特許 7534544 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】2024-08-05

(45)【発行日】2024-08-14

(54)【発明の名称】照明装置

(51)【国際特許分類】

   F21S 2/00 20160101AFI20240806BHJP

   F21V 9/40 20180101ALI20240806BHJP

   F21V 7/00 20060101ALI20240806BHJP

【ＦＩ】

F21S2/00 431

F21S2/00 433

F21S2/00 435

F21V9/40 400

F21V7/00 510

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2023525786

(86)(22)【出願日】2022-05-27

(86)【国際出願番号】 JP2022021725

(87)【国際公開番号】W WO2022255246

(87)【国際公開日】2022-12-08

【審査請求日】2023-11-17

(31)【優先権主張番号】P 2021091444

(32)【優先日】2021-05-31

(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

(72)【発明者】

【氏名】瀧澤 圭二

【審査官】竹中 辰利

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－２９３０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／０９３１３６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１０－２３０８８７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２１Ｓ ２／００

Ｆ２１Ｖ ９／４０

Ｆ２１Ｖ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

発光モジュールと、
第１の液晶セルと第２の液晶セルとが積層され、前記発光モジュールから照射された光を透過する光学素子と、を含み、
前記第１の液晶セルおよび前記第２の液晶セルの各々は、
第１の方向において、第１の透明電極と第２の透明電極とが交互に配置された第１の基板と、
前記第１の方向と交差する第２の方向において、第３の透明電極と第４の透明電極とが交互に配置された第２の基板と、を含み、
前記発光モジュールは、
光源と、
前記光源から照射された光が入射される端面および入射した前記光を出射する第１の面を含む導光板と、
前記第１の面に対向して配置されるプリズムシートと、を含み、
前記第１の液晶セルの前記第２の基板と前記第２の液晶セルの前記第１の基板とが隣接し、
前記第１の面は、前記第１の方向および前記第２の方向と交差する第３の方向に延在する複数の第１の溝を含む、照明装置。

【請求項2】

前記発光モジュールは、コリメート光を照射する、請求項１に記載の照明装置。

【請求項3】

前記導光板の前記第１の面と反対の第２の面は、前記第３の方向と交差する第４の方向に延在する複数の第２の溝を含む、請求項１または請求項２に記載の照明装置。

【請求項4】

前記光学素子は、さらに、第３の液晶セルと第４の液晶セルとが積層され、
前記第３の液晶セルおよび前記第４の液晶セルの各々は、
前記第２の方向において、第５の透明電極と第６の透明電極とが交互に櫛歯状に配置された第３の基板と、
前記第１の方向において、第７の透明電極と第８の透明電極とが交互に櫛歯状に配置された第４の基板と、を含み、
前記第２の液晶セルの前記第２の基板と前記第３の液晶セルの前記第３の基板とが隣接し、
前記第３の液晶セルの前記第４の基板と前記第４の液晶セルの前記第３の基板とが隣接している、請求項３に記載の照明装置。

【請求項5】

前記第１の方向は、前記第２の方向と９０°±１０°で交差し、
前記第３の方向は、前記第４の方向と９０°±１０°で交差している、請求項４に記載の照明装置。

【請求項6】

前記第１の方向と前記第３の方向とのなす角は、４５°±１０°である、請求項５に記載の照明装置。

【請求項7】

さらに、前記第１の透明電極と第２の透明電極との間の電位差、前記第３の透明電極と前記第４の透明電極との間の電位差、前記第５の透明電極と前記第６の透明電極との間の電位差、および前記第７の透明電極と前記第８の透明電極との間の電位差がそれぞれ０Ｖであるときの配光の形状を補正する電位の値が格納されたルックアップテーブルを含む、請求項６に記載の照明装置。

【請求項8】

発光モジュールと、
第１の液晶セルと第２の液晶セルとが積層され、前記発光モジュールから照射された光を透過する光学素子と、を含み、
前記第１の液晶セルおよび前記第２の液晶セルの各々は、
第１の方向において、第１の透明電極と第２の透明電極とが交互に配置された第１の基板と、
前記第１の方向と交差する第２の方向において、第３の透明電極と第４の透明電極とが交互に配置された第２の基板と、を含み、
前記発光モジュールは、
光源と、
前記光源の周囲に配置され、前記光源から照射された光を反射するリフレクタと、を含み、
前記第１の液晶セルの前記第２の基板と前記第２の液晶セルの前記第１の基板とが隣接している、照明装置。

【請求項9】

前記光学素子は、さらに、第３の液晶セルと第４の液晶セルとが積層され、
前記第３の液晶セルおよび前記第４の液晶セルの各々は、
前記第２の方向において、第５の透明電極と第６の透明電極とが交互に櫛歯状に配置された第３の基板と、
前記第１の方向において、第７の透明電極と第８の透明電極とが交互に櫛歯状に配置された第４の基板と、を含み、
前記第２の液晶セルの前記第２の基板と前記第３の液晶セルの前記第３の基板とが隣接し、
前記第３の液晶セルの前記第４の基板と前記第４の液晶セルの前記第３の基板とが隣接している、請求項８に記載の照明装置。

【請求項10】

前記第１の方向は、前記第２の方向と９０°±１０°で交差している、請求項９に記載の照明装置。

【請求項11】

さらに、前記第１の透明電極と第２の透明電極との間の電位差、前記第３の透明電極と前記第４の透明電極との間の電位差、前記第５の透明電極と前記第６の透明電極との間の電位差、および前記第７の透明電極と前記第８の透明電極との間の電位差がそれぞれ０Ｖであるときの配光の形状を補正する電位の値が格納されたルックアップテーブルを含む、請求項１０に記載の照明装置。

【請求項12】

さらに、情報端末と通信接続される制御部を含み、
前記制御部の信号処理部は、前記情報端末からの要求信号に基づいて、前記発光モジュールの輝度を制御する、請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の照明装置。

【請求項13】

さらに、情報端末と通信接続される制御部を含み、
前記制御部の信号処理部は、前記情報端末からの要求信号に基づいて、前記光学素子に供給する電位を制御する、請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の照明装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の一実施形態は、照明装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、液晶に印加する電圧を調整し、液晶の屈折率が変化することを利用した光学素子、いわゆる液晶レンズが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２、または特許文献３参照）。例えば、特許文献１および特許文献２に記載された照明装置は、液晶レンズを利用し、光源からの光を円形状に配光する。また、特許文献３に記載されたビーム成形デバイスでは、液晶に印加する電極のパターンを変えて光の配光の形状を変化させている。

【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】

液晶レンズを透過する光の配光の形状は、光源を含む発光モジュールの構成によっても変化する。そのため、あらゆる発光モジュールに対応した、光学素子を含む照明装置が要望されていた。

【0005】

本発明の一実施形態は、上記問題に鑑み、発光モジュールの構成に応じて配光の形状を補正することができる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、第１の液晶セルと第２の液晶セルとが積層され、発光モジュールから照射された光を透過する光学素子と、を含み、第１の液晶セルおよび第２の液晶セルの各々は、第１の方向において、第１の透明電極と第２の透明電極とが交互に配置された第１の基板と、第１の方向と交差する第２の方向において、第３の透明電極と第４の透明電極とが交互に配置された第２の基板と、を含み、発光モジュールは、光源と、光源から照射された光が入射される端面および入射した光を出射する第１の面を含む導光板と、第１の面に対向して配置されるプリズムシートと、を含み、第１の液晶セルの第２の基板と第２の液晶セルの第１の基板とが隣接し、第１の面は、第１の方向および第２の方向と交差する第３の方向に延在する複数の第１の溝を含む。

【0007】

また、本発明の一実施形態に係る照明装置は、発光モジュールと、第１の液晶セルと第２の液晶セルとが積層され、発光モジュールから照射された光を透過する光学素子と、を含み、第１の液晶セルおよび第２の液晶セルの各々は、第１の方向において、第１の透明電極と第２の透明電極とが交互に配置された第１の基板と、第１の方向と交差する第２の方向において、第３の透明電極と第４の透明電極とが交互に配置された第２の基板と、を含み、発光モジュールは、光源と、光源の周囲に配置され、光源から照射された光を反射するリフレクタと、を含み、第１の液晶セルの第２の基板と第２の液晶セルの第１の基板とが隣接している。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1A】本発明の一実施形態に係る照明装置の模式的な分解斜視図である。

【図1B】本発明の一実施形態に係る照明装置の発光モジュールを説明する部分拡大図である。

【図1C】本発明の一実施形態に係る照明装置を説明するブロック図である。

【図2A】本発明の一実施形態に係る照明装置の光学素子の模式的な斜視図である。

【図2B】本発明の一実施形態に係る照明装置の光学素子の模式的な断面図である。

【図2C】本発明の一実施形態に係る照明装置の光学素子の模式的な断面図である。

【図3A】本発明の一実施形態に係る照明装置の光学素子による配光の制御を説明する模式的な断面図である。

【図3B】本発明の一実施形態に係る照明装置の光学素子による配光の制御を説明する模式的な断面図である。

【図4】本発明の一実施形態に係る照明装置の光学素子と発光モジュールとの関係を説明する模式図である。

【図5】本発明の一実施形態に係る照明装置において、補正前後の配光の形状を説明する模式図である。

【図6】本発明の一実施形態に係る照明装置の光学素子と発光モジュールとの関係を説明する模式図である。

【図7A】本発明の一実施形態に係る照明装置において、補正前後の配光の形状を説明する模式図である。

【図7B】本発明の一実施形態に係る照明装置において、補正前後の配光の形状を説明する模式図である。

【図7C】本発明の一実施形態に係る照明装置において、補正前後の配光の形状を説明する模式図である。

【図8】本発明の一実施形態に係る照明装置の模式的な分解斜視図である。

【図9A】本発明の一実施形態に係る照明装置１０Ｂから照射された光の配光の形状を測定した測定結果である。

【図9B】本発明の一実施形態に係る照明装置１０Ｂから照射された光の配光の形状を測定した測定結果である。

【図9C】本発明の一実施形態に係る照明装置１０Ｂから照射された光の配光の形状を測定した測定結果である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の各実施形態において、図面等を参照しつつ説明する。但し、本発明は、その技術的思想の要旨を逸脱しない範囲において様々な態様で実施することができ、以下に例示する実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。

【0010】

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、図示の形状そのものが本発明の解釈を限定するものではない。また、図面において、明細書中で既出の図に関して説明したものと同様の機能を備えた要素には、別図であっても同一の符号を付して、重複する説明を省略する場合がある。

【0011】

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。

【0012】

ある構造体の上に他の構造体を配置する態様を表現するにあたり、単に「上」と表記する場合、特に断りの無い限りは、ある構造体に接して、直上に他の構造体を配置する場合と、ある構造体の上方に、さらに別の構造体を介して他の構造体を配置する場合との両方を含むものとする。

【0013】

図１Ａ～図５を参照して、本発明の一実施形態に係る照明装置１０について説明する。

【0014】

［１．照明装置１０の構成］
図１Ａは、本発明の一実施形態に係る照明装置１０の模式的な分解斜視図である。図１Ａに示すように、照明装置１０は、光学素子１００、発光モジュール２００、および制御部３００を含む。発光モジュール２００は、金属フレーム２１０、反射シート２２０、樹脂フレーム２３０、光源基板２４０、導光板２５０、プリズムシート２６０、スペーサ２７０、および遮光両面テープ２８０を含む。反射シート２２０、樹脂フレーム２３０、光源基板２４０、導光板２５０、およびプリズムシート２６０は、金属フレーム２１０とスペーサ２７０とで囲まれた空間内に配置される。スペーサ２７０には、光を透過する開口部が設けられている。また、スペーサ２７０上に遮光両面テープ２８０が設けられ、スペーサ２７０と光学素子１００とが遮光両面テープ２８０を介して接着されている。制御部３００は、発光モジュール２００外に設けられていてもよく、発光モジュール２００内に設けられていてもよい。

【0015】

図１Ｂは、本発明の一実施形態に係る照明装置１０の発光モジュール２００を説明する部分拡大図である。導光板２５０の第１の面には、ｘ軸方向に延在する複数の第１の溝２５２が設けられている。導光板２５０の第１の面の反対の第２の面には、ｙ軸方向に延在する複数の第２の溝２５４が形成されている。第１の溝２５２および第２の溝の２５４の各々の断面形状は、二等辺三角形である。換言すると、導光板２５０の第１の面および第２の面の各々には、断面形状が二等辺三角形である凸部が設けられている。第１の面の凸部の頂角は、例えば、９８°であり、第２の面の凸部の頂角は、例えば、１７７°である。但し、頂角の角度はこれに限られない。また、凸部の断面形状も二等辺三角形に限られず、半円形状であってもよい。

【0016】

導光板２５０の第１の面に対向して、プリズムシート２６０が配置されている。また、導光板２５０の第２の面に対向して、反射シート２２０が配置されている。さらに、導光板２５０の端面の位置に、光源基板２４０が配置されている。光源基板２４０には、光源として、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）素子２４２が実装されている。ＬＥＤ素子２４２から出射された光は、導光板２５０の端面から入射し、反射シート２２０による反射および導光板２５０による屈折によって、導光板２５０の第１の面から出射する。

【0017】

プリズムシート２６０の導光板２５０の第１の面に対向する面には、ｙ軸方向に延在する複数の溝２６２が設けられている。溝２６２の断面形状は、二等辺三角形である。換言すると、プリズムシート２６０の面には、ｙ軸方向に延在する三角柱体（プリズム）が設けられている。三角柱体の断面形状の二等辺三角形の頂角は、例えば、６８°である。導光板２５０の第１の面から出射された光は、プリズムシート２６０の三角柱体が形成された面から入射し、その反対の面からコリメート光として出射される。

【0018】

発光モジュール２００は、いわゆるエッジライトである。すなわち、発光モジュール２００は、ＬＥＤ素子２４２から出射された光をコリメート光に変換し、光学素子１００にコリメート光を照射することができる。なお、当該コリメート光は、導光板およびプリズムシートの溝形状または組み合わせによって、その配光の態様を適宜調整することができる。具体的には、遮光両面テープ２８０によって区画される出光領域全体にわたり、面状に光を照射する態様も採用することができる。また、当該出光領域の中心部からのみ照射する態様も採用することができる。かかる発光モジュールにより、光源の薄型化が図られる。

【0019】

図１Ｃは、本発明の一実施形態に係る照明装置１０を説明するブロック図である。図１Ｃに示すように、照明装置１０において、制御部３００は、光学素子１００および発光モジュール２００と電気的に接続され、光学素子１００および発光モジュール２００を制御することができる。また、制御部３００は、信号処理部３１０および記憶部３２０を含む。

【0020】

信号処理部３１０は、データまたは情報を用いて演算処理を行うことができるコンピュータである。信号処理部３１０は、例えば、中央演算処理装置（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ：ＣＰＵ）、マイクロプロセッサ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ：ＭＰＵ）、またはランダムアクセスメモリ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ：ＲＡＭ）などを含む。具体的には、信号処理部３１０は、プログラムを読み込みこむことにより、所定の機能を実行することができる。

【0021】

記憶部３２０は、データまたは情報を格納することができるストレージである。記憶部３２０として、例えば、ハードディスクドライブ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ：ＨＤＤ）、ソリッドステートドライブ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ：ＳＳＤ）、リードオンリーメモリ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ：ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、またはフラッシュメモリなどを用いることができる。また、記憶部３２０は、発光モジュール２００から照射される光の配光の形状を補正するため、光学素子１００に供給する電位の値が格納されたルックアップテーブル３２２を含む。なお、配光の形状の補正については、後述する。

【0022】

制御部３００は、ネットワークＮＷを介してユーザの情報端末９００と通信接続することができる。ネットワークＮＷは、有線であっても、無線であってもよい。例えば、ネットワークＮＷは、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）またはインターネットなどであるが、これに限られない。また、情報端末９００は、例えば、携帯電話、スマートフォン、タブレット、またはパーソナルコンピュータであるが、これらに限られない。

【0023】

照明装置１０は、情報端末９００の操作によって制御することができる。すなわち、照明装置１０が情報端末９００から要求信号を受信すると、制御部３００の信号処理部３１０は、受信した要求信号に基づいて光学素子１００または発光モジュール２００を制御する。要求信号は、例えば、照明装置１０の輝度（発光モジュール２００の輝度）の調整に関する信号または照明装置１０から照射される光の配光の形状に関する信号などである。要求信号として照明装置１０の輝度の調整に関する信号を受信した場合、信号処理部３１０は、ＬＥＤ素子２４２へ供給する電流を調整する。要求信号として照明装置から照射される光の配光の形状に関する信号を受信した場合、信号処理部３１０は、光学素子１００へ供給する電位を制御する。

【0024】

照明装置１０では、発光モジュール２００から照射された光は、光学素子１００を介して外部に出射される。そこで、以下では、光学素子１００について説明する。

【0025】

［２．光学素子１００の構成］
図２Ａは、本発明の一実施形態に係る照明装置１０の光学素子１００の模式的な斜視図である。図２Ａに示すように、光学素子１００は、第１の液晶セル１１０－１、第２の液晶セル１１０－２、第３の液晶セル１１０－３、および第４の液晶セル１１０－４を含む。第１の液晶セル１１０－１、第２の液晶セル１１０－２、第３の液晶セル１１０－３、および第４の液晶セル１１０－４は、ｚ軸方向に積層されている。第２の液晶セル１１０－２は、第１の液晶セル１１０－１上に設けられている。第３の液晶セル１１０－３は、第２の液晶セル１１０－２上に設けられている。第４の液晶セル１１０－４は、第３の液晶セル１１０－３上に設けられている。発光モジュール２００から出射された光は、第１の液晶セル１１０－１、第２の液晶セル１１０－２、第３の液晶セル１１０－３、および第４の液晶セル１１０－４を順に透過する。

【0026】

第１の光学弾性樹脂層１７０－１は、第１の液晶セル１１０－１と第２の液晶セル１１０－２とを接着し、固定する。第２の光学弾性樹脂層１７０－２は、第２の液晶セル１１０－２と第３の液晶セル１１０－３とを接着し、固定する。第３の光学弾性樹脂層１７０－３は、第３の液晶セル１１０－３と第４の液晶セル１１０－４とを接着し、固定する。第１の光学弾性樹脂層１７０－１、第２の光学弾性樹脂層１７０－２、および第３の光学弾性樹脂層１７０－３の各々として、透光性を有するアクリル樹脂またはエポキシ樹脂などを含む接着剤を用いることができる。

【0027】

図２Ｂおよび図２Ｃは、本発明の一実施形態に係る照明装置１０の光学素子１００の模式的な断面図である。具体的には、図２Ｂは、図２Ａに示すＡ１－Ａ２線に沿って切断された光学素子１００の模式的な断面図であり、図２Ｃは、図２Ａに示すＢ１－Ｂ２線に沿って切断された光学素子１００の模式的な断面図である。なお、以下では、便宜上、Ａ１－Ａ２線と平行な方向を第１の方向とし、Ｂ１－Ｂ２線と平行な方向を第２の方向とする。第１の方向および第２の方向は、互いに９０°で交差し、それぞれがｘ軸方向およびｙ軸方向と４５°または１３５°で交差している。なお、以下では、便宜上、ｘ軸方向およびｙ軸方向を第３の方向および第４の方向とする。すなわち、第３の方向および第４の方向は、互いに９０°で交差している。

【0028】

第１の方向と第２の方向とのなす角は、９０°に限られず、略９０°であってもよい。略９０°とは、例えば、９０°±１０°である。また、第１の方向と第３の方向または第４の方向とのなす角および第２の方向と第３の方向または第４の方向とのなす角の各々は、４５°または１３５°に限られず、略４５°または略１３５°であってもよい。略４５°とは、例えば、４５°±１０°であり、略１３５°とは、例えば、１３５°±１０°である。

【0029】

第１の液晶セル１１０－１は、第１の透明電極１３０－１および第２の透明電極１３０－２が形成された第１の基板１２０－１と、第３の透明電極１３０－３および第４の透明電極１３０－４が形成された第２の基板１２０－２と、を含む。第１の基板１２０－１上には、第１の透明電極１３０－１および第２の透明電極１３０－２を覆う第１の配向膜１４０－１が形成されている。また、第２の基板１２０－２上には、第３の透明電極１３０－３および第４の透明電極１３０－４を覆う第２の配向膜１４０－２が形成されている。第１の基板１２０－１と第２の基板１２０－２とは、第１の基板１２０－１上の第１の透明電極１３０－１および第２の透明電極１３０－２と、第２の基板１２０－２上の第３の透明電極１３０－３および第４の透明電極１３０－４とが対向するように配置されている。また、第１の基板１２０－１および第２の基板１２０－２の各々の周辺部には、第１のシール材１５０－１が形成されている。すなわち、第１の基板１２０－１と第２の基板１２０－２とは、第１のシール材１５０－１を介して接着されている。また、第１の基板１２０－１（より具体的には、第１の配向膜１４０－１）、第２の基板１２０－２（より具体的には、第２の配向膜１４０－２）、および第１のシール材１５０－１で囲まれた空間には液晶が封入され、第１の液晶層１６０－１が形成されている。

【0030】

第２の液晶セル１１０－２は、第５の透明電極１３０－５および第６の透明電極１３０－６が形成された第３の基板１２０－３と、第７の透明電極１３０－７および第８の透明電極１３０－８が形成された第４の基板１２０－４と、を含む。第３の基板１２０－３上には、第５の透明電極１３０－５および第６の透明電極１３０－６を覆う第３の配向膜１４０－３が形成されている。また、第４の基板１２０－４上には、第７の透明電極１３０－７および第８の透明電極１３０－８を覆う第４の配向膜１４０－４が形成されている。第３の基板１２０－３と第４の基板１２０－４とは、第３の基板１２０－３上の第５の透明電極１３０－５および第６の透明電極１３０－６と、第４の基板１２０－４上の第７の透明電極１３０－７および第８の透明電極１３０－８とが対向するように配置されている。また、第３の基板１２０－３および第４の基板１２０－４の各々の周辺部には、第２のシール材１５０－２が形成されている。すなわち、第３の基板１２０－３と第４の基板１２０－４とは、第２のシール材１５０－２を介して接着されている。また、第３の基板１２０－３（より具体的には、第３の配向膜１４０－３）、第４の基板１２０－４（より具体的には、第４の配向膜１４０－４）、および第２のシール材１５０－２で囲まれた空間には液晶が封入され、第２の液晶層１６０－２が形成されている。

【0031】

第３の液晶セル１１０－３は、第９の透明電極１３０－９および第１０の透明電極１３０－１０が形成された第５の基板１２０－５と、第１１の透明電極１３０－１１および第１２の透明電極１３０－１２が形成された第６の基板１２０－６と、を含む。第５の基板１２０－５上には、第９の透明電極１３０－９および第１０の透明電極１３０－１０を覆う第５の配向膜１４０－５が形成されている。また、第６の基板１２０－６上には、第１１の透明電極１３０－１１および第１２の透明電極１３０－１２を覆う第６の配向膜１４０－６が形成されている。第５の基板１２０－５と第６の基板１２０－６とは、第５の基板１２０－５上の第９の透明電極１３０－９および第１０の透明電極１３０－１０と、第６の基板１２０－６上の第１１の透明電極１３０－１１および第１２の透明電極１３０－１２とが対向するように配置されている。また、第５の基板１２０－５および第６の基板１２０－６の各々の周辺部には、第３のシール材１５０－３が形成されている。すなわち、第５の基板１２０－５と第６の基板１２０－６とは、第３のシール材１５０－３を介して接着されている。また、第５の基板１２０－５（より具体的には、第５の配向膜１４０－５）、第６の基板１２０－６（より具体的には、第６の配向膜１４０－６）、および第３のシール材１５０－３で囲まれた空間には液晶が封入され、第３の液晶層１６０－３が形成されている。

【0032】

第４の液晶セル１１０－４は、第１３の透明電極１３０－１３および第１４の透明電極１３０－１４が形成された第７の基板１２０－７と、第１５の透明電極１３０－１５および第１６の透明電極１３０－１６が形成された第８の基板１２０－８と、を含む。第７の基板１２０－７上には、第１３の透明電極１３０－１３および第１４の透明電極１３０－１４を覆う第７の配向膜１４０－７が形成されている。また、第８の基板１２０－８上には、第１５の透明電極１３０－１５および第１６の透明電極１３０－１６を覆う第８の配向膜１４０－８が形成されている。第７の基板１２０－７と第８の基板１２０－８とは、第７の基板１２０－７上の第１３の透明電極１３０－１３および第１４の透明電極１３０－１４と、第８の基板１２０－８上の第１５の透明電極１３０－１５および第１６の透明電極１３０－１６とが対向するように配置されている。また、第７の基板１２０－７および第８の基板１２０－８の各々の周辺部には、第４のシール材１５０－４が形成されている。すなわち、第７の基板１２０－７と第８の基板１２０－８とは、第４のシール材１５０－４を介して接着されている。また、第７の基板１２０－７（より具体的には、第７の配向膜１４０－７）、第８の基板１２０－８（より具体的には、第８の配向膜１４０－８）、および第４のシール材１５０－４で囲まれた空間には液晶が封入され、第４の液晶層１６０－４が形成されている。

【0033】

第１の液晶セル１１０－１、第２の液晶セル１１０－２、第３の液晶セル１１０－３、および第４の液晶セル１１０－４は、基本的な構成は同じである。但し、透明電極１３０の配置が異なる。

【0034】

第１の液晶セル１１０－１では、第１の透明電極１３０－１および第２の透明電極１３０－２は第２の方向に延在し、第３の透明電極１３０－３および第４の透明電極１３０－４は第１の方向に延在している。また、第１の透明電極１３０－１と第２の透明電極１３０－２とは、第１の方向において交互に櫛歯状に配置され、第３の透明電極１３０－３と第４の透明電極１３０－４とは、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１３０－１および第２の透明電極１３０－２の延在方向（第２の方向）は、第３の透明電極１３０－３および第４の透明電極１３０－４の延在方向（第１の方向）と直交しているが、僅かにずれて交差（略９０°）していてもよい。

【0035】

第２の液晶セル１１０－２では、第５の透明電極１３０－５および第６の透明電極１３０－６は第２の方向に延在し、第７の透明電極１３０－７および第８の透明電極１３０－８は第１の方向に延在している。また、第５の透明電極１３０－５と第６の透明電極１３０－６とは、第１の方向において交互に櫛歯状に配置され、第７の透明電極１３０－７と第８の透明電極１３０－８とは、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５の透明電極１３０－５および第６の透明電極１３０－６の延在方向（第２の方向）は、第７の透明電極１３０－７および第８の透明電極１３０－８の延在方向（第１の方向）と直交しているが、僅かにずれて交差（略９０°）していてもよい。

【0036】

第３の液晶セル１１０－３では、第９の透明電極１３０－９および第１０の透明電極１３０－１０は第１の方向に延在し、第１１の透明電極１３０－１１および第１２の透明電極１３０－１２は第２の方向に延在している。また、第９の透明電極１３０－９と第１０の透明電極１３０－１０とは、第２の方向において交互に櫛歯状に配置され、第１１の透明電極１３０－１１と第１２の透明電極１３０－１２とは、第１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９の透明電極１３０－９および第１０の透明電極１３０－１０の延在方向（第１の方向）は、第１１の透明電極１３０－１１および第１２の透明電極１３０－１２の延在方向（第２の方向）と直交しているが、僅かにずれて交差（略９０°）していてもよい。

【0037】

第４の液晶セル１１０－４では、第１３の透明電極１３０－１３および第１４の透明電極１３０－１４は第１の方向に延在し、第１５の透明電極１３０－１５および第１６の透明電極１３０－１６は第２の方向に延在している。また、第１３の透明電極１３０－１３と第１４の透明電極１３０－１４とは、第２方向において交互に櫛歯状に配置され、第１５の透明電極１３０－１５と第１６の透明電極１３０－１６とは、第１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１３の透明電極１３０－１３および第１４の透明電極１３０－１４の延在方向（第１の方向）は、第１５の透明電極１３０－１５および第１６の透明電極１３０－１６の延在方向（第２の方向）と直交しているが、僅かにずれて交差（略９０°）していてもよい。

【0038】

平面視において、第１の透明電極１３０－１、第５の透明電極１３０－５、第１１の透明電極１３０－１１、および第１５の透明電極１３０－１５は、互いに延在方向（第２の方向）が略一致するように重畳している。他の透明電極１３０も同様である。但し、第１の透明電極１３０－１、第５の透明電極１３０－５、第１１の透明電極１３０－１１、および第１５の透明電極１３０－１５が僅かにずれて重畳するように、第１の液晶セル１１０－１～第４の液晶セル１１０－４が配置されていてもよい。

【0039】

第１の基板１２０－１～第８の基板１２０－８の各々として、例えば、ガラス基板、石英基板、またはサファイア基板などの透光性を有する剛性基板が用いられる。また、第１の基板１２０－１～第８の基板１２０－８の各々として、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、またはフッ素樹脂基板などの透光性を有する可撓性基板を用いることもできる。

【0040】

第１の透明電極１３０－１～第１６の透明電極１３０－１６の各々は、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１３０－１～第１６の透明電極１３０－１６の各々として、例えば、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）またはインジウム・亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などの透明導電材料が用いられる。

【0041】

第１の液晶層１６０－１～第４の液晶層１６０－４の各々は、液晶分子の配向状態に応じて、透過する光を屈折し、または透過する光の偏光状態を変化させることができる。第１の液晶層１６０－１～第４の液晶層１６０－４の各々の液晶として、ネマティック液晶などが用いられる。本実施形態で説明する液晶はポジ型であるが、液晶分子の初期の配向方向などを変更することによりネガ型を適用する構成も可能である。また、液晶には、液晶分子にねじれを付与するカイラル剤が含まれていることが好ましい。

【0042】

第１の配向膜１４０－１～第８の配向膜１４０－８の各々は、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１４０－１～第８の配向膜１４０－８の各々として、ポリイミド樹脂などが用いられる。なお、第１の配向膜１４０－１～第８の配向膜１４０－８の各々は、ラビング法または光配向法などの配向処理によって配向特性が付与されてもよい。ラビング法は、配向膜の表面を一方向に擦る方法である。また、光配向法は、配向膜に直線偏光の紫外線を照射する方法である。

【0043】

第１のシール材１５０－１～第４のシール材１５０－４の各々として、エポキシ樹脂またはアクリル樹脂を含む接着材などが用いられる。なお、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。

【0044】

光学素子１００は、少なくとも２つの液晶セル（例えば、第１の液晶セル１１０－１および第２の液晶セル１１０－２）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１１０－１の第１の基板１２０－１および第４の液晶セル１１０－４の第８の基板１２０－８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。

【0045】

［３．光学素子１００による配光の制御］
図３Ａおよび図３Ｂは、本発明の一実施形態に係る照明装置１０の光学素子１００による配光の制御を説明する模式的な断面図である。図３Ａおよび図３Ｂには、図２Ｂに示す第１の液晶セル１１０－１および第２の液晶セル１１０－２の断面図の一部が示されている。図３Ａには、透明電極１３０に電位が供給されていない状態の光学素子１００が示され、図３Ｂには、透明電極１３０に電位が供給されている状態の光学素子１００が示されている。

【0046】

第１の配向膜１４０－１は第１の方向に配向処理が行われている。そのため、図３Ａに示すように、第１の液晶層１６０－１の第１の基板１２０－１側の液晶分子は、長軸が第１の方向に沿って配向する。すなわち、第１の基板１２０－１側の液晶分子の配向方向は、第１の透明電極１３０－１および第２の透明電極１３０－２の延在方向（第２の方向）と交差している。また、第２の配向膜１４０－２は第２の方向に配向処理が行われている。そのため、図３Ａに示すように、第１の液晶層１６０－１の第２の基板１２０－２側の液晶分子は、長軸が第２の方向に沿って配向する。すなわち、第２の基板１２０－２側の液晶分子の配向方向は、第３の透明電極１３０－３および第４の透明電極１３０－４の延在方向（第１の方向）と交差している。したがって、第１の液晶層１６０－１の液晶分子は、第１の基板１２０－１から第２の基板１２０－２に向かうにつれて徐々に長軸の向きを第１の方向から第２方向に変化し、９０度ねじれた状態で配向している。

【0047】

第２の液晶層１６０－２の液晶分子も、第１の液晶層１６０－１の液晶分子と同様であるため、ここでは説明を省略する。

【0048】

透明電極１３０に電位が供給されると、図３Ｂに示すように、液晶分子の配向が変化する。ここでは、第１の透明電極１３０－１、第３の透明電極１３０－３、第５の透明電極１３０－５、および第７の透明電極１３０－７にＬｏｗ電位が供給され、第２の透明電極１３０－２、第４の透明電極１３０－４、第６の透明電極１３０－６、および第８の透明電極１３０－８にＨｉｇｈ電位が供給されているものとして説明する。なお、図３Ｂでは、便宜上、Ｌｏｗ電位およびＨｉｇｈ電位を、それぞれ、「－」および「＋」の記号を用いて図示している。なお、以下では、隣接する透明電極間に生じる電界を横電界と言う場合がある。

【0049】

図３Ｂに示すように、第１の透明電極１３０－１と第２の透明電極１３０－２との間の横電界の影響によって、第１の基板１２０－１側の液晶分子は、全体として、第１の基板１２０－１に対して第１の方向に凸の円弧状に配向する。同様に、第３の透明電極１３０－３と第４の透明電極１３０－４との間の横電界の影響によって、第２の基板１２０－２側の液晶分子は、全体として、第２の基板１２０－２に対して第２の方向に凸の円弧状に配向する。第１の透明電極１３０－１と第２の透明電極１３０－２との間のほぼ中央に位置する液晶分子は、いずれの横電界によっても配向がほとんど変化しない。したがって、第１の液晶層１６０－１に入射した光は、第１の基板１２０－１側の第１の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第１の方向に拡散され、第２の基板１２０－２側の第２の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第２の方向に拡散される。

【0050】

なお、第１の基板１２０－１と第２の基板１２０－２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１２０－１の第１の透明電極１３０－１と第２の透明電極１３０－２との間の横電界は、第２の基板１２０－２側の液晶分子の配向に対して影響を及ぼさないか、または、無視できるほどに小さい。同様に、第２の基板１２０－２の第３の透明電極１３０－３と第４の透明電極１３０－４との間の横電界は、第１の基板１２０－１側の液晶分子の配向に対して影響を及ぼさないか、または、無視できるほどに小さい。

【0051】

第５の透明電極１３０－５～第８の透明電極１３０－８に電位が供給された場合における第２の液晶層１６０－２の液晶分子も、第１の液晶層１６０－１の液晶分子と同様であるため、ここでは説明を省略する。

【0052】

続いて、光学素子１００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、第１の方向の偏光成分（Ｐ偏光成分）および第２の方向の偏光成分（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３Ａおよび図３Ｂ中の（１）参照）は、Ｐ偏光成分を有する第１の偏光５１０およびＳ偏光成分を有する第２の偏光５２０を含む。なお、図３Ａおよび図３Ｂ中の矢印の記号および丸印にバツを付した記号は、それぞれ、Ｐ偏光成分およびＳ偏光成分を表している。

【0053】

第１の偏光５１０は、第１の基板１２０－１に入射した後、第２の基板１２０－２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３Ａおよび図３Ｂ中の（２）～（４）参照）。より具体的には、第１の偏光５１０は、第１の基板１２０－１側ではｘ軸方向に偏光軸を有しているが、第１の液晶層１６０－１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、第２の基板１２０－２側ではｙ軸方向に偏光軸を有し、その後、第２の基板１２０－２側から出射される（図３Ａおよび図３Ｂ中の（５）参照）。

【0054】

ここで、第１の透明電極１３０－１と第２の透明電極１３０－２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１２０－１側の液晶分子が第１の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５１０は、当該液晶分子の屈折率分布にしたがって、第１の方向に拡散する。また、第３の透明電極１３０－３と第４の透明電極１３０－４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１２０－２側の液晶分子が第２の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５１０は、当該液晶分子の屈折率分布の変化にしたがって、第２の方向に拡散する。

【0055】

したがって、横電界が発生していない場合（図３Ａ参照）、第１の液晶セル１１０－１を透過する第１の偏光５１０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３Ｂ参照）、第１の液晶セルを透過する第１の偏光５１０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、第１の方向および第２の方向に拡散する。

【0056】

第２の偏光５２０は、第１の基板１２０－１に入射した後、第２の基板１２０－２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３Ａおよび図３Ｂ中の（２）～（４）参照）。より具体的には、第２の偏光５２０は、第１の基板１２０－１側では第２の方向に偏光軸を有しているが、第１の液晶層１６０－１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、第２の基板１２０－２側では第１の方向に偏光軸を有し、その後、第２の基板１２０－２側から出射される（図３Ａおよび図３Ｂ中の（５）参照）。

【0057】

ここで、第１の透明電極１３０－１と第２の透明電極１３０－２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１２０－１側の液晶分子が第１の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５２０の偏光軸は、第１の基板１２０－１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３の透明電極１３０－３と第４の透明電極１３０－４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１２０－２側の液晶分子が第２の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５２０の偏光軸は、第２の基板１２０－２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。

【0058】

したがって、横電界が発生していない場合（図３Ａ参照）だけでなく、横電界が発生している場合（図３Ｂ参照）も、第１の液晶セル１１０－１を透過する第２の偏光５２０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。

【0059】

第２の液晶セル１１０－２の第２の液晶層１６０－２の液晶分子も、第１の液晶セル１１０－１の第１の液晶層１６０－１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５１０および第２の偏光５２０は、第１の液晶セル１１０－１を透過することで、偏光軸が変化しているため、第２の液晶層１６０－２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３Ａ参照）だけでなく、横電界が発生している場合（図３Ｂ参照）も、第２の液晶セル１１０－２を透過する第１の偏光５１０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３Ａおよび図３Ｂ中の（６）～（８）参照）。一方、横電界が発生していない場合（図３Ａ参照）、第２の液晶セル１１０－２を透過する第２の偏光５２０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３Ｂ参照）、第２の液晶セル１１０－２を透過する第２の偏光５２０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、第１の方向および第２の方向に拡散する。

【0060】

以上からわかるように、光学素子１００では、同一の構造を有する２つの液晶セル１１０を積層させることにより、光学素子１００に入射する光の偏光成分を２度にわたって変化させ、その結果、入射前と入射後での偏光成分を変わらなくすることができる（図３Ａおよび図３Ｂ中の（１）および（９）参照）。他方、光学素子１００は、透明電極１３０に電位を供給し、液晶セル１１０の液晶層１６０の液晶分子が有する屈折率分布を変化させ、液晶セル１１０を透過する光を屈折させることができる。より具体的には、第１の液晶セル１１０－１が第１の偏光５１０（Ｐ偏光成分）の光を第１の方向、第２の方向、または第１の方向および第２の方向に拡散させ、第２の液晶セル１１０－２が第２の偏光５２０（Ｓ偏光成分）の光を第１の方向、第２の方向、または第１の方向および第２の方向に拡散させることができる。

【0061】

図３Ａおよび図３Ｂでは第１の液晶セル１１０－１および第２の液晶セル１１０－２のみを図示し、第１の液晶セル１１０－１および第２の液晶セル１１０－２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１１０－３および第４の液晶セル１１０－４を透過する光の配光も同様である。但し、第３の液晶セル１１０－３および第４の液晶セル１１０－４は、第１の液晶セル１１０－１および第２の液晶セル１１０－２に対して９０°回転させた状態で配置されているため、作用を及ぼす偏光成分は、第１の液晶セル１１０－１および第２の液晶セル１１０－２の場合と入れ替わることになる。すなわち、第３の液晶セル１１０－３が第２の偏光５２０（Ｓ偏光成分）の光を第１の方向、第２の方向、または第１の方向および第２の方向に拡散させ、第４の液晶セル１１０－４が第１の偏光５１０（Ｐ偏光成分）の光を第１の方向、第２の方向、または第１の方向および第２の方向に拡散させることができる。

【0062】

上述したように、光学素子１００では、所定の透明電極１３０に電位を供給することにより、透過する光を所定の方向に拡散することができる。一方、照明装置１０では、発光モジュール２００から照射される光はコリメート光であり、透明電極１３０に電位が供給されていないときに、光学素子１００を透過する光の配光の形状が異方的となる場合がある。そのような場合であっても、光学素子１００を用いて補正することができる。以下、光学素子１００による配光の形状の補正について説明する。

【0063】

［４．光学素子１００による配光の形状の補正］
図４は、本発明の一実施形態に係る照明装置１０の光学素子１００と発光モジュール２００との関係を説明する模式図である。なお、図４には、光学素子１００の液晶セル１１０の透明電極１３０、ならびに発光モジュール２００の導光板２５０およびプリズムシート２６０が模式的に示されている。

【0064】

光学素子１００では、第１の透明電極１３０－１、第２の透明電極１３０－２、第５の透明電極１３０－５、第６の透明電極１３０－６、第１１の透明電極１３０－１１、第１２の透明電極１３０－１２、第１５の透明電極１３０－１５、および第１６の透明電極１３０－１６は、第２の方向に延在している。また、第３の透明電極１３０－３、第４の透明電極１３０－４、第７の透明電極１３０－７、第８の透明電極１３０－８、第９の透明電極１３０－９、第１０の透明電極１３０－１０、第１３の透明電極１３０－１３、および第１４の透明電極１３０－１４は、第１の方向に延在している。一方、発光モジュール２００では、導光板２５０の第１の溝２５２が、第３の方向に延在している。また、導光板２５０の第２の溝２５４およびプリズムシート２６０の溝２６２は、第４の方向に延在している。すなわち、透明電極１３０の延在方向と、導光板２５０の第１の溝２５２もしくは第２の溝２５４またはプリズムシート２６０の溝２６２の延在方向とは、４５°または１３５°で交差している。

【0065】

図５は、本発明の一実施形態に係る照明装置１０において、補正前後の配光の形状を説明する模式図である。図５中の破線は、透明電極１３０に電位が供給されていない場合の配光の形状である。本実施形態においては、発光モジュール２００は、その出向領域の中央部から光を出射する。照明装置１０では、発光モジュール２００の導光板２５０の第１の溝２５２および第２の溝２５４ならびにプリズムシート２６０の溝２６２が第３の方向または第４の方向に延在している。そのため、発光モジュール２００から照射され、光学素子１００を透過する光の配光の形状は、第３の方向と第４の方向とで長さが異なる場合がある。例えば、図５中の破線で示すように、第４の方向の長さが第３の方向の長さよりも小さい十字形状を示す場合がある。換言すると、図５中の破線が示す十字形状は、第１の方向および第２の方向に窪みを有する。この場合、第１の方向または第２の方向に延在する透明電極１３０に供給する電位を調整することにより、光学素子１００によって第１の方向または第２の方向に光を拡散させ、図５中の実線で示す配光の形状に補正することができる。例えば、基板１２０上の隣接する透明電極１３０間の電位差が２Ｖとなるように、透明電極１３０に電位を供給することができる。このような補正に必要とされる電位の値は、予めルックアップテーブル３２２に格納しておくことができる。すなわち、照明装置１０では、制御部３００が、記憶部３２０のルックアップテーブル３２２を読み出し、配光の形状を容易に補正することができる。

【0066】

なお、上記では、透明電極１３０の延在方向と、導光板２５０の第１の溝２５２もしくは第２の溝２５４またはプリズムシート２６０の溝２６２の延在方向とは、４５°または１３５°で交差している照明装置１０を例に説明したが、当該なす角はこれに限られない。なす角は、略４５°または略１３５°の範囲内であればよい。

【0067】

以上、本発明の一実施形態に係る照明装置１０によれば、発光モジュール２００から照射される光の配光の形状を、光学素子１００によって補正することができる。すなわち、照明装置１０では、透明電極１３０の延在方向と、導光板２５０の第１の溝２５２もしくは第２の溝２５４またはプリズムシート２６０の溝２６２の延在方向とが異なっているため、光学素子１００を透過し、制御前の光の配光の形状を補正することができる。

【0068】

＜第２実施形態＞
図６～図７Ｃを参照して、照明装置１０Ａについて説明する。なお、以下では、照明装置１０Ａの構成が照明装置１０の構成と同様であるとき、その説明を省略する場合がある。

【0069】

図６は、本発明の一実施形態に係る照明装置１０Ａの光学素子１００Ａと発光モジュール２００Ａとの関係を説明する模式図である。なお、図６には、光学素子１００Ａの液晶セル１１０Ａの透明電極１３０Ａ、ならびに発光モジュール２００Ａの導光板２５０Ａおよびプリズムシート２６０Ａが模式的に示されている。

【0070】

光学素子１００Ａでは、第１の透明電極１３０Ａ－１、第２の透明電極１３０Ａ－２、第５の透明電極１３０Ａ－５、第６の透明電極１３０Ａ－６、第１１の透明電極１３０Ａ－１１、第１２の透明電極１３０Ａ－１２、第１５の透明電極１３０Ａ－１５、および第１６の透明電極１３０Ａ－１６は、第４の方向に延在している。また、第３の透明電極１３０Ａ－３、第４の透明電極１３０Ａ－４、第７の透明電極１３０Ａ－７、第８の透明電極１３０Ａ－８、第９の透明電極１３０Ａ－９、第１０の透明電極１３０Ａ－１０、第１３の透明電極１３０Ａ－１３、および第１４の透明電極１３０Ａ－１４は、第３の方向に延在している。一方、発光モジュール２００Ａでは、導光板２５０Ａの第１の溝２５２Ａが、第１の方向に延在している。また、導光板２５０Ａの第２の溝２５４Ａおよびプリズムシート２６０Ａの溝２６２Ａは、第２の方向に延在している。すなわち、透明電極１３０Ａの延在方向と、導光板２５０Ａの第１の溝２５２Ａもしくは第２の溝２５４Ａまたはプリズムシート２６０Ａの溝２６２Ａの延在方向とは、４５°または１３５°で交差している。

【0071】

図７Ａ～図７Ｃは、本発明の一実施形態に係る照明装置１０Ａにおいて、補正前後の配光の形状を説明する模式図である。図７Ａ～図７Ｃ中の破線は、透明電極１３０Ａに電位が供給されていない場合の配光の形状である。照明装置１０Ａでは、発光モジュール２００Ａの導光板２５０Ａの第１の溝２５２Ａおよび第２の溝２５４Ａならびにプリズムシート２６０Ａの溝２６２Ａが第１の方向または第２の方向に延在している。そのため、発光モジュール２００Ａから照射され、光学素子１００Ａを透過する光の配光の形状は、第１の方向と第２の方向とで長さが異なる場合がある。例えば、図７Ａ～図７Ｃ中の破線で示すように、第２の方向の長さが第１の方向の長さよりも小さい十字形状を示す場合がある。換言すると、図７Ａ～図７Ｃ中の破線が示す十字形状は、第３の方向および第４の方向に窪みを有する。この場合、第３の方向または第４の方向に延在する透明電極１３０Ａに供給する電位を調整することにより、光学素子１００Ａによって第３の方向または第４の方向に光を拡散させ、図７Ａ～図７Ｃ中の実線で示す配光の形状に補正することができる。例えば、隣接する透明電極１３０の電位差が表１に示すように、各透明電極１３０に電位を供給する。

【0072】

【表1】

【0073】

図７Ａ～図７Ｃ中の実線で示す配光の形状は、それぞれ、表１の電位差（１）、電位差（２）、および電位差（３）となるように、各透明電極１３０に電位を供給された場合である。表１および図７Ａ～図７Ｃからわかるように、透明電極１３０に供給する電位を調整することにより、配光の形状を円形だけでなく、楕円形に補正することもできる。また、第１の方向の長さと第２の方向の長さとの差が大きい場合には、隣接する透明電極１３０間の電位差を大きくすることにより配光の形状を補正することができる。

【0074】

以上、本発明の一実施形態に係る照明装置１０Ａによれば、発光モジュール２００Ａから照射される光の配光の形状を、光学素子１００Ａによって補正することができる。すなわち、照明装置１０Ａでは、透明電極１３０Ａの延在方向と、導光板２５０Ａの第１の溝２５２Ａもしくは第２の溝２５４Ａまたはプリズムシート２６０の溝２６２Ａの延在方向とが異なっているため、光学素子１００Ａを透過し、制御前の光の配光の形状を補正することができる。

【0075】

＜第３実施形態＞
図８～図９Ｃを参照して、照明装置１０Ｂについて説明する。なお、以下では、照明装置１０Ｂの構成が照明装置１０の構成と同様であるとき、その説明を省略する場合がある。

【0076】

図８は、本発明の一実施形態に係る照明装置１０Ｂの模式的な分解斜視図である。図８に示すように、照明装置１０Ｂは、光学素子１００Ａおよび発光モジュール２００Ｂを含む。発光モジュール２００Ｂは、ＬＥＤ素子２４２およびリフレクタ２９０Ｂを含む。

【0077】

リフレクタ２９０Ｂの形状は、内部に空洞を有する略円錐台形である。リフレクタ２９０Ｂ内には、ＬＥＤ素子２４２が設けられている。すなわち、ＬＥＤ素子２４２は、リフレクタ２９０Ｂの底面に配置され、リフレクタ２９０Ｂの側面によって取り囲まれている。ＬＥＤ素子２４２から出射された光は、リフレクタ２９０Ｂの底面または側面によって反射され、光学素子１００に入射される。なお、リフレクタ２９０Ｂの形状は、略円錐台形に限られない。リフレクタ２９０Ｂの形状は、例えば、多角柱形であってもよく、リフレクタ２９０Ｂの底面または側面は、平面であっても曲面であってもよい。

【0078】

リフレクタ２９０Ｂの形状またはＬＥＤ素子２４２の実装のばらつきによっては、発光モジュール２００Ｂから照射される光の配光の形状が異方的となる場合がある。この場合、各透明電極１３０Ａに電位が印加されていない光学素子１００Ａから出射される光の配光の形状も異方的となる。例えば、光学素子１００Ａから出射された光の配光の形状が、ｙ軸方向の長さがｘ軸方向の長さよりも小さい楕円形であるとき、透明電極１３０Ａがｘ軸方向およびｙ軸方向に延在する透明電極１３０Ａが含まれる光学素子１００Ａを用いてｙ軸方向に光を拡散させ、配光の形状を等方的になるように補正することができる。また、透明電極１３０Ａに供給する電位の値をルックアップテーブル３２２に格納しておくことにより、常に配光の形状を補正することができる電位を供給することができる。

【0079】

なお、補正前の配光の形状の長軸方向または短軸方向と光学素子１００Ａの透明電極１３０Ａの延在方向とが一致していないときは、透明電極１３０Ａの延在方向が補正前の長軸方向または短軸方向に一致するように、発光モジュール２００Ｂに対する光学素子１００Ａの配置を調整すればよい。また、光学素子１００Ａの代わりに、光学素子１００を用いることもできる。

【0080】

また、照明装置１０Ｂでは、光学素子１００Ａを用いて、配光の形状の補正を行うだけでなく、配光の形状を制御することができる。

【0081】

図９Ａ～図９Ｃは、本発明の一実施形態に係る照明装置１０Ｂから照射された光の配光の形状を測定した測定結果である。具体的には、図９Ａ～図９Ｃは、それぞれ、作製された照明装置１０Ｂに表２に示す電位差（４）～電位差（６）を供給したときに、照明装置１０Ｂから照射された光の方位角を測定した測定結果である。

【0082】

【表2】

【0083】

電位差（４）のように、隣接する透明電極１３０間の電位差が３０Ｖとなるように各透明電極１３０に電位が供給されると、図９に示すようなｘ軸方向およびｙ軸方向に光が拡散された配光の形状が得られた。また、電位差（５）のように、各液晶セル１１０がｙ軸方向に光を拡散させるように透明電極１３０に電位が供給されると、ｙ軸方向に光が拡がる配光の形状が得られた。また、電位差（６）のように、各液晶セル１１０がｘ軸方向に光を拡散させるように透明電極１３０に電位が供給されると、ｘ軸方向に光が拡がる配光の形状が得られた。

【0084】

以上、本発明の一実施形態に係る照明装置１０Ｂによれば、発光モジュール２００Ｂから照射される光の配光の形状を、光学素子１００または光学素子１００Ａによって補正することができるため、照明装置１０Ｂにおける発光モジュール２００Ｂ、特に、リフレクタ２９０Ｂの設計の自由度が拡がる。換言すると、照明装置１０Ｂとして、さまざまな発光モジュール２００Ｂを用いることができる。

【0085】

本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例および修正例に相当し得るものであり、それら変更例および修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば、上述の各実施形態に対して、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、または、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。

【0086】

また、本実施形態において態様によりもたらされる他の作用効果について本明細書の記載から明らかなもの、または当業者において適宜想到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】

【0087】

１０、１０Ａ、１０Ｂ：照明装置、 １００、１００Ａ：光学素子、 １１０、１１０Ａ：液晶セル、 １２０：基板、 １３０、１３０Ａ：透明電極、 １４０：配向膜、 １５０：シール材、 １６０：液晶層、 １７０：光学弾性樹脂層、 ２００、２００Ａ、２００Ｂ：発光モジュール、 ２１０：金属フレーム、 ２２０：反射シート、 ２３０：樹脂フレーム、 ２４０：光源基板、 ２４２：ＬＥＤ素子、 ２５０、２５０Ａ：導光板、 ２５２、２５２Ａ：第１の溝、 ２５４、２５４Ａ：第２の溝、 ２６０、２６０Ａ：プリズムシート、 ２６２、２６２Ａ：溝、 ２７０：スペーサ、 ２８０：遮光両面テープ、 ２９０Ｂ：リフレクタ、 ３００：制御部、 ３１０：信号処理部、 ３２０：記憶部、 ３２２：ルックアップテーブル、 ５１０：第１の偏光、 ５２０：第２の偏光、 ９００：情報端末

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図9C】