照明装置及び照明装置の駆動方法
【課題】照明光の指向性を変化させることができる照明装置及び照明装置の駆動方法を提供する。
【解決手段】透明な複数の電極を備える第１基板と、透明な共通電極を備える第２基板との間に液晶層が配置されて成る液晶レンズを備える照明装置において、液晶レンズからの出射光の指向性を、液晶層に対する電圧の印加の仕方によって変化させることにより、照明光の指向性を変化させ、照明装置の照明性能の向上を図る。
【解決手段】透明な複数の電極を備える第１基板と、透明な共通電極を備える第２基板との間に液晶層が配置されて成る液晶レンズを備える照明装置において、液晶レンズからの出射光の指向性を、液晶層に対する電圧の印加の仕方によって変化させることにより、照明光の指向性を変化させ、照明装置の照明性能の向上を図る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、照明装置及び照明装置の駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
２つの基板間に液晶層が配置されて成る液晶レンズを用いた照明装置が種々提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。特許文献１に記載の照明装置は、液晶層に液晶材料に加えて、透過光を拡散する拡散材料を封入し、その拡散材料の選定によって拡散効力を変えるにようしている。また、特許文献２に記載の照明装置は、液晶層を凹レンズとして機能させることにより、発光部による照射光を拡散するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２３０８８７号公報（特に、段落番号［００３６］参照）
【特許文献２】特開２０１０−２３１９７６号公報（特に、段落番号［００３２］参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、特許文献１，２に記載の照明装置は、照明光（出射光）の拡散の度合いを変化させることはできるようになっている。これに対して、照明光の拡散の度合いを変化させる機能とは別に、照明光を液晶レンズのレンズ軸上外に偏らせるといった指向性を変化させる機能があると照明装置の照明性能を向上できると考えられる。
【０００５】
そこで、本開示は、照明光の指向性を変化させることができる照明装置及び照明装置の駆動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための、本開示の照明装置は、
透明な複数の電極を備える第１基板と、透明な共通電極を備える第２基板との間に液晶層が配置されて成る液晶レンズを備えており、
液晶層に対する電圧の印加の仕方によって液晶レンズからの出射光の指向性が変化する照明装置である。
【０００７】
あるいは又、上記目的を達成するための、本開示の照明装置の駆動方法は、
透明な複数の電極を備える第１基板と、透明な共通電極を備える第２基板との間に液晶層が配置されて成る液晶レンズを備える照明装置の駆動に当たって、
液晶レンズからの出射光の指向性を、液晶層に対する電圧の印加の仕方によって変化させる照明装置の駆動方法である。
【０００８】
上記の構成の照明装置、あるいは又、照明装置の駆動方法において、液晶層に対する電圧の印加の仕方によって、液晶層の位相差（リタデーション）の分布が変わる。これにより、液晶レンズの光学的形状を、中心が歪んだ形に形成できるため、液晶レンズの焦点距離や出射光の方向・角度を電気的に変えることができる。
【０００９】
あるいは又、上記目的を達成するための、本開示の他の照明装置は、
出射光の指向性が可変な照明部、
照明対象物の位置を認識する位置認識部、及び、
位置認識部の認識結果に基づいて照明部からの出射光の指向性を制御する制御部を備える照明装置である。
【００１０】
あるいは又、上記目的を達成するための、本開示の他の照明装置の駆動方法は、
出射光の指向性が可変な照明部を備える照明装置の駆動に当たって、
照明対象物の位置を認識し、
その位置認識結果に基づいて照明部からの出射光の指向性を制御する照明装置の駆動方法である。
【００１１】
上記の構成の他の照明装置、あるいは又、他の照明装置の駆動方法において、照明部からの出射光、即ち、照明部の照明光の指向性は可変である。そして、照明部の照明光の指向性が、照明対象物の位置の認識結果に基づいて変化することで、照明対象物が移動する場合、照明部の照明光はその指向性が、移動する照明対象物を追跡して変化することになる。
【発明の効果】
【００１２】
本開示の照明装置、あるいは又、照明装置の駆動方法によれば、液晶層に対する電圧の印加の仕方によって液晶レンズの焦点距離や出射光の方向・角度を電気的に変えることができることにより、照明光の指向性を変化させることができるため、照明性能を向上できる。
【００１３】
また、本開示の他の照明装置、あるいは又、他の照明装置の駆動方法によれば、照明光の指向性が可変な照明部を用い、当該照明部の照明光の指向性を、移動する照明対象物を追跡して変化させることにより、照明光を照明対象物に対して常に照射できるため、照明性能を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、第１の実施形態の実施例１に係る照明装置の構成の概略を示す断面図である。
【図２】図２は、円形タイプの液晶レンズの場合の出射光の指向性の変化について説明する図である。
【図３】図３は、レンチキュラータイプの液晶レンズの場合の出射光の指向性の変化について説明する図である。
【図４】図４は、フレネルレンズ化された液晶レンズの構成の一例を模式的に示す斜視図である。
【図５】図５は、液晶レンズがフレネルレンズを構成しているときの状態を模式的に示す図である。
【図６】図６は、液晶層に電圧が印加されていないときの状態を模式的に示す図である。
【図７】図７は、点光源の場合における出射光の指向性の変化について説明する図である。
【図８】図８は、面光源（平行光源）の場合における出射光の指向性の変化について説明する図である。
【図９】図９は、液晶レンズのフレネルレンズ化について説明する図である。
【図１０】図１０は、第１の実施形態の実施例２に係る照明装置の構成の概略を示す断面図である。
【図１１】図１１は、指向性を変化させないとき（Ａ）と、指向性を変化させるとき（Ｂ）の出射光の振る舞いを示す図である。
【図１２】図１２は、第１の実施形態の実施例３に係る照明装置の構成の概略を示す断面図である。
【図１３】図１３は、指向性を変化させないとき（Ａ）と、指向性を変化させるとき（Ｂ）の出射光の振る舞いを示す図である。
【図１４】図１４は、液晶レンズと固定レンズとを組み合わせたときの可変角度及び透過率（効率）について説明する図である。
【図１５】図１５は、固定レンズの出射面の傾斜角度θ2に対する、照明光の可変角度Ｘの依存性（Ａ）、及び、透過率の依存性（Ｂ）を示す図である。
【図１６】図１６は、第１の実施形態の実施例４に係る照明装置の構成の概略を示す断面図である。
【図１７】図１７は、指向性を変化させないとき（Ａ）と、指向性を２通りに変化させるとき（Ｂ），（Ｃ）の出射光の振る舞いを示す図である。
【図１８】図１８は、液晶レンズからの出射光の角度と多面体鏡の反射面での反射光の角度との関係を説明する図である。
【図１９】図１９は、実施例４の変形例に係る照明装置の構成の概略を示す断面図である。
【図２０】図２０は、第１の実施形態の実施例５に係る照明装置の構成の概略を示す断面図である。
【図２１】図２１は、本開示の第２の実施形態の基本的なシステム構成を概略的に示すシステム構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、実施形態に基づき本開示について説明する。本開示は実施形態に限定されるものではなく、実施形態における種々の数値や材料は例示である。以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。尚、説明は、以下の順序で行う。
１．本開示の照明装置及び照明装置の駆動方法、全般に関する説明
２．第１の実施形態
３．第２の実施形態
【００１６】
［本開示の照明装置及び照明装置の駆動方法、全般に関する説明］
本開示の照明装置に用いる液晶レンズは、液晶を利用した一種の光学素子（光学部品）であり、透明な複数の電極を備える第１基板と、透明な共通電極を備える第２基板との間に液晶層が配置された構造となっている。
【００１７】
この構造の液晶レンズにおいて、第１基板の複数の電極と、第２基板の共通電極との間に電圧を与えることで、液晶層に対して電圧を印加することができる。この液晶レンズにあっては、液晶層に印加する電圧を変えて液晶層の位相差（リタデーション）の分布を制御することによって、レンズの屈折力を変えることができる。
【００１８】
第１基板の複数の電極の各々は、帯状の電極（以下、単に「帯状電極」と呼ぶ）の群から成る。帯状電極の群において、各帯状電極に印加する電圧の値の設定及び電圧を印加すべき帯状電極の選択の少なくとも一方によって、液晶レンズから出射される出射光の指向性を変化させる構成とすることができる。
【００１９】
すなわち、各帯状電極に印加する電圧の値の設定によって、電圧を印加すべき帯状電極の選択によって、あるいは又、各帯状電極に印加する電圧の値の設定及び電圧を印加すべき帯状電極の選択によって、液晶レンズからの出射光の指向性を変化させる構成とすることができる。
【００２０】
帯状電極の群において、各帯状電極に印加する電圧の値を適宜設定したり、あるいは又、電圧を印加すべき帯状電極を適宜選択したりすることによって、液晶層に対する電圧の印加の仕方が変わる。従って、液晶層に対する電圧の印加の仕方によって、液晶層の位相差（リタデーション）の分布を制御することができるため、液晶レンズからの出射光の指向性を変化させる構成とすることができる。
【００２１】
液晶層に対して継続的に直流電圧を印加すると液晶材料の劣化を招く。従って、通常の液晶パネルと同様に、共通電極と帯状電極との間に印加する電圧の極性が、例えば一定の周期で順次反転するように液晶レンズを駆動すればよい。
【００２２】
第１基板や第２基板は、光に対して透明な材料から構成することができる。第１基板や第２基板を構成する材料として、アクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ＡＢＳ樹脂、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリアリレート樹脂（ＰＡＲ）、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、ガラスを例示することができる。第１基板と第２基板は同じ材料から構成されていてもよいし、異なる材料から構成されていてもよい。
【００２３】
共通電極や帯状電極は、光透過性を有する金属箔膜や、インジウムとスズの酸化物（ＩＴＯ）や、インジウムと亜鉛の酸化物（ＩＺＯ）などの透明導電材料から構成することができる。これらの電極は、真空蒸着法やスパッタリング法に例示される物理的気相成長法（ＰＶＤ法）、各種の化学的気相成長法（ＣＶＤ法）などの周知の方法によって成膜することができる。また、帯状電極は、フォトリソグラフ法とエッチング法との組合せ、リフトオフ法などの周知の方法によりパターニングすることができる。
【００２４】
液晶層を構成する材料として、ネマティック液晶材料などの周知の材料を用いることができる。液晶層を構成する材料は特に限定するものではない。ポジ型の液晶材料を用いた構成とすることができるし、あるいは又、ネガ型の液晶材料を用いた構成とすることもできる。
【００２５】
第１基板と第２基板における液晶層側の面の少なくとも一方に、液晶分子の配向方向やプレチルト角を設定するための配向処理が施されていてもよい。配向処理は、例えばラビング処理を施した配向膜を形成するなどといった周知の方法によって行うことができる。配向膜は、ポリイミド材料などといった周知の材料を用いて構成することができる。
【００２６】
液晶レンズは、光学的に、円形タイプの液晶レンズ、あるいは又、レンチキュラータイプの液晶レンズとして構成することができる。ここで、レンチキュラー（レンズ）とは、細長いかまぼこ状の凸レンズが多数配置されて成るレンズである。あるいは又、液晶レンズを、光学的に、所謂フレネルレンズとして構成することもできる。
【００２７】
液晶レンズに対して光を発する（照射する）光源は特に限定するものではない。光源としては、液晶レンズに対して拡散光を入射させる点光源であってもよいし、あるいは又、液晶レンズに対して平行光を入射させる面光源(平行光源)であってもよい。
【００２８】
液晶レンズの出射光側にレンズ部品を設ける構成とすることもできる。このレンズ部品は特に限定するものではない。構成の簡略化を図るといった観点からは、レンズ部品として、レンズ特性（性能）が固定の固定レンズを用いるのが好ましい。但し、レンズ部品は固定レンズに限られない。固定レンズに代えて、レンズ特性が可変な可変レンズを用いるようにすることも可能である。
【００２９】
固定レンズとして、凹レンズを用いる構成とすることができる。凹レンズの凹部の形状は特に限定するものではない。凹レンズの凹部の形状は、例えば、縦断面の形状が半円形状であってもよいし、縦断面の形状が台形形状であってもよい。
【００３０】
液晶レンズの出射光側に反射体を設ける構成とすることもできる。反射体は、平面鏡であってもよいが、出射光の指向性を様々に変化させるといった観点からは、反射面の角度が多段階に異なる多面体鏡であるのが好ましい。この多面体鏡の中には、反射面の角度（形状）が連続的に変わる反射体（所謂、曲面体鏡）も含まれる。反射体は、液晶レンズの出射光が照射される反射面の角度に応じて出射光の出射方向を設定する。
【００３１】
液晶レンズの出射光側にレンズ部品や反射体を設けるに当たっては、各々を単独で設ける構成とすることもできるし、あるいは又、レンズ部品と反射体との組合せで設ける構成とすることもできる。
【００３２】
液晶レンズを駆動する駆動回路は、種々の回路から構成することができる。これらは周知の回路素子などを用いて構成することができる。
【００３３】
本開示の照明装置は、一般的な照明装置としての他、監視カメラ用の照明装置（光源装置）や、フラッシュ等のカメラ用の照明装置などとして用いることができる。但し、これらの用途に限られるものではない。例えば、自動車用の照明装置などとして用いることもできる。
【００３４】
また、本開示の照明装置を用いて、照明対象物が移動する際に、当該照明対象物を追跡して照明光の指向性を変化させる照明装置（本開示の他の照明装置）を構成することができる。移動する照明対象物としては、人や物などを例示することができる。
【００３５】
人、物などの照明対象物を追跡するに当たって、移動する照明対象物の位置を位置認識部によって認識するように構成することができる。位置認識部は、例えば、照明対象物を撮像する撮像部、当該撮像部の撮像情報に対して画像処理を施す画像処理部、及び、当該画像処理部の処理結果から照明対象物の位置を演算する演算部などを用いて構成することができる。撮像部としては、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなどを用いた周知の撮像装置（カメラ）を用いることができる。
【００３６】
照明部からの出射光の指向性を制御する制御部は、位置認識部から認識結果、即ち、演算部の演算結果が渡させることにより、当該演算部の演算結果に基づいて出射光の指向性を制御する構成とすることができる。制御部は、位置認識部の認識結果、即ち、演算部が算出した位置情報を基に、照明対象物に対して照明光を照射する（即ち、照明光の指向性を照明対象物の方向とする）ために、液晶レンズの液晶層に対する電圧の印加の仕方を制御する構成とすることができる。
【００３７】
位置認識部や制御部は、種々の回路から構成することができる。これらは、マイクロコンピュータを含む周知の回路素子などを用いて構成することができる。
【００３８】
本明細書に示す各種の条件は、厳密に成立する場合の他、実質的に成立する場合にも満たされる。設計上あるいは製造上生ずる種々のばらつきの存在は許容される。
【００３９】
［第１の実施形態］
本開示の第１の実施形態に係る照明装置は、基本的な構成要素として、透明な複数の電極を備える第１基板と、透明な共通電極を備える第２基板との間に液晶層が配置されて成る液晶レンズを備えている。そして、液晶層に対する電圧の印加の仕方によって、具体的には、複数の電極に印加する電圧の値を適宜設定したり、あるいは又、複数の電極の中から電圧を印加すべき電極を適宜選択したりすることによって液晶レンズからの出射光の指向性を変化させる構成となっている。
【００４０】
第１の実施形態に係る照明装置において、液晶レンズの液晶層に対する電圧の印加の仕方によって液晶層の位相差（リタデーション）の分布が変わる。これにより、液晶レンズの光学的形状を、中心が歪んだ形に形成できるため、液晶レンズの焦点距離や出射光の方向・角度を電気的に変えることができる。その結果、照明光の指向性を変化させることができるため、照明装置の照明性能を向上できる。
【００４１】
以下に、第１の実施形態に係る照明装置の具体的な実施例について説明する。
【００４２】
（実施例１）
図１は、第１の実施形態の実施例１に係る照明装置の構成の概略を示す断面図である。図１において、（Ａ）は照明装置の断面図を、（Ｂ）は液晶レンズの断面図をそれぞれ示している。
【００４３】
図１の（Ａ）において、実施例１に係る照明装置１０Aは、一端が閉塞された筒状、即ち、カップ状の筐体１１を有している。筐体１１の外形形状や内部形状などは特に限定するものではない。例えば、筐体１１の横断面の形状は、円形であってもよいし、楕円形であってもよいし、あるいは又、矩形であってもよい。
【００４４】
筐体１１の凹部１２の例えは底部には、本照明装置１０Aの光源である発光素子１３が配置されている。発光素子１３としては、ＬＥＤ、ＥＬ、電球などの周知の光源を用いることができる。発光素子１３は、拡散光を発する点光源であってもよいし、あるいは又、平行光を発する面光源(平行光源)であってもよい。発光素子１３が発する光の有効利用を図るといった観点からは、筐体１１の凹部１２の少なくとも底面が反射面であることが好ましい。
【００４５】
筐体１１の例えば開口部には、液晶レンズ１４が配されている。ここでは、液晶レンズ１４を筐体１１の開口部に配するとしているが、液晶レンズ１４の配置位置は特に限定するものではない。すなわち、液晶レンズ１４を筐体１１の凹部１２内の任意の場所に配置するようにしてもよい。液晶レンズ１４は、第１，第２透明基板と、これら２つの透明基板間に封入された液晶材料から成る液晶層とを有し、液晶層間に印加する電圧に応じてレンズ性能（特性）が可変な構成となっている。
【００４６】
具体的には、図１の（Ｂ）に示すように、液晶レンズ１４は、２つの透明基板である例えばガラス基板１４１，１４２と、これらガラス基板１４１，１４２間に液晶材料が封止部１４３によって封止されて成る液晶層１４４とを有している。２つのガラス基板１４１，１４２は、無反射コーティングされている。液晶層１４４は、例えば、ホモジニアス分子配列のネマティック液晶から成る。
【００４７】
２つのガラス基板１４１，１４２の内面には、例えば、スズを添加した酸化インジウムのＩＴＯといった金属酸化物から成る膜の透明電極が形成されている。具体的には、２つのガラス基板１４１，１４２の一方の内面には、電気的な接地面を形成するための透明な共通電極１４５がガラス基板全面に亘って形成されている。また、２つのガラス基板１４１，１４２の他方の内面には、液晶層１４４に対して必要な電界分布を与えるための透明な帯状電極１４６が形成されている。
【００４８】
上記の構成の液晶レンズ１４において、液晶層１４４を挟む上下の透明電極（共通電極／帯状電極）１４５，１４６間に電圧を印加すると、複屈折率（即ち、液晶分子の長軸と短軸の屈折率差）を持つネマティック液晶が電場に沿って傾く。つまり、液晶分子（長軸の向き）と平行な方向の直線偏光をもった光にとって、液晶層１４４は電圧の分布に応じて局所的に異なった屈折率の分布をもった媒質と等価となる。従って、液晶層１４４を通過した光の波面には、液晶の印加電圧の面内分布に応じた空間的な波面変調、あるいは、位相変調が加わることになる。
【００４９】
液晶レンズ１４において、液晶層１４４に対する電圧の印加の仕方を変えると、具体的には、帯状電極１４６に印加する電圧の値を適宜設定したり、あるいは又、電圧を印加すべき帯状電極１４６を適宜選択したりすると、液晶層１４４の位相差（リタデーション）の分布が変わる。従って、液晶層１４４に対する電圧の印加の仕方を変えることにより、液晶レンズ１４の焦点距離や、液晶レンズ１４からの出射光の指向性（光の角度・方向）を電気的に制御できる。
【００５０】
液晶層１４４に対する電圧の印加の仕方によって液晶レンズ１４からの出射光の指向性が変わることについて、円形タイプの液晶レンズ１４の場合と、レンチキュラータイプの液晶レンズ１４の場合について説明する。
【００５１】
円形タイプの液晶レンズ１４の場合、通常、図２の（Ａ）に示すように、位相差分布が２次曲線を示す。そして、例えば点光源の発光素子１３から発せられた光は、液晶レンズ１４を通過することによって平行光となる。一方、液晶層１４４に対する電圧の印加の仕方を変えることで、図２の（Ｂ）に示すように、２次曲線のピークが一方側に偏った位相差分布となる。これにより、液晶レンズ１４の光学的形状を、レンズ中心部が歪んだ形に形成できるため、液晶レンズ１４から出射される光の方向、即ち、出射光の指向性を変化させることができる。
【００５２】
レンチキュラータイプの液晶レンズ１４の場合も、通常、図３の（Ａ）に示すように、位相差分布が２次曲線を示す。そして、例えば点光源の発光素子１３から発せられた光は、液晶レンズ１４を通過することによって平行光となる。一方、液晶層１４４に対する電圧の印加の仕方を変えることで、図３の（Ｂ）に示すように、２次曲線のピークが一方側に偏った位相差分布となる。これにより、液晶レンズ１４の光学的形状を、レンズ中心部が歪んだ形に形成できるため、液晶レンズ１４から出射される光の方向、即ち、出射光の指向性を変化させることができる。
【００５３】
円形タイプの液晶レンズ１４の場合にも、レンチキュラータイプの液晶レンズ１４の場合にも、液晶層１４４に対する電圧の印加の仕方を、図２／図４の（Ｂ）の場合と逆にすることで、２次曲線のピークが他方側に偏った位相差分布となる。
【００５４】
このように、液晶層１４４に対する電圧の印加の仕方によって液晶レンズ１４からの出射光、即ち、実施例１に係る照明装置１０Aの照明光の指向性を変えることができ、結果として、当該照明装置１０Aの照明性能を向上できる。
【００５５】
ところで、通常の光学レンズと同様に、液晶レンズにおいても、液晶層の位相差（リタデーション）の分布を所定の領域毎に変化させて鋸歯状の分布とすることにより、所謂フレネルレンズとすることができる。液晶レンズをフレネルレンズの構成とすれば、液晶層の厚さ（セルギャップ）を薄く設定でき、また、応答速度も速くなる。
【００５６】
帯状電極１４６は、一方向に伸びる直線状に形成されている構成とすることができる。この場合には、帯状電極１４６の群の配置や各帯状電極１４６に印加する電圧の値の設定によるが、液晶レンズ１４は、直線状のフレネルレンズ（リニアフレネルレンズ）として動作する。あるいは又、帯状電極１４６は、環状（例えば、同心円状）に形成されている構成とすることができる。この場合には、液晶レンズ１４は、通常の（環状の）フレネルレンズとして動作する。
【００５７】
図４は、フレネルレンズ化された液晶レンズ１４の構成の一例を模式的に示す斜視図である。
【００５８】
図４に示すように、液晶レンズ１４は、２つのガラス基板１４１，１４２間に封止部１４３によって液晶材料を封止した構成となっている。そして、本例に係る液晶レンズ１４にあっては、第１の方向に延びるレンズ列１４７が、第１の方向とは異なる第２の方向にＰ個並んで配列されている。第ｐ列目（但し、ｐ＝１，２，・・・，Ｐ）のレンズ列１４７をレンズ列１４７pと表わす。
【００５９】
後述するように、各レンズ列１４７は、液晶層のリタデーション分布を領域毎に変化させて構成したフレネルレンズ（リニアフレネルレンズ）から成る。説明の都合上、液晶レンズ１４のレンズ群が成す面はＸ−Ｚ平面と平行であり、レンズ列１４７は、垂直方向（図においてＺ方向）に延び、水平方向（図においてＸ方向）に並んで配列されているとする。また、液晶レンズ１４から光が出射する方向が＋Ｙ方向であるとする。
【００６０】
図５は、液晶レンズ１４がフレネルレンズを構成しているときの状態を模式的に示す図である。
【００６１】
図５に示すように、液晶レンズ１４において、２つのガラス基板１４１，１４２の一方（例えば、ガラス基板１４１）には、透明な共通電極１４５が備えられている。また、２つのガラス基板１４１，１４２の他方（例えば、ガラス基板１４２）には、所定の領域ＡＬ（ＡＬL3，ＡＬL2，ＡＬL1，ＡＬC，ＡＬR1,ＡＬR2，ＡＬR3）毎に群を構成するように、透明な複数の帯状電極１４６Ａ，１４６Ｂ，１４６Ｃ，１４６Ｄが備えられている。
【００６２】
尚、帯状電極１４６Ａ，１４６Ｂ，１４６Ｃ，１４６Ｄを区別する必要がない場合に、これらを単に帯状電極１４６と表わす場合がある。領域ＡＬなどの他の構成要素においても同様である。
【００６３】
共通電極１４５と帯状電極１４６は、それぞれ、ガラス基板１４１とガラス基板１４２の液晶層１４４側の面（内面）に形成されている。共通電極１４５と帯状電極１４６は、例えばＩＴＯといった透明導電材料から構成されており、周知の成膜技術により形成されている。帯状電極１４６は、周知のパターニング技術によって所定のストライプ形状に形成されている。
【００６４】
液晶レンズ１４は、例えばポリイミドから成る配向膜１４８を更に含んでいる。配向膜１４８は、帯状電極１４６を含むガラス基板１４２の内面を覆うように全面に亘って形成されている。配向膜１４８の表面にはＺ方向にラビング処理が施されている。配向膜１４８によって、共通電極１４５と帯状電極１４６との間に電位差がない場合における液晶分子１４４Ａの分子軸（長軸）の方向が規定される。液晶層１４４は、ポジ型のネマティック液晶材料から成る。
【００６５】
そして、２つのガラス基板１４１，１４２間において、所定の領域ＡＬの境界に対応する部位には、壁状のスペーサ１４９が設けられている。スペーサ１４９は、透明な高分子材料から成り、感光性を有するスペーサ形成用材料層の感光及び現像によって形成されている。各スペーサ１４９の２つの壁面のうち少なくとも一方（図５に示す例では双方）には、一定値の電圧が印加される遮蔽電極１４５Ｓが設けられている。スペーサ１４９は、ガラス基板１４１の内面に形成されている。遮蔽電極１４５Ｓは、共通電極１４５と一体の電極として形成されている。
【００６６】
液晶レンズ１４の動作時にあっては、図示せぬ駆動回路の動作に基づいて、共通電極１４５及び遮蔽電極１４５Ｓには、同じ一定値（例えば、０［ボルト］）の電圧が印加される。また、複数の帯状電極１４６Ａ，１４６Ｂ，１４６Ｃ，１４６Ｄのそれぞれには、独立した電圧が印加される。
【００６７】
各領域ＡＬにおける帯状電極１４６の配置、及び、スペーサ１４９の配置について更に詳しく説明する。
【００６８】
帯状電極１４６は、一方向（図においてＺ方向）に伸びる直線状に形成されている。そして、図５に示すように、レンズ列１４７の中央に位置する領域ＡＬCにあっては、帯状電極１４６は、左端部（領域ＡＬL1側の端部）から右端部（領域ＡＬR1側の端部）に向かって、帯状電極１４６Ｄ，１４６Ｃ，１４６Ｂ，１４６Ａ，１４６Ｂ，１４６Ｃ，１４６Ｄの順番で配置されている。
【００６９】
レンズ列１４７の左側に位置する領域ＡＬL1，ＡＬL2，ＡＬL3にあっては、帯状電極１４６は、各領域においてその左端部から右端部に向かって、帯状電極１４６Ｄ，１４６Ｃ，１４６Ｂ，１４６Ａの順番で配置されている。一方、レンズ列１４７の右側に位置する領域ＡＬR1，ＡＬR2，ＡＬR3にあっては、帯状電極１４６は、各領域においてその右端部から左端部に向かって、帯状電極１４６Ｄ，１４６Ｃ，１４６Ｂ，１４６Ａの順番で配置されている。尚、説明の都合上、領域ＡＬC以外の領域においては、符号１４６Ｂ，１４６Ｃの表示を省略している。
【００７０】
スペーサ１４９は、領域ＡＬL3と領域ＡＬL2との境界に対応する部位、領域ＡＬL2と領域ＡＬL1との境界に対応する部位、領域ＡＬL1と領域ＡＬCとの境界に対応する部位、領域ＡＬCと領域ＡＬR1との境界に対応する部位、領域ＡＬR1と領域ＡＬR2との境界に対応する部位、及び、領域ＡＬR2と領域ＡＬR3との境界に対応する部位に形成されている。尚、スペーサ１４９も、一方向（図においてＺ方向）に伸びる直線状に形成されている。
【００７１】
以上、各領域ＡＬにおける帯状電極１４６の配置、及び、スペーサ１４９の配置について説明した。そして、図５に示すように、レンズ列１４７の中心を通り、Ｙ方向に延びる仮想直線に対して、帯状電極１４６やスペーサ１４９は線対称の関係となるように配置されている。
【００７２】
次いで、図５と図６を参照して、液晶レンズ１４の動作について説明する。尚、液晶レンズ１４には、図示せぬ偏光フィルムなどによって偏光方向がＺ方向とされた光が入射するとする。
【００７３】
先述したように、図５は、液晶レンズ１４がフレネルレンズを構成しているときの状態を模式的に示す図である。
【００７４】
この状態において、共通電極１４５及び遮蔽電極１４５Ｓには０［ボルト］の電圧が印加されている。また、帯状電極１４６Ａ，１４６Ｂ，１４６Ｃ，１４６Ｄには、図示せぬ給電線を介して０［ボルト］，１［ボルト］，２［ボルト］，３［ボルト］といった電圧がそれぞれ印加されている。尚、実際には、液晶層１４４を交流駆動するために、帯状電極１４６に印加される電圧の極性は例えば所定の周期で切り換えられる。説明の都合上、電圧の極性の反転は考慮しないで説明を行う。
【００７５】
帯状電極１４６Ｄと共通電極１４５との間の電圧は３［ボルト］である。従って、帯状電極１４６Ｄと共通電極１４５との間に当該電圧に応じた電界が形成され、液晶分子１４４Ａの長軸はＹ方向を向く。また、帯状電極１４６Ｃと共通電極１４５との間の電圧は２［ボルト］である。従って、帯状電極１４６Ｃと共通電極１４５との間には、先ほどよりも弱い電界が形成される。このとき、液晶分子１４４Ａの長軸はＹ方向を向くが、その程度は若干弱い。
【００７６】
同様に、帯状電極１４６Ｂと共通電極１４５との間の電圧は１［ボルト］である。従って、帯状電極１４６Ｂと共通電極１４５との間にも電界が形成され、液晶分子１４４Ａの長軸はＹ方向を向くが、その程度は更に弱くなる。一方、帯状電極１４６Ａと共通電極１４５との間の電圧は０［ボルト］である。従って、帯状電極１４６Ａと共通電極１４５との間には電界が形成されず、液晶分子１４４Ａの長軸はＺ方向のままとなる。
【００７７】
液晶分子１４４Ａの長軸方向の屈折率は、短軸方向の屈折率よりも大きい。このため、偏光軸がＺ方向である光に対しての液晶層１４４におけるリタデーション（位相差）の分布は、帯状電極１４６Ａに対応する部分が大きく、帯状電極１４６Ｄに向かうほど小さくなるといった変化を示す。図４に示すグラフは、リタデーションの分布を模式的に示したものである。他の図面におけるグラフについても同様である。
【００７８】
上述したように、レンズ列１４７の中心を通り、Ｙ方向に延びる仮想直線に対して、帯状電極１４６は線対称の関係となるように配置されている。結果として、領域ＡＬL3乃至ＡＬR3におけるリタデーションの分布は、レンズ列１４７の中心を通り、Ｙ方向に延びる仮想直線に対して対称な鋸歯状の分布となる。光学的には、液晶層１４４は鋸歯状の断面を持つフレネルレンズと同視することができる。
【００７９】
このように、本例に係る液晶レンズ１４は、共通電極１４５と帯状電極１４６との間に印加される電圧によって所定の領域毎にリタデーションの分布が制御されるフレネルレンズとして動作する。より具体的には、レンズ列１４７はＺ方向に延びる直線状のフレネルレンズ（リニアフレネルレンズ）として動作する。
【００８０】
続いて、共通電極１４５と帯状電極１４６との間に電圧が印加されていないときの動作について、図６を用いて説明する。図６は、液晶層に電圧が印加されていないときの状態を模式的に示す図である。
【００８１】
この状態において、共通電極１４５及び遮蔽電極１４５Ｓには０［ボルト］の電圧が印加され、また、帯状電極１４６Ａ，１４６Ｂ，１４６Ｃ，１４６Ｄの全てに０［ボルト］の電圧が印加されている。従って、共通電極１４５と帯状電極１４６Ａ，１４６Ｂ，１４６Ｃ，１４６Ｄとの間には電界が形成されないため、液晶分子１４４Ａの長軸はＺ方向のままとなる。
【００８２】
このため、領域ＡＬL3乃至領域ＡＬR3におけるリタデーションの分布は一様となる。光学的には、液晶層１４４は単なる透明層として作用する。
【００８３】
尚、以上では、帯状電極１４６を一方向に伸びる直線状に形成した構成とすることで、液晶レンズ１４を直線状のフレネルレンズ（リニアフレネルレンズ）として動作させる場合を例に挙げて説明したが、これに限られるものではない。すなわち、帯状電極１４６を環状（例えば、同心円状）に形成した構成とすることで、液晶レンズ１４を通常の（環状の）フレネルレンズとして動作させることも可能である。
【００８４】
上述した、直線状のフレネルレンズとして、あるいは又、同心円状のフレネルレンズとして動作する液晶レンズ１４を備える実施例１に係る照明装置１０Aにおいて、液晶層１４４に対する電圧の印加の仕方によって液晶レンズ１４からの出射光の指向性を変化させることができる。
【００８５】
具体的には、発光素子１３が液晶レンズ１４に拡散光を入射させる点光源の場合、例えば、同心円状のフレネルレンズとして動作する液晶レンズ１４を用いるものとする。この場合、図７の（Ａ）に示すように、入射光が光軸に平行な平行光として出射されるのに対して、液晶層１４４に対する電圧の印加の仕方によって、図７の（Ｂ）に示すように、出射光の指向性を変化させることができる。
【００８６】
一方、発光素子１３が平行光を発する面光源（平行光源)の場合、例えば、直線状のフレネルレンズとして動作する液晶レンズ１４を用いるものとする。この場合、図８の（Ａ）に示すように、入射する平行光がそのまま光軸に平行な平行光として出射されるのに対して、液晶層１４４に対する電圧の印加の仕方によって、図８の（Ｂ）に示すように、出射光の指向性を変化させることができる。
【００８７】
このように、液晶レンズ１４からの出射光、即ち、実施例１に係る照明装置１０Aの照明光の指向性を変化させることができることで、当該照明装置１０Aの照明性能を向上できる。
【００８８】
次いで、液晶レンズのフレネルレンズ化について説明する。ここでは、入射光の波長が５５０［ｎｍ］、焦点距離が３０［ｍｍ］、レンズ径が５［ｍｍ］の条件の下に、図９の（Ａ）に示す２次曲線の位相差分布を持つ液晶レンズを、同心円状のフレネルレンズとする場合について説明する。このときの液晶レンズのセルギャップが５５０［μｍ］、実効複屈折率Δｎが０．２とする。
【００８９】
図９の（Ｂ）に、液晶レンズをフレネルレンズ化したときのレンズ径［μｍ］とセルギャップ［μｍ］との関係を示す。この図から明らかなように、フレネルレンズ化することで、セルギャップ、即ち、液晶層の厚さをレンズ中心から外周部に亘ってほぼ均一にすることができる。しかも、液晶レンズをフレネルレンズ化することで、セルギャップを、フレネルレンズ化する前のセルギャップ（５５０［μｍ］）に比べて、１／１０以下（５０［μｍ］）程度まで薄くすることができる。
【００９０】
（実施例２）
図１０は、第１の実施形態の実施例２に係る照明装置の構成の概略を示す断面図である。
【００９１】
図１０に示すように、実施例２に係る照明装置１０Bは、液晶レンズ１４とレンズ部品との組合せから成る構成となっている。レンズ部品としては、例えば、固定レンズ１５Aを用いる。固定レンズ１５Aは、例えば、凹レンズであり、その凹部が出射側になるように液晶レンズ１４の出射光側に配置されている。固定レンズ１５Aは、凹部の縦断面の形状が半円形状、即ち、出射面が半球面となっている。
【００９２】
図１１は、指向性を変化させないとき（Ａ）と、指向性を変化させるとき（Ｂ）の出射光の振る舞いを示す図である。
【００９３】
図１１の（Ａ）に示すように、指向性を変化させないときは、液晶レンズ１４を通過した平行光は、固定レンズ１５Aで拡散されて出射される。図１１の（Ｂ）に示すように、指向性を変化させるときは、液晶レンズ１４を通過する際に指向性が変えられ、その状態で固定レンズ１５Aに入射する。そして、固定レンズ１５Aの凹部から出射する際に、半球面の出射面で拡散され、更に指向性が変えられる。
【００９４】
このように、液晶レンズ１４と固定レンズ１５Aとを組み合わせた構成の実施例２に係る照明装置１０Bによれば、実施例１に係る照明装置１０Aに比較して、出射光の指向性の可変角度を大きくすることできるため、当該照明装置１０Bの照明性能をより向上できる。
【００９５】
（実施例３）
図１２は、第１の実施形態の実施例３に係る照明装置の構成の概略を示す断面図である。
【００９６】
実施例３に係る照明装置１０Cは、実施例２に係る照明装置１０Bと同様に、液晶レンズ１４と固定レンズとの組合せから成る構成となっており、異なるのは、固定レンズ１５Bの形状の点である。すなわち、固定レンズ１５Bは、凹部の縦断面の形状が台形形状となっている。
【００９７】
図１３は、指向性を変化させないとき（Ａ）と、指向性を変化させるとき（Ｂ）の出射光の振る舞いを示す図である。
【００９８】
図１３の（Ａ）に示すように、指向性を変化させないときは、液晶レンズ１４を通過した平行光は、固定レンズ１５Bの縦断面が台形の凹部の頂面が平面であることで、そのまま平行光として出射される。図１３の（Ｂ）に示すように、指向性を変化させるときは、液晶レンズ１４を通過する際に指向性が変えられ、その状態で固定レンズ１５Bに入射する。そして、固定レンズ１５Bの凹部から出射する際に、傾斜面の出射面で更に指向性が変えられる。
【００９９】
このように、液晶レンズ１４と固定レンズ１５Bとを組み合わせた構成の実施例３に係る照明装置１０Cによれば、実施例２に係る照明装置１０Bと同様に、出射光の指向性の可変角度を大きくすることできる。但し、固定レンズ１５Bの凹部の出射面が平面及び傾斜面であるため、出射面が曲面である、実施例２に係る照明装置１０Bの場合のような拡散効果を得ることはできない。
【０１００】
ここで、図１４を用いて、液晶レンズ１４と固定レンズ１５Bとを組み合わせたときの可変角度及び透過率（効率）について考察する。
【０１０１】
図１４において、液晶レンズ１４の出射角をθ1とし、固定レンズ１５Bの出射面の傾斜角度をθ2とする。ここでは、液晶レンズ１４から出射される光の角度、即ち、液晶レンズ１４の出射角θ1を例えば５度とする。固定レンズ１５Bからの出射光、即ち、照明装置１０Cの照明光の可変角度Ｘは、固定レンズ１５Bの出射面の傾斜角度θ2に依存する。
【０１０２】
図１５は、固定レンズ１５Bの出射面の傾斜角度θ2に対する、照明光の可変角度Ｘの依存性（Ａ）、及び、透過率（効率）の依存性（Ｂ）を示す図である。
【０１０３】
図１５の（Ａ）から明らかなように、θ1＝５度のとき、固定レンズ１５Bの出射面の傾斜角度θ2を例えば２０度に設定すると、照明装置１０Cの照明光の可変角度Ｘは２０度となる。そして、図１５の（Ｂ）から明らかなように、可変角度Ｘが２０度のときの透過率（効率）は約９０［％］となる。尚、図１５の（Ｂ）において、Ｔ０sはｓ波の透過率を表わし、Ｔ０pはp波の透過率を表わし、Ｔ０はs波、p波の合計の特性を表わしている。
【０１０４】
（実施例４）
図１６は、第１の実施形態の実施例４に係る照明装置の構成の概略を示す断面図である。
【０１０５】
図１６に示すように、実施例４に係る照明装置１０Dは、液晶レンズ１４と反射体との組合せから成る構成となっている。反射体は、その反射面が筐体１１の開口部側を向くように、液晶レンズ１４の出射面側に設けられる。本例では、反射体として、反射面の角度が多段階に異なる多面体鏡１６を用いている。本例に係る多面体鏡１６は、例えば、角度が３段階に異なる３つの反射面１６A，１６B，１６Cを有している。
【０１０６】
図１７は、指向性を変化させないとき（Ａ）と、指向性を２通りに変化させるとき（Ｂ），（Ｃ）の出射光の振る舞いを示す図である。
【０１０７】
図１７の（Ａ）に示すように、指向性を変化させないときは、液晶レンズ１４は通常のレンズの状態、即ち、位相差分布の２次曲線のピークがレンズ中心となる状態にある。このとき、液晶レンズ１４から出射される平行光は、多面体鏡１６の真ん中の反射面１６Aに入射し、当該反射面１６Aで反射されて筐体１１の外部に照明装置１０Dの照明光として出射される。
【０１０８】
一方、液晶レンズ１４を位相差分布の２次曲線のピークがレンズ中心から一方側に偏った状態にすると、図１７の（Ｂ）に示すように、液晶レンズ１４からの出射光の指向性が一方側に変化する。これにより、液晶レンズ１４から出射される平行光は、多面体鏡１６の反射面１６Bに入射し、当該反射面１６Bで反射されて筐体１１の外部に照明装置１０Dの照明光として出射される。
【０１０９】
また、液晶レンズ１４を位相差分布の２次曲線のピークがレンズ中心から他方側に偏った状態にすると、図１７の（Ｃ）に示すように、液晶レンズ１４からの出射光の指向性が他方側に変化する。これにより、液晶レンズ１４から出射される平行光は、多面体鏡１６の反射面１６Cに入射し、当該反射面１６Cで反射されて筐体１１の外部に照明装置１０Dの照明光として出射される。
【０１１０】
このように、液晶レンズ１４と反射体とを組み合わせた、所謂反射型の構成の実施例４に係る照明装置１０Dによれば、反射体の作用によって出射光の指向性の可変角度を大きく設定することできるため、当該照明装置１０Dの照明性能をより向上できる。
【０１１１】
具体的には、液晶レンズ１４を透過した光を照明光とする透過型の照明装置では、液晶レンズ１４の指向性の可変範囲内でしか照明光の指向性を変えることができない。これに対して、図１８に示すように、液晶レンズ１４の可変角度をΔθ、例えば多面体鏡１６の反射面１６Cの傾斜角度をαとすると、多面体鏡１６を用いた反射型の照明装置１０Dでは、反射面１６Cでの反射光の角度はΔθ＋２αとなり、照明光の指向性の可変角度を透過型に比べて大きく設定することできる。
【０１１２】
尚、本実施例４では、液晶レンズ１４との組合せで用いる反射体として、反射面の角度が多段階に異なる多面体鏡１６を用いるとしたが、図１９に示すように、反射面の角度（形状）が連続的に変わる所謂曲面体鏡１７を用いる構成の照明装置（変形例に係る照明装置１０E）とすることもできる。
【０１１３】
また、本実施例４では、液晶レンズ１４と反射体との組合せから成る構成としたが、実施例２や実施例３との組合せ、即ち、液晶レンズ１４とレンズ部品と反射体との組合せから成る構成とすることもできる。この場合、レンズ部品は、液晶レンズ１４と反射体との間に配置するのが好ましい。これによれば、先述した、指向性を変化させないときと、指向性を２通りに変化させるときのそれぞれに対応してレンズ部品を設ける構成としなくても、１つのレンズ部品で対応できる構成とすることができる。
【０１１４】
（実施例５）
図２０は、第１の実施形態の実施例５に係る照明装置の構成の概略を示す断面図である。
【０１１５】
図２０に示すように、実施例５に係る照明装置１０Fは、実施例４に係る照明装置１０Dと同様に、液晶レンズ１４と反射体との組合せから成る構成となっている。但し、実施例４に係る照明装置１０Dでは、反射体として多面体鏡１６を用いているのに対して、実施例５に係る照明装置１０Fでは、反射体として２枚の反射板１８A，１８Bを用いている点で相違する。
【０１１６】
２枚の反射板１８A，１８Bは、光源である発光素子１３及び液晶レンズ１４と共に筐体１１内に設けられる。筐体１１の内部には、例えば樹脂１８が充填される。樹脂１８が充填された筐体１１の出射部は、例えば、凹形状に形成されている。筐体１１の出射部は、必ずしも、凹形状である必要はなく、フラットな形状であってもよい。
【０１１７】
このように、反射体として２枚の反射板１８A，１８Bを用い、液晶レンズ１４との組合せから成る、実施例５に係る照明装置１０Fにあっても、実施例１乃至４と同様に、液晶レンズ１４の液晶層１４４に対する電圧の印加の仕方によって照明光の指向性を変化させることができる。
【０１１８】
また、筐体１１の出射部が凹形状となっていることで、実施例３に係る照明装置１０Cで用いた凹レンズの固定レンズ１５Bと同様の作用効果を得ることができる。すなわち、図２０に一点鎖線で光の振る舞いを示すように、照明装置１０Cから出射光、即ち、照明光の指向性の可変角度を大きく設定することできる。
【０１１９】
［第２の実施形態］
図２１は、本開示の第２の実施形態の基本的なシステム構成を概略的に示すシステム構成図である。
【０１２０】
第２の実施形態に係る照明装置（システム）２０は、人や物など照明対象物が移動する際に、当該照明対象物を追跡して照明光の指向性を変化させる、所謂自動追跡型の照明システムの構成となっている。
【０１２１】
照明装置２０は、照明対象物を照明する照明光の指向性が可変な照明部２１を備えている。照明部２１としては、照明光の指向性が可変なものであればよく、例えば、先述した第１の実施形態の実施例１〜実施例５に係る照明装置１０A〜１０Fを用いることができる。
【０１２２】
照明装置２０は更に、人や物など照明対象物を撮像する撮像部２２を備える。撮像部２２としては、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなどを用いた周知の撮像装置（カメラ）を用いることができる。撮像部２２の撮像情報は、画像処理部２３に渡される。画像処理部２３は、撮像部２２から与えられる撮像情報に対して、周知の種々の画像処理を施す。
【０１２３】
画像処理部２３の処理結果は、演算部２４に渡される。演算部２４は、画像処理部２３の処理結果を基に、照明対象物の移動方向や移動距離などを求めることによって照明対象物の位置を演算する。この演算部２４の演算結果から、照明対象物の位置を認識することができる。すなわち、撮像部２２、画像処理部２３、及び、演算部２４は、移動する照明対象物の位置を認識する位置認識部を構成している。
【０１２４】
演算部２４の演算結果は、制御部２５に渡される。制御部２５は、演算部２４から渡される演算結果を受けて、照明部２１からの出射光、即ち、照明光の指向性を制御する。具体的には、制御部２５は、演算部２４が算出した照明対象物の位置情報を基に、照明対象物に照明光が照射されるように、当該照明光の指向性を照明対象物の方向とするための制御を行う。
【０１２５】
制御部２５による制御は、照明部２１として、先述した第１の実施形態の実施例１〜実施例５に係る照明装置１０A〜１０Fを用いる場合には、液晶レンズの液晶層に対する電圧の印加の仕方によって照明光の指向性を変える制御となる。
【０１２６】
画像処理部２３、演算部２４及び、制御部２５は、種々の回路から構成することができる。これらは、マイクロコンピュータを含む周知の回路素子などを用いて構成することができる。
【０１２７】
上述した構成の第２の実施形態に係る照明装置２０によれば、人や物など照明対象物が移動する際に、当該照明対象物を追跡して照明光の指向性を変化させる自動追跡型の照明システムを構成できる。
【０１２８】
尚、本開示は以下のような構成を取ることができる。
（１）透明な複数の電極を備える第１基板と、透明な共通電極を備える第２基板との間に液晶層が配置されて成る液晶レンズを備えており、
液晶層に対する電圧の印加の仕方によって液晶レンズからの出射光の指向性が変化する照明装置。
（２）複数の電極と共通電極との間に印加する電圧の値の設定及び複数の電極の中からの電圧を印加すべき電極の選択の少なくとも一方によって出射光の指向性が変化する前記（１）に記載の照明装置。
（３）液晶レンズの出射光側にレンズ部品が設けられている前記（１）または前記（２）に記載の照明装置。
（４）液晶レンズの出射光側に反射体が設けられている前記（１）から前記（３）のいずれかに記載の照明装置。
（５）反射体は、角度が多段階に、または、連続的に異なる反射面を有し、液晶レンズの出射光が照射される反射面の角度に応じて出射光の出射方向を設定する前記（４）に記載の照明装置。
（６）透明な複数の電極を備える第１基板と、透明な共通電極を備える第２基板との間に液晶層が配置されて成る液晶レンズを備える照明装置の駆動に当たって、
液晶レンズからの出射光の指向性を、液晶層に対する電圧の印加の仕方によって変化させる照明装置の駆動方法。
（７）出射光の指向性が可変な照明部、
照明対象物の位置を認識する位置認識部、及び、
位置認識部の認識結果に基づいて照明部からの出射光の指向性を制御する制御部を備える照明装置。
（８）照明部は、透明な複数の電極を備える第１基板と、透明な共通電極を備える第２基板との間に液晶層が配置されて成る液晶レンズを有し、液晶層に対する電圧の印加の仕方によって液晶レンズからの出射光の指向性が変化する前記（７）に記載の照明装置。
（９）出射光の指向性が可変な照明部を備える照明装置の駆動に当たって、
照明対象物の位置を認識し、
その位置認識結果に基づいて照明部からの出射光の指向性を制御する照明装置の駆動方法。
【符号の説明】
【０１２９】
１０A，１０B，１０C，１０D，１０E，１０F，２０・・・照明装置、１１・・・筐体、１２・・・凹部、１３・・・発光素子、１４・・・液晶レンズ、１５A，１５B・・・固定レンズ、１６・・・多面体鏡、１６A，１６B，１６C・・・反射面、１７・・・曲面体鏡、１８A，１８B・・・反射板、１９・・・樹脂、２１・・・照明部、２２・・・撮像部、２３・・・画像処理部、２４・・・演算部、２５・・・制御部、１４１，１４２・・・ガラス基板、１４３・・・封止部、１４４・・・液晶層、１４５・・・共通電極、１４５Ｓ・・・遮蔽電極、１４６・・・帯状電極、１４７・・・レンズ列、１４８・・・配向膜、１４９・・・スペーサ
【技術分野】
【０００１】
本開示は、照明装置及び照明装置の駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
２つの基板間に液晶層が配置されて成る液晶レンズを用いた照明装置が種々提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。特許文献１に記載の照明装置は、液晶層に液晶材料に加えて、透過光を拡散する拡散材料を封入し、その拡散材料の選定によって拡散効力を変えるにようしている。また、特許文献２に記載の照明装置は、液晶層を凹レンズとして機能させることにより、発光部による照射光を拡散するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２３０８８７号公報（特に、段落番号［００３６］参照）
【特許文献２】特開２０１０−２３１９７６号公報（特に、段落番号［００３２］参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、特許文献１，２に記載の照明装置は、照明光（出射光）の拡散の度合いを変化させることはできるようになっている。これに対して、照明光の拡散の度合いを変化させる機能とは別に、照明光を液晶レンズのレンズ軸上外に偏らせるといった指向性を変化させる機能があると照明装置の照明性能を向上できると考えられる。
【０００５】
そこで、本開示は、照明光の指向性を変化させることができる照明装置及び照明装置の駆動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための、本開示の照明装置は、
透明な複数の電極を備える第１基板と、透明な共通電極を備える第２基板との間に液晶層が配置されて成る液晶レンズを備えており、
液晶層に対する電圧の印加の仕方によって液晶レンズからの出射光の指向性が変化する照明装置である。
【０００７】
あるいは又、上記目的を達成するための、本開示の照明装置の駆動方法は、
透明な複数の電極を備える第１基板と、透明な共通電極を備える第２基板との間に液晶層が配置されて成る液晶レンズを備える照明装置の駆動に当たって、
液晶レンズからの出射光の指向性を、液晶層に対する電圧の印加の仕方によって変化させる照明装置の駆動方法である。
【０００８】
上記の構成の照明装置、あるいは又、照明装置の駆動方法において、液晶層に対する電圧の印加の仕方によって、液晶層の位相差（リタデーション）の分布が変わる。これにより、液晶レンズの光学的形状を、中心が歪んだ形に形成できるため、液晶レンズの焦点距離や出射光の方向・角度を電気的に変えることができる。
【０００９】
あるいは又、上記目的を達成するための、本開示の他の照明装置は、
出射光の指向性が可変な照明部、
照明対象物の位置を認識する位置認識部、及び、
位置認識部の認識結果に基づいて照明部からの出射光の指向性を制御する制御部を備える照明装置である。
【００１０】
あるいは又、上記目的を達成するための、本開示の他の照明装置の駆動方法は、
出射光の指向性が可変な照明部を備える照明装置の駆動に当たって、
照明対象物の位置を認識し、
その位置認識結果に基づいて照明部からの出射光の指向性を制御する照明装置の駆動方法である。
【００１１】
上記の構成の他の照明装置、あるいは又、他の照明装置の駆動方法において、照明部からの出射光、即ち、照明部の照明光の指向性は可変である。そして、照明部の照明光の指向性が、照明対象物の位置の認識結果に基づいて変化することで、照明対象物が移動する場合、照明部の照明光はその指向性が、移動する照明対象物を追跡して変化することになる。
【発明の効果】
【００１２】
本開示の照明装置、あるいは又、照明装置の駆動方法によれば、液晶層に対する電圧の印加の仕方によって液晶レンズの焦点距離や出射光の方向・角度を電気的に変えることができることにより、照明光の指向性を変化させることができるため、照明性能を向上できる。
【００１３】
また、本開示の他の照明装置、あるいは又、他の照明装置の駆動方法によれば、照明光の指向性が可変な照明部を用い、当該照明部の照明光の指向性を、移動する照明対象物を追跡して変化させることにより、照明光を照明対象物に対して常に照射できるため、照明性能を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、第１の実施形態の実施例１に係る照明装置の構成の概略を示す断面図である。
【図２】図２は、円形タイプの液晶レンズの場合の出射光の指向性の変化について説明する図である。
【図３】図３は、レンチキュラータイプの液晶レンズの場合の出射光の指向性の変化について説明する図である。
【図４】図４は、フレネルレンズ化された液晶レンズの構成の一例を模式的に示す斜視図である。
【図５】図５は、液晶レンズがフレネルレンズを構成しているときの状態を模式的に示す図である。
【図６】図６は、液晶層に電圧が印加されていないときの状態を模式的に示す図である。
【図７】図７は、点光源の場合における出射光の指向性の変化について説明する図である。
【図８】図８は、面光源（平行光源）の場合における出射光の指向性の変化について説明する図である。
【図９】図９は、液晶レンズのフレネルレンズ化について説明する図である。
【図１０】図１０は、第１の実施形態の実施例２に係る照明装置の構成の概略を示す断面図である。
【図１１】図１１は、指向性を変化させないとき（Ａ）と、指向性を変化させるとき（Ｂ）の出射光の振る舞いを示す図である。
【図１２】図１２は、第１の実施形態の実施例３に係る照明装置の構成の概略を示す断面図である。
【図１３】図１３は、指向性を変化させないとき（Ａ）と、指向性を変化させるとき（Ｂ）の出射光の振る舞いを示す図である。
【図１４】図１４は、液晶レンズと固定レンズとを組み合わせたときの可変角度及び透過率（効率）について説明する図である。
【図１５】図１５は、固定レンズの出射面の傾斜角度θ2に対する、照明光の可変角度Ｘの依存性（Ａ）、及び、透過率の依存性（Ｂ）を示す図である。
【図１６】図１６は、第１の実施形態の実施例４に係る照明装置の構成の概略を示す断面図である。
【図１７】図１７は、指向性を変化させないとき（Ａ）と、指向性を２通りに変化させるとき（Ｂ），（Ｃ）の出射光の振る舞いを示す図である。
【図１８】図１８は、液晶レンズからの出射光の角度と多面体鏡の反射面での反射光の角度との関係を説明する図である。
【図１９】図１９は、実施例４の変形例に係る照明装置の構成の概略を示す断面図である。
【図２０】図２０は、第１の実施形態の実施例５に係る照明装置の構成の概略を示す断面図である。
【図２１】図２１は、本開示の第２の実施形態の基本的なシステム構成を概略的に示すシステム構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、実施形態に基づき本開示について説明する。本開示は実施形態に限定されるものではなく、実施形態における種々の数値や材料は例示である。以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。尚、説明は、以下の順序で行う。
１．本開示の照明装置及び照明装置の駆動方法、全般に関する説明
２．第１の実施形態
３．第２の実施形態
【００１６】
［本開示の照明装置及び照明装置の駆動方法、全般に関する説明］
本開示の照明装置に用いる液晶レンズは、液晶を利用した一種の光学素子（光学部品）であり、透明な複数の電極を備える第１基板と、透明な共通電極を備える第２基板との間に液晶層が配置された構造となっている。
【００１７】
この構造の液晶レンズにおいて、第１基板の複数の電極と、第２基板の共通電極との間に電圧を与えることで、液晶層に対して電圧を印加することができる。この液晶レンズにあっては、液晶層に印加する電圧を変えて液晶層の位相差（リタデーション）の分布を制御することによって、レンズの屈折力を変えることができる。
【００１８】
第１基板の複数の電極の各々は、帯状の電極（以下、単に「帯状電極」と呼ぶ）の群から成る。帯状電極の群において、各帯状電極に印加する電圧の値の設定及び電圧を印加すべき帯状電極の選択の少なくとも一方によって、液晶レンズから出射される出射光の指向性を変化させる構成とすることができる。
【００１９】
すなわち、各帯状電極に印加する電圧の値の設定によって、電圧を印加すべき帯状電極の選択によって、あるいは又、各帯状電極に印加する電圧の値の設定及び電圧を印加すべき帯状電極の選択によって、液晶レンズからの出射光の指向性を変化させる構成とすることができる。
【００２０】
帯状電極の群において、各帯状電極に印加する電圧の値を適宜設定したり、あるいは又、電圧を印加すべき帯状電極を適宜選択したりすることによって、液晶層に対する電圧の印加の仕方が変わる。従って、液晶層に対する電圧の印加の仕方によって、液晶層の位相差（リタデーション）の分布を制御することができるため、液晶レンズからの出射光の指向性を変化させる構成とすることができる。
【００２１】
液晶層に対して継続的に直流電圧を印加すると液晶材料の劣化を招く。従って、通常の液晶パネルと同様に、共通電極と帯状電極との間に印加する電圧の極性が、例えば一定の周期で順次反転するように液晶レンズを駆動すればよい。
【００２２】
第１基板や第２基板は、光に対して透明な材料から構成することができる。第１基板や第２基板を構成する材料として、アクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ＡＢＳ樹脂、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリアリレート樹脂（ＰＡＲ）、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、ガラスを例示することができる。第１基板と第２基板は同じ材料から構成されていてもよいし、異なる材料から構成されていてもよい。
【００２３】
共通電極や帯状電極は、光透過性を有する金属箔膜や、インジウムとスズの酸化物（ＩＴＯ）や、インジウムと亜鉛の酸化物（ＩＺＯ）などの透明導電材料から構成することができる。これらの電極は、真空蒸着法やスパッタリング法に例示される物理的気相成長法（ＰＶＤ法）、各種の化学的気相成長法（ＣＶＤ法）などの周知の方法によって成膜することができる。また、帯状電極は、フォトリソグラフ法とエッチング法との組合せ、リフトオフ法などの周知の方法によりパターニングすることができる。
【００２４】
液晶層を構成する材料として、ネマティック液晶材料などの周知の材料を用いることができる。液晶層を構成する材料は特に限定するものではない。ポジ型の液晶材料を用いた構成とすることができるし、あるいは又、ネガ型の液晶材料を用いた構成とすることもできる。
【００２５】
第１基板と第２基板における液晶層側の面の少なくとも一方に、液晶分子の配向方向やプレチルト角を設定するための配向処理が施されていてもよい。配向処理は、例えばラビング処理を施した配向膜を形成するなどといった周知の方法によって行うことができる。配向膜は、ポリイミド材料などといった周知の材料を用いて構成することができる。
【００２６】
液晶レンズは、光学的に、円形タイプの液晶レンズ、あるいは又、レンチキュラータイプの液晶レンズとして構成することができる。ここで、レンチキュラー（レンズ）とは、細長いかまぼこ状の凸レンズが多数配置されて成るレンズである。あるいは又、液晶レンズを、光学的に、所謂フレネルレンズとして構成することもできる。
【００２７】
液晶レンズに対して光を発する（照射する）光源は特に限定するものではない。光源としては、液晶レンズに対して拡散光を入射させる点光源であってもよいし、あるいは又、液晶レンズに対して平行光を入射させる面光源(平行光源)であってもよい。
【００２８】
液晶レンズの出射光側にレンズ部品を設ける構成とすることもできる。このレンズ部品は特に限定するものではない。構成の簡略化を図るといった観点からは、レンズ部品として、レンズ特性（性能）が固定の固定レンズを用いるのが好ましい。但し、レンズ部品は固定レンズに限られない。固定レンズに代えて、レンズ特性が可変な可変レンズを用いるようにすることも可能である。
【００２９】
固定レンズとして、凹レンズを用いる構成とすることができる。凹レンズの凹部の形状は特に限定するものではない。凹レンズの凹部の形状は、例えば、縦断面の形状が半円形状であってもよいし、縦断面の形状が台形形状であってもよい。
【００３０】
液晶レンズの出射光側に反射体を設ける構成とすることもできる。反射体は、平面鏡であってもよいが、出射光の指向性を様々に変化させるといった観点からは、反射面の角度が多段階に異なる多面体鏡であるのが好ましい。この多面体鏡の中には、反射面の角度（形状）が連続的に変わる反射体（所謂、曲面体鏡）も含まれる。反射体は、液晶レンズの出射光が照射される反射面の角度に応じて出射光の出射方向を設定する。
【００３１】
液晶レンズの出射光側にレンズ部品や反射体を設けるに当たっては、各々を単独で設ける構成とすることもできるし、あるいは又、レンズ部品と反射体との組合せで設ける構成とすることもできる。
【００３２】
液晶レンズを駆動する駆動回路は、種々の回路から構成することができる。これらは周知の回路素子などを用いて構成することができる。
【００３３】
本開示の照明装置は、一般的な照明装置としての他、監視カメラ用の照明装置（光源装置）や、フラッシュ等のカメラ用の照明装置などとして用いることができる。但し、これらの用途に限られるものではない。例えば、自動車用の照明装置などとして用いることもできる。
【００３４】
また、本開示の照明装置を用いて、照明対象物が移動する際に、当該照明対象物を追跡して照明光の指向性を変化させる照明装置（本開示の他の照明装置）を構成することができる。移動する照明対象物としては、人や物などを例示することができる。
【００３５】
人、物などの照明対象物を追跡するに当たって、移動する照明対象物の位置を位置認識部によって認識するように構成することができる。位置認識部は、例えば、照明対象物を撮像する撮像部、当該撮像部の撮像情報に対して画像処理を施す画像処理部、及び、当該画像処理部の処理結果から照明対象物の位置を演算する演算部などを用いて構成することができる。撮像部としては、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなどを用いた周知の撮像装置（カメラ）を用いることができる。
【００３６】
照明部からの出射光の指向性を制御する制御部は、位置認識部から認識結果、即ち、演算部の演算結果が渡させることにより、当該演算部の演算結果に基づいて出射光の指向性を制御する構成とすることができる。制御部は、位置認識部の認識結果、即ち、演算部が算出した位置情報を基に、照明対象物に対して照明光を照射する（即ち、照明光の指向性を照明対象物の方向とする）ために、液晶レンズの液晶層に対する電圧の印加の仕方を制御する構成とすることができる。
【００３７】
位置認識部や制御部は、種々の回路から構成することができる。これらは、マイクロコンピュータを含む周知の回路素子などを用いて構成することができる。
【００３８】
本明細書に示す各種の条件は、厳密に成立する場合の他、実質的に成立する場合にも満たされる。設計上あるいは製造上生ずる種々のばらつきの存在は許容される。
【００３９】
［第１の実施形態］
本開示の第１の実施形態に係る照明装置は、基本的な構成要素として、透明な複数の電極を備える第１基板と、透明な共通電極を備える第２基板との間に液晶層が配置されて成る液晶レンズを備えている。そして、液晶層に対する電圧の印加の仕方によって、具体的には、複数の電極に印加する電圧の値を適宜設定したり、あるいは又、複数の電極の中から電圧を印加すべき電極を適宜選択したりすることによって液晶レンズからの出射光の指向性を変化させる構成となっている。
【００４０】
第１の実施形態に係る照明装置において、液晶レンズの液晶層に対する電圧の印加の仕方によって液晶層の位相差（リタデーション）の分布が変わる。これにより、液晶レンズの光学的形状を、中心が歪んだ形に形成できるため、液晶レンズの焦点距離や出射光の方向・角度を電気的に変えることができる。その結果、照明光の指向性を変化させることができるため、照明装置の照明性能を向上できる。
【００４１】
以下に、第１の実施形態に係る照明装置の具体的な実施例について説明する。
【００４２】
（実施例１）
図１は、第１の実施形態の実施例１に係る照明装置の構成の概略を示す断面図である。図１において、（Ａ）は照明装置の断面図を、（Ｂ）は液晶レンズの断面図をそれぞれ示している。
【００４３】
図１の（Ａ）において、実施例１に係る照明装置１０Aは、一端が閉塞された筒状、即ち、カップ状の筐体１１を有している。筐体１１の外形形状や内部形状などは特に限定するものではない。例えば、筐体１１の横断面の形状は、円形であってもよいし、楕円形であってもよいし、あるいは又、矩形であってもよい。
【００４４】
筐体１１の凹部１２の例えは底部には、本照明装置１０Aの光源である発光素子１３が配置されている。発光素子１３としては、ＬＥＤ、ＥＬ、電球などの周知の光源を用いることができる。発光素子１３は、拡散光を発する点光源であってもよいし、あるいは又、平行光を発する面光源(平行光源)であってもよい。発光素子１３が発する光の有効利用を図るといった観点からは、筐体１１の凹部１２の少なくとも底面が反射面であることが好ましい。
【００４５】
筐体１１の例えば開口部には、液晶レンズ１４が配されている。ここでは、液晶レンズ１４を筐体１１の開口部に配するとしているが、液晶レンズ１４の配置位置は特に限定するものではない。すなわち、液晶レンズ１４を筐体１１の凹部１２内の任意の場所に配置するようにしてもよい。液晶レンズ１４は、第１，第２透明基板と、これら２つの透明基板間に封入された液晶材料から成る液晶層とを有し、液晶層間に印加する電圧に応じてレンズ性能（特性）が可変な構成となっている。
【００４６】
具体的には、図１の（Ｂ）に示すように、液晶レンズ１４は、２つの透明基板である例えばガラス基板１４１，１４２と、これらガラス基板１４１，１４２間に液晶材料が封止部１４３によって封止されて成る液晶層１４４とを有している。２つのガラス基板１４１，１４２は、無反射コーティングされている。液晶層１４４は、例えば、ホモジニアス分子配列のネマティック液晶から成る。
【００４７】
２つのガラス基板１４１，１４２の内面には、例えば、スズを添加した酸化インジウムのＩＴＯといった金属酸化物から成る膜の透明電極が形成されている。具体的には、２つのガラス基板１４１，１４２の一方の内面には、電気的な接地面を形成するための透明な共通電極１４５がガラス基板全面に亘って形成されている。また、２つのガラス基板１４１，１４２の他方の内面には、液晶層１４４に対して必要な電界分布を与えるための透明な帯状電極１４６が形成されている。
【００４８】
上記の構成の液晶レンズ１４において、液晶層１４４を挟む上下の透明電極（共通電極／帯状電極）１４５，１４６間に電圧を印加すると、複屈折率（即ち、液晶分子の長軸と短軸の屈折率差）を持つネマティック液晶が電場に沿って傾く。つまり、液晶分子（長軸の向き）と平行な方向の直線偏光をもった光にとって、液晶層１４４は電圧の分布に応じて局所的に異なった屈折率の分布をもった媒質と等価となる。従って、液晶層１４４を通過した光の波面には、液晶の印加電圧の面内分布に応じた空間的な波面変調、あるいは、位相変調が加わることになる。
【００４９】
液晶レンズ１４において、液晶層１４４に対する電圧の印加の仕方を変えると、具体的には、帯状電極１４６に印加する電圧の値を適宜設定したり、あるいは又、電圧を印加すべき帯状電極１４６を適宜選択したりすると、液晶層１４４の位相差（リタデーション）の分布が変わる。従って、液晶層１４４に対する電圧の印加の仕方を変えることにより、液晶レンズ１４の焦点距離や、液晶レンズ１４からの出射光の指向性（光の角度・方向）を電気的に制御できる。
【００５０】
液晶層１４４に対する電圧の印加の仕方によって液晶レンズ１４からの出射光の指向性が変わることについて、円形タイプの液晶レンズ１４の場合と、レンチキュラータイプの液晶レンズ１４の場合について説明する。
【００５１】
円形タイプの液晶レンズ１４の場合、通常、図２の（Ａ）に示すように、位相差分布が２次曲線を示す。そして、例えば点光源の発光素子１３から発せられた光は、液晶レンズ１４を通過することによって平行光となる。一方、液晶層１４４に対する電圧の印加の仕方を変えることで、図２の（Ｂ）に示すように、２次曲線のピークが一方側に偏った位相差分布となる。これにより、液晶レンズ１４の光学的形状を、レンズ中心部が歪んだ形に形成できるため、液晶レンズ１４から出射される光の方向、即ち、出射光の指向性を変化させることができる。
【００５２】
レンチキュラータイプの液晶レンズ１４の場合も、通常、図３の（Ａ）に示すように、位相差分布が２次曲線を示す。そして、例えば点光源の発光素子１３から発せられた光は、液晶レンズ１４を通過することによって平行光となる。一方、液晶層１４４に対する電圧の印加の仕方を変えることで、図３の（Ｂ）に示すように、２次曲線のピークが一方側に偏った位相差分布となる。これにより、液晶レンズ１４の光学的形状を、レンズ中心部が歪んだ形に形成できるため、液晶レンズ１４から出射される光の方向、即ち、出射光の指向性を変化させることができる。
【００５３】
円形タイプの液晶レンズ１４の場合にも、レンチキュラータイプの液晶レンズ１４の場合にも、液晶層１４４に対する電圧の印加の仕方を、図２／図４の（Ｂ）の場合と逆にすることで、２次曲線のピークが他方側に偏った位相差分布となる。
【００５４】
このように、液晶層１４４に対する電圧の印加の仕方によって液晶レンズ１４からの出射光、即ち、実施例１に係る照明装置１０Aの照明光の指向性を変えることができ、結果として、当該照明装置１０Aの照明性能を向上できる。
【００５５】
ところで、通常の光学レンズと同様に、液晶レンズにおいても、液晶層の位相差（リタデーション）の分布を所定の領域毎に変化させて鋸歯状の分布とすることにより、所謂フレネルレンズとすることができる。液晶レンズをフレネルレンズの構成とすれば、液晶層の厚さ（セルギャップ）を薄く設定でき、また、応答速度も速くなる。
【００５６】
帯状電極１４６は、一方向に伸びる直線状に形成されている構成とすることができる。この場合には、帯状電極１４６の群の配置や各帯状電極１４６に印加する電圧の値の設定によるが、液晶レンズ１４は、直線状のフレネルレンズ（リニアフレネルレンズ）として動作する。あるいは又、帯状電極１４６は、環状（例えば、同心円状）に形成されている構成とすることができる。この場合には、液晶レンズ１４は、通常の（環状の）フレネルレンズとして動作する。
【００５７】
図４は、フレネルレンズ化された液晶レンズ１４の構成の一例を模式的に示す斜視図である。
【００５８】
図４に示すように、液晶レンズ１４は、２つのガラス基板１４１，１４２間に封止部１４３によって液晶材料を封止した構成となっている。そして、本例に係る液晶レンズ１４にあっては、第１の方向に延びるレンズ列１４７が、第１の方向とは異なる第２の方向にＰ個並んで配列されている。第ｐ列目（但し、ｐ＝１，２，・・・，Ｐ）のレンズ列１４７をレンズ列１４７pと表わす。
【００５９】
後述するように、各レンズ列１４７は、液晶層のリタデーション分布を領域毎に変化させて構成したフレネルレンズ（リニアフレネルレンズ）から成る。説明の都合上、液晶レンズ１４のレンズ群が成す面はＸ−Ｚ平面と平行であり、レンズ列１４７は、垂直方向（図においてＺ方向）に延び、水平方向（図においてＸ方向）に並んで配列されているとする。また、液晶レンズ１４から光が出射する方向が＋Ｙ方向であるとする。
【００６０】
図５は、液晶レンズ１４がフレネルレンズを構成しているときの状態を模式的に示す図である。
【００６１】
図５に示すように、液晶レンズ１４において、２つのガラス基板１４１，１４２の一方（例えば、ガラス基板１４１）には、透明な共通電極１４５が備えられている。また、２つのガラス基板１４１，１４２の他方（例えば、ガラス基板１４２）には、所定の領域ＡＬ（ＡＬL3，ＡＬL2，ＡＬL1，ＡＬC，ＡＬR1,ＡＬR2，ＡＬR3）毎に群を構成するように、透明な複数の帯状電極１４６Ａ，１４６Ｂ，１４６Ｃ，１４６Ｄが備えられている。
【００６２】
尚、帯状電極１４６Ａ，１４６Ｂ，１４６Ｃ，１４６Ｄを区別する必要がない場合に、これらを単に帯状電極１４６と表わす場合がある。領域ＡＬなどの他の構成要素においても同様である。
【００６３】
共通電極１４５と帯状電極１４６は、それぞれ、ガラス基板１４１とガラス基板１４２の液晶層１４４側の面（内面）に形成されている。共通電極１４５と帯状電極１４６は、例えばＩＴＯといった透明導電材料から構成されており、周知の成膜技術により形成されている。帯状電極１４６は、周知のパターニング技術によって所定のストライプ形状に形成されている。
【００６４】
液晶レンズ１４は、例えばポリイミドから成る配向膜１４８を更に含んでいる。配向膜１４８は、帯状電極１４６を含むガラス基板１４２の内面を覆うように全面に亘って形成されている。配向膜１４８の表面にはＺ方向にラビング処理が施されている。配向膜１４８によって、共通電極１４５と帯状電極１４６との間に電位差がない場合における液晶分子１４４Ａの分子軸（長軸）の方向が規定される。液晶層１４４は、ポジ型のネマティック液晶材料から成る。
【００６５】
そして、２つのガラス基板１４１，１４２間において、所定の領域ＡＬの境界に対応する部位には、壁状のスペーサ１４９が設けられている。スペーサ１４９は、透明な高分子材料から成り、感光性を有するスペーサ形成用材料層の感光及び現像によって形成されている。各スペーサ１４９の２つの壁面のうち少なくとも一方（図５に示す例では双方）には、一定値の電圧が印加される遮蔽電極１４５Ｓが設けられている。スペーサ１４９は、ガラス基板１４１の内面に形成されている。遮蔽電極１４５Ｓは、共通電極１４５と一体の電極として形成されている。
【００６６】
液晶レンズ１４の動作時にあっては、図示せぬ駆動回路の動作に基づいて、共通電極１４５及び遮蔽電極１４５Ｓには、同じ一定値（例えば、０［ボルト］）の電圧が印加される。また、複数の帯状電極１４６Ａ，１４６Ｂ，１４６Ｃ，１４６Ｄのそれぞれには、独立した電圧が印加される。
【００６７】
各領域ＡＬにおける帯状電極１４６の配置、及び、スペーサ１４９の配置について更に詳しく説明する。
【００６８】
帯状電極１４６は、一方向（図においてＺ方向）に伸びる直線状に形成されている。そして、図５に示すように、レンズ列１４７の中央に位置する領域ＡＬCにあっては、帯状電極１４６は、左端部（領域ＡＬL1側の端部）から右端部（領域ＡＬR1側の端部）に向かって、帯状電極１４６Ｄ，１４６Ｃ，１４６Ｂ，１４６Ａ，１４６Ｂ，１４６Ｃ，１４６Ｄの順番で配置されている。
【００６９】
レンズ列１４７の左側に位置する領域ＡＬL1，ＡＬL2，ＡＬL3にあっては、帯状電極１４６は、各領域においてその左端部から右端部に向かって、帯状電極１４６Ｄ，１４６Ｃ，１４６Ｂ，１４６Ａの順番で配置されている。一方、レンズ列１４７の右側に位置する領域ＡＬR1，ＡＬR2，ＡＬR3にあっては、帯状電極１４６は、各領域においてその右端部から左端部に向かって、帯状電極１４６Ｄ，１４６Ｃ，１４６Ｂ，１４６Ａの順番で配置されている。尚、説明の都合上、領域ＡＬC以外の領域においては、符号１４６Ｂ，１４６Ｃの表示を省略している。
【００７０】
スペーサ１４９は、領域ＡＬL3と領域ＡＬL2との境界に対応する部位、領域ＡＬL2と領域ＡＬL1との境界に対応する部位、領域ＡＬL1と領域ＡＬCとの境界に対応する部位、領域ＡＬCと領域ＡＬR1との境界に対応する部位、領域ＡＬR1と領域ＡＬR2との境界に対応する部位、及び、領域ＡＬR2と領域ＡＬR3との境界に対応する部位に形成されている。尚、スペーサ１４９も、一方向（図においてＺ方向）に伸びる直線状に形成されている。
【００７１】
以上、各領域ＡＬにおける帯状電極１４６の配置、及び、スペーサ１４９の配置について説明した。そして、図５に示すように、レンズ列１４７の中心を通り、Ｙ方向に延びる仮想直線に対して、帯状電極１４６やスペーサ１４９は線対称の関係となるように配置されている。
【００７２】
次いで、図５と図６を参照して、液晶レンズ１４の動作について説明する。尚、液晶レンズ１４には、図示せぬ偏光フィルムなどによって偏光方向がＺ方向とされた光が入射するとする。
【００７３】
先述したように、図５は、液晶レンズ１４がフレネルレンズを構成しているときの状態を模式的に示す図である。
【００７４】
この状態において、共通電極１４５及び遮蔽電極１４５Ｓには０［ボルト］の電圧が印加されている。また、帯状電極１４６Ａ，１４６Ｂ，１４６Ｃ，１４６Ｄには、図示せぬ給電線を介して０［ボルト］，１［ボルト］，２［ボルト］，３［ボルト］といった電圧がそれぞれ印加されている。尚、実際には、液晶層１４４を交流駆動するために、帯状電極１４６に印加される電圧の極性は例えば所定の周期で切り換えられる。説明の都合上、電圧の極性の反転は考慮しないで説明を行う。
【００７５】
帯状電極１４６Ｄと共通電極１４５との間の電圧は３［ボルト］である。従って、帯状電極１４６Ｄと共通電極１４５との間に当該電圧に応じた電界が形成され、液晶分子１４４Ａの長軸はＹ方向を向く。また、帯状電極１４６Ｃと共通電極１４５との間の電圧は２［ボルト］である。従って、帯状電極１４６Ｃと共通電極１４５との間には、先ほどよりも弱い電界が形成される。このとき、液晶分子１４４Ａの長軸はＹ方向を向くが、その程度は若干弱い。
【００７６】
同様に、帯状電極１４６Ｂと共通電極１４５との間の電圧は１［ボルト］である。従って、帯状電極１４６Ｂと共通電極１４５との間にも電界が形成され、液晶分子１４４Ａの長軸はＹ方向を向くが、その程度は更に弱くなる。一方、帯状電極１４６Ａと共通電極１４５との間の電圧は０［ボルト］である。従って、帯状電極１４６Ａと共通電極１４５との間には電界が形成されず、液晶分子１４４Ａの長軸はＺ方向のままとなる。
【００７７】
液晶分子１４４Ａの長軸方向の屈折率は、短軸方向の屈折率よりも大きい。このため、偏光軸がＺ方向である光に対しての液晶層１４４におけるリタデーション（位相差）の分布は、帯状電極１４６Ａに対応する部分が大きく、帯状電極１４６Ｄに向かうほど小さくなるといった変化を示す。図４に示すグラフは、リタデーションの分布を模式的に示したものである。他の図面におけるグラフについても同様である。
【００７８】
上述したように、レンズ列１４７の中心を通り、Ｙ方向に延びる仮想直線に対して、帯状電極１４６は線対称の関係となるように配置されている。結果として、領域ＡＬL3乃至ＡＬR3におけるリタデーションの分布は、レンズ列１４７の中心を通り、Ｙ方向に延びる仮想直線に対して対称な鋸歯状の分布となる。光学的には、液晶層１４４は鋸歯状の断面を持つフレネルレンズと同視することができる。
【００７９】
このように、本例に係る液晶レンズ１４は、共通電極１４５と帯状電極１４６との間に印加される電圧によって所定の領域毎にリタデーションの分布が制御されるフレネルレンズとして動作する。より具体的には、レンズ列１４７はＺ方向に延びる直線状のフレネルレンズ（リニアフレネルレンズ）として動作する。
【００８０】
続いて、共通電極１４５と帯状電極１４６との間に電圧が印加されていないときの動作について、図６を用いて説明する。図６は、液晶層に電圧が印加されていないときの状態を模式的に示す図である。
【００８１】
この状態において、共通電極１４５及び遮蔽電極１４５Ｓには０［ボルト］の電圧が印加され、また、帯状電極１４６Ａ，１４６Ｂ，１４６Ｃ，１４６Ｄの全てに０［ボルト］の電圧が印加されている。従って、共通電極１４５と帯状電極１４６Ａ，１４６Ｂ，１４６Ｃ，１４６Ｄとの間には電界が形成されないため、液晶分子１４４Ａの長軸はＺ方向のままとなる。
【００８２】
このため、領域ＡＬL3乃至領域ＡＬR3におけるリタデーションの分布は一様となる。光学的には、液晶層１４４は単なる透明層として作用する。
【００８３】
尚、以上では、帯状電極１４６を一方向に伸びる直線状に形成した構成とすることで、液晶レンズ１４を直線状のフレネルレンズ（リニアフレネルレンズ）として動作させる場合を例に挙げて説明したが、これに限られるものではない。すなわち、帯状電極１４６を環状（例えば、同心円状）に形成した構成とすることで、液晶レンズ１４を通常の（環状の）フレネルレンズとして動作させることも可能である。
【００８４】
上述した、直線状のフレネルレンズとして、あるいは又、同心円状のフレネルレンズとして動作する液晶レンズ１４を備える実施例１に係る照明装置１０Aにおいて、液晶層１４４に対する電圧の印加の仕方によって液晶レンズ１４からの出射光の指向性を変化させることができる。
【００８５】
具体的には、発光素子１３が液晶レンズ１４に拡散光を入射させる点光源の場合、例えば、同心円状のフレネルレンズとして動作する液晶レンズ１４を用いるものとする。この場合、図７の（Ａ）に示すように、入射光が光軸に平行な平行光として出射されるのに対して、液晶層１４４に対する電圧の印加の仕方によって、図７の（Ｂ）に示すように、出射光の指向性を変化させることができる。
【００８６】
一方、発光素子１３が平行光を発する面光源（平行光源)の場合、例えば、直線状のフレネルレンズとして動作する液晶レンズ１４を用いるものとする。この場合、図８の（Ａ）に示すように、入射する平行光がそのまま光軸に平行な平行光として出射されるのに対して、液晶層１４４に対する電圧の印加の仕方によって、図８の（Ｂ）に示すように、出射光の指向性を変化させることができる。
【００８７】
このように、液晶レンズ１４からの出射光、即ち、実施例１に係る照明装置１０Aの照明光の指向性を変化させることができることで、当該照明装置１０Aの照明性能を向上できる。
【００８８】
次いで、液晶レンズのフレネルレンズ化について説明する。ここでは、入射光の波長が５５０［ｎｍ］、焦点距離が３０［ｍｍ］、レンズ径が５［ｍｍ］の条件の下に、図９の（Ａ）に示す２次曲線の位相差分布を持つ液晶レンズを、同心円状のフレネルレンズとする場合について説明する。このときの液晶レンズのセルギャップが５５０［μｍ］、実効複屈折率Δｎが０．２とする。
【００８９】
図９の（Ｂ）に、液晶レンズをフレネルレンズ化したときのレンズ径［μｍ］とセルギャップ［μｍ］との関係を示す。この図から明らかなように、フレネルレンズ化することで、セルギャップ、即ち、液晶層の厚さをレンズ中心から外周部に亘ってほぼ均一にすることができる。しかも、液晶レンズをフレネルレンズ化することで、セルギャップを、フレネルレンズ化する前のセルギャップ（５５０［μｍ］）に比べて、１／１０以下（５０［μｍ］）程度まで薄くすることができる。
【００９０】
（実施例２）
図１０は、第１の実施形態の実施例２に係る照明装置の構成の概略を示す断面図である。
【００９１】
図１０に示すように、実施例２に係る照明装置１０Bは、液晶レンズ１４とレンズ部品との組合せから成る構成となっている。レンズ部品としては、例えば、固定レンズ１５Aを用いる。固定レンズ１５Aは、例えば、凹レンズであり、その凹部が出射側になるように液晶レンズ１４の出射光側に配置されている。固定レンズ１５Aは、凹部の縦断面の形状が半円形状、即ち、出射面が半球面となっている。
【００９２】
図１１は、指向性を変化させないとき（Ａ）と、指向性を変化させるとき（Ｂ）の出射光の振る舞いを示す図である。
【００９３】
図１１の（Ａ）に示すように、指向性を変化させないときは、液晶レンズ１４を通過した平行光は、固定レンズ１５Aで拡散されて出射される。図１１の（Ｂ）に示すように、指向性を変化させるときは、液晶レンズ１４を通過する際に指向性が変えられ、その状態で固定レンズ１５Aに入射する。そして、固定レンズ１５Aの凹部から出射する際に、半球面の出射面で拡散され、更に指向性が変えられる。
【００９４】
このように、液晶レンズ１４と固定レンズ１５Aとを組み合わせた構成の実施例２に係る照明装置１０Bによれば、実施例１に係る照明装置１０Aに比較して、出射光の指向性の可変角度を大きくすることできるため、当該照明装置１０Bの照明性能をより向上できる。
【００９５】
（実施例３）
図１２は、第１の実施形態の実施例３に係る照明装置の構成の概略を示す断面図である。
【００９６】
実施例３に係る照明装置１０Cは、実施例２に係る照明装置１０Bと同様に、液晶レンズ１４と固定レンズとの組合せから成る構成となっており、異なるのは、固定レンズ１５Bの形状の点である。すなわち、固定レンズ１５Bは、凹部の縦断面の形状が台形形状となっている。
【００９７】
図１３は、指向性を変化させないとき（Ａ）と、指向性を変化させるとき（Ｂ）の出射光の振る舞いを示す図である。
【００９８】
図１３の（Ａ）に示すように、指向性を変化させないときは、液晶レンズ１４を通過した平行光は、固定レンズ１５Bの縦断面が台形の凹部の頂面が平面であることで、そのまま平行光として出射される。図１３の（Ｂ）に示すように、指向性を変化させるときは、液晶レンズ１４を通過する際に指向性が変えられ、その状態で固定レンズ１５Bに入射する。そして、固定レンズ１５Bの凹部から出射する際に、傾斜面の出射面で更に指向性が変えられる。
【００９９】
このように、液晶レンズ１４と固定レンズ１５Bとを組み合わせた構成の実施例３に係る照明装置１０Cによれば、実施例２に係る照明装置１０Bと同様に、出射光の指向性の可変角度を大きくすることできる。但し、固定レンズ１５Bの凹部の出射面が平面及び傾斜面であるため、出射面が曲面である、実施例２に係る照明装置１０Bの場合のような拡散効果を得ることはできない。
【０１００】
ここで、図１４を用いて、液晶レンズ１４と固定レンズ１５Bとを組み合わせたときの可変角度及び透過率（効率）について考察する。
【０１０１】
図１４において、液晶レンズ１４の出射角をθ1とし、固定レンズ１５Bの出射面の傾斜角度をθ2とする。ここでは、液晶レンズ１４から出射される光の角度、即ち、液晶レンズ１４の出射角θ1を例えば５度とする。固定レンズ１５Bからの出射光、即ち、照明装置１０Cの照明光の可変角度Ｘは、固定レンズ１５Bの出射面の傾斜角度θ2に依存する。
【０１０２】
図１５は、固定レンズ１５Bの出射面の傾斜角度θ2に対する、照明光の可変角度Ｘの依存性（Ａ）、及び、透過率（効率）の依存性（Ｂ）を示す図である。
【０１０３】
図１５の（Ａ）から明らかなように、θ1＝５度のとき、固定レンズ１５Bの出射面の傾斜角度θ2を例えば２０度に設定すると、照明装置１０Cの照明光の可変角度Ｘは２０度となる。そして、図１５の（Ｂ）から明らかなように、可変角度Ｘが２０度のときの透過率（効率）は約９０［％］となる。尚、図１５の（Ｂ）において、Ｔ０sはｓ波の透過率を表わし、Ｔ０pはp波の透過率を表わし、Ｔ０はs波、p波の合計の特性を表わしている。
【０１０４】
（実施例４）
図１６は、第１の実施形態の実施例４に係る照明装置の構成の概略を示す断面図である。
【０１０５】
図１６に示すように、実施例４に係る照明装置１０Dは、液晶レンズ１４と反射体との組合せから成る構成となっている。反射体は、その反射面が筐体１１の開口部側を向くように、液晶レンズ１４の出射面側に設けられる。本例では、反射体として、反射面の角度が多段階に異なる多面体鏡１６を用いている。本例に係る多面体鏡１６は、例えば、角度が３段階に異なる３つの反射面１６A，１６B，１６Cを有している。
【０１０６】
図１７は、指向性を変化させないとき（Ａ）と、指向性を２通りに変化させるとき（Ｂ），（Ｃ）の出射光の振る舞いを示す図である。
【０１０７】
図１７の（Ａ）に示すように、指向性を変化させないときは、液晶レンズ１４は通常のレンズの状態、即ち、位相差分布の２次曲線のピークがレンズ中心となる状態にある。このとき、液晶レンズ１４から出射される平行光は、多面体鏡１６の真ん中の反射面１６Aに入射し、当該反射面１６Aで反射されて筐体１１の外部に照明装置１０Dの照明光として出射される。
【０１０８】
一方、液晶レンズ１４を位相差分布の２次曲線のピークがレンズ中心から一方側に偏った状態にすると、図１７の（Ｂ）に示すように、液晶レンズ１４からの出射光の指向性が一方側に変化する。これにより、液晶レンズ１４から出射される平行光は、多面体鏡１６の反射面１６Bに入射し、当該反射面１６Bで反射されて筐体１１の外部に照明装置１０Dの照明光として出射される。
【０１０９】
また、液晶レンズ１４を位相差分布の２次曲線のピークがレンズ中心から他方側に偏った状態にすると、図１７の（Ｃ）に示すように、液晶レンズ１４からの出射光の指向性が他方側に変化する。これにより、液晶レンズ１４から出射される平行光は、多面体鏡１６の反射面１６Cに入射し、当該反射面１６Cで反射されて筐体１１の外部に照明装置１０Dの照明光として出射される。
【０１１０】
このように、液晶レンズ１４と反射体とを組み合わせた、所謂反射型の構成の実施例４に係る照明装置１０Dによれば、反射体の作用によって出射光の指向性の可変角度を大きく設定することできるため、当該照明装置１０Dの照明性能をより向上できる。
【０１１１】
具体的には、液晶レンズ１４を透過した光を照明光とする透過型の照明装置では、液晶レンズ１４の指向性の可変範囲内でしか照明光の指向性を変えることができない。これに対して、図１８に示すように、液晶レンズ１４の可変角度をΔθ、例えば多面体鏡１６の反射面１６Cの傾斜角度をαとすると、多面体鏡１６を用いた反射型の照明装置１０Dでは、反射面１６Cでの反射光の角度はΔθ＋２αとなり、照明光の指向性の可変角度を透過型に比べて大きく設定することできる。
【０１１２】
尚、本実施例４では、液晶レンズ１４との組合せで用いる反射体として、反射面の角度が多段階に異なる多面体鏡１６を用いるとしたが、図１９に示すように、反射面の角度（形状）が連続的に変わる所謂曲面体鏡１７を用いる構成の照明装置（変形例に係る照明装置１０E）とすることもできる。
【０１１３】
また、本実施例４では、液晶レンズ１４と反射体との組合せから成る構成としたが、実施例２や実施例３との組合せ、即ち、液晶レンズ１４とレンズ部品と反射体との組合せから成る構成とすることもできる。この場合、レンズ部品は、液晶レンズ１４と反射体との間に配置するのが好ましい。これによれば、先述した、指向性を変化させないときと、指向性を２通りに変化させるときのそれぞれに対応してレンズ部品を設ける構成としなくても、１つのレンズ部品で対応できる構成とすることができる。
【０１１４】
（実施例５）
図２０は、第１の実施形態の実施例５に係る照明装置の構成の概略を示す断面図である。
【０１１５】
図２０に示すように、実施例５に係る照明装置１０Fは、実施例４に係る照明装置１０Dと同様に、液晶レンズ１４と反射体との組合せから成る構成となっている。但し、実施例４に係る照明装置１０Dでは、反射体として多面体鏡１６を用いているのに対して、実施例５に係る照明装置１０Fでは、反射体として２枚の反射板１８A，１８Bを用いている点で相違する。
【０１１６】
２枚の反射板１８A，１８Bは、光源である発光素子１３及び液晶レンズ１４と共に筐体１１内に設けられる。筐体１１の内部には、例えば樹脂１８が充填される。樹脂１８が充填された筐体１１の出射部は、例えば、凹形状に形成されている。筐体１１の出射部は、必ずしも、凹形状である必要はなく、フラットな形状であってもよい。
【０１１７】
このように、反射体として２枚の反射板１８A，１８Bを用い、液晶レンズ１４との組合せから成る、実施例５に係る照明装置１０Fにあっても、実施例１乃至４と同様に、液晶レンズ１４の液晶層１４４に対する電圧の印加の仕方によって照明光の指向性を変化させることができる。
【０１１８】
また、筐体１１の出射部が凹形状となっていることで、実施例３に係る照明装置１０Cで用いた凹レンズの固定レンズ１５Bと同様の作用効果を得ることができる。すなわち、図２０に一点鎖線で光の振る舞いを示すように、照明装置１０Cから出射光、即ち、照明光の指向性の可変角度を大きく設定することできる。
【０１１９】
［第２の実施形態］
図２１は、本開示の第２の実施形態の基本的なシステム構成を概略的に示すシステム構成図である。
【０１２０】
第２の実施形態に係る照明装置（システム）２０は、人や物など照明対象物が移動する際に、当該照明対象物を追跡して照明光の指向性を変化させる、所謂自動追跡型の照明システムの構成となっている。
【０１２１】
照明装置２０は、照明対象物を照明する照明光の指向性が可変な照明部２１を備えている。照明部２１としては、照明光の指向性が可変なものであればよく、例えば、先述した第１の実施形態の実施例１〜実施例５に係る照明装置１０A〜１０Fを用いることができる。
【０１２２】
照明装置２０は更に、人や物など照明対象物を撮像する撮像部２２を備える。撮像部２２としては、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなどを用いた周知の撮像装置（カメラ）を用いることができる。撮像部２２の撮像情報は、画像処理部２３に渡される。画像処理部２３は、撮像部２２から与えられる撮像情報に対して、周知の種々の画像処理を施す。
【０１２３】
画像処理部２３の処理結果は、演算部２４に渡される。演算部２４は、画像処理部２３の処理結果を基に、照明対象物の移動方向や移動距離などを求めることによって照明対象物の位置を演算する。この演算部２４の演算結果から、照明対象物の位置を認識することができる。すなわち、撮像部２２、画像処理部２３、及び、演算部２４は、移動する照明対象物の位置を認識する位置認識部を構成している。
【０１２４】
演算部２４の演算結果は、制御部２５に渡される。制御部２５は、演算部２４から渡される演算結果を受けて、照明部２１からの出射光、即ち、照明光の指向性を制御する。具体的には、制御部２５は、演算部２４が算出した照明対象物の位置情報を基に、照明対象物に照明光が照射されるように、当該照明光の指向性を照明対象物の方向とするための制御を行う。
【０１２５】
制御部２５による制御は、照明部２１として、先述した第１の実施形態の実施例１〜実施例５に係る照明装置１０A〜１０Fを用いる場合には、液晶レンズの液晶層に対する電圧の印加の仕方によって照明光の指向性を変える制御となる。
【０１２６】
画像処理部２３、演算部２４及び、制御部２５は、種々の回路から構成することができる。これらは、マイクロコンピュータを含む周知の回路素子などを用いて構成することができる。
【０１２７】
上述した構成の第２の実施形態に係る照明装置２０によれば、人や物など照明対象物が移動する際に、当該照明対象物を追跡して照明光の指向性を変化させる自動追跡型の照明システムを構成できる。
【０１２８】
尚、本開示は以下のような構成を取ることができる。
（１）透明な複数の電極を備える第１基板と、透明な共通電極を備える第２基板との間に液晶層が配置されて成る液晶レンズを備えており、
液晶層に対する電圧の印加の仕方によって液晶レンズからの出射光の指向性が変化する照明装置。
（２）複数の電極と共通電極との間に印加する電圧の値の設定及び複数の電極の中からの電圧を印加すべき電極の選択の少なくとも一方によって出射光の指向性が変化する前記（１）に記載の照明装置。
（３）液晶レンズの出射光側にレンズ部品が設けられている前記（１）または前記（２）に記載の照明装置。
（４）液晶レンズの出射光側に反射体が設けられている前記（１）から前記（３）のいずれかに記載の照明装置。
（５）反射体は、角度が多段階に、または、連続的に異なる反射面を有し、液晶レンズの出射光が照射される反射面の角度に応じて出射光の出射方向を設定する前記（４）に記載の照明装置。
（６）透明な複数の電極を備える第１基板と、透明な共通電極を備える第２基板との間に液晶層が配置されて成る液晶レンズを備える照明装置の駆動に当たって、
液晶レンズからの出射光の指向性を、液晶層に対する電圧の印加の仕方によって変化させる照明装置の駆動方法。
（７）出射光の指向性が可変な照明部、
照明対象物の位置を認識する位置認識部、及び、
位置認識部の認識結果に基づいて照明部からの出射光の指向性を制御する制御部を備える照明装置。
（８）照明部は、透明な複数の電極を備える第１基板と、透明な共通電極を備える第２基板との間に液晶層が配置されて成る液晶レンズを有し、液晶層に対する電圧の印加の仕方によって液晶レンズからの出射光の指向性が変化する前記（７）に記載の照明装置。
（９）出射光の指向性が可変な照明部を備える照明装置の駆動に当たって、
照明対象物の位置を認識し、
その位置認識結果に基づいて照明部からの出射光の指向性を制御する照明装置の駆動方法。
【符号の説明】
【０１２９】
１０A，１０B，１０C，１０D，１０E，１０F，２０・・・照明装置、１１・・・筐体、１２・・・凹部、１３・・・発光素子、１４・・・液晶レンズ、１５A，１５B・・・固定レンズ、１６・・・多面体鏡、１６A，１６B，１６C・・・反射面、１７・・・曲面体鏡、１８A，１８B・・・反射板、１９・・・樹脂、２１・・・照明部、２２・・・撮像部、２３・・・画像処理部、２４・・・演算部、２５・・・制御部、１４１，１４２・・・ガラス基板、１４３・・・封止部、１４４・・・液晶層、１４５・・・共通電極、１４５Ｓ・・・遮蔽電極、１４６・・・帯状電極、１４７・・・レンズ列、１４８・・・配向膜、１４９・・・スペーサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明な複数の電極を備える第１基板と、透明な共通電極を備える第２基板との間に液晶層が配置されて成る液晶レンズを備えており、
液晶層に対する電圧の印加の仕方によって液晶レンズからの出射光の指向性が変化する照明装置。
【請求項２】
複数の電極と共通電極との間に印加する電圧の値の設定及び複数の電極の中からの電圧を印加すべき電極の選択の少なくとも一方によって出射光の指向性が変化する請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
液晶レンズの出射光側にレンズ部品が設けられている請求項１に記載の照明装置。
【請求項４】
液晶レンズの出射光側に反射体が設けられている請求項１に記載の照明装置。
【請求項５】
反射体は、角度が多段階に、または、連続的に異なる反射面を有し、液晶レンズの出射光が照射される反射面の角度に応じて出射光の出射方向を設定する請求項４に記載の照明装置。
【請求項６】
透明な複数の電極を備える第１基板と、透明な共通電極を備える第２基板との間に液晶層が配置されて成る液晶レンズを備える照明装置の駆動に当たって、
液晶レンズからの出射光の指向性を、液晶層に対する電圧の印加の仕方によって変化させる照明装置の駆動方法。
【請求項７】
出射光の指向性が可変な照明部、
照明対象物の位置を認識する位置認識部、及び、
位置認識部の認識結果に基づいて照明部からの出射光の指向性を制御する制御部を備える照明装置。
【請求項８】
照明部は、透明な複数の電極を備える第１基板と、透明な共通電極を備える第２基板との間に液晶層が配置されて成る液晶レンズを有し、液晶層に対する電圧の印加の仕方によって液晶レンズからの出射光の指向性が変化する請求項７に記載の照明装置。
【請求項９】
出射光の指向性が可変な照明部を備える照明装置の駆動に当たって、
照明対象物の位置を認識し、
その位置認識結果に基づいて照明部からの出射光の指向性を制御する照明装置の駆動方法。
【請求項１】
透明な複数の電極を備える第１基板と、透明な共通電極を備える第２基板との間に液晶層が配置されて成る液晶レンズを備えており、
液晶層に対する電圧の印加の仕方によって液晶レンズからの出射光の指向性が変化する照明装置。
【請求項２】
複数の電極と共通電極との間に印加する電圧の値の設定及び複数の電極の中からの電圧を印加すべき電極の選択の少なくとも一方によって出射光の指向性が変化する請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
液晶レンズの出射光側にレンズ部品が設けられている請求項１に記載の照明装置。
【請求項４】
液晶レンズの出射光側に反射体が設けられている請求項１に記載の照明装置。
【請求項５】
反射体は、角度が多段階に、または、連続的に異なる反射面を有し、液晶レンズの出射光が照射される反射面の角度に応じて出射光の出射方向を設定する請求項４に記載の照明装置。
【請求項６】
透明な複数の電極を備える第１基板と、透明な共通電極を備える第２基板との間に液晶層が配置されて成る液晶レンズを備える照明装置の駆動に当たって、
液晶レンズからの出射光の指向性を、液晶層に対する電圧の印加の仕方によって変化させる照明装置の駆動方法。
【請求項７】
出射光の指向性が可変な照明部、
照明対象物の位置を認識する位置認識部、及び、
位置認識部の認識結果に基づいて照明部からの出射光の指向性を制御する制御部を備える照明装置。
【請求項８】
照明部は、透明な複数の電極を備える第１基板と、透明な共通電極を備える第２基板との間に液晶層が配置されて成る液晶レンズを有し、液晶層に対する電圧の印加の仕方によって液晶レンズからの出射光の指向性が変化する請求項７に記載の照明装置。
【請求項９】
出射光の指向性が可変な照明部を備える照明装置の駆動に当たって、
照明対象物の位置を認識し、
その位置認識結果に基づいて照明部からの出射光の指向性を制御する照明装置の駆動方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１３−７３７１５（Ｐ２０１３−７３７１５Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１０４１５（Ｐ２０１１−２１０４１５）
【出願日】平成２３年９月２７日（２０１１．９．２７）
【出願人】（５９８１７２３９８）株式会社ジャパンディスプレイウェスト (90)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２７日（２０１１．９．２７）
【出願人】（５９８１７２３９８）株式会社ジャパンディスプレイウェスト (90)
【Ｆターム（参考）】
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