(57)【要約】      （修正有）【課題】高い透明性を有する透明状態と、効率良く光を屋内に採り入れる配光状態とを実現する。【解決手段】光学装置は、配光デバイス２と、配光デバイス２に対して注入又は排出される液体８ａと、液体８ａを収容する容器とを備える。配光デバイス２は、液体８ａの注入又は排出によって、入射する光を透過させる状態を透明状態と配光状態とで切り替える第１デバイス２ａを有する。第１デバイス２ａは、透光性を有する第１基板１０と、第１基板１０に対向して配置された透光性を有する第２基板２０と、第２基板２０の、第１基板１０に対向する主面２１に配置された、一方向に並んで設けられた複数の第１凸部３１を有する第１凹凸構造層３０と、第１基板１０と第１凹凸構造層３０との間に設けられ、液体８ａが注入又は排出される空間である第１間隙部４０とを有する。液体８ａの屈折率の波長依存性は、第１凹凸構造層３０の屈折率の波長依存性に近い。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射する光を配光する配光デバイスと、
前記配光デバイスに対して注入又は排出される第１液体と、
前記第１液体を収容する容器とを備え、
前記配光デバイスは、前記第１液体の注入又は排出によって、前記入射する光を透過させる状態を透明状態と配光状態とで切り替える第１デバイスを有し、
前記第１デバイスは、
透光性を有する第１基板と、
前記第１基板に対向して配置された透光性を有する第２基板と、
前記第２基板の、前記第１基板に対向する主面である第１主面に配置された、一方向に並んで設けられた複数の第１凸部を有する第１凹凸構造層と、
前記第１基板と前記第１凹凸構造層との間に設けられ、前記第１液体が注入又は排出される空間である第１間隙部とを有し、
前記第１液体の屈折率の波長依存性は、前記第１凹凸構造層の屈折率の波長依存性に近い
光学装置。
【請求項２】
前記第１液体の第１波長における屈折率と前記第１凹凸構造層の前記第１波長における屈折率との差は、０．００５未満であり、
波長に対する前記第１液体の屈折率の変化を表す屈折率曲線の前記第１波長における傾きと、波長に対する前記第１凹凸構造層の屈折率の変化を表す屈折率曲線の前記第１波長における傾きとの差は、５×１０−６以下であり、
前記第１波長は、４５０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲に含まれる任意の波長である
請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
さらに、前記配光デバイスに対して注入又は排出される第２液体を備え、
前記容器は、さらに、前記第２液体を収容し、
前記配光デバイスは、さらに、前記第２液体の注入又は排出によって、前記入射する光を透過させる状態を透明状態と配光状態とで切り替える第２デバイスを有し、
前記第２デバイスは、
前記第１基板又は前記第２基板の主面であって、前記第１間隙部が設けられた側とは反対側の主面である第２主面に対向して配置された、透光性を有する第３基板と、
前記第３基板の、前記第２主面に対向する主面である第３主面及び前記第２主面のいずれか一方に配置された、一方向に並んで設けられた複数の第２凸部を有する第２凹凸構造層と、
前記第２凹凸構造層と、前記第２凹凸構造層に対向する前記第３主面又は前記第２主面との間に設けられ、前記第２液体が注入又は排出される空間である第２間隙部とを有し、
前記第２液体の屈折率の波長依存性は、前記第２凹凸構造層の屈折率の波長依存性に近い
請求項１又は２に記載の光学装置。
【請求項４】
前記第２液体の第２波長における屈折率と前記第２凹凸構造層の前記第２波長における屈折率との差は、０．００５未満であり、
波長に対する前記第２液体の屈折率の変化を表す屈折率曲線の前記第２波長のおける傾きと、波長に対する前記第２凹凸構造層の屈折率の変化を表す屈折率曲線の前記第２波長における傾きとの差は、５×１０−６以下であり、
前記第２波長は、４５０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲に含まれる任意の波長である
請求項３に記載の光学装置。
【請求項５】
前記複数の第１凸部の各々は、第１側面を有し、
前記複数の第２凸部の各々は、第２側面を有し、
前記第１主面に直交する方向に対する前記第１側面の傾斜角は、前記第１主面に直交する方向に対する前記第２側面の傾斜角より大きい
請求項３又は４に記載の光学装置。
【請求項６】
前記第２凹凸構造層は、前記第２液体が前記第２間隙部から排出された状態で入射する光を前記第２側面で全反射させる配光構造を有し、
前記第１凹凸構造層は、前記第１液体が前記第１間隙部から排出された状態で入射する光であって、前記第２側面で全反射された光を屈折させる配光構造を有する
請求項５に記載の光学装置。
【請求項７】
前記第１側面の傾斜角は、２０°以上３５°以下であり、
前記第２側面の傾斜角は、１０°以上２０°以下である
請求項５又は６に記載の光学装置。
【請求項８】
前記第１間隙部への前記第１液体の注入、及び、前記第１間隙部からの前記第１液体の排出の少なくとも一方を行う送液部と、
前記送液部を制御する制御部とを備える
請求項１〜７のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項９】
前記制御部は、太陽高度に応じて前記送液部を制御する
請求項８に記載の光学装置。
【請求項１０】
前記制御部は、太陽高度が閾値より低い場合に、前記第１間隙部に前記第１液体を充填させ、太陽高度が前記閾値より高い場合に、前記第１間隙部から前記第１液体を排出する
請求項９に記載の光学装置。
【請求項１１】
前記配光デバイス及び前記容器の組を複数備え、
複数の前記配光デバイスは、前記第１主面を平面視した場合に、面内に並んで配置されている
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、第１電極と第２電極との間に配置され、透明状態と入射光を配光する状態とが変化可能な屈折率調整層と、第１電極と屈折率調整層との間に配置され、第２電極に向かって突出する複数の凸部を有する凹凸層とを備える光学デバイスが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１６／１８５６９２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の光学デバイスでは、凸部と屈折率調整層との屈折率差が小さいので、全反射できる光の量が少ない。このため、上記従来の光学デバイスを窓に利用したとしても、屋内に光を効率良く採り入れることができない。
【０００５】
また、凹凸層を構成する樹脂材料の屈折率が波長に依存するので、透明状態においても凹凸層と屈折率調整層とで波長に応じて異なる屈折率差が発生する。このため、透明状態では色ずれが発生するために、高い透明性を実現することができない。
【０００６】
そこで、本発明は、窓に利用された場合に、高い透明性を有する透明状態と、効率良く光を屋内に採り入れる配光状態とを実現することができる光学装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る光学装置は、入射する光を配光する配光デバイスと、前記配光デバイスに対して注入又は排出される第１液体と、前記第１液体を収容する容器とを備え、前記配光デバイスは、前記第１液体の注入又は排出によって、前記入射する光を透過させる状態を透明状態と配光状態とで切り替える第１デバイスを有し、前記第１デバイスは、透光性を有する第１基板と、前記第１基板に対向して配置された透光性を有する第２基板と、前記第２基板の、前記第１基板に対向する主面である第１主面に配置された、一方向に並んで設けられた複数の第１凸部を有する第１凹凸構造層と、前記第１基板と前記第１凹凸構造層との間に設けられ、前記第１液体が注入又は排出される空間である第１間隙部とを有し、前記第１液体の屈折率の波長依存性は、前記第１凹凸構造層の屈折率の波長依存性に近い。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る光学装置によれば、窓に利用された場合に、高い透明性を有する透明状態と、効率良く光を屋内に採り入れる配光状態とを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施の形態１に係る光学装置の構成を示す模式図である。
【図２】図２は、実施の形態１に係る光学装置が備える配光デバイスの断面図である。
【図３】図３は、実施の形態１に係る配光デバイスが備える第１凹凸構造層の第１凸部の断面図である。
【図４】図４は、実施の形態１に係る配光デバイスの透明状態を示す断面図である。
【図５】図５は、実施の形態１に係る配光デバイスの配光状態を示す断面図である。
【図６】図６は、実施例に係る配光デバイスが備える液体及び第１凹凸構造層の各々の屈折率の波長依存性を示す図である。
【図７】図７は、比較例に係る配光デバイスが備える液体及び第１凹凸構造層の各々の屈折率の波長依存性を示す図である。
【図８】図８は、実施の形態２に係る光学装置の構成を示す模式図である。
【図９】図９は、実施の形態２に係る光学装置が備える配光デバイスの断面図である。
【図１０】図１０は、実施の形態２に係る光学装置が備える第２凹凸構造層の第２凸部の断面図である。
【図１１】図１１は、実施の形態２に係る配光デバイスの透明状態を示す断面図である。
【図１２】図１２は、実施の形態２に係る配光デバイスの低角度入射用の配光状態を示す断面図である。
【図１３】図１３は、実施の形態２に係る配光デバイスの高角度入射用の配光状態を示す断面図である。
【図１４】図１４は、実施の形態２に係る配光デバイスの高角度入射用の配光状態を示す断面図である。
【図１５】図１５は、実施の形態３に係る光学装置の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下では、本発明の実施の形態に係る光学装置について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００１１】
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、例えば、各図において縮尺などは必ずしも一致しない。また、各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
【００１２】
また、本明細書において、平行又は垂直などの要素間の関係性を示す用語、及び、三角形又は台形などの要素の形状を示す用語、並びに、数値範囲は、厳格な意味のみを表す表現ではなく、実質的に同等な範囲、例えば数％程度の差異をも含むことを意味する表現である。
【００１３】
また、本明細書及び図面において、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、三次元直交座標系の三軸を示している。各実施の形態では、Ｚ軸方向を鉛直方向とし、Ｚ軸に垂直な方向（ＸＹ平面に平行な方向）を水平方向としている。なお、Ｚ軸の正方向を鉛直上方としている。また、本明細書において、「厚み方向」とは、光学デバイスの厚み方向を意味し、第１基板及び第２基板の主面に垂直な方向のことであり、「平面視」とは、第１基板又は第２基板の主面に対して垂直な方向から見たときのことをいう。
【００１４】
（実施の形態１）
［構成］
まず、実施の形態１に係る光学装置の構成について、図１及び図２を用いて説明する。図１は、本実施の形態に係る光学装置１の構成を示す模式図である。図２は、本実施の形態に係る光学装置１が備える配光デバイス２の断面図である。
【００１５】
図１に示されるように、光学装置１は、配光デバイス２と、容器３とを備える。本実施の形態では、光学装置１は、さらに、配管４ａと、ポンプ５ａと、制御部６と、バルブ７ａ及び７ｃとを備える。なお、図１では、配光デバイス２のみを平面視で模式的に図示しており、容器３、配管４ａ、ポンプ５ａ、制御部６、並びに、バルブ７ａ及び７ｃは互いの接続関係を模式的に図示している。後述する図８及び図１５においても同様である。
【００１６】
配光デバイス２は、配光デバイス２に入射する光を制御する光制御デバイスである。具体的には、配光デバイス２は、配光デバイス２に入射する光を透過させる際に、入射した光の進行方向を変更して出射させる。すなわち、配光デバイス２は、入射する光を配光する。
【００１７】
本実施の形態では、「配光」とは、配光デバイス２に入射する入射光を透過させる際に、その進行方向を特定の方向に曲げて出射させることである。例えば、配光デバイス２は、鉛直方向に沿って立てて配置された場合に、斜め下方に向けて進む光を透過させる際に、当該光を全反射することで、斜め上方に向けて出射する。配光デバイス２による具体的な光学作用については、後で説明する。
【００１８】
配光デバイス２は、例えば、建物の窓に設置されることで、配光機能付き窓として実現することができる。配光デバイス２は、例えば、粘着層を介して既存の窓ガラスなどの透明基材に貼り付けて使用される。あるいは、配光デバイス２は、建物の窓そのものとして利用されてもよい。
【００１９】
配光デバイス２は、図２に示されるように、第１デバイス２ａを備える。配光デバイス２は、例えば、第１デバイス２ａの第２基板２０が屋内側で、第１デバイス２ａの第１基板１０が屋外側になるように建物の窓に配置される。
【００２０】
第１デバイス２ａは、透明状態と配光状態とを切り替えることができるデバイスである。図２に示されるように、第１デバイス２ａは、第１基板１０と、第２基板２０と、第１凹凸構造層３０と、第１間隙部４０と、第１封止部材５０とを備える。各構成要素の詳細については、後で説明する。
【００２１】
本実施の形態では、図２に示されるように、光学装置１は、第１間隙部４０を充填可能な液体８ａを備える。光学装置１は、第１間隙部４０への液体８ａの注入、及び、第１間隙部４０からの液体８ａの排出を制御することで、第１凹凸構造層３０の表面と当該表面に接触する媒体との屈折率差を変更することができる。
【００２２】
具体的には、第１間隙部４０に液体８ａが注入された場合に、液体８ａが第１凹凸構造層３０の表面に接触する媒体になる。例えば、液体８ａと第１凹凸構造層３０との屈折率差が実質的に等しくなり、第１デバイス２ａの光学状態が透明状態になる。第１間隙部４０から液体８ａが排出された場合に、排出された液体８ａの代わりに第１間隙部４０に導入される気体９ａが、第１凹凸構造層３０の表面に接触する媒体になる。気体９ａと第１凹凸構造層３０との屈折率差が大きくなり、第１デバイス２ａの光学状態が配光状態になる。
【００２３】
液体８ａは、配光デバイス２に対して注入又は排出される第１液体の一例である。具体的には、液体８ａは、第１間隙部４０に注入され、かつ、第１間隙部４０から排出される。つまり、液体８ａは、第１のタイミングで第１間隙部４０へ注入された後、第２のタイミングで第１間隙部４０から排出される。排出された液体８ａは、容器３に収容される。また、排出された液体８ａは、第３のタイミングで第１間隙部４０へ注入される。つまり、液体８ａは、第１間隙部４０に対する注入及び排出が繰り返し行われる。
【００２４】
液体８ａの体積は、例えば、第１間隙部４０の容積に等しい。これにより、液体８ａによって第１間隙部４０を完全に充填することができる。なお、液体８ａの体積は、第１間隙部４０の容積よりも少なくてもよく、多くてもよい。
【００２５】
本実施の形態では、液体８ａの屈折率は、第１凹凸構造層３０の屈折率に等しい。ここでの“等しい”は、完全に一致するという意味だけではなく、実質的に等しいという意味も含まれる。つまり、液体８ａの屈折率と第１凹凸構造層３０の屈折率とは、僅かな差を有してもよい。例えば、第１凹凸構造層３０の屈折率をｎ１とし、液体８ａの屈折率をｎ２とした場合、ｎ１−ｎ２の絶対値は０．０１以下であってもよい。
【００２６】
液体８ａの注入及び排出の各々のタイミング、並びに、注入量及び排出量は、制御部６によって調整される。これにより、配光デバイス２は、複数の光学状態を実現することができる。
【００２７】
液体８ａは、例えば、屈折率が高い有機材料を含有する水溶液であり、一例としてグリセリン水溶液である。グリセリン水溶液の屈折率は、例えば、１．３８以上１．４１以下の範囲である。なお、液体８ａは、屈折率が高いナノ粒子を含有する水溶液であってもよい。
【００２８】
あるいは、液体８ａは、例えばシリコーンオイルであってもよい。シリコーンオイルの屈折率は、例えば、１．５以上１．６以下の範囲である。あるいは、液体８ａは、屈折率が約１．３３の水、又は、屈折率が約１．３のアルコールでもよい。水は、純水であってもよく、水道水又は砂糖水などであってもよい。
【００２９】
液体８ａは、表面張力が２０ｍＮ／ｍ以上７６ｍＮ／ｍ以下である。具体的には、液体８ａは、０℃以上４０℃以下の範囲における表面張力が２０ｍＮ／ｍ以上７６ｍＮ／ｍ以下である。表面張力が２０ｍＮ／ｍ以上であることで、液体８ａの注入及び排出が容易に行われる。例えば、排出時の液体８ａの残留を抑制し、かつ、注入時の液体８ａ内への気泡の混入を抑制することができる。これにより、配光デバイス２の面内での光学状態の均一性を高めることができる。
【００３０】
液体８ａが排出された場合に代わりに導入される気体９ａは、例えば、配光デバイス２の周辺に位置する空気であるが、容器などに予め用意された気体であってもよい。例えば、気体９ａの流出入が行われる空気孔５２には、乾燥空気、窒素、又は、不活性ガスを収容する容器が接続されていてもよい。つまり、光学装置１は、不活性ガスなどの気体を収容する容器を備えていてもよい。不活性ガスは、例えば、アルゴンなどであるが、特に限定されない。
【００３１】
容器３は、液体８ａを収容するための容器である。図１に示されるように、容器３は、配管４ａを介して配光デバイス２に接続されている。具体的には、図２に示されるように、配管４ａは、第１デバイス２ａと容器３とを接続している。配管４ａは、第１デバイス２ａの第１封止部材５０に設けられた開口５１に接続されている。なお、容器３は、第１デバイス２ａの開口５１に直接接続されていてもよい。つまり、光学装置１は、配管４ａを備えていなくてもよい。
【００３２】
容器３の容量は、例えば、第１間隙部４０の容量以上である。これにより、容器３は、第１間隙部４０から液体８ａを完全に排出させることができる。なお、容器３の大きさ及び形状は特に限定されない。容器３及び配管４ａは、例えば樹脂材料又は金属材料を用いて形成されている。容器３及び配管４ａは、例えば、液体８ａに対して反応を起こさない材料を用いて形成されている。
【００３３】
配光デバイス２が建物の窓に利用された場合、容器３及び配管４ａは、例えば、建物の窓枠、壁、床又は天井などに埋め込んで設けられる。あるいは、容器３及び配管４ａは、建物の屋内又は屋外に設けられてもよい。
【００３４】
ポンプ５ａは、第１間隙部４０への液体８ａの注入、及び、第１間隙部４０からの液体８ａの排出の少なくとも一方を行う送液部の一例である。本実施の形態では、ポンプ５ａは、液体８ａの注入及び排出の両方を行う。ポンプ５ａは、例えば、配管４ａを流れる液体８ａの流量及び流れる方向を調整可能である。
【００３５】
液体８ａの注入及び排出のいずれか一方は、液体８ａの自重を利用して行われてもよい。具体的には、容器３が第１間隙部４０よりも高い位置に設けられている場合、容器３から第１間隙部４０への液体８ａの注入は、バルブ７ａを開けるだけで液体８ａの自重によって容易に行われる。容器３が第１間隙部４０よりも低い位置に設けられている場合、第１間隙部４０から容器３への液体８ａの排出は、液体８ａの自重によって容易に行われる。このように、ポンプ５ａは、第１間隙部４０に対する液体８ａの注入及び排出の一方を行わなくてもよい。
【００３６】
ポンプ５ａは、例えば、配管４ａに設けられているが、容器３内に設けられてもよい。例えば、制御部６がバルブ７ａの開閉を制御することで、ポンプ５ａが第１間隙部４０に対する注入及び排出を行うことができる。
【００３７】
制御部６は、ポンプ５ａを制御する。具体的には、制御部６は、ユーザからの指示、太陽高度、日時及び天候の少なくとも１つに基づいて、ポンプ５ａを制御する。制御部６は、ポンプ５ａを制御することで、液体８ａの注入及び排出のタイミング、並びに、注入量及び排出量を調整する。
【００３８】
制御部６は、例えば、マイクロコントローラなどで実現される。制御部６は、例えば、プログラムが格納された不揮発性メモリ、プログラムを実行するための一時的な記憶領域である揮発性メモリ、入出力ポート、プログラムを実行するプロセッサなどで実現される。制御部６が有する機能は、プロセッサによって実行されるソフトウェアで実現される。あるいは、制御部６が有する機能は、複数の回路素子を含む電子回路などのハードウェアで実現されてもよい。
【００３９】
バルブ７ａは、配管４ａに接続されており、第１間隙部４０に対する液体８ａの流れを制御する。バルブ７ａは、例えば、制御部６によって開閉が制御される。バルブ７ａが開いた状態で、容器３から第１間隙部４０への液体８ａの注入、及び、第１間隙部４０から容器３への液体８ａの排出が行われる。バルブ７ａが閉じた状態では、第１間隙部４０に注入された液体８ａの漏出、及び、容器３から第１間隙部４０への液体８ａの浸入を抑制することができる。
【００４０】
バルブ７ｃは、第１間隙部４０に対する気体９ａの流れを制御する。バルブ７ｃは、例えば、図２に示される空気孔５２に接続された配管（図２には示していない）に接続され、制御部６によって開閉が制御される。液体８ａの注入及び排出が行われる場合に、バルブ７ｃが開けられる。
【００４１】
続いて、配光デバイス２の具体的な構成について説明する。
【００４２】
［第１基板及び第２基板］
第１基板１０及び第２基板２０はそれぞれ、透光性を有する基材である。第１基板１０及び第２基板２０としてはそれぞれ、例えばガラス基板又は樹脂基板を用いることができる。
【００４３】
ガラス基板の材料としては、ソーダガラス、無アルカリガラス又は高屈折率ガラスなどが挙げられる。樹脂基板の材料としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、アクリル（ＰＭＭＡ）又はエポキシなどの樹脂材料が挙げられる。ガラス基板は、光透過率が高く、かつ、水分の透過性が低いという利点がある。一方、樹脂基板は、破壊時の飛散が少ないという利点がある。本実施の形態では、第１基板１０及び第２基板２０はそれぞれ、透明ガラス基板である。
【００４４】
第１基板１０及び第２基板２０はそれぞれ、例えば、リジッド基板であるが、フレキシブル基板であってもよい。第１基板１０及び第２基板２０の各々の厚みは、例えば３ｍｍ以上６ｍｍ以下であるが、これに限らない。第１基板１０の平面視形状は、例えば、長方形又は正方形などであるが、これに限らず、矩形以外の多角形、又は、円形であってもよい。
【００４５】
第１基板１０は、光入射側（屋外側）の基板であり、第２基板２０は、光出射側（屋内側）の基板である。第２基板２０は、第１基板１０に対向して配置されている。第２基板２０は、主面２１を有する。主面２１は、第１基板１０に対向する主面である第１主面の一例である。第１基板１０と第２基板２０とは、互いに平行に配置されており、その間隔は、例えば１ｍｍ以下であり、一例として５００μｍである。なお、第１基板１０と第２基板２０との間隔は、１ｍｍより大きくてもよい。
【００４６】
本実施の形態では、第１基板１０と第２基板２０とは、互いの端部の外周に沿って額縁状に設けられた第１封止部材５０によって接着されている。第１基板１０と第２基板２０との間には、間隔を一定に保つために、粒子状の複数のスペーサが面内に分散されていてもよく、柱状の構造が形成されていてもよい。
【００４７】
［第１凹凸構造層］
第１凹凸構造層３０は、第２基板２０の主面２１に配置された微細形状層である。図２には示されていないが、第１凹凸構造層３０は、例えば透明ＰＥＴフィルム上に形成されている。当該透明ＰＥＴフィルムが透明な接着層を介して主面２１に貼り付けられることで、第１凹凸構造層３０は主面２１に配置される。なお、第１凹凸構造層３０は、第２基板２０の主面２１に直接形成されていてもよい。
【００４８】
第１凹凸構造層３０は、図２に示されるように、一方向（Ｚ軸方向）に並んで設けられた複数の第１凸部３１を有する。具体的には、第１凹凸構造層３０は、マイクロオーダーサイズの複数の第１凸部３１によって構成された凹凸構造体である。図２に示される例では、複数の第１凸部３１が個々に離れて位置し、根元（第２基板２０側）で基台層によって支持されている。つまり、隣り合う２つの第１凸部３１の間には平坦面が設けられている。基台層は、例えば、複数の第１凸部３１の成型の際に残膜として残った部分である。なお、複数の第１凸部３１は、根元で互いに接続されていてもよく、隣り合う２つの第１凸部３１の間には平坦面が設けられていなくてもよい。つまり、隣り合う２つの第１凸部３１の間である凹部の断面形状は、Ｖ字状であってもよい。例えば、第１凹凸構造層３０は、電極層など他の部材を介さずに、主面２１に接して設けられていてもよい。
【００４９】
第１凹凸構造層３０は、液体８ａが第１間隙部４０から排出された状態で入射する光を全反射させる配光構造を有する。配光構造は、複数の第１凸部３１によって構成されている。
【００５０】
複数の第１凸部３１は、Ｚ軸方向に並んで配置されている。複数の第１凸部３１は、その並び方向（すなわち、Ｚ軸方向）に直交する方向に延在する長尺の凸部である。具体的には、複数の第１凸部３１は、Ｘ軸に直交する断面（ＹＺ断面）の断面形状を維持しながら、Ｘ軸方向に延びたストライプ状に形成されている。例えば、複数の第１凸部３１の各々は、第２基板２０に対して横倒しに配置された台形柱である。なお、複数の第１凸部３１は、Ｘ軸方向に沿って蛇行しながら延びていてもよい。例えば、複数の第１凸部３１は、平面視において、波線のストライプ状に形成されていてもよい。
【００５１】
図２に示されるように、複数の第１凸部３１の各々は、根元から先端にかけて先細る形状を有する。具体的には、複数の第１凸部３１の各々の断面形状は、第２基板２０から第１基板１０に向かう方向に沿って先細りのテーパ形状である。本実施の形態では、複数の第１凸部３１のＹＺ断面における断面形状は、配光デバイス２の厚み方向に沿って先細る台形であるが、これに限らない。第１凸部３１の断面形状は、三角形でもよく、その他の多角形、又は、カーブを含む多角形などでもよい。
【００５２】
なお、台形又は三角形には、頂点が丸みを帯びた台形又は三角形も含まれる。また、台形又は三角形には、各辺が完全に直線ではない場合、例えば、各辺の長さの数％程度の変位で僅かに屈曲している場合、又は、微小な凹凸が含まれる場合も含まれる。
【００５３】
図３は、本実施の形態に係る配光デバイス２が備える第１凹凸構造層３０の第１凸部３１の断面図である。図３は、ＹＺ断面を表しているが、断面を表す網掛けを付していない。
【００５４】
図２及び図３に示されるように、複数の第１凸部３１の各々は、側面３１ａ及び３１ｂを有する。側面３１ａ及び３１ｂは、Ｚ軸方向に交差する面である。側面３１ａ及び３１ｂの少なくとも一方は、主面２１に直交する方向（すなわち、Ｙ軸方向）に対して所定の傾斜角で傾斜する傾斜面である。側面３１ａと側面３１ｂとの間隔、すなわち、第１凸部３１の幅は、第２基板２０から第１基板１０に向かって漸次小さくなっている。
【００５５】
側面３１ａは、第１側面の一例であり、例えば、Ｚ軸が鉛直方向に一致するように配光デバイス２を配置した場合に、第１凸部３１を構成する複数の側面のうち、鉛直上方側の側面である。図３に示されるように、側面３１ａは、入射する光Ｌ１を屈折させる屈折面である。
【００５６】
側面３１ｂは、第１側面の一例であり、例えば、Ｚ軸が鉛直方向に一致するように配光デバイス２を配置した場合に、第１凸部３１を構成する複数の側面のうち、鉛直下方側の側面である。側面３１ｂは、入射する光Ｌ１を反射させる反射面である。ここでの反射は、全反射であり、側面３１ｂは、全反射面として機能する。
【００５７】
側面３１ａの傾斜角α１及び側面３１ｂの傾斜角α２はそれぞれ、例えば２０°以上３５°以下の範囲である。言い換えると、第１凸部３１の断面形状である台形又は三角形の２つの底角はそれぞれ、５５°以上７０°以下である。側面３１ａの傾斜角α１と側面３１ｂの傾斜角α２とは、互いに異なっていてもよく、等しくてもよい。つまり、第１凸部３１の断面形状は、等脚台形又は二等辺三角形でもよい。複数の第１凸部３１の各々の側面３１ａの傾斜角α１は互いに等しくてもよく、異なっていてもよい。複数の第１凸部３１の各々の側面３１ｂの傾斜角α２は互いに等しくてもよく、異なっていてもよい。
【００５８】
複数の第１凸部３１の各々の高さは、例えば１００μｍ以上である。高さが１００μｍ以上であることで、光を反射する側面３１ａ及び３１ｂを広く確保することができる。このため、配光される光の量が多くなるので、配光率を高めることができる。
【００５９】
また、複数の第１凸部３１の各々のアスペクト比は、例えば２以下である。なお、アスペクト比は、第１凸部３１の根元の幅に対する高さの割合である。アスペクト比が２以下であることで、第１凸部３１の物理的な強度を高めることができる。例えば、液体８ａの注入及び排出の際に、液体８ａの流れによって第１凸部３１の形状が変化するのを抑制することができる。
【００６０】
また、隣り合う２つの第１凸部３１の間隔は、例えば１０μｍ以上４０μｍ以下である。なお、当該間隔は、隣り合う２つの第１凸部３１の根元間の距離である。つまり、当該間隔は、隣り合う２つの第１凸部３１の間の凹部の平坦面の幅に相当する。隣り合う２つの第１凸部３１の間隔が１０μｍ以上であることで、第１間隙部４０に注入された液体８ａが凹部に残留しにくくなる。このため、液体８ａを速やかに排出することができる。また、隣り合う２つの第１凸部３１の間隔が４０μｍ以下であることで、第１凸部３１の面内の密度を高めることができる。このため、配光される光の量が多くなるので、配光率を高めることができる。
【００６１】
なお、複数の第１凸部３１の各々の高さは、１ｍｍ以上であってもよい。つまり、複数の第１凸部３１は、ミリオーダーサイズの凸部であってもよい。注入された液体８ａが完全に排出されずに部分的に残留したとしても、全体として十分な大きさの反射面を確保することができる。
【００６２】
本実施の形態では、複数の第１凸部３１の各々の形状は、互いに同じであるが、異なっていてもよい。例えば、複数の第１凸部３１は、高さが互いに異なる複数の凸部を含んでいてもよい。例えば、隣り合う２つの第１凸部３１の高さが異なっていてもよい。複数の第１凸部３１の各々の高さは、例えば複数の設定値の中からランダムに選択された値であってもよい。
【００６３】
第１凹凸構造層３０は、例えば、紫外線硬化樹脂材料を用いて形成される。具体的には、第１凹凸構造層３０は、モールド成型又はナノインプリントなどによって形成することができる。
【００６４】
第１凹凸構造層３０の材料としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂又はシリコーン樹脂などの光透過性を用いる樹脂材料を用いることができる。第１凹凸構造層３０の屈折率は、例えば１．３以上１．８以下の範囲である。本実施の形態では、第１凹凸構造層３０は、例えば、屈折率が約１．４のアクリル樹脂を用いて形成される。第１凹凸構造層３０の屈折率の波長依存性については、後で説明する。
【００６５】
また、第１凹凸構造層３０の表面は、液体８ａに対して親液性（具体的には、親油性又は親水性）又は超親水性を有する。例えば、第１凹凸構造層３０の表面の、液体８ａに対する接触角は、６０°未満でもよい。例えば、当該接触角は、４０°以上であってもよい。
【００６６】
［第１間隙部］
第１間隙部４０は、第１凹凸構造層３０と第１基板１０との間に設けられている。第１間隙部４０は、具体的には、第１基板１０と、第１凹凸構造層３０と、第１封止部材５０とによって囲まれた空間である。
【００６７】
第１間隙部４０には、液体８ａが注入される。注入された液体８ａは、第１凹凸構造層３０の表面、具体的には、第１凸部３１の側面３１ａ及び３１ｂを接触して覆う。本実施の形態では、液体８ａの屈折率ｎ２が第１凹凸構造層３０の屈折率ｎ１に実質的に等しいので、液体８ａと第１凹凸構造層３０との間の屈折率差が十分に小さくなる。これにより、第１間隙部４０及び第１凹凸構造層３０を通過する光は、第１凹凸構造層３０の表面で反射及び屈折などの光学作用を受けることなく、実質的にまっすぐ進行する。
【００６８】
第１間隙部４０は、液体８ａが排出された後は、例えば気体９ａで満たされる。液体８ａが第１間隙部４０から排出されることで、第１間隙部４０（すなわち、気体９ａ）と第１凹凸構造層３０との間の屈折率差が大きくなる。これにより、第１間隙部４０及び第１凹凸構造層３０を通過する光は、第１凸部３１の側面３１ｂで全反射又は屈折されて、入射した方向とは異なる方向に向けて出射される。
【００６９】
第１間隙部４０内での液体８ａの有無による光学状態の違いについては、後で詳細に説明する。
【００７０】
［第１封止部材］
第１封止部材５０は、第１基板１０と第２基板２０との間に液体８ａを封止するための空間、すなわち、第１間隙部４０を形成するための環状の部材である。具体的には、第１封止部材５０は、第１基板１０と第２基板２０との各々の端部に沿って設けられている。第１基板１０及び第２基板２０の各々の平面視形状が矩形であるので、第１封止部材５０は、矩形環状に設けられている。つまり、第１封止部材５０は、平面視において、第１基板１０及び第２基板２０の各々の四辺に沿って設けられている。
【００７１】
第１封止部材５０は、第１基板１０と第２基板２０とを周縁部分で接着している。この接着により、第１間隙部４０が形成される。第１封止部材５０は、第１基板１０と第２基板２０との間隔を維持する部材である。
【００７２】
本実施の形態では、図２に示されるように、第１封止部材５０は、開口５１と、空気孔５２とを有する。
【００７３】
開口５１は、液体８ａの注入口及び排出口である。開口５１は、第１封止部材５０を貫通するように設けられており、配管４ａが接続されている。開口５１は、例えば、配光デバイス２の第１デバイス２ａの下部端面に設けられている。本実施の形態では、液体８ａは、第１デバイス２ａの下側から注入され、かつ、下側から排出される。
【００７４】
なお、開口５１は、第１デバイス２ａの上部端面に設けられていてもよい。つまり、液体８ａは、第１デバイス２ａの上側から注入され、かつ、上側から排出されてもよい。また、開口５１は、第１デバイス２ａの側方端面に設けられていてもよい。あるいは、開口５１は、第１基板１０及び第２基板２０の一方を貫通して設けられていてもよい。
【００７５】
空気孔５２は、第１間隙部４０内の空気を出し入れするための孔である。空気孔５２は、第１封止部材５０を貫通するように設けられている。図２には示されていないが、空気孔５２には、配管が接続され、当該配管にバルブ７ｃが設けられている。
【００７６】
また、空気孔５２には、液体８ａが漏れ出ないように、液体８ａの透過を抑制し、かつ、気体を通過させるフィルタが設けられていてもよい。空気孔５２は、配光デバイス２の第１デバイス２ａの上部端面に設けられている。
【００７７】
なお、第１封止部材５０は、剛性の高いスペーサと、当該スペーサを第１基板１０及び第２基板２０の各々に接着する接着層とを含んでもよい。例えば、スペーサは、第１基板１０及び第２基板２０の間隔を維持し、ＰＥＴなどの樹脂材料、又は、金属材料を用いて形成されている。開口５１及び空気孔５２は、スペーサを貫通するように設けられていてもよい。接着層は、例えば熱硬化樹脂又は紫外線硬化樹脂などの樹脂材料を用いて形成さ
れる。
【００７８】
［動作及び光学状態］
続いて、本実施の形態に係る配光デバイス２の動作及び光学状態について説明する。ここでは、第１凹凸構造層３０の屈折率ｎ１及び液体８ａの屈折率ｎ２がいずれも、約１．４である場合を説明する。
【００７９】
光学装置１では、第１間隙部４０に対する液体８ａの注入及び排出が繰り返し行われる。本実施の形態では、配光デバイス２は、図４に示される透明状態及び図５に示される配光状態の２つの光学状態をとることができる。制御部６は、液体８ａの注入及び排出を制御することで、２つの光学状態を切り替える。
【００８０】
例えば、制御部６は、ユーザからの指示を受け付けたタイミングで、配光デバイス２の光学状態を、指示が示す光学状態に変更する。また、例えば、制御部６は、天候が晴れの場合に、配光デバイス２の光学状態を配光状態に変更する。なお、天候は、例えば、外部装置などから取得した気象情報に基づいて判別される。あるいは、制御部６は、照度計から取得した照度が所定値より大きい場合に、晴れと判定してもよい。
【００８１】
以下では、２つの光学状態の詳細について、図４及び図５を用いて説明する。
【００８２】
＜透明状態＞
図４は、本実施の形態に係る光学装置１の配光デバイス２の透明状態を示す断面図である。図４には、配光デバイス２に対して斜めに入射する光Ｌの経路を矢印で示している。光Ｌは、配光デバイス２が窓に利用された場合に、屋外から屋内に斜め下方に向けて入射する太陽光に相当する。図５、図１１〜図１４についても同様である。
【００８３】
図４に示されるように、第１デバイス２ａの第１間隙部４０には、液体８ａが充填されている。第１凹凸構造層３０の屈折率ｎ１と、液体８ａの屈折率ｎ２とが実質的に等しいため、光Ｌは、第１凸部３１と液体８ａとの界面で光学作用を受けない。つまり、光Ｌは、第１凸部３１の側面３１ａ及び３１ｂのいずれでも屈折又は全反射されない。このため、第１基板１０に入射する光Ｌは、進行方向を曲げることなく、液体８ａ及び第１凹凸構造層３０を順に直進し、第２基板２０から屋内に出射される。つまり。第１デバイス２ａの光学状態は、透明状態になる。
【００８４】
第１デバイス２ａ（配光デバイス２）の光学状態が透明状態であるので、例えば、屋内に居る人が配光デバイス２を介して屋外を見た場合に、屋外の景色をクリアに見ることができる。
【００８５】
なお、説明を簡単にするため、図４では図示していないが、光Ｌは、実際には、通過する媒体が変化するときに屈折率差に応じて屈折する。具体的には、光Ｌは、第１基板１０に入射するとき、第２基板２０から出射するとき、第１基板１０と液体８ａとの界面を通過するときなどにおいて、屈折率差に応じて屈折する。後述する図５、図１１〜図１４についても同様である。
【００８６】
図４に示されるように、透明状態は、第１間隙部４０に液体８ａが注入されることにより形成される。例えば、制御部６は、バルブ７ａ及び７ｃを開け、ポンプ５ａを制御することで、第１間隙部４０に液体８ａを注入する。液体８ａが第１間隙部４０に注入されることで、第１間隙部４０に含まれる気体９ａは空気孔５２から排出される。制御部６は、液体８ａを第１間隙部４０に完全に充填した後、バルブ７ａ及び７ｃを閉じる。これにより、配光デバイス２の光学状態を透明状態にすることができる。
【００８７】
＜配光状態＞
図５は、本実施の形態に係る光学装置１の配光デバイス２の配光状態を示す断面図である。例えば、配光デバイス２は、光学状態が配光状態である場合に、太陽光を効率良く、屋内の奥の方まで進行させることができる。
【００８８】
図５に示されるように、第１デバイス２ａの第１間隙部４０からは液体８ａが排出され、代わりに気体９ａが導入されている。このため、光Ｌは、第１凹凸構造層３０に入射する際に光学作用を受ける。具体的には、第１デバイス２ａの第１基板１０から入射した光Ｌは、側面３１ａで屈折された後、側面３１ｂで全反射される。側面３１ｂで全反射された光Ｌは、第２基板２０から斜め上方に出射される。このときの上向きの出射角度は、例えば４５°より小さい。
【００８９】
このように、配光デバイス２は、太陽光を全反射させることにより斜め上方に向けて進行させる配光状態になる。これにより、効率良く光を屋内に採り入れることができる。
【００９０】
図５に示されるように、配光状態は、第１間隙部４０から液体８ａを排出することにより形成される。例えば、透明状態から配光状態にする場合に、制御部６は、バルブ７ａ及び７ｃを開けることで、第１間隙部４０から液体８ａを排出する。液体８ａが開口５１を介して排出されると同時に、空気孔５２を介して気体９ａが第１間隙部４０に導入される。制御部６は、液体８ａが第１間隙部４０から完全に排出され、第１間隙部４０の全体が気体９ａによって満たされた後、バルブ７ａ及び７ｃを閉じる。これにより、配光デバイス２の光学状態を配光状態にすることができる。
【００９１】
［屈折率の波長依存性と透明性］
続いて、液体８ａ及び第１凹凸構造層３０の各々の屈折率の波長依存性を説明する。
【００９２】
図６は、実施例に係る配光デバイス２が備える液体８ａ及び第１凹凸構造層３０の各々の屈折率の波長依存性を示す図である。図６において、横軸は光の波長を表し、縦軸は液体８ａ及び第１凹凸構造層３０の各々の屈折率を表している。また、丸及び四角で表されるプロットは、液体８ａ及び第１凹凸構造層３０の各々の屈折率の実測値を表している。プロットを通過する実線及び破線は、実測値に基づいて近似を行った近似曲線を表している。ここでの近似は、例えば、累乗近似である。近似曲線は、波長に対する屈折率の変化を表す屈折率曲線である。これらのことは、後述する図７においても同様である。
【００９３】
図６に示される実施例に係る配光デバイス２では、液体８ａとしてグリセリンの濃度が６０％（体積％）のグリセリン水溶液を用い、かつ、第１凹凸構造層３０を構成する樹脂材料として屈折率が約１．４のアクリル系樹脂を用いている。図６に示されるように、液体８ａ及び第１凹凸構造層３０の各々の屈折率は、波長が長くなる程、小さくなる。
【００９４】
本実施の形態では、４５０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲における任意の波長である第１波長において以下の２つの条件（ｉ）及び（ｉｉ）を満たす。具体的には、条件（ｉ）は、液体８ａの第１波長における屈折率と第１凹凸構造層３０の第１波長における屈折率との差が０．００５未満であることである。また、条件（ｉｉ）は、液体８ａの屈折率曲線の第１波長における傾きと、第１凹凸構造層３０の屈折率曲線の第１波長における傾きとの差が５×１０−６以下であることである。第１波長における傾きは、例えば線形近似により定められる。あるいは、第１波長における傾きは、屈折率曲線を累乗近似により定めた後、第１波長における微分値を算出することで求めてもよい。なお、条件（ｉ）及び（ｉｉ）の少なくとも一方は、３８０ｎｍ以上８００ｎｍ以下の範囲のいわゆる可視光帯域の全域において満たされてもよい。
【００９５】
例えば、図６に示される例では、４５０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲において、第１波長が大きくなる程、液体８ａと第１凹凸構造層３０との第１波長における屈折率差が大きくなる。液体８ａと第１凹凸構造層３０との７００ｎｍにおける屈折率差は、約０．００３である。つまり、４５０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下の任意の波長において、液体８ａと第１凹凸構造層３０との屈折率差は、約０．００３以下である。
【００９６】
図６に示される例では、配光デバイス２が透明状態である場合の透過率が９０％であり、かつ、ヘイズが０．４であった。つまり、十分に透明性が高い配光デバイス２が実現される。
【００９７】
一方で、上記条件（ｉ）及び（ｉｉ）を満たさない比較例を図７に示す。図７は、比較例に係る配光デバイス２が備える液体８ａ及び第１凹凸構造層３０の各々の屈折率の波長依存性を示す図である。比較例では、液体８ａとしてシリコーンオイルを用い、かつ、第１凹凸構造層３０として屈折率が約１．５のアクリル系樹脂を用いている。
【００９８】
図７に示されるように、比較例に係る配光デバイス２では、液体８ａの屈折率曲線と第１凹凸構造層３０の屈折率曲線とが交差している。交差点での傾きの差は、５×１０−６よりも大きい。また、例えば、液体８ａと第１凹凸構造層３０との６５０ｎｍにおける屈折率差は、０．００５以上である。
【００９９】
図７に示される例では、配光デバイス２が透明状態である場合の透過率が９０％であり、かつ、ヘイズが４．１であった。つまり、実施例に係る配光デバイス２に比べて透明性が低い配光デバイス２が実現された。
【０１００】
以上のように、本実施の形態に係る配光デバイス２では、液体８ａの屈折率の波長依存性と第１凹凸構造層３０の屈折率の波長依存性とが近いことにより、高い透明性が実現される。具体的には、条件（ｉ）及び（ｉｉ）を満たすことにより、ヘイズが４．１未満の高い透明性が実現される。
【０１０１】
なお、液体８ａの屈折率曲線は、グリセリンの濃度を調整することにより調整することができる。具体的には、グリセリンの濃度を高くすることで液体８ａの屈折率を大きくすることができ、傾きを変化させずに液体８ａの屈折率曲線を上昇させることができる。また、グリセリンの濃度を低くすることで液体８ａの屈折率を小さくすることができ、傾きを変化させずに液体８ａの屈折率曲線を下降させることができる。
【０１０２】
液体８ａの屈折率曲線の傾きは、水溶液の溶質に応じて変化する。つまり、グリセリン以外の物質を溶質として利用することで、液体８ａの屈折率曲線の傾きを変化させることができる。このため、例えば、第１凹凸構造層３０を構成する材料を選定した後、第１凹凸構造層３０の屈折率曲線の傾きに対する、屈折率曲線の傾きの差が５×１０−６以下になる材料を溶質として選定し、濃度を調整することで、上記条件（ｉ）及び（ｉｉ）を満たすことができる。
【０１０３】
なお、上記条件（ｉ）及び（ｉｉ）を満たす場合には、液体８ａとしてシリコーンオイルを用いることもできる。また、液体８ａの屈折率曲線と第１凹凸構造層３０の屈折率曲線とは交差していてもよい。液体８ａの屈折率曲線と第１凹凸構造層３０の屈折率曲線とは、所定の波長範囲において一致していてもよい。
【０１０４】
［効果など］
以上のように、本実施の形態に係る光学装置１は、入射する光を配光する配光デバイス２と、配光デバイス２に対して注入又は排出される液体８ａと、液体８ａを収容する容器３とを備える。配光デバイス２は、液体８ａの注入又は排出によって、入射する光を透過させる状態を透明状態と配光状態とで切り替える第１デバイス２ａを有する。第１デバイス２ａは、透光性を有する第１基板１０と、第１基板１０に対向して配置された透光性を有する第２基板２０と、第２基板２０の、第１基板１０に対向する主面２１に配置された、一方向に並んで設けられた複数の第１凸部３１を有する第１凹凸構造層３０と、第１基板１０と第１凹凸構造層３０との間に設けられ、液体８ａが注入又は排出される空間である第１間隙部４０とを有する。液体８ａの屈折率の波長依存性は、第１凹凸構造層３０の屈折率の波長依存性に近い。
【０１０５】
これにより、窓に利用された場合に、高い透明性を有する透明状態と、効率良く光を屋内に採り入れる配光状態とを実現することができる。
【０１０６】
また、例えば、液体８ａの第１波長における屈折率と第１凹凸構造層３０の第１波長における屈折率との差は、０．００５未満である。波長に対する液体８ａの屈折率の変化を表す屈折率曲線の第１波長における傾きと、波長に対する第１凹凸構造層３０の屈折率の変化を表す屈折率曲線の第１波長における傾きとの差は、５×１０−６以下である。第１波長は、４５０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲に含まれる任意の波長である。
【０１０７】
これにより、透明状態においてヘイズが１以下の十分に高い透明性を実現することができる。
【０１０８】
（実施の形態２）
続いて、実施の形態２について説明する。
【０１０９】
実施の形態１では、配光デバイス２が液体の注入及び排出が可能な１つのデバイスを備える。これに対して、実施の形態２では、液体の注入及び排出が可能な２つのデバイスを配光デバイスが備える。以下では、実施の形態１との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略又は簡略化する。
【０１１０】
［構成］
まず、本実施の形態に係る光学装置の構成について、図８及び図９を用いて説明する。図８は、本実施の形態に係る光学装置１０１の構成を示す模式図である。図９は、本実施の形態に係る光学装置１０１が備える配光デバイス１０２の断面図である。
【０１１１】
図８に示されるように、光学装置１０１は、配光デバイス１０２と、容器３とを備える。本実施の形態では、光学装置１０１は、さらに、配管４ａ及び４ｂと、ポンプ５ａ及び５ｂと、制御部１０６と、バルブ７ａ〜７ｄとを備える。
【０１１２】
図９に示されるように、配光デバイス１０２は、第１デバイス２ａと、第２デバイス２ｂとを備える。第１デバイス２ａは、実施の形態１と同じである。配光デバイス１０２は、例えば、第１デバイス２ａが屋内側で、第２デバイス２ｂが屋外側になるように建物の窓に配置される。
【０１１３】
第２デバイス２ｂは、第１デバイス２ａと同様に、透明状態と配光状態とを切り替えることができるデバイスである。図９に示されるように、第２デバイス２ｂは、第３基板６０と、第２凹凸構造層７０と、第２間隙部８０と、第２封止部材９０とを備える。
【０１１４】
第３基板６０、第２凹凸構造層７０、第２間隙部８０及び第２封止部材９０はそれぞれ、第１デバイス２ａの第１基板１０、第１凹凸構造層３０、第１間隙部４０及び第１封止部材５０に対応している。第２凹凸構造層７０の形状が第１凹凸構造層３０の形状とは相違している。
【０１１５】
また、配管４ｂ、ポンプ５ｂ、バルブ７ｂ及び７ｄはそれぞれ、配管４ａ、ポンプ５ａ、バルブ７ａ及び７ｃと同様である。配管４ｂ、ポンプ５ｂ、バルブ７ｂ及び７ｄはそれぞれ、第２デバイス２ｂに対する液体８ｂの注入及び排出を行うために設けられている。
【０１１６】
以下では、液体８ｂ及び第２凹凸構造層７０について詳細に説明し、第１デバイス２ａの各構成要素、並びに、配管４ａ、ポンプ５ａ、バルブ７ａ及び７ｃと同様の構成要素については説明を省略する。
【０１１７】
［液体］
図９に示されるように、本実施の形態に係る光学装置１０１は、第２間隙部８０を充填可能な液体８ｂを備える。光学装置１０１は、第２間隙部８０への液体８ｂの注入、及び、第２間隙部８０からの液体８ｂの排出を制御することで、第２凹凸構造層７０の表面と当該表面に接触する媒体との屈折率差を変更することができる。
【０１１８】
具体的には、第２間隙部８０に液体８ｂが注入された場合に、液体８ｂが第２凹凸構造層７０の表面に接触する媒体になる。例えば、液体８ｂと第２凹凸構造層７０との屈折率差が実質的に等しくなり、第２デバイス２ｂの光学状態が透明状態になる。第２間隙部８０から液体８ｂが排出された場合に、排出された液体８ｂの代わりに第２間隙部８０に導入される気体９ｂが、第２凹凸構造層７０の表面に接触する媒体になる。気体９ｂと第２凹凸構造層７０との屈折率差が大きくなり、第２デバイス２ｂの光学状態が配光状態になる。
【０１１９】
液体８ｂは、配光デバイス１０２に対して注入又は排出される第２液体の一例である。具体的には、液体８ｂは、第２間隙部８０に注入され、かつ、第２間隙部８０から排出される。液体８ｂは、第２間隙部８０に対する注入及び排出が繰り返し行われる。液体８ｂが注入されるタイミング、及び、排出されるタイミングについては、後で説明する。
【０１２０】
液体８ｂの体積は、例えば、第２間隙部８０の容積に等しい。これにより、液体８ｂによって第２間隙部８０を完全に充填することができる。なお、液体８ｂの体積は、第２間隙部８０の容積より少なくてもよく、多くてもよい。
【０１２１】
本実施の形態では、液体８ｂの屈折率は、第２凹凸構造層７０の屈折率に等しい。ここでの“等しい”は、完全に一致するという意味だけではなく、実質的に等しいという意味も含まれる。つまり、液体８ｂの屈折率と第２凹凸構造層７０の屈折率とは、僅かな差を有してもよい。例えば、第２凹凸構造層７０の屈折率をｎ３とし、液体８ｂの屈折率をｎ４とした場合、ｎ３−ｎ４の絶対値は０．０１以下であってもよい。
【０１２２】
液体８ｂの注入及び排出の各々のタイミング、並びに、注入量及び排出量は、制御部１０６によって調整される。これにより、配光デバイス１０２は、複数の光学状態を実現することができる。
【０１２３】
液体８ｂの屈折率及び表面張力は、例えば、液体８ａと同じである。具体的には、液体８ｂには、液体８ａと同じ材料を用いることができる。例えば、液体８ｂは、液体８ａと同様にグリセリン水溶液である。これにより、液体８ａと液体８ｂとを容器３内の同一の空間内に収容することができる。あるいは、液体８ｂは、液体８ａとは異なる材料であってもよい。この場合、容器３内には２つの収容空間が設けられ、液体８ａと液体８ｂとが混合されないように収容される。
【０１２４】
液体８ｂの屈折率の波長依存性は、第２凹凸構造層７０の屈折率の波長依存性に近い。具体的には、液体８ａと第１凹凸構造層３０とが満たす条件（ｉ）及び（ｉｉ）と同様の条件を、液体８ｂ及び第２凹凸構造層７０が満たしている。すなわち、本実施の形態に係る第２デバイス２ｂでは、４５０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲における任意の波長である第２波長において以下の２つの条件（ｉｉｉ）及び（ｉｖ）を満たす。具体的には、条件（ｉｉｉ）は、液体８ｂの第２波長における屈折率と第２凹凸構造層７０の第２波長における屈折率との差が０．００５未満であることである。また、条件（ｉｖ）は、液体８ｂの屈折率曲線の第２波長における傾きと、第２凹凸構造層７０の屈折率曲線の第２波長における傾きとの差が５×１０−６以下であることである。なお、条件（ｉｉｉ）及び（ｉｖ）の少なくとも一方は、３８０ｎｍ以上８００ｎｍ以下の範囲のいわゆる可視光帯域の全域において満たされてもよい。
【０１２５】
上記条件（ｉｉｉ）及び（ｉｖ）が満たされることにより、第２デバイス２ｂのヘイズも十分に低くすることができ、高い透明性を実現することができる。例えば、液体８ｂは、液体８ａと同じ６０％の濃度のグリセリン水溶液であり、第２凹凸構造層７０は、第１凹凸構造層３０に用いる材料と同じ材料を用いて形成される。これにより、図６に示される例と同様に、第２デバイス２ｂのヘイズを０．４にすることができ、第２デバイス２ｂの透明性を十分に高くすることができる。
【０１２６】
液体８ｂが排出された場合に代わりに導入される気体９ｂは、例えば、配光デバイス１０２の周辺に位置する空気であるが、容器などに予め用意された気体であってもよい。例えば、気体９ｂの流出入が行われる空気孔９２には、乾燥空気、窒素、又は、不活性ガスを収容する容器が接続されていてもよい。つまり、光学装置１０１は、不活性ガスなどの気体を収容する容器を備えていてもよい。不活性ガスは、例えば、アルゴンなどであるが、特に限定されない。
【０１２７】
［第２凹凸構造層］
第２凹凸構造層７０は、第１基板１０の主面１１（第２主面）に配置された微細形状層である。図９には示されていないが、第２凹凸構造層７０は、例えば、透明ＰＥＴフィルム上に形成されている。当該透明ＰＥＴフィルムが透明な接着層を介して主面１１に貼り付けられることで、第２凹凸構造層７０は主面１１に配置される。なお、第２凹凸構造層７０は、第１基板１０の主面１１に直接形成されていてもよい。
【０１２８】
なお、第１基板１０は、単一の基板から構成されているが、これに限らない。第１基板１０は、複数の基板の積層構造を有してもよい。例えば、第１基板１０は、互いに対向して配置された２枚の透明基板と、当該２枚の透明基板を接着する透明の接着層とを有してもよい。２枚の透明基板の一方は、第１デバイス２ａの一部であって、第２基板２０との間に第１間隙部４０を形成する。２枚の透明基板の他方は、第２デバイス２ｂの一部であって、第３基板６０との間に第２間隙部８０を形成する。第１デバイス２ａと第２デバイス２ｂとが接着層を介して貼り合わされることによって、各々が有する透明基板と接着層とによって第１基板１０が構成されてもよい。つまり、第１デバイス２ａと第２デバイス２ｂとは、第１基板１０を共有してもよい。
【０１２９】
第２凹凸構造層７０は、図９に示されるように、一方向（Ｚ軸方向）に並んで設けられた複数の第２凸部７１を有する。具体的には、第２凹凸構造層７０は、マイクロオーダーサイズの複数の第２凸部７１によって構成された凹凸構造体である。図９に示される例では、複数の第２凸部７１が個々に離れて位置し、根元（第１基板１０側）で基台層によって支持されている。つまり、隣り合う２つの第２凸部７１の間には平坦面が設けられている。基台層は、例えば、複数の第２凸部７１の成型の際に残膜として残った部分である。なお、複数の第２凸部７１は、根元で互いに接続されていてもよく、隣り合う２つの第２凸部７１の間には平坦面が設けられていなくてもよい。つまり、隣り合う２つの第２凸部７１の間である凹部の断面形状は、Ｖ字状であってもよい。例えば、第２凹凸構造層７０は、電極層など他の部材を介さずに、主面１１に接して設けられていてもよい。なお、第２凹凸構造層７０と第１基板１０との間には、透明の接着層などが設けられていてもよい。
【０１３０】
第２凹凸構造層７０は、液体８ｂが第２間隙部８０から排出された状態で入射する光を全反射させる配光構造を有する。配光構造は、複数の第２凸部７１によって構成されている。
【０１３１】
複数の第２凸部７１は、Ｚ軸方向に並んで配置されている。複数の第２凸部７１は、その並び方向（すなわち、Ｚ軸方向）に直交する方向に延在する長尺の凸部である。具体的には、複数の第２凸部７１は、Ｘ軸に直交する断面（ＹＺ断面）の断面形状を維持しながら、Ｘ軸方向に延びたストライプ状に形成されている。例えば、複数の第２凸部７１の各々は、第１基板１０に対して横倒しに配置された台形柱である。なお、複数の第２凸部７１は、Ｘ軸方向に沿って蛇行しながら延びていてもよい。例えば、複数の第２凸部７１は、平面視において、波線のストライプ状に形成されていてもよい。
【０１３２】
図９に示されるように、複数の第２凸部７１の各々は、根元から先端にかけて先細る形状を有する。具体的には、複数の第２凸部７１の各々の断面形状は、第１基板１０から第３基板６０に向かう方向に沿って先細りのテーパ形状である。本実施の形態では、複数の第２凸部７１のＹＺ断面における断面形状は、配光デバイス１０２の厚み方向に沿って先細る台形であるが、これに限らない。第２凸部７１の断面形状は、三角形でもよく、その他の多角形、又は、カーブを含む多角形などでもよい。
【０１３３】
図１０は、本実施の形態に係る配光デバイス１０２が備える第２凹凸構造層７０の第２凸部７１の断面図である。図１０は、ＹＺ断面を表しているが、断面を表す網掛けを付していない。
【０１３４】
図９及び図１０に示されるように、複数の第２凸部７１の各々は、側面７１ａ及び７１ｂを有する。側面７１ａ及び７１ｂは、Ｚ軸方向に交差する面である。側面７１ａ及び７１ｂの少なくとも一方は、主面１１に直交する方向（すなわち、Ｙ軸方向）に対して所定の傾斜角で傾斜する傾斜面である。側面７１ａと側面７１ｂとの間隔、すなわち、第２凸部７１の幅は、第１基板１０から第３基板６０に向かって漸次小さくなっている。
【０１３５】
側面７１ａは、第２側面の一例であり、例えば、Ｚ軸が鉛直方向に一致するように配光デバイス１０２を配置した場合に、第２凸部７１を構成する複数の側面のうち、鉛直上方側の側面である。図１０に示されるように、側面７１ａは、入射する光Ｌ２及びＬ３を屈折させる屈折面である。
【０１３６】
側面７１ｂは、第２側面の一例であり、例えば、Ｚ軸が鉛直方向に一致するように配光デバイス１０２を配置した場合に、第２凸部７１を構成する複数の側面のうち、鉛直下方側の側面である。側面７１ｂは、入射する光Ｌ２及びＬ３を反射させる反射面である。ここでの反射は、全反射であり、側面７１ｂは、全反射面として機能する。
【０１３７】
側面７１ａの傾斜角β１及び側面７１ｂの傾斜角β２はそれぞれ、例えば１０°以上２０°以下の範囲である。言い換えると、第２凸部７１の断面形状である台形又は三角形の２つの底角はそれぞれ、７０°以上８０°以下である。側面７１ａの傾斜角β１と側面７１ｂの傾斜角β２とは、互いに異なっていてもよく、等しくてもよい。つまり、第２凸部７１の断面形状は、等脚台形又は二等辺三角形でもよい。複数の第２凸部７１の各々の側面７１ａの傾斜角β１は互いに等しくてもよく、異なっていてもよい。複数の第２凸部７１の各々の側面７１ｂの傾斜角β２は互いに等しくてもよく、異なっていてもよい。
【０１３８】
複数の第２凸部７１の各々の高さは、例えば１００μｍ以上である。高さが１００μｍ以上であることで、光を反射する側面７１ｂ及び７１ｂを広く確保することができる。このため、配光される光の量が多くなるので、配光率を高めることができる。
【０１３９】
また、複数の第２凸部７１の各々のアスペクト比は、例えば２以下である。なお、アスペクト比は、第２凸部７１の根元の幅に対する高さの割合である。アスペクト比が２以下であることで、第２凸部７１の物理的な強度を高めることができる。例えば、液体８ｂの注入及び排出の際に、液体８ｂの流れによって第２凸部７１の形状が変化するのを抑制することができる。
【０１４０】
また、隣り合う２つの第２凸部７１の間隔は、例えば１０μｍ以上４０μｍ以下である。なお、当該間隔は、隣り合う２つの第２凸部７１の根元間の距離である。つまり、当該間隔は、隣り合う２つの第２凸部７１の間の凹部の平坦面の幅に相当する。隣り合う２つの第２凸部７１の間隔が１０μｍ以上であることで、第２間隙部８０に注入された液体８ｂが凹部に残留しにくくなる。このため、液体８ｂを速やかに排出することができる。また、隣り合う２つの第２凸部７１の間隔が４０μｍ以下であることで、第２凸部７１の面内の密度を高めることができる。このため、配光される光の量が多くなるので、配光率を高めることができる。
【０１４１】
なお、複数の第２凸部７１の各々の高さは、１ｍｍ以上であってもよい。つまり、複数の第２凸部７１は、ミリオーダーサイズの凸部であってもよい。注入された液体８ｂが完全に排出されずに部分的に残留したとしても、全体として十分な大きさの反射面を確保することができる。
【０１４２】
本実施の形態では、複数の第２凸部７１の各々の形状は、互いに同じであるが、異なっていてもよい。例えば、複数の第２凸部７１は、高さが互いに異なる複数の凸部を含んでいてもよい。例えば、隣り合う２つの第２凸部７１の高さが異なっていてもよい。複数の第２凸部７１の各々の高さは、例えば複数の設定値の中からランダムに選択された値であってもよい。
【０１４３】
第２凹凸構造層７０は、例えば、紫外線硬化樹脂材料を用いて形成される。具体的には、第２凹凸構造層７０は、モールド成型又はナノインプリントなどによって形成することができる。
【０１４４】
第２凹凸構造層７０の材料としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂又はシリコーン樹脂などの光透過性を用いる樹脂材料を用いることができる。第２凹凸構造層７０の屈折率は、例えば１．４以上１．８以下の範囲である。本実施の形態では、第２凹凸構造層７０は、例えば、屈折率が約１．４のアクリル樹脂を用いて形成される。
【０１４５】
また、第２凹凸構造層７０の表面は、液体８ｂに対して親液性（具体的には、親油性又は親水性）又は超親水性を有する。例えば、第２凹凸構造層７０の表面の、液体８ｂに対する接触角は、６０°未満でもよい。例えば、当該接触角は、４０°以上であってもよい。
【０１４６】
［２種類の凸部の配光特性］
ここで、第１凹凸構造層３０が有する複数の第１凸部３１と、第２凹凸構造層７０が有する複数の第２凸部７１との傾斜角の違いに基づいた配光特性の差異について説明する。
【０１４７】
上述したように、第１凸部３１と第２凸部７１とでは側面の傾斜角が異なるので、第１凸部３１と第２凸部７１とでは、同じ入射角の光が入射したとしても全反射により出射される光の角度、すなわち、配光の出射角が異なる。このため、配光デバイス１０２に対する入射光のうち、最適な方向へ全反射させることができる入射角の範囲が第１凸部３１と第２凸部７１とでは異なる。
【０１４８】
なお、最適な方向とは、配光デバイス１０２を建物の窓に適用した場合に、屋内に居る人に眩しさを与えずに、かつ、屋内の奥の方まで太陽光を到達させることができる方向である。最適な方向は、例えば、出射角が上向きで８°以上１０°以下の範囲であり、より多くの光の出射角が上向きで３．６°以上８０°以下の範囲になるように第１凸部３１及び第２凸部７１の形状が定められている。
【０１４９】
例えば、第２凸部７１は、図１０の実線で示される光Ｌ３のように、所定の角度よりも小さい入射角の太陽光を最適な方向へ配光させることができる。つまり、第２凸部７１は、太陽高度が閾値より小さい場合に配光性に優れた低角度入射用の凸部である。所定の角度及び閾値は、例えば４５°である。
【０１５０】
具体的には、第２凸部７１は、側面７１ｂによる全反射によって、下向き２０°で入射する光を上向き８°で出射させることができる。また、第２凸部７１は、下向き４５°で入射する光を上向き３３°で出射させることができる。また、第２凸部７１は、下向き７０°で入射する光を上向き５８°で出射させることができる。
【０１５１】
図１０の破線で示される光Ｌ２のように、第２凸部７１は、高角度で入射する光も全反射により上向きに出射させることが可能であるが、その出射角度が大きすぎるため、配光デバイス１０２に近い側（例えば、窓際）に配光されてしまう。つまり、第２凸部７１は、高角度で入射する光を屋内の奥の方までは到達させることが難しい。本実施の形態では、高角度で上向きに反射される光Ｌ２を、第１凸部３１によって屈折させることにより、最適な方向へ進行させることができる。
【０１５２】
具体的には、図３に示されるように、第１凸部３１は、第２凸部７１の側面７１ｂで全反射され、上向きに進行する光Ｌ２を側面３１ｂで屈折させる。これにより、光Ｌ２は、上向きの角度が小さくなり、屋内のより奥の方まで進行することができる。例えば、第２凸部７１の側面７１ｂで反射された上向き５８°の光を、第２基板２０から上向き１０°で出射させることができる。このように、第１凸部３１は、第２凸部７１による全反射を利用することで、所定の角度以上の入射角の太陽光を最適な方向へ配光させることができる。
【０１５３】
なお、第１凸部３１は、図３の実線で示される光Ｌ１のように、単独でも（すなわち、第２凸部７１による全反射を利用しなくても）所定の角度以上の入射角を最適な方向へ配光させることができる。つまり、第１凸部３１は、太陽高度が閾値以上である場合に配光性に優れた高角度入射用の凸部である。
【０１５４】
具体的には、第１凸部３１は、側面３１ｂによる全反射によって、下向き４５°で入射する光を上向き８°で出射させることができる。また、第１凸部３１は、側面３１ｂによる全反射によって、下向き７０°で入射する光を上向き３３°で出射させることができる。一方で、下向き２０°で入射する光は、第１凸部３１の側面３１ｂで屈折してしまい、下向き１７°で出射する。つまり、第１凸部３１は、下向き２０°で入射する光を全反射させることができない。
【０１５５】
以上のように、第１凸部３１及び第２凸部７１は、互いに異なる配光特性を有する。本実施の形態では、制御部１０６が、太陽高度（すなわち、光の入射角）に基づいて液体８ａ及び８ｂの注入及び排出を制御することで、第１凸部３１及び第２凸部７１の各々の配光特性を有効に利用する。以下では、本実施の形態に係る光学装置１０１の動作及び光学状態について説明する。
【０１５６】
［動作及び光学状態］
続けて、本実施の形態に係る配光デバイス１０２の動作及び光学状態について説明する。第１凹凸構造層３０の屈折率ｎ１、液体８ａの屈折率ｎ２、第２凹凸構造層７０の屈折率ｎ３及び液体８ｂの屈折率ｎ４がいずれも、１．４である場合を説明する。
【０１５７】
光学装置１０１では、第１間隙部４０に対する液体８ａの注入及び排出、並びに、第２間隙部８０に対する液体８ｂの注入及び排出が繰り返し行われる。本実施の形態では、配光デバイス１０２は、図１１に示される透明状態、図１２に示される第１配光状態、図１３に示される第２配光状態、及び、図１４に示される第３配光状態の４つの光学状態をとることができる。制御部１０６は、液体８ａ及び８ｂの注入及び排出を制御することで、４つの光学状態を切り替える。
【０１５８】
例えば、制御部１０６は、ユーザからの指示を受け付けたタイミングで、配光デバイス１０２の光学状態を、指示が示す光学状態に変更する。また、例えば、制御部１０６は、天候が晴れの場合に、配光デバイス１０２の光学状態を第１配光状態、第２配光状態及び第３配光状態のいずれかに変更する。
【０１５９】
本実施の形態では、制御部６は、太陽高度に応じてポンプ５ａ及び５ｂを制御することで、第１間隙部４０への液体８ａの注入量及び排出量、並びに、第２間隙部８０への液体８ｂの注入量及び排出量を調整する。太陽高度は、光学装置１０１が設置された地点の緯度及び経度、並びに、日時に基づいて決定される。光学装置１０１が建物の窓に利用される場合、緯度及び経度は通常、不変であるので、太陽高度は、日時に基づいて決定される。このため、制御部１０６は、現在時刻及び日付を示す日時情報に基づいてポンプ５ａ及び５ｂを制御することができる。例えば、制御部１０６は、日時情報を取得する時計機能を有する。あるいは、制御部１０６は、外部装置と通信することで、日時情報を取得する通信ＩＦを有してもよい。
【０１６０】
具体的には、制御部１０６は、太陽高度（すなわち、時刻）に基づいて第１配光状態、第２配光状態及び第３配光状態のいずれかに変更する。例えば、制御部１０６は、太陽高度が第１閾値より低い場合に、配光デバイス１０２の光学状態を第１配光状態に変更する。制御部１０６は、太陽高度が第１閾値より高い場合に、配光デバイス１０２の光学状態を第２配光状態又は第３配光状態に変更する。第１閾値は、例えば４５°であるが、これに限らない。
【０１６１】
太陽高度が第１閾値より高い場合に、第２配光状態及び第３配光状態のいずれに変更してもよい。例えば、制御部１０６は、太陽高度が、第１閾値より大きい値である第２閾値より高い場合に、第２配光状態に変更する。制御部１０６は、太陽高度が、第１閾値以上で第２閾値よりも低い場合に、第３配光状態に変更する。あるいは、制御部１０６は、太陽高度が第２閾値よりも大きい値である第３閾値よりも高い場合に、第３配光状態に変更してもよい。このとき、第２閾値は、第１閾値に等しくてもよい。
【０１６２】
以下では、４つの光学状態の詳細について、図１１〜図１４を用いて説明する。
【０１６３】
＜透明状態＞
図１１は、本実施の形態に係る光学装置１０１の配光デバイス１０２の透明状態を示す断面図である。図１１には、配光デバイス１０２に対して斜めに入射する光Ｌの経路を矢印で示している。
【０１６４】
図１１に示されるように、第２デバイス２ｂの第２間隙部８０には、液体８ｂが充填されている。第２凹凸構造層７０の屈折率ｎ３と、液体８ｂの屈折率ｎ４とが等しいため、光Ｌは、第２凸部７１と液体８ｂとの界面で光学作用を受けない。つまり、光Ｌは、第２凸部７１の側面７１ａ及び７１ｂのいずれでも屈折又は全反射されない。このため、屋外から第３基板６０に入射する光Ｌは、進行方向を曲げることなく、液体８ｂ及び第２凹凸構造層７０を順に直進し、第１基板１０に入射する。つまり、第２デバイス２ｂの光学状態は、透明状態になる。
【０１６５】
同様に、第１デバイス２ａの第１間隙部４０には、液体８ａが充填されているので、実施の形態１と同様に、第１デバイス２ａの光学状態も、透明状態になる。
【０１６６】
第１デバイス２ａ及び第２デバイス２ｂの両方の光学状態が透明状態であるので、配光デバイス１０２の光学状態も透明状態になる。配光デバイス１０２の光学状態が透明状態であるので、例えば、屋内に居る人が配光デバイス１０２を介して屋外を見た場合に、屋外の景色をクリアに見ることができる。
【０１６７】
図１１に示されるように、透明状態は、第１間隙部４０及び第２間隙部８０の各々に液体８ａ及び８ｂが注入されることにより形成される。例えば、制御部１０６は、バルブ７ａ〜７ｄを開け、ポンプ５ａ及び５ｂを制御することで、第１間隙部４０に液体８ａを注入し、かつ、第２間隙部８０に液体８ｂを注入する。液体８ａが第１間隙部４０に注入されることで、第１間隙部４０に含まれる気体９ａは空気孔５２から排出される。液体８ｂが第２間隙部８０に注入されることで、第２間隙部８０に含まれる気体９ｂは空気孔９２から排出される。制御部１０６は、液体８ａを第１間隙部４０に完全に充填し、かつ、液体８ｂを第２間隙部８０に完全に充填した後、バルブ７ａ〜７ｄを閉じる。これにより、配光デバイス１０２の光学状態を透明状態にすることができる。
【０１６８】
＜第１配光状態（低角度入射）＞
図１２は、本実施の形態に係る光学装置１０１の配光デバイス１０２の低角度入射用の第１配光状態を示す断面図である。第１配光状態は、太陽光の入射角が小さい場合、すなわち、太陽高度が低い場合に適した配光状態である。例えば、配光デバイス１０２は、光学状態が第１配光状態である場合に、太陽高度が２０°以上４５°未満のときの太陽光を効率良く、屋内の奥の方まで進行させることができる。
【０１６９】
図１２に示されるように、第２デバイス２ｂの第２間隙部８０からは液体８ｂが排出され、代わりに気体９ｂが導入されている。気体９ｂは、例えば空気であるので、その屈折率は、１である。第２凹凸構造層７０の屈折率ｎ３と気体９ｂの屈折率との差は約０．４であるため、光Ｌは、第２凹凸構造層７０に入射する際に光学作用を受ける。具体的には、複数の第２凸部７１が配光構造を構成するので、光Ｌは、配光される。
【０１７０】
より具体的には、図１２に示されるように、配光デバイス１０２に入射する光Ｌは、複数の第２凸部７１の側面７１ａで屈折した後、側面７１ｂで全反射される。側面７１ｂで全反射された光は、第１基板１０に入射する。
【０１７１】
一方で、第１デバイス２ａの第１間隙部４０には、液体８ａが充填されている。つまり、図１１で示した場合と同様に、第１デバイス２ａは透明状態になる。したがって、第２デバイス２ｂの側面７１ｂで全反射された光は、第１デバイス２ａをそのまま透過する。このため、屋内のより奥の方にまで光Ｌを進行させることができる。
【０１７２】
このように、配光デバイス１０２は、低角度に適した配光状態（すなわち、第１配光状態）になる。これにより、効率良く光を屋内に採り入れることができる。
【０１７３】
図１２に示されるように、第１配光状態は、第１間隙部４０には液体８ａを注入し、かつ、第２間隙部８０から液体８ｂを排出することにより形成される。例えば、透明状態から第１配光状態にする場合に、制御部１０６は、バルブ７ｂ及び７ｄを開けることで、第２間隙部８０から液体８ｂを排出する。例えば、液体８ｂは、その自重によって開口９１から配管４ｂを通って容器３へ排出される。このとき、制御部１０６は、ポンプ５ｂを制御することで、第２間隙部８０から容器３に向かう方向に液体８ｂを流してもよい。これにより、速やかに液体８ｂの排出が行われ、光学状態の切り替えに要する時間を短くすることができる。
【０１７４】
液体８ｂが開口９１を介して排出されると同時に、空気孔９２を介して気体９ｂが第２間隙部８０に導入される。制御部１０６は、液体８ｂが第２間隙部８０から完全に排出され、第２間隙部８０の全体が気体９ｂによって満たされた後、バルブ７ｂ及び７ｄを閉じる。これにより、配光デバイス１０２の光学状態を第１配光状態にすることができる。
【０１７５】
＜第２配光状態（高角度入射）＞
図１３は、本実施の形態に係る光学装置１０１の配光デバイス１０２の高角度入射用の第２配光状態を示す断面図である。第２配光状態は、太陽光の入射角が大きい場合、すなわち、太陽高度が高い場合に適した配光状態である。例えば、配光デバイス１０２は、光学状態が第２配光状態である場合に、太陽高度が４５°以上７０°以下のときの太陽光を効率良く、屋内の奥の方まで進行させることができる。
【０１７６】
図１３に示されるように、第２デバイス２ｂの第２間隙部８０からは液体８ｂが排出され、代わりに気体９ｂが導入されている。つまり、図１２で示した場合と同様に、第２デバイス２ｂは、配光状態になる。具体的には、配光デバイス１０２に入射する光Ｌは、複数の第２凸部７１の側面７１ａで屈折した後、側面７１ｂで全反射される。側面７１ｂで全反射された光は、第１基板１０に入射する。側面７１ｂで全反射された光Ｌは、図１２に示される場合に比べて、反射の角度が大きくなる。つまり、光Ｌは、図１２に示される第１配光状態の場合より上向きの角度で第１基板１０に入射される。
【０１７７】
また、第１デバイス２ａの第１間隙部４０からも液体８ａが排出され、代わりに気体９ａが導入されている。気体９ａは、例えば空気であるので、その屈折率は、１である。第１凹凸構造層３０の屈折率ｎ１と気体９ａの屈折率との差は約０．４であるため、光Ｌは、第１凹凸構造層３０に入射する際に光学作用を受ける。具体的には、複数の第１凸部３１が配光構造を構成するので、光Ｌは、屈折されることにより配光される。より具体的には、上向きに進行する光Ｌは、側面３１ｂで屈折されることにより、上向きの角度が小さくなって第２基板２０から出射される。
【０１７８】
このように、配光デバイス１０２は、高角度に適した配光状態（すなわち、第２配光状態）になる。これにより、効率良く光を屋内に採り入れることができる。
【０１７９】
図１３に示されるように、第２配光状態は、第１間隙部４０から液体８ａを排出し、かつ、第２間隙部８０から液体８ｂを排出することにより形成される。例えば、第１配光状態から第２配光状態にする場合に、制御部１０６は、バルブ７ａ及び７ｃを開けることで、第１間隙部４０から液体８ａを排出する。例えば、液体８ａは、その自重によって開口５１から配管４ａを通って容器３へ排出される。このとき、制御部１０６は、ポンプ５ａを制御することで、第１間隙部４０から容器３に向かう方向に液体８ａを流してもよい。これにより、速やかに液体８ａの排出が行われ、光学状態の切り替えに要する時間を短くすることができる。
【０１８０】
液体８ａが開口５１を介して排出されると同時に、空気孔５２を介して気体９ａが第１間隙部４０に導入される。制御部１０６は、液体８ａが第１間隙部４０から完全に排出され、第１間隙部４０の全体が気体９ａによって満たされた後、バルブ７ａ及び７ｃを閉じる。これにより、配光デバイス１０２の光学状態を第２配光状態にすることができる。
【０１８１】
＜第３配光状態（高角度入射）＞
図１４は、本実施の形態に係る光学装置１０１の配光デバイス１０２の高角度入射用の第３配光状態を示す断面図である。第３配光状態は、太陽光の入射角が大きい場合、すなわち、太陽高度が高い場合に適した配光状態である。例えば、配光デバイス１０２は、光学状態が第３配光状態である場合に、太陽高度が４５°以上７０°以下のときの太陽光を効率良く、屋内の奥の方まで進行させることができる。
【０１８２】
図１４に示されるように、第２デバイス２ｂの第２間隙部８０には、液体８ｂが充填されている。つまり、図１１で示した場合と同様に、第２デバイス２ｂは、透明状態になる。
【０１８３】
また、第１デバイス２ａの第１間隙部４０からは液体８ａが排出され、代わりに気体９ａが導入されている。このため、図１３に示される場合と同様に、光Ｌは、第１凹凸構造層３０に入射する際に光学作用を受ける。具体的には、透明状態の第２デバイス２ｂをそのまま通過した光Ｌは、側面３１ａで屈折された後、側面３１ｂで全反射される。側面３１ｂで全反射された光Ｌは、第２基板２０から斜め上方に出射される。このときの上向きの出射角度は、例えば４５°より小さい。
【０１８４】
このように、配光デバイス１０２は、高角度に適した配光状態（すなわち、第２配光状態）になる。これにより、効率良く光を屋内に採り入れることができる。
【０１８５】
図１４に示されるように、第３配光状態は、第１間隙部４０から液体８ａを排出し、かつ、第２間隙部８０に液体８ｂを注入することにより形成される。例えば、第１配光状態から第３配光状態にする場合に、制御部１０６は、バルブ７ａ〜７ｄを開けることで、第１間隙部４０から液体８ａを排出し、かつ、ポンプ５ｂを制御することで、液体８ｂを第２間隙部８０に注入する。液体８ａが開口５１を介して排出されると同時に、空気孔５２を介して気体９ａが第１間隙部４０に導入される。また、液体８ｂが開口９１を介して注入されると同時に、空気孔９２を介して気体９ｂが排出される。制御部１０６は、液体８ａが第１間隙部４０から完全に排出され、第１間隙部４０の全体が気体９ａによって満たされた後、かつ、第２間隙部８０の全体が液体８ｂで満たされた後、バルブ７ａ〜７ｄを閉じる。これにより、配光デバイス１０２の光学状態を第３配光状態にすることができる。
【０１８６】
［効果など］
以上のように、本実施の形態に係る光学装置１０１は、例えば、さらに、配光デバイス１０２に対して注入又は排出される液体８ｂを備える。容器３は、さらに、液体８ｂを収容する。配光デバイス１０２は、さらに、液体８ｂの注入又は排出によって、入射する光を透過させる状態を透明状態と配光状態とで切り替える第２デバイス２ｂを有する。第２デバイス２ｂは、第１基板１０の主面１１に対向して配置された、透光性を有する第３基板６０と、第３基板６０の、主面１１に対向する主面６１及び主面１１のいずれか一方に配置された、一方向に並んで設けられた複数の第２凸部７１を有する第２凹凸構造層７０と、第２凹凸構造層７０と、第２凹凸構造層７０に対向する主面６１又は主面１１との間に設けられ、液体８ｂが注入又は排出される空間である第２間隙部８０とを有する。液体８ｂの屈折率の波長依存性は、第２凹凸構造層７０の屈折率の波長依存性に近い。
【０１８７】
これにより、窓に利用された場合に、高い透明性を有する透明状態と、効率良く光を屋内に採り入れる配光状態とを実現することができる。
【０１８８】
また、例えば、液体８ｂの第２波長における屈折率と第２凹凸構造層７０の第２波長における屈折率との差は、０．００５未満である。波長に対する液体８ｂの屈折率の変化を表す屈折率曲線の第２波長のおける傾きと、波長に対する第２凹凸構造層７０の屈折率の変化を表す屈折率曲線の第２波長における傾きとの差は、５×１０−６以下である。第２波長は、４５０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲に含まれる任意の波長である。
【０１８９】
これにより、透明状態において十分に高い透明性を実現することができる。
【０１９０】
また、例えば、複数の第１凸部３１の各々は、側面３１ｂを有する。複数の第２凸部７１の各々は、側面７１ｂを有する。主面２１に直交する方向に対する側面３１ｂの傾斜角α２は、主面２１に直交する方向に対する側面７１ｂの傾斜角β２より大きい。
【０１９１】
これにより、第１凸部３１と第２凸部７１とで側面の傾斜角が異なるので、配光デバイス１０２に入射する光の入射角が大きい場合も小さい場合も、光を効率良く配光させることができる。具体的には、配光デバイス１０２は、太陽高度が２０°以上７０°以下のときの太陽光を効率良く屋内の奥の方まで進行させることができる。
【０１９２】
また、例えば、第２凹凸構造層７０は、液体８ｂが第２間隙部８０から排出された状態で入射する光を側面７１ｂで全反射させる配光構造を有する。第１凹凸構造層３０は、液体８ａが第１間隙部４０から排出された状態で入射する光であって、側面７１ｂで全反射された光を屈折させる配光構造を有する。
【０１９３】
例えば、第１間隙部４０から液体８ａを排出し、かつ、第２間隙部８０から液体８ｂを排出することによって、入射角が大きい光を、第２凸部７１の側面７１ｂで全反射させ、かつ、第１凸部３１の側面３１ｂで屈折させることができる。これにより、側面７１ｂによる全反射後の上向きの角度を小さくすることができ、より屋内の奥の方まで光を進行させることができる。
【０１９４】
また、例えば、側面３１ｂの傾斜角α１は、２０°以上３５°以下である。側面７１ｂの傾斜角β１は、１０°以上２０°以下である。
【０１９５】
これにより、太陽高度が低い場合の太陽光を第２凸部７１によって効率良く屋内の奥の方まで進行させることができ、太陽高度が高い場合の太陽光を第１凸部３１と第２凸部７１と、又は、第１凸部３１のみによって効率良く屋内の奥の方まで進行させることができる。
【０１９６】
また、例えば、第１間隙部４０への液体８ａの注入、及び、第１間隙部４０からの液体８ａの排出の少なくとも一方を行うポンプ５ａ（送液部）と、ポンプ５ａを制御する制御部１０６とを備える。
【０１９７】
これにより、第１間隙部４０に対する液体８ａの注入及び排出の少なくとも一方を速やかに行うことができるので、配光デバイス１０２の光学状態の切り替えをスムーズに行うことができる。
【０１９８】
また、例えば、制御部１０６は、太陽高度に応じてポンプ５ａを制御する。
【０１９９】
これにより、太陽高度に適した光学状態を形成することができるので、屋内への光の採り込み効率を高めることができる。
【０２００】
また、例えば、制御部１０６は、太陽高度が閾値より低い場合に、第１間隙部４０に液体８ａを充填させ、太陽高度が閾値より高い場合に、第１間隙部４０から液体８ａを排出する。
【０２０１】
これにより、太陽高度が高い場合と太陽高度が低い場合との両方において、屋内に効率良く光を採り入れることができる。
【０２０２】
（実施の形態３）
続いて、実施の形態３について説明する。
【０２０３】
実施の形態３では、実施の形態１に係る配光デバイス２又は実施の形態２に係る配光デバイス１０２を平面内に複数並べて配置されている。以下では、実施の形態１又は２との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略又は簡略化する。
【０２０４】
図１５は、本実施の形態に係る光学装置２０１の構成を示す模式図である。本実施の形態に係る光学装置２０１は、実施の形態２に係る光学装置１０１の配光デバイス１０２、容器３、配管４ａ及び４ｂ、ポンプ５ａ及び５ｂ、バルブ７ａ〜７ｄの組を複数備える。
【０２０５】
具体的には、図１５に示されるように、光学装置２０１は、配光デバイス１０２及び２０２と、容器３及び２０３とを備える。本実施の形態では、光学装置２０１は、さらに、配管４ａ、４ｂ、２０４ａ及び２０４ｂと、ポンプ５ａ、５ｂ、２０５ａ及び２０５ｂと、制御部２０６と、バルブ７ａ〜７ｄ及び２０７ａ〜２０７ｄとを備える。また、光学装置２０１は、容器３に収容される液体８ａ及び８ｂと、容器２０３に収容される液体２０８ａ及び２０８ｂとを備える。
【０２０６】
配光デバイス２０２、容器２０３、配管２０４ａ及び２０４ｂ、ポンプ２０５ａ及び２０５ｂ、バルブ２０７ａ〜２０７ｄ、並びに、液体２０８ａ及び２０８ｂはそれぞれ、実施の形態２に係る配光デバイス１０２、容器３、配管４ａ及び４ｂ、ポンプ５ａ及び５ｂ、バルブ７ａ〜７ｄ、並びに、液体８ａ及び８ｂと同じである。制御部２０６は、制御部１０６と同様であり、ポンプ５ａ、５ｂ、２０５ａ及び２０５ｂと、バルブ７ａ〜７ｄ及び２０７ａ〜２０７ｄとを制御する。
【０２０７】
本変形例では、図１５に示されるように、配光デバイス１０２と配光デバイス２０２とは、平面視において、面内に並んで配置されている。例えば、配光デバイス１０２と配光デバイス２０２とは、一辺を共有するように上下に並んで配置されている。あるいは、配光デバイス１０２と配光デバイス２０２とは、左右に並んで配置されていてもよい。また、光学装置２０１は、３つ以上の配光デバイス１０２又は２０２を備えてもよい。例えば、複数の配光デバイス１０２が上下左右に行列状に配置されていてもよい。なお、光学装置２０１は、配光デバイス１０２又は２０２の代わりに、実施の形態１に係る配光デバイス２を備えてもよい。
【０２０８】
以上のように、本実施の形態に係る光学装置２０１では、配光デバイス１０２及び容器３の組を複数備える。複数の配光デバイス１０２及び２０２は、主面を平面視した場合に、面内に並んで配置されている。
【０２０９】
これにより、配光デバイス１０２又は２０２を自由に配置することができるので、広いサイズの窓にも利用することができる。
【０２１０】
（その他）
以上、本発明に係る光学装置について、上記の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
【０２１１】
例えば、第１凸部３１の側面３１ａ及び３１ｂはそれぞれ、液体８ａに対して撥液性（具体的には、撥油性又は撥水性）又は超撥液性を有してもよい。第２凸部７１の側面７１ａ及び７１ｂはそれぞれ、液体８ｂに対して撥液性（具体的には、撥油性又は撥水性）又は超撥液性を有してもよい。例えば、第１凹凸構造層３０及び第２凹凸構造層７０の各々の表面は、フッ素コーティングが行われていてもよい。あるいは、第１凹凸構造層３０及び第２凹凸構造層７０の各々の表面の分子構造では、フッ素系の官能基が導入されていてもよい。なお、液体８ａ又は８ｂの分子構造に、フッ素系の官能基が導入されていてもよい。第１凹凸構造層３０の表面の、液体８ａに対する接触角は、例えば、６０°以上１２０°以下であってもよく、９０°以上１２０°以下であってもよい。第２凹凸構造層７０の表面の、液体８ｂに対する接触角は、例えば、６０°以上１２０°以下であってもよく、９０°以上１２０°以下であってもよい。
【０２１２】
また、例えば、第２デバイス２ｂは、第２基板２０の主面であって、第１間隙部４０が設けられた側とは反対側の主面に設けられてもよい。つまり、第２デバイス２ｂは、第２基板２０の主面２１とは反対側の主面に設けられてもよい。第１デバイス２ａが屋内側であり、第２デバイス２ｂが屋外側に配置されていてもよい。また、例えば、第２凹凸構造層７０は、第３基板６０の主面６１（第３主面）に設けられてもよい。
【０２１３】
また、配管４ａ及び４ｂの少なくとも一方には、配管を流れる液体８ａ又は８ｂの流量を検知する流量センサが設けられていてもよい。制御部１０６は、流量センサによって検知された流量に基づいて、液体８ａ又は８ｂの注入量及び排出量を調整してもよい。
【０２１４】
また、例えば、光学装置１０１は、ポンプ５ａ及び５ｂの少なくとも一方を備えなくてもよい。液体８ａ又は８ｂの自重を利用して、液体８ａ又は８ｂを移動させてもよい。例えば、光学装置１０１は、容器３の高さを変更する駆動機構を備えてもよい。容器３を第１間隙部４０又は第２間隙部８０より高い位置に持ち上げることで、容器３から第１間隙部４０又は第２間隙部８０へ液体８ａ又は８ｂを注入することができる。容器３を第１間隙部４０又は第２間隙部８０より低い位置に下ろすことで、第１間隙部４０又は第２間隙部８０から液体８ａ又は８ｂを容器３に排出することができる。
【０２１５】
また、例えば、光学装置１０１は、バルブ７ａ〜７ｄの少なくとも１つを備えなくてもよい。
【０２１６】
また、例えば、容器３の容量は、第１間隙部４０の容量及び第２間隙部８０の容量の合計より小さくてもよい。例えば、容器３の容量と配管４ａ及び４ｂの容量との和が、第１間隙部４０の容量及び第２間隙部８０の容量の合計以上であってもよい。これにより、第１間隙部４０及び第２間隙部８０に注入された液体８ａ及び８ｂの全てを容器３並びに配管４ａ及び４ｂに排出させることができる。
【０２１７】
あるいは、液体８ａは、第１間隙部４０から完全に排出されなくてもよい。すなわち、第１間隙部４０の一部に液体８ａが残留していてもよい。例えば、液体８ａの注入量を調整することで、液面の高さを調整することができる。液面の高さを境界にして、第１デバイス２ａの光学状態を上部と下部とで異ならせることができる。
【０２１８】
例えば、配光デバイス２が窓に利用された場合、配光デバイス２の下部よりも上部が、屋内に光を採り入れるのに有効に利用される。このとき、配光デバイス２の下部の光を配光した場合、屋内に居る人の目に光が入射しやすくなるため、眩しさを感じさせてしまう場合が起こり得る。このため、配光デバイス２の下部は、常に第１間隙部４０に液体８ａが充填された状態であり、光学状態が透明状態であってもよい。例えば、高さ２ｍの配光デバイス２の場合、上側の１ｍの範囲で第１間隙部４０内の液体８ａの液面の調整を行い、下側の１ｍの範囲は常に液体８ａが充填されていてもよい。また、配光デバイス２の下部では、第１凹凸構造層３０が設けられていなくてもよい。つまり、第１凹凸構造層３０は、第２基板２０の全面に設けられていなくてもよく、一部の領域のみに設けられていてもよい。第２凹凸構造層７０及び第２間隙部８０についても同様であってもよい。
【０２１９】
また、例えば、第１間隙部４０に対する液体８ａの注入口と排出口とは、異なっていてもよい。例えば、配光デバイス２の第１封止部材５０は、複数の開口５１を有してもよい。光学装置１は、複数の開口５１の各々に接続された複数の配管４ａを備えてもよい。これにより、液体８ａの注入口と排出口とを分けることで、液体８ａの流れを制御しやすくすることができ、配光デバイス２の光学状態の切り替えをスムーズに行うことができる。なお、複数の開口５１の各々が、注入口であり、かつ、排出口であってもよい。
【０２２０】
同様に、第２間隙部８０に対する液体８ｂの注入口と排出口とは、異なっていてもよい。第２封止部材９０は、複数の開口９１を有してもよい。
【０２２１】
複数の開口５１又は９１はそれぞれ、例えば、配光デバイス１０２の下部端面に設けられる。あるいは、複数の開口５１又は９１の少なくとも１つは、配光デバイス１０２の上部端面又は側方端面に設けられてもよい。空気孔５２又は９２も同様に、複数設けられていてもよい。
【０２２２】
また、液体８ａ又は８ｂの循環経路が形成されてもよい。例えば、液体８ａは、容器３、１つの配管４ａ、１つの開口５１、配光デバイス２の第１間隙部４０、別の開口５１、別の配管４ａを順に流れてもよい。液体８ｂについても同様であってもよい。
【０２２３】
なお、光学装置１０１は、複数の容器３を備えてもよい。複数の容器３の各々には、異なる種類の液体８ａ及び８ｂが収容される。これにより、配光デバイス１０２の光学状態を透明状態及び配光状態の２つの状態だけでなく、例えば、散乱状態又は遮光状態などを含む３つ以上の状態に変化させることができる。
【０２２４】
また、例えば、複数の第１凸部３１と複数の第２凸部７１とで、側面の傾斜角が等しくてもよい。
【０２２５】
また、例えば、配光デバイス２に入射する光は、太陽光などの自然光に限定されず、照明装置などの発光装置が発する光であってもよい。
【０２２６】
また、例えば、配光デバイス２は、建物の窓に設置する場合に限るものではなく、例えば、車の窓などに設置されてもよい。また、配光デバイス２は、例えば、照明器具の透光カバーなどの配光制御部材などに利用することもできる。
【０２２７】
また、例えば、本発明の一態様は、第１凹凸構造層３０と液体８ａとの各々に用いる材料の選択処理、及び第２凹凸構造層７０と液体８ｂとの各々に用いる材料の選択処理の少なくとも一方を含む配光デバイスの製造方法として実現することもできる。
【０２２８】
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
【符号の説明】
【０２２９】
１、１０１、２０１  光学装置
２、１０２、２０２  配光デバイス
２ａ  第１デバイス
２ｂ  第２デバイス
３、２０３  容器
５ａ、５ｂ、２０５ａ、２０５ｂ  ポンプ（送液部）
６、１０６、２０６  制御部
８ａ、２０８ａ  液体（第１液体）
８ｂ、２０８ｂ  液体（第２液体）
１０  第１基板
１１  主面（第２主面）
２０  第２基板
２１  主面（第１主面）
３０  第１凹凸構造層
３１  第１凸部
３１ａ、３１ｂ  側面（第１側面）
４０  第１間隙部
６０  第３基板
６１  主面（第３主面）
７０  第２凹凸構造層
７１  第２凸部
７１ａ、７１ｂ  側面（第２側面）
８０  第２間隙部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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