JP2020181109A - Optical device - Google Patents

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Takuma Shirai
拓磨 白井
ちぐさ 藤原
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ちぐさ 藤原
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Abstract

To efficiently take light into a room.SOLUTION: An optical device 1 comprises a light distribution device 2 for distributing incident light, a liquid 8a injected to or ejected from the light distribution device 2, and a container 3 for accommodating the liquid 8a. The light distribution device 2 includes a first device 2a for switching the state of passing the incident light through between a transparent state and a light distribution state depending on whether the liquid 8a is injected or ejected. The first device 2a includes a first substrate 10, a second substrate 20, a first rugged structure layer 30 disposed on a principal surface 21 of the second substrate 20, and a first space 40 which the liquid 8a is injected to or ejected from and which is provided between the first substrate 10 and the rugged structure layer 30. The rugged structure layer 30 includes first convex groups 30a and 30b including a plurality of first convex parts 31 which are juxtaposed in a first direction, each having an elongated shape along a second direction that intersects the first direction. The plurality of first convex parts 30a and 30b are juxtaposed in the second direction with a space therebetween.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、光学装置に関する。 The present invention relates to an optical device.

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。 In Patent Document 1, a refractive index adjusting layer, which is arranged between the first electrode and the second electrode and can change between a transparent state and a state in which incident light is distributed, and a first electrode and a refractive index adjusting layer are provided. An optical device is disclosed that includes an uneven layer that is arranged between the two and has a plurality of convex portions that project toward a second electrode.

国際公開第２０１６／１８５６９２号International Publication No. 2016/185692

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。 In the above-mentioned conventional optical device, since the difference in refractive index between the convex portion and the refractive index adjusting layer is small, the amount of light that can be totally reflected is small. Therefore, even if the above-mentioned conventional optical device is used for a window, light cannot be efficiently taken into the room.

そこで、本発明は、窓に利用された場合に、効率良く光を屋内に採り入れることができる光学装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an optical device capable of efficiently taking in light indoors when used for a window.

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空間部とを有し、前記第１凹凸構造層は、第１方向に並んで設けられ、かつ、前記第１方向に交差する第２方向に沿って長尺な形状を各々が有する複数の第１凸部を含む第１凸部群を複数有し、複数の前記第１凸部群は、間隔を空けて前記第２方向に並んで設けられている。 In order to achieve the above object, the optical device according to one aspect of the present invention includes a light distribution device that distributes incident light, a first liquid that is injected or discharged from the light distribution device, and the first. The light distribution device includes a container for accommodating a liquid, and the light distribution device has a first device that switches between a transparent state and a light distribution state for transmitting the incident light by injecting or discharging the first liquid. The first device faces a first substrate having translucency, a second substrate having translucency arranged so as to face the first substrate, and the first substrate of the second substrate. It is a space provided between the first concavo-convex structure layer arranged on the first main surface, which is the main surface, and the first substrate and the first concavo-convex structure layer, and into which the first liquid is injected or discharged. A plurality of the first concavo-convex structure layers having a first space portion, which are provided side by side in the first direction and each have an elongated shape along a second direction intersecting the first direction. It has a plurality of first convex portion groups including the first convex portion of the above, and the plurality of first convex portion groups are provided side by side in the second direction at intervals.

本発明に係る光学装置によれば、窓に利用された場合に、効率良く光を屋内に採り入れることができる。 According to the optical device according to the present invention, when it is used for a window, light can be efficiently taken into the room.

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。FIG. 1 is a schematic view showing the configuration of the optical device according to the first embodiment. 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、図１のＩＩ−ＩＩ線における断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1 of the light distribution device included in the optical device according to the first embodiment. 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。FIG. 3 is a cross-sectional view of the first convex portion of the first concave-convex structure layer included in the light distribution device according to the first embodiment. 図４は、実施の形態１に係る配光デバイスの、図１のＩＶ−ＩＶ線における断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV of FIG. 1 of the light distribution device according to the first embodiment. 図５は、実施の形態１に係る配光デバイス内の液体の排出を模式的に示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing the discharge of the liquid in the light distribution device according to the first embodiment. 図６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。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a transparent state of the light distribution device according to the first embodiment. 図７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。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a light distribution state of the light distribution device according to the first embodiment. 図８は、実施の形態１の変形例１に係る配光デバイスの構成を示す模式図である。FIG. 8 is a schematic view showing the configuration of the light distribution device according to the first modification of the first embodiment. 図９は、実施の形態１の変形例２に係る配光デバイスの構成を示す模式図である。FIG. 9 is a schematic view showing the configuration of the light distribution device according to the second modification of the first embodiment. 図１０は、実施の形態２に係る配光デバイスの一部を拡大して示す拡大断面図である。FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the light distribution device according to the second embodiment in an enlarged manner. 図１１は、実施の形態２に係る配光デバイスの液体の注入の様子を模式的に示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing a state of liquid injection of the light distribution device according to the second embodiment. 図１２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。FIG. 12 is a schematic view showing the configuration of the optical device according to the third embodiment. 図１３は、実施の形態３に係る光学装置が備える配光デバイスの垂直方向に沿った断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view taken along the vertical direction of the light distribution device included in the optical device according to the third embodiment. 図１４は、実施の形態３に係る配光デバイスが備える第２凹凸構造層の第２凸部の断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view of a second convex portion of the second uneven structure layer included in the light distribution device according to the third embodiment. 図１５は、実施の形態３に係る配光デバイスの透明状態を示す断面図である。FIG. 15 is a cross-sectional view showing a transparent state of the light distribution device according to the third embodiment. 図１６は、実施の形態３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。FIG. 16 is a cross-sectional view showing a light distribution state for low angle incident of the light distribution device according to the third embodiment. 図１７は、実施の形態３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。FIG. 17 is a cross-sectional view showing a light distribution state for high angle incident of the light distribution device according to the third embodiment. 図１８は、実施の形態３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。FIG. 18 is a cross-sectional view showing a light distribution state for high angle incident of the light distribution device according to the third embodiment. 図１９は、実施の形態４に係る光学装置の構成を示す模式図である。FIG. 19 is a schematic view showing the configuration of the optical device according to the fourth embodiment.

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。 Hereinafter, the optical device according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, all the embodiments described below show a specific example of the present invention. Therefore, the numerical values, shapes, materials, components, arrangement and connection forms of the components, steps, the order of steps, etc. shown in the following embodiments are examples, and are not intended to limit the present invention. Therefore, among the components in the following embodiments, the components not described in the independent claims are described as arbitrary components.

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。 Further, each figure is a schematic view and is not necessarily exactly illustrated. Therefore, for example, the scales and the like do not always match in each figure. Further, in each figure, substantially the same configuration is designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted or simplified.

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。 Further, in the present specification, terms indicating relationships between elements such as parallel or vertical, terms indicating the shape of elements such as triangles or trapezoids, and numerical ranges are not expressions expressing only strict meanings. , Is an expression meaning that a substantially equivalent range, for example, a difference of about several percent is included.

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。 Further, in the present specification and the drawings, the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis indicate the three axes of the three-dimensional Cartesian coordinate system. In each embodiment, the Z-axis direction is the vertical direction, and the direction perpendicular to the Z-axis (the direction parallel to the XY plane) is the horizontal direction. The positive direction of the Z axis is vertically above. Further, in the present specification, the "thickness direction" means the thickness direction of the optical device, and is the direction perpendicular to the main surfaces of the first substrate and the second substrate, and the "planar view" is the first. It means when viewed from the direction perpendicular to the main surface of the 1st substrate or the 2nd substrate.

（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。具体的には、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線における断面を示している。図２に示される断面は、例えば、建物の垂直な壁に設けられた窓に配光デバイス２が取り付けられた場合における配光デバイス２の鉛直方向に沿った断面である。 (Embodiment 1)
[Constitution]
First, the configuration of the optical device according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a schematic view showing the configuration of the optical device 1 according to the present embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view of the light distribution device 2 included in the optical device 1 according to the present embodiment. Specifically, FIG. 2 shows a cross section taken along line II-II of FIG. The cross section shown in FIG. 2 is, for example, a cross section along the vertical direction of the light distribution device 2 when the light distribution device 2 is attached to a window provided on a vertical wall of a building.

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のみを断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１２及び図１９においても同様である。 As shown in FIG. 1, the optical device 1 includes a light distribution device 2 and a container 3. In the present embodiment, the optical device 1 further includes a pipe 4a, a pump 5a, a control unit 6, and valves 7a and 7c. In FIG. 1, only the light distribution device 2 is schematically shown in a cross-sectional view, and the container 3, the pipe 4a, the pump 5a, the control unit 6, and the bulbs 7a and 7c schematically show the connection relationship with each other. It is illustrated in. The same applies to FIGS. 12 and 19 described later.

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。 The light distribution device 2 is an optical control device that controls the light incident on the light distribution device 2. Specifically, the light distribution device 2 changes the traveling direction of the incident light and emits it when transmitting the light incident on the light distribution device 2. That is, the light distribution device 2 distributes the incident light.

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。 In the present embodiment, the “light distribution” means that when the incident light incident on the light distribution device 2 is transmitted, the traveling direction is bent in a specific direction and emitted. For example, when the light distribution device 2 is arranged upright along the vertical direction, when transmitting light traveling diagonally downward, the light distribution device 2 emits light obliquely upward by totally reflecting the light. .. The specific optical action of the light distribution device 2 will be described later.

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。 The light distribution device 2 can be realized as a window with a light distribution function by being installed in a window of a building, for example. The light distribution device 2 is used by being attached to an existing transparent base material such as a window glass via an adhesive layer, for example. Alternatively, the light distribution device 2 may be used as the window itself of the building.

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。 The light distribution device 2 includes a first device 2a as shown in FIG. The light distribution device 2 is arranged in a window of a building so that, for example, the second substrate 20 of the first device 2a is on the indoor side and the first substrate 10 of the first device 2a is on the outdoor side.

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空間部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。 The first device 2a is a device capable of switching between a transparent state and a light distribution state. As shown in FIG. 2, the first device 2a includes a first substrate 10, a second substrate 20, a first concavo-convex structure layer 30, a first space portion 40, and a first sealing member 50. .. Details of each component will be described later.

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空間部４０を充填可能な液体８ａを備える。光学装置１は、第１空間部４０への液体８ａの注入、及び、第１空間部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。 In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the optical device 1 includes a liquid 8a capable of filling the first space portion 40. The optical device 1 contacts the surface of the first concavo-convex structure layer 30 with the surface by controlling the injection of the liquid 8a into the first space portion 40 and the discharge of the liquid 8a from the first space portion 40. The difference in refractive index from the medium can be changed.

具体的には、第１空間部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空間部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空間部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。 Specifically, when the liquid 8a is injected into the first space portion 40, the liquid 8a becomes a medium that comes into contact with the surface of the first uneven structure layer 30. For example, the difference in refractive index between the liquid 8a and the first concavo-convex structure layer 30 becomes substantially equal, and the optical state of the first device 2a becomes transparent. When the liquid 8a is discharged from the first space portion 40, the gas 9a introduced into the first space portion 40 instead of the discharged liquid 8a becomes a medium that comes into contact with the surface of the first uneven structure layer 30. .. The difference in refractive index between the gas 9a and the first concavo-convex structure layer 30 becomes large, and the optical state of the first device 2a becomes a light distribution state.

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空間部４０に注入され、かつ、第１空間部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空間部４０へ注入された後、第２のタイミングで第１空間部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空間部４０へ注入される。つまり、液体８ａは、第１空間部４０に対する注入及び排出が繰り返し行われる。 The liquid 8a is an example of a first liquid that is injected or discharged into the light distribution device 2. Specifically, the liquid 8a is injected into the first space portion 40 and discharged from the first space portion 40. That is, the liquid 8a is injected into the first space portion 40 at the first timing, and then discharged from the first space portion 40 at the second timing. The discharged liquid 8a is stored in the container 3. Further, the discharged liquid 8a is injected into the first space portion 40 at the third timing. That is, the liquid 8a is repeatedly injected and discharged into the first space 40.

液体８ａの体積は、例えば、第１空間部４０の容積に等しい。これにより、液体８ａによって第１空間部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空間部４０の容積よりも少なくてもよく、多くてもよい。 The volume of the liquid 8a is, for example, equal to the volume of the first space portion 40. As a result, the first space portion 40 can be completely filled with the liquid 8a. The volume of the liquid 8a may be smaller or larger than the volume of the first space portion 40.

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。 In the present embodiment, the refractive index of the liquid 8a is equal to the refractive index of the first uneven structure layer 30. "Equal" here includes not only the meaning of an exact match, but also the meaning of being substantially equal. That is, the refractive index of the liquid 8a and the refractive index of the first uneven structure layer 30 may have a slight difference. For example, when the refractive index of the first concave-convex structure layer 30 is n1 and the refractive index of the liquid 8a is n2, the absolute value of n1-n2 may be 0.01 or less.

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。 The timing of each injection and discharge of the liquid 8a, and the injection amount and the discharge amount are adjusted by the control unit 6. As a result, the light distribution device 2 can realize a plurality of optical states.

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。 The liquid 8a is, for example, an aqueous solution containing an organic material having a high refractive index, and an example is a glycerin aqueous solution. The refractive index of the aqueous glycerin solution is, for example, in the range of 1.38 or more and 1.41 or less. The liquid 8a may be an aqueous solution containing nanoparticles having a high refractive index.

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。 Alternatively, the liquid 8a may be, for example, silicone oil. The refractive index of the silicone oil is, for example, in the range of 1.5 or more and 1.6 or less. Alternatively, the liquid 8a may be water having a refractive index of about 1.33 or alcohol having a refractive index of about 1.3. The water may be pure water, tap water, sugar water, or the like.

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。例えば、水の表面張力は、７５．８ｍＮ／ｍである。６０％（体積％）の濃度のグリセリン水溶液の表面張力は、６６．２ｍＮ／ｍである。シリコーンオイルの表面張力は、例えば２６．３ｍＮ／ｍである。グリセリン水溶液の表面張力は、グリセリンの濃度を調整することで変更可能である。例えば、グリセリンの濃度を高くした場合には表面張力が小さくなり、グリセリンの濃度を低くした場合には表面張力が大きくなる。 The surface tension of the liquid 8a is 20 mN / m or more and 76 mN / m or less. Specifically, the liquid 8a has a surface tension of 20 mN / m or more and 76 mN / m or less in the range of 0 ° C. or higher and 40 ° C. or lower. For example, the surface tension of water is 75.8 mN / m. The surface tension of an aqueous glycerin solution having a concentration of 60% (volume%) is 66.2 mN / m. The surface tension of the silicone oil is, for example, 26.3 mN / m. The surface tension of the glycerin aqueous solution can be changed by adjusting the concentration of glycerin. For example, when the concentration of glycerin is increased, the surface tension decreases, and when the concentration of glycerin is decreased, the surface tension increases.

本実施の形態では、液体８ａの表面張力は、第１凹凸構造層３０の表面自由エネルギーよりも大きい。これにより、液体８ａの第１凹凸構造層３０に対する濡れ性が低くなり、液体８ａの第１凹凸構造層３０の凹部内への残留を抑制することができる。排出時の液体８ａの残留が抑制されることで、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。 In the present embodiment, the surface tension of the liquid 8a is larger than the surface free energy of the first concavo-convex structure layer 30. As a result, the wettability of the liquid 8a with respect to the first uneven structure layer 30 is lowered, and the residual of the liquid 8a in the concave portion of the first uneven structure layer 30 can be suppressed. By suppressing the residual liquid 8a at the time of discharge, the uniformity of the optical state in the plane of the light distribution device 2 can be improved.

例えば、撥水性のアクリル樹脂を用いて第１凹凸構造層３０を形成した場合、第１凹凸構造層３０の表面自由エネルギーは、約２７ｍＪ／ｍ２になる。なお、第１凹凸構造層３０の凹凸の表面には、撥水性の膜を形成してもよい。これにより、第１凹凸構造層３０の表面自由エネルギーは、約１０ｍＪ／ｍ２以上１３ｍＪ／ｍ２以下の範囲にまで低くすることができる。液体８ａの表面張力と第１凹凸構造層３０の表面自由エネルギーとの差を大きくすることができるので、液体８ａの残留をより抑制することができる。 For example, when the first concavo-convex structure layer 30 is formed using a water-repellent acrylic resin, the surface free energy of the first concavo-convex structure layer 30 is about 27 mJ / m 2 . A water-repellent film may be formed on the uneven surface of the first uneven structure layer 30. Thus, the surface free energy of the first concavo-convex structure layer 30 can be lowered to about 10 mJ / m 2 or more 13 mJ / m 2 or less. Since the difference between the surface tension of the liquid 8a and the surface free energy of the first concavo-convex structure layer 30 can be increased, the residual liquid 8a can be further suppressed.

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。 The gas 9a introduced instead when the liquid 8a is discharged is, for example, air located around the light distribution device 2, but may be a gas prepared in advance in a container or the like. For example, a container for accommodating dry air, nitrogen, or an inert gas may be connected to the air hole 52 in which the gas 9a flows in and out. That is, the optical device 1 may include a container for accommodating a gas such as an inert gas. The inert gas is, for example, argon, but is not particularly limited.

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。 The container 3 is a container for containing the liquid 8a. As shown in FIG. 1, the container 3 is connected to the light distribution device 2 via the pipe 4a. Specifically, as shown in FIG. 2, the pipe 4a connects the first device 2a and the container 3. The pipe 4a is connected to the opening 51 provided in the first sealing member 50 of the first device 2a. The container 3 may be directly connected to the opening 51 of the first device 2a. That is, the optical device 1 does not have to include the pipe 4a.

容器３の容量は、例えば、第１空間部４０の容量以上である。これにより、容器３は、第１空間部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。 The capacity of the container 3 is, for example, equal to or larger than the capacity of the first space portion 40. As a result, the container 3 can completely discharge the liquid 8a from the first space portion 40. The size and shape of the container 3 are not particularly limited. The container 3 and the pipe 4a are formed by using, for example, a resin material or a metal material. The container 3 and the pipe 4a are formed of, for example, a material that does not react with the liquid 8a.

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。 When the light distribution device 2 is used for a window of a building, the container 3 and the pipe 4a are provided by being embedded in, for example, a window frame, a wall, a floor or a ceiling of the building. Alternatively, the container 3 and the pipe 4a may be provided indoors or outdoors of the building.

ポンプ５ａは、第１空間部４０への液体８ａの注入、及び、第１空間部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。 The pump 5a is an example of a liquid feeding unit that injects the liquid 8a into the first space 40 and discharges the liquid 8a from the first space 40. In this embodiment, the pump 5a both injects and discharges the liquid 8a. The pump 5a can adjust, for example, the flow rate and the flow direction of the liquid 8a flowing through the pipe 4a.

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空間部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空間部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空間部４０よりも低い位置に設けられている場合、第１空間部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空間部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。 Either the injection or the discharge of the liquid 8a may be performed by utilizing the own weight of the liquid 8a. Specifically, when the container 3 is provided at a position higher than the first space portion 40, the injection of the liquid 8a from the container 3 into the first space portion 40 is performed by simply opening the valve 7a and the weight of the liquid 8a itself. Easily done by. When the container 3 is provided at a position lower than the first space 40, the discharge of the liquid 8a from the first space 40 to the container 3 is easily performed by the weight of the liquid 8a. As described above, the pump 5a does not have to inject or discharge the liquid 8a into the first space 40.

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空間部４０に対する注入及び排出を行うことができる。 The pump 5a is provided in the pipe 4a, for example, but may be provided in the container 3. For example, the control unit 6 controls the opening and closing of the valve 7a, so that the pump 5a can inject and discharge the first space 40.

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。 The control unit 6 controls the pump 5a. Specifically, the control unit 6 controls the pump 5a based on at least one of the instruction from the user, the sun altitude, the date and time, and the weather. By controlling the pump 5a, the control unit 6 adjusts the timing of injection and discharge of the liquid 8a, and the injection amount and the discharge amount.

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。 The control unit 6 is realized by, for example, a microcontroller or the like. The control unit 6 is realized by, for example, a non-volatile memory in which the program is stored, a volatile memory which is a temporary storage area for executing the program, an input / output port, a processor for executing the program, and the like. The function of the control unit 6 is realized by software executed by the processor. Alternatively, the function of the control unit 6 may be realized by hardware such as an electronic circuit including a plurality of circuit elements.

バルブ７ａは、配管４ａに接続されており、第１空間部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空間部４０への液体８ａの注入、及び、第１空間部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空間部４０に注入された液体８ａの漏出、及び、容器３から第１空間部４０への液体８ａの浸入を抑制することができる。 The valve 7a is connected to the pipe 4a and controls the flow of the liquid 8a with respect to the first space 40. The opening and closing of the valve 7a is controlled by, for example, the control unit 6. With the valve 7a open, the liquid 8a is injected from the container 3 into the first space 40, and the liquid 8a is discharged from the first space 40 into the container 3. When the valve 7a is closed, it is possible to suppress the leakage of the liquid 8a injected into the first space 40 and the infiltration of the liquid 8a from the container 3 into the first space 40.

バルブ７ｃは、第１空間部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。 The valve 7c controls the flow of the gas 9a with respect to the first space 40. The valve 7c is connected to, for example, a pipe (not shown in FIG. 2) connected to the air hole 52 shown in FIG. 2, and the opening / closing is controlled by the control unit 6. The valve 7c is opened when the liquid 8a is injected and discharged.

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。 Subsequently, a specific configuration of the light distribution device 2 will be described.

［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。 [First board and second board]
The first substrate 10 and the second substrate 20 are each a translucent substrate. As the first substrate 10 and the second substrate 20, for example, a glass substrate or a resin substrate can be used, respectively.

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。 Examples of the material of the glass substrate include soda glass, non-alkali glass, and high refractive index glass. Examples of the material of the resin substrate include resin materials such as polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polycarbonate (PC), acrylic (PMMA), and epoxy. The glass substrate has the advantages of high light transmittance and low moisture transmittance. On the other hand, the resin substrate has an advantage that it is less scattered at the time of destruction. In the present embodiment, the first substrate 10 and the second substrate 20 are transparent glass substrates, respectively.

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。 Each of the first substrate 10 and the second substrate 20 is, for example, a rigid substrate, but may be a flexible substrate. The thickness of each of the first substrate 10 and the second substrate 20 is, for example, 3 mm or more and 6 mm or less, but is not limited to this. The plan view shape of the first substrate 10 is, for example, a rectangle or a square, but is not limited to this, and may be a polygon other than a rectangle or a circle.

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。 The first substrate 10 is a substrate on the light incident side (outdoor side), and the second substrate 20 is a substrate on the light emitting side (indoor side). The second substrate 20 is arranged so as to face the first substrate 10. The second substrate 20 has a main surface 21. The main surface 21 is an example of the first main surface which is the main surface facing the first substrate 10. The first substrate 10 and the second substrate 20 are arranged in parallel with each other, and the distance between them is, for example, 1 mm, for example, 500 μm. The distance between the first substrate 10 and the second substrate 20 may be larger than 1 mm.

第１基板１０は、主面１１を有する。主面１１は、第２基板２０に対向する側の主面であり、第１空間部４０に露出した主面である。主面１１は、液体８ａに対して親液性を有する。例えば、液体８ａが水溶液の場合は、主面１１は親水性を有する。液体８ａがオイルの場合は、主面１１は親油性を有する。主面１１の液体８ａに対する接触角は、例えば９０°未満である。一例として、主面１１の純水に対する接触角は、３０°以下である。なお、第２基板２０の主面２１も同様に、液体８ａに対して親液性を有してもよい。主面１１及び２１に対する親液性は、例えばプラズマ処理によって付与される。あるいは、主面１１及び２１には、親液性を有する材料を用いて形成された薄膜がコーティングされていてもよい。 The first substrate 10 has a main surface 11. The main surface 11 is a main surface on the side facing the second substrate 20, and is a main surface exposed to the first space portion 40. The main surface 11 has a liquid property with respect to the liquid 8a. For example, when the liquid 8a is an aqueous solution, the main surface 11 has hydrophilicity. When the liquid 8a is oil, the main surface 11 has lipophilicity. The contact angle of the main surface 11 with respect to the liquid 8a is, for example, less than 90 °. As an example, the contact angle of the main surface 11 with pure water is 30 ° or less. Similarly, the main surface 21 of the second substrate 20 may also have liquid friendliness with respect to the liquid 8a. The positivity of the main surfaces 11 and 21 is imparted by, for example, plasma treatment. Alternatively, the main surfaces 11 and 21 may be coated with a thin film formed by using a material having positivity.

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。 In the present embodiment, the first substrate 10 and the second substrate 20 are adhered to each other by a first sealing member 50 provided in a frame shape along the outer periphery of each end. A plurality of particulate spacers may be dispersed in the plane or a columnar structure may be formed between the first substrate 10 and the second substrate 20 in order to keep the distance constant. ..

［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。第１凹凸構造層３０は、図１に示されるように、複数の第１凸部群３０ａ及び３０ｂを有する。例えば、第１凹凸構造層３０は、２つの第１凸部群３０ａ及び３０ｂを有する。第１凸部群３０ａと第１凸部群３０ｂとは、間隔を開けて第２方向（Ｘ軸方向）に並んで設けられている。具体的には、図１に示されるように、隣り合う２つの第１凸部群３０ａ及び３０ｂの間隔は、Ｚ軸方向に沿って延びる間隙部３５を形成している。間隙部３５の構成及び機能の具体例については、後で説明する。 [First uneven structure layer]
The first uneven structure layer 30 is a finely shaped layer arranged on the main surface 21 of the second substrate 20. As shown in FIG. 1, the first uneven structure layer 30 has a plurality of first convex portion groups 30a and 30b. For example, the first uneven structure layer 30 has two first convex group groups 30a and 30b. The first convex portion group 30a and the first convex portion group 30b are provided side by side in the second direction (X-axis direction) at intervals. Specifically, as shown in FIG. 1, the distance between the two adjacent first convex portion groups 30a and 30b forms a gap portion 35 extending along the Z-axis direction. Specific examples of the configuration and function of the gap 35 will be described later.

図２に示されるように、第１凹凸構造層３０は、例えば透明基材３２上に形成されている。透明基材３２が透明な接着層（図示せず）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。透明基材３２は、例えば、第１凸部群毎に設けられている。透明基材３２は、透光性を有する薄膜状の部材であり、例えば透明ＰＥＴフィルムである。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。 As shown in FIG. 2, the first concavo-convex structure layer 30 is formed on, for example, the transparent base material 32. The first uneven structure layer 30 is arranged on the main surface 21 by attaching the transparent base material 32 to the main surface 21 via a transparent adhesive layer (not shown). The transparent base material 32 is provided for each first convex portion group, for example. The transparent base material 32 is a thin film-like member having translucency, for example, a transparent PET film. The first uneven structure layer 30 may be directly formed on the main surface 21 of the second substrate 20.

本実施の形態では、第１凸部群３０ａと第１凸部群３０ｂとは、互いに同じ構成を有する。以下では、第１凸部群３０ａの詳細について説明する。 In the present embodiment, the first convex portion group 30a and the first convex portion group 30b have the same configuration as each other. The details of the first convex portion group 30a will be described below.

第１凸部群３０ａは、図１及び図２に示されるように、第１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凸部群３０ａ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凸部群３０ａは、電極層などを介さずに、主面２１に接して設けられていてもよい。 As shown in FIGS. 1 and 2, the first convex portion group 30a has a plurality of first convex portions 31 provided side by side in the first direction (Z-axis direction). Specifically, the first convex portion group 30a is a concavo-convex structure composed of a plurality of first convex portions 31 having a micro-order size. In the example shown in FIG. 2, a plurality of first convex portions 31 are individually located apart from each other and are supported by a base layer at the root (second substrate 20 side). That is, a flat surface is provided between the two adjacent first convex portions 31. The base layer is, for example, a portion remaining as a residual film during molding of a plurality of first convex portions 31. The plurality of first convex portions 31 may be connected to each other at the roots, and a flat surface may not be provided between two adjacent first convex portions 31. That is, the cross-sectional shape of the concave portion between the two adjacent first convex portions 31 may be V-shaped. For example, the first convex portion group 30a may be provided in contact with the main surface 21 without interposing an electrode layer or the like.

第１凸部群３０ａは、液体８ａが第１空間部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。 The first convex portion group 30a has a light distribution structure that totally reflects the incident light in a state where the liquid 8a is discharged from the first space portion 40. The light distribution structure is composed of a plurality of first convex portions 31.

複数の第１凸部３１は、第１方向（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）に直交する第２方向（Ｘ軸方向）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。 The plurality of first convex portions 31 are arranged side by side in the first direction (Z-axis direction). The plurality of first convex portions 31 are long convex portions extending in the second direction (X-axis direction) orthogonal to the arrangement direction (that is, the Z-axis direction). Specifically, the plurality of first convex portions 31 are formed in a striped shape extending in the X-axis direction while maintaining the cross-sectional shape of the cross section (YZ cross section) orthogonal to the X-axis. For example, each of the plurality of first convex portions 31 is a trapezoidal pillar arranged sideways with respect to the second substrate 20. The plurality of first convex portions 31 may extend while meandering along the X-axis direction. For example, the plurality of first convex portions 31 may be formed in a wavy line stripe shape in a plan view.

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。 As shown in FIG. 2, each of the plurality of first convex portions 31 has a shape that tapers from the root to the tip. Specifically, the cross-sectional shape of each of the plurality of first convex portions 31 is a tapered shape that tapers along the direction from the second substrate 20 to the first substrate 10. In the present embodiment, the cross-sectional shape of the plurality of first convex portions 31 in the YZ cross section is a trapezoid that tapers along the thickness direction of the light distribution device 2, but is not limited to this. The cross-sectional shape of the first convex portion 31 may be a triangle, another polygon, or a polygon including a curve.

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。 The trapezoid or triangle also includes a trapezoid or triangle having rounded vertices. In addition, the trapezoid or triangle may not be completely straight on each side, for example, may be slightly bent with a displacement of about several percent of the length of each side, or may contain minute irregularities. included.

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。 FIG. 3 is a cross-sectional view of the first convex portion 31 of the first concave-convex structure layer 30 included in the light distribution device 2 according to the present embodiment. FIG. 3 shows a YZ cross section, but is not shaded to represent the cross section.

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。 As shown in FIGS. 2 and 3, each of the plurality of first convex portions 31 has side surfaces 31a and 31b. The side surfaces 31a and 31b are surfaces that intersect in the Z-axis direction. At least one of the side surfaces 31a and 31b is an inclined surface that is inclined at a predetermined inclination angle with respect to a direction orthogonal to the main surface 21 (that is, a Y-axis direction). The distance between the side surface 31a and the side surface 31b, that is, the width of the first convex portion 31, gradually decreases from the second substrate 20 toward the first substrate 10.

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。 The side surface 31a is an example of the first side surface. For example, when the light distribution device 2 is arranged so that the Z-axis coincides with the vertical direction, the side surface 31a is vertically upward among the plurality of side surfaces constituting the first convex portion 31. The side of the side. As shown in FIG. 3, the side surface 31a is a refracting surface that refracts the incident light L1.

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。 The side surface 31b is an example of the first side surface. For example, when the light distribution device 2 is arranged so that the Z-axis coincides with the vertical direction, the side surface 31b is vertically downward among the plurality of side surfaces constituting the first convex portion 31. The side of the side. The side surface 31b is a reflecting surface that reflects the incident light L1. The reflection here is total reflection, and the side surface 31b functions as a total reflection surface.

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。 Each inclination angle alpha 2 of the inclination angle alpha 1 and the side surface 31b of the side surface 31a, for example in the range of 20 ° or more than 35 °. In other words, the two base angles of the trapezoid or the triangle, which are the cross-sectional shapes of the first convex portion 31, are 55 ° or more and 70 ° or less, respectively. The inclination angle alpha 2 of the inclination angle alpha 1 and the side surface 31b of the side surface 31a, may be different from each other, it may be equal. That is, the cross-sectional shape of the first convex portion 31 may be an isosceles trapezoid or an isosceles triangle. The inclination angles α 1 of the side surfaces 31 a of the plurality of first convex portions 31 may be equal to or different from each other. The inclination angles α 2 of the side surfaces 31b of each of the plurality of first convex portions 31 may be equal to or different from each other.

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。 The height of each of the plurality of first convex portions 31 is, for example, 100 μm or more. When the height is 100 μm or more, the side surfaces 31a and 31b that reflect light can be widely secured. Therefore, since the amount of light distributed increases, the light distribution rate can be increased.

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。 Further, the aspect ratio of each of the plurality of first convex portions 31 is, for example, 2 or less. The aspect ratio is the ratio of the height to the width of the base of the first convex portion 31. When the aspect ratio is 2 or less, the physical strength of the first convex portion 31 can be increased. For example, when the liquid 8a is injected and discharged, it is possible to prevent the shape of the first convex portion 31 from changing due to the flow of the liquid 8a.

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空間部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。 The distance between the two adjacent first convex portions 31 is, for example, 10 μm or more and 40 μm or less. The distance is the distance between the roots of two adjacent first convex portions 31. That is, the interval corresponds to the width of the flat surface of the recess between the two adjacent first convex portions 31. When the distance between the two adjacent first convex portions 31 is 10 μm or more, the liquid 8a injected into the first space portion 40 is less likely to remain in the concave portion. Therefore, the liquid 8a can be quickly discharged. Further, when the distance between the two adjacent first convex portions 31 is 40 μm or less, the in-plane density of the first convex portions 31 can be increased. Therefore, since the amount of light distributed increases, the light distribution rate can be increased.

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。 The height of each of the plurality of first convex portions 31 may be 1 mm or more. That is, the plurality of first convex portions 31 may be convex portions having a millimeter order size. Even if the injected liquid 8a is not completely discharged and partially remains, it is possible to secure a sufficiently large reflective surface as a whole.

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。 In the present embodiment, the shapes of the plurality of first convex portions 31 are the same as each other, but may be different. For example, the plurality of first convex portions 31 may include a plurality of convex portions having different heights from each other. For example, the heights of two adjacent first convex portions 31 may be different. The height of each of the plurality of first convex portions 31 may be, for example, a value randomly selected from a plurality of set values.

第１凸部群３０ａ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凸部群３０ａ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。 The first convex portion group 30a is formed by using, for example, an ultraviolet curable resin material. Specifically, the first convex portion group 30a can be formed by molding, nanoimprinting, or the like.

第１凸部群３０ａ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凸部群３０ａ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凸部群３０ａ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。 As the material of the first convex portion group 30a, for example, a resin material having light transmittance such as an acrylic resin, an epoxy resin, or a silicone resin can be used. The refractive index of the first convex portion group 30a is, for example, in the range of 1.3 or more and 1.8 or less. In the present embodiment, the first convex portion group 30a is formed by using, for example, an acrylic resin having a refractive index of about 1.4.

また、第１凸部群３０ａ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凸部群３０ａ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。 Further, the surface of the first convex portion group 30a has lipophilicity (specifically, lipophilicity or hydrophilicity) or superhydrophilicity with respect to the liquid 8a. For example, the contact angle of the surface of the first convex portion group 30a with respect to the liquid 8a may be less than 60 °. For example, the contact angle may be 40 ° or more.

［第１空間部］
第１空間部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空間部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。 [1st space part]
The first space portion 40 is provided between the first concavo-convex structure layer 30 and the first substrate 10. Specifically, the first space portion 40 is a space surrounded by the first substrate 10, the first uneven structure layer 30, and the first sealing member 50.

第１空間部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空間部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。 The liquid 8a is injected into the first space portion 40. The injected liquid 8a contacts and covers the surface of the first uneven structure layer 30, specifically, the side surfaces 31a and 31b of the first convex portion 31. In the present embodiment, since the refractive index n2 of the liquid 8a is substantially equal to the refractive index n1 of the first concavo-convex structure layer 30, the difference in refractive index between the liquid 8a and the first concavo-convex structure layer 30 is sufficiently small. Become. As a result, the light passing through the first space portion 40 and the first concavo-convex structure layer 30 travels substantially straight on the surface of the first concavo-convex structure layer 30 without being subjected to optical actions such as reflection and refraction.

第１空間部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空間部４０から排出されることで、第１空間部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空間部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。 After the liquid 8a is discharged, the first space portion 40 is filled with, for example, a gas 9a. When the liquid 8a is discharged from the first space portion 40, the difference in refractive index between the first space portion 40 (that is, the gas 9a) and the first concavo-convex structure layer 30 becomes large. As a result, the light passing through the first space portion 40 and the first uneven structure layer 30 is totally reflected or refracted by the side surface 31b of the first convex portion 31 and emitted in a direction different from the incident direction. ..

第１空間部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。 The difference in the optical state depending on the presence or absence of the liquid 8a in the first space portion 40 will be described in detail later.

［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空間部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。 [First sealing member]
The first sealing member 50 is an annular member for forming a space for sealing the liquid 8a between the first substrate 10 and the second substrate 20, that is, a first space portion 40. Specifically, the first sealing member 50 is provided along the respective ends of the first substrate 10 and the second substrate 20. Since the plan view shapes of the first substrate 10 and the second substrate 20 are rectangular, the first sealing member 50 is provided in a rectangular annular shape. That is, the first sealing member 50 is provided along each of the four sides of the first substrate 10 and the second substrate 20 in a plan view.

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空間部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。 The first sealing member 50 adheres the first substrate 10 and the second substrate 20 at the peripheral edge portion. By this adhesion, the first space portion 40 is formed. The first sealing member 50 is a member that maintains a distance between the first substrate 10 and the second substrate 20.

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。 In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the first sealing member 50 has an opening 51 and an air hole 52.

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。 The opening 51 is an inlet and an outlet for the liquid 8a. The opening 51 is provided so as to penetrate the first sealing member 50, and the pipe 4a is connected to the opening 51. The opening 51 is provided, for example, on the lower end surface of the first device 2a of the light distribution device 2. In the present embodiment, the liquid 8a is injected from the lower side of the first device 2a and discharged from the lower side.

なお、開口５１は、第１デバイス２ａの下部端面の近傍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。 The opening 51 may be provided on a side end surface in the vicinity of the lower end surface of the first device 2a. Alternatively, the opening 51 may be provided so as to penetrate one of the first substrate 10 and the second substrate 20.

空気孔５２は、第１空間部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。 The air hole 52 is a hole for taking in and out air in the first space 40. The air hole 52 is provided so as to penetrate the first sealing member 50. Although not shown in FIG. 2, a pipe is connected to the air hole 52, and a valve 7c is provided in the pipe.

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。 Further, the air hole 52 may be provided with a filter that suppresses the permeation of the liquid 8a and allows the gas to pass therethrough so that the liquid 8a does not leak out. The air hole 52 is provided on the upper end surface of the first device 2a of the light distribution device 2.

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。 The first sealing member 50 may include a spacer having high rigidity and an adhesive layer for adhering the spacer to each of the first substrate 10 and the second substrate 20. For example, the spacer is formed by maintaining the distance between the first substrate 10 and the second substrate 20 and using a resin material such as PET or a metal material. The opening 51 and the air hole 52 may be provided so as to penetrate the spacer. The adhesive layer is formed by using a resin material such as a thermosetting resin or an ultraviolet curable resin.

［凸部群間の間隙部］
続いて、第１凸部群３０ａ及び３０ｂ間に設け得られた間隙部３５について、図４及び図５を用いて説明する。 [Gap between convex groups]
Subsequently, the gap portion 35 provided between the first convex portion groups 30a and 30b will be described with reference to FIGS. 4 and 5.

図４は、本実施の形態に係る配光デバイス２の断面図である。具体的には、図４は、図１のＩＶ−ＩＶ線における断面を表している。図４に示される断面は、例えば、建物の垂直な壁に設けられた窓に配光デバイス２が取り付けられた場合における配光デバイス２の水平方向に沿った断面である。 FIG. 4 is a cross-sectional view of the light distribution device 2 according to the present embodiment. Specifically, FIG. 4 shows a cross section taken along line IV-IV of FIG. The cross section shown in FIG. 4 is, for example, a cross section along the horizontal direction of the light distribution device 2 when the light distribution device 2 is attached to a window provided on a vertical wall of a building.

第１凸部群３０ａ及び３０ｂは、図１及び図４に示されるように、第１封止部材５０に囲まれた第１空間部４０内に配置されている。このとき、第１凸部群３０ａ及び３０ｂの各々と第１封止部材５０との間には、隙間３６が形成される。第１凸部群３０ａと第１凸部群３０ｂとの間には、間隙部３５が形成されている。また、第１凸部群３０ａ及び３０ｂの各々と第１基板１０の主面１１との間にも隙間３７が形成されている。 As shown in FIGS. 1 and 4, the first convex portion groups 30a and 30b are arranged in the first space portion 40 surrounded by the first sealing member 50. At this time, a gap 36 is formed between each of the first convex portion groups 30a and 30b and the first sealing member 50. A gap 35 is formed between the first convex portion group 30a and the first convex portion group 30b. Further, a gap 37 is also formed between each of the first convex portion groups 30a and 30b and the main surface 11 of the first substrate 10.

一例として、間隙部３５の幅Ｄ、隙間３６の幅ｄ及び隙間３７の幅ｔは、以下のように設定することができる。例えば、第１基板１０及び第２基板２０の幅を１０００ｍｍ（＝１ｍ）とし、第１封止部材５０の幅を２０ｍｍとし、第１空間部４０の幅Ｗを９６０ｍｍとする。この場合、隙間３６の幅ｄは１ｍｍであり、間隙部３５の幅Ｄは２ｍｍである。つまり、間隙部３５の幅Ｄは、隙間３６の幅ｄの２倍である。なお、幅Ｄは、幅ｄの２倍でなくてもよく、例えば、幅ｄの１．５倍以上２．５倍以下であってもよい。あるいは、幅Ｄは、幅ｄの１．８倍以上２．２倍以下であってもよい。 As an example, the width D of the gap 35, the width d of the gap 36, and the width t of the gap 37 can be set as follows. For example, the width of the first substrate 10 and the second substrate 20 is 1000 mm (= 1 m), the width of the first sealing member 50 is 20 mm, and the width W of the first space portion 40 is 960 mm. In this case, the width d of the gap 36 is 1 mm, and the width D of the gap 35 is 2 mm. That is, the width D of the gap 35 is twice the width d of the gap 36. The width D does not have to be twice the width d, and may be, for example, 1.5 times or more and 2.5 times or less the width d. Alternatively, the width D may be 1.8 times or more and 2.2 times or less the width d.

また、第１封止部材５０の厚みＴは、５００μｍ（＝０．５ｍｍ）であり、第１凹凸構造層３０の厚みｔは、４２５μｍである。第１凹凸構造層３０の厚みの内訳は、透明基材３２の厚みが１２５μｍであり、第１凸部３１の高さが２００μｍであり、第１凸部３１と透明基材３２との間に位置する残膜部分の厚みが５０μｍである。したがって、隙間３７の幅ｇは、第１凸部３１の先端と第１基板１０の主面１１との距離であり、７５μｍになる。隙間３７の幅ｇは、隙間３６の幅ｄよりも小さい。なお、隙間３７の幅ｇは０μｍであってもよく、第１凸部３１の先端が第１基板１０の主面１１に接触していてもよい。 The thickness T of the first sealing member 50 is 500 μm (= 0.5 mm), and the thickness t of the first concavo-convex structure layer 30 is 425 μm. The breakdown of the thickness of the first uneven structure layer 30 is that the thickness of the transparent base material 32 is 125 μm, the height of the first convex portion 31 is 200 μm, and between the first convex portion 31 and the transparent base material 32. The thickness of the residual film portion located is 50 μm. Therefore, the width g of the gap 37 is the distance between the tip of the first convex portion 31 and the main surface 11 of the first substrate 10, and is 75 μm. The width g of the gap 37 is smaller than the width d of the gap 36. The width g of the gap 37 may be 0 μm, and the tip of the first convex portion 31 may be in contact with the main surface 11 of the first substrate 10.

隙間３７の幅ｇが隙間３６の幅ｄ及び間隙部３５の幅Ｄよりも小さいため、液体８ａは、第１空間部４０への注入及び排出される際に、主に間隙部３５及び隙間３６を流れる。本実施の形態では、第１空間部４０内への液体８ａの注入口である開口５１が第１空間部４０の下側に設けられている。このため、液体８ａは、下側から液面が上昇することにより、第１空間部４０内に注入される。また、液体８ａは、上側から液面が下降することにより、第１空間部４０内から排出される。 Since the width g of the gap 37 is smaller than the width d of the gap 36 and the width D of the gap 35, the liquid 8a is mainly discharged into and discharged from the first space 40 mainly in the gap 35 and the gap 36. Flow. In the present embodiment, an opening 51, which is an injection port for the liquid 8a into the first space portion 40, is provided under the first space portion 40. Therefore, the liquid 8a is injected into the first space 40 by raising the liquid level from the lower side. Further, the liquid 8a is discharged from the first space 40 as the liquid level descends from the upper side.

ここで、仮に間隙部３５が設けられていない場合、配光デバイス２の平面視における中央部分において液体８ａが流れにくくなる。このため、配光デバイス２の端部のみが先行して液体８ａの注入及び排出が進むので、端部の光学状態のみが先行して変更される。これにより、光学状態の変更の際の見栄えが悪くなる。 Here, if the gap 35 is not provided, it becomes difficult for the liquid 8a to flow in the central portion of the light distribution device 2 in the plan view. Therefore, since the injection and discharge of the liquid 8a proceed in advance only in the end portion of the light distribution device 2, only the optical state of the end portion is changed in advance. This makes it look bad when the optical state is changed.

これに対して、本実施の形態に係る配光デバイス２では、間隙部３５が設けられていることにより、液体８ａの注入及び排出を均等に行うことができる。具体的には、間隙部３５は、液体８ａの注入及び排出時の液面を水平に維持するために設けられている。 On the other hand, in the light distribution device 2 according to the present embodiment, since the gap portion 35 is provided, the liquid 8a can be injected and discharged evenly. Specifically, the gap 35 is provided to keep the liquid level horizontal when the liquid 8a is injected and discharged.

図５は、本実施の形態に係る配光デバイス２内の液体８ａの排出を模式的に示す断面図である。図５に示されるように、液体８ａが排出される場合に、液体８ａは、間隙部３５と２つの隙間３６との各々を通って流れる。このとき、隣り合う第１凸部３１間の液体８ａは、第１凸部３１を避けるように第１凸部３１のＸ軸方向の両端に位置する間隙部３５と隙間３６とに分かれて流れる（図５の（ｂ）の白抜きの曲がった矢印）。間隙部３５には、両隣の第１凸部３１から液体８ａが流れる。間隙部３５の幅Ｄを隙間３６の幅ｄの２倍にすることで、間隙部３５には、隙間３６に流れる量の約２倍の量の液体８ａを流すことができる。これにより、間隙部３５及び隙間３６の各々で液体８ａをスムーズに流すことができる。 FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing the discharge of the liquid 8a in the light distribution device 2 according to the present embodiment. As shown in FIG. 5, when the liquid 8a is discharged, the liquid 8a flows through each of the gap 35 and the two gaps 36. At this time, the liquid 8a between the adjacent first convex portions 31 flows separately into the gaps 35 and the gaps 36 located at both ends of the first convex portions 31 in the X-axis direction so as to avoid the first convex portions 31. (White curved arrow in FIG. 5B). Liquid 8a flows through the gap 35 from the first convex portions 31 on both sides. By making the width D of the gap 35 twice the width d of the gap 36, the liquid 8a can flow through the gap 35 in an amount of about twice the amount flowing in the gap 36. As a result, the liquid 8a can flow smoothly in each of the gap 35 and the gap 36.

間隙部３５の幅Ｄ及び隙間３６の幅ｄを大きくする程、液体８ａの流れがスムーズになり、液体８ａの充填及び排出を短期間で行うことができる。一方で、間隙部３５及び隙間３６は、配光に寄与する第１凸部３１が設けられていない部分であるので、幅Ｄ及び幅ｄを大きくする程、配光効率が低下する。特に、面内の中央に位置する間隙部３５の幅Ｄが大きくなった場合には、配光効率の低下の影響が大きくなる。 The larger the width D of the gap 35 and the width d of the gap 36, the smoother the flow of the liquid 8a, and the filling and discharging of the liquid 8a can be performed in a short period of time. On the other hand, since the gap 35 and the gap 36 are not provided with the first convex portion 31 that contributes to light distribution, the light distribution efficiency decreases as the width D and width d increase. In particular, when the width D of the gap 35 located in the center of the plane becomes large, the influence of the decrease in the light distribution efficiency becomes large.

そこで、本実施の形態では、有効領域内に設けられる間隙部３５が占める割合が５％未満になる条件を満たすように、間隙部３５の幅Ｄなどが設定される。有効領域は、第１空間部４０内の端部に位置する隙間３６を除いた領域である。例えば、図４に示される配光デバイス２では、Ｄ／（Ｗ−２ｄ）＜０．０５を満たす。 Therefore, in the present embodiment, the width D of the gap portion 35 and the like are set so as to satisfy the condition that the ratio of the gap portion 35 provided in the effective region is less than 5%. The effective region is an region excluding the gap 36 located at the end of the first space portion 40. For example, the light distribution device 2 shown in FIG. 4 satisfies D / (W-2d) <0.05.

また、間隙部３５には第１凹凸構造層３０が設けられていないので、間隙部３５の幅Ｄが大きくなると、光の筋が発生する。このため、本実施の形態では、幅Ｄは、０．５ｍｍより大きく、３ｍｍより小さくする。幅Ｄを３ｍｍより小さくすることで、間隙部３５による光の筋の発生を抑制することができる。また、幅Ｄを０．５ｍｍより大きくすることで、液体８ａの注入及び排出を行うためのスペースを確保することができる。 Further, since the first uneven structure layer 30 is not provided in the gap portion 35, when the width D of the gap portion 35 becomes large, light streaks are generated. Therefore, in the present embodiment, the width D is larger than 0.5 mm and smaller than 3 mm. By making the width D smaller than 3 mm, it is possible to suppress the generation of light streaks due to the gap 35. Further, by making the width D larger than 0.5 mm, it is possible to secure a space for injecting and discharging the liquid 8a.

［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。 [Operation and optical state]
Subsequently, the operation and the optical state of the light distribution device 2 according to the present embodiment will be described. Here, the case where the refractive index n1 of the first concave-convex structure layer 30 and the refractive index n2 of the liquid 8a are both about 1.4 will be described.

光学装置１では、第１空間部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６に示される透明状態及び図７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。 In the optical device 1, the liquid 8a is repeatedly injected and discharged into the first space 40. In the present embodiment, the light distribution device 2 can take two optical states, a transparent state shown in FIG. 6 and a light distribution state shown in FIG. 7. The control unit 6 switches between the two optical states by controlling the injection and discharge of the liquid 8a.

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。 For example, the control unit 6 changes the optical state of the light distribution device 2 to the optical state indicated by the instruction at the timing of receiving the instruction from the user. Further, for example, the control unit 6 changes the optical state of the light distribution device 2 to the light distribution state when the weather is fine. The weather is determined based on, for example, weather information acquired from an external device or the like. Alternatively, the control unit 6 may determine that it is sunny when the illuminance acquired from the illuminometer is larger than a predetermined value.

以下では、２つの光学状態の詳細について、図６及び図７を用いて説明する。 In the following, details of the two optical states will be described with reference to FIGS. 6 and 7.

＜透明状態＞
図６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６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７、図１５〜図１８についても同様である。 <Transparent state>
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a transparent state of the light distribution device 2 of the optical device 1 according to the present embodiment. In FIG. 6, the path of the light L obliquely incident on the light distribution device 2 is indicated by an arrow. The light L corresponds to sunlight incident obliquely downward from the outside to the inside when the light distribution device 2 is used for a window. The same applies to FIGS. 7 and 15 to 18.

図６に示されるように、第１デバイス２ａの第１空間部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。 As shown in FIG. 6, the first space portion 40 of the first device 2a is filled with the liquid 8a. Since the refractive index n1 of the first concavo-convex structure layer 30 and the refractive index n2 of the liquid 8a are substantially equal, the light L is not subjected to an optical action at the interface between the first convex portion 31 and the liquid 8a. That is, the light L is not refracted or totally reflected on any of the side surfaces 31a and 31b of the first convex portion 31. Therefore, the light L incident on the first substrate 10 travels straight through the liquid 8a and the first concavo-convex structure layer 30 in order without bending the traveling direction, and is emitted indoors from the second substrate 20. In other words. The optical state of the first device 2a becomes a transparent state.

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。 Since the optical state of the first device 2a (light distribution device 2) is transparent, for example, when a person indoors sees the outdoors through the light distribution device 2, the outdoor scenery can be clearly seen. it can.

なお、説明を簡単にするため、図６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７、図１５〜図１８についても同様である。 Although not shown in FIG. 6, for the sake of simplicity, the light L is actually refracted according to the difference in the refractive index when the passing medium changes. Specifically, when the light L is incident on the first substrate 10, is emitted from the second substrate 20, is passed through the interface between the first substrate 10 and the liquid 8a, and the like, the light L depends on the difference in refractive index. Refract. The same applies to FIGS. 7, 15 to 18, which will be described later.

図６に示されるように、透明状態は、第１空間部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空間部４０に液体８ａを注入する。液体８ａが第１空間部４０に注入されることで、第１空間部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空間部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。 As shown in FIG. 6, the transparent state is formed by injecting the liquid 8a into the first space 40. For example, the control unit 6 injects the liquid 8a into the first space unit 40 by opening the valves 7a and 7c and controlling the pump 5a. When the liquid 8a is injected into the first space portion 40, the gas 9a contained in the first space portion 40 is discharged from the air hole 52. The control unit 6 closes the valves 7a and 7c after completely filling the first space portion 40 with the liquid 8a. As a result, the optical state of the light distribution device 2 can be made transparent.

＜配光状態＞
図７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。 <Light distribution state>
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a light distribution state of the light distribution device 2 of the optical device 1 according to the present embodiment. For example, the light distribution device 2 can efficiently allow sunlight to travel to the inner part of the room when the optical state is the light distribution state.

図７に示されるように、第１デバイス２ａの第１空間部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。 As shown in FIG. 7, the liquid 8a is discharged from the first space 40 of the first device 2a, and the gas 9a is introduced instead. Therefore, the light L receives an optical action when it enters the first concavo-convex structure layer 30. Specifically, the light L incident from the first substrate 10 of the first device 2a is refracted by the side surface 31a and then totally reflected by the side surface 31b. The light L totally reflected by the side surface 31b is emitted obliquely upward from the second substrate 20. The upward emission angle at this time is, for example, smaller than 45 °.

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。 In this way, the light distribution device 2 is in a light distribution state in which the light distribution device 2 advances obliquely upward by totally reflecting the sunlight. As a result, light can be efficiently taken indoors.

図７に示されるように、配光状態は、第１空間部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空間部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空間部４０に導入される。制御部６は、液体８ａが第１空間部４０から完全に排出され、第１空間部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。 As shown in FIG. 7, the light distribution state is formed by discharging the liquid 8a from the first space portion 40. For example, when changing from the transparent state to the light distribution state, the control unit 6 discharges the liquid 8a from the first space portion 40 by opening the bulbs 7a and 7c. At the same time that the liquid 8a is discharged through the opening 51, the gas 9a is introduced into the first space 40 through the air holes 52. The control unit 6 closes the valves 7a and 7c after the liquid 8a is completely discharged from the first space 40 and the entire first space 40 is filled with the gas 9a. As a result, the optical state of the light distribution device 2 can be changed to the light distribution state.

［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の主面２１に配置された第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空間部４０とを有する。第１凹凸構造層３０は、第１方向（Ｚ軸方向）に並んで設けられ、かつ、第１方向に交差する第２方向（Ｘ軸方向）に沿って長尺な形状を各々が有する複数の第１凸部３１を含む第１凸部群３０ａ及び３０ｂを有する。複数の第１凸部群３０ａ及び３０ｂは、間隔を空けて第２方向（Ｘ軸方向）に並んで設けられている。 [Effects, etc.]
As described above, the optical device 1 according to the present embodiment accommodates the light distribution device 2 that distributes incident light, the liquid 8a that is injected or discharged from the light distribution device 2, and the liquid 8a. It is provided with a container 3. The light distribution device 2 has a first device 2a that switches between a transparent state and a light distribution state for transmitting incident light by injecting or discharging the liquid 8a. The first device 2a is arranged on the first substrate 10 having translucency, the second substrate 20 having translucency arranged so as to face the first substrate 10, and the main surface 21 of the second substrate 20. It has a first concavo-convex structure layer 30 and a first space portion 40 which is provided between the first substrate 10 and the first concavo-convex structure layer 30 and is a space into which the liquid 8a is injected or discharged. A plurality of first uneven structure layers 30 are provided side by side in the first direction (Z-axis direction) and each have a long shape along a second direction (X-axis direction) intersecting the first direction. It has first convex portion groups 30a and 30b including the first convex portion 31 of the above. The plurality of first convex portion groups 30a and 30b are provided side by side in the second direction (X-axis direction) at intervals.

これにより、第１空間部４０に対する液体８ａの注入及び排出を制御することによって、配光デバイス２の光学状態を調整することができる。例えば、第１空間部４０から液体８ａが排出された場合には、第１凸部３１と第１空間部４０（すなわち、気体９ａ）との屈折率差が大きくなる。このため、第１凸部３１で全反射される光の量が多くなる。例えば、配光デバイス２が窓に設置された場合に、屋内の天井を照らす光（すなわち、配光された光）の光量が多くなる。 Thereby, the optical state of the light distribution device 2 can be adjusted by controlling the injection and discharge of the liquid 8a into the first space portion 40. For example, when the liquid 8a is discharged from the first space portion 40, the difference in refractive index between the first convex portion 31 and the first space portion 40 (that is, the gas 9a) becomes large. Therefore, the amount of light totally reflected by the first convex portion 31 increases. For example, when the light distribution device 2 is installed in a window, the amount of light that illuminates the ceiling indoors (that is, the distributed light) increases.

このように、本実施の形態に係る光学装置１によれば、窓に利用された場合に、効率良く光を屋内に採り入れることができる。 As described above, according to the optical device 1 according to the present embodiment, when it is used for a window, light can be efficiently taken into the room.

また、複数の第１凸部群３０ａ及び３０ｂ間に間隙部３５が設けられているので、間隙部３５を利用して液体８ａの注入及び排出を短時間で行うことができる。これにより、光学状態を速やかに変化させることができる。また、間隙部３５が設けられていることで、液体８ａの注入及び排出の途中で液体８ａの液面が水平に維持されやすくなる。したがって、光学状態の変更途中の配光デバイス２の見栄えの悪化を抑制することができる。 Further, since the gap portion 35 is provided between the plurality of first convex portion groups 30a and 30b, the liquid 8a can be injected and discharged in a short time by using the gap portion 35. As a result, the optical state can be changed rapidly. Further, since the gap 35 is provided, the liquid level of the liquid 8a can be easily maintained horizontally during the injection and discharge of the liquid 8a. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of the appearance of the light distribution device 2 during the change of the optical state.

また、例えば、第１基板１０の、第２基板２０に対向する主面１１は、液体８ａに対して親液性を有する。 Further, for example, the main surface 11 of the first substrate 10 facing the second substrate 20 has liquid friendliness with respect to the liquid 8a.

これにより、液体８ａが第１空間部４０に残留するのを抑制することができるので、液体８ａが排出されたときの光学状態の面内での均一性を高めることができる。 As a result, it is possible to prevent the liquid 8a from remaining in the first space portion 40, so that it is possible to improve the in-plane uniformity of the optical state when the liquid 8a is discharged.

また、例えば、第１基板１０の、第２基板２０に対向する主面１１は、液体８ａに対する接触角が３０°以下である。 Further, for example, the main surface 11 of the first substrate 10 facing the second substrate 20 has a contact angle of 30 ° or less with respect to the liquid 8a.

これにより、グリセリン水溶液などの水溶液を液体８ａとして用いた場合に、液体８ａが第１空間部４０に残留するのを十分に抑制することができる。したがって、液体８ａが排出されたときの光学状態の面内での均一性を高めることができる。 As a result, when an aqueous solution such as an aqueous solution of glycerin is used as the liquid 8a, it is possible to sufficiently suppress the liquid 8a from remaining in the first space portion 40. Therefore, it is possible to improve the in-plane uniformity of the optical state when the liquid 8a is discharged.

また、例えば、隣り合う２つの第１凸部群３０ａ及び３０ｂの間隔は、第１方向（Ｚ軸方向）に沿って延びる間隙部３５を形成している。 Further, for example, the distance between the two adjacent first convex portions 30a and 30b forms a gap portion 35 extending along the first direction (Z-axis direction).

これにより、第１凸部３１の並び方向に沿って間隙部３５が延びているので、液体８ａが間隙部３５に沿ってスムーズに流れやすくなる。これにより、注入及び排出に要する時間を短縮することができ、かつ、光学状態の変更途中の見栄えの悪化を抑制することができる。 As a result, since the gap portion 35 extends along the alignment direction of the first convex portion 31, the liquid 8a can easily flow smoothly along the gap portion 35. As a result, the time required for injection and discharge can be shortened, and deterioration of the appearance during the change of the optical state can be suppressed.

また、例えば、液体８ａは、第１凹凸構造層３０の表面自由エネルギーよりも大きい表面張力を有する。 Further, for example, the liquid 8a has a surface tension larger than the surface free energy of the first concavo-convex structure layer 30.

これにより、液体８ａが第１凸部３１間（凹部）に残留するのを抑制することができるので、液体８ａが排出されたときの光学状態の面内での均一性を高めることができる。 As a result, it is possible to prevent the liquid 8a from remaining between the first convex portions 31 (recessed portions), so that it is possible to improve the in-plane uniformity of the optical state when the liquid 8a is discharged.

［変形例］
続いて、実施の形態１の変形例について説明する。変形例では、実施の形態１に係る配光デバイス２と比較して、第１凸部群の配置又は形状が相違する。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。 [Modification example]
Subsequently, a modified example of the first embodiment will be described. In the modified example, the arrangement or shape of the first convex portion group is different from that of the light distribution device 2 according to the first embodiment. In the following, the differences from the first embodiment will be mainly described, and the common points will be omitted or simplified.

＜変形例１＞
まず、変形例１について図８を用いて説明する。 <Modification example 1>
First, the first modification will be described with reference to FIG.

図８は、本変形例に係る配光デバイス１０２の構成を示す模式図である。配光デバイス１０２では、複数の第１凸部群３０ａ及び３０ｂの代わりに、複数の第１凸部群１３０ａ及び１３０ｂを備える。 FIG. 8 is a schematic view showing the configuration of the light distribution device 102 according to the present modification. The light distribution device 102 includes a plurality of first convex portion groups 130a and 130b instead of the plurality of first convex portion groups 30a and 30b.

実施の形態１に係る配光デバイス２では、図１に示されるように、第１凸部群３０ａに含まれる第１凸部３１と、第１凸部群３０ｂに含まれる第１凸部３１とがＸ軸方向に並んでいる。言い換えると、第１凸部群３０ａに含まれる第１凸部３１の端面（間隙部１３５に面する端面）と、第１凸部群３０ｂに含まれる第１凸部３１の端面（間隙部１３５に面する端面）とが正面に対向して位置している。 In the light distribution device 2 according to the first embodiment, as shown in FIG. 1, the first convex portion 31 included in the first convex portion group 30a and the first convex portion 31 included in the first convex portion group 30b. Are lined up in the X-axis direction. In other words, the end face of the first convex portion 31 included in the first convex portion group 30a (the end face facing the gap portion 135) and the end face of the first convex portion 31 included in the first convex portion group 30b (gap portion 135). The end face facing the front) is located facing the front.

これに対して、本変形例では、複数の第１凸部群１３０ａ及び１３０ｂは、Ｚ軸方向にずれて設けられている。具体的には、第１凸部群１３０ａに含まれる第１凸部３１と、第１凸部群１３０ｂに含まれる第１凸部３１とがＺ軸方向にずれて設けられている。第１凸部群１３０ａに含まれる第１凸部３１の端面（間隙部３５に面する端面）と、第１凸部群１３０ｂに含まれる第１凸部３１の端面（間隙部３５に面する端面）とは、一部のみが対向して位置している。なお、第１凸部群１３０ｂに含まれる第１凸部３１は、第１凸部群１３０ａに含まれる２つの第１凸部３１の間（すなわち、凹部）に対向するように設けられていてもよい。言い換えると、第１凸部群１３０ａに含まれる第１凸部３１の長尺方向（Ｘ軸方向）への延長線上には、第１凸部群１３０ｂに含まれる第１凸部３１が位置していなくてもよい。 On the other hand, in this modification, the plurality of first convex portion groups 130a and 130b are provided so as to be offset in the Z-axis direction. Specifically, the first convex portion 31 included in the first convex portion group 130a and the first convex portion 31 included in the first convex portion group 130b are provided so as to be offset in the Z-axis direction. The end face of the first convex portion 31 included in the first convex portion group 130a (the end face facing the gap 35) and the end face of the first convex portion 31 included in the first convex group 130b (facing the gap 35). The end face) is located only partially facing each other. The first convex portion 31 included in the first convex portion group 130b is provided so as to face between the two first convex portions 31 included in the first convex portion group 130a (that is, the concave portion). May be good. In other words, the first convex portion 31 included in the first convex portion group 130b is located on the extension line of the first convex portion 31 included in the first convex portion group 130a in the longitudinal direction (X-axis direction). It does not have to be.

本変形例に係る配光デバイス１０２においても、実施の形態１と同様に、窓に利用された場合に、効率良く光を屋内に採り入れることができ、かつ、光学状態の変更途中の配光デバイス１０２の見栄えの悪化を抑制することができる。 Similarly to the first embodiment, the light distribution device 102 according to the present modification can efficiently take in light indoors when used for a window, and is a light distribution device whose optical state is being changed. It is possible to suppress the deterioration of the appearance of 102.

なお、本変形例では、間隙部１３５の幅Ｄは、実施の形態１と同様に、第１凸部群１３０ａに含まれる第１凸部３１の端面（間隙部１３５に面する端面）と、第１凸部群１３０ｂに含まれる第１凸部３１の端面（間隙部１３５に面する端面）とのＸ軸方向における距離とみなすことができる。 In this modified example, the width D of the gap portion 135 is the end face of the first convex portion 31 included in the first convex portion group 130a (the end face facing the gap portion 135), as in the first embodiment. It can be regarded as the distance in the X-axis direction from the end face (the end face facing the gap 135) of the first convex portion 31 included in the first convex portion group 130b.

＜変形例２＞
次に、変形例２について図９を用いて説明する。 <Modification 2>
Next, the second modification will be described with reference to FIG.

図９は、本変形例に係る配光デバイス２０２の構成を示す模式図である。配光デバイス２０２では、複数の第１凸部群３０ａ及び３０ｂの代わりに、複数の第１凸部群２３０ａ〜２３０ｃを有する。 FIG. 9 is a schematic view showing the configuration of the light distribution device 202 according to the present modification. The light distribution device 202 has a plurality of first convex portion groups 230a to 230c instead of the plurality of first convex portion groups 30a and 30b.

本変形例では、複数の第１凸部群２３０ａ〜２３０ｃの形状が互いに異なっている。具体的には、第１凸部群２３０ｂは、互いに同じ大きさ及び形状の複数の第１凸部３１を含んでいる。第１凸部群２３０ａ及び２３０ｃの各々は、第１凸部３１とは長尺方向の長さが異なる第１凸部２３１ａ及び２３１ｂを含んでいる。第１凸部２３１ａは、長手方向において第１凸部３１より長い。第１凸部２３１ｂは、長手方向において第１凸部３１より短い。 In this modification, the shapes of the plurality of first convex portion groups 230a to 230c are different from each other. Specifically, the first convex portion group 230b includes a plurality of first convex portions 31 having the same size and shape as each other. Each of the first convex portions 230a and 230c includes first convex portions 231a and 231b having a length different from that of the first convex portion 31 in the longitudinal direction. The first convex portion 231a is longer than the first convex portion 31 in the longitudinal direction. The first convex portion 231b is shorter than the first convex portion 31 in the longitudinal direction.

第１凸部群２３０ａに含まれる複数の第１凸部３１、２３１ａ及び２３１ｂは、一端（Ｘ軸の負側の端部）がＺ軸方向に揃って設けられており、他端（Ｘ軸の正側の端部）はＺ軸方向に沿って蛇行している。第１凸部群２３０ｃに含まれる複数の第１凸部３１、２３１ａ及び２３１ｂは、一端（Ｘ軸の正側の端部）がＺ軸方向に揃って設けられており、他端（Ｘ軸の負側の端部）はＺ軸方向に沿って蛇行している。第１凸部群２３０ｂに含まれる複数の第１凸部３１は、Ｚ軸方向に沿って蛇行して並んでいる。 The plurality of first convex portions 31, 231a and 231b included in the first convex portion group 230a are provided with one end (the end on the negative side of the X-axis) aligned in the Z-axis direction and the other end (the X-axis). The positive end) is meandering along the Z-axis direction. The plurality of first convex portions 31, 231a and 231b included in the first convex portion group 230c are provided with one end (the end on the positive side of the X-axis) aligned in the Z-axis direction and the other end (the X-axis). The negative end of) meanders along the Z-axis direction. The plurality of first convex portions 31 included in the first convex portion group 230b meander and line up along the Z-axis direction.

このため、隣り合う第１凸部群２３０ａと第１凸部群２３０ｂとの間である間隙部２３５は、第１凸部３１の並び方向（Ｚ軸方向）に沿って蛇行している。隣り合う第１凸部群２３０ｂと第１凸部群２３０ｃとの間である間隙部２３５も同様に、第１凸部３１の並び方向（Ｚ軸方向）に沿って蛇行している。 Therefore, the gap portion 235 between the adjacent first convex portion group 230a and the first convex portion group 230b meanders along the arrangement direction (Z-axis direction) of the first convex portion 31. Similarly, the gap portion 235 between the adjacent first convex portion group 230b and the first convex portion group 230c also meanders along the arrangement direction (Z-axis direction) of the first convex portion 31.

このように、複数の第１凸部群２３０ａ〜２３０ｃの各々の形状などが異なっている場合であっても、実施の形態１と同様に、効率良く光を屋内に採り入れることができ、かつ、光学状態の変更途中の配光デバイス２０２の見栄えの悪化を抑制することができる。 As described above, even when the shapes of the plurality of first convex portions 230a to 230c are different, the light can be efficiently taken into the room as in the first embodiment, and the light can be taken indoors. It is possible to suppress deterioration of the appearance of the light distribution device 202 during the change of the optical state.

なお、本変形例に係る配光デバイス２０２のように、間隙部２３５が複数設けられている場合、Ｄ／（Ｗ−２ｄ）＜０．０５の条件は、Ｘ軸方向に並ぶ間隙部２３５の個数をＮ個として、Ｎ×Ｄ／（Ｗ−２ｄ）＜０．０５となる。これにより、有効領域内に含まれる複数の間隙部２３５の面積が大きくなることを抑制し、配光効率が低下するのを抑制することができる。 When a plurality of gap portions 235 are provided as in the light distribution device 202 according to this modification, the condition of D / (W-2d) <0.05 is that the gap portions 235 arranged in the X-axis direction are provided. Assuming that the number is N, N × D / (W-2d) <0.05. As a result, it is possible to suppress an increase in the area of the plurality of gaps 235 included in the effective region and suppress a decrease in the light distribution efficiency.

また、間隙部２３５が複数設けられている場合、間隙部２３５の幅の和は、第１凸部２３１の行毎で互いに等しい。すなわち、間隙部２３５の幅の和は、有効領域内で一定である。これにより、液体８ａの注入及び排出の速度が一定に維持されやすくなる。したがって、光学状態の変更途中の配光デバイス２の見栄えの悪化を抑制することができる。 Further, when a plurality of gap portions 235 are provided, the sum of the widths of the gap portions 235 is equal to each other for each row of the first convex portion 231. That is, the sum of the widths of the gaps 235 is constant within the effective region. This makes it easier to keep the rate of injection and discharge of the liquid 8a constant. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of the appearance of the light distribution device 2 during the change of the optical state.

（実施の形態２）
続いて、実施の形態２について説明する。 (Embodiment 2)
Subsequently, the second embodiment will be described.

実施の形態１では、液体８ａの注入口及び排出口である開口５１が第１空間部４０に直接つながっている例を示した。これに対して、実施の形態２では、第１凸部３１の並び方向における第１空間部の端部には、液体８ａを第１凸部３１の長尺方向に沿って流すための流路空間が設けられている。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。 In the first embodiment, an example is shown in which the opening 51, which is the injection port and the discharge port of the liquid 8a, is directly connected to the first space portion 40. On the other hand, in the second embodiment, a flow path for flowing the liquid 8a along the long direction of the first convex portion 31 at the end of the first space portion in the alignment direction of the first convex portion 31. There is a space. In the following, the differences from the first embodiment will be mainly described, and the common points will be omitted or simplified.

［構成］
図１０は、本実施の形態に係る配光デバイス３０２の一部を拡大して示す拡大断面図である。具体的には、図１０は、配光デバイス３０２の下側端部を拡大して示している。 [Constitution]
FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the light distribution device 302 according to the present embodiment in an enlarged manner. Specifically, FIG. 10 shows an enlarged lower end of the light distribution device 302.

図１０に示されるように、配光デバイス３０２（第１デバイス）は、第１スペーサ３５１と、第２スペーサ３５２とを備える。第１スペーサ３５１及び第２スペーサ３５２はそれぞれ、実施の形態１に係る第１封止部材５０の一部に相当している。 As shown in FIG. 10, the light distribution device 302 (first device) includes a first spacer 351 and a second spacer 352. The first spacer 351 and the second spacer 352 each correspond to a part of the first sealing member 50 according to the first embodiment.

第１スペーサ３５１は、第１凸部３１の並び方向（第１方向）における第１空間部４０の端部を形成している。第１スペーサ３５１は、第１凸部３１の長尺方向である第２方向に沿って長尺な形状を有する。 The first spacer 351 forms an end portion of the first space portion 40 in the arrangement direction (first direction) of the first convex portions 31. The first spacer 351 has an elongated shape along the second direction, which is the elongated direction of the first convex portion 31.

第２スペーサ３５２は、第１スペーサ３５１の第１空間部４０とは反対側に、流路空間３５４を形成するように間隔を空けて設けられている。第２スペーサ３５２は、第１凸部３１の長尺方向である第２方向に沿って長尺な形状を有する。つまり、第２スペーサ３５２は、第１スペーサ３５１と平行に配置されている。第２スペーサ３５２と第１スペーサ３５１との間の空間が流路空間３５４である。 The second spacer 352 is provided on the side opposite to the first space portion 40 of the first spacer 351 at intervals so as to form a flow path space 354. The second spacer 352 has a long shape along the second direction, which is the long direction of the first convex portion 31. That is, the second spacer 352 is arranged in parallel with the first spacer 351. The space between the second spacer 352 and the first spacer 351 is the flow path space 354.

流路空間３５４は、Ｘ軸方向に沿って長尺な空間である。流路空間３５４の幅、すなわち、第１スペーサ３５１と第２スペーサ３５２との間隔は、例えば、隙間３６の幅ｄ及び間隙部３５の幅Ｄよりも大きい。流路空間３５４の両端には、容器３と接続された配管４ａが接続される開口３５５が設けられている。液体８ａは、２つの開口３５５を介して流路空間３５４の両端から流路空間３５４内に注入される。 The flow path space 354 is a long space along the X-axis direction. The width of the flow path space 354, that is, the distance between the first spacer 351 and the second spacer 352 is larger than, for example, the width d of the gap 36 and the width D of the gap portion 35. At both ends of the flow path space 354, openings 355 to which the pipe 4a connected to the container 3 is connected are provided. The liquid 8a is injected into the flow path space 354 from both ends of the flow path space 354 through the two openings 355.

第１スペーサ３５１は、図１０に示されるように、複数の貫通孔３５３ａ〜３５３ｃを有する。複数の貫通孔３５３ａ〜３５３ｃの各々は、流路空間３５４と第１空間部４０とを連通している。液体８ａは、複数の貫通孔３５３ａ〜３５３ｃの各々を通って流路空間３５４と第１空間部４０とを行き来する。言い換えると、液体８ａは、流路空間３５４及び複数の貫通孔３５３ａ〜３５３ｃを通って、第１空間部４０に対して注入又は排出される。 The first spacer 351 has a plurality of through holes 353a to 353c as shown in FIG. Each of the plurality of through holes 353a to 353c communicates the flow path space 354 with the first space portion 40. The liquid 8a moves back and forth between the flow path space 354 and the first space portion 40 through each of the plurality of through holes 353a to 353c. In other words, the liquid 8a is injected or discharged into the first space 40 through the flow path space 354 and the plurality of through holes 353a to 353c.

複数の貫通孔３５３ａ〜３５３ｃのうち、開口３５５に近い貫通孔３５３ｃ（第１貫通孔）は、開口３５５から遠い貫通孔３５３ａ（第２貫通孔）よりも、孔径が大きい。具体的には、複数の貫通孔３５３ａ〜３５３ｃは、中央に近い貫通孔３５３ａ程、孔径が大きい。本実施の形態では、貫通孔３５３ａ、３５３ｂ、３５３ｃの順に、孔径が小さくなる。 Of the plurality of through holes 353a to 353c, the through hole 353c (first through hole) close to the opening 355 has a larger hole diameter than the through hole 353a (second through hole) far from the opening 355. Specifically, the plurality of through holes 353a to 353c have a larger hole diameter as the through holes 353a closer to the center. In the present embodiment, the hole diameters decrease in the order of through holes 353a, 353b, and 353c.

これにより、図１１に示されるように、開口３５５から注入される液体８ａは、複数の貫通孔３５３ａ〜３５３ｃの各々を通って均等に第１空間部４０に注入される。したがって、液体８ａの液面が水平に維持されやすくなるので、液体８ａの注入時の見栄えの悪化を抑制することができる。液体８ａの排出時も同様である。 As a result, as shown in FIG. 11, the liquid 8a injected through the opening 355 is evenly injected into the first space 40 through each of the plurality of through holes 353a to 353c. Therefore, since the liquid level of the liquid 8a is easily maintained horizontally, deterioration of the appearance at the time of injecting the liquid 8a can be suppressed. The same applies when the liquid 8a is discharged.

なお、貫通孔３５３ａ〜３５３ｃの各々の孔径は、貫通孔の設けられた位置及び開口３５５からの距離などに基づいて、第１空間部４０内の液体８ａの液面が水平になるように調整されている。 The hole diameters of the through holes 353a to 353c are adjusted so that the liquid level of the liquid 8a in the first space 40 is horizontal based on the position where the through holes are provided and the distance from the opening 355. Has been done.

［効果など］
以上のように、本実施の形態に係る光学装置では、第１デバイス２ａは、さらに、第１方向（Ｚ軸方向）における第１空間部４０の端部を形成する、第２方向（Ｘ軸方向）に沿って長尺な形状を有する第１スペーサ３５１と、第１スペーサ３５１の第１空間部４０とは反対側に、液体８ａが流れる流路空間３５４を形成するように間隔を空けて設けられた、第２方向に沿って長尺な形状を有する第２スペーサ３５２とを備える。第１スペーサ３５１は、流路空間３５４と第１空間部４０とを連通する複数の貫通孔３５３ａ〜３５３ｃを有する。液体８ａは、流路空間３５４及び複数の貫通孔３５３ａ〜３５３ｃを通って、第１空間部４０に対して注入又は排出される。 [Effects, etc.]
As described above, in the optical device according to the present embodiment, the first device 2a further forms an end portion of the first space portion 40 in the first direction (Z-axis direction) in the second direction (X-axis). The first spacer 351 having a long shape along the direction) and the first space portion 40 of the first spacer 351 are spaced apart from each other so as to form a flow path space 354 through which the liquid 8a flows. It is provided with a second spacer 352 having a long shape along the second direction. The first spacer 351 has a plurality of through holes 353a to 353c that communicate the flow path space 354 and the first space portion 40. The liquid 8a is injected or discharged into the first space 40 through the flow path space 354 and the plurality of through holes 353a to 353c.

これにより、第１空間部４０の下側の端部に流路空間３５４が設けられ、流路空間３５４を流れる液体８ａが複数の貫通孔３５３ａ〜３５３ｃを通って第１空間部４０に注入される。開口３５５から第１空間部４０に液体８ａが直接注入される場合に比べて、流路空間３５４が緩衝的な機能を果たすので、液面が水平になるように第１空間部４０内に液体８ａが注入されやすくなる。これにより、液体８ａの注入時の見栄えの悪化を抑制することができる。液体８ａの排出時も同様である。 As a result, the flow path space 354 is provided at the lower end of the first space portion 40, and the liquid 8a flowing through the flow path space 354 is injected into the first space portion 40 through the plurality of through holes 353a to 353c. To. Compared with the case where the liquid 8a is directly injected from the opening 355 into the first space 40, the flow path space 354 functions as a buffer, so that the liquid is placed in the first space 40 so that the liquid level is horizontal. 8a is easily injected. As a result, deterioration of the appearance at the time of injecting the liquid 8a can be suppressed. The same applies when the liquid 8a is discharged.

また、例えば、流路空間３５４には、容器３に接続されて、液体８ａが注入又は排出される開口３５５が設けられている。複数の貫通孔３５３ａ〜３５３ｃのうち、開口３５５に近い貫通孔３５３ｃは、開口３５５から遠い貫通孔３５３ａよりも、孔径が大きい。 Further, for example, the flow path space 354 is provided with an opening 355 connected to the container 3 into which the liquid 8a is injected or discharged. Of the plurality of through holes 353a to 353c, the through hole 353c close to the opening 355 has a larger hole diameter than the through hole 353a far from the opening 355.

これにより、開口３５５に近い貫通孔３５３ｃの孔径が開口３５５から離れた貫通孔３５３ａの孔径よりも小さいので、開口３５５から流路空間３５４に注入される液体８ａは、貫通孔３５３ｃから第１空間部４０に注入されるよりも流路空間３５４を流れやすく、開口３５５から離れた位置にまで到達されやすくなる。このため、複数の貫通孔３５３ａ〜３５３ｃを通って第１空間部４０の下側から均等に液体８ａが注入されやすくなり、見栄えの悪化を抑制することができる。液体８ａの排出時も同様である。 As a result, the hole diameter of the through hole 353c close to the opening 355 is smaller than the hole diameter of the through hole 353a away from the opening 355, so that the liquid 8a injected from the opening 355 into the flow path space 354 is the first space from the through hole 353c. It is easier to flow through the flow path space 354 than to be injected into the portion 40, and it is easier to reach a position away from the opening 355. Therefore, the liquid 8a can be easily injected evenly from the lower side of the first space 40 through the plurality of through holes 353a to 353c, and the deterioration of the appearance can be suppressed. The same applies when the liquid 8a is discharged.

また、例えば、流路空間３５４の第２方向における両端にそれぞれ、容器３に接続されて、液体８ａが注入又は排出される開口３５５が設けられている。複数の貫通孔３５３ａ〜３５３ｃは、第１スペーサ３５１の第２方向における中央に近い貫通孔３５３ａ程、孔径が大きい。 Further, for example, openings 355 connected to the container 3 and into which the liquid 8a is injected or discharged are provided at both ends of the flow path space 354 in the second direction. The plurality of through holes 353a to 353c have a larger hole diameter than the through holes 353a near the center in the second direction of the first spacer 351.

これにより、複数の貫通孔３５３ａ〜３５３ｃを通って第１空間部４０の下側から均等に液体８ａが注入されやすくなり、見栄えの悪化を抑制することができる。液体８ａの排出時も同様である。 As a result, the liquid 8a can be easily evenly injected from the lower side of the first space 40 through the plurality of through holes 353a to 353c, and deterioration of the appearance can be suppressed. The same applies when the liquid 8a is discharged.

（実施の形態３）
続いて、実施の形態３について説明する。 (Embodiment 3)
Subsequently, the third embodiment will be described.

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。 In the first embodiment, the light distribution device 2 includes one device capable of injecting and discharging a liquid. On the other hand, in the second embodiment, the light distribution device includes two devices capable of injecting and discharging the liquid. In the following, the differences from the first embodiment will be mainly described, and the common points will be omitted or simplified.

［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１２及び図１３を用いて説明する。図１２は、本実施の形態に係る光学装置４０１の構成を示す模式図である。図１３は、本実施の形態に係る光学装置４０１が備える配光デバイス４０２の断面図である。 [Constitution]
First, the configuration of the optical device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 12 and 13. FIG. 12 is a schematic view showing the configuration of the optical device 401 according to the present embodiment. FIG. 13 is a cross-sectional view of the light distribution device 402 included in the optical device 401 according to the present embodiment.

図１２に示されるように、光学装置４０１は、配光デバイス４０２と、容器３とを備える。本実施の形態では、光学装置４０１は、さらに、配管４ａ及び４ｂと、ポンプ５ａ及び５ｂと、制御部４０６と、バルブ７ａ〜７ｄとを備える。 As shown in FIG. 12, the optical device 401 includes a light distribution device 402 and a container 3. In the present embodiment, the optical device 401 further includes pipes 4a and 4b, pumps 5a and 5b, control units 406, and valves 7a to 7d.

図１３に示されるように、配光デバイス４０２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４０２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。 As shown in FIG. 13, the light distribution device 402 includes a first device 2a and a second device 2b. The first device 2a is the same as that of the first embodiment. The light distribution device 402 is arranged, for example, in the window of the building so that the first device 2a is on the indoor side and the second device 2b is on the outdoor side.

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１３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空間部８０と、第２封止部材９０とを備える。 The second device 2b is a device capable of switching between a transparent state and a light distribution state, similarly to the first device 2a. As shown in FIG. 13, the second device 2b includes a third substrate 60, a second concave-convex structure layer 70, a second space portion 80, and a second sealing member 90.

第３基板６０、第２凹凸構造層７０、第２空間部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空間部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の構成が第１凹凸構造層３０の構成とは相違している。 The third substrate 60, the second concavo-convex structure layer 70, the second space portion 80, and the second sealing member 90 are the first substrate 10, the first concavo-convex structure layer 30, the first space portion 40, and the first device 2a, respectively. It corresponds to the first sealing member 50. The structure of the second uneven structure layer 70 is different from the structure of the first uneven structure layer 30.

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。 Further, the pipe 4b, the pump 5b, the valves 7b and 7d are the same as the pipe 4a, the pump 5a, the valves 7a and 7c, respectively. The pipe 4b, the pump 5b, the valves 7b and 7d are provided for injecting and discharging the liquid 8b into the second device 2b, respectively.

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。 In the following, the liquid 8b and the second uneven structure layer 70 will be described in detail, and the description of each component of the first device 2a and the same components as the pipe 4a, the pump 5a, the valves 7a and 7c will be omitted. ..

［液体］
図１３に示されるように、本実施の形態に係る光学装置４０１は、第２空間部８０を充填可能な液体８ｂを備える。光学装置４０１は、第２空間部８０への液体８ｂの注入、及び、第２空間部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。 [liquid]
As shown in FIG. 13, the optical device 401 according to the present embodiment includes a liquid 8b capable of filling the second space portion 80. The optical device 401 contacts the surface of the second concavo-convex structure layer 70 with the surface by controlling the injection of the liquid 8b into the second space portion 80 and the discharge of the liquid 8b from the second space portion 80. The difference in refractive index from the medium can be changed.

具体的には、第２空間部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空間部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空間部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。 Specifically, when the liquid 8b is injected into the second space 80, the liquid 8b becomes a medium that comes into contact with the surface of the second uneven structure layer 70. For example, the difference in refractive index between the liquid 8b and the second uneven structure layer 70 becomes substantially equal, and the optical state of the second device 2b becomes transparent. When the liquid 8b is discharged from the second space 80, the gas 9b introduced into the second space 80 instead of the discharged liquid 8b becomes a medium that comes into contact with the surface of the second uneven structure layer 70. .. The difference in refractive index between the gas 9b and the second concavo-convex structure layer 70 becomes large, and the optical state of the second device 2b becomes the light distribution state.

液体８ｂは、配光デバイス４０２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空間部８０に注入され、かつ、第２空間部８０から排出される。液体８ｂは、第２空間部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。 The liquid 8b is an example of a second liquid injected or discharged into the light distribution device 402. Specifically, the liquid 8b is injected into the second space portion 80 and discharged from the second space portion 80. The liquid 8b is repeatedly injected and discharged into the second space 80. The timing at which the liquid 8b is injected and the timing at which the liquid 8b is discharged will be described later.

液体８ｂの体積は、例えば、第２空間部８０の容積に等しい。これにより、液体８ｂによって第２空間部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空間部８０の容積より少なくてもよく、多くてもよい。 The volume of the liquid 8b is, for example, equal to the volume of the second space 80. As a result, the second space 80 can be completely filled with the liquid 8b. The volume of the liquid 8b may be smaller or larger than the volume of the second space portion 80.

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。 In the present embodiment, the refractive index of the liquid 8b is equal to the refractive index of the second concave-convex structure layer 70. "Equal" here includes not only the meaning of an exact match, but also the meaning of being substantially equal. That is, the refractive index of the liquid 8b and the refractive index of the second concave-convex structure layer 70 may have a slight difference. For example, when the refractive index of the second uneven structure layer 70 is n3 and the refractive index of the liquid 8b is n4, the absolute value of n3-n4 may be 0.01 or less.

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４０６によって調整される。これにより、配光デバイス４０２は、複数の光学状態を実現することができる。 The timing of each injection and discharge of the liquid 8b, and the injection amount and the discharge amount are adjusted by the control unit 406. As a result, the light distribution device 402 can realize a plurality of optical states.

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。 The refractive index and surface tension of the liquid 8b are the same as those of the liquid 8a, for example. Specifically, the same material as the liquid 8a can be used for the liquid 8b. For example, the liquid 8b is an aqueous glycerin solution like the liquid 8a. As a result, the liquid 8a and the liquid 8b can be accommodated in the same space in the container 3. Alternatively, the liquid 8b may be a different material from the liquid 8a. In this case, two storage spaces are provided in the container 3 so that the liquid 8a and the liquid 8b are not mixed.

液体８ｂの表面張力は、第２凹凸構造層７０の表面自由エネルギーよりも大きい。これにより、液体８ｂの第２凹凸構造層７０に対する濡れ性が低くなり、液体８ｂの第２凹凸構造層７０の凹部内への残留を抑制することができる。排出時の液体８ｂの残留が抑制されることで、配光デバイス４０２の面内での光学状態の均一性を高めることができる。 The surface tension of the liquid 8b is larger than the surface free energy of the second uneven structure layer 70. As a result, the wettability of the liquid 8b with respect to the second uneven structure layer 70 is lowered, and the residual of the liquid 8b in the concave portion of the second uneven structure layer 70 can be suppressed. By suppressing the residual liquid 8b at the time of discharge, the uniformity of the optical state in the plane of the light distribution device 402 can be improved.

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４０２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４０１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。 The gas 9b introduced instead when the liquid 8b is discharged is, for example, air located around the light distribution device 402, but may be a gas prepared in advance in a container or the like. For example, a container for accommodating dry air, nitrogen, or an inert gas may be connected to the air hole 92 in which the gas 9b flows in and out. That is, the optical device 401 may include a container for accommodating a gas such as an inert gas. The inert gas is, for example, argon, but is not particularly limited.

［第２凹凸構造層］
第２凹凸構造層７０は、第１基板１０の主面１２（第２主面）に配置された微細形状層である。第２凹凸構造層７０は、図１２に示されるように、複数の第２凸部群７０ａ及び７０ｂを有する。例えば、第２凹凸構造層７０は、２つの第２凸部群７０ａ及び７０ｂを有する。第２凸部群７０ａと第２凸部群７０ｂとは、間隔を開けて第２方向（Ｘ軸方向）に並んで設けられている。具体的には、図１２に示されるように、隣り合う２つの第２凸部群７０ａ及び７０ｂの間隔は、Ｚ軸方向に沿って延びる間隙部７５を形成している。 [Second uneven structure layer]
The second uneven structure layer 70 is a finely shaped layer arranged on the main surface 12 (second main surface) of the first substrate 10. As shown in FIG. 12, the second uneven structure layer 70 has a plurality of second convex portion groups 70a and 70b. For example, the second concave-convex structure layer 70 has two second convex portions 70a and 70b. The second convex portion group 70a and the second convex portion group 70b are provided side by side in the second direction (X-axis direction) at intervals. Specifically, as shown in FIG. 12, the distance between the two adjacent second convex portions 70a and 70b forms a gap portion 75 extending along the Z-axis direction.

間隙部７５の構成及び機能の具体例については、実施の形態１で説明した間隙部３５と同様である。間隙部７５の幅Ｄと隙間７６の幅ｄとの関係についても、実施の形態１と同様である。これにより、第２デバイス２ｂに対して注入及び排出される液体８ｂの液面が水平に維持されやすくなる。したがって、第２デバイス２ｂの光学状態を変更するときの見栄えの悪化を抑制することができる。 Specific examples of the configuration and function of the gap portion 75 are the same as those of the gap portion 35 described in the first embodiment. The relationship between the width D of the gap 75 and the width d of the gap 76 is the same as in the first embodiment. As a result, the liquid level of the liquid 8b injected and discharged with respect to the second device 2b can be easily maintained horizontally. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of the appearance when the optical state of the second device 2b is changed.

図１３には示されるように、第２凹凸構造層７０は、例えば透明基材７２上に形成されている。透明基材７２が透明な接着層（図示せず）を介して、第１基板１０の主面１２に貼り付けられることで、第２凹凸構造層７０は主面１２に配置される。透明基材７２は、例えば、第２凸部群毎に設けられている。透明基材７２は、透光性を有する薄膜状の部材であり、例えば透明ＰＥＴフィルムである。なお、第２凹凸構造層７０は、第１基板１０の主面１２に直接形成されていてもよい。 As shown in FIG. 13, the second uneven structure layer 70 is formed on, for example, the transparent base material 72. The second uneven structure layer 70 is arranged on the main surface 12 by attaching the transparent base material 72 to the main surface 12 of the first substrate 10 via a transparent adhesive layer (not shown). The transparent base material 72 is provided for each second convex portion group, for example. The transparent base material 72 is a thin film-like member having translucency, and is, for example, a transparent PET film. The second uneven structure layer 70 may be directly formed on the main surface 12 of the first substrate 10.

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空間部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空間部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。 The first substrate 10 is composed of a single substrate, but is not limited to this. The first substrate 10 may have a laminated structure of a plurality of substrates. For example, the first substrate 10 may have two transparent substrates arranged so as to face each other and a transparent adhesive layer for adhering the two transparent substrates. One of the two transparent substrates is a part of the first device 2a and forms a first space portion 40 with the second substrate 20. The other of the two transparent substrates is a part of the second device 2b and forms a second space portion 80 with the third substrate 60. By bonding the first device 2a and the second device 2b via the adhesive layer, the first substrate 10 may be formed by the transparent substrate and the adhesive layer each of them. That is, the first device 2a and the second device 2b may share the first substrate 10.

本実施の形態では、第２凸部群７０ａと第２凸部群７０ｂとは、互いに同じ構成を有する。以下では、第２凸部群７０ａの詳細について説明する。 In the present embodiment, the second convex portion group 70a and the second convex portion group 70b have the same configuration as each other. The details of the second convex portion group 70a will be described below.

第２凹凸構造層７０は、図１３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凸部群７０ａ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１３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凸部群７０ａは、電極層など他の部材を介さずに、主面１２に接して設けられていてもよい。なお、第２凸部群７０ａ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。 As shown in FIG. 13, the second uneven structure layer 70 has a plurality of second convex portions 71 provided side by side in one direction (Z-axis direction). Specifically, the second convex portion group 70a is a concavo-convex structure composed of a plurality of second convex portions 71 having a micro-order size. In the example shown in FIG. 13, the plurality of second convex portions 71 are individually located apart from each other and are supported by the base layer at the root (on the side of the first substrate 10). That is, a flat surface is provided between the two adjacent second convex portions 71. The base layer is, for example, a portion remaining as a residual film during molding of the plurality of second convex portions 71. The plurality of second convex portions 71 may be connected to each other at the roots, and a flat surface may not be provided between the two adjacent second convex portions 71. That is, the cross-sectional shape of the concave portion between the two adjacent second convex portions 71 may be V-shaped. For example, the second convex portion group 70a may be provided in contact with the main surface 12 without interposing another member such as an electrode layer. A transparent adhesive layer or the like may be provided between the second convex portion group 70a and the first substrate 10.

第２凸部群７０ａは、液体８ｂが第２空間部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。 The second convex portion group 70a has a light distribution structure that totally reflects the incident light in a state where the liquid 8b is discharged from the second space portion 80. The light distribution structure is composed of a plurality of second convex portions 71.

複数の第２凸部７１は、第１方向（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）に直交する第２方向（Ｘ軸方向）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。 The plurality of second convex portions 71 are arranged side by side in the first direction (Z-axis direction). The plurality of second convex portions 71 are long convex portions extending in the second direction (X-axis direction) orthogonal to the arrangement direction (that is, the Z-axis direction). Specifically, the plurality of second convex portions 71 are formed in a striped shape extending in the X-axis direction while maintaining the cross-sectional shape of the cross section (YZ cross section) orthogonal to the X-axis. For example, each of the plurality of second convex portions 71 is a trapezoidal pillar arranged sideways with respect to the first substrate 10. The plurality of second convex portions 71 may extend while meandering along the X-axis direction. For example, the plurality of second convex portions 71 may be formed in a wavy line stripe shape in a plan view.

図１３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４０２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。 As shown in FIG. 13, each of the plurality of second convex portions 71 has a shape that tapers from the root to the tip. Specifically, the cross-sectional shape of each of the plurality of second convex portions 71 is a tapered shape that tapers along the direction from the first substrate 10 to the third substrate 60. In the present embodiment, the cross-sectional shape of the plurality of second convex portions 71 in the YZ cross section is a trapezoid that tapers along the thickness direction of the light distribution device 402, but is not limited to this. The cross-sectional shape of the second convex portion 71 may be a triangle, another polygon, or a polygon including a curve.

図１４は、本実施の形態に係る配光デバイス４０２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１４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。 FIG. 14 is a cross-sectional view of the second convex portion 71 of the second concave-convex structure layer 70 included in the light distribution device 402 according to the present embodiment. FIG. 14 shows a YZ cross section, but is not shaded to represent the cross section.

図１３及び図１４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１２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。 As shown in FIGS. 13 and 14, each of the plurality of second convex portions 71 has side surfaces 71a and 71b. The side surfaces 71a and 71b are surfaces that intersect in the Z-axis direction. At least one of the side surfaces 71a and 71b is an inclined surface that is inclined at a predetermined inclination angle with respect to a direction orthogonal to the main surface 12 (that is, a Y-axis direction). The distance between the side surface 71a and the side surface 71b, that is, the width of the second convex portion 71 is gradually reduced from the first substrate 10 to the third substrate 60.

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１４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。 The side surface 71a is an example of the second side surface. For example, when the light distribution device 102 is arranged so that the Z-axis coincides with the vertical direction, the side surface 71a is vertically upward among the plurality of side surfaces constituting the second convex portion 71. The side of the side. As shown in FIG. 14, the side surface 71a is a refracting surface that refracts the incident light L2 and L3.

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。 The side surface 71b is an example of the second side surface. For example, when the light distribution device 102 is arranged so that the Z-axis coincides with the vertical direction, the side surface 71b is vertically downward among the plurality of side surfaces constituting the second convex portion 71. The side of the side. The side surface 71b is a reflecting surface that reflects the incident light L2 and L3. The reflection here is total reflection, and the side surface 71b functions as a total reflection surface.

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。 Each inclination angle beta 2 of the inclination angle beta 1 and the side surface 71b of the side surface 71a is in the range 20 ° or less, for example 10 ° or more. In other words, the two base angles of the trapezoid or the triangle, which are the cross-sectional shapes of the second convex portion 71, are 70 ° or more and 80 ° or less, respectively. The inclination angle beta 2 of the inclination angle beta 1 and side 71b of the side surface 71a, may be different from each other, it may be equal. That is, the cross-sectional shape of the second convex portion 71 may be an isosceles trapezoid or an isosceles triangle. The inclination angles β 1 of each side surface 71a of the plurality of second convex portions 71 may be equal to or different from each other. The inclination angles β 2 of the side surfaces 71b of each of the plurality of second convex portions 71 may be equal to or different from each other.

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。 The height of each of the plurality of second convex portions 71 is, for example, 100 μm or more. When the height is 100 μm or more, the side surfaces 71b and 71b that reflect light can be widely secured. Therefore, since the amount of light distributed increases, the light distribution rate can be increased.

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。 Further, the aspect ratio of each of the plurality of second convex portions 71 is, for example, 2 or less. The aspect ratio is the ratio of the height to the width of the base of the second convex portion 71. When the aspect ratio is 2 or less, the physical strength of the second convex portion 71 can be increased. For example, when the liquid 8b is injected and discharged, it is possible to prevent the shape of the second convex portion 71 from changing due to the flow of the liquid 8b.

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空間部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。 The distance between the two adjacent second convex portions 71 is, for example, 10 μm or more and 40 μm or less. The distance is the distance between the roots of two adjacent second convex portions 71. That is, the interval corresponds to the width of the flat surface of the recess between the two adjacent second convex portions 71. When the distance between the two adjacent second convex portions 71 is 10 μm or more, the liquid 8b injected into the second space portion 80 is less likely to remain in the concave portion. Therefore, the liquid 8b can be discharged quickly. Further, when the distance between the two adjacent second convex portions 71 is 40 μm or less, the in-plane density of the second convex portions 71 can be increased. Therefore, since the amount of light distributed increases, the light distribution rate can be increased.

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。 The height of each of the plurality of second convex portions 71 may be 1 mm or more. That is, the plurality of second convex portions 71 may be convex portions having a millimeter order size. Even if the injected liquid 8b is not completely discharged and remains partially, it is possible to secure a sufficiently large reflecting surface as a whole.

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。 In the present embodiment, the shapes of the plurality of second convex portions 71 are the same as each other, but may be different. For example, the plurality of second convex portions 71 may include a plurality of convex portions having different heights from each other. For example, the heights of two adjacent second convex portions 71 may be different. The height of each of the plurality of second convex portions 71 may be, for example, a value randomly selected from a plurality of set values.

第２凸部群７０ａ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凸部群７０ａ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。 The second convex portion group 70a is formed by using, for example, an ultraviolet curable resin material. Specifically, the second convex portion group 70a can be formed by molding, nanoimprinting, or the like.

第２凸部群７０ａ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凸部群７０ａ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凸部群７０ａ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。 As the material of the second convex portion group 70a, for example, a resin material having light transmittance such as an acrylic resin, an epoxy resin, or a silicone resin can be used. The refractive index of the second convex portion group 70a is, for example, in the range of 1.4 or more and 1.8 or less. In the present embodiment, the second convex portion group 70a is formed by using, for example, an acrylic resin having a refractive index of about 1.4.

また、第２凸部群７０ａ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凸部群７０ａ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。 Further, the surface of the second convex portion group 70a has lipophilicity (specifically, lipophilicity or hydrophilicity) or superhydrophilicity with respect to the liquid 8b. For example, the contact angle of the surface of the second convex portion group 70a with respect to the liquid 8b may be less than 60 °. For example, the contact angle may be 40 ° or more.

［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。 [Light distribution characteristics of two types of convex parts]
Here, regarding the difference in light distribution characteristics based on the difference in the inclination angle between the plurality of first convex portions 31 of the first concave-convex structure layer 30 and the plurality of second convex portions 71 of the second concave-convex structure layer 70. explain.

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４０２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。 As described above, since the inclination angles of the side surfaces of the first convex portion 31 and the second convex portion 71 are different, even if the light of the same incident angle is incident on the first convex portion 31 and the second convex portion 71. The angle of light emitted by total reflection, that is, the emission angle of light distribution is different. Therefore, among the incident light on the light distribution device 402, the range of the incident angle that can be totally reflected in the optimum direction differs between the first convex portion 31 and the second convex portion 71.

なお、最適な方向とは、配光デバイス４０２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。 The optimum direction is that when the light distribution device 402 is applied to a window of a building, sunlight can reach the interior of the room without giving glare to a person indoors. The direction. The optimum direction is, for example, the first convex so that the emission angle is upward and is in the range of 8 ° or more and 10 ° or less, and the emission angle of more light is upward and is in the range of 3.6 ° or more and 80 ° or less. The shapes of the portion 31 and the second convex portion 71 are defined.

例えば、第２凸部７１は、図１４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。 For example, the second convex portion 71 can distribute sunlight having an incident angle smaller than a predetermined angle in an optimum direction, as in the light L3 shown by the solid line in FIG. That is, the second convex portion 71 is a convex portion for low-angle incident that is excellent in light distribution when the sun altitude is smaller than the threshold value. The predetermined angle and threshold are, for example, 45 °.

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。 Specifically, the second convex portion 71 can emit light incident at 20 ° downward at 8 ° upward by total reflection by the side surface 71b. Further, the second convex portion 71 can emit light incident at 45 ° downward at 33 ° upward. Further, the second convex portion 71 can emit light incident at 70 ° downward at 58 ° upward.

図１４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。 Like the light L2 shown by the broken line in FIG. 14, the second convex portion 71 can emit light incident at a high angle upward by total reflection, but the emission angle is too large, so that the second convex portion 71 is arranged. Light is distributed to the side closer to the optical device 102 (for example, near a window). That is, it is difficult for the second convex portion 71 to allow the light incident at a high angle to reach the inner part of the room. In the present embodiment, the light L2 reflected upward at a high angle is refracted by the first convex portion 31 so that the light L2 can travel in the optimum direction.

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。 Specifically, as shown in FIG. 3, the first convex portion 31 is totally reflected by the side surface 71b of the second convex portion 71, and the light L2 traveling upward is refracted by the side surface 31b. As a result, the light L2 has a smaller upward angle and can travel deeper indoors. For example, the upward 58 ° light reflected by the side surface 71b of the second convex portion 71 can be emitted from the second substrate 20 at an upward 10 °. In this way, the first convex portion 31 can distribute sunlight at an incident angle equal to or greater than a predetermined angle in the optimum direction by utilizing the total reflection by the second convex portion 71.

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。 It should be noted that the first convex portion 31 has an incident angle equal to or greater than a predetermined angle by itself (that is, without utilizing total reflection by the second convex portion 71) as in the light L1 shown by the solid line in FIG. Light can be distributed in the optimum direction. That is, the first convex portion 31 is a convex portion for high-angle incident that is excellent in light distribution when the sun altitude is equal to or higher than the threshold value.

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。 Specifically, the first convex portion 31 can emit light incident at 45 ° downward at 8 ° upward by total reflection by the side surface 31b. Further, the first convex portion 31 can emit light incident at 70 ° downward at 33 ° upward by total reflection by the side surface 31b. On the other hand, the light incident at 20 ° downward is refracted by the side surface 31b of the first convex portion 31 and is emitted at 17 ° downward. That is, the first convex portion 31 cannot totally reflect the light incident at 20 ° downward.

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４０６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４０１の動作及び光学状態について説明する。 As described above, the first convex portion 31 and the second convex portion 71 have different light distribution characteristics. In the present embodiment, the control unit 406 controls the injection and discharge of the liquids 8a and 8b based on the solar altitude (that is, the incident angle of light), so that the first convex portion 31 and the second convex portion 71 Effectively utilize each light distribution characteristic. Hereinafter, the operation and the optical state of the optical device 401 according to the present embodiment will be described.

［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４０２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。 [Operation and optical state]
Subsequently, the operation and the optical state of the light distribution device 402 according to the present embodiment will be described. The case where the refractive index n1 of the first uneven structure layer 30, the refractive index n2 of the liquid 8a, the refractive index n3 of the second uneven structure layer 70, and the refractive index n4 of the liquid 8b are all 1.4 will be described.

光学装置４０１では、第１空間部４０に対する液体８ａの注入及び排出、並びに、第２空間部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１５に示される透明状態、図１６に示される第１配光状態、図１７に示される第２配光状態、及び、図１８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４０６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。 In the optical device 401, the injection and discharge of the liquid 8a into the first space portion 40 and the injection and discharge of the liquid 8b into the second space portion 80 are repeatedly performed. In the present embodiment, the light distribution device 102 has a transparent state shown in FIG. 15, a first light distribution state shown in FIG. 16, a second light distribution state shown in FIG. 17, and a second light distribution state shown in FIG. It is possible to take four optical states of three light distribution states. The control unit 406 switches between four optical states by controlling the injection and discharge of the liquids 8a and 8b.

例えば、制御部４０６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４０２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４０６は、天候が晴れの場合に、配光デバイス４０２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。 For example, the control unit 406 changes the optical state of the light distribution device 402 to the optical state indicated by the instruction at the timing of receiving the instruction from the user. Further, for example, the control unit 406 changes the optical state of the light distribution device 402 to one of the first light distribution state, the second light distribution state, and the third light distribution state when the weather is fine.

本実施の形態では、制御部４０６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空間部４０への液体８ａの注入量及び排出量、並びに、第２空間部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４０１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４０１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４０６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４０６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４０６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。 In the present embodiment, the control unit 406 controls the pumps 5a and 5b according to the solar altitude to inject and discharge the liquid 8a into the first space unit 40 and to the second space unit 80. Adjust the injection amount and discharge amount of the liquid 8b. The solar altitude is determined based on the latitude and longitude of the point where the optical device 401 is installed, as well as the date and time. When the optics 401 are used for windows in a building, the latitude and longitude are usually invariant, so the sun altitude is determined based on the date and time. Therefore, the control unit 406 can control the pumps 5a and 5b based on the date and time information indicating the current time and the date. For example, the control unit 406 has a clock function for acquiring date and time information. Alternatively, the control unit 406 may have a communication IF that acquires date and time information by communicating with an external device.

具体的には、制御部４０６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４０６は、太陽高度が第１閾値より低い場合に、配光デバイス４０２の光学状態を第１配光状態に変更する。制御部４０６は、太陽高度が第１閾値より高い場合に、配光デバイス４０２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。 Specifically, the control unit 406 changes to one of the first light distribution state, the second light distribution state, and the third light distribution state based on the solar altitude (that is, the time). For example, the control unit 406 changes the optical state of the light distribution device 402 to the first light distribution state when the solar altitude is lower than the first threshold value. The control unit 406 changes the optical state of the light distribution device 402 to the second light distribution state or the third light distribution state when the solar altitude is higher than the first threshold value. The first threshold is, for example, 45 °, but is not limited to this.

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４０６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４０６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４０６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。 When the solar altitude is higher than the first threshold value, it may be changed to either the second light distribution state or the third light distribution state. For example, the control unit 406 changes to the second light distribution state when the sun altitude is higher than the second threshold value, which is a value larger than the first threshold value. The control unit 406 changes to the third light distribution state when the sun altitude is equal to or higher than the first threshold value and lower than the second threshold value. Alternatively, the control unit 406 may change to the third light distribution state when the sun altitude is higher than the third threshold value, which is a value larger than the second threshold value. At this time, the second threshold value may be equal to the first threshold value.

以下では、４つの光学状態の詳細について、図１５〜図１８を用いて説明する。 Hereinafter, the details of the four optical states will be described with reference to FIGS. 15 to 18.

＜透明状態＞
図１５は、本実施の形態に係る光学装置４０１の配光デバイス４０２の透明状態を示す断面図である。図１５には、配光デバイス４０２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。 <Transparent state>
FIG. 15 is a cross-sectional view showing a transparent state of the light distribution device 402 of the optical device 401 according to the present embodiment. In FIG. 15, the path of the light L obliquely incident on the light distribution device 402 is indicated by an arrow.

図１５に示されるように、第２デバイス２ｂの第２空間部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。 As shown in FIG. 15, the second space 80 of the second device 2b is filled with the liquid 8b. Since the refractive index n3 of the second uneven structure layer 70 and the refractive index n4 of the liquid 8b are equal, the light L is not subjected to an optical action at the interface between the second convex portion 71 and the liquid 8b. That is, the light L is not refracted or totally reflected on any of the side surfaces 71a and 71b of the second convex portion 71. Therefore, the light L incident on the third substrate 60 from the outside travels straight through the liquid 8b and the second concave-convex structure layer 70 in order without bending the traveling direction, and is incident on the first substrate 10. That is, the optical state of the second device 2b becomes a transparent state.

同様に、第１デバイス２ａの第１空間部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。 Similarly, since the liquid 8a is filled in the first space portion 40 of the first device 2a, the optical state of the first device 2a also becomes a transparent state as in the first embodiment.

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４０２の光学状態も透明状態になる。配光デバイス４０２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４０２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。 Since the optical states of both the first device 2a and the second device 2b are transparent, the optical state of the light distribution device 402 is also transparent. Since the optical state of the light distribution device 402 is transparent, for example, when a person indoors sees the outdoors through the light distribution device 402, the outdoor scenery can be clearly seen.

図１５に示されるように、透明状態は、第１空間部４０及び第２空間部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４０６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空間部４０に液体８ａを注入し、かつ、第２空間部８０に液体８ｂを注入する。液体８ａが第１空間部４０に注入されることで、第１空間部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空間部８０に注入されることで、第２空間部８０に含まれる気体９ｂは空気孔９２から排出される。制御部４０６は、液体８ａを第１空間部４０に完全に充填し、かつ、液体８ｂを第２空間部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４０２の光学状態を透明状態にすることができる。 As shown in FIG. 15, the transparent state is formed by injecting liquids 8a and 8b into the first space 40 and the second space 80, respectively. For example, the control unit 406 opens the valves 7a to 7d and controls the pumps 5a and 5b to inject the liquid 8a into the first space 40 and the liquid 8b into the second space 80. When the liquid 8a is injected into the first space portion 40, the gas 9a contained in the first space portion 40 is discharged from the air hole 52. When the liquid 8b is injected into the second space 80, the gas 9b contained in the second space 80 is discharged from the air hole 92. The control unit 406 closes the valves 7a to 7d after completely filling the first space portion 40 with the liquid 8a and completely filling the second space portion 80 with the liquid 8b. As a result, the optical state of the light distribution device 402 can be made transparent.

＜第１配光状態（低角度入射）＞
図１６は、本実施の形態に係る光学装置４０１の配光デバイス４０２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４０２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。 <First light distribution state (low angle incident)>
FIG. 16 is a cross-sectional view showing a first light distribution state for low angle incident of the light distribution device 402 of the optical device 401 according to the present embodiment. The first light distribution state is a light distribution state suitable when the incident angle of sunlight is small, that is, when the sun altitude is low. For example, the light distribution device 402 can efficiently advance sunlight when the sun altitude is 20 ° or more and less than 45 ° to the inner part of the room when the optical state is the first light distribution state. ..

図１６に示されるように、第２デバイス２ｂの第２空間部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。 As shown in FIG. 16, the liquid 8b is discharged from the second space 80 of the second device 2b, and the gas 9b is introduced instead. Since the gas 9b is, for example, air, its refractive index is 1. Since the difference between the refractive index n3 of the second concavo-convex structure layer 70 and the refractive index of the gas 9b is about 0.4, the light L receives an optical action when it enters the second concavo-convex structure layer 70. Specifically, since the plurality of second convex portions 71 form a light distribution structure, the light L is distributed.

より具体的には、図１６に示されるように、配光デバイス４０２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。 More specifically, as shown in FIG. 16, the light L incident on the light distribution device 402 is refracted by the side surfaces 71a of the plurality of second convex portions 71 and then totally reflected by the side surface 71b. The light totally reflected by the side surface 71b is incident on the first substrate 10.

一方で、第１デバイス２ａの第１空間部４０には、液体８ａが充填されている。つまり、図１５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。 On the other hand, the first space 40 of the first device 2a is filled with the liquid 8a. That is, the first device 2a becomes transparent as in the case shown in FIG. Therefore, the light totally reflected by the side surface 71b of the second device 2b passes through the first device 2a as it is. Therefore, the light L can be advanced to the inner part of the room.

このように、配光デバイス４０２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。 In this way, the light distribution device 402 is in a light distribution state suitable for a low angle (that is, a first light distribution state). As a result, light can be efficiently taken indoors.

図１６に示されるように、第１配光状態は、第１空間部４０には液体８ａを注入し、かつ、第２空間部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４０６は、バルブ７ｂ及び７ｄを開けることで、第２空間部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４０６は、ポンプ５ｂを制御することで、第２空間部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。 As shown in FIG. 16, the first light distribution state is formed by injecting the liquid 8a into the first space portion 40 and discharging the liquid 8b from the second space portion 80. For example, when changing from the transparent state to the first light distribution state, the control unit 406 discharges the liquid 8b from the second space portion 80 by opening the bulbs 7b and 7d. For example, the liquid 8b is discharged from the opening 91 through the pipe 4b to the container 3 by its own weight. At this time, the control unit 406 may flow the liquid 8b in the direction from the second space unit 80 toward the container 3 by controlling the pump 5b. As a result, the liquid 8b is quickly discharged, and the time required for switching the optical state can be shortened.

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空間部８０に導入される。制御部４０６は、液体８ｂが第２空間部８０から完全に排出され、第２空間部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４０２の光学状態を第１配光状態にすることができる。 At the same time that the liquid 8b is discharged through the opening 91, the gas 9b is introduced into the second space 80 through the air holes 92. The control unit 406 closes the valves 7b and 7d after the liquid 8b is completely discharged from the second space 80 and the entire second space 80 is filled with the gas 9b. As a result, the optical state of the light distribution device 402 can be changed to the first light distribution state.

＜第２配光状態（高角度入射）＞
図１７は、本実施の形態に係る光学装置４０１の配光デバイス４０２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４０２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。 <Second light distribution state (high angle incident)>
FIG. 17 is a cross-sectional view showing a second light distribution state for high angle incident of the light distribution device 402 of the optical device 401 according to the present embodiment. The second light distribution state is a light distribution state suitable when the incident angle of sunlight is large, that is, when the sun altitude is high. For example, the light distribution device 402 can efficiently advance sunlight when the sun altitude is 45 ° or more and 70 ° or less when the optical state is the second light distribution state to the inner part of the room. ..

図１７に示されるように、第２デバイス２ｂの第２空間部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１６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４０２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１６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１６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。 As shown in FIG. 17, the liquid 8b is discharged from the second space 80 of the second device 2b, and the gas 9b is introduced instead. That is, the second device 2b is in the light distribution state as in the case shown in FIG. Specifically, the light L incident on the light distribution device 402 is refracted by the side surfaces 71a of the plurality of second convex portions 71, and then totally reflected by the side surface 71b. The light totally reflected by the side surface 71b is incident on the first substrate 10. The light L totally reflected by the side surface 71b has a larger reflection angle than the case shown in FIG. That is, the light L is incident on the first substrate 10 at an upward angle as compared with the case of the first light distribution state shown in FIG.

また、第１デバイス２ａの第１空間部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。 Further, the liquid 8a is also discharged from the first space 40 of the first device 2a, and the gas 9a is introduced instead. Since the gas 9a is, for example, air, its refractive index is 1. Since the difference between the refractive index n1 of the first concavo-convex structure layer 30 and the refractive index of the gas 9a is about 0.4, the light L receives an optical action when it enters the first concavo-convex structure layer 30. Specifically, since the plurality of first convex portions 31 form a light distribution structure, the light L is distributed by being refracted. More specifically, the light L traveling upward is refracted by the side surface 31b, so that the upward angle is reduced and the light L is emitted from the second substrate 20.

このように、配光デバイス４０２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。 In this way, the light distribution device 402 is in a light distribution state suitable for a high angle (that is, a second light distribution state). As a result, light can be efficiently taken indoors.

図１７に示されるように、第２配光状態は、第１空間部４０から液体８ａを排出し、かつ、第２空間部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４０６は、バルブ７ａ及び７ｃを開けることで、第１空間部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４０６は、ポンプ５ａを制御することで、第１空間部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。 As shown in FIG. 17, the second light distribution state is formed by discharging the liquid 8a from the first space portion 40 and discharging the liquid 8b from the second space portion 80. For example, when changing from the first light distribution state to the second light distribution state, the control unit 406 discharges the liquid 8a from the first space portion 40 by opening the valves 7a and 7c. For example, the liquid 8a is discharged from the opening 51 through the pipe 4a into the container 3 by its own weight. At this time, the control unit 406 may flow the liquid 8a in the direction from the first space unit 40 toward the container 3 by controlling the pump 5a. As a result, the liquid 8a is quickly discharged, and the time required for switching the optical state can be shortened.

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空間部４０に導入される。制御部４０６は、液体８ａが第１空間部４０から完全に排出され、第１空間部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４０２の光学状態を第２配光状態にすることができる。 At the same time that the liquid 8a is discharged through the opening 51, the gas 9a is introduced into the first space 40 through the air holes 52. The control unit 406 closes the valves 7a and 7c after the liquid 8a is completely discharged from the first space 40 and the entire first space 40 is filled with the gas 9a. As a result, the optical state of the light distribution device 402 can be changed to the second light distribution state.

＜第３配光状態（高角度入射）＞
図１８は、本実施の形態に係る光学装置４０１の配光デバイス４０２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４０２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。 <Third light distribution state (high angle incident)>
FIG. 18 is a cross-sectional view showing a third light distribution state for high angle incident of the light distribution device 402 of the optical device 401 according to the present embodiment. The third light distribution state is a light distribution state suitable when the incident angle of sunlight is large, that is, when the sun altitude is high. For example, the light distribution device 402 can efficiently advance sunlight when the sun altitude is 45 ° or more and 70 ° or less when the optical state is the third light distribution state to the inner part of the room. ..

図１８に示されるように、第２デバイス２ｂの第２空間部８０には、液体８ｂが充填されている。つまり、図１５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。 As shown in FIG. 18, the second space 80 of the second device 2b is filled with the liquid 8b. That is, the second device 2b becomes transparent as in the case shown in FIG.

また、第１デバイス２ａの第１空間部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１７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。 Further, the liquid 8a is discharged from the first space 40 of the first device 2a, and the gas 9a is introduced instead. Therefore, as in the case shown in FIG. 17, the light L receives an optical action when it enters the first concavo-convex structure layer 30. Specifically, the light L that has passed through the transparent second device 2b as it is is refracted by the side surface 31a and then totally reflected by the side surface 31b. The light L totally reflected by the side surface 31b is emitted obliquely upward from the second substrate 20. The upward emission angle at this time is, for example, smaller than 45 °.

このように、配光デバイス４０２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。 In this way, the light distribution device 402 is in a light distribution state suitable for a high angle (that is, a second light distribution state). As a result, light can be efficiently taken indoors.

図１８に示されるように、第３配光状態は、第１空間部４０から液体８ａを排出し、かつ、第２空間部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４０６は、バルブ７ａ〜７ｄを開けることで、第１空間部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空間部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空間部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４０６は、液体８ａが第１空間部４０から完全に排出され、第１空間部４０の全体が気体９ａによって満たされた後、かつ、第２空間部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４０２の光学状態を第３配光状態にすることができる。 As shown in FIG. 18, the third light distribution state is formed by discharging the liquid 8a from the first space 40 and injecting the liquid 8b into the second space 80. For example, when changing from the first light distribution state to the third light distribution state, the control unit 406 discharges the liquid 8a from the first space portion 40 and controls the pump 5b by opening the valves 7a to 7d. By doing so, the liquid 8b is injected into the second space portion 80. At the same time that the liquid 8a is discharged through the opening 51, the gas 9a is introduced into the first space 40 through the air holes 52. Further, at the same time that the liquid 8b is injected through the opening 91, the gas 9b is discharged through the air hole 92. In the control unit 406, after the liquid 8a is completely discharged from the first space 40 and the entire first space 40 is filled with the gas 9a, and the entire second space 80 is filled with the liquid 8b. After that, the valves 7a to 7d are closed. As a result, the optical state of the light distribution device 402 can be changed to the third light distribution state.

［効果など］
以上のように、本実施の形態に係る光学装置４０１は、さらに、配光デバイス４０２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４０２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１２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１２に対向する主面６１及び主面１２のいずれか一方に配置された第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１２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空間部８０とを有する。第２凹凸構造層７０は、第１方向（Ｚ軸方向）に並んで設けられ、かつ、第２方向（Ｘ軸方向）に沿って長尺な形状を各々が有する複数の第２凸部７１を含む第２凸部群７０ａ及び７０ｂを有する。複数の第２凸部群７０ａ及び７０ｂは、間隔を空けて第２方向（Ｘ軸方向）に並んで設けられている。 [Effects, etc.]
As described above, the optical device 401 according to the present embodiment further includes the liquid 8b injected or discharged from the light distribution device 402. The container 3 further contains the liquid 8b. The light distribution device 402 further includes a second device 2b that switches between a transparent state and a light distribution state for transmitting incident light by injecting or discharging the liquid 8b. The second device 2b includes a translucent third substrate 60 arranged to face the main surface 12 of the first substrate 10, and a main surface 61 and a main surface of the third substrate 60 facing the main surface 12. A liquid provided between the second uneven structure layer 70 arranged on any one of the surfaces 12, the second uneven structure layer 70, and the main surface 61 or the main surface 12 facing the second uneven structure layer 70. It has a second space portion 80, which is a space into which 8b is injected or discharged. The second concave-convex structure layer 70 is provided side by side in the first direction (Z-axis direction), and a plurality of second convex portions 71 each having a long shape along the second direction (X-axis direction). It has a second convex group group 70a and 70b including. The plurality of second convex portion groups 70a and 70b are provided side by side in the second direction (X-axis direction) at intervals.

これにより、実施の形態１と同様に、窓に利用された場合に、効率良く光を屋内に採り入れることができる。また、複数の第２凸部群７０ａ及び７０ｂ間に間隙部７５が設けられているので、間隙部７５を利用して液体８ｂの注入及び排出を短時間で行うことができる。これにより、光学状態を速やかに変化させることができる。また、間隙部７５が設けられていることで、液体８ｂの注入及び排出の途中で液体８ｂの液面が水平に維持されやすくなる。したがって、光学状態の変更途中の配光デバイス４０２の見栄えの悪化を抑制することができる。 As a result, as in the first embodiment, when the light is used for a window, the light can be efficiently taken into the room. Further, since the gap portion 75 is provided between the plurality of second convex portion groups 70a and 70b, the liquid 8b can be injected and discharged in a short time by using the gap portion 75. As a result, the optical state can be changed rapidly. Further, since the gap portion 75 is provided, the liquid level of the liquid 8b can be easily maintained horizontally during the injection and discharge of the liquid 8b. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of the appearance of the light distribution device 402 during the change of the optical state.

また、例えば、液体８ｂは、第２凹凸構造層７０の表面自由エネルギーよりも大きい表面張力を有する。 Further, for example, the liquid 8b has a surface tension larger than the surface free energy of the second uneven structure layer 70.

これにより、液体８ｂが第２凸部７１間（凹部）に残留するのを抑制することができるので、液体８ｂが排出されたときの光学状態の面内での均一性を高めることができる。 As a result, it is possible to prevent the liquid 8b from remaining between the second convex portions 71 (recessed portions), so that it is possible to improve the in-plane uniformity of the optical state when the liquid 8b is discharged.

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。 Further, for example, each of the plurality of first convex portions 31 has a side surface 31b. Each of the plurality of second convex portions 71 has a side surface 71b. The inclination angle α 2 of the side surface 31b with respect to the direction orthogonal to the main surface 21 is larger than the inclination angle β 2 of the side surface 71b with respect to the direction orthogonal to the main surface 21.

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４０２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４０２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。 As a result, the inclination angle of the side surface is different between the first convex portion 31 and the second convex portion 71, so that the light is efficiently distributed regardless of whether the incident angle of the light incident on the light distribution device 402 is large or small. be able to. Specifically, the light distribution device 402 can efficiently advance sunlight when the sun altitude is 20 ° or more and 70 ° or less to the inner part of the room.

また、例えば、第２凹凸構造層７０は、液体８ｂが第２空間部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空間部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。 Further, for example, the second concavo-convex structure layer 70 has a light distribution structure that totally reflects the incident light on the side surface 71b in a state where the liquid 8b is discharged from the second space portion 80. The first uneven structure layer 30 has a light distribution structure that refracts the light that is incident in a state where the liquid 8a is discharged from the first space portion 40 and is totally reflected by the side surface 71b.

これにより、第１空間部４０から液体８ａを排出し、かつ、第２空間部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。 As a result, the liquid 8a is discharged from the first space portion 40, and the liquid 8b is discharged from the second space portion 80, so that light having a large incident angle is totally reflected by the side surface 71b of the second convex portion 71. Moreover, it can be refracted on the side surface 31b of the first convex portion 31. As a result, the upward angle after total reflection by the side surface 71b can be reduced, and the light can be advanced to the inner part of the room.

また、例えば、側面３１ｂの傾斜角α２は、２０°以上３５°以下である。側面７１ｂの傾斜角β２は、１０°以上２０°以下である。 Further, for example, the inclination angle α 2 of the side surface 31b is 20 ° or more and 35 ° or less. The inclination angle β 2 of the side surface 71b is 10 ° or more and 20 ° or less.

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。 As a result, the sunlight when the sun altitude is low can be efficiently advanced to the inner part of the room by the second convex portion 71, and the sunlight when the sun altitude is high can be advanced to the first convex portion 31 and the second convex portion 31. Only the portion 71 or the first convex portion 31 can efficiently advance to the inner part of the room.

また、例えば、第１空間部４０への液体８ａの注入、及び、第１空間部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４０６とを備える。 Further, for example, a pump 5a (liquid feeding unit) that injects the liquid 8a into the first space 40 and discharges the liquid 8a from the first space 40, and a control unit that controls the pump 5a. Equipped with 406.

これにより、第１空間部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４０２の光学状態の切り替えをスムーズに行うことができる。 As a result, at least one of the injection and the discharge of the liquid 8a into the first space portion 40 can be promptly performed, so that the optical state of the light distribution device 402 can be smoothly switched.

また、例えば、制御部４０６は、太陽高度に応じてポンプ５ａを制御する。 Further, for example, the control unit 406 controls the pump 5a according to the solar altitude.

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。 As a result, an optical state suitable for the solar altitude can be formed, so that the efficiency of taking in light indoors can be improved.

また、例えば、制御部４０６は、太陽高度が閾値より低い場合に、第１空間部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空間部４０から液体８ａを排出する。 Further, for example, the control unit 406 fills the first space portion 40 with the liquid 8a when the sun altitude is lower than the threshold value, and discharges the liquid 8a from the first space portion 40 when the sun altitude is higher than the threshold value. ..

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。 As a result, light can be efficiently taken into the room both when the sun altitude is high and when the sun altitude is low.

（実施の形態４）
続いて、実施の形態４について説明する。 (Embodiment 4)
Subsequently, the fourth embodiment will be described.

実施の形態４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３に係る配光デバイス４０２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１〜３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。 In the fourth embodiment, a plurality of light distribution devices 2 according to the first embodiment or a plurality of light distribution devices 402 according to the third embodiment are arranged side by side in a plane. In the following, the differences from the first to third embodiments will be mainly described, and the common points will be omitted or simplified.

図１９は、本実施の形態に係る光学装置５０１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５０１は、実施の形態３に係る光学装置４０１の配光デバイス４０２、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。 FIG. 19 is a schematic view showing the configuration of the optical device 501 according to the present embodiment. The optical device 501 according to the present embodiment includes a plurality of sets of the light distribution device 402, the container 3, the pipes 4a and 4b, the pumps 5a and 5b, and the valves 7a to 7d of the optical device 401 according to the third embodiment.

具体的には、図１９に示されるように、光学装置５０１は、配光デバイス４０２及び５０２と、容器３及び５０３とを備える。本実施の形態では、光学装置５０１は、さらに、配管４ａ、４ｂ、５０４ａ及び５０４ｂと、ポンプ５ａ、５ｂ、５０５ａ及び５０５ｂと、制御部５０６と、バルブ７ａ〜７ｄ及び５０７ａ〜５０７ｄとを備える。また、光学装置５０１は、容器３に収容される液体８ａ及び８ｂと、容器５０３に収容される液体５０８ａ及び２０８ｂとを備える。 Specifically, as shown in FIG. 19, the optical device 501 includes light distribution devices 402 and 502 and containers 3 and 503. In the present embodiment, the optical device 501 further includes pipes 4a, 4b, 504a and 504b, pumps 5a, 5b, 505a and 505b, a control unit 506, and valves 7a to 7d and 507a to 507d. Further, the optical device 501 includes liquids 8a and 8b housed in the container 3 and liquids 508a and 208b housed in the container 503.

配光デバイス５０２、容器５０３、配管５０４ａ及び５０４ｂ、ポンプ５０５ａ及び５０５ｂ、バルブ５０７ａ〜５０７ｄ、並びに、液体５０８ａ及び５０８ｂはそれぞれ、実施の形態３に係る配光デバイス４０２、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５０６は、制御部４０６と同様であり、ポンプ５ａ、５ｂ、５０５ａ及び５０５ｂと、バルブ７ａ〜７ｄ及び５０７ａ〜５０７ｄとを制御する。 The light distribution device 502, the container 503, the pipes 504a and 504b, the pumps 505a and 505b, the valves 507a to 507d, and the liquids 508a and 508b are the light distribution devices 402, the container 3, the pipes 4a and 4b according to the third embodiment, respectively. , Pumps 5a and 5b, valves 7a-7d, and liquids 8a and 8b. The control unit 506 is the same as the control unit 406, and controls the pumps 5a, 5b, 505a and 505b, and the valves 7a to 7d and 507a to 507d.

本変形例では、図１９に示されるように、配光デバイス４０２と配光デバイス５０２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４０２と配光デバイス５０２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４０２と配光デバイス５０２とは、左右に並んで配置されていてもよい。また、光学装置５０１は、３つ以上の配光デバイス４０２又は５０２を備えてもよい。例えば、複数の配光デバイス４０２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５０１は、配光デバイス４０２又は５０２の代わりに、実施の形態１又は２に係る配光デバイス２又は１０２を備えてもよい。 In this modification, as shown in FIG. 19, the light distribution device 402 and the light distribution device 502 are arranged side by side in a plane in a plan view. For example, the light distribution device 402 and the light distribution device 502 are arranged side by side so as to share one side. Alternatively, the light distribution device 402 and the light distribution device 502 may be arranged side by side. Further, the optical device 501 may include three or more light distribution devices 402 or 502. For example, a plurality of light distribution devices 402 may be arranged in a matrix in the vertical and horizontal directions. The optical device 501 may include the light distribution device 2 or 102 according to the first or second embodiment instead of the light distribution device 402 or 502.

以上のように、本実施の形態に係る光学装置５０１では、配光デバイス４０２及び容器３の組を複数備える。複数の配光デバイス４０２は、主面２１を平面視した場合に、面内に並んで配置されている。 As described above, the optical device 501 according to the present embodiment includes a plurality of sets of the light distribution device 402 and the container 3. The plurality of light distribution devices 402 are arranged side by side in the plane when the main surface 21 is viewed in a plane.

これにより、配光デバイス４０２又は５０２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。 As a result, the light distribution device 402 or 502 can be freely arranged, so that it can be used for a wide-sized window.

（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。 (Other)
Although the optical device according to the present invention has been described above based on the above-described embodiment, the present invention is not limited to the above-described embodiment.

例えば、第３基板６０の主面６１（第３主面）は、液体８ｂに対して親液性（親水性又は親油性）を有してもよい。主面６１の液体８ｂに対する接触角は、例えば９０°未満である。一例として、主面６１の純水に対する接触角は、３０°以下である。なお、第１基板１０の主面１２（第２主面）も同様に、液体８ｂに対して親液性を有してもよい。主面６１及び１２に対する親液性は、例えばプラズマ処理によって付与される。あるいは、主面６１及び１２には、親液性を有する材料を用いて形成された薄膜がコーティングされていてもよい。 For example, the main surface 61 (third main surface) of the third substrate 60 may have lipophilicity (hydrophilicity or lipophilicity) with respect to the liquid 8b. The contact angle of the main surface 61 with respect to the liquid 8b is, for example, less than 90 °. As an example, the contact angle of the main surface 61 with pure water is 30 ° or less. Similarly, the main surface 12 (second main surface) of the first substrate 10 may also have liquid friendliness with respect to the liquid 8b. The positivity of the main surfaces 61 and 12 is imparted by, for example, plasma treatment. Alternatively, the main surfaces 61 and 12 may be coated with a thin film formed by using a material having positivity.

また、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。 Further, for example, the side surfaces 31a and 31b of the first convex portion 31 may have liquid repellency (specifically, oil repellency or water repellency) or super liquid repellency with respect to the liquid 8a, respectively. The side surfaces 71a and 71b of the second convex portion 71 may have liquid repellency (specifically, oil repellency or water repellency) or super liquid repellency with respect to the liquid 8b, respectively. For example, the surfaces of the first concavo-convex structure layer 30 and the second concavo-convex structure layer 70 may be coated with fluorine. Alternatively, a fluorine-based functional group may be introduced into the molecular structure of the surface of each of the first concavo-convex structure layer 30 and the second concavo-convex structure layer 70. A fluorine-based functional group may be introduced into the molecular structure of the liquid 8a or 8b. The contact angle of the surface of the first uneven structure layer 30 with respect to the liquid 8a may be, for example, 60 ° or more and 120 ° or less, or 90 ° or more and 120 ° or less. The contact angle of the surface of the second uneven structure layer 70 with respect to the liquid 8b may be, for example, 60 ° or more and 120 ° or less, or 90 ° or more and 120 ° or less.

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空間部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に設けられてもよい。 Further, for example, the second device 2b may be provided on the main surface of the second substrate 20 and on the side opposite to the side on which the first space portion 40 is provided. That is, the second device 2b may be provided on the main surface of the second substrate 20 opposite to the main surface 21. The first device 2a may be located on the indoor side and the second device 2b may be located on the outdoor side. Further, for example, the second uneven structure layer 70 may be provided on the main surface 61 of the third substrate 60.

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４０６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。 Further, at least one of the pipes 4a and 4b may be provided with a flow rate sensor that detects the flow rate of the liquid 8a or 8b flowing through the pipe. The control unit 406 may adjust the injection amount and the discharge amount of the liquid 8a or 8b based on the flow rate detected by the flow rate sensor.

また、例えば、光学装置４０１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４０１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空間部４０又は第２空間部８０より高い位置に持ち上げることで、容器３から第１空間部４０又は第２空間部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空間部４０又は第２空間部８０より低い位置に下ろすことで、第１空間部４０又は第２空間部８０から液体８ａ又は８ｂを容器３に排出することができる。 Further, for example, the optical device 401 may not include at least one of the pumps 5a and 5b. The liquid 8a or 8b may be moved by utilizing the weight of the liquid 8a or 8b. For example, the optical device 401 may include a drive mechanism that changes the height of the container 3. By lifting the container 3 to a position higher than the first space portion 40 or the second space portion 80, the liquid 8a or 8b can be injected from the container 3 into the first space portion 40 or the second space portion 80. By lowering the container 3 to a position lower than the first space portion 40 or the second space portion 80, the liquid 8a or 8b can be discharged from the first space portion 40 or the second space portion 80 into the container 3.

また、例えば、光学装置４０１は、バルブ７ａ〜７ｄの少なくとも１つを備えなくてもよい。 Further, for example, the optical device 401 does not have to include at least one of the bulbs 7a to 7d.

また、例えば、容器３の容量は、第１空間部４０の容量及び第２空間部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空間部４０の容量及び第２空間部８０の容量の合計以上であってもよい。これにより、第１空間部４０及び第２空間部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。 Further, for example, the capacity of the container 3 may be smaller than the total of the capacity of the first space portion 40 and the capacity of the second space portion 80. For example, the sum of the capacity of the container 3 and the capacities of the pipes 4a and 4b may be equal to or greater than the sum of the capacities of the first space portion 40 and the capacities of the second space portion 80. As a result, all of the liquids 8a and 8b injected into the first space portion 40 and the second space portion 80 can be discharged to the container 3 and the pipes 4a and 4b.

あるいは、液体８ａは、第１空間部４０から完全に排出されなくてもよい。すなわち、第１空間部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。 Alternatively, the liquid 8a does not have to be completely discharged from the first space 40. That is, the liquid 8a may remain in a part of the first space portion 40. For example, the height of the liquid level can be adjusted by adjusting the injection amount of the liquid 8a. The optical state of the first device 2a can be made different between the upper part and the lower part with the height of the liquid level as a boundary.

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空間部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空間部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空間部８０についても同様であってもよい。 For example, when the light distribution device 2 is used for a window, the upper part of the light distribution device 2 rather than the lower part is effectively used to take in light indoors. At this time, when the light at the lower part of the light distribution device 2 is distributed, the light is likely to be incident on the eyes of a person indoors, which may cause a feeling of glare. Therefore, the lower portion of the light distribution device 2 is always in a state where the first space portion 40 is filled with the liquid 8a, and the optical state may be in a transparent state. For example, in the case of the light distribution device 2 having a height of 2 m, the liquid level of the liquid 8a in the first space 40 is adjusted in the upper 1 m range, and the lower 1 m range is always filled with the liquid 8a. You may. Further, the first uneven structure layer 30 may not be provided at the lower part of the light distribution device 2. That is, the first uneven structure layer 30 may not be provided on the entire surface of the second substrate 20, or may be provided only in a part of the region. The same may be applied to the second uneven structure layer 70 and the second space portion 80.

また、例えば、第１空間部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。 Further, for example, the injection port and the discharge port of the liquid 8a with respect to the first space portion 40 may be different. For example, the first sealing member 50 of the light distribution device 2 may have a plurality of openings 51. The optical device 1 may include a plurality of pipes 4a connected to each of the plurality of openings 51. As a result, the flow of the liquid 8a can be easily controlled by separating the inlet and the discharge port of the liquid 8a, and the optical state of the light distribution device 2 can be smoothly switched. It should be noted that each of the plurality of openings 51 may be an injection port and an discharge port.

同様に、第２空間部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。 Similarly, the inlet and outlet of the liquid 8b for the second space 80 may be different. The second sealing member 90 may have a plurality of openings 91.

複数の開口５１又は９１はそれぞれ、例えば、配光デバイス４０２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４０２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。 Each of the plurality of openings 51 or 91 is provided, for example, on the lower end surface of the light distribution device 402. Alternatively, at least one of the plurality of openings 51 or 91 may be provided on the upper end face or the side end face of the light distribution device 402. Similarly, a plurality of air holes 52 or 92 may be provided.

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空間部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。 In addition, a circulation path for the liquid 8a or 8b may be formed. For example, the liquid 8a may flow through the container 3, one pipe 4a, one opening 51, the first space 40 of the light distribution device 2, another opening 51, and another pipe 4a in this order. The same may be applied to the liquid 8b.

なお、光学装置４０１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４０２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。 The optical device 401 may include a plurality of containers 3. Each of the plurality of containers 3 contains different types of liquids 8a and 8b. As a result, the optical state of the light distribution device 402 can be changed not only to the two states of the transparent state and the light distribution state, but also to three or more states including, for example, a scattered state or a light-shielding state.

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。 Further, for example, the inclination angles of the side surfaces may be the same for the plurality of first convex portions 31 and the plurality of second convex portions 71.

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。 Further, for example, the light incident on the light distribution device 2 is not limited to natural light such as sunlight, and may be light emitted by a light emitting device such as a lighting device.

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。 Further, for example, the light distribution device 2 is not limited to the case where it is installed in a window of a building, and may be installed in, for example, a window of a car. Further, the light distribution device 2 can also be used as a light distribution control member such as a light transmissive cover of a lighting fixture, for example.

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。 In addition, it is realized by arbitrarily combining the components and functions in each embodiment within the range obtained by applying various modifications to each embodiment and the gist of the present invention. Forms are also included in the present invention.

１、４０１、５０１ 光学装置
２、１０２、２０２、３０２、４０２、５０２ 配光デバイス
２ａ 第１デバイス
２ｂ 第２デバイス
３、５０３ 容器
５ａ、５ｂ、５０５ａ、５０５ｂ ポンプ（送液部）
６、４０６、５０６ 制御部
８ａ、５０８ａ 液体（第１液体）
８ｂ、５０８ｂ 液体（第２液体）
１０ 第１基板
１１ 主面
１２ 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
３０ａ、３０ｂ、１３０ａ、１３０ｂ、２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃ 第１凸部群
３１、２３１ａ、２３１ｂ 第１凸部
３１ａ、３１ｂ 側面（第１側面）
３５、７５、１３５、２３５ 間隙部
４０ 第１空間部
６０ 第３基板
６１ 主面（第３主面）
７０ 第２凹凸構造層
７０ａ、７０ｂ 第２凸部群
７１ 第２凸部
７１ａ、７１ｂ 側面（第２側面）
８０ 第２空間部
３５１ 第１スペーサ
３５２ 第２スペーサ
３５３ａ、３５３ｂ、３５３ｃ 貫通孔
３５４ 流路空間
３５５ 開口 1,401,501 Optical device 2, 102, 202, 302, 402, 502 Light distribution device 2a First device 2b Second device 3,503 Container 5a, 5b, 505a, 505b Pump (liquid transfer unit)
6, 406, 506 Control units 8a, 508a Liquid (first liquid)
8b, 508b liquid (second liquid)
10 1st substrate 11 Main surface 12 Main surface (2nd main surface)
20 2nd substrate 21 Main surface (1st main surface)
30 First uneven structure layer 30a, 30b, 130a, 130b, 230a, 230b, 230c First convex portion group 31, 231a, 231b First convex portion 31a, 31b side surface (first side surface)
35, 75, 135, 235 Gap 40 1st space 60 3rd substrate 61 Main surface (3rd main surface)
70 Second uneven structure layer 70a, 70b Second convex portion group 71 Second convex portion 71a, 71b Side surface (second side surface)
80 Second space portion 351 First spacer 352 Second spacer 353a, 353b, 353c Through hole 354 Flow path space 355 opening

Claims (17)

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空間部とを有し、
前記第１凹凸構造層は、第１方向に並んで設けられ、かつ、前記第１方向に交差する第２方向に沿って長尺な形状を各々が有する複数の第１凸部を含む第１凸部群を複数有し、
複数の前記第１凸部群は、間隔を空けて前記第２方向に並んで設けられている
光学装置。 A light distribution device that distributes incident light and
A first liquid that is injected or discharged into the light distribution device,
A container for containing the first liquid is provided.
The light distribution device has a first device that switches between a transparent state and a light distribution state for transmitting the incident light by injecting or discharging the first liquid.
The first device is
The first substrate having translucency and
A second substrate having translucency, which is arranged so as to face the first substrate,
A first concave-convex structure layer arranged on a first main surface of the second substrate, which is a main surface facing the first substrate,
It has a first space portion which is provided between the first substrate and the first uneven structure layer and is a space into which the first liquid is injected or discharged.
The first concave-convex structure layer is provided side by side in the first direction, and includes a plurality of first convex portions each having a long shape along a second direction intersecting the first direction. It has multiple convex parts,
An optical device in which a plurality of the first convex portions are arranged side by side in the second direction at intervals. 前記第１基板の、前記第２基板に対向する主面は、前記第１液体に対して親液性を有する
請求項１に記載の光学装置。 The optical device according to claim 1, wherein the main surface of the first substrate facing the second substrate has a liquidity property with respect to the first liquid. 前記第１基板の、前記第２基板に対向する主面は、前記第１液体に対する接触角が３０°以下である
請求項１又は２に記載の光学装置。 The optical device according to claim 1 or 2, wherein the main surface of the first substrate facing the second substrate has a contact angle of 30 ° or less with respect to the first liquid. 隣り合う２つの前記第１凸部群の間隔は、前記第１方向に沿って延びる間隙部を形成している
請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学装置。 The optical device according to any one of claims 1 to 3, wherein the distance between two adjacent first convex portions forms a gap extending along the first direction. 前記第１液体は、前記第１凹凸構造層の表面自由エネルギーよりも大きい表面張力を有する
請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学装置。 The optical device according to any one of claims 1 to 4, wherein the first liquid has a surface tension larger than the surface free energy of the first uneven structure layer. 前記第１デバイスは、さらに、
前記第１方向における前記第１空間部の端部を形成する、前記第２方向に沿って長尺な形状を有する第１スペーサと、
前記第１スペーサの前記第１空間部とは反対側に、前記第１液体が流れる流路空間を形成するように間隔を空けて設けられた、前記第２方向に沿って長尺な形状を有する第２スペーサとを備え、
前記第１スペーサは、前記流路空間と前記第１空間部とを連通する複数の貫通孔を有し、
前記第１液体は、前記流路空間及び前記複数の貫通孔を通って、前記第１空間部に対して注入又は排出される
請求項１〜５のいずれか１項に記載の光学装置。 The first device further
A first spacer having an elongated shape along the second direction, which forms an end portion of the first space portion in the first direction,
A long shape along the second direction is provided on the side of the first spacer opposite to the first space portion at intervals so as to form a flow path space through which the first liquid flows. With a second spacer to have
The first spacer has a plurality of through holes that communicate the flow path space and the first space portion.
The optical device according to any one of claims 1 to 5, wherein the first liquid is injected or discharged into the first space through the flow path space and the plurality of through holes. 前記流路空間には、前記容器に接続されて、前記第１液体が注入又は排出される開口が設けられ、
前記複数の貫通孔のうち、前記開口に近い第１貫通孔は、前記開口から遠い第２貫通孔よりも、孔径が大きい
請求項６に記載の光学装置。 The flow path space is provided with an opening connected to the container and into which the first liquid is injected or discharged.
The optical device according to claim 6, wherein among the plurality of through holes, the first through hole close to the opening has a larger hole diameter than the second through hole far from the opening. 前記流路空間の前記第２方向における両端にそれぞれ、前記容器に接続されて、前記第１液体が注入又は排出される開口が設けられ、
前記複数の貫通孔は、前記第１スペーサの前記第２方向における中央に近い貫通孔程、孔径が大きい
請求項６に記載の光学装置。 At both ends of the flow path space in the second direction, openings are provided which are connected to the container and in which the first liquid is injected or discharged.
The optical device according to claim 6, wherein the plurality of through holes have a larger hole diameter as a through hole closer to the center in the second direction of the first spacer. 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空間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空間部とを有し、
前記第２凹凸構造層は、前記第１方向に並んで設けられ、かつ、前記第２方向に沿って長尺な形状を各々が有する複数の第２凸部を含む第２凸部群を複数有し、
複数の前記第２凸部群は、間隔を空けて前記第２方向に並んで設けられている
請求項１〜８のいずれか１項に記載の光学装置。 Further, a second liquid to be injected or discharged from the light distribution device is provided.
The container further contains the second liquid and
The light distribution device further includes a second device that switches between a transparent state and a light distribution state for transmitting the incident light by injecting or discharging the second liquid.
The second device is
Translucency arranged on the main surface of the first substrate or the second substrate and facing the second main surface which is the main surface on the side opposite to the side where the first space portion is provided. 3rd substrate with
A second concave-convex structure layer arranged on either a third main surface, which is a main surface facing the second main surface, or the second main surface of the third substrate.
A second space provided between the second concavo-convex structure layer and the third main surface or the second main surface facing the second concavo-convex structure layer, into which the second liquid is injected or discharged. Has a space part
The second concavo-convex structure layer is provided side by side in the first direction, and has a plurality of second convex portion groups including a plurality of second convex portions each having a long shape along the second direction. Have and
The optical device according to any one of claims 1 to 8, wherein the plurality of second convex portions are arranged side by side in the second direction at intervals. 前記第２液体は、前記第２凹凸構造層の表面自由エネルギーよりも大きい表面張力を有する
請求項９に記載の光学装置。 The optical device according to claim 9, wherein the second liquid has a surface tension larger than the surface free energy of the second uneven structure layer. 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９又は１０に記載の光学装置。 Each of the plurality of first convex portions has a first side surface.
Each of the plurality of second convex portions has a second side surface and has a second side surface.
The optical device according to claim 9 or 10, wherein the inclination angle of the first side surface with respect to the direction orthogonal to the first main surface is larger than the inclination angle of the second side surface with respect to the direction orthogonal to the first main surface. 前記第２凹凸構造層は、前記第２液体が前記第２空間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空間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１１に記載の光学装置。 The second concavo-convex structure layer has a light distribution structure that totally reflects the incident light on the second side surface in a state where the second liquid is discharged from the second space portion.
The first concavo-convex structure layer is light incident on a state in which the first liquid is discharged from the first space portion, and has a light distribution structure that refracts the light totally reflected by the second side surface. Item 11. The optical device according to item 11. 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１１又は１２に記載の光学装置。 The inclination angle of the first side surface is 20 ° or more and 35 ° or less.
The optical device according to claim 11 or 12, wherein the inclination angle of the second side surface is 10 ° or more and 20 ° or less. 前記第１空間部への前記第１液体の注入、及び、前記第１空間部からの前記第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１〜１３のいずれか１項に記載の光学装置。 A liquid feeding unit that injects the first liquid into the first space portion and discharges the first liquid from the first space portion.
The optical device according to any one of claims 1 to 13, further comprising a control unit that controls the liquid feeding unit. 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１４に記載の光学装置。 The optical device according to claim 14, wherein the control unit controls the liquid feeding unit according to the solar altitude. 前記制御部は、太陽高度が閾値より低い場合に、前記第１空間部に前記第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空間部から前記第１液体を排出する
請求項１５に記載の光学装置。 The control unit fills the first space with the first liquid when the sun altitude is lower than the threshold value, and discharges the first liquid from the first space when the sun altitude is higher than the threshold value. The optical device according to claim 15. 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１〜１６のいずれか１項に記載の光学装置。 A plurality of sets of the light distribution device and the container are provided.
The optical device according to any one of claims 1 to 16, wherein the plurality of light distribution devices are arranged side by side in the plane when the first main surface is viewed in a plane.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2023112783A1 (en) * 2021-12-15 2023-06-22 スタンレー電気株式会社 Translucent resin member

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