(57)【要約】      （修正有）【課題】階調数が多く多階調の調光ができる調光装置を提供する。【解決手段】調光装置１０は、第１の偏光子２０と、第１の偏光子２０と離間して配置された第２の偏光子２２と、第１の偏光子と第２の偏光子の間に配置された３枚以上の、同一面内に複数の遅相軸方向を有するパターン位相差膜３０ａ，３０ｂ，３０ｃとを備え、第１の偏光子、第２の偏光子および各パターン位相差膜は互いに平行に配置されている調光部１２と、３枚以上のパターン位相差膜のうち、少なくとも１枚をパターン位相差膜に対して相対的に平行に移動させる移動部１４とを有する。３枚以上のパターン位相差膜のうち、少なくとも２枚のパターン位相差膜はレタデーションの値が異なる。移動部により、３枚以上のパターン位相差膜のうち、少なくとも１枚のパターン位相差膜を相対的に平行に移動させることで、第１の偏光子または第２の偏光子から入射される入射光の透過率を変える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の偏光子と、前記第１の偏光子と離間して配置された第２の偏光子と、前記第１の偏光子と前記第２の偏光子の間に配置された３枚以上の、同一面内に複数の遅相軸方向を有するパターン位相差膜とを備え、前記第１の偏光子、前記第２の偏光子および前記各パターン位相差膜は互いに平行に配置されている調光部と、
前記３枚以上のパターン位相差膜のうち、少なくとも１枚を、前記他のパターン位相差膜に対して相対的に平行に移動させる移動部とを有し、
前記３枚以上のパターン位相差膜のうち、少なくとも２枚のパターン位相差膜はレタデーションの値が異なり、
前記移動部により、前記３枚以上のパターン位相差膜のうち、少なくとも１枚のパターン位相差膜を相対的に平行に移動させることで、前記第１の偏光子または前記第２の偏光子から入射される入射光の透過率を変えることを特徴とする調光装置。
【請求項２】
前記各パターン位相差膜は、それぞれ遅相軸が互いに直交する２つの位相差領域を有し、前記第１の偏光子側から見た場合、全ての前記パターン位相差膜が前記遅相軸を直交または平行にして積層して配置されることを特徴とする請求項１に記載の調光装置。
【請求項３】
前記パターン位相差膜は、ディスコティック液晶性化合物を含む組成物で形成されている請求項１または２に記載の調光装置。
【請求項４】
前記第１の偏光子および前記第２の偏光子は、いずれも直線偏光子であるか、またはいずれも円偏光子であり、前記各パターン位相差膜は、波長５５０ｎｍにおけるレタデーションの値がそれぞれ異なり、全ての前記パターン位相差膜のレタデーションの値の和が、２２０ｎｍ〜３２０ｎｍである請求項１〜３のいずれか１項に記載の調光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏光子とパターン位相差膜を用いて入射光を調光して透過光を得る調光装置に関し、特に、階調数が多く多階調の調光ができる調光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、偏光子を利用した調光方法が種々提案されている（特許文献１、２）。偏光子を利用した調光方法については、建物用窓から入射する太陽光の調光に利用することも期待されている。
【０００３】
特許文献１には、少なくとも１種類のフィルム、偏光子、および光透過性基板を含む積層体からなり、波長λｎｍにおける単板透過率Ｔ１（λ）％および直交透過率Ｔ２（λ）％が、５５％≧Ｔ１（４３０）≧３８％、６０％≧Ｔ１（５９０）≧４２．５％、１．０≧Ｔ１（４３０）／Ｔ１（５９０）≧０．９、Ｔ２（４３０）＞０．０２％を満足する調光用偏光板が記載されている。
光透過性基板について、ガラス板、またはアクリル板等のプラスチック基板であり、これに、例えば、互いに直交する吸収軸を有する、直線偏光能を示す偏光子を２枚積層した偏光板を用いると、光の入射角度に応じて、入射光の透過率を調整、すなわち、調光することができることが記載されている。
【０００４】
特許文献２には、第１の透過軸を有する第１の均一偏光子と、第２の透過軸を有する第２の均一偏光子と、第１および第２の偏光子の間に位置し、かつ光軸、厚さまたは複屈折率の少なくとも１つを変化させるように構成された第１の複数の領域を含む、第１の模様付けされた波長リターダ、および第１および第２の偏光子の間に位置し、かつ光軸、厚さまたは複屈折率の少なくとも１つを変化させるように構成された第２の複数の領域を含む、第２の模様付けされた波長リターダを含み、第１または第２の波長リターダが、同第１または第２の波長リターダの他方に対して直線的に移動するように構成された可変的な透過装置が記載されている。第１および第２の複数の領域は、位相差を変化させるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−９２７０７号公報
【特許文献２】米国特許第８５０８６８１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、光透過性基板にガラス板を用いることで、ガラス板の明暗を表現することが可能である。しかしながら、特許文献１では、明と暗のみで、中間色の表現は不可能であり、階調数が少ない。
特許文献２では、位相差を連続的に変化させてパターニングすることが示されているが、技術的に困難であり、実用化には至っておらず、現状では入射光について「明の状態」および「暗の状態」以外の中間の階調を実現することが困難であり、多階調の調光ができない。
【０００７】
本発明の目的は、前述の従来技術に基づく問題点を解消し、階調数が多く多階調の調光ができる調光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の目的を達成するために、第１の偏光子と、第１の偏光子と離間して配置された第２の偏光子と、第１の偏光子と第２の偏光子の間に配置された３枚以上の、同一面内に複数の遅相軸方向を有するパターン位相差膜とを備え、第１の偏光子、第２の偏光子および各パターン位相差膜は互いに平行に配置されている調光部と、３枚以上のパターン位相差膜のうち、少なくとも１枚を、他のパターン位相差膜に対して相対的に平行に移動させる移動部とを有し、３枚以上のパターン位相差膜のうち、少なくとも２枚のパターン位相差膜はレタデーションの値が異なり、移動部により、３枚以上のパターン位相差膜のうち、少なくとも１枚のパターン位相差膜を相対的に平行に移動させることで、第１の偏光子または第２の偏光子から入射される入射光の透過率を変えることを特徴とする調光装置を提供するものである。
【０００９】
各パターン位相差膜は、それぞれ遅相軸が互いに直交する２つの位相差領域を有し、第１の偏光子側から見た場合、全てのパターン位相差膜が遅相軸を直交または平行にして積層して配置されることが好ましい。
パターン位相差膜は、ディスコティック液晶性化合物を含む組成物で形成されていることが好ましい。
【００１０】
第１の偏光子および第２の偏光子は、いずれも直線偏光子であるか、またはいずれも円偏光子であり、各パターン位相差膜は、波長５５０ｎｍにおけるレタデーションの値がそれぞれ異なり、全てのパターン位相差膜のレタデーションの値の和が、２２０ｎｍ〜３２０ｎｍであることが好ましく、２３０〜３００ｎｍであることがより好ましく、２４０〜２８０ｎｍであることが特に好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、階調数が多く、多階調の調光をすることができ、入射光について「明の状態」および「暗の状態」以外の中間の階調を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態の調光装置を示す模式的斜視図であり、（ｂ）は第１の偏光子および第２の偏光子の構成を示す模式的断面図であり、（ｃ）は本発明の実施形態の調光装置を示す模式的平面図である。
【図２】本発明の実施形態の調光装置の変形例を示す模式的平面図である。
【図３】（ａ）は本発明の実施形態の調光装置の移動部の第１の例を示す模式図であり、（ｂ）は本発明の実施形態の調光装置の移動部の第２の例を示す模式図である。
【図４】（ａ）は本発明の実施形態の調光装置のパターン位相差膜の第１の例を示す模式図であり、（ｂ）は本発明の実施形態の調光装置のパターン位相差膜の第２の例を示す模式図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は本発明の実施形態の調光装置の調光の一例を示す模式的断面図である。
【図６】本発明の実施形態の調光装置の他の例を示す模式的平面図である。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は本発明の実施形態の調光装置の調光の他の例を示す模式的断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｄ）は本発明の実施形態の調光装置の調光の他の例を示す模式的断面図である。
【図９】（ａ）および（ｂ）はパターン位相差膜が２枚の調光装置の調光を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明の調光装置を詳細に説明する。
なお、以下において数値範囲を示す「〜」とは両側に記載された数値を含む。例えば、εが数値α〜数値βとは、εの範囲は数値αと数値βを含む範囲であり、数学記号で示せばα≦ε≦βである。
「４５°」、「平行」、「垂直」および「直交」等の角度は、特に記載がなければ、厳密な角度との差異が５°未満の範囲内であることを意味する。厳密な角度との差異は、４°未満であることが好ましく、３°未満であることがより好ましい。
また、「同一」とは、技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含み、例えば、９９％以上、９５％以上、または９０％以上である場合を含むものとする。また、「全部」、「いずれも」または「全面」等は、１００％である場合のほか、技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含み、例えば、９９％以上、９５％以上、または９０％以上である場合を含むものとする。
また、可視光とは、波長３８０〜７５０ｎｍの波長域の光のことをいう。
なお、面内レタデーションの値Ｒｅ、厚さ方向レタデーションの値Ｒｔｈおよび屈折率について特に測定波長が付記されていない場合は、測定波長は５５０ｎｍである。面内レタデーションは、単にレタデーションともいう。
【００１４】
図１（ａ）は本発明の実施形態の調光装置を示す模式的斜視図であり、（ｂ）は第１の偏光子および第２の偏光子の構成を示す模式的断面図であり、（ｃ）は本発明の実施形態の調光装置を示す模式的平面図である。
図１（ａ）に示す調光装置１０は、入射光Ｌｉの透過率を多段階に調節し、透過光Ｌｔの光量を多段階に調節するものである。調光装置１０では、階調数が多く、多階調の調光を実現することができる。これにより、入射光Ｌｉについて「明の状態」および「暗の状態」以外の中間の階調を実現することができる。
調光装置１０は、例えば、建物用の窓から入射する太陽光の調光に利用することができ、これ以外にも、自動車等の乗り物、パーテーション等に利用することができる。
入射光Ｌｉは、特に限定されるものではなく、調光装置１０のおかれる環境に応じて変わるものであり、太陽光でも、室内環境では蛍光灯等の光であってもよい。
【００１５】
調光装置１０は、調光部１２と移動部１４と制御部１６とを有する。移動部１４は制御部１６に制御される。
調光部１２は、第１の偏光子２０と、第１の偏光子２０と離間して配置された第２の偏光子２２と、第１の偏光子２０と第２の偏光子２２の間に配置された位相差部２４とを備える。
【００１６】
第１の偏光子２０および第２の偏光子２２は、入射光Ｌｉから偏光を得るものである。なお、第１の偏光子２０および第２の偏光子２２については後に詳細に説明する。
第１の偏光子２０および第２の偏光子２２は、単体で用いることもできるが、図１（ｂ）に示すように、例えば、光透過性基板２６に設けてもよい。さらに、第１の偏光子２０および第２の偏光子２２は、保護フィルム２８を有してもよい。
ここで、光透過性基板２６とは、光透過率が、波長３８０〜７５０ｎｍの可視光波長域において、少なくとも６０％以上のことであり、好ましくは７５％以上であり、より好ましくは８０％以上、更により好ましくは８５％以上のことである。
光透過率は、例えば、ＪＩＳ  Ｋ  ７３７５：２００８に規定される「プラスチック--全光線透過率および全光線反射率の求め方」を用いて測定されるものである。
【００１７】
光透過性基板２６としては、通常の窓に用いられるガラス板、ならびにアクリル板、ポリカーボネート板およびポリスチレン板等のプラスチック基板を用いることができる。光透過性基板２６の厚みの好ましい範囲は、用途によって異なるが、建物用の窓では、一般的には０．１〜２０ｍｍであり、自動車等の乗り物用の窓では、一般的には１〜１０ｍｍである。
第１の偏光子２０および第２の偏光子２２が塗布によって形成される層である態様では、保護フィルム２８が、第１の偏光子および第２の偏光子の支持体として利用されていてもよい。保護フィルム２８としては、特に制限はなく、種々の高分子材料（重合体および樹脂の双方を含む意味で用いる）を主成分として含む高分子フィルムを用いることができる。光透過性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性、等方性等に優れる重合体または樹脂を主成分とするフィルムが好ましい。
【００１８】
保護フィルムとしては、セルロースアシレート、ポリオレフィン、環状オレフィンポリマー、アクリル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、およびポリカーボネート樹脂から選択される少なくとも１種を主成分として含むフィルムを用いることが好ましい。
【００１９】
また、市販品を用いてもよく、例えば、日本ゼオン（株）製のゼオネックス（登録商標）、ゼオノア（登録商標）、ＪＳＲ（株）製のアートン（登録商標）等を用いることができる。また、種々の市販のセルロースアシレートフィルムを用いることもできる。
【００２０】
また、保護フィルムとしては、溶液製膜法および溶融製膜法のいずれの方法で製膜されたフィルムも用いることもできる。フィルムの厚みは、１０〜１０００μｍであることが好ましく、４０〜５００μｍであることがより好ましく、４０〜２００μｍであることが特に好ましい。
【００２１】
保護フィルムの光学特性については特に制限はない。斜め方向から観察した際の色味変化または光漏れの軽減の観点では、光学等方性のフィルムであることが好ましいが、ただし、この態様に限定されるものではない。具体的には、面内レタデーションの値Ｒｅが０〜２０ｎｍであり、かつＲｔｈの絶対値が４０ｎｍ以下のフィルムが好ましい。
【００２２】
第１の偏光子２０および第２の偏光子２２は、太陽光による劣化を防止するため、光透過性基板２６、保護フィルム２８を含め偏光子よりも外側に位置するいずれかの層が、紫外線吸収剤を含有していることが好ましい。紫外線吸収剤は、上述のいずれの層中に添加されていてもよく、さらに別の層として形成されていてもよい。一例は、保護フィルム２８が紫外線吸収剤を含む態様である。紫外線吸収剤としては、波長３７０ｎｍ以下の紫外線の吸収能に優れ、かつ光透過性の点より波長４００ｎｍ以上の可視光の吸収が可及的に少ないものを用いることが好ましい。特に、波長３７０ｎｍでの透過率が、２０％以下であることが望ましく、好ましくは１０％以下、より好ましくは５％以下である。このような紫外線吸収剤としては、例えば、オキシベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、サリチル酸エステル系化合物、ベンゾフェノン系化合物、シアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物、前述のような紫外線吸収性基を含有する高分子紫外線吸収化合物等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。紫外線吸収剤は２種以上用いてもよい。
【００２３】
例えば、紫外線吸収剤の使用量は、保護フィルムの主成分１００質量部に対し０．１〜５．０質量部、好ましくは０．５〜２．０質量部、より好ましくは０．８〜２．０質量部である。
【００２４】
位相差部２４は、第１の偏光子２０または第２の偏光子２２を通過した光に対して、多段階の位相差を与えるものである。位相差部２４では、第１の偏光子２０の透過軸２１と第２の偏光子２２の透過軸２３との配置状態により、第１の偏光子２０を通過した光に対して与える位相差が決定される。例えば、第１の偏光子２０の透過軸２１と第２の偏光子２２の透過軸２３とが直交していれば、第１の偏光子２０を通過した光に対して位相差部２４でゼロ〜λ／２の範囲で多段階に位相差を与えることが好ましい。なお、直交の定義は、上述の通りである。
また、例えば、第１の偏光子２０が円偏光子、第２の偏光子２２が円偏光子の場合、第１の偏光子２０を透過した光に対してλ／２の位相差を与えれば、第１の偏光子２０を透過した光が第２の偏光子２２を透過する。このため、位相差部２４では第１の偏光子２０を通過した光に対してゼロ〜λ／２の範囲で多段階に位相差を与えることが好ましい。
【００２５】
位相差部２４は、例えば、互いに平行に積層されて配置された、３枚のパターン位相差膜３０ａ〜３０ｃを備える。第１の偏光子２０、第２の偏光子２２および各パターン位相差膜３０ａ〜３０ｃが互いに平行に配置されている。
調光装置１０において、パターン位相差膜３０ａ〜３０ｃは、入射した光に対して位相差を与えるものである。各パターン位相差膜３０ａ〜３０ｃは、位相差板として機能するものである。
多階調を実現するためには、各パターン位相差膜３０ａ〜３０ｃは、少なくとも２枚の位相差が異なる必要がある。ここで、位相差は、各パターン位相差膜３０ａ〜３０ｃのレタデーションの値により決定される。このため、３枚のパターン位相差膜３０ａ〜３０ｃのうち、少なくとも２枚のパターン位相差膜はレタデーションの値が異なる。
なお、後述するようにパターン位相差膜３０ａ〜３０ｃは全て同じ位相差を与えるものとすると、多階調が得られない。
【００２６】
第１位相差領域３１および第２位相差領域３３は、それぞれ偏光子（第１の偏光子２０および第２の偏光子２２）を透過した光に対して予め定められた位相差の位相差領域である。第１位相差領域３１および第２位相差領域３３は、遅相軸の向きが異なるが、λ／２位相差領域である。
偏光子を透過した光に対するλ／２位相差領域とは、制御波長域内の波長、好ましくは制御波長域の中心波長の１／２の長さ、または「中心波長×ｎ±中心波長の１／２（ｎは０または１以上の整数）」の面内レタデーション（位相差値）を有する領域を意図する。例えば、制御波長域の中心波長が１０００ｎｍであれば、５００ｎｍ、１５００ｎｍ、２５００ｎｍ等の位相差の位相差板をλ／２位相差板として用いることができる。
【００２７】
より具体的には、例えば、偏光子を透過した光が可視光領域の光である場合、測定波長５５０ｎｍで測定した第１位相差領域３１および第２位相差領域３３の面内レタデーションの値であるＲｅ（５５０）は、２２０ｎｍ≦Ｒｅ（５５０）≦３２０ｎｍであることが好ましく、より好ましくは、２３０≦Ｒｅ（５５０）≦３００ｎｍであり、さらに好ましくは２４０ｎｍ≦Ｒｅ（５５０）≦２８０ｎｍである。
なお、レタデーションの測定方法については、後に詳細に説明する。
【００２８】
以下、パターン位相差膜３０ａ〜３０ｃについて説明するが、パターン位相差膜３０ａを例にして説明し、他のパターン位相差膜３０ｂ、３０ｃの説明は省略する。
パターン位相差膜３０ａは、第１位相差領域３１と第２位相差領域３３とを有し、第１位相差領域３１と第２位相差領域３３とは同じ面内に交互にストライプ状に配置されている。第１位相差領域３１には遅相軸３２があり、第２位相差領域３３には遅相軸３４がある。パターン位相差膜３０ａは同一面内に複数の遅相軸方向を有する。パターン位相差膜３０ａは、第１位相差領域３１と第２位相差領域３３とを有するが、同じ位相差を与えるものとして機能する。なお、「遅相軸」とは、屈折率が最大となる方向を示す軸である。
【００２９】
上述のように、位相差はレタデーションの値により決定される。このため、第１位相差領域３１と第２位相差領域３３とはレタデーションの値が同じである。
第１位相差領域３１の遅相軸３２と第２位相差領域３３の遅相軸３４とは、７０〜１１０°の角度差を有することが好ましく、８０〜１００°の角度差を有することがより好ましく、９０°の角度差を有すること、すなわち、直交することがさらに好ましい。なお、直交の定義は上述の通りである。
第１位相差領域３１の遅相軸３２と第２位相差領域３３の遅相軸３４とが直交する場合、第１の偏光子２０側から全てのパターン位相差膜３０ａ〜３０ｃを見た場合、全てのパターン位相差膜３０ａ〜３０ｃが遅相軸３２、３４を直交または平行にして積層して配置されることが好ましい。
この場合、全てのパターン位相差膜３０ａ〜３０ｃを積層方向において第１位相差領域３１と第２位相差領域３３とを揃えて配置すると、第１の偏光子２０側から全てのパターン位相差膜３０ａ〜３０ｃを見た場合、遅相軸３２、３４は平行に配置される。また、パターン位相差膜３０ａ〜３０ｃのうち、少なくとも１枚を相対的に移動させた後では、第１の偏光子２０側から見た場合、遅相軸３２と遅相軸３４とが直交する。
【００３０】
調光部１２では、第１の偏光子２０、第２の偏光子２２および各パターン位相差膜３０ａ〜３０ｃは互いに平行に積層されて配置されている。
図１（ａ）に示す調光装置１０では、第１の偏光子２０および第２の偏光子２２は、いずれも直線偏光子で構成されており、第１の偏光子２０の透過軸２１と第２の偏光子２２の透過軸２３は直交している。この場合、上述のように位相差部２４では、第１の偏光子２０を通過した光に対して、ゼロ〜λ／２の範囲で多段階に位相差を与えることが好ましい。
なお、第１の偏光子２０の透過軸２１と第２の偏光子２２の透過軸２３は直交することに限定されるものではなく、第１の偏光子２０の透過軸２１と第２の偏光子２２の透過軸２３は平行であってもよい。なお、平行の定義は、上述の通りである。
【００３１】
調光装置１０では、透過軸２１、２３、および遅相軸３２、３４は、例えば、図１（ｃ）に示す構成で配置される。
図２に示すように、第１の偏光子２０および、第２の偏光子２２がいずれも円偏光子である構成でもよい。円偏光子については後に詳細に説明する。
【００３２】
なお、位相差部２４に配置されるパターン位相差膜は、３枚に限定されるものではなく、３枚以上であればよく、４枚でも５枚でもよい。位相差部２４に配置されるパターン位相差膜の枚数は、調光装置１０の仕様等に応じて適宜決定されるものであり、後述するようにパターン位相差膜の枚数が多いほど階調数が多くなる。上限については、特に制限ないが、ｎ枚のパターン位相差膜を使用する場合、そのうちのｎ−１枚のパターン位相差膜を別々に動かす必要があり、移動部１４が複雑化する。また、移動部１４でのパターン位相差膜の移動の制御が煩雑になる。さらには、パターン位相差膜の枚数が多いと調光装置１０が大型化する。
【００３３】
以下、調光装置１０における実現可能な階調数について、ｎ枚のパターン位相差膜が積層された構成を基に具体的に説明する。
複数のパターン位相差膜が重なり合った領域の位相差の総和を、以下、総位相差と呼ぶ。第１位相差領域３１および第２位相差領域３３における各層の積層の組合せは２のｎ乗（以下２＾ｎと表す）通りある。
ただし、全てのパターン位相差膜の第１位相差領域３１および第２位相差領域３３における遅相軸方向が入れ替わった組合せは総位相差の遅相軸が９０°異なるだけで同じ透過率を与えるので、可能な最大の階調数は２＾（ｎ−１）である。
ｎ枚の中から任意のｐ枚のパターン位相差膜、ｑ枚のパターン位相差膜（ｐ，ｑ≧１、ｐ＋ｑ＜ｎ）を選んで、ｐ枚の総位相差とｑ枚の総位相差が等しくなる組合せが存在すると、ｎ枚の総位相差が同じになる組合せが２通り存在することになり、階調数が減る。
【００３４】
最大の階調数２＾（ｎ−１）を実現するには、複数のパターン位相差膜において、総位相差が等しくなるパターン位相差膜の組合せが存在しないことが必要である。
各層の位相差が互いに全て異なるのはもちろん、複数枚を足し合わせた総位相差についても、任意の組合せで互いに異なっていなくてはならない。
ｎ枚を２つのグループに分けて（ｐ＋ｑ＝ｎ）、それぞれの総位相差が等しくなるような組合せ、すなわち、ｎ枚の総位相差が０となる組合せは、クロスニコル下で透過率が略ゼロの状態が得られ、実用上好ましい。
複数のパターン位相差膜において、上述の総位相差が等しくなるパターン位相差膜の組合せが存在しない具体例としては、各層の位相差の比が小さい方から順に、
１：２：４：８：・・・：２＾（ｋ−１）：・・・：２＾（ｎ−２）：２＾（ｎ−１）−１である系が挙げられる。この場合、階調数は２＾（ｎ−１）である。なお、ｋは整数である。
各階調における総位相差は０、２、４、６、・・・、２＾ｎ−６、２＾ｎ−４、２＾ｎ−２となる。このとき、１〜ｎ−１層目の総位相差が、ｎ枚目の位相差と等しい。
【００３５】
なお、偏光板が直線偏光板同士または円偏光板同士の場合、透過率が最大となるのはｎ枚の総位相差がλ／２（の整数倍）のときである。それ以上の位相差は、位相差が小さい組合せと同じ透過率を与える場合があり、そうなると階調数は減少する。
透過率の重複を避け、かつ透過率最大の状態を得られるようにするには、ｎ枚全ての遅相軸方向の揃った領域同士を重ね合わせた（打ち消しの無い）組合せで、総位相差がλ／２となるように各層の位相差を設計することが好ましい。
【００３６】
上述の具体例では、各層の位相差は、以下に示す組合せになる。
λ／（２×（２＾ｎ−２））、λ／（２＾ｎ−２）、λ／（２＾（ｎ−１）−１）、・・・、λ／４
【００３７】
移動部１４は、位相差部２４の３枚の各パターン位相差膜３０ａ〜３０ｃのうち、少なくとも１枚のパターン位相差膜を、他のパターン位相差膜に対して相対的に平行に移動させるものである。
移動部１４は、例えば、パターン位相差膜３０ｃを相対的に平行に移動させる。また、移動部１４では、３枚のパターン位相差膜３０ａ〜３０ｃのうち、いずれか１枚を、選択的に移動させるものであってもよく、いずれか２枚を相対的に平行に移動させる構成でもよい。
移動部１４により、３枚のパターン位相差膜３０ａ〜３０ｃのうち、少なくとも１枚のパターン位相差膜を、他のパターン位相差膜に対して相対的に平行に移動させることで、第１の偏光子２０または第２の偏光子２２から入射される入射光Ｌｉの透過率を変えることができる。
３枚のパターン位相差膜３０ａ〜３０ｃのいずれかを相対的に平行に移動させる手順、移動量およびタイミングは、透過光Ｌｔの光量に対応して制御部１６に記憶されており、制御部１６により、移動部１４が制御されて、パターン位相差膜３０ａ〜３０ｃの移動がなされる。これにより、透過光Ｌｔの光量が調節される。
【００３８】
また、各パターン位相差膜は、上述した階調数を増やす観点から、波長５５０ｎｍにおけるレタデーションの値がそれぞれ異なることが好ましく、全てのパターン位相差膜のレタデーションの値の和が、２２０ｎｍ〜３２０ｎｍであるのが好ましく、２３０〜３００ｎｍであるのがより好ましく、２４０ｎｍ〜２８０ｎｍであることが特に好ましい。
なお、各パターン位相差膜３０ａ〜３０ｃについては後に詳細に説明する。
【００３９】
ここで、図３（ａ）は本発明の実施形態の調光装置の移動部の第１の例を示す模式図であり、（ｂ）は本発明の実施形態の調光装置の移動部の第２の例を示す模式図である。
移動部１４では、例えば、図３（ａ）に示す移動機構４０が用いられる。移動機構４０では、１対のガイドレール４２にフレーム４４が、ガイドレール４２の長手方向に移動可能に設けられている。フレーム４４にはパターン位相差膜３０ａが設けられる。フレーム４４を移動させることにより、パターン位相差膜３０ａを他のパターン位相差膜３０ｂ、３０ｃに対して相対的に平行に移動させることができる。
また、図３（ｂ）に示す移動機構４０ａを用いることもできる。移動機構４０ａでは、パターン位相差膜３０ａにフィルム４６を貼り付け、一対のローラ４８に渡して、ローラ４８を回転させることで、パターン位相差膜３０ａを他のパターン位相差膜３０ｂ、３０ｃに対して相対的に平行に移動させることができる。
上述の移動機構４０、４０ａは、パターン位相差膜３０ａを例にして説明したが、これに限定されるものではなく、他のパターン位相差膜３０ｂ、３０ｃについても同様の構成とすることができる。
【００４０】
図１（ａ）、（ｂ）に示すパターン位相差膜３０ａは、第１位相差領域３１と第２位相差領域３３とがストライプ状に配置された構成であるが、これに限定されるものではない。
ここで、図４（ａ）は本発明の実施形態の調光装置のパターン位相差膜の第１の例を示す模式図であり、（ｂ）は本発明の実施形態の調光装置のパターン位相差膜の第２の例を示す模式図である。
図４（ａ）、（ｂ）において、図１（ａ）、（ｂ）に示すパターン位相差膜３０ａと同一構成物には、同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
例えば、図４（ａ）に示すように、パターン位相差膜３０ａは、第１位相差領域３１と第２位相差領域３３とが格子状に配置されていてもよい。また、図４（ｂ）に示すように第１位相差領域３１と第２位相差領域３３とが互い違いに配置されていてもよい。この場合でも、第１位相差領域３１の遅相軸３２と第２位相差領域３３の遅相軸３４とは直交することが好ましい。
図４（ａ）、（ｂ）に示すパターン位相差膜３０ａとした場合、他のパターン位相差膜３０ｂ、３０ｃも同様の構成とする。
【００４１】
次に、調光装置１０による調光について説明する。
図５（ａ）〜（ｄ）は本発明の実施形態の調光装置の調光の一例を示す模式的断面図である。
図５（ａ）〜（ｄ）において、図１（ａ）、（ｂ）に示す調光装置１０と同一構成物には、同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。図５（ａ）〜（ｄ）は、後述するように第１の状態〜第４の状態を示しているが、これは下記表１〜表３の第１の状態〜第４の状態と対応している。
【００４２】
図５（ａ）〜（ｄ）において、第１の偏光子２０の透過軸２１と第２の偏光子２２の透過軸２３とは直交しており、第１の偏光子２０側から入射光Ｌｉが入射され、第１の偏光子２０を通過した光が位相差部２４で、絶対値でλ／２の位相差が与えられると第２の偏光子２２からの透過光Ｌｔが最も明るい明の状態になる。
位相差部２４で、上述の第１の偏光子２０を通過した光に位相差が与えられないと、すなわち、位相差がゼロの場合、第１の偏光子２０を通過した光は、原理的に第２の偏光子２２を透過することができず、暗の状態になる。調光装置１０では、位相差部２４により与える位相差の程度により、入射光Ｌｉの透過率を変えることができ、すなわち、透過光Ｌｔの光量を変えることができ、多階調を実現することができる。
図５（ａ）〜（ｄ）において、パターン位相差膜３０ａ〜３０ｃに示す「＋」の符号と、「−」の符号は、遅相軸の向きが異なることを示し、「＋」の符号と、「−」の符号とでは遅相軸は直交する。また、「＋」の符号は第１位相差領域３１に対応し、「−」の符号は第２位相差領域３３に対応する。
【００４３】
図５（ａ）〜（ｄ）において、パターン位相差膜３０ａをλ／４の位相差を与えるもの、パターン位相差膜３０ｂをλ／６の位相差を与えるもの、パターン位相差膜３０ｃをλ／１２の位相差を与えるものとした場合、図５（ａ）に示すようにパターン位相差膜３０ａ〜３０ｃを、積層方向で「＋」の符号同士を揃え、「−」の符号同士を揃えて重ねた第１の状態のとき、第１の偏光子２０を通過した光に対して絶対値でλ／２の位相差を与えることができ、第２の偏光子２２からの透過光Ｌｔの光量を最も多くでき、明の状態にすることができる。この明の状態のことを、下記表１では「かなり明るい」と表記している。
図５（ｂ）に示すように、移動部１４により、図５（ａ）の第１の状態からパターン位相差膜３０ｃを１つの位相差領域分、平行に移動させて第２の状態にする。このとき、パターン位相差膜３０ａ〜３０ｃでは重なる組合せが変わり、位相差部２４では絶対値でλ／３の位相差を与える。第２の状態は、第１の状態に比して、透過光Ｌｔの光量が減る。下記表１では「明るい」と表記している。
【００４４】
図５（ｃ）に示すように、移動部１４により、図５（ａ）の第１の状態からパターン位相差膜３０ｂを１つの位相差領域分、平行に移動させて第３の状態にする。このとき、パターン位相差膜３０ａ〜３０ｃでは重なる組合せが変わり、位相差部２４では絶対値でλ／６の位相差を与える。第３の状態は、第２の状態に比して、透過光Ｌｔの光量が減る。下記表１では「やや暗い」と表記している。
図５（ｄ）に示すように、移動部１４により、図５（ａ）の第１の状態からパターン位相差膜３０ｂ、３０ｃを１つの位相差領域分、平行に移動させて第４の状態にする。このとき、パターン位相差膜３０ａ〜３０ｃでは重なる組合せが変わり、位相差部２４では位相差を与えない。すなわち、位相差がゼロである。位相差がゼロの場合、第１の偏光子２０を通過した光は、原理的に第２の偏光子２２を透過することができず、第４の状態では、原理的には透過光Ｌｔがゼロである。下記表１では「暗い」と表記している。
【００４５】
このように、パターン位相差膜３０ａ〜３０ｃを平行に移動させることにより、パターン位相差膜３０ａ〜３０ｃの重なる組合せを変えることで、位相差を４段階とすることができ、明の状態と暗の状態と含む４段階の多階調を実現することができる。すなわち、調光装置１０では４階調が得られる。また、駆動時の明暗のコントラストが低くなるので、縞模様が見えにくくなる。
図５（ａ）〜（ｄ）に示す第１の状態〜第４の状態の位相差および階調を下記表１に示す。図５（ａ）〜（ｄ）に示す第１の状態から第４の状態に変化するにつれて、透過光Ｌｔの光量が少なくなる。すなわち、暗くなる。なお、下記表１に示す位相差は、図５（ａ）〜（ｄ）に示す領域Ｘ１における位相差である。領域Ｘ１に隣接する領域Ｘ２の位相差は、領域Ｘ１の位相差と絶対値で同じである。
【００４６】
【表１】
2017026678.tif 000003
【００４７】
図５（ａ）〜（ｄ）において、パターン位相差膜３０ａをλ／４の位相差を与えるもの、パターン位相差膜３０ｂをλ／８の位相差を与えるもの、パターン位相差膜３０ｃをλ／８の位相差を与えるものとした場合、下記表２に示すように、位相差をλ／２、λ／４、ゼロの３段階とすることができ、多階調を実現することができる。この場合、パターン位相差膜３０ａ〜３０ｃのうち、パターン位相差膜３０ｂとパターン位相差膜３０ｃが同じ位相差を与えるものである。第２の状態と第３の状態とは同じ透過光Ｌｔの光量であるため、調光装置１０の動作としては、第２の状態および第３の状態のうち、いずれか一方とすればよい。
【００４８】
【表２】
2017026678.tif 000004
【００４９】
図５（ａ）〜（ｄ）において、パターン位相差膜３０ａ〜３０ｃを全てλ／６の位相差を与えるものと同じにした場合、下記表３に示すように、位相差をλ／２、λ／６の２段階にしかできず、多階調を実現することができない。単にパターン位相差膜の数を３に増やせば多階調が実現できるものではない。
【００５０】
【表３】
2017026678.tif 000005
【００５１】
次に、パターン位相差膜が４枚の調光装置１０ａについて説明する。
図６は、本発明の実施形態の調光装置の他の例を示す模式的平面図である。図７（ａ）〜（ｄ）および図８（ａ）〜（ｄ）は本発明の実施形態の調光装置の調光の他の例を示す模式的断面図である。
図６ならびに図７（ａ）〜（ｄ）および図８（ａ）〜（ｄ）において、図１（ａ）、（ｂ）に示す調光装置１０と同一構成物には、同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００５２】
図６に示す調光装置１０ａは、４枚のパターン位相差膜３０ａ〜３０ｄを有する点以外は、図１（ａ）、（ｂ）に示す調光装置１０と同じ構成であるため、その詳細な説明は省略する。パターン位相差膜３０ｄは、上述のパターン位相差膜３０ａ〜３０ｃと同じ構成である。
調光装置１０ａにおいても、調光装置１０と同様に、位相差部２４において第１の偏光子２０側からの入射光Ｌｉの透過率を変えることができ、多階調を実現することができる。調光装置１０ａは、調光装置１０に比して、パターン位相差膜の枚数が多いため、階調を多くすることができる。調光装置１０ａでは８階調が得られる。また、駆動時の明暗のコントラストが低くなるので、縞模様がより一層見えにくくなる。
【００５３】
次に、調光装置１０ａによる調光について説明する。
図７（ａ）〜（ｄ）および図８（ａ）〜（ｄ）において、第１の偏光子２０の透過軸２１と第２の偏光子２２の透過軸２３とは直交しており、第１の偏光子２０側から入射された入射光Ｌｉは、位相差部２４で、絶対値でλ／２の位相差が与えられると第２の偏光子２２からの透過光Ｌｔが最も多くなり、最も明るい明の状態になる。
また、位相差部２４で、位相差が与えられないと、すなわち、位相差がゼロの場合、第１の偏光子２０を通過した光は、原理的に第２の偏光子２２を透過することができず、暗の状態になる。調光装置１０では、位相差部２４により与える位相差の程度により、入射光Ｌｉの透過率を変えることができ、すなわち、透過光Ｌｔの光量を変えることができ、多階調を実現することができる。
図７（ａ）〜（ｄ）および図８（ａ）〜（ｄ）において、パターン位相差膜３０ａ〜３０ｄに示す「＋」の符号と、「−」の符号は、遅相軸の向きが異なることを示し、「＋」の符号と、「−」の符号とでは遅相軸は直交する。「＋」の符号は第１位相差領域３１に対応し、「−」の符号は第２位相差領域３３に対応する。
【００５４】
図７（ａ）〜（ｄ）および図８（ａ）〜（ｄ）において、パターン位相差膜３０ａをλ／４の位相差を与えるもの、パターン位相差膜３０ｂをλ／７の位相差を与えるもの、パターン位相差膜３０ｃをλ／１４の位相差を与えるもの、パターン位相差膜３０ｄをλ／２８の位相差を与えるものとした場合、図７（ａ）に示すようにパターン位相差膜３０ａ〜３０ｄを、積層方向で「＋」の符号同士を揃え、「−」の符号同士を揃えて重ねた第１の状態のとき、第１の偏光子２０を通過した光に対して絶対値でλ／２の位相差を与えることができ、第２の偏光子２２から透過光Ｌｔを最も多くできる。下記表４では「かなり明るい」と表記している。
図７（ｂ）に示すように、移動部１４により、図７（ａ）の第１の状態からパターン位相差膜３０ｄを１つの位相差領域分、平行に移動させて第２の状態にする。このとき、パターン位相差膜３０ａ〜３０ｄでは重なる組合せが変わり、位相差部２４では絶対値で３λ／７の位相差を与える。第２の状態は、第１の状態に比して、透過光Ｌｔの光量が減る。下記表４では「明るい」と表記している。
【００５５】
図７（ｃ）に示すように、移動部１４により、図７（ａ）の第１の状態からパターン位相差膜３０ｃを１つの位相差領域分、平行に移動させて第３の状態にする。このとき、パターン位相差膜３０ａ〜３０ｄでは重なる組合せが変わり、位相差部２４では絶対値で５λ／１４の位相差を与える。第３の状態は、第２の状態に比して、透過光Ｌｔの光量が減る。下記表４では「明るい」と表記している。
図７（ｄ）に示すように、移動部１４により、図７（ａ）の第１の状態からパターン位相差膜３０ｃ、３０ｄを１つの位相差領域分、平行に移動させて第４の状態にする。このとき、パターン位相差膜３０ａ〜３０ｄでは重なる組合せが変わり、位相差部２４では絶対値で２λ／７の位相差を与える。第４状態は、第３の状態に比して、透過光Ｌｔの光量が減る。下記表４では「やや暗い」と表記している。
【００５６】
図８（ａ）に示すように、移動部１４により、図７（ａ）の第１の状態からパターン位相差膜３０ｂを１つの位相差領域分、平行に移動させて第５の状態にする。このとき、パターン位相差膜３０ａ〜３０ｄでは重なる組合せが変わり、位相差部２４では絶対値で３λ／１４の位相差を与える。第５の状態は、第４の状態に比して、透過光Ｌｔの光量が減る。下記表４では「やや暗い」と表記している。
図８（ｂ）に示すように、移動部１４により、図７（ａ）の第１の状態からパターン位相差膜３０ｂ、３０ｄを１つの位相差領域分、平行に移動させて第６の状態にする。このとき、パターン位相差膜３０ａ〜３０ｄでは重なる組合せが変わり、位相差部２４では絶対値でλ／７の位相差を与える。第６の状態は、第５の状態に比して、透過光Ｌｔの光量が減る。下記表４では「やや暗い」と表記している。
図８（ｃ）に示すように、移動部１４により、図７（ａ）の第１の状態からパターン位相差膜３０ｂ、３０ｃを１つの位相差領域分、平行に移動させて第７の状態にする。このとき、パターン位相差膜３０ａ〜３０ｄでは重なる組合せが変わり、位相差部２４では絶対値でλ／１４の位相差を与える。第７の状態は、第６の状態に比して、透過光Ｌｔの光量が減る。下記表４では「暗い」と表記している。
図８（ｄ）に示すように、移動部１４により、図７（ａ）の第１の状態からパターン位相差膜３０ｂ、３０ｃ、３０ｄを１つの位相差領域分、平行に移動させて第８の状態にする。このとき、パターン位相差膜３０ａ〜３０ｄでは重なる組合せが変わり、位相差部２４では位相差を与えない。すなわち、位相差がゼロである。位相差がゼロの場合、第１の偏光子２０を通過した光は、原理的に第２の偏光子２２を透過することができず、第８の状態では、原理的には透過光Ｌｔがゼロである。下記表４では「暗い」と表記している。
【００５７】
このように、パターン位相差膜３０ａ〜３０ｄを平行に移動させることにより、パターン位相差膜３０ａ〜３０ｄの重なる組合せを変えることで、位相差を８段階とすることができ、明の状態と暗の状態と含む８段階の多階調、８階調を実現することができる。
図７（ａ）〜（ｄ）および図８（ａ）〜（ｄ）に示す第１の状態〜第６の状態の位相差および階調を下記表４に示す。図７（ａ）〜（ｄ）および図８（ａ）〜（ｄ）に示す第１の状態から第６の状態に変化するにつれて、透過光Ｌｔの光量が少なくなる。すなわち、暗くなる。なお、下記表４に示す位相差は、図７（ａ）〜（ｄ）および図８（ａ）〜（ｄ）に示す領域Ｘ１における位相差である。領域Ｘ１に隣接する領域Ｘ２の位相差は、領域Ｘ１の位相差と絶対値で同じである。
【００５８】
【表４】
2017026678.tif 000006
【００５９】
図７（ａ）〜（ｄ）および図８（ａ）〜（ｄ）において、パターン位相差膜３０ａをλ／４の位相差を与えるもの、パターン位相差膜３０ｂをλ／８の位相差を与えるもの、パターン位相差膜３０ｃをλ／１２の位相差を与えるもの、パターン位相差膜３０ｄをλ／２４の位相差を与えるものとした場合、下記表５に示すように、位相差をλ／２、５λ／１２、λ／３、λ／４、λ／６、λ／１２、ゼロの７段階とすることができ、多階調を実現することができる。第４の状態と第５の状態とは同じ透過光Ｌｔの光量であるため、調光装置１０ａの動作としては、第４の状態および第５の状態のうち、いずれか一方とすればよい。
【００６０】
【表５】
2017026678.tif 000007
【００６１】
図７（ａ）〜（ｄ）および図８（ａ）〜（ｄ）において、パターン位相差膜３０ａをλ／４の位相差を与えるもの、パターン位相差膜３０ｂをλ／８の位相差を与えるもの、パターン位相差膜３０ｃ、３０ｄをλ／１６の位相差を与えるものとした場合、下記表６に示すように、位相差をλ／２、３λ／８、λ／４、λ／８、ゼロの５段階とすることができ、多階調を実現することができる。この場合、パターン位相差膜３０ａ〜３０ｄのうち、パターン位相差膜３０ｃとパターン位相差膜３０ｄが同じ位相差を与えるものである。
第２の状態と第３の状態とは同じ透過光Ｌｔの光量であり、第４の状態と第５の状態とは同じ透過光Ｌｔの光量である。また、第６の状態と第７の状態とは同じ透過光Ｌｔの光量である。このため、調光装置１０ａの動作としては、第２の状態および第３の状態のうち、いずれか一方とすればよく、第４の状態および第５の状態のうち、いずれか一方とすればよい。また、第６の状態および第７の状態のうち、いずれか一方とすればよい。
【００６２】
【表６】
2017026678.tif 000008
【００６３】
図７（ａ）〜（ｄ）および図８（ａ）〜（ｄ）において、パターン位相差膜３０ａをλ／４の位相差を与えるもの、パターン位相差膜３０ｂ〜３０ｄを全てλ／１２の位相差を与えるものと同じにした場合、下記表７に示すように、位相差をλ／２、λ／３、λ／６、ゼロの４段階とすることができ、多階調を実現することができる。この場合、パターン位相差膜３０ａ〜３０ｄのうち、パターン位相差膜３０ｂ〜パターン位相差膜３０ｄが同じ位相差を与えるものである。第２の状態、第３の状態および第５の状態は同じ透過光Ｌｔの光量である。また、第４の状態、第６の状態および第７の状態は同じ透過光Ｌｔの光量である。このため、調光装置１０ａの動作としては、第２の状態、第３の状態および第５の状態のうち、いずれか一方とすればよい。また、第４の状態、第６の状態および第７の状態のうち、いずれか一方とすればよい。
【００６４】
【表７】
2017026678.tif 000009
【００６５】
次に、パターン位相差膜が２枚の調光装置１００について説明する。
図９（ａ）および（ｂ）はパターン位相差膜が２枚の調光装置の調光を示す模式的断面図である。
図９（ａ）および（ｂ）において、図１（ａ）、（ｂ）に示す調光装置１０と同一構成物には、同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００６６】
図９（ａ）および（ｂ）に示す調光装置１００では、２枚のパターン位相差膜３０ａ、３０ｂを有する点以外は、図１（ａ）、（ｂ）に示す調光装置１０と同じ構成であるため、その詳細な説明は省略する。
調光装置１００においては、２枚のパターン位相差膜３０ａ、３０ｂについて、全てλ／４の位相差を与えるものと同じにした場合、下記表８に示すように、位相差がλ／２、ゼロの２段階となり、明の状態と、暗の状態の２階調にしかできない。
さらには、２枚のパターン位相差膜３０ａ、３０ｂでは、明の状態と、暗の状態の２階調にしかできないため、駆動途中でのコントラストの変動が大きく、コントラストの大きな縞々が発生する。これに対して、上述のようにパターン位相差膜を３枚以上設けることで透過光の光量を多階調にできることから、パターン位相差膜を移動させる際に、透過光の光量の変化を小さくできる。すなわち、駆動途中でのコントラストの変動を弱めることができる。このため、コントラストの大きな縞々の発生を抑制することができる。
【００６７】
【表８】
2017026678.tif 000010
【００６８】
（第１の偏光子および第２の偏光子）
第１の偏光子２０および第２の偏光子２２としては、自然光を特定の直線偏光に変換する機能を有するいわゆる直線偏光子が用いられる。特に、図１（ａ）においては、第１の偏光子２０および第２の偏光子２２としては、吸収型の直線偏光子が用いられる。
吸収型の直線偏光子の種類は特に制限はなく、公知の吸収型偏光子を用いることができ、例えば、ヨウ素系偏光膜、二色性染料（二色性有機染料）を利用した染料系偏光膜、および、ポリエン系偏光膜のいずれも用いることができる。ヨウ素系偏光膜、および、染料系偏光膜は、一般に、ポリビニルアルコールにヨウ素または二色性染料を吸着させ、延伸することで作製される。
なお、第１の偏光子２０および第２の偏光子２２としては、吸収型の直線偏光子以外にも、反射型の直線偏光子を用いてもよい。
反射型の直線偏光子としては、公知のものを使用することができ、例えば、複屈折の異なる薄膜を積層した偏光子（特表平９−５０６８３７号公報等に記載されたもの。市販品としては、３Ｍ社製の商品名：ＤＢＥＦ）、ワイヤーグリッド型偏光子（市販品としては、例えば、エドモンドオプティクス社製のワイヤーグリッド偏光フィルター５０×５０、ＮＴ４６−６３６等）等が使用される。
なお、反射型の直線偏光子とは、入射光のうち、第１の方向の偏光成分を透過し、第１の方向と直交する方向の偏光成分を反射する性質を持つ。つまり、第１の偏光子２０および第２の偏光子２２の片側から非偏光が入射された時、他方側から直線偏光が得られる。このような反射型偏光子を使用することにより、所定の偏光成分を反射させて、光吸収を抑制し、遮熱性、耐久性、および遮光性を高めている。
【００６９】
第１の偏光子２０および第２の偏光子２２により透過または反射される光の波長域（以後、「制御波長域」ともいう）は特に制限されず、赤外光の波長域内であっても、可視光の波長域内であっても、紫外光の波長域内であってもよく、赤外光および可視光の波長域、可視光および紫外光の波長域、または、赤外光、可視光および紫外光の波長域にまたがる波長域であってもよい。特に、調光装置の遮熱性および耐久性がより優れる点からは、可視光、または近赤外光の波長域にあることが好ましい。
なお、赤外線（赤外光）は可視光線より長く電波より短い波長域電磁波である。近赤外光とは一般的に７５０ｎｍ超２５００ｎｍ以下の波長域の電磁波である。可視光線は電磁波のうち、ヒトの目で見える波長の光であり、３８０ｎｍ〜７５０ｎｍの波長域の光を示す。紫外線は、可視光線より短くＸ線より長い波長域電磁波である。紫外線は可視光線およびＸ線と区別される波長領域の光であればよく、例えば、波長１０ｎｍ以上３８０ｎｍ未満の範囲の光である。
【００７０】
第１の偏光子２０および第２の偏光子２２としては、右円偏光子および左円偏光子を用いることができる。以下では、主として右円偏光子について説明する。
右円偏光子とは、特定の波長域において右円偏光を選択的に透過させる機能を有する偏光子である。つまり、第１の偏光子２０および第２の偏光子２２は、片側面から入射した特定の波長域の光（自然光、非偏光）のうち右円偏光を選択的に他側面側に透過させることができる。
ここで、円偏光のうち、光の進行方向から見て、右回りのものを右円偏光といい、左周りのものを左円偏光という。右円偏光と左円偏光とでは向きが異なる点が以外は同じである。左円偏光子は、特定の波長域において左円偏光を選択的に透過させる機能を有する偏光子である。
【００７１】
右円偏光子および左円偏光子が選択的に透過させる特定の波長域は、上述の第１の偏光子２０および第２の偏光子２２において制御波長域として説明したものと同様であればよい。
右円偏光子および左円偏光子としては、公知のものを使用することができ、例えば、コレステリック液晶または強誘電性液晶による選択反射特性を利用した反射型円偏光子等が使用される。
なお、コレステリック液晶を用いた円偏光子は、重合性の液晶性化合物に対し、右捩れまたは左捩れを誘起するカイラル剤を所定量添加することで、コレステリック性を発現させ、左右の円偏光成分を選択的に反射し、残りの円偏光成分を透過させる円偏光子とすることができる。
【００７２】
以下、円偏光子を用いた場合に光が透過するメカニズムについて、右円偏光子を例に説明する。
第１の偏光子２０および第２の偏光子２２のいずれも右円偏光子とした場合に、図１（ａ）に示す調光装置１０の構成で、パターン位相差膜３０ａがλ／４の位相差を与えるもの、パターン位相差膜３０ｂがλ／６の位相差を与えるもの、パターン位相差膜３０ｃがλ／１２の位相差を与えるものとした場合では、第１の偏光子２０へと入射された光のうち、右円偏光のみが第１の偏光子２０を透過する。次に、第１の偏光子２０を透過した右円偏光は、パターン位相差膜３０ａによって直線偏光に変換される。次に、パターン位相差膜３０ａを透過した直線偏光は、パターン位相差膜３０ｂおよびパターン位相差膜３０ｃによって合計λ／４の位相差が与えられ、再び右円偏光に変換される。次に、パターン位相差膜３０ｂを透過した右円偏光は、第２の偏光子２２を透過する。
第１の偏光子２０および第２の偏光子２２は、いずれも右円偏光子を用いる構成に限定されるものではなく、いずれも左円偏光子を用いてもよく、さらには右円偏光子と左円偏光子との組合せでもよい。つまり、本発明においては、第１の偏光子および第２の偏光子として、いわゆる円偏光子（右円偏光子および左円偏光子）を用いてもよい。
【００７３】
次に、パターン位相差膜３０ａ〜３０ｄについて説明する。
パターン位相差膜３０ａ〜３０ｄは、面内遅相軸方向が互いに異なる、第１位相差領域３１および第２位相差領域３３を含み、第１位相差領域３１および第２位相差領域３３が同じ面内において交互に同じ幅（ピッチ）でストライプ状に配置されている。
図１（ａ）、（ｂ）には、第１位相差領域３１および第２位相差領域３３について、いずれも同じ幅（ピッチ）のストライプ状に配置された態様を示すが、この態様に限定されるものではない。
【００７４】
パターン位相差膜３０ａ〜３０ｄを構成する材料は特に制限されず、例えば、液晶性化合物が挙げられる。より具体的には、低分子液晶性化合物を液晶状態においてネマチック配向に形成後、光架橋または熱架橋によって固定化して得られる光学異方性層、高分子液晶性化合物を液晶状態においてネマチック配向に形成後、冷却することによって配向を固定化して得られる光学異方性層を用いることもできる。パターン位相差膜３０ａ〜３０ｄは、ディスコティック液晶性化合物を含む組成物で形成されていることが好ましい。
【００７５】
一般的に、液晶性化合物はその形状から、棒状タイプ（棒状液晶性化合物）と円盤状タイプ（ディスコティック液晶性化合物）に分類できる。さらにそれぞれ低分子タイプと高分子タイプがある。高分子とは一般に重合度が１００以上のものを指す（高分子物理・相転移ダイナミクス，土井 正男 著，２頁，岩波書店，１９９２）。本発明では、いずれの液晶性化合物を用いることもできる。２種以上の棒状液晶性化合物、２種以上のディスコティック液晶性化合物、または棒状液晶性化合物とディスコティック液晶性化合物との混合物を用いてもよい。
なお、棒状液晶性化合物としては、例えば、特表平１１−５１３０１９号公報の請求項１および特開２００５−２８９９８０号公報の段落［００２６］〜［００９８］に記載のものを好ましく用いることができ、ディスコティック液晶性化合物としては、例えば、特開２００７−１０８７３２号公報の段落［００２０］〜［００６７］および特開２０１０−２４４０３８号公報の段落［００１３］〜［０１０８］に記載のものを好ましく用いることができるが、これらに限定されない。
【００７６】
パターン位相差膜は、温度変化または湿度変化を小さくできることから、重合性基を有する棒状液晶性化合物またはディスコティック液晶性化合物を用いて形成することがより好ましい。液晶性化合物は２種類以上の混合物でもよく、その場合少なくとも１つが２以上の重合性基を有していることが好ましい。
つまり、パターン位相差膜は、重合性基を有する棒状液晶性化合物またはディスコティック液晶性化合物が重合等によって固定されて形成された層であることが好ましく、この場合、層となった後はもはや液晶性を示す必要はない。
ディスコティック液晶性化合物および棒状液晶性化合物に含まれる重合性基の種類は特に制限されず、付加重合反応が可能な官能基が好ましく、重合性エチレン性不飽和基または環重合性基が好ましい。より具体的には、（メタ）アクリロイル基、ビニル基、スチリル基、アリル基等が好ましく挙げられ、（メタ）アクリロイル基がより好ましい。
【００７７】
上述のパターン位相差膜の形成方法としては、以下の好適な態様が例示されるが、これらに限定されることなく、公知の方法を採用でき、例えば、特開２０１４−８９４３１号公報に記載の方法が挙げられる。また、光配向膜を使用する形態も好適に挙げられる。
光配向膜とは、偏光または無偏光の照射により膜に異方性を生じ、液晶に配向規制力を生ずる性質を有する膜のことである。例えば、光反応性基を有するポリマーまたはモノマーと、溶剤とを含む組成物（以下、場合により「光配向膜形成用組成物」という）を基材に塗布し、偏光（好ましくは、偏光ＵＶ）を照射することによって配向規制力を付与した光配向膜を得ることができる。光反応性基とは、光を照射すること（光照射）により液晶配向能を生じる基をいう。具体的には、光を照射することで生じる分子の配向誘起又は異性化反応、二量化反応、光架橋反応、あるいは光分解反応のような、液晶配向能の起源となる光反応を生じるものである。光反応性基としては、具体的には、アゾベンゼン構造（骨格）を有する基、ヒドラゾノ−β−ケトエステル構造（骨格）を有する基、スチルベン構造（骨格）を有する基、スピロピラン構造（骨格）を有する基等が挙げられる。
【００７８】
次に、面内レタデーションの値Ｒｅ（以下、単にＲｅという）、厚さ方向レタデーションの値Ｒｔｈ（以下、単にＲｔｈという）の測定方法について説明する。
ＲｅはＡｘｏｍｅｔｒｉｃｓ社製ＡｘｏＳｃａｎにおいて測定波長（ｎｍ）の光をフィルム法線方向に入射させて測定される。
【００７９】
測定されるフィルムが１軸または２軸の屈折率楕円体で表されるものである場合には、以下の方法によりＲｔｈは算出される。
ＲｔｈはＲｅを、面内の遅相軸および進相軸を傾斜軸（回転軸）として−４５°〜＋４５°を５°ステップで各々その傾斜した方向から測定波長（ｎｍ）の光を入射させて全部で１９点測定し、その測定されたレタデーション値と平均屈折率の仮定値および入力された膜厚値を基にＡｘｏＳｃａｎが算出する。遅相軸および進相軸に対して算出された値の平均値をそのフィルムのＲｔｈと定義する。
【００８０】
なお、遅相軸を傾斜軸（回転軸）として（遅相軸がない場合にはフィルム面内の任意の方向を回転軸とする）、任意の傾斜した２方向からレタデーション値を測定し、その値と平均屈折率の仮定値および入力された膜厚値を基に、以下の式（２１）および数式（２２）よりＲｔｈを算出することもできる。
【００８１】
【数１】
2017026678.tif 000011
【００８２】
上述の式（２１）中、Ｒｅ（θ）は法線方向から角度θ傾斜した方向における面内レタデーション値を表す。また、上述の式（２１）、（２２）中、ｎｘは面内における遅相軸方向の屈折率を表し、ｎｙは面内においてｎｘに直交する方向の屈折率を表し、ｎｚはｎｘおよびｎｙに直交する方向の屈折率を表す。ｄはフィルムの膜厚を表す。
【００８３】
上述の測定において、平均屈折率の仮定値は、ポリマーハンドブック（ＪＯＨＮ  ＷＩＬＥＹ＆ＳＯＮＳ，ＩＮＣ）、各種光学フィルムのカタログの値を使用することができる。平均屈折率の値が既知でないものについてはアッベ屈折計で測定することができる。主な光学フィルムの平均屈折率の値を以下に例示する：セルロースアシレート（１．４８）、シクロオレフィンポリマー（１．５２）、ポリカーボネート（１．５９）、ポリメチルメタクリレート（１．４９）、ポリスチレン（１．５９）である。
これら平均屈折率の仮定値と膜厚を入力することで、ＡｘｏＳｃａｎはｎｘ、ｎｙ、ｎｚを算出する。この算出されたｎｘ、ｎｙ、ｎｚよりＮｚ＝（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）が更に算出される。
【００８４】
本発明は、基本的に以上のように構成されるものである。以上、本発明の調光装置について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良または変更をしてもよいのはもちろんである。
【実施例】
【００８５】
以下に実施例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、試薬、使用量、物質量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
本実施例では、後述する実施例１〜３および比較例１の調光装置を作製した。後述する実施例１〜３および比較例１の調光装置に用いられる構成について説明する。
【００８６】
＜透明支持体Ａの作製＞
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、加熱しながら攪拌して、各成分を溶解し、セルロースアシレート溶液Ａを調製した。
────────────────────────────────────
セルロースアシレート溶液Ａの組成
────────────────────────────────────
置換度２．８６のセルロースアセテート                      １００質量部
トリフェニルホスフェート（可塑剤）                        ７．８質量部
ビフェニルジフェニルホスフェート（可塑剤）                ３．９質量部
メチレンクロライド（第１溶媒）                            ３００質量部
メタノール（第２溶媒）                                      ５４質量部
１−ブタノール                                              １１質量部
────────────────────────────────────
【００８７】
別のミキシングタンクに、下記の組成物を投入し、加熱しながら攪拌して、各成分を溶解し、添加剤溶液Ｂを調製した。
────────────────────────────────────
添加剤溶液Ｂの組成
────────────────────────────────────
下記化合物Ｂ１（Ｒｅ低下剤）                                ４０質量部
下記化合物Ｂ２（波長分散制御剤）                              ４質量部
メチレンクロライド（第１溶媒）                              ８０質量部
メタノール（第２溶媒）                                      ２０質量部
────────────────────────────────────
【００８８】
【化１】
2017026678.tif 000012
【００８９】
【化２】
2017026678.tif 000013
【００９０】
＜＜セルロースアセテート透明支持体の作製＞＞
セルロースアシレート溶液Ａを４７７質量部に、添加剤溶液Ｂの４０質量部を添加し、充分に攪拌して、ドープを調製した。ドープを流延口から０℃に冷却したドラム上に流延した。溶媒含有率７０質量％の場外で剥ぎ取り、フィルムの巾方向の両端をピンテンター（特開平４−１００９号公報の図３に記載のピンテンター）で固定し、溶媒含有率が３〜５質量％の状態で、横方向（機械方向に垂直な方向）の延伸率が３％となる間隔を保ちつつ乾燥した。その後、熱処理装置のロール間を搬送することにより、さらに乾燥し、厚み６０μｍのセルロースアセテート保護フィルム（以下、透明支持体Ａという）を作製した。透明支持体Ａは紫外線吸収剤を含有しておらず、Ｒｅ（５５０）は０ｎｍであり、Ｒｔｈ（５５０）は１２．３ｎｍであった。
【００９１】
＜＜アルカリ鹸化処理した透明支持体Ａの作製＞＞
上述の作製した透明支持体Ａを、温度６０℃の誘電式加熱ロールを通過させ、フィルム表面温度を４０℃に昇温した後に、フィルムの片面に下記に示す組成のアルカリ溶液を、＃６のワイヤーバーで連続的に塗布し、１１０℃に加熱し、（株）ノリタケカンパニーリミテド製のスチーム式遠赤外ヒーターの下に、１０秒間搬送した。続いて、同じく＃６のワイヤーバーを用いて、純水を３ｍｌ／ｍ２塗布した。次いで、ファウンテンコーターによる水洗とエアナイフによる水切りを３回繰り返した後に、７０℃の乾燥ゾーンに１０秒間搬送して乾燥し、アルカリ鹸化処理した透明支持体Ａを作製した。
【００９２】
─────────────────────────────────────
アルカリ溶液の組成
─────────────────────────────────────
水酸化カリウム                                              ２．０質量部
水                                                          ６．５質量部
イソプロパノール                                          ８５．０質量部
界面活性剤ＳＦ−１：Ｃ１４Ｈ２９Ｏ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）２０Ｈ      ０．０３５質量部
プロピレングリコール                                      ６．５質量部
─────────────────────────────────────
【００９３】
（露光前配向膜付支持体Ａの作製）
上述の作製したアルカリ鹸化処理した支持体Ａの、鹸化処理を施した面に、下記の組成の配向膜塗布液Ａを＃１４のワイヤーバーで連続的に塗布した。６０℃の温風で６０秒、さらに１００℃の温風で１２０秒乾燥し、露光前配向膜付支持体Ａを形成した。露光前配向膜の膜厚は０．４５μｍであった。
────────────────────────────────────
配向膜形成用塗布液Ａの組成
────────────────────────────────────
配向膜用ポリマー材料（Ｐ−１）                              ２．４質量部
光酸発生剤（Ｓ−１）                                      ０．１７質量部
ラジカル重合開始剤
（イルガキュア（登録商標）２９５９、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）
０．１８質量部
ラジカル開始剤（Ｒ−１）                                  ０．１８質量部
メタノール                                                １６．５質量部
ＩＰＡ（イソプロパノール）                                  ７．２質量部
水                                                      ７３．５５質量部
────────────────────────────────────
【００９４】
【化３】
2017026678.tif 000014
【００９５】
（紫外線露光）
次に、透過部の横ストライプ幅１２．７ｍｍ、遮蔽部の横ストライプ幅１２．７ｍｍのストライプマスクを上述の作製した露光前配向膜付支持体Ａ上に配置し、室温空気下にて、２００ｎｍ〜４００ｎｍの波長領域における照度５００ｍＷ／ｃｍ２の紫外線照射装置（Ｌｉｇｈｔ Ｈａｍｍｅｒ １０、２４０Ｗ／ｃｍ、Ｆｕｓｉｏｎ ＵＶ Ｓｙｓｔｅｍｓ社製）を光源ユニットとして用いて紫外線を０．０６秒間（３０ｍＪ／ｃｍ２）照射しパターン配向膜を形成した。
【００９６】
（パターン位相差膜１の形成）
上述の紫外線露光後のパターン配向膜に、ストライプマスクのストライプに対して４５°の角度を保持して５００ｒｐｍで一方向に１往復、ラビング処理を行った。次いで、下記の光学異方性層用塗布液１を、＃３．２のワイヤーバーで塗布した。さらに、膜面温度１１０℃で２分間加熱熟成した後、８０℃まで冷却し空気下にて２０ｍＷ／ｃｍ２の空冷メタルハライドランプ（アイグラフィックス社製）を用いて紫外線を２０秒間照射して、その配向状態を固定化することによりパターン位相差膜１を形成した。マスク露光部分は、ラビング方向に対し遅相軸方向が平行にディスコティック液晶化合物が垂直配向しており、未露光部分は直交に垂直配向していた。なお、光学異方性層１の膜厚は、１．１５μｍであり、Ｒｅ（５５０）は１３０ｎｍであった。
【００９７】
────────────────────────────────────
光学異方性層塗布液１の組成
────────────────────────────────────
ディスコティック液晶Ｅ−２                                    ８０質量部
ディスコティック液晶Ｅ−３                                    ２０質量部
配向膜界面配向剤（ＩＩ−１）                                ０．９質量部
配向膜界面配向剤（ＩＩＩ−１）                            ０．０８質量部
空気界面配向剤（Ｐ−２）                                    ０．２質量部
空気界面配向剤（Ｐ−３）                                    ０．６質量部
光重合開始剤（イルガキュア（登録商標）９０７、ＢＡＳＦ社製）３．０質量部
他官能モノマー（エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパン
トリアクリレート（ビスコート３６０、大阪有機化学社製））    １０質量部
メチルエチルケトン                                          ２６８質量部
────────────────────────────────────
なお、下記Ｅ−２、Ｅ−３において、＊は結合位置を表す。
【００９８】
【化４】
2017026678.tif 000015
【００９９】
（パターン位相差膜２の形成）
上述のパターン位相差膜１の形成における、各種配向剤を１．５倍の量に変更した下記光学異方性塗布液２を調製し、＃２．２のワイヤーバーで塗布する以外は同様の方法で、パターン位相差膜２を形成した。光学異方性層２の膜厚は、０．７７μｍであり、Ｒｅ（５５０）は８７ｎｍであった。
【０１００】
────────────────────────────────────
光学異方性層塗布液２の組成
────────────────────────────────────
ディスコティック液晶Ｅ−２                                    ８０質量部
ディスコティック液晶Ｅ−３                                    ２０質量部
配向膜界面配向剤（ＩＩ−１）                                １．４質量部
配向膜界面配向剤（ＩＩＩ−１）                            ０．１２質量部
空気界面配向剤（Ｐ−２）                                    ０．３質量部
空気界面配向剤（Ｐ−３）                                    ０．９質量部
光重合開始剤（イルガキュア（登録商標）９０７、ＢＡＳＦ社製）３．０質量部
他官能モノマー（エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパン
トリアクリレート（ビスコート３６０、大阪有機化学社製））    １０質量部
メチルエチルケトン                                          ２６８質量部
────────────────────────────────────
【０１０１】
（パターン位相差膜３〜６の形成）
上述と同様の方法で、膜厚およびレタデーションの値が異なるパターン位相差膜３〜６を形成した。パターン位相差膜３の膜厚は、０．６６μｍであり、Ｒｅ（５５０）は７４ｎｍであった。パターン位相差膜４の膜厚は、０．５８μｍであり、Ｒｅ（５５０）は６５ｎｍであった。パターン位相差膜５の膜厚は、０．３３μｍであり、Ｒｅ（５５０）は３７ｎｍであった。パターン位相差膜６の膜厚は、０．１６μｍであり、Ｒｅ（５５０）は１９ｎｍであった。
【０１０２】
本実施例では、上述のパターン位相差膜１〜６を用いて、以下に示す実施例１〜３および比較例１の調光装置を作製した。直線偏光子としては、ポラテクノ社製染料偏光板ＶＨＣ−１２８を用いた。反射型円偏光子としては国際公開第２０１５／３３９３２号の段落〔００９９〕に記載のやり方で、反射帯域が３８０〜１２５０ｎｍの右円偏光板ＣｈＲおよび左円偏光板ＣｈＬを作製した。下記表９に従って、第１の偏光子および第２の偏光子を配置し、その間にパターン位相差膜を２〜４枚、パターンストライプが並行になるように配置した。
実施例１〜３および比較例１の調光装置について、各位相差膜をストライプと直交方向に動かし、階調性の確認と、各階調間における縞模様の見え方を以下のように評価した。
各階調間における縞模様の見え方は、非常に見えにくいものを「ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ」、見えにくいものを「ｇｏｏｄ」、見えるものを「ｂａｄ」として評価した。
【０１０３】
【表９】
2017026678.tif 000016
【０１０４】
表９に示すように、実施例１〜３は、比較例１に比して、駆動時に縞々模様が見えなかった。
【符号の説明】
【０１０５】
１０、１０ａ、１００  調光装置
１２  調光部
１４  移動部
１６  制御部
２０  第１の偏光子
２２  第１の偏光子
２４  位相差部
３０ａ〜３０ｄ  パターン位相差膜
３１  第１位相差領域
３２、３４  遅相軸
３３  第２位相差領域
４０、４０ａ  移動機構
【図１】
2017026678.tif 000017
【図２】
2017026678.tif 000018
【図３】
2017026678.tif 000019
【図６】
2017026678.tif 000020
【図４】
2017026678.tif 000021
【図５】
2017026678.tif 000022
【図７】
2017026678.tif 000023
【図８】
2017026678.tif 000024
【図９】
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