(57)【要約】【課題】配光方向の制御範囲を大きくする。【解決手段】光学デバイス１は、透光性を有する第１基板１０と、第１基板１０と対向して配置された、透光性を有する第２基板２０と、第１基板１０と第２基板２０との間に互いに対向して配置された、透光性を有する第１電極層４０及び第２電極層５０と、第１電極層４０と第２電極層５０との間に配置され、入射した光を配光する配光層３０とを備え、配光層３０は、並んで配置された複数の凸部３３を有する凹凸構造層３１と、複数の凸部３３間を充填するように配置され、第１電極層４０及び第２電極層５０間に印加される電圧に応じて屈折率が変化する屈折率可変層３２とを含み、第１電極層４０及び第２電極層５０の少なくとも一方は、複数の電極片４１から構成され、複数の電極片４１は、凸部３３の並び方向に交差する方向に沿って並んで配置されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性を有する第１基板と、
前記第１基板と対向して配置された、透光性を有する第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に互いに対向して配置された、透光性を有する第１電極層及び第２電極層と、
前記第１電極層と前記第２電極層との間に配置され、入射した光を配光する配光層とを備え、
前記配光層は、
第１方向に並んで配置された複数の凸部を有する凹凸構造層と、
前記複数の凸部間を充填するように配置され、前記第１電極層及び前記第２電極層間に印加される電圧に応じて屈折率が変化する屈折率可変層とを含み、
前記第１電極層及び前記第２電極層の少なくとも一方は、複数の電極片から構成され、
前記複数の電極片は、前記第１方向に交差する第２方向に沿って並んで配置されている
光学デバイス。
【請求項２】
前記第１電極層及び前記第２電極層の各々は、前記複数の電極片から構成されている
請求項１に記載の光学デバイス。
【請求項３】
前記第２方向は、前記第１方向に直交している
請求項１又は２に記載の光学デバイス。
【請求項４】
前記複数の凸部は、前記第２方向に延在する長尺の凸条である
請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学デバイス。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学デバイスと、
前記複数の電極片の各々に所定の電位を選択的に印加することで、前記屈折率可変層内に、低屈折率領域と、当該低屈折率領域より屈折率が高い高屈折率領域とを形成する駆動回路とを備える
光学システム。
【請求項６】
前記駆動回路は、前記低屈折率領域と前記高屈折率領域とを、前記第２方向に沿って交互に並ぶように形成する
請求項５に記載の光学システム。
【請求項７】
前記低屈折率領域と前記高屈折率領域との屈折率差の実効界面は、前記第１基板の厚み方向に対して平行な面を含む
請求項６に記載の光学システム。
【請求項８】
前記低屈折率領域と前記高屈折率領域との屈折率差の実効界面は、前記第１基板の厚み方向に対して斜めに交差する面を含む
請求項６に記載の光学システム。
【請求項９】
前記低屈折率領域と前記高屈折率領域との屈折率差の実効界面は、凹レンズ形状を有する
請求項５又は６に記載の光学システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学デバイス及び光学システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、入射する光の透過状態を変化させることができる光学デバイスが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、一対の透明基板と、一対の透明基板の各々に形成された一対の透明電極と、一対の透明電極に挟まれたプリズム層及び液晶層とを有する液晶光学素子が開示されている。当該液晶光学素子は、一対の透明電極に印加される電圧によって液晶層の屈折率を変化させて、プリズムの斜面と液晶層との界面を通過する光の屈折角を変化させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１７３５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の液晶光学素子では、例えば、窓などへの適用が考えられる。しかしながら、上記従来の液晶光学素子では、配光方向の制御範囲が狭いという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、配光方向の制御範囲を大きくすることができる光学デバイス及び光学システム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デバイスは、透光性を有する第１基板と、前記第１基板と対向して配置された、透光性を有する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に互いに対向して配置された、透光性を有する第１電極層及び第２電極層と、前記第１電極層と前記第２電極層との間に配置され、入射した光を配光する配光層とを備え、前記配光層は、第１方向に並んで配置された複数の凸部を有する凹凸構造層と、前記複数の凸部間を充填するように配置され、前記第１電極層及び前記第２電極層間に印加される電圧に応じて屈折率が変化する屈折率可変層とを含み、前記第１電極層及び前記第２電極層の少なくとも一方は、複数の電極片から構成され、前記複数の電極片は、前記第１方向に交差する第２方向に沿って並んで配置されている。
【０００８】
また、本発明の一態様に係る光学システムは、前記光学デバイスと、前記複数の電極片の各々に所定の電位を選択的に印加することで、前記屈折率可変層内に、低屈折率領域と、当該低屈折率領域より屈折率が高い高屈折率領域とを形成する駆動回路とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、配光方向の制御範囲を大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態に係る光学デバイスの断面図である。
【図２】実施の形態に係る光学デバイスの拡大断面図である。
【図３】実施の形態に係る光学デバイスの凹凸構造層と第１電極層との位置関係及び各々の形状を示す斜視図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線における実施の形態に係る光学デバイスの断面図である。
【図５Ａ】実施の形態に係る光学デバイスを窓に設置した場合において、光学デバイスが無印加モード（配光状態）で動作したときの作用を説明するための図である。
【図５Ｂ】実施の形態に係る光学デバイスを窓に設置した場合において、光学デバイスが均一印加モード（透明状態）で動作したときの作用を説明するための図である。
【図６Ａ】実施の形態に係る光学デバイスの無印加モードを説明するための拡大断面図である。
【図６Ｂ】実施の形態に係る光学デバイスの均一印加モードを説明するための拡大断面図である。
【図７】実施の形態に係る光学デバイスの部分印加モードの実施例１を説明するための拡大断面図である。
【図８】実施の形態に係る光学デバイスの部分印加モードの実施例２を説明するための拡大断面図である。
【図９】実施の形態に係る光学デバイスの部分印加モードの実施例３を説明するための拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下では、本発明の実施の形態に係る光学デバイス及び光学システムについて、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、本発明の最上位概念を示す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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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基材及び第２基材の主面に垂直な方向のことであり、「平面視」とは、第１基材又は第２基材の主面に対して垂直な方向から見たときのことをいう。
【００１５】
（実施の形態）
［構成］
まず、本実施の形態に係る光学デバイス１の構成について、図１及び図２を用いて説明する。
【００１６】
図１は、本実施の形態に係る光学デバイス１の断面図である。図２は、本実施の形態に係る光学デバイス１の拡大断面図であり、図１の一点鎖線で囲まれる領域ＩＩの拡大断面図である。
【００１７】
光学デバイス１は、光学デバイス１に入射する光を配光制御する配光制御デバイスである。具体的には、光学デバイス１は、光学デバイス１に入射する光の進行方向を変更して（つまり、配光して）出射させることができる。
【００１８】
図１及び図２に示すように、光学デバイス１は、入射する光を透過するように構成されており、第１基板１０と、第２基板２０と、配光層３０と、第１電極層４０と、第２電極層５０とを備える。
【００１９】
なお、第１電極層４０の配光層３０側の面には、第１電極層４０と配光層３０の凹凸構造層３１とを密着させるための密着層が設けられていてもよい。密着層は、例えば、透光性の接着シート、又は、一般的にプライマーと称される樹脂材料などである。
【００２０】
光学デバイス１は、対をなす第１基板１０及び第２基板２０の間に、第１電極層４０、配光層３０及び第２電極層５０がこの順で厚み方向に沿って配置された構成である。なお、第１基板１０と第２基板２０との間の距離を保つために、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もよい。
【００２１】
以下、光学デバイス１の各構成部材について、図１〜図４を参照して詳細に説明する。
【００２２】
図３は、本実施の形態に係る光学デバイス１の凹凸構造層３１と第１電極層４０との位置関係及び各々の形状を示す斜視図である。具体的には、図３は、光学デバイス１を第２基板２０側から見たときの斜視図であり、第２基板２０、第２電極層５０及び屈折率可変層３２を透視して示している。
【００２３】
図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線における本実施の形態に係る光学デバイス１の断面図である。
【００２４】
［第１基板及び第２基板］
第１基板１０及び第２基板２０は、透光性を有する透光性基材である。第１基板１０及び第２基板２０としては、例えばガラス基板又は樹脂基板を用いることができる。
【００２５】
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。
【００２６】
第１基板１０と第２基板２０とは、同じ材料で構成されていてもよく、あるいは、異なる材料で構成されていてもよい。また、第１基板１０及び第２基板２０は、リジッド基板に限るものではなく、可撓性を有するフレキシブル基板でもよい。本実施の形態において、第１基板１０及び第２基板２０は、ＰＥＴ樹脂からなる透明樹脂基板である。
【００２７】
第２基板２０は、第１基板１０に対向する対向基板であり、第１基板１０に対向する位置に配置される。第１基板１０と第２基板２０とは、例えば、１０μｍ〜３０μｍなどの所定距離を空けて平行に配置されている。第１基板１０と第２基板２０とは、互いの端部外周に額縁状に形成された接着剤などのシール樹脂によって接着されている。
【００２８】
なお、第１基板１０及び第２基板２０の平面視形状は、例えば、正方形又は長方形などの矩形状であるが、これに限るものではなく、円形又は四角形以外の多角形であってもよく、任意の形状が採用され得る。
【００２９】
［配光層］
図１及び図２に示すように、配光層３０は、第１電極層４０と第２電極層５０との間に配置される。配光層３０は、透光性を有しており、入射した光を透過させる。また、配光層３０は、入射した光を配光する。つまり、配光層３０は、配光層３０を光が通過する際に、その光の進行方向を変更する。
【００３０】
配光層３０は、凹凸構造層３１と、屈折率可変層３２とを有する。
【００３１】
凹凸構造層３１は、屈折率可変層３２の表面（界面）を凹凸にするために設けられた微細形状層である。凹凸構造層３１は、図２に示すように、複数の凸部３３と、複数の凹部３４とを有する。具体的には、凹凸構造層３１は、マイクロオーダサイズの複数の凸部３３によって構成された凹凸構造体である。複数の凸部３３の間が、複数の凹部３４である。すなわち、隣り合う２つの凸部３３の間が、１つの凹部３４である。
【００３２】
複数の凸部３３は、第１基板１０の主面（第１電極層４０が設けられた面）に平行なｚ軸方向（第１方向）に並んで配置された複数の凸部である。すなわち、本実施の形態では、ｚ軸方向は、複数の凸部３３の並び方向である。
【００３３】
本実施の形態では、複数の凸部３３は、その並び方向に直交する方向に延在する長尺の凸条である。具体的には、図３に示すように、複数の凸部３３は、ｘ軸方向に延びたストライプ状に形成されている。複数の凸部３３の各々は、ｘ軸方向に沿って直線状に延びている。例えば、複数の凸部３３の各々は、第１電極層４０に対して横倒しに配置された三角柱である。なお、複数の凸部３３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、複数の凸部３３は、波線のストライプ状に形成されていてもよい。
【００３４】
複数の凸部３３は、例えばｚ軸方向に沿って等間隔に配置されている。複数の凸部３３の各々の形状及び大きさは、互いに同じであるが、異なっていてもよい。
【００３５】
複数の凸部３３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、複数の凸部３３の各々の断面形状は、第１基板１０から第２基板２０に向かう方向（厚み方向、ｙ軸の正方向）に沿って先細りのテーパ形状である。具体的には、凸部３３の断面形状（ｙｚ断面）は、三角形であるが、これに限らない。凸部３３の断面形状は、台形でもよく、その他の多角形、又は、カーブを含む多角形でもよい。
【００３６】
具体的には、図２及び図３に示すように、複数の凸部３３の各々は、側面３３ａ及び側面３３ｂを有する。側面３３ａ及び側面３３ｂは、凸部３３の並び方向（ｚ軸方向）に交差する面である。側面３３ａ及び側面３３ｂはそれぞれ、厚み方向（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３３ａと側面３３ｂとの間隔は、ｙ軸の正側に向かって漸次小さくなっている。
【００３７】
本実施の形態では、光学デバイス１は、ｚ軸が鉛直方向に平行になるように窓などに設置される。側面３３ａは、例えば側面３３ｂよりも鉛直上側に位置する面である。側面３３ａは、光学デバイス１に入射した入射光を反射（具体的には全反射）させる反射面（全反射面）である。側面３３ｂは、例えば側面３３ａよりも鉛直下側に位置する面である。側面３３ｂは、光学デバイス１に入射した入射光を屈折させる屈折面である。
【００３８】
複数の凸部３３の各々の高さ（ｙ軸方向の長さ）は、例えば２μｍ〜１００μｍであるが、これに限らない。複数の凸部３３の幅（ｚ軸方向の長さ）は、例えば１μｍ〜２０μｍであり、好ましくは１０μｍ以下であるが、これに限らない。また、隣り合う２つの凸部３３の間隔は、例えば０μｍ〜１００μｍであるが、これに限らない。隣り合う２つの凸部３３は、互いに接触していてもよく、所定の間隔を空けて配置されていてもよい。
【００３９】
凸部３３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有する樹脂材料を用いることができる。凸部３３は、例えば、紫外線硬化樹脂材料から形成され、モールド成形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。
【００４０】
凹凸構造層３１は、例えば、屈折率が１．５のアクリル樹脂を用いて断面が三角形の凹凸構造を、モールド型押しにより形成することができる。凸部３３の高さは、例えば１０μｍであり、複数の凸部３３は、間隔が２μｍで等間隔にｚ軸方向に並んで配置されている。凸部３３の根元の幅は、例えば５μｍである。隣り合う凸部３３の根元間の距離は、例えば０μｍ〜５μｍの値をとりうる。
【００４１】
屈折率可変層３２は、凹凸構造層３１の複数の凸部３３の間（すなわち、凹部３４）を充填するように配置されている。屈折率可変層３２は、第１電極層４０と第２電極層５０との間に形成される隙間を充填するように配置されている。例えば、図２に示すように、凸部３３と第２電極層５０とが離れているので、屈折率可変層３２は、凸部３３と第２電極層５０との間の隙間を埋めるように配置される。なお、凸部３３と第２電極層５０とは接触していてもよく、この場合、屈折率可変層３２は、凹部３４毎に分離して設けられていてもよい。
【００４２】
屈折率可変層３２は、第１電極層４０及び第２電極層５０間に印加される電圧に応じて屈折率が変化する。具体的には、屈折率可変層３２は、電界が与えられることによって可視光領域での屈折率が調整可能な屈折率調整層として機能する。例えば、屈折率可変層３２は、電界応答性を有する液晶分子３５を有する液晶によって構成されているので、配光層３０に電界が与えられることで液晶分子３５の配向状態が変化して屈折率可変層３２の屈折率が変化する。
【００４３】
屈折率可変層３２の複屈折材料は、例えば、複屈折性を有する液晶分子３５を含む液晶である。このような液晶としては、例えば、液晶分子３５が棒状分子からなるネマティック液晶、スメクティック液晶又はコレステリック液晶などを用いることができる。例えば、凸部３３の屈折率が１．５である場合、屈折率可変層３２の材料としては、常光屈折率（ｎｏ）が１．５で、異常光屈折率（ｎｅ）が１．７のポジ型の液晶を用いることができる。
【００４４】
屈折率可変層３２は、例えば、第１電極層４０及び凹凸構造層３１が形成された第１基板１０と、第２電極層５０が形成された第２基板２０との各々の端部外周をシール樹脂で封止した状態で、液晶材料を真空注入法で注入することで形成される。あるいは、屈折率可変層３２は、第１基板１０の第１電極層４０及び凹凸構造層３１上に液晶材料を滴下した後に第２基板２０を貼り合わせることで形成される。
【００４５】
なお、図２では、電圧が無印加の状態（後述する図６Ａも同様）を示しており、液晶分子３５は、長軸がｘ軸に略平行になるように配向されている。第１電極層４０及び第２電極層５０間に電圧が印加された場合には、液晶分子３５は、長軸がｙ軸に略平行になるように配向される（後述する図６Ｂを参照）。
【００４６】
また、屈折率可変層３２には、交流電力によって電界が与えられてもよく、直流電力によって電界が与えられてもよい。交流電力の場合には、電圧波形は、正弦波でもよく、矩形波でもよい。
【００４７】
［第１電極層及び第２電極層］
第１電極層４０及び第２電極層５０は、電気的に対となっており、配光層３０に電界を与えることができるように構成されている。第１電極層４０と第２電極層５０とは、電気的だけでなく配置的にも対になっており、第１基板１０と第２基板２０との間に、互いに対向するように配置されている。具体的には、第１電極層４０及び第２電極層５０は、配光層３０を挟むように配置されている。
【００４８】
第１電極層４０及び第２電極層５０は、透光性を有し、入射した光を透過する。第１電極層４０及び第２電極層５０は、例えば透明導電層である。透明導電層の材料としては、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）若しくはＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）などの透明金属酸化物、銀ナノワイヤ若しくは導電性粒子などの導電体を含有する樹脂からなる導電体含有樹脂、又は、銀薄膜などの金属薄膜などを用いることができる。なお、第１電極層４０及び第２電極層５０は、これらの単層構造でよく、これらの積層構造（例えば透明金属酸化物と金属薄膜との積層構造）でもよい。本実施の形態では、第１電極層４０及び第２電極層５０はそれぞれ、厚さ１００ｎｍのＩＴＯである。
【００４９】
第１電極層４０は、第１基板１０と凹凸構造層３１との間に配置されている。具体的には、第１電極層４０は、第１基板１０の配光層３０側の面に形成されている。
【００５０】
一方、第２電極層５０は、屈折率可変層３２と第２基板２０との間に配置されている。具体的には、第２電極層５０は、第２基板２０の配光層３０側の面に形成されている。
【００５１】
なお、第１電極層４０及び第２電極層５０は、例えば、外部電源又は駆動回路との電気接続が可能となるように構成されている。例えば、外部電源又は駆動回路に接続するための電極パッドなどが、第１電極層４０及び第２電極層５０の各々から引き出されて第１基板１０及び第２基板２０に形成されていてもよい。
【００５２】
本実施の形態では、図３及び図４に示すように、第１電極層４０は、複数の電極片４１から構成されている。つまり、第１電極層４０は、複数の電極片４１に分割された状態にある。
【００５３】
複数の電極片４１は、複数の凸部３３の並び方向（ｚ軸方向）に交差する方向に並んで配置されている。具体的には、複数の電極片４１は、複数の凸部３３の並び方向に直交する方向（ｘ軸方向）、すなわち、凸部３３の延在方向に並んで配置されている。より具体的には、複数の電極片４１は、凸部３３の反射面である側面３３ａの延びる方向に並んで配置されている。
【００５４】
複数の電極片４１の各々は、複数の凸部３３の並び方向に長尺な帯状に構成されている。複数の電極片４１の各々は、例えば、互いに同じ大きさ及び同じ形状を有するが、これに限らない。例えば、複数の電極片４１の各々の幅（ｘ軸方向の長さ）は、互いに同じであるが、異なっていてもよい。
【００５５】
複数の電極片４１の各々は、例えば、互いに電気的に絶縁されている。複数の電極片４１の各々には、駆動回路６１（図５Ａなどを参照）によって、個別に異なる電位を印加することができる。例えば、複数の電極片４１の各々に対して、並び方向において交互に異なる電位を印加することができる。また、全ての電極片４１について、同電位を印加することもできる。具体的な電位の印加例については、後で説明する。
【００５６】
本実施の形態では、図４に示すように、第２電極層５０は、複数の電極片５１から構成されている。複数の電極片５１の構成は、第１電極層４０を構成する複数の電極片４１と同様である。
【００５７】
本実施の形態では、図４に示すように、電極片４１と電極片５１とは、互いに同じ大きさ及び同じ形状であり、かつ、互いに対向して配置されている。具体的には、電極片４１と電極片５１とは、平面視において、互いに一致するように配置されている。電極片４１及び５１の各々の幅（ｘ軸方向の長さ）は、例えば１０μｍ〜数十μｍであるが、これに限らない。
【００５８】
第１電極層４０及び第２電極層５０はそれぞれ、例えば、蒸着、スパッタリングなどにより形成される。第１電極層４０及び第２電極層５０はそれぞれ、例えばＩＴＯなどの透明導電膜を成膜した後、エッチングなどによりパターニングすることで、複数の電極片に分割されてもよく、あるいは、導電材料のパターニング塗布によって形成されてもよい。
【００５９】
［光学デバイスの光学状態］
続いて、本実施の形態に係る光学デバイス１の使用例を示しながら、光学デバイス１の光学状態（動作モード）について説明する。具体的には、光学デバイス１を備える光学システムについて、図５Ａ及び図５Ｂを用いて説明する。
【００６０】
図５Ａ及び図５Ｂはそれぞれ、本実施の形態に係る光学デバイス１を備える光学システム６０を建物９０に適用した例を示す図である。具体的には、図５Ａ及び図５Ｂは、光学デバイス１を窓９１に設置した場合において、光学デバイス１が各動作モードで動作したときの作用を説明するための図である。
【００６１】
図５Ａ及び図５Ｂに示すように、光学システム６０は、光学デバイス１と、駆動回路６１とを備える。なお、各図において、光学デバイス１から延びるドットの網掛けが付された領域は、光学デバイス１を通過した光（具体的にはＳ偏光成分）が通過する領域を示している。
【００６２】
光学デバイス１は、入射した光を透過させることができる。例えば、光学デバイス１は、建物９０の窓９１に設置することで、配光機能付き窓として実現することができる。光学デバイス１は、例えば、粘着層を介して既存の窓９１に貼り合わされる。この場合、光学デバイス１は、第１基板１０及び第２基板２０の主面が鉛直方向（ｚ軸方向）に平行になる姿勢で窓９１に設置される。
【００６３】
なお、図５Ａ及び図５Ｂでは、光学デバイス１の詳細な構造は図示されていないが、光学デバイス１は、第１基板１０が屋外側で第２基板２０が屋内側になり、かつ、凸部３３の側面３３ａが天井９２側で側面３３ｂが床９３側になるように配置されている。
【００６４】
また、駆動回路６１は、床９３上に設置されているが、これは模式的に図示したものであり、駆動回路６１の設置場所には特に限定されない。例えば、駆動回路６１は、光学デバイス１と一体に構成され、窓９１の窓枠などに固定されていてもよい。あるいは、駆動回路６１は、建物９０の天井９２、床９３又は壁などに埋め込まれていてもよい。
【００６５】
駆動回路６１は、光学デバイス１を駆動する制御部である。具体的には、駆動回路６１は、光学デバイス１の第１電極層４０及び第２電極層５０間に所定の電圧を印加する。
【００６６】
本実施の形態では、光学デバイス１の動作モードとして、電圧の印加の態様によって大きく分けて、無印加モードと、均一印加モードと、部分印加モードとの３つのモードを有する。各動作モードに応じて、配光層３０（具体的には、屈折率可変層３２）に印加される電界の大きさ及び向きが変化する。
【００６７】
駆動回路６１は、ユーザ設定又は予め定められたスケジュール情報などに基づいて、３つの動作モードを切り替えて実行する。また、均一印加モード及び部分印加モードでは、複数の電圧値から選択された電圧値の電圧を印加してもよく、あるいは、連続的に電圧値を変更してもよい。
【００６８】
光学デバイス１では、配光層３０に印加される電界に応じて、屈折率可変層３２に含まれる液晶分子３５の配向が変化する。なお、液晶分子３５は、複屈折性を有する棒状の液晶分子であるので、入射する光の偏光状態に応じて、当該光が受ける屈折率が異なる。ここでは、例えば、凸部３３の屈折率が１．５であり、液晶分子３５としては、常光屈折率（ｎｏ）が１．５で、異常光屈折率（ｎｅ）が１．７のポジ型の液晶分子である場合を例に挙げて説明する。
【００６９】
光学デバイス１に入射する太陽光などの光は、Ｐ偏光（Ｐ偏光成分）とＳ偏光（Ｓ偏光成分）とを含んでいる。Ｐ偏光は、３つのモードのいずれのモードにおいても、概ね、その振動方向が液晶分子３５の短軸に対して略平行になる。このため、Ｐ偏光についての液晶分子３５の屈折率は、動作モードに依存せず、常光屈折率（ｎｏ）であって、具体的には１．５である。このため、Ｐ偏光についての屈折率は、動作モードに依存せず、配光層３０内で略一定になるので、Ｐ偏光は、配光層３０をそのまま直進する。
【００７０】
一方で、Ｓ偏光についての液晶分子３５の屈折率は、動作モードに応じて変化する。以下では、各動作モードの詳細について説明する。
【００７１】
［無印加モード（配光状態）］
図６Ａは、無印加モードで駆動された場合の光学デバイス１の状態と、光学デバイス１を通過する光Ｌの経路とを模式的に示している。
【００７２】
駆動回路６１は、光学デバイス１を無印加モードで動作させる場合、第１電極層４０と第２電極層５０との間に電圧を印加しない。つまり、屈折率可変層３２には、電界が与えられない。このため、屈折率可変層３２の屈折率を面内で略均一にすることができる。
【００７３】
この場合、光Ｌ（Ｓ偏光）が受ける屈折率は、凸部３３が１．５であるのに対して、屈折率可変層３２が１．７になる。このため、図６Ａに示すように、光学デバイス１に対して斜めに入射する光Ｌは、凸部３３の側面３３ｂで屈折して進行方向が変化した後、凸部３３の側面３３ａで反射（全反射）される。側面３３ａで反射された光は、斜め上方に向けて出射される。すなわち、光学デバイス１は、斜め下方に入射した光Ｌを、斜め上方に向けて出射する。したがって、図５Ａに示すように、斜め下方に入射する太陽光などの光Ｌは、光学デバイス１によって進行方向が曲げられて、建物９０の天井９２を照射する。
【００７４】
［均一印加モード（透明状態）］
図６Ｂは、均一印加モードで駆動された場合の光学デバイス１の状態と、光学デバイス１を通過する光Ｌの経路とを模式的に示している。
【００７５】
駆動回路６１は、光学デバイス１を均一印加モードで動作させる場合、第１電極層４０と第２電極層５０との間に均一な電圧を印加する。具体的には、複数の電極片４１の各々を互いに等しい第１電位とし、複数の電極片５１の各々を互いに等しい第２電位とする。
【００７６】
このように、駆動回路６１は、第１電極層４０と第２電極層５０との間に、面内で均一な所定の電圧を印加する。これにより、屈折率可変層３２に印加される電界が面内で略均一になり、屈折率可変層３２の屈折率を面内で略均一にすることができる。
【００７７】
この場合、光Ｌが受ける屈折率は、凸部３３及び屈折率可変層３２ともに１．５となる。このため、図６Ｂに示すように、光学デバイス１に対して斜めに入射する光Ｌは、そのまま光学デバイス１を通過する。つまり、光学デバイス１は、斜め下方に入射した光Ｌを、そのまま斜め下方に出射する。したがって、図５Ｂに示すように、斜め下方に入射する太陽光などの光Ｌは、光学デバイス１をそのまま通過して、建物９０の床９３の窓９１に近い部分を照射する。
【００７８】
［部分印加モード（配光状態）］
部分印加モードでは、駆動回路６１は、複数の電極片４１及び５１の各々に所定の電位を選択的に印加することで、屈折率可変層３２に対して領域毎に異なる電界を与える。これにより、図７〜図９に示すように、屈折率可変層３２内に低屈折率領域３２Ｌと高屈折率領域３２Ｈとを形成する。ここで、図７〜図９は、本実施の形態に係る光学デバイス１の部分印加モードを説明するための拡大断面図である。
【００７９】
低屈折率領域３２Ｌは、例えば、液晶分子３５の長軸がｙ軸に沿って配向された領域である。低屈折率領域３２Ｌの屈折率は、例えば１．５である。高屈折率領域３２Ｈは、例えば、液晶分子３５の長軸がｘ軸に沿って配向された領域である。高屈折率領域３２Ｈの屈折率は、低屈折率領域３２Ｌの屈折率より大きく、例えば１．７である。
【００８０】
なお、図７〜図９の各々では、高屈折率領域３２Ｈと低屈折率領域３２Ｌとを太破線で明確に分離して示しているが、実際には、屈折率可変層３２に与えられる電界によって、屈折率可変層３２の屈折率は連続的に変化している。つまり、太破線で示す実効界面は、実質的に屈折率の境界とみなせる面であり、当該実効界面を境界として屈折率が非連続的に変化している訳ではない。
【００８１】
また、図７〜図９で示した各実施例において、高屈折率領域３２Ｈと第１電極層４０及び第２電極層５０とは接触していない。すなわち、高屈折率領域３２Ｈと第１電極層４０及び第２電極層５０との間には、低屈折率領域３２Ｌが薄く薄膜状に形成されている。
【００８２】
部分印加モードでは、凸部３３による上下方向（ｚ軸方向）への配光に加えて、屈折率可変層３２内に形成された低屈折率領域３２Ｌと高屈折率領域３２Ｈとの界面によって左右方向（ｘ軸方向）への配光を制御する。つまり、光学デバイス１に対して左右方向（ｘ軸方向）に光の進行方向を変更することができる。
【００８３】
部分印加モードでは、電界の与えられ方によって屈折率可変層３２の屈折率が領域毎に異なるので、様々な配光パターンを得ることができる。したがって、例えば、光学デバイス１に入射する光の角度に応じて配光パターンを変更することで、所定の領域（例えば、光学デバイス１が取り付けられた部屋の中央）を中心に常に光が当たるように、外光を取り入れることができる。
【００８４】
以下では、部分印加モードにおける３つの実施例（動作モード）を挙げて説明する。なお、駆動回路６１は、例えば、ユーザ設定又は予め定められたスケジュール情報などに基づいて、以下に示す３つの実施例を切り替えて実行する。
【００８５】
＜実施例１＞
まず、実施例１について図７を用いて説明する。図７は、本実施の形態に係る光学デバイス１の部分印加モードの実施例１を説明するための拡大断面図である。図７は、図４と同様に、図３のＩＶ−ＩＶ線における断面図であり、凸部３３を図示していない。
【００８６】
図７に示すように、本実施例では、駆動回路６１は、低屈折率領域３２Ｌと高屈折率領域３２Ｈとを、電極片４１の並び方向（ｘ軸方向）に沿って交互に並ぶように形成する。低屈折率領域３２Ｌと高屈折率領域３２Ｈとの屈折率差の実効界面は、第１基板１０の厚み方向（ｚ軸方向）に対して平行な面を含む。実効界面は、図７では、太破線で示している。
【００８７】
本実施例では、駆動回路６１は、第１電極層４０と第２電極層５０との間において、最も電位差が大きくなる部分が正面で（ｙ軸方向において）対向するように、複数の電極片４１及び５１に選択的に電位を印加する。例えば、駆動回路６１は、複数の電極片４１の各々には、互いに共通の電位（例えば０Ｖ）を印加し、複数の電極片５１に対しては、並び方向に沿って、第１電位（例えば３Ｖ）と第２電位（例えば０Ｖ、対向電極と同電位）とを交互に繰り返すように印加する。なお、これらの値は一例に過ぎず、他の値であってもよい。また、複数の電極片４１と複数の電極片５１とに印加する電位の組み合わせは、逆であってもよい。
【００８８】
これにより、第１電極層４０と第２電極層５０との間に位置する屈折率可変層３２には、３Ｖの電圧によって電界が与えられる部分と、電界が与えられない部分とが、ｘ軸方向に沿って交互に並ぶように形成される。電界が与えられる部分では、液晶分子３５の長軸がｙ軸（厚み方向）に平行になるように液晶分子３５が配向される。このため、電界が与えられる部分では、Ｓ偏光に対する屈折率が１．５となって低屈折率領域３２Ｌになる。
【００８９】
電界が与えられない部分では、液晶分子３５の長軸はｘ軸に平行なまま維持される。このため、電界が与えられない部分では、Ｓ偏光に対する屈折率が１．７のままで高屈折率領域３２Ｈになる。これにより、図７に示すように、低屈折率領域３２Ｌと高屈折率領域３２Ｈとが、電極片４１の並び方向（ｘ軸方向）に沿って交互に並ぶように形成される。
【００９０】
本実施例では、低屈折率領域３２Ｌに与えられる電界は、主にｙ軸方向に平行になる。このため、高屈折率領域３２Ｈと低屈折率領域３２Ｌとの屈折率差の実効界面には、ｙ軸方向に平行な面が含まれる。
【００９１】
当該実効界面は、光が高屈折率領域３２Ｈから低屈折率領域３２Ｌに向かって入射する場合に、反射面（全反射面）として機能する。したがって、図７に示すように、第１基板１０に対して斜めに入射した光Ｌは、高屈折率領域３２Ｈと低屈折率領域３２Ｌとの界面で反射されて進行方向が変化する。
【００９２】
高屈折率領域３２Ｈのみを通過する光、及び、低屈折率領域３２Ｌのみを通過する光は、進行方向が変えられることなく、そのままの方向に進行する。なお、高屈折率領域３２Ｈを通過する光のうち、凸部３３の側面３３ａに入射する光は、図６Ａで示したように、側面３３ａで反射されるので、天井面に向けて斜め上方に出射される。
【００９３】
このように、本実施例では、光学デバイス１に入射する光の一部を、左右方向において進行方向を変更することができる。
【００９４】
なお、本実施例では、駆動回路６１は、複数の電極片５１に対して、１つずつ交互に異なる電位を印加したが、連続する複数個に対してまとめて同じ電位を印加することを、交互に繰り返してもよい。このとき、同電位を印加する電極片５１の連続数を調整することで、高屈折率領域３２Ｈ及び低屈折率領域３２Ｌの幅（ｘ軸方向における長さ）を変更することができる。例えば、第１電位（例えば３Ｖ）を印加する電極片５１の連続数を、第２電位（例えば０Ｖ、対向電極と同電位）を印加する電極片５１の連続数より多くすることで、低屈折率領域３２Ｌの幅を高屈折率領域３２Ｈの幅より大きくすることができる。
【００９５】
＜実施例２＞
次に、実施例２について図８を用いて説明する。図８は、本実施の形態に係る光学デバイス１の部分印加モードの実施例２を説明するための拡大断面図である。図８は、図４と同様に、図３のＩＶ−ＩＶ線における断面図であり、凸部３３を図示していない。
【００９６】
図８に示すように、本実施例では、駆動回路６１は、低屈折率領域３２Ｌと高屈折率領域３２Ｈとを、電極片４１の並び方向（ｘ軸方向）に沿って交互に並ぶように形成する。このとき、低屈折率領域３２Ｌと高屈折率領域３２Ｈとの屈折率差の実効界面は、第１基板１０の厚み方向（ｚ軸方向）に対して斜めに交差する面を含む。実効界面は、図８では、太破線で示している。
【００９７】
具体的には、駆動回路６１は、第１電極層４０と第２電極層５０との間において、最も電位差が大きくなる部分が斜め方向に対向するように、すなわち、正面において対向しないように、複数の電極片４１及び５１に選択的に電位を印加する。
【００９８】
例えば、駆動回路６１は、複数の電極片４１には、並び方向に沿って、第１電位（例えば３Ｖ）と、第１電位より高い第２電位（例えば５Ｖ）とを交互に繰り返すように印加する。このとき、第１電位を印加する電極片４１の連続数より、第２電位を印加する電極片４１の連続数を多くする。例えば、図８では、第１電位（３Ｖ）と第２電位（５Ｖ）との連続数の比率が１：３である。
【００９９】
駆動回路６１は、さらに、複数の電極片５１には、並び方向に沿って、第３電位（例えば５Ｖ、電極片４１に印加する第２電位と同電位）と、第３電位より高い第４電位（例えば１０Ｖ）とを交互に繰り返すように印加する。このとき、第３電位を印加する電極片５１の連続数より、第４電位を印加する電極片５１の連続数を多くする。例えば、図８では、第３電位（５Ｖ）と第４電位（１０Ｖ）との連続数の比率が１：３である。なお、これらの示す電位の値は一例に過ぎず、他の値であってもよい。また、複数の電極片４１と複数の電極片５１とに印加する電位の組み合わせは、逆であってもよい。
【０１００】
この場合において、駆動回路６１は、最も電位差が大きい第１電位（３Ｖ）の電極片４１と第４電位（１０Ｖ）の電極片５１とを、斜め方向に対向させ、正面では対向させない。これにより、第１電極層４０と第２電極層５０との間に位置する屈折率可変層３２には、斜め方向に強い電界が与えられる部分と、電界が与えられない、又は、弱い電界が与えられる部分とが、ｘ軸方向に沿って交互に並ぶように形成される。電界が与えられる部分では、液晶分子３５の長軸がｙ軸（厚み方向）に平行になるように液晶分子３５が配向される。このため、電界が与えられる部分では、Ｓ偏光に対する屈折率が１．５となって低屈折率領域３２Ｌになる。
【０１０１】
電界が与えられない部分では、液晶分子３５の長軸はｘ軸に平行なまま維持される。このため、電界が与えられない部分では、Ｓ偏光に対する屈折率が１．７のままで高屈折率領域３２Ｈになる。これにより、図８に示すように、低屈折率領域３２Ｌと高屈折率領域３２Ｈとが、電極片４１の並び方向（ｘ軸方向）に沿って交互に並ぶように形成される。
【０１０２】
本実施例では、低屈折率領域３２Ｌに与えられる電界は、ｙ軸に対して斜めに交差している。このため、高屈折率領域３２Ｈと低屈折率領域３２Ｌとの屈折率差の実効界面には、ｙ軸方向に交差している面が含まれる。
【０１０３】
当該実効界面は、入射光が高屈折率領域３２Ｈから低屈折率領域３２Ｌに向かって入射する場合に、反射面（全反射面）として機能する。したがって、図８に示すように、第１基板１０に対して斜めに入射した光Ｌは、高屈折率領域３２Ｈと低屈折率領域３２Ｌとの界面で反射されて進行方向が変化する。
【０１０４】
本実施例では、高屈折率領域３２Ｈと低屈折率領域３２Ｌとの屈折率差の実効界面は、光学デバイス１の厚み方向（ｙ軸方向）に対して斜めに傾斜しているので、第１基板１０に対して、浅い角度（大きな入射角）で入射した光も反射させることができる。例えば、図７に示す実施例１の場合よりも斜めから入射した光を反射させることができる。
【０１０５】
このように、本実施例では、光学デバイス１に入射する光の一部を、左右方向において進行方向を変更することができる。
【０１０６】
＜実施例３＞
次に、実施例３について図９を用いて説明する。図９は、本実施の形態に係る光学デバイス１の部分印加モードの実施例３を説明するための拡大断面図である。図９は、図４と同様に、図３のＩＶ−ＩＶ線における断面図であり、凸部３３を図示していない。
【０１０７】
図９に示すように、本実施例では、駆動回路６１は、屈折率可変層３２内に、低屈折率領域３２Ｌと高屈折率領域３２Ｈとを形成する。低屈折率領域３２Ｌと高屈折率領域３２Ｈとの屈折率差の実効界面は、凹レンズ形状を有する。実効界面は、図９では、太破線で示している。
【０１０８】
具体的には、駆動回路６１は、第１電極層４０と第２電極層５０との間において、電位差の分布が、所定の位置を対称軸として線対称になるように、複数の電極片４１及び５１に電位を印加する。より具体的には、駆動回路６１は、対称軸から離れる程、電位差が小さくなるように、複数の電極片４１及び５１に電位を印加する。
【０１０９】
例えば、駆動回路６１は、複数の電極片５１の各々には、互いに共通の電位（例えば０Ｖ）を印加する。駆動回路６１は、複数の電極片４１には、対称軸に近い電極片４１から順に、第１電位（例えば８Ｖ）、第１電位より低い第２電位（例えば６Ｖ）、第２電位より低い第３電位（例えば４Ｖ）、第３電位より低い第４電位（例えば０Ｖ、第２電極層５０と同電位）を印加する。
【０１１０】
図９に示すように、対称軸上の電極片４１には、第２電位（例えば６Ｖ）を印加する。すなわち、対称軸上の電極片４１のみ、隣り合う電極片４１に印加する電位よりも低い電位を印加する。なお、これらの電位の値は一例に過ぎず、他の値であってもよい。また、複数の電極片４１と複数の電極片５１とに印加する電位の組み合わせは、逆であってもよい。
【０１１１】
図９に示す電位を印加することで、高屈折率領域３２Ｈの中に、第１基板１０から第２基板２０に向かって凸形状の低屈折率領域３２Ｌが形成される。低屈折率領域３２Ｌの凸の中心は、対称軸上の第２電位（例えば６Ｖ）が印加された電極片４１に相当している。高屈折率領域３２Ｈと低屈折率領域３２Ｌとの屈折率差の実効界面は、凹レンズ形状を有する。
【０１１２】
これにより、図９に示すように、第１基板１０に対して斜めに入射した光Ｌは、高屈折率領域３２Ｈ及び低屈折率領域３２Ｌの屈折率差によって形成された凹レンズの集光効果によって所定方向に向けて出射させることができる。
【０１１３】
なお、本実施例では、駆動回路６１では、複数の電極片４１に対して、１つずつ電位が小さくなる電位を印加したが、連続する複数個に対してまとめて同じ電位を印加し、複数個ずつ順に電位が小さくなるようにしてもよい。このとき、同電位を印加する電極片４１の連続数を調整することで、高屈折率領域３２Ｈと低屈折率領域３２Ｌとの屈折率差の実効界面の形状を変更することができる。すなわち、凹レンズのレンズ形状を変更することができる。
【０１１４】
［効果など］
以上のように、本実施の形態に係る光学デバイス１は、透光性を有する第１基板１０と、第１基板１０と対向して配置された、透光性を有する第２基板２０と、第１基板１０と第２基板２０との間に互いに対向して配置された、透光性を有する第１電極層４０及び第２電極層５０と、第１電極層４０と第２電極層５０との間に配置され、入射した光を配光する配光層３０とを備える。配光層３０は、第１方向に並んで配置された複数の凸部３３を有する凹凸構造層３１と、複数の凸部３３間を充填するように配置され、第１電極層４０及び第２電極層５０間に印加される電圧に応じて屈折率が変化する屈折率可変層３２とを含む。第１電極層４０は、複数の電極片４１から構成され、複数の電極片４１は、第１方向に交差する第２方向に沿って並んで配置されている。
【０１１５】
これにより、屈折率可変層３２内に屈折率の異なる領域を形成することができるので、凸部３３の側面３３ａだけでなく、屈折率可変層３２内に生じる屈折率差の実効界面を利用して、光を反射又は屈折させることができる。したがって、入射光の進行方向を変更できる範囲が大きくなる。例えば、凸部３３の並び方向である上下方向への配光制御（側面３３ａの反射による）だけでなく、凸部３３の並び方向に交差する方向（例えば左右方向）への配光制御を行うことができる。
【０１１６】
このように、本実施の形態に係る光学デバイス１によれば、配光方向の制御範囲を大きくすることができる。
【０１１７】
また、例えば、第２電極層５０は、複数の電極片５１から構成されている。
【０１１８】
これにより、第１電極層４０及び第２電極層５０の両方が複数の電極片から構成されているので、第１電極層４０及び第２電極層５０間に印加する電圧の印加態様を種々に変更することができる。したがって、光学デバイス１によれば、配光方向の制御範囲を大きくすることができる。
【０１１９】
また、例えば、電極片４１の並び方向である第２方向は、凸部３３の並び方向である第１方向に直交している。
【０１２０】
これにより、凸部３３の並び方向である上下方向への配光制御（側面３３ａの反射による）だけでなく、凸部３３の並び方向に直交する方向、すなわち、左右方向への配光制御を行うことができる。このため、光学デバイス１に対して斜めから入射する光を所望の方向に配光させることができる。
【０１２１】
例えば、光学デバイス１を南向きの窓に設置した場合を想定する。光学デバイス１に入射する太陽光は、太陽の日周運動及び年周運動によって、その入射角度が時間の経過と共に大きく変化する。このとき、駆動回路６１が太陽の動きに合わせて、複数の電極片４１及び５１への電位の印加態様を調整することで、常に部屋の中央に向けて光を採り入れることができる。このように、光の入射方向によらず安定的に光を採り入れることができる。すなわち、本実施の形態に係る光学デバイス１によれば、採光安定性を高めることができる。
【０１２２】
また、例えば、複数の凸部３３は、電極片４１の並び方向である第２方向に延在する長尺の凸条である。
【０１２３】
これにより、反射面として機能する凸部３３の側面３３ａがｘ軸方向に沿って長く形成されるので、より多くの光を配光させることができる。
【０１２４】
また、例えば、本実施の形態に係る光学システム６０は、光学デバイス１と、複数の電極片４１の各々に所定の電位を選択的に印加することで、屈折率可変層３２内に、低屈折率領域３２Ｌと、低屈折率領域３２Ｌより屈折率が高い高屈折率領域３２Ｈとを形成する駆動回路とを備える。
【０１２５】
これにより、駆動回路６１が屈折率可変層３２内に高屈折率領域３２Ｈ及び低屈折率領域３２Ｌを形成することができるので、凸部３３の側面３３ａだけでなく、高屈折率領域３２Ｈ及び低屈折率領域３２Ｌの屈折率差の実効界面を利用して、光を反射又は屈折させることができる。したがって、入射光の進行方向を変更できる範囲が大きくなる。例えば、凸部３３の並び方向である上下方向への配光制御（側面３３ａの反射による）だけでなく、凸部３３の並び方向に交差する方向（例えば左右方向）への配光制御を行うことができる。
【０１２６】
このように、本実施の形態に係る光学システム６０によれば、配光方向の制御範囲を大きくすることができる。
【０１２７】
また、例えば、駆動回路６１は、低屈折率領域３２Ｌと高屈折率領域３２Ｈとを、電極片４１の並び方向である第２方向に沿って交互に並ぶように形成する。
【０１２８】
これにより、高屈折率領域３２Ｈと低屈折率領域３２Ｌとが交互に連続して配置されるので、光学デバイス１に対して入射する光の位置によらず、光を配光させることができる。つまり、光学デバイス１に入射する光を満遍なく均一に配光させることができるので、光のむらなどが形成されるのを抑制することができる。
【０１２９】
また、例えば、低屈折率領域３２Ｌと高屈折率領域３２Ｈとの屈折率差の実効界面は、第１基板１０の厚み方向に対して平行な面を含んでいてもよい。
【０１３０】
これにより、光学デバイス１に対して左右の斜め方向から入射した光を効果的に配光することができる。
【０１３１】
また、例えば、低屈折率領域３２Ｌと高屈折率領域３２Ｈとの屈折率差の実効界面は、第１基板１０の厚み方向に対して斜めに交差する面を含んでいてもよい。
【０１３２】
これにより、光学デバイス１に対して左右のより斜め方向から入射した光を効果的に配光することができる。
【０１３３】
また、例えば、低屈折率領域３２Ｌと高屈折率領域３２Ｈとの屈折率差の実効界面は、凹レンズ形状を有してもよい。
【０１３４】
これにより、光学デバイス１にレンズ機能を持たせることができるので、所望の方向に光を配光させることができる。
【０１３５】
（その他）
以上、本発明に係る光学デバイス及び光学システムについて、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。
【０１３６】
例えば、上記の実施の形態では、第１電極層４０及び第２電極層５０の両方が複数の分割片から構成されている例について示したが、第１電極層４０及び第２電極層５０のいずれか一方のみが複数の電極片から構成され、他方は平板状の電極（ベタ電極）であってもよい。
【０１３７】
また、例えば、複数の電極片の並び方向は、凸部３３の並び方向（ｚ軸方向）に直交していなくてもよく、例えば、凸部３３の延在方向（ｘ軸方向）に交差する方向であってもよい。
【０１３８】
また、例えば、駆動回路６１は、屈折率可変層３２内に、３つ以上の屈折率が異なる領域を形成してもよい。
【０１３９】
また、例えば、上記の実施の形態では、屈折率可変層３２を構成する液晶材料としてポジ型の液晶材料を用いたが、ネガ型の液晶材料を用いてもよい。
【０１４０】
また、例えば、上記の実施の形態では、凸部３３の長手方向がｘ軸方向となるように光学デバイスを窓に配置したが、これに限らない。例えば、凸部３３の長手方向がｚ軸方向となるように光学デバイスを窓に配置してもよい。
【０１４１】
また、例えば、上記の実施の形態では、凹凸構造層３１を構成する複数の凸部３３の各々は、長尺状であったが、これに限らない。例えば、複数の凸部３３は、マトリクス状などに点在するように配置されていてもよい。つまり、複数の凸部３３を、ドット状に点在するように配置してもよい。
【０１４２】
また、例えば、上記の実施の形態では、複数の凸部３３の各々は、同じ形状としたが、これに限るものではなく、例えば、面内において異なる形状であってもよい。例えば、光学デバイス１におけるｚ軸方向の上半分と下半分とで複数の凸部３３の側面３３ａ又は３３ｂの傾斜角を異ならせてもよい。
【０１４３】
また、例えば、上記の実施の形態では、複数の凸部３３の高さは、一定としたが、これに限るものではない。例えば、複数の凸部３３の高さは、ランダムに異なっていてもよい。このようにすることで、光学デバイスを透過する光が虹色に見えてしまうことを抑制できる。つまり、複数の凸部３３の高さをランダムに異ならせることで、凹凸界面での微小な回折光及び散乱光が波長で平均化されて出射光の色付きが抑制される。
【０１４４】
また、例えば、屈折率可変層３２は、液晶分子３５を含んでいなくてもよい。例えば、屈折率可変層３２は、絶縁性の液体と、当該絶縁性の液体に分散された帯電するナノ粒子とを含んでもよい。絶縁性の液体とナノ粒子とはそれぞれ、透光性を有し、かつ、互いに屈折率が異なっている。第１電極層４０と第２電極層５０とに印加される電圧に応じて、ナノ粒子が液体内を移動（泳動）し凝集される。これにより、液体内に屈折率差を発生させることができる。例えば、ナノ粒子が液体内に分散している場合には、屈折率可変層３２は、平均的な屈折率となる。ナノ粒子が液体内の一部に凝集された場合には、屈折率可変層３２は、凝集度合いに応じた屈折率差（屈折率分布）が発生する。なお、液晶の場合とは異なり、偏光の種別による配光差はなくなり、Ｐ偏光及びＳ偏光のいずれも同じ方向に配光される。
【０１４５】
また、上記の実施の形態では、光学デバイス１に入射する光として太陽光を例示したが、これに限らない。例えば、光学デバイス１に入射する光は、照明装置などの発光装置が発する光であってもよい。
【０１４６】
また、上記の実施の形態では、光学デバイス１は、窓９１の屋内側の面に貼り付けたが、窓９１の屋外側の面に貼り付けてもよい。屋内側に貼り付けることで、光学素子の劣化を抑制することができる。また、光学デバイス１を窓９１に貼り付けたが、光学デバイスを建物９０の窓そのものとして用いてもよい。また、光学デバイス１は、建物９０の窓９１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してもよい。
【０１４７】
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】
【０１４８】
１  光学デバイス
１０  第１基板
２０  第２基板
３０  配光層
３１  凹凸構造層
３２  屈折率可変層
３２Ｈ  高屈折率領域
３２Ｌ  低屈折率領域
３３  凸部
４０  第１電極層
４１、５１  電極片
５０  第２電極層
６０  光学システム
６１  駆動回路
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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