(57)【要約】【課題】透過光を所望の色にする。【解決手段】光学デバイス１は、透光性を有する第１基材１０と、第１基材１０に対向し、透光性を有する第２基材２０と、第１基材１０及び第２基材２０の間に配置され、入射した光を配光する配光層３０と、配光層３０を間に挟んで互いに対向して配置された第１電極層４０及び第２電極層５０とを備え、配光層３０は、複数の凸部３３を有する第１凹凸構造層３１と、複数の凸部３３の間である凹部３４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、凹部３４に設けられた青色層３６とを含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性を有する第１基材と、
前記第１基材に対向し、透光性を有する第２基材と、
前記第１基材及び前記第２基材の間に配置され、入射した光を配光する第１配光層と、
前記第１配光層を間に挟んで互いに対向して配置された第１電極層及び第２電極層とを備え、
前記第１配光層は、
複数の第１凸部を有する第１凹凸構造層と、
前記複数の第１凸部の間である第１凹部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第１屈折率可変層と、
前記第１凹部に設けられた青色層とを含む
光学デバイス。
【請求項２】
前記青色層は、前記複数の第１凸部の各々の、前記第１凹部に面する側面に沿って設けられている
請求項１に記載の光学デバイス。
【請求項３】
前記青色層は、前記第１凹部の底に設けられている
請求項１又は２に記載の光学デバイス。
【請求項４】
前記第１凹部の底には、さらに、前記青色層に積層された、入射した光の少なくとも一部を遮光する遮光層が設けられている
請求項３に記載の光学デバイス。
【請求項５】
前記青色層は、入射した光の少なくとも一部を遮光する遮光材料を含有している
請求項３に記載の光学デバイス。
【請求項６】
前記青色層は、紫外光を青色光に変換する波長変換材料を含有している
請求項１〜５のいずれか１項に記載の光学デバイス。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の光学デバイスである第１光学デバイスと、
上下方向に沿った平面内で前記第１光学デバイスと並んで配置される第２光学デバイスとを備え、
前記第２光学デバイスは、
透光性を有する第３基材と、
前記第３基材に対向し、透光性を有する第４基材と、
前記第３基材及び前記第４基材の間に配置され、入射した光を配光する第２配光層と、
前記第２配光層を間に挟んで互いに対向して配置された第３電極層及び第４電極層とを備え、
前記第２配光層は、
複数の第２凸部を有する第２凹凸構造層と、
前記複数の第２凸部の間である第２凹部を充填するように配置され、前記第３電極層及び前記第４電極層間に印加される電圧に応じて屈折率が変化する第２屈折率可変層とを含み、
前記第１光学デバイスは、前記第２光学デバイスより上側に位置している
光学システム。
【請求項８】
さらに、前記第１光学デバイス及び前記第２光学デバイスの各々を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記第１光学デバイスと前記第２光学デバイスとを同じ光学状態で動作させる場合に、前記第１電極層及び前記第２電極層間に、前記第３電極層及び前記第４電極層間の電位差より大きい電圧を印加する
請求項７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、当該光学デバイスを備える光学システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、屋外から入射する太陽光などの外光を屋内に採り込む採光フィルムが知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１５／１９４４９９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の採光フィルムでは、太陽光に含まれる短波長成分が基材によって吸収される。このため、屋内に採り込まれる光が黄色みを帯び、古ぼけた色合いに感じられる。
【０００５】
そこで、本発明は、透過光を所望の色にすることができる光学デバイス、及び、当該光学デバイスを備える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】
【０００６】
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基材と、前記第１基材に対向し、透光性を有する第２基材と、前記第１基材及び前記第２基材の間に配置され、入射した光を配光する第１配光層と、前記第１配光層を間に挟んで互いに対向して配置された第１電極層及び第２電極層とを備え、前記第１配光層は、複数の第１凸部を有する第１凹凸構造層と、前記複数の第１凸部の間である第１凹部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第１屈折率可変層と、前記第１凹部に設けられた青色層とを含む。
【０００７】
また、本発明の一態様に係る光学システムは、前記光学デバイスである第１光学デバイスと、上下方向に沿った平面内で前記第１光学デバイスと並んで配置される第２光学デバイスとを備え、前記第２光学デバイスは、透光性を有する第３基材と、前記第３基材に対向し、透光性を有する第４基材と、前記第３基材及び前記第４基材の間に配置され、入射した光を配光する第２配光層と、前記第２配光層を間に挟んで互いに対向して配置された第３電極層及び第４電極層とを備え、前記第２配光層は、複数の第２凸部を有する第２凹凸構造層と、前記複数の第２凸部の間である第２凹部を充填するように配置され、前記第３電極層及び前記第４電極層間に印加される電圧に応じて屈折率が変化する第２屈折率可変層とを含み、前記第１光学デバイスは、前記第２光学デバイスより上側に位置している。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、透過光を所望の色にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１に係る光学デバイスの断面図である。
【図２】実施の形態１に係る光学デバイスの拡大断面図である。
【図３Ａ】実施の形態１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で動作したときの作用（配光状態）を説明するための図である。
【図３Ｂ】実施の形態１に係る光学デバイスを窓に設置した場合において、光学デバイスが電圧印加モードで動作したときの作用（透光状態）を説明するための図である。
【図４Ａ】実施の形態１に係る光学デバイスの無印加モード（配光状態）を説明するための拡大断面図である。
【図４Ｂ】実施の形態１に係る光学デバイスの電圧印加モード（透光状態）を説明するための拡大断面図である。
【図５】実施の形態１の変形例に係る光学デバイスの拡大断面図である。
【図６】実施の形態２に係る光学デバイスの断面図である。
【図７】実施の形態２に係る光学デバイスの拡大断面図である。
【図８】実施の形態２に係る光学デバイスの無印加モード（配光状態）を説明するための拡大断面図である。
【図９】実施の形態２の変形例１に係る光学デバイスの拡大断面図である。
【図１０】実施の形態２の変形例２に係る光学デバイスの拡大断面図である。
【図１１】実施の形態３に係る光学システムの構成を示す断面図である。
【図１２】実施の形態３に係る光学システムの配光状態を説明するための模式図である。
【図１３】実施の形態の変形例に係る光学システムの拡大断面図である。
【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。
【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。
【００１３】
（実施の形態１）
［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。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。
【００１４】
光学デバイス１は、光学デバイス１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、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配光素子である。
【００１５】
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基材１０と、第２基材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。
【００１６】
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。
【００１７】
光学デバイス１は、対をなす第１基材１０及び第２基材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基材１０と第２基材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。
【００１８】
以下、光学デバイス１の各構成部材について、図１及び図２を参照して詳細に説明する。
【００１９】
［第１基材及び第２基材］
第１基材１０及び第２基材２０は、透光性を有する透光性基材である。第１基材１０及び第２基材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。
【００２０】
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。
【００２１】
第１基材１０と第２基材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基材１０及び第２基材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基材１０及び第２基材２０は、ＰＥＴ樹脂からなる透明樹脂基板である。
【００２２】
第２基材２０は、第１基材１０に対向する対向基材であり、第１基材１０に対向する位置に配置される。第１基材１０と第２基材２０とは、例えば、１０μｍ〜３０μｍなどの所定距離を空けて略平行に配置されている。第１基材１０と第２基材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。
【００２３】
なお、第１基材１０及び第２基材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。
【００２４】
［配光層］
図１及び図２に示すように、配光層３０は、第１基材１０と第２基材２０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。
【００２５】
配光層３０は、凹凸構造層３１と、屈折率可変層３２と、青色層３６とを有する。配光層３０は、凹凸構造層３１と屈折率可変層３２との屈折率の差によって光を配光することができる。
【００２６】
［凹凸構造層］
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。
【００２７】
複数の凸部３３は、第１基材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。
【００２８】
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。本実施の形態において、複数の凸部３３の各々の断面形状は、第１基材１０から第２基材２０に向かう方向（厚み方向、ｙ軸正方向）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、台形であるが、これに限らない。凸部３３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。また、凸部３３の先端が第２電極層５０に接触しているが、凸部３３の先端と第２電極層５０との間には、隙間が設けられていてもよい。この場合、当該隙間は、屈折率可変層３２によって充填されている。
【００２９】
図２に示すように、複数の凸部３３の各々は、凹部３４に面する一対の側面３３ａ及び３３ｂを有する。一対の側面３３ａ及び３３ｂは、ｚ軸方向に交差する面である。一対の側面３３ａ及び３３ｂの各々は、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り、一対の側面３３ａ及び３３ｂの間隔（凸部３３の幅（ｚ軸方向の長さ））は、第１基材１０から第２基材２０に向かって漸次小さくなっている。
【００３０】
側面３３ａは、例えば、凸部３３を構成する複数の側面のうち、鉛直下方側の側面（下側面）である。側面３３ａは、入射光を屈折させる屈折面である。側面３３ｂは、例えば、凸部３３を構成する複数の側面のうち、鉛直上方側の側面（上側面）である。側面３３ｂは、入射光を反射（全反射）させる反射面（全反射面）である。
【００３１】
本実施の形態において、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。つまり、複数の凸部３３の各々は、ｘ軸方向に沿って直線状に延びる長尺状の凸部である。具体的には、複数の凸部３３の各々は、断面形状が台形でｘ軸方向に延在する長尺状の略四角柱形状であり、ｚ軸方向に沿って略等間隔に配列されている。複数の凸部３３の各々は、同じ形状を有するが、互いに異なる形状を有してもよい。
【００３２】
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の各々の幅（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、凹部３４の幅（ｚ軸方向）は、例えば０〜１００μｍである。つまり、隣り合う２つの凸部３３は、接触することなく所定の間隔をあけて配置されていてもよく、接触して配置されていてもよい。なお、隣り合う凸部３３の間隔は、０〜１００μｍに限らない。
【００３３】
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。
【００３４】
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台形の凹凸構造を、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の根元の厚さは、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。
【００３５】
［屈折率可変層］
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。
【００３６】
屈折率可変層３２は、第１電極層４０及び第２電極層５０の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帯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。
【００３７】
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。
【００３８】
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基材１０と、第２電極層５０が形成された第２基材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基材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基材２０を貼り合わせることで形成されてもよい。
【００３９】
なお、図２では、電圧が無印加の状態（後述する図４Ａ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の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４Ｂを参照）。
【００４０】
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。
【００４１】
［青色層］
青色層３６は、複数の凹部３４に設けられている。本実施の形態では、青色層３６は、複数の凸部３３の各々の側面３３ｂに沿って設けられている。青色層３６は、側面３３ｂ上に所定の膜厚で薄膜状に形成されている。青色層３６の膜厚は、例えば１μｍであるが、これに限らない。
【００４２】
青色層３６は、側面３３ｂに沿ってｘ軸方向に延びるストライプ状に形成されている。本実施の形態では、全ての凸部３３の側面３３ｂに青色層３６が設けられているが、これに限らない。例えば、ｚ軸方向に沿って並ぶ複数の凸部３３のｎ個置き（ｎは１以上の自然数）に青色層３６が設けられていてもよい。また、青色層３６は、側面３３ｂ上に離散的に（ドット状）に設けられていてもよい。
【００４３】
青色層３６は、例えば、青色顔料を含んでいる。青色顔料としては、プルシアンブルー又はフタロシアニン青などを用いることができる。例えば、青色層３６は、青色顔料を含む塗膜を凹凸構造層３１の全面に凹凸表面に沿って形成した後、凹部３４の底に位置する塗膜をエッチングなどによって除去することで形成される。あるいは、青色層３６は、陽極酸化法などによって形成されてもよい。
【００４４】
なお、青色層３６の表面には、透明な酸化膜が形成されてもよい。酸化膜（図示せず）は、青色層３６が屈折率可変層３２（液晶）と混ざるのを抑制することができる。酸化膜は、例えば、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２）である。
【００４５】
また、青色層３６は、紫外光を青色光に変換する波長変換材料を含有していてもよい。例えば、青色層３６は、ＢＡＭ（ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋）などの青色蛍光体材料を含有していてもよい。これにより、紫外光の透過を抑制しつつ、透過光を、青みを帯びた光にすることができる。
【００４６】
［第１電極層及び第２電極層］
図１及び図２に示すように、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、電気的だけではなく配置的にも対になっており、第１基材１０と第２基材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。
【００４７】
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。
【００４８】
第１電極層４０は、第１基材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基材１０の配光層３０側の面に形成されている。
【００４９】
一方、第２電極層５０は、屈折率可変層３２と第２基材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基材２０の配光層３０側の面に形成されている。
【００５０】
なお、第１電極層４０及び第２電極層５０は、例えば、外部電源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基材１０及び第２基材２０に形成されていてもよい。
【００５１】
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、ＩＴＯなどの導電膜を成膜することで形成される。
【００５２】
［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３Ａ及び図３Ｂを用いて説明する。
【００５３】
図３Ａ及び図３Ｂ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３Ａ及び図３Ｂ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。
【００５４】
図３Ａ及び図３Ｂに示すように、光学システム６０は、光学デバイス１と、制御部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。
【００５５】
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基材１０及び第２基材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。
【００５６】
なお、図３Ａ及び図３Ｂ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基材１０が屋外側で第２基材２０が屋内側になり、かつ、凸部３３の側面３３ｂが天井９２側で側面３３ａが床９３側になるように配置されている。
【００５７】
また、制御部６１が床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、制御部６１の設置場所には特に限定されない。例えば、制御部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、制御部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。
【００５８】
制御部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、制御部６１は、第１電極層４０と第２電極層５０との間に所定の電圧を印加することで、配光層３０に電界を与える。
【００５９】
本実施の形態では、制御部６１は、第１電極層４０及び第２電極層５０間への電圧の印加状態に応じた２つの動作モードを有する。具体的には、２つの動作モードは、電圧を印加しない無印加モード（第１動作モード）と、電極層間に略均一に電圧を印加する電圧印加モード（第２動作モード）とである。制御部６１は、ユーザ操作又は予め定められたスケジュール情報などに基づいて、２つの動作モードを切り替えて実行する。
【００６０】
光学デバイス１では、配光層３０に与えられる電界に応じて、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、入射光に対して、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。
【００６１】
以下では、各動作モードの詳細について、図３Ａ及び図３Ｂを適宜参照しながら、図４Ａ及び図４Ｂを用いて説明する。図４Ａ及び図４Ｂはそれぞれ、本実施の形態に係る光学デバイス１の各動作モードを説明するための拡大断面図である。
【００６２】
なお、図４Ａ及び図４Ｂでは、光学デバイス１に入射する光（例えば太陽光）の経路を太線の矢印で示している。なお、実際には、光は、第１基材１０に入射する際、及び、第２基材２０から出射する際に屈折するが、これらの屈折による経路の変化は図示していない。
【００６３】
＜無印加モード（配光状態）＞
図４Ａ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を通過する光の経路とを模式的に示している。光学デバイス１は、無印加モードで駆動された場合に、入射する光の進行方向を変更させる配光状態になる。
【００６４】
制御部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。具体的には、第１電極層４０と第２電極層５０とが略等しい電位（例えば接地電位）になることで、配光層３０には電界が印加されない。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。
【００６５】
なお、光学デバイス１に入射する光は、Ｐ偏光（Ｐ偏光成分）とＳ偏光（Ｓ偏光成分）とを含んでいる。図４Ａには、光学デバイス１に対して斜め下方に入射する光のＰ偏光ＬＰ１及びＳ偏光ＬＳ１と、光学デバイス１に対して正面から略垂直に入射する光のＰ偏光ＬＰ２及びＳ偏光ＬＳ２とを示している。
【００６６】
Ｐ偏光ＬＰ１及びＬＰ２は、無印加モード及び電圧印加モードのいずれのモードにおいても、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ＬＰ１及びＬＰ２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ＬＰ１及びＬＰ２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、図４Ａに示すように、Ｐ偏光ＬＰ１及びＬＰ２は、配光層３０をそのまま直進する。
【００６７】
一方で、Ｓ偏光ＬＳ１及びＬＳ２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。
【００６８】
この場合、Ｓ偏光ＬＳ１及びＬＳ２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４Ａ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のＳ偏光ＬＳ１は、凸部３３の側面３３ａで屈折して進行方向が変化した後、凸部３３の側面３３ｂで反射（全反射）される。側面３３ｂ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のＳ偏光ＬＳ１を、斜め上方に向けて出射する。したがって、図３Ａに示すように、斜め下方に入射する太陽光などの光のＳ偏光ＬＳ１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。
【００６９】
一方で、光学デバイス１に対して正面から略垂直に入射する光のＳ偏光ＬＳ２は、図４Ａに示すように、側面３３ａ及び側面３３ｂを通過しない。このため、光学デバイス１をそのまま通過するので、建物９０の屋内に居る人物からは外の景色をそのまま見ることができる。
【００７０】
＜電圧印加モード（透光状態）＞
図４Ｂは、電圧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を通過する光の経路とを模式的に示している。光学デバイス１は、電圧印加モードで駆動された場合に、入射する光をそのまま（進行方向を変更することなく）通過（透過）させる透光（透明）状態になる。
【００７１】
制御部６１は、光学デバイス１を電圧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との間に所定の電圧を印加する。これにより、配光層３０に与えら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。
【００７２】
この場合、入射する光が受ける屈折率は、Ｐ偏光及びＳ偏光のいずれの場合も、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４Ｂ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は、Ｐ偏光ＬＰ１及びＳ偏光ＬＳ１のいずれも、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を、そのまま斜め下方に出射する。したがって、図３Ｂに示すように、斜め下方に入射する太陽光などの光は、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。
【００７３】
また、光学デバイス１に対して正面から略垂直に入射する光についても、Ｐ偏光ＬＰ２及びＳ偏光ＬＳ２のいずれも、光学デバイス１をそのまま通過する。このため、光学デバイス１をそのまま通過するので、建物９０の屋内に居る人物からは外の景色をそのまま見ることができる。
【００７４】
以上のように、本実施の形態に係る光学デバイス１によれば、配光層３０に与える電界（第１電極層４０及び第２電極層５０の間に印加する電圧）に応じて、光学状態を変化させることができる。ここでは、透光状態と配光状態とを切り替えているが、印加する電圧に応じて、配光状態と透光状態との中間の光学状態を形成することができる。
【００７５】
例えば、電圧印加モードでは、印加する電圧水準を複数設定し、適宜切り替えを行ってもよい。電圧印加モードにおいて、印加する電圧を小さくすることで、中間の光学状態では、配光状態の場合よりも、光学デバイス１による配光の角度が小さくなる。例えば、建物９０の屋内のより奥側にまで光を進行させることができる。
【００７６】
［光学デバイスの透過光の色合い］
ここで、光学デバイス１の透過光の色合いについて説明する。具体的には、建物９０の屋内に居る人物が光学デバイス１を見たときの光の色合いについて説明する。
【００７７】
まず、光学デバイス１に対して斜めに入射する光について説明する。
【００７８】
無印加モードでは、図４Ａに示すように、Ｓ偏光ＬＳ１は、側面３３ｂ上に形成された青色層３６を通過している。このため、光学デバイス１から出射されるＳ偏光ＬＳ１は、青みを帯びた光となる。つまり、光学デバイス１によって配光された光は、青みを帯びた光になる。
【００７９】
同様に、Ｐ偏光ＬＰ１も青色層３６を通過しているため、Ｐ偏光ＬＰ１も青みを帯びた光となる。また、電圧印加モードでも、図４Ｂに示すように、Ｐ偏光ＬＰ１及びＳ偏光ＬＳ１は、青色層３６を通過しているため、青みを帯びた光となる。
【００８０】
したがって、屋内に居る人物が光学デバイス１を下方から見上げるように見た場合、青みがかった光を見ることができる。例えば、青空がよりきれいな青空として見ることができる。
【００８１】
次に、光学デバイス１に対して正面から略垂直に入射する光について説明する。
【００８２】
無印加モード及び電圧印加モードのいずれの場合においても、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、Ｐ偏光ＬＰ２及びＳ偏光ＬＳ２は、側面３３ｂ上に形成された青色層３６を通過しない。このため、光学デバイス１から出射されるＰ偏光ＬＰ２及びＳ偏光ＬＳ２の青みは抑えられる。
【００８３】
なお、図示しないが、正面から入射する光の一部は、側面３３ａ又は側面３３ｂを通過するため、屈折又は反射により光の進行方向が曲げられる。側面３３ｂを通過する光は、青色層３６も通過するので、青みを帯びた光となる。
【００８４】
［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基材１０と、第１基材１０に対向し、透光性を有する第２基材２０と、第１基材１０及び第２基材２０の間に配置され、入射した光を配光する配光層３０と、配光層３０を間に挟んで互いに対向して配置された第１電極層４０及び第２電極層５０とを備える。配光層３０は、複数の凸部３３を有する凹凸構造層３１と、複数の凸部３３の間である凹部３４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の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、凹部３４に設けられた青色層３６とを含む。
【００８５】
これにより、凹部３４に青色層３６が設けられているので、第１基材１０及び第２基材２０などによって短波長成分（青色成分）が吸収されたとしても、青色層３６を光が通過する際に補うことができる。このため、光学デバイス１を透過する光を、所望の色（例えば青みを帯びた光）にすることができる。また、光学デバイス１を通過する光が高色温度の白色光になるので、光学デバイス１の高級感を高めることもできる。
【００８６】
また、例えば、青色層３６は、複数の凸部３３の各々の、凹部３４に面する側面３３ｂに沿って設けられている。
【００８７】
これにより、反射面として機能する側面３３ｂに青色層３６が設けられているので、光学デバイス１によって配光された光（具体的には、図４Ａに示すＳ偏光ＬＳ１）を、青みを帯びた光にすることができる。また、光学デバイス１が窓９１に設置された場合に、下方から見上げたとき、光学デバイス１の透過光（具体的には、図４Ａ及び図４Ｂに示すＰ偏光ＬＰ１など）が青みを帯びた光になる。このため、例えば、青空をよりきれいな青空として見ることができる。
【００８８】
また、例えば、青色層３６は、紫外光を青色光に変換する波長変換材料を含有していてもよい。
【００８９】
これにより、紫外光の透過を抑制しつつ、透過光を、青みを帯びた光にすることができる。
【００９０】
（実施の形態１の変形例）
以下では、実施の形態１の変形例について図５を用いて説明する。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。
【００９１】
図５は、本変形例に係る光学デバイス１ａの拡大断面図である。図５に示す光学デバイス１ａは、配光層３０ａを備える。配光層３０ａは、実施の形態１に係る配光層３０と比較して、新たに、遮光層３７を備える。
【００９２】
実施の形態１では、無印加モード（配光状態）において、第１電極層４０と屈折率可変層３２との界面で光の散乱が発生する恐れがある。散乱光が発生した場合、凸部３３の並び方向（ｚ軸方向）に延びる光の筋（太陽光柱）となって現れ、局所的な眩しさの原因となる。
【００９３】
そこで、本変形例に係る光学デバイス１ａでは、凹部３４の底に遮光層３７が設けられている。遮光層３７は、入射した光の少なくとも一部を遮光する。なお、本明細書において、「遮光」とは、入射した光を完全に遮断することだけでなく、一部のみを遮断し、残りを透過させることも意味する。例えば、「遮光」は、光の透過よりも遮断が支配的な状態を言う。具体的には、遮光層３７の可視光に対する透過率は、５０％より低く、好ましくは、２０％以下、又は、１０％以下でもよい。
【００９４】
遮光層３７は、凹部３４の底に設けられている。遮光層３７は、凹部３４の底であって、第１電極層４０上に形成されている。すなわち、遮光層３７は、第１電極層４０と屈折率可変層３２との間に配置されている。
【００９５】
遮光層３７は、黒色顔料を含んでいる。例えば、黒色水性インクを凹部３４内にバーコーターを用いて塗布した後、１００℃の環境下で乾燥させることで、遮光層３７が形成される。その後、スパッタ法により表面にＳｉＯ２などの酸化膜を形成することで、遮光層３７が形成される。
【００９６】
本実施の形態に係る光学デバイス１ａによれば、凹部３４に設けられた遮光層３７が第１電極層４０と屈折率可変層３２との間で発生する散乱光を抑制することができる。したがって、太陽光柱が光学デバイス１ａに発生するのを抑制することができる。
【００９７】
（実施の形態２）
続いて、実施の形態２に係る光学デバイスについて説明する。
【００９８】
［構成］
図６は、本実施の形態に係る光学デバイス１０１の断面図である。図７は、本実施の形態に係る光学デバイス１０１の拡大断面図であり、図６の一点鎖線で囲まれる領域ＶＩＩの拡大断面図である。
【００９９】
図６及び図７に示すように、本実施の形態に係る光学デバイス１０１は、実施の形態１に係る光学デバイス１と比較して、配光層３０の代わりに配光層１３０を備える点が相違する。具体的には、配光層１３０は、青色層３６の代わりに青色層１３６を備える。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。
【０１００】
青色層１３６は、図７に示すように、側面３３ｂ上ではなく、凹部３４の底に設けられている。青色層１３６は、隣り合う凸部３３の根元を接続するように第１電極層４０上に設けられている。青色層１３６の厚さは、例えば、１μｍ〜２μｍであるが、これに限らない。
【０１０１】
具体的には、青色層１３６は、凹凸構造層３１と同様に、ｘ軸方向に延びるストライプ状に形成されている。本実施の形態では、全ての凹部３４に青色層１３６が設けられているが、これに限らない。例えば、ｚ軸方向に沿って並ぶ複数の凹部３４のｎ個置き（ｎは１以上の自然数）に青色層１３６が設けられていてもよい。また、青色層１３６は、ｘ軸方向に離散的に（ドット状）に設けられていてもよい。
【０１０２】
例えば、青色水性インクを凹部３４内にバーコーターを用いて塗布した後、１００℃の環境下で乾燥させる。その後、スパッタ法により表面にＳｉＯ２などの酸化膜を形成することで、青色層１３６が形成される。
【０１０３】
［光学デバイスの透過光の色合い］
ここで、光学デバイス１０１の透過光の色合いについて説明する。具体的には、建物９０の屋内に居る人物が光学デバイス１０１を見たときの光の色合いについて説明する。
【０１０４】
なお、電圧印加モードで駆動され、光学デバイス１０１が透光状態になっている場合の透過光の色は、実施の形態１と同じであるので、ここでは説明を省略する。
【０１０５】
図８は、本実施の形態に係る光学デバイス１０１の無印加モード（配光状態）を説明するための拡大断面図である。無印加モードでは、図８に示すように、光学デバイス１０１に対して斜め下方に向けて入射する光は、側面３３ｂで反射されて斜め上方に向けて出射される。
【０１０６】
まず、光学デバイス１０１に対して斜めに入射する光について説明する。
【０１０７】
無印加モードでは、図８に示すように、Ｓ偏光ＬＳ１は、凹部３４の底に形成された青色層１３６を通過している。このため、光学デバイス１０１から出射されるＳ偏光ＬＳ１は、青みを帯びた光となる。つまり、光学デバイス１０１によって配光された光は、青みを帯びた光になる。
【０１０８】
同様に、Ｐ偏光ＬＰ１も青色層１３６を通過しているため、Ｐ偏光ＬＰ１も青みを帯びた光となる。したがって、屋内に居る人物が光学デバイス１０１を下方から見上げるように見た場合、青みがかった光を見ることができる。例えば、青空がよりきれいな青空として見ることができる。
【０１０９】
なお、図８には、実施の形態１と同様に、側面３３ａで屈折されるＳ偏光ＬＳ３の経路も図示している。図８に示すように、Ｓ偏光ＬＳ３は、青色層１３６を通過していない。このため、本実施の形態では、配光される光の一部は、Ｓ偏光ＬＳ３のように青色層１３６を通過しないものも含まれる。したがって、実施の形態１に比べて、配光された光の色は、青みが抑えられている。
【０１１０】
次に、光学デバイス１０１に対して正面から略垂直に入射する光について説明する。
【０１１１】
図８に示すように、凹部３４を通過するＰ偏光ＬＰ２及びＳ偏光ＬＳ２は、凹部３４の底に形成された青色層１３６を通過している。このため、光学デバイス１０１から出射されるＰ偏光ＬＰ２及びＳ偏光ＬＳ２は、青みを帯びた光になる。
【０１１２】
一方で、凸部３３を通過するＰ偏光ＬＰ４及びＳ偏光ＬＳ４は、凹部３４の底に形成された青色層１３６を通過してない。このため、光学デバイス１０１から出射されるＰ偏光ＬＰ４及びＳ偏光ＬＳ４の青みは抑えられる。
【０１１３】
このように、本実施の形態では、実施の形態１と比べて、光学デバイス１０１を平面視したときに青色層１３６の面積が大きくなっている。したがって、光学デバイス１０１を正面視したときにも青みがかって見えるため、高級感をより高めることができる。
【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１０１では、例えば、青色層１３６は、凹部３４の底に設けられている。
【０１１５】
これにより、実施の形態１と同様に、光学デバイス１０１の透過光を所望の色（例えば、青みがかった色）にすることができる。また、本実施の形態では、凹部３４の底、すなわち、第１電極層４０と屈折率可変層３２との間に青色層１３６が設けられている。このため、第１電極層４０から屈折率可変層３２に光が入射する際に界面で生じる散乱光を抑制することができる。
【０１１６】
（実施の形態２の変形例）
続いて、実施の形態２の変形例１及び２について説明する。各変形例では、実施の形態２と比較して、光学デバイスの青色層の構成が相違している。光学デバイスの青色層以外の構成、及び、動作などは、実施の形態２と同様である。以下では、実施の形態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。
【０１１７】
［変形例１］
まず、変形例１について図９を用いて説明する。図９は、本変形例に係る光学デバイス１０１ａの拡大断面図である。図９に示す光学デバイス１０１ａは、配光層１３０ａを備える。配光層１３０ａは、実施の形態２に係る配光層１３０と比較して、青色層１３６の代わりに、青色層１３６ａを備える。
【０１１８】
青色層１３６ａは、実施の形態２と同様に、青色顔料を含む層である。本実施の形態では、青色層１３６ａは、図９に示すように、さらに、入射した光の少なくとも一部を遮光する遮光材料１３７を含有している。
【０１１９】
遮光材料１３７は、例えば、黒色顔料である。黒色顔料としては、例えば、カーボンブラックなどの炭素系黒色顔料、又は、酸化物系黒色顔料などを用いることができる。
【０１２０】
以上のように、本変形例に係る光学デバイス１０１ａでは、例えば、青色層１３６ａは、入射した光の少なくとも一部を遮光する遮光材料１３７を含有している。
【０１２１】
これにより、実施の形態２と同様に、光学デバイス１０１ａの透過光を所望の色（例えば、青みがかった色）にすることができる。さらに、本変形例によれば、青色層１３６に遮光材料１３７が含まれているので、実施の形態１の変形例と同様に、太陽光柱の発生をより強く抑制することができる。
【０１２２】
［変形例２］
次に、変形例２について図１０を用いて説明する。図１０は、本変形例に係る光学デバイス１０１ｂの拡大断面図である。図１０に示す光学デバイス１０１ｂは、配光層１３０ｂを備える。配光層１３０ｂは、実施の形態２に係る配光層１３０と比較して、さらに、遮光層３７を備える。
【０１２３】
遮光層３７は、実施の形態１の変形例と同様に、凹部３４の底に設けられ、入射した光の少なくとも一部を遮光する。本変形例では、遮光層３７は、青色層１３６に積層されている。具体的には、遮光層３７は、凹部３４の底であって、第１電極層４０上に形成されている。すなわち、遮光層３７は、第１電極層４０と青色層１３６との間に配置されている。なお、青色層１３６が、第１電極層４０上に形成され、第１電極層４０と遮光層３７との間に配置されていてもよい。
【０１２４】
以上のように、本変形例に係る光学デバイス１０１ｂでは、例えば、凹部３４の底には、さらに、青色層１３６に積層された、入射した光の少なくとも一部を遮光する遮光層３７が設けられている。
【０１２５】
これにより、実施の形態２と同様に、光学デバイス１０１ｂの透過光を所望の色（例えば、青みがかった色）にすることができる。さらに、本変形例によれば、遮光層３７が設けられているので、実施の形態１の変形例と同様に、太陽光柱の発生をより強く抑制することができる。
【０１２６】
（実施の形態３）
続いて、実施の形態３に係る光学システムについて説明する。
【０１２７】
図１１は、本実施の形態に係る光学システム２００の構成を示す断面図である。図１１に示すように、光学システム２００は、光学デバイス１と、光学デバイス２０１と、制御部２６１とを備える。
【０１２８】
光学デバイス１は、第１光学デバイスの一例であり、実施の形態１で示した光学デバイス１と同じである。なお、本実施の形態では、光学システム２００は、光学デバイス１の代わりに、光学デバイス１ａ、又は、光学デバイス１０１、１０１ａ若しくは１０１ｂを備えてもよい。
【０１２９】
光学デバイス２０１は、第２光学デバイスの一例であり、光学デバイス１と比較して、配光層３０の代わりに配光層２３０を備える点が相違している。配光層２３０は、第２配光層の一例であり、配光層３０と比較して、青色層３６を備えていない点が相違している。具体的には、光学デバイス２０１は、第１基材（第３基材）１０と、第２基材（第４基材）２０と、第１電極層（第３電極層）４０と、第２電極層（第４電極層）５０とを備える。
【０１３０】
光学デバイス２０１は、上下方向に沿った平面内で光学デバイス１と並んで配置されている。本実施の形態では、光学デバイス１が、光学デバイス２０１より上側に位置している。具体的には、光学デバイス１及び光学デバイス２０１は、図１１に示すように、窓９１に貼り付けられている。上下方向は、例えば鉛直方向であるが、これに限らない。例えば、窓９１は、鉛直方向に対して斜めに傾斜していてもよい。
【０１３１】
制御部２６１は、光学デバイス１及び光学デバイス２０１の各々を制御する。具体的には、制御部２６１は、光学デバイス１の第１電極層４０と第２電極層５０との間に所定の電圧を印加することで、配光層３０に電界を与える。さらに、制御部２６１は、光学デバイス２０１の第１電極層４０と第２電極層５０との間に所定の電圧を印加することで、配光層２３０に電界を与える。
【０１３２】
光学デバイス１と光学デバイス２０１とは、青色層３６の有無のみが異なっているので、配光層３０及び配光層２３０の各々に与えられる電界が同じであれば、同じ光学状態になる。例えば、配光層３０及び配光層２３０に電界が与えられない場合（すなわち、無印加モード）では、光学デバイス１と光学デバイス２０１とは、入射する光を同じ方向に配光する。配光層３０及び配光層２３０の各々に与える電界を大きくするほど、配光の角度が小さくなり、光学デバイス１及び光学デバイス２０１は、透明状態に近付く。
【０１３３】
本実施の形態では、制御部２６１は、光学デバイス１と光学デバイス２０１とを同じ光学状態で動作させる場合に、光学デバイス１の第１電極層４０及び第２電極層５０の間に、光学デバイス２０１の第１電極層４０及び第２電極層５０の間の電位差より大きい電圧を印加する。すなわち、光学デバイス１の配光の角度を、光学デバイス２０１の配光の角度より小さくする。例えば、制御部２６１は、光学デバイス２０１を無印加モード（配光状態）で動作させ、光学デバイス１を電圧印加モードで動作させる。このときの光学デバイス１の電極層間に印加する電圧は、光学デバイス１を透明状態にする電圧よりも小さい。
【０１３４】
これにより、図１２に示すように、光学デバイス１によって配光された青みを帯びた光と、光学デバイス２０１によって配光された黄色みを帯びた光とを同じ領域に集光させることができる。なお、図１２は、本実施の形態に係る光学システム２００の配光状態を説明するための模式図である。青みを帯びた光と黄色みを帯びた光との配光方向を調整することで、光の混ざり具合を調整することができる。
【０１３５】
［効果など］
以上のように、本実施の形態に係る光学システム２００は、例えば、光学デバイス１と、上下方向に沿った平面内で光学デバイス１と並んで配置される光学デバイス２０１とを備える。光学デバイス２０１は、透光性を有する第１基材（第３基材）１０と、第１基材１０に対向し、透光性を有する第２基材（第４基材）２０と、第１基材１０及び第２基材２０の間に配置され、入射した光を配光する配光層２３０と、配光層２３０を間に挟んで互いに対向して配置された第１電極層（第３電極層）４０及び第２電極層（第４電極層）５０とを備える。配光層２３０は、複数の凸部（第２凸部）３３を有する凹凸構造層（第２凹凸構造層）３１と、複数の凸部３３の間である凹部（第２凹部）３４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の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（第２屈折率可変層）３２とを含む。光学デバイス１は、光学デバイス２０１より上側に位置している。
【０１３６】
これにより、建物９０の屋内に居る人物が窓９１を見上げた場合に、青みを帯びた光を出射する光学デバイス１が上側に配置されているので、青空をよりきれいに見せることができる。
【０１３７】
また、例えば、光学システム２００は、さらに、光学デバイス１及び光学デバイス２０１の各々を制御する制御部２６１を備え、制御部２６１は、光学デバイス１と光学デバイス２０１とを同じ光学状態で動作させる場合に、光学デバイス１の第１電極層４０及び第２電極層５０の間に、光学デバイス２０１の第１電極層４０及び第２電極層５０の間の電位差より大きい電圧を印加する。
【０１３８】
これにより、図１２に示したように、青みを帯びた光と黄色みを帯びた光との配光方向を調整することで、光の混ざり具合を調整することができる。
【０１３９】
なお、本実施の形態では、光学デバイス１と光学デバイス２０１とが別体で構成されている例について示したが、光学デバイス１と光学デバイス２０１とは、一体に構成されていてもよい。すなわち、光学デバイス１及び２１０の各々の第１基材１０及び第２基材２０は、１枚の基板として形成されていてもよい。
【０１４０】
また、制御部２６１は、光学デバイス１と光学デバイス２０１とを全く同じように動作させてもよい。具体的には、制御部２６１は、光学デバイス１の配光層３０に与える電界と、光学デバイス２０１の配光層２３０に与える電界とが同じになるように、各々の電極層に電圧を印加してもよい。これにより、光学デバイス１及び光学デバイス２０１の各々を通過した光の進行方向を同じにすることができる。
【０１４１】
（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、上記の実施の形態及びその変形例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。
【０１４２】
例えば、上記の実施の形態では、凹部３４に青色層が設けられている例について示したが、これに限らない。凹部３４には、青色以外の有色層が設けられていてもよい。有色層の色は、例えば、赤色、黄色、緑色などでもよい。有色層を設けることで、透過光を所望の色合いにすることができる。
【０１４３】
また、例えば、上記の実施の形態では、複数の凸部３３が互いに分離している例について示したが、これに限らない。例えば、図１３に示す光学デバイス３０１では、配光層３３０の凹凸構造層３３１は、互いに連結されている。なお、図１３は、実施の形態の変形例に係る光学システムの拡大断面図である。
【０１４４】
具体的には、図１３に示すように、凹凸構造層３３１は、第１基材１０側に形成された薄膜層３３８と、薄膜層３３８から突出する複数の凸部３３とを備える。薄膜層３３８は、意図的に形成してもよく、あるいは、複数の凸部３３を形成する際の残渣膜として形成されてもよい。薄膜層３３８の厚さは、例えば１μｍであるが、これに限らない。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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や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。
【０１４９】
また、例えば、上記の実施の形態では、配光層３０の屈折率可変層３２の材料として、液晶材料以外にポリマー構造などの高分子を含むものを用いてもよい。ポリマー構造は、例えば、網目状の構造であり、ポリマー構造（網目）の間に液晶分子が配置されることによって屈折率の調整が可能となる。高分子を含む液晶材料としては、例えば、高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）又はポリマーネットワーク型液晶（ＰＮＬＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）などを用いることができる。
【０１５０】
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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
なお、これらの変形例は、他の実施の形態及び変形例にも適用できる。
【０１５３】
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】
【０１５４】
１、１ａ、１０１、１０１ａ、１０１ｂ、２０１  光学デバイス
１０  第１基材
２０  第２基材
３０、３０ａ、１３０、１３０ａ、１３０ｂ  配光層（第１配光層）
３１  凹凸構造層（第１凹凸構造層、第２凹凸構造層）
３２  屈折率可変層（第１屈折率可変層、第２屈折率可変層）
３３  凸部（第１凸部、第２凸部）
３３ｂ  側面
３４  凹部（第１凹部、第２凹部）
３６、１３６、１３６ａ  青色層
３７  遮光層
４０  第１電極層（第３電極層）
５０  第２電極層（第４電極層）
２００  光学システム
２６１  制御部
１３７  遮光材料
２３０  配光層（第２配光層）
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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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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