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(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】2024-06-04
(45)【発行日】2024-06-12
(54)【発明の名称】照明装置
(51)【国際特許分類】
G02F 1/13 20060101AFI20240605BHJP
G02F 1/13357 20060101ALI20240605BHJP
G02F 1/1343 20060101ALI20240605BHJP
G02F 1/1347 20060101ALI20240605BHJP
F21S 2/00 20160101ALI20240605BHJP
F21Y 115/10 20160101ALN20240605BHJP
F21Y 115/15 20160101ALN20240605BHJP
F21Y 115/30 20160101ALN20240605BHJP
【ＦＩ】
G02F1/13 505
G02F1/13357
G02F1/1343
G02F1/1347
F21S2/00 480
F21Y115:10
F21Y115:15
F21Y115:30
【請求項の数】
17
(21)【出願番号】P 2023530443
(86)(22)【出願日】2022-06-17
(86)【国際出願番号】 JP2022024412
(87)【国際公開番号】W WO2022270444
(87)【国際公開日】2022-12-29
【審査請求日】2023-10-05
(31)【優先権主張番号】P 2021103584
(32)【優先日】2021-06-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(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】110000408
【氏名又は名称】弁理士法人高橋・林アンドパートナーズ
(72)【発明者】
【氏名】池田 幸次朗
(72)【発明者】
【氏名】小糸 健夫
(72)【発明者】
【氏名】黒川 多惠
【審査官】井亀 諭
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２０－１４９０００（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－１７２９１２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１０－５２５３８８（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１０／０１７７２５５（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１９／２５６５７（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０２Ｆ １／１３
Ｇ０２Ｆ １／１３３５７
Ｇ０２Ｆ １／１３４３
Ｇ０２Ｆ １／１３４７
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
指向性を有する光を出射する第１の光学素子及び第２の光学素子を有する光源と、前記光源から照射される光を透過させる又は透過させつつ拡散させる１つの液晶光学素子と、
を有し、
前記光源は、前記第１の光学素子と前記第２の光学素子とが光の出射方向が異なるように配置され、
前記液晶光学素子は、
前記第１の光学素子の光の出射面に対向する第１の電極群と、
前記第２の光学素子の光の出射面に対向し、前記第１の電極群に隣接して設けられる第２の電極群と、
を有し、
前記第１の電極群は、第１の透明電極、及び前記第１の透明電極と交互に配置される第２の透明電極を有し、
前記第２の電極群は、第３の透明電極、及び前記第３の透明電極と交互に配置される第４の透明電極を有し、
前記第１の透明電極、及び前記第２の透明電極が交互に配置されるピッチは、前記第３の透明電極、及び前記第４の透明電極が交互に配置されるピッチと異なる、照明装置。
【請求項2】
前記第１の電極群、及び前記第２の電極群は、電気的に接続されている、請求項１に記載の照明装置。【請求項3】
前記第１の電極群、及び前記第２の電極群は、独立に電位を供給される、請求項１に記載の照明装置。【請求項4】
前記第１の透明電極、前記第２の透明電極、前記第３の透明電極、及び前記第４の透明電極は第１の方向に平行に配置される、請求項１に記載の照明装置。【請求項5】
前記第１の電極群、及び前記第２の電極群が設けられる第１の基板と、前記第１の基板に重なる第２の基板と、
前記第２の基板上に、前記第１の電極群に対向して設けられる第３の電極群と、
前記第２の基板上に、前記第２の電極群に対向して前記第３の電極群の隣に設けられる第４の電極群と、
を有する、請求項４に記載の照明装置。
【請求項6】
前記第３の電極群は、第５の透明電極、及び前記第５の透明電極と交互に配置される第６の透明電極を有し、前記第４の電極群は、第７の透明電極、及び前記第７の透明電極と交互に配置される第８の透明電極を有し、
第５の透明電極、前記第６の透明電極、前記第７の透明電極、及び前記第８の透明電極は、前記第１の方向と交差する第２の方向に平行に設けられる、
を有する、請求項５に記載の照明装置。
【請求項7】
前記液晶光学素子は、第１の液晶セル、第１の液晶セルに重なる第２の液晶セル、前記第２の液晶セルに重なる第３の液晶セル、及び前記第３の液晶セルに重なる第４の液晶セルを有し、前記第１の液晶セル、前記第２の液晶セル、前記第３の液晶セル、及び前記第４の液晶セルのそれぞれは、前記第１の電極群、前記第２の電極群、前記第３の電極群、及び前記第４の電極群を有する、
請求項６に記載の照明装置。
【請求項8】
前記第２の液晶セルに含まれる前記第２の基板は、前記第１の液晶セルに含まれる前記第１の基板に重なり、前記第３の液晶セルに含まれる前記第２の基板は、前記第２の液晶セルに含まれる前記第２の基板に重なり、
前記第４の液晶セルに含まれる前記第２の基板は、前記第２の液晶セルに含まれる前記第１の基板に重なる、請求項７に記載の照明装置。
【請求項9】
前記第１の透明電極及び前記第３の透明電極は、電気的に接続され、第１の電位を供給され、前記第２の透明電極及び前記第４の透明電極は、電気的に接続され、第２の電位を供給され、
前記第５の透明電極及び前記第７の透明電極は、電気的に接続され、第３の電位を供給され、
前記第６の透明電極及び前記第８の透明電極は、電気的に接続され、第４の電位を供給される、請求項８に記載の照明装置。
【請求項10】
前記第１の光学素子、及び前記第２の光学素子の光の照射を制御する制御信号を、前記第１の光学素子、及び前記第２の光学素子に送信すると共に、前記第１の透明電極及び前記第３の透明電極に前記第１の電位を供給し、前記第２の透明電極及び前記第４の透明電極に前記第２の電位を供給し、前記第５の透明電極及び前記第７の透明電極に前記第３の電位を供給し、前記第６の透明電極及び前記第８の透明電極に前記第４の電位を供給する、
制御回路を有する、請求項９に記載の照明装置。
【請求項11】
前記制御回路は、前記第１の電位、前記第２の電位、前記第３の電位、前記第４の電位のそれぞれを、絶対値の異なる少なくとも３つの電位のうちの１つの電位とする、請求項１０に記載の照明装置。【請求項12】
前記第２の方向は、前記第１の方向と直交する方向である、請求項６に記載の照明装置。【請求項13】
前記第１の光学素子及び前記第２の光学素子は、端部断面において凸状の面を有する支持部材の上に設けられる、請求項１に記載の照明装置。
【請求項14】
前記第１の光学素子及び前記第２の光学素子は、端部断面において凹状の面を有する支持部材の上に設けられる、請求項１に記載の照明装置。
【請求項15】
前記第１の光学素子及び前記第２の光学素子のそれぞれは、電位を供給すると光を出射する発光素子を有する、請求項１に記載の照明装置。【請求項16】
前記第１の光学素子及び前記第２の光学素子のそれぞれは、光を集光する凸レンズを有する、請求項１に記載の照明装置。【請求項17】
前記第１の光学素子及び前記第２の光学素子のそれぞれは、光を前記液晶光学素子に入射させるように反射させる反射器を有する、請求項１に記載の照明装置。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の一実施形態は、液晶の光学特性を利用し配光を制御する素子、及び液晶の光学特性を利用し配光を制御する素子を含む照明装置に関する。
【背景技術】
【0002】
液晶に電圧を供給し液晶の屈折率を変化させ、焦点距離を電気的に制御する液晶を用いた光学素子（液晶光学素子）として、液晶レンズが知られている。例えば、特許文献１、及び特許文献２には、同心円状に電極が設けられた液晶セルを用いて、光源から放射される光の広がりを制御する照明装置が開示されている。また、例えば、特許文献３には、液晶に電圧を供給するための電極の形状を変えて配光を制御するビーム成形デバイスパターンが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２００５－３１７８７９号公報
【文献】特開２０１０－２３０８８７号公報
【文献】特開２０１４－１６０２７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献１又は特許文献２に記載された照明装置では、液晶レンズを利用し、光の拡がる分布、すなわち光の配光角を制御して集光することを目的としているに過ぎない。換言すれば、特許文献１又は特許文献２に記載された照明装置では、光の配光パターンが同心円状に限られていた。また、特許文献３に記載されたビーム成形デバイスは、液晶に印加する電極のパターンを変えて配光パターンを変化させるなど、光の配向パターンのバリエーションを得るためには、複雑な構成を有する液晶セルが必要とされ、量産性に乏しかった。
【0005】
本発明の一実施形態は、上記問題に鑑み、光の配光又は配光パターンを制御可能な液晶光学素子及び照明装置を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一実施形態に係る照明装置は、指向性を有する光を出射する第１の光学素子及び第２の光学素子を有する光源と、前記光源から照射される光を透過させる又は透過させつつ拡散させる１つの液晶光学素子と、を有し、前記光源は、前記第１の光学素子と前記第２の光学素子とが光の出射方向が異なるように配置され、前記液晶光学素子は、前記第１の光学素子の光の出射面に第１の電極群と、前記第２の光学素子の光の出射面に対向し、前記第１の電極群に隣接して設けられる第２の電極群と、を有し、前記第１の電極群は、第１の透明電極、及び前記第１の透明電極と交互に櫛歯状に配置される第２の透明電極を有し、前記第２の電極群は、第３の透明電極、及び前記第３の透明電極と交互に櫛歯状に配置される第４の透明電極を有し、前記第１の透明電極、及び前記第２の透明電極が交互に配置されるピッチは、前記第３の透明電極、及び前記第４の透明電極が交互に配置されるピッチと異なる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】本発明の一実施形態に係る照明装置の模式的な端部断面図である。
【図2】本発明の一実施形態に係る光学素子の模式的な端部断面図である。
【図3】本発明の一実施形態に係る液晶光学素子の模式的な斜視図である。
【図4】本発明の一実施形態に係る液晶光学素子の模式的な端部断面図である。
【図5】本発明の一実施形態に係る液晶光学素子の模式的な端部断面図である。
【図6】本発明の一実施形態に係る液晶光学素子において、第１の基板上の第１の透明電極、第２の透明電極、第５の透明電極、第６の透明電極、第９の透明電極、及び第１０の透明電極の配置を示す模式的な平面図である。
【図7】本発明の一実施形態に係る液晶光学素子において、第２の基板上の第３の透明電極、第４の透明電極、第７の透明電極、第８の透明電極、第１１の透明電極、及び第１２の透明電極の配置を示す模式的な平面図である。
【図8】本発明の一実施形態に係る液晶光学素子において、液晶層の液晶の配向を示す模式的な端部断面図である。
【図9】本発明の一実施形態に係る液晶光学素子において、液晶層の液晶の配向を示す模式的な端部断面図である。
【図10】本発明の一実施形態に係る照明装置の構成を示す模式的な平面図である。
【図11】本発明の一実施形態に係る液晶光学素子の透明電極の接続を説明するための模式的な平面図である。
【図12】本発明の一実施形態に係る照明装置から出射された光において、相対輝度と極角との関係を示すグラフである。
【図13】本発明の一実施形態に係る照明装置から出射された光において、相対輝度と極角との関係を示すグラフである。
【図14】本発明の一実施形態に係る照明装置から出射された光において、相対輝度と極角との関係を示すグラフである。
【図15】本発明の一実施形態に係る照明装置から出射された光において、相対輝度と極角との関係を示すグラフである。
【図16】本発明の一実施形態に係る照明装置から出射された光において、相対輝度と極角との関係を示すグラフである。
【図17】本発明の一実施形態に係る照明装置から出射された光において、相対輝度と極角との関係を示すグラフである。
【図19】本発明の一実施形態に係る照明装置の端部断面図である。
【図20】本発明の一実施形態に係る光学素子の端部断面図である。
【図21】本発明の第２実施形態に係る照明装置の端部断面図である。
【図22】本発明の第２実施形態に係る光源の平面図である。
【図23】本発明の第３実施形態に係る照明装置の端部断面図である。
【図24】本発明の第４実施形態に係る液晶光学素子において、第１の基板上の第１の透明電極、第２の透明電極、第５の透明電極、第６の透明電極、第９の透明電極、及び第１０の透明電極の配置を示す模式的な平面図である。
【図25】本発明の第４実施形態に係る液晶光学素子において、第２の基板上の第３の透明電極、第４の透明電極、第７の透明電極、第８の透明電極、第１１の透明電極、及び第１２の透明電極の配置を示す模式的な平面図である。
【図26】本発明の第４実施形態に係る液晶光学素子の透明電極の接続を説明するための模式的な平面図である。
【図27】本発明の第５実施形態に係る光源の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、本発明の実施の形態を、図面等を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に例示する実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、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、本開示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様の要素には、同一の符号、数字の後にａ、ｂ、Ａ、Ｂなどのアルファベット、又は、数字の後にハイフンと数字を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。さらに各要素に対する「第１」、「第２」と付記された文字は、各要素を区別するために用いられる便宜的な標識であり、特段の説明がない限りそれ以上の意味を有しない。
【0009】
本明細書において、ある部材又は領域が他の部材又は領域の「上に（又は下に）」あるとする場合、特段の限定がない限りこれは他の部材又は領域の直上（又は直下）にある場合のみでなく他の部材又は領域の上方（又は下方）にある場合を含み、すなわち、他の部材又は領域の上方（又は下方）において間に別の構成要素が含まれている場合も含む。
【0010】
また、本明細書において、ある一つの膜を加工して複数の構造体を形成した場合、各々の構造体は異なる機能、役割を有する場合があり、また、各々の構造体はそれが形成される下地が異なる場合がある。しかしながら、これら複数の構造体は、同一の工程で同一層として形成された膜に由来するものであり、同一の材料を有する。従って、これら複数の膜は同一層に存在しているものと定義する。
【0011】
また、本明細書において「αはＡ、Ｂ又はＣを含む」、「αはＡ，Ｂ及びＣのいずれかを含む」、「αはＡ，Ｂ及びＣからなる群から選択される一つを含む」、といった表現は、特に明示が無い限り、αはＡ乃至Ｃの複数の組み合わせを含む場合を排除しない。さらに、これらの表現は、αが他の要素を含む場合も排除しない。
【0012】
＜第１実施形態＞
＜１－１．照明装置３０の構成＞
図１は本発明の一実施形態に係る照明装置３０の一例を示す模式的な端部断面図である。図２は本発明の一実施形態に係る光学素子４０の模式的な端部断面図である。図１に示すように、照明装置３０は、1つの液晶光学素子１０、及び光源２０を含む。
＜１－１．照明装置３０の構成＞
図１は本発明の一実施形態に係る照明装置３０の一例を示す模式的な端部断面図である。図２は本発明の一実施形態に係る光学素子４０の模式的な端部断面図である。図１に示すように、照明装置３０は、1つの液晶光学素子１０、及び光源２０を含む。
【0013】
詳細は後述するが、液晶光学素子１０は、第１の液晶セル１１０ａ、第２の液晶セル１１０ｂ、第３の液晶セル１１０ｃ、第４の液晶セル１１０ｄ、第１の透明接着層１３０ａ、第２の透明接着層１３０ｂ、第３の透明接着層１３０ｃを有する。第１の透明接着層１３０ａは、第１の液晶セル１１０ａと第２の液晶セル１１０ｂとの間に設けられ、第２の透明接着層１３０ｂは、第２の液晶セル１１０ｂと第３の液晶セル１１０ｃとの間に設けられ、第３の透明接着層１３０ｃは、第３の液晶セル１１０ｃと第４の液晶セル１１０ｄとの間に設けられている。第１の液晶セル１１０ａ、第１の透明接着層１３０ａ、第２の液晶セル１１０ｂ、第２の透明接着層１３０ｂ、第３の液晶セル１１０ｃ、第３の透明接着層１３０ｃ、及び第４の液晶セル１１０ｄはｚ軸方向に積層されている。
【0014】
第１の透明接着層１３０ａは、第１の液晶セル１１０ａと第２の液晶セル１１０ｂとを接着し、固定する。第１の透明接着層１３０ａと同様に、第２の透明接着層１３０ｂは第２の液晶セル１１０ｂと第３の液晶セル１１０ｃとを接着し、固定し、第３の透明接着層１３０ｃは、第３の液晶セル１１０ｃと第４の液晶セル１１０ｄとを接着し、固定する。
【0015】
第１の透明接着層１３０ａ、第２の透明接着層１３０ｂ、及び第３の透明接着層１３０ｃを形成する材料は、光学弾性樹脂を用いることができる。光学弾性樹脂は、例えば、透光性を有するアクリル樹脂を含む接着材である。
【0016】
光源２０は、光学素子４０、及び支持部材５０ａを有する。光源２０は、液晶光学素子１０の第１の液晶セル１１０ａの下方に配置されている。したがって、光源２０から出射された光は、第１の液晶セル１１０ａ、第２の液晶セル１１０ｂ、第３の液晶セル１１０ｃ、及び第４の液晶セル１１０ｄを順に透過する。
【0017】
支持部材５０ａは、光学素子４０を支持（固定）する役割を有する。支持部材５０ａは曲面を有し、断面視において、凸状の形状を有する。支持部材５０ａは、例えば、ポリカーボネート基板（ＰＣＢ基板）、セラミック基板、又はアルミニウム、銅などの金属材料をベースとした金属基板を用いることができる。
【0018】
本実施形態では、光学素子４０は、第１の光学素子４０ａ、第２の光学素子４０ｂ、及び第３の光学素子４０ｃから構成される。第１の光学素子４０ａ、第２の光学素子４０ｂ、及び第３の光学素子４０ｃは、平面視においてｘ軸方向又はｙ軸方向に平行又は略平行に配置される。本実施形態では、第１の光学素子４０ａは第２の光学素子４０ｂの隣に配置され、第２の光学素子４０ｂは第３の光学素子４０ｃの隣に配置される。なお、本実施形態では、光学素子は光学部と呼ばれる場合がある。
【0019】
第１の光学素子４０ａ、第２の光学素子４０ｂ、及び第３の光学素子４０ｃは、支持部材５０ａの曲面に実装される。第１の光学素子４０ａ、第２の光学素子４０ｂ、及び第３の光学素子４０ｃは、光の出射方向に指向性を有する。第１の光学素子４０ａ、第２の光学素子４０ｂ、及び第３の光学素子４０ｃは、光の出射方向が異なるように配置される。光学素子４０が出射する光は曲面に接する面に対して垂直な方向に出射される。例えば、各光学素子が図１に示すように配置されると、第１の光学素子４０ａはｚ軸方向に対して右斜め方向に光１８０ａを出射し、第２の光学素子４０ｂはｚ軸方向に対して平行又は略平行に光１８０ｂを出射し、第３の光学素子４０ｃはｚ軸方向に対して左斜め方向に光１８０ｃを出射する。第１の光学素子４０ａ、第２の光学素子４０ｂ、及び第３の光学素子４０ｃのそれぞれにおいて、光が出射される方向を含む面は光の出射面と呼ばれる場合がある。
【0020】
本実施形態では、光学素子４０と液晶光学素子１０とが図１に示すように配置される。換言すると、第１の光学素子４０ａ、第２の光学素子４０ｂ及び第３の光学素子４０ｃの光の出射方向が異なる３つの光学素子に対して１つの液晶光学素子１０が図１に示すように配置される。その結果、３つの光学素子が、左側用光源、センター用の光源及び右側用光源として使用され、液晶光学素子１０が各光学素子から出射された方向の異なる光を透過させるか又は透過させつつ拡散させることができる。その結果、本実施形態に係る照明装置３０は、光の配光及び配光パターンを様々に制御することができる。
【0021】
なお、本実施形態では、光源２０が３つの光学素子（第１の光学素子４０ａ、第２の光学素子４０ｂ及び第３の光学素子４０ｃ）から構成されるが、光源２０の構成は、本実施形態に係る構成に限定されない。例えば、光源２０は、光の出射方向の異なる少なくとも２つ以上の光学素子から構成されればよい。光源２０が光の出射方向の異なる少なくとも２つ以上の光学素子から構成されることで、液晶光学素子１０が各光学素子から出射された方向の異なる光を透過させる又は透過させつつ拡散させ、本実施形態に係る照明装置３０は光の配光及び配光パターンを様々に制御することができる。
【0022】
図２に示すように、第１の光学素子４０ａ、第２の光学素子４０ｂ、及び第３の光学素子４０ｃのそれぞれは、例えば、発光素子２１０及び反射器２２０から構成される。
【0023】
発光素子２１０は、例えば、電球、蛍光灯、冷陰極管、発光ダイオード（ＬＥＤ）、又はレーザダイオード（ＬＤ）である。本実施形態では、発光素子２１０は、ＬＥＤである。ＬＥＤの発光効率は、一般的に、電球、蛍光灯などより高い。よって、ＬＥＤを用いた照明装置３０は、高輝度及び低消費電力な照明装置である。なお、ＬＥＤ及びＬＤは、それぞれ、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）及び有機レーザダイオード（ＯＬＤ）を含む。
【0024】
反射器２２０は、発光素子２１０から出射された光を反射し、反射した光を液晶光学素子１０に入射させることができる。反射器２２０の形状は、例えば、図２に示すような略円錐形であるが、反射器２２０の形状は略円錐形に限定されない。また、反射器２２０の表面は平面であってよく、曲面であってもよい。
【0025】
＜１－２．液晶光学素子１０の構成＞
図３は、本発明の一実施形態に係る液晶光学素子１０の模式的な斜視図である。図３に示すように、液晶光学素子１０は、第１の液晶セル１１０ａ、第２の液晶セル１１０ｂ、第３の液晶セル１１０ｃ、及び第４の液晶セル１１０ｄを含む。第１の液晶セル１１０ａ、第２の液晶セル１１０ｂ、第３の液晶セル１１０ｃ、及び第４の液晶セル１１０ｄは、ｚ軸方向に積層されている。第２の液晶セル１１０ｂは、第１の液晶セル１１０ａ上に設けられている。第３の液晶セル１１０ｃは、第２の液晶セル１１０ｂ上に設けられている。第４の液晶セル１１０ｄは、第３の液晶セル１１０ｃ上に設けられている。
図３は、本発明の一実施形態に係る液晶光学素子１０の模式的な斜視図である。図３に示すように、液晶光学素子１０は、第１の液晶セル１１０ａ、第２の液晶セル１１０ｂ、第３の液晶セル１１０ｃ、及び第４の液晶セル１１０ｄを含む。第１の液晶セル１１０ａ、第２の液晶セル１１０ｂ、第３の液晶セル１１０ｃ、及び第４の液晶セル１１０ｄは、ｚ軸方向に積層されている。第２の液晶セル１１０ｂは、第１の液晶セル１１０ａ上に設けられている。第３の液晶セル１１０ｃは、第２の液晶セル１１０ｂ上に設けられている。第４の液晶セル１１０ｄは、第３の液晶セル１１０ｃ上に設けられている。
【0026】
図４及び図５は、本発明の一実施形態に係る液晶光学素子１０の模式的な断面図である。具体的には、図４は、図３に示すＡ１－Ａ２線に沿って切断されたｚｘ面内の模式的な断面図であり、図５は、図３に示すＢ１－Ｂ２線に沿って切断されたｙｚ面内の模式的な断面図である。本実施形態では、ｘ軸方向、ｘ軸方向と交差するｙ軸方向、ｘ軸及びｙ軸と交差するｚ軸を、それぞれ、第１の方向、第２の方向、第３の方向と呼ぶ場合がある。また、ｘ軸はｙ軸と直交し、ｚ軸はｘｙ平面（ｘ軸及びy軸）に垂直である。
【0027】
第１の液晶セル１１０ａは、第１の透明電極１８１ａ、第２の透明電極１８２ａ、第５の透明電極１８５ａ、第６の透明電極１８６ａ、第９の透明電極１８９ａ及び第１０の透明電極１９０ａが形成された第１の基板１１１ａと、第３の透明電極１８３ａ、第４の透明電極１８４ａ、第７の透明電極１８７ａ、第８の透明電極１８８ａ、第１１の透明電極１９１ａ及び第１２の透明電極１９２ａが形成された第２の基板１２１ａと、を含む。
【0028】
第１の基板１１１ａ上には、第１の透明電極１８１ａ、第２の透明電極１８２ａ、第５の透明電極１８５ａ、第６の透明電極１８６ａ、第９の透明電極１８９ａ及び第１０の透明電極１９０ａを覆う第１の配向膜１１４ａが形成されている。
【0029】
また、第２の基板１２１ａ上には、第３の透明電極１８３ａ、第４の透明電極１８４ａ、第７の透明電極１８７ａ、第８の透明電極１８８ａ、第１１の透明電極１９１ａ及び第１２の透明電極１９２ａを覆う第２の配向膜１２４ａが形成されている。
【0030】
また、第１の基板１１１ａ上の第１の透明電極１８１ａ及び第２の透明電極１８２ａと、第２の基板１２１ａ上の第３の透明電極１８３ａ及び第４の透明電極１８４ａとが対向する。第１の基板１１１ａ上の第５の透明電極１８５ａ及び第６の透明電極１８６ａと、第２の基板１２１ａ上の第７の透明電極１８７ａ及び第８の透明電極１８８ａとが対向する。第１の基板１１１ａ上の第９の透明電極１８９ａ及び第１０の透明電極１９０ａと、第２の基板１２１ａ上の第１１の透明電極１９１ａ及び第１２の透明電極１９２ａとが対向する。
【0031】
シール材１５０ａが、第１の基板１１１ａ及び第２の基板１２１ａの各々の周辺部に設けられ、第１の基板１１１ａと第２の基板１２１ａとを接着している。液晶を含む液晶層１６０ａが、第１の基板１１１ａ（より具体的には、第１の配向膜１１４ａ）、第２の基板１２１ａ（より具体的には、第２の配向膜１２４ａ）、及びシール材１１５で囲まれた空間に設けられている。
【0032】
第２の液晶セル１１０ｂは、第１の透明電極１８１ｂ、第２の透明電極１８２ｂ、第５の透明電極１８５ｂ、第６の透明電極１８６ｂ、第９の透明電極１８９ｂ及び第１０の透明電極１９０ｂが形成された第１の基板１１１ｂと、第３の透明電極１８３ｂ、第４の透明電極１８４ｂ、第７の透明電極１８７ｂ、第８の透明電極１８８ｂ、第１１の透明電極１９１ｂ及び第１２の透明電極１９２ｂが形成された第２の基板１２１ｂと、を含む。
【0033】
第１の基板１１１ｂ上には、第１の透明電極１８１ｂ、第２の透明電極１８２ｂ、第５の透明電極１８５ｂ、第６の透明電極１８６ｂ、第９の透明電極１８９ｂ及び第１０の透明電極１９０ｂを覆う第１の配向膜１１４ｂが形成されている。
【0034】
また、第２の基板１２１ｂ上には、第３の透明電極１８３ｂ、第４の透明電極１８４ｂ、第７の透明電極１８７ｂ、第８の透明電極１８８ｂ、第１１の透明電極１９１ｂ及び第１２の透明電極１９２ｂを覆う第２の配向膜１２４ｂが形成されている。
【0035】
また、第１の基板１１１ｂ上の第１の透明電極１８１ｂ及び第２の透明電極１８２ｂと、第２の基板１２１ｂ上の第３の透明電極１８３ｂ及び第４の透明電極１８４ｂとが対向する。第１の基板１１１ｂ上の第５の透明電極１８５ｂ及び第６の透明電極１８６ｂと、第２の基板１２１ｂ上の第７の透明電極１８７ｂ及び第８の透明電極１８８ｂとが対向する。第１の基板１１１ｂ上の第９の透明電極１８９ｂ及び第１０の透明電極１９０ｂと、第２の基板１２１ｂ上の第１１の透明電極１９１ｂ及び第１２の透明電極１９２ｂとが対向する。
【0036】
シール材１５０ｂが、第１の基板１１１ｂ及び第２の基板１２１ｂの各々の周辺部に設けられ、第１の基板１１１ｂと第２の基板１２１ｂとを接着している。液晶を含む液晶層１６０ｂが、第１の基板１１１ｂ（より具体的には、第１の配向膜１１４ｂ）、第２の基板１２１ｂ（より具体的には、第２の配向膜１２４ｂ）、及びシール材１１５で囲まれた空間に設けられている。
【0037】
第３の液晶セル１１０ｃは、第１の透明電極１８１ｃ、第２の透明電極１８２ｃ、第５の透明電極１８５ｃ、第６の透明電極１８６ｃ、第９の透明電極１８９ｃ及び第１０の透明電極１９０ｃが形成された第１の基板１１１ｃと、第３の透明電極１８３ｃ、第４の透明電極１８４ｃ、第７の透明電極１８７ｃ、第８の透明電極１８８ｃ、第１１の透明電極１９１ｃ及び第１２の透明電極１９２ｃが形成された第２の基板１２１ｃと、を含む。
【0038】
第１の基板１１１ｃ上には、第１の透明電極１８１ｃ、第２の透明電極１８２ｃ、第５の透明電極１８５ｃ、第６の透明電極１８６ｃ、第９の透明電極１８９ｃ及び第１０の透明電極１９０ｃを覆う第１の配向膜１１４ｃが形成されている。
【0039】
また、第２の基板１２１ｃ上には、第３の透明電極１８３ｃ、第４の透明電極１８４ｃ、第７の透明電極１８７ｃ、第８の透明電極１８８ｃ、第１１の透明電極１９１ｃ及び第１２の透明電極１９２ｃを覆う第２の配向膜１２４ｃが形成されている。
【0040】
また、第１の基板１１１ｃ上の第１の透明電極１８１ｃ及び第２の透明電極１８２ｃと、第２の基板１２１ｃ上の第３の透明電極１８３ｃ及び第４の透明電極１８４ｃとが対向する。第１の基板１１１ｃ上の第５の透明電極１８５ｃ及び第６の透明電極１８６ｃと、第２の基板１２１ｃ上の第７の透明電極１８７ｃ及び第８の透明電極１８８ｃとが対向する。第１の基板１１１ｃ上の第９の透明電極１８９ｃ及び第１０の透明電極１９０ｃと、第２の基板１２１ｃ上の第１１の透明電極１９１ｃ及び第１２の透明電極１９２ｃとが対向する。
【0041】
シール材１５０ｃが、第１の基板１１１ｃ及び第２の基板１２１ｃの各々の周辺部に設けられ、第１の基板１１１ｃと第２の基板１２１ｃとを接着している。液晶を含む液晶層１６０ｃが、第１の基板１１１ｃ（より具体的には、第１の配向膜１１４ｃ）、第２の基板１２１ｃ（より具体的には、第２の配向膜１２４ｃ）、及びシール材１１５ｃで囲まれた空間に設けられている。
【0042】
第４の液晶セル１１０ｄは、第１の透明電極１８１ｄ、第２の透明電極１８２ｄ、第５の透明電極１８５ｄ、第６の透明電極１８６ｄ、第９の透明電極１８９ｄ及び第１０の透明電極１９０ｄが形成された第１の基板１１１ｄと、第３の透明電極１８３ｄ、第４の透明電極１８４ｄ、第７の透明電極１８７ｄ、第８の透明電極１８８ｄ、第１１の透明電極１９１ｄ及び第１２の透明電極１９２ｄが形成された第２の基板１２１ｄと、を含む。
【0043】
第１の基板１１１ｄ上には、第１の透明電極１８１ｄ、第２の透明電極１８２ｄ、第５の透明電極１８５ｄ、第６の透明電極１８６ｄ、第９の透明電極１８９ｄ及び第１０の透明電極１９０ｄを覆う第１の配向膜１１４ｄが形成されている。
【0044】
また、第２の基板１２１ｄ上には、第３の透明電極１８３ｄ、第４の透明電極１８４ｄ、第７の透明電極１８７ｄ、第８の透明電極１８８ｄ、第１１の透明電極１９１ｄ及び第１２の透明電極１９２ｄを覆う第２の配向膜１２４ｄが形成されている。
【0045】
また、第１の基板１１１ｄ上の第１の透明電極１８１ｄ及び第２の透明電極１８２ｄと、第２の基板１２１ｄ上の第３の透明電極１８３ｄ及び第４の透明電極１８４ｄとが対向する。第１の基板１１１ｄ上の第５の透明電極１８５ｄ及び第６の透明電極１８６ｄと、第２の基板１２１ｄ上の第７の透明電極１８７ｄ及び第８の透明電極１８８ｄとが対向する。第１の基板１１１ｄ上の第９の透明電極１８９ｄ及び第１０の透明電極１９０ｄと、第２の基板１２１ｄ上の第１１の透明電極１９１ｄ及び第１２の透明電極１９２ｄとが対向する。
【0046】
シール材１５０ｄが、第１の基板１１１ｄ及び第２の基板１２１ｄの各々の周辺部に設けられ、第１の基板１１１ｄと第２の基板１２１ｄとを接着している。液晶を含む液晶層１６０ｄが、第１の基板１１１ｄ（より具体的には、第１の配向膜１１４ｄ）、第２の基板１２１ｄ（より具体的には、第２の配向膜１２４ｄ）、及びシール材１１５ｄで囲まれた空間に設けられている。
【0047】
第１の液晶セル１１０ａ、第２の液晶セル１１０ｂ、第３の液晶セル１１０ｃ、及び第４の液晶セル１１０ｄの基本的な構成は同じである。但し、第１の透明電極１８１、第２の透明電極１８２、第３の透明電極１８３、第４の透明電極１８４、第５の透明電極１８５、第６の透明電極１８６、第７の透明電極１８７、第８の透明電極１８８、第９の透明電極１８９、第１０の透明電極１９０、第１１の透明電極１９１及び第１２の透明電極１９２の配置が異なる。
【0048】
第１の液晶セル１１０ａでは、第１の透明電極１８１ａ、第２の透明電極１８２ａ、第５の透明電極１８５ａ、第６の透明電極１８６ａ、第９の透明電極１８９ａ及び第１０の透明電極１９０ａはｙ軸方向に延在し、第３の透明電極１８３ａ、第４の透明電極１８４ａ、第７の透明電極１８７ａ、第８の透明電極１８８ａ、第１１の透明電極１９１ａ及び第１２の透明電極１９２ａはｘ軸方向に延在している。
【0049】
第１の透明電極１８１ａと第２の透明電極１８２ａ、第５の透明電極１８５ａと第６の透明電極１８６ａ、及び第９の透明電極１８９ａと第１０の透明電極１９０ａは、ｘ軸方向において交互に櫛歯状に配置されている。第３の透明電極１８３ａと第４の透明電極１８４ａ、第７の透明電極１８７ａと第８の透明電極１８８ａ、及び第１１の透明電極１９１ａと第１２の透明電極１９２ａは、第２の方向において交互に櫛歯状に配置されている。平面視において、第１の透明電極１８１ａ、第２の透明電極１８２ａ、第５の透明電極１８５ａ、第６の透明電極１８６ａ、第９の透明電極１８９ａ及び第１０の透明電極１９０ａの延在する方向（ｙ軸方向）は、第３の透明電極１８３ａ、第４の透明電極１８４ａ、第７の透明電極１８７ａ、第８の透明電極１８８ａ、第１１の透明電極１９１ａ及び第１２の透明電極１９２ａの延在する方向（ｘ軸方向）と直交しているが、僅かにずれて交差していてもよい。
【0050】
第２の液晶セル１１０ｂでは、第１の透明電極１８１ｂ、第２の透明電極１８２ｂ、第５の透明電極１８５ｂ、第６の透明電極１８６ｂ、第９の透明電極１８９ｂ及び第１０の透明電極１９０ｂはｙ軸方向に延在し、第３の透明電極１８３ｂ、第４の透明電極１８４ｂ、第７の透明電極１８７ｂ、第８の透明電極１８８ｂ、第１１の透明電極１９１ｂ及び第１２の透明電極１９２ｂはｘ軸方向に延在している。
【0051】
第１の透明電極１８１ｂと第２の透明電極１８２ｂ、第５の透明電極１８５ｂと第６の透明電極１８６ｂ、及び第９の透明電極１８９ｂと第１０の透明電極１９０ｂは、ｘ軸方向において交互に櫛歯状に配置されている。第３の透明電極１８３ｂと第４の透明電極１８４ｂ、第７の透明電極１８７ｂと第８の透明電極１８８ｂ、及び第１１の透明電極１９１ｂと第１２の透明電極１９２ｂは、第２の方向において交互に櫛歯状に配置されている。平面視において、第１の透明電極１８１ｂ、第２の透明電極１８２ｂ、第５の透明電極１８５ｂ、第６の透明電極１８６ｂ、第９の透明電極１８９ｂ及び第１０の透明電極１９０ｂの延在する方向（ｙ軸方向）は、第３の透明電極１８３ｂ、第４の透明電極１８４ｂ、第７の透明電極１８７ｂ、第８の透明電極１８８ｂ、第１１の透明電極１９１ｂ及び第１２の透明電極１９２ｂの延在する方向（ｘ軸方向）と直交しているが、僅かにずれて交差していてもよい。
【0052】
第３の液晶セル１１０ｃでは、第１の透明電極１８１ｃ、第２の透明電極１８２ｃ、第５の透明電極１８５ｃ、第６の透明電極１８６ｃ、第９の透明電極１８９ｃ及び第１０の透明電極１９０ｃはｙ軸方向に延在し、第３の透明電極１８３ｃ、第４の透明電極１８４ｃ、第７の透明電極１８７ｃ、第８の透明電極１８８ｃ、第１１の透明電極１９１ｃ及び第１２の透明電極１９２ｃはｘ軸方向に延在している。
【0053】
第１の透明電極１８１ｃと第２の透明電極１８２ｃ、第５の透明電極１８５ｃと第６の透明電極１８６ｃ、及び第９の透明電極１８９ｃと第１０の透明電極１９０ｃは、ｘ軸方向において交互に櫛歯状に配置されている。第３の透明電極１８３ｃと第４の透明電極１８４ｃ、第７の透明電極１８７ｃと第８の透明電極１８８ｃ、及び第１１の透明電極１９１ｃと第１２の透明電極１９２ｃは、第２の方向において交互に櫛歯状に配置されている。平面視において、第１の透明電極１８１ｃ、第２の透明電極１８２ｃ、第５の透明電極１８５ｃ、第６の透明電極１８６ｃ、第９の透明電極１８９ｃ及び第１０の透明電極１９０ｃの延在する方向（ｙ軸方向）は、第３の透明電極１８３ｃ、第４の透明電極１８４ｃ、第７の透明電極１８７ｃ、第８の透明電極１８８ｃ、第１１の透明電極１９１ｃ及び第１２の透明電極１９２ｃの延在する方向（ｘ軸方向）と直交しているが、僅かにずれて交差していてもよい。
【0054】
第４の液晶セル１１０ｄでは、第１の透明電極１８１ｄ、第２の透明電極１８２ｄ、第５の透明電極１８５ｄ、第６の透明電極１８６ｄ、第９の透明電極１８９ｄ及び第１０の透明電極１９０ｄはｙ軸方向に延在し、第３の透明電極１８３ｄ、第４の透明電極１８４ｄ、第７の透明電極１８７ｄ、第８の透明電極１８８ｄ、第１１の透明電極１９１ｄ及び第１２の透明電極１９２ｄはｘ軸方向に延在している。
【0055】
第１の透明電極１８１ｄと第２の透明電極１８２ｄ、第５の透明電極１８５ｄと第６の透明電極１８６ｄ、及び第９の透明電極１８９ｄと第１０の透明電極１９０ｄは、ｘ軸方向において交互に櫛歯状に配置されている。第３の透明電極１８３ｄと第４の透明電極１８４ｄ、第７の透明電極１８７ｄと第８の透明電極１８８ｄ、及び第１１の透明電極１９１ｄと第１２の透明電極１９２ｄは、第２の方向において交互に櫛歯状に配置されている。平面視において、第１の透明電極１８１ｄ、第２の透明電極１８２ｄ、第５の透明電極１８５ｄ、第６の透明電極１８６ｄ、第９の透明電極１８９ｄ及び第１０の透明電極１９０ｄの延在する方向（ｙ軸方向）は、第３の透明電極１８３ｄ、第４の透明電極１８４ｄ、第７の透明電極１８７ｄ、第８の透明電極１８８ｄ、第１１の透明電極１９１ｄ及び第１２の透明電極１９２ｄの延在する方向（ｘ軸方向）と直交しているが、僅かにずれて交差していてもよい。
【0056】
平面視において、第１の液晶セル１１０ａ、第２の液晶セル１１０ｂ、第３の液晶セル１１０ｃ及び第４の液晶セル１１０ｄに設けられる第１の透明電極１８１同士の延在する方向（ｙ軸方向）は互いに一致又は略一致するように重畳している。第１の液晶セル１１０ａ、第２の液晶セル１１０ｂ、第３の液晶セル１１０ｃ及び第４の液晶セル１１０ｄに設けられる同一名の透明電極も同様に、延在する方向（ｙ軸方向又はｘ軸方向）は互いに一致又は略一致するように重畳している。なお、図４及び図５に示す如く、第１の液晶セル１１０ａ、第２の液晶セル１１０ｂにおいては、各液晶セルを構成する上下一対の基板のうち下側の基板（光源側の基板）が第１の基板１１１ａ、１１１ｂとなっている。これに対し、第３の液晶セル１１０ｃ及び第４の液晶セル１１０ｄにおいては、各液晶セルを形成する上下一対の基板のうち上側の基板が第１の基板１１１ｃ、１１１ｄとなっている。
【0057】
第１の基板１１１ａ、第１の基板１１１ｂ、第１の基板１１１ｃ、第１の基板１１１ｄ、第２の基板１２１ａ、第２の基板１２１ｂ、第２の基板１２１ｃ、及び第２の基板１２１ｄは、例えば、透光性を有する剛性基板、又は透光性を有する可撓性基板を用いることができる。透光性を有する剛性基板は、例えば、ガラス基板、石英基板、又はサファイア基板である。透光性を有する可撓性基板は、例えば、ポリイミド樹脂基板、アクリル樹脂基板、シロキサン樹脂基板、又はフッ素樹脂基板である。
【0058】
第１の透明電極１８１、第２の透明電極１８２、第３の透明電極１８３、第４の透明電極１８４、第５の透明電極１８５、第６の透明電極１８６、第７の透明電極１８７、第８の透明電極１８８、第９の透明電極１８９、第１０の透明電極１９０、第１１の透明電極１９１及び第１２の透明電極１９２は、各液晶セルに含まれる液晶層１６０に電界を形成するための電極として機能する。第１の透明電極１８１、第２の透明電極１８２、第３の透明電極１８３、第４の透明電極１８４、第５の透明電極１８５、第６の透明電極１８６、第７の透明電極１８７、第８の透明電極１８８、第９の透明電極１８９、第１０の透明電極１９０、第１１の透明電極１９１及び第１２の透明電極１９２を形成する材料は、例えば、透明導電材料である。透明導電材料は、例えば、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）又はインジウム・亜鉛酸化物（ＩＺＯ）である。
【0059】
液晶層１６０ａ、液晶層１６０ｂ、液晶層１６０ｃ及び液晶層１６０ｄは、液晶分子の配向状態に応じて、透過する光を屈折し、又は透過する光の偏光状態を変化させることができる。液晶層１６０ａ、液晶層１６０ｂ、液晶層１６０ｃ及び液晶層１６０ｄのそれぞれの層に含まれる液晶は、例えば、ねじれネマティック液晶を用いることができる。本実施形態では、一例として、液晶はポジ型ねじれネマティック液晶を用いているが、液晶分子の初期の配向方向を変更することによりネガ型ねじれネマティック液晶であってもよい。また、液晶は、液晶分子にねじれを付与するカイラル剤を含むことが好ましい。
【0060】
第１の配向膜１１４ａ、第１の配向膜１１４ｂ、第１の配向膜１１４ｃ、第１の配向膜１１４ｄ、第２の配向膜１２４ａ、第２の配向膜１２４ｂ、第２の配向膜１２４ｃ及び第２の配向膜１２４ｄのそれぞれは、各液晶セルに含まれる液晶層１６０内の液晶分子を所定の方向に配列する。第１の配向膜１１４ａ、第１の配向膜１１４ｂ、第１の配向膜１１４ｃ、第１の配向膜１１４ｄ、第２の配向膜１２４ａ、第２の配向膜１２４ｂ、第２の配向膜１２４ｃ及び第２の配向膜１２４ｄのそれぞれを形成する材料は、例えば、ポリイミド樹脂を用いることができる。
【0061】
第１の配向膜１１４ａ、第１の配向膜１１４ｂ、第１の配向膜１１４ｃ、第１の配向膜１１４ｄ、第２の配向膜１２４ａ、第２の配向膜１２４ｂ、第２の配向膜１２４ｃ及び第２の配向膜１２４ｄは、配向処理によって配向特性を付与されてよい。配向処理は、例えば、ラビング法、又は光配向法を用いることができる。ラビング法は、配向膜の表面を一方向に擦る方法である。光配向法は、配向膜に直線偏光の紫外線を出射する方法である。
【0062】
シール材１１５は、例えば、エポキシ樹脂接着材、又はアクリル樹脂接着材を用いることができる。接着材は、紫外線硬化型であってもよく、熱硬化型であってもよい。
【0063】
液晶光学素子１０は、少なくとも２つの液晶セル（例えば、第１の液晶セル１１０ａ及び第２の液晶セル１１０ｂ）を含むことにより、無偏光の光の配光を制御することができる。そのため、第１の液晶セル１１０ａの第１の基板１１１ａ及び第２の液晶セル１１０ｂの第２の基板１２１ｂの各表面、並びに、第３の液晶セル１１０ｃの第２の基板１２１ｃ及び第４の液晶セル１１０ｄの第１の基板１１１ｂの各表面には、例えば、液晶表示素子の表裏面に設けられるような一対の偏光板を設ける必要はない。
【0064】
＜１－３．透明電極の配置＞
図６は本発明の一実施形態に係る液晶光学素子１０において、第１の基板１１１上の第１の透明電極１８１、第２の透明電極１８２、第５の透明電極１８５、第６の透明電極１８６、第９の透明電極１８９、及び第１０の透明電極１９０の配置を示す模式的な平面図である。図７は、本発明の一実施形態に係る液晶光学素子において、第２の基板１２１上の第３の透明電極１８３、第４の透明電極１８４、第７の透明電極１８７、第８の透明電極１８８、第１１の透明電極１９１、及び第１２の透明電極１９２の配置を示す模式的な平面図である。なお、図７において示される電極群や配線は、第２の基板１２１越しに視認されるものであるが、分かり易さを優先して図７ではこれらを実線で示している。後述の図２５においても同様である。
図６は本発明の一実施形態に係る液晶光学素子１０において、第１の基板１１１上の第１の透明電極１８１、第２の透明電極１８２、第５の透明電極１８５、第６の透明電極１８６、第９の透明電極１８９、及び第１０の透明電極１９０の配置を示す模式的な平面図である。図７は、本発明の一実施形態に係る液晶光学素子において、第２の基板１２１上の第３の透明電極１８３、第４の透明電極１８４、第７の透明電極１８７、第８の透明電極１８８、第１１の透明電極１９１、及び第１２の透明電極１９２の配置を示す模式的な平面図である。なお、図７において示される電極群や配線は、第２の基板１２１越しに視認されるものであるが、分かり易さを優先して図７ではこれらを実線で示している。後述の図２５においても同様である。
【0065】
図６に示す透明電極の構成では、第１の電極群１１７－１、第２の電極群１１７－３、及び第３の電極群１１７－５が第１の基板１１１上に設けられる。第２の電極群１１７－３は第１の電極群１１７－１と第３の電極群１１７－５との間に設けられる。また、第１の電極群１１７－１は第１の光学素子４０ａ及び第１の光学素子４０ａの光の出射面に対向するように設けられ、第２の電極群１１７－３は第２の光学素子４０ｂ及び第２の光学素子４０ｂの光の出射面に対向するように設けられ、第３の電極群１１７－５は第３の光学素子４０ｃ及び第３の光学素子４０ｃの光の出射面に対向するように設けられる。
【0066】
第１の電極群１１７－１は、第１の透明電極１８１、及び第２の透明電極１８２を含む。第１の電極群１１７－１は、第１の透明電極１８１、及び第２の透明電極１８２に電位を供給され、例えば、右側用光源として用いられる第１の光学素子４０ａ（図１）から出射される光を透過させるか又は透過させつつ拡散させる機能を有する。第１の透明電極１８１、及び第２の透明電極１８２は、ｘ軸方向に交互に配置され、ｙ軸方向に延在している。第１の透明電極１８１の電極の幅、及び第２の透明電極１８２の電極の幅は、ｘ軸方向に第１の幅ｗ１である。第１の透明電極１８１と第２の透明電極１８２とのｘ軸方向の電極間距離（電極間隔）は、第１の電極間距離ｓ１である。第１の透明電極１８１と第２の透明電極１８２との電極間のピッチは第１のピッチｐ１であり、第１のピッチｐ１はｐ１＝ｗ１＋ｓ１を満たす。
【0067】
第１の透明電極１８１及び第２の透明電極１８２は、それぞれ、第１の基板１１１上に形成された第１の配線１１６－１及び第２の配線１１６－２と電気的に接続されている。第１の配線１１６－１は、第１の透明電極１８１の下に形成されてよく、第１の透明電極１８１の上に形成されてもよい。また、第１の配線１１６－１は、第１の透明電極１８１と同じ層に形成されてよい。第２の配線１１６－２は、第２の透明電極１８２の下に形成されてよく、第２の透明電極１８２の上に形成されてもよい。また、第２の配線１１６－２は、第２の透明電極１８２と同じ層に形成されてよい。本実施形態では、第１の透明電極１８１、第２の透明電極１８２、第１の配線１１６－１及び第２の配線１１６－２は同じ層に形成されている。
【0068】
第２の電極群１１７－３は、第５の透明電極１８５、及び第６の透明電極１８６を含む。第２の電極群１１７－３は、第５の透明電極１８５、及び第６の透明電極１８６に電位を供給され、例えば、センター用光源として用いられる第２の光学素子４０ｂ（図１）から出射される光を透過させるか又は透過させつつ拡散させる機能を有する。第５の透明電極１８５、及び第６の透明電極１８６は、ｘ軸方向に交互に配置され、ｙ軸方向に延在している。第５の透明電極１８５の電極の幅、及び第６の透明電極１８６の電極の幅は、ｘ軸方向に第２の幅ｗ２である。第５の透明電極１８５と第６の透明電極１８６とのｘ軸方向の電極間距離（電極間隔）は、第２の電極間距離ｓ２である。第５の透明電極１８５と第６の透明電極１８６との電極間のピッチは第２のピッチｐ２であり、第２のピッチｐ２はｐ２＝ｗ２＋ｓ２を満たす。
【0069】
第５の透明電極１８５及び第６の透明電極１８６は、それぞれ、第１の基板１１１上に形成された第１の配線１１６－１及び第２の配線１１６－２と電気的に接続されている。第１の配線１１６－１は、第５の透明電極１８５の下に形成されてよく、第５の透明電極１８５の上に形成されてもよい。また、第１の配線１１６－１は、第５の透明電極１８５と同じ層に形成されてよい。第２の配線１１６－２は、第６の透明電極１８６の下に形成されてよく、第６の透明電極１８６の上に形成されてもよい。また、第２の配線１１６－２は、第６の透明電極１８６と同じ層に形成されてよい。本実施形態では、第５の透明電極１８５、第６の透明電極１８６、第１の配線１１６－１及び第２の配線１１６－２は同じ層に形成されている。
【0070】
第５の透明電極１８５及び第６の透明電極１８６の第２の幅ｗ２、第２の電極間距離ｓ２、及び第２のピッチｐ２は、第１の透明電極１８１及び第２の透明電極１８２の第１の幅ｗ１、第１の電極間距離ｓ１、及び第１のピッチｐ１より狭い。
【0071】
第３の電極群１１７－５は、第９の透明電極１８９、及び第１０の透明電極１９０を含む。第３の電極群１１７－５は、第９の透明電極１８９、及び第１０の透明電極１９０に電位を供給され、例えば、左側用光源として用いられる第３の光学素子４０ｃ（図１）から出射される光を透過させる又は透過させつつ拡散させる機能を有する。第９の透明電極１８９、及び第１０の透明電極１９０は、第１の透明電極１８１、及び第２の透明電極１８２と同様の構成及び機能を有するため、ここでの詳細な説明は省略される。なお、第１の電極群１１７－１と第３の電極群１１７－５とは、機能が入れ替わってもよい。
【0072】
第１の配向膜１１４ａは、ｘ軸方向（図６において白抜きの矢印で示す方向）に配向処理が行われている。この場合、液晶層１６０ａを構成する液晶分子のうち、第１の基板１１１側の液晶分子の長軸は、ｘ軸方向に沿って配向する。すなわち、第１の配向膜１１４ａの配向方向（ｘ軸方向）と第１の透明電極１８１、第２の透明電極１８２、第５の透明電極１８５、第６の透明電極１８６、第９の透明電極１８９及び第１０の透明電極１９０の延在する方向（ｙ軸方向）は、直交している。
【0073】
図７に示す透明電極の構成では、第４の電極群１１７－２、第５の電極群１１７－４、及び第６の電極群１１７－６が第２の基板１２１上に設けられる。第５の電極群１１７－４は第４の電極群１１７－２と第６の電極群１１７－６との間に設けられる。また、第４の電極群１１７－２は第１の光学素子４０ａ及び第１の光学素子４０ａの光の出射面に対向するように設けられ、第５の電極群１１７－４は第２の光学素子４０ｂ及び第２の光学素子４０ｂの光の出射面に対向するように設けられ、第６の電極群１１７－６は第３の光学素子４０ｃ及び第３の光学素子４０ｃの光の出射面に対向するように設けられる。
【0074】
第４の電極群１１７－２は、第３の透明電極１８３、及び第４の透明電極１８４を含む。第４の電極群１１７－２は、第３の透明電極１８３、及び第４の透明電極１８４に電位を供給され、例えば、右側用光源として用いられる第１の光学素子４０ａ（図１）から出射される光を透過させるか又は透過させつつ拡散させる機能を有する。第３の透明電極１８３、及び第４の透明電極１８４は、ｙ軸方向に交互に配置され、ｘ軸方向に延在している。第３の透明電極１８３の電極の幅、及び第４の透明電極１８４の電極の幅は、ｘ軸方向に第３の幅ｗ３である。第３の透明電極１８３と第４の透明電極１８４とのｘ軸方向の電極間距離（電極間隔）は、第３の電極間距離ｓ３である。第３の透明電極１８３と第４の透明電極１８４との電極間のピッチは第３のピッチｐ３であり、第３のピッチｐ３はｐ３＝ｗ３＋ｓ３を満たす。
【0075】
第３の透明電極１８３、及び第４の透明電極１８４は、それぞれ、第２の基板１２１上に形成された第３の配線１１６－３及び第４の配線１１６－４と電気的に接続されている。第３の配線１１６－３は、第３の透明電極１８３の下に形成されてよく、第３の透明電極１８３の上に形成されてもよい。また、第３の配線１１６－３は、第３の透明電極１８３と同じ層に形成されてよい。第４の配線１１６－４は、第４の透明電極１８４の下に形成されてよく、第４の透明電極１８４の上に形成されてもよい。また、第４の配線１１６－４は、第４の透明電極１８４と同じ層に形成されてよい。本実施形態では、第３の透明電極１８３、第４の透明電極１８４、第３の配線１１６－３及び第４の配線１１６－４は同じ層に形成されている。
【0076】
第５の電極群１１７－４は、第７の透明電極１８７、及び第８の透明電極１８８を含む。第５の電極群１１７－４は、第７の透明電極１８７、及び第８の透明電極１８８に電位を供給され、例えば、センター用光源として用いられる第２の光学素子４０ｂ（図１）から出射される光を透過させるか又は透過させつつ拡散させる機能を有する。第７の透明電極１８７、及び第８の透明電極１８８は、ｙ軸方向に交互に配置され、ｘ軸方向に延在している。第７の透明電極１８７の電極の幅、及び第８の透明電極１８８の電極の幅は、ｘ軸方向に第４の幅ｗ４である。第７の透明電極１８７と第８の透明電極１８８とのｘ軸方向の電極間距離（電極間隔）は、第４の電極間距離ｓ４である。第７の透明電極１８７と第８の透明電極１８８との電極間のピッチは第４のピッチｐ４であり、第４のピッチｐ４はｐ４＝ｗ４＋ｓ４を満たす。
【0077】
第７の透明電極１８７及び第８の透明電極１８８は、それぞれ、第２の基板１２１上に形成された第３の配線１１６－３及び第４の配線１１６－４と電気的に接続されている。第３の配線１１６－３は、第７の透明電極１８７の下に形成されてよく、第７の透明電極１８７の上に形成されてもよい。また、第３の配線１１６－３は、第７の透明電極１８７と同じ層に形成されてよい。第４の配線１１６－４は、第８の透明電極１８８の下に形成されてよく、第８の透明電極１８８の上に形成されてもよい。また、第４の配線１１６－４は、第８の透明電極１８８と同じ層に形成されてよい。本実施形態では、第７の透明電極１８７、第８の透明電極１８８、第３の配線１１６－３及び第４の配線１１６－４は同じ層に形成されている。
【0078】
第７の透明電極１８７及び第８の透明電極１８８の第４の幅ｗ４、第４の電極間距離ｓ４、及び第４のピッチｐ４は、第３の透明電極１８３、及び第４の透明電極１８４の第３の幅ｗ３、第３の電極間距離ｓ３、及び第３のピッチｐ３より狭い。
【0079】
第６の電極群１１７－６は、第１１の透明電極１９１、及び第１２の透明電極１９２を含む。第６の電極群１１７－６は、第１１の透明電極１９１、及び第１２の透明電極１９２に電位を供給され、例えば、左側用光源として用いられる第３の光学素子４０ｃ（図１）から出射される光を透過させるか又は透過させつつ拡散させる機能を有する。第１１の透明電極１９１、及び第１２の透明電極１９２は、第３の透明電極１８３、及び第４の透明電極１８４と同様の構成及び機能を有するため、ここでの詳細な説明は省略される。なお、第４の電極群１１７－２と第６の電極群１１７－６とは、機能が入れ替わってもよい。
【0080】
第２の配向膜１２４は、ｙ軸方向（図７において白抜きの矢印で示す方向）に配向処理が行われている。この場合、液晶層１６０を構成する液晶分子のうち、第２の基板１２１側の液晶分子の長軸は、ｙ軸方向に沿って配向する。すなわち、第２の配向膜１２４の配向方向（ｙ軸方向）と第３の透明電極１８３、第４の透明電極１８４、第７の透明電極１８７、第８の透明電極１８８、第１１の透明電極１９１及び第１２の透明電極１９２の延在する方向（ｘ軸方向）は、直交している。
【0081】
第１の透明電極１８１と第２の透明電極１８２は、第１の基板１１１上に、第１のピッチｐ１を有した櫛歯状パターンで形成されているということができ、第５の透明電極１８５と第６の透明電極１８６は、第１の基板１１１上に、第２のピッチｐ２を有した櫛歯状パターンで形成されているということができ、第９の透明電極１８９と第１０の透明電極１９０は、第１の基板１１１上に第１のピッチｐ１を有した櫛歯状パターンで形成されているということができる。同様に、第３の透明電極１８３と第４の透明電極１８４は、第２の基板１２１上に、第３のピッチｐ３を有した櫛歯状パターンで形成されているということができ、第７の透明電極１８７と第８の透明電極１８８は、第２の基板１２１上に、第４のピッチｐ４を有した櫛歯状パターンで形成されているということができ、第１１の透明電極１９１と第１２の透明電極１９２は、第２の基板１２１上に、第３のピッチｐ３を有した櫛歯状パターンで形成されているということができる。
【0082】
第１の液晶セル１１０ａにおいて、第１の透明電極１８１及び第２の透明電極１８２と、第３の透明電極１８３及び第４の透明電極１８４とは、液晶層１１３を介して対向し、第５の透明電極１８５及び第６の透明電極１８６と、第７の透明電極１８７及び第８の透明電極１８８とは、液晶層１１３を介して対向し、第９の透明電極１８９及び第１０の透明電極１９０と、第１１の透明電極１９１及び第１２の透明電極１９２とは、液晶層１１３を介して対向している。
【0083】
ここで、第１の透明電極１８１、第２の透明電極１８２、第５の透明電極１８５、第６の透明電極１８６、第９の透明電極１８９及び第１０の透明電極１９０の延在する方向（ｙ軸方向）は、第３の透明電極１８３、第４の透明電極１８４、第７の透明電極１８７、第８の透明電極１８８、第１１の透明電極１９１及び第１２の透明電極１９２の延在する方向（ｘ軸方向）と直交している。換言すると、第１の基板１１１上に形成される櫛歯状の電極パターンと、第２の基板１２１上に形成される櫛歯状の電極パターンとは、平面視で互いに直交している。
【0084】
また、第１の基板１１１には、第５の配線１１６－５、及び第６の配線１１６－６が形成されている。第１の基板１１１が第２の基板１２１と貼り合わされると、第３の配線１１６－３及び第４の配線１１６－４は、それぞれ、第１の基板１１１に設けられる第５の配線１１６－５及び第６の配線１１６－６と電気的に接続される。なお、図４及び図５に示されるように、図６及び図７に示される各電極は、各基板に対して、透明接着層と接する面と反対側の液晶層が設けられる面に設けられる。換言すると、図６及び図７に示される各電極は、各基板に対して、液晶層を介して互いに対向する面（対向面）に設けられる。例えば、液晶光学素子１０の光の出射側（ｚ軸方向において、光源２０が設けられる側と反対側）から第１の基板１１１を平面視すると、図６に示される各電極は、第１の液晶セル１１０ａでは、第１の基板１１１ａの表面（対向面）に設けられ、第３の液晶セル１１０ｃでは、第１の基板１１１ｃの裏面（対向面）に設けられる。例えば、液晶光学素子１０の光の出射側から第２の基板１２１を平面視すると、図７に示される各電極は、第１の液晶セル１１０ａでは、第２の基板１２１ａの裏面（対向面）に設けられ、第３の液晶セル１１０ｃでは、第２の基板１２１ｃの表面（対向面）に設けられる。
【0085】
第３の配線１１６－３と第５の配線１１６－５、及び、第４の配線１１６－４と第６の配線１１６－６は、例えば、銀ペースト又は導電粒子を用いて、電気的に接続することができる。なお、導電粒子は金属を被覆した粒子を含む。
【0086】
本実施形態では、第１の透明電極１８１と第２の透明電極１８２とが交互に配置された第１の方向と、第３の透明電極１８３と第４の透明電極１８４とが交互に配置された第２の方向とは、直交しているが、これらは交差していればよい。同様に、第５の透明電極１８５と第６の透明電極１８６とが交互に配置された第１の方向と、第７の透明電極１８７と第８の透明電極１８８とが交互に配置された第２の方向とは、直交しているが、これらは交差していればよく、第９の透明電極１８９と第１０の透明電極１９０とが交互に配置された第１の方向と、第１１の透明電極１９１と第１２の透明電極１９２とが交互に配置された第２の方向とは、直交しているが、これらは交差していればよい。当該交差角度は、９０度はもちろん、９０±１０度の範囲が好ましく、より好ましくは９０±５度の範囲である。
【0087】
第１の基板１１１の第２の基板１２１に対向する側、又は、第２の基板１２１の第１の基板１１１に対向する側には、第１の基板１１１と第２の基板１２１との間隔を保持するためのフォトスペーサが形成されている（図示は省略）。
【0088】
第１の配線１１６－１、第２の配線１１６－２、第３の配線１１６－３、第４の配線１１６－４、第５の配線１１６－５、及び第６の配線１１６－６を形成する材料は、金属材料、又は透明導電材料を用いることができる。金属材料、又は透明導電材料は、例えば、アルミニウム、モリブデン、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）、又はインジウム・亜鉛酸化物（ＩＺＯ）である。なお、第１の配線１１６－１、第２の配線１１６－２、第３の配線１１６－３、第４の配線１１６－４、第５の配線１１６－５、及び第６の配線１１６－６は、外部装置と接続するための端子が設けられてよく、第１の配線１１６－１、第２の配線１１６－２、第３の配線１１６－３、第４の配線１１６－４、第５の配線１１６－５、及び第６の配線１１６－６が、外部装置と接続するための端子であってもよい。
【0089】
第１の配線１１６－１、第２の配線１１６－２、第５の配線１１６－５（又は第３の配線１１６－３）、及び第６の配線１１６－６（又は第４の配線１１６－４）は、互いに電気的に絶縁されている。したがって、第１の液晶セル１１０ａでは、第１の透明電極１８１ａ、第５の透明電極１８５ａ、及び第９の透明電極１８９ａと、第２の透明電極１８２ａ、第６の透明電極１８６ａ、及び第１０の透明電極１９０ａと、第３の透明電極１８３ａ、第７の透明電極１８７ａ、及び第１１の透明電極１９１ａと、第４の透明電極１８４ａ、第８の透明電極１８８ａ、及び第１２の透明電極１９２ａとを独立に制御し、各透明電極を用いて、液晶層１１３の液晶分子の配向を制御することができる。例えば、第１の透明電極１８１ａ、第５の透明電極１８５ａ、及び第９の透明電極１８９ａは第１の電位Ｖ１を供給され、第２の透明電極１８２ａ、第６の透明電極１８６ａ、及び第１０の透明電極１９０ａは第２の電位Ｖ２を供給され、第３の透明電極１８３ａ、第７の透明電極１８７ａ、及び第１１の透明電極１９１ａは第３の電位Ｖ３を供給され、第４の透明電極１８４ａ、第８の透明電極１８８ａ、及び第１２の透明電極１９２ａは第４の電位Ｖ４を供給される。なお、第１の電位Ｖ１、第２の電位Ｖ２、第３の電位Ｖ３、第４の電位Ｖ４は、互いに異なる電位であってよく、同じ電位であってもよい。
【0090】
本実施形態に係る照明装置３０は、第１の基板１１１の第１の電極群１１７－１に含まれる第１の透明電極１８１及び第２の透明電極１８２と、第２の基板１２１の第４の電極群１１７－２に含まれる第３の透明電極１８３及び第４の透明電極１８４とが交差することで、各透明電極に供給する電位を制御して液晶層１１３の液晶の配向を制御することができる。また、本実施形態に係る照明装置３０は、第１の基板１１１の第２の電極群１１７－３に含まれる第５の透明電極１８５及び第６の透明電極１８６と、第２の基板１２１の第５の電極群１１７－４に含まれる第７の透明電極１８７及び第８の透明電極１８８とが交差することで、各透明電極に供給する電位を制御して液晶層１１３の液晶の配向を制御することができる。また、本実施形態に係る照明装置３０は、第１の基板１１１の第３の電極群１１７－５に含まれる第９の透明電極１８９及び第１０の透明電極１９０と、第２の基板１２１の第６の電極群１１７－６に含まれる第１１の透明電極１９１及び第１２の透明電極１９２とが交差することで、各透明電極に供給する電圧を制御して液晶層１１３の液晶の配向を制御することができる。その結果、液晶光学素子１０は、第１の光学素子４０ａ、第２の光学素子４０ｂ及び第３の光学素子４０ｃから出射された３つの異なる方向からの光を、第１の電極群１１７－１及び第４の電極群１１７－２を用いて右側に透過させるか又は透過させつつ拡散させ、第２の電極群１１７－３及び第５の電極群１１７－４を用いてセンターに透過させるか又は透過させつつ拡散させ、第３の電極群１１７－５及び第６の電極群１１７－６を用いて左側に透過させるか又は透過させつつ拡散させることができる。
【0091】
また、本実施形態に係る液晶光学素子１０では、第１の基板１１１のセンター又は略センターに設けられた第２の電極群１１７－３、及び第２の基板１２１のセンター又は略センターに設けられた第５の電極群１１７－４の透明電極の当該電極の幅、電極間距離、及び電極間のピッチを狭くすることで、第２の電極群１１７－３及び第５の電極群１１７－４に設けられた透明電極に電位を供給した際に、液晶が配向する範囲を狭い範囲で制御することができる。すなわち、本実施形態に係る液晶光学素子１０では、同様の透明電極配置を有する第１の液晶セル１１０ａと第２の液晶セル１１０ｂとが積層され、センター又は略センターに拡散する光のｘ軸方向への光の拡散度合いをより細かく制御することができる。また、本実施形態に係る液晶光学素子１０では、同様の透明電極配置を有する第１の液晶セル１１０ａと第２の液晶セル１１０ｂの上に、同様の透明電極配置を有する第３の液晶セル１１０ｃと第４の液晶セル１１０ｄとが積層され、センター又は略センターに拡散する光のｙ軸方向への光の拡散度合いもより細かく制御することができる。その結果、センター又は略センターに配置された第２の光学素子４０ｂからの光を、左右上下方向により細かく拡散させ、左右上下方向への配光及び配光パターンをより細かく制御することができる。
【0092】
また、本実施形態に係る液晶光学素子１０では、第２の透明電極１８２の端部、第６の透明電極１８６の端部、及び第１０の透明電極１９０の端部は、第１の配線１１６－１から距離ｄ１離れて配置されている。第１の透明電極１８１の端部、第５の透明電極１８５の端部、及び第９の透明電極１８９の端部は、第２の配線１１６－２との距離ｄ２離れて配置されている。第４の透明電極１８４の端部は、第３の配線１１６－３と距離ｄ３離れて配置されている。第８の透明電極１８８の端部は、第３の配線１１６－３と距離ｄ５離れて配置されている。第１２の透明電極１９２の端部は、第３の配線１１６－３と距離ｄ７離れて配置されている。第３の透明電極１８３の端部は、第４の配線１１６－４と距離ｄ４離れて配置されている。第７の透明電極１８７の端部は、第４の配線１１６－４と距離ｄ６離れて配置されている。第１１の透明電極１９１の端部は、第４の配線１１６－４と距離ｄ８離れて配置されている。距離ｄ１及び距離ｄ２が第１の電極間距離ｓ１及び第２の電極間距離幅ｓ２より大きい。距離ｄ３、距離ｄ４、距離ｄ５、距離ｄ６、距離ｄ７、及び距離ｄ８が第３の電極間距離ｓ３及び第４の電極間距離幅ｓ４より大きい。透明電極の端部が、透明電極同士を接続する配線１１６と離れて配置されることによって、透明電極間で発生する横電界の大きさに対して、透明電極の端部と配線１１６との間で発生する電界を無視できるレベルまで低減することができる。よって、本実施形態に係る照明装置３０では、透明電極の端部と配線１１６との間で発生する電界の影響を抑制することができる。本実施形態では、隣接する透明電極間に生じる電界を横電界と呼ぶ場合がある。
【0093】
＜１－４．液晶光学素子１０による光の配光の制御＞
図８及び図９は、本発明の一実施形態に係る液晶光学素子１０において、液晶層１６０ａの液晶分子の配向を示す模式的な端部断面図である。図８及び図９は、それぞれ、図３に示すＡ１－Ａ２線に沿った第１の液晶セル１１０ａ及び第２の液晶セル１１０ｂの端部断面図の一部に対応するものである。以下の説明では、主に、第１の液晶セル１１０ａ又は第２の液晶セル１１０ｂの構成を説明する。
図８及び図９は、本発明の一実施形態に係る液晶光学素子１０において、液晶層１６０ａの液晶分子の配向を示す模式的な端部断面図である。図８及び図９は、それぞれ、図３に示すＡ１－Ａ２線に沿った第１の液晶セル１１０ａ及び第２の液晶セル１１０ｂの端部断面図の一部に対応するものである。以下の説明では、主に、第１の液晶セル１１０ａ又は第２の液晶セル１１０ｂの構成を説明する。
【0094】
図８では、第１の透明電極１８１ａ、第２の透明電極１８２ａ、第４の透明電極１８４ａ、第１の透明電極１８１ｂ、第２の透明電極１８２ｂ、及び第４の透明電極１８４ｂに電位が供給されていない状態の液晶光学素子１０が示されている。図９では、第１の透明電極１８１ａ、第２の透明電極１８２ａ、第４の透明電極１８４ａ、第１の透明電極１８１ｂ、第２の透明電極１８２ｂ、及び第４の透明電極１８４ｂに電位が供給されている状態の液晶光学素子１０が示されている。具体的には、第１の液晶セル１１０ａの第１の透明電極１８１ａ及び第４の透明電極１８４ａにＬｏｗ電位が供給され、第２の透明電極１８２ａ及び第３の透明電極１８３ａ（図示は省略）にＨｉｇｈ電位が供給されている。同様に、第２の液晶セル１１０ｂの第１の透明電極１８１ｂ及び第４の透明電極１８４ｂにＬｏｗ電位が供給され、第２の透明電極１８２ｂ及び第３の透明電極１８３ｂ（図示は省略）にＨｉｇｈ電位が供給されている。図９では、便宜上、Ｌｏｗ電位及びＨｉｇｈ電位を、それぞれ、「－」及び「＋」の記号を用いて図示している。本実施形態では、隣接する透明電極間に生じる電界を横電界と呼ぶ場合がある。
【0095】
第１の配向膜１１４ａはｘ軸方向に配向処理されている。図８に示すように、液晶層１６０ａの第１の基板１１１ａ側の液晶分子の長軸は、ｘ軸方向に配向する。すなわち、第１の基板１１１ａ側の液晶分子の配向方向は、第１の透明電極１８１ａ及び第２の透明電極１８２ａの延在する方向（ｙ軸方向）に直交する方向である。また、第２の配向膜１２４ａはｙ軸方向に配向処理されている。また、液晶層１６０ａの第２の基板１２１ａ側の液晶分子の長軸は、ｙ軸方向に配向する。すなわち、液晶層１６０ａの第２の基板１２１ａ側の液晶分子の配向方向は、第４の透明電極１８４ａ及び第３の透明電極１８３ａ（図７）の延在する方向（ｘ軸方向）に直交する方向である。したがって、液晶層１６０ａの液晶分子は、第１の基板１１１ａから第２の基板１２１ａに向かうにつれて徐々に長軸の向きをｘ軸方向からｙ軸方向に変化し、９０度ねじれた状態で配向している。
【0096】
透明電極に電位が供給されると、図９に示すように、液晶分子の配向方向が変化する。液晶層１６０ａの第１の透明電極１８１ａと第２の透明電極１８２ａとの間の横電界の影響によって、液晶層１６０ａの第１の基板１１１ａ側の液晶分子は、全体として、第１の基板１１１ａに対してｘ軸方向に凸の円弧状に配向する。同様に、液晶層１６０ａの第４の透明電極１８４ａと第３の透明電極１８３ａとの間の横電界の影響によって、液晶層１６０ａの第２の基板１２１ａ側の液晶分子は、全体として、第２の基板１２１ａに対してｙ軸方向に凸の円弧状に配向する。第１の透明電極１８１ａと第２の透明電極１８２ａとの間のほぼ中央に位置する液晶層１６０ａの液晶分子は、いずれの横電界によっても配向がほとんど変化しない。よって、液晶層１６０ａに入射した光は、第１の基板１１１ａ側のｘ軸方向に凸の円弧状に配向された液晶分子の屈折率分布にしたがってｘ軸方向に拡散され、第２の基板１２１ａ側のｙ軸方向に凸の円弧状に配向された液晶分子の屈折率分布にしたがってｙ軸方向に拡散される。
【0097】
なお、第１の基板１１１ａと第２の基板１２１ａとは、十分に離れた基板間距離を有しているため、第１の基板１１１ａの第１の透明電極１８１ａと第２の透明電極１８２ａとの間の横電界は、第２の基板１２１ａ側の液晶分子の配向に対して影響を及ぼさないか、又は、無視できるほどに小さい。同様に、第２の基板１２１ａの第４の透明電極１８４ａと第３の透明電極１８３ａとの間の横電界は、第１の基板１１１ａ側の液晶分子の配向に対して影響を及ぼさないか、又は、無視できるほどに小さい。
【0098】
第１の透明電極１８１ｂ～第４の透明電極１８４ｂに電位が供給された場合における液晶層１６０ｂの液晶分子も、液晶層１６０ａの液晶分子と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【0099】
続いて、液晶光学素子１０を透過する光の配光について説明する。光源から出射された光は、ｘ軸方向の偏光成分（Ｐ偏光成分）及びｙ軸方向の偏光成分（Ｓ偏光成分）を有するが、以下では、便宜上、光をＰ偏光成分とＳ偏光成分とに分けて説明する。すなわち、光源から出射された光（図８及び図９中の（１）参照）は、Ｐ偏光成分を有する第１の偏光３１０及びＳ偏光成分を有する第２の偏光３２０を含む。なお、図８及び図９中の矢印の記号及び丸印にバツを付した記号は、それぞれ、Ｐ偏光成分及びＳ偏光成分を表している。なお、光源から出射された光は、液晶光学素子１０に入射する光（入射光１８０）である。
【0100】
第１の偏光３１０は、第１の基板１１１ａに入射した後、第２の基板１２１ａに向かうにつれて、液晶分子の配向のねじれにしたがってＰ偏光成分からＳ偏光成分に変化する（図８及び図９中の（２）～（４）参照）。より具体的には、第１の偏光３１０は、第１の基板１１１ａ側ではｘ軸方向に偏光軸を有しているが、液晶層１６０ａの厚さ方向に通過する過程でその偏光軸を徐々に変化させる。また、第１の偏光３１０は、第２の基板１２１ａ側ではｙ軸方向に偏光軸を有し、その後、第２の基板１２１ａ側から出射される（図８及び図９中の（５）参照）。
【0101】
ここで、第１の透明電極１８１ａと第２の透明電極１８２ａとの間に横電界が発生すると、当該横電界の影響で第１の基板１１１ａ側の液晶分子がｘ軸方向に凸の円弧状に配向し、屈折率分布が変化する。そのため、第１の偏光３１０は、当該液晶分子の屈折率分布にしたがって、ｘ軸方向に拡散する。また、第４の透明電極１８４ａと第３の透明電極１８３ａとの間に横電界が発生すると、当該横電界の影響で第２の基板１２１ａ側の液晶分子がｙ軸方向に凸の円弧状に配向し、屈折率分布が変化する。そのため、第１の偏光３１０は、当該液晶分子の屈折率分布の変化にしたがって、ｙ軸方向に拡散する。
【0102】
したがって、横電界が発生していない場合（図８参照）、第１の液晶セル１１０ａを透過する第１の偏光３１０は、偏光成分がＰ偏光成分からＳ偏光成分に変化する。一方、横電界が発生している場合（図９参照）、第１の液晶セル１１０ａを透過する第１の偏光３１０は、偏光成分がＰ偏光成分からＳ偏光成分に変化するとともに、ｘ軸方向及びｙ軸方向に拡散する。
【0103】
第２の偏光３２０は、第１の基板１１１ａに入射した後、第２の基板１２１ａに向かうにつれて、液晶分子の配向のねじれにしたがってＳ偏光成分からＰ偏光成分に変化する（図８及び図９中の（２）～（４）参照）。より具体的には、第２の偏光３２０は、第１の基板１１１ａ側ではｙ軸方向に偏光軸を有しているが、液晶層１６０ａの厚さ方向に通過する過程でその偏光軸を徐々に変化させる。また、第２の偏光３２０は、第２の基板１２１ａ側ではｘ軸方向に偏光軸を有し、その後、第２の基板１２１ａ側から出射される（図８及び図９中の（５）参照）。
【0104】
ここで、第１の透明電極１８１ａと第２の透明電極１８２ａとの間に横電界が発生すると、当該横電界の影響で第１の基板１１１ａ側の液晶分子がｘ軸方向に凸の円弧状に配向し、屈折率分布が変化する。しかしながら、第２の偏光３２０の偏光軸は、第１の基板１１１ａ側の液晶分子の配向と直交しているため、当該液晶分子の屈折率分布の影響を受けず、拡散せずにそのまま通過する。また、第４の透明電極１８４ａと第３の透明電極１８３ａとの間に横電界が発生すると、当該横電界の影響で第２の基板１２１ａ側の液晶分子がｙ軸方向に凸の円弧状に配向し、屈折率分布が変化する。しかしながら、第２の偏光３２０の偏光軸は、第２の基板１２１ａ側の液晶分子の配向と直交しているため、当該液晶分子の屈折率分布の影響を受けず、拡散せずにそのまま通過する。
【0105】
したがって、横電界が発生していない場合（図８参照）だけでなく、横電界が発生している場合（図９参照）も、第１の液晶セル１１０ａを透過する第２の偏光３２０は、偏光成分がＳ偏光成分からＰ偏光成分に変化するが、拡散しない。
【0106】
第２の液晶セル１１０ｂの液晶層１６０ｂの液晶分子も、第１の液晶セル１１０ａの液晶層１６０ａの液晶分子と同様の屈折率分布を有する。但し、第１の偏光３１０及び第２の偏光３２０は、第１の液晶セル１１０ａを透過することで、偏光軸が変化しているため、液晶層１６０ｂの液晶分子の屈折率分布の影響を受ける偏光は逆となる。すなわち、横電界が発生していない場合（図８参照）だけでなく、横電界が発生している場合（図９参照）も、第２の液晶セル１１０ｂを透過する第１の偏光３１０は、偏光成分がＳ偏光成分からＰ偏光成分に変化するが、拡散しない（図８及び図９中の（６）～（８）参照）。一方、横電界が発生していない場合（図８参照）、第２の液晶セル１１０ｂを透過する第２の偏光３２０は、偏光成分がＰ偏光成分からＳ偏光成分に変化するのみであるが、横電界が発生している場合（図９参照）、第２の液晶セル１１０ｂを透過する第２の偏光３２０は、偏光成分がＰ偏光成分からＳ偏光成分に変化するとともに、ｘ軸方向及びｙ軸方向に拡散する。
【0107】
以上からわかるように、液晶光学素子１０では、同一の構造を有する２つの液晶セル（第１の液晶セル１１０ａ及び第２の液晶セル１１０ｂ）を積層させることにより、液晶光学素子１０に入射する光の偏光成分が２度にわたって変化する。その結果、液晶光学素子１０では、入射前の偏光成分と入射後の偏光成分とを変わらなくすることができる（図８及び図９中の（１）及び（９）参照）。すなわち、液晶光学素子１０では、入射光１８０の偏光成分と、出射光２００の偏光成分とを変わらなくすることができる。
【0108】
また、液晶光学素子１０は、透明電極に電位を供給し、第１の液晶セル１１０ａの液晶層１６０ａの液晶分子が有する屈折率分布を変化させ、第１の液晶セル１１０ａを透過する光を屈折させることができる。具体的には、第１の液晶セル１１０ａが第１の偏光３１０（Ｐ偏光成分）の光をｘ軸方向、ｙ軸方向、又はｘ軸及びｙ軸の両軸方向に拡散させ、第２の液晶セル１１０ｂが第２の偏光３２０（Ｓ偏光成分）の光をｘ軸方向、ｙ軸方向、又はｘ軸及びｙ軸の両軸方向に拡散させることができる。
【0109】
図８および図９では第１の液晶セル１１０ａ及び第２の液晶セル１１０ｂのみを図示し、第１の液晶セル１１０ａ及び第２の液晶セル１１０ｂを透過する光の配光について説明したが、第３の液晶セル１１０ｃ及び第４の液晶セル１１０ｄを透過する光の配光も同様である。すなわち、第３の液晶セル１１０ｃが第２の偏光３２０（Ｓ偏光成分）の光をｘ軸方向、ｙ軸方向、またはｘ軸およびｙ軸の両軸方向に拡散させ、第４の液晶セル１１０ｄが第１の偏光３１０（Ｐ偏光成分）の光をｘ軸方向、ｙ軸方向、またはｘ軸およびｙ軸の両軸方向に拡散させることができる。
【0110】
＜１－５．液晶光学素子１０の透明電極への電位の供給＞
図１０は、本発明の一実施形態に係る照明装置３０の構成を示す模式的な平面図である。図１１は、本発明の一実施形態に係る液晶光学素子１０の透明電極の接続を説明するための模式的な図である。
図１０は、本発明の一実施形態に係る照明装置３０の構成を示す模式的な平面図である。図１１は、本発明の一実施形態に係る液晶光学素子１０の透明電極の接続を説明するための模式的な図である。
【0111】
図１０に示すように、照明装置３０は、センサ６０、制御回路７０、第１の光学素子４０ａ、第２の光学素子４０ｂ及び第３の光学素子４０ｃの３つの光学素子を備える光源２０、及び液晶光学素子１０を含む。液晶光学素子１０及び光源２０は、図１～図９を用いて説明した構成及び機能を有するため、ここでの詳細な説明は省略される。センサ６０は制御回路７０に電気的に接続される。制御回路７０は光源２０、及び液晶光学素子１０に電気的に接続される。
【0112】
センサ６０は、例えば、赤外線センサである。センサ６０は、例えば、センサ付近の人を検知し、検知信号を制御回路７０に出力する。
【0113】
制御回路７０は、液晶光学素子１０及び光源２０を駆動する回路を含む。例えば、制御回路７０は、センサ６０から検知信号を受信すると、第１の液晶セル１１０ａ、第２の液晶セル１１０ｂ、第３の液晶セル１１０ｃ、第４の液晶セル１１０ｄに対し、フレキシブル配線基板（図示は省略）を介して液晶の配向状態を制御する電位を出力する。また、制御回路７０は、センサ６０から検知信号を受信すると、光源２０に対し、フレキシブル配線基板（図示は省略）を介して光源２０が有するＬＥＤのＯＮ又はＯＦＦを制御する電位を出力する。
【0114】
図１１に示すように、第１の液晶セル１１０ａの第１の透明電極１８１ａ、第５の透明電極１８５ａ、及び第９の透明電極１８９ａ、第４の液晶セル１１０ｄの第１の透明電極１８１ｄ、第５の透明電極１８５ｄ、及び第９の透明電極１８９ｄは、第１の電位Ｖ１を供給する第１の電位供給線４６１に接続されている。すなわち、第１の液晶セル１１０ａの第１の透明電極１８１ａ、第５の透明電極１８５ａ、及び第９の透明電極１８９ａ、第４の液晶セル１１０ｄの第１の透明電極１８１ｄ、第５の透明電極１８５ｄ、及び第９の透明電極１８９ｄは、互いに電気的に接続されている。
【0115】
また、第１の液晶セル１１０ａの第２の透明電極１８２ａ、第６の透明電極１８６ａ、及び第１０の透明電極１９０ａ、第４の液晶１１０ｄセルの第２の透明電極１８２ｄ、第６の透明電極１８６ｄ、及び第１０の透明電極１９０ｄは、第２の電位Ｖ２を供給する第２の電位供給線４６２に接続されている。すなわち、第１の液晶セル１１０ａの第２の透明電極１８２ａ、第６の透明電極１８６ａ、及び第１０の透明電極１９０ａ、第４の液晶セル１１０ｄの第２の透明電極１８２ｄ、第６の透明電極１８６ｄ、及び第１０の透明電極１９０ｄは、互いに電気的に接続されている。
【0116】
第１の液晶セル１１０ａの第３の透明電極１８３ａ、第７の透明電極１８７ａ、及び第１１の透明電極１９１ａ、第４の液晶セル１１０ｄの第３の透明電極１８３ｄ、第７の透明電極１８７ｄ、及び第１１の透明電極１９１ｄは、第３の電位Ｖ３を供給する第３の電位供給線４６３に接続されている。すなわち、第１の液晶セル１１０ａの第３の透明電極１８３ａ、第７の透明電極１８７ａ、及び第１１の透明電極１９１ａ、第４の液晶セル１１０ｄの第３の透明電極１８３ｄ、第７の透明電極１８７ｄ、及び第１１の透明電極１９１ｄは、互いに電気的に接続されている。
【0117】
第１の液晶セル１１０ａの第４の透明電極１８４ａ、第８の透明電極１８８ａ、及び第１２の透明電極１９２ａ、第４の液晶セル１１０ｄの第４の透明電極１８４ｄ、第８の透明電極１８８ｄ、及び第１２の透明電極１９２ｄは、第４の電位Ｖ４を供給する第４の電位供給線４６４に接続されている。すなわち、第１の液晶セル１１０ａの第４の透明電極１８４ａ、第８の透明電極１８８ａ、及び第１２の透明電極１９２ａ、第４の液晶セル１１０ｄの第４の透明電極１８４ｄ、第８の透明電極１８８ｄ、及び第１２の透明電極１９２ｄは、互いに電気的に接続されている。
【0118】
第２の液晶セル１１０ｂの第１の透明電極１８１ｂ、第５の透明電極１８５ｂ、及び第９の透明電極１８９ｂ、第３の液晶セル１１０ｃの第１の透明電極１８１ｃ、第５の透明電極１８５ｃ、及び第９の透明電極１８９ｃは、第５の電位Ｖ５を供給する第５の電位供給線４８１に接続されている。すなわち、第２の液晶セル１１０ｂの第１の透明電極１８１ｂ、第５の透明電極１８５ｂ、及び第９の透明電極１８９ｂ、第３の液晶セル１１０ｃの第１の透明電極１８１ｃ、第５の透明電極１８５ｃ、及び第９の透明電極１８９ｃは、互いに電気的に接続されている。
【0119】
第２の液晶セル１１０ｂの第２の透明電極１８２ｂ、第６の透明電極１８６ｂ、及び第１０の透明電極１９０ｂ、第３の液晶セル１１０ｃの第２の透明電極１８２ｃ、第６の透明電極１８６ｃ、及び第１０の透明電極１９０ｃは、第６の電位Ｖ６を供給する第６の電位供給線４８２に接続されている。すなわち、第２の液晶セル１１０ｂの第２の透明電極１８２ｂ、第６の透明電極１８６ｂ、及び第１０の透明電極１９０ｂ、第３の液晶セル１１０ｃの第２の透明電極１８２ｃ、第６の透明電極１８６ｃ、及び第１０の透明電極１９０ｃは、互いに電気的に接続されている。
【0120】
第２の液晶セル１１０ｂの第３の透明電極１８３ｂ、第７の透明電極１８７ｂ、及び第１１の透明電極１９１ｂ、第３の液晶セル１１０ｃの第３の透明電極１８３ｃ、第７の透明電極１８７ｃ、及び第１１の透明電極１９１ｃは、第７の電位Ｖ７を供給する第７の電位供給線４８３に接続されている。すなわち、第２の液晶セル１１０ｂの第３の透明電極１８３ｂ、第７の透明電極１８７ｂ、及び第１１の透明電極１９１ｂ、第３の液晶セル１１０ｃの第３の透明電極１８３ｃ、第７の透明電極１８７ｃ、及び第１１の透明電極１９１ｃは、互いに電気的に接続されている。
【0121】
第２の液晶セル１１０ｂの第４の透明電極１８４ｂ、第８の透明電極１８８ｂ、及び第１２の透明電極１９２ｂ、第３の液晶セル１１０ｃの第４の透明電極１８４ｃ、第８の透明電極１８８ｃ、及び第１２の透明電極１９２ｃは、第８の電位Ｖ８を供給する第８の電位供給線４８４に接続されている。すなわち、第２の液晶セル１１０ｂの第４の透明電極１８４ｂ、第８の透明電極１８８ｂ、及び第１２の透明電極１９２ｂ、第３の液晶セル１１０ｃの第４の透明電極１８４ｃ、第８の透明電極１８８ｃ、及び第１２の透明電極１９２ｃは、互いに電気的に接続されている。
【0122】
図１１に示す第１の電位Ｖ１～第８の電位Ｖ８は、固定電位であってもよく、変動電位であってもよい。第１の電位供給線４６１～第８の電位供給線４８４には、Ｌｏｗ電位およびＨｉｇｈ電位だけでなく、Ｌｏｗ電位とＨｉｇｈ電位との間の中間電位も供給される。すなわち、第１の電位Ｖ１～第８の電位Ｖ８には、絶対値の異なる３つの電位が含まれる。よって、液晶光学素子１０は、第１の光学素子４０ａ、第２の光学素子４０ｂ及び第３の光学素子４０ｃの３つの光学素子から出射された光を、ｘ軸方向及びｙ軸方向に透過及び拡散し、本実施形態に係る照明装置３０は光の配光及び配光パターンを様々に制御することができる。
【0123】
以下の説明では、便宜上、各透明電極に供給される電位を、第１の変動電位（例えば、Ｌｏｗ電位が０Ｖ及びＨｉｇｈ電位が３０Ｖ）、第１の変動電位と位相が反転している第２の変動電位（例えば、Ｌｏｗ電位が０Ｖ及びＨｉｇｈ電位が３０Ｖ）、及び中間電位（例えば、１５Ｖ）として説明する。中間電位は、Ｌｏｗ電位とＨｉｇｈ電位との間の電位であり、固定電位であってよく、変動電位であってもよい。本実施形態に係る各透明電極に供給される電位は一例であって、各透明電極に供給される電位はここで示される電位に限定されるものではない。
【0124】
＜１－５－１．３つの光学素子を制御する場合＞
図１２は、本発明の一実施形態に係る照明装置３０から出射された光において、相対輝度と極角との関係を示すグラフである。図１２では、第２の光学素子４０ａの光軸を極角０°とすると共に、紙面左右方向に各光学素子が並んでいる（以下、図１３～１７において同様）。また、図１２では、制御回路７０が、光の出射方向が異なる３つの光学素子（第１の光学素子４０ａ、第２の光学素子４０ｂ及び第３の光学素子４０ｃ）のそれぞれのＬＥＤを点灯させる電位を第１の光学素子４０ａ、第２の光学素子４０ｂ及び第３の光学素子４０ｃに供給し、液晶光学素子１０の各液晶セルの各透明電極に中間電位を供給した場合のグラフである。すなわち、制御回路７０から液晶光学素子１０の各液晶セルの各透明電極に供給される第１の電位Ｖ１～第８の電位Ｖ８は中間電位である。
図１２は、本発明の一実施形態に係る照明装置３０から出射された光において、相対輝度と極角との関係を示すグラフである。図１２では、第２の光学素子４０ａの光軸を極角０°とすると共に、紙面左右方向に各光学素子が並んでいる（以下、図１３～１７において同様）。また、図１２では、制御回路７０が、光の出射方向が異なる３つの光学素子（第１の光学素子４０ａ、第２の光学素子４０ｂ及び第３の光学素子４０ｃ）のそれぞれのＬＥＤを点灯させる電位を第１の光学素子４０ａ、第２の光学素子４０ｂ及び第３の光学素子４０ｃに供給し、液晶光学素子１０の各液晶セルの各透明電極に中間電位を供給した場合のグラフである。すなわち、制御回路７０から液晶光学素子１０の各液晶セルの各透明電極に供給される第１の電位Ｖ１～第８の電位Ｖ８は中間電位である。
【0125】
このとき、第１の液晶セル１１０ａにおいて、第１の透明電極１８１ａと第２の透明電極１８２ａとの電位差、及び、第３の透明電極１８３ａと第４の透明電極１８４ａとの電位差は無い。第２の液晶セル１１０ｂ、第３の液晶セル１１０ｃ、及び第４の液晶セル１１０ｄのそれぞれにおいても、第１の液晶セル１１０ａと同様の電極に対応する電極間の電位差は無いため、第１の光学素子４０ａから出射される光は、第１の液晶セル１１０ａ、第２の液晶セル１１０ｂ、第３の液晶セル１１０ｃ、及び第４の液晶セル１１０ｄを透過し、極角４０度をピークに持つ光として液晶光学素子１０から出射される。
【0126】
同様にして、第１の液晶セル１１０ａにおいて、第５の透明電極１８５ａと第６の透明電極１８６ａとの電位差、及び、第７の透明電極１８７ａと第８の透明電極１８８ａとの電位差は無く、第２の液晶セル１１０ｂ、第３の液晶セル１１０ｃ、及び第４の液晶セル１１０ｄのそれぞれにおいても、第１の液晶セル１１０ａと同様の電極に対応する電極間の電位差は無いため、第２の光学素子４０ｂから出射される光は、第１の液晶セル１１０ａ、第２の液晶セル１１０ｂ、第３の液晶セル１１０ｃ、及び第４の液晶セル１１０ｄを透過し、例えば、極角０度をピークに持つ光として液晶光学素子１０から出射される。また、同様にして、第１の液晶セル１１０ａにおいて、第９の透明電極１８９ａと第１０の透明電極１９０ａ、及び、第１１の透明電極１９１ａと第１２の透明電極１９２ａとの電位差は無く、第２の液晶セル１１０ｂ、第３の液晶セル１１０ｃ、及び第４の液晶セル１１０ｄのそれぞれにおいても、第１の液晶セル１１０ａと同様の電極に対応する電極間の電位差は無いため、第３の光学素子４０ｃから出射される光は、第１の液晶セル１１０ａ、第２の液晶セル１１０ｂ、第３の液晶セル１１０ｃ、及び第４の液晶セル１１０ｄを透過し、例えば、極角－４０度をピークに持つ光として液晶光学素子１０から出射される。
【0127】
図１３は、本発明の一実施形態に係る照明装置３０から出射された光において、相対輝度と極角との関係を示すグラフである。図１３では、制御回路７０は、光の出射方向が異なる３つの光学素子（第１の光学素子４０ａ、第２の光学素子４０ｂ及び第３の光学素子４０ｃ）のそれぞれのＬＥＤを点灯し、液晶光学素子１０の各液晶セルの各透明電極に第１の変動電位又は第２の変動電位を供給した場合のグラフである。例えば、制御回路７０から液晶光学素子１０の各液晶セルの各透明電極に供給される第１の電位Ｖ１、第３の電位Ｖ３、第５の電位Ｖ５及び第７の電位Ｖ７は第１の変動電位であり、第２の電位Ｖ２、第４の電位Ｖ４、第６の電位Ｖ６及び第８の電位Ｖ８は第２の変動電位である。
【0128】
このとき、第１の液晶セル１１０ａの第１の透明電極１８１ａと第２の透明電極１８２ａとの電位差、第３の透明電極１８３ａと第４の透明電極１８４ａとの電位差、第５の透明電極１８５ａと第６の透明電極１８６ａとの電位差、第７の透明電極１８７ａと第８の透明電極１８８ａとの電位差、第９の透明電極１８９ａと第１０の透明電極１９０ａ、及び、第１１の透明電極１９１ａと第１２の透明電極１９２ａとの電位差は３０Ｖであり、第２の液晶セル１１０ｂ、第３の液晶セル１１０ｃ、及び第４の液晶セル１１０ｄのそれぞれにおいても、第１の液晶セル１１０ａと同様の電極に対応する電極間の電位差は３０Ｖである。その結果、第１の光学素子４０ａから出射される光、第２の光学素子４０ｂから出射される光、及び第３の光学素子４０ｃから出射される光は、第１の液晶セル１１０ａ、第２の液晶セル１１０ｂ、第３の液晶セル１１０ｃ、及び第４の液晶セル１１０ｄのそれぞれにおいて拡散される。よって、第１の光学素子４０ａから出射される光、第２の光学素子４０ｂから出射される光、及び第３の光学素子４０ｃから出射される光は、少なくとも図１２に示された極角６０度から極角－６０度にわたって拡散された光として液晶光学素子１０から出射される。
【0129】
＜１－５－２．２つの光学素子を制御する場合＞
図１４は、本発明の一実施形態に係る照明装置３０から出射された光において、相対輝度と極角との関係を示すグラフである。図１４では、制御回路７０は、光の出射方向が異なる３つの光学素子（第１の光学素子４０ａ、第２の光学素子４０ｂ及び第３の光学素子４０ｃ）のうち、右側に配置された第１の光学素子４０ａのＬＥＤ、及び左側に配置された第３の光学素子４０ｃのＬＥＤを点灯させる電位を第１の光学素子４０ａ及び第３の光学素子４０ｃに供給し、液晶光学素子１０の各液晶セルの各透明電極に中間電位を供給した場合のグラフである。すなわち、制御回路７０から液晶光学素子１０の各液晶セルの各透明電極に供給される第１の電位Ｖ１～第８の電位Ｖ８は中間電位である。
図１４は、本発明の一実施形態に係る照明装置３０から出射された光において、相対輝度と極角との関係を示すグラフである。図１４では、制御回路７０は、光の出射方向が異なる３つの光学素子（第１の光学素子４０ａ、第２の光学素子４０ｂ及び第３の光学素子４０ｃ）のうち、右側に配置された第１の光学素子４０ａのＬＥＤ、及び左側に配置された第３の光学素子４０ｃのＬＥＤを点灯させる電位を第１の光学素子４０ａ及び第３の光学素子４０ｃに供給し、液晶光学素子１０の各液晶セルの各透明電極に中間電位を供給した場合のグラフである。すなわち、制御回路７０から液晶光学素子１０の各液晶セルの各透明電極に供給される第１の電位Ｖ１～第８の電位Ｖ８は中間電位である。
【0130】
第１の液晶セル１１０ａにおいて、第１の透明電極１８１ａと第２の透明電極１８２ａとの電位差、及び、第３の透明電極１８３ａと第４の透明電極１８４ａとの電位差は無く、第２の液晶セル１１０ｂ、第３の液晶セル１１０ｃ、及び第４の液晶セル１１０ｄのそれぞれにおいても、第１の液晶セル１１０ａと同様の電極に対応する電極間の電位差は無いため、第１の光学素子４０ａから出射される光は、第１の液晶セル１１０ａ、第２の液晶セル１１０ｂ、第３の液晶セル１１０ｃ、及び第４の液晶セル１１０ｄを透過し、極角４０度をピークに持つ光として液晶光学素子１０から出射される。
【0131】
同様にして、第１の液晶セル１１０ａにおいて、第９の透明電極１８９ａと第１０の透明電極１９０ａ、及び、第１１の透明電極１９１ａと第１２の透明電極１９２ａとの電位差は無く、第２の液晶セル１１０ｂ、第３の液晶セル１１０ｃ、及び第４の液晶セル１１０ｄのそれぞれにおいても、第１の液晶セル１１０ａと同様の電極に対応する電極間の電位差は無いため、第３の光学素子４０ｃから出射される光は、第１の液晶セル１１０ａ、第２の液晶セル１１０ｂ、第３の液晶セル１１０ｃ、及び第４の液晶セル１１０ｄを透過し、例えば、極角－４０度をピークに持つ光として液晶光学素子１０から出射される。
【0132】
同様にして、第１の液晶セル１１０ａにおいて、第５の透明電極１８５ａと第６の透明電極１８６ａとの電位差、及び、第７の透明電極１８７ａと第８の透明電極１８８ａとの電位差は無く、第２の液晶セル１１０ｂ、第３の液晶セル１１０ｃ、及び第４の液晶セル１１０ｄのそれぞれにおいても、第１の液晶セル１１０ａと同様の電極に対応する電極間の電位差は無いが、第２の光学素子４０ｂのＬＥＤは点灯していないため、第２の光学素子４０ｂから光は出射されない。
【0133】
図１５は、本発明の一実施形態に係る照明装置３０から出射された光において、相対輝度と極角との関係を示すグラフである。図１５では、制御回路７０は、光の出射方向が異なる３つの光学素子（第１の光学素子４０ａ、第２の光学素子４０ｂ及び第３の光学素子４０ｃ）のうち、右側に配置された第１の光学素子４０ａのＬＥＤ、及び左側に配置された第３の光学素子４０ｃのＬＥＤを点灯し、液晶光学素子１０の各液晶セルの各透明電極に第１の変動電位又は第２の変動電位を供給した場合のグラフである。例えば、制御回路７０から液晶光学素子１０の各液晶セルの各透明電極に供給される第１の電位Ｖ１、第３の電位Ｖ３、第５の電位Ｖ５及び第７の電位Ｖ７は第３の変動電位であり、第２の電位Ｖ２、第４の電位Ｖ４、第６の電位Ｖ６及び第８の電位Ｖ８は第４の変動電位である。ここで、第３の変動電位は、第１の変動電位よりＬｏｗ電位とＨｉｇｈ電位の電位差が小さく、第４の変動電位は、第３の変動電位と位相が反転している。
【0134】
第１の液晶セル１１０ａにおいて、第１の透明電極１８１ａと第２の透明電極１８２ａとの電位差、第３の透明電極１８３ａと第４の透明電極１８４ａとの電位差、第５の透明電極１８５ａと第６の透明電極１８６ａとの電位差、第７の透明電極１８７ａと第８の透明電極１８８ａとの電位差、第９の透明電極１８９ａと第１０の透明電極１９０ａ、及び、第１１の透明電極１９１ａと第１２の透明電極１９２ａとの電位差は、例えば、１０Ｖ以上１５Ｖ以下であり、第２の液晶セル１１０ｂ、第３の液晶セル１１０ｃ、及び第４の液晶セル１１０ｄのそれぞれにおいても、第１の液晶セル１１０ａと同様の電極に対応する電極間の電位差は１０Ｖ以上１５Ｖ以下であり、第１の光学素子４０ａから出射される光、及び第３の光学素子４０ｃから出射される光は、第１の液晶セル１１０ａ、第２の液晶セル１１０ｂ、第３の液晶セル１１０ｃ、及び第４の液晶セル１１０ｄのそれぞれにおいて拡散される。よって、第１の光学素子４０ａから出射される光、及び第３の光学素子４０ｃから出射される光は、少なくとも図１５に示された極角５０度付近、及び極角－５０度付近に弱いピークをもち、かつ、極角６０度から極角－６０度にわたって拡散された光として液晶光学素子１０から出射される。第３の変動電位及び第４の変動電位の電位差は、第１の変動電位及び第２の変動電位の電位差より小さいため、第３の変動電位及び第４の変動電位が印加された場合の光の拡散度合いは、第１の変動電位及び第２の変動電位が各電極に印加された場合より、少ない。
【0135】
＜１－５－３．１つの光学素子を制御する場合＞
図１６は、本発明の一実施形態に係る照明装置３０から出射された光において、相対輝度と極角との関係を示すグラフである。図１６では、制御回路７０は、光の出射方向が異なる３つの光学素子（第１の光学素子４０ａ、第２の光学素子４０ｂ及び第３の光学素子４０ｃ）のうち、左側に配置された第３の光学素子４０ｃのＬＥＤを点灯させる電位を第３の光学素子４０ｃに供給し、液晶光学素子１０の各液晶セルの各透明電極に中間電位を供給した場合のグラフである。すなわち、制御回路７０から液晶光学素子１０の各液晶セルの各透明電極に供給される第１の電位Ｖ１Ｖ１～第８の電位Ｖ８は中間電位である。
図１６は、本発明の一実施形態に係る照明装置３０から出射された光において、相対輝度と極角との関係を示すグラフである。図１６では、制御回路７０は、光の出射方向が異なる３つの光学素子（第１の光学素子４０ａ、第２の光学素子４０ｂ及び第３の光学素子４０ｃ）のうち、左側に配置された第３の光学素子４０ｃのＬＥＤを点灯させる電位を第３の光学素子４０ｃに供給し、液晶光学素子１０の各液晶セルの各透明電極に中間電位を供給した場合のグラフである。すなわち、制御回路７０から液晶光学素子１０の各液晶セルの各透明電極に供給される第１の電位Ｖ１Ｖ１～第８の電位Ｖ８は中間電位である。
【0136】
第１の液晶セル１１０ａにおいて、第９の透明電極１８９ａと第１０の透明電極１９０ａ、及び、第１１の透明電極１９１ａと第１２の透明電極１９２ａとの電位差は無く、第２の液晶セル１１０ｂ、第３の液晶セル１１０ｃ、及び第４の液晶セル１１０ｄのそれぞれにおいても、第１の液晶セル１１０ａと同様の電極に対応する電極間の電位差は無いため、第３の光学素子４０ｃから出射される光は、第１の液晶セル１１０ａ、第２の液晶セル１１０ｂ、第３の液晶セル１１０ｃ、及び第４の液晶セル１１０ｄを透過し、例えば、極角－４０度をピークに持つ光として液晶光学素子１０から出射される。
【0137】
第１の液晶セル１１０ａにおいて、第１の透明電極１８１ａと第２の透明電極１８２ａとの電位差、第３の透明電極１８３ａと第４の透明電極１８４ａとの電位差、第５の透明電極１８５ａと第６の透明電極１８６ａとの電位差、及び、第７の透明電極１８７ａと第８の透明電極１８８ａとの電位差は無く、第２の液晶セル１１０ｂ、第３の液晶セル１１０ｃ、及び第４の液晶セル１１０ｄのそれぞれにおいても、第１の液晶セル１１０ａと同様の電極に対応する電極間の電位差は無いが、第１の光学素子４０ａのＬＥＤ、及び第２の光学素子４０ｂのＬＥＤは点灯していないため、第１の光学素子４０ａ及び第２の光学素子４０ｂから光は出射されない。
【0138】
図１７は、本発明の一実施形態に係る照明装置３０から出射された光において、相対輝度と極角との関係を示すグラフである。図１７では、制御回路７０は、制御回路７０は、光の出射方向が異なる３つの光学素子（第１の光学素子４０ａ、第２の光学素子４０ｂ及び第３の光学素子４０ｃ）のうち、左側に配置された第３の光学素子４０ｃのＬＥＤを点灯し、液晶光学素子１０の各液晶セルの各透明電極に第１の変動電位又は第２の変動電位を供給した場合のグラフである。例えば、制御回路７０から液晶光学素子１０の各液晶セルの各透明電極に供給される第１の電位Ｖ１、第３の電位Ｖ３、第５の電位Ｖ５及び第７の電位Ｖ７は第５の変動電位であり、第２の電位Ｖ２、第４の電位Ｖ４、第６の電位Ｖ６及び第８の電位Ｖ８は第６の変動電位である。ここで、第５の変動電位は、第３の変動電位よりＬｏｗ電位とＨｉｇｈ電位の電位差が大きい。第６の変動電位は、第５の変動電位と位相が反転している。
【0139】
第１の液晶セル１１０ａにおいて、第９の透明電極１８９ａと第１０の透明電極１９０ａ、及び、第１１の透明電極１９１ａと第１２の透明電極１９２ａとの電位差は３０Ｖ又はそれよりもやや小さく、第２の液晶セル１１０ｂ、第３の液晶セル１１０ｃ、及び第４の液晶セル１１０ｄのそれぞれにおいても、第１の液晶セル１１０ａと同様の電極に対応する電極間の電位差は３０Ｖ又はそれよりやや小さいものであるため、第３の光学素子４０ｃから出射される光は、第１の液晶セル１１０ａ、第２の液晶セル１１０ｂ、第３の液晶セル１１０ｃ、及び第４の液晶セル１１０ｄのそれぞれにおいて拡散される。よって、第３の光学素子４０ｃから出射される光は、少なくとも図１７に示された極角－４０度付近に弱いピークをもち、かつ、極角６０度から極角０度にわたって拡散された光として液晶光学素子１０から出射される。
【0140】
第１の液晶セル１１０ａにおいて、第１の透明電極１８１ａと第２の透明電極１８２ａとの電位差、第３の透明電極１８３ａと第４の透明電極１８４ａとの電位差、第５の透明電極１８５ａと第６の透明電極１８６ａとの電位差、及び、第７の透明電極１８７ａと第８の透明電極１８８ａとの電位差は３０Ｖ又はそれより小さく、第２の液晶セル１１０ｂ、第３の液晶セル１１０ｃ、及び第４の液晶セル１１０ｄのそれぞれにおいても、第１の液晶セル１１０ａと同様の電極に対応する電極間の電位差は３０Ｖ又はそれより小さいものであるが、第１の光学素子４０ａのＬＥＤ、及び第２の光学素子４０ｂのＬＥＤは点灯していないため、第１の光学素子４０ａ及び第２の光学素子４０ｂから光は出射されない。
【0141】
＜１－５－４．光の配光パターンの例＞
図１８（Ａ）～図１８（Ｈ）に示される配光パターンは、本発明の一実施形態に係る照明装置３０から出射された光の配光パターンを示す模式図である。例えば、図１８（Ａ）～図１８（Ｈ）に示される配光パターンは、第４の液晶セル１１０ｄの出射面（ｚ軸方向において、光源２０が設けられる側と反対側の面）に投影される（出射面に現れる）パターンである。
図１８（Ａ）～図１８（Ｈ）に示される配光パターンは、本発明の一実施形態に係る照明装置３０から出射された光の配光パターンを示す模式図である。例えば、図１８（Ａ）～図１８（Ｈ）に示される配光パターンは、第４の液晶セル１１０ｄの出射面（ｚ軸方向において、光源２０が設けられる側と反対側の面）に投影される（出射面に現れる）パターンである。
【0142】
図１８（Ａ）に示される配光パターンは、図１２に示す相対輝度と極角の関係に対応する光の配光パターンである。すなわち、３つの光学素子を点灯し、液晶光学素子１０の各液晶セルの各透明電極に中間電位を供給した場合に照明装置３０から出射された光の配光パターンである。図１８（Ａ）に示される配光パターンは、ｘ軸方向に並ぶ右側スポット光８０ａ、センタースポット光８０ｂ、及び左側スポット光８０ｃを照射した場合の配光パターンである。
【0143】
また、図１４に示す相対輝度と極角の関係に対応する光の配光パターンのように、３つの光学素子のうち、右側に配置された第１の光学素子４０ａのＬＥＤ、及び左側に配置された第３の光学素子４０ｃのＬＥＤを点灯し、液晶光学素子１０の各液晶セルの各透明電極に中間電位を供給する。図示は省略するが、この場合、ｘ軸方向に対して右側、及び左側に照明装置３０からスポット光が照射される。
【0144】
また、図１６に示す相対輝度と極角の関係に対応する光の配光パターンのように、３つの光学素子のうち、左側に配置された第３の光学素子４０ｃのＬＥＤを点灯し、液晶光学素子１０の各液晶セルの各透明電極に中間電位を供給する。図示は省略するが、この場合、ｘ軸方向に対して左側に照明装置３０からスポット光が照射される。
【0145】
また、図１８（Ｂ）に示される配光パターンも形成可能である。すなわち、３つの光学素子を点灯し、液晶光学素子１０の各液晶セルの各透明電極に選択的に第１の変動電位又は第２の変動電位を供給した場合に照明装置３０から出射される光の配光パターンである。より具体的には、各液晶セルにつき、ｘ軸方向に並んでｙ軸方向に延在する電極に対し、第１の変動電位と第２の変動電位を交互に供給する。これにより、各光学素子からの入射光はｘ軸方向に拡散する。図１８（Ｂ）に示される配光パターンは、ｘ軸方向に対して拡散された光（拡散光８１）が出射されている状態を示している。
【0146】
また、制御回路７０を用いて、３つの光学素子を点灯させ、液晶光学素子１０の各液晶セルの各透明電極に供給する電位を調整することで、照明装置３０は、図１８（Ｃ）に示すように、右側、センター、及び左側の光をｙ軸方向に対して拡散された光（拡散光８２ａ、８２ｂ、８２ｃ）として照射することができる。より具体的には、各液晶セルにつき、ｙ軸方向に並んでｘ軸方向に延在する電極に対し、第１の変動電位と第２の変動電位を交互に供給する。これにより、各光学素子からの入射光はｙ軸方向に拡散する。図１８（Ｃ）に示される配光パターンは、拡散光８２ａ、８２ｂ、８２ｃが出射されている状態を示している。
【0147】
また、制御回路７０を用いることで、照明装置３０は、図１８（Ｄ）に示すように、右側、センター、及び左側の光をｘ軸方向及びｙ軸方向に対して拡散させた楕円形の光（拡散光８３）として照射することができる。図１８（Ｄ）に示される配光パターンは、拡散光８３が出射されている状態を示している。
【0148】
さらに、制御回路７０を用いることで、照明装置３０は、図１８（Ｅ）に示すように、右側、センター、及び左側のそれぞれの光をｘ軸方向及びｙ軸方向に対して十字状に拡散させ、合成した光８４として照射することができる。より具体的には、３つの光学素子をすべて点灯させ、且つ、第１の液晶セル１１０ａの第１の基板１１１ａ側に設けられた複数の電極と第４の液晶セル１１０ｄの第２の基板１２１ｄ側に設けられた複数の電極に電位を供給する第１の電位Ｖ１と第２の電位Ｖ２をそれぞれ第１の変動電位と第２の変動電位とし、第２の液晶セル１１０ｂの第２の基板１２１ｂ側に設けられた複数の電極と第３の液晶セル１１０ｃの第１の基板１１１ｃ側に設けられた複数の電極に電位を供給する第７の電位Ｖ７と第８の電位Ｖ８をそれぞれ第１の変動電位と第２の変動電位とする。これにより、各光学素子からの入射光はｘ軸方向とｙ軸方向の十字状に拡散する。図１８（Ｅ）に示される配光パターンは、光８４が出射されている状態を示している。
【0149】
また、図１８（Ｆ）に示される配光パターンも形成可能である。すなわち、すなわち、３つの光学素子のうち、右側に配置された第１の光学素子４０ａのＬＥＤ、及び左側に配置された第３の光学素子４０ｃのＬＥＤを点灯し、液晶光学素子１０の各液晶セルの各透明電極に第１の変動電位又は第２の変動電位を供給した場合に照明装置３０から出射された光８５の配光パターンである。より具体的には、第１の液晶セル１１０ａの第１の基板１１１ａ側に設けられた複数の電極と第４の液晶セル１１０ｄの第２の基板１２１ｄ側に設けられた複数の電極に電位を供給する第１の電位Ｖ１と第２の電位Ｖ２をそれぞれ第１の変動電位と第２の変動電位とし、第２の液晶セル１１０ｂの第２の基板１２１ｂ側に設けられた複数の電極と第３の液晶セル１１０ｃの第１の基板１１１ｃ側に設けられた複数の電極に電位を供給する第７の電位Ｖ７と第８の電位Ｖ８をそれぞれ第１の変動電位と第２の変動電位とする。これにより、各光学素子からの入射光はｘ軸方向とｙ軸方向の十字状に拡散する。図１８（Ｆ）に示される配光パターンは、光８５が出射されている状態を示している。図１８（Ｆ）に示すように、照明装置３０は、右側、及び左側のそれぞれの光をｘ軸方向及びｙ軸方向に対して拡散させると共に、これら右側、左側でｘ軸方向に拡散した光を各液晶セルの中央の電極群により再度拡散することができる。ただし、直接光でなくｘ軸方向に拡散してきた光を再度拡散させるものとなるので、例えば、領域８５ａ及び８５ｂに示される配光パターンのようにその十字状の拡散性は強く現れることなく、領域８５ｃに示されるように中央付近で拡散作用は視認できなくなる。
【0150】
また、図１８（Ｇ）に示される配光パターンも形成可能である。すなわち、３つの光学素子のうち、左側に配置された第３の光学素子４０ｃのＬＥＤを点灯し、液晶光学素子１０の各液晶セルの各透明電極に選択的に第１の変動電位又は第２の変動電位を供給した場合に照明装置３０から出射される光の配光パターンである。より具体的には、各液晶セルにつき、ｙ軸方向に並んでｘ軸方向に延在する電極に対し、第１の変動電位と第２の変動電位を交互に供給する。これにより、各光学素子からの入射光はｙ軸方向に拡散する。図１８（Ｇ）に示される配光パターンは、光８６が出射されている状態を示している。図１８（Ｇ）に示すように、照明装置３０は、左側の光をｙ軸方向に拡散させた光を照射することができる。
【0151】
図１８（Ｈ）に示される配光パターンも形成可能である。すなわち３つの光学素子のうち、左側に配置された第３の光学素子４０ｃのＬＥＤを点灯し、液晶光学素子１０の各液晶セルの各透明電極に選択的に第１の変動電位又は第２の変動電位を供給した場合に照明装置３０から出射された光８７の配光パターンである。より具体的には、第１の液晶セル１１０ａの第１の基板１１１ａ側に設けられた複数の電極と第４の液晶セル１１０ｄの第２の基板１２１ｄ側に設けられた複数の電極に電位を供給する第１の電位Ｖ１と第２の電位Ｖ２をそれぞれ第１の変動電位と第２の変動電位とし、第２の液晶セル１１０ｂの第２の基板１２１ｂ側に設けられた複数の電極と第３の液晶セル１１０ｃの第１の基板１１１ｃ側に設けられた複数の電極に電位を供給する第７の電位Ｖ７と第８の電位Ｖ８をそれぞれ第１の変動電位と第２の変動電位とする。これにより、各光学素子からの入射光はｘ軸方向とｙ軸方向の十字状に拡散する。図１８（Ｈ）に示される配光パターンは、光８７が出射されている状態を示す。図１８（Ｈ）に示すように、照明装置３０は、左側の光を十字状に拡散させると共に、各液晶セルの中央部の電極群及び右側の電極群によって当該ｘ軸方向に拡散する光をより右側に且つ十字状に拡散させる。ただし、直接光でなく中央方向に拡散してきた光を再度拡散させるものとなるので、その十字状の拡散性は強く現れることなく、例えば、領域８７ａに示すように、中央を超えたあたりで拡散作用は視認できなくなる。
【0152】
本実施形態に係る液晶光学素子１０は、光の出射方向が互いに異なる第１の光学素子４０ａ、第２の光学素子４０ｂ及び第３の光学素子４０ｃの３つの光学素子から出射された光を、ｘ軸方向及びｙ軸方向に透過及び拡散することができる。その結果、本実施形態に係る照明装置３０は光の配光及び配光パターンを様々に制御することができる。
【0153】
＜１－６．照明装置の第１の変形例＞
図１９は、本発明の一実施形態に係る照明装置３０ｂの端部断面図である。図１９に示す照明装置３０ｂは、図１に示す照明装置３０と比較して、光学素子２０ｂが支持部材５０ｂを有する点が異なる。支持部材５０ｂの形状は、断面視において、凹状の形状である。各光学素子が図１９に示すように配置されると、第１の光学素子４０ａはｚ軸方向に対して左斜め方向に光１８０ａを出射し、第２の光学素子４０ｂはｚ軸方向に対して平行又は略平行に光１８０ｂを出射し、第３の光学素子４０ｃはｚ軸方向に対して右斜め方向に光１８０ｃを出射する。照明装置３０ｂは、照明装置３０と比較して、それ以外の点は同じであるから、ここでの詳細な説明省略される。
図１９は、本発明の一実施形態に係る照明装置３０ｂの端部断面図である。図１９に示す照明装置３０ｂは、図１に示す照明装置３０と比較して、光学素子２０ｂが支持部材５０ｂを有する点が異なる。支持部材５０ｂの形状は、断面視において、凹状の形状である。各光学素子が図１９に示すように配置されると、第１の光学素子４０ａはｚ軸方向に対して左斜め方向に光１８０ａを出射し、第２の光学素子４０ｂはｚ軸方向に対して平行又は略平行に光１８０ｂを出射し、第３の光学素子４０ｃはｚ軸方向に対して右斜め方向に光１８０ｃを出射する。照明装置３０ｂは、照明装置３０と比較して、それ以外の点は同じであるから、ここでの詳細な説明省略される。
【0154】
＜１－７．照明装置の第２の変形例＞
図２０は、本発明の一実施形態に係る光学素子４０の端部断面図である。図２０に示す光学素子４０は、図２に示す光学素子４０と比較して、凸レンズ２３０を有する点において異なる。凸レンズ２３０は、発光素子２１０から出射された光を集光し、集光した光を液晶光学素子１０に入射させることができる。反射器２２０は、発光素子２１０から出射された光を反射し、反射した光を凸レンズ２３０に入射させることができる。図２０に示す光学素子４０は、図２に示す光学素子４０と比較して、それ以外の点は同じであるから、ここでの詳細な説明省略される。
図２０は、本発明の一実施形態に係る光学素子４０の端部断面図である。図２０に示す光学素子４０は、図２に示す光学素子４０と比較して、凸レンズ２３０を有する点において異なる。凸レンズ２３０は、発光素子２１０から出射された光を集光し、集光した光を液晶光学素子１０に入射させることができる。反射器２２０は、発光素子２１０から出射された光を反射し、反射した光を凸レンズ２３０に入射させることができる。図２０に示す光学素子４０は、図２に示す光学素子４０と比較して、それ以外の点は同じであるから、ここでの詳細な説明省略される。
【0155】
図１～図２０を用いて、本発明の一実施形態に係る照明装置３０を説明した。図１～図２０に示す照明装置３０の形態は一例であって、本発明の一実施形態に係る照明装置３０の形態は、図１～図２０に示す形態に限定されない。
【0156】
本発明の一実施形態に係る照明装置３０を用いることで、異なる方向に光を照射する光学素子のＯＮとＯＦＦ、及び、液晶光学素子の各透明電極に供給する電位を制御することができる。その結果、光を照射する対象に対して、異なる方向の光の透過及び拡散を細かく制御することができる。
【0157】
＜第２実施形態＞
第２実施形態では、光源２０ｃが、第４の光学素子４０ｄ、第５の光学素子４０ｅ、及び第６の光学素子４０ｆから構成され、それぞれの光学素子は断面視において向きの異なる反射器２２０を有する形態について説明する。図２１は本発明の第２実施形態に係る照明装置３０ｃの端部断面図である。図２２は本発明の第２実施形態に係る光源２０ｃの平面図である。図２１及び図２２に示す照明装置３０ｃの形態は一例であって、第２実施形態に係る照明装置３０ｃの形態は、図２１及び図２２に示す形態に限定されない。第２実施形態の説明では、第1実施形態と同様の説明を省略する場合がある。
第２実施形態では、光源２０ｃが、第４の光学素子４０ｄ、第５の光学素子４０ｅ、及び第６の光学素子４０ｆから構成され、それぞれの光学素子は断面視において向きの異なる反射器２２０を有する形態について説明する。図２１は本発明の第２実施形態に係る照明装置３０ｃの端部断面図である。図２２は本発明の第２実施形態に係る光源２０ｃの平面図である。図２１及び図２２に示す照明装置３０ｃの形態は一例であって、第２実施形態に係る照明装置３０ｃの形態は、図２１及び図２２に示す形態に限定されない。第２実施形態の説明では、第1実施形態と同様の説明を省略する場合がある。
【0158】
図２１に示す照明装置３０ｃは、図１に示す照明装置３０と比較して、光源２０ｃが支持部材５０ｃを有する点において異なり、光源２０ｃが、第４の光学素子４０ｄ、第５の光学素子４０ｅ、及び第６の光学素子４０ｆから構成され、それぞれの光学素子は断面視において向きの異なる反射器２２０を有する点において異なる。照明装置３０ｃは、照明装置３０と比較して、それ以外の点は同じであるから、ここでの詳細な説明は省略される。
【0159】
図２１に示すように、照明装置３０ｃは、液晶光学素子１０、及び光源２０ｃを有する。光源２０ｃは、光学素子４０、及び支持部材５０ｃを有する。支持部材５０ｃは、光学素子４０を支持（固定）する役割を有する。支持部材５０ａは断面視において平坦な面を有する。支持部材５０ｃは、支持部材５０ａと同様の材料を用いることができる。
【0160】
光学素子４０は、第４の光学素子４０ｄ、第５の光学素子４０ｅ、及び第６の光学素子４０ｆから構成される。第４の光学素子４０ｄ、第５の光学素子４０ｅ、及び第６の光学素子４０ｆは、平面視においてｘ軸方向又はｙ軸方向に平行又は略平行に配置される。本実施形態では、第４の光学素子４０ｄは第５の光学素子４０ｅの隣に配置され、第５の光学素子４０ｅは第６の光学素子４０ｆの隣に配置される。
【0161】
第４の光学素子４０ｄ、第５の光学素子４０ｅ、及び第６の光学素子４０ｆは、支持部材５０ｃの液晶光学素子１０に面した平坦な面に実装される。第４の光学素子４０ｄは、第１の反射器２２０ａ及び第１の発光素子２１０ａを有する。第５の光学素子４０ｅは、第２の反射器２２０ｂ及び第２の発光素子２１０ｂを有する。第６の光学素子４０ｆは、第３の反射器２２０ｃ及び第３の発光素子２１０ｃを有する。
【0162】
第１の反射器２２０ａ、第２の反射器２２０ｂ、及び第３の反射器２２０ｃは、反射した光を互いに異なる方向に出射するように、互いに異なる方向に向けて配置される。各例えば、各光学素子が図２１に示すように配置されると、第１の反射器２２０ａを有する第４の光学素子４０ｄはｚ軸方向に対して右斜め方向に光１８０ｄを出射し、第２の反射器２２０ｂを有する第５の光学素子４０ｅはｚ軸方向に対して平行又は略平行に光１８０ｅを出射し、第３の反射器２２０ｃを有する第６の光学素子４０ｆはｚ軸方向に対して左斜め方向に光１８０ｆを出射する。
【0163】
第４の光学素子４０ｄ、第５の光学素子４０ｅ、及び第６の光学素子４０ｆと各電極群との位置関係は、第１の光学素子４０ａ、第２の光学素子４０ｂ及び第３の光学素子４０ｃと各電極群の位置関係と同様である。例えば、第１の電極群１１７－１及び第４の電極群１１７－２は第４の光学素子４０ｄ及び第４の光学素子４０ｄの光の出射面に対向するように設けられ、第２の電極群１１７－３及び第５の電極群１１７－４は第５の光学素子４０ｅ及び第５の光学素子４０ｅの光の出射面に対向するように設けられ、第３の電極群１１７－５及び第６の電極群１１７－６は第６の光学素子４０ｆ及び第６の光学素子４０ｆの光の出射面に対向するように設けられる。
【0164】
本実施形態では、互いに異なる方向に向けて配置される反射器を有する光学素子４０と液晶光学素子１０とが図２１に示すように配置される。換言すると、第４の光学素子４０ｄ、第５の光学素子４０ｅ、及び第６の光学素子４０ｆのそれぞれが反射器を有し、第４の光学素子４０ｄ、第５の光学素子４０ｅ、及び第６の光学素子４０ｆの光の出射方向が異なる３つの光学素子に対して１つの液晶光学素子１０が図２１に示すように配置される。その結果、３つの光学素子が、左側用光源、センター用の光源及び右側用光源として使用され、液晶光学素子１０が各光学素子から出射された方向の異なる光を透過させるか又は透過させつつ拡散させることできる。
【0165】
第４の光学素子４０ｄ、第５の光学素子４０ｅ、及び第６の光学素子４０ｆのそれぞれは、支持部材５０ｃ上に、ランダムに複数個設けられてもよい。例えば、図２２に示す例では、支持部材５０ｃ上に、第４の光学素子４０ｄ、第５の光学素子４０ｅ、及び第６の光学素子４０ｆのそれぞれが、ランダムに３個設けられている。
【0166】
光の出射方向の異なる光学素子を複数個備えた光源２０ｃを用いることによって、例えば、直進性の高い光と、斜め方向に強い光とを、使い分けて出射することが可能となる。例えば、車、飛行機、電車などの移動手段において、照明装置３０ｃを配置することによって、隣接する３つの座席に対して、中央の座席には直進性の高い光を照射するとともに、中央の右側に隣接する座席には斜め方向に強い光を照射することができる。すなわち、照明装置３０は、方向の異なる光を同時に複数の異なる対称物に照射することができる。
【0167】
なお、光源２０ｃは、様々な構成を用いることができる。例えば、光源２０ｃは、導光板を重ねた構成を有する光源であってよく、１つの基板上に赤色を発するＬＥＤと緑色を発するＬＥＤと青色を発するＬＥＤとを設けたＬＥＤであってよく、レンズアレイを構成する直下型ＭｉｎｉＬＥＤであってよく、有機発光素子（ＯＬＥＤ）であってもよい。また、各光学素子と液晶光学素子１０との間に図２０に示された凸レンズ２３０を設けてもよい。
【0168】
＜第３実施形態＞
第３実施形態では、第２実施形態で示した光源２０ｃに含まれる第４の光学素子４０ｄ、第５の光学素子４０ｅ、及び第６の光学素子４０ｆのそれぞれの光学素子に対して、液晶光学素子が１つ設けられる形態について説明する。図２３は本発明の第３実施形態に係る照明装置３０ｄの端部断面図である。図２３に示す照明装置３０ｄの形態は一例であって、第３実施形態に係る照明装置３０ｄの形態は、図２３に示す形態に限定されない。第３実施形態の説明では、第１実施形態及び第２実施形態と同様の説明を省略する場合がある。
第３実施形態では、第２実施形態で示した光源２０ｃに含まれる第４の光学素子４０ｄ、第５の光学素子４０ｅ、及び第６の光学素子４０ｆのそれぞれの光学素子に対して、液晶光学素子が１つ設けられる形態について説明する。図２３は本発明の第３実施形態に係る照明装置３０ｄの端部断面図である。図２３に示す照明装置３０ｄの形態は一例であって、第３実施形態に係る照明装置３０ｄの形態は、図２３に示す形態に限定されない。第３実施形態の説明では、第１実施形態及び第２実施形態と同様の説明を省略する場合がある。
【0169】
図２３に示す照明装置３０ｄは、図２１に示す照明装置３０ｃと比較して、第４の光学素子４０ｄ、第５の光学素子４０ｅ、及び第６の光学素子４０ｆのそれぞれの光学素子に対して、液晶光学素子が１つ設けられる点において異なる。照明装置３０ｄは、照明装置３０ｃと比較して、それ以外の点は同じであるから、ここでの詳細な説明は省略される。
【0170】
図２３に示す照明装置３０ｄは、液晶光学素子１０ａ、液晶光学素子１０ｂ、液晶光学素子１０ｃ、及び光源２０ｃを有する。光源２０ｃの構成は、第２実施形態で示した光源２０ｃと同様の構成であり、光源２０ｃは、第４の光学素子４０ｄ、第５の光学素子４０ｅ、及び第６の光学素子４０ｆを有する。
【0171】
第４の光学素子４０ｄは液晶光学素子１０ａに対向し、第４の光学素子４０ｄからｚ軸方向に対して右斜め方向に出射された光１８０ｄは、液晶光学素子１０ａに入射する。第５の光学素子４０ｅは液晶光学素子１０ｂに対向し、第５の光学素子４０ｅからｚ軸方向に対して平行又は略平行に出射された光１８０ｅは、液晶光学素子１０ｂに入射する。第６の光学素子４０ｆは液晶光学素子１０ｃに対向し、第６の光学素子４０ｆからｚ軸方向に対して左斜め方向に出射された光１８０ｆは、液晶光学素子１０ｃに入射する。
【0172】
第４の光学素子４０ｄ、第５の光学素子４０ｅ、及び第６の光学素子４０ｆと各電極群との位置関係は、第１の光学素子４０ａ、第２の光学素子４０ｂ及び第３の光学素子４０ｃと各電極群の位置関係と同様である。例えば、液晶光学素子１０ａに含まれる各電極群は第４の光学素子４０ｄ及び第４の光学素子４０ｄの光の出射面に対向するように設けられ、液晶光学素子１０ｂに含まれる各電極群は第５の光学素子４０ｅ及び第５の光学素子４０ｅの光の出射面に対向するように設けられ、液晶光学素子１０ｃに含まれる各電極群は第６の光学素子４０ｆ及び第６の光学素子４０ｆの光の出射面に対向するように設けられる。
【0173】
図２３に示す照明装置３０ｄを用いることで、光を照射する対象に対して、異なる方向の光の透過及び拡散をさらに細かく制御することができる。
【0174】
＜第４実施形態＞
第４実施形態では、図６及び図７で示した透明電極の配置に対して、各透明電極を独立に制御可能な形態について説明する。図２４は、本発明の第４実施形態に係る液晶光学素子１０において、第１の基板１１１上の第１の透明電極１８１、第２の透明電極１８２、第５の透明電極１８５、第６の透明電極１８６、第９の透明電極１８９、及び第１０の透明電極１９０の配置を示す模式的な平面図である。図２５は、本発明の第４実施形態に係る液晶光学素子１０において、第２の基板１２１上の第３の透明電極１８３、第４の透明電極１８４、第７の透明電極１８７、第８の透明電極１８８、第１１の透明電極１９１、及び第１２の透明電極１９２の配置を示す模式的な平面図である。図２６は本発明の第４実施形態に係る液晶光学素子１０の透明電極の接続を説明するための模式的な平面図である。図２４～図２６に示す液晶光学素子１０の形態は一例であって、第４実施形態に係る液晶光学素子１０の形態は一例であって、第４実施形態に係る液晶光学素子１０の形態は図２４～図２６に示す形態に限定されない。第４実施形態の説明では、第１実施形態～第３実施形態と同様の説明を省略する場合がある。
第４実施形態では、図６及び図７で示した透明電極の配置に対して、各透明電極を独立に制御可能な形態について説明する。図２４は、本発明の第４実施形態に係る液晶光学素子１０において、第１の基板１１１上の第１の透明電極１８１、第２の透明電極１８２、第５の透明電極１８５、第６の透明電極１８６、第９の透明電極１８９、及び第１０の透明電極１９０の配置を示す模式的な平面図である。図２５は、本発明の第４実施形態に係る液晶光学素子１０において、第２の基板１２１上の第３の透明電極１８３、第４の透明電極１８４、第７の透明電極１８７、第８の透明電極１８８、第１１の透明電極１９１、及び第１２の透明電極１９２の配置を示す模式的な平面図である。図２６は本発明の第４実施形態に係る液晶光学素子１０の透明電極の接続を説明するための模式的な平面図である。図２４～図２６に示す液晶光学素子１０の形態は一例であって、第４実施形態に係る液晶光学素子１０の形態は一例であって、第４実施形態に係る液晶光学素子１０の形態は図２４～図２６に示す形態に限定されない。第４実施形態の説明では、第１実施形態～第３実施形態と同様の説明を省略する場合がある。
【0175】
図２４及び図２５に示す透明電極の配置は、図６及び図７に示す透明電極の配置と比較して、各透明電極がそれぞれ独立に制御可能な点において異なる。図２４及び図２５に示す透明電極の配置は、図６及び図７に示す透明電極の配置と比較して、それ以外の点は同じであるから、ここでの詳細な説明省略される。
【0176】
図２４では、第１の透明電極１８１は第１の配線１１６－１に電気的に接続される。第２の透明電極１８２は第２の配線１１６－２に電気的に接続される。第５の透明電極１８５は第７の配線１１６－７に電気的に接続される。第６の透明電極１８６は第８の配線１１６－８に電気的に接続される。第９の透明電極１８９は第１３の配線１１６－１３に電気的に接続される。第１０の透明電極１９０は第１４の配線１１６－１４に電気的に接続される。
【0177】
第１の配線１１６－１、第２の配線１１６－２、第５の配線１１６－５、第６の配線１１６－６、第７の配線１１６－７、第８の配線１１６－８、第１１の配線１１６－１１、第１２の配線１１６－１２、第１３の配線１１６－１３、第１４の配線１１６－１４、第１７の配線１１６－１７、及び第１８の配線１１６－１８は、第１の基板１１１上に設けられる。
【0178】
第１の配線１１６－１は、第１の透明電極１８１の下に形成されてよく、第１の透明電極１８１の上に形成されてよく、第１の透明電極１８１と同じ層に形成されてよい。第２の配線１１６－２は、第２の透明電極１８２の下に形成されてよく、第２の透明電極１８２の上に形成されてよく、第２の透明電極１８２と同じ層に形成されてよい。第７の配線１１６－７は、第５の透明電極１８５の下に形成されてよく、第５の透明電極１８５の上に形成されてよく、第５の透明電極１８５と同じ層に形成されてよい。第８の配線１１６－８は、第６の透明電極１８６の下に形成されてよく、第６の透明電極１８６の上に形成されてよく、第６の透明電極１８６と同じ層に形成されてよい。第１３の配線１１６－１３は、第９の透明電極１８９の下に形成されてよく、第９の透明電極１８９の上に形成されてよく、第９の透明電極１８９と同じ層に形成されてよい。第１４の配線１１６－１４は第１０の透明電極１９０の下に形成されてよく、第１０の透明電極１９０の上に形成されてよく、第１０の透明電極１９０と同じ層に形成されてよい。
【0179】
図２５では、第３の透明電極１８３は第３の配線１１６－３に電気的に接続される。第４の透明電極１８４は第４の配線１１６－４に電気的に接続される。第７の透明電極１８７は第９の配線１１６－９に電気的に接続される。第８の透明電極１８８は第１０の配線１１６－１０に電気的に接続される。第１１の透明電極１９１は第１５の配線１１６－１５に電気的に接続される。第１２の透明電極１９２は第１６の配線１１６－１６に電気的に接続される。
【0180】
第３の配線１１６－３、第４の配線１１６－４、第９の配線１１６－９、第１０の配線１１６－１０、第１５の配線１１６－１５、及び第１６の配線１１６－１６は、第２の基板１２１上に設けられる。
【0181】
第３の配線１１６－３は、第３の透明電極１８３の下に形成されてよく、第３の透明電極１８３の上に形成されてよく、第３の透明電極１８３と同じ層に形成されてよい。第４の配線１１６－４は、第４の透明電極１８４の下に形成されてよく、第４の透明電極１８４の上に形成されてよく、第４の透明電極１８４と同じ層に形成されてよい。第９の配線１１６－９は、第７の透明電極１８７の下に形成されてよく、第７の透明電極１８７の上に形成されてよく、第７の透明電極１８７と同じ層に形成されてよい。第１０の配線１１６－１０は、第８の透明電極１８８の下に形成されてよく、第８の透明電極１８８の上に形成されてよく、第８の透明電極１８８と同じ層に形成されてよい。第１５の配線１１６－１５は、第１１の透明電極１９１の下に形成されてよく、第１１の透明電極１９１の上に形成されてよく、第１１の透明電極１９１と同じ層に形成されてよい。第１６の配線１１６－１６は第１２の透明電極１９２の下に形成されてよく、第１２の透明電極１９２の上に形成されてよく、第１２の透明電極１９２と同じ層に形成されてよい。
【0182】
第１の基板１１１が第２の基板１２１と貼り合わされると、第２の基板１２１に設けられる第３の配線１１６－３、第４の配線１１６－４、第９の配線１１６－９、第１０の配線１１６－１０、第１５の配線１１６－１５、及び第１６の配線１１６－１６は、それぞれ、第１の基板１１１に設けられる第５の配線１１６－５、第６の配線１１６－６、第１１の配線１１６－１１、第１２の配線１１６－１２、第１７の配線１１６－１７、及び第１８の配線１１６－１８と電気的に接続される。
【0183】
第３の配線１１６－３と第５の配線１１６－５、第４の配線１１６－４と第６の配線１１６－６、第９の配線１１６－９と第１１の配線１１６－１１、第１０の配線１１６－１０と第１２の配線１１６－１２、第１５の配線１１６－１５と第１７の配線１１６－１７、及び、第１６の配線１１６－１６と第１８の配線１１６－１８は、例えば、銀ペースト又は導電粒子を用いて、電気的に接続することができる。なお、導電粒子は金属を被覆した粒子を含む。
【0184】
第１の配線１１６－１、第２の配線１１６－２、第５の配線１１６－５、第６の配線１１６－６、第７の配線１１６－７、第８の配線１１６－８、第１１の配線１１６－１１、第１２の配線１１６－１２、第１３の配線１１６－１３、第１４の配線１１６－１４、第１７の配線１１６－１７、及び第１８の配線１１６－１８が、外部装置と接続するための端子であってもよい。
【0185】
第１の配線１１６－１、第２の配線１１６－２、第５の配線１１６－５（又は第３の配線１１６－３）、第６の配線１１６－６（又は第４の配線１１６－４）、第１１の配線１１６－１１（又は第９の配線１１６－９）、第１２の配線１１６－１２（又は第１０の配線１１６－１０）、第１７の配線１１６－１７（又は第１５の配線１１６－１５）、第１８の配線１１６－１８（又は第１６の配線１１６－１６）は、互いに電気的に絶縁されている。したがって、第１の液晶セル１１０ａでは、第１の透明電極１８１ａ、第５の透明電極１８５ａ、第９の透明電極１８９ａ、第２の透明電極１８２ａ、第６の透明電極１８６ａ、第１０の透明電極１９０ａ、第３の透明電極１８３ａ、第７の透明電極１８７ａ、第１１の透明電極１９１ａ、第４の透明電極１８４ａ、第８の透明電極１８８ａ、及び第１２の透明電極１９２ａを独立に制御し、各透明電極を用いて、液晶層１１３の液晶分子の配向を制御することができる。例えば、第１の透明電極１８１ａ、第５の透明電極１８５ａ、及び第９の透明電極１８９ａは第１の電位Ｖ１を供給され、第２の透明電極１８２ａ、第６の透明電極１８６ａ、及び第１０の透明電極１９０ａは第２の電位Ｖ２を供給され、第３の透明電極１８３ａ、第７の透明電極１８７ａ、及び第１１の透明電極１９１ａは第３の電位Ｖ３を供給され、第４の透明電極１８４ａ、第８の透明電極１８８ａ、及び第１２の透明電極１９２ａは第４の電位Ｖ４を供給される。なお、第１の電位Ｖ１、第２の電位Ｖ２、第３の電位Ｖ３、第４の電位Ｖ４は、互いに異なる電位であってよく、同じ電位であってもよい。
【0186】
本実施形態に係る照明装置３０は、第１の基板１１１の第１の電極群１１７－１に含まれる第１の透明電極１８１及び第２の透明電極１８２と、第２の基板１２１の第４の電極群１１７－２に含まれる第３の透明電極１８３及び第４の透明電極１８４とが交差することで、各透明電極に供給する電位を制御して液晶層１１３の液晶の配向を制御することができる。また、本実施形態に係る照明装置３０は、第１の基板１１１の第２の電極群１１７－３に含まれる第５の透明電極１８５及び第６の透明電極１８６と、第２の基板１２１の第５の電極群１１７－４に含まれる第７の透明電極１８７及び第８の透明電極１８８とが交差することで、各透明電極に供給する電位を制御して液晶層１１３の液晶の配向を制御することができる。また、本実施形態に係る照明装置３０は、第１の基板１１１の第３の電極群１１７－５に含まれる第９の透明電極１８９及び第１０の透明電極１９０と、第２の基板１２１の第６の電極群１１７－６に含まれる第１１の透明電極１９１及び第１２の透明電極１９２とが交差することで、各透明電極に供給する電圧を制御して液晶層１１３の液晶の配向を制御することができる。その結果、液晶光学素子１０は、３つの光学素子（例えば、第１の光学素子４０ａ、第２の光学素子４０ｂ及び第３の光学素子４０ｃ）から出射された３つの異なる方向からの光を、第１の電極群１１７－１及び第４の電極群１１７－２を用いて右側に透過させる又は透過させつつ拡散させ、第２の電極群１１７－３及び第５の電極群１１７－４を用いてセンターに透過させるか又は透過させつつ拡散させ、第３の電極群１１７－５及び第６の電極群１１７－６を用いて左側に透過させる又は透過させつつ拡散させることができる。
【0187】
また、本実施形態に係る液晶光学素子１０では、第１の基板１１１のセンター又は略センターに設けられた第２の電極群１１７－３、及び第２の基板１２１のセンター又は略センターに設けられた第５の電極群１１７－４の透明電極の電極の幅、電極間距離、及び電極間のピッチを狭くすることで、第２の電極群１１７－３及び第５の電極群１１７－４に設けられた透明電極に電位を供給した際に、液晶が配向する範囲を狭い範囲で制御することができる。すなわち、センター又は略センターに拡散する光のｘ軸方向又はｙ軸方向への光の拡散度合いをより細かく制御することができる。本実施形態に係る液晶光学素子１０では、同様の透明電極配置を有する第１の液晶セル１１０ａと第２の液晶セル１１０ｂとが積層され、センター又は略センターに拡散する光のｘ軸方向への光の拡散度合いをより細かく制御することができる。また、本実施形態に係る液晶光学素子１０では、同様の透明電極配置を有する第１の液晶セル１１０ａと第２の液晶セル１１０ｂの上に、同様の透明電極配置を有する第３の液晶セル１１０ｃと第４の液晶セル１１０ｄとが積層され、センター又は略センターに拡散する光のｙ軸方向への光の拡散度合いもより細かく制御することができる。その結果、センター又は略センターに配置された第２の光学素子４０ｂからの光を、左右上下方向により細かく拡散させ、左右上下方向への配光及び配光パターンをより細かく制御することができる。
【0188】
図２６に示す透明電極の接続を説明するための模式的な平面図は、図１１に示す透明電極の接続を説明するための模式的な平面図と比較して、各透明電極がそれぞれ独立に電位を供給される点において異なる。図２６に示す図は、図１１に示す図と比較して、それ以外の点は同じであるから、ここでの詳細な説明は省略される。
【0189】
第１の透明電極１８１ａ及び第１の透明電極１８１ｄは第１の電位Ｖ１を供給する第１の電位供給線４６１に接続されている。第５の透明電極１８５ａ及び第５の透明電極１８５ｄは第９の電位Ｖ９を供給する第９の電位供給線４６５に接続されている。第９の透明電極１８９ａ及び第９の透明電極１８９ｄは第１７の電位Ｖ１７を供給する第１７の電位供給線４６９に接続されている。
【0190】
第２の透明電極１８２ａ及び第２の透明電極１８２ｄは第２の電位Ｖ２を供給する第２の電位供給線４６２に接続されている。第６の透明電極１８６ａ及び第６の透明電極１８６ｄは第１０の電位Ｖ１０を供給する第１０の電位供給線４６６に接続されている。第１０の透明電極１９０ａ及び第１０の透明電極１９０ｄは第１８の電位Ｖ１８を供給する第１８の電位供給線４７０に接続されている。
【0191】
第３の透明電極１８３ａ及び第３の透明電極１８３ｄは第３の電位Ｖ３を供給する第３の電位供給線４６３に接続されている。第７の透明電極１８７ａ及び第７の透明電極１８７ｄは第１１の電位Ｖ１１を供給する第１１の電位供給線４６７に接続されている。第１１の透明電極１９１ａ及び第１１の透明電極１９１ｄは第１９の電位Ｖ１９を供給する第１９の電位供給線４７１に接続されている。
【0192】
第４の透明電極１８４ａ及び第４の透明電極１８４ｄは第４の電位Ｖ４を供給する第４の電位供給線４６４に接続されている。第８の透明電極１８８ａ及び第８の透明電極１８８ｄは第１２の電位Ｖ１２を供給する第１２の電位供給線４６８に接続されている。第１２の透明電極１９２ａ及び第１２の透明電極１９２ｄは第２０の電位Ｖ２０を供給する第２０の電位供給線４７２に接続されている。
【0193】
第１の透明電極１８１ｂ及び第１の透明電極１８１ｃは第５の電位Ｖ５を供給する第５の電位供給線４８１に接続されている。第５の透明電極１８５ｂ及び第５の透明電極１８５ｃは第１３の電位Ｖ１３を供給する第１３の電位供給線４８５に接続されている。第９の透明電極１８９ｂ及び第９の透明電極１８９ｃは第２１の電位Ｖ２１を供給する第２１の電位供給線４８９に接続されている。
【0194】
第２の透明電極１８２ｂ及び第２の透明電極１８２ｃは第６の電位Ｖ６を供給する第６の電位供給線４８２に接続されている。第６の透明電極１８６ｂ及び第６の透明電極１８６ｃは第１４の電位Ｖ１４を供給する第１４の電位供給線４８６に接続されている。第１０の透明電極１９０ｂ及び第１０の透明電極１９０ｃは第２２の電位Ｖ２２を供給する第２２の電位供給線４９０に接続されている。
【0195】
第３の透明電極１８３ｂ及び第３の透明電極１８３ｃは第７の電位Ｖ７を供給する第７の電位供給線４８３に接続されている。第７の透明電極１８７ｂ及び第７の透明電極１８７ｃは第１５の電位Ｖ１５を供給する第１５の電位供給線４８７に接続されている。第１１の透明電極１９１ｂ及び第１１の透明電極１９１ｃは第２３の電位Ｖ２３を供給する第２３の電位供給線４９１に接続されている。
【0196】
第４の透明電極１８４ｂ及び第４の透明電極１８４ｃは第８の電位Ｖ８を供給する第８の電位供給線４８４に接続されている。第８の透明電極１８８ｂ及び第８の透明電極１８８ｃは第１６の電位Ｖ１６を供給する第１６の電位供給線４８８に接続されている。第１２の透明電極１９２ｂ及び第１２の透明電極１９２ｃは第２４の電位Ｖ２４を供給する第２４の電位供給線４９２に接続されている。
【0197】
図２６に示す第１の電位Ｖ１１～第２４の電位Ｖ２４は、固定電位であってよく、変動電位であってもよい。第１の電位供給線４６１～第２４の電位供給線４９２には、Ｌｏｗ電位およびＨｉｇｈ電位だけでなく、Ｌｏｗ電位とＨｉｇｈ電位との間の中間電位も供給される。すなわち、第１の電位Ｖ１１～第２４の電位Ｖ２４には、絶対値の異なる３つの電位が含まれる。
【0198】
第４実施形態に係る液晶光学素子１０では、各透明電極は制御回路７０（図１０）から独立に電位を供給される。よって、第１の光学素子４０ａ、第２の光学素子４０ｂ及び第３の光学素子４０ｃの３つの光学素子から出射された光を、それぞれ独立にｘ軸方向及びｙ軸方向に透過及び拡散することができる。その結果、第４実施形態に係る液晶光学素子１０を含む照明装置は、光の配光及び配光パターンをさらに様々な形状に制御することができる。
【0199】
＜第５実施形態＞
第５実施形態では、４つの光学素子がｘ軸方向及びｙ軸方向にマトリクス状に配置される形態について説明する。図２７は本発明の第５実施形態に係る光源２０ｄの平面図である。図２８（Ａ）～図２８（Ｆ）に示される配光パターンは本発明の第５実施形態に係る照明装置から出射された光の配光パターンを示す模式図である。例えば、図２８（Ａ）～図２８（Ｆ）に示される配光パターンは、第４の液晶セル１１０ｄの出射面（ｚ軸方向において、光源２０が設けられる側と反対側の面）に投影（照射）されるパターンである。
図２７及び図２８（Ａ）～図２８（Ｆ）に示す形態は一例であって、第５実施形態は、図２７及び図２８（Ａ）～図２８（Ｆ）に示す形態に限定されない。第５実施形態の説明では、第１実施形態～第４実施形態と同様の説明を省略する場合がある。
第５実施形態では、４つの光学素子がｘ軸方向及びｙ軸方向にマトリクス状に配置される形態について説明する。図２７は本発明の第５実施形態に係る光源２０ｄの平面図である。図２８（Ａ）～図２８（Ｆ）に示される配光パターンは本発明の第５実施形態に係る照明装置から出射された光の配光パターンを示す模式図である。例えば、図２８（Ａ）～図２８（Ｆ）に示される配光パターンは、第４の液晶セル１１０ｄの出射面（ｚ軸方向において、光源２０が設けられる側と反対側の面）に投影（照射）されるパターンである。
図２７及び図２８（Ａ）～図２８（Ｆ）に示す形態は一例であって、第５実施形態は、図２７及び図２８（Ａ）～図２８（Ｆ）に示す形態に限定されない。第５実施形態の説明では、第１実施形態～第４実施形態と同様の説明を省略する場合がある。
【0200】
図２７では、光源２０ｄは、光学素子４０及び支持部材５０ｄを有する。光学素子４０は、第５の光学素子４０ｇ、第６の光学素子４０ｈ、第７の光学素子４０ｉ、及び第８の光学素子４０ｊから構成される。第５の光学素子４０ｇ、第６の光学素子４０ｈ、第７の光学素子４０ｉ、及び第８の光学素子４０ｊは、平面視において、ｘ軸方向及びｙ軸方向にマトリクス状に、支持部材５０ｄ上に配置される。
【0201】
例えば、第６の光学素子４０ｈは、ｘ軸方向に対して第５の光学素子４０ｇに隣接して配置され、ｙ軸方向に対して第８の光学素子４０ｊに隣接して配置される。第７の光学素子４０ｉは、第６の光学素子４０ｈに対して対角に配置され、ｘ軸方向に対して第８の光学素子４０ｊに隣接して配置され、ｙ軸方向に対して第５の光学素子４０ｇに隣接して配置される。第８の光学素子４０ｊは、第５の光学素子４０ｇに対して対角に配置される。各光学素子は第１実施形態～第４実施形態で示す光学素子と同様の光学素子を用いることができる。
【0202】
【0203】
支持部材５０ｄは平坦な面を有し、第５の光学素子４０ｇ、第６の光学素子４０ｈ、第７の光学素子４０ｉ、及び第８の光学素子４０ｊが当該平坦な面上に配置される例を示すが、支持部材５０ｄは第５実施形態で示す例に限定されない。例えば、断面視において、支持部材５０ｄは、第１実施形態に示すような凸状の形状を有してよく、第１実施形態に示すような凹状の形状を有してもよい。また、支持部材５０ｄは、第１実施形態に示す支持部材５０ａ又は５０ｂと同様の基板を用いることができる。
【0204】
図２８（Ａ）に示される配光パターンは、４つの光学素子を点灯し、液晶光学素子１０の各液晶セルの各透明電極に中間電位を供給した場合に照明装置３０から出射された光の配光パターンである。図２８（Ａ）に示される配光パターンは、ｘ軸方向及びｙ軸方向にマトリクス状に４つのスポット光９０ａ、９０ｂ、９０ｃ、９０ｄが照射されている。
【0205】
図２８（Ｂ）に示される配光パターンは、２つの光学素子（第５の光学素子４０ｇ及び第７の光学素子４０ｉ）を点灯し、液晶光学素子１０の各液晶セルの各透明電極に第１の変動電位又は第２の変動電位を供給した場合に照明装置から出射される光の配光パターンである。図２８（Ｂ）に示される配光パターンは、ｙ軸方向に平行に並ぶ第５の光学素子４０ｇ及び第７の光学素子４０ｉに沿って拡散された光（拡散光９１）が照射されている配光パターンである。
【0206】
図２８（Ｃ）に示される配光パターンは、２つの光学素子（第５の光学素子４０ｇ及び第６の光学素子４０ｈ）を点灯し、液晶光学素子１０の各液晶セルの各透明電極に第１の変動電位又は第２の変動電位を供給した場合に照明装置から出射された光の配光パターンである。図１８（Ｃ）に示される配光パターンは、ｘ軸方向に平行に並ぶ第５の光学素子４０ｇ及び第６の光学素子４０ｈに沿って拡散された光（拡散光９２）が照射されている。
【0207】
図２８（Ｄ）に示される配光パターンは、４つの光学素子を点灯し、液晶光学素子１０の各液晶セルの各透明電極にｘ軸方向への光の拡散を抑制するレベルの第１の変動電位又は第２の変動電位を供給した場合に照明装置から出射された光の配光パターンである。図２８（Ｄ）に示される配光パターンは、ｙ軸方向に平行に並ぶ第５の光学素子４０ｇと第７の光学素子４０ｉに沿って拡散された光（拡散光９３ａ）、及び、ｙ軸方向に平行に並ぶ第６の光学素子４０ｈ及び第８の光学素子４０ｊに沿って拡散された光（拡散光９３ｂ）が照射されている。
【0208】
図２８（Ｅ）に示される配光パターンは、４つの光学素子を点灯し、液晶光学素子１０の各液晶セルの各透明電極にｙ軸方向への光の拡散を抑制するレベルの第１の変動電位又は第２の変動電位を供給した場合に照明装置から出射された光の配光パターンである。図２８（Ｅ）に示される配光パターンは、ｘ軸方向に平行に並ぶ第５の光学素子４０ｇ及び第６の光学素子４０ｈに沿って拡散された光（拡散光９４ａ）、及び、ｘ軸方向に平行に並ぶ第７の光学素子４０ｉ及び第８の光学素子４０ｊに沿って拡散された光が（拡散光９４ｂ）照射されている。
【0209】
図２８（Ｆ）に示される配光パターンは、４つの光学素子を点灯し、液晶光学素子１０の各液晶セルの各透明電極に第１の変動電位又は第２の変動電位を供給した場合に照明装置から出射された光の配光パターンである。図２８（Ｆ）に示される配光パターンは、ｘ軸方向に平行に並ぶ第５の光学素子４０ｇ及び第６の光学素子４０ｈに沿って拡散された光、ｘ軸方向に平行に並ぶ第７の光学素子４０ｉ及び第８の光学素子４０ｊに沿って拡散された光、ｙ軸方向に平行に並ぶ第５の光学素子４０ｇ及び第７の光学素子４０ｉに沿って拡散された光、及び、ｙ軸方向に平行に並ぶ第６の光学素子４０ｈ及び第８の光学素子４０ｊに沿って拡散された光を合成した光９５が照射されている。
【0210】
図２８（Ａ）～図２８（Ｆ）に示す光の配光パターンでは、光源２０ｄの４つの光学素子のそれぞれのＬＥＤをＯＮ又はＯＦＦする制御信号が制御回路７０から光源２０ｄに送信される。また、制御回路７０から液晶光学素子１０に含まれる各透明電極に所定の電位が供給される。
【0211】
第５実施形態に係る光源２０ｄは４つの光学素子を有し、４方向に光を出射することができる。第５実施形態に係る照明装置は、光の照射方向が互いに異なる第５の光学素子４０ｇ、第６の光学素子４０ｈ、第７の光学素子４０ｉ、及び第８の光学素子４０ｊの４つの光学素子から出射された光を、液晶光学素子１０を用いてｘ軸方向及びｙ軸方向に透過及び拡散することができる。その結果、第５実施形態に係る照明装置は、光の配光及び配光パターンを様々に制御することができる。
【0212】
本発明の実施形態として上述した液晶光学素子の構成、光源の構成、照明装置の構成は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。また、液晶光学素子の構成、光源の構成、照明装置の構成を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略もしくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
【0213】
また、上述した実施形態の態様によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、又は、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
【符号の説明】
【0214】
１０：液晶光学素子、１０ａ：液晶光学素子、１０ｂ：液晶光学素子、１０ｃ：液晶光学素子、２０：光源、２０ｂ：光学素子、２０ｃ：光源、２０ｄ：光源、３０：照明装置、３０ｂ：照明装置、３０ｃ：照明装置、３０ｄ：照明装置、４０：光学素子、４０ａ：第１の光学素子、４０ｂ：第２の光学素子、４０ｃ：第３の光学素子、４０ｄ：第４の光学素子、４０ｅ：第５の光学素子、４０ｆ：第６の光学素子、４０ｇ：第５の光学素子、４０ｈ：第６の光学素子、４０ｉ：第７の光学素子、４０ｊ：第８の光学素子、５０ａ：支持部材、５０ｂ：支持部材、５０ｃ：支持部材、５０ｄ：支持部材、６０：センサ、７０：制御回路、８０ａ：右側スポット光、８０ｂ：センタースポット光、８０ｃ：左側スポット光、８１、８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８３：拡散光、８４、８５、８６、８７：光、８５ａ、８５ｂ、８５ｃ、８７ａ：領域、９０ａ、９０ｂ、９０ｃ、９０ｄ：スポット光、９１、９２：拡散光、９３ａ、９３ｂ：拡散光、９４ａ、９４ｂ：拡散光、９５：光、１１０ａ：第１の液晶セル、１１０ｂ：第２の液晶セル、１１０ｃ：第３の液晶セル、１１０ｄ：第４の液晶セル、１１１：第１の基板、１１１ａ：第１の基板、１１１ｂ：第１の基板、１１１ｃ：第１の基板、１１１ｄ：第１の基板、１１３：液晶層、１１４ａ：第１の配向膜、１１４ｂ：第１の配向膜、１１４ｃ：第１の配向膜、１１４ｄ：第１の配向膜、１１５：シール材、１１６：配線、１１６－１：第１の配線、１１６－１１：第１１の配線、１１６－１２：第１２の配線、１１６－１３：第１３の配線、１１６－１４：第１４の配線、１１６－１７：第１７の配線、１１６－１８：第１８の配線、１１６－２：第２の配線、１１６－３：第３の配線、１１６－４：第４の配線、１１６－５：第５の配線、１１６－６：第６の配線、１１６－７：第７の配線、１１６－８：第８の配線、１１７－１：第１の電極群、１１７－２：第４の電極群、１１７－３：第２の電極群、１１７－４：第５の電極群、１１７－５：第３の電極群、１１７－６：第６の電極群、１２１：第２の基板、１２１ａ：第２の基板、１２１ｂ：第２の基板、１２１ｃ：第２の基板、１２１ｄ：第２の基板、１２４：第２の配向膜、１２４ａ：第２の配向膜、１２４ｂ：第２の配向膜、１２４ｃ：第２の配向膜、１２４ｄ：第２の配向膜、１３０ａ：第１の透明接着層、１３０ｂ：第２の透明接着層、１３０ｃ：第３の透明接着層、１５０ａ：シール材、１５０ｂ：シール材、１５０ｃ：シール材、１５０ｄ：シール材、１６０：液晶層、１６０ａ：液晶層、１６０ｂ：液晶層、１６０ｃ：液晶層、１６０ｄ：液晶層、１８０：入射光、１８０ａ：光、１８０ｂ：光、１８０ｃ：光、１８０ｄ：光、１８０ｅ：光、１８０ｆ：光、１８１：第１の透明電極、１８１ａ：第１の透明電極、１８１ｂ：第１の透明電極、１８１ｃ：第１の透明電極、１８１ｄ：第１の透明電極、１８２：第２の透明電極、１８２ａ：第２の透明電極、１８２ｂ：第２の透明電極、１８２ｃ：第２の透明電極、１８２ｄ：第２の透明電極、１８３：第３の透明電極、１８３ａ：第３の透明電極、１８３ｂ：第３の透明電極、１８３ｃ：第３の透明電極、１８３ｄ：第３の透明電極、１８４：第４の透明電極、１８４ａ：第４の透明電極、１８４ｂ：第４の透明電極、１８４ｃ：第４の透明電極、１８４ｄ：第４の透明電極、１８５：第５の透明電極、１８５ａ：第５の透明電極、１８５ｂ：第５の透明電極、１８５ｃ：第５の透明電極、１８５ｄ：第５の透明電極、１８６：第６の透明電極、１８６ａ：第６の透明電極、１８６ｂ：第６の透明電極、１８６ｃ：第６の透明電極、１８６ｄ：第６の透明電極、１８７：第７の透明電極、１８７ａ：第７の透明電極、１８７ｂ：第７の透明電極、１８７ｃ：第７の透明電極、１８７ｄ：第７の透明電極、１８８：第８の透明電極、１８８ａ：第８の透明電極、１８８ｂ：第８の透明電極、１８８ｃ：第８の透明電極、１８８ｄ：第８の透明電極、１８９：第９の透明電極、１８９ａ：第９の透明電極、１８９ｂ：第９の透明電極、１８９ｃ：第９の透明電極、１８９ｄ：第９の透明電極、１９０：第１０の透明電極、１９０ａ：第１０の透明電極、１９０ｂ：第１０の透明電極、１９０ｃ：第１０の透明電極、１９０ｄ：第１０の透明電極、１９１：第１１の透明電極、１９１ａ：第１１の透明電極、１９１ｂ：第１１の透明電極、１９１ｃ：第１１の透明電極、１９１ｄ：第１１の透明電極、１９２：第１２の透明電極、１９２ａ：第１２の透明電極、１９２ｂ：第１２の透明電極、１９２ｃ：第１２の透明電極、１９２ｄ：第１２の透明電極、２００：出射光、２１０：発光素子、２１０ａ：第１の発光素子、２１０ｂ：第２の発光素子、２１０ｃ：第３の発光素子、２２０：反射器、２２０ａ：第１の反射器、２２０ｂ：第２の反射器、２２０ｃ：第３の反射器、２３０：凸レンズ、３１０：第１の偏光、３２０：第２の偏光、４６１：第１の電位供給線、４６２：第２の電位供給線、４６３：第３の電位供給線、４６４：第４の電位供給線、４６５：第９の電位供給線、４６６：第１０の電位供給線、４６７：第１１の電位供給線、４６８：第１２の電位供給線、４６９：第１７の電位供給線、４７０：第１８の電位供給線、４７１：第１９の電位供給線、４７２：第２０の電位供給線、４８１：第５の電位供給線、４８２：第６の電位供給線、４８３：第７の電位供給線、４８４：第８の電位供給線、４８５：第１３の電位供給線、４８６：第１４の電位供給線、４８７：第１５の電位供給線、４８８：第１６の電位供給線、４８９：第２１の電位供給線、４９０：第２２の電位供給線、４９１：第２３の電位供給線、４９２：第２４の電位供給線
【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】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】