）ＰＯＬ１は、液晶レンズＬＬ１によるレンズ作用を受けるとともに、その偏光面が９０度回転して第２偏光（第２偏光成分）ＰＯＬ２に変換される。また、自然光のうちの第２偏光（第３偏光成分）ＰＯＬ２は、液晶レンズＬＬ１によるレンズ作用を受けることなく透過し、その偏光面が９０度回転して第１偏光（第４偏光成分）ＰＯＬ１に変換される。
第２液晶セル２０において、第１液晶セル１０を透過した第２偏光（第２偏光成分）ＰＯＬ２は、液晶レンズＬＬ２によるレンズ作用を受けることなく透過し、その偏光面が９０度回転して第１偏光ＰＯＬ１に変換される。また、第１液晶セル１０を透過した第１偏光（第４偏光成分）ＰＯＬ１は、液晶レンズＬＬ２によってレンズ作用を受けるとともに、その偏光面が９０度回転して第２偏光ＰＯＬ２に変換される。
つまり、光源ＬＳから放射された自然光のうち、第１偏光ＰＯＬ１は、主として第１液晶セル１０においてレンズ作用を受け、光源ＬＳから放射された自然光のうち、第２偏光ＰＯＬ２は、主として第２液晶セル２０においてレンズ作用を受ける。

【0026】

図４は、光制御装置２００の他の構成例を示す図である。図４に示す構成例は、図１に示した構成例と比較して、第１液晶層ＬＣ１の液晶分子ＬＭ１及び第２液晶層ＬＣ２の液晶分子ＬＭ２がホモジニアス配向（水平配向）している点で相違している。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。このため、第１液晶セル１０においては、液晶分子ＬＭ１は第１方向Ｘに沿って初期配向し、また、第２液晶セル２０においては、液晶分子ＬＭ２は第２方向Ｙに沿って初期配向している。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。このような構成例でも、第１液晶層ＬＣ１及び第２液晶層ＬＣ２の各々に印加する電圧を制御することで、上記の構成例と同等に機能する液晶レンズを形成することができる。

【0027】

図５は、光制御装置２００の他の構成例を示す図である。図５に示す構成例は、図１に示した構成例と比較して、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が省略された点で相違している。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。なお、液晶分子ＬＭ１及び液晶分子ＬＭ２の初期配向については、図１に示した構成例のようなツイスト配向であってもよいし、図４に示した構成例のような水平配向であってもよい。

【0028】

図６は、第１制御電極Ｅ１による光の発散作用を説明するための図である。なお、ここでは、第１制御電極Ｅ１による作用について説明するが、第２制御電極Ｅ２が第１制御電極Ｅ１と同一形状に形成された場合において、第２制御電極Ｅ２においても第１制御電極Ｅ１と同様の作用が発揮されるものである。

【0029】

図６の上段（Ａ）に示す例の電極群ＥＧＡは、直線状の複数の第１制御電極Ｅ１によって構成されている。複数の第１制御電極Ｅ１は、同一形状を有し、略等ピッチで並んでいる。隣接する第１制御電極Ｅ１の間、もしくは、第１制御電極Ｅ１と図示しない第１共通電極との間で電界が形成されていないオフ状態（ＯＦＦ）において、電極群ＥＧＡに入射した偏光成分ＰＯＬは、ほとんど発散されることなく透過する。隣接する第１制御電極Ｅ１の間、もしくは、第１制御電極Ｅ１と図示しない第１共通電極との間で電界が形成されたオン状態（ＯＮ）においては、図３の（Ｂ）を参照して説明したような液晶レンズが形成され、電極群ＥＧＡに入射した偏光成分ＰＯＬは、第１制御電極Ｅ１の延出方向に対してほぼ直交する方向（あるいは、複数の第１制御電極Ｅ１が並ぶ方向）に発散される。図示した例では、複数の第１制御電極Ｅ１が一方向に並んでおり、偏光成分ＰＯＬは、一方位に発散されている。

【0030】

図６の中段（Ｂ）に示す例の電極群ＥＧＢは、環状の複数の第１制御電極Ｅ１によって構成されている。図示した例では、第１制御電極Ｅ１の各々は、多角形状の一例である六角形状に形成されている。複数の第１制御電極Ｅ１の形状は相似であり、内側の第１制御電極Ｅ１は外側の第１制御電極Ｅ１より小さい。オン状態（ＯＮ）において、電極群ＥＧＢに入射した偏光成分ＰＯＬは、第１制御電極Ｅ１の各辺の延出方向に対してほぼ直交する方向に発散される。図示した例では、第１制御電極Ｅ１の各々が６つの辺を有しており、偏光成分ＰＯＬは六方位に発散されている。

【0031】

図６の下段（Ｃ）に示す例の電極群ＥＧＣは、環状の複数の第１制御電極Ｅ１によって構成されている。図示した例では、第１制御電極Ｅ１の各々は、円形状に形成されている。複数の第１制御電極Ｅ１の形状は相似であり、内側の第１制御電極Ｅ１は外側の第１制御電極Ｅ１より小さい。オン状態（ＯＮ）において、電極群ＥＧＣに入射した偏光成分ＰＯＬは、複数の第１制御電極Ｅ１が並ぶ方向に発散される。図示した例では、偏光成分ＰＯＬは、全方位に発散されている。

【0032】

図７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７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。
第１液晶セル１０の第１基板ＳＵＢ１は、複数の給電線ＰＬ１１乃至ＰＬ１４と、複数の導電線ＣＤ１１乃至ＣＤ１８と、複数の電極群ＥＧ１乃至ＥＧ３と、を備えている。給電線ＰＬ１１乃至ＰＬ１４、及び、導電線ＣＤ１１乃至ＣＤ１８は、同一層に設けられている。導電線ＣＤ１１乃至ＣＤ１８と電極群ＥＧ１乃至ＥＧ３との間には、後述する絶縁膜が介在している。図７において、２層の導電層が重畳する位置の四角は、絶縁膜の下方に位置する導電層と絶縁膜の上方に位置する導電層とが絶縁膜を貫通するコンタクトホールにおいて互いに電気的に接続された接続部を示している。

【0033】

給電線ＰＬ１１乃至ＰＬ１４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ＰＬ１１乃至ＰＬ１４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ＰＬ１１乃至ＰＬ１４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。
導電線ＣＤ１１乃至ＣＤ１８は、有効領域Ａ１１において、第１方向Ｘに沿って延出し、第２方向Ｙに並んでいる。また、導電線ＣＤ１１乃至ＣＤ１８は、周辺領域Ａ１２に延出し、給電線ＰＬ１１乃至ＰＬ１４のいずれかと電気的に接続されている。例えば、導電線ＣＤ１３は、給電線ＰＬ１４と一体的に形成されている。また、導電線ＣＤ１１は、接続線ＣＮ１１を介して給電線ＰＬ１１と電気的に接続されている。同様に、導電線ＣＤ１２は接続線ＣＮ１２を介して給電線ＰＬ１３と接続され、導電線ＣＤ１４は接続線ＣＮ１３を介して給電線ＰＬ１２と接続されている。これらの接続線ＣＮ１１乃至ＣＮ１３は、電極群ＥＧ１乃至ＥＧ３と同一層に設けられた導電層である。

【0034】

電極群ＥＧ１乃至ＥＧ３の各々は、同心円状に形成された複数の第１制御電極Ｅ１によって構成されている。電極群ＥＧ１は、８個の第１制御電極Ｅ１１乃至Ｅ１８によって構成されている。第１制御電極Ｅ１１乃至Ｅ１７は、いずれも円環状に形成され、同等の幅を有している。また、電極群ＥＧ１のほぼ中心に位置する第１制御電極Ｅ１８は、円形状に形成されている。第１制御電極Ｅ１１乃至Ｅ１７は、半径方向において略等ピッチで第１制御電極Ｅ１８に向かって並んでいる。第１制御電極Ｅ１１及びＥ１５は、導電線ＣＤ１１と電気的に接続されている。第１制御電極Ｅ１２及びＥ１６は、導電線ＣＤ１４と電気的に接続されている。第１制御電極Ｅ１３及びＥ１７は、導電線ＣＤ１２と電気的に接続されている。第１制御電極Ｅ１４及びＥ１８は、導電線ＣＤ１３と電気的に接続されている。
電極群ＥＧ２も電極群ＥＧ１と同様に、８個の第１制御電極Ｅ２１乃至Ｅ２８によって構成されている。第１制御電極Ｅ２１及びＥ２５は、導電線ＣＤ１１と電気的に接続されている。第１制御電極Ｅ２２及びＥ２６は、導電線ＣＤ１４と電気的に接続されている。第１制御電極Ｅ２３及びＥ２７は、導電線ＣＤ１２と電気的に接続されている。第１制御電極Ｅ２４及びＥ２８は、導電線ＣＤ１３と電気的に接続されている。
導電線ＣＤ１１乃至Ｄ１４は、第１制御電極Ｅ１１乃至Ｅ１８、及び、第１制御電極Ｅ２１乃至Ｅ２８と交差している。

【0035】

電極群ＥＧ３も電極群ＥＧ１と同様に、８個の第１制御電極Ｅ３１乃至Ｅ３８によって構成されている。第１制御電極Ｅ３１及びＥ３５は、導電線ＣＤ１５と電気的に接続されている。第１制御電極Ｅ３２及びＥ３６は、導電線ＣＤ１８と電気的に接続されている。第１制御電極Ｅ３３及びＥ３７は、導電線ＣＤ１６と電気的に接続されている。第１制御電極Ｅ３４及びＥ３８は、導電線ＣＤ１７と電気的に接続されている。
導電線ＣＤ１５乃至Ｄ１８は、第１制御電極Ｅ３１乃至Ｅ３８と交差している。

【0036】

なお、各電極群を構成する第１制御電極の個数は、図示した例に限らない。

【0037】

これらの電極群ＥＧ１乃至ＥＧ３は、Ｘ－Ｙ平面において、最密構造を形成するように配置されている。換言すると、第１制御電極Ｅ１８、Ｅ２８、Ｅ３８は、正三角形の頂点に位置するように設けられている。電極群ＥＧ１及びＥＧ２は、第１方向Ｘに並んでいる。電極群ＥＧ１及びＥＧ３は、Ｘ－Ｙ平面において、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙとは異なる方向（あるいは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙと交差する方向）Ｄ２に並んでいる。電極群ＥＧ２及びＥＧ３は、Ｘ－Ｙ平面において、第１方向Ｘ、第２方向Ｙ、及び、方向Ｄ２のいずれとも異なる方向Ｄ３に並んでいる。方向Ｄ２は図中に一点鎖線で示し、方向Ｄ３は図中に二点鎖線で示している。

【0038】

このような構成例において、例えば、第１制御電極Ｅ１１は第１電極に相当し、第１制御電極Ｅ２１は第２電極に相当し、第１制御電極Ｅ３１は第３電極に相当する。また、導電線ＣＤ１１は第１導電線に相当し、導電線ＣＤ１５は第２導電線に相当する。
Ｄ、第２電極Ｅ２１、及び、第３電極Ｅ３１に着目すると、第１電極Ｅ１１及び第２電極Ｅ２１は、第１方向Ｘに直交する第１対称軸Ｂ１に関して線対称である。また、第１電極Ｅ１１及び第３電極Ｅ３１は、第１対称軸Ｂ１とは異なる第２対称軸Ｂ２に関して線対称である。第２対称軸Ｂ２は、方向Ｄ２に直交している。

【0039】

第４電極Ｅ４１は、第１電極Ｅ１１、第２電極Ｅ２１、及び、第３電極Ｅ３１によって囲まれた内側に位置している。つまり、第４電極Ｅ４１は、最密構造を形成するように配置された電極群ＥＧ１乃至ＥＧ３の隙間に設けられ、第１電極Ｅ１１、第２電極Ｅ２１、及び、第３電極Ｅ３１に隣接している。第４電極Ｅ４１は、第１電極Ｅ１１、第２電極Ｅ２１、及び、第３電極Ｅ３１のいずれよりも小さい円環状に形成されている。第４電極Ｅ４１の電位は、隣接する電極の電位とは異なるように設定される。

【0040】

また、第４電極Ｅ４１は、導電線ＣＤ１１乃至ＣＤ１４のうち最も電極群ＥＧ３に近接した導電線ＣＤ１４と、導電線ＣＤ１５乃至ＣＤ１８のうち最も電極群ＥＧ１及びＥＧ２に近接した導電線ＣＤ１５との間に位置している。この第４電極Ｅ４１は、第１制御電極Ｅ３２と電気的に接続されている。つまり、第４電極Ｅ４１の電位は、第１電極Ｅ１１、第２電極Ｅ２１、及び、第３電極Ｅ３１のいずれの電位とも異なる。電極Ｅ４２は、第４電極Ｅ４１の内側に位置し、導電線ＣＤ１４と電気的に接続されている。電極Ｅ４２の電位は、第４電極Ｅ４１の電位とは異なる。

【0041】

図８は、図７に示した第１基板ＳＵＢ１の導電線ＣＤ１３に沿った断面図である。給電線ＰＬ１１乃至ＰＬ１４、及び、導電線ＣＤ１３は、絶縁基板１１の上に設けられ、絶縁膜ＩＬによって覆われている。第１制御電極Ｅ１１乃至Ｅ１８は、絶縁膜ＩＬの上に設けられ、配向膜ＡＬ１によって覆われている。図示した例では、導電線ＣＤ１３は、給電線ＰＬ１４に直接接続されている。また、第１制御電極Ｅ１４及びＥ１８は、絶縁膜ＩＬを貫通するコンタクトホールにおいて導電線ＣＤ１３に接続されている。
給電線ＰＬ１１乃至ＰＬ１４は、例えば金属材料によって形成されている。第１制御電極Ｅ１１乃至Ｅ１８は、上記の通り、透明導電材料によって形成されている。導電線ＣＤ１３は、例えば、透明導電材料によって形成されているが、金属材料によって形成されてもよい。

【0042】

図７及び図８においては、第１液晶セル１０の一構成例について説明したが、第２液晶セル２０も同様に構成されている。

【0043】

このような本実施形態によれば、隣接する第１制御電極に異なる電圧が印加される、あるいは、第１制御電極及び第１共通電極に異なる電圧が印加されることによって液晶レンズが形成され、各電極群に入射した偏光成分が全方位に散乱され、また、複数の電極群で囲まれた隙間に入射した偏光成分も全方位に散乱される。したがって、有効領域において、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、無効領域を透過する光が低減され、有効領域に入射した光を効率よく散乱させることができる。

【0044】

さらに、導電線ＣＤ１１乃至ＣＤ１４は電極群ＥＧ１及びＥＧ２のほぼ中心を通るように設けられ、導電線ＣＤ１５乃至ＣＤ１８は電極群ＥＧ３のほぼ中心を通るように設けられている。このため、電極群ＥＧ１乃至ＥＧ３で囲まれた隙間に導電線が設けられた場合と比較して、導電線からの漏れ電界による液晶分子の配向乱れを抑制することができる。したがって、各電極群において所望の液晶レンズが形成される。

【0045】

次に、他の構成例について説明する。

【0046】

図９は、第１液晶セル１０の他の構成例を示す平面図である。図９において、右上がりの斜線で示した部材は、給電線ＰＬ１１乃至ＰＬ１８と同様に、図８の絶縁基板１１と絶縁膜ＩＬとの間の導電層である。また、図９において、右下がりの斜線で示した部材は、第１制御電極Ｅ１１乃至Ｅ１８などと同様に、図８の絶縁膜ＩＬと配向膜ＡＬ１との間の導電層である。

【0047】

電極群ＥＧ１において、第１制御電極Ｅ１１乃至Ｅ１８は、給電線ＰＬ１１乃至ＰＬ１８のいずれかと電気的に接続されている。例えば、第１制御電極Ｅ１１は、複数の導電線ＣＤ１１１及びＣＤ１１２を介して、給電線ＰＬ１１と電気的に接続されている。導電線ＣＤ１１１は、第１制御電極Ｅ１１と同一層に位置する導電層である。導電線ＣＤ１１２は、第１制御電極Ｅ１１とは異なる層に位置し、給電線ＰＬ１１と同一層に位置する導電層である。導電線ＣＤ１１１は、その一端部で給電線ＰＬ１１と電気的に接続され、その他端部で導電線ＣＤ１１２と電気的に接続されている。導電線ＣＤ１１２は、その一端部で導電線ＣＤ１１１と電気的に接続され、その他端部で第１制御電極Ｅ１１と電気的に接続されている。なお、第１制御電極Ｅ１１と給電線ＰＬ１１との接続に関しては、導電線ＣＤ１１１を省略し、導電線ＣＤ１１２が給電線ＰＬ１１と一体的に形成されてもよい。

【0048】

電極群ＥＧ２において、第１制御電極Ｅ２１乃至Ｅ２８は、それぞれ第１制御電極Ｅ１１乃至Ｅ１８と電気的に接続されている。例えば、第１制御電極Ｅ２１は、導電線ＣＤ１１３を介して第１制御電極Ｅ１１と電気的に接続されている。

【0049】

第１電極Ｅ１１、第２電極Ｅ２１、及び、第３電極Ｅ３１で囲まれた第４電極Ｅ４１は、導電線ＣＤ１２３に接続されている。導電線ＣＤ１２３は、第１制御電極Ｅ１２と第１制御電極Ｅ２２とを電気的に接続する導電線である。第４電極Ｅ４１は、第１電極Ｅ１１、第２電極Ｅ２１、及び、第３電極Ｅ３１とは異なる電圧が印加される電極に相当する。第４電極Ｅ４１の電位は、隣接する電極（第１電極Ｅ１１、第２電極Ｅ２１、及び、第３電極Ｅ３１）の電位とは異なる。

【0050】

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、各電極群に重畳する導電線が短縮され、導電線からの漏れ電界を抑制することができる。また、導電線の配線長を短縮することができ、導電線の負荷を軽減することができる。また、導電線と第１制御電極との交差部を低減することができ、寄生容量を低減することができる。

【0051】

図１０は、第１制御電極の他の構成例を示す平面図である。
電極群ＥＧ１乃至ＥＧ３の各々は、環状に形成された複数の第１制御電極Ｅ１によって構成されている。電極群ＥＧ１は、５個の第１制御電極Ｅ１１乃至Ｅ１５によって構成されている。第１制御電極Ｅ１１乃至Ｅ１５は、いずれも多角形状に形成され、図示した例では、いずれも十二角形状に形成されている。第１制御電極Ｅ１１乃至Ｅ１５の各々の形状は相似であり、内側の電極ほど小さい。
電極群ＥＧ２も電極群ＥＧ１と同様に、５個の第１制御電極Ｅ２１乃至Ｅ２５によって構成されている。図示を省略するが、第１制御電極Ｅ１１乃至Ｅ１５は、それぞれ第１制御電極Ｅ２１乃至Ｅ２５と電気的に接続されている。電極群ＥＧ３も電極群ＥＧ１と同様に、５個の第１制御電極Ｅ３１乃至Ｅ３５によって構成されている。第１制御電極Ｅ３１乃至Ｅ３５は、それぞれ第１制御電極Ｅ１１乃至Ｅ１５と同電位である。これらの電極群ＥＧ１乃至ＥＧ３は、図７に示した構成例と同様に、最密構造を形成するように配置されている。

【0052】

第４電極Ｅ４１は、第１電極Ｅ１１、第２電極Ｅ２１、及び、第３電極Ｅ３１に隣接している。第４電極Ｅ４１は、環状に形成された環状部４１１乃至４１４を有している。環状部４１１は第１電極Ｅ１１を含む電極群ＥＧ１を囲み、環状部４１２は第２電極Ｅ２１を含む電極群ＥＧ２を囲み、環状部４１３は第３電極Ｅ３１を含む電極群ＥＧ３を囲んでいる。環状部４１４は、第１電極Ｅ１１、第２電極Ｅ２１、及び、第３電極Ｅ３１に囲まれている。環状部４１４は、第１電極Ｅ１１などとは異なる多角形状に形成された部分に相当する。環状部４１４の内側の電極Ｅ５は、三角形状に形成され、第４電極Ｅ４１とは異なる電位である。第４電極Ｅ４１の形状について、さらに図１１を参照しながら説明する。

【0053】

図１１は、図１０に示した第４電極Ｅ４１を示す平面図である。環状部４１１乃至４１３は、それぞれ十二角形状に形成され、互いに一辺を共有するように一体化されている。環状部４１１の形状は第１電極Ｅ１１の形状と相似であり、環状部４１２の形状は第２電極Ｅ２１の形状と相似であり、環状部４１３の形状は第３電極Ｅ３１の形状と相似である。
環状部４１４は、環状部４１１乃至４１３のそれぞれの一辺によって三角形状に形成された部分に相当する。

【0054】

図１０及び図１１に示す構成例によれば、各電極群に入射した偏光成分が１２方位に散乱され、また、複数の電極群で囲まれた隙間に入射した偏光成分が３方位に散乱される。

【0055】

図１２は、第１制御電極の他の構成例を示す平面図である。
電極群ＥＧ１は、第１制御電極Ｅ１１乃至Ｅ１６によって構成されている。第１制御電極Ｅ１１乃至Ｅ１６は、いずれも環状且つ多角形状に形成され、図示した例では、いずれも八角形状に形成されている。第１制御電極Ｅ１１乃至Ｅ１６の各々の形状は相似であり、内側の電極ほど小さい。電極群ＥＧ１と同様に、電極群ＥＧ２は第１制御電極Ｅ２１乃至Ｅ２６によって構成され、電極群ＥＧ３は第１制御電極Ｅ３１乃至Ｅ３６によって構成されている。

【0056】

これらの電極群ＥＧ１乃至ＥＧ３は、図７に示した構成例と同様に、最密構造を形成するように配置されている。電極群ＥＧ１及びＥＧ２は第１方向Ｘに並び、電極群ＥＧ１及びＥＧ３は第２方向Ｙに並んでいる。

【0057】

第４電極Ｅ４１において、環状部４１１乃至４１３は八角形状に形成され、環状部４１４は四角形状に形成されている。環状部４１１は第１電極Ｅ１１を含む電極群ＥＧ１を囲み、環状部４１２は第２電極Ｅ２１を含む電極群ＥＧ２を囲み、環状部４１３は第３電極Ｅ３１を含む電極群ＥＧ３を囲んでいる。環状部４１１の形状は第１電極Ｅ１１の形状と相似であり、環状部４１２の形状は第２電極Ｅ２１の形状と相似であり、環状部４１３の形状は第３電極Ｅ３１の形状と相似である。
環状部４１４の内側の電極Ｅ５１は、四角形状に形成され、第４電極Ｅ４１とは異なる電位である。電極Ｅ５１の内側の電極Ｅ５２は、四角形状に形成され、電極Ｅ５１とは異なる電位である。

【0058】

図１２に示す構成例によれば、各電極群に入射した偏光成分が８方位に散乱され、また、複数の電極群で囲まれた隙間に入射した偏光成分が４方位に散乱される。

【0059】

図１３は、第１制御電極の他の構成例を示す平面図である。
電極群ＥＧ１は、第１制御電極Ｅ１１乃至Ｅ１５によって構成されている。第１制御電極Ｅ１１乃至Ｅ１５は、いずれも環状且つ多角形状に形成され、図示した例では、いずれも六角形状に形成されている。第１制御電極Ｅ１１乃至Ｅ１５の各々の形状は相似であり、内側の電極ほど小さい。電極群ＥＧ１と同様に、電極群ＥＧ２は第１制御電極Ｅ２１乃至Ｅ２５によって構成され、電極群ＥＧ３は第１制御電極Ｅ３１乃至Ｅ３５によって構成されている。

【0060】

これらの電極群ＥＧ１乃至ＥＧ３は、図７に示した構成例と同様に、最密構造を形成するように配置されている。電極群ＥＧ１乃至ＥＧ３が六角形の外形を有する場合、電極群ＥＧ１乃至ＥＧ３がほぼ一定の間隔で隣接し、その間隔より大きな隙間は形成されない。

【0061】

第４電極Ｅ４１において、環状部４１１乃至４１３は、六角形状に形成されている。環状部４１１は第１電極Ｅ１１を含む電極群ＥＧ１を囲み、環状部４１２は第２電極Ｅ２１を含む電極群ＥＧ２を囲み、環状部４１３は第３電極Ｅ３１を含む電極群ＥＧ３を囲んでいる。環状部４１１の形状は第１電極Ｅ１１の形状と相似であり、環状部４１２の形状は第２電極Ｅ２１の形状と相似であり、環状部４１３の形状は第３電極Ｅ３１の形状と相似である。
他の観点では、第４電極Ｅ４１は、第１電極Ｅ１１と第２電極Ｅ２１との間に延出した直線状の部分４１Ａと、第１電極Ｅ１１と第３電極Ｅ３１との間に延出した直線状の部分４１Ｂと、第２電極Ｅ２１と第３電極Ｅ３１との間に延出した直線状の部分４１Ｃと、を有している。

【0062】

図１３に示す構成例によれば、各電極群に入射した偏光成分が６方位に散乱される。また、複数の電極群の間にほとんど無効領域が形成されないため、有効領域に入射したほとんどの偏光成分を６方位に散乱することができる。

【0063】

図１４は、第１制御電極の他の構成例を示す平面図である。
電極群ＥＧ１は、第１制御電極Ｅ１１乃至Ｅ１６によって構成されている。第１制御電極Ｅ１１乃至Ｅ１６は、いずれも環状且つ多角形状に形成され、図示した例では、いずれも四角形状に形成されている。第１制御電極Ｅ１１乃至Ｅ１６の各々の形状は相似であり、内側の電極ほど小さい。電極群ＥＧ１と同様に、電極群ＥＧ２は第１制御電極Ｅ２１乃至Ｅ２６によって構成され、電極群ＥＧ３は第１制御電極Ｅ３１乃至Ｅ３６によって構成されている。

【0064】

第４電極Ｅ４１は、格子状に形成されている。環状部４１１乃至４１３は、四角形状に形成されている。他の観点では、第４電極Ｅ４１は、第１電極Ｅ１１と第２電極Ｅ２１との間に延出した直線状の部分４１Ａと、第１電極Ｅ１１と第３電極Ｅ３１との間に延出した直線状の部分４１Ｂと、を有している。

【0065】

図１４に示す構成例によれば、各電極群に入射した偏光成分が４方位に散乱される。また、複数の電極群の間にほとんど無効領域が形成されないため、有効領域に入射したほとんどの偏光成分を４方位に散乱することができる。

【0066】

図１５は、第１制御電極の他の構成例を示す平面図である。
電極群ＥＧ１は、第１制御電極Ｅ１１乃至Ｅ１６によって構成されている。第１制御電極Ｅ１１乃至Ｅ１６は、いずれも環状且つ多角形状に形成され、図示した例では、いずれも三角形状に形成されている。第１制御電極Ｅ１１乃至Ｅ１６の各々の形状は相似であり、内側の電極ほど小さい。電極群ＥＧ１と同様に、電極群ＥＧ２は第１制御電極Ｅ２１乃至Ｅ２６によって構成され、電極群ＥＧ３は第１制御電極Ｅ３１乃至Ｅ３６によって構成されている。

【0067】

第４電極Ｅ４１において、環状部４１１乃至４１３は、三角形状に形成されている。他の観点では、第４電極Ｅ４１は、第１電極Ｅ１１と第２電極Ｅ２１との間に延出した直線状の部分４１Ａと、第１電極Ｅ１１と第３電極Ｅ３１との間に延出した直線状の部分４１Ｂと、を有している。

【0068】

図１５に示す構成例によれば、各電極群に入射した偏光成分が３方位に散乱される。また、複数の電極群の間にほとんど無効領域が形成されないため、有効領域に入射したほとんどの偏光成分を３方位に散乱することができる。

【0069】

図１６は、第１制御電極の他の構成例を示す平面図である。
図１６に示す構成例は、上記の各構成例と比較して、第１制御電極Ｅ１が蛇行電極である点で相違している。複数の蛇行電極Ｅ１１１乃至Ｅ１１４は、概ね第１方向Ｘに沿って延び、互いに交差することなく第２方向Ｙに並んでいる。同様に、複数の蛇行電極Ｅ２１１乃至Ｅ２１４は、概ね第１方向Ｘに沿って延び、互いに交差することなく第２方向Ｙに並んでいる。各蛇行電極は、図１６において下向きの凸状に形成された電極部と、図１６において上向きの凸状に形成された電極部とを有し、これらの電極部が交互に並んで互いに接続されることで構成されるものである。

【0070】

例えば、蛇行電極Ｅ１１１は、第１電極部Ｅ１１及び第２電極部Ｅ２１を有する第１蛇行電極に相当する。また、蛇行電極Ｅ２１１は、第３電極部Ｅ３１を有する第２蛇行電極に相当する。第１電極部Ｅ１１及び第２電極部Ｅ２１は、第１方向Ｘに並び、第３電極部Ｅ３１に向かって凸状（図１６において下向きの凸状）に形成されている。第３電極部Ｅ３１は、第１電極部Ｅ１１及び第２電極部Ｅ２１に向かって凸状（図１６において上向きの凸状）に形成されている。図１６に示す例では、第１電極部Ｅ１１、第２電極部Ｅ２１、及び、第３電極部Ｅ３１は、円弧状に形成されている。

【0071】

蛇行電極Ｅ３１１は、蛇行電極Ｅ１１１と蛇行電極Ｅ２１１との間に位置する第３蛇行電極に相当する。蛇行電極３１１は、蛇行電極Ｅ１１１及びＥ２１１とは異なる電圧が印加される電極である。蛇行電極Ｅ３１１は、第１電極部Ｅ１１、第２電極部Ｅ２１、及び、第３電極部Ｅ３１に囲まれた第４電極部Ｅ４１を有している。第４電極部Ｅ４１は、第１電極部Ｅ１１、第２電極部Ｅ２１、及び、第３電極部Ｅ３１にそれぞれ沿うように円弧状に形成された部分によって構成されている。
電極Ｅ５１は、第４電極部Ｅ４１の内側に位置し、第３電極部Ｅ３１と電気的に接続されている。

【0072】

このような構成例では、第１方向Ｘに並んだ電極部が互いに接続されており、隣接する電極部を接続するための導電線が不要となる。

【0073】

図１７は、図１６に示した第１制御電極を備えた第１液晶セル１０を示す平面図である。
蛇行電極Ｅ１１１乃至Ｅ１１４、蛇行電極Ｅ２１１乃至Ｅ２１４、及び、蛇行電極Ｅ３１１は、有効領域Ａ１１において途切れることなく第１方向Ｘに沿って延びている。つまり、有効領域Ａ１１には、上記の構成例で説明した導電線が設けられていない。また、蛇行電極Ｅ１１１乃至Ｅ１１４、蛇行電極Ｅ２１１乃至Ｅ２１４、及び、蛇行電極Ｅ３１１は、周辺領域Ａ１２まで延び、給電線ＰＬ１１乃至ＰＬ１５のいずれかと電気的に接続されている。

【0074】

図１６及び図１７に示す構成例によれば、有効領域Ａ１１に導電線が設けられていないため、導電線からの漏れ電界による液晶分子の配向乱れが防止される。したがって、所望の液晶レンズが形成される。
また、このような構成例は、例えば図７に示した円形状の電極群ＥＧのそれぞれについて、上半分の半円形状の部分に対して、下半分の半円形状の部分を第１方向Ｘに電極群ＥＧの半径相当の距離だけずらしたものに相当する。したがって、図１６及び図１７に示す構成例においても、図７に示した構成例と同様の散乱特性が得られる。

【0075】

図１８は、第１制御電極の他の構成例を示す平面図である。
図１８に示す構成例は、図１６に示した構成例と比較して、蛇行電極の各電極部が多角形状に形成された点で相違している。

【0076】

例えば、蛇行電極Ｅ１１１において、第１電極部Ｅ１１及び第２電極部Ｅ２１は、図１８において下向きに凸の略角括弧状に形成されている。より具体的には、例えば第１電極部Ｅ１１は、直線状の部分として、３つのセグメントＳＧ１１乃至ＳＧ１３を有している。セグメントＳＧ１１は第１方向Ｘに沿って延出し、セグメントＳＧ１２はセグメントＳＧ１１の一端部に繋がり、セグメントＳＧ１３はセグメントＳＧ１１の他端部に繋がっている。セグメントＳＧ１２及びＳＧ１３の各々は、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙとは異なる方向に延出している。セグメントＳＧ１１とセグメントＳＧ１２とのなす角度θ１、及び、セグメントＳＧ１１とセグメントＳＧ１３とのなす角度θ２は、いずれも鈍角であり、一例では、角度θ１及びθ２はほぼ同等である。第２電極部Ｅ２１も、第１電極部Ｅ１１と同様の３つのセグメントＳＧ２１乃至ＳＧ２３によって構成されている。
蛇行電極Ｅ２１１において、第３電極部Ｅ３１は、図１８において上向きに凸の略角括弧状に形成されている。第３電極部Ｅ３１において、セグメントＳＧ３１はセグメントＳＧ１１とほぼ平行であり、セグメントＳＧ３２はセグメントＳＧ１２とほぼ平行であり、セグメントＳＧ３３はセグメントＳＧ１３とほぼ平行である。

【0077】

蛇行電極Ｅ３１１は、第１電極部Ｅ１１、第２電極部Ｅ２１、及び、第３電極部Ｅ３１に囲まれた第４電極部Ｅ４１を有している。第４電極部Ｅ４１は、第１電極部Ｅ１１、第２電極部Ｅ２１、及び、第３電極部Ｅ３１にそれぞれ沿う三角形状に形成されている。換言すると、第１電極部Ｅ１１、第２電極部Ｅ２１、及び、第３電極部Ｅ３１の各々は、第４電極部Ｅ４１に隣接する直線状の部分として、セグメントＳＧ１３、セグメントＳＧ２２、及び、セグメントＳＧ３１を有している。

【0078】

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。

【0079】

図１９は、第１液晶セル１０の他の構成例を示す平面図である。
第１基板ＳＵＢ１は、有効領域Ａ１１のほぼ全域に亘って形成された透明電極ＴＥを備えている。透明電極ＴＥは、周辺領域Ａ１２において、給電線ＰＬと電気的に接続されている。透明電極ＴＥは、２種類の開口部ＯＰ１及びＯＰ２を有している。図示した例では、開口部ＯＰ１及びＯＰ２は、いずれも円形状に形成されているが、いずれも多角形状に形成されてもよいし、開口部ＯＰ１と開口部ＯＰ２とで形状が異なっていてもよい。開口部ＯＰ１の径は、開口部ＯＰ２の径より大きい。

【0080】

複数の開口部ＯＰ１は、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙにマトリクス状に並んでいる。また、複数の開口部ＯＰ２は、開口部ＯＰ１とは異なる位置において、マトリクス状に並んでいる。他の観点では、１つの開口部ＯＰ２は、４つの開口部ＯＰ１で囲まれた内側に位置している。

【0081】

開口部ＯＰ１の内側には、開口部ＯＰ１と同心円状に形成された円環状の電極ＣＥが設けられている。電極ＣＥは、透明電極ＴＥと同様の透明導電材料によって形成されている。電極ＣＥには、透明電極ＴＥとは異なる電圧が印加され、上記の構成例と同様の液晶レンズが形成される。

【0082】

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。

【0083】

図２０は、第１液晶セル１０の他の構成例を示す平面図である。
第１液晶セル１０の第１基板ＳＵＢ１は、複数の給電線ＰＬ１１及びＰＬ１２と、複数の導電線ＣＤ１１及びＣＤ１２と、複数の電極群ＥＧ１及びＥＧ２と、を備えている。
電極群ＥＧ１において、隣接する制御電極は異なる層に設けられている。例えば、第１制御電極Ｅ１１、Ｅ１３、Ｅ１５、Ｅ１７は、同一層に位置し、図８に示した絶縁基板１１と絶縁膜ＩＬとの間に設けられている。また、第１制御電極Ｅ１２、Ｅ１４、Ｅ１６、Ｅ１８は、同一層に位置し、図８に示した絶縁膜ＩＬと配向膜ＡＬ１との間に設けられている。
電極群ＥＧ２においても、隣接する制御電極は異なる層に設けられている。但し、第１制御電極Ｅ２１は、隣接する第１制御電極Ｅ１１とは異なる電位となるように構成されている。例えば、第１制御電極Ｅ２２、Ｅ２４、Ｅ２６、Ｅ２８は、図８に示した絶縁基板１１と絶縁膜ＩＬとの間に設けられている。また、第１制御電極Ｅ２１、Ｅ２３、Ｅ２５、Ｅ２７は、図８に示した絶縁膜ＩＬと配向膜ＡＬ１との間に設けられている。

【0084】

給電線ＰＬ１１及びＰＬ１２は、例えば、絶縁基板１１と絶縁膜ＩＬとの間に位置する導電層である。
導電線ＣＤ１１は、導電線ＣＤ１２とは異なる層に設けられている。例えば、導電線ＣＤ１１は絶縁基板１１と絶縁膜ＩＬとの間に設けられ、導電線ＣＤ１２は絶縁膜ＩＬと配向膜ＡＬ１との間に設けられている。このため、導電線ＣＤ１１及びＣＤ１２は、平面視において、互いに重畳するように配置されている。

【0085】

導電線ＣＤ１１は、第１制御電極Ｅ１１、Ｅ１３、Ｅ１５、Ｅ１７、Ｅ２２、Ｅ２４、Ｅ２６、Ｅ２８と同一層に位置し、これらの第１制御電極と一体的に形成されている。また、導電線ＣＤ１１は、給電線ＰＬ１１と一体的に形成され、互いに電気的に接続されている。また、導電線ＣＤ１１は、第１制御電極Ｅ１２、Ｅ１４、Ｅ１６、Ｅ１８、Ｅ２１、Ｅ２３、Ｅ２５、Ｅ２７と交差している。
導電線ＣＤ１２は、第１制御電極Ｅ１２、Ｅ１４、Ｅ１６、Ｅ１８、Ｅ２１、Ｅ２３、Ｅ２５、Ｅ２７と同一層に位置し、これらの第１制御電極と一体的に形成されている。また、導電線ＣＤ１２は、給電線ＰＬ１１と交差し、給電線ＰＬ１２と電気的に接続されている。また、導電線ＣＤ１２は、第１制御電極Ｅ１１、Ｅ１３、Ｅ１５、Ｅ１７、Ｅ２２、Ｅ２４、Ｅ２６、Ｅ２８と交差している。

【0086】

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、各制御電極と導電線とを接続するためのコンタクトホールが不要となる。また、導電線ＣＤ１１は、導電線ＣＤ１２とは異なる層に設けられているため、平面視において、導電線ＣＤ１１及びＣＤ１２が互いに重畳するように配置することができる。これにより、導電線の設置面積を低減することができ、導電線からの漏れ電界による液晶分子の配向乱れが抑制される。

【0087】

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。

【0088】

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。

【符号の説明】

【0089】

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 Ｅ１…第１制御電極 ＳＵＢ２…第２基板 ＬＣ１…第１液晶層
ＳＵＢ３…第３基板 Ｅ２…第２制御電極 ＳＵＢ４…第４基板 ＬＣ２…第２液晶層
Ｅ１１…第１電極 Ｅ２１…第２電極 Ｅ３１…第３電極 Ｅ４１…第４電極

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】